“대기오염과 인구고령화 등의 문제가 발생하면서
고효율·친환경 운송수단에 대한 관심이 높아지고
바이모달 트램이 차세대 대중교통으로 떠오르고 있다.”
철도가 버스와 택시를 대체하는 미래형 교통수단으로 진화하고 있다. 특히 선진국에서는 환경문제와
교통약자를 배려하기 위한 수단으로 트램을 도입하는 추세다. 우리나라는 2013년 자가발전시스템을 갖춘
바이모달 트램을 개발했으나 실용화에 어려움을 겪어왔다. 본 연구를 통해 바이모달 트램의 안전성과
신뢰성이 확보되었으며, 친환경 교통수단으로서의 기술력을 갖추는 등 대중 앞에 당당히 나설 준비를
마치게 됐다.
바이모달 트램,
친환경 교통수단으로 떠오르다
대기오염과 인구고령화 등의 문제가 발생하면서 고효율·친환경 운송수단에 대한 관심이 높아지고 있다. 이러한
때, 환경오염을 줄이고 교통약자를 배려하는 바이모달 트램(Bimodal Tram)이 차세대 대중교통으로 떠오르고
있다. 바이모달 트램은 버스와 지하철의 장점을 결합한 저탄소 녹색차량이다. 예정된 시각에 출발하고 정확한
시간에 도착하는 철도의 장점과 운행이 유연하고 접근이 쉬운 버스의 장점을 결합했다. 바이모달 트램은 초음파
센서로 거리를 측정하기 때문에 플랫폼에 정밀하게 정차할 수 있고, 전체 차륜 조향시스템을 통해 모든 바퀴
방향을 조작할 수 있어 수평 정차가 가능하다. 또한 4~5m 정도의 간격으로 일정하게 설치된 영구자석을 따라
자동으로 움직이는 것은 물론 전자기 안내 방식으로 동작하여 악천후 속에서도 안정적으로 운행할 수 있다.
뿐만 아니라 1일 최대 수송량 기준 2,500~7,000여명이 탑승할 수 있는 것도 장점이다. 우리나라는 다년간의
국책과제로 ‘유로-5’ CNG 엔진을 탑재하여 자가발전시스템을 갖춘 바이모달 트램을 개발했다. 그러나 2016년
부터 도입되는 상용 차량의 배기가스 기준인 ‘유로-6’에 적합하지 않고, CNG 충전이 어렵다는 이유 등으로 실
용화를 미뤄왔다. 그래서 바이모달 트램을 실용화하기 위해 성능 개선으로 안전성 및 신뢰성을 획득하고, 배출
가스 절감 등 친환경성 강화에 등 노력을 기울였다.
차량개조로 성능 향상,
내구성테스트로 신뢰성 검증
바이모달 트램의 실용화 기술개발을 위한 연구는 크게 ‘차량 개조를 통한 성능 향상 및 안전·환경인증 획득’
과 ‘내구성 평가를 통한 신뢰성 검증’ 두 가지 단계로 진행됐다. 연구진은 제품의 성능향상을 위해 가장 먼저
차량 2대를 개조했다. 도시 곳곳을 다니며 도시의 심벌이 될 대중교통인 만큼 외형 디자인을 더욱 미래지향
적이고 세련되게 개선했다. 또한 엔진을 ‘유로-6’에 맞춰 클린디젤 엔진 발전기로 교체했으며, 차량의 추진시
스템을 최적화해 유해 배기가스 배출을 저감하고 저공해·저소음·고연비를 달성했다. 차체 소재에 내부식
성이 강하고 재활용률이 높은 알루미늄을 적용했으며, 차량 경량화로 인해 주행성능과 연비가 향상되는 효
과를 얻었다. 2축 및 3축 독립구동방식에 적용된 4개의 모터와 기어박스는 1개의 모터·기어박스를 이용한 3
축 단독구동방식으로 변경함으로써 차량의 정비 및 점검 포인트를 낮추고 유지보수성을 향상시켰다. 마지막
으로 차량의 구성품인 배터리와 유리, 내장재, 전기장치 등의 구성부품을 안전·환경인증에 적합하도록 개
발했다. 차량 개조를 통해 제품의 성능을 향상시킨 후에는 내구성 평가를 통해 신뢰성을 검증했다. 테스트는
기능· 성능 시험, 환경인증 및 안전시험, 내구성테스트 등의 단계로 진행됐다. 특히 엄격한 테스트를 위해 일반도로와 고
속도로에서 내구성 시험을 수행했으며 도출된 결과를 반영하여 설계를 보완하고 최종 양산화를 진행하였다.
이렇게 개발된 바이모달 트램은 2016년 국립환경연구원의 환경인증서와 교통안전공단에서 발부하는 안전검사 및 환경
인증서를 획득해 신뢰성을 인정받았다. 본 연구는 실용화 단계를 앞두고 있다. 2015년 인천국제도시의 ‘청라-강서 간 BRT
노선’에 바이모달 트램을 도입해 시험운행을 마쳤으며, 현재 세종특별자치시 BRT노선에 바이모달 트램이 도입되어 운행
중이다. 또한 싱가폴과 동남아시아 국가들과도 기술적용 협의를 진행 중이다.
유로6에 맞춘
클린디젤 하이브리드 도입
바이모달 트램의 기술은 세계적인 수준으로 해외 동일한 시스템 대비 10% 이상의 가격 경쟁력을 확보한 것으로 나타났
다. 전차륜 조향시스템을 장착한 하이브리드 굴절버스의 경우에는 네덜란드에서 운행 중인 버스가 유일하며, 바이모달
트램은 세계에서 두 번째로 개발된 차량이다. 또한 차량에 실시간 모니터링을 위한 차량운영관리시스템을 적용했으며,
승·하차시 안전을 위한 PSD(스크린도어) 시스템 연계가 가능하고 ‘유로 6’에 맞춘 클린디젤 하이브리드 도입으로 배출가
스를 저감하게 되었으며, 등판능력 20%, 최소회전반경 11.4m 등 유연한 선로선형 확보로 자연지형의 변형을 최소화할 수
있게 됐다. 나아가 전용도로 외에 혼용도로에도 주행이 가능하여 접근성을 극대화했다. 대중교통수단으로서 바이모달 트
램의 편의성은 뛰어나다. 전용도로 외에 혼용도로의 주행이 가능하여 접근성이 좋아졌고, 초저상 구조 및 정밀정차 구현
으로 수평승하차가 가능하도록 설계됐다. 향후 바이모달 트램의 실용화 기술을 바탕으로 3량 이상의 다관절 차량 개발이
용이해진 것은 물론 세계시장에서도 선제적으로 대응할 수 있을 것이라 예상된다.
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