초록 ▼

Ⅵ. 주요 연구개발 결과
□ 성과목표(지표) 1 : ICT기반 차상중심 제어시스템 핵심기술 개발
○ 차상중심 열차제어시스템 시제품 현장시험 및 성능평가
-실제 열차를 이용한 통합기능시험 및 현장시험
○ 차상중심 열차제어시스템 실용화 방안 연구
- 13년 이전 기술인 전자폐색장치를 활용한 신호시설물 원격 감시시스템 구축 정책반영 1건 및 시범구축 추진
- 궤도회로, 폐색장치,ATP LEU 및 신호기 등의 현장설비 원격감시를 위한 시범구축 국가 R&D 추진:- 총 예산 14억, 16개월 예정
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Ⅵ. 주요 연구개발 결과
□ 성과목표(지표) 1 : ICT기반 차상중심 제어시스템 핵심기술 개발
○ 차상중심 열차제어시스템 시제품 현장시험 및 성능평가
-실제 열차를 이용한 통합기능시험 및 현장시험
○ 차상중심 열차제어시스템 실용화 방안 연구
- 13년 이전 기술인 전자폐색장치를 활용한 신호시설물 원격 감시시스템 구축 정책반영 1건 및 시범구축 추진
- 궤도회로, 폐색장치,ATP LEU 및 신호기 등의 현장설비 원격감시를 위한 시범구축 국가 R&D 추진:- 총 예산 14억, 16개월 예정
- 차상중심열차제어시스템의 실용화 대상 검토 및 요구사항 분석
:- (예) 차상중심 열차제어시스템의 트레인-트램 적용을 위한 요구사항 및 제어절차 분석
. 기존선(CTC 관제)과의 인터페이스 방안
. 절체구간에 진입하는 열차 정보를 이용한 트램구간의 스케줄 조정
. 교차로 구간에서 차상제어장치는 지역제어센터로 우선신호 요청
. 도로교통관제센터로부터 우선신호가 확인되면 지역제어 센터는 주행로 승인
- 차상중심열차제어시스템을 위한 제어변경(안) 도출
:- 차상제어장치 변경 설계
. 노선별 선로변정보 송수신 인터페이스 보완
. 도로교통연계 방안에 따른 교차로 제어 보완
- 선로변제어장치 변경
. 선로변제어장치의 주기적인 상태 전송 수정/보완
. 기존 건널목차단기용을 교차로형으로 수정/보완
- 도로교통과의 연계방안 검토
:- 도로교통 현황 및 대중교통 우선신호 적용 분석
- 트레인-트램 우선신호 제공 알고리즘 설계
. 녹색신호 조기시작 및 녹색신호 연장 알고리즘
-트레인-트램 우선신호를 위한 센터간 정보 인터페이스 프로토콜 설계
. 경찰청 교통신호제어기 표준규격서의 운전/확장/데이터베이스 프로토콜 적용
. 교통관제센터 시뮬레이터/지역제어기/현장 에뮬레이터 인터페이스 정의
- 교차로 현장 에뮬레이터 설계
. 트램 우선신호 통합시험을 위한 구성 설계
○ ICT기반 지역제어센터 설계 및 개발
ICT기반 지역제어센터 요구사항 정의:
- ICT기반 운행 노선에 대한 상태 표시 기능
- 차상 및 지상제어장치 실시간 감시 기능
- ICT기반 운행 노선에서 효율적인 운행 제어를 위한 열차방호 및 충추돌 방지 기능 제공
- 오프라인스케줄생성및온라인스케줄수정, 삽입, 삭제기능제공
- 트레인-트램 연계를 위한 CTC 인터페이스 제공
- 도로교통연계를 위한 도로교통관제센터 인터페이스 제공
ICT기반 지역제어센터 운영시나리오 도출:
- ICT 운행과 기존선 연계운행에 대한 정상 및 비상운영 시나리오 도출
ICT기반 지역제어센터 위험원 분석 및 설계:
- IEC 국제규격에서 권고하는 Brain Storming, FMEA,FTA 등과 같은 안전성 분석기법을 적용
- 도출된 위험원에 대한 위험도를 제거 또는 저감시키기 위한 대책을 설계 및 제작 과정에 반영
ICT기반 지역제어센터 S/W 개발:
- 지역제어센터 물리적 및 논리적 구성 구현
- 스케줄 관리(오프라인 생성, 온라인 삽입/삭제/수정)
- 열차방호 기능
- 표시/감시 기능
- 차상/지상, CTC, 도로교통 인터페이스 기능
- 취급이력, 알람/이벤트 팝업 및 로그 재생 기능
○ 간섭신호 환경에서 차상제어시스템의 통신 안전성 확보기술 연구
제어신호 무선 송수신 간섭신호 제거 및 완화 시뮬레이터 연구:
- Vienna LTE Simulator 기반 구축 (간섭신호 추가)
- MIMO Symbol Level Processor단에 간섭 신호 제거 기법 추가
고속이동환경에서 제안 간섭신호 제거 및 완화기술 성능분석·평가:- SNR별 BLER curve 도출
수신 안전성 성능평가 결과를 고려한 기술 보완: - 현재 기법으로 간섭 환경에서 상용망 수준의 품질이 가능함이 성능 평가에서 도출됨
열차 무선망구축환경을 고려한 기술 보완 및 성능개선:
- 망 이중화 구조를 활용한 협력 통신 기술 제안
- 현재 알고리즘 구체화 및 성능 평가 중
- Hard LLR 정보(±1) 기반 선택적 협력 통신으로 백홀 부하 완화
- 백홀 부하량 비교 (Mbps)
간섭신호 완화에 적합한 최적 송수신 다중안테나 구성연구:- SNR@BLER=0.1 성능
○ 열차제어시스템 네트워크 공격에 대한 방어체계 연구:
열차제어시스템 통신 네트워크 취약점 분석 및 예상 공격 기법 분석:
- 철도통신네트워크 특성을 고려한 네트워크 공격 유형 분석 및 공격 시나리오 작성
- 프로토콜 취약점에 의한 공격기법과 공격 피해 분석
- 신분당선 통신네트워크(Thales) 보안현황 현장조사
- 통신 네트워크 공격유형 분석
철도통신네트워크 공격 및 방어 시뮬레이션 프레임워크 기본 및 상세설계:
- Scenario generator 설계: 철도통신 네트워크 환경 구성을 위한 파라미터 입력기
- Agent Model 설계: 철도통신 네트워크에 발생하는 실제적인 공격·방어 모델링
· attack-agent: Attacker의 다양한 공격 수행 행위 모델링
· defence-agent: Active/passive 네트워크 모니터링을 통해 네트워크 공격 감지, 차단 모델링
- Log generator 설계
- Result analyzer 설계
네트워크 공격 피해 최소화를 위한 적합한 방어 장비 적용및 방어 기법 도출가능:
- 공격 유형, 규모, 패턴에 따른 철도통신네트워크 가용성 분석
- 철도통신네트워크에서 네트워크 공격에 따른 피해도 분석
○ 열차제어 소프트웨어 블랙박스 테스트 도구 개발
Graphic 기반 Test Script Auto-Generation 모듈 개발:
- MSC(Message Sequence Chart)에 의해 Test Case 입력 모듈 설계
- MSC에 의한 Test Log 출력 모듈 설계 및 개발
Test I/F 확장 설계(Serial Splitter를 통한 테스팅 도구I/F 구조 설계):
- 시리얼 I/F에 의한 적합성 시험 구조 설계
- 시리얼 I/F에 의한 상호운용성 시험 구조 설계
○ 노선단위 열차 스케줄링 모듈 및 운영 규정 설계
노선단위 열차 스케줄링 업무 절차 분석 및 설계:
- 주기적 시각표 및 선로용량 할당 계획 설계 완료
- 기존선(CTC) 연계구간에서의 스케줄링 업무절차 분석
노선단위 열차 스케줄링 모듈 알고리즘 개발:
- 웹기반 스케줄 관리 시공간네트워크 프로그램 개발
- 노선단위 시각표 생성 모듈 알고리즘 개발
- 열차지연 분석 지원 시스템 개발
차상중심 열차제어시스템 관련 규정 분석 및 설계:
- 국내외 철도 및 Tram 관련 운영규정 분석
- 차상중심 열차제어시스템 규정(안) 개발
□ 성과목표(지표) 2 : ICT기반 안전성 향상 기술개발
○ 레이저레이더기반 건널목 지장물 검지 안전설비 현장시험
레이저레이더기반 건널목 지장물 검지장치 시제품 현장설치 및 현장시험
- 시제품 성능검증을 위해 호남선 동암건널목에 설치하여 현장시험 수행(’14.3∼’15.1)
- 혹서기·혹한기 시험으로 개발품의 현장 적용성 확인
레이저레이더 건널목 지장물 검지장치 시제품 현장시험을 통한 시제품 보완:
- 검지된 지장물의 크기에 따라 경고 및 차단기 지연여부 결정
- 센서의 상태에 따른 상세분류(정상/고장/가림/틀어짐)로 유지보수성 향상
- 기존설비와의 로그데이터 분석을 통해 우수성 입증
○ ICT기반 무선 입환 표시장치 기술 개발
무선입환 표시장치 요구사항 분석 및 기능사양 개발
무선 입환 표시를 위한 인터페이스 연구
무선 입환 표시장치 시제품 제작:
- 입환진로표시기 무선통신장치 개발 완료
- 제어신호변환장치 개발완료
- 무선데이터 수집장치 SW 모듈 구조
- 무선데이터 수집장치 SW 개발완료
무선 입환 표시장치 현장 시험:
- 무선통신장치 현장시험환경 LTE-R 모뎀 내에 port forwarding 기술 적용
- 무선통신장치 시험절차에 따른 시험 모습
○ 기관사 정보지원 시스템 설계 및 시제품 제작
기관사 정보지원 시스템 요구사항 분석 및 설계:
-시스템 운영자요구사항 의견수렴 관련 자문(7월)
-시스템 개발방향 수립
: 기관사의 인적오류 방지를 위한 정보지원시스템
: 초급기관사 및 숙련된 기관사 맞춤형 UI
기관사 정보지원 시스템 지상서버 프로그램 개발
기관사 정보지원 시스템 차상장치 프로그램 개발
- 철도 운행에 특화하여 선행/후행 열차 위치, 시설물, 스케쥴 정보를 직관적으로 표시
- 역 진입시에 구내 운행 상태를 효율적으로 표시
차상장치 기구 설계 및 시제품 제작
시뮬레이션 테스트:
- 기관사의 인적오류 방지를 위한 운행 정보 제공 및 음성
안내 기능 구현 안전 및 운영 효율성 향상을 위한 경제속도프로파일 계산 알고리즘 개발:
- 노치 입력에 따라 이산적으로 이루어지는 견인, 제동 특성의 모델링을 통해 경제적 최적화 해 도출
- 기존 시간에 따른 모델링이 아닌 위치에 따른 모델링을 통해 속도프로파일 형식과 일치시키고, 수식과 제어변수 이산화로 계산 시간을 단축시킨 경제속도프로파일 알고리즘 개발
- 견인 및 제동 노치 조정을 통해 경제적인 열차운행이 가능하며, 계룡∼논산 시뮬레이션 결과 이동시간은 기존과 유사한 18분, 에너지는 16% 감소 가능