2015 년도한국철도학회춘계학술대회논문집 KSR2015S129 ETCS-L2 차상신호장치시험환경구축및기능검증 The Test Environment Integration and Functional Verification of ETCS-L2 Onboard signaling equipment 김광준, 강덕원 *, 정경장 *, 이종성 * KwangJun Kim, DeokWon Kang *, GyungJang Jung *, JongSeong Lee * Abstract In order to validate the function of ETCS L2 based On-board signaling equipment, the integration test was implemented by applying Subset-076 Test Plan specified by ETCS standard. First, Testcases for the main key feature were extracted from Subset-076 Test Plan and the functional validation items were selected from System Requirements Specification (SRS, Subset-036) for validation on permitted test environment. Then, Test procedures have been written using two items. The integration test was implemented under the test environment including On-board equipment, Wayside Signaling unit, Block Information System, Wayside Interface Unit, Safety Transmission Module and Simulator. Each TestCase was validated by confirming the test result using Recording unit and DMI. Keywords : ETCS, On-board signaling equipment, Subset 076, Test Case 초록 ETCS(European train control system) Level 2 기반으로구축된차상신호장치의기능을검증하기위하여, 유럽표준에서제시하는 SubSet 076 Test Plan을적용하여통합시험을진행하였다. 시험환경내에서기능검증을위해 ERTMS(European Rail Traffic Management System )/ETCS의 Subset 076 Test Plan을기반으로주요핵심기능에대한 Test Case를도출하였고, ETCS Level 2 시스템의기능검증을위한모든 Test Case 및시스템요구사항을선별하여시험절차서가작성되었다. 기능시험은차상신호장치, 지상신호장치, 폐색정보전송장치, 지상인터페이스장치, 안전전송모듈및시뮬레이터등으로구성된시험환경에서각각의 Test Case에해당하는시나리오를구동함으로써기록장치와 DMI(Driver Machine Interface) 장치를통해그결과를확인하였다. 주요어 : 차상신호장치, ETCS, Subset 076, Test Case 1. 서론 ETCS-L2 기반의차상신호장치는 ERTMS/ETCS Subset 026 SRS( 시스템요구사항 ) 을만족하도록설계되었다. 차상신호장치의기능을검증하기위하여, ERTMS/ETCS의 Subset 076 Test 교신저자 : 현대로템 기술연구소신호통신팀 (kjkim@hyundai-rotem.co.kr) * 현대로템 기술연구소신호통신팀
Plan을적용하여 Test Case를추출하여추출된 Test Case의실행을위해작성된시험절차서를기반으로결과가수행되는지유무를판단하여시스템기능을검증하였다. 본논문은차상신호장치의기능검증을위한위하여통합시험을통한기능검증방법에대하여설명하였다. 2. 본론 2.1 ETCS Level2 기반의차상신호장치기능검증 2.1.1 기능검증절차통합시험환경에서차상신호장치의주요핵심기능을검증하기위한걸차는아래와같다. Fig. 1 기능검증절차 2.1.2 SRS(System Requirements Specification) 2.3.0d 요구사항기능분석 SRS 2.3.0d에대한요구사항분석을통해각각의요구사항대해차량과지상또는 LEVEL 1, 2로분류하여요구사항분석및분류하여요구사항기능분석보고서를작성되었다. Fig. 2 SRS 2.3.0d 요구사항기능분석 1 항목 : SUBSET 026 시스템요구사항의해당번호 2 SRS 내용 : SUBSET 026 시스템요구사항상세내용 3 주요내용요약 : 2번상세내용을요약정리
4 요구사항분류 : 요구사항이 Mandatory, Optional, Description, Etc 중어느부분에해당하는지분류 5 요구사항기능분류 : 요구사항기능관점에서분류 (H/W, S/W) 6 요구사항장비별분류 : 요구사항장치관점에서분류, 7 요구사항서브시스템분류 : 요구사항서브시스템별분류 (Onboard, Driver, Trackside) 8 요구사항 ETCS LEVEL별분류 : 요구사항 ETCS Level 0, 1, 2, 3, STM 등으로분류 9 기타 : 요구사항 Infill Balise, Radio Infill, EuroLoop과의관련여부 2.1.3 SRS 2.3.0d 적합성검증개발된차상신호장치의시스템요구사항의기능을만족하여개발되었는지를체크하기위하여적합성여부를검증하였다. Test Case는차상장치장치의개발요구사항을검증할수있도록시험항목과요구사항이일치될수있도록대응된다. 그래서도출된 Test Case에적합한 Subset 026을만족하는지에대해확인한다. 또한역으로해당 Test Case가시험후요구사항을만족하는확인한다. Subset 026 적합성검증하기위한요구사항준수표를통하여 SRS 준수여부를확인할수있다. 2.1.4 Feature List추출시스템요구사항 (ERTMS/ETCS SRS 2.3.0d 및관련문서 ) 에서, UNISIG는 ETCS 시스템의상호호환성을위하여필요한요구사항을지정하였다. 모든요구사항은적어도하나의 Feature 와매칭된다. 모든 Feature는매칭된요구사항과연결된다. 본연구해서검증코자하는차상신호장치의핵심기능에대한 Feature List는다음과같다. Table 1 Feature List Type FT ID Contents Feature 522 기관사에게자동시험결과표시 Feature 523 기관사에게 SB 모드를표시 Feature 601 대기모드로시스템진입시의감시데이터의처리 Feature 257 기관사 ID 의검증및수정 / 입력 Feature 258 ERTMS/ETCS 레벨검증및입력 Feature 255 RBC 와무선연결없이열차데이터를검증및수정 / 입력 Feature 262 기관사에의해 SoM 의개시 Feature 552 SR 모드가기관사에게제안되고기관사는 SR 모드를선택한다. Feature 597 SR 모드진입시에감시데이터의처리 Feature 517 기관사에게책임모드현시 Feature 32 발리스그룹으로부터 L1 MA 전송 Feature 551 MA 와 Track 설명이가용하고프로파일의특정요구가 없음 Feature 595 FS 모드진입시에감시데이터의처리 Feature 329 레벨 2 지역으로진입시에해당 RBC 로의연결 Feature 176 RBC ID 와 RBC 전화번호를사용한무선통신수립 Feature 184 위치보고전송
Feature 94 RBC 로부터의 MA 요청파라미터의전송 Feature 266 목표지점에도달하면주기적으로 MA 요청 Feature 29 RBC 로부터 L2/L3 이동권한의수신 Feature 385 RBC 로부터레벨전환 L1/L2 의표시를알림 Feature 348 최근수신된레벨전환알림만실행 Feature 326 기관사에게레벨 2의표시 Feature 192 레벨전환에대해지상장치로알림 Feature 4 발리스그룹메시지의일괄성 Feature 60 RBC 로부터구배프로파일의전송 Feature 100 RBC 로부터트랙컨디션정보전송 Feature 278 Air tightness requested or not Feature 547 입환에대한 Ack 가요청되며, 기관사는인지 Feature 518 Shunting 모드 ' 를기관사에표시 Feature 598 Shunting' 모드진입시감시데이터처리 Feature 196 지상으로 EOM 정보전송 Feature 178 RBC 에의해통신성립종료명령 Feature 259 RBC 연결정보 (RBC ID, RBC 전화번호, Network ID) 입력 Feature 45 RBC 로부터임시속도제한의전송 Feature 121 임시속도제한감시 Feature 89 RBC 로부터임시제한속도취소명령수신 Feature 234 축소된이동권한의조합 Feature 202 과속으로인한경고표시 Feature 203 과속으로인한상용제동체결 Feature 204 과속으로인한비상제동체결 Feature 624 정지상태에서비상제동해제 Feature 236 무조건적인비상제동명령수신 Feature 573 기관사의 TR 모드인지 Feature 553 기관사의 "override" 를선택 Feature 35 RBC 로부터정적속도프로파일의전송 Feature 227 LRBG 로부터이동권한의확장 Feature 287 허용속도의표시 Feature 313 한개의모바일을활용한 RBC Handover 2.1.5 Test Case 도출 Test Case는 Subset-026의시스템요구사항을기능단위로식별한 Feature List를기반으로적합성을분석하기위한 Test Case를도출한다. 기능단위로식별한 Feature List를기반으로 Test Case를도출하여차상신호장치핵심기술검증을위한 Test Case를선별하여 Test 시나리오작성자료로활용된다. 2.1.6 Test Sequence 생성시험시나리오인 Test Sequence를 Test Case를바탕으로작성하여시험기준을제시한다. 이러한 Test Case는시험종류가되는 Feature의하위항목이되며, 단계별로구분하여시험을수행하게된다
Fig. 3 Test Sequence 2.1.7 Test 시나리오생성시험항목을바탕으로시뮬레이터구동을위한시험시나리오를생성한다. 시험시나리오는 Test Sequence 를바탕으로작성된다. <Feature & Sequence 입력 > < 발리스데이터입력 > Fig. 4 Test 시나리오생성 2.2 통합시험 2.2.1 통합시험구성 ETCS-L2 기반의차상신호장치의기능검증을수행하기위하여아래와같이통합시험환경을구축하였다. 차상신호장치는호환모듈인지상및차상안전전송장치를통하여지상신호장치에서생성된 MA(Movement Authority) 정보및제어명령을수신받는다. 수신된정보를바탕으로차상신호장치는 JRU(Juridical Recording Unit) 에기록파일을전송하고기관사에게정보를현시하기위하여 DMI장치와인터페이스한다. 또한시뮬레이터를통하여 Train I/O, 모의속도신호, 발리스신호를수신한다.
Fig. 5 통합시험구성도 2.2.2 통합시험항목통합시험환경에서 ETCS Level 2 기반차상신호장치의주요기능에대한검증항목에대하여선별된 Test Case의실행을위해작성된시험절차서를기반으로결과가수행되는지유무를판단하여시스템성능을검증하였다. Table 2 통합시험주요시험항목순주요시험항목 1 자가진단 / 기관사입력 / 임무시작 / 책임 (SR) 모드전환 2 이동권한수신 ( 지상발리스 ) 및해석 / 모드전환 (FS) 3 레벨전환 / 이동권한, 선로정보수신및해석 (RBC) 4 RBC 경계구간에서의 Hand-Over 처리 5 Track Condition 수신및처리 6 모드전환 (FS SH, SH SB, SB FS) 7 임시제한속도수신및처리 8 이동권한축소 9 과속에따른경고표시및제동 ( 상용 / 비상 ) 체결 10 비상정지명령수신및처리 11 Override 기능
< 자가진단/기관사 입력/입무시작/책임(SR)모드 전환 > < 이동권한 수신(지상발리스) 및 해석/모드전환(FS) > < 레벨전환/이동권한, 선로정보수신 및 해석(RBC) > < RBC 경계구간에서의 Hand-Over 처리 > < Track Condition 수신 및 처리 > < 모드전환(FS SH, SH SB, SB FS) > Fig. 6 통합시험 절차 및 결과 2.2.3 기능 검증 Test Sequence의 Test Case 항목들을 확인 하기 위하여 각 장치별 수집 된 로그와 DMI 표시
정보를통한수동검증을실시한다. Test Case를기반으로 Check List로작성하여동작상태를확인하였다. Fig. 7 DMI 화면 Fig. 8 JRU 결과분석 3. 결론통합시험환경내에서 Subset 076 Test Plan에서선별된 Test Case를기반으로작성된시험차서를기준으로 ETCS Level 2 차상신호장치의주요핵심기능을검증하였다. 시험절차서에정의된속도프로파일및메시지가지상발리스및 RBC로부터수신되면각전송된메시지에따른차상신호장치의동작을로그와 DMI표시정보를통하여확인하고기록된 Test Sequence에대해대응되는결과와각시나리오에이전에선정의된기준을비교하여단계별로분석하고기능을확인하였다.
감사의글본논문은국토교통부미래철도기술개발사업의 400km/h급고속철도인프라시범적용기술개발 과제의 5세부 차세대고속철도열차제어 (ETCS-L2) 핵심기술 에의해수행되었습니다. 참고문헌 [1] ERTMS/ETCS, (2006) System Requirements Specification(SUBSET 026-v230d) [2] ERTMS/ETCS, (2012) ERTMS ETCS Class 1 Feature List(SUBSET 076-5-1-v233) [3] ERTMS/ETCS, (2012) Test cases related to features(subset 076-5-2-v233) [4] ERTMS/ETCS, (2012) Test sequences(subset 076-6-3-v233) [5] 현대로템, (2013) ETCS-L2 차상 ATP 요구사항기능분석보고서 [6] 한국철도공사외, (2013)400km/h급고속철도인프라시범적용기술개발제3차년도연구보고서, pp.61-104 [7] 현대로템, (2014) ETCS-L2 차상 ATP 장치통합시험절차서