ATP 시스템에서 정차역 무정차 통과 방지에 관한 연구 = A study on the passing prevention in train stopping at stations for ATP systems

국문 초록 (Abstract)

요 약
제 목 : ATP 시스템에서 정차역 무정차 통과 방지에 관한 연구

I. 연구목적 및 필요성
철도는 늘어나는 수송수요와 운송시간 단축이라는 시대적 요구에 부응하기 위하여 기존 및 신설철도의 고속화를 도모하고 있다. 이런 한 흐름 속에 국내에서도 경보고속철도를 필두로 주요 간선철도 고속화를 추진하고 있으며 토목, 궤도, 전철전력, 신호 등 철도건설에 필요한 모든 분야를 종합적으로 고려하여 운행하고 있다. 다양한 열차가 혼합운행하는 간선철도의 특성에 따라 운행속도가 150[km/h] 이하인 일반열차는 지상 신호방식(ABS/ATS)을 적용하고, 180[km/h] 이상의 고속열차는 차상신호방식인 ATP(ERTMS/ETCS Level 1) 을 적용하여 해당 노선에 지상 및 차상 신호시스템을 연계 구축하고 있다.
하지만 이런 변화에 어울리지 않게 미디어를 통해 빈번하게 등장하는 뉴스 중 하나가 정차해야 할 역을 정차하지 않고 무정차 통과하여 많은 승객들이 불편을 격고 이로 인해 후속 열차까지 영향을 끼쳤다는 소식이다.
이는 운영사의 이미지 손실과 판매 감소로 이어지며 통과 열차의 퇴행 등 후속 조치로 인하여 뒤 따르는 열차의 운행 지연으로 선로용량이 한계점이 다다르고 있는 일부 노선에는 크나큰 운영 손실로 이어 질 수 있다. 또한 페널티 시간을 벌기 위해 회복운전을 하는 등 큰 사고로 이어질 수 있는 잠재적인 요인이 도사리고 있다. 따라서 각 처에서 이를 방지하기 위해 많은 노력을 하고 있으며 특히 고속열차와 일반열차가 혼재되어 운행하는 경부선 같은 경우 막대한 손실을 입을 수 있어 이에 대한 대책이 필요하며 현재 출발 정지 정위 방식을 이용해 열차통과방지 사고를 예방하고 있다. 하지만 출발 정지 정위방식은 CTC에서 AUTO MODE 방식을 통해 역구내 취급을 하고 상시 LOCAL 취급 역에서는 LOCAL 관제원이 일일이 열차를 취급하여 운행하기 때문에 자칫 휴먼에러 및 열차지연이라는 결과가 나올 수 있음.

II. 연구내용 및 범위
최근 5년의 철도사고에 관한 자료를 바탕으로 휴먼 에러와 정차역 통과 사고 에 대한 분석을 통해 정차역 통과를 차단 할 수 있고 열차지연을 방지 하는 시스템을 연구한다. 우선 출발 정지 정위일 때 대안과 방안은 출발 진행 정 위에 대한 연구를 IDEF0 모델링을 이용해 파악하고 현재 운용되고 있는 신 호 시스템 내에서 보완하여 최종적으로 현재 LOCAL 관제원이 열차 운행 상 황을 보고 파악하는 XROIS(차세대철도운영정보시스템), CTC와 일반 현장 연동장치사이 송수신 되고 있는 정보를 바탕으로 스케줄러 컴퓨터의 열차번호 정보를 출처로 하여 각 역 LOCAL 연동장치 개선을 통해현재 간선 철도 신호 시스템인 ATP(ETCS Level 1)시스템의 정보 전달 매개체인 Telegram을 수정, 보완하여 무정차 통과를 방지 할 수 있는 시스템 개발하여 추후 정차역 통과 사고를 근본적으로 방지할 수 있는 시스템 개발의 방향을 제시하고자 함.

III. 연구결과
기존 시스템상에서 논의되고 있는 여러 방지 시스템이 기관사의 대처 능력에 의존도가 높고 또한 하나의 선로에 다양한 열차가 다니는 일반 간선철도에는 일괄적으로 적용하기 힘든 점이 있다. 또한 출발 정지 정위인 경우 정차역 통과 예방에 도움이 되나 반대급부로 열차지연이 많이 일어남을 알 수 있어 이는 후속열차 운행소통에 큰 장해를 입히는 요인으로 파악된다. 따라서 열 차지연을 최소화시키면서 무정차 통과를 방지할 수 있는 시스템은 출발 진행 정위에서 찾을 수 있다. 따라서 이는 인력에 의존하지 말고 원천적으로 휴먼 에러를 방지하고 무정차 통과를 방지 하는 시스템 개발 연구.

IV. 연구 개발 결과의 활용계획
향후 보다 안정적이고 신뢰성 및 가용성을 높일 수 있는 시스템으로 이용객 에게 믿을 수 있고, 첨단 기술을 선도하는 운영사 이미지 구축과 늘 도사리 고 있는 휴먼 에러 예방에 기여.

다국어 초록 (Multilingual Abstract)

Abstract

A Study on the Passing Prevention in Train Stopping at Stations for ATP systems

The railway is seeking to speed up existing and new railway speeds in order to meet the demands of increasing demand for transportation and faster transportation. However, it is reported that one of the most frequent news stories of the media has not stopped at the station and many passengers have had to deal with the inconvenience.
This could lead to significant operational losses, such as the delay of the derailment, and the delay in the operation of the operators, resulting in a slowdown in the number of trains that lead to resulting in a delay. Therefore, it is highly likely that a lot of efforts are made to prevent this from happe ning, especially if the high-speed trains and especially in the Gyeongbu line. Several anti passing-through systems discussed on existing systems are highly dependent on the capability of the engineer and are often difficult to apply to common rail railways, which travel on a single track. Examine the causes of the main cause of the train accident and the causes and solutions of the human error, and explore the causes of the train without analyzing the cause of the train accident.
A study on a system that can automatically prevention the passing of stop station through analysis of human error and transit accident passes. Through this study, reliable and stable systems can be developed to enhance trust in customers.

목차 (Table of Contents)

• 요약 ⅰ
• 표 목차 ⅲ
• 그림목차 ⅳ
• 사진목차 ⅵ
• 용어 및 약어 ⅶ
• I. 서 론 1
• 1. 연구 배경 및 목적 1
• 2. 연구 내용 및 구성 1
• II. 철도 정차역 통과 사고 3
• 1. 철도 사고 3
• 2. 정차역 통과 원인 분석 및 영향 8
• 3. 시스템적 예방 12
• III. ATP 시스템에서 정차역 통과사고 방지 17
• 1. IDEF0기능 모델링을 통한 정차역 통과 방지 프로세스 17
• 2. 통과 방지 프로세스를 통한 알고리즘 구현 및 Telegram 설계 24
• Ⅳ.시뮬레이션 36
• 1. 시뮬레이터 36
• 2. 시뮬레이션을 위한 전자연동 알고리즘 적용 및 검증 39
• 3. ATP Telegram Verification 과 Static test 44
• V. 결 론 50
• 참고문헌 51
• 영문초록(Abstract) 52
• 감사의 글 53