[정보통신신문=차종환기자]

통신을 중심으로 한 철도인프라의 대대적인 고도화 바람이 ‘대철도시대’의 개막을 예고하고 있다.

자율주행, 도심항공교통(UAM) 등 차세대 모빌리티가 급부상하고 있지만, 전에 없던 교통수단의 등장은 여러 법제도적 기반이 약해 산업 활성화에 한계를 드러내기도 한다.

이러한 상황에서 단연 철도의 장점이 부각되고 있다.

도시 간 한 번에 많은 인원을 실어나를 수 있음은 물론, 교통 정체없이 300km/h 이상의 속도로 이동할 수 있어 여타 교통수단 대비 독보적인 경제적 효율을 자랑한다. 심지어 매우 안전하다.

최근에는 통신기술을 적극 도입해 본격적인 철도의 스마트화를 꾀하고 있다. 이로써 운행의 안정성, 효율성을 극대화한다는 방침이다.

SK텔레콤과 한국철도기술연구원(이하 철도연)은 차세대 철도통신인 이음5G-R 통신 개발을 공식화했다.

이음5G-R은 5G 기반 철도통신망으로, 350km/h 이상의 속도로 달리는 기차에서도 5G 데이터 통신을 가능케 한다. 현재 국내 철도에는 LTE망을 활용하는 LTE-R이 적용돼 있다.

SKT와 철도연은 5G SA 기반의 이음5G-R 시험망 구축 및 커버리지 연장 기술, 네트워크 슬라이싱 기술, 철도 특화 서비스, QoS 실증 등을 진행한다. SKT는 콘텔라, SK오앤에스와 컨소시엄을 구성해 본 과제의 1년차 용역을 수주해 이음5G-R 개발에 참여 중이다.

1년차 용역은 오송 철도종합시험선에 구축예정인 이음5G-R 시험망 구조 설계, 셀 플랜, 코어 시작품 제작 등이 포함돼 있다.

2년차에는 무선망 기지국 구축 완료, 3~4년차는 5G 기반 철도 서비스, 철도 시스템 기능, LTE-R 서비스 상호호환성 시험 실증 등이 진행될 예정이다.

지난해 10월에는 LTE-R 기반 한국형 열차제어시스템(KTCS-2)이 상용화 됐다.

전라선(익산~여수EXPO역) 약 180km 구간에 적용된 KTCS-2는 실시간 열차제어시스템으로 선행 열차의 위치 정보를 확인해 열차 간격을 조정하는 역할을 한다.

또한 선로 상태를 확인한 뒤 선로를 전환하고 열차가 안전하게 운행할 수 있도록 속도 제어와 비상제동을 지원한다.

열차의 제한속도 등 운행정보를 LTE-R을 통해 실시간 확인할 수 있어 안전하고 효율적인 제어가 가능하다. 열차와 관제실 간 양방향 무선통신이 가능하기 때문에 선행 열차와의 운행 간격을 좁힐 수 있어 운행 효율성과 열차 수송력을 극대화할 수 있다.

국토부에 따르면, KTCS-2 운영을 통해 열차 운행 간격은 최대 23%, 열차 수송력은 1.2배 증가할 것으로 예상된다. 유럽철도 국제표준 안전성 평가에 의하면 KTCS-2의 안전성은 기존 철도신호시스템 대비 5.81배 향상된 수준을 자랑한다.

개발을 주도한 현대로템은 올해 말까지 KTCS-3 차상신호장치 개발을 완료할 계획이다. KTCS-3는 궤도회로 없이 무선통신만으로 열차 위치와 운행 정보를 자동으로 제어한다.

한편, 철도연은 이 모든 철도인프라를 디지털로 관리할 수 있도록 하는 BIM(Building Information Modeling) 통합운영시스템을 적용하고 있다.

이 시스템은 철도인프라의 계획에서부터 설계, 시공, 유지관리에 이르기까지 전체 생애주기에 필요한 정보 및 모델 등을 작성하는 BIM 기술을 보다 효율적으로 관리하는 발주처 기반의 플랫폼이다.

공통데이터 환경과 웹 기반의 국제표준형식 IFC 전용 뷰어 등을 구현해 발주처, 설계사, 시공사, 감리사 등 다양한 사업 참여자가 실시간 협업할 수 있다.

국가철도공단의 기존 사업관리시스템과 연계성을 확보해 향후 사업관리의 단계적 전환을 진행할 예정이다.

철도인프라 BIM 통합운영시스템은 월곶-판교 복선전철 1공구, 6공구 등에서 시범사업으로 성능평가와 신뢰성 검증을 진행한다. 이후 국가철도공단 등 공사 발주처의 시스템 구축을 위한 핵심기술로 제공될 예정이다.

한석윤 철도연 원장은 “BIM 통합운영시스템 개발로 인공지능과 데이터를 기반으로 한 철도인프라의 운영관리가 가능해졌다”며 “철도 건설산업의 생산성 및 품질 향상, 안전성 제고가 기대된다”고 전했다.

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