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자동 열차 제어 장치

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목차

1. 개요

자동 열차 제어 장치(ATC)는 열차의 안전 운행을 위해 다른 열차와의 충돌이나 속도 초과를 방지하는 시스템이다. ATC는 지상 장치와 차상 장치로 구성되며, 지상 장치는 궤도 회로를 통해 열차의 위치와 선로 상태를 감지하여 허용 속도 신호를 차상 장치에 전달한다. 차상 장치는 이 신호를 수신하여 현재 운전 속도와 비교, 허용 속도를 초과하면 자동으로 브레이크를 제어한다. 디지털 ATC는 아날로그 방식보다 정밀한 속도 제어가 가능하며, 승차감 향상과 운행 효율 증대에 기여한다. 현재 D-ATC, DS-ATC, RS-ATC, ATC-NS, KS-ATC 등 다양한 디지털 ATC 시스템이 사용되고 있으며, 일본, 대한민국, 유럽, 북미 등에서 널리 활용되고 있다.

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자동 열차 제어 장치

2. ATC의 작동 원리

ATC는 지상 장치와 차상 장치로 구성되어 열차의 속도와 위치를 제어한다.

지상 장치는 신호기계실과 궤도 회로를 중심으로 구성된다. 궤도 회로는 레일을 도체로 사용하며, 대개 4km 단위로 설치된다. 차상 장치는 차상 수신기와 자동 제어 기구로 구성된다.

ATC의 기본적인 시스템은 다음과 같다.

# 각 궤도 회로(폐색 구간)에서 레일에 허용 속도의 ATC 신호 전류를 흘린다.[26]

# 차상 측의 ATC 수전기로 신호 전류가 발생하는 자계를 연속 수신한다.[27][28]

# 수신된 허용 속도 신호 전류는 접속 상자를 거쳐 ATC 수신기로 보내져 허용 속도를 판별한다.[29]

# 판별된 최고 속도 정보는 운전대의 속도계와 ATC 제어기로 보내진다.

# 운전대의 속도계에 있는 차내 신호기에 허용 운전 속도를 나타내는 차내 신호가 표시된다.

# ATC 제어기는 속도 발전기로부터의 속도 신호와 ATC 수신기로부터의 허용 속도 정보를 비교한다.[30]

# 열차 속도가 허용 속도 이상이면 상용 브레이크가 자동으로 작동하고, 허용 속도 이하로 돌아오면 자동으로 해제된다.

사이타마 신도시 교통 이나선에서 사용되고 있는 다단 브레이크 제어 방식의 ATC 차내 신호기 표시


과거의 ATC는 선행 열차에 후속 열차가 접근했을 때, 주행 속도가 하위 현시 속도 구간에 진입하면 상용 최대 브레이크를 걸고, 주행 속도가 현시 속도 이하가 되면 자동으로 브레이크를 완해(풀림)하는 것을 반복하여 열차를 정지시키는 다단 브레이크 제어 방식이었다. 이는 승차감 악화의 원인이 되며, 운전 간격 단축을 실현하는 데 장애가 되었다.

이후, 도쿄 급행 전철의 덴엔토시선에서 1단 브레이크 제어 방식의 CS-ATC가 처음 도입되었다. 이 방식은 현시 속도 구간(궤도 회로)의 길이를 짧게 하고, 2주파수 조합 방식을 통해 현시 속도 표시를 다현시화하여, 열차가 주행 속도의 하위 현시 속도 구간에 진입하고, 주행 속도가 그 현시 속도 이하가 되기 전에 더 하위의 현시 속도 구간에 열차가 진입하는 것을 반복함으로써, 부드럽게 열차를 정지해야 할 지점에 정지시킨다.[38]

일본국유철도(국철)·JR 그룹의 노선 및 차량에서 채택된 ATC에는 다음과 같은 종류가 있다.

도카이도 신칸센 개업 시 1964년에 채용된 ATC로, 도카이도 신칸센은 지상 장치가 ATC-1A형으로 설계되었고, 최고 운전 속도 210km/h로 설계되었으며, 이어진 산요 신칸센은 ATC-1B형으로 도카이도보다 최고 속도를 높였다. 신호 현시는 0, 30, 70, 110, 160, 210이며, 모든 현시 속도는 억제 속도(실제로 속도 초과로 브레이크가 작동하는 속도)였다.[39]

2. 1. 지상 장치

신호기계실에서는 궤도 회로를 단락시키는 단위로 열차의 위치와 고장을 검지(檢知)하며, 앞 열차 위치와 분기기의 개폐 방향 등 선로의 상태에 따라 열차의 허용 속도 신호를 변경시킨다.[26][27][28] 궤도 회로에 대해 허용 속도 신호를 보내 차상(車上)에 전달한다.[29]

일본 철도에서 자동적으로 브레이크 제어를 수행하는 ATC 지상 장치는 각 궤도 회로에 신호 전류를 흘리는 기능 외에, 열차 위치 검지 기능도 겸하고 있다.[36][37] 검지한 위치 정보를 지상 측의 열차 위치 표시 장치로 보내는 것과 동시에, 그 정보와 각 역의 연동 장치와 그 외의 외부 조건을 바탕으로 지상 장치에 의해 열차가 재선하는 궤도 회로의 후방 구간에 허용 속도의 ATC 신호를 송신한다.

ATC의 궤도 회로는 철도의 폐색과 마찬가지로 1개의 궤도 회로(폐색 구간)에 1개의 열차밖에 진입할 수 없기 때문에, 폐색 구간을 식별하는 폐색 경계 표지가 선로 옆에 설치되어 있으며, 철도 신호기와 마찬가지로 출발·장내·폐색으로 구분되며 번호로 구분하여 표시되어 있다.

  • 정차장 간 폐색 구간: 폐색 신호기 표시와 동일. 정차장 외방에서 제1폐색, 제2폐색, 제3폐색… 순.
  • 장내 구간: 장내 신호기 표시와 동일. 정차장 장내의 가장 먼 곳에서 정차장을 향해 제1장내, 제2장내, 제3장내… 순.
  • 출발 구간: 출발 신호기 표시와 동일. 정차장에 가장 가까운 곳에서 외방을 향해 제1출발, 제2출발, 제3출발… 순.


철도 신호기와 같이 운전 진로를 표시하는 기능이 없기 때문에, 보통 철도에서는 분기 선로가 있는 정차장 앞에 진로 방향을 표시하는 진로 예고기, 정차장 장내에는 진로 방향을 표시하는 진로 표시기가 설치되어 있다.

또한, 전방의 신호기를 확인하고 예측 운전이 불가능하기 때문에, 선행하는 폐색 구간의 허용 속도가 현재 시점의 허용 속도보다 낮은 경우에는 궤도 회로에 흐르는 신호 전류에 그 정보를 부가하여 차내 신호기에 그 정보를 예고로서 표시하는 전방 제어 예고 정보가 있다.

2. 2. 차상 장치

차상 장치는 차상 수신기와 자동 제어 기구로 구성된다. 궤도 회로에서 허용 속도 신호를 수신하여 해독한다. 차상 자동 제어 설비는 현재 운전 속도를 검지하고, 지상 설비에서 전달된 허용 속도와 비교한다. 허용 속도를 초과하면 브레이크에 지령을 내려 자동으로 작동시킨다.[24][25]

2. 3. 디지털 ATC

'''디지털 ATC'''(Digital Automatic Train Control)는 일부 JR 운영 구간에서 사용되는 디지털화된 자동 열차 제어 장치이다. 기존 아날로그 ATC와 달리 디지털 방식은 속도 제어를 점진적으로 수행하여 승객 편의를 증진시키므로, 탑승감이 기존 아날로그 ATC보다 좋다.

3. 대한민국의 ATC

대한민국의 도시 철도 및 광역 철도 노선은 자동 열차 제어 장치(ATC)를 사용한다. 일부 노선에서는 자동 열차 운전 장치(ATO)가 추가로 적용되어 열차 운행의 자동화를 꾀하고 있다.

서울 지하철의 경우 1호선을 제외한 모든 노선에서 ATC 시스템을 사용하고 있다. 다만, 서울교통공사 1호선 구간은 전 차량이 ATS로 운행 중이며[92], 한국철도공사 1호선 1000호대, 311000호대 (1, 2세대)는 ATS, 신차는 ATO 장치를 갖추고는 있지만 사용하지 않고 있다.

3. 1. 적용 노선

수도권

  • 과천선
  • 일산선
  • 수인·분당선(왕십리-고색)
  • 서울 지하철
  • 1호선 (서울교통공사 구간은 ATS 사용[92], 한국철도공사 구간은 1000호대, 311000호대(1, 2세대) 전동차는 ATS, 신차는 ATO 장치 미사용)을 제외한 모든 노선

비수도권

3. 2. 한국 철도 기술 발전과 ATC

2006년 칼리웁 사고 보고서에는 자동 열차 제어 장치(ATC) 시스템이 언급되어 있다.[3] 이 사고는 ATC 시스템의 중요성을 강조하며, 한국 철도 안전 시스템 강화의 계기가 되었다.

한국의 철도 기술이 발전하면서 ATC 시스템도 지속적으로 개선되고 있다. 특히 디지털 ATC 도입은 승차감 향상과 운행 효율 증대에 기여하고 있다.

4. 아시아의 ATC

대한민국에서는 여러 지하철 노선에서 자동 열차 제어 장치(ATC)를 사용하며, 일부 노선에는 자동 열차 운전 장치(ATO)가 추가로 적용되기도 한다.[44]

4. 1. 일본

일본에서는 신칸센과 같이 빠르게 운행하는 고속 열차를 위해 자동 열차 제어 장치(ATC) 시스템이 개발되었다. ATC 시스템은 궤도 회로를 따라 특정 선로 구간의 속도 제한 정보를 담은 신호를 보낸다. 열차가 이 신호를 수신하면 현재 속도와 속도 제한을 비교하고, 필요시 자동으로 제동을 걸어 열차 속도를 조절한다.[5]

열차가 속도 제한을 초과할 경우 ATC가 자동으로 제동을 걸지만, 역 진입 시 전동력이나 열차 정지 위치를 제어하지는 않는다. 이를 보완하기 위해 자동 열차 운전 장치(ATO) 시스템이 개발되어 역 출발, 역 사이 속도, 역 내 정지 위치를 자동으로 제어하며, 일부 지하철에 설치되어 있다.[5]

과거의 ATC는 선행 열차에 후속 열차가 접근했을 때, 주행 속도의 하위 현시 속도 구간에 진입한 경우 상용 최대 브레이크(보통 사용하는 브레이크 중 가장 제동력이 강한 브레이크)를 걸고, 주행 속도가 현시 속도 이하가 되면 자동으로 브레이크를 완화(풀림)하는 것을 반복하여 열차를 정지시키는 다단 브레이크 제어 방식이었다. 이 방식은 승차감 악화의 원인이 되며, 운전 간격 단축을 실현하는 데 장애가 되었다.

그래서 현시 속도 구간(궤도 회로)의 길이를 짧게 하고, 2주파수 조합 방식을 통해 현시 속도 표시를 다현시화하여[38], 열차가 주행 속도의 하위 현시 속도 구간에 진입하고, 주행 속도가 그 현시 속도 이하가 되기 전에 더 하위의 현시 속도 구간에 열차가 진입하는 것을 반복함으로써, 부드럽게 열차를 정지해야 할 지점에 정지시키는 1단 브레이크 제어 방식의 CS-ATC가 도쿄 급행 전철의 덴엔토시선에서 처음 도입되었다.

이후, 도요코선이나 도쿄 지하철 일부 노선 등에서 더욱 개량된 ATC(도큐의 ATC-P, 도쿄 지하철의 신CS-ATC)가 사용되었고, JR 그룹에서는 같은 이유로 디지털 ATC가 사용되기 시작했다.

일본국유철도(국철)·JR 그룹의 노선 및 차량에서 채택된 ATC에는 다음과 같은 종류가 있다.

  • ATC-5형: 요코스카·소부 쾌속선 지하 루트용으로 개발. 1972년 - 1976년에 개통한 구간에 도입. 2004년에 소부 쾌속선·요코스카선의 지상부에서 사용되던 지상 신호 방식의 ATS-P로 전환 통일.
  • ATC-6형: 지하선 구간이 아닌 국전선 구간에 보안도가 높은 ATC를 도입하기 위해 개발된 표준 ATC. 야마노테선, 게이힌 도호쿠선 등에 도입.
  • ATC-9형: 지쿠히 선과 직통 운전을 하는 후쿠오카시 교통국(후쿠오카 시 지하철)의 ATC.

4. 1. 1. 아날로그 ATC

다음은 아날로그 ATC 시스템의 종류와 사용 노선에 대한 설명이다.

  • ATC-1: 1964년부터 도카이도 신칸센 및 산요 신칸센에서 사용되었다. 도카이도 신칸센에서는 ATC-1A, 산요 신칸센에서는 ATC-1B로 분류된다. 초기에는 0,의 속도 제한을 사용했으나, 이후 0,로 업그레이드되었다. ATC-1D와 ATC-1W 변형이 있으며, ATC-1W는 산요 신칸센에서만 사용된다. 2006년부터 도카이도 신칸센의 ATC-1A는 ATC-NS로 대체되었다.

속도계 0계열 운전실 내부, 속도 표시기 위에 ATC 실내 신호등이 켜져 있다

  • ATC-2: 도호쿠 신칸센, 조에쓰 신칸센, 나가노 신칸센에서 사용되었으며, 0,의 속도 제한을 사용했다. 최근에는 DS-ATC로 대체되었다. 일본의 ATC-2는 스웨덴과 노르웨이에서 사용되는 히타치 레일 STS의 L10000 ATC 시스템(ATC-2라고도 함)과 혼동해서는 안 된다.

  • ATC-4 (CS-ATC): 1971년 도쿄 메트로 치요다선에서 처음 사용되었으며, 동일본 여객철도(JR 동일본) 조반선과 상호 운행한다. CS-ATC(Cab Signalling-ATC의 약자)는 지상 기반 제어를 사용하는 아날로그 ATC 기술로, 실내 신호를 사용한다. 0, 25, 40, 55, 75 및 90 km/h의 속도 제한을 사용한다. 도쿄 메트로 긴자선(1993년 도입, 이후 새로운 CS-ATC로 변경), 도쿄 메트로 마루노우치선(1998년 도입), 도쿄 메트로 유라쿠초선(2008년 도입) 등으로 사용이 확장되었다. 모든 나고야 시영 지하철 노선과 3개의 오사카 메트로 노선(센니치마에선, 나가호리 쓰루미료쿠치선, 이마자토스지선)에서도 사용된다.

  • ATC-5: 1972년부터 1976년까지 소부 쾌속선과 요코스카선에 도입되었으며, 0, 25, 45, 65, 75 및 90 km/h의 속도 제한을 사용했다. 2004년에 두 노선 모두에서 ATS-P로 대체되었다.

  • ATC-6: 1972년에 도입되었으며, 사이쿄선, 게이힌-토호쿠선/네기시선(1984년 도입), 야마노테선(1981년 도입)에서 사용되었다. 일부 화물 열차에도 장착되었다. 2003년과 2006년에 게이힌-토호쿠선과 야마노테선은 D-ATC로 교체되었다. 사이쿄선은 2017년에 ATACS로 교체되었다.

  • ATC-9: 규슈의 치쿠히선(후쿠오카 시영 지하철 구코선과 직결 운행)에서 사용된다.

  • ATC-10 (New CS-ATC): ATC-4(CS-ATC)에서 개발된 ATC-10은 D-ATC와 부분적으로 호환되며 이전 CS-ATC(ATC-4) 기술과 완벽하게 호환된다. 아날로그 및 디지털 기술의 혼합으로 볼 수 있지만, ATC-10은 시험 테스트에서 정규 서비스 브레이크의 성능이 좋지 않아 D-ATC와 함께 사용하는 것은 권장되지 않는다. 모든 도쿄 메트로 노선, 도큐 덴엔토시선, 도큐 도요코선, 쓰쿠바 익스프레스에서 사용된다.

4. 1. 2. 디지털 ATC

'''디지털 ATC'''(Digital Automatic Train Control)는 일부 일본 JR 운영 구간에서 사용되는 디지털화된 자동 열차 제어 장치이다. 기존 아날로그 ATC와 달리 디지털 방식은 속도 제어를 점진적으로 조절하여 승차감이 더 좋다.

E233계 열차에 사용되는 D-ATC 표시기


'''디지털 자동 열차 제어 장치(ATC, Automatic Train Control)''' 시스템은 궤도 회로를 사용하여 열차의 위치를 감지하고, 궤도 회로 번호, 앞 열차까지의 거리, 열차가 도착할 플랫폼 등 디지털 데이터를 열차로 전송한다. 열차는 이 데이터를 메모리에 저장된 데이터와 비교하여 앞 열차까지의 거리를 계산하고, 궤도 경사, 곡선, 분기점에서의 속도 제한 데이터와 함께 서비스 브레이크를 제어하고 열차를 정지시키는 데 사용한다.[5]

디지털 ATC는 열차가 다른 열차가 있는 궤도 구간에 진입하기 전에 정지시키기 위한 제동 곡선을 결정한다. 경고음이 울린 후 제동 패턴을 초과하면 브레이크가 작동하며, 승차감 향상을 위해 처음에는 약하게, 이후 강하게 작동한다. 열차 속도가 일정 수준 이하로 떨어지면 브레이크가 약해진다. 비상 제동 패턴도 있어, 이를 초과하면 비상 브레이크가 작동한다.[5]

디지털 ATC 시스템은 다음과 같은 장점이 있다.[5]

  • 고밀도 운행 가능: 중간 속도 제한 단계에서 브레이크 해제 사이의 지연 시간이 없어 효율적이다.
  • 최적 속도 운행: 모든 차량에 대해 제동 패턴을 생성하여 급행, 완행, 화물 열차 모두 최적 속도로 운행 가능하다.
  • 궤도 측 ATC 장비 변경 불필요: 향후 더 빠른 열차 운행 시에도 변경이 필요 없다.


현재 사용 중인 디지털 ATC 시스템은 다음과 같다.

시스템약칭설명사용 노선
D-ATCDigital ATC지상 기반 제어에서 열차 기반 제어로 전환하여 승차감과 안전성 향상.게이힌-도호쿠 선 (쓰루미역-미나미우라와역 구간, 2003년), 야마노테 선 (2005년), 도에이 신주쿠 선 (2005년), 도카이도 신칸센 (2006년), 타이완 고속철도 (2007년)
DS-ATCDigital communication & control for Shinkansen-ATC동일본 여객철도(JR 동일본) 신칸센 노선에 구현.도호쿠 신칸센, 홋카이도 신칸센, 조에츠 신칸센, 호쿠리쿠 신칸센
RS-ATC-DS-ATC 대체 레벨. 전파 신호로 열차 속도 제한 제어.도호쿠 신칸센, 홋카이도 신칸센, 호쿠리쿠 신칸센, 조에츠 신칸센
ATC-NSATC-New SystemDS-ATC 기반.도카이도 신칸센 (2006년), 타이완 고속철도, 산요 신칸센
KS-ATCKyushu Shinkansen-ATC규슈 신칸센 (2004년)


4. 1. 3. ATACS

ATACS는 이동 폐색 방식의 자동 열차 제어 장치(ATC) 시스템으로, CBTC와 유사하다. RTRI에서 개발하여 2011년 동일본 여객철도(JR 동일본) 센세키 선에 처음 도입되었으며, 2017년 사이쿄 선,[6] 2020년 고우미 선에 적용되었다.[7] 일본의 ETCS 레벨 3에 해당하는 시스템으로 간주된다.[8]

4. 2. 대한민국

대한민국에서는 여러 지하철 노선에서 자동 열차 제어 장치(ATC)를 사용하며, 일부 노선에는 자동 열차 운전 장치(ATO)가 추가로 적용되기도 한다.[44]

5. 유럽의 ATC

1972년부터 1976년까지 요코스카·소부 쾌속선 지하 구간에 사용된 ATC-5형은 신호 시계 거리 확보 문제로 CS-ATC 방식을 채택했다. 신호 현시는 0, 25, 45, 65, 75, 90으로, 킨시초역과 시나가와역에서 ATS 절환 기능이 추가되었다. 지상 장치는 ATC-1C형이었다. 2004년 소부 쾌속선·요코스카선 지상 구간이 ATS-P로 전환되면서 ATC-5형 사용 구간은 없어졌다.[9]

5. 1. 덴마크

덴마크의 자동 열차 제어(ATC) 시스템(공식 명칭 ZUB 123)은 주변 국가와 다르다.[9] 1978년부터 1987년까지 스웨덴 ATC 시스템이 덴마크에서 시범 운영되었고, 1986년부터 1988년 사이에 새로운 지멘스 설계의 ATC 시스템이 도입되었다. 1988년 4월에 발생한 소뢰 열차 사고로 인해, 1990년대 초부터 새로운 시스템이 모든 덴마크 간선 철도에 점진적으로 설치되었다.

일부 열차(예: 외레순 열차 운행에 사용되는 열차 및 일부 X 2000 열차)는 덴마크와 스웨덴 시스템을 모두 갖추고 있으며,[9] 다른 열차(예: ICE-TD 열차 10대)는 덴마크와 독일 시스템을 모두 갖추고 있다. 덴마크 철도 인프라 회사인 반데단마르크는 현재 ZUB 123 시스템을 구식으로 간주하고 있으며, 덴마크 전체 철도 네트워크는 2030년까지 ETCS 레벨 2로 전환될 예정이다.

5. 2. 노르웨이

Bane NOR—노르웨이 정부의 철도 인프라 담당 기관—은 스웨덴식 ATC 시스템을 사용한다.[11] 따라서 열차는 일반적으로 특별한 개조 없이 국경을 넘을 수 있다. 그러나 스웨덴과 달리 노르웨이에서 사용되는 ATC 시스템은 적색 신호 통과를 방지하는 부분 ATC(''delvis ATC'', DATC)와, 적색 신호 초과 방지 외에 열차가 허용된 최고 속도를 초과하지 않도록 하는 완전 ATC(FATC)를 구분한다. 노르웨이의 철도 노선은 DATC 또는 FATC 중 하나를 설치할 수 있지만 동시에 둘 다 설치할 수는 없다.

ATC는 4년 전 발생한 신호 위반 사고인 Tretten 열차 사고 이후 1979년 노르웨이에서 처음 시험되었다. DATC는 1983년부터 1994년 사이에 오슬로 S - 돔보스 - 트론헤임 - 그롱 구간에 처음 도입되었고, FATC는 1993년 오포텐 선에 처음 도입되었다. 고속 가르데르모엔 선은 1998년 개통 이후 FATC를 사용해 왔다. 2000년에 Åsta 사고가 발생한 후, Røros 선에 DATC를 설치하는 것이 가속화되어 2001년에 운영을 시작했다.

5. 3. 스웨덴

스웨덴에서는 1960년대에 ATC 개발이 시작되었고(ATC-1), 1980년대 초 고속 열차와 함께 정식으로 도입되었다(ATC-2/Ansaldo L10000).[12] 2008년 기준으로, 스웨덴 교통청이 관리하는 철도 노선 11,904km 중 9,831km에 ATC-2가 설치되어 있었다.[13] ATC-2는 일반적으로 ERTMS/ETCS와 호환되지 않지만, 특수 전송 모듈(STM)을 통해 자동 전환이 가능하다.

5. 4. 영국

1906년, 영국의 그레이트 웨스턴 철도는 "자동 열차 제어 장치"로 알려진 시스템을 개발했다. 현대 용어로는 '''GWR ATC'''는 자동 경고 시스템(AWS)으로 분류된다. 이는 궤도와 궤도보다 높은 곳에 위치한 전기적으로 활성화(또는 비활성화)된 레일에 의존하는 간헐적인 열차 보호 시스템이었다. 이 레일은 각 끝에서 경사져 있었으며 ATC 램프로 알려졌고 지나가는 기관차의 하단에 있는 슈(shoe)와 접촉했다.[14]

램프는 원방 신호에 설치되었다. 정지 신호에서 사용하기 위한 이 설계의 개발은 구현되지 않았다.

램프와 관련된 신호가 주의 신호일 경우, 램프는 활성화되지 않았다. 램프는 지나가는 기관차의 슈를 들어 올리고 경적을 울리면서 타이머 시퀀스를 시작했다. 운전자가 미리 설정된 시간 내에 이 경고에 응답하지 않으면 열차의 브레이크가 작동했다. 시험에서 GWR은 주의 신호에서 원방 신호를 통과하는 속달 열차를 보내 이 시스템의 효과를 입증했다. 열차는 홈 신호에 도달하기 전에 안전하게 정지했다.

램프와 관련된 신호가 진행 신호일 경우, 램프가 활성화되었다. 활성화된 램프는 지나가는 기관차의 슈를 들어 올려 발판에서 벨이 울리게 했다.

시스템이 고장날 경우 슈는 비활성 상태, 즉 주의 상태를 유지했다. 따라서 모든 안전 장비의 기본 요구 사항인 안전 실패였다.[14]

이 시스템은 1908년까지 패딩턴에서 리딩을 포함한 모든 GWR 주 노선에 구현되었다.[14] 이 시스템은 1970년대까지 사용되었으며, 이때 영국 철도의 자동 경고 시스템(AWS)으로 대체되었다.

6. 북미의 ATC

동일본 여객철도(JR 동일본)는 재래선에서 D-ATC (Digital-ATC)를 채용하고 있다. 기존 아날로그 ATC는 궤도 회로를 이용한 지상 장치에서 허용 속도를 지시했지만, D-ATC는 차상 장치에서 허용 속도를 지시하는 차상 주체형 시스템이다. 지상 장치는 열차 위치 정보를 파악하고, 이를 바탕으로 열차가 정지해야 할 지점 정보를 생성하여 열차에 전송한다.[54][55][56]

열차에는 노선 정보와 속도 조사 패턴이 기록된 데이터베이스가 탑재되어 열차 위치를 파악한다.[57][58] D-ATC 신호를 수신하면, 해당 속도 조사 패턴과 열차 위치를 바탕으로 허용 속도를 계산하여 차내 신호로 표시하고, 필요시 ATS-P와 유사하게 속도 제어를 통해 열차를 정지시킨다. 이러한 방식을 통해 차량 성능에 맞는 제동이 가능해져 열차 운행 간격 및 소요 시간 단축, 승차감 및 보안성 향상, 운행 밀도 향상 등의 효과를 얻을 수 있다.[59]

차내 신호는 5km/h 간격으로 속도를 표시하며, 감속 패턴 부분은 무단계로 표시된다. (단, E233계·E235계는 1km/h 간격, 다른 차량은 5km/h 간격) 주행 속도가 ATC 속도 조사 패턴에 가까워지면 "패턴 접근"을 표시한다. 디지털 전송을 통해 선행 열차 위치나 건널목 비상 버튼 작동 등의 정보도 열차에 전송하여 운전대에 표시할 수 있다.

D-ATC는 게이힌 도호쿠 선에 2003년 12월 21일 도입되었고, 야마노테 선에는 2006년 7월 30일에 도입되었다. 2007년 3월 18일 다이어 개정으로 야마노테선은 1바퀴 59분 운전이 가능해졌다. 게이힌 도호쿠 선의 잔여 구간과 네기시 선은 2009년 8월 14일에 D-ATC화되었다. 도쿄도 교통국(도영 지하철) 신주쿠 선의 신 ATC도 2005년 5월 14일부터 D-ATC 시스템을 거의 그대로 사용하고 있다.

타이완 고속철도 또한 700계를 기반으로 한 700T형에 D-ATC를 채택하였다.[61]

ATACS (Advanced Train Administration and Communications System)는 동일본 여객철도가 개발한 열차 보안 장치이다. 궤도 회로 대신 차량 탑재형 검지로 열차 위치를 파악하고, 지상-차량 간 통신을 디지털 무선으로 수행하는 것이 특징이다. ATACS는 자동 열차 정지 장치(ATS, ATC), 연동 장치, 건널목 제어 장치를 모두 포함하며, 일본 최초의 이동 폐색 시스템이다.

2020년 10월 현재, 센세키선(아오바도리 역 - 히가시시오가마 역 구간)과 사이쿄선(이케부쿠로 역 - 오미야 역 구간)에서 사용 중이며, 고우미선(고모로 역 - 고부치자와 역 구간)에서는 ATACS를 응용한 지방 교통선용 무선 열차 제어 시스템이 사용되고 있다.

6. 1. 캐나다

2017년부터 토론토 교통국(TTC)은 1호선 영-유니버시티선에 5억 6,230만 달러를 들여 자동 열차 제어 장치(ATC)를 도입하기 시작했다. 2009년 알스톰(Alstom)과 계약을 체결하여 TTC는 러시아워 시간대에 1호선 열차 간격을 줄이고 1호선에서 운행하는 열차 수를 늘릴 수 있게 되었다.[15] 그러나 ATC 호환이 가능한 토론토 로켓 신형 열차의 인도와 새로운 시스템과 호환되지 않는 구형 차량의 퇴역이 이루어지기 전까지는 공사가 시작되지 않았다.

ATC는 2017년 11월 4일 뒤퐁과 요크데일 역 사이의 정규 운행 중 시험을 시작으로 단계적으로 도입되었다. 2017년 12월 17일 본 메트로폴리탄 센터 역과 셰퍼드 웨스트 역 사이의 토론토-요크 스파디나 지하철 연장 개통과 함께 정식으로 처음 도입되었다.[16][17] 노선의 나머지 구간에 대한 시스템 도입은 주말 폐쇄 및 지하철 운행이 중단되는 야간 작업을 통해 이루어졌다. 1호선의 완전한 전환 기한이 2022년까지 여러 차례 연기되면서 프로젝트에 지연이 발생했다.[18] ATC 전환은 2022년 9월 24일에 핀치역까지 완료되었다.[17] 1호선 전체를 ATC로 전환하려면 2,000개의 비콘, 256개의 신호, 약 304800.00m 이상의 케이블 설치가 필요했다.[17]

ATC는 곧 개통될 5호선 에글린턴선에도 사용될 예정이지만, 1호선과는 달리 5호선의 시스템은 봄바디어 운송(Bombardier Transportation)에서 Cityflo 650 기술을 사용하여 공급할 예정이다.[19] TTC는 자금 확보 및 2호선의 현재 ATC 비호환 차량을 호환 열차로 교체할 수 있다는 전제하에, 향후 2호선 블로어-댄포스선과 4호선 셰퍼드선을 ATC로 전환할 계획이며, 완료 예상 시기는 2030년이다.[20]

6. 2. 미국

미국 내 자동 열차 제어(ATC) 시스템은 거의 항상 기존의 연속적인 차내 신호 시스템과 통합되어 있다. ATC는 차내 신호 시스템의 입력을 기반으로 속도 제어를 구현하는 기관차의 전자 장치에서 비롯된다.[21] 열차 속도가 해당 구간의 허용 최대 속도를 초과하면 과속 경보가 차내에서 울리고, 기관사가 속도를 줄이거나 제동을 걸지 않으면 페널티 제동이 자동으로 걸린다.[21]

북미 화물 열차는 취급 및 제어가 민감하여, ATC는 도시 간 및 통근 운행 모두에서 여객 기관차에 거의 독점적으로 적용되며, 화물 열차는 속도 제어 없이 차내 신호를 사용한다. 암트랙(Amtrak), 메트로 노스 철도(Metro North), 롱아일랜드 철도(Long Island Rail Road)와 같이 운행량이 많은 일부 여객 철도에서는 시스템의 전체 또는 일부 구간에서 운행하는 화물 열차에 속도 제어 사용을 요구한다.[21]

차내 신호 및 속도 제어 기술은 1920년대부터 존재했지만, ATC의 채택은 수십 년 후 여러 차례의 심각한 사고 이후에야 문제가 되었다. 롱아일랜드 철도는 무시된 신호로 인해 발생한 치명적인 사고 두 건 이후 1950년대에 차내 신호 구역 내에 자동 속도 제어 시스템을 구현했다. 뉴어크 만 리프트 브리지 참사 이후 뉴저지 주는 주 내의 모든 주요 여객 열차 운영자에 대한 속도 제어 사용을 법제화했다. 미국에서 속도 제어는 많은 여객 노선에서 사용되고 있지만, 대부분의 경우 노선을 소유한 철도에서 자발적으로 채택했다.

유니언 퍼시픽(Union Pacific), 플로리다 이스트 코스트(Florida East Coast), CSX 교통(CSX Transportation)의 세 개 화물 철도만이 자체 네트워크에 어떤 형태의 ATC를 채택했다. FEC와 CSX의 시스템은 펄스 코드 차내 신호(pulse code cab signals)와 연동하여 작동하며, CSX의 경우 단일 간선에서 리치몬드, 프레데릭스버그 및 포토맥(Richmond, Fredericksburg and Potomac) 철도에서 상속되었다. 유니언 퍼시픽의 시스템은 시카고 앤 노스웨스턴(Chicago and Northwestern) 동서 간선 구간에서 상속되었으며 ATC와 함께 사용하도록 설계된 초기 2가지 방식의 차내 신호 시스템과 연동하여 작동한다. CSX와 FEC에서는 더 제한적인 차내 신호 변경 시 기관사가 최소 제동을 시작해야 하며, 그렇지 않으면 열차를 정지시키는 더 심각한 페널티가 적용된다. 어떤 시스템도 명시적인 속도 제어 또는 제동 곡선 준수를 요구하지 않는다.[22] 유니언 퍼시픽 시스템은 열차 속도가 40mph로 감소할 때까지 해제할 수 없는 즉각적인 제동을 요구한다. 그런 다음, 초기 차내 신호가 떨어지고 70초 이내에 열차 속도를 20mph 이하로 더 줄여야 한다. 이러한 속도 감소에 대한 제동 적용 실패 시 페널티가 적용된다.[23]

세 개의 화물 ATC 시스템 모두 기관사에게 안전하고 적절한 방식으로 제동을 적용할 수 있는 어느 정도의 여유를 제공한다. 왜냐하면 부적절한 제동은 탈선 또는 멈추지 않는 열차를 초래할 수 있기 때문이다. 어떤 시스템도 험준하거나 산악 지형에서는 효력이 없다.

참조

[1] 서적 Danger Signals: An Investigation Into Modern Railway Accidents Ian Allan 1987
[2] 웹사이트 The Great Western Railway Automatic Train Control https://mysite.du.ed[...] 2022-11-14
[3] 웹사이트 Technical Committee Announces Findings on Qalyoub Train Accident http://www.masress.c[...] Daily News Egypt 2015-01-07
[4] 웹사이트 Huawei and PRASA Launches South Africa's First GSM-R Rail Network Operation - Huawei South Africa http://www.huawei.co[...]
[5] 웹사이트 Railway Technology Today 8: Signalling Systems for Safe Railway Transport http://www.ejrcf.or.[...] Japan Railway and Transport Review 1999-09
[6] 간행물 埼京線への無線式列車制御システム（ＡＴＡＣＳ）の使用開始について https://www.jreast.c[...] East Japan Railway Company 2021-07-10
[7] 웹사이트 ＪＲ東、無線で列車制御−地上設備を大幅スリム化 https://www.nikkan.c[...]
[8] 뉴스 ATACS – The Japanese Level 3? https://www.railengi[...] 2020-12-12
[9] 웹사이트 ATC – Automatic Train Control http://w3.siemens.dk[...] Siemens 2015-01-15
[10] 웹사이트 CBTC goes live on Inner Copenhagen S-Bane https://www.railjour[...] 2022-03-20
[11] 서적 History of Nordic Computing 2: Second IFIP WG 9.7 Conference, HiNC 2, Turku https://books.google[...] Springer
[12] 웹사이트 Twenty Years of Safe Train Control in Sweden http://belisa.se/taa[...] Berits Hemsida 2015-01-15
[13] 웹사이트 Bandata http://www.banverket[...] Swedish Rail Administration 2015-01-15
[14] 서적 Derail: Why Trains Crash Channel 4 2000
[15] 웹사이트 Alstom lands CBTC contract in Toronto https://www.railwaya[...] 2022-10-26
[16] 웹사이트 TTC signal solution promises subway relief someday — but for now, it's more delays https://www.thestar.[...] 2015-11-29
[17] 웹사이트 TTC's Line 1 now running on an ATC signalling system https://www.ttc.ca/n[...] Toronto Transit Commission 2022-09-29
[18] 웹사이트 New signal system is three years behind schedule and $98M over budget: report https://www.cp24.com[...] 2019-04-10
[19] 웹사이트 Bombardier's Rail Control Division Further Expands North American Presence https://www.bombardi[...] 2019-01-09
[20] 웹사이트 TTC test of new signalling system 'exceeded expectations' https://www.thestar.[...] 2022-10-26
[21] 문서 Amtrak Employee Timetable #3, Northeast Region, Jan, 18th, 2010, Section 550
[22] 문서 CSX Baltimore Division Timetable - RF&P Sub Section
[23] 웹사이트 General Code of Operating Rules (GCOR) http://1405.utu.org/[...] General Code of Operating Rules Committee 2015-01-06
[24] 웹사이트 乗務するのは誰だ? JRが挑む｢自動運転｣の成否 https://toyokeizai.n[...] 東洋経済オンライン 2020-11-29
[25] 웹사이트 ITmedia ビジネスオンライン 電車の運転が、つまらないんです https://www.itmedia.[...] itmedia 2020-11-29
[26] 문서 ATC의 궤도 회로에는, 궤도 회로 경계를 절연하는 유절연 궤도 회로와 궤도 회로 경계를 절연하지 않는 무절연 궤도 회로의 2개가 있다.
[27] 문서 아날로그 신호의 경우는 AM변조를 사용.
[28] 문서 10 - 90nbsp헤르츠Hz를 사용하고 있으며, 코드라고 불리고 있다.
[29] 문서 신호 전류는 가극하여 보내지지만, 가선에서 모터와 차륜을 경유하여 레일에 흐르는 전차 전류가 발생하는 자계의 전류 성분은, 거기서 상쇄되어 보내지지 않도록 되어 있다.
[30] 문서 속도 발전기는 2개를 사용한다.
[31] 문서 차내 신호 방식의 것으로, 최초로 보통 철도에서 사용된 것은, 1965년(쇼와 40년)에 개업한 나고야시 교통국의 지하철 2호선으로, 철도 이외에서 최초로 사용된 것은, 1964년(쇼와 39년)에 개업한 도쿄 모노레일이다.
[32] 문서 스피드 시그널의 대의어：루트 시그널
[33] 문서 속도계에 있는 차내 신호기와 현시 변화 벨을 작동시키는 것과 함께, 그 허용 속도의 신호를, 제어기에 있는 각 허용 속도의 속도 조사부 중에서, 그 허용 속도로 속도 조사를 실시하는 속도 조사부의 3개의 채널에 보내는 제어를 실시한다.
[34] 문서 채널에서는, 허용 속도의 신호와 속도 발전기로부터의 현재의 속도 신호와 차륜경의 정보를 바탕으로 속도 조사를 실시해, 브레이크 지령의 ON・OFF의 판별을 행한다.
[35] 문서 3개의 채널의 지령 중에서, 1개가 다른 지령을 냈을 경우는 그 채널은 고장으로 판단되어 회로에서 분리되지만, 고장도 아닌 채널이 고장으로서 분리되는 불편이 발생하기 때문에, 3개의 채널의 지령을 동기(싱크로나이즈)에 할 수 있도록 속도 조사에서의 허용 속도를 약간 조절할 수 있는 회로를 마련하고 있다.
[36] 간행물 新幹線用デジタルATC(DS-ATC)システムの稼働率向上に対する取り組み https://www.jstage.j[...] 日本信頼性学会 2024-03-22
[37] 간행물 デジタルATCの開発と導入 https://www.jreast.c[...] 東日本旅客鉄道 2024-03-22
[38] 문서
[39] PDFlink 新幹線電車用自動列車制御装置(ATC装置) https://www.hitachih[...] 日立製作所『日立評論』 1964-05
[40] 문서
[41] 문서
[42] 문서
[43] 뉴스 山陽新幹線における新ATCの使用開始について http://www.westjr.co[...] 西日本旅客鉄道株式会社 2017-02-15
[44] 문서
[45] 문서
[46] 서적 東京地下鉄道日比谷線建設史 https://metroarchive[...] 帝都高速度交通営団 1969-01-31
[47] 서적 東京地下鉄道東西線建設史 https://metroarchive[...] 帝都高速度交通営団 1978-07-31
[48] 웹사이트 東西線15000系 東京メトロ https://www.tokyomet[...] 2017-01-09
[49] 서적 東京地下鉄道千代田線建設史 https://metroarchive[...] 帝都高速度交通営団 1983-06-30
[50] 웹사이트 東日本旅客鉄道株式会社 埼京線ATC地上装置(ME形)赤羽駅〜大宮駅更新設備対応 https://jglobal.jst.[...] J-GLOBAL 2018-12-23
[51] 뉴스 埼京線への無線式列車制御システム(ATACS)の使用開始について http://www.jreast.co[...] 東日本旅客鉄道 2017-10-03
[52] 문서
[53] 뉴스 北海道新幹線設備切替に伴う列車の運休について https://www.jrhokkai[...] 北海道旅客鉄道 2015-10-30
[54] 문서
[55] 문서
[56] 문서
[57] 문서
[58] 문서
[59] 문서
[60] 문서
[61] 문서
[62] 문서
[63] 문서
[64] 문서
[65] 문서
[66] 문서
[67] 문서
[68] 문서
[69] 문서
[70] 문서
[71] 문서
[72] 문서
[73] 문서
[74] 문서
[75] 웹사이트 総合車両製作所製品紹介 https://www.j-trec.c[...] 2023-11-02
[76] 문서
[77] 문서
[78] 웹사이트 TOKYO METRO PLAN 2024 https://www.tokyomet[...] 東京地下鉄 2023-07-03
[79] 문서
[80] 문서
[81] 서적 東京地下鉄道半蔵門線建設史（渋谷〜水天宮前） https://metroarchive[...] 帝都高速度交通営団 1999-03-31
[82] 문서
[83] 간행물
[84] 문서
[85] 문서
[86] 문서
[87] 문서 http://www.tobu.co.j[...]
[88] 문서
[89] 웹사이트 台湾中正空港向け新交通システム https://www.kobelco.[...] 神戸製鋼技報54巻3号（2004年） 2020-11-29
[90] 웹사이트 空港向け無人運転車両-香港新空港向けAPM車両 http://www.mhi.co.jp[...] 三菱重工技報 34巻6号 (1997) 2020-11-29
[91] 웹사이트 マカオ LRT：世界屈指のリゾート都市の基幹交通システム https://www.mhi.co.j[...] 三菱重工技報 57巻2号 (2020) インダストリー＆社会基盤特集 2020-11-29
[92] 문서


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