① 북미지역의 철도-도로 환적시스템

- 컨테이너 화물 운송의 유연성에도 불구하고, 도로와 철도 사이의 화물 이동은 여전히 터미널 위치와 용량에 의해 제한되고 있다. 이에 더욱 많은 화물 소비자들이 가능한 옵션으로써 선택할 수 있는 철도교통 시스템에 대한 3가지 혁신적인 시스템을 소개한다.

- 수십 년 동안, 도로와 철도 사이에서 화물을 효율적으로 이동시키는 난제는 엔지니어들의 상상력을 시험했으며, 그 기술의 실용성, 신뢰성 그리고 비용 측면에서 광범위한 일련의 해결책들이 봇물 터지듯이 나왔다.

- 북미지역의 피기백 시스템(Piggyback)과 유럽의 롤링로드(RollingRoad)같은 성공적인 시스템은 종종 터미널 장치에 상당한 투자를 필요로 하여 이 기술의 유연성을 제한하였다. 그런데 최소의 터미널 투자로 운영될 수 있는 환적(intermodal)시스템을 개발하기 위한 협력적 노력이 여전히 있었고 많은 회사가 혁신적인 새로운 제품 개발을 통해 도로-철도 간의 운영문제를 다시 설정하기 위해 노력하고 있다.

② 현황 및 세부내용

- 미국 RailRunner사에 의해 개발된 Terminal Anywhere 시스템

？ 선적업자가 화물을 취급함에 운송수단 간에 값비싼 투자 없이도 환적할 수 있도록 함으로써 환적시스템을 더 짧은 거리 내에서 비용효율적으로 처리할 수 있도록 설계되었다. RailRunner사에 따르면, 2006년 미국에는 연간 200백만 개 이상의 단거리 화물 이동(haul trip)이 있었으며, 그 평가액은 미국달러로 300조 달러 정도로 평가된다. 재무적 관점에서, 대형트럭이 이 시장을 거의 지배하고 있으며 전체 물동량의 90% 이상을 담당하고 있다. Terminal Anywhere 시스템은 도로와 철도 사이의 인터페이스를 간소화시킴으로써 이러한 불연속성을 개선하는 것이 목적이다.

<차대(chassis)>

？ 이 시스템은 3개 요소로 구성되어 있다. 첫째, 53피트 길이까지 크기의 컨테이너를 수용할 수 있는 목적지향적으로 제작된 도로 트레일러 차대(road trailer chassis) 둘째, 두 대의 RailRunner 차대 사이에서 철도를 지원하는 중간 대차 유닛(intermediate bogie unit) 셋째, 기관차나 기존 화차에 연결되는 변환용 대차 유닛(transition bogie unit)이 그것이다.

？ 대차는 2개의 연접 저상 프레임으로 구성되어 축이 레디얼 스티어링(radial steering)을 사용하여 궤도부담력을 최소화시킴과 동시에 화물-운송 상부 프레임(load-carrying upper frame)이 수직작용력과 차체의 진동(요잉, 피칭 등)을 감소시키는 매우 효율적인 공기 서스펜션 쿠션 위를 움직이도록 하는 도로 트레일러를 지지한다. 슬랙과 무관한 연결기장치(slack-free coupling)와 공기스프링 충격-흡수-댐핑 서스펜션시스템(air-spring shock-absorber-dampened suspension system)이 부서지기 쉬운 화물도 안전하게 운반되도록 보장한다. 이렇게 특수화된 설계에도, 양 대차 형식은 차륜, 축, 베어링, 커플링 그리고 브레이크 장치를 포함한 표준적으로 상업용으로 사용되는 부품을 장착한 것이 특징이다.

？ 차대는 어떠한 표준적인 국내 또는 국제화물 컨테이너도 운반할 수 있도록 설계되었다. 특수하게 설계된 유닛을 통하여, 181.4톤의 장력과 압축력을 지원하며 150개의 컨테이너 그리고 궤도 조건에 따라 4,717톤까지 연결하여 긴 화물열차를 운영하는 것이 가능하다. 각각의 차대는 대차에 커플링 되는 특허를 받은 전부 및 후부 리시버 박스(receiver box)를 가지고 있으며 기존의 철도 브레이크 장치와 상호호환될 수 있는 공기 파이프도 장착하고 있다.

<차재(chassis) 대차와의 연결>

？ RailRunner사는 냉동 컨테이너를 위한 차대도 개발했는데, 이 장치에는 제거 가능한 측면-설치 제너레이터와 고용량의 연료탱크가 장착되어 있다. 이것을 통하여, 컨테이너에 엿새 동안 방해받지 않고 전원을 공급할 수 있다.

？ 기본적으로 필요한 터미널 설비는 6m 길이의 접근용 도로와 36톤의 도로용 트레일러를 수용할 수 있는 편평한 궤도로 구성된다.

？ RailRunner사의 철도용 대차와 도로용 컨테이너 차대(컨테이너와 그 무게는 제외함)를 합한 무부하 중량(tare weight)은 약 11.4톤으로, 전형적인 미국의 환적용 화차 무게인 27.2톤과 비교된다. 이 대차는 미국에서 170km/h까지 시험 되었고 112km/h의 속도까지 운행되도록 승인받았다.

？ 또 다른 RailRunner 제품의 장점은 컴팩트한 구조인데, 열차 운행 중에 유닛 사이에 적재화물당 1m만 추가된다는 것이다. 북미지역에서 전형적으로 사용하는 3,000m 길이의 트레일러-온-플랫카(TOFC, Trailer On FlatCar)는 155개의 16.2m 길이의 트레일러를 수용하지만 RailRunner사의 열차는 같은 길이에도 177개의 트레일러를 적재함으로써 용량 면에서 14% 정도의 증가가 있다. 이것을 통하여, 열차 길이가 더 짧은 나라에서도 이용할 수 있다는 장점이 있다.

？ RailRunner사는 미국에서 Norfolk Southern사에 의해 성공적으로 시험운행을 완료했다. Norfolk Southern사는 이 시스템을 플로리다주의 잭슨빌과 인디애나주의 포트웨인 지역을 운행하는 환적서비스에 이것을 적용했다. 지난해, Norfolk Southern사는 확정된 시스템이 유럽지역에서의 사용이 적절한지 그리고 상호환성 기술사양(TSI, Technical Specification of Interoperability)에 적절한지를 독일의 T？V사에 연구 의뢰했다. 또한, RailRunner사는 그들이 개발한 시스템이 유럽 전역에서 운행될 수 있도록 바이모달 장치를 위한 상호환성 기술사양(TSI) 일치 인증을 추진한다고 지난달 선언했다.

- 스웨덴 화차 제작회사인 Kockums Industrier사에 의해 개발된 Megaswing

？ Megaswing 화차는 두 개의 섹션으로 구성된다. 포켓 섹션은 빙 돌아다니며 그 자체가 낮추어짐으로써 화물트럭이 트레일러의 방향을 돌려 화차로 이동하도록 한다. 일단 다리에 의해 지지가 되는 트레일러가 해체되고 트랙터 유닛이 제거되면, 포켓 섹션은 원위치로 피봇된다. 이 화차는 각 코너에 제어박스를 가지고 있어 포켓이 화차의 각 측면으로부터 적재되도록 한다.

Megaswing Wagon>

？ 움직이는 부분은 유압시스템에 의해 작동되고, 오일 누유를 방지하기 위해 전기 펌프에 의해 구동되는 유압장치로 내부적으로 밀봉되어 있다. 화차는 4개의 코너 어느 쪽의 전원공급부에도 연결되어 있기 때문에, 몇 개의 연속되는 화차들이 연결되어 하나의 전기회로를 구성할 수 있다. 3상 400V 50Hz의 전원이 이 화차를 구동시키는 데 필요하다.

？ 4축의 Megaswing 무부하중량(tare weight)은 단지 24톤 미만이며, 이것은 유럽연합 도로에 허용되는 어떠한 완전 적재상태의 트레일러도 적재되고 운반될 수 있으며 크레인이나 리치 스태커(대형 적재장치, reach stacker)같은 외부적인 장치를 사용하지 않고도 적재될 수 있음을 의미한다.

？ 이것은 Megaswing 운영에 사용되는 고정비용이 화차 그 자체의 비용임을 의미하며 이 시스템을 운영하는 데 필요한 유일한 시스템은 궤도를 따라 설치된 도로를 가진 접근도로임을 의미한다.

？ Megaswing의 중요한 장점은, 크레인이 불필요한 트레일러를 포함한 G1 적재 게이지 내의 어떠한 도로용 트레일러도 수용할 수 있다는 것이다. 왜냐하면, 화차는 측면으로 적재하기 때문이다. 열차는 급전된 측선에서 화물 하역이 가능하기 때문에, 전기를 급단전할 필요가 없다. 화물 적재에는 단지 5분 정도가 소요되며 반면에, 화물을 내리는 데에는 3분 정도 만에 완료 가능하다.

？ 대부분의 최근 유럽연합 포켓 화차의 설계에서 일반적인 것처럼, Megaswing은 270mm의 화물 높이를 가지고 있으며 4축의 단독 화차 또는 6축의 연접된 2대 한 유닛에서도 이용 가능하다.

？ 필수적으로, Megaswing은 기존의 환적 화차보다 매우 비용이 비싸고 약 50% 이상의 유지보수가 더 소요되지만, 아주 높은 수준의 유연성과 감소한 화물 하역시간 그리고 고정된 터미널 비용의 감소 등에 의해 그 균형을 맞출 수 있다.

- 독일의 CargoBeamer사

？ 독일의 CargoBeamer사는, 현재의 화물트럭 교통량의 60%까지 수용할 수 있고 36량의 화차 열차에 적재하는데 단지 15분밖에 소요되지 않는 신속하고 효율적인 터미널 솔루션을 개발함으로써 이 문제를 극복하려고 시도했다. 결과적으로, 단독의 화물 유닛을 이동시키는 비용을 10%까지 절감해 내었다.

？ CargoBeamer사는 독특한 평행 하역시스템(parallel loading and unloading system)을 이용한다. 화물트럭은 그것이 정지된 대기용 팔렛(waiting pallet)이 있는 터미널로 이동되어 열차로 쉽게 옮겨 실어질 수 있도록 화물트럭에서 화물용 평행시스템(parallel system)을 이동시킨다. 그다음, 트럭은 열차가 아직 도착하지 않은 상태이더라도 터미널을 떠날 수 있다. 일단 이 작업이 완료되면, 화물은 동시에 하역할 수 있으며 이 작업은 완료하는데 단지 15분 정도만 소요되며, 이 시간은 크레인을 이용하는 시간의 1/10 정도이다.

？ CargoBeamer사의 시스템은, 그 작동이 가공 전차선에 방해를 받지 않기 때문에 급전된 노선에서도 경쟁력이 있다. 또한, 터미널은 기존의 환적 지점보다 공간이 덜 필요하다.

<1. 화물트럭이 CargoBeamer 터미널로 들어가고 대기용 팔렛(waiting pallet)에 화물을 내려둔다. 그다음 열차를 기다리지 않고 즉시 터미널을 떠난다.>

<2. CargoBeamer의 독특한 평행 하역시스템(parallel loading and unloading system)이 트레일러를 싣고 열차로 가며, 15분 소요된다.>

<3. 그다음, 열차가 그 위치로 입환되거나 화물기관차에 연결된다.>

？ 유럽연합 마르코폴로 Ⅱ 프로그램으로부터 자금지원이 되는 발틱해 철도를 위한 효율적 세미-교통수단(Estrab, Efficient Semi Transport on Rail Baltica) 프로젝트는, CargoBeamer 시스템이 최초로 적용되는 프로젝트이다. 2010년 9월에 완성된 라이프치히의 CargoBeamer 최초 터미널과 교차하면서, 호환되는 노선이 네덜란드 로테르담에서 동서부까지 폴란드와 리투아니아를 관통하여 라트비아 리가까지 운행될 것이며 또한, 폴란드 국경에 인접하고 있기 때문에 내년 개장 예정인 라트비아 모스크바의 터미널에 의해 연결될 것이다.

？ CargoBeamer는 DB Schenker사, 리투아니아의 Achema 그룹과 공동으로 작업을 진행 중이며 현재 이 프로젝트는 시험 중으로 2014년에 완전한 서비스가 시작될 것으로 예상한다. 동유럽 시장에만 이 시스템이 적용 가능한 이유는 궤간 변환 이동시스템으로서만 작동되는 이 시스템의 용량 때문이다. 환적시간은 엄청나게 단축되었는데, 현재에는 중부 및 서부 유럽에서 사용되는 표준 궤간(1,435mm)과 동유럽과 러시아에서 사용되는 광궤(1,520mm) 간을 이동하는데 이틀에서 사흘 정도까지의 많은 시간이 소요된다. CargoBeamer의 평행 하역시스템(parallel loading and unloading system) 메커니즘은 모스크바 터미널에서 한 시간 이하로 작업시간을 줄일 수 있을 것이다.

？ 2014년까지, CargoBeamer사는 도로에서 철도로의 화물을 톤/km 당 700백만 화물을 이동시킬 것으로 평가되며 앞으로는 더욱 증가할 것이다. 이 회사는 결국에는 유럽 전역에 걸쳐 200개의 열차를 이용할 수 있는 70개의 터미널을 설치하여 철도화물 운송으로 화물 운송을 유인하고 비용을 절감하며 도로를 운행하는 화물트럭이 차지하는 물동량의 많은 부분을 회수하기를 희망하고 있다.

③ 참고자료

1. http://www.nxtbook.com/nxtbooks/sb/irj0411/index.php