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기획특집/연재

시속 360km 차세대 신칸센이 도쿄(東京) ~ 삿포로(札幌)간

  JR 히가시니혼(東日本)이 신칸센(新幹線) 차세대 차량개발을 개시한다고 발표하였다. 영업운전에서 최고시속 360km를 목표로 한다. 실현되면 도호쿠 신칸센(東北新幹線)ㆍ홋카이도 신칸센(北海道新幹線)은 어떻게 바뀔까?


 


2030年까지 영업운전 개시


  현재 JR 히가시니혼이 운전하고 있는 신칸센(新幹線) 차량의 최고속도는 E 5계 신칸센 및 E 6계 신칸센의 320km/h이다. JR 히가시니혼에서는 이를 시속 360km로 끌어올리는 고속시험차를 제작하여 2019년 봄에 운전을 개시할 예정이다.


  시험차는 E 956형으로 명명된 10량 편성이다. 애칭은「ALFA-X」이다. 시험 시 최고 운전속도를 시속 400km 정도라면서 원래 홋카이도 신칸센(北海道新幹線)의 삿포로(札幌) 개통이 예정된 2030년도까지 신형차로 영업운전 개시를 목표로 하고 있다.


E 5계 신칸센 보다 긴 노즈


  일본 내에서 신칸센 고속화를 목표로 할 경우 포인트가 되는 것은 소음대책(騷音對策)이다. 「ALFA-X」에서는 터널에 들어갈 때 소음을 줄이기 위하여 선두차의 노즈를 E 5계 신칸센보다 15m정도 길게 한 차량과 동일한 차량의 두 종류를 만들어 효과를 검증한다. 또 대차나 팬터 그래프의 저 소음화에도 연구한다.


  고속운전하는 데에는 지진대책(地震對策)도 과제가 된다.「ALFA-X」에는 큰 흔들림이 발생했을 때 탈선하지 않게 댐퍼를 취부하는 등 대지진(大地震)에 대비한다. 또 삿포로(札幌)까지 노선을 연장하면서 착설(着雪)하지 않는 차체구조(車體構造)도 시험한다.


 

  차내의 흔들림을 줄이기 위해서 동요방지장치(動搖防止裝置), 상하제진장치(床下制振裝置), 차체경사 제어장치(車體傾斜 制御裝置)도 탑재한다. 구체적인 내용은 모르지만 일러스트를 보면 차체경사 제어장치는 공기 스프링식이다. 차체 재질에 대해서는 이전 보도에는 마그네슘 합금(合金)도 검토하고 있는 것 같지만 이번 발표에서 특히 언급되지 않았으므로 알루미늄 합금(合金)의 가능성이 높다.


 


  차세대 신칸센 차량이라고 말하면 JR 도카이도(東海道) N 700S계 신칸센을 발표하였다.「ALFA-X」는 시험차에서 N 700S계 신칸센은 영업차량이므로 단순한 비교는 못하지만 「ALFA-X」가 상당히 의욕적으로 보인다.「ALFA-X」는 최고속도의 향상을 목표로 하고 있으며, N 700S계 신칸센보다 영업운전 개시시기가 약 10년 늦은 만큼 투입하는 기술도 앞을 보고 추진하고 있다.


시속 360km 운전은 우쓰노미야(宇都宮) ~ 모리오카(盛岡)에 만


  그럼 만일 시속 360km 운전이 실현했다고 해서 도호쿠 신간선(東北新幹線)ㆍ홋카이도 신칸센(北海道新幹線)의 소요시간은 어느 정도 단축하는가?


  도호쿠 신칸센(東北新幹線)ㆍ홋카이도 신칸센(北海道新幹線)의 현재 최고속도는 도쿄(東京) ~ 오미야(大宮) 간 시속 110km, 오미야(大宮) ~ 우쓰노미야(宇都宮) 간 시속 275km, 우쓰노미야(宇都宮) ~ 모리오카(盛岡) 간 시속 320km/h, 모리오카(盛岡) ~ 신 하코다테 호쿠토(新函館北斗) 간 시속 260km, 세이칸(靑函) 터널구간을 시속 140km로 주행하고 있다. 건설 중인 신 하코다테 호쿠토(新函館北斗) ~ 삿포로(札幌) 간은 시속 260km로 운전할 예정이다.


  신규 개통구간이 시속 260km까지밖에 주행하지 못하는 것은 정비 신칸센(整備新幹線) 건설지시에 따라 최고속도를 시속 260km로 규정하고 있기 때문이다. JR 히가시니혼(東日本)이 최고속도 시속 360km의 신칸센을 개발하는 경우도 현행 틀이 바뀌지 않는다면 시속 360km 운전이 가능한 것은 우츠노 미야(宇都宮) ~ 모리오카(盛岡) 간 뿐이다.


신 하코다테 호쿠토(新函館北斗)까지 4시간 벽을 깬다


  「하야부사」호 고속열차의 최고속도가 시속 300km에서 시속 320km로 향상시킨 것은 2013년도이다. 이 때 도쿄(東京) ~ 신 아오모리(新靑森) 간은 11분 단축되었다. 시속 20km의 속도향상으로 11분 단축할 수 있다면 시속 320km에서 시속 360km로 향상시킬 경우 시속 40km 속도를 향상하기 때문에 단순 계산으로 22분 단축할 수 있게 된다.


  실제로는 속도제한 등도 있을 것이다. 어느 정도 소요시간 단축이 될지는 모른다. 여기에서 15분 정도 단축이 실현된다고 가정하여 보자.


  도쿄(東京) ~ 신 하코다테 호쿠토(新函館北斗) 간 최단 소요시간은 현재 4시간 2분이다. 도호쿠 신칸센(東北新幹線)에서 최고속도를 시속 360km로 인상될 경우 노동시간 단축효과를 15분이라고 가정하면 도쿄(東京) ~ 신 하코다테 호쿠토(新函館北斗) 간은 4시간 벽을 깨고, 최단 3시간 47분까지 단축할 것 같다.


도쿄(東京) ~ 삿포로(札幌)  간 4시간 반에


  그럼 2030년도에 홋카이도 신칸센(北海道新幹線)의 삿포로(札幌) 개통을 맞는 경우 도쿄(東京) ~ 삿포로(札幌) 간은 어떻게 될 것인가? 국토 교통성의 추정은  땔~ 삿포로(札幌) 간 소요시간은 5시간 1분으로 되어 있다. 이것은 우쓰노미야(宇都宮) ~ 모리오카(盛岡) 간 시속 320km, 모리오카(盛岡) 북쪽으로 시속 260km, 세이칸(靑函) 터널구간 시속 140km/h의 전제에서 우에노 오미야(宇都宮), 센다이(仙臺), 모리오카(盛岡), 하치노헤(八戶), 신 아오모리(新靑森), 기코나이(木古內), 신 하코다테 호쿠토(新函館北斗), 오샤만베(長萬部), 신 오타루(新小樽)를 정차했을 때를 가정한 것이다. 


  우쓰노 미야(宇都宮) ~ 모리오카(盛岡) 간 최고속도를 시속 360km로 올려 15분을 단축할 경우  4시간 46분이 된다. 또 하치노헤(八戶), 기코나이(木古內), 신 오타루(新小樽) 역을 통과하고, 1개 역을 통과하여 시간단축 효과를 4분으로 했을 경우 도쿄(東京) ~ 삿포로(札幌) 간은 4시간 34분까지 단축할 것 같다.
  이것이 정비 신칸센(整備新幹線) 규칙과 세이칸(靑函) 터널구간의 속도제한을 변경하지 않은 경우 도쿄(東京) ~ 삿포로(札幌) 간 소요시간의 현실적 전망이다. 대체적으로 4시간 반이다.


  도카이도 신칸센(東海道新幹線)ㆍ산요 신칸센(山陽新幹線)에는 도쿄(東京) ~ 신 야구치(新山口) 간이 대체로 4시간 반에서 철도 점유율은 약 3할이나 된다. 이 소요시간이면 대(對) 항공기에서 나름대로 경쟁력을 갖는 것을 의미한다. 그러고 보면 신칸센 시속 360km 화(化)는 큰 의의가 있을 것이다.


모리오카(盛岡) 북쪽으로 360km/h로 운전하면?


  그럼 모리오카(盛岡) 이북으로 시속 260km 제한을 제외하여 세이칸(靑函) 터널구간도 최대한으로 주행한다고 가정했을 경우에는 어떨까? 이른바 이상론이지만 국토 교통부 정비 신칸센(整備新幹線) 소위원회 제3회(2012년 2월 23일)에서 논의된 바 있다.


  참고자료를 보면「모리오카(盛岡) ~ 삿포로(札幌) 간:320km/h, 세이칸(靑函) 공용 주행구간 : 320km/h」의 경우 4시간 33분이라는 숫자가 나오고 있다.


  이것에 우쓰노미야(宇都宮) ~ 모리오카(盛岡) 간 360km/h 화로 시간단축 효과 15분을 더하면 4시간 18분이 된다. 우쓰노미야(宇都宮) ~ 모리오카(盛岡) 간이 360km/h, 모리오카(盛岡) ~ 삿포로(札幌) 간이 320km/h로 운전한다고 하면 도쿄(東京) ~ 삿포로(札幌) 간을 4시간 18분이라는 계산이 나온다.


모리오카(盛岡) 북쪽으로 360km/h로 운전하면?


  모리오카(盛岡) ~ 삿포로(札幌) 간에도 360km/h로 운전할 경우는 어떨까? 이 구간은 538km인 우쓰노미야(宇都宮) ~ 모리오카(盛岡) 간 387km의 약 1.4배의 거리이다. 라고 하면 이 구간의 시간단축 효과를 단순하게 계산하면 15×1.4 = 21분 정도이다.


  다만, 국교성(國交省) 자료를 보면 모리오카(盛岡) ~ 삿포로(札幌) 간 최고속도를 260km/h에서 320km/h로 올릴 경우 시간단축 효과를 불과 10분으로 잡고 있다. 그 이유는 분명하지 않지만 곡선과 句配 등의 문제이다.


  견실하게 어림잡아 과다한 감이 있지만 최고속도를 60km/h 올리고 10분밖에 단축하지 못하다고 하면 320km/h에서 360km/h로 올려도 몇 분밖에 단축이 안될 것이다. 그래서 우쓰노미야(宇都宮) 북쪽 전 구간을 시속 360km로 운전한다면 도쿄(東京) ~ 삿포로(札幌) 간 소요시간은 4시간 15분 정도로 잡게 된다.


4 시간대는 불가능하지 않는다


  그래서 현재 참조할 자료를 통해 계산한 결과로서는 우쓰노미야(宇都宮) 북쪽으로 시속 360km운전을 전면적으로 실시한다고 해도 도쿄(東京) ~ 삿포로(札幌) 간에서 4시간의 벽(壁)을 깨기 어렵다는 결론이다.


  하지만 이 계산은 이기적인 가정(假定)을 토대로 한 것이며, 정확성은 없다. 실제로는 다양한 요인이 얽혀있으며, 정비 신칸센(整備新幹線) 구간의 속도제한을 없앤다면 JR 측도 진심으로 시간단축을 시도할 것이다.


  도쿄(東京) ~ 오미야(大宮) 간 속도제한 완화도 머리 한 구석에는 남아있다. 이런 점을 종합해 보면 도쿄(東京) ~ 삿포로(札幌) 간을 4시간 이내 주파하는 것은 전혀 불가능하지 않을 것 같다.


▣  세계 표준 속도


  실제 이번에 개발하는『ALFA-X』는 상당히 의욕적인 차량으로 보인다. 영업운전 개시까지 10년 이상 걸쳤으니 삿포로(札幌)까지 시속 360km 운전을 내다보고 있어도 이상하지 않다.


  세계적으로는 고속철도의 최고속도는 시속 300km대 후반이 앞으로 표준이 될 수 있다. 중국에서도「부흥호(復興號)」에서 시속 350km 운전을 재개했다. 그런 의미에서 JR 히가시니혼(東日本)이 시속 360km 운전을 목표로 하는 것은 세계 표준속도에 맞추어 적절한 기술개발이라고 생각한다.


  2031년 봄, 도호쿠 신칸센(東北新幹線) 및 홋카이도 신칸센(北海道新幹線)에서 어떤 신형 차가주행하는지 지금부터 기다려진다.[가마쿠라 아츠시(鎌倉 淳)].


     - 資料 : Tabiris.com,  2017. 7. 29.

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