철도 신호

Lock, Block, Break.

철도 신호(鐵道 信號)는 선로 흐름을 감시하며 올바른 진로와 운전 조건을 설정하여 열차가 목적지까지 안전하게 도달하게 하는 일련의 과정. 단순히 신호기 등과 같은 기계장치나 설비만이 아니라 이를 운용하는 과정과 체계, 이를 규율하는 준거와 규칙 등을 포함한 것이다. 종종 이러한 특성을 반영하여 신호보안이라고도 통칭한다.

1 역사[편집]


철도 초기에는 성능의 한계로 인해 매우 느린 속도로 하루 한두 차례의 운행을 실시하는 정도에 그쳤으며, 따라서 목측에 의한 운전으로도 어느 정도 안전을 확보하는게 가능했다. 그러나 수송력 증대를 위해 더 길고 무거운 열차를, 더 빠른 속도로, 더 자주 다니게 하려는 시도가 이어졌으며, 둔중하게 움직이는 열차의 안전을 확보하기 위한 일련의 조치들이 마련되게 된다.

초기의 신호는 열차에 앞서서 도보 또는 승마를 한 요원이 선행하면서 전도에 장애가 있는지 여부를 확인하여 이를 수기를 통해 알리는 흡사 적기조례와 비슷한 방식을 썼다고도 하고, 선로를 따라 기수들을 배치해서 이상이 있는 경우 신호용 깃발을 흔들어 열차에 알리는 방식을 썼다고도 한다. 그러나 이런 방식이 썩 효율적이지는 않다 보니 당시 첨단의 통신 기술, 즉 나무기둥에 설치한 신호용 깃발이나 완목(나무판자), 구체(볼)를 쓰는 방식을 활용하여 열차와 통신을 실시하는 방법이 시도된다.

이러한 신호 장치들은 전적으로 인력에 의해 동작할 뿐더러, 설비 상호 간, 역 간의 연계 없이 동작하기 때문에 보안도가 충분치 않았다. 또한, 완목신호기가 얼어붙어 정상적으로 게출되지 않거나, 잘못된 조작을 억지시키지 못해 충돌사고를 발생시키거나 하는 문제도 속출하였다. 따라서 그만큼 많은 노동력이 소요되는 약점도 노출되었다. 이를 보충하기 위해서 기술의 발전, 제도의 정비, 설계 개념의 창안이 이어져 왔다. 따라서 인력에서 공압과 전동기와 같은 기계력을, 또한 전기 장치와 논리 회로를 활용하게 되면서 철도의 효율과 안전성을 비약적으로 향상되었으며, 이에 따라 신호의 역할 또한 크게 성장하였다.

현재에 이르러서는 정보기술과 무선통신 기술의 접목을 통해 고도의 열차운행을 지탱하고, 효율성을 극대화하는 방향으로 발전하고 있다.

2 구성[편집]

철도 신호를 구성하는 각 요소들은 이하와 같다.

  • 폐색
    폐색은 열차의 안전을 확보하기 위해서 선로의 일정 구간에 둘 이상의 열차를 운전시키지 아니하는 제반 활동을 의미한다. 폐색은 철도에서 안전 확보의 가장 기본이 되는 사항으로, 철도 신호의 가장 기저를 이룬다.
  • 선로전환기
    열차의 진로를 변경하는 장치이다. 열차가 어느 선로를 경유할 지, 어떤 선로에 도착하고 출발할지를 결정하기 위해서는 선로전환기를 동작시켜서 진로를 구성해야 하며, 이러한 진로구성이 이루어져야만이 신호기 등을 통해 열차에 운행을 지시할 수 있게 된다.
  • 신호기
    열차의 운행 조건 및 방법을 기관사 및 차량의 제어장치에 전달하기 위한 수단이다. 이것의 발전으로 직접 차내에 설치된 차장장치에 현시시키는 차상신호, 그리고 이를 통해 직접 열차를 통제하는 열차제어가 도입되게 된다.
  • 연동장치
    신호보안의 발전 과정은 연동장치의 역사와 궤를 같이 한다. 연동장치는 신호기, 선로전환기 등을 연동하는 논리 회로를 갖추고 fail-safe를 실현해 관제의 오조작으로 인한 사고의 가능성을 차단한다.
  • 열차 검지
    열차 검지는 열차의 현재 위치를 파악하는 기술이다. 이 열차검지 기술이 있기에 폐색과 신호기, 연동장치의 정확한 동작을 담보할 수 있게 된다.
    • 궤도 회로
      전기회로를 통해 차량이 특정한 궤도 위에 있는 것을 검지하는 방식이다.
    • 차축 계수기
      특정 구간에 차축의 통과숫자를 확인하여 진입과 진출, 차량의 잔존을 검지하는 방식이다. 한국에서는 쓰이지 않는다.
  • 열차 방호
    열차 방호는 신호모진이나 과속과 같은 운전으로 열차가 위험한 상태에 빠지는 것을 방지하는 장치이다. 통상적으로 ATSATP와 같은 열차 자동 방호와, 사고 등의 발생시에 인접한 열차를 정지시키는 무선 방호 장치 등이 여기에 해당한다. 특히 열차방호는 열차가 고장이나 오작동으로 멈춰선 경우에 후속 열차의 추돌을 방지하는데 핵심적이며 열차를 조밀하게 운행하기 위한 핵심 요소라 할 수 있다. 참고로, 과거에는 신호염관이나 신호뇌관과 같은 도구나, 수기 내지 등화, 최악의 경우 수신호를 사용해 차장 등이 일정거리를 이동해 후속 열차를 정지시키는 인력 방호를 적용하기도 하였다.
  • 열차집중제어
    흔히 CTC라 불리는 요소로 이른바 관제라 불리는 운행관리 업무의 기반이다. 전체 또는 특정한 선구 범위 내에서 열차의 위치를 파악하고, 정확하고 안전한 운행을 할 수 있도록 폐색, 신호기, 선로전환기를 원격 제어하는 장치이다.
  • 열차 제어
    열차 제어는 이러한 각 철도 신호의 요소를 바탕으로 열차의 거동과 운행 조건을 파악해 열차의 가감속을 제어하고, 심지어 정차위치 조정과 출입문 동작을 기계적으로 시행하는 등의 전반적인 자동 제어 기술을 의미한다. 당연한 이야기지만 신호, 열차방호, 열차검지, 폐색이 모두 완비된 이후에, 각 센서와 자동제어를 통해 달성되는 고도의 기술이라 할 수 있다. 흔히 말하는 ATO가 이에 해당한다.
  • 각종 안전장치
    기타 철도신호와 관련되어 안전 확보를 위한 제반 안전장치들이 존재한다. 철도의 각 설비 및 연선 환경에서 발생하는 이상을 검지하여 열차 운행의 안전을 담보하기 위한 장치들로, 신호 장치와 연동되거나 여기에 부수되어 동작하는 것들이다.
    • 건널목 안전 장치
    • 작업자 보호 설비(열차접근 확인장치, 터널 경보장치 등)
    • 기타 이상검지 장치(레일온도 검지장치, 지장물 검지장치, ,끌림 검지장치, 차축온도 검지장치, 기상 검지장치, 지진 감시 장치 등)
  • 관련 규정
    당연한 이야기지만 이런 요소들을 어떤 방법으로, 어떤 기준에 의해서 사용하는지에 대한 제반 규정 또한 철도 신호의 일부로서 볼 수 있다. 개별 철도 회사의 운전 취급 규정을 정점으로 한 제반 업무 규정들이 여기에 해당한다.

3 각주