도시철도 신호시스템

1.개요

국내도시철도의 신호제어장치는 각노선별로 상이한 시스템을 운용하고 있어 동일 기능별로 상호 호환성 부족으로 유지보수 및 기술인력활용에 애로사항이 많고,해외 기술의존에 의한 기술경쟁력이 약하다. 또한 본격적으로 대두될 도시철도의 신설 및 개량에 대비하여 신호시스템의 발전적인 표준화/국산화를 통한국내기술력 및 제품간 호환성을 확보 및 열차운행의 안전도 및 신뢰도를 향상시키기 위해 “도시철도 인프라표준화/정보화 사업과 관련하여 도시철도 신호시스템 표준화”의 주요내용은 다음과같다.

 

 

2.시스템방식별특성검토

2.1시스템원리및안전,신뢰성

 

시스템 방식별 특성비교

비교항목	SpeedCode ATP/ATO	Distance togo ATP/ATO	CBTC ATP/ATO	비고
전송방식 (기본원리)	▪궤도회로 또는 루프코일이용 ▪속도코드(Speed Code)전송	▪궤도회로, 루프코일또는 지상자이용 ▪텔레그램전송	▪무선을이용한 열차제어 (RF-CBTC, IL-CBTC) ▪텔레그램전송
열차위치 검지	궤도회로	궤도회로	▪양방향통신기반 ▪열차자체
운전지원	무인,자동,수동	무인,자동,수동	▪무인,자동,수동 ▪완전무인운전가능
궤도회로 사용목적	열차검지 차내신호전송	열차검지 차내신호전송	궤도회로 없음
안전운전	▪지시속도 코드에의함 ▪건설전설계된 속도코드체제에 의함	▪차량자체정보와 수신된 열차운전정보 차내연산에의함 ▪선행열차가 점유한 궤도후부와 후속열차 전두부간 거리에대한 Distance togo	▪좌동 ▪양방향 통신으로입수된 선행열차후부와 후속열차 전두부간 거리에대한 Distance togo	Distancetogo (안전운전 가능거리가 형성되면 거리에 적합한 제한속도 부여로 지속적 안전유지)
최소 운전시격	10량편성시 상용 2분30초가 한계	10량편성시 상용2분접근 가능	Distance togo 보다더욱단축 가능
안전성, 신뢰성	우수	우수	매우우수

 

 

2.2시스템기능 및 효과측면

 

시스템방식별 기능 및 효과

비교항목	SpeedCode ATP/ATO	Distance togo ATP/ATO	CBTC ATP/ATO
무인운전시 추가시설	안전유지를위한추 가시설투자	안전유지를위한추 가시설투자	불필요
운행중전동차 Down시조치	승무원에의한리셋팅	승무원에의한리셋팅	원격리셋팅기능
수송능력의 융통성	최초 폐색설계에 의존:추후 운전시격단축변경시 대규모 투자가 따름	최초폐색설계에 의존:추후 운전시격단축변경시 대규모투자가 따름	별도의 조치사항 없음
개별열차통제방법 운행조절능력	▪정차중 TWC 이용 ▪정차시간 조절 ▪다음역간 운전 시간(속도)조절	▪정차중TWC이용 ▪정차시간조절 ▪다음역간운전 시간(속도)조절	▪본선실시간 양방향 통신이용 ▪프로그램에의한개별 열차운행조절

 

 

2.3시스템구축사항

시스템방식별 구축사항

비교항목	SpeedCode ATP/ATO	Distance togo ATP/ATO	CBTC ATP/ATO
지상ATC 장치 및 연동장치	궤도회로, ATP, ATO, TWC장치, 전자연동장치가 각각 구분된장비로 결합	궤도회로, ATP, ATO, TWC 장치, 전자연동장치가 각각구분된장비로 결합	▪궤도회로 없음 ▪일반적으로 ATP,ATO, 연동 장치가 단일장비로 통합
지상-차내 연	▪ATP전송찬넬 (단방향) ▪ATO찬넬(단방향) ▪TWC찬넬(양방향)	▪ATP전송찬넬 (단방향) ▪ATO찬넬(단방향) ▪TWC찬넬(양방향)	▪단일찬넬 ▪양방향 통신
H/W 구축	찬넬별 H/W	찬넬별 H/W	단일 H/W
신호기계실 기기배치	▪분기역:연동장치 ▪중간역:기기집중 (평균2-3km간격)	▪분기역:연동장치 또는중계I/O시설 ▪중간역:기기집중 (공급자에따라3-6km)	▪주요분기역:집중기기시설 ▪중간역:소규모I/O시설 ▪기계실간간격:시스템규모에 따라조정
중계용 모듈	없음	▪ATO/TWC를 위한 중계용모듈(각역 승강장또는통신기 계실)	▪역제어 및 RF 또는 IL제어모듈(각역승강장또는 통신기계실)
기계실 공간	100%	비슷함	가장작음
선로변 기기	▪임피던스본드 ▪LoopCoil모듈 ▪TWC모듈 ▪ATO모듈	▪임피던스본드 ▪Loop Coil모듈 ▪TWC 모듈 ▪ATO모듈	▪무선Data전송설비 (기지국또는 LoopCoil 연결단자함)
선로변 기기수량	100%	비슷함	가장적음
선로변 케이블	▪AF용,TWC용, 출입문 제어용, 분기구간용, 스크린도어용	▪AF용, TWC용, 출입문제어용, 분기구간용, 스크린도어용	▪무선Data전송용케이블 또는 ILCoil (분기구간용 스크린도어용)
케이블 규모	100%	기기집중방법에 따라 다르나 속도 코드방식과 비슷함	가장적음
주제어용 장비	AF : 2중계 연동: 2중계 TWC : 2중계 차상: 2중계	AF : 1중계 연동: 2 out of 3 TWC : 2중계 차상: 2중계	주장비: 2out of 3 차상: 2중계
써지, 지락 대비	▪선로변 기기레일 결합으로 취약 ▪별도의 보호설비 설치	▪선로변 기기레일 결합으로 취약 ▪별도의 보호설비 설치	▪선로변기기의 레일결합이 없음 ▪써지 또는 지락의 영향이 적음

 

 

2.4시스템운영의편리성측면

시스템방식별운전

비교항목	SpeedCode ATP/ATO	Distance togo ATP/ATO	CBTC ATP/ATO
비상시 양방향 운전	▪별도시스템 구축 ▪추가투자 비용	▪별도시스템 구축 ▪추가투자 비용	▪양방향 통신기반 ▪기본기능
비상시 특정 구간 셔틀운행	▪별도 시스템구축 ▪추가투자비용	▪별도 시스템구축 ▪추가투자비용	▪양방향 통신기반 ▪기본기능
모타카 안전운전	▪궤도회로 검지불가 ▪사람에 의한 지도통신식 ▪모타카에 ATC 장치를 탑재하여도 궤도단락 불가시 효과없음	▪궤도회로검지 불가 ▪사람에 의한 지도통신식 ▪모타카에 ATC 장치를 탑재하여도 궤도단락 불가시 효과없음	▪모타카에 소규모 ATC 장치탑재로 열차와 동일한 안전확보
수송능력의 융통성	▪최초 폐색설계에 의존⇒추후운전시격 단축변경시 대규모 투자 가 따름	▪최초폐색설계에 의존⇒추후운전시격 단축변경시 대규모 투자 가 따름	▪별도의 조치사항 없 음
개별열차 통제방법 운행조절 능력	▪정차중 TWC이용 ▪정차시간 조절 ▪다음역간운전 시간(속도)조절	▪정차중TWC이용 ▪정차시간조절 ▪다음역간 운전 시간(속도)조절	▪본선실시간 양방향 통신이용 ▪프로그램에 의한 개별열차운행조절

 

 

2.5 시스템 비용 및 사례 측면

시스템 방식별 비용 및 사례

비교항목	Speed Code ATP/ATO	Distance to go ATP/ATO	CBTC ATP/ATO	비고
기존선 개량	복잡하고, 어려움	복잡하고, 어려움	별도 시설로가능 기존설비에영향이없이개 량이가능
건설비용	100%	150%	200%	시스템가격 동 일시, H/W량으 로비교
유지보수비용	100%	많음	가장 적음
운영비 절감	▪100% 기준 ▪투자비용 회수불가	▪100% 기준 ▪투자비용 회수불가	전동차 운행조정이가능하 여, 회생제동의 효과 발 휘로 전동차 에너지 절감 기대	투자비용 조기 회수가 가능함
공급업체	다수업체	다수업체	다수업체 (단, 중대형에는 한정)
공급 사례	서울5,6,7,8호선 외 다수	▪대구2호선 ▪인천1호선 ▪부산2호선 ▪유럽 종래의 일반적 시설	▪신분당선 ▪민자 경전철사업　제안은 모두 포함 ▪주요 선진국 실적 다수
적용기술 세대	재래시설로 해석	현재시설	미래지향적 시설

 

출처-국가철도공단 KR S-07050