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논문 기본 정보
- 자료유형
- 학위논문
- 저자정보
- 지도교수
- 이희성, 권석진
- 발행연도
- 2014
- 저작권
- 서울과학기술대학교 논문은 저작권에 의해 보호받습니다.
이용수13
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제 목 : 8호선 전동차 무인화 시스템 적용 방안의 관한 연구
본 연구에서는 서울도시철도 8호선 전동차는 ATC/ATO 시스템을 기반으로 자동운전상태로 운행하고 있다. 8호선 전동차는 도입시부터 무인운전까지 가능한 시스템을 고려하여 차량을 도입하였지만 무인운전으로 운행하지 못하고 있다. 제어기술의 발달과 국내 IT기술의 선진적 자리매김에 따라 차량 전장품에 대한 국산화가 진행되고 있으며, 승강장내 승객의 안전을 도모하기 위해서 대부분의 도시철도에서는 스크린도어를 설치하고 있다. 그러나 무인운전을 하기위해서는 스크린도어 뿐 만 아니라 안전성을 위한 차량내부의 보완장치가 요구되고 있다.
본 연구는 8호선 전동차 궤도회로기반의 차상제어장치를 통해 무인절환 방법과 성능 그리고 특성 등의 검토를 통해 그 기술의 정도를 이해하고, 8호선 궤도회로기반의 유인중전철과 신분당선 무선통신기반의 무인중전철의 장/단점 및 특징을 분석하여 8호선 유인중전철을 무인화 시스템으로 적용하기 위해 개선해야 할 사항들을 검증하여 다음과 같은 결론을 얻었다.
1. 궤도회로 기반의 차상제어장치는 고정폐색방식으로 무인화로 전환할 경우 고밀도 운전은 폐색구간이 있기 때문에 어려우나, 승강장내에서 출입문 열림/닫힘의 시간을 각 승강장별로 수정이 가능하므로 운전시격은 일부 좋아질것으로 파악되었다. 그러나 무인 활성화를 위해서는 특정구역 즉 본선 또는 각 승강장내 TWC Loop가 있는 곳에서 무인승인 절차를 하여야 하기 때문에 중간 구간에서 비상발생으로 비활성화가 된다면 안전요원에 의해서 수동운전으로 다음 승강장 까지 운전을 하여 재 활성화를 시켜야 하는 부분이 있기 때문에 본 시스템으로 무인운전 시에는 우선 DTO 운전을 하여야 함을 확인하였다.
2. 신분당선 중전철 무인운전시스템과 비교 분석한 결과 도시철도 안전규칙 32조 2항을 충족시켜야 하므로 단계적으로 개량해야 하는 순서를 정하여 전/후 운전실 전방 CCTV 및 객실 내 CCTV를 설치하여 관제실과 연계에 따른 응급 상황대처 기능이 필요하였고, 기관사가 없으므로 차량의 충돌이나 탈선으로부터 응급 상황 발생시 무인차량 자체적으로 비상정지를 시킬 수 있는 장애물 및 탈선 감지장치를 설치하면 무인운전에 따른 안전 확보를 할 수 있음을 파악되었다.
3. 무인운전에 따른 법적인 지침이나 세부 규정이 없으며, 특히 노후차량을 무인운전으로 개량하여 운행 시 미달/과주에 따른 조치방법이 법적으로 미흡하여 이에 대한 대책이 필요하며, 유인중전철의 경우 스크린도어가 완전 닫힘이 되어있지 않아도 승강장내 차량이 진입 및 발차가 가능하지만, 신분당선 무인 중전철과 같이 신규로 도입되는 무인차량은 신호와 연계되어 스크린도어가 완전 닫힘이 되어 있지 않으면 진입 및 발차가 되지 않도록 시스템화 되어 있음을 확인하였다. 8호선의 경우 기존 시스템을 존속시키고 최소한의 개량을 통해 운행을 할 경우 스크린도어의 완전 닫힘과 상관없이 진입 및 발차가 되므로 열림/닫힘 확인을 기관사표시장치에 의해 확인했던 부분을 무선통신 단말기를 이용하여 안전요원이 확인 및 조치가 가능할 수 있도록 개선 방법을 제시하였다.
본 연구에서는 서울도시철도 8호선 전동차는 ATC/ATO 시스템을 기반으로 자동운전상태로 운행하고 있다. 8호선 전동차는 도입시부터 무인운전까지 가능한 시스템을 고려하여 차량을 도입하였지만 무인운전으로 운행하지 못하고 있다. 제어기술의 발달과 국내 IT기술의 선진적 자리매김에 따라 차량 전장품에 대한 국산화가 진행되고 있으며, 승강장내 승객의 안전을 도모하기 위해서 대부분의 도시철도에서는 스크린도어를 설치하고 있다. 그러나 무인운전을 하기위해서는 스크린도어 뿐 만 아니라 안전성을 위한 차량내부의 보완장치가 요구되고 있다.
본 연구는 8호선 전동차 궤도회로기반의 차상제어장치를 통해 무인절환 방법과 성능 그리고 특성 등의 검토를 통해 그 기술의 정도를 이해하고, 8호선 궤도회로기반의 유인중전철과 신분당선 무선통신기반의 무인중전철의 장/단점 및 특징을 분석하여 8호선 유인중전철을 무인화 시스템으로 적용하기 위해 개선해야 할 사항들을 검증하여 다음과 같은 결론을 얻었다.
1. 궤도회로 기반의 차상제어장치는 고정폐색방식으로 무인화로 전환할 경우 고밀도 운전은 폐색구간이 있기 때문에 어려우나, 승강장내에서 출입문 열림/닫힘의 시간을 각 승강장별로 수정이 가능하므로 운전시격은 일부 좋아질것으로 파악되었다. 그러나 무인 활성화를 위해서는 특정구역 즉 본선 또는 각 승강장내 TWC Loop가 있는 곳에서 무인승인 절차를 하여야 하기 때문에 중간 구간에서 비상발생으로 비활성화가 된다면 안전요원에 의해서 수동운전으로 다음 승강장 까지 운전을 하여 재 활성화를 시켜야 하는 부분이 있기 때문에 본 시스템으로 무인운전 시에는 우선 DTO 운전을 하여야 함을 확인하였다.
2. 신분당선 중전철 무인운전시스템과 비교 분석한 결과 도시철도 안전규칙 32조 2항을 충족시켜야 하므로 단계적으로 개량해야 하는 순서를 정하여 전/후 운전실 전방 CCTV 및 객실 내 CCTV를 설치하여 관제실과 연계에 따른 응급 상황대처 기능이 필요하였고, 기관사가 없으므로 차량의 충돌이나 탈선으로부터 응급 상황 발생시 무인차량 자체적으로 비상정지를 시킬 수 있는 장애물 및 탈선 감지장치를 설치하면 무인운전에 따른 안전 확보를 할 수 있음을 파악되었다.
3. 무인운전에 따른 법적인 지침이나 세부 규정이 없으며, 특히 노후차량을 무인운전으로 개량하여 운행 시 미달/과주에 따른 조치방법이 법적으로 미흡하여 이에 대한 대책이 필요하며, 유인중전철의 경우 스크린도어가 완전 닫힘이 되어있지 않아도 승강장내 차량이 진입 및 발차가 가능하지만, 신분당선 무인 중전철과 같이 신규로 도입되는 무인차량은 신호와 연계되어 스크린도어가 완전 닫힘이 되어 있지 않으면 진입 및 발차가 되지 않도록 시스템화 되어 있음을 확인하였다. 8호선의 경우 기존 시스템을 존속시키고 최소한의 개량을 통해 운행을 할 경우 스크린도어의 완전 닫힘과 상관없이 진입 및 발차가 되므로 열림/닫힘 확인을 기관사표시장치에 의해 확인했던 부분을 무선통신 단말기를 이용하여 안전요원이 확인 및 조치가 가능할 수 있도록 개선 방법을 제시하였다.
목차
목 차요약 ⅰ표목차 ⅲ그림목차 iv기호설명 ⅴI. 서 론 11. 연구배경 및 필요성 12. 연구목적 2II. 국내 도시철도 차상제어장치 분석 51. 차상제어장치의 활용현황 분석 5가. 차상제어장치의 정의 및 분류 5나. 국내 도시철도 차상제어장치의 활용현황 분석 62. 도시철도 8호선 차상제어장치의 운전모드별 제어기법 분석 7가. 운전모드별 ATC차상제어장치의 동작알고리즘 분석 7나. 자동운전 시스템 기능 223. 도시철도 8호선 전동차 자동출입문 제어 분석 23가. 출입문 모드 분석 23나. 안전설계 분석 24다. 자동출입문 개, 폐 절차 분석 254. CBTC 시스템 분석 27가. CBTC 시스템 275. 신호시스템 기술발전 추이 분석 36가. 고정폐색+Punctual Speed Control Technology(발진주파수 변주방식) 36나. 고정폐색+Continuous Speed Control Technology 36다. 이동폐색+Continuous Speed Control Technology 376. 신분당선 무인 중전철 활용현황 분석 38가. RF-CBTC 시스템 39III. 무인운전에 따른 관련 법규와 문제점 분석 441. 국제기준 IEC 62267-1137-CVD 45가. 자동화 등급 46나. 안전 요구사항 및 시정조치 472. 무인운전을 위한 구비 조건 49가. 승강장의 안전설비 49나. 터널, 고가구조물의 조건 49다. 차량 및 기타설비 49라. 해외 무인운전 사례 503. 국내 무인운전 관련 법규 및 문제점 52가. 주요개정 내용 53IV. 8호선 무인운전을 위한 시스템 추가 및 개량 541. 승강장 안전설비 552. 차내화상 전송장치 56가. 구성 563. 장애물 및 탈선감지장치 574. Auto Jog 58V. 결 론 60참고문헌 62영문초록(Abstract) 64감사의글 66
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