국가철도공단 "차세대 혁신 기술로 미래 철도 선도" [2025 중원르네상스]

철도혁신연구원 신설... 연구개발 과제 발굴
초고속 교통 하이퍼튜브 시스템 개발
무정차 승하차 열차 기술 연구도 시작
수소에너지 활용 친환경 철도도 추진

삽교고가 위를 열차가 달리고 있다. 국가철도공단은 4차산업혁명시대 첨단 기술을 활용한 무정차 열차 시스템 등 미래철도교통 연구에 적극 나서고 있다. 국가철도공단 제공

세계는 인공지능(AI)과 사물인터넷(IoT) 등 첨단기술이 융합된 4차 산업혁명 시대를 맞아 혁신기술과 세계시장 선점을 놓고 치열하게 경쟁하고 있다. 철도 분야도 기존 교통시스템을 벗어나 미래 모빌리티 시대를 선도하는 첨단교통 수단으로서의 역할 재정립이 필요한 변화의 기로에 서 있다.

국가철도공단은 이런 흐름에 발맞춰 '철도혁신연구원'을 신설하고, 차세대 철도기술 개발과 철도 인프라 디지털 전환을 위한 미래모빌리티 선도형 국가 연구개발 과제를 적극 발굴, 수행하고 있다.

대표적인 연구 과제는 초고속 교통수단인 하이퍼튜브 시스템 개발이다. 하이퍼튜브는 공기저항이 거의 없는 아진공(0.001~0.01기압) 튜브 내에서 자기력으로 차량을 추진, 부상시켜 시속 1,000㎞ 이상 주행하는 미래형 교통수단이다. 공단측은 한국철도기술연구원과 함께 2027년 말까지 총 127억원을 들여 하이퍼튜브를 개발할 계획이다. 하이퍼튜브 핵심기술의 첫 단추인 '선형 전자기 추진 가이드 웨이' 기술을 확보하고, 튜브 인프라, 차량, 전력 및 신호통신 등 후속 기술을 개발한 뒤 실용화에 나설 참이다.

초고속교통수단인 하이퍼튜브시스템과 고속열차(KTX) 비교도. 국가철도공단 제공

공단은 무정차 승하차 열차 기술 연구도 시작했다. 철도서비스 공급을 위한 중간역의 정차 횟수가 늘면서 표정속도(전체 구간을 정차시간 포함한 총 운행시간으로 나눈 값)가 떨어지는 문제를 개선하기 위해서다. 연구의 핵심은 본선열차 주행 중 승·하차용 열차가 본선 열차와 분리 및 결합돼 본선 열차는 출발지에서 목적지까지 무정차로 운행하는 기술을 개발하는 것이다. 공단은 이를 위해 카이스트, 교통연구원 등과 공동으로 무정차 승하차 열차 기술 기획연구를 진행하고 있다.

수소에너지를 활용한 친환경 철도교통도 연구하고 있다. 궁극적 목표는 글로벌 경쟁력을 강화하고 해외시장에 진출하는 것이다. 이를 위해 총 289억 원을 투입해 2028년 말까지 국내 수소연료전지 및 2차전지 분야와의 기술융합을 통해 디젤기관차를 대체할 친환경 수소전기기관차를 개발할 계획이다.

친환경 수소전기동차 실증연구도 이달 첫발을 뗐다. 2027년 말까지 총 200억 원을 쏟아부어 한국철도기술연구원, 우진산전 등과 공동 개발한 뒤 2029년부터 무가선 구간인 경원선에 우선 투입키로 했다. 이어 2030년부터 기존 디젤열차를 순차적으로 대체해 화물운송에 투입, 운용할 예정이다.

K-철도의 위상을 향상시킬 한국형 열차제어시스템(KTCS-2)도 고도화한다. 순수 국내 기술로 2018년 개발한 이 시스템은 전라선 익산~여수엑스포 구간 시범 적용, 성공적으로 완료됐다. 아랍에미리트와 베트남 등에서도 높은 관심을보이고 있다고 한다. 공단은 이를 토대로 선행 열차와 후행 열차 사이 간격을 줄여 더 많은 운행을 가능하게 하고, 건설비와 유지보수비도 절감할 수 있는 차세대 시스템 개발에 나설 계획이다.

공단 측은 철도 인프라 디지털트윈 시스템 도입도 추진하고 있다. 디지털트윈은 실제 사물의 물리적 특징을 가상세계에 3차원으로 구현하는 기술이다. 2030년까지 전면 적용하는 것을 목표로 단계별 연구를 진행하고 있다.

이성해 국가철도공단 이사장은 "다양한 분야의 기술 융합으로 철도 접근성과 편리성을 높이고, 정시성과 안정성을 확보해 미래 모빌리티 시대 중추 역할을 수행할 수 있도록 최선을 다하겠다"고 말했다.

최두선 기자 balanceds@hankookilbo.com