지난 글 序

지난 글 #1 철도통계의 맹점

지난 글 #2 국가별 통계 A

지난 글 #3 국가별 통계 B

지난 글 #4 도로와의 비교

지난 글 #5 동력의 집중과 분산

지난 회차에서는 철도차량의 동력집중식과 동력분산식의 장단점을 알아 보았고 또한 한국 철도차량의 동력집중식 편성에의 편중현상이 초래할 문제점에 대해 질문도 던져 보았어요.

오늘 회차에서는 이제, 한국의 철도시스템에서 왜 열차의 동력집중현상을 줄여야 하는지의 일반적인 그리고 한국의 특수상황에 기인한 이유를 알아보도록 해요.

먼저, 한국의 동력집중식 열차편성에 던진 4개의 질문에 대해 답을 드려야겠어요.

유감이지만, 이게 한국철도의 현주소일수밖에 없어요.

그리고, 이런 것을 도외시한 채 고속철도 운영국이라는 자부심을 세워 봤자 남는 건 나날이 갈수록 퇴락하는 일반철도의 잔영만이 남을 뿐이지요. 이제 위의 네 질문을 중심으로 파헤쳐 봐야겠어요.

1. 객차수급의 문제

물론 21세기에 들어서 공급된 객차가 있음에도 불구하고, 오래된 객차가 좀처럼 퇴역하지 못한 채 쓰이고 있어요.

이러한 황당한 상황에는 2000년대초에 급부상한 한 기업에 상당부분의 원인이 있어요.

관련 뉴스를 두 가지 보실까요?

http://news.donga.com/3/all/20030826/7976747/1

http://weekly.donga.com/docs/magazine/weekly/2011/09/30/201109300500014/201109300500014_1.html

디자인리미트(現 SLS중공업)라는 철도차량 기업이 갑자기 부상하더니 객차 및 화차의 주문을 독식하기 시작했어요.

이 기업은 2000년 7월의 객차 입찰사업에서 객차의 입찰단가를 3억 1,000만원으로 써 냈어요. 동시에 한국철도차량(KOROS, 現 현대로템)이 제시한 단가는 5억 1,000만원. 그래서 2억원이나 저렴했어요. 그 이후 대부분의 수주는 이 회사가 받게 되었어요.

그런데 문제가 발생했어요.

디자인리미트가 제조한 신형 무궁화호 객차에서 36가지의 문제점이 발생하고 게다가 납품한 화차의 80%에서 하자가 발생했어요.

그뿐만이 아니었어요. 고모역 열차추돌사고에 관한 국정감사의 결과는 충격이 아닐 수 없어요. 납품된 무궁화호 객차 111량이 차체 안전강도 검증을 거치지 않았고, 54량에는 차체를 분해해야 수리가능한 심각한 제동장치 결함에, 63량은 프레임이 성능검증절차 없이 제작납품되었어요. 아무리 양보해서 본다고 하더라도, 111량 중에서 최소 54량은 브레이크가 부실해서 언제 고장나지 않아도 이상하고 문제가 발견된 객차 수를 더하니 납품객차의 수량을 뛰어넘어요.

최근에 납품된 것들이 이렇게 부실하기 짝이 없는 이상 이전에 생산되어 차령이 높지만 최소한 신제차량보다는 신뢰성이 비교적 높은 구형차량이 더욱 많이 투입될 것은 당연하지요. 그 이후 문제 철도차량이 퇴역하거나 제대로 개수되었다는 소식도 없어요. 게다가, KTX, ITX, 누리로에만 급급한 나머지 객차수급에 배정될 예산은 없어 보여요.

2. 승차감에 정말 중요한 것

원론적으로 따지자면, 동력장치가 차체 하부에 있는 동차가 그렇지 않은 객차보다 승차감이 떨어지지요. 소음과 진동을 발생시키는 원인이 바로 탑승공간 아래에 있으니까요. 그래서 이게 한국철도의 우월성, 그리고 일본철도와 같이 동력분산식을 주로 쓰는 철도에 대한 비판의 근거로 이어지는 경우가 간혹 있기도 해요. 그러나, 정말 승차감에 중요한 것들에 대해서는 정작 아무 지적이 없어요. 과연 무엇일까요?

진정한 승차감 향상대책은 차량의 경우에는 제대로 된 차체와 대차에 그리고 레일의 경우에는 장척/장대화 여부에 달려 있어요.

철도차량은 달리는 물건이다 보니 달리면서 진동이 없을 수는 없어요. 게다가 철제의 레일 위를 달리니까 자동차에서보다는 서스펜션의 구조가 단순하면서 큰 하중을 버틸 것을 요구받아요. 그렇다면 철도차량이 주행중에 받을 힘을 예측하기는 자동차의 경우보다는 확실히 쉬워져요. 그래서 차체를 견고하게 그리고 비틀림이나 굽힘 등에 강하게 만드는 한편 대차의 현가장치를 개선하여 불필요한 진동을 감쇄시켜 차체가 불필요하게 떨리지 않게 하면 승차감이 해결되어요. 독일차의 승차감이 왜 탁월한지를 떠올려 보시면 이해가 빨라요.

또 이것도 아셔야 해요. 현재 일반적인 2축대차는 한계가 있어요. 미국, 일본, 유럽의 귀빈열차에 쓰였던 3축대차를 써야 해요. 요즘에는 기술의 발달 및 원가절감을 위해 3축대차는 화물기관차에나 쓰는 방식으로 제한되어 있지만요. 

게다가 과거와는 달리 오늘날에는 전기, 전자기술의 발달에 의해 전기모터나 디젤엔진의 작동음이 매우 조용해졌고, 철도차량의 여압식구조 채용, 우수한 방음재 설치 등으로 극복도 가능해요. 게다가 결정적으로, 2층 신칸센전차인 E1, E4의 경우에는 전기장치가 차량의 양쪽 끝으로 배치되어서 객실 1층 아래는 선로이지 동력장치가 없다 보니 정숙성이 비약적으로 향상되어 있어요.

따라서 이제는 승차감을 위해서 무동력의 객차를 고집해야 할 이유는 사라졌어요.

3. 운행의 장단이 없다

동경대학 토목공학과의 소네 사토루 교수는 동력분산식이 대세가 되어 있는 일본의 철도사정을 비판함과 동시에 유럽의 동력집중식이 열차편성의 길이 문제에서 상당히 유연함을 보이고 있다고 소개하기도 했어요.

그런데 그렇게 문제를 제기한지 이미 한 세대 이전에, 일본은 이미 동력분산식의 장점에 눈을 뜨기 시작했어요.

1955년 일본국유철도 총재 소고 신지(十河信二, 1884-1981)는 명성이 높은 철도기술자 시마 히데오(島秀雄, 1901-1998)를 재영입하여 일본국유철도의 기사장에 취임시킨 후에 신칸센계획을 추진해요. 그 시마 히데오는 일본의 지리적인 악조건을 감안할 때 기관차견인의 동력집중식 편성은 여러모로 불리하고 따라서 작은 곡선반경을 가지거나 취약지반 위에 건설된 철도라도 고속을 낼 수 있고 가감속 성능이 뛰어난 동력분산식으로 가야 한다고 주장했어요. 이것은 엄청난 반대를 불러일으켰어요.

하지만 그의 선견지명은 먼저 재래선에서 발휘되었어요.

일본국유철도 산하 철도기술연구소와 사설철도회사 오다큐의 협력으로 만들어진 3000계 특급전차는 1,067mm 협궤에서 운용되는 전차이지만 시속 145km를 낼 수 있도록 설계되어 실제로 그 속도를 내었어요. 이어서 1958년에는 일본국유철도의 151계 특급전차가 등장했어요. 그 전차는 냉난방이 완비되었고, 경량 저중심설계로 주행성능, 승차감 모두 객차열차를 이겼어요. 그리고 최고속도 163km를 달성했어요. 결국 이러한 기술실증성과에 의해 세계최초의 고속철도인 신칸센은 동력분산식을 채택하게 되었어요.

그런데, 여기에는 탄력적인 운행량 조절이 곤란하다는 심각한 문제점이 있었어요. 그래서 초창기의 0계 신칸센전차는 16량 또는 12량 고정편성으로만 운행되었어요. 이후 교통수요에 보다 효율적으로 대처하기 위하여, 후속차량의 경우는 16량 장편성 이외에도 신규차량의 경우는 5~8량 정도의 비교적 짧은 편성, 10량, 12량 등의 중간 정도의 편성이 등장했고, 0계 신칸센전차의 오래된 차량은 각역정차용으로 격하되면서 4량 편성의 극도로 짧은 편성까지 등장하기까지 했어요. 이렇게 하면 성수기에는 장편성을, 비수기에는 단편성을 운용하는 식으로 탄력대응이 가능해졌어요.

그럼 한국의 사례를 보도록 하지요.

전차의 경우에는 2량 1조, 또는 4량 1조의 고정 동력차편성이 있고 동력차만으로 모든 편성을 만들거나 경제적인 운용을 위해 중간에 동력이 없는 부수차를 섞어서 편성할 수 있어요. 하지만 이것은 그냥 기관차에 객차를 이어붙이거나 떼는 작업보다는 역시 더 세심한 주의가 필요해요. 바꿔 말하면 기관차방식의 열차는 길이 조정이 상당히 용이해요.

그런데 지금 국내의 열차가 그러던가요? 거의 대부분 7량 내외의 객차를 이어서 달리지요. 좀 많다 싶으면 어쩌다 9량. 동력분산식의 이점 자체를 전혀 살리지 못하잖아요. 기술적으로 분합이 어려운 전차를 운용하면서도 장편성과 단편성을 적절히 혼합운용하는 일본의 사례와 기술적으로 분합의 자유도가 높으면서도 그것을 전혀 활용하지 못하는 한국의 사례 중 어느 게 좋은지는 물어볼 필요도 없어요.

그리고 한국의 경우 결정적으로 동력집중식이 널리 사용되어서는 안 되어야 할 이유가 있어요.

뭔지 아시겠어요?

한국은, 적대세력과 인접해 있는 국가이고, 따라서 철도는 유사시 군사적인 용도로도 쓰여야 할 사실상의 군사시설이라는 점이예요. 게다가 전시상황에서는 전기철도시설은 적의 테러나 폭격 등에 아주 취약해지기 쉬워서 선로상태만 멀쩡하다면 투입이 바로 가능한 디젤기관차가 많아야 해요. 하지만 한국은 동력집중식을 너무도 좋아하는 나머지 디젤기관차를 혹사하고 있어요. 대수도 많지 않으면서.

간선에 투입하는 7100~7500호대 디젤기관차의 대수는 이렇게 되어요. 확인가능한 자료에서는 259대.

전기기관차의 경우는 어떨까요? 확인가능한 자료에서는 모두 141대.

아직 전기기관차가 적은데다 전차도 간혹 장항선이나 경부선에서 운행되는 누리로와 경춘선의 ITX 이외에는 거의 없으니 디젤기관차가 여객 및 화물용으로 혹사되는 것은 시간문제일 수밖에 없어요. 이런 상황에서 유사시 군사물류를 위해 사용되어야 할 디젤기관차가 갑자기 신뢰성 문제를 일으킨다면 그 뒤는 누가 책임질 건가요?

철도운송 시스템의 문제는 물론 한국의 특수상황까지 생각하더라도 동력집중식의 열차편성은 줄여야 해요.

다음 회차에서는 이 회차의 확장판으로서 관절대차 문제를 다루도록 할께요.