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제1부 KTCS 열차제어시스템의 이해 제 1장 열차제어시스템(KTCS-2) 개발 배경 1.1 개발 배경 및 필요성 : 간선과 도시철도 신호시스템 표준화 12 1.2 철도신호 열차제어 시스템의 개요 12 1.3 ERTMS/ETCS와 CBTC 개요 14 1.4 ERTMS와 KTCS-2의 개요 및 차이점 18 제 2장 한국형 열차제어시스템(KTCS)의 발전 : 1, 2, 3단계 2.1 KTCS-1 (ETCS Level 1) 31 2.2 KTCS-2 (ETCS Level 2) 32 2.3 KTCS-3 (ETCS Level 3) 33 제 3장 KTCS-2와 KTCS-M : 핵심 특징과 차이점 비교 3.1. KTCS-2의 핵심 특징과 시스템 구조 35 3.2. KTCS-M의 핵심 특징과 시스템 구조 36 3.3. KTCS-2와 KTCS-M의 기술적 공통점 및 차이점 심층 분석 38 제2부 간선/고속철도 표준 － KTCS-2 제 4장 KTCS-2 시스템 구성 및 기능 4.1 지상 설비(Wayside Equipment) 44 4.2 차상 설비(Onboard Equipment) 81 제 5장 핵심 기술요소 분석 5.1. 위치 검지 기술 91 5.2. 이동권한(MA) 방식 91 5.3. KTCS 제동 특성 요약 92 5.4. DMI(Driver Machine Interface) 설계 및 운전 패턴 96 5.5. ETCS-2 LEVEL 전환: 원리와 절차 100 제 6장 KTCS-2의 신경망, LTE-R 6.1. 철도 전용 통신 기술, LTE-R 102 6.2. 음성, 영상, 데이터가 함께 전송되는 통신 103 6.3. 3단계 검증 안전 확보 103 6.4. 철도무선통신망(LTE-R)의 중앙센터설비 104 6.5. LTE-R 특징 및 주파수 내역 104 제 7장 KTCS-2의 운영 논리 7.1. KTCS-2 RBC의 역할과 논리 알고리즘 106 7.2. KTCS-2의 열차 간 간격 유지 기술 122 7.3. KTCS-2 진로설정 및 열차 진로처리 133 7.4. KTCS-2 비정상 상황 대처 로직 136 7.5. KTCS － 동작 모드 138 제 8장 KTCS-2 도입 효과 및 과제 8.1. 수송용량 증대 및 유지보수 비용 절감 분석[정량적 효과] 145 8.2. 기술 종속 탈피와 K-철도 브랜드 강화[정성적 효과] 146 8.3. 기관사와 관제사의 업무 변화[인적 효과] 146 8.4. 신호장치 간소화, 설비 유지보수 비용 절감 148 8.5. 운전 자동화 수준 향상 149 8.6. 통신 장애/EMI 문제 및 대응 방안 150 제 9장 KTCS-2 안전성 증명 및 인증 9.1. Fail-Safe 원칙과 다층적 구현 152 9.2. 개발 생명주기와 안전성 활동(V&V) 155 9.3. 안전무결성등급(SIL)의 이해와 적용 160 9.4. 안전기능평가(GA & SA) 161 9.5. 시스템 승인 및 인증절차 164 9.6. 안전성 증명(Safety Case) 사례 166 제 10장 성능 검증 및 적용 사례 10.1. KTCS-2 RAMS 요구사항 169 10.2. 최초의 시험대, 전라선 시범사업의 성공 173 10.3. 비수도권 최초 광역철도, 대경선 적용 사례 173 10.4. 전국 고속철도망으로의 확대 : 경부고속선, 호남고속선 적용 계획 174 제 11장 ETCS-2 시스템 시험 인증 절차 종합 분석(Multitel 사례 중심) 11.1. 실험실 검증의 필요성과 목적 175 11.2. ETCS Level 2 시스템의 이해 176 11.3. 시험 인증기관의 역할 및 절차 177 11.4. 시뮬레이션 시험 시나리오의 유형 178 11.5. 인터페이스 및 성능 검증 시험 절차 182 11.6. 운영 시나리오 기반 통합 성능 검증 185 11.7. 검증과 안전성 보장 187 제 12장 KTCS-2 도입에 따른 유지보수자, 기관사, 관제사 교육 12.1. 유지보수자 188 12.2. 기관사 191 12.3. 관제사 196 제3부 도시철도 표준 － KTCS-M 제 13장 KTCS-M의 이해 13.1. KTCS-M(CBTC 기반) - 도시철도 표준 202 13.2. 도시철도신호시스템(KTCS-M) 적용 204 13.3. CBTC 기반 이동폐색과 완전 무인운전(GoA 4) 208 13.4. KTCS-M 시스템 아키텍처 및 특징 209 제 14장 KTCS-M 도입 효과 및 전망 14.1. KTCS-M 도입에 따른 도시철도 운영 효율 극대화 및 비용 절감 효과 214 14.2. 기관사 및 관제사 업무 변화 215 14.3. KTCS-M과 국가 철도망 통합 신호체계 연계 과제 218 제 15장 KTCS-M 적용 사례 분석 15.1. 기술 검증의 초석 - 일산선 시범사업 상세 분석 226 15.2. 최초 상용화의 이정표 - 신림선 완전 무인운전(GoA 4) 구현 228 15.3. 표준의 확산 - 광역철도로의 확장과 미래 전망 229 제4부 차세대 기술과 미래 발전 방향 및 기술 표준 제 16장 다음 세대의 기술 : KTCS-3와 가상결합 16.1. 궤도회로가 필요 없는 진정한 무선통신 기반 제어 234 16.2. KTCS-3 시스템 특징 234 제 17장 미래 철도 기술 : 가상결합(Virtual Coupling) 및 Hybrid Level 3 17.1. 열차가 스스로 소통하는 ‘가상결합(Virtual Coupling)’ 기술 244 17.2. Hybrid Level 3 244 제 18장 K-열차제어시스템의 과제와 발전 방향 18.1. 세계시장으로의 도전과 경쟁력 강화 250 18.2. 우리가 풀어야 할 과제 251 18.3. 인공지능(AI) 기반 예지정비 시스템 연계 방안 252 18.4. 사이버보안, 레질리언스 강화 및 디지털 트윈 적용 254 18.5. 종합 발전 방향 256 제 19장 기술 기준 및 표준 : KRS와 국제 표준 19.1. 국가 철도신호 규격 (KRS) 258 19.2. ERTMS/ETCS Level 2 기술문서 참조 259 19.3. ISO/IEC/ITU 관련 표준 적용 260 제5부 신호 엔지니어를 위한 기술 강의 제 20장 KTCS-2 열차제어시스템의 이해 20.1. KTCS-2의 등장과 기술적 배경 268 20.2. KTCS-2 고정폐색 시스템 운용 분석 277 20.3. KTCS(ETCS) 제동 모델 기술 해설 285 20.4. 철도 신호 시스템 통신 프로토콜 기술 설명 296 20.5. 열차제어시스템(KTCS-2) 성능지표 표준화 및 RAMS 공학 314 20.6. KTCS-2 사이버보안 설명 321 20.7. 열차제어시스템(KTCS-2)의 시험·인증 절차 337 20.8. 열차제어시스템(KTCS-2)의 장애·열화 운전 대응 설명서 346 20.9. KTCS-2 신호 엔지니어를 위한 통신 공학 353 20.10. 한국형 CBTC(KTCS-M)의 핵심 원리 및 아키텍처 분석 373 20.11. 철도 선로용량에 대한 이론, 적용 및 증대 방안 389 20.12. KTCS 신호 엔지니어를 위한 RAMS 기초 이론 400 부록 1. 신호 약어 416 2. 신호 용어 420 3. KTCS-2 통신 시스템 용어 및 약어집 435 4. EULYNX : 유럽 철도 신호 시스템의 혁신을 이끄는 표준화 이니셔티브 443 5. 통신관련 Data 445 참고자료 449 맺음말