열차 운행 관리 장치의 정의, 기능, 구성

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열차 운행 관리 장치는 한정된 선로에서 많은 열차를 운행하는 데 보다 효율적으로 운영할 수 있도록 하는 장치입니다. 철도 운행 초기에는 열차 편성 수가 적어 폐색구간도 한 역과 한 역으로 할 만큼 한산하여, 관제에서 통신으로 제어가 가능했습니다. 제어 기술이 발달하고 많은 수의 열차가 운행하면서 전송되는 정보가 셀 수 없이 많아진 최근에는 열차 운행 관리 장치가 안전상에도 매우 중요한 역할을 하고 있습니다.

 

열차 운행 관리 장치

열차 운행 관리 장치는 열차집중제어장치가 개발된 이후 획기적으로 안전도와 효율성이 향상되었습니다. 열차집중제어장치(CTC :Centralized Traffic Control System)는 선로에 운행하는 모든 열차의 신호 및 운전 지시를 하나의 모니터에서 원격 제어할 수 있는 열차집중제어장치입니다. 실시간으로 열차 및 선로 상태에 대한 정보를 전송받고 이에 따른 대응을 즉각적으로 할 수 있어 열차 운영을 쉽고 정확하고 효과적으로 관리할 수 있습니다. 

 

열차 운행 관리 장치의 기능

운행 관리 시스템은 열차 운행 횟수가 많아지면서 관제사의 진로 설정 및 지시가 굉장히 복잡해졌습니다. 하지만 반복되는 작업에 대해서 상당히 자동화가 이루어져 있어 시스템이 자동제어를 하면 관제사가 이를 감시하는 형태로 발전하고 있습니다. 운행 관리 장치의 기능은 다음과 같습니다

• 자동 진로 제어 : 매일 반복되는 운행에 대한 진로 설정 및 신호 지시는 시스템에 저장되어 자동으로 수행됩니다.
• 전체 열차 운행 감시 : CTC로 전송되는 모든 정보를 기반으로 선로 개통 상태, 실시간 열차 위치, 열차 간격 및 승강장 상황 등을 고려한 열차 운영을 효율적으로 할 수 있도록 도와줍니다.
• 정보의 기록, 저장 : 열차 운행에 관련된 모든 정보는 실시간 저장합니다. 열차 운행 기록, 열차 조작 정보, 고장 발생 상황 및 대응 등을 자동으로 저장합니다. 특히 사고 비상 대책 수립 시 유용한 자료로 사용할 수 있습니다.
• 연동된 모든 기기의 상태 감시 : 선로 전환기 장치, 신호기 장치, 건널목 보안 장치 등 철도 신호 보안 장치 및 열차 정보 등을 감시할 수 있습니다. 승강장이나 변전소의 상황까지 한눈에 파악이 가능해 사고 발생 시 빠른 조치가 가능합니다.

 

열차 운행 관리 장치의 구성

열차 운행 관리 장치는 크게 정보를 전달하는 기기와 열차 진로를 제어하는 기기, 그리고 정보를 처리하는 기기들도 구분하고 있습니다. 초창기 관제사의 업무능력에 크게 좌우되는 열차 운영에서 컴퓨터 기술 발달로 한 단계 발전한 후 최근에는 다양한 전자 기술과 결합하여 더욱 효율적인 운영이 가능해졌습니다.

 

선로와 열차의 정보를 주로 다루던 체계에서 지금은 기관사의 근무 일정 관리, 열차 운행 정리, 진로 설정 자동화 등 여러 방면의 제어가 가능하게 되면서 시스템이 안정화되고 있습니다. 덧붙여 통신장치의 발전 또한 정보를 보다 많이, 더욱 빠르게 보낼 수 있게 되었습니다.

 

1) 열차집중제어장치 (CTC)

열차집중제어장치는 열차 운행 관리 장치의 핵심 기기입니다. 선로의 모든 열차 운행 상황과 신호 보안 설비의 정상 작동 상태를 실시간으로 확인할 수 있고, 열차 운행 진로의 신호기 및 선로전환기를 원격제어 할 수 있습니다. 그 때문에 열차 운전 정리를 효율적으로 할 수 있고 열차 위치 변화에 따른 대응을 빠르게 할 수 있어 안전성 향상에 크게 기여하고 있습니다. 또한 운행 조건에 딱 맞는 지시를 기관사에게 바로 내릴 수 있어 운전 능률도 좋아집니다.

 

열차 집중 제어장치는 1927년 미국 뉴욕 철도에서 시작한 것을 시초로 지금은 세계 모든 철도에 널리 적용되어 사용하고 있습니다. 도시의 교통량이 증가함에 따라 열차 운행 횟수를 증가시키고 선로용량을 늘리는 데 CTC 장치가 중요한 역할을 하게 됩니다. 여기서 선로용량이란 철도 선로에서 하루 동안 운행 가능할 수 있는 열차 횟수를 말합니다. 

 

- 열차집중제어장치의 특징

열차집중제어장치는 선로 및 열차뿐만 아니라 승강장, 변전소 등의 제어를 한 곳에서 할 수 있어 안전도 및 신속성이 획기적으로 향상됩니다. CTC의 특징은 다음과 같습니다.

• 자동화된 열차 운행 관련 정보 수집 : 열차 진로 설정, 신호기 제어를 포함한 모든 지시가 원격으로 가능하고, 모든 열차 운행 상황과 기기의 상태 등이 자동으로 저장되고 있습니다. 예를 들어 변전소에서 매일 상태 확인하고 서면으로 보고하던 업무가 자동으로 전환되어 불필요한 업무가 줄어들게 됩니다.
• 신뢰도 향상 및 선로용량 증가 : 모든 철도 보안 장치가 서로 연동되어 하나라도 이상이 발생하면 작동하지 않게 설정되고, 모니터에서 확인할 수 있어서 열차 운영의 신뢰도가 향상되었습니다. 또한 자동화된 열차 운행 지시로 더 많은 열차를 동시에 운행할 수 있게 됩니다. 
• 비상 상황 발생 시 신속한 운전 정리 : 열차 위치 및 진로 개통 상태 등 모든 상황을 한 곳에서 파악할 수 있어, 비상 상황 발생 시 정확한 판단과 지시로 운전 정리를 신속하게 할 수 있습니다.
• 경영 효율화 : 불필요한 업무가 생략되고, 원격제어를 자동으로 할 수 있어 적은 인력으로 더 많은 일을 처리할 수 있게 됩니다. 

2) 자동 진로 제어장치 (PRC)

자동 진로 제어장치 (PRC : Programmed Route Control)는 정보처리장치와 열차집중제어장치에 연결되어 열차의 진로를 자동제어 하는 기기입니다. 정보처리장치는 당일의 열차 운행 정보를 입력하고 그에 따른 진로 제어를 저장합니다. 저장된 정보와 현장에서 실시간에서 전송되는 정보를 비교 분석해 최종적으로 진로를 설정하고 이를 관제사가 감시하는 구조로 되어 있습니다.

 

구체적으로 구조를 살펴보면 다음과 같습니다.

열차의 위치를 궤도회로로 확인하고, 해당 열차의 운행정보가 담긴 정보처리장치에서 열차의 진로를 확인합니다. 열차 번호, 승강장 도착 시간, 정차 시간 등의 데이터를 기반으로 먼저 보내야 하는 열차를 파악하고 진로를 설정합니다. 현장에서 전송되는 정보가 계획된 진로 제어대로 조작해도 운행에 지장이 없다고 판단되면 자동으로 선로를 구성하고, 그렇지 않으면 관제사에게 경보나 알람을 통해 현재 상황을 알립니다. 

 

3) 열차 종합 제어장치 (TTC)

열차 종합 제어장치 (TTC : Total Traffic Control System)는 원격 제어장치를 이용해 관제사가 기관사에게 운전 조건을 지시하는 기기입니다. TTC로 운전관리를 신속하고 진로 설정을 빠르게 하여 운행 효율을 높이고 있습니다. 

 

열차 종합 제어장치는 관제실에 설치되며 모니터로 구성된 표시반, 제어대, 데이터 전송 장치로 구성됩니다.

표시반은 관제실 전면에 대형 모니터를 설치되는데, 선로 위 모든 열차의 흐름을 한눈에 파악할 수 있도록 합니다. 열차의 위치, 선로 개통 방향, 선로 전환기 상태 및 열차 번호를 나타내고 있습니다.

 

제어대는 열차 운행에 관련된 제어반, 신호 통신 제어반, 전력 제어반으로 구성됩니다. 기관별로 차이가 있지만, 제어대의 구성으로 열차 운행 관제, 통신 관제, 전력 관제로 업무를 분담하여 관리합니다. 

 

데이터 전송 장치는 관제실의 지시와 현장의 기기들 정보를 교환하는 기기입니다. 열차 운행 종합 제어장치를 운용하는 방식으로는 TTC 방식, CTC 방식, Local 방식 등이 있습니다.

 

 

철도 신호와 신호의 종류 (1)