R&D최종보고서
| 과제고유번호 | 201919RTRP-C136746-03 | |||||
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| 연구사업명 | 철도기술연구사업 | |||||
| 연구과제명 | IP 기반 철도 전자연동장치 실용화 | |||||
| 총 연구기간 | 2017-09-29 ~ 2020-06-30 | |||||
| 연구책임자 | 김태권 | |||||
| 당해년도 참여 연구원수 |
7명 | 총 연구기간 참여 연구원수 |
22명 | |||
| 당해년도 연구비 |
정부 : 1,052,600,000 원 기업 : 360,000,000 원 계 : 1,412,600,000 원 |
총연구비 | 정부 : 2,355,000,000 원 기업 : 900,000,000 원 계 : 3,255,000,000 원 |
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| 연구기관명 | 대아티아이(주) | |||||
| 등록 발간번호 | - | |||||
| ISBN | - | |||||
| 주요 내용 |
○본 연구는 일반 철도, 도시철도, 고속철도등 다양한 형태의 열차 운용환경 및 서로 다른 사용 환경에서 열차를 직접 제어하는 장치인 전자연동장치를 중심으로한 신호시스템 인터페이스를 규격화, 표준화 및 IP기반 네트워크화 시스템으로 개발하여 안전성 및 신뢰성을 검증하여 실용화하는데 그 목적을 둔다. ■ 전자연동장치는 궤도회로 장치에 의해 발생된 열차 궤도점유 정보를 이용하여 신호기, 선로전환기, ATC/ATO제어 및 차내신호 전송 등 열차운행과 관계된 각종 제어기능을 Fail-Safe하게 처리하는 장치로서 기관사의 실수를 최대한 방호하기 위해 전기(전자) 또는 기계적인 방법으로 신호기기 상호간에 쇄정을 맺어주는 장치로 연동장치의 기본 목적은 열차의 탈선 및 충돌 방지를 위한 열차의 안전 운행에 대한 책임을 수행한다. ■ 국내 전자연동장치는 본연의 운용인 역구내 열차 제어를 주로 제어하나 현재 복잡하고 다양한 형태의 외부 열차 제어장치와 연결되어 열차 안전운행을 책임지고 있다. 예로 일반 국철에서는 ATP시스템,CTC사령설비,원격제어 설비,집중화 제어 설비,전기지원시스템,TLDS,열차 번호 인식기등 다양한 형태의 설비와 인터페이스를 하고 지하철인 경우 ATC,ATO,CBTC등 일반 철도와 상이한 시스템으로 운용되고 있다.또한 국내에서 운영 중인 고속철도 신호시스템은 크게 연동장치(IXL)와 열차자동제어장치(ATC)로 구성되어 있으나 모두 해외기술에 의존을 하고 있으며 국내로의 기술이전은 전혀 이루어지지 않고 있는 실정이다 . ■ 이로 인해 복잡하고 다양한 형태의 외부 장치와의 인터페이스를 수행하며 열차 안전 운행을 제어하는 상황에서 다양한 형태의 외부 설비가 각각의 규칙과 각각의 업체별 인터페이스 방식이 존재하는 현실에서 전자연동장치의 본연의 업무인 열차 안전 제어가 아닌 외부 설비와의 인터페이스에 기능을 주로 하는 관계로 이에 대한 표준화 및 분산 처리 방식으로 구성하여 열차 운용의 안전성을 향상시키고 유연한 형태의 구성으로 시스템을 구축하는 것을 목표로 한다. ■ 유럽에서는 Euro Interlocking(1999~2008) 및 INESS(Integrated European Signaling System, 2008~2012.3) 프로젝트를 거처 EULYNX 프로젝트(2014 ~ )를 기반으로 IP 기술을 이용한 전자연동장치 인터페이스 표준 제정 및 실용화 프로젝트를 철도운영자 중심으로 진행중이며 Baseline 1 표준사양서가 2017년 7월 발행되었다. ■ 이러한 국내외 현황을 감안하여 KRTCS-1,2 실용화 적용 시기에 맞춰 국내에서 이미 준비된 IP(Internet Protocol) 기술을 활용하여 기존 고속철도에 운영 중인 외국 시스템을 대체할 수 있고 향후 국내신호시스템의 기반인 KRTCS-1,2 인터페이스가 가능한 “IP 기반 철도 전자연동장치 실용화”를 추진하고자 한다. [최종목표] ○ 도시철도, 일반철도 및 고속철도용(400km/h급) IP 기반 전자연동장치의 인터페이스를 표준화하여 시험역을 구축하고 성능시험을 통하여 신뢰성 및 안전성 입증 ○ 일반철도와 고속철도를 통합하는 인터페이스 표준사양 및 도시철도용 표준사양 개발 ○ 일반 및 고속철도용 IP 기반 전자연동장치의 표준 사양 개발 및 안전성 입증 - 1개역에서 다수역 제어(기존 원격제어, 집중화 설비 대체) 가능토록 기능 개발 - SIL인증 안전성 검증보드를 사용한 모듈화 구조 ○ 다양한 인터페이스 표준화 - EULYNX 표준사양에 의한 개방형 네트워크(EN50159), 폐쇄형 네트워크(EN50159) 구조의 ETCS 인터페이스 표준화 -개방형 네트워크(EN50159)와 연결된 장치와의 인터페이스 표준화 : CTC, RBC, 원격유지보수부, 전자연동장치(인접역), 계전연동장치(인접역) 등과 전자연동장치와의 인터페이스 - 폐쇠형 네트워크(EN50159)와 연결된 장치와의 인터페이스 표준화 : 유지보수요원 안전장치, 건널목 장치, 선로전환기, 궤도회로/엑셀카운터, TLDS, LEU 등과 전자연동장치와의 인터페이스 ○ 3개역에 시험장치 구축 및 성능시험을 통한 신뢰성 및 안전성 입증 [연구내용 및 범위] 연구목표 일반 및 고속철도용(400km/h급) IP 기반 전자연동장치의 인터페이스를 표준화하여 시험역을 구축하고 성능시험을 통하여 신뢰성 및 안전성 입증 - 현차시험을 통한 IP 기반 전자연동장치의 고속철도(400km/h 급) 실용화 적용 - KRTCS_1,2 및 신호시스템 인터페이스 표준 실용화 □ 최종성과물 인터페이스 표준사양서 : SCI/SDI의 요구사항(Requirement)도출, 인터페이스 정의(Interface Definition) 및 인터페이스 사양서(Interface Specification) IP기반 전자연동장치 : 연동논리부(S/W 개수), 유지보수 및 데이터 관리부, IP제어부(신호기/궤도회로/선로전환기/기타장비) □ 기존 제품과의 차별성 수요처의 요구사항을 반영하여 본 과제에서 실용화하려는 제품 □ 연구개발 필요성 IP기술을 적용한 신호시스템의 고속철도(400km/h 급) 실용화 검증 사회전반에 걸쳐 상용화된 IP(Internet Protocol)기술을 이용해 중소ㆍ중견기업에서 개발중인 IP기반 전자연동장치의 성능개선 및 신뢰성 검증을 통한 실용화가 시급함. KRTCS-1,2 상용화의 전제조건 KRTCS 상용화를 위해서는 전자연동장치를 중심으로 한 신호시스템 표준화가 최우선 해결 사항임. 신호시스템은 ETCS FRS, SRS를 적용한 인터페이스 표준화가 필요함. * FRS : Functional Requirement Specification SRS : System Requirement Specification 전자연동장치를 중심으로한 신호시스템 인터페이스 표준 실용화 검증 기존에 고속철도용 전자연동장치의 국산화를 추진하였으나 KRTCS-2와 인터페이스 안되는 상황임. SIL4기반 전자연동장치의 인증 이후 비 표준화된 별도 인터페이스 시 소프트웨어, 하드웨어 변경에 따른 기존 SIL인증 사용 불가 등 문제점 발생 열차제어시스템(ETCS) : 표준화 및 실용화 추진 중 KRTCS1(도시철도용)은 IEEE1474를 적용 개발했고, KRTCS2 (일반？고속철도) 는 국제표준방식인 ETCS L2 호환기술로 국산화 기술 개발 진행 중으로 해외 수출을 위해 국제표준을 만족하는 연동장치와의 인터페이스 표준화 필요 LTE-R(통신): 표준화 및 실용화 추진중 KRTCS2(일반ㆍ고속철도)과제를 통해 국산화 기술 개발 및 국제표준화 추진 진행 중 국내 철도 신호시스템은 아래 그림과 같이 CCC&S 네 부분으로 나누어 구성되며, 전자연동장치를 중심으로 한 IP기반 신호시스템 인터페이스는 표준화 개발이 되어 있지 않아 제품 신설 및 유지보수 시 어려움이 많이 있음. ■ 개방형 네트워크 및 폐쇄형 네트워크와의 표준화된 인터페이스 기능을 갖춘 IP기반 전자연동장치 개발 ■ 개방형 네트워크(EN50159)와 연결된 장치와의 인터페이스 표준화 : CTC, RBC, 원격유지보수부, 전자연동장치(인접역), 계전연동장치(인접역) 등과 전자연동장치와의 인터페이스 ■ 폐쇠형 네트워크(EN50159)와 연결된 장치와의 인터페이스 표준화 : 유지보수요원 안전장치, 건널목 장치, 선로전환기, 궤도회로/엑셀카운터, TLDS, LEU 등과 전자연동장치와의 인터페이스 ■ 안전성 인증된 H/W 및 S/W Tool 사용 : 유지보수용이 ？ H/W : SIL4인증된 CPU보드 ？ S/W : DOORS(문서관리), SYSML(데이터 모델링) ■ 인터페이스 통신기반 : TCP/IP ？ SCI : Standard communication Interface(표준 통신 인터페이스) ？ Encryption Box: 정보 보안장치 ？ 정보통신 : 개방형 네트워크, 폐쇠형 네트워크 |
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| 색인어 | 한글 | 철도신호 | 연동장치 | |||
| 영문 | railway signal | Interlocking | ||||
| 최종보고서 | IP기반 전자연동장치_최종보고서.pdf | |||||