열차무선설비

1. 용어의 정의

(1) 열차무선방호장치 철도 차량에 설치하여 사고 등 위급상황 발생 시 사고 열차에 접근하는 열차에 위험 상황을 신속히 알려 방호안전운행으로 연쇄 사고를 예방하기 위한 설비

(2) 회절손실(Diffraction Loss) 전파가 산악 등의 차례 물체에 부딪히면 일부의 전파는 반사되고, 일부는 차폐물을 돌아서 전파된다. 이와 같이 차폐물을 돌아갈 때 일어나는 손실

(3) 케이블 안테나 동축케이블의 외부 도체에 일정한 간격으로 슬롯(Slot)을 만들어 전파를 누설 또는 방사토록 한 케이블 형태의 안테나

(4) 급전선 무선 송, 수신기에서 안테나까지 접속된 고주파 전송선로

 

 

2. 열차무선설비

철도의 열차운전 및 시설유지보수업무를 수행하기 위하여 이동하는 열차와 지상간, 열차와 열차간 또는 지상상호간에 상호정보를 교환하는 열차무선설비를 시설하여야 한다.

2.1. 열차무선방호장치

(1) 설치기준

① 복선 터널 내 구성 복선 터널 중 터널 길이가 200m 이상인 터널은 열차무선 중계장치가 설치될 것을 고려하여 인접역이 가까운 쪽에 설치한다.

② 지상 구간의 곡선부의 구성 열차무선방호장치의 운용주파수인 440㎒ 대역에서 장애물 등으로 가시거리(Line Of Sight)가 확보되지 않은 조건에서 회절손실이 발생하므로 방호거리(최대 1,368m) 내 에서 장애물 돌출높이가 400m 이상이면 열차방호장치를 설치할 수 있다.

③ 상시로컬취급역열차무선방호장치의설치는한국철도공사의“철도교통관제운영세칙” 에서 정한 기준에 따른다.

(2) 장치구성 열차무선방호장치는 방호송수신기, 방호입출력제어기, 방호제어기, 전원 공급기, 방 호표시기 및 안테나로 구성한다. ① 방호송수신기 방호 상황 발생시 방호데이터 송출 및 수신 ② 방호입출력제어기 가. 방호 입․출력부, 방호경보 발령부, 자기 진단부, 방호제동 제어부로 구성 나. 전원공급기와 방호제어기로 연결되어 성능의 이상 유무 진단 기능

③ 방호제어기

가. 방호제어기의 구성 : 방호 감시제어부, 저장부

나. 방호감시 제어부는 방호상황 발생, 해체, 조치상황 등을 년, 월, 일, 시․분․초 단위 로 저장부에 자동저장 및 분석

④ 전원 공급기 입력 단에 노이즈 필터(Noise Filter)를 사용하여 전원 잡음 및 서지 제거

 

 

3. 기본조건

(1) 열차무선설비는 기지국과 육상이동국간 또는 육상이동국 상호간 음성 또는 데이터통 신을 위한 충분한 성능을 가져야 한다.

(2) 열차무선설비 구성장치 중 시스템 전체의 영향을 미치는 제어장치 등은 이중화 또는 그에 상당한 방법으로 구현되어야 한다.

(3) 열차무선설비는 음성 또는 데이터의 신뢰도및정확성을만족하며간섭없이송․수신 이 가능하도록 다음과 같이 설계한다.

① 열차무선설비는 열차무선통신 단말기(지상설비, 차상설비, 휴대단말기 등) 상호간에 필요한 음성통신이나데이터통신에지장이없도록성능과기능,용량을충분히검토하 여 설계에 반영하여야 한다.

② 열차무선설비는관제사(역 운전취급자포함)와 열차기관사, 유지보수자간 상호 전이중 (Full Duplex) 또는 반이중(Half Duplex) 방식으로 무선통화가 가능하여야 한다.

③ 터널 등 전파음영지역에서 철도이용승객에게 이동통신서비스(휴대폰, DMB(Digital Multimedia Broadcasting) 등)를 고려하여 터널입구 통신기기실이나 기재갱 통신기기 실에 설치 공간, 전원 및 접지단자와 통신용 관로 등 여유용량을 반영한다.(이동통신 서비스제공 설비 : 통신사업자 시설 분)

④ 정전시중앙제어장치및현장설비는무선통신서비스가중단없이동작될수있도록 예비전원설비를 구비한다.

⑤ 터널또는연속된터널사이, 사갱, 수직갱, 집수정 등 전파음영 지역에는 안테나, 증폭 기, 중계기 등을 설치하여야 한다.

(4) 고속철도에서 사용하는 TRS시스템은 98%이상의 통화신뢰성과 DAQ 4.0이상의 음성 품질이 보장되어야 하며 개별호출, 그룹호출, 일제호출 및 비상호출 등이 가능하고 철 도교통관제센터에서 통화의 우선순위를 설정할수있어야하며,비상호출은모든호출 의 최우선 순위가 되어야 한다.

(5) 일반철도에서 사용하는 VHF대역 무선시스템은 단신통화방식(Push to Talk 방식)으로 하며, 본체에 비상통화 및 관제통화를 수신할수있는채널자동순차선택(Scan)기능을 갖추거나 별도의 수신기(이하 무선수신기)를 설치하여야 한다.

(6) 무선수신기는 철도교통관제센터의 운전지령 및 비상호출을 모두 항시 수신할 수 있어 야 하며, 우선선택을 할 수 있는 형태로 운용되도록 한다(기지국, 육상이동국에 한함)

(7) 열차무선설비의 각 장치는 모듈화 되어 유지관리 편리성을 제공하여야 한다.

(8) 무선설비의 공중선계에는 낙뢰로부터 무선설비를 보호할 수 있도록 하는 낙뢰보호장 치(피뢰침은 제외) 및 접지시설을 하여야 한다. 다만, 이동국 등의 휴대용 무선설비, 육 상이동국, 간이무선국의 공중선계 및 실내에 설치되는 공중선계는 그러하지 아니하다. (9) 열차무선설비의 고장정보 및 장비의 이상 유무를 원격으로 진단하고 고장정보를 감시 할 수있는설비를 시설하여야 한다.

(10) 무선중계장치의 유지보수를 위해 계측기, 노트북을 블루투스 무선방식으로 연결할 경 우 보안에 문제없도록 조치하여야 한다.

 

 

4. 열차무선설비 구성

(1) 중앙제어장치

① 고속철도(TRS) 및 철도통합무선망(LTE-R)의 중앙제어장치는 차상 및 현장 지상설비를 모두 접속하여 중앙제어, 원격감시제어, 운행정보 전송 등에 필요한 모든 장치가 포함 되어야 한다.

② 일반철도의 중앙제어장치는 철도교통관제센터의 운용조작반과 무선기지국을 연계시켜 중앙에서 원격제어 및 감시하고, 관제사와 기관사가 상호 통화할 수 있는 장치 등 필 요한 모든 장치가 포함되어야 한다.

(2) 중계기지국 및 기지국 설비

① 고속철도(TRS)의 중계기지국장치 및 철도통합무선망(LTE-R)의 기지국 장치는 선로 변에 설치되는 무선설비로서 중앙제어장치와 접속하여 단말기간 무선통화로 제공 및 동작상태 전송 등에 필요한 모든 장치가 포함되어야 한다.

② 일반철도의 기지국 장치는 선로변에 설치되는 무선설비로서 중앙제어장치 및 원격조 정반에 접속하여 무선통화로 제공 및 역․터널통화권 선택사용 등에 필요한 모든 장 치가 포함되어야 한다.

③ 일반철도의 기지국은 송신 출력, 수신 감도, S/N비, Fade Margin을 이용한 전계강도 예측치와 선로변 환경조건 등을 고려하여 ‘열차무선설비의 시설 및 서비스목표치’의 품질이 확보되도록 설계하여야 한다.

④ 철도통합무선망(LTE-R) 기지국 설계 시 사업구간과 연계되는 차량기지, 승무원 교대 역에는 기관사와 열차승무원이 무선통화 시험이 가능하도록 하여야 한다.

(3) 난청해소용 설비

① 터널(집수정 포함) 또는 터널과터널사이등의난청지역은케이블안테나,증폭기,중계 기, 접지시설 등을 설치하여 음영지역을 해소하여야 한다.

② 일반철도터널내에사용되는케이블안테나는특별한사유가없는한열차무선,재난방 송수신설비, 열차무선방호중계 주파수를 하나의 케이블에 수용하여 레일면상 3.8m 높 이에 설치하여야 한다. 단, 현장 여건에 따라 케이블의 설치 높이와 선로증폭기 설치 간격을 조정할 수 있다.

③ 광역철도의케이블안테나는열차무선과재난방송수신설비등을구분하여터널양측에 시설한다. 단, 현장여건에 따라 통합하여 시설할 수 있다.

(4) 차상설비

① 고속철도는 동력차운전실에서기관사가사용할수있도록열차운행정보를입력할수 있는기능과호출순위별자동선택및알람기능,수시로사용되는용어에대한압축송출 기능 등이 있어야 하며, 다음 각 호의 기능을 충족하여야 한다.

가. 관제사, 열차상호간 및 선로변의 유지보수요원과 통화가 가능하여야 한다.

나. 열차진동, 습기, 온도 등의 주위환경에 기기성능이 영향을 받아서는 안된다.

다. 안테나는 주위환경으로 인한 특성변화가 없어야 한다.

라. 안테나는 기관실 전, 후 차량 지붕위에 각각 설치하여야 하며 풍압하중과 외부충격 에 견딜 수있는형태이어야 한다.

마. 열차가 무선통신방식이 서로 다른 구간을 운행시 기관사가 추가조작 없이 해당구간 에서 통화를 할 수 있도록 필요한 설비를 갖추도록 하여야 한다.

② 일반철도는동력차의기관사가사용할수있도록다음각호의기능을충족하여야한다.

가. 통화가능지역에서는 관제사, 열차상호간 및 역, 유지보수요원과 통화가 가능하여야 한다.

나. 열차진동, 습기, 온도 등의 주위환경에 기기성능이 영향을 받아서는 안 된다.

다. 안테나는 주위환경으로 인한 특성변화가 없어야 한다.

라. 안테나는 기관차 지붕위에설치하여야하며풍압하중과외부충격에견딜수있는형 태이어야 한다.

마. 무선수신기는 관제통화, 비상통화를 자동으로 선택할 수 있어야 한다.

(5) 휴대국 철도시설 유지보수자가 사용하는 휴대국 단말기는 시설관리자가, 승무원(역 근무자 등 포함)이 사용하는 휴대국 단말기는 철도운영자가 반영한다.

 

 

5. 열차무선설비 설치시 준수사항

(1) 통신기기실 바닥 배선 시에는 통신회선 및 전력선 등을 설치할 수 있도록 이중마루가 설치되어야 한다.

(2) 통신기기실에 장비가 설치될 곳은 장비운용에요구되는기기의환경조건을만족할수 있고, 기기 손상이 없도록 냉난방 설비가 설치되어야 한다.

(3) 터널 시·종점에 설치되는 열차무선설비는 가능한 동일 기초대에 함께 설치하되, LTE-R 기지국은 전파환경에 따른 기지국 거리, 시공 여건등을고려하여개별설치할 수 있다.

 

 

6. 철도통합무선망(LTE-R) 설치

(1) LTE-R 설비의 설계

① 철도통합무선망(LTE-R)의 음성, 데이터 및 영상전송은 끊김이 없어야 한다.

② 데이터 전송 지연시간은 300ms 이내 이어야 한다.

③ 서비스 커버리지는 시간적·공간적으로 연속적이어야 하며, 안정성을 보장하기 위해 98% 이상이어야 한다.

④ 중단없는음성, 영상및데이터서비스를제공하기위하여서비스커버리지중첩으로 구성하여야 한다.

⑤ 필요에 따라 통합공공망간 음성, 영상 및 데이터 등의 정보 공유를 위한 망간 연동이 가능하여야 한다.

⑥ 셀 플랜 가. 셀 플랜에 의한 기지국 위치선정은 전파환경 및 경로를 분석하여 최적의 위치에

기 지국을 배치하여야 한다.

나. 트래픽 용량 적정성분석및기지국위치선정,기지국별및지역별서비스영역을확 인할 수있는서비스커버리지예측도(Coverage Map)를 확보하여 설계하여야 한다.

(2) LTE-R 설비의 구성 및 기능, 성능 요건

① 철도통합무선망(LTE-R)은 중앙제어장치, 관제조작반, 기지국설비, 단말장치, 네트워 크 설비, 전원설비, 기타설비로 구성한다. ② 철도통합무선망(LTE-R)은 높은 신뢰성과 가용성을 가진 설비로 구성하여야 한다.

③ 중앙제어장치의 설치장소는 철도교통관제센터와 예비관제실로 이원화하고 중앙제어 장치의 EPC, 기지국설비의 DU, RRU 커버리지 이중화로 구성하여 망 안전성을 가져 야 한다.

④ 관제조작반은 개별호출, 그룹호출 및 일제호출이 가능하여야 한다.

⑤ 기지국설비는전차선유도, 낙뢰, 충격, 진동 등 외부환경으로부터영향을받지않도록 설계하여야 하며, 전원선 및 안테나부에는 서지보호기를 설치하여 외부 서지로 부터 설비를 보호하여야 한다.

⑥ 철도교통관제센터 및 예비관제실에서 원격제어 및 상태감시가 가능하도록 하여야 한 다.

⑦ 필요에 따라 통합공공망간 음성, 영상 및 데이터 등의 정보공유를 위한 망간 연동이 가능하여야 한다.

⑧ 음성, 영상, 데이터 서비스는 높은 신뢰성과 정확성을 가지도록 서비스 커버리지 중첩 으로 구성하고 통합공공망간 간섭을 최소화 하여야 한다.

⑨ 설계 시특별한사유가없는한국내외철도통합무선망(LTE-R) 관련 표준을 준용하 여야 한다.

 

 

7. 열차무선방호장치 설치

(1) 철도선로에 인접한 사고 등 위급상황을 신속히 알려 연쇄사고를 예방할 수 있는 열차 무선방호장치 및 음영지역 해소를 위한 열차무선방호 중계장치를 설치하여야 한다.

(2) 열차무선방호장치의 안정적인 유지보수관리 등을 위하여 필요할 경우 지역별로 열차 무선방호장치 자동점검시스템을 설치하여야 한다.

(3) 상시로컬취급역에는 열차안전운행 확보를 위해 필요시 열차무선방호장치를 설치할 수 있다.

(4) 열차무선방호설비 안테나는 접이식 폴 적용을 원칙으로 하되, 접이식 폴 적용이 불가 한 개소는 현장 여건을 고려하여 고정식으로 설치할 수 있다. 단, 고정식 폴 높이는 「이동식사다리 안전작업지침(고용노동부)」에 따른 고소작업 허용 높이를 고려하여 4.5m 이하로 하여야 한다.

 

 

8. 안테나 설치

(1) 고속철도 및 일반철도의 중계기지국 안테나 고정용 금구류는 용융아연도금 등의 부식 되지 않는재료를사용하여야하며,다음각호의기준을만족할수있도록설치하여야 한다.

① 지향성 안테나는 정확한 방향(복사방향)을 맞추어 선로변 최적 커버리지 확보 및 타 서비스와의 간섭을최소화하여야하고,선로변열차진동에의해복사방향이틀어짐이 없도록 하여야 한다.

② 안테나는 지지용 파이프에 클램프를 이용하여 견고하게 고정하여야 한다.

③ GPS용 안테나는 각 중계기지국 건물외벽또는철탑(철관주)에 설치하여야 하고, 최적 의 수신위치에 설치하여야 한다.

④ 지상중계기용 안테나는 송수신 겸용 안테나로 이용한다.

⑤ 기지국용 안테나 설비는 철도설계기준 KDS 47 50 10(정보통신설계 일반사항)의 2-2 기상조건의 풍속조건에 따르고 열차에부착되는 안테나는설계최고속도에충분히견 딜 수있어야 한다.

⑥ 일반철도(VHF) 안테나는 기지국 철탑(철관주)에 송수신기용 및 무선수신기용 안테나 를 각각 설치하여야 한다.

⑦ 재난방송수신설비 안테나는 수신감도 측정 후 수신감도가 양호한 장소에 설치하여야 한다.

⑧ 안테나주의 기초는 현장 조건을 고려하여 깊이, 넓이, 방법을 조정할 수 있다.

(2) LTE-R용 안테나와 이동통신사 안테나는 상호 이격하여 전파간섭이 최소화되도록 하 여야 한다.

(3) LTE-R용 안테나는 다음 기준으로 설치한다.

① 역구내는 별도의 안테나 주 또는 건축구조물에 취부한다.

② 역간토공구간은선로환경을고려하여전철주또는별도의안테나주에취부하고,교 량 및터널구간은 전철주 또는 구조물에 취부한다. ③ 전철주에 설치하는 안테나는 전차선과 2m 이상, 전차선로 충전부와 1m 이상 이격거 리를 확보하고, 설치에 대한 세부 사항은 철도설계 참고도(표준)에 따른다.

④ 안테나는 열차운행시 신호기 투시에 지장이 없도록 설치하여야 한다.

(4) LTE-R용 RRU, 안테나는 현장여건을 고려하여 부득이한 경우 벨마우스 측면에 취부 한다.

(5) 건물 내에 설치하는 LTE-R용 RRU, 안테나는 건물규모 및 전파환경을 고려하여 설계 에 반영하여야 하며, 이동통신사의 안테나와 식별되도록 설치하여야 한다.

(6) 열차무선 안테나 설치 시 지장 수목발생우려가있는개소(토공구간, 벨마우스등)에 는 지장 수목 방지설비(방초매트 등)를 설치하여야 한다.

(7) 추락이나 전도 등의 안전사고 발생 우려가 있는 개소(벨마우스 측면 및 급경사 법면 등)에 열차무선 안테나를 설치할 경우 안전설비(점검용 사다리, 안전난간, 안전보호망 등)를 설계에 반영하여야 한다.

(8) LTE-R 안테나를 옹벽 또는 J형 수로 등 벽면에 설치시 열차진동 및 유지보수에영향이 없도록 설계하여야 한다.

 

 

9. 급전선 포설

(1) 급전선은 외부에서 무리한 힘을 가하지 말것이며, 운반 및 보관에 특히 주의하여야 한다.

(2) 급전선 포설시에는 오물, 습기 등을 제거한 후 설치하고, 옥외에 설치되는 급전선 중 수평으로 포설되는 부분은 눈, 비 또는 얼음으로부터 보호할 수 있어야 한다.

(3) 급전선에 연결되는 커넥터는 오물, 습기 등이 스며들지 않도록 하여야 한다.

 

 

10. 함체 설치

(1) 추락위험이 있는 개소에 설치된 함체 기초대에 안전가대 및 발판을 설치하여야 한다.

(2) 함체가 유지보수 점검 차량 등에 접촉할 우려가 있는 개소는 안전 펜스를 설치하여야 한다.

(3) 함체의 내부는 확장성을 고려하여 충분한 공간을 가져야 한다.

(4) 함체는 여름철 폭염 및 겨울철 혹한에 대비하여 기기의 적정온도를 유지할 수 있어야 한다.

(5) 함체 도어의 개폐 방향은 선로 외측에서 열차 운행 방향으로 개폐가 가능하도록 설치 하여야 하며, 부득이한 경우작업자의안전을고려하여도어개폐시건축한계이상이 격하여 설치한다.

 

 

11. 항공장애 표시등 및 항공장애 주간표지 설치

(1) 항공장애 표시등 및 항공장애 주간표지는「공항시설법」및 「항공장애물 관리 및 비 행안전 확인 기준」에 따라 설치하여야 한다.

(2) 항공장애 표시등은 항상 유지보수를 할 수 있도록 철탑 최상단 중앙에 설치하되 최상 단에서 2m 이내 범위에서 설치하여야 한다.

(3) 항공장애 표시등에 공급하는 전원은 가급적 최단 거리에서 공급하여야 한다.

(4) 전선관 배관시 누수가 없도록 마감처리를 하여야 한다.

(5) 항공장애 표시등 설치전 작동시험을 하여야 한다.

 

출처-국가철도공단 KR I-04010