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문제 정의
- 4GHz보다 직진성이 높은 지하철 무선영상전송용 주파수로 분배된 18GHz 대역을 이용한 전파경로 손실특성 측정 및 전파도달범위의 분석 결과에서도 밀폐된 터널이 도파관 역할을 수행함에 따라 터널 직선구간의 경로손실지수는 일반 실외 무선환경보다 전송손실이 작은 특성을 갖는 것으로 분석되었으며[15], 대부분의 도시철도 또는 터널 구간에서는 누설동축케이블(LCX : Leaky Coaxial Cable)의 사용을 선호하는 것으로 확인되었다. 그러나 전파 전파의 경우, 도시철도의 지하구간은 빈공간으로 구성된 전파의 도파관으로 해석되며, 단지 터널의 모양과 크기에 따라 차단주파수에 영향을 인가함으로서 본 논문에서는 도시철도 터널구간에서 일반적으로 사용하는 LCX 케이블 대신 LTE-R 망에 야기 안테나를 연결하여[16] 도시철도의 무선통신에서 요구하는 전파 전파 특성을 충분히 수용할 수 있는지를 시험을 통해 확인하려 한다.
- 본 논문에서는 LTE-R의 도시철도 터널 환경 적용을 위한 철도통신의 전파 전파 특성을 분석하였다. 분석은 무인운전 열차제어시스템과 통신시스템에 대한 성능 및 시운전시험을 통해 LTE-R의 도시철도 터널구간의 적용성을 확인하였다.
- 대불선 시험선은 일반철도 영업선으로 대부분 지하 터널로 구성된 도시철도와 차별화됨으로서 기존의 VHF, UHF, TRS의 터널 적용 사례와 비교하여 LTE-R의 적용 문제점이 도시철도 운영기관에 의해 제시되었다. 본 논문은 대불선에 위치한 2.2km 터널을 이용하여 도시철도 지하구간에서의 LTE-R 적용을 위한 전파 전파 특성을 검토하였다. 이는 도시철도 지하구간의 역간 거리가 2km 이하인 점을 고려할 때, 본 논문에서 적용한 대불선 터널의 길이 2.
- 본 논문은 철도통합무선망 개발을 위한 LTE 통신 방식의 적용 타당성 연구를 통해 대불선 약 12km 구간에 구축된 2.6GHz LTE-R 철도통합무선망을 이용한 도시철도 열차제어시스템의 LTE-R 적용성을 분석하였다. 철도통합무선망 개발을 위해 이용된 대불선은 전라남도 목포에 위치한 한국철도공사의 대불역과 일로역 구간 영업선으로 한국철도시설공단, 한국철도공사, 한국철도기술연구원이 공동으로 철도 기술 개발품에 대한 시험선으로 2009년부터 활용중에 있다.
제안 방법
- - 시험 설비 : 3개의 컨소시엄이 각각 제작한 세 개의 무인운전 기반 열차제어시스템(TCS : Train Control System)을 이용하여 각각의 컨소시엄별로 시험을 실시한다.
- LTE-R 망 최적화는 초기의 측정 결과에서 문제가 된 지역에 대한 해결 방안으로 실시되었다. 터널 외부구간의 경우에는 RRU #3의 방향을 터널 입구 쪽으로 수정하여 RRU #3 핸드오버시의 데이터 저하구간거리가 그림 6(a)와 같이 개선되었고, 터널 내부는 더욱 양호한 핸드오프가 보장되었다.
- LTE-R망 최적화는 측정용 휴대용 노트북, DM(Netimizer DML) 및 GCT사의 USB(Universal Serial Bus) Dongle을 이용하여 아래 표와 같은 품질 지료를 적용하여 GCT의 USB Dongle에 대해 수신신호강도지수(RSSI : Received Signal Strength Indication)와 전파의 연속성을 측정하였다[7]. RSSI의 허용값은 강전계일 때 -65dB 이상, 약전계일 때 -100dB 이하를 만족해야 하는 기준에 따라 그림 4는 터널이 위치한 RRU #4 구간에서 RSSI의 허용값을 만족함으로서 LTE-R 시험망 구성의 적합성을 확인할 수 있었다.
- LTE-R망의 터널 구간에 대한 철도통신시스템 시험은 표 2와 같이 주어진 시험주파수를 이용하여 LTE-R을 구성하기 위한 연속파(CW : Continuous Wave) 시험을 통해 실시되었다[7]. 관련 시험은 무인운전 열차제어 시험용으로 임대, 개조하여 운행중인 경의선전동차를 이용하여 사전 시험망 조사시에 파악된 터널 구간 지형 데이터에 대해 그림 2와 같은 설비의 설치를 통해 그림 3의 위치에서 각각 진행하였다.
- 고속시험은 열차가 허용최고속도로 운행할 수 있는 상태에서 무선 통신 지속성을 확인하는 시험으로서, 열차와 지상간의 무선 통신은 끊임없이 연속적으로 구현되는지를 확인한다. 각각의 속도 시험에 대한 무선통신 지속성은 통신두절에 의한 FSB체결 유무를 통해 확인한다.
- LTE-R망의 터널 구간에 대한 철도통신시스템 시험은 표 2와 같이 주어진 시험주파수를 이용하여 LTE-R을 구성하기 위한 연속파(CW : Continuous Wave) 시험을 통해 실시되었다[7]. 관련 시험은 무인운전 열차제어 시험용으로 임대, 개조하여 운행중인 경의선전동차를 이용하여 사전 시험망 조사시에 파악된 터널 구간 지형 데이터에 대해 그림 2와 같은 설비의 설치를 통해 그림 3의 위치에서 각각 진행하였다. 여기서 수신기(Rx)는 시험 열차에, 송신기(Tx)는 터널 입구의 측정점에 안테나 높이 2m로 아래 그림과 같이 설치하였다[7].
- 표 3에서 주어진 열차제어시스템 성능 시험 결과는 3개 제작사 모두 FSB가 체결되지 않고 정상적인 열차운행이 구현됨을 나타내며, 이는 무선통신의 연속적인 정보전송을 의미하는 통신의 안전성이 열차제어용으로 적합함을 간접적으로 제시한다. 관련 시험은 터널에서의 열차 제한 속도가 80km로 주어짐에 따라 최대 80km로 시험을 실시하였으며, 관련 시험 결과에 대한 공인성능시험 인증 성적서를 확보하였다.
- 국내 철도는 이러한 다중통신망으로 구성된 철도통신망의 통합과 유선설비의 무선화를 위한 철도통합무선망에 대한 연구를 2010년부터 시작하였다. 관련 연구는 해외 철도통합무선망 동향 및 국내 현황 조사를 통한 효율적인 철도통합무선망 구축안을 기반으로[1], GSM (Global System for Mobile), WCDMA(Wideband Code Division Multiple Access), WiBro(Wireless Broadband), TRS, LTE(Long Term Evolution) 등과 같은 통신방식의 철도무선망 적용 가능성과 관련 기술 한계에 대한 분석을 실행하였다[2]. 이는 차세대 철도 무선통신에서 요구하는 서비스를 세분화하여 철도통합무선망 구축에 필요한 통신방식 LTE-FDD(Frequency Division Duplexing)과 관련 주파수 대역을 제시하였다[3].
- 6GHz 대역, 10MHz 폭의 LTE-R 망을 터널구간, 토공구간, 교량구간으로 분류하여 관련 성능에 대한 시운전 시험을 실시하였다[10]. 도시철도는 지하구간과 토공구간으로만 분류됨에 따라, 본 논문에서는 터널, 토공, 교량 등의 환경에서 실시한 시험 결과를 기반으로 연구 범위를 도시철도 터널구간에서의 LTE-R 적용을 위한 분석으로 제한하였다. 일반적인 도시철도 터널구간과 대불시험선 터널구간의 특성은 다음 표 1과 같다.
- 도시철도의 열차제어용 무선통신방식은 무인운전에서 사용하는 WiFi 시스템과 대불시험선에서 처음 적용된 LTE-R 시스템으로 구분되며, 관제, 운영 및 유지보수에 사용되는 무선통신방식이 TRS, VHF를 이용하며 대부분 LCX 또는 방사형동축케이블(RCX : Radiating Coaxial Cable)을 포설하여 사용하고 있다. 본 논문의 대불선 시험선 터널에는 방향성 안테나인 야기 안테나를 터널의 입출구에 설치하여 터널 환경에서의 무선 성능을 시험하였다. 초기에는 대불시험선 터널에서도 도시철도에서 사용하는 LCX 또는 RCX 케이블의 적용을 검토하였지만, 이론적으로 터널에서의 전파 전파특성이 일반 실외 구간보다 우수하며[11-14], 도시철도의 역간 거리의 대부분이 대불선 터널보다 짧고, 운영 및 유지보수 측면에서의 단순함과 경제성을 고려하여 대불시험선 터널에서는 기존의 도시철도 터널구간에서 사용하는 LCX 또는 RCX 케이블 대신 야기 안테나를 적용하였다.
- 본 논문에서는 LTE-R의 도시철도 터널 환경 적용을 위한 철도통신의 전파 전파 특성을 분석하였다. 분석은 무인운전 열차제어시스템과 통신시스템에 대한 성능 및 시운전시험을 통해 LTE-R의 도시철도 터널구간의 적용성을 확인하였다. 대불 시험선 지상구간에는 약 1km 간격으로 안테나를 설치하였지만, 터널의 경우에는 터널 길이가 2.
- 무선통신 두절시에는 제동기 설계상 최대상용제동을 실행하는 것을 의미하는 완전상용제동(FSB : Full Service Brake)를 체결한다. 시험은 열차의 전두부와 후두부에 설치된 열차제어시스템을 활용하여 실시한다.
- 열차제어시스템은 AP(Access Point) 안테나를 통해 열차 운행에 연관된 정보를 연속적으로 매 0.5초 마다 수신하며, 200m 간격으로 선로 중앙에 설치된 RFID(Radio-Frequency IDentifica-tion)의 위치 정보와 차량에서 측정된 위치정보의 비교, 보정에 의해 항상 정확한 열차의 위치를 확보한다. 이때 무선으로 전송되는 열차제어 정보의 수신이 실패하는 경우에는 열차 운전의 안전을 위해 우선적으로 비상 제동이 체결되고, 열차는 정지하게 된다.
- 열차제어시스템의 성능 확인은 무선 전송정보의 연속성 시험 결과를 기반으로 열차제어를 위한 전파전파환경이 양호한지, 끊김이 발생하는지에 대한 시험을 통해 열차제어시스템에서의 LTE-R 통신방식의 사용 가능성 유무가 결정된다. 이를 확인하기 위해서는 열차제어 고유의 기능인 지상신호와 차상신호, 그리고 열차제어설비간의 연계동작시험 시나리오에 포함된 다양한 특성에 대해 철도 무선통신망의 안정성과 0.5초 이상의 비연속성이 발생하지 않는 성능 시험을 위하여 그림 7의 설비 구성도를 기반으로 시운전 시험을 실시하였다. 여기서 도시철도의 역 안전설비로 주어지는 스크린 도어(PSD : Plat-form Screen Door)와 정위치 정차판 관련 시험은 지하구간 또는 지상 구간의 무선통신 환경과 무관한 선로에 설치된 센서를 이용함으로서 본 논문의 열차제어시스템 성능시험에서는 제외하였다.
- 철도통합무선망 구축이 LTE 방식으로 결정된 후, LTE-R 관련 기술 개발 및 철도적용 시험은 목포에 위치한 대불선 약 12km 구간에 2.6GHz 대역, 10MHz 폭의 LTE-R 망을 터널구간, 토공구간, 교량구간으로 분류하여 관련 성능에 대한 시운전 시험을 실시하였다[10]. 도시철도는 지하구간과 토공구간으로만 분류됨에 따라, 본 논문에서는 터널, 토공, 교량 등의 환경에서 실시한 시험 결과를 기반으로 연구 범위를 도시철도 터널구간에서의 LTE-R 적용을 위한 분석으로 제한하였다.
- 본 논문의 대불선 시험선 터널에는 방향성 안테나인 야기 안테나를 터널의 입출구에 설치하여 터널 환경에서의 무선 성능을 시험하였다. 초기에는 대불시험선 터널에서도 도시철도에서 사용하는 LCX 또는 RCX 케이블의 적용을 검토하였지만, 이론적으로 터널에서의 전파 전파특성이 일반 실외 구간보다 우수하며[11-14], 도시철도의 역간 거리의 대부분이 대불선 터널보다 짧고, 운영 및 유지보수 측면에서의 단순함과 경제성을 고려하여 대불시험선 터널에서는 기존의 도시철도 터널구간에서 사용하는 LCX 또는 RCX 케이블 대신 야기 안테나를 적용하였다. 이는 터널의 전파 전파특성에 대한 사전 분석 결과에 의해 야기 안테나를 적용하여도 터널에서의 전파 전파환경 구축이 충분히 가능한 것으로 확인되었기 때문이다.
대상 데이터
- 2km는 관련 검토를 위해 충분한 것으로 분석되었다. 도시철도 터널구간의 전파 전파 특성 확인은 대불선에서 사용된 2.6GHz 시험주파수와 유사한 대역의 주파수인 2.4GHz와 현재 도시철도 일부구간에서 영상용으로 사용하는 5.8GHz 주파수 대역을 이용하였다[11, 12]. 주요 검토 항목은 도시철도 지하구간 무선통신 서비스용 안테나, 송수신기간의 거리, 전파 환경 요인에 따른 경로손실 및 지연 프로파일 특성으로 주어지며, 터널의 단면이 원형이고 평면이 곡선형인 도시철도 터널 환경은 자유공간이나 다른 실내외 환경에 비해 경로손실값이 매우 작고 지연 프로파일 특성도 매우 양호한 것으로 조사되었다[13].
- 6GHz LTE-R 철도통합무선망을 이용한 도시철도 열차제어시스템의 LTE-R 적용성을 분석하였다. 철도통합무선망 개발을 위해 이용된 대불선은 전라남도 목포에 위치한 한국철도공사의 대불역과 일로역 구간 영업선으로 한국철도시설공단, 한국철도공사, 한국철도기술연구원이 공동으로 철도 기술 개발품에 대한 시험선으로 2009년부터 활용중에 있다. 관련 구간은 터널, 교량, 건널목 등 철도 전반에 대한 시험이 가능한 인프라 구조를 갖추고 있으며 최대 운행속도 90km/h까지 속도 시험이 가능하다.
성능/효과
- 그림 8(b)는 열차 출발 이전과, 최대 열차 운행 허용속도가 선로 조건과 선행 열차에 의해 40km/h로 한정된 경우이며, 관련 속도를 준수하는 것을 나타낸다. 그러나 그림 8(c)는 제한속도 40km/h를 초과하여 44km/h로 열차가 운행됨에 따라, MMI는 과속에 대한 경보를 표시하기 위해 속도 지시등이 적색으로 변함과 동시에 경보가 발생한 후, 속도를 40km/h 이하로 자동으로 제어함을 나타내며, 이후 최대 열차 운행 허용속도가 90km/h로 상향되면서 열차의 운행 속도가 61km/h까지 상승됨을 나타낸다. 무선통신에 대한 성능과 자동열차방호(ATP : Automatic Train Protection) 기능과 자동열차운영(ATO : Automatic Train Operation) 기능에 대한 정상 동작 여부는 각각의 그림에서 안테나, 및 ATP, ATO 아이콘으로 표시되며, 그림 8의 경우, 열차의 전두부에 설치된 설비로 열차가 제어됨에 따라 ATP2와 ATO2, 그리고 관련 안테나가 동작하는 것을 의미하는 녹색으로 표시되어 있으며, 열차의 후두부를 의미하는 ATP1과 ATO1, 그리고 관련 안테나는 적색으로 표시되어 동작하지 않음을 나타낸다.
- LTE-R망 최적화는 측정용 휴대용 노트북, DM(Netimizer DML) 및 GCT사의 USB(Universal Serial Bus) Dongle을 이용하여 아래 표와 같은 품질 지료를 적용하여 GCT의 USB Dongle에 대해 수신신호강도지수(RSSI : Received Signal Strength Indication)와 전파의 연속성을 측정하였다[7]. RSSI의 허용값은 강전계일 때 -65dB 이상, 약전계일 때 -100dB 이하를 만족해야 하는 기준에 따라 그림 4는 터널이 위치한 RRU #4 구간에서 RSSI의 허용값을 만족함으로서 LTE-R 시험망 구성의 적합성을 확인할 수 있었다.
- 이후 RRU #6과 #7의 방향과 각도를 재수정하여 측정한 결과, 그림 6(c)와 같이 핸드오버 ping pong 및 음영구간 개선되었지만, 여전히 Call drop 현상이 발생하였다. 결과적으로 터널 내부의 경우에는 LCX 케이불 대신 야기 안테나를 사용하여도 전파 전파특성에는 문제가 없는것으로 확인된 반면, 물의 반사파 영향을 받는 교량의 경우에는 전파 전파특성이 예상보다 매우 심각한 것으로 확인되었다[7]. 따라서 시험선 터널구간의 전파 전파특성은 일반적인 토공 및 교량 구간보다 더욱 양호함을 측정을 통해 확인하였다.
- 분석은 무인운전 열차제어시스템과 통신시스템에 대한 성능 및 시운전시험을 통해 LTE-R의 도시철도 터널구간의 적용성을 확인하였다. 대불 시험선 지상구간에는 약 1km 간격으로 안테나를 설치하였지만, 터널의 경우에는 터널 길이가 2.2km로 주어짐에도 불구하고, 단지 터널 입구와 출구에 야기안테나와 터널 진출입구의 외부 30m 지점에 분기형으로 각각 1개씩 RRU를 설치하여 CW 시험을 수행한 결과, 터널의 전파 전파 특성의 양호함을 확인하였다. 이는 터널이 전파 전파 도파관으로 작용함으로서 터널구간의 무선전파 환경이 지상의 무선전파 환경보다 유리하다는 이론을 LTE-R의 경우에도 본 논문의 시험을 통해 입증하였다.
- 결과적으로 터널 내부의 경우에는 LCX 케이불 대신 야기 안테나를 사용하여도 전파 전파특성에는 문제가 없는것으로 확인된 반면, 물의 반사파 영향을 받는 교량의 경우에는 전파 전파특성이 예상보다 매우 심각한 것으로 확인되었다[7]. 따라서 시험선 터널구간의 전파 전파특성은 일반적인 토공 및 교량 구간보다 더욱 양호함을 측정을 통해 확인하였다. 터널에서의 시험 결과는 교량 및 토공구간의 시험 결과와 함께 철도통합무선망에서 요구하는 철도 재난안전 기능과 열차제어에 적용하기 위한 서비스 품질(QoS : Quality of Service)의 설정을 위하여 호접속 성공률, 호 접속 시간, 절단률, 발신 및 착신 성공률 등의 기준에 기초 자료로 적용될 수 있을 것으로 예상된다.
- 65GHz 신호를 사용한 도시철도 터널환경에서의 전파 전파특성 분석에서도 도시철도 터널구간의 가시영역은 신호의 감쇄가 매우 적은 것으로 재확인되었다[14]. 또한 2.4GHz, 5.4GHz보다 직진성이 높은 지하철 무선영상전송용 주파수로 분배된 18GHz 대역을 이용한 전파경로 손실특성 측정 및 전파도달범위의 분석 결과에서도 밀폐된 터널이 도파관 역할을 수행함에 따라 터널 직선구간의 경로손실지수는 일반 실외 무선환경보다 전송손실이 작은 특성을 갖는 것으로 분석되었으며[15], 대부분의 도시철도 또는 터널 구간에서는 누설동축케이블(LCX : Leaky Coaxial Cable)의 사용을 선호하는 것으로 확인되었다. 그러나 전파 전파의 경우, 도시철도의 지하구간은 빈공간으로 구성된 전파의 도파관으로 해석되며, 단지 터널의 모양과 크기에 따라 차단주파수에 영향을 인가함으로서 본 논문에서는 도시철도 터널구간에서 일반적으로 사용하는 LCX 케이블 대신 LTE-R 망에 야기 안테나를 연결하여[16] 도시철도의 무선통신에서 요구하는 전파 전파 특성을 충분히 수용할 수 있는지를 시험을 통해 확인하려 한다.
- 그림 8은 터널 구간에서의 시운전 시험 현황을 나타내며, 열차제어 및 통신 두절과 같은 성능에 대한 육안 확인은 시험 차량에 설치된 차상현시장치(MMI : Man Machine Interface)를 통해 주어진다. 또한 통신 두절에 의한 열차제어시스템의 비상 제동체결 여부는 차량에 설치된 MMI는 물론 지상의 관제센터에 의해 0.5초 간격으로 확인되며, 이러한 결과를 종합한 시운전 시험결과는 표 3으로 제시되었다. 그림 8(a)는 무인으로 열차 운행을 함에 따라 관련 데이터를 모니터링할 수 있도록 설치된 MMI와 영상녹화장치이며, 이를 이용한 시운전 시험 추진 현황에 대한 동영상 모니터링 결과는 그림 8(b)와 그림 8(c)로 주어진다.
- 이는 터널이 전파 전파 도파관으로 작용함으로서 터널구간의 무선전파 환경이 지상의 무선전파 환경보다 유리하다는 이론을 LTE-R의 경우에도 본 논문의 시험을 통해 입증하였다. 무인운전 열차제어시스템의 경우에도 양호한 특성이 확인됨으로서 기존의 도시철도에 적용된 LCX 케이블을 야기안테나로 전환하여 사용할 수 있는 시험 결과를 얻을 수 있었다. 이는 경제성과 함께 안전성에 있어서도 본 논문의 시험 결과가 중요한 개선책으로 제시될 수 있으며, 도시철도 무선통신망은 사용 용도에 따라 각기 다른 다중망을 이용하는데 비해, 본 시험에서는 단지 LTE-R 단일망으로 관련 기능을 모두 충족함으로서 철도에서의 단일 무선망 적용의 가능성도 제시하였다.
- 본 논문에서는 대불선 시험선의 터널 길이가 2.2km이기 때문에 도시철도의 역간거리를 최대 2km로 고려하였을 경우에도 도시철도의 터널구간 관련 특성 시험 거리를 충분히 확보할 수 있는 것으로 분석되었다. 도시철도의 열차제어용 무선통신방식은 무인운전에서 사용하는 WiFi 시스템과 대불시험선에서 처음 적용된 LTE-R 시스템으로 구분되며, 관제, 운영 및 유지보수에 사용되는 무선통신방식이 TRS, VHF를 이용하며 대부분 LCX 또는 방사형동축케이블(RCX : Radiating Coaxial Cable)을 포설하여 사용하고 있다.
- 무인운전 열차제어시스템의 경우에도 양호한 특성이 확인됨으로서 기존의 도시철도에 적용된 LCX 케이블을 야기안테나로 전환하여 사용할 수 있는 시험 결과를 얻을 수 있었다. 이는 경제성과 함께 안전성에 있어서도 본 논문의 시험 결과가 중요한 개선책으로 제시될 수 있으며, 도시철도 무선통신망은 사용 용도에 따라 각기 다른 다중망을 이용하는데 비해, 본 시험에서는 단지 LTE-R 단일망으로 관련 기능을 모두 충족함으로서 철도에서의 단일 무선망 적용의 가능성도 제시하였다. 특히 도시철도 터널구간에서의 야기 안테나를 이용한 전파 전파 특성은 단일무선망을 이용한 도시철도 무선통신 및 무인운전 열차제어시스템에서 기술적인 문제점을 유발하지 않는 것으로 확인되었고, 이는 향후 운영 및 유지보수 측면에서의 추가적인 검토 및 연구를 통해 야기 안테나를 적용한 최적화된 도시철도 무선통신망 구축이 가능할 것으로 예상된다.
- 2km 터널을 이용하여 도시철도 지하구간에서의 LTE-R 적용을 위한 전파 전파 특성을 검토하였다. 이는 도시철도 지하구간의 역간 거리가 2km 이하인 점을 고려할 때, 본 논문에서 적용한 대불선 터널의 길이 2.2km는 관련 검토를 위해 충분한 것으로 분석되었다. 도시철도 터널구간의 전파 전파 특성 확인은 대불선에서 사용된 2.
- 2km로 주어짐에도 불구하고, 단지 터널 입구와 출구에 야기안테나와 터널 진출입구의 외부 30m 지점에 분기형으로 각각 1개씩 RRU를 설치하여 CW 시험을 수행한 결과, 터널의 전파 전파 특성의 양호함을 확인하였다. 이는 터널이 전파 전파 도파관으로 작용함으로서 터널구간의 무선전파 환경이 지상의 무선전파 환경보다 유리하다는 이론을 LTE-R의 경우에도 본 논문의 시험을 통해 입증하였다. 무인운전 열차제어시스템의 경우에도 양호한 특성이 확인됨으로서 기존의 도시철도에 적용된 LCX 케이블을 야기안테나로 전환하여 사용할 수 있는 시험 결과를 얻을 수 있었다.
- 터널의 경우에는 터널 외부 구간의 RRU #3 ∼ #4번 핸드오프시에 RRU #3의 무선주파수 환경이 열화되는 현상이 발생하여, 파일전송규약(FTP : File Transfer Protocol)의 다운링크 속도가 저하되다가 RRU #4 핸드오프가 성공한 이후에 FTP 다운링크 속도가 다시 복구되었지만, 터널 내부 구간에서는 양호한 핸드오프를 갖는 것으로 확인되었다.
- 표 3에서 주어진 열차제어시스템 성능 시험 결과는 3개 제작사 모두 FSB가 체결되지 않고 정상적인 열차운행이 구현됨을 나타내며, 이는 무선통신의 연속적인 정보전송을 의미하는 통신의 안전성이 열차제어용으로 적합함을 간접적으로 제시한다. 관련 시험은 터널에서의 열차 제한 속도가 80km로 주어짐에 따라 최대 80km로 시험을 실시하였으며, 관련 시험 결과에 대한 공인성능시험 인증 성적서를 확보하였다.
후속연구
- 따라서 시험선 터널구간의 전파 전파특성은 일반적인 토공 및 교량 구간보다 더욱 양호함을 측정을 통해 확인하였다. 터널에서의 시험 결과는 교량 및 토공구간의 시험 결과와 함께 철도통합무선망에서 요구하는 철도 재난안전 기능과 열차제어에 적용하기 위한 서비스 품질(QoS : Quality of Service)의 설정을 위하여 호접속 성공률, 호 접속 시간, 절단률, 발신 및 착신 성공률 등의 기준에 기초 자료로 적용될 수 있을 것으로 예상된다.
- 이는 경제성과 함께 안전성에 있어서도 본 논문의 시험 결과가 중요한 개선책으로 제시될 수 있으며, 도시철도 무선통신망은 사용 용도에 따라 각기 다른 다중망을 이용하는데 비해, 본 시험에서는 단지 LTE-R 단일망으로 관련 기능을 모두 충족함으로서 철도에서의 단일 무선망 적용의 가능성도 제시하였다. 특히 도시철도 터널구간에서의 야기 안테나를 이용한 전파 전파 특성은 단일무선망을 이용한 도시철도 무선통신 및 무인운전 열차제어시스템에서 기술적인 문제점을 유발하지 않는 것으로 확인되었고, 이는 향후 운영 및 유지보수 측면에서의 추가적인 검토 및 연구를 통해 야기 안테나를 적용한 최적화된 도시철도 무선통신망 구축이 가능할 것으로 예상된다.
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