[논문]이종 철도신호시스템을 위한 기존 자동열차정지 연동로직의 보완

정락교; 김백현; 강석원; 변윤섭; 박건원

doi:10.5762/kais.2016.17.10.702

이종 철도신호시스템을 위한 기존 자동열차정지 연동로직의 보완
Complement of the Interlocking Logic of ATS for Heterogenous Railway Signaling Systems 원문보기

한국산학기술학회논문지 = Journal of the Korea Academia-Industrial cooperation Society, v.17 no.10, 2016년, pp.702 - 708

정락교 (한국철도기술연구원) , 김백현 (한국철도기술연구원) , 강석원 (한국철도기술연구원) , 변윤섭 (한국철도기술연구원) , 박건원 (서울메트로)

초록
AI-Helper

철도 신호시스템은 철도의 건설 운영 경험을 토대로 안전성 및 유지보수성을 극대화할 수 있도록 발전해 왔다. 전기적으로 궤도를 일정구간별로 구분하여 제어하는 폐색기반의 차량간격 제어를 통해 시스템의 안정적인 운영을 도모함과 동시에 효율적인 운영을 위한 시스템의 모니터링 강화가 지속적으로 이루어 졌다. 운영환경의 변화에 맞게, 기존의 ATS(Automatic Train Stop) 시스템과 새로운 ATP/ATO(Automatic Train Protection/Automatic Train Operation) 시스템이 병행으로 운영 중에 있다. 신호시스템을 병행 운영함에 있어서, 기존 ATS시스템은 잦은 신호설비의 개량으로 인해 연동도표 및 로직의 조건에 대한 보완이 필요하게 되었다. 본 논문에서는 이종 신호시스템 중 기존 ATS시스템의 연동조건 및 보안개선을 통해 시스템 안전성 및 운영 효율성을 도모하였다. 신호기 ON/OFF으로 반대선 신호에 영향을 주지 않도록 신호현시의 점유조건이 추가되었으며, 위치 및 쇄정에 대한 추가적 변경으로 보안성을 향상시켰다. 또한 불필요한 조건을 삭제하고 세분화된 신호현시를 생성하여 열차의 접근성을 향상시켜 운영 효율성을 향상시켰으며, 한층 강화된 시스템으로 운영할 수 있도록 개선하였다. 이와 같은 활동을 통행 기존 ATS시스템의 잦은 신호설비의 개량으로 인한 연동도표 표기와 관련한 보완사항을 개선하였으며, 열차의 안전운행과 밀접한 보안도 향상측면에 있어서의 뚜렷한 효과를 얻었다.

Abstract ▼ AI-Helper

The railway signaling system has evolved to maximize its safety and maintainability based on the experiences in the construction and operation of railway systems. The newly developed systems was established to cope with the changes in an operating environment. In the process of a transition to the new system, both the existing ATS (Automatic Train Stop) and new ATP/ATO (Automatic Train Protection/Automatic Train Operation) systems are operating simultaneously in parallel. In this situation, modifications of the conditions of the interlocking diagram and logic are necessarily required on the existing ATS systems due to the frequent improvements in signaling equipment. This paper reports the enhancement of safety and operational efficiency of the system through an improvement of the security and the interlocking conditions of the existing ATS systems. The independent display of signals for each track was ensured to avoid giving the effect of On/Off signals for the selected track on the opposite side, and the security was improved by adjusting the position and interlocking conditions. In addition, the increased traffic density of railway systems was achieved by removing the unnecessary conditions and detailed signal display, which resulted in enhanced operational efficiency.

주제어

AI 본문요약
AI-Helper

* AI 자동 식별 결과로 적합하지 않은 문장이 있을 수 있으니, 이용에 유의하시기 바랍니다.

문제 정의

기존 시스템을 완전히 폐기하는 단계에서는 신규 시스템에 대한 문제는 크게 우려할 사항이 아니며, 기존 ATS 시스템을 한층 강화된 시스템으로 활용하기 위한 방안이 요구된다. 본 연구에서는 이종 신호시스템 중 기존 ATS시스템의 연동조건 및 보안 개선을 통해 궁극적으로 시스템 안전성 및 운영 효율성을 도모하였다. 신호기 ON/OFF으로 반대선 신호에 영향이 가지 않도록 신호현시의 점유조건을 추가하였고, 위치, 쇄정 추가 변경으로 보안성을 향상시켰다.

제안 방법

개선 방법으로는 ‘210T’ 점유 조건을 추가하여 신호기 외방에 열차가 접근하는 시점에 신호가 현시되도록 하였다.
그림 8에서와 같이 선로전환기가 불일치되는 상태에서 신호 현시되는 현상을 개선하였고, Y선 출고시에 10D와 마주하며 현시되는 현상을 개선하였다.
더불어, 이종시스템의 운영에 따라 기존 시스템의 신호현시에 영향을 주어 오동작을 야기하는 인자를 분석하여, 역간정보 인터페이스를 실선으로 연결하여 신뢰성을 증대시켰고, 궤도정보처리의 점유/비 점유를 상태를 개선하여 시스템이 안전측으로 동작하도록 실현 하였다[5∼7].
세 번째 개선 사항은 효율성 향상측면에서 안전성 검토를 통한 불필요한 조건 삭제 및 완화로 열차의 접근성 향상을 도모하는 방안으로, 그림 9에서와 같이 ATS 시스템과 ATO 시스템의 신호체계 상이로 인해 평상시 ‘R (정지)’로 현시되는 불필요한 궤도조건으로 열차의 접근성이 저하시키는 현상을 개선하기 위한 방안이다.
시스템의 중첩사용에 따른 기존 시스템(ATS) 또는 새로운 시스템(ATP/ATO) 간의 주파수 간섭에 따른 영향여부를 실제 적용현장에서 시험으로 확인하였다[1∼4].
본 연구에서는 이종 신호시스템 중 기존 ATS시스템의 연동조건 및 보안 개선을 통해 궁극적으로 시스템 안전성 및 운영 효율성을 도모하였다. 신호기 ON/OFF으로 반대선 신호에 영향이 가지 않도록 신호현시의 점유조건을 추가하였고, 위치, 쇄정 추가 변경으로 보안성을 향상시켰다. 또한 불필요한 조건을 삭제하고 세분화된 신호현시를 생성하여 열차의 접근성을 향상시켜 운영 효율성을 향상시켰으며, 한층 강화된 시스템으로 운영할 수 있도록 개선하였다.
이를 해결하기 위한 방안으로, 그림 10에서와 같이 CAUTION(주의) 480T 460T로 궤도조건을 완화하여 평상시 ‘Y(주의)’로 현시되도록 개선하였다.
이에 본 논문에서는 신호기 ‘ON/OFF’에 대한 개선책으로 반대선 신호의 영향을 신호현시의 점유조건으로 추가하였고, 위치, 쇄정 추가 및 변경 등의 조건 강화를 통한 보안도 향상을 도모하였다.

성능/효과

네 번째 개선 방안으로 후방신호기 연동과 신호 현시 세분화의 방법으로 열차 접근성을 향상시켰다. 그림 11에 나타낸 바와 같이 개선전에는 ‘204BT 8LT 203AT’ 의 세 개의 궤도 조건으로 하위신호 없이 PROCEED를 현시한다.
두 번째 개선 사항은 열차의 위치, 쇄정 추가 및 변경 등과 조건 강화를 통해 보안도의 향상을 도모하였다. 개선이 필요한 사례를 살펴보면, 다음 그림 6과 같이 202선로전환기가 고장으로 불일치하는 상태에서도 ATS 열차가 출발되는 상황이 발생할 수 있으며, Y선 출고시에 10D와 마주하며 역방향으로 현시되는 문제점이 있다.
신호기 ON/OFF으로 반대선 신호에 영향이 가지 않도록 신호현시의 점유조건을 추가하였고, 위치, 쇄정 추가 변경으로 보안성을 향상시켰다. 또한 불필요한 조건을 삭제하고 세분화된 신호현시를 생성하여 열차의 접근성을 향상시켜 운영 효율성을 향상시켰으며, 한층 강화된 시스템으로 운영할 수 있도록 개선하였다.
이에 본 논문에서는 신호기 ‘ON/OFF’에 대한 개선책으로 반대선 신호의 영향을 신호현시의 점유조건으로 추가하였고, 위치, 쇄정 추가 및 변경 등의 조건 강화를 통한 보안도 향상을 도모하였다. 또한 안전성 검토를 통해 신호현시의 세분화와 더불어 불필요한 조건의 삭제 및 완화로 효율성을 극대화할 수 있도록 열차 접근성 향상을 도모하였다.
시스템의 중첩사용에 따른 기존 시스템(ATS) 또는 새로운 시스템(ATP/ATO) 간의 주파수 간섭에 따른 영향여부를 실제 적용현장에서 시험으로 확인하였다[1∼4]. 또한, 시스템 교체 및 운영 환경을 고려한 운영시나 리오 작성과 운영사례의 분석을 통하여 타당성 및 효과를 입증하였다. 더불어, 이종시스템의 운영에 따라 기존 시스템의 신호현시에 영향을 주어 오동작을 야기하는 인자를 분석하여, 역간정보 인터페이스를 실선으로 연결하여 신뢰성을 증대시켰고, 궤도정보처리의 점유/비 점유를 상태를 개선하여 시스템이 안전측으로 동작하도록 실현 하였다[5∼7].
이에 반해 개량 ATP/ATO시스템은 거리 중심 제어로 상호안전거리 확보와 열차간 운행간격이 짧은 고밀도 운전이 가능하며, 자동감속으로 한 번에 제동이 이루어진다. 또한, 탄력적 열차운영 및 고밀도 운전으로 선로용량 증대 및 열차운행효율 향상을 도모할 수 있으며, ATO 시스템의 채택으로 자동운전 또는 1인 운전가능이 가능해지는 효과를 얻을 수 있다.
신호시스템의 중첩사용에 있어서 기존 ATS 연동로직에 대한 개선으로 인한 효과를 살펴보면, 보안도 향상 42건, 신호기 on/off 개선 14건, 효율성 향상 6건, 후방신호기 연동 4건, 신호현시 생성 2건의 순으로 열차의 안전운행과 밀접한 보안도 향상측면에 있어서의 뚜렷한 개선 효과를 보였다.
더불어, 이종시스템의 운영에 따라 기존 시스템의 신호현시에 영향을 주어 오동작을 야기하는 인자를 분석하여, 역간정보 인터페이스를 실선으로 연결하여 신뢰성을 증대시켰고, 궤도정보처리의 점유/비 점유를 상태를 개선하여 시스템이 안전측으로 동작하도록 실현 하였다[5∼7]. 이종 신호시스템의 운영에　따른 기존 ATS시스템의 지속적이고 잦은 신호설비개량으로 ATS 연동도표 표기와 관련하여 보완이 필요하였으며, 본선 분기부 장내 진입시 반대선 진로상황에 따라 신호현시가 영향을 받을 수 있음에 따라 노선 전체에 대한 전수조사 및 개선을 통한 신뢰성과 안전성, 운영효율성 강화가 필요하였다. 이에 본 논문에서는 신호기 ‘ON/OFF’에 대한 개선책으로 반대선 신호의 영향을 신호현시의 점유조건으로 추가하였고, 위치, 쇄정 추가 및 변경 등의 조건 강화를 통한 보안도 향상을 도모하였다.
첫 번째 연동도표 개선 유형은 신호기 ‘on/off’ 개선으로 반대편 신호에 의한 영향을 개선하였다.

후속연구

현재 서울메트로 2호선의 신호시스템은 기존 TTC에 의해 현장설비가 제어되는 방식으로 운영되고 있으며, 신규 TTC는 기존 TTC와는 별도의 통신라인을 설치하여 운영하고 있다. 모든 열차에 차상 ATP/ATO 장치가 설치되기 전까지는 기존 TTC와 신규 TTC가 동시에 운영될 계획이다. 그림 1과 같이 기존 ATS 열차와 신규 ATP/ATO 열차를 동시에 운영하기 위해, TTC 설비는 기존의 ATS 장치를 위한 진로와 신규 ATC 장치를 위한 진로를 동일하게 설정한다.

질의응답

핵심어	질문	논문에서 추출한 답변
	철도 신호시스템은 어떻게 발전 해왔는가?	철도 신호시스템은 철도의 건설․운영 경험을 토대로 안전과 운영 유지보수의 편리성을 극대화할 수 있도록 발전해 왔으며, 아울러 경제성을 확보하기 위한 다양한 활동이 진행되어 왔다. 특히 전기적으로 궤도를 일정구간별로 구분하여 제어하는 폐색기반의 차량간격 제어를 통해 시스템의 안정적인 운영을 도모함과 동시에 효율적인 운영을 위한 시스템의 모니터링 강화가 지속적으로 이루어 졌다.
	기술의 발달에 따른 새로운 철도 신호시스템은 무엇이 있는가?	특히 전기적으로 궤도를 일정구간별로 구분하여 제어하는 폐색기반의 차량간격 제어를 통해 시스템의 안정적인 운영을 도모함과 동시에 효율적인 운영을 위한 시스템의 모니터링 강화가 지속적으로 이루어 졌다. 최근, 기술의 발달에 따라 신호시스템의 모니터링 기능뿐만 아니라, 자동방호와 자동운전으로 열차 운영의 효율성을 높이는 새로운 기술과 기법들이 개발되 었다. 더불어, 통신기술과 역 설비장치가 포괄 연계되어 열차 운영에 필요한 정보 및 승객이 이용할 수 있는 정보를 바탕으로 승객의 이동 편리성을 향상시키는 추세로 진화하고 있다.
	열차 운영의 효율성을 높이는 새로운 기술은 무엇이 있는가?	최근, 기술의 발달에 따라 신호시스템의 모니터링 기능뿐만 아니라, 자동방호와 자동운전으로 열차 운영의 효율성을 높이는 새로운 기술과 기법들이 개발되 었다. 더불어, 통신기술과 역 설비장치가 포괄 연계되어 열차 운영에 필요한 정보 및 승객이 이용할 수 있는 정보를 바탕으로 승객의 이동 편리성을 향상시키는 추세로 진화하고 있다. 또한, 수송력의 증가와 시스템의 노화 해소와 같은 근본적인 해결방안을 모색하기 위하여, 운영 환경의 변화에 맞게 새로운 시스템의 도입이 진행되고 있고, 기존의 시스템과 새로운 시스템이 혼용되어 시스템 구축이 이루어져 운영 중에 있다.

참고문헌 (7)

R. G. Jeong et al., " Railway Signalling System between New ATP/ATO System and Conventional System Compatibility Review for Seoul Metro 2 Line", Korea Railroad Research Institute R&D Report, Nov. 2008.
R. G. Jeong, B. H. Kim, J. K. Kim, Y. K. Kim, "An Analysis of Parameter for Re-signal System", Autumn Conference of the Korean Society for Railway, Oct. 2008.
R. G. Jeong, B. H. Kim, E. J. Jeong, "A Study on the Interference of Harmonic Frequency during the Change of Urban Transit's Signalling Systems", Journal of academia-industrial technology, vol. 11, no. 2, pp. 469-475, Feb. 2010.
Y. H. Kho, S. H. Yoon, K. H. Choi , "Analysis of EMI Between Overlapped Railway Signalling Systems and Its Countermeasure", Trans. of the KIEE, vol. 58, no. 6, pp. 1116-1122, June 2009.
K. H. Choi, Y. H. Kho, S. H. Yoon, "A Study on the EMI between ATS and ATP/ATO Systeme", The Korean Society of Automotive Engineers, Con., 2009
R. G. Jeong, B. H. Kim, S. W. Kang, Y. H. Kho, "Study on the Design of Operation Scenario for Replacement of a Railway Signaling System", Korean Institute of Electrical Engineers, Con., vol. 63, no. 8, pp. 1064-1025, Aug. 2014. DOI: http://dx.doi.org/10.5370/KIEE.2014.63.8.1064

원문보기 상세보기
R. G. Jeong, B. H. Kim, S. W. Kang, Y. H. Kho, "Prevention of the malfunction of the ATS signaling system by parallel operation with ATC", Korean Institute of Electrical Engineers, Con., vol. 64, no. 7, pp. 1019-1025, Jul. 2015. DOI: http://dx.doi.org/10.5370/KIEE.2015.64.7.1019

원문보기 상세보기

저자의 다른 논문 :

LOADING...

표제어: PCR

동의어: Packet Collision Rate

용어 설명 출처 목록 (6)

용어 설명: PCR은 세균 특이성이 있는 primer를 이용하여 적은 수의 세균이 있을지라도 쉽게 검출할 수 있는 유용한 방법이며, 이를 이용하여 구강 내 치면세균막이나 타액에서 직접 세균을 검출할 수 있게 되었다[8].

내보내기 구분	파일저장 인쇄 메일전송
구성항목	기본정보 상세정보 관리번호, 논문명, 저널/프로시딩명, 저자 , 발행년, 권, 호, 시작페이지, 끝페이지, 발행기관 관리번호, 논문명, 대등논문명, 저자 , 저널/프로시딩명, 발행기관, 발행년, 발행언어, 권, 호, 시작페이지, 끝페이지, ISBN, ISSN, 주제분야, 키워드, 초록(한글), 초록(영문), 저자(소속기관)
저장형식	Text(ASCII format) Excel format RefWorks Direct Export RIS format (for Reference Manager, ProCite, EndNote), Scholar's Aids, Mendeley
메일정보	받는사람 (필수) @ 보내는사람 (선택) @ 제목 내용 KISTI 검색결과 이메일 서비스
안내	총 건의 자료가 검색되었습니다. 다운받으실 자료의 인덱스를 입력하세요. (1-10,000) 검색결과의 순서대로 최대 10,000건 까지 다운로드가 가능합니다. 데이타가 많을 경우 속도가 느려질 수 있습니다.(최대 2~3분 소요) 다운로드 파일은 UTF-8 형태로 저장됩니다. 파일의 내용이 제대로 보이지 않을실 때는 웹브라우저 상단의 보기 -> 인코딩 -> 자동선택 여부를 확인하십시오. ~ Text(ASCII format) Excel format

연합인증