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스테레오 해석법에 의한 고속전철의 팬터그래프와 가선의 상태계측

전문가 제언: ○ 우리나라 고속전철은 1999년 말 KTX가 기술이전 조건으로 도입되면서부터 시작되었다. 이에 힘입어 65%의 국산화를 추진할 수 있었으며, 차량설계의 시뮬레이션 기술도 세계적인 수준에 이르게 되었다. 그러나 고속철의 안전운전을 위한 팬터그래프와 가선 상태 계측방법은 열차 앞뒤에 설치된 카메라의 화상으로 작동상태 및 트롤리선의 분리현상을 계측 관리하고 있어, 이의 화상처리 방법은 조명광을 이용하기 때문에 계측에 문제점이 발생할 수 있다. 앞으로 안정성 및 쾌적성을 검증하기 위해서는 계측기술의 개선이 필요하다.

○ 현재 고속철에 설치되어 운영되고 있는 카메라 사용방법은 팬터그래프로 향해 있는 조명과 카메라로 팬터그래프 주변의 화상을 찍어, 화상으로부터 팬터그래프 상의 복수 직선을 검출하게 되는데 이때 팬터그래프의 영상이 없는 직선을 팬터그래프와 접촉하는 트롤리선으로 판정하고, 영상이 있는 직선을 접촉하지 않는 트롤리선으로 판정하는 방법이다. 이의 방법은 조명광이 필요하므로 주간 계측이 되지 않는 문제점이 있다. 이러한 문제점을 개선하기 위해서는 검측 장치가 탑재된 전용차량을 도입할 필요가 있다.

○ 이 글에서는 2대의 소형 카메라를 사용, 스테레오 해석방법에 의한 가선상태를 계측하는 방법을 도출, 이를 고속주행 및 각종 주행조건에서 변동하는 가선상태를 계측하였다. 이의 장치는 입체계측 방법이므로 접촉되는 트롤리선만을 검출할 수 있고, 소형카메라를 사용하기 때문에 차량 위의 설치가 용이한 장점이 있다. 그리고 각종 주행조건에서 변동하는 팬터그래프의 높이와 편위 계측 시, 주행속도가 같으면 팬터그래프 높이는 동일 구간에서 잘 일치되었고, 곡선 구간의 편위 계측에서도 일정 속도 범위에서 편위와 속도가 직선적으로 변화되는 결과를 얻었으므로 매우 효용성이 있는 장비라 평가할 수 있다.

저자: Makoto Niwakawa, Toshikazu Onda, Nobuo Kinoshita
자료유형: 학술정보