최근 대중교통수단으로서 전기철도는 도로교통과 비교하여 환경 친화적이며, 이용 승객을 대량 수송이 가능하고 안전성과 정시성, 편의성 측면에서 높이 평가되고 있으며, 이러한 효과로 전철화가 급속하게 증가되고 있다. 수도권 전철 1호선 개통 이후 수도권 지역에 대규모 신도시가 조성되고 근교 지역의 교통수요가 급증하여 서울특별시 도시철도건설계획에 의거, 노선이 9호선까지 건설 운영하고 있으며, 한국철도공사 산하의 수도권 노선이 모두 통근형 광역전철로 바꾸어 나가거나 신설하여 철도가 대중교통으로 자리매김하였다. 이러한 확장 과정 중에서 승객의 편의를 위하여 서울특별시 관활 노선과 철도공사 관활 노선의 직결운행이 필요하게 되었다. 현재 두 기관을 직통 운행하는 노선은 현재 수도권 전철 1호선과 3호선, 4호선이 있다. 수도권 전철 1호선 개통시 철도공사의 경부선(서울역~구로~수원), 경인선(구로~인천), 경원선(청량리~성북)의 74[...
최근 대중교통수단으로서 전기철도는 도로교통과 비교하여 환경 친화적이며, 이용 승객을 대량 수송이 가능하고 안전성과 정시성, 편의성 측면에서 높이 평가되고 있으며, 이러한 효과로 전철화가 급속하게 증가되고 있다. 수도권 전철 1호선 개통 이후 수도권 지역에 대규모 신도시가 조성되고 근교 지역의 교통수요가 급증하여 서울특별시 도시철도건설계획에 의거, 노선이 9호선까지 건설 운영하고 있으며, 한국철도공사 산하의 수도권 노선이 모두 통근형 광역전철로 바꾸어 나가거나 신설하여 철도가 대중교통으로 자리매김하였다. 이러한 확장 과정 중에서 승객의 편의를 위하여 서울특별시 관활 노선과 철도공사 관활 노선의 직결운행이 필요하게 되었다. 현재 두 기관을 직통 운행하는 노선은 현재 수도권 전철 1호선과 3호선, 4호선이 있다. 수도권 전철 1호선 개통시 철도공사의 경부선(서울역~구로~수원), 경인선(구로~인천), 경원선(청량리~성북)의 74[km]는 교류급전방식(AC 25 [kV]) 을 채택하였고, 서울특별시의 서울 지하철 1호선(서울역~청량리) 7.8[km]구간은 직류급전방식(DC 1,500[V])을 채택하여 직통운전을 하였다. 수도권전철 4호선은 철도공사의 안산선(금정~안산) 구간과 서울시의 서울지하철 4호선(사당~당고개) 구간을 직통 운행하는 계획에 따라 서울시의 경계가 되는 남태령역을 기점으로 서울지하철 4호선은 사당~남태령 간을 직류급전방식(DC 1,500[V])으로 연장하고 철도공사의 안산선은 금정~남태령 간을 교류급전방식(AC 25[kV])으로 연결하여 직통운전을 하고 있다. 수도권전철 3호선은 철도공사에서 일산선(구파발~대화) 신설하여 서울지하철 3호선(구파발~오금) 구간을 직통 운행하는 계획에 따라 급전방식을 기존의 서울지하철 3호선 방식과 같은 직류급전방식(DC 1,500[V])으로 신설하였다. 수도권전철 3호선은 같은 직류급전방식(DC 1,500[V])으로 신설하여 급전계통의 운영에 문제점이 없으나 수도권 전철 1호선과 4호선은 급전방식이 서로 달라 별도의 교/직 절연구분장치를 설치하고 교/직 겸용전동차를 운행하여야 하며, 별도의 변전소 등 보호설비도 추가로 설치하여야하는 단점이 있다. 특히 교/직 절연구분장치 구간의 운전장애 발생이 빈번하고 장애 시 급전계통의 관제에 어려움이 발생하고 있다. 때문에 수도권 전철의 교/직 직통운전개소의 직류구간을 교류화 하여 교/직 절연구분장치를 철거하고 교류전동차를 운행함으로써 운전장애를 없애고 급전계통운영을 일원화하여 전철운행의 안전을 확보할 필요성이 대두되었다. 서울메트로에서는 이에 대한 문제점을 인식하고 수도권 전철 1호선과 4호선에 대한 경제성과 타당성에 대하여 연구용역을 시행한 결과 직류급전방식을 교류화 하는 경우 유지보수비절감, 운행전력비절감, 차량수선비절감, 임대수익, 열차지연비용감소 등의 편익비용과 공사비, 보상비 등의 B/C(편익/비용)비에 의거 타당성 분석결과 1호선 0.6095, 4호선 0.2241로 모두 타당성이 없는 것으로 조사보고 되었다. 또한 가선시스템 교체공사 소요기간이 1호선 180일(6개월), 4호선 540일(18개월)로 예정되어 있고, 제시하는 시공방법이 이 기간 동안에 열차운행이 중단되어야 하는 것으로 조사보고 되었다. 이러한 결과 직류급전구간을 교류화 하는 경우 많은 이점이 있음에도 불구하고 시행되지 못하고 있다. 본 논문은 수도권 전철 1호선을 대상으로 직류급전구간의 교류화에 따른 전철전원의 급전계통의 기술적, 학술적 측면에서 재조사 연구하여 직류급전시스템의 교류화가 가능한 방안에 대하여 연구하였다. 이를 위해 현재 운행되는 열차계획과 급전계통, 차량조건, 선로조건 등을 조사 분석하여 TOM(Train Operation Model Software)으로 시뮬레이션을 수행하여 최적의 AC 급전계통(안)을 제시하였다. 또한 현재 설치되어 있는 가선시스템의 급전방식, 가선방식 및 조가방식을 고찰하여 기존설비를 최대한 활용하여 최소의 비용으로 열차운행중단 없이 시스템을 교체할 수 있는 방안을 제안하였다.
최근 대중교통수단으로서 전기철도는 도로교통과 비교하여 환경 친화적이며, 이용 승객을 대량 수송이 가능하고 안전성과 정시성, 편의성 측면에서 높이 평가되고 있으며, 이러한 효과로 전철화가 급속하게 증가되고 있다. 수도권 전철 1호선 개통 이후 수도권 지역에 대규모 신도시가 조성되고 근교 지역의 교통수요가 급증하여 서울특별시 도시철도건설계획에 의거, 노선이 9호선까지 건설 운영하고 있으며, 한국철도공사 산하의 수도권 노선이 모두 통근형 광역전철로 바꾸어 나가거나 신설하여 철도가 대중교통으로 자리매김하였다. 이러한 확장 과정 중에서 승객의 편의를 위하여 서울특별시 관활 노선과 철도공사 관활 노선의 직결운행이 필요하게 되었다. 현재 두 기관을 직통 운행하는 노선은 현재 수도권 전철 1호선과 3호선, 4호선이 있다. 수도권 전철 1호선 개통시 철도공사의 경부선(서울역~구로~수원), 경인선(구로~인천), 경원선(청량리~성북)의 74[km]는 교류급전방식(AC 25 [kV]) 을 채택하였고, 서울특별시의 서울 지하철 1호선(서울역~청량리) 7.8[km]구간은 직류급전방식(DC 1,500[V])을 채택하여 직통운전을 하였다. 수도권전철 4호선은 철도공사의 안산선(금정~안산) 구간과 서울시의 서울지하철 4호선(사당~당고개) 구간을 직통 운행하는 계획에 따라 서울시의 경계가 되는 남태령역을 기점으로 서울지하철 4호선은 사당~남태령 간을 직류급전방식(DC 1,500[V])으로 연장하고 철도공사의 안산선은 금정~남태령 간을 교류급전방식(AC 25[kV])으로 연결하여 직통운전을 하고 있다. 수도권전철 3호선은 철도공사에서 일산선(구파발~대화) 신설하여 서울지하철 3호선(구파발~오금) 구간을 직통 운행하는 계획에 따라 급전방식을 기존의 서울지하철 3호선 방식과 같은 직류급전방식(DC 1,500[V])으로 신설하였다. 수도권전철 3호선은 같은 직류급전방식(DC 1,500[V])으로 신설하여 급전계통의 운영에 문제점이 없으나 수도권 전철 1호선과 4호선은 급전방식이 서로 달라 별도의 교/직 절연구분장치를 설치하고 교/직 겸용전동차를 운행하여야 하며, 별도의 변전소 등 보호설비도 추가로 설치하여야하는 단점이 있다. 특히 교/직 절연구분장치 구간의 운전장애 발생이 빈번하고 장애 시 급전계통의 관제에 어려움이 발생하고 있다. 때문에 수도권 전철의 교/직 직통운전개소의 직류구간을 교류화 하여 교/직 절연구분장치를 철거하고 교류전동차를 운행함으로써 운전장애를 없애고 급전계통운영을 일원화하여 전철운행의 안전을 확보할 필요성이 대두되었다. 서울메트로에서는 이에 대한 문제점을 인식하고 수도권 전철 1호선과 4호선에 대한 경제성과 타당성에 대하여 연구용역을 시행한 결과 직류급전방식을 교류화 하는 경우 유지보수비절감, 운행전력비절감, 차량수선비절감, 임대수익, 열차지연비용감소 등의 편익비용과 공사비, 보상비 등의 B/C(편익/비용)비에 의거 타당성 분석결과 1호선 0.6095, 4호선 0.2241로 모두 타당성이 없는 것으로 조사보고 되었다. 또한 가선시스템 교체공사 소요기간이 1호선 180일(6개월), 4호선 540일(18개월)로 예정되어 있고, 제시하는 시공방법이 이 기간 동안에 열차운행이 중단되어야 하는 것으로 조사보고 되었다. 이러한 결과 직류급전구간을 교류화 하는 경우 많은 이점이 있음에도 불구하고 시행되지 못하고 있다. 본 논문은 수도권 전철 1호선을 대상으로 직류급전구간의 교류화에 따른 전철전원의 급전계통의 기술적, 학술적 측면에서 재조사 연구하여 직류급전시스템의 교류화가 가능한 방안에 대하여 연구하였다. 이를 위해 현재 운행되는 열차계획과 급전계통, 차량조건, 선로조건 등을 조사 분석하여 TOM(Train Operation Model Software)으로 시뮬레이션을 수행하여 최적의 AC 급전계통(안)을 제시하였다. 또한 현재 설치되어 있는 가선시스템의 급전방식, 가선방식 및 조가방식을 고찰하여 기존설비를 최대한 활용하여 최소의 비용으로 열차운행중단 없이 시스템을 교체할 수 있는 방안을 제안하였다.
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