차세대 한국형 열차제어시스템(KTCS-2) 종합 시험은 국가철도공단이 한국교통안전공단, 한국철도공사, 시험전문기관 등과 함께 익산역에서 여수EXPO역까지 180㎞ 구간에서 시행됐다. 지상 장치, 차상장치 및 철도무선통신망(LTE-R) 시스템 등이 현장에 설치된 후 종합시험 기준에 적합한 지 여부를 최근까지 약 6개월간 시행했고, 모든 항목이 적합한 것으로 확인됐다.
우리나라 열차제어시스템은 2000년 초부터 유럽의 철도교통관리시스템(ERTMS)과 열차자동방호장치(ATP)를 국내에 최초로 도입하면서 발전을 거듭해 왔다. KTCS-2 열차제어시스템은 2018년 정부의 국산화 계획에 의거해 전라선을 시범노선으로 선정하고 2020년 5월 시범사업에 착수했으며, LTE-R를 활용해 위치정보가 포함된 제어정보를 전달하는 것이 가장 큰 특징이다.
여기서 LTE-R는 일반 공중 통신망에서 사용되는 LTE 시스템을 철도망에 적용한 것이다. 2017년 원주~강릉 선에 적용한 이래 전국적으로 확대 적용하고 있으며, 이미 성능이 입증된 바 있다. 열차제어데이터는 전라선 관할 구역을 익산~오수, 오수~개운, 개운~여수EXPO 등 3개로 나눠 수집하고 여기에서 각각 수집된 신호는 구례 구역에 설치된 3대의 무선폐색센터(RBC)에서 종합하게 되며 LTE-R를 거쳐 KTX 차량장치로 보내게 된다.
KTX 시험용 차량은 18개 객차를 연결해 상용시와 동일한 조건으로 정규 차량이 운행되지 않는 0시부터 오전 5~6시까지 운행, 정지, 속도제한 등 상용을 대비한 시험을 시행했다. 특히 LTE-R의 통신 품질 확보를 위해서는 정보통신기술협회(TTA) 규격에서 정한 다음 세 가지 중요한 항목을 시험했다. 시험은 구례 구역의 시험장치와 운행하는 KTX 시험열차 간에 이루어졌다.
첫째로는 구례 구역에서 운행 열차 간에 시험데이터를 전송해서 열차제어데이터 전송 지연시간을 100회 이상 측정해 전송 지연시간이 300㎳(밀리초) 이내가 99% 이상인지 여부, 두 번째로는 열차제어데이터 수신 성공률 시험으로 시험구 간에 시험데이터 신호를 1만회 이상 송신해서 수신 성공률이 99.99% 이상인지 여부를 시험했다. 세 번째로는 시험 구간에 열차제어데이타와 일반데이터를 동시 송신했을 때 열차제어데이터가 다른 신호보다 최우선으로 전송되는지를 측정했다. 그 결과 모두 기준에 적합했다.
이와 같은 열차제어시스템 종합시험이 성공적으로 완수됐음은 상징적인 의미가 매우 크다. 우선 산·학·연이 협력해서 우리의 독자 기술로 세계 최초의 LTE(4세대) 무선통신 기반 열차제어시스템을 개발했다는 점이다. 이제 종합시험 결과를 토대로 시범사업 영업 단계를 거치면 2032년까지 국내 모든 간선 철도망으로의 확대가 전망돼 활용 가치는 매우 크다.
고속철도 열차제어시스템 수입 대체로 사업비와 운영 및 유지·보수 비용을 절감하고, 안전사고와 운행장애를 줄이면서 선로 용량을 증대할 수 있다. 더구나 우리만의 기술력과 축적된 노하우로 국제 철도시장에 수출과 컨설팅 등을 진행할 수도 있어 외화 획득에도 크게 기여할 것이다. 앞으로 차세대 한국형 열차제어시스템 개발 성공을 토대로 철도신호 통신시스템의 무한 발전을 기대하면서 지금까지 힘써 온 연구진, 시설물 설치와 시험에 참여한 여러 관계자의 노고에 감사드린다.
최명선 전 KAIST 교수 msc0205@gmail.com
