상용화 시 6.5조 수입대체 효과 기대
세계 경쟁력 확보 국가브랜드 제고 일익
현재 세계적으로 일본, 프랑스, 독일, 이탈리아 등에서 자체기술로 고속철도를 개발, 운영하고 있는 상황이다.
우리나라도 지난 2004년 KTX가 운행되고 있으며, 국가연구개발사업인 선도기술개발사업으로 추진된 고속전철 기술개발사업과 고속철도 기술개발 사업의 성공으로 철도기술개발의 후발주자로서 괄목할만한 기술적인 발전을 이루고 있다.
우리 기술의 확대 발전과 국가 경쟁력 향상을 위해 세계적인 기술동향과 시장수요 환경에 대처할 수 있는 새로운 기술개발이 지속적 필요한 실정이다.
무엇보다 동력분산형 고속철도시스템의 핵심기술 개발은 국내철도산업의 세계적 경쟁력을 확보하고 철도시스템을 구성하는 핵심장치의 국산화는 수입대체 효과가 매우 큰 것으로 분석되고 있다.
이에 지난 2007년 출범한 이 사업단은 총 979억원을 투입, 최고 시속 400km 동력분산형 고속열차시스템 및 핵심기술개발을 목표로 핵심과제를 수행하고 있다.
사업단은 ▲동력분산식 고속철도기술 확보 ▲동력집중식 고속철도기술 심화 ▲실용화 근접 기술개발 역량 집중 등을 비전 및 핵심추진전략으로 삼고 있다.
특히 최고시속 400km 동력분산형 고속열차(HEMU-400X) 개발 및 관련 핵심기술 개발을 목표로 하고 있는 사업단은 시스템 사양결정, 시운전 방안 수립, 전차선/신호/선로 구축물/차량 적합성 검토, 차량 기본 및 상세설계, 핵심부품 1차 시제품, 소음, 진동, 공력 등 기반기술 설계, 저진동궤도 설계를 내용으로 하는 1단계 과제를 지난 2008년 마무리 했다.
또한 ▲종합계측 시스템 설계 및 구축 ▲차량시스템 생산 설계 및 제작 ▲핵심부품 제작, 단위부품 및 공장시험 절차서 작성 ▲소음, 진동, 공력 등 기반기술 적용 ▲저진동 궤도 성능 검증의 2단계 과제를 현재 진행하고 있다.
이와 함께 오는 2012년까지 최고속도 400km/h평가, 10만km 신뢰성 시험/분석, 공장내 시험 종료, 차량시스템 개선사항 도출, 차량시스템 유지보수 체계 구축, 유지보수 기술의 현장 적용 평가 등을 진행할 계획이다.
이 같은 과제 수행과 함께 사업단은 시스템엔지니어링 체계 확립, 6량 1편성 시제차 제작 및 400km 시운전 등 차량모듈 및 시제열차 , 기반기술 확보, 선로구축물 유지보수 기술 등 4대 핵심과제를 진행하고 있다.
이와 관련 시스템엔지니어링 과제는 시스템 요구사항결정, 시스템 개념설계 및 기본설계기술 지원, 위험요소 예측 및 관리기법 기술개발, 열차성능 평가검증 기술개발, 시스템 평가체계 구축 및 종합 계측시스템 구축, 신뢰성 기반 설계검증 기술개발, 차량 건정성 자동모니터링 시스템 개발 등을 내용으로 하고 있다.
또한 기반기술 과제는 실내외 소음저감기술, 진동저감 기술 및 현가장치 설계지원, 공력저감기술 및 전두부 고유형상 개발, 주행성능, 전자파, 충돌안전도 등 성능해석, 인간공학적 차량공간 디자인 및 설계기술, IT적용 및 스마트센서 적용기술, 고속철도교량형식에 따른 건설비저감 방안 등을 담고 있다.
차량모듈 및 시제열차 과제는 시스템 사양결정 및 기본설계지원, 경량 고효율 분산형 견인전동기 개발, 고효율 변압기/컨버터/인버터 및 제어장치, 고속용 능동형 현가대차기술 개발, 통합형 하이브리드 차상열차제어시스템을, 선로구축물 유지보수 과제는 열차속도, 선로선형 경합조건, 지형을 고려한 고속선로 노선설계 기술개발, 최신 기초설계기법을 적용한 무도상궤도 침하 억제 기술개발, 무도상궤도 급속보강 기술개발, 고속철도 저진도궤도시스템 개발, 특수교량 통합설계시스템 개발 등을 각각 내용으로 하고 있다.
이 같은 단계별 과제 및 핵심과제가 원활히 진행되고 마무리 될 경우 사업단은 ▲수송수요에 따른 자유로운 편성 ▲안전성 향상 ▲다양한 설계대안 시험 ▲승객 편의성 및 쾌적성 향상 ▲추진시스템 독자 개발 등의 장점을 가진 차세대초고속철도기술개발이 가능할 것으로 내다보고 있다.
김기환 단장은 "초고속철도기술이 상용화 될 경우 2015년 이후 약 1,640량의 국내 고속열차 공급수요에 대응, 6조5,600억원 규모의 수입 대체 효과 및 동력분산식 고속열차 핵심기술의 경우 해외시장 진출을 위한 국가적 수출 전략기술로 활용 가능할 것"이라고 말했다.
■인터뷰/차세대고속철도기술개발사업단 김기환 단장
"고속 핵심기술 개발 해외진출 전략 활용"
세계 경쟁력 확보 철도시스템 개발선도
산학연 기적 연계구축 통한 과제 수행
▲차세대고속철도기술개발사업단은 한국형고속열차의 기술개발성과를 바탕으로 최고속도 400km/h급 동력분산형 고속철도시스템의 핵심기술 개발을 목표로 추진하는 국토해양부 VC-10사업입니다.
사업기간은 2007년부터 2012년까지 총 5년간이며, 국내의 20여개 산ㆍ학ㆍ연 기관이 참여하고 있습니다.
-사업단이 추진하고 있는 주요 업무는 무엇인지요.
▲사업단은 2007년부터 2009년까지 시스템 요구사항결정 등 1단계, 2009년부터 2010년까지 종합계측시스템 구성 및 시운전 절차서 작성 등 2단계, 2011년부터 2012년까지 400km/h 최고속도 시험 등 3단계을 진행 또는 계획 중에 있습니다.
또한 시스템엔지니어링 체계확립, 6량 1편성 시제차 제작 및 400km 시운전, 기반기술확보, 선로구축물유지보술기술 등 4개의 핵심과제와 23개의 세부과제를 수행하고 있습니다.
이를 위해 고속전철기술개발사업, 고속철도기술개발사업 등에서 이미 확보된 기술과 인력을 최대한 활용해 기술 개발에 나서고 있으며, 산학연의 유기적인 연계구축과 기관특성을 반영해 추진하고 있습니다.
-현재 세계적 초고속철도 현황 및 국내 기술력 수준은 어떠한지요.
▲세계적으로 프랑스, 일본, 독일, 이탈리아 등은 자체 기술로 고속철도를 건설, 운영하고 있습니다.
향후 10년간 세계철도시장은 약 1조달러로 추정되며, 미국, 중국, 태국, 브라질, 터키 베트남 등은 동력분산형 고속열차 도입을 추진하고 있습니다.
우리나라도 지난 2004년 4월부터 KTX를 개통해 운행해 오고 있습니다.
지난 1996년부터 2007년까지 G7 선도기술개발사업으로 추진된 고속전철기술개발사업과 고속철도기술개발사업이 성공함에 따라 우리나라 고속철도 기술의 괄목할 만한 발전을 이뤘으나, 우리 철도의 경쟁력 향상을 위해 세계적 기술 동향과 시장 환경에 대처할 차세대 첨단 고속철도 기술 확보가 시급한 상황입니다.
이 같은 배경에서 지난 2007년부터 기술개발에 착수한 동력분산형 고속철도시스템은 축 하중이 가벼워 철도시설물 유지관리 비용의 절감이 가능하고 수송량 증대도 가능합니다.
동력분산형고속철도시스템의 독자적인 핵심기술개발, 확보를 통해 국내 고속차량 수요에 능동적으로 대응할 수 있을 뿐 아니라 국내 철도산업의 세계적 경쟁력을 확보하고 철도시스템을 구성하는 핵심장치의 국산화 개발로 커다란 수입대체 효과를 얻을 수 있을 것으로 기대됩니다.
-향후 사업단의 계획은
▲400km/h급 동력분산식 고속열차 설계ㆍ제작, 시험기술은 2015년 이후 약 1,640량(6조5,600억원 규모)의 국내 고속 열차 공급수요를 국내 기술로 대응해 활용할 예정입니다.
또한 확보된 시스템기술은 국내 고속철도 속도향상 기술로, 사업을 통해 확보한 동력분산식 고속열차 핵심기술은 해외시장 진출을 위한 국가적 수출 전략 기술로 활용할 계획입니다.
