알아두면 쓸데있는 여름 악천후 열차 운행 상식

여름이 깊어지면 설레는 휴가 계획과 방학 계획을 세우고 여행을 떠나는 사람이 많아집니다. 설레는 여름철 여행길, 하지만 급변하는 날씨와 악천후 때문에 발이 묶여 버리고 마는 안타까운 상황도 종종 생겨나는데요. 여름철 빈발하는 태풍과 호우 등 악천후에 열차는 어떻게 대처할까요? 알아두면 쓸데있는 열차 상식, 오늘은 여름 악천후에 대비하는 열차 운행 상식을 소개해 드립니다.

첫 번째도 두 번째도 언제나 정답은 ‘안전’뿐!

최근 제7호 태풍 쁘라삐룬(태국어로 ‘비의 신’)이 우리나라 및 일본을 훑고 지나가면서 특히 일본 서남부·중부 지역엔 상상을 초월하는 폭우가 쏟아졌습니다. 3일 동안 1000mm(1m) 이상의 비가 내린 지역도 있을 정도이며 인명피해도 커서 많은 사람들이 안타까워했습니다.

이와 더불어 현장에 있었던 시민과 여행객의 발을 동동 구르게 한 것은 폭우가 쏟아진 지역의 철도교통이 모두 중단되었다는 사실입니다. 목적지로 이동하고 싶어도 태풍과 폭우로 인한 철도교통의 마비로 꼼짝 없이 현지에 발이 묶일 수밖에 없었는데요.

철도교통은 악천후·악기상 속에서도 비교적 안정적인 운행을 할 수 있습니다. 그렇지만 악천후 속 운행은 매우 신중하게 결정되는 편입니다. 정해진 선로 위를 달리는 열차 특성상 폭우, 태풍에 선로가 손상되거나, 혹은 손상의 위험이 있다면 운행을 할 수 없습니다. 또한 열차는 많은 승객이 탑승하는 교통수단이기 때문에 조금의 위험에도 민감하게 대처하기 마련입니다.

악천후 속 열차 운행을 위협하는 거센 바람

여름철 악천후 속 열차 운행을 위협하는 요인에는 여러 가지가 있습니다.

▲강력한 돌풍으로 인한 주변 시설물과의 간섭(부딪침)은 빠른 속도로 달리는 고속차량에 큰 위협이 된다

그 중 첫 번째로 태풍, 강풍, 돌풍 등을 꼽을 수 있는데요. 강한 바람이 불면 철도차량 전복의 위험성이 있습니다. 또한 철도차량이 서로 교행할 때 휘청거리며 접촉할 위험성도 있죠. 철도차량이 흔들릴 때 시설물에 부딪칠 가능성도 있고, 전선, 전주, 신호관련 설비 등 선로 주변의 여러 시설물이 바람에 흔들리거나 낙하해서 철도차량에 부딪칠 위험도 있습니다. 특히 고속전철(고속철도)의 경우 최고시속 300km 이상의 빠른 속도로 달리기 때문에, 강풍으로 인한 흔들림이나 시설물 낙하 등이 더 큰 위험으로 다가옵니다.

이를 예방하기 위해 현대로템 철도차량 연구진들은 철도차량을 설계할 때 최대 풍속을 고려해 시뮬레이션하고 검증하는 과정을 거칩니다. 열차가 바람에 의해 좌우로 흔들릴 경우 주변 시설물들과 발생하는 간섭에 대한 해석 및 시험을 실시하고 차량의 최대 횡방향 가속도에 더해 측면 횡풍에 의한 전후좌우 흔들림 수치를 계산하여 검증 과정에 사용합니다.

또한 지정된 풍속에도 차량에 문제가 없도록 철도차량의 롤링 움직임을 시뮬레이션한 후, 열차가 횡방향으로 흔들리는 것을 최소화하는 장치인 ‘안티 롤 시스템(anti-roll system)’을 주행장치에 적용하는 등 설계적 보완책을 강구합니다. 그리고 철도차량의 단면 형상을 설계할 때 차량이 바람에 흔들리고 출렁거려도 차량 상부 또는 승강장 부위가 닿지 않도록 고려합니다.

한편, 열차 운영사는 강풍 속도 등 상황을 고려하여 차량 운행속도를 줄이거나 운행 중지 여부를 판단합니다.

폭우가 내리면 선로 및 지반 유실의 위험성 높아져

두 번째 악천후 상황에는 폭우가 있는데요. 비가 많이 오고, 거세게 오는 것이 열차 운행에 영향을 끼치는 것은 아닙니다. 폭우나 호우 그 자체가 위협이 되기보다는 큰 비로 인한 선로의 지반 침하로 선로가 땅으로 꺼지거나 끊기는 누실 상황이 일어날 경우 위험합니다. 혹은 선로로 토사가 흘러 내리거나 하면 이 또한 열차 운행에 장애물이 되죠. 콘크리트 선로와 같이 지반에 문제가 없는 경우엔 폭우가 온다고 해서 문제를 일으키지는 않습니다.

▲선로 신호체계 등을 시험하는 현대로템 창원공장 시험선로의 모습. 좌측으로 신호등이 보인다

그런데 호우로 인한 선로 침수는 더러 문제를 일으킵니다. 선로를 이용한 궤도회로 시스템에 문제가 발생하는 것입니다. 궤도회로란 선로를 전기회로의 일부로 사용하여 철도차량을 검지하고 철도 건널목 및 신호체계를 조정·제어하는 것인데요. 이는 전기제어장치인 까닭에 비가 너무 많이 와서 침수가 될 경우 작동하지 않을 수도 있습니다.

홍수, 폭우 소식을 전하는 여름철 뉴스에서는 거의 강처럼 변한 도로를 달려서 탈출하는 자동차를 볼 수 있습니다. 자동차의 경우 바퀴 일부가 물에 잠겨도 달릴 수 있다고 하는데요. 그렇다면 열차는 어느 정도의 침수를 견디고 달릴 수 있을까요?

▲고속차량 하부의 대차 부분. 사진에서 보는 것처럼 레일 상면과 충분한 높이를 두고 설치되어 있어 침수의 위험성은 거의 없다

사실 열차는 침수의 가능성이 거의 없습니다. 철도차량이 달리는 선로의 경우, 평지에 높이 돋움 단을 깔고 지반을 올려서 그 위에 선로를 준설합니다. 그렇게 설치된 선로에서도 다시 레일 상면은 조금 더 높이 자리잡고 있습니다. 그렇기 때문에 레일 상면이 물에 잠겨서 철도차량이 침수될 수준이면 이미 평지의 건물 1층 정도는 모두 침수된 상태라고 보아도 과언이 아닙니다. 이 경우 운행중지가 되겠지요. 즉, 침수 상태로 열차가 운행될 가능성은 거의 없는 것입니다.

만에 하나 레일 상면까지 물에 잠긴 경우라 해도, 지반이 유실되었거나 선로가 유실되지 않았다면 철도차량은 운행할 수 있습니다. 단 궤도회로를 이용한 신호체계가 가동하지 않을 수 있으므로 정상 운행은 힘들지도 모릅니다.

철도차량의 주요 부품은 레일 상면과 충분한 공간을 확보하고 있으므로 만약 호우로 인해 레일 상면에 물이 차 올라 바퀴 일부가 침수된다 해도 운행은 가능합니다.

여름철 태풍과 폭우는 국민의 일상생활을 위협하고 안타까운 사고의 원인이 되기도 하는 반갑지 않은 손님입니다. 가속되는 지구온난화 현상으로 인해 돌발적 국지성 호우가 더욱 자주 발생하고, 태풍 또한 예전보다 규모가 더욱 커지고 속도도 느려져 더 큰 피해를 입힌다는 연구 결과도 발표되어 우리들의 마음을 무겁게 하는데요. 이처럼 변화하는 기상 속 더욱 안전하고 편리하게 철도차량을 이용할 수 있도록 현대로템 연구진은 열차 개발에 최선을 다하겠습니다.