우리나라는 2004년 경부고속철도 개통과 지속적인 전철화사업 시행으로 철도 영업거리 대비 총 72.3%가 전철화 되어 있다. 또한 고속화를 통한 속도 경쟁력 강화를 위해 고속철도 구간은 2015년 호남고속철도, 2016년 수서고속철도가 개통되었고, 일반철도 구간은 2017년 강릉선이 250km/h로 개통을 시작으로 기존선 경춘선, 전라선 등 일반철도 노선 대부분을 200km/h 이상 속도 운행을 적극 추진하고 있다.
이러한 고속화를 뒷받침하기 위해 효율적이며 신뢰성 있는 시설물 유지보수 방법으로 정확한 상태정보를 측정할 수 있는 검측시스템에 의한 검측과 검측 데이터의 효율적인 관리 및 활용이 필요하다.
전철화 구간에서는 전차선 귀선전류와 궤도회로 신호전류가 동일한 레일을 사용하여 전기회로를 구성하고 있다. 따라서 궤도회로 신호전류는 하나의 궤도회로에만 흘려야 하고, 전차선 귀선전류는 인근 변전소까지 연속적으로 회로가 구성되어 있어야 한다.
궤도회로 좌, 우 레일에 흐르는 귀선전류의 불평형이 발생하면 미세한 전류로 동작하는 궤도회로 수신측 궤도계전기가 불완전하게 동작하여 장애가 발생될 수 있다. 이런 장애가 발생되는 것을 예방하기 위하여 국내외 철도를 운영하는 기관에서는 차상검측시스템을 활용하여 정기적으로 궤도회로 양측 레일에 흐르는 귀선전류를 검측하고 있다.
2004년 고속철도 개통시 처음 도입한 고속검측차량에 설치된 귀선전류 차상 검측시스템은 검측 요원의 육안으로 그래프를 확인하여 귀선전류 불평형 유무를 판단해야 하는 수동 방식으로 정확도가 많이 떨어져 유지보수 활용면에서 효과가 미비하였다.
본 연구는 전차선 귀선전류 불평형의 중요성에 따라 귀선전류 불평형에 대하여 분석하고, 귀선전류 차상검측시스템이 300km/h로 주행하면서 검측할 수 있는 기술의 정확도를 높이기 위하여 검측 정밀도를 기존 2~3m에서 0.5m로, 샘플링률을 10ms에서 4.5ms로 목표를 설정하였으며, 귀선전류 좌우측 레일의 불평형률을 자동계산 및 처리될 수 있도록 하드웨어 및 소프트웨어의 최적화 된 설계를 제시하고 현장 정적시험 및 동적시험, 현차시험을 통해 성능 평가를 실시하여 성능 향상을 입증하였다.
향후 본 논문에서 분석된 연구 결과를 토대로 실시간 예방 유지보수를 위하여 검측차량 운행과 동시에 귀선전류 불평형 불량개소와 정확한 위치를 유지 보수자 개인용 정보 단말기(PDA)에 실시간으로 정보 전송이 되는 연구가 추가적으로 필요하다.