ERTMS 인필 기능

왜 배우는가: 인필 기능은 ETCS 레벨 1을 일반철도에 적용할 때 신호기 주변의 진행 정보를 보충하는 핵심 장치이다. 열차 운행 효율과 제동 안전이 함께 걸려 있어 인필발리스와 인필루프의 차이를 묻는 문제가 여러 회차에 걸쳐 출제된 주제이다.

출제 이력: 제108회 4교시 6번, 제102회 2교시 5번, 제97회 4교시 6번

1. 한 줄 정의와 핵심 키워드

인필 기능은 신호기 뒤쪽에 설치한 지상 장치로 진행 정보를 추가 전송하는 ETCS 레벨 1의 기능이다.

인필 기능은 신호 현시 변화를 열차에 전달하여 이동 권한을 늘리는 역할을 한다. 일반철도 구간에서는 기존 신호기를 유지한 채 필요한 지점에만 설치하므로, 설치 위치와 방식까지 함께 이해해야 답안에 역할과 효과를 정확히 쓸 수 있다. 인필 기능을 묻는 문제는 정의, 장치 종류, 장단점을 한 흐름으로 묻는다. 따라서 정의 문장 다음에 장치 두 종류의 차이를 바로 이어 쓰는 구성이 답안에 유리하다.

핵심 키워드는 다음과 같다.

• 인필 기능
• 인필발리스(Infill Balise)
• 인필루프(In-Fill Loop)
• 유로발리스(Eurobalise)
• 이동 권한(MA)
• 차상 컴퓨터

2. 개념 풀이

인필 기능의 정식 정의는 신호기 뒤에 설치한 지상 장치가 신호 현시 정보를 차상으로 추가 전송하여, 차상 컴퓨터가 이동 권한과 제동 곡선을 갱신하도록 하는 기능이다. 이동 권한은 열차가 안전하게 진행할 수 있는 거리와 속도의 범위를 뜻한다.

ETCS 레벨 1은 기존 신호 시스템 위에 중첩하여 쓰는 차량 신호 시스템이다. 따라서 고정 신호기의 현시 정보를 차상으로 전달하는 경로가 별도로 필요하다. 유로발리스는 선로 위의 고정 지점에서 정보를 주고, 차상 컴퓨터는 그 정보로 최대 속도와 제동 곡선을 계속 계산한다. 고정 지점에서 받은 정보만으로는 신호기 앞에서 바뀐 현시를 열차가 즉시 반영하기 어렵다. 인필 기능은 이 공백을 신호기 뒤쪽에서 채운다.

인필 기능의 원리는 신호 현시와 진행 정보의 대응에 있다. 신호기가 진행을 허가하면 뒤쪽 장치는 다음 구간의 진행 정보를 알려주고, 차상 컴퓨터는 이 정보로 이동 권한을 늘려 계산한다. 이동 권한이 길어지면 열차는 같은 구간을 더 빠르게 통과할 수 있고, 이동 권한이 짧으면 신호기 앞에서 이른 제동을 해야 한다. 다만 전송은 장치 위를 통과하는 순간 이루어지므로 장치의 위치와 전송 방식이 기능의 효과를 좌우한다.

정보가 차상까지 전달되는 과정은 다음 순서이다.

• 선로변 신호기가 진행 또는 정지 현시를 나타낸다.
• 인필 장치가 그 현시에 맞는 진행 정보를 전송한다.
• 차상 장치가 정보를 받아 이동 권한과 제동 곡선을 다시 계산한다.
• 열차는 갱신된 이동 권한에 따라 가속하거나 감속한다.

신호기가 정지를 나타내는 경우에도 인필 기능의 의미가 있다. 이때 차상 컴퓨터는 신호기 뒤 정보로 정지해야 할 지점과 남은 거리를 다시 계산하여, 제동을 정지 목표에 맞춘다. 유로발리스 그룹과 인필 장치는 역할이 다르다. 유로발리스 그룹은 신호기 앞에서 기본 정보를 주고, 인필 장치는 신호기 뒤에서 추가 정보를 준다는 점을 구분해야 한다.

방식은 크게 두 가지이다. 인필발리스는 신호기 뒤의 한 지점에 설치한 단일 발리스로, 열차가 통과할 때 한 번 텔레그램을 보낸다. 인필루프는 선로를 따라 설치한 루프 케이블로, 열차가 루프 구간을 지나는 동안 정보를 연속 전송한다. 두 방식의 차이는 정보를 한 점에서 주는지, 구간에서 연속으로 주는지에 있다.

3. 등장 배경과 필요성

ETCS 레벨 1은 기존 선로와 신호 설비를 그대로 두고 차상 장치를 추가하여 열차 안전을 확보하는 방식이다. 이 구조에서는 신호기 사이에 전달되는 정보가 고정 지점의 정보로 한정되므로, 열차는 보수적인 제동 곡선을 따를 수밖에 없다. 그 결과 신호기 주변에서 감속과 정지가 늘고 열차 운행 간격이 넓어져 선로 용량이 떨어진다. 인필 기능은 이 한계를 신호기 주변에서 보완하는 장치이다.

ETCS 레벨 1은 장비 설치 범위를 선택할 수 있다는 특징이 있다. 레벨 1 완전 감독은 모든 신호에서 감독을 제공해야 하는 반면, 레벨 1 제한 감독은 신호의 일부만 포함하도록 허용한다. 따라서 기능 증가가 비용을 정당화하는 지점에만 장비를 설치할 수 있다. 인필 장치는 신호기 단위로 설치하므로 이 제한 감독 방식과 잘 맞는다.