1.1.3 철도의 구성 요소와 기술체계

(1) 철도의 구성 요소
철도를 운영하기 위한 주된 구성 요소로서 다음과 같은 것이 열거된다. 철도 시스템의 운영은 이들 구성 요소의 유기적 연계를 기초로 행하는 것이며, 그러한 점에서 종합 기술의 성과로서의 철도 시스템의 모습을 볼 수 있다. 아래의 (가)∼(다)는 각각 링크(link), 캐리어(carrier), 노드(node)라고 하는 철도의 3요소를 구성하는 것이며, (라)∼(바)는 이들 3요소를 효과적으로 운용하기 위한 지원 시설이다.
(가) 선로(permanent way)
철도차량의 주행 통로로 되는 시설이며, 궤도와 이것을 지지하는 구조물(노반·성토·교량·고가교·터널 등)로 구성된다. 차량의 주행이 궤도에 의하여 제어·유도되는 점이 철도의 기본적 특징이며, 이에 따라 장대 열차를 이용한 대량·고속 수송이 가능하다.
(나) 차량(rolling stock)
사람이나 화물을 수송하기 위한 이동 공간을 제공하는 것이며, 용도에 따라 각종의 차량이 사용된다. 승객 설비(객실, 조명, 공조 설비, 안내 등의 서비스 설비 등)·주행 장치(차륜, 대차 등)·동력 장치(전동기, 구동 장치, 동력 제어 장치) 등으로 구성된다. 동력집중 방식의 철도에서는 승객 설비와 동력 장치가 객차와 기관차로 각각 전문화되어 있지만, 동력분산 방식에서는 이들이 동일 차량에 갖추어진다.
(다) 정거장(station)
열차(train)를 정거하여 여객을 승하차시키고, 화물을 적재·하화하거나 열차의 운전상 필요한 취급을 하며, 이곳에서 승객을 집산함에 따라 철도와 지역 사회나 다른 교통기관과의 연락 점으로도 된다. 역의 기본 설비로서는 여객의 승강장인 플랫폼, 출·개찰, 기타 여객 관계의 업무 및 열차의 운행 연락·발착 제어를 하는 역사가 있다. 역전 광장은 버스·택시·자가용 차 등 다른 교통 기관과의 유기적인 연락을 확보하는 교통 광장임과 동시에 “도시의 얼굴”이라고도 하는 도시의 상징적인 공간이다. 광장의 주변에는 지역의 상업·업무 활동, 문화 활동의 중심으로 되는 시설이 입지되는 점에서 역전 광장은 도시 활동의 거점 공간으로서의 성격도 가진다.
(라) 전기 운전설비(electric traction equipment)·동력 설비
전기 운전에서는 차량에 전력(electric power)을 공급하기 위하여 선로를 따라 전차선(trolley wire)을 가설하고, 일정 간격으로 변전소(transforming station)를 설치한다. 또한, 디젤 방식의 철도에서는 주요 역이나 차량 기지에 연료의 급유 설비를 설치한다.
(마) 신호보안(signal protection device)·통신(telecommunication) 설비
강의 레일과 강의 차륜에 의한 철도에서는 물리적으로 제동 거리가 길게 되므로 열차의 안전한 운행을 위하여 열차 상호간에 일정 이상의 거리를 유지할 필요가 있기 때문에 신호보안 설비를 설치한다. 또한, 열차의 원활한 운전을 위해서는 통신연락 설비도 필요하다. 이들의 신호보안 설비를 시스템 공학적으로 재편하여 종합적인 통신 제어 시스템으로 한 것이 새로운 철도 시스템의 특징이다.
(바) 차량기지(depot)·철도공장(railway workshop)
차량을 유치하기 위하여 차량기지를 설치한다. 또한, 차량은 일반 기계와 마찬가지로 주행 사용으로 인하여 각부가 마모·열화(deterioration)·피로하기 때문에 차량의 효율적인 운용을 위하여 예방보전 방식(pre-ventive maintenance)에 의한 차량기지에서의 점검 정비와 철도공장에서의 보전 업무가 행하여진다.

(2) 철도의 기술체계
철도에서 다루는 기술 분야는 다기에 걸치며, 토목, 건축, 기계, 전기, 통신이라고 하는 대부분의 공학 분야를 망라하고 있을 뿐만 아니라 이학, 의학 등의 분야도 포함하고 있다. 그림 1.1.1은 각 학문분야와 철도 연구 분야와의 상관관계를 도식적으로 나타낸 것으로 여러 학문이 관계하고 있는 것을 이해할 수 있다. 그 중에서도 토목, 기계, 전기의 3 분야는 철도기술의 근간을 이루고 있으며, 그 외에 철도고유의 분야로서 열차의 운용을 다루는 운전분야가 있어 열차 다이어그램의 작성이나 열차 운행의 관리 등과 같은 독자적인 기술을 축적하고 있다.
이와 같이 광범위에 걸치는 기술을 어느 특정한 목적을 위하여 망라하고 있는 사업 분야는 철도 이외에 그다지 유례가 없으며 개개의 요소기술을 체계적(systematic)으로 개발시켜온 점에 철도공학의 특징이 있다. 또한, 서양문명의 도입과 함께 발달하여온 분야로서 각종 기술 분야의 기초를 철도가 개척하여왔다고 하는 역사적 측면도 중요하다. 물론, 개개의 기술에서는 타 분야가 앞서있는 것도 많지만 이들을 종합적이고 조직적으로 정리하여 사업을 정리하고 철도망의 정비를 통하여 전국 각지에 이것을 넓혀왔다고 하는 점에서 철도보다 우수한 분야는 없다고 하여도 과언이 아니다.
(본문 제1장 '철도 전반' 24P∼26P)