1. 도입

 

- 철도차량 용량은 접근성과 안락성 측면에서 승객들이 수용하는 것과 효율성과 비용 측면에서 운영자들이 수용하는 것과의 타협지점임

- 차량 용량은 대부분 이용 가능한 차량과 예상 이동거리에 의존함. 도시 간 노선과 도시철도 등의 짧은 거리의 여행에서, 용량은 용량의 최대를 산정하며 승객은 모두 입석으로 예상함. 그러나 장거리의 경우, 용량은 더욱 안락하고 좌석이 많으며 편의시설과 입석 공간의 감소가 필요할 것임

- 용량의 다른 측면은, 승객 출입문의 위치, 크기, 디자인 그리고 작동시간을 위한 승하차 시스템의 디자인에 의해 결정됨

 

2. Compartment Coach(칸막이 객실 화차)

 

- 19세기 철도 초기에, 2가지 기본적 여객열차의 개념이 나타남 : Compartment Coach와 saloon임

- Compartment Coach : 말이 끄는 역마차에 기반을 두고 있으며 중앙 횡단로 측면에 2개의 벤치형 좌석이 있음. 중앙 통행로 측면 끝에서 진출입이 이루어짐

 

- 이후, 칸막이의 수는 열차의 길이만큼 늘어나는 디자인을 갖추고 인프라시설이 허용하는 만큼 확장되어 20세기 초에는 길이 18m, 4개의 칸막이 객차, 4축 차량이 통근열차로 이용됨

- 각 칸막이 객차에는 5인석 좌석이 있으며 100명의 입석 승객을 수용했음(아래 그림) 이후 6인석 좌석 생김. 좌석의 질은 다양했으나 그 양은 여행수준의 등급에 따라 달라짐

 

<1922년의 전형적 객차, 10개의 칸막이 객차, 100명의 입석 승객 수용>

- 1.8미터 길이의 칸막이에서, 10명의 착석 승객 무릎 사이에 5명의 승객이 입석이 가능함

- 1등급 좌석이 일부 차량에 제공되었으며 수량이 적고 넓으며 구획거리가 넓었음. 예를 들어, 1등급 차량의 용량 감소는 3등급 차량의 50%에 달함

- 칸막이 구획 차량의 장점 : 좌석 승객 수의 증가와 신속히 하차시키는 능력에 있음. 한쪽 출입문으로 10명~18명의 승객이 있으므로, 런던 터미널 하차시간은 30초에 불과했음. 숙련된 움직이는 상태로 승객들은 문을 열고 차량 전두부가 도착하기도 전에 플랫폼 끈에 도착하여 하차할 정도였음

- 승차는 그렇게 늦지는 않았지만, 자신이 승차하고 문을 닫는 승객들이 많아짐에 따라 시간이 걸릴 때도 있었음. 교육과 습관을 통해 계도 되었지만, 항상 일부 출입문이 열린 상태로 있어 직원들이 열차 출발 전에 출입문 닫힘 상태를 확인했고, 이것이 직원들의 업무를 가중시키고 정차시간을 늘림

 

3. Saloon Coach

 

- 대중적 객차의 형태가 saloon임. 이것은 미국에서 기원 되었는데, 표준 19세기 차량으로 중앙 통로 주위에 좌석이 있으며 객차 끝 부분에서 접근하는 구조임

- 전형적인 구조는 아래 그림에 보임

 

<1907년 시카고, 오로라 그리고 Elgin RR에 건설된 미국 saloon의 내부 디자인으로 향후 세계 표준이 됨>

 

- 이러한 형태의 구조는 공개된 출입구 플랫폼이지만 나중에는 막힌 것도 생김

- 끝 부분 플랫폼은 차량 사이의 접근을 허용했고 1892년까지 영국에는 도입되지 않음

- 이러한 형태의 차량은 칸막이 분리 객차보다 차체강도가 세야 하는데, 이는 내부 구조가 부족하기 때문임

- 칸막이 객차와 비교하면 장점은 내부 순환이지만 승하차가 느림

- saloon 객차의 나중 버전은 유럽 지역의 장거리 노선에 투입되었고 다양한 형태 탄생

- 영국의 경우, 하이브리드 컴파트먼트 스타일의 saloon 객차가 많은 도시지역에 도입되었는데, 중앙 통로 측면의 좌석 세트 사이에 측면 문을 설치하는 방식이었음. 횡 좌석은 10명의 승객이 탈 수 있음

 

 

4. 차량 용량의 측정

 

- 객차 승객용량 측정의 목적은 수송계획과 차량 엔지니어링 때문임. 이것은 좌석과 가능한 입석공간으로 구성됨

- 좌석은 일반적으로 고정되어 있음(일부 도시철도는 접어올리는 좌석도 있음). 입석 공간은 바닥 면적, 좌석을 허용되지 않는 다른 내부공간을 의미함. 다양한 내부 구성이 존재함

- 홍콩의 신조 차량의 경우, 엔지니어링적 크기는 10㎡ 그리고 수송예측에는 8㎡으로 규정됨. 미국의 경우, 계획 표준으로 최악에는 허용되는 면적은 5㎡이며 엔지니어링 분야에 필요한 면적은 6㎡임.

- 엔지니어링적 목적을 위해 승객 개인의 무게가 필요한데, 일반적으로 70~75kg의 범위이며 소화물의 무게도 포함된 것임

- 열차 내에 화장실 공간은 더 고려가 필요함. 화장실 고려할 때, 접근할 수 없는 몇 %가 허용되어야 함. 이것은 20%까지 용량에 영향을 미침

- 아래 그림과 같이 도시 내부를 달리는 열차도 2가지 표준등급의 차량이 존재함

 

<펜돌리노 열차 조성에 사용되는 2가지 표준 객차의 좌석설계>

 

5. PIXC(Passenger In eXcess Capacity, 용량 초과 승객) 지표

 

- 영국의 경우, 철도차량에 너무 많이 탑승하는 것을 제한하기 위해 PIXC(Passenger In eXcess Capacity, 용량 초과 승객)를 도입

- 이것은 차량 좌석용량의 10%를 넘거나 차량의 종류에 따라 승객 1인당 0.55㎡ 공간 이상인 것으로 정부에 의해 규정됨. 런던 지하철 노선에 도입되었으며 110%인 지표가 2008년에 130%로 증가함.

- 런던지하철 운영회사는 용량 초과의 개념을 1㎡당 1.6명 이상의 승객 또는 전체 좌석 수의 38% 이상일 경우라고 정의함. 이 데이터는 class 313 열차가 사용 중일 때 결정되었으며 평균 1량에 77개의 좌석이 있음. (교체된 class 378 차량은 평균 1량당 35개의 좌석이 있음)

- 엔지니어링적 관점에서의 문제는 가장 무거운 조건에서의 차량 구조의 안전성, 수반되는 에너지 그리고 제동성능에 관한 것임

- 예를 들어, 런던지하철은 가변 부하를 출입문 사이를 1㎡당 8명, 나머지는 6명으로 세팅

 

6. 출입문과 의자의 배치

 

- 출입문과 좌석의 레이아웃은 용량과 밀접한 관련이 있음. 출입문은 최적의 정차시간을 위해 설계되고 충분한 좌석은 오랜 시간을 여행하는 승객들에게 안락함을 제공하는 것임. (미국과 영국의 일부 운영회사의 경우, 승객들이 서서 이동하는 최대 여행시간을 알려주는데, 그것은 전형적으로 20분임)

- 표준적인 통근열차에서는 존재하지 않는 형태임

- 영국 class 185 차량 : 긴 길이와 넓은 마루의 배치(많은 좌석 배치를 목적으로 하지만 여유 용량이 부족함)

- 표준 등급의 좌석은 2+2 형태임. 평균 1량당 66개의 표준 좌석이 있음. 추가로 수화물을 취급할 공간이 없으므로 공항 서비스나 장거리 운행에는 부적절함

- 측면 출입문의 위치는 교외 운행철도는 차량의 1/3 또는 2/3 위치임.

 

<영국 class 185 열차의 185개 편성의 3량 좌석배치 계획>

 

- 도시 내부 간을 운행하는 철도의 경우의 예는 class 455 열차임. 이 열차는 비슷한 레이아웃이며 량당 68개의 좌석이 있음(처음에는 79개의 좌석이 있었지만, 입석 승객을 늘이고자 개조됨)

- 많은 중량 도시철도 설계자들은 좌석을 최소화시키는 전략을 취함. 홍콩 MTR의 경우, 24m 차량길이에 5개의 1,400mm 이중 출입문 및 연결 갱웨이가 있음.

(이 차량은 약 50명의 좌석 승객을 수용하며 각 차량은 완전 충원시 375명의 승객이 탐)

- 이 원칙이 나중에 제작된 설계 개념에도 도입됨. 설계 용량은 입석 승객은 7㎡이며 나중에 8㎡으로 늘어남. (다른 아시아 국가에서도 비슷함)

- 런던의 경우, 지하철 차량의 내부 좌석은 최대 교통 부하를 만족하게 하려면 좌석이 최소화됨. (빅토리아 라인의 경우, 264명 좌석에 926명 입석임)

- 구동차량은 1,400mm 두께의 2겹 출입문과 하나의 700mm 출입문이 있으며 좌석은 40개임

- 빅토리아 라인의 경우, 새 차량은 좌석이 더 작고 전체 용량을 증가시킴. (좌석은 252개로 줄고 입석 용량은 1,196명까지 증가함.) 이것은 관측된 용량이 계획된 용량보다 28% 작다고 발표함

- 용량이 증가하면, 차량 전체를 통해 900mm 정도 폭의 갱웨이를 제공하여 접근 불가능한 공간이 필요함. 출입문은 1,600mm까지 증가하지만, 서 있는 공간은 알루미늄 차체 때문에 추가적인 공간은 없음

 

7. 결론

 

- 철도차량 용량의 특성은 노선의 길이와 이용 밀도에 따라 다양함. 일반적으로 입석 공간은 ㎡당으로 측정되며 미국과 서유럽에는 4㎡에서부터 어느 정도 오차를 가지며, 아시아지역에서는 8㎡이 일반적임. 이러한 차이는 육체적이고 문화적인 차이라고 보임. 부하 요인은 열차 하중의 변동에 적용되는 요소임

- 장거리 그리고 통근 및 외부 교외 간 운행철도가 20분 이하로 입석시간을 줄이는 경향이 있으며 좌석 용량의 10% 이상이 많을 때 overcrowd라고 칭함. 영국 교통부는 2008년에 이것을 30% 이상으로 올림.

- 차량의 디자인은 승하차 특성을 고려해야 하며 출입문 공간에 서 있는 공간도 고려해야 함. 수화물의 보관도 공항 노선이나 장거리 노선은 고려되어야 할 사항임.

- 철도차량의 용량 결정에는 세심한 주의가 필요함. 특별한 노선에 설계된 레이아웃은 전체 생애주기 동안 많은 것을 제한하며 특히, 넓은 폭이나 복합적인 출입문의 경우에는 더욱 그러함. 융통성 있는 차량이 타협지점이 될 수 있지만, 어떤 노선에도 적절한 차량은 없음. 최적의 결과를 얻으려면 추가적인 시스템에 기반을 둔 접근이 필요함