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기획특집/연재

Doctor Yellow는 언제까지 갈 것인가?

앞으로 3年은 확실하지만 차기 차량은 어떻게 되나?

  (서울:레일뉴스)최경수 편집위원 =  『Doctor Yellow(닥터 옐로우)』가 지금 화제가 되고 있다. 이는 6월 22일에 열린 JR 도카이(東海)의 주주총회에서 주주(株主)의 "700계 신칸센(新幹線) 은퇴에 맞추어 닥터 옐로우도 은퇴하는 것이"라는 질문에 JR 도카이가 2020년도에도 운행을 계속한다고 답했기 때문이다.


  


  닥터 옐로우는 정식으로는 신칸센 전기궤도 종합시험 차라는 사업용 차량이다. 신칸센과 같은 속도로 주행하면서 레일 왜곡, 가선 마모상태, 가선 전력상태, 신호설비 상태와 같은 신칸센의 궤도 상태를 검측는 것이다.


  신칸센과 같은 속도로 달리면서 검측함으로써 다른 신칸센의 운행을 가로막지 않고, 낮에 검측을 실시할 수 있다. 또 영업상태와 같은 실시간 상황에서 검측할 수 있기 때문에 궤도상태를 정밀도가 높게 검측할 수 있다.


  현행 닥터 옐로우 923형은 700계 신칸센을 토대로 한 차량으로써 JR 도카이가 소유한 0번대 T4편성이 2000년에 등장하였다. 당초에는 JR 니시니혼(西日本)이 소유하고 있는 0계 신칸센을 토대로 922형 20번대 T3편성과 순회하면서 검측하였으며, 2005년도에 JR 니시니혼이 923형 3000번대 T5편성을 도입하였다.


  여담이지만 T5편성은 JR 니시니혼에 소속하면서 JR 도카이의 오오이(大井) 차량기지에 상주하고 있으며, 대차검사(台檢)와 전반검사(全檢)도 JR 도카이의 하마마츠 공장(浜松工場)에 위탁하고 있다. 또 T4편성과 T5편성은 제작시기가 다르기 때문에 연결기 커버의 구조가 서로 다르고, 측정실의 내장 등에도 차이가 있다.


  닥터 옐로우는 대체로 10일마다 1회 노조미 호와 같은 열차 다이어로 노조미 호를 검측하며, 1개월에 1번, 각 역에 정차하여 대피 선 등을 검측하는 고다마 호 검측을 실시한다. 이틀간에 걸쳐 도쿄~하카다 간을 왕복한다.


Doctor Yellow는 아직 수명이 달하지 않았다


  JR 도카이는 신칸센의 차량수명을 기본적으로 13년으로 하고 있다. 그럼 닥터 옐로우는 어떤가?  초대 닥터 옐로우 922형 0번대 T1편성은 1963년에 제작된 신칸센 시작 차(新幹線試作車) 1000형 B편성을 개조한 적도 있으며, 폐차ㆍ해체된 것은 1975년이다. 11년은 짧은 수명이었다.


  그러나 0계 신칸센을 토대로 신조(新造)한 922형 10번대 T2편성은 1974년도에 제작되어 2001년도에 폐차하였다. 922형 20번대 T3편성은 1979년에 제작되어 2005년도에 폐차되었다. 수명은 도카이도 신칸센(東海道新幹線)을 기준하면 배가 되는 26년이다.


  이는 닥터 옐로우의 주행거리가 영업용 차량보다 압도적으로 짧고, 노후화도 늦게 때문일 것이다. 만약 T2, T3편성과 같은 수명이라면 T4편성이 폐차시기는 2026년도, T5편성은 2031년도가 된다. 물론 이것은 추측에 불과하다.


  그럼 700계 신칸센이 은퇴한 후 닥터 옐로우의 검측으로 도카이도 신칸센의 열차 다이어로 차질은 없나?


  N700A계 신칸센 및 N700S계 차세대 신칸센은 도카이도 신칸센을 최고시속 285km로 운행한다. 700계 신칸센을 도대로 한 닥터 옐로우의 최고시속은 270km여서 양자의 속도 차이는 시속 15km나 된다. 도쿄 ― 신 오사카 간 소요시간은 N700A계 신칸센 및 N700S계 차세대 신칸센의 최고속도 2시간 30분인 데 비해 닥터 옐로우는 약 2시간 37분이다. 최단 3분 30초 간격으로 운행이 가능한 도카이도 신칸센에는 노조미 호 2개 열차분의 차이다.


  무엇보다, 2020년 이후의 열차 다이어는 검토단계에 있으며, 또 종일 전 구간을 3분 30초 간격으로 운행하는 것은 아니며, 정차 역이 많은 히카리 호나 고다마 호도 운행하고 있으므로 발이 늦은 닥터 옐로우가 노조미 호에서 달아나는 것은 불가능하지 않을 것이다. 하물며 운행이 적은 산요 신칸센(山陽新幹線)에는 문제가 없다고 생각된다.


차기 Doctor Yellow는 등장하지 않는다


  수명은 어떻든 N700S계 차세대 신칸센을 토대로 닥터 옐로우는 등장할 지도 궁금하다. 이에 대해서도 JR 도카이에서 말이 없어서 어디까지나 추측이지만 등장할 확률은 상당히 낮다고 생각된다.


  닥터 옐로우의 장점이 영업차량과 같은 속도로 검측함으로써 고 정밀도인 데이터 취득하는 데 있어서는 말할 것도 없고, 특히 궤도검측에 대해서는 닥터 옐로우의 검측 정밀도의 상당히 높다.


  한편 영업차량과 같은 편성으로 승객을 태운상태에서 검측할 수 있다면 더 정확한 데이터를 취득하는 것이 가능하다는 견해도 있다. 그것을 토대로 2009년도부터 N700A계 신칸센 가운데 6편성에 대해 궤도상태 감시시스템을 탑재하였다.


  이 시스템은 대차(臺車)에 설치한 가속계가 차륜의 움직임을 계측하고, 차상 연산장치가 레일의 형상(변형)을 산출한다. 이 데이터를 무선으로 중앙 지령단말에 송신한다. 장점은 닥터 옐로우가 운행하지 않는 날에서도 궤도상태를 파악할 수 있으며, 시기 적절하게 정비할 수 있다.


  다만, 현행 시스템에는 레일의 상하방향(上下方向)의 차이 밖에 계측하지 못하고, 또 가속도계의 특성상 계측 가능한 속도가 시속 70km 이상으로 저속 계측을 못하는 등 닥터 옐로우와 비교하면 훨씬 간이적이다


  그러나 JR 도카이는 5월 30일, 차기 궤도상태 감시시스템을 개발하여 6월부터 N700S계 차세대 신칸센 확인시험 차에 탑재하여 주행시험을 시작한다고 발표하였다.


  차기(次期) 시스템은 1호 차에 탑재한 현행 시스템과 더불어 4호 차에 신규 개발시스템을 탑재하였다. 신규 시스템은 가속도계, 레이저 변위 유량계, 쟈아로를 구성하여 레이저 빛을 레일에 조사(照査)하여 레일 좌우 방향의 차이, 좌우레일 간의 거리 좌우레일의 고저 차를 계측한다. 또 계측 속도도 시속 30km 이상으로 저속에서도 계측이 가능하다.


  아직 개발 중인 시스템으로써 현 시점에서는 닥터 옐로우가 정밀도가 높다. 그러나 향후 이 시스템의 정확도가 높아지면 닥터 옐로우의 역할을 뺏길 가능성은 부정할 수 없다.


규슈 신칸센線에서는 영업차량으로 검측


  사실은 규슈 신칸센(九州新幹線)에서는 개통 때부터 영업차량의 800계 신칸센에 의해 궤도ㆍ가선 검측을 실시하고 있다. 현재는 U007계 및 U009계 대차(臺車)에 궤도검측 유닛을 탑재하였으며, U008편성은 지붕에 가선검측 유닛을 탑재하고 있다.


  궤도 검측장치는 철도종합 기술연구소가 개발한 것으로써 관성 정시 법(慣性正矢法)으로 궤도를 검측한다. 정시 법은 임의에 붙은 2점 간 현(弦)의 중점(中點)의 상대변위를 측정하는 방법으로써 초기 닥터 옐로우의 3 대차방식(臺車方式)이 이 정시 법이다. 검측 정밀도를 높이기 위하여 차체의 부작용을 최소화하기 위해 차체 강성(車體剛性)을 높이는 외 대차(臺車)에 견고한 검측 프레임를 붙였다.


  관성 정시 법은 관성 측정법에 정시 법 연산을 조합시키고, 정시 법과 동등한 파형을 출력하는 것이다. 800계 신칸센에는 검측 유닛을 대차 프레임 중앙에 취부되어 있다. 본래는 탈착식이지만 실제로는 취부한 채로 하고 있다. 또한 JR 히가시니혼(東日本)에는 이 타입의 유닛을 재래선 통근 열차 아래(床下)에 취부되어 있다.


  참고로 현행 닥터 옐로우는 편심 시 법(偏心矢法)을 채용하고 있다. 이는 부등간격(不等間隔)의 점의 상대변위(相對變位)를 측정하는 것이다. 대차(臺車)에는 견고한 검측 프레임을 갖추는 것 외 차체의 변형을 측정하기 위한 레이저 기준선 장치를 탑재하고 있다.


  규슈 신칸센(九州新幹線)의 가선 검측장치는 메이덴샤(明電舍)의 "커티너리 아이"를 사용한다. "커티너리 아이"는 가선높이ㆍ경점측정(硬点測定)과 팬터그래프 촬영용 카메라와 조명, 가선의 마모ㆍ편위 측정용 카메라와 조명 등으로 구성된 유닛으로써 검측속도는 시속 300km까지 대응할 수 있다.


  메이덴샤 카탈로그에 따르면 도카이도(東海道)ㆍ산요 신칸센용(山陽新幹線用) 차량의 애자커버 내에 탑재한 시험실적도 있으며, 가선을 검측하는 데 대해서도 영업차량을 사용하는 것은 가능한 것 같다. 다만, JR 도카이(東海)로부터 가선 검측하는 데 대한 말은 없다.


  2020년도 이후도 활약이 약속된 닥터 옐로우다. 최근 전반검사(全般檢査)는 T4편성이 2015년 8월 T5편성이 2015년 1월, 당시에는 이것이 마지막 전반검사일 것이라고 말했지만 다시 전반검사를 받을 가능성이 나왔다.


  또한 영업용 신칸센 차량의 전반검사 주기는 3년이지만 사업용 차량인 닥터 옐로우의 주기는 다르다. 현실적으로 T5편성은 전반검사에서 3년이 경과 후에도 주행하고 있다. 게다가 작년에는 하마마쓰 공장(浜松工場)에서 닥터 옐로우의 전반검사는 하지 않는다고 JR 도카이(東海) 측은 설명하였으며, 실제로 어떻게 될지는 불투명하다. 어쨌든 향후에도 닥터 옐로우에 대하여 주목할 필요가 있다고 본다.


     - 資料 : 東洋經濟 新報社, 2018. 7. 5.

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