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자료명/저자사항
(2세부) 무선통신기반 열차제어시스템 제작 및 성능평가 최종보고서 / 국토교통부, 국토교통과학기술진흥원 [편] 인기도
발행사항
세종 : 국토교통부, 2019
청구기호
625.165 -19-2
자료실
[서울관] 서고(열람신청 후 1층 대출대)
형태사항
11, 190 p. : 삽화, 도표 ; 30 cm
총서사항
철도기술연구사업 최종보고서 ; 제4차 연도
R&D ; 17RTRP-B089545-04
Construction and transportation R&D report
제어번호
MONO1201936354
주기사항
협동연구기관명: 한국철도공사 ; 공동연구기관: 한국철도시설공단, 유경제어(주), (주)엔비플러스
협동연구기관책임자: 박주훈
참고문헌: p. 189
본문은 한국어, 요약문과 목차는 한국어, 영어가 혼합 수록됨
원문

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[표지]

제출문

보고서 요약서

요약문

SUMMARY

Contents

목차

제1장 연구개발과제의 개요 14

1. 연구개발 목적 14

2. 연구개발의 필요성 14

3. 연구개발 범위 15

제2장 국내·외 기술 개발 현황 19

1. 국내 열차제어시스템 현황 19

2. 국외 열차제어시스템 현황 22

3. 국내·외 열차제어시스템 분류 24

제3장 연구 수행 내용 및 성과 25

1. 열차제어시스템 요구사항 분석 25

가. 국내·외 적용 사례 조사 25

나. 산·학·운영기관 요구사항 분석 28

2. 한국형 무선통신기반 열차제어시스템(KRTCS-2) 인터페이스 개발사양 정의 29

가. 개발사양 정의 29

나. 지상열차제어 인터페이스 요구사항 분석 30

다. CTC-RBC 간 인터페이스 개발사양 정의 및 보완 45

라. EIS-RBC 간 인터페이스 개발사양 정의 및 보완 54

마. KVC-RBC 간 인터페이스 개발사양 정의 및 보완 61

바. RBC-RBC 간 인터페이스 개발사양 정의 및 보완 72

사. 그 외 인터페이스 정의 81

아. 인터페이스 표준규격서 작성 92

자. 지상장치 시작품 설치기준 실차시험 검증 93

3. 시작품 제작 및 지상/차상 시험인프라 구축 95

가. 시험인프라 구축 계획 95

나. 통합시험실 구축 96

다. 고속시험열차(HEMU-430X) 열차제어 인프라 구축 108

라. 일반선 시험차량(DL4457) 열차제어 인프라 구축 118

마. 시험 인프라용 CTC설비 구축 128

바. 호남고속선 시험선 지상 열차제어 인터페이스 구축 142

사. 경강선 시험선 시험선 지상 열차제어 인터페이스 구축 153

아. 시험선 사용전검사 162

4. 한국형 무선통신기반 열차제어시스템 성능평가 166

가. 성능시험 계획 166

나. 통합시험실 성능평가 174

다. 종합시험 성능평가 178

라. 시험 오류에 대한 조치사항 194

제4장 목표 달성도 및 관련 분야 기여도 195

1. 목표 달성도 195

2. 관련 분야 기여도 198

제5장 연구개발성과의 활용계획 198

제6장 연구 과정에서 수집한 해외 과학기술 정보 198

제7장 연구개발성과의 보안등급 200

제8장 국가과학기술종합정보시스템에 등록한 연구시설·장비 현황 200

제9장 연구개발과제 수행에 따른 연구실 등의 안전 조치 이행 실적 200

제10장 연구개발과제의 대표적 연구 실적 201

제11장 기타 사항 202

제12장 참고 문헌 202

[표 2-1] ETCS Level 별 특징 22

[표 2-2] CTCS Level 별 특징 23

[표 2-3] 제어방식에 따른 열차제어시스템 분류 24

[표 3-1] KRTCS-2 인터페이스 구성도 및 장치 29

[표 3-2] 지상시뮬레이터장치↔지상RBC장치 간 물리적 인터페이스 32

[표 3-3] 연동장치↔무선폐색센터 간 인터페이스 요구사항(안) 32

[표 3-4] ETCS Level 2 기반 전자연동장치↔폐색장치 간 물리적 구성 35

[표 3-5] 안전전송 인터페이스 필수 참고사양서 40

[표 3-6] 안전전송유닛의 품질 요구조건(안) 43

[표 3-7] EIS-RBC 간 인터페이스 사양 54

[표 3-8] EIS-RBC 간 메시지 프레임 구조 55

[표 3-9] 선로전환기 표시정보 비트 구성 55

[표 3-10] 장내/출발신호기의 표시정보 비트구성 55

[표 3-11] 진로 표시정보 비트 구성 56

[표 3-12] 궤도회로 표시정보 비트 구성 56

[표 3-13] 운용에 따른 전자연동장치 필수 및 참고정보 56

[표 3-14] 용산역 메시지 전송량 산출 결과 57

[표 3-15] 경산역 메시지 전송량 산출 결과 58

[표 3-16] EIS-RBC 인터페이스 개발사양(안) 주요 기준 보완 59

[표 3-17] 안전전송유닛 상세 메시지 정의 68

[표 3-18] 지상-차상 안전전송 인터페이스 개발사양(안) 주요 기준 보완 내용 71

[표 3-19] ACTIONS 서비스 프리미티브 76

[표 3-20] EVENTS 서비스 프리미티브 76

[표 3-21] ALE 패킷 형식 77

[표 3-22] ALE 패킷 타입 78

[표 3-23] JRU 물리적 인터페이스 사양 81

[표 3-24] JRU와 차상ATP장치 간 메시지 목록 82

[표 3-25] DL4457 기존ATP장치와 KRTCS-2 차상장치 간 병렬연결 인터페이스 85

[표 3-26] 폐색정보전송장치 물리적 인터페이스 사양 89

[표 3-27] 폐색정보전송장치 장치 간 메시지 91

[표 3-28] 시스템 개발을 위한 인터페이스 사양서 92

[표 3-29] 철도공사규격서(KRCS) 92

[표 3-30] 철도공사규격서(KRCS) 제정 요청 93

[표 3-31] RBC 제작사별 열차 제어 수량 93

[표 3-32] ETCS Level 2 RBC 제어거리 94

[표 3-33] 기존 통합시험설비 구성 현황 97

[표 3-34] Subset-076 사양의 구조 98

[표 3-35] 기본 11가지 시험 시나리오 항목 101

[표 3-36] 11가지 기본 시험 시나리오 분석 내역 101

[표 3-37] 호남 고속 시험선 구간 시나리오 주요 동작 102

[표 3-38] ETCS SUBSET-076 테스트 시퀀스 레벨 및 모드 분석 103

[표 3-39] 강릉선 시험선 구간 지상 데이터베이스 구축 104

[표 3-40] 통합시험설비 구축 작업 105

[표 3-41] 최종 일반 및 고속선 시험선로 데이터베이스 106

[표 3-42] 고속시험열차 개조 내용 108

[표 3-43] 디젤기관차(DL4457호) 차상 인터페이스 구축 방안 수립[원문불량;p.105] 118

[표 3-44] 디젤기관차(DL4457호) 차상 인터페이스 장비 구축 120

[표 3-45] 강릉선 시험선 차상성능시험 지원 123

[표 3-46] 디젤기관차(DL4457호) 시험 장비 철거 및 원상 복구 작업 126

[표 3-47] 시험 인프라용 CTC 시스템 사양 129

[표 3-48] CTC 소프트웨어 기능 목록 130

[표 3-49] LDTS 통신포트 목록 134

[표 3-50] 호남고속선 기존 신호설비 설치 현황 142

[표 3-51] 호남고속선 시험선 구간 내의 기존 및 신설 설비 143

[표 3-52] 정읍신호기계실 및 통신기계실 현장조사, 인터페이스 설계 및 구축 145

[표 3-53] 정읍시험센터 현장조사, 인터페이스 설계 및 구축 146

[표 3-54] 선로변 인터페이스 구축을 위한 현장조사 및 실측 146

[표 3-55] 호남고속선 시험선 ETCS - Level 2 PLAN 실시설계 147

[표 3-56] 시험용 발리스에 대한 인터페이스 상세 설계 및 구축에 대한 상세 내용 147

[표 3-57] 시험선 인터페이스 및 인프라 환경 고도화 설계 148

[표 3-58] 호남고속선 시험선 구간 발리스 설치 현황 148

[표 3-59] 시험선 인터페이스 구축 149

[표 3-60] 호남고속선 시험선 사전 인터페이스 시험 결과 150

[표 3-61] 성능시험 관련 안전교육 및 지원 내용 151

[표 3-62] 호남고속선 시험선 인터페이스 장비 철거 및 원상복구 152

[표 3-63] 원주-강릉 신규노선 일반선의 신호설비 구분 153

[표 3-64] 시험선 구간 내의 기존(신규노선) 및 신설(인프라 구축) 설비 154

[표 3-65] 만종역과 횡성역 각 기계실 현장조사 154

[표 3-66] 시험선 구간 설계 도면 155

[표 3-67] 만종역과 횡성역 각 기계실 현장구축 158

[표 3-68] 성능시험 전 관계자와 업무 협의 및 시험 지원 160

[표 3-69] 호남고속선 통합시험 방안 175

[표 3-70] 호남고속선(익산∼모암IEC) 주행 시나리오 175

[표 3-71] 경강선 통합시험 방안 175

[표 3-72] 경강선(만종∼횡성) 주행 시나리오 175

[표 3-73] 컨소시엄 별 통합시험 결과 176

[표 3-74] 컨소시엄 별 호남고속선 현장시험 결과 178

[표 3-75] 호남고속선 시험선 시험항목 179

[표 3-76] 컨소시엄 별 호남고속선 현장시험 현황 179

[표 3-77] 공인기관 성능시험 절차서 추진경과 182

[표 3-78] 경강선 시험선 구간 발리스 설치 현황 186

[표 3-79] 경강선 시험선 시험항목 186

[표 3-80] 컨소시엄 별 경강선 현장시험 현황 186

[그림 1-1] 일반·고속철도 차량 및 열차제어시스템 제작사 14

[그림 2-1] ATP 시스템 구성도 19

[그림 2-2] ATP 제동곡선 20

[그림 2-3] S-ATC 제동곡선 20

[그림 2-4] D-ATC 제동곡선 21

[그림 2-5] CBTC 시스템 구성도 21

[그림 2-6] KRTCS-1 시스템 구성도 22

[그림 2-7] ETCS 설치 현황 23

[그림 3-1] 국내 주요노선 열차제어시스템 건설현황 25

[그림 3-2] ETCS Level 2 시스템이 라루비에르↔몽스 간 노선 27

[그림 3-3] ETCS Level 2 구간 현장조사 28

[그림 3-4] ETCS 아키텍처에서의 연동장치↔무선폐색센터 간 인터페이스 30

[그림 3-5] ETCS Level 1 구간에서의 연동장치↔LEU 간 인터페이스 상세구성도 30

[그림 3-6] ETCS Level 2 기반 지상시뮬레이터장치↔무선폐색센터 간 인터페이스 구성도 31

[그림 3-7] ETCS Level 2 기반 무선폐색센터 I/F 물리적 구성 31

[그림 3-8] 연동장치↔무선폐색센터 간 인터페이스 요구사항 도출 과정 32

[그림 3-9] 연동장치↔무선폐색센터 간 인터페이스 구성(안) 33

[그림 3-10] ABS의 세부 구성 및 인터페이스 34

[그림 3-11] ETCS Level 2 기반 폐색장치↔연동장치 간 인터페이스 구성도 35

[그림 3-12] ETCS Level 2 기반 전자연동장치↔폐색장치 간 물리적 구성 35

[그림 3-13] 폐색 정보전송장치의 통신망 구성도[원문불량;p.23] 36

[그림 3-14] 폐색정보전송장치 정보흐름도 36

[그림 3-15] 무선통신기반 열차제어시스템 폐색장치 인터페이스 구성도 37

[그림 3-16] ETCS Baseline 2 구성도 38

[그림 3-17] 무선 인터페이스 사양 38

[그림 3-18] ETCS Baseline 3 구성도[원문불량;p.39] 39

[그림 3-19] 무선 인터페이스 사양 39

[그림 3-20] ETCS Level 2 기반 안전전송유닛 사양(지상ATP장치) 40

[그림 3-21] ETCS Level 2 기반 안전전송유닛 사양(차상ATP장치) 41

[그림 3-22] Test case를 활용한 안전전송유닛 시험환경 구성 41

[그림 3-23] 시험 구성 및 절차도 42

[그림 3-24] Test case 시험결과 로그(정상) 42

[그림 3-25] LTE-R 설비에서의 열차제어 인터페이스 방안 43

[그림 3-26] 안전전송유닛 품질개선 설계도 44

[그림 3-27] 안전전송유닛 품질개선 외형도 44

[그림 3-28] 안전전송유닛 동작시험 44

[그림 3-29] CTC-RBC 인터페이스 개발 사양 범위[원문불량;p.32] 45

[그림 3-30] RBC-CTC간 물리적 통신 인터페이스[원문불량;p.32] 45

[그림 3-31] RBC-CTC간 논리적으로 연결 가능한 모든 통신세션[원문불량;p.33] 46

[그림 3-32] RBC-CTC간 논리적 인터페이스 동작방법(RBC 측면)[원문불량;p.33] 46

[그림 3-33] RBC-CTC간 논리적 인터페이스 동작방법(CTC 측면)[원문불량;p.34] 47

[그림 3-34] RBC-CTC간 논리적 인터페이스 동작방법(COM서버 Shutdown 시)[원문불량;p.34] 47

[그림 3-35] CTC-RBC 인터페이스 통신 프로토콜 스택 48

[그림 3-36] CTC-RBC간 메시지 흐름 정상 시퀀스[원문불량;p.39] 52

[그림 3-37] CTC-RBC간 시퀀스 중복[원문불량;p.39] 52

[그림 3-38] CTC-RBC간 시퀀스 지연[원문불량;p.40] 53

[그림 3-39] RBC에서 시퀀스 번호 불일치에 대한 예 53

[그림 3-40] EIS-RBC 상세 인터페이스 구성도 54

[그림 3-41] 용산역 연동도표 일부[원문불량;p.203] 57

[그림 3-42] 경산역 연동도표 일부 58

[그림 3-43] 시스템 동작 구성도 61

[그림 3-44] 지상RBC장치 및 KVC장치 간 인터페이스 구성도 61

[그림 3-45] STU와 LTE-R 장비의 인터페이스 구성도 62

[그림 3-46] KVC장치에서 안전-접속을 요청하는 경우의 메시지 흐름도 62

[그림 3-47] 지상에서 안전-접속 응답이 발생하지 않은 경우 메시지 흐름도 63

[그림 3-48] 데이터 전송을 위한 메시지 흐름도(지상→차상) 63

[그림 3-49] 데이터 전송을 위한 메시지 흐름도(차상→지상) 63

[그림 3-50] 안전 접속종료 메시지 흐름도(지상→차상) 64

[그림 3-51] 안전 접속종료 메시지 흐름도(차상→지상) 64

[그림 3-52] 지상안전전송유닛의 상태메시지 전송 예시 65

[그림 3-53] 차상안전전송유닛의 상태 메시지 전송 예시 65

[그림 3-54] 안전전송유닛의 통신장애 감시 예시 66

[그림 3-55] 수신된 메시지를 통해 통신세션정보를 STU1과 STU2가 동시에 관리 66

[그림 3-56] 동일한 RBC로의 안전-접속 통신세션 구축 67

[그림 3-57] RBC-RBC간의 인터페이스 개요 72

[그림 3-58] RBC-RBC 통신시스템 참조 모델 72

[그림 3-59] RBC 통신시스템 구조 장단점 및 결론 73

[그림 3-60] 물리적 인터페이스 73

[그림 3-61] 논리적 인터페이스 74

[그림 3-62] RBC-RBC 인터페이스 통신 프로토콜 스택 74

[그림 3-63] ALE 기능 모델의 통신 예 75

[그림 3-64] RBC-RBC간 세션 연결 및 데이터 전송 시퀀스 79

[그림 3-65] RBC-RBC TCP Client-Server Model 80

[그림 3-66] JRU 커넥터 및 케이블 구성 81

[그림 3-67] JRU와 차상ATP장치 간 메시지 흐름도 82

[그림 3-68] JRU 메시지 구조 83

[그림 3-69] 자료기록장치 84

[그림 3-70] EVA 뷰어 자료기록 정보(예) 84

[그림 3-71] 입·출력 정보 84

[그림 3-72] 기존장치와 KRTCS-2 차상장치 간 인터페이스 구축 절차 85

[그림 3-73] 기존장치와의 인터페이스 회로도 85

[그림 3-74] 디젤기관차의 ATP 전원 회로에서의 전원 공급 86

[그림 3-75] 역전기 전·후진 접점에 대한 ATP 입력 회로 86

[그림 3-76] 견인력 차단 계전기에 의한 회로 86

[그림 3-77] ATP에 의한 비상제동 회로 87

[그림 3-78] 장치 간 인터페이스 개요 88

[그림 3-79] 폐색정보전송장치 인터페이스 구성도 88

[그림 3-80] 전자연동장치와 폐색정보전송장치(역장치용) 인터페이스 구성도 89

[그림 3-81] 역장치용과 현장장치용 간 인터페이스 구성도 89

[그림 3-82] 폐색정보전송장치(현장장치)와 AF 궤도회로 간 인터페이스 구성도 90

[그림 3-83] 폐색정보전송장치 데이터 시퀀스 및 통신 속도 정의 90

[그림 3-84] 호남고속선 및 강릉선 시험운행 계획 수립 95

[그림 3-85] 기존 통합시험설비 현황 96

[그림 3-86] 테스트케이스 및 테스트시퀀스를 활용한 시험시나리오 도출 98

[그림 3-87] 차상ATP장치와 통합시험설비 간 인터페이스 구성도 100

[그림 3-88] 호남 고속 시험선 구간 시나리오 구성도 102

[그림 3-89] 테스트시퀀스 레벨분포 및 선정 항목 103

[그림 3-90] 강릉선 제2시험선 구간 조감도 104

[그림 3-91] 최종 통합시험설비 구성도 107

[그림 3-92] 통합시험실 구축 및 고도화 사진 107

[그림 3-93] 고속시험열차(HEMU-430X) 개조 구성도 108

[그림 3-94] 고속시험열차 M4 객실 개조 설계도 108

[그림 3-95] 고속시험열차 M4 객실 개조 전/후 109

[그림 3-96] 각 제조사별 차상장치 설치 109

[그림 3-97] 객실 내부 및 외부 타공 위치 및 케이블 포설 위치 110

[그림 3-98] 케이블 포설 경로 110

[그림 3-99] 절체 스위치 개념도 110

[그림 3-100] 절체 스위치 설치 사진 111

[그림 3-101] 인터페이스 장치 111

[그림 3-102] 차량 하부 BTM안테나 탈거 위치 112

[그림 3-103] MC카 기존 BTM 철거 후 실내 설치 112

[그림 3-104] MC카 기존 BTM 철거 후 실내 설치 112

[그림 3-105] 객실 장치 철거 및 의자 원복 117

[그림 3-106] 운전실 ATP 절체스위치 철거 및 케이블 원복 117

[그림 3-107] BTM 안테나 철거 및 복구 117

[그림 3-108] 디젤기관차(DL4457호) ETCS Level 2 기반 차상 장치 구성품 배치 설계 최종도면 119

[그림 3-109] 시스템 구성도 128

[그림 3-110] 정읍시험센터 기기 배치도 132

[그림 3-111] 시험용 CTC 인프라구축 (정읍시험센터) 132

[그림 3-112] 시험용 CTC 인프라구축 (만종시험센터) 133

[그림 3-113] LDTS-CTC 인터페이스 구성도 134

[그림 3-114] LDTS-시험인프라용 CTC 인터페이스 추가 구성도 135

[그림 3-115] LDTS-CTC Serial I/F 구축 구성도 136

[그림 3-116] CTC-LDTS Serial I/F 구축 136

[그림 3-117] 현차검증장비 주요기기 138

[그림 3-118] 해무(HEMU-430X) 차량 현차검증장비 구축 139

[그림 3-119] 디젤차량 현차검증장비 구축 139

[그림 3-120] 현차검증장비 분석화면[원문불량;p.127] 140

[그림 3-121] 현차검증장비 분석 리포트[원문불량;p.127] 140

[그림 3-122] 호남고속철도 시운전 및 공인시험 지원 141

[그림 3-123] 시험 인프라용 CTC 설비 철거 141

[그림 3-124] 호남고속 시험선 시험 시나리오 개략도 142

[그림 3-125] 호남고속선 익산-광주송정 간 선로종단면도 및 선로평면도[원문불량;p.130] 143

[그림 3-126] 호남고속선 테스트베드 구간 신호 관구도(정읍 Signalling Chart)[원문불량;p.130] 143

[그림 3-127] RBC-SRME 간 인터페이스 개요도 144

[그림 3-128] 지상안전전송유닛 인터페이스 개요도 144

[그림 3-129] 강릉선 시험선 구간 시험 개략도 153

[그림 3-130] 강릉선 KRTCS-2 지상 설비 철거 계획서[원문불량;p.149] 162

[그림 3-131] 호남고속선 사용전검사 결과[원문불량;p.150] 163

[그림 3-132] 강릉선 사용전검사 결과[원문불량;p.151] 164

[그림 3-133] RBC 모니터링 화면에서 궤도회로 점유 및 진로상태 표시[원문불량;p.152] 165

[그림 3-134] 열차제어시스템 성능시험 절차 166

[그림 3-135] 통합시험 신청 및 시험 절차 166

[그림 3-136] 한국철도공사 간선형 전기동차 138량 ATP시험 항목 168

[그림 3-137] 터기 전기기관차 80량 현차시험 항목(AnsaldoSTS-현대로템) 169

[그림 3-138] 강릉선 DL기관차 현차시험 항목 169

[그림 3-139] 현대로템 컨소시엄 시험결과 검증 176

[그림 3-140] LS산전 컨소시엄 시험결과 검증 176

[그림 3-141] 통합시험 신청서, 결과보고 및 시험결과 검증 보고서(예) 177

[그림 3-142] 호남고속선 시나리오 시험 절차 178

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鐵道信號と保安裝置 / 石井直 著 鐵道信號と保安裝置 オ-ム社
운전설비 고장검지장치에 관한 연구 / 철도청 운전설비 고장검지장치에 관한 연구 철도청
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