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ㆍ게재년월

2015-01

철도연, 원격 호출·수직 이동 가능한 ‘미니 트램’ 개발

한국철도기술연구원
원격 호출·수직 이동 가능한 ‘미니 트램’ 개발
정차·환승 없이 논스톱 무인 운행, 대중교통수단의 새로운 지평 열어

버튼 하나를 눌러 자가용처럼 이용할 수 있는 무인자동 미니 트램이 개발됐다.
한국철도기술연구원(원장 김기환, 이하 철도연)은 세계 최초로 원격호출과 수직 이동이 가능한 무인자동 미니 트램을 철도연 시험선에서 공개했다. 미니 트램은 자석이 매설된 노선을 따라 무인 자동운전으로 정차·환승 없이 논스톱으로 운행하는 새로운 대중교통수단이다. 최대 6명까지 탈 수 있으며 최고속도 시속 50km, 배터리로 움직이는 친환경 차량이다.
무인정거장에서 버튼을 눌러 미니트램을 호출하면 무인 차량이 도착, 선택된 목적지까지 최적의 경로를 따라 자동으로 운행되며, 통합관제센터에서 차량끼리 충돌하지 않도록 간격을 자율적으로 조절한다 전체 차량을 통제해 안전한 운행을 하는 미래형 대중교통시스템이라는 게 철도연 관계자의 설명이다. 배터리 충전은 정거장 정차시 정거장 하부의 무선급전장치에서 급속으로 이루어진다.
미니 트램 주행 원리는 자석기반 위치추정방식으로, 주행로를 따라 1∼3m 간격으로 매설된 자석 표지를 차량에 장착된 자석검지 센서를 이용해 검지함으로써 차량의 주행 중 위치와 방위를 계산한다.
이번에 국내 기술로 개발된 미니 트램의 가장 큰 특징은 엘리베이터처럼 위·아래로 수직 이동이 가능해 복합단지 건물, 공항과 주변시설 연계, 연구단지나 대형 시설 등에서 더욱 편리하게 이용될 수 있다는 점이다.
소형 차량이기 때문에 건물 내 정거장 설치도 간편하고, 전 세계적으로 영국의 히드로 공항, 아랍에미레이트연합(UAE) 마스다르 등에서 운행되고 있다. 철도연은 미니 트램의 시험평가 및 검증을 위해 3개의 루프형 노선과 정거장 1개소, 임시 승강장 3개소로 구성된 약 670m의 시험노선에 수직이송장치와 100‰의 경사로를 구축하여 차량 무인운전과 연계한 수직이송 시험, 차량성능시험을 진행 중이다.
철도연 관계자는 앞으로 공개된 시작차량을 보완한 시제차량을 제작해 차량 간 간격 조정, 노선변경(분기), 끼어들기(병합) 등의 복합제어 기능을 검증해 24시간 무인자동 운행과 문전수송이 가능하도록 기술개발을 진행할 것임을 밝혔다. 또한, 현재 단순 리프트 방식으로 구현되고 있는 수직이송장치를 향후에는 차량 지체와 대기 없이 이동할 수 있는 연속 수직이송시스템을 개발해 상용화를 추진한다는 계획이다.
철도연 김기환 원장은 “공항과 철도역에서 다른 교통수단과의 연계, 대단위 복합시설에서 승객의 자동 이동 등 새로운 교통서비스를 제공할 수 있도록 기술개발을 추진할 것”이라고 밝혔다.
한편, 철도연은 지난해 12월 3일, 프랑스 파리에서 열린 제85차 국제철도연맹(UIC) 전체총회에서 철도연이 연구개발 중인 ‘무가선 트램’과 ‘무선전력 전송시스템’이 ‘2014 Innovation Award’를 수상했다고 밝혔다.
Innovation Award’는 국제철도연맹(UIC)이 세계 철도산업 발전에 기여하기 위해 2012년부터 시행하고 있는 상으로, 안전·보안, 지속 가능한 기술, 레일 시스템, 철도화물 운송 서비스, 여객철도, 비용 절감 등 총 6개 분야에서 전 세계 회원국의 모범이 될 만한 혁신적인 사례를 선정해 공유하고 있다.
철도연은 여객철도 분야의 무가선 트램과 지속 가능한 기술 분야의 무선전력 전송시스템이 동시 수상하면서, 총 6개 상 중 2개를 수상하는 쾌거를 이뤘다. 국제철도연맹(UIC)은 1992년 설립, 전 세계 90여개 국가, 200여개 회원사가 참여하고 있는 철도분야 세계 최대의 국제기구다.
무가선 트램(상단 좌측 사진)은 세계 최대 용량의 리튬이온 2차 전지(162kwh)를 주 동력원으로 사용, 한 번 충전으로 50km 이상 주행할 수 있는 노면전차다. 기존 트램의 단점으로 지적돼 온 차량 위에서 전력을 공급하는 고압 가선이 없어 도시 미관에도 좋고 차량에 탑재된 배터리로 달리기 때문에 소음과 매연없는 친환경 녹색교통수단이다.
일반도로에 레일만 설치하고 별도의 역사 없이 버스 승강장 정도의 표시만 있으면 되기 때문에 건설비도 지하철의 20%, 경전철의 1/2~1/3수준인 230억원/km 규모로 저렴하다. 지난 8월 터키 이즈미르 시와 38편성(5량 1편성)에 대한 공급계약을 체결했다. 계약금액은 6,050만 유로(837억원)이다.
무선전력 전송시스템(상단 우측 사진)은 물리적인 접촉 없이 대용량의 전원을 공급하는 방법으로, 궤도를 따라 설치된 무선급전장치에서 60kHz의 고주파 전력을 자기장으로 변환하여 열차에 전원을 공급하는 기술이다.
철도연은 지난해 5월 세계 최초로 1MW급 무선전력으로 고속열차를 움직이는데 성공했다. 1MW급 전력은 기존 무선충전형 전기버스 용량의 100kW보다 10배 높고 무선급전용 트램 용량의 180kW보다 5배 이상 높은 용량이다.
열차 하부를 통해 비접촉 방식으로 전력을 공급받기 때문에 전차선 설비 등 부품의 유지보수 및 교체가 필요없고, 지상에서 보수 작업이 가능해 유지보수 비용이 줄어든다. 또한 전차선이 없어 조심 미관 개선은 물론이고, 터널 단면적 축소로 건설비 등을 줄일 수 있다.
철도연 김기환 원장은 “이번 무가선 트램과 무선전력 전송시스템의 ‘UIC 2014 Innovation Award’ 동시 수상으로 전 세계에 한국의 첨단 철도기술력의 위상을 강화했으며, 앞으로 기술을 더욱 발전시켜 해외시장 진출을 추진하겠다”고 전하며, “세계 철도교통 시장의 면밀한 동향 분석을 통해 세계적인 기술 개발에 박차를 가하는 계기로 삼겠다”고 밝혔다.