고정폐색 방식의 신호제어 장치

고정 폐색 방식에서의 신호시스템을 설명하겠습니다.
역의 신호기계실에는 지상제어장치와 정차제어장치가 설치되어 있습니다. 지상제어장치는 해당 구간에서 열차의 운행을 담당하고 역사 제어장치는 역사에 열차 도착 시 정차시간을 설정하고 열차와 스크린도어의 출입문 제어를 담당합니다.
각 설비에 대한 내용을 살펴보겠습니다.

(1) 지상제어장치
지상제어장치는 본선구간 및 기지 구간에 설치됩니다.
일정 구간마다 설치되며 해당 구간의 실선이 연결된 트레이를 통해 주파수를 발신하여 열차의 운행속도, 블록(Block) 간에서의 로직, 열차에 대한 명령 및 상태 수신 등을 담당합니다.
지상제어장치가 설치된 역사에는 A계 패널과 B계 패널이 2 중계로 설치되어 열차의 감시기능은 동시에 이루어지고 안전 주파수 출력 기능은 활성화된 패널에서 담당합니다.
열차 운행 감시 기능은 블록 단위로 설치된 루프에 의해 열차 점유 상태를 확인하고 순차적으로 점유가 이루어지는지 감시를 합니다.

고정폐색 방식 점유 시퀀스

지상제어장치에 의한 안전 주파수 루프 신호가 출력이 되어야만 해당 구간의 속도 프로그램에 의한 열차 운행이 가능합니다.
시스템에 따라 차이가 있지만 VAL시스템에서는 슈퍼바이저 제어탁과 현장 지상제어장치가 실선으로 연결되어 안전 주파수와 견인 전력 로직에 따라 열차 안전운행 시스템 제어가 됩니다.
2 중계 신호시스템 상태 감시에 의해 불일치가 발생되거나 블록의 로직 불량 또는 신호 실선의 이상 발생 시 자동운전 주파수와 견인 전력을 차단하여 자동으로 운행 중인 열차를 정지시킵니다.
신호시스템에 의한 문제가 해결되기 전까지 열차의 자동운행은 불가능합니다.
강제로 견인 전력을 급전하여 수동으로 열차를 운행하는 방식으로 문제를 해결하는 방법을 사용해야 하는 경우에는 시간이 많이 소요가 됩니다.
시스템의 특성상 신호시스템 이상 발생 시 해당 라인의 현장을 확인해야 하므로 이상 여부 확인이 완료되면 지상제어장치 경보가 해제되어 정상으로 열차 운행이 가능합니다.
신속한 원인 분석을 통한 해결이 이루어져야 열차 자동운행이 재개되므로 역시 관제사의 역량과 현장 직원의 신속한 대처가 필요합니다.

(2) 역사 제어장치(정차 제어장치)
역사 제어장치 또한 지상제어장치와 동일하게 역별로 A계 패널과 B계 패널이 2 중계로 설치되어 있고 지상제어장치와 마찬가지로 운영방식에 따라 번갈아 가며 사용합니다.
열차가 역사에 도착하면 본선 실선 트레이에 설치된 송수신 정차 안테나 루프를 통해 열차의 도착 상태를 검지하고 역사 내 자동운전 주파수가 차단되고 열차 차상 제어장치와 교신하여 열차 출입문과 승강장 스크린도어를 개방하는 역할을 합니다. 설정된 정차시간 후에 열차 도어와 승강장 도어가 닫히면 역사 내 자동운전 주파수가 활성화되어 열차가 자동 출발합니다.
정차 제어장치 제어창에는 출입문 설정과 속도 설정에 관한 여러 개의 명령이 있습니다.
해당 역사 상선과 하선 별개로 제어가 가능하고 관제사 개입에 의한 출입문 설정은 열차가 역사에 정차하지 않고 도착 후 바로 출발하게 하거나, 역사에 도착 후 지속적으로 출입문 개방 유지시키거나, 출입문 폐쇄 상태에서 열차를 역사에 정차 유지시키는 명령을 실행할 수 있습니다.
속도 설정은 열차 자체에도 할 수 있으나 역사 제어장치에도 가능합니다.
역사 제어장치에서 열차속도 설정을 하는 경우에는 해당 역에서 다음 역까지만 해당 속도로 열차가 운행됩니다.
속도를 해제해도 일단 차상 제어장치로 속도 명령이 들어갔으므로 속도를 변화시킬 수는 없습니다.
다음 역에서 역사 제어장치가 속도 명령이 없어야 원래의 속도 프로그램에 의한 속도로 열차가 운행됩니다.

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지상제어장치와 역사 정차 제어장치는 서로 인터페이스 되면서 신호시스템에 의해 열차의 자동운행과 출입문 제어를 담당합니다.
두 장치는 신호 분야로 신호 직원들이 유지 관리하며 장치와 연결된 현장 본선에서의 자동운전 배선과 루프 등을 점검합니다. 특히 VAL시스템은 실선으로 신호 배선들이 연결되어 배선의 단선이나 단락 발생 시 정상적인 운영이 불가능하므로 이상 발생 시 절연 경보를 발생시켜 해당 지상제어장치의 관할 구간 자동운전을 정지시킵니다.
절연 경보를 정지시키면 자동운전이 가능하나 해당 구간에 열차 진입 시 열차 점유가 되지 않으면 관제 감시반에서 열차가 사라져 버리고 점유의 순차제어가 되지 않는 것으로 시스템이 판단하여 로직에 의하여 전구간 열차 운행을 중지시키게 됩니다.
겨울철 특히 선로전환기 부분은 배선이 복잡하고 연결 배선을 구획하는 것이 일반 본선구간처럼 완전히 보호되어있지 않아 배선 박스에 수분 침투에 의한 동파로 배선의 단선이 발생한 경우가 있었습니다.
계절에 따른 배선의 수축팽창을 고려하여 배선 트레이 설치도 고려해야 됩니다.
실선에 의한 방식은 신호의 정확성이 확보되지만 외부환경에 취약하므로 유지관리에 많은 노력이 필요합니다.