운전시격 산정

왜 배우는가: 운전시격은 선로용량과 열차 운행계획을 결정하는 기본 값이므로 신호 설계와 관제 운영에서 가장 먼저 계산해야 하는 항목이다. 기출에서 1교시 용어형과 2~4교시 논술형·계산형으로 여러 번 반복되는 개념이라 정의, 원리, 법적 기준을 함께 정리해 두어야 한다.

출제 이력: 제109회 1교시 5번, 제108회 2교시 3번, 제100회 2교시 5번, 제99회 2교시 2번, 제93회 3교시 2번

1. 한 줄 정의와 핵심 키워드

운전시격은 선행열차와 후속열차가 정거장이나 폐색구간을 안전하게 통과하기 위해 유지해야 하는 최소 시간 간격이다.

답안 본문에서는 아래 키워드를 빠뜨리지 않고 풀어 쓴다.

• 최소운전시격: 정거장 진입·진출 등 조건별로 안전이 보장되는 가장 짧은 시간 간격이다.
• 폐색구간: 한 시점에 한 열차만 점용하도록 본선을 나눈 구간이다.
• 정차시분: 열차가 정거장에 머무는 시간으로, 정거장 운전시격을 좌우하는 요소이다.
• 여유거리: 정차위치와 후속열차 진입 지점 사이에 두는 안전 거리이다.
• 제동거리: 열차가 제동을 걸어 정지할 때까지 주행하는 거리이다.
• 열차제어장치: 열차 간 간격을 확보하는 장치이다.
• 3현시 신호체계: 진행·주의·정지 현시로 후속열차의 접근을 통제하는 자동폐색구간의 신호 방식이다.

2. 개념 풀이

운전시격의 정식 정의는 같은 선로를 운행하는 열차들이 서로 지장을 주지 않도록 확보해야 하는 최소 시간 간격이며, 선행열차가 점유하던 구간을 후속열차가 안전하게 사용할 수 있게 되는 시점의 차이로 나타낸다. 이 정의는 폐색의 개념에서 출발한다. 철도차량운전규칙 제2조는 폐색을 일정 구간에 동시에 2 이상의 열차를 운전시키지 않기 위해 그 구간을 하나의 열차 운전에만 점용시키는 것으로 정의하고, 제49조는 하나의 폐색구간에 둘 이상의 열차를 동시에 운행할 수 없다고 규정하되, 구원열차 운전 등 일정한 경우는 예외로 한다. 열차 간 안전을 확보하는 방법은 철도차량운전규칙 제46조가 정한 폐색, 열차제어장치, 시계운전의 세 가지이다. 따라서 운전시격은 이 점용 원칙을 시간축으로 옮긴 값이다.

원리는 두 시간의 합으로 설명된다. 첫째는 선행열차가 구간을 완전히 벗어나는 데 걸리는 시간이고, 둘째는 신호가 다시 진행을 현시하고 후속열차가 그 신호를 보고 진입하기까지의 시간이다. 열차가 정거장에 정차하는 경우에는 정차시분과 진입·진출에 필요한 여유거리가 더해져 간격이 커진다. 반대로 정차하지 않고 통과하는 경우에는 통과속도와 제동거리가 기준이 된다. 즉 운전시격의 크기는 열차 길이, 가속도와 감속도, 신호 현시 수, 포인트 전환 시간에 따라 달라진다. 자동폐색구간 3현시 신호체계에서는 진행·주의·정지 현시에 따라 후속열차의 접근 속도가 단계적으로 제한되므로, 정지 현시까지 확보해야 하는 거리가 시격 계산의 출발점이 된다.

정거장에서 쓰는 핵심 용어는 다음과 같이 풀이한다.

• 폐색구간: 운전시격의 최소 단위가 되는 구간이다. 자동폐색식에서는 궤도회로가 열차 유무를 검지해 폐색신호기를 자동으로 제어한다.
• 정차시분: 열차가 승하차와 발차 준비를 위해 정거장에 머무는 시간이다. 정거장 진입 운전시격의 가장 큰 구성 요소이다.
• 여유거리: 철도차량운전규칙 제28조가 동시 진입·진출의 예외로 허용하는 기준이다. 다른 방향에서 진입하는 열차는 출발신호기 또는 정차위치로부터 200미터(동차·전동차는 150미터) 이상, 동일 방향에서 진입하는 열차는 각 정차위치에서 100미터 이상 여유거리가 있어야 한다.
• 제동거리: 열차가 제동을 시작해 정지할 때까지 주행하는 거리로, 신호 간격과 여유거리 산정의 기준이 된다.

정거장에서는 진로가 교차하므로 2 이상의 열차를 동시에 진입·진출시키는 것은 철도차량운전규칙 제28조에 따라 열차 상호간 진로에 지장을 줄 염려가 있는 경우 원칙적으로 금지된다. 철도차량운전규칙 제28조는 2 이상의 열차가 진로에 지장을 줄 염려가 있는 경우 정거장에 동시에 진입하거나 진출시키지 못하도록 정하며, 안전측선·탈선선로전환기가 설치된 경우, 열차를 유도하여 서행으로 진입시키는 경우 등을 예외로 둔다. 이 원칙 때문에 정거장의 운전시격은 한 열차가 진로를 점유하고 정차나 통과를 마친 뒤 다음 열차가 진입하는 시간 흐름으로 계산된다. 동차·전동차는 여유거리 기준이 다르므로 열차 종류별 기준을 구분해 적용한다.

3. 등장 배경과 필요성

열차 운행 횟수가 늘고 고속화가 진행되면서 같은 선로에서 운행할 수 있는 열차 수, 즉 선로용량을 높이는 문제가 중요해졌다. 운전시격은 선로용량을 직접 결정하는 값이므로 시격을 줄이는 신호 기술과 운전 방식의 개선이 필요해졌다. 특히 정거장은 열차가 정차하는 시간이 포함되어 시격 단축의 한계가 가장 크게 나타나는 지점이다.