| <rowcolor=#ffffff> 🛤️🚦 철도 보안장비 |
| 통표폐색 - 타자식 ATS - AWS - ATS - ATP - ATC/TVM/LZB - CBTC/ATACS/KTCS |
| 번외: ATO[주의], TASC |
| [주의] ATO는 '신호보안장비'가 아님. 위 장비들은 개발시기 순이 아닌, 도입시기 순으로 정렬됨. |
1. 개요
| KTCS 소개 영상 |
Korean Train Control System
KTCS는 한국 철도 표준 규격으로 제정된 열차 제어 시스템이다. 외산에 의존하던 철도보안장비의 국산화를 도모하고 ETCS와의 호환성을 확보하고자 만들어진 국산 철도보안장비이다.
2. 특징
크게 세 가지 종류로 분류된다. KTCS-1은 일반선, KTCS-2 및 KTCS-3는 고속철도[1], KTCS-M은 도시철도용으로 설계되었다. 또한, 유럽연합의 열차 제어 시스템(ATP)인 ERTMS·ETCS Level 1의 표준화 규격을 충족하고 있어 해외 수출이 가능하다. 특히 KTCS-2의 경우, ETCS 레벨-1, 레벨-2와 모두 호환된다.2.1. KTCS-1
유럽표준규격인 ETCS Lv.1을 준용하여 호환이 가능하도록 하는 Distance to Go방식의 열차제어시스템이다. 기존 선로변 설비를 그대로 이용 가능하여 개량에 유리한 장점이 있으며 기존 시스템(ATS-S1·S2) 대비 높은 선로용량과 SIL4인증 을 통한 안전성이 입증되었다.특징은 다음과 같다.
- 높은 데이터 전송 용량과 성능
- 높은 수준의 무결성을 바탕으로 지속적인 열차 감시
- 진단 및 유지보수의 번거로움 완화
- 기존의 신호 시스템과의 호환성
- ETCS SRS 2.3.0d 준수로 인한 표준 시스템
- KTCS-2 및 KTC-3로 단계적 개량 가능
2.2. KTCS-2
유럽표준규격인 ETCS Lv.2를 준용하여 호환이 가능하도록 하는 국내기술로 완전 국산화한 한국형 열차제어시스템이다. 세계 최초 4세대 무선통신(LTE-R) 기반 실시간 열차제어시스템이다.이 사업의 목적이 국산화인만큼 국가철도공단은 KTCS-2를 통해 현재 고속철도에 깔려 있는 TVM430 장비들을 전부 교체할 생각을 하고 있는데, 첫 고속선 KTCS-2는 2025년 경부고속선(오송~대전 구간 제외) 발주를 시작으로 과업기간은 2027년 12월까지가 목표로 정해졌다. 관련 기사 그 뒤로 경강선 만종~횡성 구간이 2번째 구간으로 확정되었다. 개량이 완료되면 KTX(SRT 포함)는 더 촘촘한 운행이 가능해져 좌석 공급이 늘어날 수 있을 것으로 전망된다.
특징은 다음과 같다.
- 적용구간 : 일반철도, 고속철도 및 전라선, 고속선 개량구간
- 제어방식 : 연속신호제어방식
- 열차검지 : 궤도회로장치/고정폐색
- 정보전송 : 무선중계기->차상장치
- 확장성 : 확장성 용이(국산 시스템)
2.3. KTCS-3
철도 신호 시스템의 최신 기술이다. 열차와 선로변 장치간의 지속적인 무선 통신을 통해 기존의 궤도회로(Track Circuit) 없이 열차의 선로 점유(Track Occupancy) 검지를 수행한다. 이를 통해 열차의 위치 파악 및 이동 권한 등을 제어한다. KTCS-2와 마찬가지로 유럽 열차제어시스템 표준규격(ERTMS/ETCS)을 적용한 지상장치이다.특징은 다음과 같다.
- 연동장치로 부터 열차 위치를 수신 받아 종합하여 열차가 안전한 운행을 할 수 있도록 무선으로 열차 이동권한을 제공
- 무선 기반 블록 시스템으로 운행 효율성 극대화하고 기존 궤도회로 불 필요하여 유지보수 비용 절감 및 인프라 효율성 향상
- 더 많은 열차를 일정 간격 내에서 운행가능
- 관제센터(CTC)와 인터페이스하여 열차운행 안전기능인 비상정지 및 임시속도제한 제공
- 유럽 열차제어 표준규격(ERTMS/ETCS)을 적용한 한국형 열차제어시스템(KTCS-3) 지상장치 개발
- 철도전용 무선망(LTE-R)을 세계최초 적용하여 유럽 표준규격(GSM-R)보다 빠른 데이터 송수신 가능
- 시스템에 대하여 국제 안전성 최고등급인 SIL4인증서 흭득하여 안전성 확보
- Fail-Safe에 입각한 순수 자체 개발 하드웨어 사용으로 국산화 기술 확보
- 철도시설 성능검증시험 성적서 발급 완료로 실 사업 구축을 위한 기반 확보
- 기존 시스템에 비해 지상장비 축소로 인한 시스템 및 유지보수 비용 절감
2.4. KTCS-M
한국형 도시철도[2]용 무선통신기반 열차제어시스템이다. KRS SG 0069 규격에 기반하여 궤도회로를 사용하지 않고 양방향 연속 무선통신기술을 적용하여 실시간으로 열차를 제어하는 CBTC 솔루션이다.특징은 다음과 같다.
- 궤도회로 유무와 관계 없이 열차위치를 높은 정밀도로 검지
- 열차 위치를 실시간(500ms 이내)으로 추적
- 주요 신호설비의 Vital과 Non-Vital을 구분하여 기능 처리
- 연속적인 양방향 무선통신 적용
- 완전 무인 열차 운전을 위한 자동화 등급 4 (GoA4)를 지원
- KRS SG 0069 프로토콜 준용 및 타사 설비간 상호호환성 확보
- 국제 안전 기준에 따라 안전 무결성 등급 4 (SIL4) 인증 장비를 적용
3. 역사
3.1. KRTCS
당초 명칭은 KRTCS(Korea Radio-based Train Control System)로, KRTCS-1의 경우 CBTC, KRTCS-2의 경우 ETCS-L2를 지향하는 방식으로 개발되었으나, 국가재난통합망과의 비호환성이 발목을 잡아, 1단계(도시철도) 사업 종료 후 2단계(간선 열차), 3단계(고속철도)로 확장하는 연구를 중단하고 ATP-Lv2를 지향하고 기존의 ETCS와 호환되는 반 무선 반 유선 방식으로 국가재난통합망과 호환되도록 개발했다. 무선제어연구단 홍보 동영상[3]3.2. 연구
2012년, 국토교통부가 주관한 과제에 한국철도기술연구원·국가철도공단·코레일·현대로템 등이 연구기관으로 참여하였다. 2018년, 세계 최초의 LTE-R 무선통신 기반 열차 제어 시스템인 KTCS-2가 국가 R&D 과제로 개발되었고, 현대로템이 제작한 KTCS-2는 같은 해 연구개발·성능 검증·제품 인증을 전부 마쳤다. 이성해 국가철도공단 8대 이사장은, KTCS-2가 "국가연구개발을 통해 개발된 고유 철도 기술로, 철도의 안전성·효율성·경제성을 동시에 확보하는 핵심기술"이라고 긍정적으로 평가하였다. 또한 2018년 4월부터 KTCS-3의 개발이 시작됐다. 3은 ETCS-3에 대응되는 기술로, 본래 목적의 2, 3단계의 목표와 같은 기술이다. #2022년, KTCS-2가 전라선에서 상용 운전에 성공하였다. 국내 최초의 전 구간 KTCS 지상장치 사용 노선으로 지정되었다. 2024년 영업운전을 시작한 한국철도공사 392000호대 전동차(대경선 전용)는 모든 차량이 KTCS 차상장치 설치 차량으로 지정되었다.
2022년, 수도권 전철 수인·분당선 351F18편성은 퇴역 후 한국철도기술연구원 KTCS-3 개조차량으로서 2025년까지 시험운행한 이력이 있다.[4] 2023년에는 수도권 전철 3호선 313편성과 373퇴역편성이 KTCS-M 시범사업 차량으로 2023년 8월 1일부터 10월 31일까지 운행한 이력이 있다.[5]
2025년 4월, 국가철도공단 ‘차세대 열차제어시스템 KTCS-3’ 성과발표회 개최를 통해 차세대 열차제어시스템의 이동폐색 열차제어 및 자동운전 기술 성능검증이 완료되었다고 발표했다. 또한 2025년 철도학회 춘계학술대회를 통해 KTCS-3의 ATO 시범사업을 위한 첫 고속철도 과업구간은 준고속선 경강선 둔내~평창, 진부~강릉 구간이 지정됐다.
3.3. 현황
3.3.1. 지상장치 설치 구간
설치 완료 #- 오송시험선
- 경춘선: KTCS-1
- 중앙선 청량리역 ~ 신원역, 원주역 ~ 제천역: KTCS-1
- 중부내륙선: KTCS-1
- 전라선: KTCS-2
- 일산선 백석역 ~ 대화역: KTCS-M
- 경부선 삼랑진역 ~ 구포역: KTCS-1
- 장항선: 주포역 ~ 판교역: KTCS-1
- 서울 경전철 신림선: KTCS-M[6]
설치 예정 #
- 평택-오송 고속철도: KTCS-1, KTCS-2
- 경부고속선[7]: KTCS-2[8]
- 경강선[9]: KTCS-2[10], KTCS-3[11]
- 호남고속선 고막원역 ~ 임성리역: KTCS-1, KTCS-2
- 대전단 본단 인입철도: KTCS-1
- 경부선 서울역 ~ 신동역: KTCS-1 (개량)
- 태백선: KTCS-1 (개량)
- 영동선 석포역 ~ 동해역: KTCS-1[12]
- 장항선 신성역 ~ 주포역: KTCS-1
- 서해선 소사역 ~ 원시역: KTCS-1
- 신안산선: KTCS-1
- 부산 도시철도 5호선: KTCS-M
- 서울 경전철 동북선: KTCS-M
- 부전마산선: KTCS-1
- 대장홍대선: KTCS-M
3.3.2. 차상장치 설치 차량
- KTCS-2 (한국형 일반 및 고속철도용 열차제어시스템)
- 한국철도공사 KTX(100000호대): 008, 045호기 (2개 편성)
- 한국철도공사 KTX-이음(150000호대): 521호기 이후 편성 (도입중)
- 한국철도공사 KTX-청룡(160000호대): 611호기 이후 편성 (도입중)
- 한국철도공사 대경선(392000호대): 392I01~392I09편성 (9개 편성)
- 한국철도공사 7700호대 디젤기관차: 7701~7747호 (제작중)
- 주식회사 SR 차세대 SRT(180000호대): 801~814호기 (도입중)
- 한국철도기술연구원 HEMU-430X
- KTCS-3 (차세대 한국형 열차제어시스템)
- KTCS-M[13] (한국형 도시철도용 열차제어시스템)
- 신림선 SL000호대 전동차[cbtc]: Sl01~SL12편성 (12개 편성)
- 동북선 DL000호대 전동차[cbtc]: DL01~DL25편성 (제작중)
[1] 준고속선 포함[2] KTCS-M의 M은 Metro를 의미한다.[3] 용어 명칭이 제각각이다. 원래 개발명칭은 KRTCS였으나 프로젝트를 한 번 갈아엎으면서 KRTCS의 명칭을 KTCS로 바꿨다. 이때 KRTCS-1은 KTCS-M으로 변경되고 KRTCS-2는 KTCS-2로 바뀌었다. KRTCS-1은 ETCS-1을 뜻하는 것으로 변경되었지만, 국가철도공단에서 내부적으로 아직 KTCS와 KRTCS의 용어를 혼재하는듯 혼란이 있어 보인다.[4] 그 후 2025년 12월 1일 폐차되었다.[5] 그 이후 ATP 장치는 모두 철거되었다.[6] # 신림선을 공사하던 당시에는 KRTCS-1라는 표현을 썼지만, 과업 개편으로 명칭 역시 바뀌었다.[7] 광명~오송, 대전~부산[8] 다만 일부 구간에서는 ATS(ATS-S2)와 ATC(TVM430-SSI) 신호가 여전히 사용될 것이다.[9] 확정이 아닌 시범 운영중[10] 만종~횡성[11] 둔내~평창, 진부~강릉[12] 영주~석포도 ATP 설치가 예정되어 있으나 KTCS인지는 불명.[13] 과거 명칭 KRTCS-1[cbtc] CBTC 신호 기반[cbtc]