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[뉴스클립] Special Knowledge <601> 신교통수단

중앙일보 2015.12.07 00:48 경제 8면 지면보기
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홍권삼 기자

대도시의 가장 흔한 대중교통수단은 버스와 지하철입니다. 버스는 수송 능력이 떨어지고 온실가스를 배출하는 게 단점입니다. 지하철은 수송 능력은 뛰어나지만 건설비가 많이 들지요. 이를 보완할 수 있는 게 경전철 같은 ‘신교통수단’입니다. 대전시는 전기 공급선이 없는 무가선 저상트램을 도시철도로 건설할 예정입니다. 국내에서 운행 중이거나 개통을 앞둔 다양한 신교통수단을 알아봤습니다.


부산~김해 경전철, 곡선 선로엔 기름 뿌려 소음 해결

신교통수단은 기존 철도·자동차 등의 차량 자체 또는 운영시스템을 개선하거나 새로운 기술을 접목해 현재와 다른 운영체계를 갖춘 교통수단을 말한다. 에너지 절약과 친환경 수송이 주목적이다. 좁은 의미로는 경전철을, 넓은 의미로는 버스와 지하철을 제외한 다양한 도시 교통수단을 뜻한다. 경(輕)전철은 중(重)전철로 분류되는 지하철보다 가볍고 크기도 작아 붙여진 이름이다. 지하철은 전동차가 6∼10량이지만 경전철은 대개 2∼3량으로 구성된다. 시간당 수송 인원으로 보면 중전철은 4만5000명 이상, 경전철은 1만5000명 이하다.

 경전철은 지하철보다 건설비가 싸다는 게 장점이다. 도로변이나 도로 중앙에 교각을 세우고 그 위에 레일이나 콘크리트 바닥을 설치해 운행한다. 지하 굴착과 터널 건설 과정이 없어 건설비가 지하철의 절반 정도에 지나지 않는다. 무인운행시스템이 대부분이어서 관리·운영비도 줄일 수 있다. 단점은 도로에 설치된 교각과 역 건물이 도시 미관을 해칠 수 있다는 점이다. 일부 지역에선 수송 수요를 부풀려 건설하는 바람에 세금 낭비의 주범으로 몰리기도 했다.

 그럼에도 지자체들은 앞다퉈 신교통수단을 도입하고 있다. 수송 능력이 뛰어나고 건설비 부담도 상대적으로 작기 때문이다. 대부분 전기로 운행해 온실가스를 줄이는 이점도 있다. 서승일 한국철도기술연구원 신교통연구본부장은 “도시마다 신교통수단을 도입하는 것은 세계적인 추세”라며 “수요 예측을 정확하게 해 낭비 요인을 없앤다면 유망한 교통수단”이라고 말했다.

 
부산∼김해 경전철
 
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부산∼김해 경전철 국내 첫 도시 간 대중교통 수단인 부산∼김해 경전철. 교각 위 선로를 철제 바퀴 전동차가 운행한다. [사진 부산김해경전철]


 부산과 인근 김해시를 연결한다. 국토교통부·부산시·김해시가 민자를 유치해 2011년 9월 개통했다. 지상 18m 높이에 슬래브를 설치한 뒤 레일을 깔고 철제 바퀴로 운행한다. 전동차 두 량이 하나의 차량으로 구성돼 있으며 무인운행 방식이다. 좌석 64명, 입석 120명 등 정원은 184명이다. 김해 산업단지나 인제대·김해대 등에 다니는 부산시민과 학생들을 위해 건설됐다. 김해국제공항과 김해시청을 지나 관광객이나 민원인도 편리하게 이용하고 있다. 낙동강과 김해평야 등 볼거리도 많다.

 문제는 철제 바퀴와 선로가 부딪칠 때 나는 소음이다. 이를 줄이기 위해 방음벽 설치와 함께 주거 밀집지역의 곡선부 선로 12곳에 기름을 분사해 매끄럽게 통과할 수 있게 하는 레일코팅시스템(RCS)을 설치했다. 친환경 식물성 기름을 사용해 환경에는 영향이 없다고 한다. 두 개의 레일 옆에 전력공급 레일을 설치한 뒤 전기를 공급해 ‘서드 레일(제3궤조) 방식’의 경전철로 불린다. 국내 전동차 제작업체인 현대로템에서 만들었다. 철제 바퀴에 서드 레일 방식이란 점에서는 용인 경전철과 같다. 용인 경전철은 전동차 한 량이 한 차량으로 돼 있으며 캐나다 봄바르디에에서 도입했다.


부산 경전철

 부산도시철도 4호선이다. 경전철 중 국내 최초로 건설된 도시철도 노선이다. 차량은 한국형 안내궤도식 철도(K-AGT·Korea-Automated Guideway Transit)다. 콘크리트로 된 선로 위를 고무 바퀴를 단 전동차가 다닌다. 주행로 이탈을 방지하기 위해 전동차 양쪽 측면 아래 설치된 안내 레일에 작은 바퀴가 맞물려 운행한다. 전동차 6량이 한 차량을 이룬다. 무인 운전방식이라 종합관제시스템을 구축해 운영한다. 화재 감지장치, 승객과 관제센터 간 비상통화장치, 주행로 옆 대피로 등을 갖추고 있다. 고무 바퀴로 운행해 자동차를 탄 것 같은 느낌이 들고 철제 바퀴보다 소음도 덜하다.

 주요 장치를 이중으로 만들어 고장이 날 경우에도 정상적으로 운행할 수 있다. 또 선로에 장애물이 있을 경우 자동으로 정지된다. 다른 도시 경천철과 달리 지하 운행구간이 7.2㎞로 지상구간 5.5㎞보다 더 길다. 정부출연기관인 한국철도기술연구원이 개발했다. 의정부 경전철도 AGT지만 한국형이 아니라 독일 지멘스에서 들여왔다. 안평차량기지 종합관리동에는 경전철의 특징과 운영시스템, 각종 부품 등을 보여주는 경전철 홍보관이 있다.

 
대구 모노레일
 
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대구 모노레일 콘크리트 빔 한 개를 감싸는 형태로 운행되는 대구 모노레일. 전동차 외벽을 애니메이션 캐릭터로 치장했다. [중앙포토]


 대구도시철도 3호선으로 지난 4월 개통했다. 도시철도 노선으로 모노레일을 채택한 것은 국내 처음이다. 일본 히타치에서 전동차를 도입했다. 도로 중앙이나 도로변에 세워진 14m 높이의 교각 위에 폭 85㎝, 높이 1.8m의 콘크리트 빔(막대기)을 설치해 레일로 사용한다. 고무 바퀴가 달린 전동차가 레일 하나를 3개 면에서 물고 달리는 형태여서 ‘모노 레일’로 불린다. 빔의 위쪽에는 주행 바퀴가, 양쪽 옆에는 안정 바퀴와 안내 바퀴가 각각 두 개씩 있다. 강풍이 불거나 지진이 났을 때 탈선을 방지하는 기능을 한다.

 빔이 두 줄로만 설치돼 슬래브 형태보다 개방감도 뛰어나다. 전동차 3량을 연결해 268명을 태울 수 있다. 주택가를 지날 때 사생활 보호를 위해 창문이 뿌옇게 흐려지는 ‘미스트 윈도’와 차량 고장 때 나사 모양으로 된 자루를 지상으로 늘어뜨려 탈출할 수 있게 하는 ‘스파이럴 슈터’ 기능을 갖추고 있다. 운행 과정에서 나는 소음은 바퀴 부분에 스커트로 불리는 덮개를 씌워 해결했다. 물을 안개처럼 내뿜어 산소 공급을 차단하는 식으로 진화한 소화설비도 설치돼 있다. 도심 서문시장과 수성못 등 주요 관광지를 통과해 관광객들도 많이 이용한다.

 
인천국제공항 자기부상열차

 자석의 힘으로 열차를 공중에 띄워 운행하는 시스템이다. 국토교통부 도시형 자기부상열차 실용화사업단이 2006년 시작해 지난해 개발을 완료했다. 차량 하부 양쪽에 ㄷ자 형태의 구조물을 만든 뒤 아래쪽 안에 전자석을 설치한다. 이 구조물이 철판 형태의 레일을 감싸면 전자석이 있는 부분이 레일 쪽으로 붙으려 하면서 차체가 위로 8㎜ 들어올려진다. 여기에 선형유도전동기(LIM)가 추진력을 가하면 차량이 움직인다. 최고 속도는 시속 110㎞로 최고 속도 430㎞인 중국 상하이 푸둥공항의 초고속 자기부상열차와 달리 속도가 느려 도시형 자기부상열차로 불린다.

 레일 위를 떠서 운행해 소음과 진동이 다른 경전철보다 적다. 진동지수가 국제철도연맹(UIC) 기준인 2.0보다 낮은 0.55로 나타났다. 한국기계연구원 등 21개 기관 300여 명의 연구원이 참여해 순수 우리 기술로 개발했다. 초기에는 정위치 정차 등에 다소 문제가 있었지만 시운전을 통해 해결했다. 자기부상열차 개발은 독일·일본에 이어 세계 세 번째, 도시형 자기부상열차는 일본에 이어 두 번째다. 말레이시아·러시아·미국 등에 수출도 추진하고 있다.
 

인천 청라국제도시 바이모달 트램

 바이모달 트램(Bimodal Tram)은 버스와 노면전차(트램)의 장점을 두루 딴 교통수단이다. 길이 18.8m, 폭 2.5m, 높이 4.5m로 버스 두 대를 이어 붙인 형태다. 최고 시속 80㎞에 좌석과 입석을 포함해 한 번에 100명이 탈 수 있다. 디젤 엔진과 배터리로 운행하는 하이브리드 차량이다. 디젤 엔진으로 발전기를 돌려 전기를 생산한 뒤 이를 동력으로 사용한다. 정차 중에도 엔진이 가동되고 이때 생산된 전기는 배터리에 저장된다. 전기로 운행하기 때문에 급가속 등에 따른 연료 소모가 적어 연비도 뛰어나다.

 일반 버스는 경유 1L에 2.5∼3㎞를 갈 수 있지만 바이모달 트램은 3.5∼4㎞를 운행할 수 있다. 3개 축마다 조향시스템이 장착돼 회전 반경이 일반 시내버스와 비슷한 11.4m다. 배터리 전원만으로 10㎞가량 주행할 수 있다. 초저상버스로 도로에서 차량 바닥까지 높이가 34㎝다. 어린이·노인 등 교통 약자들이 이용하기에 편리하다. 수요 부족으로 경전철을 건설하기 어려운 곳에 적합하다. 다른 신교통수단과 달리 운전자가 운행하는 시스템이다. 도로 바닥에 마그네틱 센서를 설치하면 차량이 이를 인식해 무인으로도 운행할 수 있다.


로프웨이와 무가선 저상트램
 
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무가선 저상트램 대전시가 도입하기로 한 무가선 저상트램. 일반 전차와 달리 공중에 전기선이 없는 구간이 많다. [사진 한국철도기술연구원]


 로프웨이(Ropeway)는 산이나 대형 건물로 막혀 기존의 교통수단으로 접근할 수 없는 곳에 설치된다. 케이블카와 비슷하지만 안전 장치가 보강된 대중교통수단이다. 콜롬비아 메들린이나 베네수엘라 카라카스 등에서는 도시철도의 한 노선으로 운행하고 있다.

 무가선(無架線) 저상트램(Wireless Low Floor Tram)은 기존 트램과 달리 일부 구간에 전기 공급선이 없는 신형 노면전차다. 혼잡한 도심 구간에서는 전기 공급선 대신 충전된 배터리를 이용하고 나머지 구간에서 전기를 공급받는 형태다. 프랑스 니스의 트램이 1㎞ 구간에서 운행하고 있다. 한국철도기술연구원이 최근 25㎞를 무가선으로 운행할 수 있는 시스템을 개발했다. 대전시가 도시철도 2호선에 이 시스템을 도입키로 했다.
 
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순천만 스카이큐브 순천만에서 운행 중인 수요 응답형 교통수단(PRT)인 ‘스카이큐브’. 단거리용 소형 무인 이동 수단이다. [사진 순천에코트랜스]


 수요 응답형 교통수단(Personal Rapid Transit·PRT)은 미니트램 또는 스카이 택시로 불린다. 1∼8명이 탈 수 있는 소형 차량이 고가 궤도를 시속 40∼65㎞로 운행한다. 주로 단거리용 소형 무인 이동 수단으로 쓰인다. 공항 등에선 건물 내에 정거장을 만들 수 있다. 영국 런던 히드로공항에서 운행되고 있다. 국내에선 순천만에서 운행 중인 ‘스카이큐브’가 PRT다.

홍권삼 기자 honggs@joongang.co.kr

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