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[기고] 윤학선 한국철도시설공단 신호사업부장

철도신호 국산화로 기술 선점

국토매일 | 입력 : 2018/01/09 [15:11]

[국토매일] 철도신호시스템은 열차의 위치 및 속도를 지속적인 검지하고 열차의 운행방향을 제어하며 열차를 목적지까지 안전하게 운행하게 하는 열차안전 운행의 핵심장치이다. 그 동안 국내에 도입된 신호시스템은 노선별, 시기별로 서로 상이한 기종을 도입하여 노선간 연계운행이 제한되고 경제성, 안전성도 저하됨은 물론 신호시스템의 핵심기술 해외 의존 및 국내 상용화 한계로 시스템 국산화가 미흡하여 국내 철도신호산업 성장을 저해해왔다.

 

이러한, 국가철도망의 문제점을 근본적으로 해결하기 위하여 국토교통부에서는 철도 신호시스템 표준화 방안을 수립하고 한국형 무선기반 신호시스템인 일반고속철도용KRTCS(일명 KRTCS-2)를 2014년부터 2018년 6월 완료를 목표로 일반, 광역 및 고속철도에 적용 가능한 350km/h급 무선기반의 신호시스템을 한국철도시설공단 주도로 개발, 시험 중에 있다.

 

일반 및 고속철도용 철도신호시스템 KRTCS-2 실용화 과제는 2014년 완료된 도시철도, 경전철에 도입중인 도시철도용KRTCS(일명 KRTCS-1)과 함께 KRTCS 국산화 프로젝트를 완성하는 것이다. KRTCS-2는 현재 코레일에서 운영중인 국산화된 신호시스템인 ATS(열차자동정지장치)와 ATP(열차자동방호장치)와 호환되며 이들 신호체계를 단계적으로 대체하는 철도신호시스템이다.

 

 KRTCS-2는 기존 신호체계와 호환되며 기존 설비를 그대로 이용이 가능하여 최소의 건설비와 유지비용으로 시스템을 개량하거나 신규 노선에 건설할 수 있다는 게 큰 장점이다. 또한, UIC(세계철도연맹)에서 세계 최초로 공인한 상호운영성이 확보된 ETCS(유럽형열차제어시스템)과 호환되어 향후, 국제 철도인 TSR, TCS, TKR 등과 연결 운행이 가능하며 우리나라 철도신호기업과 통신기업이 유럽 등 선진국과 경쟁하고 해외에도 진출할 수 있는 길이 열린다고 할 수 있다.

 

ETCS는 유럽의 표준으로 시작되었지만 이미, 유럽연합국가 뿐 아니라 전 세계 45개국 160개 노선에서 운영중 이거나 계획, 건설중인 국제표준화된 철도신호체계이다. 이러한 여건에 따라 일반고속철도용KRTCS는 ETCS에서 검증된 프로토콜을 준용하여 우리나라 환경에 맞게 국산화 한 것이다.

 

 KRTCS-2의 또다른 특징은 이전의 R&D와 달리 사용자가 연구개발 주체가 되어 진행하고 있는 과제이다. 이러한 추세는 유럽 등 선진국은 물론 대다수 국가에서 시행하고 있는 방식이다. 사용자가 주체가 되어 실용화 연구 등을 진행함으로써 사업화에 필요한 여건이나 검증환경을 좀 더 사업화에 입각하여 진행한다는 장점이 있다. 이러한 국제 환경 추세에 맞춰 KRTCS-2도 한국철도시설공단, 코레일과 함께 국내 신호기업, 연구기관(ETRI 등), 통신기업 등이 참여한 아주 모범적인 과제로 국토부에서도 관심이 크다. 사용자가 직접 연구를 주도함으로써 실용화 가능성을 높이는 것은 당연한 국제 추세이다.

 

이제는 국내 철도산업 활성화 및 해외 진출 등을 위한 한국형 신호시스템 구축방안 마련이 필요한 시기이다. 다른 분야도 마찬가지이지만 철도신호시스템은 단순히 신호시스템을 바꾸는 것이 아니라 철도의 운영체계를 바꾸는 혁신적인 일이다. 그러므로 새로운 신호시스템을 도입하는 데 있어, 무엇보다도 기존 신호시스템과의 상호운영성이 요구된다.

 

그렇지 않으면 시간과 비용이 많이 드는 것은 물론 철도 운영에 대한 안전성에도 심각한 문제가 발생될 수 있다. KRTCS-2는 기존선을 개량하는 데 km당 1.5~3억원 정도로 저렴하게 첨단 신호체계로 바꿀 수 있다. 실제로 궤도회로를 사용하지 않는 CBTC(무선기반 열차제어시스템) 등은 소프트웨어 구축비용 등 초기 km당 2건설비가 월등히 비싸다. 또한, 레일절손, 열차분리 등의 안전에 핵심적인 기술개발도 필요하다. 이러한 측면에서 KRTCS-2는 단계적으로 안전하게 국가철도망 신호체계를 개선할 것으로 본다.

 

2018년 6월 KRTCS-2가 개발이 완료되면 사업화를 위한 전 단계로 시범사업의 추진이 필요하다. 개발단계에서는 제한된 여건이기 때문에 100% 완벽한 검증은 어느 나라도 불가능하다. 물론 개발단계에서 다양한 조건으로 시험하지만 시험과 상용화하는 엄연히 다른 것이다. 시범사업을 통하여 조기에 영업실적도 획득하고 개발된 신호체계에 대한 200%이상의 검증이 완성되는 것이다.
 
이와 함께, 차세대 신호기술 선점을 위한 철도신호시스템에 대한 R&D도 지속적인 투자가 필요하다. 유럽의 경우 Foster-Rail이라는 철도 연구개발 로드맵을 수립하고 2050년을 목표로 차세대 신호시스템 기술개발을 시작하여 그 일환으로 Shift2Rail 프로젝트를 통해 2024년까지 열차와 열차간 통신기술(Train To Train), 이동폐색, 자율주행, 열차무결성, 가상중련 등의 기술개발을 추진하고 있다.


우리나라 여건엔 먼저 국가철도망에도 자동운전 등의 운전 효율화 장치에 대한 기술 도입이 우선되어야 할 것이다. 이동폐색, 자율주행, 가상중련 등의 기술개발은 장기적인 과제로 충분하게 사용자와 논의하면서 기술개발이 필요하다.


KRTCS-2를 개발하기 위해 지난 수년 동안 국내기업들이 많은 노력과 투자를 보였으나 현 시점에서 사업화는 논의만 되었지 시행된 것이 없다. KTX의 신호시스템이 개량시기가 도래 하였고, GTX가 계획되고 있는 시점에서 또다시 해외 기술에 종속 된다면 또다시 다음 개량 시까지 오랜 세월을 기다려야 한다.

 

연간 수조원 규모로 커지고 있는 국내외 철도신호시장에서 이제는 일반 및 고속철도용 한국형 철도신호시스템인 KRTCS-2에서 확보된 기존 신호시스템과의 상호운영성에 대한 기술을 고도화하고 해외시장을 선점하기 위해 유럽철도 기술기준(ETCS)을 기본 바탕으로 선도적인 기술 개발에 나서야 할 때다.

 

해외 철도사업 진출을 위해 가시적인 효과를 거두고 있는 한국철도시설공단을 중심으로  국내 기업과 협력하여 국내 철도신호의 표준화와 개량사업, 실용화를 전담하는 강력한 조직을 구성하여 철도신호의 체계적인 발전과 해외 진출을 선도하는 역할을 해주기를 기대해 본다.

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