2004년 경부고속철도(KTX) 개통으로 전국이 반나절 생활권으로 바뀌었다.

KTX 개통 16년이 지난 시점에서 철도시설의 개량과 철도안전시스템 고도화에 대한 관심이 커지고 있다.

내구연한이 지난 철도시설물에 대한 선제적 정비를 통해 포스트 코로나 시대 교통인프라 구축의 든든한 초석을 다져야 한다는 데 폭넓은 공감대가 형성되고 있다.

 

■국가철도 통신설비 40.8% 노후화

이에 국토교통부는 5년 단위의 ‘중장기 철도시설 개량투자계획’을 수립, 안전하고 편리한 철도망을 구현하기 위한 기본지침으로 삼고 있다.

이 계획은 2018년부터 2022년까지 적용되는 것으로, 철도시설의 효율적이고 체계적인 개량을 통해 열차운행의 안전을 확보하는 데 초점을 맞추고 있다.

정보통신업계의 시선은 신호제어 및 정보통신설비 등의 교체 및 신설에 쏠린다. 철도 정보통신공사 등 관련사업에 직·간접적으로 참여함으로써 수익기반을 확충할 수 있기 때문이다.

먼저, 국토부는 시설 개량투자계획의 기본방향과 규모를 정하기 위해 국가철도 및 도시철도 시설의 노후현황에 대해 살폈다.

국가철도 전기·통신설비의 경우 2017년 1월을 기준으로 내구연한이 경과한 전기·통신설비가 전체의 37.4%를 차지하고 있는 것으로 나타났다.

전기·통신설비의 내구연한은 설비에 따라 다르지만 보통 10∽20년으로 본다. 설비별 내구연한 경과율은 전철전력 28.7%, 통신 40.8%, 신호 41.8%로 분석됐다.

도시철도 전기·통신설비의 노후현황도 이목을 끈다.

2017년 1월을 기준으로 개통된 지 30년 이상 경과한 도시철도 중 내구연한이 지난 전기·통신설비 비중은 서울이 43.7%, 부산이 22.0%로 나타났다.

2009년부터 2017년까지 9년간, 철도시설 개량에 쓰인 돈은 총 3조20억원이다. 연평균 3,336억원을 투자한 셈이다.

주목할 만 한 점은 2014년 4월에 일어난 세월호 참사 등으로 안전에 대한 사회적 관심이 높아지고 있다는 점이다. 이에 발맞춰 철도시설 개량투자 규모도 지속적으로 증가하고 있다.

 

■첨단 AI 기반 ‘무인화’ 시대 임박

철도이용자 증가 및 첨단기술 발전 등 대내외 여건 변화에 관한 내용도 눈길을 끈다.

경부고속선(2004년~) 및 호남고속선(2015년~), 수서평택고속선(2016년~) 등 고속철도 서비스 제공으로 주요 거점 간 이동시간이 획기적으로 단축되면서 철도이용객이 지속적으로 증가하고 있는 추세다. 이런 증가세는 철도시설 개량투자의 중요성을 뒷받침하는 핵심요소라 할 수 있다.

사물인터넷(IoT)과 인공지능(AI), 빅데이터 등 첨단기술의 급속한 발전과 기술 간 융·복합이 가속화하고 있는 것도 눈여겨볼만 하다.

철도 역시 전기·기계·통신 등의 기술발달로 고속화, 자동화되고 있다. 미래에는 AI 기술 적용범위가 더 넓어져 철도운행의 패러다임이 크게 바뀔 것으로 예상된다.

특히 첨단 AI기술 적용으로 별도의 인력투입 없이도 철도운행이 가능해지는 ‘무인화’ 시대가 열린 것으로 점쳐진다.

하지만 급속한 기술발전에도 불구하고 신호·통신 등 철도분야 핵심시스템은 해외기술에 의존하고 있는 실정이다. 해외 신호·통신시스템 사용으로 외국업체에 지불하는 유지보수비용이 연간 224억원에 달하는 것은 이에 대한 방증이다.

이에 자립형 기술개발을 통한 국산화가 시급하다는 의견이 힘을 얻고 있다.

 

■국가철도 통신설비 ‘C등급’

국토부는 철도시설의 노후화 상태를 개량투자계획에 반영하고, 한정된 예산을 효과적으로 투입하기 위해 철도시설 성능평가를 실시했다.

성능평가란 철도시설의 서비스 수준을 유지하기 위해 요구되는 안전성과 내구성, 사용성 등의 성능을 종합적으로 분석하는 것을 말한다.

국토부는 철도시설 성능평가를 통해 시설·구간별 자료를 산출하고 그 결과를 바탕으로 철도서비스 유지·향상을 위한 개량 우선순위를 도출했다.

철도시설 성능평가 결과는 성능지수 및 등급으로 구체화했다. 성능지수는 각 항목별 평가로 산정된 총점을 말하며, 성능지수 범위에 따라 5개 성능등급을 매겼다.

A등급(우수)은 매우 우수한 상태로 일상적인 유지관리만으로 원활한 운행이 가능하다. B등급(양호)은 사소한 결함만 있어 부분적인 유지보수가 필요한 상태다.

C등급(보통)은 일부 결함이 발생하는 단계로 예방적 유지보수·개량 필요하다. D등급(미흡)은 성능저하가 발생해 긴급한 시설 보수·보강이 필요한 상태다.

E등급(불량)은 위험성이 높아 서비스가 불가능한 상태로, 사용제한 및 즉시 교체가 필요하다.

국가철도의 시설물별 평가결과를 보면 신호제어 설비의 경우 2.78의 성능지수로 C등급으로 평가됐다.

열차검지장치, 건널목 안전설비가 상대적으로 낮게 평가됐으며, 특히 수도권 노선의 열차제어설비가 D등급으로 평가됐다.

정보통신설비 역시 C등급으로 평가됐다. 성능지수는 2.79로 나타났다.

개량시기가 도래한 설비가 많은 경부고속 1단계 노선 등이 전반적으로 나쁜 평가를 받았다. 전화교환설비는 D등급으로 평가됐다.

 

■1510곳 광전송설비 교체

국토부는 이 같은 성능평가의 토대 위에서 △노후시설의 선제적 개량 △이용자·작업자 안전시설 지속 확충 △철도시설 성능 고도화 △이용편의 증진 및 불편 해소 △도시철도 안전 강화 등 철도시설 개량에 대한 5가지 핵심전략과 이에 대한 중점추진 과제를 마련했다.

먼저 노후시설의 선제적 개량을 위해 통신설비 고도화와 성능향상에 힘을 모으기로 했다.

주요 내용을 보면, 중단 없는 통신서비스를 제공하기 위해 노후 통신설비를 개량하고, 매년 45개소의 열차무선설비 등을 교체해 무선음영지역을 해소할 계획이다.

또한 철도운행정보를 관제사, 유지보수자 등에게 전송하기 위해 1510개소의 광전송설비를 교체하기로 했다. 더불어 기관사-승무원-역무원 간 무선통신을 위해 347개소의 열차무선설비를 개량할 방침이다.

아울러 열차 도착·출발정보 안내를 위해 800개소의 역무통신설비를 개량하고, 승강장 등 취약개소 감시를 위해 226곳의 보안설비를 고화질CCTV로 교체할 계획이다.

경부고속선 1단계 구간의 집중개량에도 힘을 모은다.

전철전력·신호제어·정보통신설비가 개통된 지 10년 이상 경과됨에 따라 구간별로 성능지수가 낮은 지점을 대상으로 설비개량을 추진키로 했다.

열차제어시스템 40개소, 연동장치 5개역, 전송설비 414대, 열차무선설비 456km, CCTV 216대 등을 개량하는 게 사업의 핵심이다.

철도 이용자와 작업자 안전시설 확충은 재해예방시설 확대와 맥을 같이 한다. 내진성능보강과 홍수예방 시설 개선, 낙석피해방지 시설 확충, 재난방송수신설비 구축 등이 이 전략의 뼈대를 이룬다.

주요 내용을 보면, CCTV와 영상분석 알고리즘을 이용해 낙석발생을 자동으로 판별, 경고메시지를 제공하는 재해관리시스템을 설치한다.

또한 수도권 광역철도 분당선 등 터널·지하공간 136개소에 재난방송수신설비를 설치하기로 했다.

 

■양방향 신호시스템 구축

미래에 대비한 철도시설 성능 고도화 전략에도 시선이 모아진다.

주요 내용을 보면, IoT, 센서 등의 신기술을 철도분야에 접목하기로 했다.

구체적으로, 선로·궤도·교량의 성능을 강화하고 한국형 신호통신시스템 등 최신기술을 도입해 효율성·정시성·안전성을 향상시킬 계획이다.

특히 열차운행의 안전성과 효율성을 향상하고 철도산업 활성화를 위해 개발한 한국형 신호시스템(KRTCS-2)을 2021년까지 영업선에 시범 도입키로 했다.

아울러 LTE 기반 철도무선망(LTE-R) 구축을 위해 시범사업을 우선 추진하고, 개량시기가 도래한 노선부터 순차적으로 도입해 나가기로 했다.

이와 함께 일반철도 복선구간에 선로장애가 생기거나 작업 등이 이뤄져 반대선로에서 열차를 운행하는 경우에도 자동제어가 가능하도록 신호설비를 개량하기로 했다.

경의선 신촌~화전 등 24개소에 양방향 신호시스템 구축한다는 게 핵심내용이다.

아울러 통신망 장애발생 시에도 열차 운행제어 정보와 여객취급에 필요한 정보를 중단 없이 제공하기 위해 철도통신망(광케이블)을 이중화할 계획이다.

구체적으로, 2022년까지 경부선과 호남선, 경인선 등 445km 구간에 이중화시스템을 구축키로 했다.

철도교통관제시스템 고도화에 관한 내용도 눈여겨볼만 하다.

주요 내용을 보면 2021년까지 관제서버의 안정성 강화를 위한 4중화 체계를 구축하고 프로세서 기능별 소프트웨어를 모듈화힘으로써 서버기능을 극대화하기로 했다.

또한 열차가 운행해야 하는 선로와 관제사가 재설정한 선로를 비교해 이상여부를 경고할 수 있는 이선진입방지시스템도 구축할 계획이다.

더불어 일반철도 관제설비용 전원장치를 추가로 도입해 컴퓨터장치, 네트워크장치 등 관제설비의 전원장치를 이중화하고, 관제설비를 실시간으로 감시·관리할 수 있는 통합감시시스템도 구축키로 했다.

이와 함께 아울러 철도시설을 원격으로 진단·관리할 수 있도록 IoT 기술을 활용한 철도시설 모니터링 시스템을 구축할 방침이다.

도시철도 노후시설의 안전을 강화하는데도 힘을 모은다.

서울 도시철도의 경우 성능평가 결과가 D등급으로 평가된 전기 및 통신시설을 우선적으로 개량해 성능평가 등급을 높일 방침이다. 서울 도시철도 광전송설비의 경우 내구연한을 초과한 비율이 93%에 달하는 실정이다.

이를 위해 노후한 열차 무선통신시스템을 LTE 기반 철도무선통망으로 개량하고, 내진성능 확보를 위한 내진보강사업도 지속적으로 추진키로 했다.