디엔피넷뉴스

▲ 열차 간 정밀 간격 제어를 시험 중인 축소 시험차량 한국철도기술연구원 (이하 철도연)은 세계 최초로 5G 통신기반의 열차자율주행시스템 핵심 제어기술을 개발했다. 철도연은 오송 철도종합시험선로에 4월부터 2대의 축소시험차량으로 시험을 진행 중이다. 지난 1월, SK텔레콤과 기술협력을 위한 협약을 맺고 세계 최초의 5G 통신기반 스마트 테스트 베드를 함께 구축하여 협력하고 있다. 열차의 위치만 고려하던 기존의 제어방식에서 벗어나 위치 및 속도, 제동거리 등 선행열차의 주행 정보를 실시간으로 반영하여 열차 간 안전간격을 단축하는 ‘간격 제어기술’과 열차와 열차가 직접 통신하여 분기기를 제어하는 ‘분기 제어기술’에 대한 시험을 진행했다. 열차자율주행시스템은 열차와 열차가 직접 통신하여 열차의 경로, 정차역, 주행속도 등의 정보를 공유하고, 이를 통해 열차 스스로 주행 안전 확보, 주행 중 자유로운 편성 조성, 이례 상황을 실시간 인지‧판단하고 제어하는 지능형 열차제어기술이다. 자동차의 자율주행은 주행을 위한 인지‧판단‧제어를 자동화하여 무인자율주행을 하는 것이 목표지만, 열차의 자율주행은 지상 제어설비가 모든 열차를 통제하는 현재의 중앙집중식 제어방식에서 열차가 스스로 제어하는 분산제어 방식으로 변화하는 것이 목표이다. 열차끼리 직접 통신하여 자신의 위치와 방향을 열차 스스로 결정하고 제어하기 때문에 지상신호설비를 최소화하고, 수송력을 최대 30% 이상 증대하는 원천기술을 확보했다. 또한, 정밀 간격 제어기술로 열차의 운행 간격을 지금보다 30% 이상 단축할 수 있어 출퇴근 시간 등 열차운행이 집중되는 시간에 더 많은 열차를 효율적으로 운영할 수 있게 됐다. 5G 통신기반으로한 열차제어는 실시간 주행 데이터 전송이 가능하여 통신 지연이 단축되고 전송 신뢰도 및 데이터 전송용량이 최대 20배가 향상됐다. 선로 및 분기기 등을 열차 스스로 최적 상태로 제어하고, 설비 투자 비용 절감, 인적 오류 감소, 유지보수 효율화 등이 가능해졌다. 열차자율주행시스템기술개발※은 열

▲ 무선급전기술을 적용한 철도연의 경전철 시험차량 한국철도기술연구원 (이하 철도연)은 세계 최초로 개발한 고주파 대용량 무선급전기술(60kHz, 1MW급)을 실제 경전철 차량에 적용하는 연구성과를 11월 13일, 경북 경산의 철도연 경전철시험선에서 공개했다. 철도연은 세계 최초로 철도차량이 무선급전기술로 달릴 수 있는 상용화의 길을 열었다. 무선급전기술은 궤도를 따라 설치된 무선급전 장치에서 기존의 상용전력을 60kHz 고주파 전력으로 변환하여 철도차량 하부에 물리적인 접촉 없이 대용량의 전력을 공급하는 신기술이다. 철도연은 무선급전기술로 2만km의 경전철 신뢰성 시험을 완료하면서, 최근 대도시 광역권에서 확충 계획 중인 도시철도 노선에 무선급전 경전철을 적용할 수 있게 됐다. 경전철용 무선급전기술 개발은 국토교통부 국가연구개발사업으로 국토교통과학기술진흥원의 지원을 통해 2015년부터 진행했다. 철도연이 세계 최초로 경전철에 적용한 무선급전기술은 급전인버터, 급전선로, 집전장치로 구성되며 다음과 같은 특징이 있다. ① 급전인버터는 차량 주행선로에서 급전선로에 고주파 에너지를 공급하고, 경전철 차량에 부착된 집전장치 모듈은 지상으로부터 전송된 고주파 에너지를 변환하여 열차의 추진 및 보조 전원에 사용되는 에너지를 공급한다. ② 기존의 경전철에 사용되는 제3궤조나 접촉식 집전장치를 사용하지 않기 때문에, 마모되는 부분이 없어 유지보수 작업이 획기적으로 절감된다. 기존 전차선로 대비 유지보수 비용을 약 20% 줄일 수 있다. ※km당 유지비: 기존 경전철 458만원→무선급전 경전철 366만원 ③ 열차 윗부분에 전차선이 없기 때문에 지하철에 적용할 경우, 터널 시공 시 터널 단면적을 10% 이상 축소할 수 있고, 건설비는 약 5% 절감할 수 있다. ※터널단면적: 56.0m2, km당 192.8억원→ 50.4m2 183.1억원 ④ 또한, 전차선과 집전장치의 급속마찰이 없어져 최근 사회문제로 대두되고 있는 지하철 역사내 미

▲ 수소연료전지 하이브리드 철도차량 에너지 흐름도 - Powering 한국철도기술연구원(이하 철도연)은 국토교통부 산하 국토교통과학기술진흥원의 철도기술연구사업으로 수소철도차량을 개발 중이다. ※ 수소연료전지 하이브리드 동력시스템을 적용한 철도차량 추진시스템 최적화 및 운용기술 개발 - 연구 기간: 2018. 4. ~ 2022. 12. / 연구비: 총 250억(정부 220억/ 민간 30억) - 수행: 한국철도기술연구원(주관연구기관), 한국철도공사, 우진산전 등 7개 기관 수소철도차량은 수소연료전지를 기반으로 한 하이브리드 철도차량으로 철도연은 최고속도 시속 110km, 1회 충전으로 600km 이상 주행 가능한 수소철도차량을 개발하고 있다. 수소연료전지 하이브리드 동력시스템 및 철도차량용 전력변환장치, 수소충전소 구축 방안 및 철도차량 기술기준(안) 등을 개발하여 올해 상반기 준공하는 충북 오송의 철도종합시험선로에서 안정성 및 효율성 등에 대한 성능검증을 2022년까지 완료할 계획이다. 이후, 실용화를 위한 실증시험을 추진하고, 철도운영기관과의 협의를 통해 수소철도차량의 운영방안 및 적용 가능 노선 검토, 철도차량 중장기 구매 및 교체 계획에 수소철도차량이 반영될 수 있도록 진행할 예정이다. 수소철도차량은 물 이외의 오염물질이 전혀 배출되지 않는 친환경 차량으로, 전기차보다 이산화탄소를 적게 배출한다. 또한, 전차선, 변전소 등의 급전설비가 필요하지 않아 전력인프라 건설 및 유지비용을 절감할 수 있다. 개발 후 전철화가 되어 있지 않은 구간을 운행하는 디젤철도차량을 점진적으로 대체하여 효율적이고 안전한 철도운행을 하는 것이 목표다. 현재 디젤철도차량은 철도분야의 탄소 및 미세먼지를 발생하는 주 오염원의 하나로 지적되고 있다. 오는 5월부터 신규 도입되는 디젤철도차량은 미세먼지 관리 종합대책에 따라 새로운 대기오염물질 배출허용기준을 준수해야 한다. 개발 중인 수소철도차량은 내구연한을 초과하는 디젤철도차량과 탄소배출 규제를