철도과학

시간 간격법

열차 운전자(기관사)는 철도변 또는 운전실 안에 설치되어 있는 신호기(신호등)를 확인하고 열차의 출발, 주행 및 정차를 제어한다. 철도신호를 사용하는 목적은 열차와 열차 간 충돌사고를 방지하는 것이다. 열차 운전에 자동운전, 무인운전 기술을 적용하면서 열차 간 충돌사고뿐만 아니라 열차와 철로에 있는 장애물(일반인, 작업자, 낙하된 장애물 등)과의 충돌사고 방지 효과도 확대되었다.

열차의 제동거리는 자동차의 제동거리보다 2배 이상 길다. 열차는 브레이크를 밟아도 신속히 정차할 수 없다는 의미다. 이에 따라 철도에서 충돌사고를 막고 열차 진로를 알기 위해서는 독특한 신호방식이 필요하다.

열차가 처음 개통된 무렵에는 열차의 속도가 그다지 높지 않았기에 말을 탄 사람이 신호를 선도했다. 철도가 건설되고 열차가 본격적으로 운행하기 시작하자 안전을 위해서 철도변에 일정한 간격을 두고 사람(폴리스맨)을 배치했다. 폴리스맨은 통과하는 열차에게 손으로 진행 또는 정지 신호를 보냈다. 영국의 그레이트 웨스턴 철도의 경우, 열차가 통과한 후 10분 동안은 정지 신호를 보냈고, 다음 7분 동안은 주의 신호, 17분이 경과하면 통과 신호를 보냈다. 그 후 오래지 않아 신호기가 탄생했고, 폴리스맨을 대신해 열차에 신호를 보내게 되었다. 이어서 세마포어(semaphore)라고 불리던 완목식 신호기(기둥에 붙인 가로대를 올렸다 내렸다 함으로써 열차의 운전 조건을 지시하는 신호기가) 등장했다.

폴리스맨이 일정한 시간 간격을 두고 수신호를 바꾸는 방식(시간 간격법)은 사고 위험이 크다. 산기슭의 곡선 구간 또는 터널 등에서 고장으로 열차가 정차하고 있으면, 후속열차가 이를 알 수 없으므로 고장 난 차량과 추돌하는 사고가 발생한다. 이러한 사고를 막기 위해 폴리스맨은 앞선 열차의 고장을 확인하면 후속열차가 따라오는 방향으로 달려가서 수신호로 정지신호를 보낸다. 또는 소형폭탄(뇌관)을 레일 위에 설치해 후속열차가 이 폭탄을 밟고 지나가면서 폭발음을 듣게 하는 방법으로 위험을 알려준다. 이 방법은 야간이나, 안개 등으로 폴리스맨의 수신호를 확인하는 것이 어려울 때 효과적이다. 또한 이 방법은 선행 중인 열차의 고장 유무와 관련 없이 선행열차와 후속열차 간의 일정한 거리를 유지하는 방식, 즉 거리 간격법이 등장하는 계기가 되었다.