고속열차 속도향상에 따른 폐색구간 분할 및 재설정 = A Block Section Division and Redesign by Speed Elevation of High Speed Train

국문 초록 (Abstract)

지난 2004년 4월 1일 역사적인 KTX의 개통으로 한국철도의 새로운 시대가 개막 되었다. 고속열차의 개통은 대한민국의 상업지도, 문화지도 및 기술지도를 획기적으로 바꾼 대혁명이었다.
KTX를 개통하면서 우리 손으로 고속열차를 만들고자 하는 꿈을 이루어 내기 위해 국가적인 차원에서 고속전철기술개발사업을 국가 R&D사업으로 시작하여 지난 2004년 12월 드디어 350 km/h의 속도를 주파함으로서 그 꿈을 이루어내었고, 우리 손으로 만든 고속열차는 2010년이면 KTX-Ⅱ라는 이름으로 승객을 태우고 부산과 목포를 오가며 그 위용을 드러내게 될 것이다.
또한 350 km/h의 속도에 만족하지 않고 지속적인 시스템의 안정화를 이룩하여 이제는 새로운 기술개발을 위한 노력으로 400 km/h의 속도로 주행할 수 있는 차세대 고속철도기술개발사업을 시작하기에 이르렀다.
350 km/h의 열차가 실용화되고, 더욱 향상된 기술의 400 km/h 차세대 고속전철이 순조롭게 운행되기 위해서는 차량의 개발뿐만 아니라 이를 운영하는 기술도 함께 확보되어야 하는데 특히, 열차의 안전을 확보하기 위해 기본이 되는 폐색구간의 분할과 재설정에 관한 연구가 이루어지지 않으면 열차를 운행할 수가 없게 된다.
따라서 본 연구에서는 현재 운행되고 있는 KTX와 앞으로 실용화 될 G7 고속열차(KTX-Ⅱ), 그리고 400 km/h급 차세대 고속열차가 동시에 운행할 경우 폐색구간을 어떻게 설정․분할해야 하는지 그 알고리즘을 연구하고, 이를 바탕으로 서로 다른 속도의 열차가 기존의 폐색구간에서 운행할 수 있는 방법을 모색하여 400→380→340→310→270→230→170→0의 속도코드를 제시하여 향후 운행될 고속열차가 기존의 고속선에서 폐색구간의 변화 없이 운행할 수 있음을 확인하였다.

다국어 초록 (Multilingual Abstract)

The new era of KORAIL has been opened with the opening of KTX, which has changed commercial, cultural and technical map of Korea.
Korea government has begun the technical development project of high speed train as a national R&D project to produce high speed train with purely domestic technology. On December, 2004, the dream came true by reaching maximum speed of test run over 350km/h.
Furthermore, Korea started a new project for next generation high speed train which can run at 400km/h by securing system stability.
For this purpose, the development of rolling stock and securement of operational technology are also needed to turn a train which can run at 350km/h to practical use and make satisfactory operation of next generation high speed train with 400km/h maximum speed. But no train can run without the study on the division of block section and redesign which is necessary to secure safety of train operation.
Therefore, this study shows the algorithm about how to design and devide block section in case present KTX, KTX-Ⅱ which will be practical use and next generation high speed train with the maximum speed of 400km/h operate at the same time. In addition, the speed code which is based on the algorithm and the study about the method to operate trains with different speeds on the conventional block section is presented with the following order: 400→380→340→310→270→230→170→0, resulting in the operation of future trains on the existing high speed line without change of block section.

목차 (Table of Contents)

• I. 서론 = 1
• 1.1 연구의 목적 및 필요성 = 1
• 1.2 연구의 범위 및 방법 = 2
• 1.2.1 연구범위 = 2
• 1.2.2 연구방법 = 2
• II. 세계 철도신호 시스템 동향 = 4
• 2.1 신호시스템 기술동향 = 4
• 2.1.1 신호설비와 속도제어의 발전 = 4
• 2.1.2 Speed step 신호에서 Distance to go 신호로의 변천 = 5
• 2.1.3 신호방식의 변화추이 = 7
• 2.1.4 향후 신호설비의 고려사항 = 8
• 2.2 선진철도 열차제어 시스템 = 10
• 2.2.1 개요 = 10
• 2.2.2 ERTMS(European Rail Traffic Management System) = 13
• 2.2.3 ETCS(European Train Control System) = 21
• III. 경부고속철도의 신호시스템 및 폐색분할 = 24
• 3.1 TVM430 신호제어시스템 = 24
• 3.2 고속선 폐색구간 분할 = 24
• 3.2.1 폐색구간 분할 개요 = 24
• 3.2.2 폐색분할 설계시의 고려사항 = 25
• 3.2.3 폐색구간의 분할 이론 = 27
• 3.2.4 운전시격(선로용량) 분석 = 36
• IV. 고속열차 속도향상에 따른 폐색구간 검토 = 39
• 4.1 최적 폐색구간의 결정 = 39
• 4.1.1 이론적인 제동거리 = 39
• 4.1.2 폐색구간의 수와 거리 = 44
• 4.1.3 시뮬레이션 결과 = 47
• 4.2 속도향상에 따른 폐색구간 검토 = 48
• 4.2.1 350 km/h (G7)의 폐색구간 검토 = 48
• 4.2.2 400 km/h (차세대 고속열차)의 폐색구간 검토 = 52
• 4.3 결과 고찰 = 56
• V. 결론 = 58
• 참고문헌 = 60
• Abstract = 62
• 감사의글 = 64