시종점 배선

왜 배우는가: 시종점 배선은 도시철도의 운행 능력과 차량 운용 효율을 결정하는 설계 요소다. 배차 간격이 짧은 도시철도에서는 종착역 회차 시간이 전체 반복시간을 좌우하므로 철도기술사 시험에 반복해서 출제된다.

출제 이력: 제110회 3교시 6번, 제96회 3교시 3번, 제95회 2교시 3번, 제93회 2교시 6번

1. 한 줄 정의와 핵심 키워드

시종점 배선은 노선 끝 정거장에서 열차가 방향을 바꾸어 되돌아 운행하도록 선로와 분기기를 배치하는 계획이다.

핵심 키워드

• 시종점 배선
• 배선계획
• 반복운전
• 반복시간
• 회차선
• 유효장
• 분기기

2. 개념 풀이

시종점 배선은 열차가 종착역에 도착한 뒤 어느 선로로 들어가고 어떤 경로로 방향을 바꾸어 다시 출발하는지를 정하는 일이다. 쉽게 말하면 끝에서 어떻게 돌아 나가게 할지를 설계하는 것이다. 도시철도는 배차 간격이 짧으므로 이 회차 과정이 전체 운행 능력을 좌우한다.

정식 정의로는 노선의 시점과 종점에 있는 정거장에서 열차의 도착, 회차, 출발과 차량의 출입고를 위해 본선, 착발선, 유치선, 회차선, 분기기를 배치하고 연결하는 것을 말한다.

핵심 용어를 풀이하면 다음과 같다.

• 반복운전: 종착역에 도착한 열차가 같은 선로에서 방향을 바꾸어 곧바로 되돌아 출발하는 운전 방식이다. 시종점 배선이 뒷받침해야 하는 기본 운전이다.
• 회차선: 철도나 열차가 한 선로에서 다른 선로로 바꾸어 운행할 때 서로 분기하는 선로다. 열차를 입환하거나 종착역에서 방향을 바꿀 때 쓴다.
• 분기기: 열차를 한 선로에서 다른 선로로 옮겨 주는 선로 장치다. 평행한 두 선로를 잇는 분기기 한 쌍을 크로스오버(crossover)라고 부른다.
• 반복시간: 열차가 한 역에서 출발해 종점을 거쳐 같은 역으로 다시 들어오는 데 걸리는 시간이다. 주행, 정차, 회차, 여유 시간을 합해 구한다.
• 유효장: 선로 위에서 열차가 실제로 점유하여 정차할 수 있는 길이다. 열차 편성 길이에 여유 길이를 더해 산정한다.

시종점 배선의 형식은 열차가 방향을 바꾸는 방식에 따라 나뉜다. 열차가 본선에서 회차선으로 들어갔다가 되돌아 나오는 방식, 승강장 끝의 선로에서 바로 전환하여 되돌아 나오는 방식, 본선과 떨어진 유치선이나 차량기지를 거쳐 회차하는 방식이 있다. 각 방식은 반복시간, 부지 면적, 분기기 수, 차량 출입 동선에서 서로 다른 장단점을 가진다.

원리는 단순하다. 반복시간이 짧을수록 같은 시간에 더 많은 열차를 운행할 수 있다. 따라서 배선은 회차에 걸리는 시간을 줄이고, 열차가 기다리는 선로 길이를 최소로 하는 방향으로 짜야 한다. 이 두 조건이 시종점 배선 설계의 출발점이다.

3. 등장 배경과 필요성

도시철도는 도심의 대량 통근 수요를 맡기 때문에 배차 간격을 짧게 유지해야 한다. 노선 중간에서 열차 수를 조절하는 데는 한계가 있어, 시종점에서 열차를 되돌려 운행하는 경우가 많다. 이때 회차 선로 배치가 나쁘면 열차가 대기하는 시간이 늘고 운행 효율이 떨어진다.

중간역에서는 열차가 같은 방향으로 통과하므로 회차 문제가 작다. 반면 시종점에서는 열차가 방향을 바꾸어야 하므로 배선이 운행 능력의 병목이 된다. 이 차이 때문에 시종점 배선을 중간역 배선과 따로 다룬다.

부지 측면의 제약도 크다. 도시철도 건설 기준은 노선 건설과 운영을 당해 도시 지역 안에서 하는 것을 원칙으로 하고, 노선연장은 지양하도록 정한다. 차량기지의 신설이나 이전, 근접 거리의 대규모 택지개발 등으로 교통수요가 충분할 때만 연장을 인정한다. 그래서 종점은 도시 안에서 정해야 하고, 종점 배선은 한정된 부지 안에서 회차 기능을 확보해야 한다.

도시철도망은 20세기 초중반 여러 도시에서 정비되었다. 국내에서도 도시철도 확충과 함께 정거장 배선계획, 차량기지 계획과 함께 시종점 배선을 검토하는 일이 중요해졌다. 시종점 배선은 개별 역의 설계를 넘어 노선 전체의 운영 계획과 연결된다.

4. 구성요소·원리·절차

시종점 배선은 열차가 종착하거나 시발하는 정거장에 선로를 배치하는 방식이다. 열차가 승객을 내리고 방향을 바꿔 다시 출발하기까지의 과정을 짧게 처리하도록 선로를 짠다. 구성요소는 다음 표와 같다.