신호소

3. 제어 방식

신호소의 제어 방식은 기술 발전에 따라 크게 세 가지 방식으로 변화해 왔다.

초기에는 기계를 이용한 방식이었다. 분기기와 신호는 레버나 손잡이로 현장에서 작동되었으며, 신호원은 통과하는 열차에 따라 장비를 설정하기 위해 여러 장비 사이를 이동해야 했다. 이후 제어 기능을 한 건물에 집중시킨 신호소가 등장했다. 신호소는 연동 기계 장치와 신호원을 위한 공간을 제공했으며, 높은 설계 덕분에 신호원은 철도를 잘 조망할 수 있었다. 최초의 신호소는 1843년 런던 & 크로이든 철도(London & Croydon Railway)에서 브릭레이어스 암스 철도역(Bricklayers Arms railway station)으로 연결되는 분기점을 통제하기 위해 사용되었다.^[1]

전기 동력의 발달로, 기계식 레버가 아닌 동력으로 작동되는 철도 분기기(Railroad switch) 또는 철도 세마포 신호기(Railway semaphore signal)를 원격으로 제어할 수 있게 되었다. 전기 릴레이 로직(relay logic) 기술이 개발되면서, 신호원은 기계적 논리 없이 레버 프레임(Lever frame)을 작동할 수 있게 되었다.^[2]

이후, 전자식 제어 방식이 등장하여 물리적 제어 지점을 통합하고 시스템 효율성을 높였다. 사용자 인터페이스도 개선되어, 경로 설정 기술로 혼잡한 분기점 경로 설정을 자동화하고, 컴퓨터화된 비디오 디스플레이를 통해 포인트 앤 클릭(point-and-click) 또는 터치스크린(touchscreen) 인터페이스를 활용하게 되었다. 통합 전자 제어 센터(Integrated Electronic Control Centre)를 이용한 자동 경로 설정(Automatic Route Setting)은 일반적인 열차 이동을 자동화하여 인간의 입력을 최소화했다.

신호소는 통신 허브 역할도 수행했다. 초기에는 전신 및 영국 절대 블록 신호(British absolute block signaling) 기술을 통해 인접 신호소 간 통신이 이루어졌다. 이후 전화와 무전기를 통해 중앙 집중식 열차 운행 관리 및 열차와의 직접 통신이 가능해졌다. 데이터 전송 능력의 발달은 대부분의 지역 제어 신호소의 종말을 가져왔다. 궤도 회로(Track circuit)는 열차 위치를 원격 제어 센터로 전송하고, 데이터 링크를 통해 분기기 및 신호를 직접 조작할 수 있게 되었다.

미래에는 대부분의 신호 시스템이 중앙 집중식 제어로 전환될 것으로 예상되며, 선로변 신호소는 특수한 경우에만 사용될 것이다.

3. 1. 기계식 제어

3. 2. 전기식 제어

이와 유사한 원리의 제어 방식이 전 세계적으로 사용되고 있다.

3. 3. 전자식 제어

4. 신호장과의 관계

신호장은 보통 복선 노선에서 상하행 열차가 서로 교행할 수 있도록 한 역의 일종이다. 하지만 신호소는 서로 같은 곳에서 온 선로가 두 개 이상으로 나뉠 때 열차가 충돌하지 않도록, 열차의 정지 및 출발을 할 수 있게 신호 시설을 설치한 곳이다. 일반적으로 신호소는 신호장과 혼동되는 경우가 많지만, 둘은 다른 종류이다.

5. 명명

신호 제어 지점에는 통신 중 혼동 가능성을 최소화하기 위해 고유한 이름 또는 식별자가 부여된다. 명명 기술에는 인근 지리적 참조, 선로 마일포스트 번호, 순차 번호, 식별 코드 등이 사용된다. 대한민국에서는 역명 (미전역, 북송정역 등) 또는 시설명 (용강신호소, 신대신호소 등)을 사용한다.^[3]

6. 현대

기술 발전과 중앙 집중식 제어 시스템의 확산으로 인해 대부분의 지역 제어 신호소는 틈새 또는 유산 응용 분야로 전락하고 있다.^[1] 많은 국가에서 기계식 신호는 거의 사라졌거나 소수만 남아 있으며, 현대식 제어 센터가 신호소의 역할을 대체하고 있다.^[2]

전기 동력의 발달로 신호소의 복잡성은 기계식 레버가 직접 연결되어 작동하는 철도 분기기나 철도 세마포 신호기의 거리에 의해 제한되지 않게 되었다. 동력으로 작동되는 분기기와 신호 장치는 단일 제어 지점이 수백 야드에서 수 마일까지 작동할 수 있는 범위를 크게 확장했다.^[2] 전기 릴레이 로직 기술이 개발되면서 신호원은 더 이상 기계적 논리로 레버 프레임을 작동할 필요가 없어졌다.

기계식 제어를 전-전기 시스템으로 대체하면서 신호원의 사용자 인터페이스를 개선하여 생산성을 더욱 향상시킬 수 있었다. 전기 토글 스위치와 푸시 버튼의 작은 크기는 개별 신호원의 손이 닿는 곳에 더 많은 기능을 제공했다. 경로 설정 기술은 혼잡한 분기점을 통해 개별 분기점과 경로 설정을 자동화했다. 컴퓨터화된 비디오 디스플레이는 물리적 인터페이스를 완전히 제거하고 포인트 앤 클릭 또는 터치스크린 인터페이스로 대체했다. 통합 전자 제어 센터를 사용하여 자동 경로 설정을 사용함으로써 일정을 따르거나 다른 스크립트 논리에 따라 일반적인 열차 이동을 완전히 자동화할 수 있었기 때문에 더 이상 인간의 입력이 필요하지 않게 되었다.

신호소는 또한 철도 노선의 서로 다른 부분을 연결하고 안전한 열차 통과를 허용하기 위해 중요한 통신 허브 역할을 했다. 최초의 신호 시스템은 전신 및 영국 절대 블록 신호와 같은 기술로 가능해졌다. 나중에 전화는 중앙 집중식 열차 운행 관리자가 먼 신호소와 연락을 취할 수 있도록 했고, 무전기는 심지어 열차 자체와 직접적인 통신을 허용했다. 데이터를 장거리로 전송할 수 있는 능력은 대부분의 지역 제어 신호소의 종말을 가져왔다. 궤도 회로는 열차 위치를 먼 제어 센터로 전송하고 데이터 링크를 통해 분기기 및 신호를 직접 조작할 수 있다.

오늘날에도 드물지만, 일부 전통적인 신호소가 여전히 존재한다. 일부는 여전히 기계식 분기기와 신호를 제어하지만, 많은 경우 레버 프레임이 제거되었거나 사용되지 않으며 제어 패널 또는 VDU가 설치되었다. 대부분의 현대 국가에서는 철도 시스템에 기계식 신호가 거의 남아 있지 않다.

현대식 제어 센터는 널리 퍼져 있던 신호실을 대체했다. 이러한 센터는 일반적으로 주요 기차역 근처에 위치하며 트랙 네트워크를 전기적으로 또는 전자적으로 제어한다. 대한민국에서도 대부분의 신호소가 운영 중지되었거나 중앙 집중식 제어 시스템(열차 집중 제어 장치)으로 통합되었다.

7. 노면전차의 경우

노면전차의 경우, 분기점이나 회차 정류장에서 분기기와 신호 조작 업무를 수송·운용 지령 업무와 함께 "'''조차'''" 또는 "'''배차'''"라고 불렀다. 신호 취급소에 해당하는 분기기나 신호 조작실은 "'''조차소(실)'''", "'''배차소(실)'''" 등으로 불렸으며, 교차로에서 시야 확보를 위해 높은 곳에 설치된 것은 특히 "'''조차탑'''" 또는 "'''신호탑'''" 등으로 불렸다.^[5][6][7][8] 주요 정류장 등에 설치된 수송·운용 지령 업무를 수행하는 사무소도 이와 비슷한 "조차소(실)" 등의 명칭으로 불렸다.^[5][6]

분기기나 신호 조작이 자동화, 무인화되면서 조차탑·신호탑도 불필요해져 철거되었고, 남아있는 것은 적다. 홋카이도하코다테시스에히로초 5번지 부근에 "주지가이 구 노면전차 조작탑"이 전시 보존되어 있다.^[9]

참조

_[1] 서적 Howard London Brighton and South Coast Railway, Part 1 Batsford 1977
_[2] 문서 Principles of Electric Locking
_[3] 웹사이트 www.stellwerke.de – Liste Deutscher Stellwerke http://www.stellwerk[...] 2018-03-26
_[4] 웹사이트 Txrrhistory.com – History of Interlocking Towers in Texas http://www.towers.tx[...] 2013-03-30
_[5] 서적 第二すかたん列車 日本経済評論社 1987
_[6] 간행물 鉄道ピクトリアル 1989-03
_[7] 서적 路面電車時代 大正出版 1995
_[8] 간행물 鉄道ピクトリアル 2013-11
_[9] 문서 函館西部地区Ⅲ 内陸部