철도의 선로 구성 방식

본 문서는 철도의 선로 구성방식에 대한 모든 것을 정리하였다.

單線 / Single-track

단선은 단어 그대로 철도의 선로가 오직 1개인 것을 가리킨다.

단선의 경우 상·하행선 운행을 위해 역에 선로를 하나 더 설치하여 열차를 정차시키고 반대편에서 오는 열차를 통과시킨 후 다시 출발하게 된다. 이것을 철도용어로 교행(passing)이라고 한다. 자세한 것은 문서 참조.

물론 폐색 하나에 열차 하나이므로 선로용량이 많지도 않고 교행을 위해서 대기하다 보면 연착을 하는 일도 많지만, 요즘은 ATS나 ATP, ATC 같은 자동 전자신호 시스템 덕분에 통표 시절보다는 효율적으로 운영이 가능해 운행간격을 좁힐 수 있다. 하지만 선로의 물리적인 용량이 절대적으로 부족해 복선 이상에 비해서 열차운행 간격이 조밀하지도 못하다. 이 때문에 역의 규모를 늘려서 대피선로를 만들고, 역과 역 사이의 선로 상에 열차가 비켜 지나갈 수 있는 선로를 추가로 설치해서 대피선을 만드는 경우가 많다. 이런 곳은 보통 신호장으로 지정된다.

단선의 보급은 전신 기술의 발달로 실현될 수 있었다. 극초창기 영국 철도는 전신 기술이 미비해 한 번 지연이 일어나면 이를 재깍재깍 다른 역에 알릴 방법이 마땅치 않아 단선을 쓸 수 없었다. 그래서 극초창기 영국 철도는 전부 교행이 필요없는 복선이었다. 하지만 본격적으로 철도가 보급되기 전에 전신기술이 발전해 19세기 영국 철도는 단선을 위주로 부설되었다.

2010년대 들어서 경의선[1], 경춘선, 전라선[2] 등이 복선화가 완료되고 중앙선, 장항선 등이 복선화가 진행 중이기 때문에 한국에서의 복선철도의 비중은 점점 늘고 있다. 일반철도의 경우 2000년 이전 20%대였던 복선철도의 비중이 2018년에 약 64.7%까지 올라왔다. 다만 중부내륙선 등 신설노선 중에 단선인 노선도 의외로 많기 때문에 복선철도의 비중은 그렇게 빨리 올라가지는 않는다. 또한 각종 화물용 지선 등은 복선화할 필요가 없는 곳이 대부분인 것도 감안해야 한다. 이는 철도 선진국이라 불리는 일본이나 유럽 국가들도 매한가지로 수요가 많지 않은 노선은 그냥 단선으로 운행하기 때문에 철도가 잘 발달한 유럽 국가들도 복선 이상으로 구성된 선로가 전체 선로의 80%를 넘는 경우는 많지 않다. 물론 북한은 99%가 단선인 수준. 교외선도 단선이다.

광역철도나 도시철도의 경우 전부 복선일 것이라 생각되지만 그렇지는 않다. 대표적으로 6호선에는 6개역이 단선이다. 응암역 루프선 상의 5개 역과 신내역[3], 수도권 전철 1호선의 경원선의 소요산역, 서울 지하철 7호선 장암역, 서울 지하철 2호선 성수지선의 성수역, 수도권 전철 경의·중앙선의 임진강역, 그리고 광주 도시철도 1호선 녹동역은 단선 구성이다. 경원선과 7호선, 경의중앙선의 경우는 상대적으로 수요가 적어서 복선화를 아직 하지 않았다고 보면 된다. 이는 수도권 전철 1호선의 연장중인 구간인 초성리역~연천역 구간도 동일하다. 정작 소요산역은 복선이 될 예정이지만.[4] 성수지선과 신정지선, 6호선의 경우는 수요가 제법 되지만, 이 노선이 본선 회송용 선로를 연장한 형태라 많은 열차가 다닐 수 없는 사정 때문에 단선으로 만들었다.

국가철도공단의 철도종합시험선 또한 단선이다.

참고로 6호선의 응암순환선 구간은 엄밀히 말하면 단선이 아니다. 단선은 한 선로에 양방향의 열차를 굴려야 하지만 응암순환선은 일방통행이기 때문.

최근 대한민국에서 건설되거나 개량되는 철도는 단선이라 하더라도 복선을 설치할 수 있는 공간을 확보해 두는 경우가 많다.

複線 / Double-track

선로가 2개이며 각 선로마다 신호기가 설치되어 방향이 정해진 때를 의미한다.

두 선로 모두 양방향으로 신호기가 설치되어 있으면 바로 아래 문단의 단선 병렬이라고 부른다. 선로별로 방향을 분리해서 운영하는데, 이는 단선보다 효율이 상당히 높은 편으로, 그 효율은 정말로 무시 못 한다. 특히 화물운송은 단선 2개보다 복선 1개가 더 효율이 높을 적도 있을 정도다.

복선은 상하행선 운영을 분리하는 게 가능하고 선로용량도 늘어나므로 교행이나 신호대기를 하는 시간이 줄어든다. 따라서 처음에 단선으로 개설된 철길은 시간이 지나면서 복선으로 개량하는 경우가 많다. 이를 복선화(duplication, doubling)라고 한다.

대피선로를 설치하여 급행을 운영할 수도 있다.

옛날에는 상하행 선로가 역에서만 인접하고 역 사이에서는 서로 간격을 두고 멀찍이 떨어뜨려놓는 방식으로 이 복선화가 행해졌다. 이렇게 하면 새로 지어 놓은 선로는 예전 선로보다 비탈도 덜하고 커브도 덜해서, 건넘선을 통해 대용량 고속 수송이 필요한 곳은 새 선로로 통행하게 하여 고속화 혹은 수송용량 증대를 이룰 수 있다. 물론 한쪽에서는 열악한 환경의 철길을 그대로 쓰므로 개량이 시급해진다. 한국에서는 일제강점기에 복선화가 이루어진 경부선에서 자주 볼 수 있다.

하지만 오늘날에는 거의 터널과 고가의 연속으로 만들어서 선로 두 가닥이 항상 붙어 있다. 이는 땅에 붙어다니면서 건널목을 줄창 만들면 충돌사고처럼 외부 요인에 따른 돌발 상황이 생길 확률이 높아지고 고속화가 어렵기 때문이다. 한국의 국가철도공단에서는 그 대신에 기존 시가지에서 너무 멀리 떨어져 짓는 게 문제가 되고 있다. 반면 일본에서는 외곽으로 이설하기보다는 현 부지 그대로 복선화하는게 보통이다. 일본의 장거리 여객철도 수요는 신칸센이 전담하고 기존 철도는 단거리 수요 위주이므로 역을 외곽으로 이설하면 수요 감소가 크기 때문이고, 그 때문에 기존선 개량이 거의 이루어지지 않는다.

Bi-directional double-track

선로는 2개로 복선처럼 보이지만 활용은 단선처럼 하는 방식이다. 이 경우는 선로가 두 개라고 해도 두 선로가 분리되어서 각각 다른 방향의 열차를 맡지는 않는다. 두 선로가 다른 방향의 열차도, 같은 방향의 열차를 취급할 수도 있는 것. 간단하게 단선 두 개를 붙여놓은 것이라고 생각하면 된다.

신호보안장치를 양방향으로 설치하여 양방향운전이 가능하도록 한다. 수신호 없이 전자동 신호로 기능을 해야 단선병렬로 분류할 수 있다. 그렇지 않은 경우에는 단선병렬이라 보지 않는다. 단선병렬은 다시 일반적인 복선처럼 방향별 운행을 기본으로 하되 경우에 따라 쌍방향운전을 할 수 있는 쌍단선 혹은 양방향 운전 방식과 그냥 두 선로를 단선처럼 활용하는 단선병설로 나눌 수 있다.

이 방식의 장점은 단순히 특정 역 사이를 운행하는 것뿐만 아니라, 수십km 간격으로 건넘선을 설치하여 선로의 일부만을 필요에 따라 단선으로 사용하는 것이 가능하다는 점이다. 따라서 단선병렬구간에서의 열차의 운행선변경은 역주행이 아니다.

三線 / Triple-track

복선보다는 높고 2복선(복복선)보다는 통행/운전효율이 낮은 선로의 방식.

이 선로는 도로의 가변차로[5]처럼 운영하거나 특정방향의 교통량이 많을 경우, 분기에 의해 단선노선과 합류될 때 용량문제가 우려될 때 사용될 수 있다. 또한 복선의 역할에서 가운데 선로는 급행, 특급 운행등과 같은 용도나 화물선 등의 특별용도 또는 다른 열차를 빨리 보내기 위한 등 다양한 용도로 사용될 수 있다. 한국내에서는 보통 입환선 용도로만 사용하고 있다.

여기서 주의할 것은, 3선궤와 3선을 착각하지 말아야 한다는 것이다. 3선궤는 서로 궤간이 다른 열차를 운행시키기 위해 하나의 선로에 3가닥의 궤도가 설치되어 있는 것, 즉 듀얼게이지이다. 노선에 따라 여러 궤간을 쓰는 나라에서 볼 수 있는 시스템.

二複線, 複複線 / Quadruple-track, 4-track

복선을 두 개 설치하여 모두 4개의 선로를 건설하는 것이다.

철도 동호인들은 단어를 줄여서 '뾲선(...)'으로 쓰기도 한다.

정확하게 말하자면 2복선의 경우 1복선 선로용량의 2배에 약간 못 미치는 1.8배 정도의 선로용량이 나온다. 이유는 중간 역마다 생기는 분기기 간섭 때문이다. 2복선에서 3복선이 될 때에도 1.5배가 아닌 1.3배 정도 늘어난다.

복복선에서 급행운영은 내선이나 외선 중 하나를 선택해서 운영하면 그만이므로 급행운영에 있어서 대피선 또는 3선보다는 좋은 편이다. 완급결합문제를 제외하자면 적어도 신호대기나 선로용량으로 인해 배차간격을 줄이는 데 어려움이 없기때문. 물론 열차운행을 2배로 늘리는것도 가능하다. 경인선을 보더라도 러시 아워 때는 운행간격이 촘촘한 편이다.

여러모로 장점이라고 볼 수 있지만, 애석하게도 복선에 비해 2배 이상 비싸고, 도심지역과 같은 곳에선 토지 매입이 어려운 점이 상당한 편이다. 물론 아직 개발이 안 되었을 때 복복선을 설치하면 비용을 절감할 수 있지만, 당장 발전 여부도 불투명한 곳에 막대한 비용을 쓰려면 상당한 난관을 겪어야 한다. 그래서인지 복복선 논의가 이루어지는 곳은 이미 포화단계에 이른 곳의 용량을 늘리는 곳이 대부분이다.

복복선도 종류가 있는데 |↓|↓|↑|↑|으로 구성이 돼있는 방향별 복복선과 |↓|↑|↓|↑|으로 구성된 선로별 복복선이 있다. 방향별 복복선은 회차가 어렵지만 완급결합 시 환승이 쉬운 편이고 선로별 복복선은 회차가 쉬운 편이나 완급결합 시 환승이 어렵다. 예를 들면, 경인선은 개봉역까지는 방향별이고 구일역을 거쳐 구로역으로 진입하면서 입체교차를 통해 선로별로 형태가 변한다. 경의선은 대곡~강매는 방향별 복복선, 화전~디지털미디어시티는 선로별 복복선이다.[6]

조금 특이한 복복선의 구분으로 전차선과 열차선이 있다.

일본의 복복선, 특히 JR의 복복선은 복복선이 여객 선로와 화물 선로로 분리되어 있는 것이 아니라 상위열차 선로와 하위열차 선로의 분리로 되어 있을때 두 가지의 의미로 나누게 되는데 하나는 급행선과 완행선을 분리하는 방식이고 다른 하나는 장거리 열차선과 단거리 전차선을 나누는 방식이다.

두 방식은 주로 시기에 따라 나눠지게 되는데, 장거리 열차선과 단거리 전차선의 구분은 일본 주요 구간의 전철화가 되기 전에 등장하였다. 당시 열차편은 기관차 + 객차로 운행하는 장거리 열차와 전철 구간을 운행하는 단거리 열차로 구분할 수 있는데, 둘은 고속 + 적은 정차역 + 느린 가감속과 저속 + 많은 정차역 + 빠른 가감속으로 열차 특성이 크게 달랐기에 복복선이 될 때 장거리 열차 전용 선로와 단거리 열차 전용 선로를 분리한 것이다. 이것을 전차선과 열차선이라 하고 각각의 가장 아래 등급을 보통이라 하였는데 전차선은 열차선보다 정차역이 많기에 전차선의 보통에 각역정차라고 붙게 되었다.

급행선과 완행선의 복복선 구분은 주요 구간의 전철화가 완료된 이후 수요 증가로 인해 추가로 복복선을 만들 때 완행선과 급행선을 분리하면서 만들어졌다. 그래서 급행선의 가장 아래등급은 보통이 아닌 쾌속이 되는것이다. 예외적으로 조반선은 조반쾌속선과 조반완행선이라는 완행선/급행선의 분리가 이뤄졌으나, 쾌속은 복복선 구간에서만 운행하기 때문에 복복선이 아닌 구간까지 운행하는 열차의 가장 아래등급은 보통이 된다. 이 문제로 인해 복선 구간에서 보통으로 운행되는 열차도 복복선 구간에서는 쾌속으로 안내된다.

三複線 / 6-track, Sextuple-track

복복선(2복선)을 뛰어넘은 6선.

한국에서는 구로역 ~ 서울역 간 구간을 꼽을 수가 있다. 워낙 이 구간에 지나가는 열차들이 수도권 전철 1호선이며 무궁화호며 새마을호며 심지어 KTX도 다니므로 복복선으로는 모자라기 때문이다. 정확히는 구로역 ~ 용산역 구간은 복선 완행전철, 급행전철, 일반철도의 3개 복선이 연립한 형태이고 급행전철 선로가 끝나는 용산역 이북 구간은 복선+2단선으로 된 일반철도의 동쪽에 복선인 1호선이 다니는 형태로 다르다.

하지만 서울로 가는 철도노선 중 남쪽에 있는 모든 노선이 연결되는 지역이므로 3복선으로도 부족하다. 수서평택고속선[7]과 신안산선[8], 수색-금천구청 고속철도[9]가 만들어지는 것도 이러한 상황을 해소하기 위한 것이다.

8-track, Octuple-track

8개의 선로로 구성되어 있는 노선으로 사례는 매우 드문 편이다. 하지만 유럽에는 도시 중앙역을 기점으로 뻗어나가는 방사형 구조라, 여객선 + 화물선을 병렬로 설치하다 보니 4복선 5복선이 넘쳐난다. 특히 프랑스, 독일, 이탈리아(밀라노 일대).

만약 수색~금천구청 고속선이 신설될 경우 조금 애매하긴 하지만 서울~구로 구간을 4복선이라 볼 수는 있겠다.(지하 복선+지상 3복선.)[10]