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기획특집/연재

차세대 신칸센(新幹線)과 기술혁신, 레이와(令和)의 차량은 어떻게?

(서울:레일뉴스)최경수 편집위원 = 헤이세이(平成) 약 30년에서 큰 진화를 이룬 철도차량. 레이와(令和)에서는 어떤 움직임이 있을까?


1. 신칸센(新幹線)


  신칸센(新幹線)에는 새로운 고속화를 향한 대처가 진행되고 있다. JR 도카이(東海)는 차기 신칸센 차량(新幹線車輛)『N 700 S』계 양산 차(量産車)를 2020년 7월부터 영업운전에 투입할 예정이다. 양산 차(量産車)에 앞서 2018년에 준공된「N 700 S계 확인 시험 차(確因試驗車)」에는 최고시속 360km를 지향하는 속도향상 시험을 2019년 5월부터 6월까지 실시하였다.


도카이도 신칸센(東海道新幹線)은 곡선이 많아 고속주행에 적합한 노선은 아니지만, 비교적 직선이 많은 구간과 산요 신칸센(山陽新幹線) 등 영업열차 속도향상 혹은 수출 시 성능표시로써 중요한 시험이다. 반면 JR 히가시니혼(東日本)도 2019년 5월, 신칸센(新幹線) 시험 차량『A L F A-X』를 도입할 예정이다. 장래 최고시속 360km로 영업운전 실현을 목표로 하여 각종 시험이 진행되 있다.


 
 - 2020년 7월, 영업운전하는 N 700S계 신칸센(新幹線)


  바퀴가 없는 철도도 놓칠 수 없다. JR 도카이(東海)가 건설을 추진하고 있는 리니어 주오앙 신칸센(中央新幹線)은 2027년에 시나가와(品川) ~ 나고야(名古屋) 간을 개통할 예정이다. 여러 곳에서 공사가 진행되고 있는 것 외 병행해서 차량기술 향상을 향한 시험도 실시하고 있다. 2020년에는 도장(塗裝)이나 전조등(前照燈) 위치 등을 변경한 개량형 시험 차를 준공할 예정이다. 차내용 전기를 가스터빈 발전기에서 유도 집전방식으로 변경해 영업운전 시 목표로 하는 사양에 가까워지게 된다.


 

  - 2027년 주오 신칸센(中央新幹線) 개통을 목표로 시험이 진행되고 있는 초전도(超電導) 리니어


1. 1. 차기 신칸센 차량「N700S」계


  N 700S계 차세대 신칸센(新幹線)은 안전성·안정성 향상, 이상 시 대응력 강화, 쾌적성·편리성 향상, 유지보수 비용저감을 도모하고 있다. 2018년 3월에 준공된 N 700S계 확인 시험 차(確因試驗車)의 주행시험을 토대로 양산 차(量産車)의 사양을 결정하였다.


  안전성(安全性)·안정성(安定性)은 ATC와 제동시스템을 개량하고, 지진발생 시 제동거리를 N 700A타입보다 5%나 줄였다. 또 대차(臺車) 커버형상 변경과 융설(融雪) 히터설치 등에 의해 착설(着雪)을 방지해 열차지연을 줄였다. 그밖에 대용량의 데이터 통신에 의해 상태감시 기능을 강화해 각 기기를 보다 고정밀도로 모니터링 한다.


  이상 시 대응력은 배터리 자주(自走) 시스템을 탑재하여 재해발생 시 등 정전 시에도 자력주행(自走走行)을 가능하게 하였다. 또 방범 카메라의 증설, 통화장치의 기능강화, 정전 시에 있어서 화장실 기능확보 등을 포함시켰다.


  쾌적성(快適性)·편리성(便利性)에는 종래보다 제진성능(制震性能)이 높은「풀 액티브 제진제어장치(制震 制御裝置)」를 그린 차, 선두 차, 팬터그래프 탑재차량에 설치하였다. 승차감을 향상시켰다. 또 모바일용 콘센트를, 전 좌석에 설치하였다.


  유지보수비의 저감에 대해서는 선두형상(先頭形狀)을 주행저항을 줄인「듀얼 스프림 윙형」으로 하는 외 제어장치에 SiC 소자를 채용하여 소비전력을 N 700A타입보다 6%나 줄였다. 또 팬터그래프와 제동장치의 마모부품을 장기 수명화하여 교환주기를 2배로 연장시킴으로써 유지관리 작업을 줄였다.


  N 700S계 양산 차(量産車)는 2020년부터 2022년 사이에 도입한디. 2020년에는 12개 편성, 2021~22년에는 각 14개 편성을 합쳐 모두 40개 편성을 투입한다. 그 가운데 일부편성에는 차기 궤도상태 감시(次期 軌道監視) 시스템을 탑재한다.


2. 재래선(在來線)


  재래선에서도 신기술 도입이 진행되고 있다.


  JR 도카이(東海)는 특급열차「히다」호ㆍ「난키(南紀)」호로 사용하고 있는 키하 85계 교체를 목적으로 하이브리드 식 특급형 차량을 도입할 계획이다. 하이브리드 시스템을 채용한 철도차량은 JR 히가시니혼(東日本)의 HB-E200계와 같은 일반형 차량 외 JR 니시니혼(西日本)의 크루즈 트레인「TWILIGHT EXPRESS 즈이후(瑞風)」으로 채용한 사례는 있지만, 특급형으로서는 일본 최초이다. 시험주행 차는 2019년 말에 도입하며, 양산 차(量産車)는 2022년도애 영업운전 개시할 예정이다.



 

  - JR 도카이(東海)가 개발하는 하이브리드 식 특급형 차량


  하이브리드 방식이 아닌 동차도 도입돤다. JR 홋카이도(北海道)와 JR 히가시니혼(東日本)은 각각 전기식 동차 H 100형「DECMO」, GV-E 400계를 시험 중이다. 축전지를 탑재하는 하이브리드 차량과는 달리 디젤엔진과 발전기, 제어장치와 모터를 직결한 차량이다. 축전지를 탑재하지 않기 때문에 중량삭감 및 원가절감 등의 장점이 있는 차량이다. GV-E400계는 2019년 내, H 100형도 2020년 봄에 영업운전을 시작하며, 각각 키하 40계 등 노후화된 차량을 대체하게 된다.


  

     - JR 히가시니혼(東日本)의 전기식 동차 GV-E 400계


  눈에 띄지않는 기술혁신도 진행될 수 있다. 앞서 소개한 JR 히가시니혼(東日本)의 신칸센(新幹線) 시험차량 ALFA-X에는 속도향상에 덧붙여 차량의 상태데이터를 운수사령(運輸司令)이나 유지보수 기지 등에 송신하여 유지보수에 유용하게 쓸 수 있는 기술을 시험한다.


 1980년경부터 도입이 추진된 기기류를 모니터링하는 모니터 장치는 컴퓨터 등의 기술혁신으로 헤이세이(平成)의 약 30년에서 크게 진화하고 있다. 야마노테 센(山手線)의 E 235계로 실용화된「INTEROS」에는 차량의 가감속도와 출입문 개폐와 같은 제어부분의 전송, 차량기지에서 출고 시 자동 점검기능 등과 더불어 ALFA-X와 마찬가지로 차량 데이터를 지상에 송신하는 기능이 있다.


이 INTEROS는 JR 히가시니혼(東日本) 외 도큐 전철(東急電鐵)이나 도영 지하철(都營地下鐵)이 채용하고 있다. 향후 다른 사업자에게도 같은 시스템이 퍼짐으로써 유지보수 면의 진화(進化)가 전망된다.


 

  - JR 히가시니혼(東日本)이 2019년 5월에 도입한 ALFA-X


  지상설비의 유지보수에도 차량이 진화되었다. E 235계 전기동차를 비롯한 수도권의 JR 차량에는 일부편성에 "선로설비 모니터링 장치"를 탑재하고 있다. 레일과 침목 그리고 가선상태를 영업운전과 동시에 확인할 수 있는 것으로써 JR 히가시니혼(東日本)에는 2020년도 말까지 50개 노선에 도입할 계획이다. 또 JR 도카이(東海)도 N 700S계 신칸센(新幹線) 같은 장치를 탑재할 예정이다. 장래적으로는「닥터 옐로우(Doctor yellow)」와 같은 전용 시험 차가 불필요하게 될 지도 모른다.


 

  - 야마노테 센(山手線)으로 활약하고 있는 신세대 차량, E 235계


  이러한 신기술 도입이 진행되는 한편, 과거의 주력차량을 개작한 열차도 등장한다.

  JR 니시니혼(西日本)은 2020년 봄,「WEST EXPRESS 긴가(銀河)」의 영업운전을 개시할 예정입니다.WEST EXPRESS 긴가(銀河) 호는 117계를 개조한 차량을 이용한 장거리 열차이다. 침대열차 같은 편안한 좌석과 평평한 공간을 갖춘 프레미어 룸이나 패밀리 캐빈이 설치된다.



   
                - WEST EXPRESS 은하 호


  상기하면 소와(昭和) 말기부터 헤이세이(平成) 초기에 걸쳐서도 기존차량을 개조한 조이플 트레인이 많이 탄생했다. 신기술의 도입도 기존차량의 개조도, 원호(元號)나 시대에는 잡히지 않는 철도차량에 공통되는 테마일 것이다.


2. 1. 하이브리드 식 특급차량 시작(試作)


  JR 도카이(東海)는 5월 7일, 엔진발전기와 축전지를 동력으로 하는 하이브리드 방식의 특급차량의 주행시험 차를 신조(新造)한다고 발표하였다.


  신조(新造)하는 특급차량은 엔진으로 발전한 전력과 제동(制動)을 걸었을 때 등의 회생(回生) 에너지를 축전지에 모은 전력을 조합해 사용하는 하이브리드 방식을 채용한다. 이 방식에는 모터를 돌려 주행하기 때문에 동차(動車)로 사용되는 변속기나 추진축이 불필요해지는 것 외 기어체인지도 없어져 승차감이 향상된다고 한다.


이 회사는 이 차량의 주행시험 차로 4량 편성 1개 편성을 신조한다. 양산 차(量産車)의 제작을 위한 차량 디자인을 일신하고, 차내설비도 확충한다. 방음(防音)바닥의 채용, 하물공간이나 방범 카메라의 설치 외 전 좌석에 콘센트를 배치. 휠체어 공간, 다기능 화장실도 설치한다.


  주행시험 차의 완공목표는 2019년 말이다. 그 후 1년을 목표로 기본 성능시험이나 장기 내구시험(耐久試驗) 등을 실시한다. 이 특급차량의 양산 차(量産車)는 2022년을 목표로 투입할 예정이다. 현행 특급열차「히다」호 및 「난키 (南紀)」호에 사용하고 있는 키하 85계 동차를 대체한다. 이 회사에서는 하이브리드 방식의 철도차량으로서는 국내 최초의 최고시속 120km로 영업운전을 목표로 하고 있다.


2. 2. H 100형 전기식 동차「DECMO」


  JR 홋카이도(北海道)는 5월 12일, 전기식 구동 시스템을 채용하는 일반형 동차(動車)로 H 100형을 투입하는 것으로 발표하였다. 애칭은「D E C M O」.


   도입하는 신형 일반형 동차의 형식명칭은「H 100형」. 디젤엔진과 발전기로 전력을 사용하여 모터로 달리는 것부터 Diesel Electric Car with Motors의 영어명칭의 두문자에서 애칭을「D E C M O」로 하고 있다. 이 회사로서는 첫 전기식 구동시스템을 채용한 동차로써 JR 히가시니혼(東日本)이 니가타()新潟·아키타(秋田) 지역에 도입을 예정하고 있는 전기식 동차『GV-E 400계』와 기본적 사양을 맞춘 데다 홋카이도용(北海道用) 차량으로 혹한 대책 등을 세웠다.


  차체(車體)는 스테인리스 강제(鋼製)이며, 외관(外觀)은 스테인리스 강체(鋼製)의 색조(色調)를 바탕으로 그린과 화이트의 라인을 넣엇으며, 선두 부(先頭部)는 검은 색을 기조색(基調色)으로 하였으며, 경계색(警戒色)으로 옐로우를 더했다. 내장색(內裝色)은 그린이나 블루를 이용했다. 좌석(座席)은 롱 시트와 크로스 시트를 배치하였으며, 휠체어에 대응하는 공간과 화장실도 마련하였다. 안내표시를 겸한 액정 운임표시기 설치, LED 조명사용도 실시하였다. 정원(定員)은 좌석 36명 분을 포함하여 99명이다.


  이 회사에서는 2018년 2월, 준공을 목표로 H 100형의 양산 선행차(量産先行車) 2량을 제작하였다. 2019년 3월까지 주행시험 등을 실시하여 동절기(冬節期)를 포함한 형태에서 각종 검증을 실시한다. H 100형은 이 회사 관내의 로컬구간에서 주로 운용하고 있는 기하 40형의 교체용으로 투입한다.


2. 3. 장거리 열차「WEST EXPRESS」


  JR 니시니혼(西日本)은 5월 19일, 새로운 장거리 열차의 열차이름과 외관설비(外觀設備), 애칭 이름을 결정했다고 발표했다.


  새로운 장거리 열차의 이름은『WEST EXPRESS 은하(銀河)』호. 우주에서 별들의 모임을 가리키는 은하(銀河)를 이용하여 ㄴ시니혼(西日本) 지역을 우주(宇宙)로, 각 지역을 별(星)에 빗대어 이들 지역을 연결하는 열차라는 의미를 담았다.


  차량외관(車輛外觀)은 니시니혼(西日本)이 자랑하는 아름다운 바다와 하늘을 표현하는 보라색으로 도장(塗裝). 측면에는 장거리 여행을 이미지시키는 것 외「멀리 가고 싶다」라고 하는 동경(憧憬)하는는 열차임을 표현한 긴 라인을 배치하였다. 매력적인 지역과 고객을 연결하는 열차임을 표현한 로고도 설정하여 차량 전면에 게시하는 헤드마크와 차량 측면에 이용하였다.


  차내(車內)는 그린 차 지정석과 편안한 좌석 등이 마련되었다. 이들 명칭은 1호 차 그린 차 지정석을 "퍼스트 시트", 2호 차와 5호 차의 편안한 좌석을 "쿠셰트", 3호 차의 보통 차 개실(個室)을 "패밀리 캐빈", 6호 차 그린 룸이 "프리미어 룸"으로 결정하였다. 또 편성 내 프리 스페이스에도 명칭을 설정하엿으며, 3호 차가 "샛별(明星)", 4호 차가 "유성(遊星)", 5호 차가 "혜성(彗星)"이다.


 『WEST EXPRESS』은하(銀河)는 117계 6량으로 편성된 것을 개조해서 투입한다. 2020년 봄에 영업운전을 개시한다고 한다.



     - 資料 : 令和の車両はどのように, 2019. 5. 1.

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