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[특집기고] 언제까지 '무선'을 믿지 않을 것인가

김용규 / 한국철도기술연구원 열차제어통신연구팀 수석연구원

장병극 기자 | 기사입력 2020/04/21 [14:55]

[특집기고] 언제까지 '무선'을 믿지 않을 것인가

김용규 / 한국철도기술연구원 열차제어통신연구팀 수석연구원

장병극 기자 | 입력 : 2020/04/21 [14:55]

'무선'에 대한 선입견, 선도기술 개발하고도 중국에 빼앗겨

 

▲ 김용규 / 한국철도기술연구원 수석연구원     © 국토매일

[김용규 / 한국철도기술연구원] 안전이라는 단어는 인간이 생활하는 모든 공간에서 언제나 생각되어야 하는 필수 요소로 주어진다. 

 

이는 철도에서도 예외가 아니다. 열차가 운행되는 순간부터 크게는 사고, 작게는 운행 지연이라는 단어로 언론에 수시로 등장한다. 

 

이러한 철도 안전의 근본적인 문제점은 무엇인가, 철도 안전을 위한 실제적인 방안은 무엇인가, 다양한 전문가와 철도 종사자들은 이에 대한 여러 가지 견해와 해결 방안을 각자의 전문 분야에 맞게 제시하고, 이를 위해 열심히 노력하고 있다. 

 

그럼에도 불구하고 어떠한 방법으로도 해결할 수 없는 것처럼 도래하는 “안전에 대한 문제점은 무엇인가”라는 질문을 다음과 같이 하고 싶다. 

 

첫 번째로 철도용품의 입찰에 있어서 철도용품의 기준에 부합하는 것이 안전의 가장 기본적인 사항은 아닌지? 

 

두 번째로 장애 및 사고 발생에 따른 원인 조사 및 분석에 있어서 정확한 원인의 공개가 불가능한 것이 아닌지? 

 

세 번째로 신기술의 개발에 있어서 정부 또는 발주기관의 이해관계로 인해 안전에 대한 원칙이 무너지는 것은 아닌지? 

 

네 번째로 안전이 검증된 새로운 시스템이 보편적으로 적용되고 있음에도 현재의 시스템에 안주하여 그대로 멈추어 있는 것은 아닌지?

 

다섯 번째로 안전을 강조함으로서 선도자(First Mover)보다는 빠른 추종자(Fast follower) 지향을 통해 기술의 선도를 빼앗기는 것은 아닌지?

 

이에 대한 답은 한 예로 “무인운전” 이라는 주제와 연계한다면 다음과 같이 분석할 수 있다. 첫 번째로 열차 운행의 안전과 가장 밀접한 관계를 갖는 신호용품은 안전측면에서 항상 운영 실적을 요구한다. 

 

그러나 새로운 기술의 탄생은 운영 실적이 없기 때문에 안전성 검증 측면에서 SIL4(Safety Integrity Level) 인증이라는 필수조건을 제시한다. 

 

특히 무인운전의 경우에는 차량, 지상, PSD(Platform Screen Door) 등과의 연계 동작과 이를 검증하기 위한 추가적인 현장 시험이 SIL4 인증과 함께 반드시 실행되어야 한다. 

 

이는 무인운전 관련 철도 안전을 위한 최소한의 조치로 주어진다. 두 번째로 장애 및 사고 발생 시 발주기관, 공급사, 시공사, 운영 및 유지보수 기관 등이 관여되며, 현장 조사 및 검토 시 관련 규정과 문서에 대한 분석을 통해 결론을 유도하기까지는 복합적인 이해관계가 동반된다. 

 

이로 인해 현장 보존보다는 복구에 초점을 둠으로서 유사한 장애 예방을 위한 사례 적용의 아쉬움이 남는다. 최근에는 국산화 개발에 따른 원천기술 확보로 이러한 문제점 해결을 위한 기대감이 형성되고 있다.

 

세 번째로 안전 원칙이 강조된 신기술의 개발은 이미 관련 규정과 원칙에 따라 다양한 방법이 적용되지만, 최근에는 정부의 연구개발사업이 연구기관을 통한 연구개발보다는 발주 및 운영기관을 통한 연구개발 사업 추진 방향으로 변화되고 있다. 

 

물론 발주 및 운영기관이 연구개발 업무를 추진하는 것도 상용화 측면에서는 좋은 장점을 가질 수 있다. 그러나 발주 및 운영기관은 연구개발보다는 사업관리를 중점적으로 추진하는 관리인력 위주의 기관으로 연구개발의 추진은 다수의 연구개발 인력이 필요함에도 실제로는 소수의 관리 인력에 의한 공정 관리 업무만 강조된 연구 결과를 가져올 수 있다. 

 

또한 연구개발 업무가 주 업무가 아닌 사업관리 측면의 업무로 인해 연구개발 시작부터 연구개발 완료 및 상용화까지 관련 업무를 담당자가 일관되게 추진할 수 없다는 점과 소수의 연구인력 한계로 인해 대부분의 연구업무는 용역 또는 공동연구라는 명목으로 하도급 처리하는 형편이다. 

 

이는 연구개발 기술을 정확히 이해하고, 국내 환경에 부합하도록 특히 안전측면에서 검토되어야 할 다양한 기술이 정확하게 어떤 방식으로 어떻게 연구 개발되었는지를 파악하지 못함으로서 현장 적용 시에 안전에 심각한 문제점을 가져올 수 있다. 

 

따라서 안전을 검증, 확인하여 영업 선에 적용하기 위한 제품의 절대적 평가를 추진해야 하는 발주 및 운영기관이 자신이 개발한 제품에 대해서도 타제품처럼 엄격한 절대적인 기준의 잣대를 적용할 수 있을지, 그리고 개발품에 대한 냉철한 판단을 타제품과 동일하게 준용할 수 있는지가 여전히 전문가 사이에서 회자되고 있다. 

 

네 번째로 신분당선은 국내에서 처음으로 무선을 이용한 무인운전을 실시하며, 단한건의 사고도 발생하지 않은 것으로 확인되었다. 전 세계 무인운전 노선의 경우에도 사고 발생은 대부분 '0%'이며, 프랑스 릴의 무인운전 노선은 열차의 운행 간격으로 정의되는 운전시격이 러시아워에서 66초까지 구현되고 있다.

 

이러한 기술이 보편화되고 세계화되고 있는 상황에서도 아직도 무선은 안전으로 인해 사용할 수 없다는 국내의 운영기관 전문가가 많이 있다. 이는 다음과 같은 간단한 논리에 의해 쉽게 반박할 수 있다. 

 

현재 사용 중인 유선시스템은 궤도회로 또는 발리스라는 설비를 통해 정보를 전송한다. 이러한 설비를 이용하여 100km/h 속도로 열차가 운행 시에 궤도회로(또는 발리스) 설비의 설치 구간이 도시철도에서 평균 200m 간격이라고 가정하면 새로운 정보는 약7초(100km/h 속도로 200m 구간을 통과하는 시간) 간격으로 전송된다. 

 

물론 정보는 0.5초 간격으로 전송되지만, 이는 궤도회로 구간 200m에서는 동일한 정보를 반복하여 보낼 뿐 주변 상황을 인지한 새로운 정보는 약 7초 간격으로 전송됨을 의미한다. 반면 무선을 사용한 무인운전의 경우에는 0.5초 간격으로 새로운 정보가 전송된다. 

 

이는 안전 측면에서 무선의 적용은 궤도회로(발리스)보다 더욱 빠른 대처가 가능함을 의미한다. 추가로 유인운전에서의 휴먼 에러 발생률이 10-3이지만, 무인운전에 의한 에러 발생률은 10-7로 사고 발생 가능성이 매우 희박한 것으로 입증되었다. 

 

따라서 철도에서의 무선 적용은 이미 유럽의 고속선, 전 세계 도시철도의 무인운전 등 열차제어시스템에서 보편적으로 사용되고 있지만, 세계를 선도하는 무선통신 기술을 보유한 국내에서는 여전히 무선통신의 부정적인 항목만을 고집하고 있다. 

 

다섯 번째로 LTE-R 철도무선통신의 경우 미국 모토롤라의 TRS 시스템을 대체한 국산화 철도통신을 위해 2010년부터 국회정책토론을 시작으로 2014년 1월 철도전용주파수가 1.8GHz 대역에서 할당되고, LTE-R 기술개발이 2014년 7월에 완료되었다. 

 

이러한 기술이 유럽의 GSM-R보다 900배 빠르고, 안전하게 사용할 수 있었지만, 선도자(First Mover)보다는 빠른 추종자(Fast follower)를 지향하는 정책으로 인해 2015년 부산교통공사 1호선 개량에 LTE-R이 적용되는 시점에서도 관련 기술은 적용 불가능한 기술처럼 포장되었다. 

 

이후의 연구는 LTE-R의 고도화보다 오히려 국외기술이 국내기술을 선도하도록 3~4년을 기다려주는 역할을 하였다. 그 결과, 중국은 현재 고속철도에 무인운전을 적용한 언론기사가 작년부터 보도되고 있다. 

 

이는 국내에서 이미 2009년 기획, 추진되었지만, First Mover라는 이유로, 그리고 고속철도는 절대로 무인운전을 할 수 없다는 운영처 중심 전문가 그룹의 반대에 의해 결국 중국이라는 나라에 선도기술을 빼앗긴 결과가 되었다. 

 

결론적으로 안전은 단순히 어느 한 곳에만 존재하는 것도 아니고, 인간이 살아가는 모든 곳에 존재한다. 그중에서도 철도의 안전은 대중교통 측면에서 가장 중요하며, 다양한 형태의 안전 활동은 일 년 365일 24시간 지속적으로 실현되고 있다. 그러나 본 논고에서와 같이 이를 뒷받침할 수 있는 철도 전반의 다양한 업무에서 항상 고려되어야 할 것으로 생각된다. 


원본 기사 보기:철도경제신문

 
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