2017 년 11 월 23 일 SW 안전국제컨퍼런스 철도분야에서의 SW 안전
개요 철도시스템 신호제어시스템 열차무선설비 열차자동방호장치 연동장치 ATC, ATP, ATS, 신호기 연동장치, 선로전환기 기타신호설비궤도회로, 건널목제어장치, 안전설비 VHF, TETRA, ASTRO, LTE-R 급전시스템철도시설철도차량운용및관제시스템승객서비스설비 SCADA 전차선및급전설비시설 / 토목궤도관제시스템역무자동화설비 PSD, 역사전기통신설비승객방송및표시장치 4.1 일반사항 4.2 차체및설비 4.3 주행장치 4.4 제동장치 4.5 추진장치 4.6 보조전원 4.7 차상신호 4.8 종합제어 4.9 연결장치 기타안전설비 지진경보설비, 차축열검지설비, 기후감시설비등 2
철도시스템 차량 (Rolling Stock) 전차선및전원 Infrastructure 신호제어시스템 시설 / 토목궤도자동열차방호장치전자연동장치열차집중제어장치 운용시스템 3
철도에서 SW 가사용되는분야 Door controller Onboard Communication VVVF controller Brake Controller Tag Antenna ATC/ATP /TWC Antenna Onboard controller LDU Accelerometer Proximity Sensor Proximity Plate 4
철도신호제어시스템 Railway Signaling System Train Control System 신호보안시스템, 철도신호시스템, 열차제어시스템 철도신호제어시스템 5
신호제어시스템은신속한인적, 물적수송시스템의구축을위하여열차운전의안전성과운행효율을증대시키기위한시스템으로구성 안전하고고밀도철도의운행을보장하는신호제어시스템 진로제어 운행효율향상 열차간격제어 전자연동장치 열차집중제어장치 신호제어시스템 자동열차방호장치 6
중앙관제실 중앙제어및감시 CTC CTC 저장장치 주컴퓨터 통신용컴퓨터 진로제어 여객안내표시 역신호기기실 연동장치 여객안내방송 차상 ATP 지상 ATP 신호기 선로전환기 7 간격제어
신호제어시스템의발전방향 Vital 정보의전달 ( 전송 ) : 정보의종류및형태가지속적으로변화하고있음. ( 열차속도의증가, 열차운행횟수의증대, 기술의발전 ) 사람통신전기통신전자통신 / 컴퓨터통신 / 무선통신 Go, Stop, Slow ATS 열차속도명령또는이동권한열차실시간위치및속도프로파일열차운전상태정보, 원격제어명령 ATC, ATP, CBTC, ETCS 거리 + 시간 8 시간간격 거리 ( 공간 ) 간격
도시철도열차제어시스템의발전 2 인승무 수동운전 1 인승무 자동운전 무인자동운전 ATS( 열차정지 ) 서울지하철 1,2 호선 1975 년 궤도회로 ATC( 열차속도제어 ) ATC/ATO( 열차운영 ) 서울지하철 3,4 호선일산선, 분당선 표준전동차서울지하철 5,8 호선대구지하철 1,2 호선 ATS ( 열차정지 ) 지상자 ATC ( 열차속도제어 ) ATC/ATO( 열차운영 ) 인천지하철 1 호선부산지하철 2 호선 무선통신 ATS( 열차정지 ) ATC ( 열차속도제어 ) ATC/ATO( 열차운영 ) 지자체경전철 KRTCS 무선통신기반열차제어시스템 신분당선, 김해경전철, 인천 2 호선 9
철도 SW 검증강화필요성 현황 기계식 / 전기식 통신, 전자식 유연성자동화지능화 컴퓨터화된열차제어시스템 문제점 시스템결함추적및관리가어려움 고장 사고 S/W를사용한열차제어시스템의안전성확보및평가 1. 기계, 전기및전자식의열차제어시스템 - 경험적, 물리적으로안전성을확보 2. 컴퓨터및소프트웨어를이용한열차제어시스템 - 고장원인의불분명으로안전성평가가어려움 열차제어시스템에서소프트웨어의의존도및중요도가증가 국제규격에의한열차제어시스템소프트웨어안전성검증이요구되고있음 소프트웨어의안전성테스트및검증이중요해지고있음 10
철도 SW 안전관련규정등 철도 RAMS 관련국제규격 전기전자 시스템 철도시스템 철도 S/W 철도통신 열차제어 일본 한국 IEC 61508-1 KSC IEC 62278 안전성기술지침 KNR 제 2001-49 호 IEC 61508-2 IEC 62425 철도안전법 IEC 61508-3 KSC IEC 62279 IEC 61508-4 IEC 61508-5 IEC 61508-6 IEC 61508-7 안전성활동요구사항 S/W 안전요구사항 KSC IEC 62280 열차제어시스템안전성승인조건 EN 50126 EN 50128 EN 50159 EN 50129 11
국내철도 SW 안전관련법및규정현황 철도청지시사항 2001-49 2001 년 열차제어시스템안전성기술기준권고안 제 64 조철도신호설비의주요장치를제작, 설치할때에는다음각호의사항을준수하여야한다. 철도시설안전기준에관한규칙 철도시설의기술기준 2. 장치를설계, 개발하는과정에서오류가발생하지않도록소프트웨어의분석, 시험및검증을수행할것 2011.5.25 2014.3.18 철도안전법 2013.3.23 3.2 안전 3.2.7 철도소프트웨어 (SW 안전, 설계, 구현, 설치, 시험등 ) [2017.6.1 시행 ] 철도차량형식승인기술기준 2014.3.18 철도용품형식승인기술기준 2016.8.30 전자연동장치, AF 궤도회로, 자동폐색제어장치 4.1 일반사항프로그램가능한제어기를포함할경우 IEC 62425 와 IEC 62279 에따라하드웨어및소프트웨어의위험도를평가하여해당무결성수준에대한요구사항만족을제 3 자에의해검사받아야한다. 12
국내철도 SW 형식승인관련 철도안전법 ( 형식승인 ) 철도안전법시행령 철도안전법시행규칙 IEC/ EN 산업표준 국토부장관고시 ( 차량 / 용품형식승인기술기준 ) IEC 62425, IEC 62278, Tech Spec. 산업표준등 철도신호소프트웨어테스팅기술지침 ( 안 ) 등 13
2014.12 2016.3 2017.9 철도차량기술기준 (KRTS-VE) 차종별기술기준 고속철도차량 동력집중식 (Part 31) 동력분산식 일반철도차량 동력차 / 객차 (Part 41) 동차 ( 디젤 / 전기 ) 객차 기관차 ( 디젤 / 전기 ) 화차 도시철도차량 직류전동차 (Part 51) 전동차통합 (DC,AC, AC/DC) 제작자승인기준 제작관리및품질유지 (Part 71) 노면전차 ( 트램 ) 고무차륜형식 철제차륜형식 철도용품 (KRTS-CO 철도용품별분류 차량분야 (Part 3) 궤도분야 (Part 4) LIM 형식 철도시설분야 선로시설역시설철도건널목전철전력설비 전철전력분야 (Part 5) 신호통신분야 (Part 6) 2016.8 모노레일도시형자기부상 철도신호제어설비 14 철도정보통신설비
철도차량기술기준의체계및구성 총칙 (KRTS-VE Part 1) 기술기준의적용 (KRTS-VE Part 21) 1. 일반사항, 기준의적용, 정의, 유효기간 1. 일반사항 2. 철도차량형식승인 제작자승인 완성검사 철도차량기술기준 (KRTS-VE) 고속철도차량 (KRTS-VE Part 31) 일반철도차량 (KRTS-VE Part 41) 1. 개요 2. 작헙성평가 3. 필수요구사항 1.1 목적 1.2 적용범위 1.3 주요내용 3.1 일반사항 3.2 안전 3.3 성능 3.4 인터페이스 3.5 운영및유지관리 3.6 운용한계 15 도시철도기술기준 (KRTS-VE Part 51) 철도차량제작관리및품질유지기술기준 (KRTS-VE Part 71) 안전품목검사기준 (KRTS-VE Part 81) 4. 주요장치별기준 4.1 일반사항 5. 시험규격서 4.2 차체및설비 4.3 주행장치 4.4 제동장치 4.5 추진장치 4.6 보조전원 4.7 차상신호 4.8 종합제어 4.9 연결장치 5.1 부품시험 5.2 구성품시험 5.3 완성차시험 5.4 시운전시험 15
철도차량기술기준및시험규격 기술기준체계 기술기준 시험항목 필수요구사항안전전기안전 전기안전설계절연거리확보전기차단전류귀환및접지전기자기유도장애의억제오조작방지배선및전기기기배치 내전압시험절연저항시험접지시험유도장애시험전자제어기기환경시험 위험도분석 화재 / 탈선 / 충돌위험도분석 철도소프트웨어 소프트웨어설계, 구현, 설치, 시험, 관리 기능및동작시험 성능운행조건 기후조건선로조건하중조건운전조건 누수시험 주요기기온도및상태시험 운행성능 최고속도역행성능제동성능집전성능열차주행저항승차감 / 진동 최고속도시험역행시험제동시험주행저항시험진동시험승차감시험집전시험 16 16
철도용품신호통신용품의기술기준 전자연동장치 신호통신용품 (KRTS-CO-Part 5) 자동폐색제어장치 AF 궤도회로 [2016.8.30 고시 ] 17 전자연동장치 자동폐색제어장치 AF 궤도회로 4.1 일반사항 10) 철도신호제어설비의설계, 제작, 유지보수및운용환경전반에걸친위험원을도출하고안전성분석을실시하여안전성이허용될수있는안전수준으로제어되고있음을 IEC 62278 에따라제 3 자에의해검사를받아야하며, 프로그램가능한제어기를포함할경우 IEC 62425 와 IEC 62279 에따라하드웨어및소프트웨어의위험도를평가하여해당무결성수준에대한요구사항만족을제 3 자에의해검사받아야한다. 4.2.1 일반조건 7) 신청자는자동폐색제어장치의설계, 제작, 유지보수및운용환경전반에걸친위험원을도출하여안전성분석을실시하여야한다. 소프트웨어프로그램가능한제어기를포함한경우소프트웨어를검증및시험을수행하여야한다. 4.2.1 일반조건 8) 신청자는자동폐색제어장치의설계, 제작, 유지보수및운용환경전반에걸친위험원을도출하여안전성분석을실시하여야한다. 소프트웨어프로그램가능한제어기를포함한경우소프트웨어를검증및시험을수행하여야한다.
국내철도 SW 안전관련현황 2001 년 철도청지시사항 2001-49 발주처와의계약관계에의해프로젝트별 SIL 인증 (KTX 관제시스템 SIL2 인증 [2011], 차상신호 (ATP) 시스템 RAMS 활동 [2004-2007], 등 ) 철도시설안전기준에관한규칙 2011.5.25 철도시설의기술기준 2014.3.18 철도소프트웨어안전기준체계구축등 ( 국토부 R&D, 2005-2011) 열차제어시스템 SW 테스팅기술지침안 (2011, KRRI), KRTCS SIL4 인증, 전라선지상 ATP RAMS 활동등 철도안전법 철도차량형식승인기술기준 SW 안전 17.6. 시행 철도용품형식승인기술기준 형식승인을위한검증강제화 - 차량제작사차량 SW 안전준비중 ( 서울시 2 호선 214 량부터적용 ) 형식승인을위한검증강제화 2016.8.30 시행 - 전자연동장치 SIL 인증 [2017] 등고시된 18 용품에대한 SW 안전에대한검증착수