한국철도기술연구원(이하 철도연)은 자동차와 주변의 모든 사물을 연결하는 차량·사물통신(V2X: Vehicle to Everything) 기술을 열차자율주행시스템에 적용한 ‘T2T 열차간 통신기술(Train-To-Train)’을 개발했다.

충북 오송의 철도연 철도종합시험선로에서 2대의 축소시험차량을 4km 이상 간격으로 주행하면서 철도운행에 필요한 데이터 송수신에 성공했다. V2X 분야의 C-V2X(Cellular Vehicle to Everywhere)와 WAVE(Wireless Access in Vehicular Environments) 기술을 동시에 구현했다.

T2T 열차간 통신기술(이하 T2T 통신기술)은 사고 정보 등 주변의 교통상황과 교통의 흐름을 분석하여 운전자의 안전운행을 돕는 자동차의 V2X 통신기술을 열차자율주행시스템 실현을 위해 철도 환경에 맞게 개발한 기술이다.

열차자율주행시스템은 열차와 열차가 직접 통신하여 열차 스스로 주행 안전을 확보하고, 운행 상황을 실시간인지·판단·제어하는 지능형 열차 제어기술 기술이다.

철도연은 T2T 통신기술을 구현하기 위해 일정한 진로와 곡률 반경이 큰 선로를 주행하는 철도교통의 특성을 고려한 지향성 안테나를 개발했다.

도로를 달리는 자동차와는 달리 철도는 열차 길이가 길고, 운행속도가 높기 때문에 빠르고 신뢰성이 높은 통신기술이 필요한데, 원하는 방향으로 전파를 더 멀리 보내는 특성이 있는 지향성 안테나 개발을 통해 열차 간 통신 거리를 증가시켰다.

철도연은 오송 철도종합시험선로에서 2대의 축소시험차량에 개발한 지향성 안테나와 기존 전방향성 안테나를 탑재하여 다양한 철도 환경을 구현하면서 열차와 열차 간 통신시험을 세계 최초로 진행했다.

개활지 및 터널에서 정지 및 주행 환경에서 차량 간 통신 성능과 각 차량 통신 시스템의 통신 가능 구역을 측정했다.

개발한 지향성 안테나를 통해 도로환경과 유사한 차량·사물통신 기술을 철도 환경에도 적용할 수 있게 됐다. 개활지에서 2km 이상, 철도 터널을 포함한 4km 이상의 환경에서 철도운행에 필요한 데이터 송수신 등을 확인했다.

정락교 철도연 스마트전기신호본부장은 “열차 스스로 운행 상황을 판단하여 주행하는 열차자율주행시스템의 상용화가 한 걸음 더 가까워졌다”며, “계속해서 다양한 환경과 시나리오에서 통신시험을 진행하여 열차자율주행시스템의 기술 완성도를 높이겠다”고 말했다.

한석윤 철도연 원장은 “열차자율주행시스템은 미래철도를 이끌 초격차 기술이 될 것”이라며, “빠르고 편리한 철도교통 환경과 디지털 경제 패권 국가 실현을 위한 K-철도기술의 명품화를 위해 더욱 노력하겠다”고 전했다.