1899년 대한제국의 한성에서 전차가 운행을 시작하고 경인선이 개통한 이래, 철도 교통은 우리 일상의 당연한 순간이 돼왔다.

‘철도의 날’이었던 지난 28일, 삼성동 코엑스에서 열린 ‘2023 국토교통 기술대전’은 국가기간산업 R&D 전문 통합행사로 기획됐다. 한국철도공사와 국가철도공단은 철도 교통 분야의 청사진을 들고 전시회를 찾았다.

본지에서는 두 기관이 마련한 부스를 방문해 청사진을 살펴봤다.

한국철도공사(코레일)
코레일은 ‘철도차량부품개발사업’을 통해 부품 국산화를 진행하고 있다.

전시 부스에서 동력분산식 고속철도에 들어가는 댐퍼를 볼 수 있었다. 네덜란드 산이었던 부품을 국산화한 것이다.

댐퍼는 승차감 향상과 주행 안정성 증대가 주 목표인 부품으로 차량 진동을 저감시키는 역할을 한다. 차륜과 대차, 대차와 객차, 차체 앞뒤, 차체와 차체 사이 등 6량 1편성에 230개 정도 장착되는 부품이다. 탈선을 방지에 도움을 주는 부가적인 효과도 있다.

저상 트랩에 들어가는 관절장치도 개발됐다. 상부와 하부, 중간부분에 들어가 댐퍼와 비슷한 역할을 하게 된다. 트랩 도입 차량이 결정되면 해당 제품이 장착될 계획이다.

KTX-이음의 시제품을 통해 고속철도 차량용 전두부 해치시스템을 확인할 수 있었다. 전두부에 위치한 연결장치를 보호하는 솔루션으로 운전실의 버튼 조작을 통해 해치가 자동으로 열린다.

끼임방지를 위해 해치가 열릴 땐 양쪽이 열리지만, 닫힐 땐 한쪽씩 닫히게 된다. 현장에서 만난 관계자는 “사전조사 시 기존 해치시스템에서 이물질 유입에 대한 목소리가 많아 커버 등을 개선했다”라고 말하기도 했다.

해치시스템은 전자 제어장치를 통해 공압 제어장치를 통제하는 시스템인데, 전기가 없는 상황을 대비해 공압 제어장치를 수동으로 조작하는 것도 가능하다.

이외에도 제동디스크, 공조시스템, 공기스프링, 능동형 팬타그래프 등 코레일은 수요는 많으나 수입의존도가 높은 부품들을 국산화하고 있다고 밝혔다. 또한 반도체 변압기, 희토류 저감형 영구자석 동기전동기 등 향후 시장 선도가 가능할 것으로 판단되는 미래시장 선도형 부품도 개발하고 있다.

그중 하나인 ‘자동 연결·분리 시스템’은 물류철도 차량을 무선원격 자동입환하는 솔루션이다. 입환은 열차 조성을 위해 차량을 연결, 또는 해방하는 것으로 현재 수동입환이 원칙이다. 현장에서 작업자가 컨트롤러를 통해 연결 작업을 수행하고 있는데, 이를 관제소에서 무인으로 가능하게 한다는 것이다.

원격 입환을 위해선 차량통신 제어 모듈을 통해 열차에 명령을 내려야 한다. 이것을 가능하게 하기 위해 ‘디지털 자동연결기’가 연결부에 부착되야 한다. 자동연결기를 통해 전기 신호와 명령을 연결부에 부여하는 방식이다. 고속철도에는 호환되는 연결부가 장착돼있고, 기존 열차의 연결부는 교환이 가능하다.

무인 입환시 안전을 위해 구간별 CCTV로 확인하는 ‘역 구내 영상 감시’, 제어장치 교육과 자격시험을 위한 ‘훈련용 종합제어 시뮬레이터’와 더불어 RFID 태그를 부착한 열차를 선로에 마련된 RFID 수신기로 인식하는 ‘물류 현장 위치 추적기’도 함께 개발되고 있다.

코레일은 ‘모듈러 주택’처럼 철도를 사전제작해 설치하는 ‘사전제작형 급속개량궤도’솔루션도 마련했다. 교량 등 시공하기 어려운 구간에 공장에서 사전 제작한 궤도를 신속하게 설치할 수 있다. 코레일 고재완 주임연구원은 “유지보수가 쉽고 비용 절감, 미세먼지 저감 효과도 기대할 수 있다”라고 말했다.

기존 철도에는 자갈이 깔리는데, 자갈은 충격을 흡수하고 하중을 분산시키는 역할을 하지만, 열차가 운행하면서 미세먼지를 발생시킨다. 해당 솔루션은 ‘궤도용 탄성받침’부품으로 자갈을 대체해 미세먼지를 저감시켰고, 충격 흡수와 하중 분산 역할도 수행한다.

방음벽을 소음 차단 외 다른 용도로 활용할 수 있는 방안도 제시됐다. 태양광 패널로 방음벽을 교체하는 것이다. 기존 방음벽을 그대로 대체하기 때문에 추가로 부지를 확보하지 않아도 되고, 양면형 탈착식 패널로 시공과 유지보수도 편리하다. 실시간 모니터링 시스템도 곁들인다.
전동열차(전철)의 유지보수에도 새로운 시스템을 접목하고 있다. 운행 중인 전동열차의 외관을 2D, 3D 카메라로 스캔해 데이터 센터로 보내면, 빅데이터로 학습된 인공지능이 이상 유무를 분석한다. 이상이 감지되면 즉시 검수고로 보내져 신속하게 정비하고, 이 과정에서도 자재창고에서 검수고까지 무인으로 자재를 운송한다. 현재 일부 구간에서 테스트배드를 운영중이고, 차량기지와 검사 기계 간의 적절한 거리도 함께 판단하고 있다.

‣'[전시회에서 살펴본 한국 철도교통의 미래]②국가철도공단'편으로 이어집니다.