철도연, 5G 기반 열차자율주행시스템 기술 시험 성공

중앙집중식 제어에서 열차 스스로 제어하는 방식 택해

수송력 30% 증대, 운행 간격 30% 단축 가능

[이데일리 강민구 기자] 국내 연구진이 5G 통신기술을 접목해 열차의 최적 상태를 유지하기 위한 기술을 개발하고, 이를 현장에서 시연했다.

5G 통신을 기반으로 한다는 점에서 열차제어를 위한 실시간 주행 데이터 전송과 통신 지연 시간 단축이 기능하다. 이와 함께 데이터 전송용량은 최대 20배 높였다. 앞으로 선로, 분기기 등을 열차 스스로 최적 상태로 제어하고, 설비 투자 비용 절감, 인적 오류 감소, 유지 보수를 효율화할 기반을 마련한 셈이다.

한국철도기술연구원은 5G 통신기반의 열차자율주행시스템 핵심 제어기술을 개발했다고 24일 밝혔다.

앞서 철도연은 지난 1월 SK텔레콤과 기술협력을 위한 협약을 체결하고, 5G 통신 기반 스마트 테스트베드를 구축해 협력하고 있다. 지난 4월부터는 개발한 기술을 2대의 축소 시험차량에 적용해 충북 오송 철도종합시험선로에서 시험하고 있다.

오송 철도종합시험선로에서 축소 시험차량으로 열차 간 정밀 간격 제어 기술을 시험중이다.

자동차의 자율주행은 인지, 판단, 제어를 자동화해 무인자율주행을 추구한다. 반면 열차의 자율주행은 지상 제어설비가 모든 열차를 통제하는 중앙집중식 제어방식에서 벗어나 열차가 스스로 제어하는 분산제어 방식으로 변화하는 것이 목표이다.

연구팀은 이를 위해 열차의 위치만 고려하던 기존 제어방식에서 벗어나 위치, 속도, 제동거리 등 앞선 열차의 주행 정보를 실시간으로 반영해 열차 간 안전간격을 단축하는 ‘간격 제어기술’과 열차와 열차가 직접 통신해 분기기를 제어하는 ‘분기 제어기술’에 대한 시험을 진행했다.

연구팀이 적용한 열차자율주행시스템은 열차와 열차가 직접 통신해 열차의 경로, 정차역, 주행속도 등의 정보를 공유하고, 이를 통해 열차 스스로 주행 안전 확보, 주행 중 자유로운 편성 조성, 이례적 상황을 실시간으로 인지·판단하고 제어하는 지능형 열차제어기술이다.

열차끼리 직접 통신해 자신의 위치와 방향을 열차 스스로 결정하고 제어하기 때문에 지상신호설비를 최소화하고, 수송력을 최대 30% 이상 단축해 출퇴근 시간 등 열차운행이 집중되는 시간에 더 많은 열차를 효율적으로 운영할 수 있다.

정락교 열차자율주행연구팀장은 “열차의 주행 경로 재설정 기술 등 추가시험을 진행할 계획”이라며 “차상 중심 간격, 분기 제어 고도화를 통해 주행 중 열차 분리·결합기술을 구현해 열차 자율주행 기술을 완성하겠다”고 했다.