Quantitative analysis on the technical interoperability between railway systems for the operation of trans-continental railways

대륙철도 운행을 위한 기술적 상호운용성에 대한 계량적 분석

Abstract

Recently, as South Korea has joined the OSJD, the rules of the OSJD need to be applied to South Korea. Therefore, the railways are connected to the continent railway in terms of software, but the railway systems in neighboring countries have been developed and operated for a long time, and are quite different with some restrictions in terms of hardware. Therefore, this study analyzed the current railway systems of neighboring countries' based on the TSI used in Europe for technical interoperability. A real operation with the operation models within the specific route was assumed and vector functions for the Infrastructure vector & Rolling stock vector were produced. The IOP value was calculated by working out the interfacing matrix value between the infrastructure vector and rolling stock vector. As a result of calculating the IOP in a specific route, which is from Busan South Korea to Vladivostok with the diesel locomotive hauling freight cars, the value was only 22%, which is fairly low in terms of the interoperability. In other words, there are 77.8% restricting items preventing their interoperability. Such restricted causes should be improved to increase the technical interoperability in the long term. Moreover, and when railway systems are constructed and manufactured, it is important to keep IOP 100% to increase the operating efficiency in continental railways.

최근 한국이 OSJD(Organization for Cooperation of Railway) 정회원에 가입함에 따라 우리나라도 OSJD의 협약을 적용받을 수 있어 소프트웨어적으로는 대륙철도와 연결되었다고 볼 수 있다. 그러나 오랜 세월 각 주변국들의 철도시스템들이 개별적으로 개발되고 운용된 결과 하드웨어적으로는 제약이 있어 현 상태의 철도시스템의 기술적 상호운용성에 대한 진단이 필요하고 장기적으로 상호운용성을 향상시키기 위한 방안 또한 필요하다. 이에 본 연구에서는 현 상태의 대륙철도 국가들의 철도시스템의 기술적 상호운용성을 유럽에서 활용하였던 기술적 상호운용성 기준인 TSI(Technical Specifications for Interoperability)를 기준으로 각 국의 철도시스템을 분석하였다. 실제 특정구간의 열차운행을 가정한 열차의 운행모델을 바탕으로 필요한 인프라 벡터와 철도차량 벡터의 모델을 만들고 열차운행에 따른 인터페이스에 의해 발생하는 상호운용성 행렬을 바탕으로 상호운용성 지수인 IOP(Interoperability Of Percentage)를 계량화하였다. 부산에서 블라디보스톡까지 디젤기관차와 화차를 활용하여 운행할 경우 IOP값은 22.2%에 불과하여 상호운용성이 낮은 편이었다. 즉 77.8%의 상호운용성 제약요인이 존재하는 것이다. 이와 같은 제약요인들은 장기적으로 기술적 상호운용성을 높이는 방향으로 건설 및 제작되어야 대륙철도구간의 열차운행의 장애요인을 감축할 수 있으며 상호운용성이 100%인 대륙철도 노선을 만들어 운용효율성이 높은 철도가 될 것이다.

Fig. 1. Classification of railway system based on TSI.

Table 1. Major parameters to restrict interoperability

Table 2. The definition of parameter MO, MA, MB

Table 3. The examples of parameter CMs

Table 3. Matrix value of each parameter

Table 4. Matrix value of factor vector