머리말
영국의 산업혁명에서 태동된 철도는 근대화의 대표적 상징으로서 20세기 과학혁명과 함께 발전을 거듭해 왔다. 철도기술은 문명화와 도시화로 요약되는 현대인의 생활 변화의 핵심 기반으로서 대량수송과 이동시간 단축으로 개개인의 시간가치 향상으로 긍정적 결과를 만들어 냈다. 21세기 초입부터 시작된 ICT융합의 4차 산업혁명에서 교통수단은 과거와는 또다른 패러다임으로 기술발전을 이루어낼 것으로 기대되고 있다. 이미 지상교통의 자동차는 자율 주행차 개발이라는 실용화단계에 들어섰는바, 철도기술도 그 흐름에 적극적으로 동참하고 있다. 특히, 열차운행의 안전성, 이용자의 편의성 그리고 철도 운영의 생산성 향상을 위한 철도기술의 미래에 신호기술이 있음은 주지의 사실이다.
철도신호의 핵심기술인 철도 무인운전 제어와 운영기술은 철도를 둘러싼 이해관계자(고객, 정부, 철도 운영자)의 다양한 니즈와 그에 대응하고자 하는 철도인들의 노력에 따라 급격한 발전이 이루어지고 있다. 사실, 철도의 특성상 전용궤도를 주행하는 운행시스템이 자동운전시스템으로 개발되어 영업운행을 시작한 지 무려 반세기에 접어들고 있다. 이와 관련된 열차제어시스템도 많은 발전을 이루고 있으며, 그 동향을 간단히 정리한다면, 1) 지상신호는 차상신호로, 2) 고정폐색은 이동폐색으로, 3) Speed Step방식은 Distance to Go방식으로의 변화이다. 이는 결국 운영자 중심에서 이용자 중심으로의 철도기술 패러다임 변화와 일맥상통한 것이다. 궁극적으로 기술발전은 유인운전의 문제 요인들을 무인운전(UTO)화 하면서 극복, 열차 안전운행을 결과화하고 있다.
무인운전의 구현방법은 기관사들이 실행하는 역할을 시스템에 의해 안전한 순서와 절차에 의하여 동작하게 하면 될 것이며, 국내·외적으로 무인운전 구현을 위해 표준화된 요구조건들을 충족하면 가능하다. 또한 설계와 건설단계부터 무인운전을 위한 신호제어시스템의 안전성과 신뢰성 뿐만 아니라 타 분야의 각종 긴급상황 대비 안전방어 시설물(PSD, 영상감시, 비상대피로 등)들이 구축되어야 한다.
무인운전시스템의 실무적 이해를 위해 집필된 본서의 구성내용은 UTO System, CBTC(통신기반열차제어) System, RAMS(신뢰성, 가용성 등), System Engineering(SE), KTCS-1 /KTCS-2, LTE-R/GSM-R 등으로 나누어져 있으며, 부록에는 무인운전 운영시나리오와 신호일반 용어해설/기술사 기출문제를 실었다.
저자는 그동안 현장에서 쌓은 철도신호의 기술과 행정, 운영 경험을 토대로 차세대 열차제어시스템을 독자들에게 알려주고 싶었다. 독자들이 이 한권으로 무인운전제어기술을 정복할 수 있도록 집필코자 하였지만 그럼에도 부족함에서 비롯된 아쉬운 점이 있을 것이며, 이에 대한 질책을 겸허히 받고자 한다. 앞으로 이 분야 최적의 지침서가 될 수 있도록 독자들의 귀중한 충고를 기다린다. 비록 천학비재한 저자의 졸저이지만 철도와 관련된 관계자들이나, 철도관련 기술사를 준비하는 수험생에게 좋은 동반자가 되기를 간곡히 희망해 본다.
2021년 5월
고영환·유근규
