[논문]철도 기술의 도로 확장, 미니트램 소개

유소영; 정은비; 정락교; 민재홍

철도 기술의 도로 확장, 미니트램 소개
Introduction of Mini-Tram; Technological Extension From Railroad to Road 원문보기

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문제 정의

이와 같은 맥락에서, 본문에서는 실용화를 앞두고 있는 한국철도기술연구원의 미니트램을 소개하고자 한다. 미니트램은 Personal Rapid Transit (PRT) 기술에서 착안하였으며, 중앙관제를 통해 차량을 안전하게 제어하는 철도기술과 최신 친환경 전기차 기술인 도로기술의 융합을 통해 기존 시스템과는 차별화되는 기능적 확장을 이뤘다.
이와 관련하여, 본문에서는 한국철도기술연구원의 미니트램에 대해 간단히 소개하고, 국내외 동향, 교통계획, 운영 및 정책적 시사점을 제시하고자 한다.

제안 방법

최고 속도는 40km/h, 최대 6명(성인4명, 어린이2명)이 탑승 가능하며, 이용자 편의성 및 이동성 증진을 위해 적정 차량 대수 산정 및 운행 스케쥴 최적화 알고리즘을 개발하여 이용자 대기 시간을 최소화하고, 효율적으로 시스템을 운영관리 할수 있도록 지속적인 연구개발을 진행하고 있다. 또한, 충돌 방지 프로그램 알고리즘을 개발하여 미니 트램의 안전성을 확보하였다.
이와 같은 맥락에서, 본문에서는 실용화를 앞두고 있는 한국철도기술연구원의 미니트램을 소개하고자 한다. 미니트램은 Personal Rapid Transit (PRT) 기술에서 착안하였으며, 중앙관제를 통해 차량을 안전하게 제어하는 철도기술과 최신 친환경 전기차 기술인 도로기술의 융합을 통해 기존 시스템과는 차별화되는 기능적 확장을 이뤘다. 앞서 언급했듯이, 4차 산업혁명은 축적된 데이터를 바탕으로 진화하는 시대이다.
우선, 본 연구에서는 시스템 운영을 위한 요소는 인프라, 차량, 운영관리, 이용자 편의, 법·제도적 측면으로 크게 5개의 카테고리로 구분하여 관련 세부내용을 표 4에 제시하였다.
세계최초의 상업지구 내 운영 중인 Last-mile 서비스 컨셉의 자율주행 셔틀버스이며, 1,350m 의 순환 노선으로 2대의 전기 자율주행 셔틀버스가 무료로 운영 중이다. 탑승정원은 15인이며, 좌석 수는 11개로, 평일 오전 7시 30분부터 오후 7시까지 첨두시 10분, 비첨두시 20분 간격으로 운행한다. NAVYA의 자체 기술로 개발한 자율주행 셔틀버스로, 스티어링 휠 및 페달이 없는 100% 전기 배터리를 활용한 친환경 대중교통수단으로 각광받고 있다.

대상 데이터

전기 기반 자율주행 시스템 개발에 특화된 프랑스 회사 NAVYA와 대중교통 운영회사인 Keolis 의 공동프로젝트인 NAVLY 프로젝트를 통해 2016년 9월 5일부터 프랑스 리옹에서 자율주행 셔틀버스를 시범 운행하고 있다. NAVLY 서비스는 NAVYA의 Arma 차량을 사용한다.
스카이큐브의 차량 및 시스템 사양은 표 2와 같다. 차량 크기는 KRRI-미니트램과 유사한 크기이며 최대 탑승인원은 성인 기준 8명이다. 최고 운행 속도는 50km/h로 고가 형식으로 설치된 철로를 따라 운행된다.

성능/효과

우선, 본 연구에서는 시스템 운영을 위한 요소는 인프라, 차량, 운영관리, 이용자 편의, 법·제도적 측면으로 크게 5개의 카테고리로 구분하여 관련 세부내용을 표 4에 제시하였다. 참고로 해당 내용은 관련 전문가 자문을 통해, 해당 운영 요소는 1) 전용 시범사업과 2) 도로혼용 시범사업으로 구분하여 업데이트를 진행하고 있음을 밝힌다.
이러한 경우, 수단 선택시 영향을 미치는 미시 적인 통행 요소들은 보행로의 주변 환경, 자전거 도로 유무, 계단이나 육교 시설의 편의성, 횡단보도의 위치 등 다양하다. 또한, 이러한 단거리 통행의 미시적인 설명 변수들은 이용자의 통행 행태 및 개인 특성에 따라 매우 상이하게 나타나며, 날씨 영향 뿐만 아니라 유아 동반 등 광의의 교통약자로 분류될 경우 보다 적극적으로 미니트램을 선택하는 것으로 나타났다(그림 7 참조). 김현명 외 (2016)은 이러한 기존 교통 수요예측 모형 및 계획 방식의 한계를 극복하고 분석절차를 개선하기 위해 설문조사 및 빅데이터를 이용한 자료주도형 분석모형이 개발되 었으며, 주거 지역 및 관광 지역 기반 시범운영 시나리오에 적용하여 결과를 분석하였다.

후속연구

또한, 사용자 중심의 새로운 교통수단 개발에 따라 문전수송(Door-to-door) 서비스 기능 제공으로 대중교통수단 패러다임 변화의 선두주자가 될 것이며, 이용편의성, 에너지 및 환경, 이동성 등의 측면에서 긍정적인 파급효과를 도출 할 수 있을 것으로 기대된다.
미니트램은 다양한 운영 시나리오를 바탕으로, 광범위한 활용성을 가진 시스템이며, 적정 차량 대수 산정, 효율적인 차량 배치 등 운영 기법에 대한 다양한 분석 방법론이 추가적으로 필요하다. 궁극적으로 운영 시나리오 분석은 계획 (수요분석, 노선설계, 정류장 배치 등)과 피드백을 거쳐야 하며, 수요응답형 시스템이라는 특성에 맞게 실적자료를 기반으로 정기적인 운영 효율성 분석을 거친 후, 차량 배치 및 추가 투입에 대한 검토 및 반영이 필요하다는 점에서 추가 연구가 요구된다.
따라서, 실제 미니트램을 도입하기 위해 필요한 법·제도적 요소를 검토하여 적정 운영방안을 수립해야 할 것이다.
수요응답형으로 운영되는 미니트램은 고정 스케줄 기반의 다른 대중교통수단의 운영비 산정 방식을 적용하기에는 다소 무리가 있으며, 차량 필요대수 산정 역시, 기준 수요와 최대 대기시간을 어떻게 설정하느냐에 따라 그 차이는 크게 나타날 것이다. 미니트램의 도입 및 운영에 대한 공공과 민간에서 역할분담이 본 문제를 해결하는 중요한 요소가 될 수있을 것으로 판단된다.
부가적으로 차량 내에서 이용자가 운행정보 및 행선지를 확인할 수 있는 서비스 제공 여부 등을 고려하여 이용자에게 편의성을 제공할 수 있을 것이다. 그러나 앞서 기술한 여러 가지 운영적 요소를 충족시키더라도 법·제도적인 문제가 해결되지 않으면 미니트램은 실제 도로에서 운행될 수 없다.
앞서 언급했듯이, 한국철도기술연구원에서는 미니트램의 기술력을 바탕으로 도로 혼용 구간에 도입을 위한 기술 사양을 검토 중에 있으며, 전용 구간 시범사업에서 축적되는 운행기록정보, 운행관리, 차량 점검 및 인프라 점검 기록 등 자료 분석을 통한 운영 및 기술요구사양 결정 등에 활용될수 있을 것으로 판단된다. 자율주행 차량이 완벽하게 도로에 안착하기 위해서는 전용구간 운영방식, 트램과 같이 도로 상의 전용차로, 최종적으로 도로 혼용 구간으로 이어지는 일련의 과정이 필요할 것으로 판단되며, 미니트램의 진화 방식을 통해 그 가능성과 시기를 앞당길 수 있을 것으로 기대하고 있으나, 앞서 언급했던 교통수요분석, 운영적 측면, 제도 및 정책적 측면 등 꾸준한 노력이 필요할 것이다.
앞서 언급했듯이, 한국철도기술연구원에서는 미니트램의 기술력을 바탕으로 도로 혼용 구간에 도입을 위한 기술 사양을 검토 중에 있으며, 전용 구간 시범사업에서 축적되는 운행기록정보, 운행관리, 차량 점검 및 인프라 점검 기록 등 자료 분석을 통한 운영 및 기술요구사양 결정 등에 활용될수 있을 것으로 판단된다. 자율주행 차량이 완벽하게 도로에 안착하기 위해서는 전용구간 운영방식, 트램과 같이 도로 상의 전용차로, 최종적으로 도로 혼용 구간으로 이어지는 일련의 과정이 필요할 것으로 판단되며, 미니트램의 진화 방식을 통해 그 가능성과 시기를 앞당길 수 있을 것으로 기대하고 있으나, 앞서 언급했던 교통수요분석, 운영적 측면, 제도 및 정책적 측면 등 꾸준한 노력이 필요할 것이다.
한국철도연구원 시험 운영 중인 미니트램은 현재 전용 구간 시범사업을 위한 기술적 검증이 완료된 상황이며, 실용화에 대한 논의가 진행 중에 있다. 추후 확정되는 시범사업의 대상지 특성에 따라 교통수요분석, 운영요구사항 등에 대한 적용 기준및 범위에 대한 별도의 가이드라인이 제시될 예정이지만, 미니트램 도입시 미니트램의 사업성 평가에 대한 적용 기준은 여전히 모호하다. 수요응답형으로 운영되는 미니트램은 고정 스케줄 기반의 다른 대중교통수단의 운영비 산정 방식을 적용하기에는 다소 무리가 있으며, 차량 필요대수 산정 역시, 기준 수요와 최대 대기시간을 어떻게 설정하느냐에 따라 그 차이는 크게 나타날 것이다.

핵심어

질문

논문에서 추출한 답변

새로운 기술 및 시스템이 실제 환경에 적용하기 위해서는 해당 시스템에 대하여 적합한 운영 방안을 수립을 요구하는데, 인프라의 경우 요구되는 것은?

인프라의 경우, 미니트램 운영 시 필요한 노선 관리, 차량관리, 관제 및 모니터링을 위한 중앙관제센터, 정거장 등 새로 도입되는 시설물 설치 및 형태를 고려해야 한다. 차량과 관련된 요소로는 미니트램 차량의 기본 적인 제원 및 성능 외에 이용자의 편의성과 안전성 확보를 위한 차량 내부시설 등의 요소를 고려할 수 있다.

4차 산업혁명을 대비하는 가장 중요한 요소는?

우리가 그동안 많은 시행착오를 겪으며 뼈를 깎는 고통으로 축적의 시간을 가졌다면 어쩌면 새로운 환경에 잘 적응할 수 있었을 텐데 예전 방식이 앞으로도 통할 것이라고 주저주저하다보니 4차 산업혁명에 적응할 시기를 놓치게 되지 않을까 우려려스럽다”). 즉, 4차 산업혁명을 대비하는 가장 중요한 요소는 데이터와 노하우의 축적, 그리고 합리적 분석으로 정리될 수 있다.그림 1에서 제시된 산업혁명과 교통, 철도기술의 역사를 살펴보면, 도로보다 다소 앞서 진행되어왔으며, 이러한 측면에서 운영, 안전 및 제도적 관점에서 안정적 진화와 선행 자료를 보유하고 있다.

4차 산업혁명 시대란?

4차 산업혁명 시대는 제조업과 정보통신기술 (Information and Communication Technology, ICT)을 융합해 작업 경쟁력을 제고하는 소프트파워의 시대라 일컫는다. 지난 8월 제4차 산업혁명시대의 교통시스템 변화와 대응 이라는 주제로 열린 한국철도기술연구원 주최 세미나를 통해, 4차 산업혁명 시대의 교통 키워드를 공유 경제(Sharing Economy)와 수요대응(On-demand)으로 꼽 았으며, 철도를 포함한 광범위한 대중교통시스템및 화물 교통에 대한 연구개발 로드맵을 제시하였다.

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