본 연구는 KTX-산천, HEMU-430과 같이 성능이 향상된 열차를 최고속도 350㎞/h로 기존 고속철도 노선에서 영업운전 하기 위해 필요한 제동거리를 계산하여 최적화된 단계별 표준속도 시퀀스를 설정하고, 이에 따른 폐색분할 설계기준을 제시하기 위함이다.
본 연구를 위하여 국내 고속철도에 적용된 속도제어체계, 차량 및 신호파라미터와 MIS(Master Input Data For Signaling)를 분석하였으며, 경부고속철도 폐색분할 설계기준 및 파일에 대하여 분석하였다. 경부고속철도의 폐색분할은 예비단계, 폐색분할단계, 폐색분할 검증단계, 운전시격 검증단계 등 4단계로 구분하여 시행하였으며, 최고 운행속도 300km/h에서 정지할 경우 170km/h - 230km/h - 270km/h - 300km/h의 표준 속도 시퀀스를 얻는 것으로 조사되었다.
이와 같이 분석한 자료를 기초로 기존 고속철도 노선에서 350㎞/h로 속도향상하는 경우 중간속도를 계산하였으며, 이를 토대로 속도제어체계를 본 연구에서 제시하였다. 즉, 350㎞/h에서 정지하는 경우 각 열차의 폐색번호 6에서 계산된 중간속도 값은 322.02, 321.76, 321.65로 계산되어 표준속도는 330㎞/h를 제시하였다. 또한, 330㎞/h에서 정지하는 경우 각 열차의 폐색번호 5에서 계산된 중간 속도 값은 298.57, 298.30, 298.08로 계산되어 표준속도는 300㎞/h를 제시하였으며, 이하의 속도는 계산결과 현재와 동일하게 계산되었다. 그러므로 경부고속철도가 최고운행속도 350km/h에서 정지할 경우 170km/h - 230km/h - 270km/h - 300km/h - 330km/h - 350km/h의 표준속도 시퀀스를 갖도록 제시하였다. 이 표준속도 시퀀스를 현재 건설 중인 오송~공주간에 폐색분할 TOOL인 DESI로 폐색분할 시뮬레이션, 검증 및 시격검증을 시행하였으며, 시행결과 속도향상에 따른 제동거리, 최소운전시격 3분 이내 등 열차가 정상 운행하는 조건을 만족하는 것으로 나타났다.
따라서 본 논문은 경부고속철도의 운행속도를 현재의 300㎞/h에서 350㎞/h로 속도향상 시키는 경우 KTX-산천, HEMU-430을 현재의 열차제어시스템을 교체하지 않고, 표준속도 시퀀스 변경으로 350㎞/h로 운행할 수 있을 뿐만 아니라 이로 인하여 열차운행시간이 단축되어 선로용량이 증대되는 효과가 있을 것으로 예상된다. 또한, 속도향상에 따른 폐색분할 설계는 현재 전적으로 해외 시스템 공급사에 의존하고 있는데, 이를 국내 폐색 설계자가 폐색분할 TOOL을 활용하여 폐색시뮬레이션을 수행하고, 수동조정을 통하여 폐색분할을 수행한 후 이에 따른 적합성 검증만 시스템 공급사에서 수행하도록 하여 설계기간 및 비용 등을 절감할 수 있도록 하였다.