1. 문제점

 

이 논문은 새로운 교통시스템을 현재의 교통시스템에 혼합시키는 유망한 솔루션에 대해 논의함

- 현재의 도시 교통시스템의 특징은 점차 악화하고 있으며 변화시키기 어렵다는 것에 있는 것과 현재 도입되는 솔루션 대부분은 악화하는 교통 문제를 풀기에는 역부족임

 

○ 아래 그림은 20년 동안에 걸친 교통시스템별 특징과 그 성장을 보여줌

 

 

- 적색의 가로 선은 시간에 따른 미국의 인구증가율임(약 24%)

- 인구 증가율에 따른 분야별 증가 특징을 논하고 있음

 

○ 사고율 : 사고의 수가 감소하고 있으나, 충분하지 않음

- 연간 4만 명의 사람이 미국의 도로에서 죽음

(예, 베트남 58,159명, 이라크 4,334명, 9/11 테러 2,993명)

- 도로교통 사고는 5세~44세 나이의 사람의 죽음의 원인으로 세계 3위임

- 인구 십만 명당 사망률이 미국보다 낮은 나라가 60개 이상이며, 안전을 강화시키는 것이 핵심적인 문제임

 

○ 대중교통 이용률 : 인구보다 약간 증가했지만, 승용차 이동거리보다는 작음

- 노력은 했지만, 기대에 미치지 못함. 최근에는 휘발유 가격 인상으로 대중교통 이용이 약간 증가함

- 승용차 이용자에게 돈을 허비하는 지속 가능하지 않은 행위들은 세금에 기반을 둔 보조금의 감소에 의해 악화하고 이것은 증가시켜야 할 정시성의 서비스 약속을 줄여야 하는 것으로 귀결됨

- 보조받는 대중교통시스템은 불리한 가격정책의 피해자가 될 필요도 있지만, 지속 가능한 교통시스템은 변화하는 수요를 만족하게 하고 적어도 운행비용은 해결해야 할 것임

 

○ 교통분야 에너지 이용률 : 인구증가율보다 50% 더 빠르며 사용하는 에너지의 많은 양이 외국에서 수입됨

- 교통수단 이용 에너지의 96.6%가 휘발유 기반이므로 문제가 큼

- 값싼 석유자원이 감소하고 중국이나 인도가 석유를 많이 사용함에 따라, 석유 가격은 급속도로 상승하고 심각한 문제를 가져올 것임

 

○ 혼잡으로 말미암은 지체율 : 더욱 많은 도시가 러시아워 문제에 직면해짐에 따라, 이것은 인구의 2배 이상 증가하고 있으며 혼잡 때문에 매년 3.5조의 man/hour를 허비하고 있음

- 덴버시의 경우, 6차선~8차선으로의 확장, 경전철 등을 통한 개선 이후에도 건설 전과 비슷한 혼잡으로 고생하고 있음

- 역설적이게도, 나쁜 교통조건에[서도 경전철은 자동차를 이기지 못함. 이것은 경전철은 단지 속도가 25mph 이하이기 때문임

- 경전철 2개 노선의 비용은 8차선 고속도로를 건설하는 것과 비슷하며 수송량은 더 적음

 

○ 승용차 여행 이동률 : 인구보다 거의 3배로 증가함

- 이러한 승용차 사용의 증가는 지속가능적이지 않음(사용된 에너지가 중요한 문제임)

- 자동차 이용으로 말미암은 문제 : 사고와 혼잡은 빼고, 부동산/인프라시설 문제와 자동차 제작상의 문제가 그것임

- 자동차 한 대는 4개의 주차장이 필요함 : 집, 직장 그리고 간헐적으로 사용하는 2개 장소

- 인프라시설(포장과 지붕이 필요함) 비용과 거리, 도로, 고속도로 건설비용은 어마어마함

- 자동차 운행을 위해 필요한 부동산은 다른 시설의 비용을 증가시키고 도시생활의 질을 감소시킴. 고속도로 비용은 사고 감소를 위해 설계 표준이 향상되고 있음

- 추가로, 인프라시설을 지원하기 위한 세금 수입도 수요를 맞추지 못하여 세금을 올리거나 톨게이트 비용을 더 올려야 함

- 승용차 소유로 말미암은 사회적 비용은 자동차를 더욱 지속 가능하게 만들수록 증가함. 이제 승용차 소유가 정말 가치가 있는 것인지에 대한 진지한 검토가 필요함

 

○ 물류비용 : 인구 증가율보다 매우 가파르게 성장함

- 물류비용은 우리 경제에 많은 영향을 끼침. 이유 중의 하나는 우리가 많은 양의 화물을 철도가 아닌 트럭으로 운반하기 때문임. 철도는 화물이동에 좋은 수단이지만, 철도노선 마지막 부에서 화물을 모으고 분산하는 인프라시설이 부족하기 때문임

- 해상운송도 비슷한 문제가 발생하는데, 항구에서의 화물 취급비용이 바다에서 이동되는 비용을 초과함. 이러한 것은 컨테이너 선박에 의해 변화되었는데, 철도에도 이러한 변화가 필요함.

 

○ 온실가스 방출 : 교통분야는 미국 전체 방출량의 34%임

- 교통과 관련된 온실가스를 감소시키려면 교통분야에서 사용되는 에너지의 양을 줄일 뿐 아니라 에너지원의 변경이 필요함

 

2. 솔루션

 

○ 기존의 교통수단은 솔루션이 되지 못함

- 자동차만큼 사용하는(허비하는) 에너지(열차와 버스가 대부분 빈 채로 이동함)

- 인프라시설 건설비용이 비싸고 많은 땅과 자원이 필요하며 온실가스에 악영향을 끼침

- 대중교통수단이 혁명적으로 변화되지 않으면, 대중교통 이용률이 낮은 기존의 미국 역사를 극복하기 어려움

- 고속철도와 항공교통은 장거리에는 좋은 솔루션이지만, 목적지가 한 곳에 지정되어 있으며 도시교통에 도움이 되지 못함

 

○ 새로운 대중교통 모델 개발의 필요성 대두

- 아직 우리가 [stagecoach] 모델을 사용하는 것이 극복되어야 함

- 이 모델은 설계된 정거장에 고정된 노선으로만 운행함. 원하는 출발지와 목적지를 선택할 수 없어서, 이 모델에 의하면 자동차가 대형화되고 철도역에 모두 정차하고 코리도를 통과해야 함. 이것은 약간 부드러워지며 속도도 약간 상승하지만, 서비스의 질은 좀처럼 향상되지 않음

- 50km/h의 최고속도와 빈번하게 정차하는 철도시스템의 경우, 평균속도는 25mph임. 현재의 노면 전차는 평균속도가 10mph 미만임.

- 대중교통이 전체 교통모드 점유율의 4%임을 부정할 수 없음. 이 모델은 해체되어야 하며 그것을 수정하여 새로운 모델을 구축해야 함

 

○ 기다리지 않고 목적지까지 신호 대기 없이 진행할 수 있는 대중교통시스템인 PRT(personal rapid transit)가 5년 전에 개발되었으며 가이드웨이 시스템을 따라 운영되는 자동 무인운전 택시 콘셉트임

 

○ PRT가 작금의 교통문제를 해결할 수 있는 이유

- 높은 수준의 서비스와 승용차로부터 운전자를 유인할 수 있음

- 다른 교통수단에 비해 1/3의 에너지만 사용

- 전기전원을 사용하므로, 전력 그리드로부터 재생에너지로 변환시킬 수 있음

- 기존의 대중교통수단보다 100배 정도 안전한 것으로 증명됨

- 고가 또는 지하 터널 가이드웨이는 부동산을 많이 차지하지 않거나 이웃에게 피해를 주지 않음

- 작은 차량의 크기는 최소의 인프라시설만 필요함

- 자동화된 T-Pod(transportation pod)는 하루에 5회 이상 재사용되므로 자원의 효율적 이용과 주차의 필요성을 감소시킴

- 비피크시간대에는, 사용하지 않는 T-Pods는 역이나 기지에 대기하므로 손님이 없는 상태에서는 운영되지 않음

 

히드로공항 ULTra 역과 T-Pod

 

마스다르시의 2getthere T-Pod

 

Skyweb Express의 T-Pod

 

3. PRT의 3가지 역할

 

○ 캠퍼스 타입

- 최초의 PRT 방식은 상대적으로 제한된 지역에 높은 이동 수요를 가진 지역에 제한됨

- Morgantown PRT시스템(1975년 웨스트버지니아 대학교 개통), Masdar PRT시스템 (2009년 후반기 아랍에미리트 개통), Heathrow Airport PRT 시스템(2010년 봄 개통)이 이 범주에 해당함

- 최초에는 높은 속도와 이동범위가 필요하지 않았기 때문에 이 방식이 유효했음

- 축전지로 전원이 공급되고 3초 이내의 배차간격을 유지하면서 철도 형태의 벽돌벽 정지 형태를 보임

- 현재, PRT Consulting사는 콜로라도 스프링스 지역 Fort Carson Army에 이러한 캠퍼스 형태의 PRT시스템을 제안함

 

<경전철, 통근형 도시철도 그리고 PRT시스템의 비교>

	유타주 Mid-Jordan 경전철 연장	콜로라도 주 Dulles Rail 프로젝트	Fort Carson PRT 프로젝트
궤도연장	복선, 11마일	복선 23마일	단선 23마일
역 수	9	11	35
일 승객량	9,500	60,000	53,500
투자비용	$428,300,000	$5,200,000,000	$522,400,000
비용/연장(마일)	$19,468,000	$113,000,000	$22,713,000
비용/역	$47,590,000	$472,700,000	$14,926,000
승객 1인당 비용	$150	$290	$33

 

○ 기존 철도노선의 지선 형식 

- 사람들의 인식 : 철도보다 버스를 선호하는데, 그것은 철도가 더 신속한 서비스를 제공하려면 역이 적어야 하기 때문임. 철도시스템에 버스 지선을 도입하는 것은 너무 길고 예측 불가능한 대기시간 때문에 원활히 작동하지 않음

- 이 딜레마는 철도시스템에 지선 개념으로 PRT시스템을 도입하면 해결됨

- 사람들은 이 전체의 시스템을 하나의 결합한 시스템으로 인식하는데, 그 이유는 PRT시스템이 1분 이내의 대기시간을 제공하기 때문임

- 철도 역에 대한 비용 절감은 PRT시스템을 더욱 장거리로 설치하여 신속하게 운행되면 제거됨

- 아래 그림은 결합한 시스템이 높은 안락함과 서비스 수준을 제공할 수 있음을 보여주며 도보 이동지역의 가치를 더욱 상승시키는 부수적 효과도 있음

 

 

- 미국 Swedes 지역이 이 콘셉트의 선두주자이며 통근형 열차와 중심상업지구와의 PRT 시스템 연결을 심각히 고려중임

 

○ 도시 광역 교통 형태

- 도시 차원의 운송수단이 되려면, PRT시스템은 40km/h 이상의 속도와 배차간격이 약 1초 이내여야 함

- 현재의 PRT 콘셉트로는 이것이 불가능하지만, 이론적으로 가능할 것으로 보임

- PRT 시스템은 대중교통수단 이용률을 상당히 증가시키며 기존의 교통수단에 비해 1/3 정도의 에너지를 소비하기 때문에 사용되는 에너지와 배출가스 감축에 상당히 도움이 될 것으로 보임 또한, 교통혼잡과 사고를 줄임

 

4. 극복해야 할 과제

 

○ PRT시스템은 교통문제 해결에 상당한 영향을 끼칠 수 있지만, 정부의 강력한 의지가 없으면 오랜 시간이 걸리거나 진행되지 않음

- 지난 3년간, Heathrow Airport에서 파일럿 시험이 진행되었지만, 세계적으로 진행된 곳은 2곳 뿐임(아랍에미레이트 마스다르시의 탄소중립도시와 한국 순천만임)

- 4개 업체 중 3개 업체가 상업적으로 진출했지만, 재무적 안정성은 불명확함 (영국공항공단 BAA는 재무적으로 힘들며 Heathrow시스템 확장에 빨리 나설 것 같지 않음. 마스다르는 경제 위기가 발목을 잡지 않는다면 빨리 진행될 것으로 보임)

- 너무 빨리 진행되거나 갑작스럽게 서두르는 것에 대한 두려움이 PRT 시스템 개발에 문제를 발생시킬 수 있음. 마스다르 시는 세계적으로 주목을 받고 있으며 100개 역 2,000대의 T-Pod PRT시스템을 계획 중임. 만약 PRT시스템이 실패하면, 세계적으로 PRT시스템의 개발과 지속가능성에 문제가 될 수 있음

 

○ PRT시스템의 개발에는 2가지 장애가 있음. 하나는 연구적 저항과 도시 전체에 적용되는 실적이 부족한 것임

- 연구적 저항 : 지방 정부기관은 PRT시스템이 가져다주는 편익에 대한 이해가 부족하거나 적용방법을 모르기 때문에 시스템 도입을 주저함. 교통기관은 현재의 어려운 상황을 유지하는데 초점을 맞추고 있음. 이러한 경향이 PRT 시스템이 가장 적절한 장소가 아닌 개방적 사고의 지방에 초기 시스템이 설치되도록 함. 그러므로 대규모 PRT시스템의 적용을 위해 미국 내에 2~3개의 최상의 베스트 프랙티스를 발굴하고 모든 난관을 극복할 수 있는 점에서 기회를 개발하는 것이 필요함. 지방 및 연방정부가 민간회사와 공동으로 적용 결론을 내는 것이 필요함.

- 국가적 차원의 검토가 필요하며 최초에는 100개 정도까지 PRT시스템 대안에 대한 검토가 필요함. 각 시스템에 대한 구분 척도를 통해 평가되고 5~10개 정도의 시스템 대안을 추출해야 함. 이에 대한 사전 타당성 조사가 먼저 시행되어야 함. 이 연구에는 공공의 참여, 비용/편익 분석, 노선과 역의 위치, 파이낸싱 그리고 극복해야 할 과제가 포함됨. 2~3개의 PRT시스템 대안이 이 사전 연구로부터 추출되어 함. 그다음, 세부 타당성 연구 및 마스터 플랜이 수립되어야 함. 이것을 통해, 2~3개의 최적 PRT시스템 설정뿐 아니라 설치과정에 필요한 토지작업의 완료를 기할 수 있음. 이렇게 해야 커뮤니티 내의 수용성, 재무적 타당성과 높은 B/C율을 가질 수 있으며 환경적으로 타당할 것임.

- 요약하면, 미국 내에서 매우 적정한 비용으로 시스템 설치에 속도를 낼 것이며 정부가 직접 시스템 설치에 개입되지 않도록 할 것임. 스웨덴의 경우, 스크리닝을 통해 최종 후보지 4개 도시를 선택함.

- 규모의 문제 : 이 문제는 최초의 소형 PRT시스템이 도시 차원으로 규모가 커지지 못하는 문제점임. 중요 요인은 속도, 배차간격 그리고 제어시스템임. 속도와 배차간격 문제는 시험선과 최초 설치 경험으로부터 해결 가능함. 대규모 제어시스템은 시뮬레이션에 의해 해결 가능함. 그런데 이 시뮬레이션은 대규모 적용 없이는 고려하는 것이 불가능하기 때문에 아직도 검증된 적이 없음. 우리는 도시 차원의 적용을 위해 필요한 PRT 용량을 검증하기 위한 방법론을 개발함. 이 방법론의 핵심은 파일럿 시스템을 시뮬레이션과 통합시키는 지적재산권의 프로토콜임.

 

5. 결론

 

○ 현재까지 고려되고 있는 대중교통 문제 해결의 가장 좋은 솔루션은 매우 효율적이지 않거나 특별한 문제를 가지고 있는 것임. 동시에, PRT 시스템은 지난 30년 동안 공공 서비스를 통해 시스템이 검증되었으며 상당한 발전이 되었음. 현대의 PRT 산업은 활성화되지 않았지만. 우리는 미국 정부가 이 기술의 타당성 평가와 신속한 설치를 위한 조처를 할 것이라 믿고 있음.