A User Requirements for LTE S based Railway Communication System t … T T A S t a n d a r d 정보통신단체표준(국문표준) TTAK.KO-06.0370 제정일: 2014년 10월 13일 LTE

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정보통신단체표준(국문표준)

TTAK.KO-06.0370 제정일: 2014년 10월 13일

LTE 기반 철도 통신 사용자 요구

사항

User Requirements for LTE

based Railway Communication System


TTAK.KO-06.0370 제정일: 2014년 10월 13일

LTE 기반 철도 통신 사용자 요구 사항

User Requirements for LTE

based Railway Communication System

본 문서에 대한 저작권은 TTA에 있으며, TTA와 사전 협의 없이 이 문서의 전체 또는 일부를

상업적 목적으로 복제 또는 배포해서는 안 됩니다.

Copyrightⓒ Telecommunications Technology Association 2014. All Rights Reserved.


TTAK.KO-06.0370i

서 문

1. 표준의 목적

본 표준의 목적은 열차-선로변 기지국 통신을 기반으로 하는 철도 통신 시스템을 이용

하여 전개할 서비스를 소개하고, 이 서비스들을 지원하는 데 요구되는 철도통신 시스템

의 사용자 요구 사항을 정의하는 데 있다.

2. 주요 내용 요약

주요 내용으로는 철도 통신 기술을 기반으로 향후 전개될 서비스(음성, 데이터, 영상,

통화관련, 그리고 철도특화서비스)를 소개하고, 이와 같은 서비스를 지원하기 위해서 필

요로 하는 철도 통신 시스템의 사용자 요구 사항을 기술한다.

3. 표준 적용 산업 분야 및 산업에 미치는 영향

본 표준은 국내 철도 통신 시스템을 이용한 철도 통신망 구축의 기초가 되고 철도 통

신 기술의 발전과 관련 응용 서비스 활성화에 기여할 것이다. 또한 철도 산업의 IT 기술

연계 등에 영향을 미칠 것으로 예상한다.

4. 참조 표준(권고)

4.1. 국외 표준(권고)

- 3GPP TS 36.300, ‘Evolved Universal Terrestrial Radio Access (E-UTRA);and

Evolved Universal Terrestrial Radio Access Network(E-UTRAN); Overall

description; Stage 2(Release 10)’, 2011.09.

- 3GPP TS 36.101, ‘User Equipment radio transmission and reception’

- 3GPP TS 36.104, ‘Base Station radio transmission and reception’

- 3GPP TS 22.468, ‘Group Communication System Enabler for LTE(GCSE_LTE)’

- 3GPP TR 22.803, ‘Feasibility study for Proximity Services(ProSe)’

- UIC Spec, ‘UIC Project EIRENE Functional Requirements Specification, UIC’,

2010.

- UIC Spec, ‘FFFS for Location Dependent Addressing, UIC’, 2007.

- UIC Spec, ‘FFFS for Functional Addressing, UIC’, 2007.

- UIC Spec, ‘Railway Mobile Communication System User Requirement

Specification, UIC’, 2010.


TTAK.KO-06.0370ii

4.2. 국내 표준

- TTA, TTAT.3G-36.101(R10-10.6.0), ‘3GPP – E-UTRA; 단말 무선 전송과

수신(R10)’, 2012.09.

- TTA, TTAT.3G-36.104(R10-10.6.0), ‘3GPP – E-UTRA; 기지국 무선 전송과

수신(R10)’, 2012.09.

- TTA, TTAT.3G-36.300(R10-10.7.0), ‘3GPP – E-UTRA 와 E-UTRAN; 전체적

서술(단계 2)(R10)’, 2012.09.

5. 참조 표준(권고)과의 비교

5.1. 참조 표준(권고)과의 관련성

본 문서는 참조 표준들을 바탕으로 LTE 기반 철도통신 시스템 사용자 요구 사항을 분

석하였다.

5.2. 참조한 표준(권고)과 본 표준의 비교표

본 문서는 LTE 기반 철도통신 시스템 사용자 요구 사항을 분석한 표준으로서 참조 표

준과 일대일 대응되는 것이 아니므로 비교가 불필요하다.

6. 지식 재산권 관련 사항

본 표준의 ‘지식 재산권 확약서’ 제출 현황은 TTA 웹사이트에서 확인할 수 있다.

※ 본 표준을 이용하는 자는 이용함에 있어 지식 재산권이 포함되어 있을 수 있으므로,

확인 후 이용한다.

※ 본 표준과 관련하여 접수된 확약서 이외에도 지식 재산권이 존재할 수 있다.

7. 시험 인증 관련 사항

7.1. 시험 인증 대상 여부

- 해당 사항 없음.

7.2. 시험 표준 제정 현황



TTAK.KO-06.0370iii

8. 표준의 이력 정보

8.1. 표준의 이력

판수 제정․개정일 제정․개정 내역

제 1 판 2014.10.13.제정

TTAK.KO-06.0370

8.2. 주요 개정 사항



TTAK.KO-06.0370iv

Preface

1. Purpose of Standard

The purpose of this standard is to introduce the services using the future railway

communication system. In order to support these services, the standard defines the

user requirements of the railway communication system.

2. Summary of Contents

The main contents of this document describe some services such as the voice

call, data communication, video communication, and various railway specific

services which will be supported by future railway communication system. The

contents of document also describe user requirements of future railway

communication system which will be applicable for next generation railway services.

3. Applicable Fields of Industry and its Effect

This document will be used to reference requirements for the development of

next generation railway communication system. It also contributes to the advance

of railway communication technologies and the new railway application services.

Moreover, it is expected to contribute to the railway information technology industry

and overall whole railway infrastructure.

4. Reference Standards(Recommendations)

4.1. International Standards(Recommendations)

- 3GPP TS 36.300, “Evolved Universal Terrestrial Radio Access (E-UTRA);and

Evolved Universal Terrestrial Radio Access Network(E-UTRAN); Overall

description; Stage 2 (Release 10)”, 2011.09.

- 3GPP TS 36.101, “User Equipment radio transmission and reception”

- 3GPP TS 36.104, “Base Station radio transmission and reception”

- 3GPP TS 22.468, “Group Communication System Enabler for LTE(GCSE_LTE)”

- 3GPP TR 22.803, “Feasibility study for Proximity Services(ProSe)”

- UIC Spec, “UIC Project EIRENE Functional Requirements Specification, UIC”,

2010.

- UIC Spec, “FFFS for Location Dependent Addressing, UIC”, 2007.

- UIC Spec, “FFFS for Functional Addressing, UIC”, 2007.


TTAK.KO-06.0370v

- UIC Spec, “Railway Mobile Communication System User Requirement

Specification, UIC”, 2010.

4.2. Domestic Standards

- TTA, TTAT.3G-36.101(R10-10.6.0), “3GPP – E-UTRA; User Equipment radio

transmission and reception(R10)”, 2012.09.

- TTA, TTAT.3G-36.104(R10-10.6.0), “3GPP – E-UTRA; Base Station radio

transmission and reception(R10)”, 2012.09.

- TTA, TTAT.3G-36.300(R10-10.7.0), “3GPP – E-UTRA and E-UTRAN; Overall

description(Stage 2)(R10)”, 2012.09.

5. Relationship to Reference Standards(Recommendations)

5.1. Relationship of Reference Standards(Recommendations)

This document contains user requirement of railway communication based on

reference standardizations of LTE communication system.

5.2. Differences between Reference Standard(Recommendation) and this Standard

This document is standardization document which analyzes user requirement of

LTE based railway communication system.

There is no need to compare between this document and reference standards

since the documents are not correspond to the same issues.

6. Statement of Intellectual Property Rights

IPRs related to the present document may have been declared to TTA. The

information pertaining to these IPRs, if any, is available on the TTA Website.

No guarantee can be given as to the existence of other IPRs not referenced on

the TTA website.

And, please make sure to check before applying the standard.

7. Statement of Testing and Certification

7.1. Object of Testing and Certification

- None


TTAK.KO-06.0370vi

7.2. Standards of Testing and Certification

- None

8. History of Standard

8.1. Change History

Edition Issued date Outline

The 1st edition 2014.10.13.Established

TTAK.KO-06.0370

8.2. Revisions

- None


TTAK.KO-06.0370vii

목 차

1. 개요 ·················································································································································1

2. 표준의 구성 및 범위 ···················································································································1

3. 참조 표준 ·······································································································································2

3.1. 국외 표준(권고) ·················································································································2

3.2. 국내 표준 ····························································································································2

4. 용어 정의 및 약어 ·······················································································································2

5. 철도 통신 서비스 ·························································································································9

5.1. 열차 제어 서비스 ··············································································································9

5.2. 유지 보수 서비스 ············································································································10

5.3. 열차 모니터링 서비스 ····································································································10

5.4. 철도 특화 서비스 ············································································································11

5.5. 기타 서비스 ······················································································································13

6. 사용자 요구 사항 ·······················································································································13

6.1. 사용자 기능적 요구 사항 ······························································································13

6.2. 사용자 비기능적 요구 사항 ··························································································14

6.3. 사용자 분류 및 개발자 정의 ························································································14

7. LTE 기반 철도 통신 시스템 ····································································································15

7.1. 시스템 개요 ······················································································································15

7.2. 기능 요구 사항 ················································································································16

7.3. 성능 요구 사항 ················································································································19


TTAK.KO-06.0370viii

Contents

1. Introduction ···································································································································1

2. Constitution and Scope ············································································································1

3. Reference Standards ·················································································································2

3.1. International Standards(Recommendations) ·····························································2

3.2. National Standards ··········································································································2

4. Terms and Definitions ···············································································································2

5. Railway Communication Services ··························································································9

5.1. Train Control Services ····································································································9

5.2. Maintenance Services ··································································································10

5.3. Train Monitoring Services ···························································································10

5.4. Railway Specific Services ···························································································11

5.5. Other Services ················································································································13

6. User Requirements ··················································································································13

6.1. Functional Requirements ·····························································································13

6.2. Non-functional Requirements ····················································································14

6.3. User Classification and Definition ············································································14

7. LTE based Railway Communication System ···································································15

7.1. System Overview ···········································································································15

7.2. Functional Requirements ·····························································································16

7.3. Performance Requirements ·························································································19


TTAK.KO-06.03701


(User Requirements for LTE

based Railway Communication System)

1. 개요

본 표준은 LTE기반 철도 통신 시스템이 제공하는 서비스 내용 및 범위, 사용자 요구

사항을 기술하며, 본 표준을 작성하는데 참조한 문서와 사용된 용어 등을 기술한다.

2. 표준의 구성 및 범위

본 표준은 LTE 기반 철도통신 기반 서비스와 철도 통신 시스템의 사용자 요구 사항 및

성능적 요구 사항을 도출하며, 주요 개발 범위는 다음과 같다.

- LTE 기반 철도 통신 기술을 기반으로 전개될 서비스 개요

- LTE 기반 철도통신 네트워킹 기술에 대한 요구 사항 정의

- LTE 기반 철도 통신을 통하여 지원되는 서비스에 대한 요구 사항 정의

2.1. 범위

본 문서는 LTE 기반 철도 통신 시스템의 기능 요구 사항을 정의한다. LTE 기반 철도

통신 시스템은 안전한 열차 제어를 위한 실시간 열차 모니터링과 유지 보수 기능을 제공

해야 하고, 무인 운전을 위한 차내 모니터링 기술과 운영요원 및 기관사의 음성 및 데이

터 통신을 포함한다.

또한 본 문서는 LTE 기반 철도 통신 시스템의 구조, 제공 서비스, 시스템 성능, 기능

등과 관련된 모든 요구 사항과 외부와의 인터페이스 등을 기술하고, 제조사간 상호운용

성 또한 제공하는 것이다.

본 문서의 목표는 기존 3가지 방식(VHF, TRS-ASTRO, TRS-TETRA)의 열차 음성통신

방식을 LTE기반 철도통신으로 일원화하고, 열차 운행의 고밀도화, 실시간 열차 모니터

링, 열차 제어 정보 전송 기능, 유지 보수 기능, 무인운전을 위한 차내 모니터링과 관제

기능 등 시너지 효과 창출을 위해 철도 네트워크의 각 기능이 통합되어 운용되기 위해서

필요한 기능 요구 사항을 제공하는 것이다.


TTAK.KO-06.03702

3. 참조 표준

3.1. 국외 표준(권고)

본 표준은 아래와 같은 문서들을 참조하여 작성되었다.

- 3GPP TS 36.101, ‘User Equipment radio transmission and reception’

- 3GPP TS 36.104, ‘Base Station radio transmission and reception’

- 3GPP TS 36.300, ‘Overall description’

- 3GPP TS 22.468, ‘Group Communication System Enabler for LTE (GCSE_LTE)’

- 3GPP TR 22.803, ‘Feasibility study for Proximity Services (ProSe)’

- UIC Spec, ‘UIC Project EIRENE Functional Requirements Specification, UIC’,

2010.

- UIC Spec, ‘FFFS for Location Dependent Addressing, UIC’, 2007.

- UIC Spec, ‘FFFS for Functional Addressing, UIC’, 2007.

- UIC Spec, ‘Railway Mobile Communication System User Requirement

Specification, UIC’, 2010.

3.2 국내 표준(권고)

본 표준은 아래와 같은 문서들을 참조하여 작성되었다.

- TTA, TTAT.3G-36.101(R10-10.6.0), ‘3GPP – E-UTRA; 단말 무선 전송과 수신

(R10)’, 2012.09.

- TTA, TTAT.3G-36.104(R10-10.6.0), ‘3GPP – E-UTRA; 기지국 무선 전송과 수신

(R10)’, 2012.09.

- TTA, TTAT.3G-36.300(R10-10.7.0), ‘3GPP – E-UTRA 와 E-UTRAN; 전체적

서술(단계 2) (R10)’, 2012.09.

4. 용어 정의 및 약어

4.1. 용어 정의

4.1.1. 객차 번호

철도 차량에게 영구적으로 할당된 번호. 객차 번호는 철도 차량에 관한 사용자/시

스템 주소를 지정하기 위해 사용되는 기능 번호의 구성요소가 될 수 있다.


TTAK.KO-06.03703

4.1.2. 공공 긴급 통화

비철도기관(경찰서 및 소방서와 같은)에게 긴급 상황을 통지하기 위해 사용되는

점대점(point-to-point) 음성 통화. 차량이동국 장치 및 휴대용 무선 장치에서 발

신되는 공공 긴급 통화에 대해서는 반드시 관제사에게 알림이 제공되어야 한다.

4.1.3. 관제사

철도 차량의 운행을 집중 제어·통제·감시하는 업무에 종사하는 사람. 본 사양의 목

적을 위해, 다음과 같은 관제사의 기능에 따른 역할이 규정된다.

- 주 관제사

- 선 관제사

- 전력 관제사

- 신호 관제사

- 통신 관제사

- 설비 관제사

현지 상황에 따라, 단일 관제사에 의해 많은 기능적 역할이 수행될 수 있거나, 많

은 관제사에 의해 단일 기능적 역할이 수행될 수 있다.

4.1.4. 그룹 통화(PTT)

사전에 정해진 그룹의 모든 구성원에게 하는 통화. 그룹의 구성원 중 PTT 버튼을

누른 1인만 말할 수 있고, 다른 그룹 구성원은 모두 듣기만 한다. 그룹 통화의 구

성원은 철도 운영 기관에 따라 국지적인 구역, 운행노선, 또는 특정 기능 번호 등

자유롭게 구성될 수 있다.

4.1.5. 그룹 영상 통화(영상 PTT)

사전에 정해진 그룹의 모든 구성원에게 하는 영상 통화. 그룹의 구성원 중 PTT 버

튼을 누른 1인만 영상을 송출할 수 있고, 다른 그룹 구성원은 모두 영상을 보기만

한다.

4.1.6. 기관사 안전 장치

수동운전시 기관사의 졸음·질병 및 부주의 등으로 발생할 수 있는 위험을 방지하

기 위한 장치


TTAK.KO-06.03704

4.1.7. 기관차 번호

견인 또는 동력 철도 차량 품목에게 영구적으로 할당된 번호. 기관차 번호는 견인

또는 동력 철도 차량 품목에 관한 사용자/시스템 주소를 지정하기 위해 사용되는

기능 번호의 구성요소가 될 수 있다.

4.1.8. 기능 ID

착신자 또는 발신자가 수행하는 기능에 대한 설명. 기능 ID는 문자와 숫자를 포함

할 수 있다.

4.1.9. 기능 번호

장치별 또는 사용자별 고유 전화번호 외에, 해당 사용자의 기능 또는 역할별로 최

종 사용자/시스템을 확인하기 위해 기능 어드레싱 체계 내에서 사용된 전체 번호.

4.1.10. 기능 어드레싱(functional addressing)

사용자 단말기의 고유 전화번호 외에 해당 사용자가 수행하는 기능을 나타내는 번

호를 이용하여 통화 주소(전화번호)를 지정하는 프로세스.

4.1.11. 다자간 통화(회의 통화)

통화 개시자가 선택한 3인 이상의 사람이 동시에 상호 통화할 수 있는 음성 통화

방법. PTT와는 달리 모든 상대방이 동시에 말할 수 있다.

4.1.12. 대승객 방송

관제사가 해당 열차의 차량 이동국 장치를 통해 객실 방송장치로 방송하는 기능이

다.

4.1.13. 동일 열차 내 다중 기관사 통신

다중 견인차량으로 구성된 열차 내 각 기관실의 기관사간 통신을 기술하기 위해

사용된 용어.

4.1.14. 링크 보증 신호

중요한 작업(예를 들어, 입환)을 하면서 사용자가 무선 링크 연결이 유지/중단되었


TTAK.KO-06.03705

는지를 확인할 수 있도록 하기 위해, 하나의 무선 장치로부터 다른 무선 장치까지

주기적으로 전송되는 단방향 신호의 형태.

4.1.15. 방송 통화

하나의 무선자원만을 할당하여 사전에 정해진 그룹의 모든 구성원에게 하는 통화.

통화 개시자만 말할 수 있고, 다른 그룹 구성원은 모두 듣기만 한다.

4.1.16. 선 관제사

역의 상황 표시, 역의 실제 이력표시, 조정된 열차 스케쥴 표시, 열차번호의 이동,

삽입, 삭제, 제어/표시 등을 실행하는 기능을 수행하는 콘솔을 이용하여 선 관제사

는 열차 운행을 직접 제어한다.

4.1.17. 설비 관제사

기계설비의 중앙감시, 제어와 설비분야 관제설비의 운영 등에 관한 업무를 수행하

는 관제사.

4.1.18. 신호 관제사

신호관제사는 신호관제설비와 현장신호설비의 운영상태 파악 및 감시를 하며, 신

호설비의 장애 및 사고 발생 시 복구에 관한 사항과 신호설비의 사고 및 장애 발

생 시 관련부서에 통보하고 현업에 출동지시를 한다. 신호설비 계열에 영향이 있

는 설비의 점검 및 작업통제와 신호관제설비의 점검 및 유지 보수를 한다.

4.1.19. 열차 번호

열차 운행을 위해 운행담당 직원에 의해 열차에게 제공된 번호. 열차 번호는 열차

에 관한 사용자/시스템 주소를 지정하기 위해 사용되는 기능 번호의 구성요소가

될 수 있다.

4.1.20. 열차 팀장

차상에서 승객 관련 철도 활동에 대해 전반적으로 책임지는 열차 승무원의 일원

4.1.21. 열차 제어 시스템

기관사가 조치를 취하지 않더라도 열차의 이동이 영향을 받는 프로세스. 예를 들


TTAK.KO-06.03706

면, KRTCS. 본 사양의 목적을 위해, 열차 제어에 대한 내용은 열차자동방호, 열차

자동운행 및 차내 신호도 포함한다.

4.1.22. 운용 통신

열차의 입환 이동 또는 열차 운행과 직접 관련된 철도 통신이다. 예를 들면, 관제

사-기관사 통신.

4.1.23. 위치 기반 어드레싱

현재 사용자 위치(일반적으로 열차)를 바탕으로 특수 기능(일반적으로 관제사)의

주소를 지정하는 프로세스.

4.1.24. 이동 무선 장치

이동 무선 장치는 환경 및 역할에 따라 차량 이동국 장치, 휴대용 무선 장치로 구

분 된다.

4.1.25. 입환 모드

기지 구내에서 기지 관제와 통화하기 위한 모드이며 철도 차량의 위치나 구성을

변경하기 위해 열차를 조성하는 입환 작업시 링크 보증 신호를 제공함. 입환 모드

는 그룹 통화의 일부이다.

4.1.26. 입환팀

철도 차량의 위치나 구성을 변경하기 위해 열차를 조성하는 사람들의 집단. 열차

의 전방쪽에 있는 기관사가 열차를 완충장치 또는 다른 잠재적 장애물 쪽으로 후

진할 때는 입환용 통신이 특히 중요하다. 이 경우에는 진행사항을 기관사에게 보

고하기 위해 간혹 감시인이 필요하다.

4.1.27. 전력 관제사

전력 네트워크 및 견인전력의 공급을 감시하며 제어하고, 역사장비의 현황을 감시

하는 관제사.

4.1.28. 주 관제사

열차 운행을 직접 제어하지는 않으나, 전체 시스템과 선관제사의 업무 감시, 열차


TTAK.KO-06.03707

운행스케쥴에 의한 열차계획과 역 단위, 열차단위의 상태와 상황을 감시하는 업무

를 하는 관제사. 주 관제사는 현재 열차 긴급 통화의 조정자이다.

4.1.29. 지원 통신

열차 이동이나 열차 운행과 직접 관련되지 않는 철도 통신이다. 예를 들면, 지원

통신은 음식 조달의 통과, 유지 보수 또는 시간표 정보와 관련될 수도 있다.

4.1.30. 직접 통신

지상 인프라를 사용하지 않는 단말기 간 무선통신.

4.1.31. 차량 이동국 장치

운전실 내에 설치되어 있고, 주로 기관사가 사용할 무선 장치와 기타 인터페이스

를 지원하는 무선 장치.

4.1.32. 차상 기능 ID

특정 열차, 기관차 또는 객차에서 무선 장치의 사용자가 수행하는 기능에 따라 정

의되는 사용자의 기능 ID 부분.

4.1.33. 철도 긴급 통화

기관사, 관제사 및 기타 관계 인력에게 미리 정해진 구역 내에서 모든 철도 이동

을 중지하라고 요구하는 위험 레벨을 통보하기 위한 우선순위가 높은 통화. 두 가

지 유형의 철도 긴급 통화가 정의된다.

- 열차 긴급 통화(철도 긴급 통화의 일부분이나 입환 운행과는 관련 없음)

- 입환 긴급 통화(철도 긴급 통화의 일부분이나 입환 운행과 관련됨)

4.1.34. 철도 차량 번호

견인 또는 철도 차량 품목에게 영구적으로 할당된 번호. 철도 차량 번호는 견인

또는 철도 차량 품목에 관한 사용자/시스템 주소를 지정하기 위해 사용되는 기능

번호의 구성요소가 될 수 있다.

4.1.35. 통신 관제사

현장 통신설비를 제어감시하고 장애발생시 상황 확인 및 긴급조치를 하는 관제사.


TTAK.KO-06.03708

eNB 기지국(Evolved Universal Terrestrial Radio Access Network Node B)

KRTCS Korean Radio-based Train Control System

PTT Push-To-Talk(휴대전화로 일대 다자간 통화가 가능한 기능)

UIC Union Internationale des Chemins de Fer

UE User Equipment

4.1.36. 트랜스폰더

통과 열차와 통신하기 위해 통상 선로 근처에 탑재된 수동 또는 능동 장치.

4.1.37. 한국형 철도 통합 무선망 시스템

한국형 철도 통합 무선망 시스템은 LTE 표준 기반 철도 통신 시스템이며, 이는

LTE 기반 철도 통신 시스템 FRS 및 SRS에 명기된 필수 기능을 모두 준수한다.

또한, LTE 기반 철도 통신 시스템은 FRS 및 SRS에 명기된 선택 기능을 포함할

수 있다. LTE 기반 철도 통신 시스템은 단말기를 포함한다.

4.1.38. 휴대용 무선 장치

휴대용 무선 장치는 철도 운용과 관련된 사람이 사용하기에 적합한 휴대용 무선

장치, 일반적인 업무에 활용 가능한 일반 무선 장치, 차상 승차권 발매용 단말기

등 기능에 따라 여러 형태의 휴대 단말기로 구현될 수 있다. 각 유형의 단말기에

서 제공되는 서비스는 철도 운영기관에 따른다.

4.2. 약어


TTAK.KO-06.03709

5. 철도 통신 서비스

철도 통신 서비스는 열차 운용 및 철도 운영 전반에 걸친 서비스를 지칭한다. 세부적으

로는 중앙 관제센터로부터 열차의 이동권한 등을 수신하는 열차 제어서비스, 시설물 손

상시 안전한 유지 보수 작업을 위한 유지 보수 서비스, 열차 내 안전유지를 위한 차내

모니터링 서비스 및 기타 서비스로 구분할 수 있다.

(그림 5-1) 철도통신 서비스 개념도

5.1. 열차 제어 서비스

열차의 실시간 위치 및 속도정보를 중앙관제센터에서 수신하여 개별 열차에 대해 열차

이동권한을 전송하는 서비스를 제공한다. (그림 5-2)은 열차 제어 서비스 개념도이다.

(그림 5-2) 열차 제어 서비스


TTAK.KO-06.037010

5.2. 유지 보수 서비스

5.2.1. 열차 운행 및 유지 관리를 위한 음성, 데이터 및 영상전송

효율적이고 안전한 열차 운행 및 시설 유지 관리를 위하여 음성 및 영상, 데이터 전송

서비스를 제공할 수 있다. 세부적으로는 열차 승무원의 열차 운행관련 데이터 전송, 현장

작업을 위한 데이터 및 영상정보 전송, 선로변 현장 운영자 및 작업자 인명보호를 위한

열차 운영 및 열차 접근 경보 데이터 실시간 송수신, 차량 및 지상 인프라의 다양한 센

서에 의한 실시간 이상 현상 진단정보 전송 등으로 구분하며, 아래 (그림 5-3)으로 설명

할 수 있다. 해당 서비스를 통한 신속한 데이터 처리 및 Feedback으로 운영 및 유지 보

수의 효율화를 꾀할 수 있다.

(그림 5-3) 유지 보수 서비스

5.3. 열차 모니터링 서비스

5.3.1. 운용중인 철도 시스템의 실시간 진단을 위한 데이터 전송

화재, 도난 성추행 및 폭력 등 차량 내부에서 유발 가능한 다양한 종류의 사고 및 범죄

활동을 감시하기 위해 차량 내 영상정보를 중앙관제센터로 실시간 전송할 수 있다. 그리

고 사고 발생시 각종 영상정보를 활용하여 도착역의 승강장 상황, 객실 상황, 기관실 상

황을 실시간으로 파악함으로써 사고에 신속하게 대응할 수 있다.

그리고 주행중인 열차 내 전기-기계장치의 진동, 온도, 전류, 전압 등 상태정보와 전차

선-팬토그래프 간의 비정상 접촉, 터널 및 궤도 파손, 승강장 이상현상 감시 및 진단 데

이터를 실시간으로 전송함으로써 운용 노선의 고장원인에 대한 신속한 파악 및 대처, 장

애조치를 실행할 수 있고, 운전 재개시간 추정 및 예고가 이어질 수 있다. 아래(그림

5-4)로 열차 모니터링 서비스를 개괄적으로 설명할 수 있다.


TTAK.KO-06.037011

(그림 5-4) 열차 모니터링 서비스

5.4. 철도 특화 서비스

5.4.1. 긴급 통화

현재 단말이 위치한 구역의 기지국의 무선자원이 타 서비스들에 모두 할당되어 있는

상태라 하더라도 긴급 통화 서비스로 인한 호가 발생하면 우선도가 낮은 서비스에 할당

된 무선자원을 회수하여 긴급 통화 서비스에 할당할 수 있다. 긴급 통화에 대하여 무선

자원을 최우선적으로 할당하여 즉시 연결 함으로써 원활한 철도운용상황을 유지할 수 있

다.

(그림 5-5) 긴급 통화 서비스 (참조그림)


TTAK.KO-06.037012

5.4.2. 기능 어드레싱

중앙 관제실에서 열차 기관사와 통화하기 위하여 기관사 단말에 할당된 고유번호가 아

닌 열차번호를 사용하여 호출함으로써 보다 직관적인 철도운용환경을 제공할 수 있다.

(그림 5-6) 기능 어드레싱 서비스(참조그림)

5.4.3. 위치 기반 어드레싱

열차의 위치에 따라 담당 관제사가 달라지는 철도통신망에서 열차 기관사가 담당관제

사의 고유번호를 모르더라도 단축버튼과 같은 간편한 호출방법으로 담당 관제사와 통화

할 수 기능을 제공하여야 한다.

(그림 5-7) 위치 기반 어드레싱 서비스


TTAK.KO-06.037013

번호 내용

UFR.1001 이동 무선 장치는 개별적으로 식별(장치 인증)이 되어야 한다.

UFR.1002차량 이동국 장치는 열차 충돌, 유고 등 철도 운용에 있어 안전에 관계된 경고

메시지를 전달할 수 있어야 한다.

UFR.1003 차량 이동국 장치는 철도 긴급 통화를 위한 하드웨어 버튼을 제공해야 한다.

5.5. 기타 서비스

5.5.1. 철도 이용자를 위한 열차 운행 정보 제공

철도 이용자의 편의를 위하여 실시간 열차 운행 및 환승 정보와 Online Ticketing서비

스, 승객 엔터테인먼트 서비스로서 Mobile internet 등을 제공 할 수 있다.

5.5.2. 화물 열차의 화물 관련 이력 추적 및 정보 관리

국가간 정보공유시스템을 통해 열차로 수송되는 화물의 선적에서 하적 작업까지 모든

상세 이동경로를 추적하는 서비스를 제공할 수 있다. 해당 서비스를 통하여 원하는 화물

의 실시간 화물이력정보를 확인할 수 있게 된다.

5.5.3. 기존 철도 통신 시스템의 통합

현재 고속철도, 일반철도, 도시철도, 경량전철 등에서 사용하는 다양한 유형의 철도통

신 시스템을 통합할 수 있다. 철도노선, 철도운영 환경, 운영속도 별로 상이한 무선통신

방식을 통합함으로써 수송용량 확대 및 효율적인 철도망 관리가 가능해진다.

6. 사용자 요구 사항

6.1. 사용자 기능적 요구 사항

LTE 기반 철도통신 시스템 4세대 이동통신 기술인 LTE를 기반으로 하여 철도(고속철

도, 간선철도, 광역철도, 도시철도)에 특화된 다양한 서비스 및 철도 네트워크 환경을 고

려하여 개발 하는 것을 목표로 하고 있다. 그러므로 본 절에서는 사용자 측면에서 요구

사항을 도출한다. 도출된 요구 사항을 바탕으로 시스템 개발에 필요한 기능 항목을 추출

하는데 활용 할 수 있도록 한다.

LTE 기반 철도통신 시스템은 다음과 같은 사용자 기능적 요구 사항(UFR : User

Functional Requirement)을 가진다.

<표 6-1> 사용자 기능적 요구 사항


TTAK.KO-06.037014

번호 내용

UFR.1004휴대용 무선 장치는 철도 긴급 통화를 위한 하드웨어나 소프트웨어 버튼을 제

공하여야 한다.

UFR.1005 이동 무선 장치는 위치정보를 사용 할 수 있어야 한다.

UFR.1006 이동 무선 장치는 착/발신 사용자 ID 표시가 되어야 한다.

UFR.1007 이동 무선 장치의 소프트웨어와 정보는 자동으로 업데이트 되어야 한다.

UFR.1008이동 무선 장치는 선로 제한속도나 500km/h중 더 낮은 속도에서도 지원되어야

한다.

UFR.1009 이동 무선 장치는 실시간으로 데이터 패킷 처리가 되어야 한다.

UFR.1010 이동 무선 장치는 개별, 그룹, 다자간 음성통화를 사용 할 수 있어야 한다.

UFR.1011 이동 무선 장치는 개별, 그룹 영상 통화를 사용 할 수 있어야 한다.

UFR.1012 이동 무선 장치는 사용자 인증을 수행하여야 한다.

번호 내용

UNR.1001LTE기반 철도통신 시스템은 3GPP Rel.9 이상의 표준 스펙에 만족하는 시스템

성능을 만족해야 한다.

UNR.1002 휴대용 무선 장치는 휴대성 및 이동성을 고려하여 소모전력이 적어야 한다.

UNR.1003이동 무선 장치는 단말기에 대한 통신 보안 수준이 일정 수준 이상 보장되어야

한다.

UNR.1004휴대용 무선 장치는 휴대성을 고려하여 전자파 등으로부터 인체에 무해하게 제작

되어야 한다.

UNR.1005휴대용 무선 장치는 열차관련 응용프로그램 및 사용자 인터페이스 기능과 무선

프로토콜 인터페이스 기능으로 구성 되어야 한다.

UNR.1006 휴대용 무선 장치는 사용자의 편이를 위하여 사용법이 간단해야 한다.

6.2. 사용자 비기능적 요구 사항

LTE 기반 철도통신 시스템은 다음과 같은 사용자 비기능적 요구 사항(UNR : User

Non-Functional Requirement)을 가진다.

<표 6-2> 사용자 비기능적 요구 사항

6.3. 사용자 분류 및 개발자 정의

LTE 기반 철도통신 시스템 사용자

- 정의: LTE 기반 철도통신 시스템을 사용 하는 주체를 의미 한다.

- 예: 열차 기관사, 승무원, 관제사 및 철도 일반 직원

LTE 기반 철도통신 시스템 구축


TTAK.KO-06.037015

- 정의: LTE 기반 철도통신 시스템을 설계, 개발, 검증, 구축하는 사람

- 예: 철도기술연구원/협동/공동 관련 연구원, 철도 구축 관련 회사 설계사

LTE 기반 철도통신 시스템 출처(요구 사항 제공자)

- 국토교통부, 한국철도기술연구원, 한국전자통신연구원, 한국철도공사, 한국철도시설

공단. 지자체 도시철도운영기관, 공동 연구 기관들이 요구한 사업 수행 계획서의 내용들

이 시스템 개발 요구 출처로 정의 되어 반영된 기술 개발을 목표로 한다.

7. LTE 기반 철도 통신 시스템

7.1. 시스템 개요

LTE 기반 첱도통신 시스템은 전용 통신망을 통하여 차상-차상인프라, 차상-지상인프라

사이의 통신이 가능하고, 중앙관제센터를 기점으로 전체 선로와 차량의 운용을 수행한다.

열차 통신 시스템 표준은 3GPP LTE 규격을 기반으로 하고, 물리계층을 제외한 상위계층

을 철도환경에 최적화함으로써 구성할 수 있다. 또한 LTE 기반 철도 통신 시스템은 크게

기지국, 코어장비, LTE기반 철도통신 서비스 서버와 여러 종류의 디지털 무선 장치로 구

성 되어 있다.

(그림 7-1) LTE 기반 철도통신 시스템(참조모델)

다음 표는 LTE 기반 철도통신 시스템의 디지털 무선 장치를 나타내고 있다. 철도에서

사용되는 디지털 무선 장치는 차량에서 사용되는 차량 무선 장치, 기관사와 승무원이 휴


TTAK.KO-06.037016

항목 내용

차량 이동국 장치 열차의 기관실에 탑재되어 기관사 및 열차팀장에 의해 사용

휴대용 무선 장치 입환 및 선로 측 유지 보수와 같이 열차 운행과 관련된 철도 인력이나

일반 업무를 하는 철도 인력에 의해 사용

관제사 장치우선순위별 통화, 그룹통화 설정/폐쇄/시작/종료

착신 통화/통화 요청에 대한 대기 목록 생성

M2M 무선 장치무선 장치에 연결된 장비에 IP 기반 통신 기능을 제공하여 데이터 전송

을 가능하게 함

서비스세부

서비스번호 내용 M/O

음성

서비스

개별

음성통화SFR.1000 시스템은 두 통화자 간의 음성통화를 지원해야 한다. M

공공

긴급전화SFR.1001

시스템은 사용자가 공공 긴급 통화를 할 수 있도록 해

야 한다.M

방송

음성통화SFR.1002 시스템은 방송 통화를 지원해야 한다. M

그룹

음성통화SFR.1003 시스템은 그룹 통화를 지원해야 한다. M

다자간

음성통화SFR.1004

시스템은 최소 3인 이상의 상이한 상대방 간의 다자

간 통화를 지원해야 한다.M

데이터

서비스

멀티미디

어 메시지

서비스

SFR.1011

네트워크는 지상에서 이동 무선 장치 사용자까지 점대

점 및 점대 다중점 멀티미디어 메시지 전송을 지원해

야 한다.

M

일반

데이터

서비스

SFR.1012지상과 이동 무선 장치 사용자 간의 광범위한 데이터

통신을 지원해야 한다.M

열차 제어

서비스SFR.1013

시스템은 안정적인 열차 제어를 위해 끊김없는 데이터

통신을 지원해야 한다.M

대하는 휴대용 무선 장치, 관제사가 사용하는 관제사 장치와 지상 인프라의 안전정보를

전송하는 M2M 무선 장치로 구성 되어 있고 자세한 내용은 아래 <표 7-1>에서 자세히

설명 하였다.

<표 7-1> LTE 기반 철도통신 시스템 디지털 무선통신 종류

7.2. 기능 요구 사항

<표 7-2>는 LTE 기반 철도통신 시스템에 필요한 기능 요구 사항(SFR: System

Functional Requirement)의 항목을 나타내고 있다. 각 기능의 내용과 각 디지털 무선 장

치에 내용은 “LTE 기반 철도 통신 기능 요구 사항” 문서에서 상세히 기술 하고 있다.

<표 7-2> 철도통신 시스템 기능요구 사항


TTAK.KO-06.037017

서비스세부


영상

서비스

개별

영상통화SFR.1021 시스템은 두 통화자 간의 영상통화를 지원해야 한다. M

그룹

영상통화SFR.1022 시스템은 그룹 영상 통화를 지원해야 한다. M

영상

정보전송SFR.1023

시스템은 열차 안전운행과 관련된 영상 정보 전송 기

능을 지원해야 한다.M

통화

관련

서비스

착신

/발신

사용자의

ID 표시

SFR.1031장비는 표준 전화번호의 형태로 착신자나 발신자의 ID

를 표시할 수 있어야 한다.M

착신

/발신

사용자의

표시제한

SFR.1032특정 사용자의 ID가 이동 무선 장치에 표시되지 않도

록 방지할 수 있어야 한다.O

우선순위

및

선점권

SFR.1033

상이한 우선순위 레벨의 구성원 중 가장 높은 우선순

위를 가지는 구성원에게 통화가 할당될 수 있는 기능

이 제공되어야 한다.

M

폐쇄형

사용자

그룹

SFR.1034외부에서 한국형 철도 통합무선망 네트워크에 접근할

수 있는 사용자 그룹이 제한되어야 한다.M

착신

전환SFR.1035

한 사용자를 위한 착신 호나 데이터 메시지가 네트워

크 내의 다른 장치로 착신 전환될 수 있어야 한다.M

통화

보류SFR.1036

네트워크는 사용자가 통화를 보류시켜 기존 통화로부

터 일시적으로 보류할 수 있도록 해야 한다.M

통화

대기SFR.1037

네트워크는 기존 통화를 하는 사용자에게 다른 사용자

가 접속하려 한다는 것을 통보할 수 있어야 한다.M

과금

정보SFR.1038

네트워크 서비스 요금을 청구할 수 있는 경우, 네트워

크가 통화 요금 및 진행 중인 통화 과금에 대한 정보

를 제공할 수 있어야 한다.

O

통화

제한SFR.1039

네트워크 관리나 유지 보수 시설을 이용하여, 통화를

제한할 수 있어야 한다.M

자동응답

서비스SFR.1040

착신 통화 우선순위에 따라 호출이 자동 응답될 수 있

어야 한다.M

모든음성/

영상통화

녹취

SFR.1041착신 통화 우선순위에 따라 호출이 자동 응답될 수 있

어야 한다.M


TTAK.KO-06.037018

서비스세부


철도

특화

서비스

기능

어드레싱SFR.1051

관제사가 열차번호를 이용하여 열차 기관사와의 통신

을 설정할 수 있는 어드레싱 체계가 제공되어야 한다.M

위치기반

어드레싱SFR.1052

사용자의 위치에 따라 달라지는 목적지 번호를 식별할

수 있도록 위치기반 어드레싱 체계가 제공되어야 한

다.

M

철도

긴급전화SFR.1053

철도 운용 긴급전화를 위해 우선순위가 높은 음성통화

를 취급할 수 있는 체계가 제공되어야 한다.M

입환

모드SFR.1054

입환 모드 통신용으로 사용되고 있는 이동 무선 장치

의 기능과 특징에 대한 사용자 접근을 규제하고 제어

하는 체계가 제공되어야 한다.

M

직접통신 SFR.1055

기지국 고장 등으로 인해 LTE기반 철도통신 서비스를

정상적으로 이용할 수 없을 경우에 단말기 간 직접 통

신을 지원할 수 있어야 한다.

O


TTAK.KO-06.037019

항목 번호 내용 비고

커버리지

및 성능 SPR.1010

커버리지는 시간적·공간적으로 연속적이어야 하며, 안

정성을 보장하기 위해 시간적·공간적 범위는 외부 안테

나가 설치된 차량을 기준으로 98% 이상이어야 한다.

네트워크는 철도 통신용 이동 단말을 수용할 수 있어

야 한다.

시스템은 선로 제한속도나 500 km/h 중 더 낮은 속도

로 이동할 때 통신을 제공 하여야 한다.

통화

설정시간 SPR.1020

철도 긴급 통화 < 1초(90%), < 2초(100%)

방송 및 그룹통화 < 1초(90%), < 2.5초(100%)

상기 사항에 의해 해당 되지 않는 모든 음성/영상 통화

< 3.5초(90%), < 5초(100%)

*외부 PSTN

연결은

고려하지

않음

핸드오버

성공률SPR.1030

네트워크는 끊김없는 데이터 전송이 가능해야하며 핸

드오버 성공률은 99% 이상이어야 한다.

호접속

성공률SPR.1040 통화 호 접속 성공률은 99% 이상이어야 한다.

장시간

접속

절단율

SPR.1050장시간 통화를 하면서 시간당 0.01회 이하의 절단율을

보장해야 한다.

열차

제어

데이터

전송

SPR.1060

네트워크는 열차 제어를 위한 데이터 전송을 위해

99% 이상의 데이터 신뢰성을 보장해야 한다.

열차 제어 데이터는 가장 높은 수준의 우선순위를 가

져야 한다.

네트워크

이중화SPR.1070

기지국 장비, 코어장비, 서버 등의 네트워크는 안정성

및 가용성을 위해 이중화되어야 한다.

단, 이중화의

적용범위는

운영기관에

따른다.

방송 및

그룹통화

구역

SPR.1080

어떤 규정된 구역 내에 있는 무선 장치는 방송 및 그

룹통화에 참여할 수 있고, 통화 중에 방송 및 그룹통화

구역을 벗어나는 무선 장치는 통화에서 제외된다.

7.3. 성능 요구 사항

<표 7-3>은 철도 통신 시스템의 기본적인 성능 요구 사항(SPR : System

Performance Requirement)을 기술한다. 철도 통신 시스템의 세부 성능과 각 장치별 인

터페이스에 내용은 “LTE 기반 철도 통신 시스템 요구 사항” 문서에서 상세히 기술 하고

있다.

<표 7-3> LTE 기반 철도통신 시스템 성능요구 사항


TTAK.KO-06.037020

구분 성명 위원회 및 직위 연락처 소속사

표준(과제)

제안

성낙운 IMT 프로젝트그룹 위원 [email protected] ETRI

이숙진 - [email protected] ETRI

표준 초안

작성자

김준식 IMT 프로젝트그룹 위원 [email protected] ETRI

윤병식 - [email protected] ETRI

이숙진 - [email protected] ETRI

정민우 - [email protected] ETRI

김경희 IMT 프로젝트그룹 위원 [email protected] KRRI

최현영 IMT 프로젝트그룹 위원 [email protected] KRRI

정우석 - [email protected] KRRI

김주엽 - [email protected] KRRI

표준 초안

검토

이현우 IMT 프로젝트그룹 의장[email protected].

kr단국대학교

외 프로젝트그룹 위원

표준안

심의

오민석전파/이동통신 기술위원회

의장031-450-2916

[email protected]엘지전자㈜

외 기술위원회 위원

사무국

담당

오충근 IMT프로젝트그룹 간사[email protected]

TTA

김대중 TTA 전파방송부 부장[email protected]

TTA

표준 작성 공헌자

표준 번호 : TTAK.KO-06.0370

이 표준의 제정․개정 및 발간을 위해 아래와 같이 여러분들이 공헌하였습니다.



(User Requirements for LTE

based Railway Communication System)

발행인 : 한국정보통신기술협회 회장

발행처 : 한국정보통신기술협회

463-824, 경기도 성남시 분당구 분당로 47

Tel : 031-724-0114, Fax : 031-724-0109

발행일 : 2014.10.

Documents

A User Requirements for LTE S based Railway Communication System t … T T A S t a n d a r d 정보통신단체표준(국문표준) TTAK.KO-06.0370 제정일: 2014년 10월 13일 LTE