고속철도 지진감시시스템 운영현황

초록

지진 발생 시 고속으로 주행하는 열차는 얼마나 안전하며, 현재 우리의 대비책은 무엇인가? 지진에 대한 고속열차의 탈선에 대한 주행안전성은 어디까지 확보되어 있는 것이며, 만약 탈선이 발생한다면 피해는 어느 정도 수준일 것인가? 이에 대한 답을 구하는 것은 쉽지 않다. 2004년 10월 23일 일본에서 발생한 규모 6.8의 쵸에츠 지진은 주행 중인 신칸센 고속열차를 탈선시켰다<그림 1>. 이 사고로 다행히 인명피해는 발생하지 않았으나, 신칸센 10량 중 6,7호차를 제외한 8량이 탈선하였다. 이 사건은 고속으로 주행하는 경부고속열차의 지진 시 안전성에 대한 경각심을 크게 불러 일으켰다. 일반적으로 지진 시 고속으로 주행하는 열차는 1차적으로는 구조물 진동으로, 2차적으로는 구조물 변상 및 붕괴로 피해를 받는다고 알려져 있다. 고속열차의 지진 시 주행안전성을 언급하기 위해서는 검토해야 할 사항이 많으나, 그 중에서 첫번째 검토사항은 국내 지진 환경 하에서 열차가 탈선할 수 있는 정도의 지진이 발생하는가이다. 국내의 경우 1978년 기상청에서 관측을 시작한 이래 규모 4.0 이상의 지진이 30회, 규모 5.0 이상의 지진이 5회 관측된바 있다. 최근 발생한 지진으로는 2007년 1월 20일 강원도 평창군 진부면 일대에서 규모 4.8의 지진이 발생하였다. 국내의 경우 규모 5.0 이상의 지진이 자주 발생하지는 않으나, 가끔 발생하는 것으로 확인되고 있다. 과거 역사 지진 및 최근 지진관측기록 등에 의하면 진도 5~6 (39~180gal) 수준의 지진은 국내에서도 발생할 수 있다. 따라서 이 정도 규모의 지진이 발생하였을 때, 고속열차의 주행안정성이 확보될 수 있을 것인가가 문제가 된다. 이에 대한 답은 지진 발생 빈도가 높은 일본의 경험을 참조하여 간접적으로 구할 수 있다. 일본의 경험에 의하면, JMA(Japanese Meteorological Agency) 기준으로 진도 5(80~250gal)이상의 지진 시에만 열차 피해가 발생한 것으로 보고되고 있으므로, 우리나라에서 탈선을 발생시킬 수 있는 규모의 지진은 발생할 가능성은 낮으나, 전혀 없다고 말 할 수는 없다. 선로 상을 고속으로 주행하는 열차의 주행안전성을 언급하기 위해서는 이 외에도 구조물 특성에 따른 증폭특성, 지진 시 레일 상을 주행하는 열차의 동역학적 거동(wheel_rail 접촉문제) 등 쉽지 않은 문제가 남아 있다. 국내에서도 고속열차의 지진에 대한 대비책의 일환으로 고속철도 선로 상 노반(교량 및 터널)에 지진감시시스템을 설치하여 운영하고 있다. 본 기고에서는 국내 지진환경 하에서 고속열차의 지진 대응현황을 살펴보고, 향 후 우리가 무었을 어디까지 준비해야 할 것인지에 대하여 초보적인 수준에서 정리해 보고자 한다.