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알아두면 쓸데있는 열차 운행 조건 상식

일상에서 편리하게 우리의 발이 되어 주는 열차! 우리나라의 경우 각 지역을 오가는 철도와 지하철이 존재하지만, 그렇다고 어디에서나 열차가 달릴 수 있는 것은 아닙니다. 지역별 인프라 조건에 따라 운행할 수 있는 차량이 다른 것은 물론, 기후에 따라서도 차이가 발생하는데요. 오늘 현대로템 블로그에서 다양한 열차 운행 조건을 한 번에 정리해 드립니다. 

운행 조건을 좌우하는 철도 인프라

철도차량 설계에는 온도와 습도 같은 기후 조건, 궤도와 선로, 최고속도, 차량이 운행하는 노선, 차량의 크기 등 다양한 요소가 고려됩니다. 이 중에서 궤도, 선로 조건 등이 철도 인프라에 포함되는데요. 먼저 인프라와 설비 관련 내용을 살펴보겠습니다.

선로가 깔려 있지 않으면 어떤 열차도 달릴 수 없으며, 전기를 공급하는 전차선/팬터그래프가 없는 선로에선 전동차 운행이 불가능하죠. 국내는 전차선이 대부분 설치되어 있지만, 안정적인 전기 공급이 어려운 산간 지방은 인프라에 제약을 받는 경우가 많습니다.

▲디젤열차는 전차선이 없는 선로에서도 운행할 수 있다.

이 때문에 디젤열차와 전동차의 운행 조건은 전원을 공급하는 전차선 여부에 따라 갈립니다. 지속적으로 전기가 공급되는 선로에는 전기로 움직이는 전동차가 달리죠. 하지만 전차선이 없는 선로에서는 열차가 ‘스스로’ 동력을 일으켜 달려야 합니다. 전차선이 설치되지 않은 국내 선로에서는 디젤열차가 기관차로 운행하는 모습을 볼 수 있습니다.

▲알아두면 쓸데있는 열차 동력 상식

▲철도차량에 전원을 공급하는 전차선과 팬터그래프

한편, 전차선이 추가 설치됨에 따라 디젤열차가 전동차로 교체되기도 합니다. 예를 들어, 기관차로 운행하는 새마을호가 달리던 노선에 전차선이 완공되며 전동차인 ITX-새마을호가 달리는 경우도 있습니다.

최근 주목받고 있는 트램은 기존 철도차량과는 운행 조건이 조금 다른데요. 유가선 트램의 경우 전차선이 필요한 것은 전동차와 동일하지만 배터리를 탑재한 무가선 트램은 전차선 없이도 자체 주행이 가능합니다. 트램은 일반 지상 도로의 일부에 선로를 건설해서 자동차와 함께 운행이 가능합니다. 승객 접근성이 우수하지만 전동차에 비해 속도가 느리고 수송인원이 비교적 적다는 특징을 지닙니다. 

▲알아두면 쓸데있는 전차선 상식
▲알아두면 쓸데있는 팬터그래프 상식

<설국열차>같은 극한 환경에서 열차가 운행하려면?

▲시베리아를 달리는 화물 열차

극지방 VS 사막, 두 지역에서 동일한 철도차량이 운행할 수 있다? 없다? 정답은 ‘없다’ 입니다. 기본적으로 더운 지역과 추운 지역을 달리는 철도차량의 설계 조건이 다른데요. 눈이 많이 내리는 지역과 사막 등 환경적 요인이 크게 다른 경우 철도차량의 구조도 달라집니다. 

▲알아두면 쓸데있는 겨울철 열차 운행 상식

▲미국 애리조나주의 사막 지역을 달리는 열차

더운 지역을 달리는 열차에는 고온을 견딜 수 있는 냉방장치와 부품이 사용되며, 반대로 추운 지역용 열차에는 저온에서 성능이 저하되는 상황에 대비해 히터 기능 등이 추가됩니다. 극한의 온도에서도 성능을 유지할 수 있는 부품이 우선적으로 고려된다고 볼 수 있죠. 

▲ 이집트로 출고되기 위해 선박 운송 중인 카이로 3호선 전동차

대표적으로 지난해 이집트로 출고된 카이로 3호선 전동차는 고온에도 끄떡없는 부품을 적용해 여름철 50도에 달하는 날씨에 대비했습니다. 
  

▲영화 <설국열차> 메인 예고편(출처: CJ ENM_Movie 유튜브)

그렇다면 영화 <설국열차>처럼 폭설 속에서 계속 달리는 열차는 어떨까요? 우선 철도차량이 극한 환경에서 운행하려면 강설과 적설에 대한 대책이 갖춰져야 합니다. 팬터그래프와 연결기, 카메라, 축전지 등 거의 모든 장치에 히터가 내장되어 동파를 방지합니다. 공기 흡입구에는 눈이 유입되지 않는 필터를 적용하고 눈이 쌓이지 않도록 대차에도 적설기를 설치해야 하죠. 제동장치에도 디스크와 패드 사이의 눈을 제거하기 위한 스노우 제동 기능 등이 추가될 것입니다. 이처럼 기후에 대한 대비책을 완벽하게 세우면 <설국열차>도 꿈이 아니라는 사실!

미래 철도의 운행 조건은 어떻게 달라질까?

지금까지 우리가 이용하는 철도차량의 기본적인 운행 조건들을 알아보았습니다. 이외에도 수소전기열차, 초고속 자기부상열차 등 많은 미래 철도 역시 연구 중에 있는데요. 현재의 철도와 비교해 미래 철도는 어떤 조건으로 운행하게 될까요?
 

▲현대로템이 개발 중인 수소전기트램

현대로템은 미래 철도에 친환경적인 자체 동력원이 탑재될 것으로 예측하고 있습니다. 도시 미관을 해치는 전차선 없이, 경관과 어울리는 친환경적인 미래 철도가 도시를 달리게 되겠죠. 대표적으로 현대로템이 개발 중인 수소전기열차는 수소 연료를 이용해 전기를 자체 생산하며 열차를 운행합니다. 

이와 같은 운행 조건의 변화에 따라 차량 기지에는 수소생성기와 수소충전소 등의 친환경 인프라가 설치될 것입니다. 수소 연료를 사용하는 것을 넘어 공기 정화 기능까지 갖춘 수소전기열차는 철도의 패러다임을 바꿀 친환경 열차의 시작이 될 것으로 보입니다.

▲수소경제 시대의 친환경 대중교통, 현대로템 수소전기트램

철도차량이 다양한 형태와 구조를 지닌 만큼, 운행 조건도 저마다 다르다는 사실을 확인할 수 있었습니다. 200년이 넘는 시간 동안 최초의 획일화된 구조에서 조금씩 변화해 온 것인데요. 세계의 기후 환경과 인프라가 모두 다른 만큼, 앞으로의 철도 역시 환경을 극복하고 최선의 성능을 발휘하는 방향으로 발전할 것입니다. 글로벌 철도차량을 제작하는 현대로템에도 많은 관심 부탁드립니다!