1. 도입

ㅇ 레일에 기반을 둔 교통시스템은 효율적이고 매력적이지만 그것은 부분적으로 자동차와의 경쟁 때문으로 나타난 결과이며, 1950년대에 많은 도시는 거리에서 철도의 레일 궤도를 철거하고 승객들에게 불편했던 역의 서비스 통합을 시작함

- 이러한 통합 작업으로 말미암은 대중교통의 경쟁력 하락이 많은 도시에서 서비스 하락과 시스템 이용 하강국면을 만들어냄

ㅇ 독일 칼스루헤도 비슷한 상황에 직면하여, 이 도시의 중요 철도역이 다른 지역으로 이전했고 자동차 중심 운영이 시작되어 대중교통은 효과성이 떨어짐

- 그 과정에서 교통계획가들이 아이디어를 낸 것은, 도시의 트램 네트워크를 지역 표준 레일 네트워크에 연결해 공용으로 운행하면 어떨지에 대한 것이었음

- 이 열차들은 도시 내부에서는 트램 궤도를 그리고 도시 주변 지역에서는 지역 철도 네트워크를 이용하는 것임

- 최초 노선에 대한 많은 계획 이후에, 1992년에 최초의 노선이 개통하여 엄청난 성공을 거두었고, 다른 도시에 이 접근법이 성공적으로 적용되었기 때문에 이 모델은 칼스루헤 모델(Karlsruhe Model)이라고 불림

ㅇ 본 연구의 목표는 트램-철도 공용(Tram-Train) 접근법을 성공적으로 적용하는 데 필요한 핵심 전략계획 요소를 확인하는 것임

- 이 연구는 기존 트램-트레인 시스템을 분석하고 교통계획 이론을 검토하여, 최종적으로 본 시스템이 유의미한 장소와 설치 권고사항 결정을 위한 체크리스트를 제공하는 것임

 

2. 시스템 정의와 범위

ㅇ 트램-트레인(Tram-Train)이라는 용어는 몇 가지 종류의 교통서비스 수단을 규정하는 데 사용되는 하이브리드적인 표현임

- 본 연구에서의 트램-트레인(Tram-Train) 시스템은, 도시 외곽과 시내 사이에 직접 연결되는 철도시스템을 의미함

- 즉, 도시 내에서는 트램 궤도를 달리고 트램 규칙을 따르지만, 도시 외곽에서는 기존 중량전철 궤도를 달리고 중량전철 규칙을 따르는 것임

- 이것은 트램-트레인(Tram-Train) 차량이 도시 내부에서는 트램을 그리고 도시 외곽에서는 중량전철을 공유한다는 것이며, 이 서비스의 중요 목적은 기존 인프라시설에 대한 극대화 활용임

ㅇ 트램-트레인(Tram-Train) 시스템의 종류는 3가지임

- A 타입 : 기존 트램과 혼용 운영하는 트램 궤도 그리고 기존 중량전철과 혼용하여 운영하는 중량전철 궤도(예, 독일 칼스루헤와 카젤 레지오트램)

- B 타입 : 기존 트램 네트워크가 없는 도시의 시스템으로, 도시 중심부 네트워크에서는 혼용 운영하지 않고 중량전철 궤도에서는 중량전철 궤도와 혼용 운영함(예, 독일 자브뤼켄의 자반)

- C 타입 : 도시 중심부나 외곽 지역에서는 전용 궤도로 운영되고 혼용하여 운영되지 않음(예, 파리 T4와 헤이그 란트슈타트 레일)

 

3. 트램-트레인 서비스의 수요

ㅇ 트램-트레인(Tram-Train) 접근법은 도시 트램과 지역의 중량전철 인프라시설을 연결하여 교통 문제를 해결하기 위해 고안된 것으로,

- 도시 내부와 외곽을 직접 연결하여, 운행시간을 단축하고 편안함을 도모하여 질 높은 서비스를 제공하고 효율성을 높이는 것이 목적임

ㅇ 트램-트레인(Tram-Train) 시스템은 일반적으로 도시와 외부 지역의 기존 인프라시설에서 운영되므로, 투자 비용이 감소하고 경량의 차량을 사용함으로써 운영비용이 저렴함

- 이러한 장점 때문에 많은 사람이 외곽 지역을 사용하지 않는 도시에 적절한 솔루션이라고 믿은 적이 있지만, 칼스루헤의 성공적인 적용 이후 이전의 몇 가지 프로젝트는 모든 경우에 적절하지 않음을 보여줌

- 트램-트레인(Tram-Train) 접근법의 성공적인 적용은, 2가지 철도 인프라시설을 연결하는 하나의 시스템을 건설하는 물리적이고 조직적인 어려움을 주의 깊게 균형을 맞추는 것이 필요함

 

4. 연구방법론

ㅇ 본 보고서의 연구방법론은 다음과 같음

 

<연구방법론>

 

5. 트램-트레인(Tram-Train) 시스템의 역사와 확장

 

<유럽의 트램-트레인 시스템 운영 개소>

 

ㅇ 미국에도 오스틴의 캐피탈 메트로 레일과 뉴저지의 리버라인을 포함한 유사한 시스템 운영이 존재하지만, 미국 규칙에서는 이러한 시스템은 분리된 시간대에 운영됨

- 즉, 트램은 특별한 시간만 운영하고, 일반 철도차량은 다른 시간대를 사용함

- 많은 미국 도시들이 트램-트레인 콘셉트에 투자했지만, 매우 엄격한 차량 설계 사양 때문에 적용이 어려웠음

ㅇ 칼스루헤의 경험은 트램-트레인 접근법 성공의 중요한 시금석이 됨

- 처음에는, 이 도시에는 트램 네트워크, 독일 국영 표준 궤간의 지역철도 그리고 알바탈 철도(Albtal-railway)라고 불리는 협궤 민영철도가 운영됨

- 1910년 초, 칼스루헤 주요 철도역은 도시 외곽으로 이전했고 알바탈 철도 터미널 역도 새 지역으로 옮기게 됨

- 1950년대에, 주변 거리의 교통혼잡과 위계적인 위치가 철도와 트램 사이의 이동을 어렵게 했고, 이용객 수를 감소시켜 알바탈 철도의 경제적 위기를 가중시킴

- 알바탈 철도의 폐선을 막고자, 칼스루헤는 그것을 표준 궤간으로 바꾸고 도시의 표준 궤간 트램 네트워크에 연결하기로 함

- 이것이 도시 중심부와 외곽부의 직접적인 연결을 제공했고 서비스의 획기적인 변화를 이룸

ㅇ 알바탈 노선의 성공 이후, 칼스루헤는 더 많은 지역 노선에 트램-트레인 서비스를 확장하여, 오늘날 약 500km의 서비스 영업거리를 가지게 됨

- 흥미로운 것은 이용객 수가 높아졌지만 칼스루헤는 최근에 용량을 증가시키고 도시의 공공 보도 지역에 트램-트레인 차량으로 인한 피해를 감소시키기 위해 도시 내에 터널을 건설하기로 한 것임

- 이러한 칼스루헤의 트램-트레인 시스템 성공 사례는 많은 사전 교훈을 제공함

 

 

<칼스루헤 중심부>

 

<중량전철과 만나는 카젤의 레지오트램>

 

6. 트램-트레인 시스템 성공의 핵심요인

6.1 기존 조건

6.1.1 속도와 네트워크 범위

ㅇ 트램-트레인의 최고속도는 물리적 특성과 안전조건에 달렸지만, 중량전철 차량보다 차체 강도가 낮고 UIC 강도기준을 만족하지 않으므로 충돌 상황에서 수동적인 안전을 감소시킴

- 감소한 수동적인 안전에 대해, 시스템의 능동적 안전이 혼합운영에서 만족할만한 수준으로 개선되어야 함

- 이를 위해, 혼합운영에서의 특수한 규칙(TLNT-가이드라인)을 따라야 하고, 이것은 칼스루헤 시스템의 적용 이후에 독일정부가 확정한 것임

- 이 규칙에는 트램-트레인의 최고속도는 90km/h이며, 추가적 안전조건이 만족하면 100km/h도 가능하다고 함

ㅇ 트램-트레인의 평균속도는 35-45km/h로, 이는 기존 열차와 트램 열차를 혼합한 것이기 때문임

- 사람들은 일반적으로 고정된 여행시간 예산을 가지므로, 평균속도는 효과적인 네트워크 범위를 결정하게 됨

- 1일 1시간 1방향 최대 통근시간을 가정하면, 최대 시스템 범위는 도시 중심부에서 약 35-45km 정도의 범위임

6.1.2 용량과 능력

ㅇ 트램-트레인은 도시 거리에서 운영되고 다른 차량과 상호접촉하기 때문에, 트램과 같은 규칙이 적용됨

- 독일 [BOStrab](Bau- und Betriebsordnung fu Strassenbahnen) 규정이 전형적인 것으로, 이 규칙은 트램-트레인 차량의 최대 크기를 길이 75m, 폭 2.65m로 정함

ㅇ 승객 만족도를 감안, 차량의 용량은 약 112명으로, 95% 좌석, 20% 입석을 기준으로 함

- 차량 구동유닛이 2개일 경우, 용량은 약 225명으로, 그 본보기는 알스톰의 Regio Citadis 차량임

- 트램-트레인의 최대 시격이 10분이라고 가정하면, 이 시스템의 최대 교통부하 프로파일은 시간/방향당 약 1,400명에 달함

6.2 도시의 특성

6.2.1 도시의 크기

ㅇ 트램-트레인 시스템이 성공적으로 적용된 대부분의 유럽 도시는 인구가 약 100,000명~ 300,000명임

- 지역 메트로폴리스와 주변 지역을 운행하는 전형적인 트램-트레인의 기능은 고용, 쇼핑, 여가활동, 병원, 정부와 교육 등을 위한 도시 내로의 집중으로, 이것은 도시 중심부와 외곽 간의 교통 흐름을 집중화시킴

ㅇ 낮은 용량에 맞는 필요사양 때문에, 낮은 비용과 도시 중심부로의 직접 서비스로 말미암은 이용도의 증가는 트램-트레인을 더 효과적인 시스템으로 만듦

- A 타입은 기존 트램 네트워크에서 이용 가능하며(일반적으로 유럽 트램 네트워크는 100,000명~200,000명 사이임), B 타입은 도시 중심부에 새 트램 궤도를 건설함으로써 도입되는데, 이 경우 많은 사람이 트램을 이용하므로 신선 건설을 찬성함

6.2.2 적절한 도시 중심부 트램 코리도의 존재

ㅇ 트렘-트레인 시스템의 중요 성공요소 중의 하나는 중량전철에서 도시 중심부로 이 시스템이 운영되기에 적절한 코리도가 존재해야 함

- 대부분의 코리도는 우수하게 집중되어 있고 적절한 공간을 제공한다는 측면이 중요하며, 트램-트레인 열차가 보통 트램보다는 좀 크기 때문에 코리도가 아주 넓어야 함

- 궤도도 가능한 신뢰성 확보를 위해 전용선이 좋으며, 트램-트레인 열차의 전용선 운영은 기존 중량전철 궤도를 이용하므로 더욱 중요한 것임

ㅇ 도시 중심부 트램 코리도의 다른 중요한 고려사항은 트램-트레인 시스템 운영을 위한 용량임

- 만약 이 코리도의 교통량이 충분하지 않으면, 기존 트램보다 긴 길이의 트램-트레인 시스템의 추가는 어렵고 역설적인 말에 불과함

- 이것은 트램-트레인이 도보 흐름이나 교통을 막는 트랜짓 몰이나 도보 존에도 적용되므로, 코리도는 주의 깊게 설정되어야 함

6.2.3 활동 센터

ㅇ 도시 중심부에 직접 연결되는 것은 그곳에 충분한 교통 수요가 있을 때만 유의미한 것임

- 만약 도시 전체에 교통 흐름이 분산된다면, 트램-트레인 시스템은 많은 승객 서비스가 불가능하며 기존의 트램 네트워크가 더 좋은 옵션이 될 수 있음

- 그러므로 트램-트레일 시스템이 적용되기에 가장 좋은 도시는 고용, 쇼핑, 교육기관 등을 가진 높은 수준의 활동이 시행되는 명확한 도시 중심 센터가 있는 곳임

- 도시 중심부의 높은 활동센터 그리고 노선을 따라 존재하는 부도심 센터가 최적의 조건이 될 수 있음

 

<칼스루헤 도심과 철도역 코리도>

 

<카젤의 도심>

ㅇ 트램-트레인 시스템 노선은 도심 재개발에 긍정적인 영향을 미칠 수 있는데, 칼스루헤의 경우 2003년~2006년 사이에 300개의 새 가게가 문을 염

6.2.4 철도역과 활동센터 간의 거리

ㅇ 트램-트레인 시스템의 중요 요소 중의 하나는 중량전철 역과 도심과의 거리임

- 만약 도시 활동센터가 철도역 근처에 있다면, 트램-트레인 시스템의 효과는 추가적인 영향이 없어서 사람들은 도보를 이용하지 트램을 이용하지 않음

- 트램-트레인 시스템은 도시 활동센터가 철도역과는 상당히 떨어진 거리에 있을 때 효과가 크며, 철도역이 충분히 떨어져 있어야 사람들이 도심으로 진입하기 위해 트램이나 버스를 이용하게 되는 것임(1km 이상 또는 10분~15분 도보 거리 정도)

6.3 지역적 특성

6.3.1 도시로의 중심화

ㅇ 트램-트레인 시스템의 중요한 성공 요인 중의 하나는 도심으로의 강력한 지역적 집중화로, 이것은 외곽 지역이 주택이고 외곽 주민들은 도시에서 직장과 쇼핑을 함으로써, 교통 흐름이 도심으로 집중함을 의미함

- 만약 도시 근처에 활동센터나 외곽 도시가 존재한다면, 지역적 교통 흐름이 분산되어 충분한 효과가 발생하지 않음

6.3.2 인구밀도

ㅇ 연구원들의 평가에 의하면, 독일의 기존 트램-트레인 노선의 인구밀도는 이 시스템 도입의 밀도 개발을 위해 도입된 것임

- 인구밀도는 전체 노선에서 약 750미터 정도로 철도역 근처에 거주하는 사람과 그 길이로 분리되는 사람들의 수로 요약되며, 이것은 코리도 길이의 직선 km당 인구밀도를 제공함

ㅇ 즉, 짧은 코리도에서는 20,000명~30,000명 정도의 거주민 그리고 긴 코리도에서는 50,000명 이상의 거주민 인구밀도를 가짐

- 만약 그 거리가 약 1~2km이면 경량 트램-트레인 열차가 사용되는 것이 유리하고, 이 열차가 기존 열차보다 가속력과 에너지 소비량이 우수함

- 일반적으로, 트램-트레인은 모든 철도역과 트램 정거장에 정차하며, 트램-트레인의 정거장 거리와 정지 패턴은 향후 연구의 중요 주제임

6.4 기술적 이슈

6.4.1 지역과 접근 가능한 네트워크에 따른 시스템의 변화

ㅇ A 타입과 B 타입 트램-트레인 시스템은 도시 트램 네트워크와 표준 궤간 철도를 모두 운영하므로, 2개의 다른 급전, 신호 그리고 프로파일을 사용하여 운영 가능하도록 설계되어야 함

- 결과적으로 기존 철도차량보다 매우 복잡해지고 비용이 많이 소요됨

- 다른 시스템을 동시에 운영한다는 측면에서, 트램 궤도에서 철도 궤도로 바뀌는 특수한 지점에 필요한데, 그곳은 전력공급 변화, 레일 프로파일의 변화 그리고 다른 규정과 규칙 적용 등이 적용되어야 함

ㅇ 이러한 변경작업의 원활화를 위해, 트램-트레인 시스템의 타당성 결정이 중요한데, 첫 번째로 필요한 것은 네트워크가 연결될 수 있는 적절한 물리적인 위치가 되어야 하는 것으로, 즉 변화 인프라시설 설치에 적절한 물리적인 접근성과 충분한 공간이 확보되어야 함

ㅇ 트램-트레인의 중요한 성공 요소는 시스템 변환 지역 한 곳으로 네트워크 운영이 가능해야 한다는 것이며, 최상은 단 한 번의 인터페이스로 전체 중량전철 네트워크에 도달하는 시스템임

- 트램-트레인 시스템 타당성의 좋은 지표는 변환 지역 설치의 용이성과 접근 가능한 네트워크 간의 비율임

ㅇ 타당성 결정에 도움이 되는 몇 가지 기술적 요소에는 장애인 접근성, 플랫폼 높이, 차량과 플랫폼 간의 높이 차이, 구조 한계와 레일 프로파일 등이 포함됨

ㅇ 전력공급 시스템 변환은 표준 철도와 트램 네트워크 간 변환의 복잡성을 보여 주는 본보기임

- 일반적으로 트램은 750V 그리고 철도는 15kV 16.7Hz AC 또는 디젤을 사용하므로, 트램-트레인 열차는 2가지를 다 사용하도록 규정됨

- 그런데 해당 지역에서 표준 궤간 철도 노선에 여러 개의 전력시스템 사용이 가능해야 이 시스템 도입이 가능함(예, 카젤의 경우, 듀얼 시스템 차량으로 2가지 전력시스템 모두를 사용 가능함)

ㅇ 중요한 것은 트램-트레인 시스템의 타당성을 고려할 때, 계획가들이 반드시 인프라시설과 철도차량의 상호 적용성 여부를 주의 깊게 검토해야 한다는 사실임

6.5 기존 연결서비스의 품질

ㅇ 만약 승객이 지역 열차와 도시 내부 교통시스템 간의 환승이 필요한 경우, 계획가들은 거리, 교차, 계획 등과 같은 환승 프로세스의 품질을 반드시 고려해야 함

- 주요 척도는 환승 시간으로, 조화로운 시간표에 의해 우수하고 신속한 연결이 가능하면 트램-트레인 시스템의 효과는 배가됨

ㅇ 트램-트레인 시스템의 효과 분석시 중요한 점은, 지역 철도와 도시 교통 간의 기존 환승의 품질 향상을 평가하는 것임

- 칼스루헤의 경험이 전형적인 것으로, 알바탈 철도역과 주요 역은 도시 중심부에서 멀리 떨어져 환승 조건이 열악했으나, 지역 철도와 트램을 직접 연결함으로써 최상의 솔루션을 구축함

6.6 조직 간 복잡성

ㅇ 트램-트레인 시스템은 조직적인 문제도 복잡한데, 도시와 교외 지역 양 지역에서의 서비스 공급은 다른 관심사를 유발함

- 운영 수준에서, 다른 소유회사와 운영회사를 가진 다른 인프라시설을 차량이 운영하므로 예를 들어, 기관사는 여러 가지 네트워크에 맞게 훈련되어야 함

ㅇ 이러한 복잡한 시스템을 설치하는 것은 분야 간의 매우 우수한 협력관계 유지가 필요하며, 공통 영역을 찾는 것은 어렵지만, 반드시 해야 할 일임

- 만약 한 도시가 시스템 계획에 경험이 있다면, 이 분야의 전문적 역량으로 법률적인 진행을 계속하는 것이 필요함

- 이것이 트램-트레인 프로젝트를 지원하고 가속할 수 있는데, 이것은 독일과 프랑스의 설치 경험이 분명히 말해줌

6.7 전략적 계획

ㅇ 트램-트레인 시스템을 계획할 때, 전략적으로 사고하는 것이 중요함

- 예를 들어, 계획가는 기존선 연장과 지역 철도용 철도역의 이전 가능성을 개선하는 것과 같은 가능한 대안과 트램-트레인 시스템을 주의 깊게 비교해야 함

- 트램-트레인 시스템이 넓은 범위의 도시와 지역 교통계획에 부합하는지 여부도 잘 검토해야 함

ㅇ 프랑스 스트라스부르는 좋은 본보기로, 첫 번째는 기존 트램 네트워크 확장을 시도하고 그다음 2단계로 지역 표준철도와 연결하는 전략을 택했음

- 그러나 시스템 변경 지역에 터널 설치가 너무 비싸 몇 번 연기되었는 바, 스트라스부르는 철도역 이전 환경을 개선하기로 결정하고 트램 시스템 추가 연장을 결정함

7. 논의

ㅇ 트램-트레인 시스템은 많은 도시에 추가 적용되고 있지만, 특수한 조건이 만족하여야 성공하게 됨

- 이 시스템은 트램과 표준 중량전철 궤도에 혼용 운영이 되므로, 많은 인터페이스 문제가 발생하고 복잡성이 증가하며, 때로는 기존 네트워크 변화와 적절한 솔루션에 대한 타협이 필요함

- 또한, 기존 인프라시설을 이용하므로, 설치하기가 어렵고 비용이 많이 듦

- 칼스루헤나 카젤의 솔루션이 미래 시스템으로는 부적절하며, 복잡성과 비용 증가가 있다는 사실을 주목해야 함

ㅇ 트램-트레인 시스템의 성공적 도입은 많은 참여자 간의 특별한 협력이 필요한데, 시간과 우수한 조직적 협력이 필요하며, 도시와 지역의 계획 그리고 트램-트레인 계획이 통합되어야 함

- 정확한 조건에서, 트램-트레인의 효과는 나타나며 승객 수를 증가시키고 모달-시프트를 이룰 수 있음

- 도심으로의 직접 연결은 편안함을 향상시키고 여행시간을 줄이며, 직접 연결되지 않는 기존 철도시스템과의 우수한 환승 조건과 조화로운 계획표는 안락함과 우수한 연결을 제공함

ㅇ 트램-트레인 시스템은 이용객 수가 너무 높아지면 그 성공의 희생자가 될 수 있음

- 이 시스템은 용량 한계에 빨리 도달하며, 열차 운영을 자주 하게 되면 용량은 증가하지만, 운영비용 증가와 도심 혼잡이 증가하게 됨

- 유럽의 경험에 의하면, 트램-트레인 시스템은 도심 도보 지역 내에 상당한 방해를 유발하여 낮은 배차간격이 받아들여지지 않을 수도 있음

- 칼스루헤의 경우가 보여주는 것처럼, 도심부에 비싼 터널 설치가 필요할 수도 있음

ㅇ 본 연구의 일부로 만들어진 체크리스트는 계획가들이 트램-트레인 시스템이 도시의 좋은 옵션이 될 수 있을지를 일반적으로 검토할 수 있게 할 것임

- 계획 프로세스 초기 단계에 이 요소들을 검토하는 것은, 비현실적인 프로젝트와 시간을 아낄 수 있도록 할 것임

- 현재 계획 중이거나 건설 중인 트램-트레인 프로젝트의 수는 이 하이브리드 교통 모드 확장이 끝이 아님을 보여줌

- 여전히 트램-트레인 시스템을 위한 우수한 조건을 제공하는 도시가 존재하며, 이것은 트램-트레인 시스템이 미래의 시스템임을 의미함