[N] [철도 트리비아-350] 신칸센은 지진발생부터 약 3.6초만에 비상 브레이크가 작동한다

[철도 트리비아-350] 신칸센은 지진발생부터 약 3.6초만에 비상 브레이크가 작동한다

 

4월14일에 밤에 발생한 구마모토지진(熊本地震)으로 큐슈신칸센 회송열차가 탈선했다.

지진에 의한 신칸센 탈선은 2004년 츄에쓰지진(中越地震) 이후 두 번째다.

이번도 탈선은 했지만, 전복하진 않았다. 승무원도 무사했다.

운행 임무가 끝나 기지로 향하던 회송열차라 승객은 없었다.

 

이번 탈선사고도 지진에 대한 신칸센의 안전성을 뒷받침하는 사례가 될 듯 하다.

그러나, 안전 측면에서 주목받는 건 회송열차가 아닌, 영업열차 쪽이다.

다른 열차는 지진발생 후 약 3초만에 자동적으로 긴급 브레이크를 작동시켰다.

 

구마모토현 지역을 진원으로 한 지진 발생은 4월14일 21시26분. 시각표를 토대로 당시 상황을 조사해봤다.

영업열차만으로 보면 전부 9편의 열차가 운행 중이었다. 이 중 속도를 올려 주행했다고 보이는 열차는

사쿠라(さくら)571호, 미즈호(みずほ)609호, 츠바메(つばめ)350호 세 편이다.

 

이 열차들은 보도되지 않았기 때문에 무사했다고 보인다.

참고로 회송열차는 구마모토역(熊本駅)에 21시11분에 도착한 츠바메347호다.

이 열차가 회송열차가 되어 약 10km 남쪽의 차량기지로 향하던 중이었다.

 

▶초기 미세한 진동발생부터 3.6초에 비상 브레이크 동작

전국의 신칸센에는 조기지진경보시스템(早期地震警報システム)을 도입했다.

조기지진경보시스템은 지진계가 흔들림을 감지하면 최단 약 0.1초만에 경보를 보낸다.

이 경보는 중계서버를 거쳐 감시시스템으로 전달하며, 감시시스템은 복수의 지진계 자료를 받아서

약 0.5초에 영향력을 판단한다.

위험하다고 판단한 경우는 즉시 신칸센 지령소에 통보, 변전소에 대해 송전중단 명령을 보낸다.

 

신칸센 열차는 송전 전압이 내려가면 자동열차제어장치가 작동하여 비상 브레이크를 건다.

전압 저하부터 비상 브레이크 동작까지 시간은 약 3초다.

즉, 지진이 발생 후 비상 브레이크 동작까지 약 3.6초가 걸린다.

 

신칸센 지진대책 계기는 도카이도신칸센(東海道新幹線)이 개업하기 4개월 전에 발생한 1964년의

니이가타지진(新潟地震)이었다. 매그니튜드는 7.5, 최대진도는 5로, 간토대지진(関東大震災)에 버금가는 규모였다.

이를 계기로 신칸센의 지진대책 검토를 시작했다.

도카이도신칸센 개업 후인 1965년4월에는 오오이가와하구지진(大井川河口地震)이 발생, 이를 계기로

변전소에 지진계와 송전정지장치를 설치했다. 구조는 매우 단순했다.

핀을 세우고, 강한 흔들림으로 핀이 쓰러지면 송전정지 스위치가 작동한다.

이것이 조기지진경계시시스템의 제1세대다.

 

그 후 1970년대부터 도카이대지진(東海大地震)이 예견, 1978년에 대규모지진대책 특별법이 제정되었다.

이 법에 근거, 시즈오카현(静岡県)을 중심으로 한 지역이 ‘지진방재대책강화지역’으로 지정되어

민, 관 차원의 지진예측, 조기경계 기술개발을 시작했다.

 

국철철도기술연구소는 1983년에 차세대 지진경보시스템인 유레다스(UrEDAS, ユレダス)를 개발했다.

유레다스는 두가지 지진파인 P파(초기미동), S파(본지진) 중 P파를 감지, 파형을 분석해서

우선 지진발생원까지의 거리를 산출하고, 이어 지진발생원의 각도와 규모를 판정하며,

S파가 도달하기 전에 경보를 발생하는 구조다.

유레다스는 노조미(のぞみ) 운행시작인 1992년3월 시각표개정부터 전면 가동했다.

 

지진경보시스템은 본지진 발생에 대해 경보를 내는 구조다. 그러나, 유레다스는 초기미동으로 판정하기 때문에

본지진보다 발리 경보를 내는 경우가 있다. 어떤 지진이라도 본지진 전의 경보가 바람직하지만,

유레다스는 반경 200km를 감지대상으로 하기 때문에 감지부터 경보발령까지 3~4초가 걸린다.

즉, 직하형지진의 경우는 본지진 전 경보를 못하는 경우가 많았다.

 

이에 감지대상을 반경 약 20km로 제한한 컴팩트 유레다스(Compact UrEDAS)를 개발했다.

컴팩트 유레다스는 감지부터 경보발령까지 1초로 단축했다.

또한 설치조건이 유레다스보다 완화되어 어디에도 설치 가능하다.

도호쿠신칸센(東北新幹線) 개업 이후는 노선주변에 컴팩트 유레다스를 많이 설치하는 방침을 세웠다.

물론 기존 유레다스도 활용, 조합하여 효과를 발휘한다. 이것이 제3세대다.

 

 

이 유레다스 경험을 토대로 더욱 진화한 시스템이 2005년의 프레클(FREQL, フレックル)이다.

P파 감지부터 경보발령까지 0.1초로 줄였다.

이는 도쿄메트로와 오사카시영지하철(大阪市営地下鉄), 오다큐전철(小田急電鉄) 등에서 채용하고 있다.

또한 오나가와(女川)원자력발전소와 민간기업 공장에도 쓰고 있다.

 

 

도카이도신칸센에는 2005년에 JR도카이가 유레다스를 개량한 테슬라(テラス)를 도입했다.

그 외 신칸센에는 기상청과 철도종합기술연구소(JR총연)이 공동개발 한 EQAS를 채용했다.

이들 시스템이 이른바 제4세대시스템이다. 큐슈신칸센(九州新幹線)도 EQAS를 채용했다.

EQAS의 특징은 네트워크화다.

각 철도사업자가 보유하는 지진정보와 전국적 지진정보를 합쳐서 정확한 경보를 내릴 수 있다.

 

조기지진경보시스템은 “더 빨리, 더 정확하게”를 목표로 계속 개발하고 있다.

그리고 철도회사 쪽은 “경보수신부터 열차를 멈출 때까지 시간단축”에 대한 기술개발을 이어가고 있다.

안전 추구는 계속된다.

 

출처: 4월16일, MyNavi