R&D최종보고서
| 과제고유번호 | 202020RTRP-B145983-03 | |||||
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| 연구사업명 | 철도기술연구사업 | |||||
| 연구과제명 | 자동운전을 지원하는 ETCS L3급 고속철도용 열차제어시스템 핵심기술 및 궤도회로 기능 대체기술 개발 | |||||
| 총 연구기간 | 2018-04-27 ~ 2020-12-31 | |||||
| 연구책임자 | 성동일 | |||||
| 당해년도 참여 연구원수 |
5명 | 총 연구기간 참여 연구원수 |
18명 | |||
| 당해년도 연구비 |
정부 : 5,739,000,000 원 기업 : 2,028,332,000 원 계 : 7,767,332,000 원 |
총연구비 | 정부 : 11,477,000,000 원 기업 : 3,985,683,334 원 계 : 15,462,683,334 원 |
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| 연구기관명 | 국가철도공단 | |||||
| 등록 발간번호 | 11-B554334-000001-01 | |||||
| ISBN | - | |||||
| 주요 내용 |
○ 본 연구는 ‘고속철도 운행환경(350km/h 속도 대역)에서 궤도회로를 사용하지 않고 무선통신(LTE-R)만을 활용하여 열차제어가 가능한 차상 ATP/ATO 및 지상 ATP 개발’을 목표로 함 ○ 자동운전을 지원하는 ETCS L3급 고속철도용 열차제어시스템 개발 목표는 철도의 수송능력, 경제성, 서비스, 안전성 향상을 달성하는데 필요한 고속화, 지능화, 고밀도 운행화, 상호운영성 향상, 지상설비 최소화를 지원하는 것임 - 무선통신망 및 제어시스템의 심각한 장애 발생 시 열차운행을 최소한으로 보장하는 장애 대응 지원 - 현재 철도노선에 구축된 ATP(ETCS L1), 현재 개발 중인 KRTCS-2와의 상호운영이 가능 ○ 이를 위해서 개발이 요구되는 기술개발분야는 다음과 같음 - 열차안전간격제어기술 (이동폐색기반) - 열차자동운전제어기술 (GoA2) - 열차위치검지기술 (레일 및 열차 무결성 포함) - 철도무선통신기술 - 열차운행관제기술 [최종목표] 고속철도 운행환경(350km/h 속도 대역)에서 궤도회로를 사용하지 않고 무선통신(LTE-R)만을 활용하여 열차제어가 가능한 차상 ATP/ATO 및 지상 ATP 개발 ·기 개발된 KRTCS1·KRTCS2 및 현재 철도노선에 구축된 ATP(ETCS L1)와의 상호운영성 확보 ·현재 운용 중인 열차제어시스템(연동장치, ATC 등)과 인터페이스 확보 ·SIL4 인증 획득 ·궤도회로 기능 대체장치 개발 ○ 본 연구는 ‘고속철도 운행환경(350km/h 속도 대역)에서 궤도회로를 사용하지 않고 무선통신(LTE-R)만을 활용하여 열차제어가 가능한 차상 ATP/ATO 및 지상 ATP 개발’을 목표로 함 ○ 자동운전을 지원하는 ETCS L3급 고속철도용 열차제어시스템 개발 목표는 철도의 수송능력, 경제성, 서비스, 안전성 향상을 달성하는데 필요한 고속화, 지능화, 고밀도 운행화, 상호운영성 향상, 지상설비 최소화를 지원하는 것임 - 무선통신망 및 제어시스템의 심각한 장애 발생 시 열차운행을 최소한으로 보장하는 장애 대응 지원 - 현재 철도노선에 구축된 ATP(ETCS L1), 현재 개발 중인 KRTCS-2와의 상호운영이 가능 ○ 이를 위해서 개발이 요구되는 기술개발분야는 다음과 같음 - 열차안전간격제어기술 (이동폐색기반) - 열차자동운전제어기술 (GoA2) - 열차위치검지기술 (레일 및 열차 무결성 포함) - 철도무선통신기술 - 열차운행관제기술 [연구내용 및 범위] < 1세부 > □ 시스템 통합 및 사양 개발 ○ 열차제어시스템 개발요구사항 조사 및 분석 ○ 열차제어시스템을 구성하는 하부시스템 개발 요구사항 작성 및 검증 ○ 열차제어시스템 개발명세서 작성 ○ 열차제어시스템 인터페이스 명세서 작성 및 검증 ○ 열차제어시스템 명세서 작성 □ 실용화 지원 기술 ○ 관련 기술기준 및 규격 제/개정안 ○ 열차제어시스템 표준규격(안) 및 기술기준(안) 작성 및 보완 □ 열차진로제어기술 개발 ○ 이동폐색을 지원하는 일반？고속철도 전자연동장치의 요구사항 분석 및 개념설계 - 전자연동장치 구성 - 성능명세서 및 기능명세서 작성 - 전자연동장치와 관제설비 및 지상제어장치와의 인터페이스 명세서 작성 ○ 일반？고속철도 전자연동장치 설계 - 연동장치의 이동폐색정보 처리를 위한 소프트웨어 모듈 설계 - 연동장치와 관제설비 및 지상제어장치와의 인터페이스 설계 ○ 일반？고속철도 전자연동장치 시험계획서 작성 □ 레일절손검지장치(센서 포함) 개발 ○ 요구사항 분석 및 개념설계 ○ 기능 및 성능사양 정의 - 레일파손 및 절손 위치 검지 : 100m 이내 - 레일상태정보 전송 주기 : 1초 ○ 기본 및 상세설계 ○ 레일절손검지장치와 지상ATP간 인터페이스 사양 작성 ○ 시제품 제작 ○ 실험실에서의 단품 시험 □ 무선통신망 안정성 및 가용성 향상기술 개발 ○ LTE-R 무선접속제어 알고리즘 기술 연구 ○ LTE-R 무선접속제어 알고리즘 프로그램 구현 및 시험 ○ 열차제어 주파수 자동 천이 알고리즘 기술 연구 ○ 열차제어 주파수 자동 천이 알고리즘 프로그램 구현 및 시험 <2세부> □ 차상ATP/ATO？지상ATP 사양 개발 및 차상-지상장치 통합 ○ 차상ATP/ATO？지상ATP 개발요구사항 조사 및 분석 - 1세부과제의 ‘열차제어시스템 개발요구사항 및 개발명세서’와 연계 - 성능 및 기능 요구사항 정의 - 개발요구사항 검증 - KRTCS1 및 KRTCS2, 현재 철도노선에 구축된 ATP(ETCS L1)와의 상호운영을 위한 요구사항 포함 ○ 차상ATP/ATO？지상ATP 개발명세서 작성 및 검증 - 장치구성 - 성능사양 작성 - 기능사양 작성 및 기능배치(기본설계) - 상세설계에 따른 차상ATP/ATO？지상ATP 개발명세서 보완 및 검증 ○ 차상ATP/ATO？지상ATP 인터페이스 명세서 작성 및 검증 - 차상장치 및 지상장치 간 인터페이스 명세서 작성 및 검증 - 차상ATP/ATO와 열차 내 타 장치와의 인터페이스 명세서 작성 및 검증 - 지상ATP와 지상의 타 장치와의 인터페이스 명세서 작성 및 검증 - 차상ATP/ATO·지상ATP 제작 및 단품시험, 안전성평가 결과에 따른 최종 명세서 작성 ○ 현재 운용 중인 열차제어시스템(연동장치, ATC 등)과 인터페이스 확보 □ 이동폐색용 지상ATP 개발 ○ 요구사항 분석 및 개념？기본？상세설계 ○ 이동폐색제어기술 및 안전간격제어기술 기본？상세설계 ○ 이동폐색제어기술 및 안전간격제어기술 구현 ○ 시제품 제작 및 보완 ○ 실험실에서의 단품 시험 ○ RAM 및 안전성 인증 활동 - SIL4 인증 획득 □ 자동운전(GOA2)을 지원하는 차상 ATP/ATO 개발 ○ 요구사항 분석 및 개념？기본？상세설계 ○ 열차속도제어기술 및 열차자동운전기술 기본？상세설계 ○ 열차속도제어기술 및 열차자동운전기술 구현 - 동적속도 프로파일 생성 소프트웨어 모듈 - 정위치정차 소프트웨어 모듈 - 열차속도 및 주행거리 감시 소프트웨어 모듈 ○ 시제품 제작 및 보완 ○ 실험실에서의 단품 시험 ○ RAM 및 안전성 인증 활동 - SIL4 인증 획득 <3세부> □ 종합성능시험 인프라 구축을 위한 기본계획 수립 ○ 종합성능시험 기본계획 수립 - 종합성능시험을 위한 요구사항 조사 및 분석 - 시스템 단계별 기능점검을 위한 시험계획서 작성 - 종합성능시험 단계, 항목, 방법 및 절차 정의 - 종합성능시험 인프라 설계 □ 실시간 열차운행관제기술 개발 ○ 이동폐색을 지원하는 일반？고속철도 열차운행 실시간 제어 요구사항 분석 및 개념설계 - 관제설비(ATS) 구성 - 성능명세서 및 기능명세서 작성 - 관제설비와 지상제어장치 및 전자연동장치와의 인터페이스 명세서 작성 ○ 일반？고속철도 열차운행 실시간 제어관리장치 설계 - 관제설비를 구성하는 각 장치별 기능설계 - 관제설비를 구성하는 각 장치간 인터페이스 설 |
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| 색인어 | 한글 | 이동폐색 | 열차제어 | 자동운전 | 신호시스템 | 고속철도 |
| 영문 | Moving block | Train control | Autonomous operation | Signalling system | High speed train | |
| 최종보고서 | KTCS-3 수정보완 최종보고서(연구단)- Rev 3(저용량).pdf | |||||