1. 도입

○ 트램 차량기지 자동관리시스템은 차량기지 운영자의 업무를 지원하는 시스템으로, 기지 내의 다양한 지역에서 차량의 안전한 흐름을 도움

- 만약 이 시스템이 유지보수 보안시스템과 연결되면, 차량은 특정 유지보수 프로세스에 자동으로 할당되는 것이 가능함

 

2. 사례 분석

2.1 프랑스 르 그랜드 디종 차량기지(Le Grand Dijon)

○ 이 차량기지는 트램과 버스를 동시에 취급하며, 33m 길이의 차량을 주로 다루지만 45m 길이의 차량도 다룸

○ 차량기지의 구성

- 약 330m의 중앙부 단선 진출입지역과 양끝 지역의 복선으로 이루어지며, 한쪽으로는 영업선과 다른 한쪽으로는 차량기지로 진입하는 2개의 궤도(정비공장에 직접 접근하는 바이패스 궤도와 영업선/세척선으로 진입하는 선)를 연결함

- 서비스 정거장(service station) : 열차 세척, 모래 보충 그리고 경정비 등

- 세척지역 : 트램 차량 자동세척장치

- 대청소(large washing) 지역 : 정기적인 청소

- 정비공장(workshop) : 열차 유지보수를 위한 8개의 선 확보

- 유치선(storage) 지역 : 33m 길이의 차량 35대를 유치시키는 7개의 궤도

- 시험선(test track)

- 시험 지역 : 유치선 출구에 있으며 전철기 원격제어장치가 있음

○ 기지 내 선로와 진출입 진로는 1개나 2개의 운영 워크스테이션의 신호 디스플레이를 통해 관제센터에서 컨트롤러에 의해 제어됨

- 정비공장 노선을 제외한 차량기지 내의 모든 진로는, 출발지-도착지 명령에 따라 신호 디스플레이를 통해 컨트롤러에 의해 원격제어됨

○ 원격제어에 대해, 전철기 수동제어 방식이 우선하여 권한을 가짐

- 정비공장의 8개 궤도의 전철기는 수동으로 제어되고 한 방향으로만 이동하여, 방향이 잘못되면 처음 위치로 돌아오게 됨

- 전철기 메커니즘에 삽입되는 레버를 이용하여, 유리보수 기술자에 의해 운영되며 전철기를 작동시키는 유지보수 기술자는 정비공장 지역의 열차의 모든 이동을 책임짐

- 그럼에도, 정비공장에서 출구로 가는 궤도는 전용선으로 운영됨

 

<차량기지 내의 진로 제어>

○ 정상적인 진로제어는 관제센터의 하나의 컨트롤러 워크스테이션 신호 디스플레이에 의해 수행됨

- 구원(rescue) 모드는 기관사가 현장의 제어박스를 통해 특정 진로를 제어하도록 함

- 철도 신호 전용의 특수 디스플레이는 관제센터의 컨트롤러 워크스테이션의 통합화 영역으로, 운영자가 차량기지 및 2개의 트램 노선에 걸친 철도 신호의 명령과 제어를 시행토록 함

- 차량기지 궤도를 선택한 이후에, 컨트롤러는 차량기지 진로와 진출입 지역 모두에 대한 관리가 가능하며, 다음 기능도 수행함

▸ 진로의 저장/추적/삭제, 트램이 현재 점유 중인 궤도의 제어

▸ 신호 상태의 제어와 목적지 표시, 전철기 위치 정보 제공

▸ 전철기나 궤도의 절연 여부, 특수한 제어 수행, 경보의 제공 등

○ 관제센터의 2차 워크스테이션의 신호 디스플레이는 트램 2개 노선 제어를 위해 액티브 상태로 대기 중임

- 같은 운영 지역에서 2개의 철도 신호 디스플레이는 동시에 작동되지 않음

 

 

<구원 모드(Rescue mode)>

○ 기관사는 각 유치선의 출구 신호에 설치된 제어박스를 통해 출구 진로를 선택할 수 있으며, 비상 박스를 사용하여 영업선에 진입하라는 명령을 수행함

- 또한, 이러한 비상 박스를 통해 유치선으로부터의 출구 진로를 삭제할 수도 있으며, 기관사는 특수한 승인용 키로 명령을 작동시킴

 

<운영 관리>

○ 열차가 V1을 통해 헨리 켐프 정거장에 도착하거나 V2를 통해 보루치 역을 떠날 때, 컨트롤러는 디스플레이의 설정 노선의 출발지와 도착지를 선택함으로써 차량기지로 되돌아올 것인지를 체크함

- 동시에 여러 가지 노선 검토가 가능하며, 신호 조건이 허락하면 자동 추적이 가능함

- 만약 노선이 이용 가능하면, 즉시 추적하여 이용 가능함

○ 트램 차량이 출구 선로로 동시에 유치선을 출발하는 것은 불가하며, 컨트롤러는 제어 정거장을 통해 차량기지 궤도 일부 영역을 제어할 수도 있음

- 진로 삭제를 위해 원격제어가 가능하며, 차량기지 내에서 이동을 원활하게 하려고, 결합한 노선에 유연한 열차 이동 기능이 부여됨

○ 같은 방법으로, 컨트롤러는 여러 가지 진로를 제어할 수 있으며, 모든 개별 진로는 관제센터의 철도 신호 디스플레이에 의해 하나의 유닛으로 제어할 수 있음

 

<진출입 인터페이스 궤도의 운영>

○ 차량기지 진출입 지역의 구성

- E1(137m)과 E2(100m)의 복선 구간은 30m 길이의 열차 2대 또는 40m 길이의 한 대 트램 차량이 운영 가능함

- 141m 길이의 단선 구간이 포함됨

- 기지 측면의 133m 길이(S1)와 136m 길이(S2) 복선 궤도는 30m와 40m 길이 차량 2대의 유치가 가능함

○ E1과 E2는 다른 열차용으로 설계되어, 차량 번호가 관제센터의 레일 신호 역 디스플레이에 현시됨

- 단선은 주 통로로 계획되어 열차 유치로 사용되지 않으며, 관제센터에서 수동 제어되지 않음

- 단선은 병목과 같아서, 트램은 가능한 한 빨리 통과하도록 순서를 갖추게 됨

○ 결과적으로, 몇 개의 열차가 이 구간을 통해 일렬로 동시에 항상 한 방향으로 통과하는 것임

- 3색 신호(적/녹/황 점멸)가 E1, E2, S1, S2 궤도에서 열차가 단선에 접근하도록 제어

- 단선에 차량이 없을 때 차량이 진입하려면 황색이 꺼지고, 적어도 한 개의 차량이 이미 같은 방향에 있으면, 황색이 점등됨(최대 3대의 열차가 도착하면 적색등이 점등됨)

- 이 단선 구간을 통과하는 차량 간의 거리는 기관사가 결정함

 

<차량기지로의 진입 진로>

○ 차량기지로의 진입은 E1, E2 궤도를 통해 관제센터에 의해 제어되고, S1과 S2로 진행함

- 궤도 H가 서비스 정거장 앞에 있어, 정거장이 혼잡하면 열차를 대기시킴

 

<차량기지에서 본선으로의 진입 진로>

○ 진입 진로는 S1이나 S2 궤도 중에 한 곳으로 관제센터를 통해 컨트롤러로 제어됨

 

<전철기 제어장치의 시험>

○ 고장난 전철기 제어장치로 트램이 작동되는 것을 피하고자, 유치선 P1 출구 쪽에 시험장치가 설치되어, 정상 운영 패널에서 시험 버튼을 눌러 가동시킴으로써 박스의 열차-궤도 전송의 정상 여부를 확인하는 것이 가능함

- 이 시험 수행을 위해, 기관사는 열차가 시험선에 있을 때 좌/우 명령을 수행하면서 시험용 버튼을 눌러 정상 여부를 확인함

 

<정비공장 지역으로의 운영>

○ 정비공장 지역에서의 운영은 유지보수 기술자에 의해 수동 관리되며, 궤도 A로만 접근할 수 있음

- 만약 트램이 정비공장 내에서의 궤도를 바꾸려면, 항상 A 궤도 후부로 나와서 앞쪽으로 이동하여 정비공장의 다음 궤도로 옮겨가야 함

 

<유치선, 서비스 정거장 그리고 세척정거장에서의 운영>

○ 차량기지로 진입하는 정상적인 궤도는 S1을 통해서이며, 이는 서비스 정거장 SL과 세척 정거장 L을 지나침을 의미하며 세척선 통과 후 유치선에 진입하게 됨

- 첫 번째 들어가는 열차는 유치선 끝 부분에 유치되고, 서비스 정거장에서 세척장치로 통과하는 것은 상부에 걸린 샌드블라스팅 건을 통과하고 세척 브러시를 통과함을 의미함

- 유치선은 서비스 정거장을 우회하여 주 이동로로 진입할 수 있음

- 정상적인 운영 환경에서 출구 진로는 궤도 P1, P2, P3와 S2로 이루어지며, 최종 목적지에 따라 진로는 궤도 E1이나 E2를 이용함

- 반대방향에서 유치선으로 접근하는 것도 가능하며, 이미 점유된 상태라면 서비스 정거장 정면에서 열차는 대기할 수 있음

 

<장점과 단점>

○ 차량기지 내에서 사람의 개입을 피하려면 기지관리시스템의 도입이 필수적이며, 인건비를 절감할 수 있으며 수동 입환보다는 자동관리시스템이 더 안전함

 

2.2 네덜란드 RET

○ 네덜란드 로테르담의 [Beverwaard] 차량기지의 전철기 자동화 프로젝트

- 2011년3월, 새로운 [P+R] 지역이 상부 주차장을 가진 트램 차량기지로 확정되었으며, 자동시스템은 기술적 시스템과 관련 법률적 시스템으로 구성됨

- 자동시스템의 목적은 차량기지의 진입과 진출 프로세스를 최적화하는 것임

 

<중요 특징>

○ 목표 달성을 위해, 시스템은 프로세스 제어와 모니터링을 위해 기술적 방법을 사용함

- 법률적인 시스템은 자동시스템이 어떻게 운영되고 유지보수되어야 하는지에 대한 사항을 나타냄

자동화 시스템
기술적 시스템	법률적 시스템
제어 데스크, 자동화 시스템, 전기적으로 운영되는 전철기 액추에이터를 포함한 외부 부품	서류화

○ RET는 자동화 시스템을 위해 필요조건 프로그램(Programme of Requirements)에 자체 콘셉트를 세부적으로 규정했으며, 기술 표준, 안전 표준 그리고 신뢰성 및 시스템 가용성과 같은 모든 관련 사항을 상세하게 규정함

- [Beverwaard] 차량기지의 자동화 원칙은 RET의 [Kralingen] 차량기지에 기반을 두고 있음

- 이것은 기관사의 개입 없이 철도와 신호를 제어하는 완전 자동화 시스템은 아니지만, [Beverwaard] 차량기지 시스템은 미래의 필요조건을 반영하여 완전 자동화됨

- 자동화 시스템은 기지관리시스템(DMS, Depot Management System)이라고 불리는 제어유닛에 기반을 두고 있으며, 차량기지 내에서의 차량 이동의 조직과 최적화를 위해 사용됨

- 기지관리시스템(DMS) 운영자는 차량기지에서 발생하는 프로세스 관리에 핵심적 역할을 하며, 시스템의 중요 역할은 운영자가 차량기지 내에서의 현재 활동을 신속하게 확인하고 모든 차량의 점유 궤도와 목표 궤도를 검토하는 것임

- 이를 위해, 아래의 시스템이 연결되어 있음

· CONTEC TCS 300 전철기 제어시스템, 운영회사와 운행관리원을 위한 제어 콘솔 그리고 유지보수 작업을 모니터링하는 제어 콘솔

○ 차량기지 내에서 철도차량의 입환은 중량 검지 루프에 의해 수행되며, 모든 운영은 배치시스템에서 OPC 서버로 릴레이 되어 운영자가 이용 가능함

- RMS와 TCS 300 자동제어시스템 간에 교환되는 정보는 OPC(OLE process control server)를 통해 제어됨

- RMS를 사용함으로써, 차량기지의 많은 궤도와 철도차량의 수 그리고 그 위치가 중앙 디스플레이에 현시됨

- 개별 부품은 CONTEC TCS에 연결되고, TCS의 핵심은 CENELC-SIL-4 인증의 PLC 제어에 따라 이루어짐

- 차량기지의 목표 지점에 안전하게 철도를 진입시키도록 선택, 관리 및 모니터링하기 위해 레일 관리시스템이 사용되고, 검지 루프와 중량 검지장치가 차량의 위치 결정을 위해 적용됨

- 여기서 강조할 것은 다양한 레일 섹션의 입환에 있는데, 자동 전철기 제어를 위해 전철기 시스템이 설치됨

- 전자유압 전철기 액추에이터 제어를 위해 모터 릴레이가 사용됨

 

<장점과 단점>

○ 단점 중의 하나는 소프트웨어 상의 변경이 새로운 문제를 일으킨다는 것임

 

2.3 벨기에 브뤼셀 STIB

○ [Haren] 트램 차량기지의 자동기지관리시스템

- 2009년 4월에 [Haren] 트램 차량기지에 설치된 디자인은 새로운 기술이 적용됨

- 전철기 원격제어, 자동 진로 설정 및 신호, 차량 식별이 그것으로, 새로운 기술은 차량관리와 유지보수 계획의 개선과 차량기지 내에서의 안전 그리고 우수한 노동력 관리를 보장함

○ 이 시스템은 HN-P 제어유닛, 통신 서버, 데이터베이스 서버, 운영 및 관측 클라이언트 그리고 관리 클라이언트로 구성됨

 

○ HN-P 제어 유닛은 페일세이프 기능을 가지고 있으며, 궤도회로와 전철기와 같은 현장 부품으로부터 전철기, 신호기 그리고 프로세스 정보를 세팅함

- ZENITEL 시스템과 HTPS 푸시버튼 스테이션은 차량 식별, 진로의 세팅과 리셋을 시행함

- 중앙 제어유닛은 진로 요청을 프로세싱하고 복잡한 진로를 관리함

- O&O 통신 서버는 프로세스와 관리 차원 사이에서 인터페이스만을 담당하며, 양방향으로 데이터를 전송하고 모든 연결을 모니터링하며 운영 및 관측 사용자의 인증을 담당함

- 또한, O&O 통신 서버는 모드 데이터 텔레그램과 사건에 대한 완벽한 일상 프로토콜을 창조하며, O&O 클라이언트는 전철기, 신호기 그리고 궤도회로와 같은 부품의 상세한 시각화를 실현하여 부품에 장애가 발생하면 알람을 울리고 현재 에러 리스트를 현시함

- O&O 클라이언트는 진로 세팅, 전철기 세팅, 전철기 히터 세팅 및 조정, 에러의 확인 그리고 정상적인 운영을 세팅함

- SGC 통신 서버는 Sig-시스템, HASTUS, PORTAL, SAE 그리고 SAP와 같은 외부의 인터페이스 모두를 관리하는 SGC-시스템의 중요 부품으로, 차량 추적과 자동 기능을 제공함

- SGC 데이터베이스 서버는 차량, 궤도, 궤도 점유, 유지보수, 배치 그리고 사용자와 같은 기지 유지관리시스템에 대한 완벽한 데이터베이스를 제공하며, 오류가 발생할 때 사용자에게 확인시켜줌

- SGC 데이터베이스 서버는 관리시스템의 백본으로 불리지만, O&O 시스템은 아님

- 기관사 정보는 차량 숫자, 위치, 서비스 그리고 라인을 포함한 현재의 출발 리스트의 시각화를 기관사에게 제공함

 

<장점과 단점>

○ 대형 차량기지는 완전한 자동관리시스템이 필요하며, 중요한 단점은 높은 비용과 복잡한 설치임

 

3. 외부 사례

○ PSI사는 대중교통, 통신 그리고 공공 안전 분야의 IT 솔루션을 제공하는 독일 회사임

- 이 회사는 [PSItraffic/Depot]라고 불리는 기지관리 시스템을 제공하며, 예를 들어 운영자의 차량 자동 배차를 지원하고 계획된 차량 배치를 최적화하는 것임

- 또한, 유지보수 사이클에 대한 감독과 특정 행위를 알려주며, 레퍼런스 차량기지로는 Deutsche Bahn AG, GVB Amsterdam, S-Bahn Berlin, S-Bahn Hamburg 그리고 Stuttgarter Straßenbahnen AG가 있음

 

4. 제안사항

○ 트램 차량기지에서의 자동관리시스템의 사용은 차량기지 규모 및 자동화의 정도와 관련된 문제로, 블랙풀을 제외하고는 모두 일정한 차량기지 관리시스템을 설치하여 운영 중임

- 이 시스템들은 매우 다양하고, 일부는 복잡하기도 하고 단순하기도 함

- [Haren] 차량기지에서 사용 중인 STIB의 완전 자동관리시스템은 대단한 성공작이며, RET는 최초로 [Beverwaard]에서 이러한 시스템을 시험 중임

- Grand Dijon 차량기지는 혼합 사용 차량기지의 필요조건 만족을 위해 자동시스템을 설치할 예정이며, [Haren] 차량기지에서 STIB는 전철기 원격제어, 자동 진로 세팅, 신호장치와 차량 인식을 도입함으로써 차량기지를 리뉴얼함

○ 이러한 조치들은 안전 수준을 높이고 우수한 노동력 관리가 가능토록 함

- RET는 차량기지 진출입 프로세스 최적화를 위해 자동시스템을 사용하며, 프로세스 제어와 모니터링을 위해 기술적인 수단을 사용함

- RET는 자동화 시스템을 위해 [Programme of Requirements]라고 불리는 콘셉트를 개발했고, 이것에는 기술표준, 안전표준, 신뢰성 그리고 시스템 가용도와 같은 관련 내역을 가짐

- 레일 관리시스템은 차량기지의 목표 궤도에 안전하게 진입하기 위해 철도를 모니터링하고 선택하며 관리하는데 사용되며, 검지 루프, 중량 검지장치가 차량의 위치 결정을 위해 설치됨

- 대부분의 경우 현대의 차량기지는 자동화시스템을 사용하며, 만약 차량이 일정한 크기이면, 차량기지 내에서의 모니터링과 스티어링은 적어도 감시를 위해 1명이 필요하게 됨

- 이 비용은 자동화시스템의 투자와 비교되며, 이에 근거하여 전체적으로 결정이 될 사항임