전기철도 기술 집약체인 고속철도(KTX) 시대 개막이 눈앞으로 성큼 다가왔다.
한국도 이제 서울에서 부산, 목포간 반나절 생활권이 현실로 다가온 것이다.
오는 1일부터 서울∼부산을 잇는 총 408.5km의 경부선과 서울∼목포를 잇는 총 407.6km의 호남선이 개통됨에 따라 국민들의 편의는 물론 물류 이동에도 일대 변혁을 가져 올 것이란 예상이 서민들의 생활에 활력을 불어넣고 있다.
그간 고속철도 시대를 준비해 오던 철도청은 이번 고속철의 개통에 따라 다소 상기된 모습이 역력하다.
철도 산업의 꽃이라 불리 울 만큼 정밀한 선진 기술을 요하는 메카인 고속철이 과연 국가 발전과 국민 생활 안정에 얼마나 기여 할 수 있을 것인가에 대한 기대감과 아울러 예상치 못했던 운행상의 문제점들이 어떤 형태로 돌출 될 것인가에 대한 긴장감이 서로 맞물려 있기 때문이다.
실제로 터널구간이 많은 지리적 특성으로 인해 기관사들의 시력이나 안구에 끼치는 악 영향과 수도권 집중 가속화 우려 등 숨어 있던 복병들이 개통을 앞두고 불거지기도 했던 터라 더욱 관심이 고조되고 있는 실정이다.
그러나 고속철 시대의 도래는 한국이 동북아 허브의 요충지로써 부상하는 서곡임에 틀림없고 국가 경제를 회복시키는 기반이 되리란 기대감은 점차 확산되고 있는 추세다.
이번 고속철도 개통을 맞아 탄생하기까지의 과정과 안전 실태, 향후계획 등을 집중 조명해 보기로 한다.
편집자
고속철도 도입배경
한국의 물류비 부담률은 GDP대비 16.3%로 일본(9.6%), 미국(10.1%)보다 높고 물류비용은 선진국 물류비용의 2배나 된다.
게다가 여객 및 화물 수요는 매년 꾸준히 증가할 전망이어서 물류비 부담은 앞으로 더욱 가중 될 전망이다.
이러한 물류비용의 증가는 사회 경제적 손실일 뿐만 아니라 국가 산업경쟁력까지 악화시킬 우려가 있다.
서울∼부산간 경부축은 한국의 인구 및 지역생산의 70% 정도가 집중돼 있고 전국의 교통량 중 여객의 66%, 화물의 70%를 담당하고 있다.
향후에도 여객 및 화물은 매년 4.3%씩 늘어날 전망이므로 정부 각 부처에서 이를 위한 새로운 교통 시설 건설이 집중 논의 된 바 있다.
그 결과 KTX는 고속도로나 재래식 복선철도에 비해 건설비는 2배정도 비싸나 단위 건설비·시간당 수송효율이 약 2∼3배 가량 뛰어난 것으로 나타났다.
또한 고속철도는 단위 수송 능력당 소유 부지가 고속도로(4차선) 대비 29%에 불과해 토지 이용의 효율성도 높고 타 교통 수단과 비교 시 소요시간이나 소요비용에 있어 우위를 점유하고 있다.
무엇보다도 동북아 물류망을 선점 하기 위해서는 고속철도 중심의 TKR(Trans Korea Railway)을 구축해 시베리아횡단철도(TSR) 및 중국 횡단철도(TCR)과 연결시켜야 한다.
현재 중국은 이미 서부와 동부지역간 경제적 불균형을 해소하기 위해 서부지역 개발에 필요한 물자를 철도를 통해 내륙지방으로 수송할 계획인 것으로 알려졌으며 러시아도 시베리아 대륙 개발 및 유라시아 물류망을 확보해 러시아 경제발전을 도모하고자 TSR사업을 추진 중에 있다.
한국의 KTX는 이와 같은 범 세계적인 철도망 형성에 최적의 시발지가 되리라는 기대감에서 출발한 것이라 해도 과언이 아니다.
시속 300km/h의 비밀
KTX는 공기저항을 줄이기 위해 양쪽 머리 부분을 유선형의 상어 모양을 본 따 설계됐고 한국적인 특징까지 가미한 부드러운 곡선으로 처리됐다.
공기저항을 많이 받는 차 밑의 각종 기기도 커버로 감싸 저항을 최대한 줄였고 차량과 차량을 연결하는 틈새와 유리창과 차체표면간의 작은 턱까지도 최소화했다.
또한 차량의 단면적을 줄여 공기 저항을 최대한 작게 받도록 설계됐다.
기존의 열차는 차량마다 두 개의 대차(차량을 떠받치고 있는 구동장치)를 가지고 있는데 비해 고속철도 차량은 객차와 객차 사이에 한 개의 대차만을 사용한 소위 관절형 대차타입으로 이는 차체의 무게를 되도록 가볍게 하기 위한 여러 대책 중에서도 가장 대표적인 것으로 손꼽힌다.
차량의 가장 큰 특징인 강력한 힘은 총 길이 388m의 차량 양끝에 설치된 12개의 1130kw짜리 견인 전동기에서 나온다.
소형이면서도 고성능인 전동기의 힘을 모두 합치면 1만 3560kw로 약 1만 8200마력, 말 1만8200여 마리가 끌고 가는 거대한 힘인 것이다.
이 힘으로 시속 300km/h의 빠른 속도로 달 릴 수 있도록 하는 기술의 핵심은 차량에 전기를 공급하는 전차선을 통해 받은 전기를 주변압기, 모터블럭 등의 변환장치를 통해 전력으로 변환해 전동기로 얼마나 빠르게 바퀴를 회전시키는가에 있다.
전차선에서 받아들인 2만 5000볼트의 전기는 전력 변환장치를 통해 필요한 전력으로 전환돼 바퀴를 돌리는 장치인 견인전동기로 보내진다.
이 전기에 의해 회전자에 연결된 바퀴를 빠르고 힘차게 회전시키는 것이다.
KTX의 1편성(20량) 전기 사용량은 1만 3560kw로써 가정용 형광등 40W 33만 9000개에 해당하는 량이며 오는 4월 운행 횟수 기준으로 서울∼부산, 용산∼목포간 년간 소비 전력량은 10억 548만kwh이다.
이것은 제주도의 1년간 전기사용량(25억 5123만 6천kwh)의 약 40%, 63빌딩(4440만kwh)의 23배에 해당하는 막대한 전력량이다.
한편 KTX의 연간 수송능력을 경유를 사용하는 기존 새마을호와 비교 환산할 경우 동력비는 연간 510억원이 절감되며 환경친화적이다.
KTX 안전 상태 집중 진단
KTX는 운행구간에서 예상치 못한 기계적 또는 물리적 위험과 이상 기후 및 자연 재해로 인한 위험요소를 사전에 감지해 열차안전운행과 시설물을 보호하도록 다양한 안전설비가 장치돼 있다.
가. 탈선 및 전복방지 안전설비 = 고속열차의 바퀴는 레일 위를 접촉하면서 주행하기 때문에 차량의 바퀴와 레일의 형상을 상호 기하학적으로 균형을 유지할 수 있는 기술력이 필요하다.
탈선을 막기 위해 궤도시공 시 침하 및 레일의 휨, 선형변형 등을 고속주행 기준에 맞도록 정밀하게 측정할 수 있는 검측차를 운용해 검측 기록을 컴퓨터 분석하고 이를 바탕으로 보수계획을 수립, 기준을 만들어 건설하는 등 보수 기준을 운용하고 있다.
더불어 고속철도가 교량 아래로 추락하는 것을 방지하기 위해 교량 전 구간에 열차 탈선 방호벽이 설치 됐다.
또한 기지 및 기존선 진입개소에는 끌림검지장치를 설치해 차량 부속품이 끌려가는 것을 사전에 감치토록 해 선로 시설물의 파손을 방지하고 있다.
이외에도 급격한 온도변화로 인한 곡선부의 레일 변형을 감시하기 위해 레일온도검지장치가 설치됐으며 적설이나 혹한기에 동결로부터 분기기의 원활한 작동을 위한 분기기히터장치가 장착돼 있다.
나. 충돌방지 안전설비 = KTX는 고속으로 운행하기 때문에 사람의 시각 등 감각기관을 활용해 운전할 수 있는 한계속도(200km/h)를 넘는다.
따라서 별도의 열차 제어 장치가 필요하고, 운행에 있어 중요한 기능을 수행하며 기관사는 이를 감시하는 역할을 담당하게 된다.
열차제어장치는 승객의 생명과 직결되는 충돌방지 안전설비의 핵심기술으로써 크게 두가지로 구분되는데 자동열차제어장치(ATC:Automatic Train Control)는 선행열차의 위치, 속도, 열차간의 간격과 선로조건, 운행진로 등을 인식해 운행열차에 대한 최적의 속도를 운전자에게 지시하고 운전자가 속도를 초과하는 경우 자동으로 속도를 감속하거나 정지시키는 시스템이다.
또한 열차집중제어장치(CTC:Centralized Traffic Control)는 스케줄에 따라 고속열차가 운행될 수 있도록 중앙에서 모든 열차의 운행을 통제하고 조정하는 시스템이다.
하나의 사령실에서 서울∼부산(경부선), 서울∼목포(호남선)까지의 모든 구간을 통제할 수 있는 것이다.
이외에도 기존의 음성통신 전용의 VHF방식과는 달리 디지털 방식의 주파수공용통신시스템인 열차무선시스템(TRS)을 비롯해 열차 보호장치, 선로상 유지보수자 보호장치, 선로상 시설물 보호장치 등의 고속선의 안전장치가 있다.
이 중 열차를 보호하는 장치에는 ▲레일온도검지장치 ▲지장물검지장치 ▲차축온도검지장치 ▲기상검지장치가 있다.
차량 내에는 화재에 의한 사고를 미연에 방지하기 위해 천장, 바닥, 의자 및 전선류 등 모든 자재를 프랑스 NFF 기준의 A등급에 준하는 난연성, 무독성 재질을 사용했으며 각종 화재 발생 감시 및 경보설비를 갖추고 있다.
특히 충돌 시 에너지가 동력차의 전두부에서 최대한 흡수돼 승객에게 전달되는 충격을 최소화시키도록 전두부에는 하니콤(Honey Comb)이라는 특수 흡수장치가 장착돼 있다.
고속철도 개통이 주는 의미
이번 KTX의 개통에 따라 당장 당일 장거리 출장이 가능해 진다.
오전 중에 서울을 출발해 부산에서 업무를 보고 그 날 오후 서울로 복귀해 회의에 참석, 출장 보고까지 올릴 수 있게 되는 것이다.
서울∼대전간 49분, 부산까지(경부선) 2시간 40분, 서울∼목포간(호남선) 2시간 58분이 소요되며 오는 2010년 2단계 고속철도가 개통되면 모든 구간이 고속 신선으로 연결 돼 서울에서 부산까지 1시간 56분 주파를 달성, 소요시간을 현저히 줄 일 수 있을 것으로 점쳐진다.
이동경비 또한 비행기보다 약 35%정도 줄일 수 있다.
또한 KTX 개통으로 인해 천안과 대전은 사실상 수도권으로 편입될 전망이다.
천안까지 34분, 대전은 49분이 소요되기 때문에 이른바 ‘脫서울’을 꿈꾸는 고속철도 통근족이 대거 등장하고 서울 주택가 하락, 지방 정차역 주변의 신주거지 활성화가 예상되고 있다.
일본의 신칸센의 경우 역세권은 곧 각 도시의 고유성을 표상하는 랜드마크로 상징되고 있으며 최근에는 ‘도시만들기’의 일환으로 역사 뿐 아니라 역세권을 묶어 그 지역의 새로운 사회, 경제, 문화, 교통의 중심지로 건설하고 있다.
프랑스의 경우도 TGV의 역세권은 업무용 빌딩과 쇼핑센터 등이 밀집하는 신도심으로 성장하고 있으며 그에 따라 기업의 지방 이전 촉진으로 지방 경제가 활성화되는 효과를 거두고 있다.
셋째, 주 5일 근무제 확산에 힘입어 새로운 주말 레저 문화도 급속히 신장될 것으로 예상되고 있다.
고속철도가 통과하는 관광지는 관광객이 늘어나 지방의 여가 및 관광산업이 활성화 할 것으로 기대되고 있다.
기존에 운행되던 새마을호 및 무궁화호 열차의 감편 운행에 의한 여유객차를 열차관광객들을 위한 특수객차로 개조해 기차여행에 운치를 더하는 부수적인 특수도 노릴 수 있다.
넷째, 경제적인 측면에서 볼 때 여객 수송능력은 KTX 개통 전 경부선 18만명에서 52만명으로 3.4배 증가, 연 1조 8500억원의 절감효과를 나타낼 것으로 예측된다.
기존 철도의 화물수송능력도 철도 여객의 고속철 이용 시 기존 철도의 화물 차량화로 인해 39만개의 물량이 300만개로 늘어 약 7.7배 늘어날 것으로 추정된다.
다섯째, 고속철도 도입으로 인해 선진국으로부터 이전 받은 핵심 기술은 소재산업, 자동화 산업, 정보산업, 항공우주산업 등 미래산업분야에 활용될 전망이다.
또 고속철도에 활용되는 컴퓨터 자동제어 및 자기진단 기술은 산업기기 자동화와 산업용 로봇, 주문형 반도체 산업 등에 활용될 가능성이 크다.
이밖에도 사회·경제적인 지역간 균형 발전에 상당부문 기여할 것으로 예상되고 있으며 국토개발정책에 미치는 영향도 실로 막대할 것으로 전망되고 있다.
고속철도 2단계 사업 로드맵
철도청에 따르면 고속철도 2단계 사업은 오는 2010년까지 약 18조원을 투입해 ▲대구∼경주∼부산간 신선 건설 ▲대전, 대구 도심통과구간 건설 ▲대전, 동대구, 부산역사 증축 등을 주요 골자로 하고 있다.
이미 대구 이남 신선 건설(대구∼경주∼부산)은 정부의 조기 착공 방침 결정에 따라 지난 2002년에 착공해 현재 공사가 진행 중이며 오는 2010년 완공 예정이다.
현재의 고속철도는 기존선을 활용한 구간이 45.2%에 달하기 때문에 신선 구간과 기존선 구간의 속도 차이가 나게 돼 서울∼부산간 총 소요시간이 2시간 40분이나 소요되는 실정이다.
그러나 2단계 사업이 완료되면 경부선의 대부분은 신선으로 건설돼 소요시간이 1시간 56분으로 크게 줄어들게 될 전망이다.
편리하게 이용하려면 이렇게
서울∼천안, 대전간을 이용하는 고객은 정기 승차권을 이용해 저렴하게 출퇴근을 할 수 있다.
단, 정기승차권은 출퇴근용이므로 토, 일, 공휴일에는 사용이 제한되고 1일 2회 이용할 수 있으며 운임의 40%를 할인 받게 된다.
KTX를 현명하게 이용하는 방법 중 또 한가지는 철도회원이 되면 된다.
인터넷상에서 손쉽게 회원에 가입할 수 있으며 카드를 발급 받아 예약하거나 인터넷으로 결제 또는 구입할 경우 예매일에 따라 운임의 7∼20%를 할인 받을 수 있는 혜택이 주어진다.
승차권 예약 기간은 30일에서 2개월, 예약 횟수는 8회에서 10회, 예약 매수는 주중 주말과 무관하게 9매까지 예약 가능하다.
특히, 각종 이용 실적을 분석해 우수고객으로 선정되면 역사내의 비즈니스라운지와 관광상품을 우선적으로 예약할 수 있고 기념일일 경우 더블 마일리지 포인트도 제공해 준다.
E-mail등록 시 승차권예약사항 실시간 통보 서비스를 받을 수 있으며 정기적으로 기차여행정보나 철도정보, 명절승차권 예매 안내 등 유익한 정보를 제공받을 수 있다.
또한 10인 이상 단체를 구성해 여행하는 경우 별도의 운임 할인이 적용된다.
어른을 기준으로 10%할인률이 적용되며 해당일 2개월전에 인터넷을 통해 예약 및 결제가 가능하다.
이외에도 승차권이 매진돼 구입할 수 없는 경우에는 인터넷을 통해 해당 구간 승차정보를 입력하고 예약 대기를 신청해 놓으면 열차 출발 2일전까지 예약 대기 순번에 따라 인터넷을 통해 취소 승차권을 이용할 수 있다.
이와 같이 건국이래 최대의 국책사업이라 일컫는 고속철도의 개통은 전국을 3시간대의 생활권으로 연결시켜 실질적인 국민 삶의 변화를 가져올 뿐만 아니라 지난 100년간의 역사를 기반으로 철도 구조개혁과 함께 새로운 친 환경적이고 에너지 절약형인 교통수단으로 각별한 관심이 쏠리고 있다.
장효진 기자 zang@epowernews.co.kr
