부산 벡스코(BEXCO)에서 개최된 ‘2023 부산 국제철도기술산업전’에서 현대로템이 차세대 철도 기술과 제품들을 대거 선보였다. 올해로 11회째를 맞는 국내외 철도 산업의 혁신 기술과 제품이 집중적으로 소개되는 국내 최대 철도 전시회 행사이다.

현대로템은 이번 전시회에서 참가업체 중 가장 큰 전시 규모를 갖추고 주력 모델과 첨단 신기술을 선보여 많은 주목을 받았다. 특히 현대로템의 미래 핵심사업 중 하나이자 탄소중립 시대의 궁극적인 대안으로 주목받고 있는 수소 모빌리티와 그 첫 번째 상용화 모델인 수소전기트램은 행사 전체를 통틀어 가장 많은 관심을 받았다. 철도 산업의 미래를 이끌 혁신적인 기술과 제품들을 선보였던 현대로템의 부산 국제철도기술산업전 현장을 살펴본다.

대중에게 최초 공개된 수소전기트램과 현대로템이 그리는 수소 생태계

부스에서 가장 눈길을 끄는 것은 ‘H2 TECH FLOW 존’ 한가운데 자리 잡고 있는 ‘수소전기트램’이다. 모빌리티 시장에서 친환경 동력원으로 주목받고 있는 수소를 철도 대중교통에 접목시킨 차세대 친환경 교통수단으로, 올해 5월에는 세계에서 가장 권위 있는 3대 디자인상 중 하나인 독일 ‘2023 iF 디자인 어워드’에서 국내 철도업계 최초로 제품 부문 본상을 수상하기도 한 모델이다.

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디자인뿐 아니라 기능과 친환경성도 뛰어나다. 수소전기트램 운행 시 시간당 약 800㎍(마이크로그램)의 미세먼지를 정화하는 동시에 107.6㎏의 청정공기 생성 효과가 있다.

특히 이번 철도기술산업전에서는 수소전기트램 실차를 직접 만나는 것은 물론, 실내까지 직접 탑승하고 둘러볼 수 있어 많은 관람객의 관심을 끌었다. 올해 하반기 울산에서 실제 운행을 앞두고 더욱 많은 기대와 관심을 받고 있는 수소전기트램을 탑승해보는 특별한 경험을 선사했다.

수소전기트램을 시작으로 점점 더 다양화될 수소열차가 활용되는 수소사회 구축을 위해서는 폭넓은 수소 인프라와 수소 생산 기술까지 함께 갖추어져야 한다. 이를 위해 현대로템은 철도 분야의 수소에너지 도입을 위한 액화수소 기반 수소기관차 기술 개발에도 노력을 기울이고 있으며, 천연가스에서 수소를 추출하는 수소 생산 및 수소연료 공급을 위한 수소충전소 및 하이넷 당진 수소출하센터 구축 등 인프라 구축에도 힘쓰고 있다.

현대로템은 다양한 장소에서 수소연료를 활용 가능하게 만드는 ‘이동형 연료전지 파워스테이션’과 ‘자원 순환형 청정수소 인프라’를 시각화한 모형도 함께 전시했다. 이동형 연료전지 파워스테이션은 건설 공사현장, 콘서트 및 이벤트 현장 등 대형 발전기를 사용하던 장소에 수소를 이용한 친환경 전력을 공급하는 대체재가 되어주는 것은 물론 전기차량, 선박 등의 모빌리티 수단에도 전력을 공급하는 이동형 발전기로 활용할 수 있어 장소와 공간의 제약을 해소하고 더 다양한 곳에 최적의 수소인프라를 확충하는 수단이 될 수 있다.

또한 현대로템이 구상 중인 자원 순환형 청정수소 인프라를 보여주는 디오라마 모형을 통해 생산-저장-이동-활용에 이르는 과정에 걸쳐 운행 시 대기 오염 물질을 전혀 배출하지 않는 ‘온실가스 감축 효과’와 미세 먼지, 질소 산화물, 일산화탄소 등의 대기 오염 물질을 정화시키는 ‘대기질 개선 효과’, 전기를 생산하기 위해 화석 연료를 소비하는 발전소와 달리, 전기를 직접 생산하여 ‘자원 절약 효과’ 기대할 수 있다는 점을 확인할 수 있다. 특히 수소 생산 과정에서 오히려 탄소 배출량이 증가하는 문제를 해결하기 위한 ‘탄소 포집 장치’ 개발을 통해 탄소 배출량을 줄인 궁극적 친환경 에너지 생산 환경을 구축하고자 하는 현대로템의 의지와 기술력이 돋보였다.

수소충전설비가 아직은 위험하다고 생각하는 대중의 인식을 바꾸기 위해서는 안전한 인프라 설비와 안정적인 운용이 필수적이다. 이를 위해 현대로템은 디지털 트윈 기술을 활용하여 개발한 수소 통합 관제 시스템을 구축할 예정이다. ‘상태 기반 유지보수(Condition Based Maintenance, CBM)’ 기술을 적용한 이 시스템을 통해 수소전기트램과 수소 인프라에 대한 신뢰성 및 안전성을 확보할 수 있다.

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안전하고 편안한 열차 운영을 돕는 한국형 열차신호시스템 ‘KTCS’

그 외에도 철도의 안전과 효율성을 높이기 위한 한국형 열차신호시스템 ‘KTCS(Korea Train Control System’ 작동체계를 확인할 수 있는 공간도 마련되었다. KTCS-M / 2 / 3 등으로 구분되는 해당 열차신호 시스템은 열차의 충·추돌 및 탈선 방지를 위해 속도를 제어하거나 선로 전환 등을 수행하는 열차 운행의 핵심 시스템이다.

‘KTCS-M 시스템’은 차상/지상 한국형 도시철도 신호시스템 ISM 밴드의 Wi-Fi 방식 또는 철도 전용 무선통신 방식(LTE-R)을 이용해 차상-지상 간 연속적인 양방향 데이터 통신으로 열차를 안전하게 제어하는 시스템이다. 완전무인운전(UTO)을 포함한 모든 자동운전 레벨 운행이 가능해 도시철도의 효율적인 운영을 가능하게 한다.

KTCS-2 시스템은 한국형 LTE-R 통신 기반 열차제어 시스템 규격을 만족하는 ATP 장치다. 국내 열차신호시스템의 표준화를 이루는 이 시스템으로 인해 전국 모든 노선에서 호환 가능한 신호시스템 구축이 가능하게 되었다. 현재 개발이 완료된 KTCS-2 열차신호시스템은 익산역에서 여수엑스포역에 이르는 180km 구간 시범운영을 통해 성능 검증 중이며, 이후 양산까지 추진할 계획이다. 또한 KTCS-2 시스템은 국내 노선의 운용성은 물론 ETCS(European Train Control System) Level 1 및 Level 2 표준 규격에 따른 유럽 및 기타 지역의 노선에 대한 운용성을 갖추고 있어 열차의 안전한 운용과 관리를 돕는 기술의 해외 수출 전망도 밝다.

최신 열차신호시스템 관련 기술인 ‘KTCS-3’는 고속철도 운행 환경에서 궤도회로를 사용하지 않고 LTE-R 무선통신만을 사용하여 열차 제어가 가능한 유럽 철도 표준 규격의 ATP/ATO 통합 차상 시스템이다. 열차자동운전(GoA 2)을 지원하여 실시간 열차 추적 및 열차 간격 조정을 통해 ETCS L2 대비 높은 선로 효율성 및 철도 수송력 향상을 제공하는 기술이다. 또한 기존 구축설비인 ATP(ETCS Level 1)와 이후 양산 추진 중인 KTCS-2와도 상호 운영이 가능해 운영성 향상 및 지상설비 최소화 등의 효과도 기대할 수 있다.

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또한 GTX-A 전동차에 적용될 통합 네트워크 시스템을 소개하는 부스에서는 사물인터넷(Internet of Things, IoT), 정보통신기술(Information and Communication Technologies, ICT) 등 4차 산업혁명 관련 기술을 철도차량의 운영, 유지보수 등 다양한 범위에 적용한 스마트 유지보수 체계를 확인할 수 있었다. 한국형 열차신호시스템을 비롯한 이와 같은 시스템들은 열차와 주요 장치의 상태 정보를 체계적으로 수집하고 분석해 더 효율적이고 안정적인 운영을 돕는다.

이처럼 현대로템은 국내 통신환경을 고려해 고속열차, 전동차, 트램 등 다양한 종류의 전동차에 적용 가능한 Ethernet 통신 네트워크 시스템, 실시간 상태 모니터링 및 빅데이터 분석 기반의 유지보수 디지털 플랫폼과 같은 철도의 효율적 운영을 돕는 철도 시스템 개발에 앞장서고 있다.

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특별한 열차 경험을 제공했던 AR-VR 체험존

체험형 공간인 ‘AR-VR 체험존’은 관람객에게 가장 많은 인기를 누리는 장소 중 하나였다. VR 헤드셋과 스틱을 통해 직접 열차와 트램을 조립하거나 자세히 살펴보고 운행해보는 등 일반인은 쉽게 경험할 수 없었던 것들을 가상현실로 체험하는 특별한 시간을 선사한다.

현대로템이 개발한 증강현실을 활용한 유지보수 교육훈련 콘텐츠도 직접 체험해 볼 수 있다. 모형 부품의 QR코드를 스캔하면 실제 부품에 해당하는 3D 모델링을 불러올 수 있으며, 학습자는 태블릿 PC에 표기된 3D 모델을 자유자재로 살펴볼 수 있다. 이를 통해 저널박스, 속도검출기, 스프링 등 10여 개의 부품을 점검할 수 있으며, 각 부품에 따른 검수 기록과 검수 주기 등과 같은 정보가 표기되어 교육 효과를 높일 수 있다.

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철도산업의 미래를 이끌 현대로템의 혁신적인 기술과 제품들을 만나볼 수 있었던 2023 부산 국제철도기술산업전. 특히 탄소중립 시대의 궁극적인 대안으로 주목받고 있는 수소 모빌리티 역량을 빠르게 성장시키고 있는 현대로템이 차세대 철도 시장에서도 높은 경쟁력을 발휘할 것임을 확인할 수 있는 자리였다. 현대로템이 펼쳐 나갈 지속가능한 철도산업의 미래가 앞으로 더욱 기대되는 이유가 바로 여기에 있다.