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철도

철도

鐵道

고속철도의 실현에서 가장 문제가 되는 것은 그 기술적 신뢰성이지만 전자기기(電子機器) 등의 새로운 설비를 대폭적으로 채용하게 된다면 고장 발생의 성격도 달라지고 동시에 고장이 일어났을 경우의 영향도 지금까지와는 비교도 할 수 없을 만큼 중요한 문제로 될 것이다.

이렇게 되어 고속운전에 따르는 완전한 안전설비의 필요성이 특히 강조되었으며, ATC(automatic train control：自動列車制御) 및 CTC(centralized traffic control：列車集中制御)라고 하는 새로운 전자신호(電子信號) 설비가 나타나게 된 것이다. 우리나라에서는 1968년에 중앙선(中央線：망우∼봉양)에 CTC를 설치하고 그 중앙지령소를 망우역(忘憂驛)에 두어 가동하기 시작하였다.

지상장치는 신호기기실(信號機器室)과 레일을 도체로 하는 약 4㎞ 단위로 설치되어 있는 궤도회로(軌道回路)를 중심으로 성립되어 있다. 신호기기실에서는 궤도회로 단위로 열차의 위치를 검지(檢知)하게 되며,

⑴ 전방의 열차위치와 분기기(分岐器：point)의 개폐방향(開閉方向) 등 선로의 상태에 따라 열차의 허용속도 신호를 변경시킨다.

⑵ 궤도회로에 대해 허용속도 신호를 보내 차상(車上)에 전달한다. 차상설비로서는 차상수신기(車上受信機)와 자동제어 기구가 이것을 담당한다.

⑶ 궤도회로에 허용속도 신호가 발해지면 선두차의 앞머리에 있는 차상수신기(안테나)가 이것을 수신하여 해독(解讀)한다.

⑷ 차상 자동제어 설비에 의하여 항상 현시점의 운전 속도를 검지하고 있다.

⑸ 지상설비에서 전달된 허용속도와 현재의 운전속도를 비교한다.

⑹ 비교한 결과 허용속도를 초과하고 있을 경우에는 브레이크에 지령(指令)을 내린다. 또한 허용속도보다 훨씬 느릴 경우에도 브레이크 기구에 지령을 내린다.

이것이 ATC의 개요라고 하겠으나 오늘날의 사람이 타는 차는 모두 고속성임과 동시에 안락감(安樂感) 및 세심한 운전상의 배려를 필요로 하고 있는 것도 사실이다. 이러한 점은 운전사의 기량에 기대하는 경우도 많다.

CTC장치의 기구

centralized traffic control 裝置－機構

지금까지는 차운행의 혼란을 수정하는 데는 각 역의 열차 위치 통보에만 의존해 왔으나, 역의 수가 극히 적은 노선에서는 만족할 만한 운전정리가 되지 못했다. 그래서 위에서 기술한 ATC장치에서 사용되고 있는 약 3㎞마다의 궤도회로 단위에 의하여 이 정보를 중앙지령소에 전송(傳送)하여 표시반(表示盤)에서 제어하는 방법이 취해지게 되었다. 이것이 CTC장치이다.

전자관(電子管)을 사용하여 추적하는 형식의 경우는 어느 구간을 몇 계통으로 하여, 각 계통 소속의 신호기기실에서 정보를 모아 표시반 위에 열차의 운행상황을 나타낸다. 혹시 무엇인가 새로운 사태가 발생하여 중앙 지령소에서 직접 각 역의 ATC장치를 제어할 필요가 발생했을 경우에는 제어반에 의하여 제어정보를 발신한다.

이 밖의 관련장치로는 열차선별장치(列車選別裝置)와 열차번호장치(列車番號裝置)가 있다. 열차선별장치는 초특급·특급·회송(回送)의 세 가지로 나누어 각각의 열차에 특정 주파수(特定周波數)를 가진 전파(電波)를 발신시키는 구조이다. 지상설비를 선로 내에 설치한 지상자(地上子)를 통하여 수신하고 자동적으로 진로를 열도록 되어 있다.

열차번호장치는 세자리 숫자의 열차번호에 따라 특정 주파수를 조합한 전파를 발신, CTC에 보내는 것이다.

어느 것이나 ATC·CTC장치의 보조장치로서 설치되어 있는 것이며, 이들 모두가 하나로 되어 신호설비의 신뢰성을 확보하고 있는 것이다. 지금은 아직 열차의 자동운전을 완전히 실현하고 있는 것은 아니나, 기계에 의한 컨트롤이 보다 완성되어 인간의 수동작업(手動作業)과 대체되는 것도 이제 꿈만은 아니다.

자동차교통의 관제

자동차교통의 관제시스템

自動車交通－管制 system자동차의 러시는 바야흐로 도시교통을 완전히 마비시켜 버렸다. 교통지옥을 해결할 아이디어는 여러 모로 연구되고 있으나 교통상황에 따라서 차량의 유통을 제어하고, 도로의 유효이용을 꾀하는 교통관제 자동화는 그 유력한 수단으로서 주목되고 있다.

교통관제시스템

交通管制 system

교통관제의 자동화는 캐나다 토론토에서 가장 먼저 시행되었다. 30억원 상당의 컴퓨터와 2,000개의 교통상황탐지장치(交通狀況探知機)를 중심으로 하는 시스템은 1,000기(基)에 달하는 교통표지를 작동, 차의 유통을 제어하고 있는 것이다.

교통관제시스템은 컴퓨터 본체(本體)·교통상황 탐지기 및 교통표지기로서 구성되어 있다.

교통상황탐지기는 도로에 설치되는 것으로서 자계(磁界)의 변화에 따라 차의 통행을 탐지하는 것이다. 이들 2,000개에 달하는 탐지기에서 얻어지는 혼잡상황은 즉시 컴퓨터에 전송된다. 2,000개의 탐지기에서 동시에 발신하여 오는 경우도 생각되지만 컴퓨터는 1교차점마다의 처리 시간을 1,000분의 1초 이내에 처리해 낼 수 있다.

컴퓨터 내부에서의 처리과정의 개요는 다음과 같다. 먼저 컴퓨터에 의하여 어느 교차점의 신호가 큰길 쪽에서 파랑으로 되어 있음이 검지되었다고 가정한다. 컴퓨터는 탐지기에서의 정보로 현재 몇 대의 차가 지나가고 있는가를 알고, 이것을 전체 통과대수에 더한다.

또 좌우방향의 길에는 어느 정도 차의 늦음이 있는가도 조사한다. 만일 좌우방향이 '파랑'으로 바뀌었을 경우 좌우방향의 길에 차가 없다면 늦어짐이 0.2초, 후에 3대의 차가 들어오면 6대／초, 다시금 다음의 2초 동안에 5대가 들어오면 합계의 늦어짐은 5×2＋6＝16대／초로 된다.

컴퓨터는 큰 길의 신호를 '파랑'으로 해두느냐의 여부를 판단한다. 이 판단은 큰길 쪽의 교통량과 좌우 쪽의 교통의 늦어짐과의 비율로서 정한다. 만일 큰길의 교통량이 적을 경우에는 '파랑'을 '노랑'으로 바꾼다.

교통표지는 지금까지 이용해 온 것에 약간의 부가장치(附加裝置)를 붙여둔 것에 불과하나, 이 특수장치에 의하여 빨강·파랑·노랑의 신호의 길이를 정하기도 하고, 전자계산기에서의 전환지시에 따라서 전환을 시키기도 한다.

이 시스템의 완료로 러시아워에 차의 늦어짐이나 교통허용량의 증가 등 이외에도 다음과 같은 이점이 있다.

⑴ 교통상황에 이상사태가 일어났을 경우, 전자계산기가 이것을 즉시 감지하여 자동적으로 처리한다. 이를테면 구급차나 소방차가 통과할 경우 그 진행방향에 있는 신호를 정확하게 점등(點燈)한다.

⑵ 흩어져 있는 많은 교차점의 교통정보를 비교·대조하고 그 결과를 바탕으로 교통표지를 전체적으로 컨트롤하여 한적한 도로로 차를 유도한다.

⑶ 사고 또는 그 밖의 재해(災害)가 있을 경우에는 그 지역의 교통을 일시 정지시키고 즉시 경찰에 연락한다는 등이다.

항공교통의 관제

항공관제와 컴퓨터

航空管制－Computer

항공기를 운행함에 있어서 안전운행의 질서·원조를 위하여 필요한 업무를 하나로 합쳐서 항공교통 업무라고 말하고 있으며, 다음과 같은 여러 분야로 나누어진다.

비행계획 전달

飛行計劃傳達

정기편에 대해서는 일상 비행계획을 자기(磁氣) 테이프에 넣어 두고, 매일 컴퓨터에 의하여 운항계획을 작성한다. 또한 예정 변경분과 부정기분은 그 때마다 전달한다.

출발허가

出發許可

컴퓨터는 비행계획 중에서 출발예정 30분 전의 것을 찾아내어 출발허가를 해도 좋은가의 여부, 이를테면 이상접근(異狀接近)의 유무 등을 조사한 다음 출발표를 만들어 관제관(管制官)에게 준다. 관제관은 출발표에 따라 출발허가 지시의 OK를 내린다. 출발 예정시간 10분 이상을 경과한 것에 대해서는 컴퓨터가 그 이유를 통보한다.

후속분의 출발표 작성

後續分－出發票作成

앞의 항공기가 이륙한 시각을 컴퓨터에 알리면 후속분의 출발표를 작성한다.

이상접근 체크

異狀接近 check

항공기로부터 수신한 위치통보점 통과의 보고 내용을 컴퓨터에 넣어 주면 이상접근 체크를 하게 된다. 이상이 없으면 이후의 예정시각을 계산하여 기록을 한다. 이상이 있으면 지체없이 간제관에게 통보한다. 위치통보점 통과예정 시각을 5분이 지나도 연락이 없을 경우에도 그 늦어지게 된 이유를 관제관(管制官)에게 통보한다.

강하의 승인

降下－承認

컴퓨터에 기억시켜 둔 내용에서 비행장 도착 예정 15분 전의 것을 발견하여 관제관에게 알린다. 예정보다 30분 경과한 것에 대하여도 그 이유를 관제관에게 알린다.

비행의 종료

飛行－終了

관제관이 관제탑에서 착륙통보를 받고, 이것을 컴퓨터에 넣어 주는 것으로 비행은 완료한다.

컴퓨터가 담당하는 항공관제업무는 이상과 같은 업무로 구분되나 전체적으로 보면,

⑴ 모든 문의에 관한 처리를 즉각적으로 행하지 않으면 안 된다.

⑵ 기본이 되는 시간을 체크하기 위하여 적어도 1분간에 한 번 정도 컴퓨터가 현상의 변화에 대하여 기억내용을 조사할 필요가 있다.

⑶ 운항계획과 항공로(航空路) 등을 기억하기 위해서는 대용량의 기억장치가 필요하다. 빈번히 정보를 넣고 빼냄을 하기 때문에 기억내용을 신속하게 집어내지 않으면 안 된다.

⑷ 1일 24시간 계속 가동하지 않으면 안 된다.⑸ 관제관과의 대화에 필요한 특수 문의장치가 필요하다는 등의 조건이 있는데, 리얼타임(real time) 컴퓨터에 의한 처리가 적당하다.