Safety Security Method and Onboard Design for Inter-operation between CBTC, ATC Train Control System

Recently, An introduction of communication based train control system both into greenfield and brownfield of urban transit network has been actively reviewed. However, since a number of line sections and rolling stock depots tends to be constructed based on track circuit for various reasons, necessity of inter-operation between two distinct train control system (CBTC, ATC) increases. Therefore, we propose a design of on-board signalling device that allows inter-operation of CBTC and ATC lines and a method to secure safe connection between these two lines without derailing point machine. 키워드 CBTC, ATC, STM, Transition Zone 통신 기반 열차 제어 시스템, 자동 열차 제어, 특정 전송 모듈, 연결 구간 * 광운대학교 일반대학원 제어계측공학과(jaeho1.lee@shinbundang.co.kr) ** 네오트랜스주식회사(seahwa.oh@shinbundang.co.kr, jongmoon.park@shinbundang.co.kr) *** 교신저자 (corresponding author) : 광운대학교 교수(kslee@kw.ac.kr) 접수일자 : 2015. 07. 14 심사(수정)일자 : 2015. 08. 13 게재확정일자 : 2015. 08. 23 I. 서 론 국내 도시철도의 열차제어시스템은 다국적, 다품종의 외국제품이 도입되어 각 노선별로 상이한 신호시스템 이 운영되고 있다. 최근에는 CBTC(Communication Based Train Control) 시스템이 도입·운영되고 있으 며, 광역철도 노선 등으로 적용 범위가 확대되는 추세 이다. 이동폐색, 무인운전이 가능한 CBTC시스템은 기 존 궤도회로 시스템 대비 지상신호설비의 구성이 단 순하여 운영효율성 향상과 유지보수 비용절감에 효과 적인 시스템이다. 국내에서도 한국형 무선통신기반 열 차제어시스템 개발 및 실용화를 위한 활동이 활발히 이루지고 있다. 또한 노후화된 도시철도노선 개량사업 에도 CBTC시스템 설치가 적극 검토되고 있다[1-6]. http://dx.doi.org/10.13067/JKIECS.2015.10.8.875 JKIECS, vol. 10, no. 8, 875-882, 2015 876 철도노선은 필요에 따라 노선 간 연결이 필요하다. 연결되는 두 노선의 신호시스템이 동일하면 열차는 별도의 조치 없이 두 노선에서 운행이 가능하지만, 두 노선의 신호시스템이 같지 않으면 안전 운행을 위한 추가 설비가 필요하다. 일반적으로 서로 다른 신호 구 간을 운행하기 위해서는 열차에 완전한 두 개의 차상 신호장치를 설치하고 해당 장치를 선택하여 운행하는 방법과 두 가지의 지상신호장치를 모두 설치하여 두 종류의 열차가 운행하는 방법이 있으나, 안전성과 설 치 공간 및 비용 등의 여러 가지 이유에서 효과적이 지 못하다[5-8]. CBTC시스템 도입에 있어서도 경제적 인 이유로 본선은 CBTC시스템으로 차량기지는 궤도 회로(ATC, Automaic Train Control)방식으로 건설하 는 경우와 차량기지 공유를 위해 CBTC 열차가 궤도 회로(ATC) 구간을 경유해야하는 경우가 발생하므로, 열차가 안전하게 ATC 구간을 운행하기 위한 효과적 인 방안이 필요하다. 따라서 본 논문에서는 CBTC 차상신호장치를 탑제 한 열차(CBTC 열차)가 안전하고 효과적으로 ATC구 간과 CBTC구간을 상호운행하기 위한 차상장치 설계 방법과 탈선분기기를 설치하지 않고 두 노선을 안전 하게 연결하기 위한 안전확보방안을 제시하였다.