2015 년도 한국철도학회 춘계학술대회 논문집 KSR2015S052

철도 차량용 운전자 인식 시스템의 적용 사례

Application of the railway vehicle driver identification system

전민성*†, 최철한*, 전시현*

Min-Seong Jeon*†, Cheol-Han Choi*, Si-Hyun Jeon*

Abstract The driver identification system for railway vehicle is installed at each cab car to verify a driver’s identity. There’s no system to verify a driver’s identity in the existing railway vehicle and everyone who has master controller’s key can operate a car. But in case of the car applied driver identification system, only the authorized people can operate a car. In this paper, we are going to introduce a driver identification system applied to railway vehicles, help to become the next railway vehicle system configuration by comparing the advantages and disadvantages. Keywords : Driver identification, fingerprint identification, RFID

초 록 철도 차량 운전자 인식 시스템은 운전실 마다 설치되어 운전자의 신원을 확인할

수 있는 장치이다. 기존의 철도 차량에는 별도의 운전자 신원 확인 장치가 없었으며 주

간 제어기 키만 있으면 누구나 차량 기동이 가능했다. 하지만 운전자 인식 시스템이 적용

된 차량에서는 사전에 인가된 인원만이 차량을 기동을 할 수 있게 된다.

본 논문에서는 철도 차량에 적용 된 운전자 인식 시스템을 소개하고 적용 시 장 단점을

비교함으로써 향후 철도 차량 시스템 구성에 도움이 되고자 한다.

주요어 : 운전자 인식,지문 인식,RFID

1. 서 론

운전자 인식 시스템의 목적은 철도 차량에 탑승한 운전자의 신원을 확인하는 것이다. 운

전자 인식 기기는 철도 차량의 각 운전실마다 설치되며 CODE, 지문 또는 RFID 카드를 통

하여 신원을 확인할 수 있다. 사전에 등록되지 않은 사람은 열차 조작이 제한되므로 보다

안전한 운행이 가능하다. 본론에서는 운전자 인식 기기의 특성 및 시스템의 구성에 대하

여 알아보고 효율적인 시스템 활용 방안에 대하여 모색한다.

† 교신저자: 현대로템㈜, 기술연구소 철차연구5팀 연구원(jeon_ms@hyundai-rotem.co.kr)

* 현대로템㈜, 기술연구소 철차연구5팀 수석연구원

2. 본 론

2.1 운전자 인식 기기

2.1.1 기술 사양

운전자 인식 장치의 기술 사양은 Table 1과 같으며 Fig. 1 및 Fig. 2는 운전자 인식 기기

의 운전실 내 설치 예시이다.

Table 1 Technical specifications for Driver identification Reader

Memory Up to 5000 templates in the reader

Protection / sealing IP54

Consumption Max 2.5W

Operating Temperature -10°C to +50°C

Standards EMV DIN55022 / DIN 50130-4

Vibration EN50155

Interfaces 2 x RS485, galvanic isolated

Power supply Needs 24V stabilized power supply

Fig. 1 Example of installation for driver identification reader

Fig. 2 Example of use for driver identification reader

2.2 운전자 인식 시스템

2.2.1 시스템의 구성

운전자 인식 시스템의 개략적인 구성도는 Fig. 3 및 Fig. 4 와 같으며 등록기기(Enrolment

station), 운행정보기록장치(Event recorder), 운전자 인식기기, Ethernet RS485 컨버터로 이

루어져 있다.

시스템을 사용하기에 앞서 차량 기지에 사용자 정보 등록 전용 기기를 설치하여 운전자들의

정보를 등록한다. 지문의 경우에는 손가락 두 개의 지문을 등록한다. 두 개를 등록하는 이유

는 불의의 사고를 대비하기 위함이다.

열차 운행을 위해 운전자 인식 기기에 스캔을 하면 (CODE, 지문 인식, RFID 의 방법으로)

스캔 된 정보를 저장되어 있는 DATABASE 와 비교한 뒤 일치할 경우 운행정보기록장치(EVENT

RECORDER)는 그 정보를 기록하고 운전자의 ID를 MVB 통신을 이용하여 종합제어장치(TCMS)로

전송한다. 이 때 운전자 인식 기기의 녹색 램프가 점등 된다. 운전자 인식이 완료 된 후에는

운행정보기록장치의 디지털 출력이 활성화되어 해당 운전실이 활성화되고 그에 따라서 차량기

동, 판토그래프 제어 등의 차량 운전을 위한 조작이 가능하게 된다.

.

Fig. 3 Configuration of driver identification system

Fig. 4 Configuration of driver identification system

2.2.2 Ethernet RS485 컨버터

TCN(Train Control Network)으로부터 새로운 운전자 정보를 다운로드 하기 위해서는 각각의

운전자 인식 기기에 Fig. 5와 같은 Ethernet RS485 컨버터가 필요하다. RS485 커넥터를 이용

하여 운전자 인식 기기와 컨버터를 연결하고 RJ45 커넥터로 Train Ethernet 에 연결한다. 이

는 차량의 WIFI 망에 연결되어 지상 기지와의 정보 송수신을 가능하게 한다.

Fig. 5 Ethernet RS485 converter

2.2.3 운전자 인식 시스템 적용 사례

운전자 인식 시스템의 적용 사례는 Table 2 와 같다.

Table 2 Application of the railway vehicle driver identification system

프로젝트 제작사 제작년도

브라질 CPTM 전동차 240량 현대로템 2013

브라질 CPTM 전동차 280량 CAF(스페인) 2013

BELO HORIZONTE SUBURBAN TRAIN CAF(스페인) 2012

CBTU SUBURBAN TRAIN - RECIFE CAF(스페인) 2010

2.2.4 운전자 인식 시스템의 활용 방안

- 운전자 ID에 따라서 등급을 설정하여 권한을 구분한다.

EX) 1레벨 : 기관사 – 차량 기동 및 운행 가능

2레벨 : 유지 보수 담당 – 차량 기동은 가능하지만 운행은 불가능

주간 제어기에 인터락 설정

- 실시간 업데이트 및 정보 전송

열차 내 3G/WIFI 망을 사용하여 실시간으로 DATABASE를 업데이트 할 수 있다.

실시간 운행 정보를 전송하여 누가 어느 차량을 운행하고 있는지 모니터링이 가능하며

실시간으로 권한 부여 및 해제가 가능함

2.3 운전자 인식 시스템 적용 시 장단점 비교 2.3.1 장단점 비교 및 보완 대책

운전자 인식 시스템 적용 시 장점과 단점, 그에 대한 대책은 Table 3을 통하여 확인할 수 있

다.

Table 3 Strengths, weaknesses and the complementary solution

장점 단점 대책

• 사전에 등록된 인원만 차량 운행이 가능하므로 안전성 확보 및 보안 유지 가능

• 운전자 인식 기기가 고장이 날경우 열차 운행이 불가능

• 운전자 인식 기기의 고장에 대비하여 운전자 인식 기기 바이패스스위치를 추가 고장 시 바이패스 스위치를 조작하여 운전자 인식 기기를 거치지않고 차량 기동이 가능

• 운전자 정보가 기록되고 실시간으로 정보를 기지로 전송함으로써 모니터링이 가능

• 운전실 CCTV와 함께 활용을 하면 운전자 교육에 자료로 활용 가능

• 운전자 교대 시 운전자 정보를추가로 인식해야 하는데 기술적으로 강제성을 가지기 힘듦. 즉, 새로 온 운전자가 인식을 하지 않아도 차량 기동이 가능할수 있음

• 지문 인식을 제외한 패스워드 및ID카드는 도용의 위험이 있음

• 운전자 인식 시스템을 이용하여근무 시작 시간과 종료 하는 시간을 관리

• 운전실 CCTV로 모니터링

3. 결 론

크고 작은 사고들로부터 승객의 안전을 책임져야 하는 철도 차량에 운전자 인식 시스템을

적용함으로써 보다 안전한 시스템을 구성 할 수 있다.

운전자, 유지 보수 담당 인원, 기타 인원의 ID에 차등을 둠으로써 열차가 운행 중일 때뿐만

아니라 기지에서 정비 중일 때에도 시스템 활용이 가능하다. 또한 3G/WIFI를 이용하여 실시간

으로 정보를 전송함으로써 지상에서 모니터링이 가능하여 CCTV와 함께 활용하면 돌발 상황 발

생 시 보다 효과적인 대처가 가능하다.

주간 제어기 키만 가지고 있으면 아무나 열차를 기동시키고 운행할 수 있었던 기존의 차량

과 비교하여 사전에 인가된 인원들 만이 열차 조작이 가능하므로 보다 강화된 보안을 기대할

수 있다.