국내에 적용 중인 TLDS는 대다수 외자재의 도입으로 시스템 장애·고장의 원인분석 한계성 노출, 구매비용의 과다 등 장비유지관리에 많은 문제점을 내포하고 있다. 이를 극복하기 위하여 TLDS의 국내 생산이 필요한 실정이다.
따라서, 본 논문은 열차제어시스템의 가장 중요한 요소인 열차위치검지장치(Train-Location-Detection System, TLDS) 국산화 개발에 대한 연구를 수행하였다.
연구의 본격적인 설명에 앞서, 본 논문은 열차위치검지장치의 기술동향에 대해 살펴봄으로서 현존하는 다양한 형태의 TLDS에 대한 검토와 함께 각각의 장치들에 대한 장단점을 기술하였다.
본 논문은 전술된 다양한 TLDS 방식 중에 간단하고 기능성이 우수한 Check-in Check-out 방식에 초점을 맞추기로 한다. 해당 방식에 기반을 둔 TLDS의 전반적인 개발 절차와 검증 결과가 구체적으로 제시되었다.
한편, 본 논문에서 제시하고자 하는 개발범위는 모노레일의 ATP/TD 시스템 중 열차검출신호를 담당하는 전동차에 탑재된 TD 장비 및 송출안테나 부분에 해당한다. 실제 차량에 대한 검증은, 심야시간대에 모터카를 운행하여 실시간으로 위치검지 신호를 검지하고, 수신된 전류 레벨을 측정하는 과정으로 진행하였다.
본 연구는 구체적으로 송출 주파수의 파라메타 분석, zero - crossing에 의한 Frequency Shift 현상 파악, 위상제어 파형 분석, 송출 주파수의 전압 및 임피던스 분석 등의 연구와 암호화된 원시 알고리즘에 대한 복원에 관한 연구를 수행하였다.
이를 바탕으로 TD 송신기 안정성을 위한 통신장치 구현, 약전보드에서부터 출력 안테나까지의 전체적인 출력회로에 대해 수치해석 연구를 진행하였으며, 개별적으로 본선 운행을 통하여 개발된 장비의 수신레벨 값과 전동차장비 수신레벨 값과의 제원을 분석하였다.
본 연구에서 개발된 열차위치검지장치는 히타치 장비와 동등하게 실시간 위치검지기능을 입증하였고, 특히 수신레벨은 전동차 TD 송신기의 8,000[mA] 설정기준으로, 19[%] 수준의 1,200[mA]에 불과하여 장비의 장기적 안전성관점에서 보다 우수한 특성을 갖는 것을 검증하였다.
본 연구에서 철저한 검증과정으로 개발된 장비는 원천기술력을 확보하고, 제품 구매 및 유지 관리에 매우 경제적이다 는 점에서 전술한 외국제품 운영에 대한 문제점에 대한 해결방안으로써 장점들을 갖는다.
따라서 향후 모노레일 열차의 위치검지장치 개발 제품을 현장에 확대 적용할 경우 철도신호기술이 한 단계 더 향상될 것으로 기대한다.