폐색방식

왜 배우는가: 폐색방식은 상용과 대용의 구분, 고정폐색과 이동폐색의 원리 차이를 함께 이해해야 하는 개념이다. 이 틀을 먼저 잡아야 궤도회로와 연동장치 같은 뒤의 주제를 열차 운전의 안전 조건과 연결해 학습할 수 있다.

출제 이력: 제103회 3교시 5번, 제100회 2교시 6번, 제90회 1교시 7번

1. 한 줄 정의와 핵심 키워드

폐색방식은 선로의 일정 구간에 둘 이상의 열차를 동시에 운전시키지 않도록 구간 점유를 관리하는 방법이다. 도시철도운전규칙은 폐색을 선로의 일정 구간에 둘 이상의 열차를 동시에 운전시키지 아니하는 것으로 정의한다. 폐색방식은 이 원칙을 실현하는 구체적인 방법을 가리키며, 열차 운전 시 상용과 대용으로 나뉜다. 시험 답안은 폐색방식을 상용과 대용으로 먼저 구분한 뒤, 각 방식의 세부 방법을 연결하는 구조로 쓰는 것이 기본이다.

핵심 키워드는 다음과 같다.

• 폐색: 선로의 일정 구간에 둘 이상의 열차를 동시에 운전시키지 않는 것이다.
• 상용폐색방식: 일상적으로 사용하는 폐색방식으로, 자동폐색식 또는 차내신호폐색식에 따른다.
• 대용폐색방식: 폐색장치의 고장 등으로 상용폐색방식에 따를 수 없을 때 쓰는 폐색방식이다.
• 고정폐색방식(FBS): 선로를 고정된 폐색구간으로 나누고 구간마다 열차 한 대만 진입시키는 방식이다.
• 이동폐색방식(MBS): 열차의 위치와 속도를 통신으로 파악하고 열차 주변의 안전 구역을 실시간으로 정하는 방식이다.
• 자동폐색식: 열차를 기계나 전자장치로 검지하여 폐색을 자동으로 설정하는 방식이다.
• 전령법: 폐색구간에 열차 등이 있을 때 다른 열차를 운전시키는 경우에 적용하는 방법이다.

2. 개념 풀이

도시철도운전규칙 제51조는 열차 운전의 폐색방식을 상용폐색방식과 대용폐색방식으로 구분한다. 열차 운전은 상용폐색방식을 기본으로 하고, 폐색장치의 고장이나 그 밖의 사유로 상용폐색방식에 따를 수 없을 때 대용폐색방식을 쓴다. 두 방식에 모두 따를 수 없으면 전령법에 따르거나 무폐색운전을 한다. 무폐색운전은 폐색을 설정하지 않은 상태로 운전하는 것으로, 대용폐색방식마저 쓸 수 없을 때의 최후 수단이다. 따라서 상용, 대용, 전령법 또는 무폐색운전의 순서가 법령이 정한 운전 체계의 골격이다.

상용폐색방식은 도시철도운전규칙 제52조에 따라 자동폐색식 또는 차내신호폐색식에 따른다. 자동폐색식은 열차를 기계나 전자장치로 검지하여 폐색을 자동으로 설정하는 방식이다. 차내신호폐색식은 폐색구간에 있는 열차 등의 운전상태를 그 구간에 진입하려는 열차의 운전실에서 알 수 있는 장치를 갖추어 운용하는 방식이다. 즉 차내신호폐색식의 핵심은 선행 열차의 운전상태를 운전실에서 직접 알 수 있게 하는 데 있다.

대용폐색방식은 제55조에 따라 복선운전에서는 지령식 또는 통신식, 단선운전에서는 지도통신식을 쓴다. 지령식은 폐색장치 및 차내신호장치의 고장으로 열차의 정상 운전이 불가능할 때 관제사가 폐색구간에 열차의 진입을 지시하는 방식이다. 통신식은 상용폐색방식 또는 지령식에 따를 수 없을 때 폐색구간에 열차를 진입시키려는 역장 또는 소장이 상대 역장 또는 소장 및 관제사와 협의하여 진입을 지시하는 방식이다. 지령식과 통신식에서는 관제사와 폐색구간 양쪽의 역장 또는 소장이 전용전화기를 설치하여 운용해야 하며, 부득이한 경우에만 다른 전화기를 쓸 수 있다. 대용폐색방식으로 운전하는 경우에는 도시철도운영자가 운전속도를 제한해야 한다.

고정폐색방식(FBS)은 선로를 고정된 폐색구간으로 나누고, 한 구간에 한 열차만 진입시키는 방식이다. 폐색구간의 경계는 신호기 등 고정된 지점에 두며, 운행 빈도가 낮은 선로는 구간을 길게, 밀도가 높은 통근 노선은 구간을 짧게 설계한다. 열차의 구간 점유 여부는 궤도회로나 차축계수기 같은 검지장치가 판단하므로, 열차 위치는 구간 단위로만 파악된다.

이동폐색방식(MBS)은 선행열차와 후속열차의 위치와 속도를 무선 등 통신으로 파악하고, 차상 컴퓨터가 열차 간격을 스스로 조정하는 방식이다. 고정된 구간 대신 각 열차 주변에 필요한 안전 구역이 실시간으로 정해진다. 그 결과 열차 사이의 간격을 고정 구간보다 좁게 유지할 수 있어 선로 용량이 늘어난다. 다만 열차 위치와 속도 정보, 그리고 열차와 지상 시스템 사이의 지속적인 통신이 전제이므로, 통신이 끊기는 상황에 대한 대응이 이 방식의 핵심 쟁점이다.

고정폐색은 구간 단위로, 이동폐색은 열차 단위로 폐색을 관리한다는 점이 두 방식의 본질적 차이이다. 두 방식 모두 두 열차가 같은 구간을 동시에 점유하지 않는다는 목적을 갖지만, 폐색을 나누는 단위가 다르다. 고정폐색은 구성이 비교적 단순해 기존 선로에 널리 적용되어 왔고, 이동폐색은 열차 간격을 좁혀 용량을 높이는 장점이 있다.

3. 등장 배경과 필요성

과거에는 단선 구간에서 통표폐색식이, 복선 구간에서 쌍신폐색식이 쓰였다. 통표폐색식은 통표로 구간의 단독 사용을 보장하는 방식이고, 쌍신폐색식은 운전취급자 사이의 연락에 의존하는 방식이었다.

이후 궤도회로와 차축계수기가 도입되면서 열차를 검지하여 폐색을 설정하는 방식이 가능해졌다. 단선 구간에서는 연사폐색식과 연동폐색식이, 복선 구간에서는 폐색을 자동으로 설정하고 관리하는 자동폐색식이 도입되어 널리 활용되고 있다. 현행 철도에서는 대부분 자동폐색에 의존하며, 사람의 확인과 개입으로 열차를 관리하는 비자동 폐색은 신규 설치가 거의 없다.