명품 K-철도기술 개발 산실 '철도기술연구원'
스스로 인지하고 판단해서 움직이는 열차자율주행·BRT 자율주행
빅데이터를 활용한 맞춤형 대중교통 서비스 제공
시속 1,200km로 달리는 하이퍼튜브 핵심기술
한국철도기술연구원(원장 한석윤, 이하 철도연)은 11월 16일 ‘4차 산업혁명 기술과 함께 하는 모빌리티’ 성과를 공개했다.
세계 최초로 개발한 5G 기반 열차 자율주행 시스템 기술은 기존의 중앙집중식 제어방식에서 벗어나 열차와 열차가 직접 통신하여 열차의 위치, 속도, 제동거리 등을 열차 스스로 인지·판단하고 제어하는 지능형 제어기술이다.
자동차의 자율주행은 주행을 위한 인지판단제어를 자동화하여 무인자율주행을 하지만, 열차의 자율주행은 지상제어 설비가 모든 열차를 통제하는 현재의 중앙집중식 제어방식에서 열차 스스로 제어하는 분산제어 방식으로 전환하는 것이 목표이다.
지상의 신호설비를 최소화하고, 수송력을 최대 30% 이상 높일 수 있다. 또한, 정밀 간격 제어기술로 열차의 운행 간격을 지금보다 30% 이상 단축할 수 있어 출퇴근 시간 등 열차 운행이 집중되는 시간에 더 많은 열차를 효율적으로 운영할 수 있다.
철도연은 열차 간격 및 분기제어 고도화 등을 통해 주행 중 열차 분리·결합기술을 구현하여 열차자율주행 기술을 완성할 계획이다
BRT 자율주행 기술은 버스 2대가 연결돼 90명 이상 탑승하는 대용량 굴절버스 BRT를 더욱 안전하고 편리하게 이용하기 위한 기술이다.
대용량의 차량 무게를 고려한 자율주행 제어 액추에이터 및 제어시스템, 차량 폭과 높이 등을 고려한 실차 및 운영노선 기반의 자율주행 시물레이터를 개발 중이다.
자율주행 시물레이터 환경에서 교차로, 관제시스템 등 인프라 연동시험, 정류장 정밀정차 및 진입진출 시험, 악조건의 도로 환경 알고리즘 고도화 등 BRT 자율주행 핵심기술을 구축하고 있다.
통신시스템을 이용한 주변 인프라와 주행 정보를 수집하여 신속하게 상황을 인지, 판단하는 스마트 관제시스템 도입 등을 통해 대중교통 안전성을 확보해갈 계획이다.
아바타 모빌리티 분석시스템은 모바일 통신량과 교통카드 등 공공 빅데이터를 활용해 사람의 이동정보를 분석하는 시스템(아바타, ABATA: Activity- BAsed Traveler Analyzer)이다.
개인의 일일활동 스케줄에 따른 시간대별 통행량과 활동인구를 분석하고, 교통 수요와 교통체계 예측하여 맞춤형 대중교통 서비스를 제공한다.
인구 및 사회 변화, 도시재개발, 교통시설 및 정책변화 등 모빌리티 시뮬레이션이 가능하다. 돌발상황 등 비상시 대피계획 수립, 교통 환경 영향 분석 등에도 활용할 수 있다.
연구성과는 기술이전을 통해 세종시 스마트시티와 부산 에코델타시티 교통계획에 활용됐다.
하이퍼튜브는 튜브 속을 달리는 초고속 캡슐 열차로, 최고속도 시속 1,200km를 목표로 핵심기술을 개발 중이다.
지난해 말에는 독자 개발한 축소형 튜브 공력시험장치에서 진공상태에 가까운 0.001 기압 수준에서 시속 1,019km의 속도를 기록하는 쾌거를 이루었다.
튜브 안을 초고속으로 주행하는 캡슐열차의 공기저항을 최소화하기 위해 0.001 기압 이하의 아진공 기밀튜브를 개발했다.
세계 최초로 냉동기 없이도 장시간 운행 가능한 고온 초전도 전자석과 추진기술 개발에 성공했다. 하이퍼튜브 차량의 엔진에 해당하는 부품으로 자기부상철도의 초고속 주행에 필요한 자기장을 만드는 핵심 장치이다.
핵심기술을 적용한 차량 및 인프라, 선형 추진 및 부상시스템 등 실제 모델 개발과 성능검증과 장거리 테스트 베드 구축을 위해 노력하고 있다.
한석윤 철도연 원장은 “4차 산업혁명 초연결 시대와 탄소중립, 그린 및 디지털 뉴딜을 실현할 대중교통 모빌리티 혁신을 위해 노력“하고, 계속해서 ”국민이 체감하고 신뢰하는 더욱 안전하고 편리한 K-철도기술의 명품화를 실현“하겠다고 전했다.
한국철도기술연구원 홍보협력실
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5G기반 열차자율주행
