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(주)에이알텍, 철도안전 사각지대…철도안전장치로 사고 제로화 선도

터널‧건널목‧승강장, RAMS 충족하는 철도 안전설비 개발

장병극 기자 | 입력 : 2019/08/06 [10:18]

[국토매일-장병극 기자] “매년 발생하는 철도사고 유형을 세밀하게 살펴봐야 한다. 철도건널목, 승강장 출입문 등은 이용자의 인명사고가 가장 많이 발생하는 장소이다. 무엇보다 열차 접근 시 대피가 어려운 ‘터널’은 작업‧보수자에게 있어 가장 취약한 장소이다. 사고 발생률이 가장 높은 안전 사각지대를 해소해 나가야만 한다.”

 

정시성과 접근성이라는 ‘무기’를 보유하고 있는 철도가 ‘속도의 향상’이라는 날개를 달면서 이용자의 기대와 만족도 역시 한층 높아지고 있다. 하지만 안전사고의 발생으로 인한 신뢰도 추락은 철도산업계에 돌이킬 수 없는 타격을 줄 수 있다. 사고를 줄이는 것, 즉 철도에 대한 신뢰성은 안전성 확보로부터 출발한다.  

 

▲ (주)에이알텍 이상남 대표     ©(주)에이알텍 제공

㈜에이알텍 기업부설연구소는 설립 이래 선로변에서 발생하는 인명사고의 발생 유형을 꼼꼼하게 분석했다. 사고 예방을 위해 기존 운용 중인 안전설비와 차별화할 수 있는 제품을 연구하고 개발 단계별로 당사 내부의 철도 신호 운영 및 시설 경험이 풍부한 전문가 그룹의 자문을 구했다. 연구결과를 토대로 △터널경보장치 △보수자선로횡단장치 △지장물검지장치 △열차접근확인보조장치 등의 개발에 박차를 가하며, ‘속도의 향상’이라는 날개가 제 역할을 해낼 수 있는 다양한 철도안전장치를 선보이고 있다.  

 

◆ 터널경보장치, 완벽한 이중화 설계

 

㈜에이알텍이 개발한 터널경보장치(TACS, Tunnel Alarm Control System)는 터널 내에 현장 작업 수행 중 터널로 진입하는 열차를 감지하고 경보를 울려 현장 작업자가 안전하게 대피하도록 유도하는 장비이다. 주제어부와 현장제어부가 모두 상시 이중계 시스템으로 구성되어 있어 신뢰성과 가용성 등 RAMS의 기본요건을 충족하고 있다. 특히, 주제어부는 고장진단 기반 자동절체(Hot-Stand-By) 기능이 적용되었다.

 

㈜에이알텍이 개발한 TACS는 열차가 상시 운행하는 중에도 레이저 센서를 통해 터널로 무단 진입하는 사람·동물 등 비인가자를 지속적으로 감시하고 경보를 울려 무단 진입을 차단하고 열차가 안전하게 운행할 수 있는 환경을 유지할 수 있게 된다.

 

또한, 최적화된 사용자 인터페이스(UI)를 통해 △터널 내 작업자 확인 △터널 인접 운행 열차 감시 △유지보수지원 정보 제공 △동작 및 고장 발생 이력 검색 등 전체 시스템 모니터링이 가능하다.

 

특히, 주제어부(실내설비)의 경우 타사의 PLC형 대비 Computer형으로 완벽한 이중계를 구현했다. 컴퓨터 기반 소프트웨어의 경우 Open O/S를 적용해 통신 데이터 처리에도 매우 유리하며, 별도의 진단 로그(Diagnostic log) 기록·저장 기능도 갖추고 있다.

 

▲ 터널경보장치(TACS): 사진 왼쪽부터 현장제어장치, 스위치함/경광등경보기, 주제어장치     © (주)에이알텍 제공

 

현장제어부는 전자보드형으로 설계되어 있으며 상시 이중계를 적용해 가용성을 높이고, 주제어부고장·시퀀스오동작·통신고장 등이 발생하더라도 적합하게 대응할 수 있는 시스템을 갖추고 있어 안전성을 높였다. 또한, 작업‧보수자가 장치 사용 전 주제어부-현장제어반 간에 데이터 통신을 통한 시스템 시험을 할 수 있는 기능을 구현하였다.

 

또한, 현장제어부에 터널 입구로부터 감시할 수 있는 레이저 센서도 장착한다면 비인가 물체까지 검지할 수 있게 된다. 또한, 상·하선 별도로 열차 방향표시 정보를 표출해 작업자를 더욱 안전하게 보호할 수 있다. 경보기와 경광등도 작업자가 충분히 인지할 수 있을 정도의 조도(25lux)과 음량(80dB) 이상을 갖추고 있다.

 

TACS는 최초 현장 적용 이후 실제 운영 과정에서 발생하는 다양한 경우를 분석해 이를 안전성을 더욱 확보할 수 있는 방향으로 지속 개선·보완하였고, 현 공단의 규격을 상회하는 성능을 구현하였다. 이는 ㈜에이알텍이 추구하는 철도안전장치 본연의 개발 취지에 부합하기 위한 자체적 노력의 산물이다.

 

◆ RAMS의 요건 최적화한 터널경보장치…고속선‧GTX에도 적용 가능

 

㈜에이알텍은 철도기술력 향상에 있어 중요하게 언급되는 가용성·안전성·신뢰성·유지보수성 등 RAMS에 부합할 수 있는 기술연구 및 제품개발에 주력했다. 무엇보다 주제어부와 현장제어부에 탑재된 안전 모델 기반 소프트웨어에는 기존 철도신호 설계, 감리, 시공 경험에서 다년간 축적한 노하우를 녹여 넣었다.

 

TACS는 지난 2015년부터 올해까지 국토교통과학기술진흥원 국가R&D과제로 개발을 수행했다. 지난 2017년 철도시설공단이 발주한 경강선 9개소에 공급·설치한 실적을 가지고 있다. 당초 일반철도용 규격으로 개발되었지만, 현장 적용 경험을 토대로 철도운영환경에서 발생할 수 있는 불안전한 경우의 수를 예측한 알고리즘 개발과 주제어장치-현장제어장치 간 완벽한 이중화를 통해 안전성과 운영의 유연성을 동시에 확보했다.

 

특히, 업그레이드한 TACS는 고속철도용 터널경보장치뿐만 아니라 향후 광역급행철도(GTX) 등 터널 구간에도 유연하게 적용할 수 있을 것으로 기대된다.

 

◆ 특허 등록한 보수자선로횡단장치…데이터 통신 기반에 고장진단 기능까지

 

▲ (주)에이알텍이 특허 등록한 보수자선로횡단장치 시스템 구성도     © (주)에이알텍 제공

 

보수자 선로횡단장치는 보수자가 지정된 개소에서 선로를 횡단할 경우 접근하는 열차유무를 확인하고 접근열차가 없을 때 선로를 횡단하도록 하기 위한 장치이다. 보수자가 자주 왕래하는 개소로 크게 역 구내와 역외 구간으로 구분해 설치한다.

 

선로횡단개소마다 신호등 기주에 설치된 횡단 요청버튼을 눌러 녹색표시등이 현시되면 1회에 1명씩 선로를 신속히 횡단할 수 있다. 보수자는 횡단요청버튼을 눌렀을 때 정지 표시등이 현시되거나 표시등이 점등이 안 될 경우에는 횡단해서는 안 된다. 횡단 소요시간은 약 20초이다.

 

보수자선로횡단장치는 △연동장치 데이터 통신 기반 제어 △안전측 동작 △동작 이력 기록 △상태감시 및 고장진단 △횡단구역 인근 열차접근 경보 및 안전상태 알림 등의 기능을 갖추고 있다. 현재 상기 기능을 모두 보유한 ㈜에이알텍의 보수자선로횡단장치는 단독으로 특허가 등록된 상태이다.

 

특히, 보수자가 선로를 횡단할 때 상·하선 및 방향 등 열차가 진입·진출하는 선로와 방향을 확인할 수 있는 장점이 있으며, 표시등뿐만 아니라 경보음 출력 스피커도 설치할 수 있어 안전성을 높이고자 했다. 무엇보다 ㈜에이알텍이 자제 개발한 ‘터널경보 주제어장치’와 현장의 ‘보수자선로횡단장치’간 인터페이스가 가능하며, 공단표준규격 터널경보장치(KRSA-2014) 실내설비와도 공용할 수 있어 호환성을 더욱 높인 것이 특징이다.

 

◆ 열차접근확인보조장치‧건널목지장물검지장치…신뢰성이 핵심

 

▲ (주)에이알텍이 선보인 열차접근확인보조장치     © (주)에이알텍 제공

 

이 밖에도 ㈜에이알텍은 지난 2015년부터 올해까지 국토교통과학기술진흥원이 주관하는 국가 R&D과제로 이동설치 가능한 열자접근 확인보조장치(TAI, Train Approach Indicator) 개발을 수행했다. TAI는 소형·경량화한 제품으로 열차검지유닛 2개‧안전경고유닛 1개로 간편하게 휴대할 수 있고, 설치도 간단해 다양한 철도 환경에 적용이 가능하다. 특히, 무선통신망(LTE)을 이용해 최소 2km 이상 열차검지거리를 확보했으며, 신뢰성 높은 차축 검지기 등 다양한 센서를 사용해 열차검지 기능을 향상시켰다.

 

또한, 지난 2년 동안 전국 약 40여 개소에 설치‧운용 중인 레이저레이다 건널목 지장물 검지장치(LX-LOD)의 경우 핵심이라고 할 수 있는 센서부를 ㈜에이알텍에서 공급하고 있다. 이를 통해 검지영역을 확장시켜 감시 사각지역 없이 선로 보행자 및 자동차‧동물 등 횡단물체를 검지해 접근 열차로부터 안전을 확보하고 있다.

 

이상남 ㈜에이알텍 대표이사는 “‘철도 안전장비들은 신뢰성이 핵심’이라는 가치를 가지고 수년간에 걸쳐 국가 R&D 및 자체 과제를 통해 철도안전설비 연구개발에 과감히 투자해왔다”며, “앞으로도 ㈜에이알텍만의 창의적인 아이디어를 접목시킨 차별화한 제품개발에 총력을 기울이겠다”고 말했다.

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