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SUMMARY

Contents

목차

제1장 연구개발과제의 개요 26

1. 연구개발 목적 26

2. 연구개발의 필요성 28

3. 연구개발 범위 31

제2장 국내·외 기술 개발 현황 43

1. 국내 기술개발 현황 43

2. 국외 기술개발 현황 54

제3장 연구 수행 내용 및 성과 68

1. 열차제어시스템 요구사항 분석 149

가. 국내·외 적용 사례 조사 149

나. 산·학·운영기관 요구사항 분석 152

2. 한국형 무선통신기반 열차제어시스템(KRTCS-2) 인터페이스 개발사양 정의 153

가. 개발사양 정의 153

나. 지상열차제어 인터페이스 요구사항 분석 154

다. CTC-RBC 간 인터페이스 개발사양 정의 및 보완 166

라. EIS-RBC 간 인터페이스 개발사양 정의 및 보완 175

마. KVC-RBC 간 인터페이스 개발사양 정의 및 보완 182

바. RBC-RBC 간 인터페이스 개발사양 정의 및 보완 191

사. 그 외 인터페이스 정의 199

아. 인터페이스 표준규격서 작성 209

자. 지상장치 시작품 설치기준 실차시험 검증 210

3. 시작품 제작 및 지상/차상 시험인프라 구축 212

가. 시험인프라 구축 계획 212

나. 통합시험실 구축 213

다. 고속시험열차(HEMU-430X) 열차제어 인프라 구축 225

라. 일반선 시험차량(DL4457) 인프라용 CTC설비 구축 232

마. 시험 인프라용 CTC설비 구축 238

바. 호남고속선 시험선 지상 열차제어 인터페이스 구축 252

사. 경강선 시험선 시험선 지상 열차제어 인터페이스 구축 263

아. 시험선 사용전검사 271

4. 한국형 무선통신기반 열차제어시스템 성능평가 274

가. 성능시험 계획 274

나. 통합시험실 성능평가 280

다. 종합시험 성능평가 284

제4장 목표 달성도 및 관련 분야 기여도 493

1. 목표 달성도 493

2. 관련 분야 기여도 498

제5장 연구개발성과의 활용계획 501

제6장 연구 과정에서 수집한 해외 과학기술 정보 504

제7장 연구개발성과의 보안등급 511

제8장 국가과학기술종합정보시스템에 등록한 연구시설·장비 현황 512

제9장 연구개발과제 수행에 따른 연구실 등의 안전 조치 이행 실적 513

제10장 연구개발과제의 대표적 연구 실적 514

제11장 기타 사항 521

제12장 참고 문헌 524

[표 2-1] ETCS Level 2 지상장치 핵심기술 연구내용 43

[표 2-2] 일반 및 고속철도 신호/통신 국가연구개발사업 및 시범사업 현황 44

[표 2-3] 국내 일반·고속철도 열차제어기술 기술 수준 등급 45

[표 2-4] 열차무선통신시스템 현황 47

[표 2-5] 철도 주파수 사용 현황 48

[표 2-6] VHF 채널별 사용 현황 50

[표 2-7] TRS 대역별 사용 현황 50

[표 2-8] 국내 철도용 TRS 주파수 사용 현황 51

[표 2-9] 철도교통 분류체계 52

[표 2-10] Shift2Rail IP2의 우선연구 및 활동 61

[표 2-11] 해외 철도무선통신망 현황 65

[표 3-1] 차상 및 지상장치의 기본 구성 및 요구사항 82

[표 3-2] 차상/지상 장치 구성 및 인증 대상 97

[표 3-3] 문서 양식 목록 100

[표 3-4] ERTMS/ETCS 기본 교육 내용 102

[표 3-5] 유럽규격(EN) 교육 내용 103

[표 3-6] 인증기관 선정용 기술평가기준 105

[표 3-7] 국가철도 통합무선제어시스템 연구개발 시 경제성 분석 결과 138

[표 3-8] 국가철도 통합무선제어시스템 구축 시 경제성 분석 결과 138

[표 3-9] ETCS 레벨 간 전환 142

[표 3-10] 국가별, 노선별 혼용운영 현황 145

[표 3-11] KRTCS-2 인터페이스 구성도 및 장치 153

[표 3-12] 지상시뮬레이터장치↔지상RBC장치 간 물리적 인터페이스 156

[표 3-13] 연동장치↔무선폐색센터 간 인터페이스 요구사항(안) 156

[표 3-14] ETCS Level 2 기반 전자연동장치↔폐색장치 간 물리적 구성 159

[표 3-15] 안전전송 인터페이스 필수 참고사양서 162

[표 3-16] 안전전송유닛의 품질 요구조건(안) 164

[표 3-17] EIS-RBC 간 인터페이스 사양 175

[표 3-18] EIS-RBC 간 메시지 프레임 구조 176

[표 3-19] 선로전환기 표시정보 비트 구성 176

[표 3-20] 장내/출발신호기의 표시정보 비트구성 176

[표 3-21] 진로 표시정보 비트 구성 177

[표 3-22] 궤도회로 표시정보 비트 구성 177

[표 3-23] 운용에 따른 전자연동장치 필수 및 참고정보 177

[표 3-24] 용산역 메시지 전송량 산출 결과 178

[표 3-25] 경산역 메시지 전송량 산출 결과 179

[표 3-26] EIS-RBC 인터페이스 개발사양(안) 주요 기준 보완 내용 180

[표 3-27] 안전전송유닛 상세 메시지 정의 187

[표 3-28] 지상-차상 안전전송 인터페이스 개발사양(안) 주요 기준 보완 내용 190

[표 3-29] ACTIONS 서비스 프리미티브 195

[표 3-30] EVENTS 서비스 프리미티브 195

[표 3-31] ALE 패킷 형식 196

[표 3-32] ALE 패킷 타입 196

[표 3-33] JRU 물리적 인터페이스 사양 199

[표 3-34] JRU와 차상ATP장치 간 메시지 목록 200

[표 3-35] DL4457 기존 ATP장치와 KRTCS-2 차상장치 간 병렬연결 인터페이스 202

[표 3-36] 폐색정보전송장치 물리적 인터페이스 사양 206

[표 3-37] 폐색정보전송장치 장치 간 메시지 208

[표 3-38] 시스템 개발을 위한 인터페이스 사양서 209

[표 3-39] 철도공사규격서(KRCS) 209

[표 3-40] 철도공사규격서(KRCS) 제정 요청 210

[표 3-41] RBC 제작사별 열차 제어 수량 210

[표 3-42] ETCS Level 2 RBC 제어거리 211

[표 3-43] 기존 통합시험설비 구성 현황 214

[표 3-44] Subset-076 사양의 구조 215

[표 3-45] 기본 11가지 시험 시나리오 항목 218

[표 3-46] 11가지 기본 시험 시나리오 분석 내역 218

[표 3-47] 호남 고속 시험선 구간 시나리오 주요 동작 219

[표 3-48] ETCS SUBSET-076 테스트 시퀀스 레벨 및 모드 분석 220

[표 3-49] 강릉선 시험선 구간 지상 데이터베이스 구축 221

[표 3-50] 통합시험설비 구축 작업 222

[표 3-51] 최종 일반 및 고속선 시험선로 데이터베이스 223

[표 3-52] 고속시험열차 개조 내용 225

[표 3-53] 디젤기관차(DL4457호) 차상 인터페이스 구축 방안 수립 232

[표 3-54] 디젤기관차(DL4457호) 차상 인터페이스 장비 구축 233

[표 3-55] 강릉선 시험선 차상성능시험 지원 237

[표 3-56] 시험 인프라용 CTC 시스템 사양 239

[표 3-57] CTC 소프트웨어 기능 목록 240

[표 3-58] LDTS 통신포트 목록 245

[표 3-59] 호남고속선 기존 신호설비 설치 현황 253

[표 3-60] 호남고속선 시험선 구간 내의 기존 및 신설 설비 254

[표 3-61] 정읍신호기계실 및 통신기계실 현장조사, 인터페이스 설계 및 구축 256

[표 3-62] 정읍시험센터 현장조사, 인터페이스 설계 및 구축 257

[표 3-63] 선로변 인터페이스 구축을 위한 현장조사 및 실측 257

[표 3-64] 호남고속선 시험선 ETCS-Level 2 PLAN 실시설계 258

[표 3-65] 시험용 발리스에 대한 인터페이스 상세 설계 및 구축에 대한 상세 내용 258

[표 3-66] 시험선 인터페이스 및 인프라 환경 고도화 설계 259

[표 3-67] 호남고속선 시험선 구간 발리스 설치 현황 259

[표 3-68] 시험선 인터페이스 구축 260

[표 3-69] 호남고속선 시험선 사전 인터페이스 시험 결과 261

[표 3-70] 성능시험 관련 안전교육 및 지원 내용 261

[표 3-71] 호남고속선 시험선 인터페이스 장비 철거 및 원상복구 262

[표 3-72] 원주-강릉 신규노선 일반선의 신호설비 구분 263

[표 3-73] 시험선 구간 내의 기존(신규노선) 및 신설(인프라 구축) 설비 264

[표 3-74] 만종역과 횡성역 각 기계실 현장조사 264

[표 3-75] 시험선 구간 설계 도면 265

[표 3-76] 만종역과 횡성역 각 기계실 현장구축 267

[표 3-77] 성능시험 전 관계자와 업무 협의 및 시험 지원 269

[표 3-78] 호남고속선 통합시험 방안 281

[표 3-79] 호남고속선(익산~모암IEC) 주행 시나리오 281

[표 3-80] 경강선 통합시험 방안 281

[표 3-81] 경강선(만종~횡성) 주행 시나리오 281

[표 3-82] 컨소시엄 별 통합시험 결과 282

[표 3-83] 컨소시엄 별 호남고속선 현장시험 결과 284

[표 3-84] 호남고속선 시험선 시험항목 285

[표 3-85] 컨소시엄 별 호남고속선 현장시험 현황 285

[표 3-86] 공인기관 성능시험 절차서 추진경과 288

[표 3-87] 경강선 시험선 구간 발리스 설치 현황 291

[표 3-88] 경강선 시험선 시험항목 292

[표 3-89] 컨소시엄 별 경강선 현장시험 현황 292

[표 3-90] 컨소시엄 별 호남고속선 현장시험 결과 296

[표 3-91] Vital 음성 통화 서비스 요구사항 300

[표 3-92] Non-vital 음성 통화 서비스 요구사항 301

[표 3-93] 철도 음성 통화 서비스 종류 및 호 처리 성능 요구사항 301

[표 3-94] LTE 기반 철도통신 서비스 범위 313

[표 3-95] 시스템 구성 및 역할 314

[표 3-96] 인프라 구축 계획 및 단말기 비용 산정 320

[표 3-97] 통신방식에 따른 초기 인프라 구축비용 321

[표 3-98] LTE-R 구축 시 VHF 대비 총비용 차이 321

[표 3-99] LTE-R 구축 시 TRS 대비 총비용 차이 321

[표 3-100] 본 과제 수행시 적용하는 편익 구조 322

[표 3-101] VHF 대비 LTE-R 시스템의 경제성 분석 323

[표 3-102] TRS 대비 LTE-R 시스템의 경제성 분석 323

[표 3-103] LTE-R 지상인프라 구성장비 정의 370

[표 3-104] 열차제어 데이터 서비스 성능목표 372

[표 3-105] 주요설비 구축현황 374

[표 3-106] RRU 장비 구성품 제원 376

[표 3-107] 시험망 셀 구성 현황 378

[표 3-108] 지상인프라 자체검증 주요 시험항목 381

[표 3-109] 철도전용 무선통신망 지상인프라 세부항목별 검증데이터 시험결과서 382

[표 3-110] 지상인프라 자체검증 RRU 적정간격 시험결과 382

[표 3-111] 지상인프라 터널내 RRU 높이에 따른 시험결과 383

[표 3-112] 지상인프라 열차 교행시 품질영향에 따른 시험결과 384

[표 3-113] 주요 시험항목 및 검증기준 384

[표 3-114] 혹한기 지상인프라 커버리지 측정결과(기준 커버리지 98%이상, RSRP≥-110dBm) 385

[표 3-115] 혹한기 지상인프라 데이터 전송속도 측정결과(하향링크 2Mbps, 상향링크 1Mbps) 385

[표 3-116] 혹한기 지상인프라 신호 대 간섭 및 잡음비(SINR) 측정결과(기준 : -5dB이상) 385

[표 3-117] 혹서기 지상인프라 커버리지 측정결과(기준 커버리지 98%이상, RSRP≥-110dBm) 385

[표 3-118] 혹서기 지상인프라 데이터 전송속도 측정결과(하향링크 2Mbps, 상향링크 1Mbps) 385

[표 3-119] 혹서기 지상인프라 신호 대 간섭 및 잡음비(SINR)측정결과(기준 : -5dB이상) 386

[표 3-120] 혹한기 지상인프라 커버리지 측정결과(기준 커버리지 98%이상, RSRP≥-110dBm) 386

[표 3-121] 혹한기 지상인프라 데이터 전송속도 측정결과(하향링크 2Mbps, 상향링크 1Mbps) 386

[표 3-122] 혹한기 지상인프라 신호 대 간섭 및 잡음비(SINR) 측정결과(기준 : -5dB이상) 386

[표 3-123] 혹서기 지상인프라 커버리지 측정결과(기준 커버리지 98%이상, RSRP≥-110dBm) 387

[표 3-124] 혹서기 지상인프라 데이터 전송속도 측정결과(하향링크 2Mbps, 상향링크 1Mbps) 387

[표 3-125] 혹서기 지상인프라 신호 대 간섭 및 잡음비(SINR) 측정결과(기준 : -5dB이상) 387

[표 3-126] 주요 시험항목 및 검증기준 391

[표 3-127] 혹한기 지상인프라 커버리지 측정결과(기준 커버리지 98%이상, RSRP≥-110dBm) 392

[표 3-128] 혹한기 지상인프라 데이터 전송속도 측정결과(하향링크 2Mbps, 상향링크 1Mbps) 392

[표 3-129] 혹한기 지상인프라 신호 대 간섭 및 잡음비(SINR) 측정결과(기준 : -5dB이상) 393

[표 3-130] LTE-R과 VHF, ASTRO, TETRA 상호연동 필수 요구사항 393

[표 3-131] LTE-R과 VHF, ASTRO, TETRA 상호연동 부가 요구사항 394

[표 3-132] 상호연동시스템 시작품 목록(정읍시험센터 설치) 397

[표 3-133] 상호연동시스템 시작품 목록(광명열차무선제어센터 설치) 398

[표 3-134] 상호연동시스템 시작품 목록(철도교통 관제센터 설치) 398

[표 3-135] 상호연동시스템 SIP Proxy 서버 자체검증 시험결과 401

[표 3-136] 상호연동시스템 지령대 자체검증 시험결과 402

[표 3-137] 상호연동시스템 Remote GW 자체검증 시험결과 402

[표 3-138] 상호연동시스템 Configuration Toole 자체검증 시험결과 402

[표 3-139] 상호연동시스템 VHF 터미널 자체검증 시험결과 402

[표 3-140] 상호연동시스템 ASTRO 터미널 자체검증 시험결과 403

[표 3-141] 상호연동시스템 TETRA 터미널 자체검증 시험결과 403

[표 3-142] 상호연동기술 통화 시험결과 403

[표 3-143] 상호연동시스템 자체검증 종합 시험결과 406

[표 3-144] EPS Bearer QoS 파라미터 세부설명 408

[표 3-145] SDF QoS 파라미터 세부설명 408

[표 3-146] PCC Rules 409

[표 3-147] LTE 표준 QCI 특성 410

[표 3-148] 3GPP Rel-12에 추가된 QCI 410

[표 3-149] GSM-R에서 요구하는 QoS 411

[표 3-150] TTA에서 요구하는 LTE-R 관련 QoS 요구사항 411

[표 3-151] QoS 분석 시스템 설명 415

[표 3-152] QoS 분석 시스템 망 설명 416

[표 3-153] QoS 분석 앱 설명 417

[표 3-154] QoS 분석앱 개발 환경 정의 417

[표 3-155] 시험항목 및 검증기준 419

[표 3-156] QoS 제어시스템 단말 DM Tool 측정 결과 421

[표 3-157] QoS 제어시스템 네트워크 등록시간 측정 결과 422

[표 3-158] QoS 제어시스템 기능정의 422

[표 3-159] QoS 제어시스템 네트워크 등록시간 측정 결과 424

[표 3-160] 휴대단말기 사용자 기능적 요구사항 436

[표 3-161] 휴대단말기 사용자 비기능적 요구사항 436

[표 3-162] 휴대단말기 LTE기반 철도통신시스템 기능 요구사항 437

[표 3-163] 휴대단말기 LTE기반 철도통신시스템 성능 요구사항 438

[표 3-164] LTE 기반 철도 통신 기능 요구사항(TTAK.KO-06.0369) 438

[표 3-165] 재난안전통신망(PS-LTE) 구축사업 요구사항(RFP) 439

[표 3-166] 단말 지원기능 비교 440

[표 3-167] PS-LTE 37개 요구사항 역할 440

[표 3-168] LTE-R 전용 기능 441

[표 3-169] 휴대단말기 주요 사양 442

[표 3-170] 휴대단말기 RF 특징 443

[표 3-171] 휴대단말기 DC 특성 443

[표 3-172] 휴대단말기 배터리 특성 443

[표 3-173] 휴대단말기 디스플레이 특성 443

[표 3-174] 휴대단말기 환경적 특성 443

[표 3-175] 휴대단말기 소비전력 444

[표 3-176] RF 대역 지원_ LTE Band 444

[표 3-177] LTE 모드 주파수 특성 445

[표 3-178] 휴대단말기 시제품 제작사양 447

[표 3-179] 휴대단말기 주요 무선통신 품질기준 448

[표 3-180] 휴대단말기 자체검증 성능결과_기준출력 및 RF성능 측정 449

[표 3-181] 휴대단말기 자체검증 성능결과_LTE-R 전용망 접속시간 측정 449

[표 3-182] 휴대단말기 자체검증 성능결과_데이터 전송속도 측정 449

[표 3-183] 휴대단말기 자체검증 음성/영상 통화 시험결과 451

[표 3-184] 휴대단말기 주요 무선통신 품질기준 452

[표 3-185] 휴대단말기 자체검증 시험결과_데이터 전송속도 측정 452

[표 3-186] 재난 안전 무선통신망 기능 요구사항 453

[표 3-187] LTE-R 통신망 서비스 요구사항 453

[표 3-188] 차상단말기 구성수량 455

[표 3-189] 차상조작반 성능 455

[표 3-190] 차상인터페이스 장치 성능 456

[표 3-191] LTE-R 무선통신장치 성능 456

[표 3-192] 차량안테나 성능 457

[표 3-193] 차상조작반 개요 458

[표 3-194] 차상인터페이스 장치 개요 458

[표 3-195] 차상안테나 개요 459

[표 3-196] HEMU-430X 차상단말기 설치구성품 461

[표 3-197] HEMU-430X 차상단말기 설치방안 462

[표 3-198] KTX-36호 차상단말기 설치환경 463

[표 3-199] 차상단말기 주요 무선통신 품질기준 463

[표 3-200] DAQ Score 464

[표 3-201] RRU 간격별 차~지상간 상호 통화시험 결과 464

[표 3-202] 전파수신강도 측정결과 465

[표 3-203] 차상단말기 자체시험시 기후환경 468

[표 3-204] 차상단말기 자체시험 시험항목 및 검증기준 468

[표 3-205] 차상단말기 자체시험 종합시험 결과 469

[표 3-206] 차상단말기 자체시험 데이터 통신 결과값 470

[표 3-207] 차상단말기 자체검증 신호데이터 연동시험 결과값 470

[표 3-208] 검증기관 현장조사 및 비교 472

[표 3-209] 현차시험 결과 합불 기준 473

[그림 1-1] 일반고속철도 무선통신 및 열차제어시스템 실용화 방안 27

[그림 1-2] 세계 여러 국가의 고속철도 건설 추진 현황 29

[그림 1-3] 국내 철도용 무선통신시스템 운용현황 30

[그림 2-1] ETCS L2 열차제어시스템 구성도 43

[그림 2-2] 열차제어시스템 안전성 관련 규격(IEC KS C 62278) 46

[그림 2-3] 무선통신기술 발전 동향 47

[그림 2-4] 이동통신 기술의 진화 49

[그림 2-5] 국토교통분야 통합 기술수준 52

[그림 2-6] 교통분야 기술수준 53

[그림 2-7] 정부지원 필요성 분석-철도교통분야 53

[그림 2-8] 철도교통 분야 – 기술격차 해소방안 54

[그림 2-9] FOSTER RAIL 구성도 55

[그림 2-10] 유럽 차세대열차제어시스템 개발로드맵 56

[그림 2-11] FOSTER RAIL 참여업체 56

[그림 2-12] Expected specifications convergence thanks to the NGTC project 57

[그림 2-13] Horizon2020, Shift2Rail, NGTC 추진 58

[그림 2-14] The 25 Founders and overall 115+ promoters 59

[그림 2-15] Shift2Rail 프로젝트의 기술혁신분야 60

[그림 2-16] 열차제어시스템 산업동향 62

[그림 2-17] 주요 철도 무선통식 방식 62

[그림 2-18] Huawei의 HRC 솔루션 구성 개념도 66

[그림 2-19] Nokia Simens의 LTE-R 기술 개발 및 도입 전망 로드맵 66

[그림 2-20] Alcatel Lucent의 단계별 LTE 통합 구조 67

[그림 3-1] ISA SIL인증 활동 단계 92

[그림 3-2] ERTMS/ETCS 시스템 구성 96

[그림 3-3] KRTCS_2 구성도 97

[그림 3-4] 안정성 평가 조직도 98

[그림 3-5] 시스템 수명주기 99

[그림 3-6] 안전성 평가 지원 체계(2) 100

[그림 3-7] 정보 저장 형태의 구성도 104

[그림 3-8] 개념단계 현장심사 주요일정 107

[그림 3-9] 서우건설산업 현장심사 (2016.10.10. ~ 2016.10.12.) 108

[그림 3-10] 신우이엔지 현장심사 (2016.10.10. ~ 2016.10.11.) 108

[그림 3-11] 테크빌 현장심사 (2016.10.12. ~ 2016.10.14.) 108

[그림 3-12] 포스코건설 현장심사 (2016.10.10. ~ 2016.10.12.) 109

[그림 3-13] 대아티아이 현장심사(2016.10.13. ~ 2016.10.14.) 109

[그림 3-14] LS산전 현장심사 (2016.10.17. ~ 2016.10.19.) 109

[그림 3-15] On-site Audit 후속작업 주요 업무 110

[그림 3-16] SIL4 인증 3차년도 상세단계 활동범위 111

[그림 3-17] SIL4 인증 4차년도 상세단계 활동범위 111

[그림 3-18] 열차제어시스템 상호운영성 139

[그림 3-19] 영국 런던 CrossRail 노선도(1) 141

[그림 3-20] 영국 런던 CrossRail 노선도(2) 141

[그림 3-21] Packet 41 142

[그림 3-22] Level X에서 Y로 전환 도식도 142

[그림 3-23] Level 1 → Level 2 전환 도식도 143

[그림 3-24] Level 2 → Level 1 전환 도식도 143

[그림 3-25] NL모드에서 Level 1 → Level 2 전환 도식도 144

[그림 3-26] 국내 주요노선 열차제어시스템 건설현황 149

[그림 3-27] ETCS Level 2 시스템의 라루비에르↔몽스 간 노선 151

[그림 3-28] ETCS Level 2 구간 현장조사 152

[그림 3-29] ETCS 아키텍처에서의 연동장치↔무선폐색센터 간 인터페이스 154

[그림 3-30] ETCS Level 1 구간에서의 연동장치↔LEU 간 인터페이스 상세구성도 154

[그림 3-31] ETCS Level 2 기반 지상시뮬레이터↔무선폐색센터 간 인터페이스 구성도 155

[그림 3-32] ETCS Level 2 기반 무선폐색센터 I/F 물리적 구성 155

[그림 3-33] 연동장치↔무선폐색센터 간 인터페이스 요구사항 도출 과정 156

[그림 3-34] 연동장치↔무선폐색센터 간 인터페이스 구성(안) 157

[그림 3-35] ABS의 세부 구성 및 인터페이스 158

[그림 3-36] ETCS Level 2 기반 폐색장치↔연동장치 간 인터페이스 구성도 159

[그림 3-37] ETCS Level 2 기반 전자연동장치↔폐색장치 간 물리적 구성 159

[그림 3-38] 폐색 정보전송장치의 통신망 구성도[원문불량;p.159] 160

[그림 3-39] 폐색정보전송장치 정보흐름도 160

[그림 3-40] 무선통신기반 열차제어시스템 폐색장치 인터페이스 구성도 160

[그림 3-41] ETCS Baseline 2 구성도 및 무선 인터페이스 사양[원문불량;p.160] 161

[그림 3-42] ETCS Baseline 3 구성도 및 무선 인터페이스 사양[원문불량;p.160] 161

[그림 3-43] ETCS Level 2 기반 안전전송유닛 사양 162

[그림 3-44] Test case를 활용한 안전전송유닛 시험환경 구성 163

[그림 3-45] 시험 구성 및 절차도[원문불량;p.162] 163

[그림 3-46] Test case 시험결과 로그(정상) 164

[그림 3-47] LTE-R 설비에서의 열차제어 인터페이스 방안[원문불량;p.163] 164

[그림 3-48] 안전전송유닛 품질개선 설계도 165

[그림 3-49] 안전전송유닛 품질개선 외형도 165

[그림 3-50] 안전전송유닛 동작시험[원문불량;p.164] 165

[그림 3-51] CTC-RBC 인터페이스 개발 사양 범위 166

[그림 3-52] RBC-CTC간 물리적 통신 인터페이스 166

[그림 3-53] RBC-CTC간 논리적으로 연결 가능한 모든 통신세션 167

[그림 3-54] RBC-CTC간 논리적 인터페이스 동작방법(RBC측면) 167

[그림 3-55] RBC-CTC간 논리적 인터페이스 동작방법(CTC측면) 168

[그림 3-56] RBC-CTC간 논리적 인터페이스 동작방법(COM서버 Shutdown 시) 168

[그림 3-57] CTC-RBC 인터페이스 통신 프로토콜 스택 169

[그림 3-58] CTC-RBC간 메시지 흐름 정상 시퀀스 173

[그림 3-59] CTC-RBC간 시퀀스 중복 173

[그림 3-60] CTC-RBC간 시퀀스 지연 174

[그림 3-61] RBC에서 시퀀스 번호 불일치에 대한 예 174

[그림 3-62] EIS-RBC 상세 인터페이스 구성도 175

[그림 3-63] 용산역 연동도표 일부[원문불량;p.177] 178

[그림 3-64] 경산역 연동도표 일부[원문불량;p.178] 179

[그림 3-65] 시스템 동작 구성도 182

[그림 3-66] 지상RBC장치 및 KVC장치 간 인터페이스 구성도 182

[그림 3-67] STU와 LTE-R 장비의 인터페이스 구성도 183

[그림 3-68] KVC장치에서 안전-접속을 요청하는... 183

[그림 3-69] 지상에서 안전-접속 응답이... 183

[그림 3-70] 데이터 전송을 위한 메시지... 184

[그림 3-71] 데이터 전송을 위한 메시지... 184

[그림 3-72] 안전 접속종료 메시지... 184

[그림 3-73] 안전 접속종료 메시지... 184

[그림 3-74] 지상안전전송유닛의 상태메시지 전송 예시 184

[그림 3-75] 차상안전전송유닛의 상태 메시지 전송 예시 185

[그림 3-76] 안전전송유닛의 통신장애 감시 예시 185

[그림 3-77] 수신된 메시지를 통해 통신세션정보를 STU1과 STU2가 동시에 관리 186

[그림 3-78] 동일한 RBC로의 안전-접속 통신세션 구축 186

[그림 3-79] RBC-RBC간의 인터페이스 개요 191

[그림 3-80] RBC-RBC 통신시스템 참조 모델 191

[그림 3-81] RBC 통신시스템 구조 장단점 및 결론 192

[그림 3-82] 물리적 인터페이스 192

[그림 3-83] 논리적 인터페이스 193

[그림 3-84] RBC-RBC 인터페이스 통신 프로토콜 스택 193

[그림 3-85] ALE 기능 모델의 통신 예 194

[그림 3-86] RBC-RBC간 세션 연결 및 데이터 전송 시퀀스 197

[그림 3-87] RBC-RBC TCP Client-Server Model 198

[그림 3-88] JRU 커넥터 및 케이블 구성 199

[그림 3-89] JRU와 차상ATP장치 간 메시지 흐름도 200

[그림 3-90] JRU 메시지 구조 201

[그림 3-91] 기존장치와 KRTCS-2 차상장치 간 인터페이스 구축 절차 202

[그림 3-92] 기존장치와의 인터페이스 회로도 202

[그림 3-93] 디젤기관차의 ATP 전원 회로에서의 전원 공급 203

[그림 3-94] 역전기 전·후진 접점에 대한 ATP 입력 회로 203

[그림 3-95] 견인력 차단 계전기에 의한 회로 203

[그림 3-96] ATP에 의한 비상제동 회로 204

[그림 3-97] 장치 간 인터페이스 개요 205

[그림 3-98] 폐색정보전송장치 인터페이스 구성도 205

[그림 3-99] 전자연동장치와 폐색정보전송장치(역장치용) 인터페이스 구성도 206

[그림 3-100] 역장치용과 현장장치용 간 인터페이스 구성도 206

[그림 3-101] 폐색정보전송장치(현장장치)와 AF 궤도회로 간 인터페이스 구성도 207

[그림 3-102] 폐색정보전송장치 데이터 시퀀스 및 통신 속도 정의 207

[그림 3-103] 호남고속선 및 강릉선 시험운행 계획 수립 212

[그림 3-104] 기존 통합시험설비 현황 213

[그림 3-105] 테스트케이스 및 테스트시퀀스를 활용한 시험시나리오 도출 215

[그림 3-106] 차상ATP장치와 통합시험설비 간 인터페이스 구성도 217

[그림 3-107] 호남 고속 시험선 구간 시나리오 구성도 219

[그림 3-108] 테스트시퀀스 레벨분포 및 선정 항목 220

[그림 3-109] 강릉선 제2시험선 구간 조감도 221

[그림 3-110] 최종 통합시험설비 구성도 224

[그림 3-111] 통합시험실 구축 및 고도화 사진 224

[그림 3-112] 고속시험열차(HEMU-430X) 개조 구성도 225

[그림 3-113] 고속시험열차 M4 객실 개조 설계도 225

[그림 3-114] 고속시험열차 M4 객실 개조 전/후 226

[그림 3-115] 각 제조사별 차상장치 설치 226

[그림 3-116] 객실 내부 및 외부 타공 위치 및 케이블 포설 위치 227

[그림 3-117] 케이블 포설 경로 227

[그림 3-118] 절체 스위치 개념도 227

[그림 3-119] 절체 스위치 설치 사진 228

[그림 3-120] 인터페이스 장치 228

[그림 3-121] 차량 하부 BTM안테나 탈거 위치 229

[그림 3-122] MC카 기존 BTM 철거 후 실내 설치 229

[그림 3-123] MC카 기존 BTM 철거 후 실내 설치 229

[그림 3-124] 디젤기관차(DL4457호) ETCS Level 2 기반 차상 장치 구성품 배치 설계 최종도면 233

[그림 3-125] 시스템 구성도 238

[그림 3-126] 정읍시험센터 기기 배치도 242

[그림 3-127] 시험용 CTC 인프라구축 (정읍시험센터) 243

[그림 3-128] 시험용 CTC 인프라구축 (만종시험센터) 244

[그림 3-129] LDTS-CTC 인터페이스 구성도 245

[그림 3-130] LDTS-시험인프라용 CTC 인터페이스 추가 구성도 246

[그림 3-131] LDTS-CTC Serial I/F 구축 구성도 247

[그림 3-132] CTC-LDTS Serial I/F 구축 247

[그림 3-133] 현차검증장비 주요기기 249

[그림 3-134] 해무(HEMU-430X) 차량 현차검증장비 구축 250

[그림 3-135] 디젤차량 현차검증장비 구축 250

[그림 3-136] 현차검증장비 분석화면 251

[그림 3-137] 현차검증장비 분석 리포트 251

[그림 3-138] 호남고속철도 시운전 및 공인시험 지원 252

[그림 3-139] 호남고속 시험선 시험 시나리오 개략도[원문불량;p.251] 252

[그림 3-140] 호남고속선 익산-광주송정 간 선로종단면도 및 선로평면도 254

[그림 3-141] 호남고속선 테스트베드 구간 신호 관구도(정읍 Signalling Chart) 254

[그림 3-142] RBC-SRME 간 인터페이스 개요도 255

[그림 3-143] 지상안전전송유닛 인터페이스 개요도 255

[그림 3-144] 강릉선 시험선 구간 시험 개략도 263

[그림 3-145] 강릉선 KRTCS-2 지상 설비 철거 계획서 270

[그림 3-146] 호남고속선 사용전검사 결과 271

[그림 3-147] 강릉선 사용전검사 결과 272

[그림 3-148] RBC 모니터링 화면에서 궤도회로 점유 및 진로상태 표시[원문불량;p.272] 273

[그림 3-149] 열차제어시스템 성능시험 절차 274

[그림 3-150] 통합시험 신청 및 시험 절차 274

[그림 3-151] 한국철도공사 간선형 전기자동차 138량 ATP시험 항목 276

[그림 3-152] 터기 전기기관차 80량 현차시험 항목(AnsaldoSTS-현대로템) 277

[그림 3-153] 강릉선 DL기관차 현차시험 항목 277

[그림 3-154] 현대로템 컨소시엄 시험결과 검증 282

[그림 3-155] LS산전 컨소시엄 시험결과 검증 282

[그림 3-156] 통합시험 신청서, 결과보고 및 시험결과 검증 보고서(예) 283

[그림 3-157] 호남고속선 시나리오 시험 절차 284

[그림 3-158] 일반 및 고속철도 통신 시스템 구성도 300

[그림 3-159] LTE 기반 철도통신 시스템 요구사항 (TTA 표준 표지) 303

[그림 3-160] 철도 무선통신 요구사항 정의 304

[그림 3-161] LTE 기반 철도통신시스템 구조 311

[그림 3-162] LTE 기반 철도통신시스템의 특징 312

[그림 3-163] 구조표준에 반영된 LTE-R 구조 313

[그림 3-164] eICIC/FeICIC 기술 315

[그림 3-165] CoMP coordinated beamforming 기술 315

[그림 3-166] LTE-R과 PS-LTE 네트워크의 이종망네트워크 구축 형태 316

[그림 3-167] Homogeneous/Heterogeneous Network 구조 316

[그림 3-168] 철도망과 방송망 주파수 간섭 시나리오 317

[그림 3-169] RAN-Sharing 구현 방식 318

[그림 3-170] 기존 경제성 분석에서 활용한 편익지표 319

[그림 3-171] 8가지의 편익의 세부 구성 비율[원문불량;p.322] 323

[그림 3-172] 철도통신시스템 시험 형상도 326

[그림 3-173] 열차 객실에서 시험 측정지점 327

[그림 3-174] 익산-정읍 구간에서의 다운링크의 전파 신호 측정 결과 327

[그림 3-175] 열차 기관실에서 시험 측정지점 328

[그림 3-176] LTE기반 철도 통신 시스템 개념도 339

[그림 3-177] 연동 장치 개념도 340

[그림 3-178] LTE-R 망과 VHF 망 연동 구성도 340

[그림 3-179] LTE-R 망과 ASTRO 망 연동 구성도 341

[그림 3-180] LTE-R 망과 TETRA 망 연동 구성도 341

[그림 3-181] 연동장치의 신호 흐름도 343

[그림 3-182] 승무원통신 게이트웨이시스템 개념도 344

[그림 3-183] 망 중심 연동방안 개념도 346

[그림 3-184] 게이트웨이(단말기) 중심 연동방안 개념도 347

[그림 3-185] 망 중심 연동방안을 적용한 운용 시나리오 348

[그림 3-186] 게이트웨이(단말기) 중심 연동방안을 적용한 운용 시나리오 349

[그림 3-187] 단말기 연동 철도통신 시스템 350

[그림 3-188] 단말기 연동 시스템모델 351

[그림 3-189] 중계기 위치에 따른 심볼오류율 351

[그림 3-190] 에너지 할당에 따른 심볼오류율 352

[그림 3-191] 주어진 중계기 위치에 따른 심볼오류율: C-D 352

[그림 3-192] 주어진 중계기 위치에 따른 심볼오류율: D-C 353

[그림 3-193] 주어진 에너지할당에 따른 심볼오류율: C-D 353

[그림 3-194] 주어진 에너지할당에 따른 심볼오류율: D-C 354

[그림 3-195] 휴대단말 표준 1차 회의(0921) 354

[그림 3-196] 휴대단말 표준 2차 회의 355

[그림 3-197] TR22.889 FRMCS의 구성 358

[그림 3-198] TR23.790 FRMCS 아키텍쳐 기능 모델 359

[그림 3-199] 3GPP 국제표준화 활동 전략 360

[그림 3-200] LTE-R 망 구성도 369

[그림 3-201] 재난안전통신망과의 연동 구조도 371

[그림 3-202] EPC 보드 이중화 371

[그림 3-203] DU 이중화 형상 372

[그림 3-204] 열차제어시스템과 LTE-R 무선통신망 간 연동 구조 372

[그림 3-205] RBC에서 차상단말로의 제어 데이터 전달 절차도 373

[그림 3-206] 열차이동국과 LTE-R 무선통신망 간 연동구조 373

[그림 3-207] 열차이동국으로부터 폐색센터로의 데이터 전달 절차도 373

[그림 3-208] LTE-R 지상인프라 구축 개략도 374

[그림 3-209] 호남고속선 테스트베드 LTE-R 계통도[원문불량;p.373] 374

[그림 3-210] Core 장비 설치(안) 375

[그림 3-211] DU 장비 구성도 및 설계도 375

[그림 3-212] RRU 시스템 주요 구성품(RRU, 정류기, 분전반) 376

[그림 3-213] 안테나(전철주 용/터널내 용) 376

[그림 3-214] RRU 시스템 전철주 부착 방안 설계도[원문불량;p.376] 377

[그림 3-215] 시험망 셀 구성도[원문불량;p.376] 377

[그림 3-216] 정읍시험센터 전경 및 코어설비 구축 378

[그림 3-217] 개활지 현장설비 378

[그림 3-218] 터널내 RRU 및 관련장비 설치 379

[그림 3-219] 터널 내 현장설비 379

[그림 3-220] 호남고속선 테스트베드 LTE-R 구성도[원문불량;p.379] 380

[그림 3-221] 안테나 높에이 따른 커버리지 시험구간 개략도 388

[그림 3-222] 안테나 높이별 종합 측정결과 390

[그림 3-223] 상호연동시스템 구성도[원문불량;p.394] 395

[그림 3-224] 상호연동시스템 네트워크 구성도[원문불량;p.394] 395

[그림 3-225] 상호연동시승템 인터페이스 구조도 397

[그림 3-226] 정읍시험센터에 설치된 상호연동시스템 시작품 397

[그림 3-227] 광명열차무선제어센터에 설치된 상호연동장치 시작품 398

[그림 3-228] 광명열차무선제어센터에 설치된 상호연동시스템 시작품 399

[그림 3-229] ASTRO INTERWORKING SYSTEM 구성도 399

[그림 3-230] ASTRO INTERWORKING SYSTEM 시제품 실물 399

[그림 3-231] TETRA INTERWORKING SYSTEM 구성도 400

[그림 3-232] TETRA INTERWORKING SYSTEM 시제품 실물 400

[그림 3-233] 상호연동시스템 시작품 자체검증 시험구성도 401

[그림 3-234] 상호연동시스템 자체검증 시험구성도 404

[그림 3-235] QoS 연동인터페이스 정의 407

[그림 3-236] PCRF Call 절차도 407

[그림 3-237] LTE Network에서 QoS 연동 409

[그림 3-238] internet APN을 위한 Default...[원문불량;p.411] 412

[그림 3-239] internet APN을 위한 Default...[원문불량;p.411] 412

[그림 3-240] atpcontrol/atocontrol APN Default Bearer 생성[원문불량;p.411] 412

[그림 3-241] atpcontrol/atocontrol APN...[원문불량;p.412] 413

[그림 3-242] atpcontrol/atocontrol APN...[원문불량;p.412] 413

[그림 3-243] korailvoip APN Default Bearer 생성[원문불량;p.412] 413

[그림 3-244] korailvoip APN Dedicated...[원문불량;p.412] 413

[그림 3-245] korailvoip APN Dedicated...[원문불량;p.412] 413

[그림 3-246] Diameter 헤더 포맷 414

[그림 3-247] Gx 인터페이스 Diameter 헤더 포맷 414

[그림 3-248] AVP 포맷 414

[그림 3-249] Rx 인터페이스 Diameter 헤더 포맷 415

[그림 3-250] AVP 포맷 415

[그림 3-251] QoS 분석 시스템 형상[원문불량;p.414] 415

[그림 3-252] QoS 분석 시스템 망 구성도[원문불량;p.415] 416

[그림 3-253] QoS 분석 앱 구조[원문불량;p.416] 417

[그림 3-254] QoS 제어시스템 시작품 구성(랙 구성도, OMP, OMC) 418

[그림 3-255] LTE-R PCRF 기능시험정의서 3장 철도서비스별 QoS 파라미터 423

[그림 3-256] QoS 시스템 형상[원문불량;p.422] 423

[그림 3-257] QoS 분석 시스템 망 구성도[원문불량;p.422] 423

[그림 3-258] QoS 분석앱 424

[그림 3-259] 시제품 시험을 위한 시험망 구성도 424

[그림 3-260] QoS 분석시스템 Power Off 화면[원문불량;p.424] 425

[그림 3-261] QoS 분석시스템 Power On화면[원문불량;p.424] 425

[그림 3-262] OMC상 하드웨어 리소스를 확인할 수 있는 화면[원문불량;p.425] 426

[그림 3-263] OMC에서의 프로세스 기동 확인 화면[원문불량;p.425] 426

[그림 3-264] QoS 제어시스템에서의 프로세스...[원문불량;p.425] 426

[그림 3-265] OMC상 QoS 제어시스템 관련 프로세스가 기동되는지에 대한 검증 화면[원문불량;p.426] 427

[그림 3-266] Diameter Peer 생성을 위한 MML Console 428

[그림 3-267] QoS1, QoS2에 CSCF2 연결 확인 428

[그림 3-268] 휴대단말기 설계도면 442

[그림 3-269] 간섭제거용 필터 인터페이스 회로 설계도 446

[그림 3-270] 휴대단말기 시작품 446

[그림 3-271] 휴대단말기 PTT Client UI/UX 447

[그림 3-272] 데이터 Throughput 실측사진 450

[그림 3-273] RSRP 측정 실측 사진 450

[그림 3-274] 정읍-광주송정 구간의 노령터널 RSRP(RRU 0.5km)[원문불량;p.449] 450

[그림 3-275] 광주송정-정읍 구간의 노령터널 RSRP(RRU 1km)[원문불량;p.450] 451

[그림 3-276] 영상통화 및 음성통화 시험장면 사진 451

[그림 3-277] 익산-정읍 구간 RSRP(RRU 1km)[원문불량;p.451] 452

[그림 3-278] 차상단말기 구성방안[원문불량;p.454] 455

[그림 3-279] 차상조작반 외형 설계도 457

[그림 3-280] 차상인터페이스 외형 설계도 457

[그림 3-281] 차상안테나 외형 설계도 457

[그림 3-282] LTE-R 차상단말기 시작품 458

[그림 3-283] 차상인터페이스 장치 시작품 실물 459

[그림 3-284] 차상안테나 시작품 실물 459

[그림 3-285] LTE-R 차상단말기 차상조작반(TRCP) 460

[그림 3-286] LTE-R 차상단말기 제어기 및 인터페이스 장치 460

[그림 3-287] LTE-R 차상단말기 안테나 460

[그림 3-288] HEMU-430X 차상단말기 설치구성도 461

[그림 3-289] 시험구간 및 통신장비 계통도 466

[그림 3-290] 공인기관 검사 성적서[원문불량;p.466] 467

[그림 3-291] 차상단말기 자체검증 PTT 음성/영상통화 실측사진 469

[그림 3-292] 차상단말기 자체검증 VoLTE 음성/영상통화 실측사진 469

[그림 3-293] 차상단말기 자체검증 VoLTE 음성/영상통화 실측사진 470

[그림 3-294] 차상단말기 자체검증 신호데이터 측정결과(부분 샘플링) 470

[그림 3-295] 300km/h~350km/h LTE-R 성능시험 공인기관 선정 관련 문서 472

[그림 3-296] 현차시험절차서 검토 회의 개최 알림 문서 및 차상인프라 시험절차서 472

[그림 3-297] 현차시험절차서 검토회의 473

[그림 3-298] 지상인프라 공인검증기관 시험성적서 획득(지상인프라, QoS시스템) 480

[그림 3-299] 차상인프라 공인검증기관 시험성적서 획득(상호연동시스템, 휴대단말기, 차상단말기) 480

[그림 3-300] 지상, 차상인프라 공인검증기관 성능시험 현차시험 481