제3장 철도

□제3장 철도

1. 철도의 장점

철도는 대량수송이 가능하며 비교적 친환경적인 교통수단 중 하나이며, 안전성에도 타 교통수단에 비해 높은 장점을 가지고 있기 때문이다.

철도의 이러한 중요성이 비해 우리나라 철도 투자는 지극히 부족한 실정이며 1960년대 이전만 하더라도 국가기간 교통망이 철도를 중심으로 구축되었으나 점차 도로건설에 밀려나고 있는 실정이다. 그러나 최근 고속철도의 개통과 도시철도 건설이 추진되면서 철도의 중요성이 다시한번 확인되고 있다.

2. 우리나라 철도의 문제점

과거에는 철도가 국가기간시설로 물류이동의 중심적인 역할을 수행하였으나 점차 철도투자가 감소하여왔다. 투자규모로 볼 때 일반철도의 경우 1996년까지 1천억～2천억원에 불과하였으며, 1조원을 넘어선 해가 2001년이다. 특히 투자의 내용도 일제강점기에 건설된 철도를 개량과 보수를 통한 안전 확보를 위한 최소한으로 이루어졌다. 다른 나라와 비교하여도 한국과 국토계수가 유사한 그리스, 포르투칼, 스웨덴, 영국 등 4개국과 비교하여 우리나라 철도 스톡은 이들 국가의 40～50%수준에 불과한 수준이다.

국토계수란 국토면적과 인구밀도를 함께 고려하기 위한 지표

그러나 최근에는 철도의 중요성이 다시 부각되어 고속철도, 도시철도 중심으로 투자가 증가하고, 일반철도 복선화 등 활발한 투자가 이루어지고 있다.

우리나라 철도는 지속적인 시설투자의 부족으로 1)시설의 노후화가 심각하여 고급교통수단으로서의 역할을 수행하지 못하여 생활수준의 향상으로 2)고급화, 고속화를 요구하는 이용자의 욕구를 충족시키지 못하였으며, 물류수송 측면에서도 대량수송의 장점을 충분히 발휘하지 못하고 3)특정 화물의 수송에 제한적으로 활용되고 있다.

3. 고속철도

1) 고속철도의 필요성

여객 및 화물수송을 위한 육상교통시설인 고속도로와 기존 철도 등에 의존하게 되었으며, 기존철도는 용량의 한계로 인해 추가적인 운행이나 물류수송이 불가능하게 되어 고속도로의 경우 교통체증으로 인한 물류비용의 증가는 국가경제에 심각한 영향을 미치는 수준에 이르게 되었다. 따라서, 국가경쟁력 확보 차원에서 혁신적인 물류수송수단의 필요성이 제기되어 경부고속철도 사업이 추진되었다.

현재 남북의 단절은 철도의 활용가치를 극대화시키지 못하고 있으나 현재 추진하고 있는 남북화해 협력을 통한 남북통일 시대에 대비하는 교통수단으로 철도의 필요성은 크다. 남북철도 연결사업을 통해 통일시대를 앞당기고 통일 후 TSR, TCR 등 대륙간 고속철도와 연결하고 일본 해저터널 사업을 통해 일본과 연결하여 국제적 물류중심국가로 거듭나야 할 것이다.

시베리아횡단철도, 러시아 서시베리아 지방의 첼랴빈스크에서 블라디보스토크까지를 연결하는 대륙횡단철도

중국횡단철도, 중국의 렌윈항에서 카자흐스탄의 드루즈바, 모스크바, 베를린을 거쳐 로테르담으로 이어진 1만 2,971㎞의 대륙횡단 철도

① 시베리아횡단철도(TSR : Trans-Siberian Railroad)

북한(청진․나진)→러시아(핫산～블라디보스토크～치타～울란우데～노보시비르스크～움스크～모스크바)→벨로루시(브레스트)→헝가리(바르샤바)→독일(베를린)

② 만주횡단철도( TMR : Trans-Manchurian Railroad)

북한(신의주)→중국(심양～하얼빈～치치하얼)→러시아(치타에서 TSR과 연결)

③ 몽고횡단철도(TMGR : Trans- Mongolian Railway)

북한(신의주)→중국(심양～북경)→몽고(울란바토르)→러시아(울란우데에서 TSR과 연결)

④ 중국횡단철도(TCR : Trans-China Railroad)

북한(신의주)→중국(심양～북경～북경～정주～난주～우루무치)→아프카니스탄(아크토가이)→러시아(노보시비르스크에서 TSR과 연결)

<표 6-6> 한반도~유럽간의 철도와 해운수송 비교

<그림 6-9> 아시아～유럽간 철도연결망도

5) 고속철도의 발전 방향

고속철도 이용편의를 증진하기 위해서는 장거리 이동교통수단이라는 특성에 따라 목적지까지의 접근성에 불편이 초래될 수 있으므로 연계교통체계의 구축 또한 무엇보다 중요하다. 고속철도 역사를 버스, 택시, 도시철도 등과 연계하는 환승센터로서의 기능을 도입하여 고속철도의 접근성 향상을 위해 적극적인 노력을 기울여야 한다.

6) 역세권 개발

철도역은 사람이나 화물이 모이는 중심지로서 각종 상업, 업무기능이 집적되고 주거지 개발이 이루어지는 등 도시의 중심지역 역할 수행하게 된다. 이러한 철도역의 입지로 인하여 미치는 경제적, 사회적, 공간적 측면의 영향권을 역세권으로 정의할 수 있다.

역세권의 공간적 범위는 일반적으로 역 반경 500m이내 또는 초․중학교의 학군인 인구 2～3만명의 소생활권으로 규정할 수 있으나 철도역의 규모와 성격, 토지이용, 역이 입지하고 있는 배후도시의 규모와 성격 등에 따라 다양한 범위를 가진다.

1995년 고속철도 노선이 처음 확정된 이후 부산, 대구, 대전, 경주 등에서 대규모로 추진하고 있으며, 고속철도 역사가 시가지에 위치하고 있어 고속철도역 주변의 일정지역을 역세권 정비지역으로 설정하고 토지의 전면매수나 수용에 의한 대규모 재개발을 전제로 수요추정이나 사업성 분석, 역세권의 개발구상을 시도하고 있다. 그러나 과도한 상업지역의 설정 등 대상지역 자체의 개발방식에 현실성이 결여되고 있는 실정이다.

3. 도시철도

1) 도시철도의 개요

(1) 도시철도의 정의

도시철도란 도시교통의 원활한 소통을 위하여 도시교통권역에서 건설․운영하는 궤도에 의한 교통시설 및 교통수단을 의미하며, 일반적으로 대량 수송수단인 지하철과 최근 신교통수단으로 지칭되는 모노레일, 노면전철 등으로 정의된다.

자동차의 급증과 도로시설 공급의 한계로 인하여 계속 심화되고 있는 대도시의 심각한 교통난을 해소하기 위하여 수송효율이 가장 높은 도시철도를 건설이 추진되었다.

(2) 신교통수단

신교통수단이란 기존의 도시철도에 비해 적은 수송량을 가지고 주로 친환경적인 전기를 동력원으로 하는 교통수단으로 독립 또는 공유된 주행로를 1량 또는 다량의 차량이 무인 또는 유인으로 운행되는 시스템이며, 주로 AGT, 모노레일, 신형노면전차 등이 여기에 포함된다.

(1) 신교통수단의 특징

신교통수단의 특징을 살펴보면 시간당 4,500～20,000명 정도로 기존지하철과 버스의 중간규모의 수송능력을 가지며 다양한 규모의 수송용량보유가 가능한 교통수단이다.

<그림 5-5> 수단별 수송능력

신교통수단은 기존 지하철에 비해 차량이 소형이므로 터널 및 고가구조물의 설치에 따른 공사비가 상대적으로 저렴하며 첨단통신 및 전자제어기술의 도입을 통한 운행자동화가 가능하므로 운전 및 운영요원의 감축 및 운영비의 절감이 가능한 교통수단이다

또한, 매연, 소음 및 진동이 적은 미래지향적이고 친환경적인 교통수단이며, 간선, 보조간선, 지선 등과 같은 다양한 노선의 목적 및 특성에 적응이 가능한 교통수단이다.

(3) 신교통수단의 분류

신교통수단은 다양한 방법으로 분류할 수 있으며 먼저, 차량규모에 따라 분류해 보면 철도차량보다 경량화된 차량으로 대형, 중형, 소형으로 분류할 수 있으며 다양한 교통수요에 적합한 차량선택이 용이한 장점이 있다.

현재 대중교통수단으로서 가장 널리 사용되고 있는 신교통수단 차량의 규모는 대부분 대형 또는 중형이며 소형은 광범위한 지역의 대중교통수단으로서 적용하기에 부적절하며 소형의 경우에는 현재까지 상용화된 사례가 없다.

<표 5-34> 차량규모에 따른 분류

차 량 규 모	승차인원/량	해당 신교통수단
소 형	2～5인	PRT
중 형	5～20인	People Mover
대 형	25～100인	AGT(철제/고무바퀴), 신형노면전차, 모노레일, BRT

신교통수단의 바퀴방식에는 크게 접촉식과 부상식의 2가지로 분류되며, 동력방식은 전기원형 모터, 전기선형모터, 디젤엔진방식, 케이블방식 등으로 분류될 수 있다.

<표 5-35> 바퀴 및 동력방식에 의한 분류

바퀴방식		동력방식	해당신교통수단 및 특징
접촉식	철제차륜	전기원형모터	∙주로 철제바퀴 AGT, 신형노면전차에 사용 ∙기존 철로의 하부구조와 유사하여 준용이 가능 ∙ 선형모터 적용시 추가의 시스템 설치가 필요 ∙선형모터 사용시 지하구조물의 단면축소가 가능 ∙승차감 및 소음․진동에 다소 불리
		전기선형모터
	고무바퀴	전기원형모터	∙주로 고무바퀴 AGT, 모노레일, BRT에 사용 ∙승차감이 좋고 및 소음․진동발생이 적음 ∙디젤엔진방식의 BRT 적용시 환경적 악영향 ∙눈, 비등 기상조건의 영향을 많이 받음
		디젤엔진방식
부 상 식		전기선형모터	∙자기부상열차에 사용 ∙기상조건의 영향이 적어 가감속 및 등판능력이 우수함 ∙신교통수단에 적용한 사례가 적음

<표 5-36> 운전방식에 의한 분류

운전방식	해당신교통수단 및 특징
유인운전방식	∙모노레일이나 신형노면전차의 운전방식임 ∙시인수동방식과 신호수동방식이 있음 ∙수동조작으로 이루어지므로 정시성 및 안전성 확보가 어려움 ∙운영시 차량승무원이 필요하므로 이에 따른 인건비가 발생
무인운전방식	∙AGT는 주로 무인운전이 가능 ∙완전히 자동화된 운행시스템에 의해 무인운전이 가능한 방식 ∙정시성 및 안전성 확보 가능 ∙차량승무원에 대한 인건비가 불필요하므로 운영비 절감

<표 5-37> 지지방식에 의한 분류

지지방식	해당신교통수단 및 특징
Double 레일방식	∙주로 철제 및 고무바퀴 AGT에 사용 ∙모노레일에 비해 구조물의 점유면적이 큼 ∙전도에 대한 안전성 확보 ∙무인자동운전이 용이
모노레일방식	∙과좌식 및 현수식 모노레일에 사용 ∙과좌식의 경우 구조물자체가 직접 가동해야 하므로 대형전철기가 필요하며 작동소요시간 많이 소요됨 ∙구조물의 폭원이 작으며 용지의 점유면적이 적음 ∙대피선의 설치가 곤란하고 비상시 승객의 피난 대책이 필요

(4) 신교통수단의 종류

신교통수단의 차량시스템 형식은 매우 다양하고 서로 다른 특성을 가지고 있으므로 여러 가지 분류가 가능하지만 기술적인 측면을 기준으로 다음과 같이 신교통수단의 종류를 구분할 수 있다.

			BRT (Bus Rapid Transit)
									철제차륜 AGT
						AGT (Automated Guideway Transit)
									-원형회전모터 방식 -선형유도모터 방식 (LIM)
신교통 수단
									고무차륜 AGT
						노면전차 (Tram)
			LRT (Light Rail Transit)
						모노레일 (Mono-Rail)
						궤도버스 (Guideway Bus)
						PRT (Personal Rapid Transit)
						자기부상열차 (Maglev)

<그림 5-6> 신교통수단의 종류

① 철제차륜 AGT(Automatic Guideway Transit) 시스템

철제차륜과 강재레일을 이용하여 차량을 지지하고 안내하는 방식으로 구동 및 추진방식에 따라 원형회전모터 방식과 선형유도모터 방식 구분된다.

운전방식은 ATO, ATP와 같은 자동화시스템을 이용한 자동 및 무인운행이 가능하며 철제차륜의 사용으로 하중에 대한 지지능력이 우수하다.

궤도구조는 기존의 철도 및 중량전철과 동일한 강재레일을 이용하므로 별도의  지지나 안내  궤도설치가 불필요하며, 분기기 구조가 고무바퀴 AGT, 모노레일 등에 비해 간단한 특징을 가지고 있다.

<동경 도영12호선>		<오사카 7호선>

<토론토 Scarborough-RT>		<쿠알라룸푸르 Putra LRT>

<그림 5-7> 철제차륜 AGT 시스템

② 고무차륜 AGT(Automatic Guideway Transit) 시스템

기존의 도시철도에서 사용되는 철제레일 대신 콘크리트 또는 특수철판 형태의 평면궤도상을 일반자동차와 유사한 고무바퀴를 장착한 차량이 안내궤도에 의하여 유도되며 무인자동으로 운행이 가능한 시스템이다.

고무바퀴를 사용하므로 철제차륜 AGT에 비해 승차감 및 소음․진동에 유리하며 기존 가이드웨이 버스와 같은 시스템으로부터의 전환이 용이하므로 추후 교통수요 증가에 대응이 가능하고 과다한 초기투자비 부담을 최소화할 수 있는 특징이 있다.

<히로시마 Astram>		<릴르 VAL>

<그림 5-8> 고무차륜 AGT 시스템

③ 모노레일 시스템

기존 2개의 철제레일 대신 하나의 콘크리트 궤도 또는 철제빔 형태의 거더궤도를 따라 차량이 주행하는 시스템으로 차량이 궤도위로 안내되어 주행하는 과좌식(Straddle Type)과 차량이 궤도하부에 매달려  안내되어 주행하는 현수식(Suspended Type)으로 구분되며 최근에는 혼합형 (Hybrid Type)이 개발 중에 있다.

구조물의 폭원이 적으므로 공사비가 저렴하고 용지의 점유면적 및 용지보상비가 적어 도시내 한정된 공간에 효율적으로 설치할 수 있고, 차량의 회차나 방향전환이 어렵고 소요시간이 길어 운행계획시 다소 제약이 따른다.

운행 중 승객수의 변동에 따른 차량운행계획의 변경이 다른 시스템에 비해 곤란하며 비상시에 승객의 대피를 위한 별도의 대책이 필요하므로 무인운행이 어려운 특징이 있다.

<지바 모노레일>		<호주 TNT Harbour Link>

<그림 5-9> 모노레일 시스템

④ 신형 노면전차(Tram) 시스템

일반적으로 일반도로에 레일을 부설하여 차량이 주행하는 시스템으로 기존의 구형노면전차에 비해 최고속도, 가․감속 성능을 개선하고 연절대차 및 연결기를 이용하여 수송능력을 향상시킨 시스템이다

첨단기술 적용을 통해 열차차륜에 소형모터를 직접 설치함으로써 접근이 용이한 저상형 차량을 실현하였으며 운행하고 있으며, 신형노면전차는 승객의 승차시간단축을 통한 표정속도 향상을 도모하기 위하여 차량내에서 요금을 징수하지 않는 운임징수방식을 적용하고 있다.

노면에 정거장을 설치하여 접근성이 향상되며 매연 및 소음․진동이 없는 친환경적인 시스템이며, 타 노면교통수단과 공용으로 주행로를 사용하는 경우 정시성 및 안전성은 주행조건에 따라 좌우될 수 있다.

기존 도로를 활용한 도입공간의 확보가 가능한 경우에는 건설비를 절감할 수 있으나 기존 노면교통수단과의 마찰을 최소화할 수 있는 교통체계 정립이 필요하고 기존 도로의 활용이 어려운 경우에는 추가용지확보에 따른 과다한 용지보상비가 발생할 소지가 있다.

<스트라스부르그>		<비엔나>

<로마>		<헬싱키>

<그림 5-10> 신형 노면전차 시스템

(6) 해외 사례

① 런던 DLR(Docklands Light Railway, 철제차륜 AGT)

템즈강변에 위치한 구선박화물 하역장 부지 일대를 재개발하면서 경전철 도입한 사례로 템즈강 북부 Dockland 지역과 런던 동부 외곽을 운행하고 있으며, 재개발 지역의 고층빌딩 사이를 고가구조로 일부지상노선도 운행하고 있다. 형식은 철제바퀴 경전철이며 1987년 최초개통(DOGS와 런던, Statford)되었고 무인운전, 무인정거장으로 운영하고 있으며 무인보완책으로서 순회승무원 배치하고 있다.

<그림 5-11> 영국 런던 DLR 시스템

② 릴리 VAL (고무차륜 AGT)

인구 110만명으로써 프랑스 4번째 도시인 릴리시의 신도시 개발지역과 대학을 연결하는 친환경적인 교통수단으로 도입되었다.  1983년 개통되었으며 형식은 고무차륜 경전철로써 고무바퀴의 취약점인 눈에 대한 대책으로써 주행로에 전기 융설장치를 갖추고 있으며 릴리시 수송분담율 60%를 담당하는 주 교통수단이다. 무인운행, 무인정거장을 운영하고 있으며 무인 보완책으로써 승강장 Screen Door 설치하였다

<그림 5-12> 프랑스 릴리 VAL 시스템

③ 스트라스부르그 노면전차

인구 25만명의 소도시이면서 노면전차 위주의 강력한 교통정책을 시행하고 있는 스트라스부르그의 주교통수단으로 도입되었다. 교차로를 제외하고 노면전차 전용차선 혹은 전용차로를 설치하여 정시성을 확보하고 건설비를 절감하였다.

형식은 저상형 노면전차로 구형전차를 1961년 철거하고 1994년 신형으로 도입하여 운행 중이다. 1명의 운전자가 운전을 하며 정거장은 무인으로 운영되고 있다.

<그림 5-13> 프랑스 스트라스부르그 노면전차

④ 가고시마 노면전철

형식은 노면경전철로서 교차로 통과시 주행성 확보를 위한 우선통행신호나 입체화가 없으며, 완전노면주행시스템으로 버스중앙전용차로 정도의 수준이다. 정류장이 협소하여 이용승객의 대기시 다소 불편한 점이 있으며, 노선정보를 LED를 이용하여 안내하고 있다.

<그림 5-14> 일본 가고시마 노면전철

⑤ 동경 지바모노레일 (Town Liner, 현수식)

인구 90만명의 동경 위성도시에 지바 철도역과 도심을 연결하기 위해 1998년에 도입되었다. 형식은 모노레일이며 1명의 운전자가 운전을 담당하고 정거장은 무인으로 운영되고 있다.

1970년 일본의 경제성장과 급격한 인구 증가에 대비하여 건설하였으나 이후에 경제거품 제거와 인구증가 감소로 수송인원이 당초 예측의 30% 정도로 낮아서 연간 9.7억엔의 운영 적자를 기록하고 있다

<그림 5-15> 일본 동경 지바모노레일 시스템

⑥ 고쿠라 모노레일

일본의 도시모노레일법 인프라부 보조제도 1호로 1985년 영업운행을 시작하였다. 형식은 과좌형 모노레일이며, 기점인 JR고쿠라역에 플랫폼을 직접 연계하여 이용승객의 환승편의를 도모하고 있다.

노면교통, 보행데크, 모노레일의 완전 입체화로 인해 모노레일 주행높이는 건축물의 4～5층 높이에 해당되며, 도시미관을 저해하는 입체 구조물을 최대한 경량화를 위해 노력하였다.

<그림 5-16> 일본 고쿠라 모노레일 시스템

□제4장 공항