도로 터널의 매뉴얼
도로 터널의 매뉴얼
터널 관리자와 터널 이용자간의 의사소통은 매우 중요한데, 양방향 소통이 가능하여야 하며 모든 상황(평상시, 긴급시 등)에서 유효한 소통이 이루어져야 한다.
몇몇 장비들이 이러한 소통기능(경보설비는 통신의 한 형태로 간주한다)을 보장하고, 이러한 장비들이 모두 동일한 기능을 제공하지는 않는데, 일부는 터널 이용자에서 터널 관리자로 정보를 전송하고(비상벨, 피난설비 사용시 자동경보 등), 일부는 관리자에서 이용자로 전송한다(FM문자방송, 스피커)
터널 이용자는 비상전화를 통해 제어센터와 연락이 가능하고, 이 비상전화는 음성통화뿐만 아니라 위치정보도 제공할 수 있다.
비상전화는 함 안에 수납하여 일정 간격으로 설치되거나, 다양한 형태의 비상정거장에 설치된다. 비상전화기 사이 간격은 법조항에 의해 정해지는 경우가 많으며 국가별로 상이하다.
비상전화기의 구조는 매우 간단하다. 비상전화는 대개 터널로부터 걸려온 전화를 받는 제어실과 연결되는데, 이 제어실은 대개는 제어센터에 위치하고, 때로는 해당터널이 있는 지역 관할의 경찰지구대 구내에 위치하기도 한다.
비상벨은 이용자가 터널 내 사고발생시 제어센터에 경보신호를 보내는데 이용되며, 설치비가 저렴하여 짧은간격으로 설치될 수 있다.
이 설비는 특정규모의 터널에서 비상전화와 중복되고 제어센터와 터널이용자간 양방향 통신을 지원하지 않는다는 이유로 많이 이용되지는 않는다.
앞에서 언급했듯이, 터널 이용자는 비상시에 터널내부에 있는 비상전화, 비상벨과 같은 장비를 이용할 수 있다. 또한 대부분의 터널에서 소화기, 비상구의 이용 또한 가능하다.
터널 이용자가 이들 사용할 때, 관리자의 적절한 조치가 취할수 있도록 가능한 신속하게 관리자에게 통보되어야 한다. 비상전화나 비상벨이 설치되어 있다면 통화나 알람 정보를 제어센터에서 받을 수 있으므로 어려운 일은 아니다. 제어센터 외의 장소에서는 비상전화 사용이 종료되면, 제어센터에 알리기 위한 일련의 절차가 진행되어야 하고 해당전화를 수신한 기관은 이를 즉시 제어센터에 통보하여야 한다.
소화기와 비상구의 경우 센서가 설치되어 있어 상태정보가 SCADA 시스템을 통하여 제어센터에 통보되며, 관리자는 이를 통해여 터널 이용자가 도움이 필요한지 여부를 알 수 있다.
소화기의 경우, 소화기함의 개방이나 소화기 인출관련 정보를 제공한다. 비상구의 경우도 비상문의 개방 또는 비상구를 이용하는 이용자의 존재를 감지해 정보를 송출한다.
터널에 비디오 감시장치가 설치되었을 때(8.8절 교통통제 및 감시시스템 참고), 터널 및 그 주위로부터 전송된 이미지는 제어센터에 설치된 디스플레이 장치에 표출된다. 관리자가 수시간 동안 변함없이 다수의 영상을 동시에 감시하는 것은 사실상 어려운 일이다.
이러한 어려움에 대한 해결책으로, 관리자는 유고를 감지하기 위해 자동제어시스템을 이용한다. 일부 국가에서는 특정터널에 대하여 자동제어시스템의 설치를 의무화 하기도 한다.
자동유고감지(AID)는 주로 터널에 설치되어 있는 카메라로부터 전송된 영상이미지를 컴퓨터를 통한 분석에 의해 이루어진다.
종종 교통정체 이후(교통사고 이후) 차량화재가 확대되기 때문에, AID시스템으로부터 ‘정지차량’ 에 대한 경보가 온도나 연기감지기 같은 다른 시스템보다 먼저 송출된다. AID에 의한 초기경보는 터널관리자가 유고 위치와 상태를 확인하는데 도움을 주어 효과적인 조치를 가능하게 하고, 이것은 최적의 환기운전의 선택, 유고지점 후행차량에 대한 신속한 경고 등을 통한 2차 사고방지 등의 효과로 나타날 수 있다. 또한 터널 긴급구조요청, 터널진입차단, VMS 및 라디오를 통한 메시지 송출, 터널 진출 지시 등의 조치가 가능하다.
보고서 05.16.B 2006 6.3.3절 "현재 이용하는 수단" 에서 영상연기감지시스템을 다루고 있다.
비디오기반 AID시스템은 교통흐름, 교통량, 교통속도의 실시간 정보를 제공하고 유고 위치의 영상 녹화와 SCADA 시스템과 같은 다른 시스템과의 상호작용이 가능하다. 비디오기반 AID시스템은 주로 카메라, 하나 이상의 카메라로부터 전송된 이미지를 처리하는 비디오 영상처리 시스템, 영상을 IP상에서 모니터나 컴퓨터 영상출력장치에 전송하는 IP 비디오 인코더와 디코더를 포함한다. 비디오 관리시스템은 영상과 다른 기능(영상녹화 및 AID, 교통정보의 실시간 저장, 터널 SCADA시스템과의 인터페이스)을 제공하는 하나 또는 두 개의 서버, 네트워크장비, 통신 선로(광섬유, 동축케이블, UTP케이블)로 구성된다.
터널 AID시스템 설계시에는 다음 사항이 함께 고려되어야 한다.
2009 Routes/Roads 기사 "도로터널의 화재감지시스템 – 국제 연구과제로부터의 교훈" 에 따르면 많은 “영상감지기 제조업체는 주행방해를 다루기 위해 같은 지역을 서로다른 각도로 조사하는 2개의 감지기 설치를 권고한다.”라고 결론지어져 있다. 일반적으로 카메라로 촬영되는 장소는 오버랩 되도록 디자인되어, 하나의 카메라가 고장일 경우 다른 카메라를 통해 영상전송이 가능하다.
보고서05.15.B 2004 Section IV.2.1. "교통유고감지장치" 에서는 카메라가 자동유고감지설비로 사용된다면 그 설치 간격은30~150m으로 할 것을 제안한다.
AID시스템의 성능은 설치 이전의 시운전과 세부조정작업에 크게 좌우되며 이러한 교정등은 수개월이 소요되기도 한다.
화재/연기감지기는 센서, 비상경보설비, 통신케이블, 평가 유닛 등에 의한 제어시스템의 한 부분이며 이것들을 통틀어 일반적으로 화재경보시스템이라 한다.
도로터널에서 화재/연기 경보시스템은 가능한 신속히 화재나 연기의 발생을 감지하도록 고안되어 지체없이 안전장치가 작동되고 안전조치가 실행된다. 이들의 주요한 목표는
기본적으로, 화재감지이론은 열, 연기, 복사열, 화학생성물처럼 화재에 의해 인지되는 변수들에 기초하며, 화재감지센서의 분류는
이러한 감지기는 응답시간, 신뢰도 등과 관련하여 각각의 특정 적용분야가 있다.
최근 비디오AID시스템은 화재감지에 있어서 매우 효율적이고 신속한 것으로 알려져 있다. 사실상, AID시스템은 일반적인 교통류를 벗어나는 대상이나 차량의 유고를 감지한다.
화재/연기감지기는 보고서 2006.05.16B 6.3절 "화재감지" 에 기술되어 있다.
도로터널의 화재감지기는 일반적으로 10m/s 이상의 터널 유속, 매연에 의해 감소된 가시도, 타이어와 노면의 마찰에 의한 부산물, 단시간의 오염물(CO, CO2, NOx) 농도변화, 헤드라이트 밝기의 변화, 엔진열과 고온의 자동차배기가스, 전자기적 간섭, 터널 단면적의 변화를 야기하는 다양한 차량의 주행(소형차, 소형 탱크로리, 중형 탱크로리, 버스, 유조차) 등의 환경조건에 견딜 수 있도록 고안된다.
화재감지시스템은 높은 고장안전(fail-safe)기능을 보유해야 하고 가능한 화재에 가까이 위치해야 한다. 화재감지시스템은 오보를 피하기 위해 일정수준의 기능 확보가 필요하다. 화재감지시스템의 오보는 상당한 비용을 수반되며, 이를 바로잡기 위해서는 더 많은 비용이 소모되기 때문이다. 때로는 이러한 이유로 관리자가 경보에 주의를 기울이는 것을 어렵게 한다.
화재감지 및 경보의 설치는 합리적인 가격으로 이루어져야 하는 것과 낮은 운영비용, 간단한 유지관리가 가능해야 하는 것은 필수적이다. 보고서 2006 05.16.B 6.3절 "화재감지" 를 참고하라.
다음과 같은 변수들이 자동화재감지기의 국내 및 국제적 기준으로 설정된다 : 화재감지 최대시간, 화재위치의 확인, 감지가능한 최소화재, 승인된 감지방법, 화재경보를 위한 조합점, 자동화재감지기 설치가 필요한 터널 상세정보(터널연장, 기계환기터널, 무인관리터널, 교통밀도가 높은 단터널).
화재감지기와 관한 세부 참고자료 목록은 보고서2006 05.16.B 10절 "참고자료". 에서 찾을 수 있다.
화재감지기의 효율은 감지기의 종류(온도, 감광, 이온화 등)뿐 아니라 터널내 센서 수량 및 감시수준 같은 감지전략에 바탕을 두고 있다.
자동유고감지기, AID시스템을 포함한 비디오 영상분석, CCTV 관측, 인출시 경보를 송출하는 소화기 같은 장비, 비상전화는 경보를 발하기 위한 주요한 수단이다.
현재 쓰이고 있는 많은 감지기는 열과 온도상승률을 감지를 바탕으로 한다. 이런 종류의 시스템은 적절히 보정될 경우 반응시간이 늦을 수는 있지만 오보는 거의 발생하지 않는다. 검은 연기 감지에 바탕을 둔 감지기는 초기에 신호송출이 가능하지만 경유자동차의 배기가스에 의한 오보를 겪을 수 있다. 보고서 05.05.b.1999 6.3.1절 “화재감지기”를 참고하라.
2009 Routes/Roads 논문 "도로터널 화재감지시스템 - 국제연구과제의 교훈" 에서는 도로터널의 감지선형감지기, 불꽃감지기, 비디오영상감지, 공기포집형 화재 및 연기감지기 같은 감지화재/연기시스템을 다루고 있다. 공기포집형 시스템은 도로터널 환경에서 반응시간과 정확한 화재위치확인 및 감시기능 등에서 훌륭한 성능을 보이고 있으며, 고장경보, 유지관리 및 화재감지등 전체적인 성능에서 인정받고 있다. 이런 연구결과는 터널 화재감지를 위한 가장 적합한 기술선택에 유용한 정보가 된다.
터널은 외부의 방송국에서 송출하는 라디오 전파의 전달이 여의치 않은 제한된 폐쇄공간이다. 이러한 파장의 전달은 위해, 필요한 주파수를 재송출하는 장비의 설치가 필요하다. 다음과 같은 서비스의 재전송이 가능하다.
주파수 재전송이 가능한 많은 서비스가 있지만, 비용문제 때문에 모든 서비스를 재전송 할수는 없다. 대개는 구조대가 사용하는 주파수와 운영자가 사용하는 주파수, 소수의 FM, DAB 주파수, 휴대폰 주파수 같은 특정 주파수가 해당된다.
하나 이상의 라디오주파수가 재전송될때 미리 녹음된 메시지 삽입이 가능한 장치가 설치된다. 필요시 라디오 방송은 중단되고 운전자의 주의환기 및 운전자가 따라야 하는 절차를 지시하기 위한 터널관련 메시지가 방송된다.
라디오재방송 설비는 다음와 같이 구성된다.
터널에서 운전자에게 직접 정보를 제공하거나 운전자에게 특정한 행동을 하도록 하는 장치는 별로 없다. 이런 문제의 해결을 위해 터널에 스피커를 설치한다. 실제는 스피커는 어떻게 사용되느냐에 따라 다른 기능을 제공한다. 특히 아래의 요소가 거론된다.
그러나 이런 장치는 현재 널리 사용되지는 않는다. 각 사례별로 스피커의 사용에 관한 연구가 필요하고 높은 교통밀도나 연장을 가지는 특정 터널에 종종 적용된다.
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