APM

왜 배우는가: APM은 공항·테마파크·도심 내부 이동 수단으로 설계·운영 현장에서 자주 검토되는 무인 경량 궤도 교통 체계이며, 도로·공항 분야에서 여객 동선과 환승 계획을 다룰 때 함께 평가 대상이 되어 교시를 달리해 반복 출제된다. 개념의 범위(소형 자동궤도 교통과 대중교통의 경계)를 정확히 잡아야 비교 문항과 설계 문항에 모두 답할 수 있다.

출제 이력: 제119회 1교시 11번, 제104회 1교시 12번

1. 한 줄 정의와 핵심 키워드

APM은 운전자 없이 자동 운행되는 소규모 입체 궤도 교통 체계로, 공항·도심 특정 구역의 단거리 여객 이동을 담당한다.

• APM(Automated People Mover)
• 무인 자동운전
• 입체 궤도(고가·지하 Guideway)
• 단거리 여객 수송
• 공항 터미널 연결
• 소형 경량 차량
• 플랫폼 스크린도어
• 무인 궤도 교통

2. 개념 풀이

쉽게 말하면 사람이 탄 작은 무인 열차가 공항 터미널 사이나 도심 한 구역을 짧은 거리로 반복 왕복하는 시스템이다. 운전사가 없고, 선로가 사람 키보다 높은 고가 또는 지하에 깔려 있어 도로 교통과 분리된다.

정식으로는 APM을 자동화된 입체 궤도 교통 체계 중 규모가 작고 구간이 짧은 유형으로 정의한다. 즉 입체 분리, 무인 자동운전, 소규모 노선의 세 가지가 핵심 조건이다. 일반 철도나 경전철과 달리 차량이 작고 편성이 짧으며, 노선이 공항이나 테마파크처럼 한정된 지역 안에 머무는 것이 보통이다.

입체 분리는 Guideway가 지상 교통과 교차하지 않도록 고가나 지하에 설치되는 것을 말한다. 교차점이 없으므로 신호 교차로나 도로 교통 혼잡의 영향을 받지 않는다. 이 특성 때문에 공항 접근로처럼 도로가 혼잡한 곳에서 여객 시간을 줄이는 수단으로 쓰인다.

무인 자동운전은 운전실에 기관사가 없고 중앙 제어가 열차 출발, 정지, 문 개폐를 자동으로 수행하는 것을 말한다. 승객이 안전하게 이용하려면 플랫폼 스크린도어와 비상 대응 체계가 함께 필요하다.

소규모 노선은 APM의 적용 규모를 정하는 기준이다. 따라서 대도시 간선 철도나 광역 노선과 구분된다.

추진 방식은 차량 자체에 전기 모터를 싣는 방식, 선형 모터를 쓰는 방식, 케이블로 끄는 방식이 모두 가능하다. 궤도 형태도 단궤 방식과 복선 방식이 있다. 따라서 APM을 특정 추진 방식이나 궤도 형태로 한정하면 답안이 틀린다.

3. 등장 배경과 필요성

공항과 대규모 복합시설이 커지면서 여객이 터미널 사이나 주차장, 게이트까지 걸어서 이동하는 거리가 길어졌다. 이 구간을 버스로 연결하면 도로 혼잡과 대기 시간이 함께 늘어난다. 이 문제를 해결하려고 입체 궤도 위를 무인으로 달리는 소형 수송 수단이 도입되었다.

공항 외에도 대형 테마파크나 도심 업무지구처럼 사람이 한 지역에 몰리고 짧은 거리를 자주 오가는 곳에서 수요가 생긴다. 이러한 장소는 대형 철도 노선을 깔기에는 수요가 부족하고, 버스로는 혼잡을 해소하기 어렵다.

또 다른 배경은 운영 인력 문제다. 무인 운전은 인건비를 줄이고 운행 간격을 일정하게 유지하는 데 도움이 된다. 다만 무인 운행의 안전성은 자동 제어와 비상 대응 설비에 달려 있으므로 도입 시 설계 기준과 안전 기준을 함께 검토해야 한다.

도시 측면에서는 보행 거리가 긴 대규모 개발 지구를 연결하는 수단으로 필요성이 커졌다. 이 점은 도심 교통 계획에서 보조 교통망을 설계할 때 APM이 선택되는 이유가 된다.

정리하면 APM의 필요성은 세 가지다. 첫째 공항과 복합시설의 짧은 거리 여객 수송, 둘째 도로 혼잡 회피, 셋째 무인 자동운전에 따른 운영 효율이다. 답안에서는 이 세 가지를 배경으로 쓰고, 노선 구조와 안전 설비는 다른 절에서 다룬다.

4. 구성요소·원리·절차

APM은 무인 자동운전으로 궤도 위를 달리는 소형 대량수송 체계다. 크게 차량, 가이드웨이, 승강장·역사, 추진·전력, 제어·안전 다섯 요소로 구성된다. APM은 운전자 없이 고가 또는 지하의 분리된 궤도를 자동 운행하는 소형 궤도 수송 체계다.

가이드웨이는 철골 구조물이 차량 무게를 받고 차량의 주행면과 안내면을 함께 맡는다. 바닥이 단단한 궤도 기초가 없으므로 역에는 안전문을 두어 선로 쪽 추락과 접촉을 막는다. 기둥과 철골 사이에는 높이 조정용 강재 어댑터를 두어 지반 침하를 보정한다. 단일 궤도 방식은 차량이 궤도 한 개로 방향을 잡는 구조다. 고무 타이어 방식과 선형모터 방식은 차륜 소음과 급구배 등판 능력에서 장점이 있다.

원리는 차량 간격을 제어해 연속 운행을 유지하는 데 있다. 배차간격 h(분)와 열차 1회 정원 P(명)를 알면 시간당 수송능력 C를 구한다.

$C=\frac{60}{h}\times P$

여기서 C는 시간당 수송능력(명/h), h는 배차간격(분), P는 열차 1회 정원(명)이다. 예를 들어 배차간격이 3분이고 시간당 수송능력이 C명이면 열차 1회 정원은 C÷20명으로 역산된다. 결과는 공항 셔틀 규모의 소형 수송력과 맞는다.

절차는 다음과 같다.

• 수요와 노선을 정한다. 공항 터미널, 주차장, 철도역 연결이 기본 목적이다.
• 역 위치와 승강장 길이를 정하고 배차간격과 편성을 정한다.
• 가이드웨이 형식, 기둥 간격, 지반 보정 장치를 설계한다.
• 승강장 안전문과 비상 대피 경로를 설계한다.
• 자동운전 시험을 거쳐 운행을 인증하고 필요하면 배차를 재계획한다.

5. 관련 법령·기준·표준

APM은 국내에서 도시철도 사업의 한 형태로 건설·운영되며, 시설과 안전의 세부 기준은 도시철도 관계 법령과 시설 기준을 따른다. 해외 수치는 노선 조건에 따라 달라지므로 국내 설계값으로 바로 쓰지 않는다.

중형철도수송시스템 정의는 기관마다 다르다. 대만 교통부는 매시방향당 6,000~20,000명, 세계은행 보고서는 15,000~30,000 PPHPD로 정의한다. 지하철이나 중전철은 30,000 PPHPD 이상으로 규정된다. 따라서 APM의 수송능력은 같은 기준의 수치로 비교해야 한다. 차량 편성 기준으로는 3~6량 편성이 소형 궤도의 특징으로 제시된다.

APM은 공항처럼 한정된 구역에서 주로 쓰이고, 용어는 무인 궤도 교통 전반을 가리키는 말로 쓰인다.

6. 유형과 비교

APM은 구조와 구동 방식에 따라 여러 유형으로 나뉜다. 시험에서는 무인운전 궤도차량과 케이블 견인식 등 구동·지지 방식을 기준으로 구분해 설명하는 것이 기본이다. 아래 표는 가장 많이 비교되는 세 가지 방식이다.