고속철도 기술 개념, 범위, 기술 체계 및 국내외 기술 개발 동향

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고속철도 기술 개념, 범위, 기술 체계 및 국내외 기술 개발 동향에 대한 보고서 자료입니다.

본문내용

어장치개발
고속철도 국산화 및 운영기술개발
고속철도 운영기술개발
운영기술
고속선 궤도관리 의사결정지원 시스템 개발
2. 국내외 기술개발 동향
가. 선진국 기술개발 동향
세계적으로 고속철도를 계획하거나 운행중인 현황을 UIC의 High Speed Division자료(2001. 1)를 인용하여 살펴보면 다음과 같다.
국가명
노선(km)
최고 속도
(km/h)
total
operational
on work
project
Belgium
221
88
100
33
300
Denmark
15
15
-
-
180
DK-S
18
18
France
2,798
1,246
295
1,257
300～350
France - GB
52
52
300
Germany
880
577
495
250～320
Italy
906
246
297
363
300
Netherlands
120
120
300
Spain
1,979
471
949
559
300～320
Sweden
171
31
140
250
Switzerland
57
57
UK
112
74
38
300
China
1,300
1,300
300
Japan
2,739
2,175
215
349
270
S. Korea
432
58
374
300
Taiwan
340
340
300
위의 표에서 볼 수 있듯이 유럽 및 아시아 지역에서 고속철도 운행을 확대하기 위하여 선로확보에 노력하고 있으며, 이를 각 대륙별로 살펴보면 다음과 같다.
분류
길이(km)
total
operational
on work
project
World
11,740
5,214
2,680
3,846
Europe
7,329
3,039
2,556
1,734
Asia
4,811
2,175
273
2,363
전세계의 고속선로 11,740중에서 현재 상업운용하고 있는 선로는 5,214km이며, 전체 고속선의 44%수준이다. 건설중인 노선이 23%, 계획되어 있는 노선이 33%임을 볼 때 아직도 계속해서 고속선로의 확대를 도모하고 있는 것으로 나타나 있다. 또한 계획되어 있는 노선의 최고속도에서는 기존의 300km/h보다 속도를 향상시키는 노선이 나타나기 시작하고 있으며, 이는 차량의 성능향상과 더불어 속도향상에 대한 노력이 계속됨을 보여주고 있다.
대륙별로는 유럽과 아시아 지역에서 고속전철의 운용이 전체의 97%이상을 차지하고 있으며 이중 유럽이 56%, 아시아가 41% 수준이며, 미국, 캐나다, 러시아 등에서도 계획중인 노선이 있어 전체 고속선로는 더욱 늘어날 전망이다.
고속전철의 선진국인 프랑스, 일본, 독일, 이태리, 스페인 등에서는 일본을 제외하고는 기존의 운용선로보다 건설중이거나 계획되어 있는 노선이 많은 부분을 차지하고 있으며 운용경험에 의한 확충으로 볼 때 고속전철의 운용은 매우 적합한 시스템으로 인식되어 운용에 따른 각 국가의 사회적 요구의 대응에 적절한 교통망으로서 확실하게 자리 잡고 있음을 보여주고 있다.
또한 유럽의 경우는 고속철도망의 통합을 위하여 차량보유와 별도로 고속선의 통과 및 정차를 위하여 고속선로의 확보에 노력하고 있으며 정치적, 사회적 유럽통합에 지역적 연결 교통망으로서 그 역할을 수행하고 있는 것으로 나타나 있다. 이는 일본의 전국망, 중국의 북부와 남부를 잇는 계획노선, 한반도의 중부- 남부 노선 등 아시아의 고속선 확충이 가속화되고 있는 추세를 볼 때 아시아 지역의 미래 횡단 교통망에 대한 방향성을 시사하고 있으며 고속전철의 적용 가능성이 매우 높아 아시아 지역의 미래를 대비할 수 있는 교통수단이 될 수 있을 것으로 판단된다. 아래의 그림에서 볼 수 있듯이 연도별 고속철도 이용객은 매우 가파른 증가 추세를 보이고 있는 것이 이를 증명하고 있다고 할 수 있다.
전세계의 고속철도 차량개발을 주도하고 있는 일본, 프랑스, 독일의 차량 개발에 대한 발전추세를 살펴보면 다음과 같다.
일본의 경우 초기 신간선인 0계에서 100계로 성능향상은 승객 수요확대를 위한 2층객차의 도입, 속도향상에 따른 저항감소를 위한 전두부 형상 개선, 차량 경량화를 위한 알루미늄 차체를 적용하였으며, 300계로 이어지면서 기존 선로에서의 속도향상을 위하여 차량 제어기능 향상, 경량 고출력 유도전동기 적용, 대차 및 차체의 중량 최소화 등에 역점을 기울여 최대 축중을 11.3톤으로 낮추었다. 또한 400계는 기존시설물을 최대한 이용하여 속도향상을 추진하였으며, 200계 열차를 이용하여 성능을 향상시킨 E1계 열차는 전차량을 2층객차로 개발하여 승객 수송능력을 최대화 시켰으며, 유지보수의 개선, 경량화 등에 역점을 기울였다. 또한 500계 열차는 회생제동을 적용하여 제동력을 향상시켰으며, 제어 및 추진력의 향상을 도모하였다.
프랑스의 경우 동남선 운용을 위한 1세대 TGV-PSE를 시작으로 계속적인 성능향상을 도모하여 2세대인 TGV-A에서는 동기 견인전동기, 변속기, 동력률의 향상, 반도체를 이용한 제어의 전자화, 고성능 철제 제동 디스크 적용, 공기저항을 감소시킨 2단 판토그라프 개발 등을 적용하였고, 승차감 향상을 위하여 객실내부의 인체공학적 설계, 승객용 통신시설의 개선 등을 도모하였다. 또한 유지보수를 강화시켜 기존선로에서의 주행에 대한 문제점을 개선하는데 노력을 기울였다. 3세대차량인 Eurostar 및 TGV-R은 유도전동기 적용, 제어체계의 개선, 본격적인 다국적 교통노선에의 적용 등의 유리한 기능 개선을 하였다. 또한 현재 개발이 완료단계에 있는 4세대 차량인 TGV-NG는 알루미늄차체 적용, 기존선운행에서의 속도향상을 위한 Tilting 시스템 적용 모듈개발, 수요에 신속한 대응을 위한 모듈별 운행체계 개선, 2층객차의 적용등 350km/h의 상업운전을 위하여 기술개발이 이루어지고 있다. AGV에서는 속도의 향상을 위하여 기존 TGV의 장점과 일본의 장점 등을 결합한 동력분산식, 능동 현가장치, 와전류 제동 등을 채택하였다.
독일의 경우 초기 ICE1에서 ICE2로 성능개선은 미미하지만 ICE3개발로 이어지는 기술개발은 많은 개선이 있었다. 우선 동력방식을 집중식에서 분산식으로 변경하여 선로 구배 및 유지보수의 향상을 위한 축중을 감소시켰으며, 이를 위하여 차체의 알루미늄적용, 대차 및 휠

키워드

고속철도,   열차,   고속,   기술,   체계,   개발,   국내외,   동향