CBTC

ETCS 레벨3의 모식도

• Communication Based Train Control

'통신기반 열차제어'라는 뜻으로, 관제쪽에서 궤도 회로나 차축 계수기를 이용해 수동적으로 열차를 관리했던 기존 신호보안체계와 달리 차량의 능동적인 위치보고로 운행을 관리한다.

개요

KTCS 및 LTE-R 개발 홍보 영상

TWC로 이것저것 송수신하다 보니 "철도 신호도 제공할 수 있지 않을까"에서 시작됐다. 선로 상에는 위치보고용 지상자를 제외한 어떠한 물리적인 신호장치를 생략할 수 있고 그 지상자도 GPS로 대체할 수 있어 유지보수 비용이 크게 절감된다. 또한 기존 폐색의 개념에서 자유로워졌고, 이에 따라 이동 폐색을 도입해 안전이 보장하는 선에서 열차를 우겨넣을 수 있게 되었다.

특징

• 능동제어

  선로 상의 신호기, 지상자가 아니라 관제소와 통신을 통해 운행 지시를 받기 때문에 이를 확장해 차량 제어를 중앙에서 할 수 있고, 기관사 없이도 열차를 움직일 수 있는 길이 열렸다. 기존 시스템에서 구현한 ATO의 경우 신호 시스템을 통해 간접적으로 통제되기 때문에 기관사가 항상 상주했고, 무정차 통과 등의 오류도 간간히 있었다. CBTC에서는 ATO를 고도화하여 STO(반자동 운전)나 UTO(무인 운전) 등의 용어를 사용한다.

• 이동폐색식

  이동 폐색은 CBTC에서 꼭 해야 하는 건 아니지만, CBTC가 없으면 할 수 없다. 이동 폐색을 도입하면 시설 효율이 크게 높아지기 때문에 타 노선과의 연계를 생각할 필요가 없고 조밀한 배차로 폐색의 효율화가 시급한 도시철도 노선을 중심으로 CBTC가 구축되고 있다. 내로라하는 업체들이 자신들만의 시스템을 가지고 시장에 뛰어들고 있다.

• 열차방호의 고도화

  철도 관제에서 실시간으로 열차의 위치와 상태를 정확하게 확인할 수 있다는 이점은 열차방호의 측면에서 매우 크다. ETCS L2처럼 기존 시설을 그대로 놔둔채로 CBTC를 도입하면, 시설 감시와 열차 감시를 동시에 할 수 있어 두마리 토끼를 잡는 격이 된다. CBTC만 덜렁 도입하면 궤도 회로 등으로 할 수 있는 시설 감시가 어려워지기 때문이며 혹시나 있을 CBTC의 장애에 대비해 이중화를 제공할 수 있다.

종류

열차의 위치를 파악하는 데 무슨 방법을 쓰냐에 따라 갈린다. GNSS를 쓸 수도 있지만 터널, 지형 등의 장애물에서는 수신이 원활하지 않기 때문에 위치정보를 파악하는 고유의 방법이 있어야 한다.

• RF-CBTC

  선로상의 지상자나 선로변의 비콘(Beacon)에서 불러온 위치 정보를 송신한다. 송신값이 고정되어 있으므로 선로변 장치에 전력을 공급하지 않아도 열차에서 RFID처럼 읽을 수 있어서 구축·유지비용이 저렴하다. 비콘~비콘 사이는 차축 속도계 등으로 위치를 보정하기 때문에 정확도가 낮다.

• IL-CBTC

  선로상의 유도루프에서 불러온 위치 정보를 송신한다. LZB와 비슷한 구조로 연속적인 위치정보를 수집할 수 있으므로 열차의 위치를 정확히 파악할 수 있다. 유도루프는 시점부터 종점까지 연결되어 있어야 하므로 유지보수가 비싼 편이다.