해외철도 기술개발 동향 월간 보고서

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해외철도 기술개발 동향 월간 보고서

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미 래 전 략 센 터 기 술 정 보 분 석 팀

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1. 기업동향

- Players

2. 운영사동향

- Passenger Transports - Freight Transports

3. System Technologies

- ICT utilization for railway

- Connected Train and Customer Communications

4. Infrastructure Technologies -

Power supply technology

- Automatic train protection system - Reducing loss of adhesion

- Quiet track in Crossrail project

5. 국내 주요뉴스

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1. 기업동향

- Players

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• China/CRRC

기업동향

-

CRRC의 자회사인 CRRC Changchun Railway Vehicles Company는 아태지역 본부 및 연구소를 호주 멜버른에 설치

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아태 지역 내 열차 설계, 제조 및 유지보수 관련하여 기술지원 예정

• South Africa/SNCF and AFD

- 프랑스 철도청 SNCF와 프랑스 철도 에이전시 AFD는 남아프리카 철도 에이전시 PRASA와 1년간 지원 계약

- 2017년 12월부터 유효하며 전문가 훈련 및 EMU 개통을 지원 (3.97억 유로 규모)

• Germany/MTU

-

독일 MTU와 중국 CRRC는 협력연장 및 강화를 위한 전략적 파트너쉽 구축

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CRRC는 최대 디젤 엔진 제조사인 MTU(Rolls-Royce)의 기관차/디젤 엔진 지속 이용을 고려

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또한, 하이브리드 차량과 가스 엔진을 포함한 미래 전력 공급 시스템 관련하여 협력계획

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기업동향

• China/China Railway Hi-Tech Industry and Changzhou Tiansheng New Materials

-

China Railway New Rail Transit Vehicle 사는 두 회사의 합작 벤처 형성

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두 회사는 Changzhou National Hi-Tech 지역에 생산지를 두고 모노레일 열차, 자기부상열차, 경전철 등 차량 생산에 주력할 예정

• China/Italferr, the engineering subsidiary of Italian state railway FSI

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Italferr 사는 중국에서의 신호 기술 사업 확장을 목표로 CRSCD (Chinese company Beijing National Railway Research & Design Institute of Signal & Communication)와 MOU 협력 맺음

• Italy/Hitachi

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일본 Hitachi 사는 이탈리아 소재(Tuscany, Campania, Lombardy)의 제조공장에 0.5억 유로 투자예정임 - 이중 0.2억 유로는 제조 공장의 개조와 확장에 쓰이며 0.3억 유로는 새로운 LRV(light rail vehicle) 플랫폼

과 double-decker multiple units 개발에 투입할 계획

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2. 운영사동향

- Passenger Transports

- Freight Transports

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• United Kingdom/South Eastern franchise

운영사동향

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영국 교통 당국은 새로운 남동부 지역 운영사 입찰 공고 (2018년 3월 14일까지). 계약은 2018년 11월 계획

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2019년 4월 사업이 시작되며 HS1 국내 고속철 서비스 뿐만 아니라 런던-Kent coast 구간 선로 구축 사업 포함

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최소한 4만명의 추가 승객 수송을 위해 열차 재편성 및 노후 차량 교체가 필수이며 1등석 객차 또한 없앨 계획

• Germany/SBB GmbH (Swiss state railway SBB’s subsidiary)

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DB Regio 사가 운영하던 Schaffhausen-Erzingen 구간을 2017년 12월부터 SBB GmbH가 인수하여 운영시작

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독일 교통당국으로부터 260,000 train-km를 할당 받았으며 스테들러 제조사의 EMU (type GTW)를

운영

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• Denmark/Copenhagen S-Tog

운영사동향

• Germany/DB Fernverkehr

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독일의 장거리 철도 수송 부문은 2015년 370억 pkm에서 2016년 400억 pkm으로 증가

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장거리 버스 수송 서비스와의 경쟁을 위한 가격 조정이 주요인으로 분석됨

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철도 운영사의 수익은 2015년 192억 유로에서 2016년 201억 유로로 증가하였으며 철도 인프라 시장 규모 또한 60억에서 63억 유로로 증가됨

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덴마크 의회는 코펜하겐 통근철도 S-Tog 노선의 운영과 관리를 정부-민간협력 사업으로 입찰 추진 예정

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알스톰-LHB/지멘스-SA 타입인 105 electric multiple units (EMU)가 운영 대상이며 2024년부터 교체계획

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자율주행이 가능한 CBTC (communications-based train control) 도입으로 2024-2026년 일부노선 운행

개시 예정이며 2036년까지 전 노선에 자율 주행 확대를 계획

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170km 노선과 84개 역사의 자동화 및 인프라 구축을 위한 비용은 558백만 유로로 추정

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• Germany/Bavarian railway company (BEG)

운영사동향

• Germany/Berlin suburban rail (S-Bahn)

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독일 BEG 운영사는 Chiemgau-Berchtesgaden 구간의 공공 철도 수송서비스에 관한 입찰 공고 (2018년 8월 17일 마감)

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노선은 2단계에 걸쳐 구축되며 1단계에서는 Freilassing-Berchtesgaden 노선을 약 500,000 train-km 의 수송력으로 2021년 12월 부터 운행예정

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2단계는 Freilassing-Traunstein-Ruhpolding 구간에 대해 2022년 12월부터 운행 예정이며 사업은 2036년 종료

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Berlin, Brandenburg 연방정부는 S-Bahn 노선 내 승객 수송운영의 공동입찰 공고 (2018년 1월 26일까지)

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2023년 12월부터 2033년 12월까지 단계별로 운행을 시작할 예정이며 수송력은 구간별로 0.9~1.2

million train-km 달성 계획

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• Brazil/Brazilian association of rail freight transport operators (ANTF)

운영사동향

• Italy/Captrain Italia (CTI)

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SNCF 자회사인 CTI는 2017년 수익은 10% 증가하며 수송 능력 또한 13% 상승할 것으로 발표

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2015년 수입은 EUR 54.8 million, 세전 영업이익은 ERU-1.86 million

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또한 이탈리아 인프라 운영사 RFI로부터 기존 1,600t의 차량 무게를 2,000t까지 허용하는 것을 승인받음

-

브라질 철도 운영사 연합(ANTF)은 인프라의 개선으로 2026년까지 철도 화물 수송력이 30% 증가하여 700만 tkm을 달성할 것으로 예상

• Canada/Quebec Port Authority (QPA)

-

2017년 12월 캐나다 퀘백 QPA는 컨테이너 터미널 구축계획 발표하였으며 본 사업으로 물류와 사업확장 을 위한 경제의 국제적 허브 구축 효과기대

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Wharf 노선 확장과 기존 도로와 철도를 잇는 사업을 위해 400백만 유로 투입 예정이며 Canadian

National Railway(CN), Canadian Pacific, Quebec Gatineau Railway가 참여

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3. System Technologies

- ICT utilization for railway

- Connected Train and Customer Communications

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Recent Research on Application of ICT_RTRI

<실시간 정보 기반 철도운영 사례>

• 기존 철도정보 운영시스템 분석 및 통합운영을 위한 네트워크 플랫폼 기술개요 도출

• 실시간 정보 기반 철도운영 시스템 개발

< ICT 적용 실시간 유지보수 사례>

< Information network platform에 기반한 철도 시스템 운영방식 모식도>

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Recent Research on Application of ICT_RTRI

• High capacity data communication system

<현재 일본에서 쓰이는 주파수 영역(LF, VHF, UHF) 외에 라디오 주파수 영역의 선로 활용을 위한 고성능 optic-electric 변환 및 RoF( Radio over Fiber) 기술 관련 연구진행 중>

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Research and development_RSSB

• 영국 RSSB는 GB rail사의 무선 광대역 연결 구축을 위한 중단기 계획 도출

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The Future Communications and Positioning Systems (FCandPS) Advisory Group, Rail Delivery Group (RDG), Network Rail 사의 지원으로 수행되었으며 모바일 네트워크 운영사, 철도 운영사 등과의 협력연구 진행

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노선, 터널, 역사, 물류창고의 항상된 digital connectivity는 Network Rail 사를 포함한 철도,

화물 운영사 등의 생산성 및 안전성 강화, 승객 편의성 향상 기대

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Research and development_RSSB

• Wireless connectivity technology

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기존 및 개발 중인 wireless technology의 통신범위, 기술개발 단계, 시장현황 등을 분석

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(고속)철도 통신연결분야의 성능향상을 가져올 수 있는 최신 기술들을 제시하였으며 3-5년 내 상용화 될 것으로 전망

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Research and development_RSSB

-

기존 및 개발 중인 wireless technology의 통신범위, 기술개발 단계, 시장현황 등을 분석 (사례)

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Research and development_RSSB

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독일, 이탈리아, 미국의 열차 통신 기술현황 분석

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GB rail사 공급 가능한 사양별 통신기술 로드맵 도출

*China: 400km 구간에 도입된 5G New Radio 및 철도 운영 통신구축 관련 진행 중

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4. Infrastructure Technologies

- Power supply technology

- Automatic train protection system - Reducing loss of adhesion

- Quiet track in Crossrail project

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Recent Research on Power Supply_RTRI

• Energy conservation through energy networks

• Research on high-performance rectifiers

<실시간 전압 조절을 위한 IGBT element가 설치된 rectifier 개념도>

• Research on flywheels for practical railway applications

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Recent Research on Safety_RTRI

• Frontal obstacle detection using background subtraction and frame registration

<장애물로 인한 일본 열차 탈선 사례>

<앞서 운행된 차량에서 촬영된 이미지와 현재 운행중인 차량의 이미지 차이로 장애물 인식>

<장애물 인식을 위한 pixel-wise image 공정과정>

<본 기술의 거리에 따른 장애물 인식 속도비표>

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Improving industry performance_RSSB 2017.12

• Sand on the railway

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선로 상에서 트랙선 및 제동 기능 향상을 위해 낮은 점착 조건에서 모래를 휠/레일 인터페이스에 투입

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다양한 차량 운행속도 및 제동조건에서 모래 분사속도 조절과 장치 장착위치 등의 최적화 시험을 통해

low adhesion 생성 완화방안 도출

-

Sand hose/nozzle로 구성된 분사장치, 제어시스템, 물(세제) 분사장치로 구성되어 차량에 장착

-

가속 구역, 낮은 점착조건 구간, 분사장치 가동 구역으로 이루어진 7km 구간에서 시험

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Railway Gazette_2018.01.

• Five trackforms being used on the Crossrail project

<지역에 따른 선로 형태>

-

2018년 12월 개통을 앞둔 런던 중심에 위치한 선로구축 사업에서 빠른 시공, 용이한 유지보수, 및 소음 진동 전파 최소화를 위해 지반상태에 따라 각기 다른 성능을 가진 선로 도입

-

노선 중 80%는 standard track slab를 구축하였으며 빠른 시공이 장점

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낮은 강성과 높은 진동 저감 효과를 가지는 Sateba HAS (high attenuation sleepers), 고르지 않은 지면 에 적용 가능한 DFT(direct fixation track), 높은 소음진동 저감효과를 가지는 FTS(floating track slab) 등 5가지 타입의 선로가 적용됨

<FTS-Light floating track slabs supported on an elastomeric bearing layer>

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6. 국내 주요뉴스

- 스마트 역사

- 안전강화 기술

- 해외철도뉴스

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디지털타임스<IoT, Al로 철도역사 안전 높인다...스마트 보안정보시스템 구축 추진>

- 국토부, 1월중 스마트 철도보안정보시스템 구축사업을 위한 정보화전략계획(ISP) 수립 사업자 선정 계획 및 연내 구축 목표 - 국내외 발생된 철도테러, 사건사고의 빅데이터 분석으로 위험원인 도출감시하고 선제적 대응 가능한 스마트 철도보안정보

시스템 구축 예정

- 지능형 CCTV, 폭발물 감지시스템, IoT, Al를 융합하여 철도역사의 개방성과 접근성을 고려한 시스템 개발 전략

중앙일보<컨테이너에 IoT 장비 부착…화물 이동 경로 ‘손바닥 보듯’>

- 진화하는 ‘스마트 물류’ 시스템, AI·위성통신 기술 잇따라 접목

- 실시간 위치추적은 물론 컨테이너 내부 습도·진동까지 감지하며 저렴한 요금으로 전용망 이용 - 삼성 SDS, 블록체인으로 정보 공유, DHL은 증강현실 활용해 화물 적재

- 3년 뒤 시장 규모 21조로 성장 전망

한국경제<왕십리역 지하 3D로 한눈에 본다>

- 왕십리역 광장 반경 500제곱미터 지하에 실시간으로 지하공간을 모니터링하는 ‘지하공간 안전관리시스템’ 구축 - 상수도 센서 10개와 지하수 모니터링 장비 7개, 철도 선로 계층 장비 5개 등은 사물인터넷 기술을 통해 정보를 보냄 - 계측정보와 시설물의 안전성과 노후정도 등 기존 정보를 합쳐 ‘위험지수’ 산출

- 이상이 감지되면 자동으로 시설 담당자 연락처로 상황이 전달되어 이전 상수도관으로 인한 함몰 문제에 대한 하나의 해결 책이 될 것으로 전망

국내 주요 뉴스

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국내 주요 뉴스

인민망<상하이 지하철 내년 초 QR코드 스캔 진입, 향후 안면인식 승차>

- 알리바바가 최근에 개발한 음성 승차권 예매, 안면인식 지하철 진입, 스마트 승객 흐름 분석 등 여러 종류의 기술이 상하이선퉁 지하철그룹에서 최초로 선보임

- 현재 프로토타입 연구제작 단계이며 향후 상하이 지하철에 서서히 응용될 예정

아시아경제<KT-서울교통공사, ICT기술로 안전한 지하철 만든다>

조선일보<지하철 탈 때 카드 안 찍어도 되는 날 온다 >

- KT와 서울교통공사가 깨끗한 ‘그린 서브웨이’ 실증 사업과 미래 대중교통기술 공동연구를 위한 업무협약을 맺음

- 에너지 효율화, 안전사고 및 범죄예방, 지하철 공기질 개선, 태그 없이 탑승하는 오픈게이트 연구 등을 위해 상호 협력 계획 - KT는 5호선 주요역사에 인공지능 에너지 통합플랫폼 ‘기가 에너지 매니저’, 보안 솔루션 ‘기가아이즈’, 음성감지 비상벨

‘세이프메이트’, 실시간 공기질 측정 솔루션 ‘기가 IoT 에어맵’ 등을 연내 적용 - 실증사업의 현장 테스트는 양사의 본사를 경유하는 지하철 5호선에서 진행예정

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부산일보<건설기술연구원, 터널내 화재진압 신기술 개발… 압축공기포 사용>

- 한국건설기술연구원 화재안전연구소는 지하공간 및 시설물 화재를 효과적으로 진압하는 ‘압축공기포 소화설비 시스템 기술’

을 개발

- 특수장치를 사용해 열차의 강화유리를 한꺼번에 파괴해 승객이 빠르게 탈출할 수 있도록 하며 압축공기포로 소화약제를 분 사해 화재를 진압

서울경제<철도공단, 원주∼강릉 철도에 재난방송설비 설치>

- 국내 최장 산악터널인 대관령터널 등 31개소에 FM/DMB 중계설비 설치

- 원주~강릉 구간 중 200m가 넘는 31개 터널에 FM/DMB 중계설비를 설치할 계획

디지털타임스<프랑스 철도시장 뚫은 토종벤처 ‘위로 열리는 스크린도어’>

- 에스트래픽은 2016년 9월 MOU 체결이후 2017년 12월 프랑스 국영철도(SNCF)와 사업 착수행사를 갖고, 상하 개폐형 스크 린도어(VPSD) 설치사업을 본격적으로 시작

- 유럽은 정차 위치가 다른 여러 기종의 열차가 한 플랫폼에 진입하므로 기존 좌우 개폐식 스크린도어 적용 불가. 유럽 철도 환경에 맞는 VPSD 개발하였으며 특허받은 최신 교통솔루션으로 선진국 시장 선점 기대

- 에스트래픽은 또한 하이패스 시스템(ETCS) 구축이 미비한 베트남, 인도네시아 등 동남아시아 국가를 중심으로 제품을 수출 할 계획

국내 주요 뉴스

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국내 주요 뉴스

한국일보<첨단으로 달리는 中 고속철>

- 중국철도총공사(CRC)는 2020년까지 고속철 총 연장을 3만km로 연장할 계획이며 2025년 고속철 구간은 3만8000km까지 늘어날 전망

- IoT와 센서 네트워크 기술을 접목시켜 고속철 차량이 스스로 운행과 유지보수 정보를 수집하고 분석하는 기능 강화.

또한 적정 수송물량 결정과 배차 간격 조정 기능 도입가능

- 첨단기술 활용 과정에 BAT(바이두/알리바바/톈센트) 등 정보기술 최첨단 기술 보유기업 다수 참여

글로벌이코노믹<"육상 이어 땅속까지?"…중국 43개 도시서 지하철 건설 붐>

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‘중국 도시 궤도교통 산업 발전 현황’에 따르면 최근 몇 년간 중국 궤도교통 산업은 계획, 건설, 운영, 자금 조달 등 다양한 부문에서 빠르게 발전

- 현재 43개 도시의 8600km에 달하는 지하철 및 궤도 교통 건설 사업이 승인을 받음

- ‘주요도시 궤도교통 제1기 건설사업 계획(2016-2022)’ 등이 대표적인 도시 궤도교통 사업이며 궤도 교통 건설 붐은 중국의 중점 인프라 전략으로 자리매김

연합뉴스<중국 가로질러 유럽까지 국내 화물 보낸다…전세화물열차 도입>

- 중국 대륙을 가로질러 유럽으로 국내 화물을 운송하는 ‘전세 화물열차’가 사상 최초로 서비스 시작

- 현대상선과 서중물류는 이 같은 내용의 유럽행 중국횡단철도 블록트레인 운송계약을 체결 하였으며 국내 주요 화주를 대상으로 TCR(Trans China Railway) 블록트레인 물량을 접수 중 - 유럽행 TCR 블록트레인은 국내 주요 항에서 중국으로 화물을 보내면 이를 모아 TCR을

이용해 유럽까지 운송하는 구조

- TCR 블록트레인 도입으로 현재 육로 물류 운송 기간이 최대 절반가량 단축되나 비싼 운임은 다소 부담

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국내 주요 뉴스

연합뉴스<스위스, '자율주행 열차' 철로서 시범운행 성공 >

- 스위스 SBB에서 컴퓨터로 통제되는 자율주행 열차가 성공적으로 시범운행을 마침

- 컴퓨터가 속도를 조절하며 배차간격이 출어 화물, 승객 수송 효율은 30% 까지 높일 수 있을 것으로 전망 - 스위스는 철도 시스템은 이미 90%가량 자동화가 진행되었으며 국가간 열차 통제 시스템 표준 제정 필요

ZDNetKorea<중국산 무인 지하철 베이징서 첫 운행>

- 중국에서 처음으로 중국 자체 ‘무인 자율주행 지하철’ 기술을 적용한 지하철이 운행을 시작 - 차량 내 환경은 외부 관제센터에서 원격으로 조절하며, 무인 운행을 통해 열차 운행 컨트롤

시간 단축 효과

- 2017년 12월 말 개통하는 베이징지하철 옌팡선에 처음으로 투입되며 중국에서 처음으로 중국 지식재산권을 이용한 전자동 지하철임

테크홀릭<독일에 친환경 수소연료전지 열차 도입된다>

- 프랑스 알스톰은 독일 니더작센주 철도당국(LNVG)과 수소연료전지 열차 공급 계약을 체결하였으며 2021년 독일에 오직 친 환경 수소 연료로만 구동되는 열차가 운행될 예정

- 이를 통해 기존 디젤열차를 대체하여 도시 대기질 개선 기여를 목표로 하며 열차 차량기지 내에 수소 충전소 또한 건설계획 - ‘코라디아 이린트’로 명명된 알스톰의 수소열차는 최대 시속이 140km이며, 수소연료 완충 시 최대 1000km 운행 가능

국민일보<내달리는 러시아 열차서 심혈관질환 진단한다>

- KT가 러시아역사 병원과 열차에 ICT기술이 집약된 디지털 헬스케어 솔루션 구축 계획이며 소량의 혈액∙소변으로 심혈관질환 등을 신속히 진단 가능

- KT는 러시아 제1의 여객 철도 운송기업인 러시안 레일웨이즈와 디지털 헬스케어 사업을 위한 MOU를 체결하였으며 응급상 황에서 1차 진료할 수 있는 시범사업을 올 1분기에 추진예정

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