▲ 덕트 내 피쉬본 소음기 기술 소개 자료[출처=한국철도기술연구원]한국철도기술연구원(이하 철도연, 원장 한석윤)에 따르면 생체 모사 기술을 적용한 물고기 뼈 모양의 ‘피쉬본(Fishbone) 소음기’를 개발했다.이 소음기는 기존 방식과 달리 소리를 흡수하는 재료, 흡음재를 사용하지 않고도 높은 소음 저감 효과를 구현한 것이 특징이다.소음기는 철도 차량과 터널, 환기 덕트, 산업용 배기 시스템 등 다양한 분야에 적용되어 소음을 줄이는 역할을 하고 있다.기존 덕트형 소음기는 흡음재를 사용하여 소음을 줄이는 방식이었으나 습기에 약하고 유지보수가 어렵다는 한계가 있었다. 또한 금속재를 많이 사용해 무겁고 비용 부담이 컸다.▲ 덕트 내 피쉬본 소음기 기술 소개 자료[출처=한국철도기술연구원]철도연 연구진은 이러한 문제를 해결하기 위해 소음이 특정 방향으로 반사되거나, 소리끼리 부딪혀 약해지는 효과를 유도하는 내부 칸막이, 스플리터를 피쉬본 모양으로 설계했다.이를 통해 흡음재 없이도 소음을 줄일 수 있도록 했다. 특히 공기 흐름과 소음의 움직임을 정밀하게 분석하는 과학적 접근 방식을 적용했다.2차원 및 3차원 전산 해석을 통해 다양한 구조를 시험하여 최적 설계를 도출하고, 공인 시험기관의 실험으로 신뢰성을 확보했다.피쉬본 소음기는 어류의 등뼈, 피쉬본 구조에서 아이디어를 얻어 만들어진 독창적인 설계를 적용했다. 여러 층으로 이루어진 가느다란 구조(리브, Rib)가 소음을 분산시키고 반사해 저감하는 역할을 한다.기존 소음기는 주로 흡음재를 활용해 소음을 줄였지만, 시간이 지나면서 성능이 저하되거나 유지보수가 어려운 단점이 있었다.피쉬본 소음기는 흡음재 없이도 소음을 효과적으로 줄이며, 공기 흐름을 최적화해 소음이 적게 퍼지도록 돕는다. 또한, 개폐형 구조를 적용해 유지보수가 쉬워 비용도 절감 효과도 기대된다.▲ 공인시험기관 성능검증 성적서[출처=한국철도기술연구원]※ 관련 연구과제- 과제명 : 메타 및 디지털트윈 기반 철도소음 최적화 기술개발(철도연 기본사업)(연구기간 : 2024. 1. ~ 2026. 12. / 과제책임자 : 노희민 철도연 책임연구원)공인시험기관에서 진행한 성능 시험 결과, 피시본 소음기는 500~5000헤르츠(Hz) 주파수 대역에서 기존 방식 대비 평균 10dB 이상의 소음 저감 효과를 보였다.그리고 신슐레이터(Thinsulate) 계열의 흡음재를 외부에 보강할 경우 소음 감소 효과가 더욱 극대화됐으며 소음 저감 성능뿐만 아니라 공기 흐름이 20% 이상 원활해지는 효과도 확인됐다.노희민 철도연 책임연구원은 “이번 연구는 자연에서 영감을 얻은 혁신적인 기술로, 흡음재 없이도 효과적으로 소음을 줄일 수 있다는 점에서 기존 기술과 차별화된다”며 “유지보수 비용 절감과 친환경성을 갖춘 피쉬본 소음기를 실용화하여 철도 차량과 인프라에 폭넓게 적용할 계획이다”고 밝혔다.한석윤 철도연 원장은 “피쉬본 소음기의 개발은 친환경 K-철도기술의 발전을 보여주는 중요한 사례”라며, “정부 및 철도 운영기관과 협력해 소음 저감은 물론 지속 가능한 철도 기술 혁신을 이루기 위한 연구를 더욱 강화할 것이다”고 강조했다. 

▲ 한국철도기술연구원, 광주도시철도 1호선 용산차량기지 입출고선 약 50m 구간에 세계 최초 개발 시멘트 제로 콘크리트 PSC 침목 시험 부설[출처=한국철도기술연구원]한국철도기술연구원(이하 철도연, 원장 한석윤)에 따르면 세계 최초로 광주도시철도 1호선 용산차량기지 입출고선에  ‘시멘트 제로 콘크리트 철도 침목'을 약 50m 시험 부설했다.‘시멘트 제로 콘크리트 철도 침목(Cementless to Sustainable) Railway Sleeper, C2S)’은 탄소배출을 획기적으로 줄인 것으로 현장 적합성을 검증하기 위한 목적이다.이번 시험 부설은 세계 최초로 개발한 시멘트 제로 콘크리트 PSC(프리스트레스트 콘크리트) 침목의 성능과 내구성을 실제 도시철도 운행환경에서 평가하기 위한 것이다.철도연은 산업부산물인 고로슬래그 미분말과 칼슘계 활성화제 등을 첨가해 압축강도 80MPa 이상의 친환경 콘크리트를 구현했다.시멘트는 철도 및 토목 분야에서 주요 건설 재료지만 전 세계 이산화탄소(CO2) 배출량의 약 8%를 차지하는 탄소 배출원이다. 이번 기술의 도입은 탄소중립 및 ESG 경영 실현에 기여할 것으로 기대된다.▲ 한국철도기술연구원과 광주교통공사, 광주도시철도 1호선 용산차량기지 입출고선 약 50m 구간에 철도연이 세계 최초로 개발한 시멘트 제로 콘크리트 PSC 침목 설치[출처=한국철도기술연구원]광주교통공사는 ‘제1차 광주광역시 탄소중립․녹색성장 기본계획(2024)’에 따라 기존 목침목과 시멘트 기반 PSC 침목보다 우수한 저탄소·친환경 시멘트 제로 콘크리트 PSC 침목을 시험 부설해 그린 인프라 전환을 추진했다.이 기술이 철도 운영기관의 유지보수 비용 절감과 탄소중립 실현에 크게 기여할 것으로 기대된다.관련 연구과제는 '지속가능 철도교통을 위한 탄소중립 핵심기술 개발(철도연 기본사업)(연구기간: 2023. 1. ~ 2025. 12. / 세부주제책임자 : 배영훈 철도연 책임연구원)이다.조익문 광주교통공사 사장은 “국내 최초로 광주1호선 운영선에 시멘트 제로 콘크리트 PSC 침목을 시험 부설해 ESG 경영 확산에 앞장서고 있다”며 “탄소중립 및 ESG 경영 확산을 위해 책임감 있는 역할을 다하겠다”고 밝혔다.철도연 배영훈 책임연구원은 “개발된 시멘트 제로 콘크리트 철도 침목의 시험 부설을 통해 현장 적합성을 검증하고 이를 바탕으로 저탄소․친환경 콘크리트 배합 및 제품을 철도 건설과 유지보수 전반에 확대 적용할 추가 연구를 진행할 계획”이라고 말했다.한석윤 철도연 원장은 “친환경 K-철도기술의 현장 시범 적용이 연구기관과 철도 운영기관 간 상용화 협력의 모범 사례다”며 “정부, 지방자치단체 및 철도 운영기관의 탄소중립 및 ESG 경영 실천에 기여하여 국민의 삶의 질을 높일 수 있는 기술 개발에 더욱 힘쓰겠다”고 전했다.▲ 시멘트 제로 콘크리트 PSC 침목 생산 과정[출처=한국철도기술연구원]

▲ 한국철도기술연구원, 창립 29주년 기념 세미나 개최[출처=한국철도기술연구원]한국철도기술연구원(이하 철도연, 원장 한석윤)에 따르면 2025년 2월20일 오후 1시 서울특별시 송파구 롯데월드타워 SKY31 컨벤션에서 ’한계를 넘다! 고속·대용량 철도기술의 혁신‘을 주제로 창립 29주년 기념 세미나를 개최한다.철도기술의 최신 동향을 공유하고, 미래 교통 인프라를 위한 고속화·대용량 기술의 현황과 발전방안을 논의한다. 윤진환 국토교통부 철도국장이 ’해외 철도산업·연구개발 동향과 철도정책 방향‘을 주제로 기조강연을 한다.해외철도산업 현황, 친환경 기술과 디지털 전환 등 해외 철도산업 환경과 연구개발 동향을 분석하고 철도안전정책과 연구개발 방향, 해외시장 진출 등 한국철도의 정책 방향을 제시한다.발표는 2개 세션에서 7개의 주제발표가 이루어진다. 세션 1에서는 하이퍼튜브 연구개발 성과와 현황, 세션 2에서는 고속철도의 고속화와 수송용량 극대화를 위한 운행 최적화 기술이 소개된다.◇ 세션 1 주제발표 (4편)- 하이퍼튜브 기술을 이용한 도시국가화 전략 (발표: 유소영 철도연 책임연구원)- 하이퍼튜브 추진 기술 (발표: 조정민 철도연 책임연구원)- 하이퍼튜브 차량 주행안정화 기술 (발표: 이진호 철도연 책임연구원)- 하이퍼튜브 공력 기술 (발표: 조민기 철도연 선임연구원)◇ 세션 2 주제발표 (3편)- 휠 방식 고속열차의 고속화 전략 (발표: 최성훈 철도연 수석연구원)- 열차 가상 커플링을 적용한 열차운영 효율성 개선 (발표: 윤용기 철도연 수석연구원)- 디지털 선로 용량 산정 이슈 (발표: 오석문 철도연 수석연구원)하이퍼튜브를 주제로 진행된 세션 1에서는 하이퍼튜브 최신 연구성과와 현황이 발표된다.유소영 철도연 책임연구원은 하이퍼튜브 등 첨단 교통기술을 활용한 도시 국가화 전략을 제시한다. 초고속 모빌리티가 국토 1시간 생활권 형성에 미치는 영향과 탄소중립과 국토 이용 효율성 제고를 위한 속도 혁신의 필요성을 발표한다.조정민 철도연 책임연구원은 고전압·대용량 추진전력 변환 기술, 고정밀 위치 검지·추정 등 하이퍼튜브 추진기술과 하이퍼튜브 시험선 구축 및 주행실험 결과를 발표한다.이진호 철도연 책임연구원은 전자기 부상·안내력 제어와 주행 안정화 장치 등 하이퍼튜브의 주행 안정화 기술개발 현황을 소개한다.조민기 철도연 선임연구원은 공기저항과 충격파 문제 해결을 위한 충격파 저감장치, 차량 및 튜브 형상에 따른 공기저항 저감 기술 등 하이퍼튜브의 공력기술을 발표한다.세션 2에서는 고속철도의 고속화와 수송용량 극대화를 위한 운행 최적화 기술이 발표된다.최성훈 철도연 수석연구원은 휠 방식 고속열차의 고속화 기술개발을 주제로 발표한다. 세계 고속철도의 운영속도 향상 현황과 함께 차량 경량화, 차세대 추진·제동 기술 등 시속 400km 이상 속도 향상 방안을 제시한다.윤용기 철도연 수석연구원은 열차 가상 커플링 기술을 활용한 운영 효율성 개선 방안을 발표한다. 열차 간 통신을 통한 열차의 자동 연결 및 분리 구현, 수송력 30%를 향상하는 열차 간격 단축 기술 등을 소개한다.오석문 철도연 수석연구원은 디지털 기술을 활용한 선로 용량 산정방안을 발표한다. KTX 및 SRT, GTX 혼합운행 등 복잡한 운영 시나리오에 대응하는 디지털 맵에 기반한 선로용량 분석 기술을 소개한다.한석윤 철도연 원장은 “철도교통이 미래 핵심 교통수단이 되려면 혁신적인 고속화와 대용량화가 필수적이다”며 “효율성과 안전성을 강화하는 첨단 기술로 새로운 가치를 창출하고 지속 가능한 사회를 견인하도록 노력하겠다”고 전했다.

▲ ‘2024년 명품 K-철도기술’ 최우수 기술로 선정된 ‘액화수소 기반 수소기관차 핵심기술 개발’[출처=한국철도기술연구원]한국철도기술연구원(이하 ‘철도연’, 원장 한석윤)에 따르면 K-철도기술을 세계적 명품으로 발전시키기 위해 철도연의 유망 기술 중 4개 기술을 2024년 대표 ‘명품 K-철도기술’로 선정했다.명품 K-철도기술은 전통적인 철도산업에 4차 산업 기술과 한국문화 등 대한민국의 강점을 융합한 우수 기술로 2021년부터 매년 1회 선정하고 있다.기술의 우수성, 사업화 가능성 그리고 사회·경제적 파급효과를 종합적으로 평가하여 선정했다. 선정된 기술은 후속 사업 지원, 특허 등 지식재산권 관리, 인증, 홍보 등 맞춤형 지원으로 세계적 명품기술로 발전시키고 상용화할 계획이다.철도연의 명품 K-철도기술 중 최우수 기술에는 ‘액화수소 기반 수소기관차 핵심기술(김길동 철도연 수석연구원)’이 선정됐다.우수기술은 ‘AI 기반 공기 오염물질 농도예측 및 지하철 공기청정기술(박덕신 철도연 수석연구원)’, ‘인공지능 기반 고정밀 레일마모 검측 시스템(정우태 철도연 책임연구원)’, ‘철도 인프라 디지털 관리 혁신을 위한 BIM 기반 통합운영플랫폼(박영곤 철도연 수석연구원)’이 각각 선정됐다.최우수 기술로 선정된 ‘액화수소 기반 수소기관차 핵심기술’은 –253도(℃)의 극저온 상태인 액화수소를 연료전지에 공급해 전기에너지를 생산하고, 이를 이용해 철도차량을 구동하는 100% 친환경 기술이다.디젤기관차에서 발생하는 온실가스와 미세먼지 배출을 획기적으로 줄이기 위해 개발 기술로 액화수소 공급 시스템과 하이브리드 추진제어 기술을 결합했다.▲ 우수 기술로 선정된 ‘AI 기반 세계 최고 수준의 공기 오염물질 농도예측 및 지하철 공기청정기술’[출처=한국철도기술연구원]우수기술로 선정된 ‘AI 기반 세계 최고 수준의 공기 오염물질 농도예측 및 지하철 공기청정기술’은 지하철 환경에 최적화된 인공지능을 활용해 PM2.5, PM10, VOCs, 라돈 등의 농도를 예측하고 쾌적한 환경을 유지하는 세계 최고 수준의 기술이다. 대만으로 수출이 확정되었으며, 싱가포르 및 인도와 수출 협상이 진행 중이다.‘인공지능 기반 고정밀 레일마모 검측 시스템’은 철도 궤도 레일의 마모와 결함상태를 자동으로 인지하고 검측해 유지보수 효율을 높이는 기술이다. 레일 결함 감지와 위험도 예측이 가능하며, 철도 안전사고 예방에 중요한 역할을 하는 미래 유망 기술이다.‘철도 인프라 디지털 관리 혁신을 위한 BIM 기반 통합운영플랫폼’은 철도 인프라의 계획, 설계, 시공, 유지관리 등 전체 생애주기에 필요한 정보를 효율적으로 관리하는 플랫폼 기술이다.2030년까지 건설 전 과정을 디지털화하고 자동화하는 정부 정책에 부응하며 철도 인프라 운영관리 패러다임을 혁신할 것으로 기대된다.철도연은 명품 K-철도기술로 선정된 기술이 세계적 수준의 기술로 자리 잡을 수 있도록 각 기술의 특성에 맞는 맞춤형 지원을 진행할 예정이다.한석윤 철도연 원장은 “K-철도기술은 이미 세계적 수준에 도달했으며, 앞으로도 그 경쟁력을 널리 알라는 데 주력하겠다. K-철도기술의 명품화를 위해 지속적인 연구개발과 기술혁신에 매진하겠다”고 강조했다.

▲ 철도연, 국내 최초 KTCS 열차제어시스템 공인검사기관 인정(신경호 철도연 책임연구원(우)이 철도연 오송분원에 위치한 KTCS 실험실에서 공인검사기관 인정서를 소개)[출처=한국철도기술연구원]한국철도기술연구원(이하 철도연, 원장 한석윤)에 따르면 2024년 11월19일, 산업통상자원부 국가기술표준원 산하 한국인정기구(KOLAS)로부터 KTCS 열차제어시스템(KRS SG 0070 - 22) 분야에 대해 국내 최초 공인검사기관으로 인정받았다.KTCS 열차제어시스템(Korea Train Control System)은 2018년 국가 연구개발 과제로 개발된 세계 최초의 LTE-R 무선통신 기반 열차제어시스템이다.현재 국가철도공단이 경부고속선에 도입하기 위해 설계를 진행 중이다. 2028년까지 호남고속선과 수서고속선에 구축을 완료할 계획이다.KTCS는 국토교통부의 ‘철도의 건설 및 철도시설 유지관리에 관한 법률’과 ‘철도노선 간 연계운행을 위한 철도시설 기술기준’에 따라 공인시험기관 및 공인검사기관의 적합성 평가를 통해 관련 표준 준수 여부를 객관적으로 확인해야 한다.그러나 국내에는 KTCS 관련 적합성평가를 수행할 공인기관이 없어 그동안 해외기관에 의뢰해왔다. 이로 비용 증가와 평가 기간 지연 등의 어려움이 있었다.KTCS 공인검사는 한국철도표준(KRS SG 0070-22, 일반 및 고속철도용 열차제어시스템(KTCS)에서 요구하는 기능과 인터페이스 기준에 따라 진행한다. 차상컴퓨터장치, 무선폐색센터 등 시스템 구성장치가 해당 기준을 준수하는지 확인하고 평가한다.철도연은 KTCS 제작사 및 의뢰 업체를 대상으로 공인검사 서비스를 제공할 예정이다. KTCS의 기능 및 노선 간 호환성을 보장하고 정부의 KTCS 중심 국가철도망 건설사업을 차질 없이 추진하도록 지원할 방침이다. 또한 국산 KTCS 제품의 품질을 보증하고 기술경쟁력 강화하는 데 기여할 계획이다.철도연은 KTCS에 대한 국내 적합성평가 체계를 구축하고 국산 열차제어기술의 적용 확대를 지원하기 위해 국토교통부 국가 연구개발(R&D) 사업으로 2021년부터 ‘KTCS-2급 열차제어시스템 상호연계 적합성평가 기술개발’ 과제를 수행 중으로 KTCS 시험평가체계와 검사평가체계를 구축하고 있다.※ 관련 연구 과제(국토교통부 국가연구개발사업)- 과제명: KTCS-2급 열차제어시스템 상호연계 적합성평가 기술개발- 연구기간 및 연구비: 2021. 4 ~ 2025. 3(총 4년), 87.46억원- 연구책임자: 신경호 책임연구원(철도연 철도시험인증센터)연구책임자인 신경호 철도연 책임연구원은 “최근 시작된 KTCS 건설사업의 적기 개통을 지원하기 위해 공인검사 서비스 역량을 강화하고 KTCS 적합성평가의 원스톱 서비스를 완성할 수 있도록 KTCS 공인시험기관 추가 인정을 목표로 노력하고 있다”고 말했다.한석윤 철도연 원장은 “디지털 철도기술의 확대와 무역기술장벽 강화로 철도 선진국을 중심으로 적합성 평가 대상과 수준이 높아지고 있다”며 “국제표준 및 신기술에 대한 적합성 평가 체계를 강화하고, 정부의 철도정책을 지원하며 국내 철도산업의 해외 진출을 위한 방안과 제도를 마련하기 위해 최선을 다하겠다”고 전했다.

▲ 제20회 한중일 철도기술교류회(철도연, 중국철도과학연구원(CARS), 일본철도종합연구소(RTRI)의 대표단 수석회의 진행)[출처=한국철도기술연구원]한국철도기술연구원(이하 철도연, 원장 한석윤)에 따르면 중국철도과학연구원(CARS, China Academy of Railway Sciences Corporation Limited), 일본철도종합기술연구소(RTRI, Railway Technical Research Institute)와 공동으로 10월30일부터 11월1일까지 의왕 철도연에서 ‘제20회 한중일 철도기술교류회’를 개최했다.샹동 가오 CARS 부수석엔지니어 등 중국측 19명, 기미토시 아시야 RTRI 수석부원장 등 일본측 11명, 한석윤 철도연 원장 등 철도연 30명을 포함해 총 60여 명이 참석해 한국과 중국, 일본의 철도기술에 대해 논의했다.철도연은 기존 13개와 신규 6개 등 총 19개의 공동연구 과제에 대해 중국 CARS 및 일본 RTRI 연구진들과 연구성과를 점검하고 향후 연구계획을 토론했다.10월30일에는 3개 기관 대표단 수석 회의와 공동연구 주제별 토론 및 기술협력 방안 협의를 진행했다. 10월31일과 11월1일에는 기조 강연과 공동연구과제 내용 발표, 기술시찰 등을 진행했다.기조 강연에서는 류준형 철도연 추진시스템연구실장이 ‘수소열차 연구현황과 향후 계획’, 진자오 류 CARS 연구원이 ‘중국 고속철도 개발 현황’, 요시타카 무로노 RTRI 연구원이 ‘지진 대비 일본의 철도기술 연구’를 각각 발표했다.이어서 고속철도 유지보수 기술 및 기준 비교, 철도안전 전략 계획 및 비교 분석, 철도 탄소중립 전략 및 기술사례, 위성 정보를 활용한 철도 인프라 모니터링 시스템 등 철도연, CARS, RTRI 3개 연구기관이 공동 수행한 13개 연구결과와 내년에 진행할 6개 연구 과제 대한 발표가 이어졌다.철도연, CARS, RTRI 3개 연구기관은 공동연구과제 진행 및 상호 협력을 강화하기 위한 업무협약을 체결했다. 한·중·일 3개 연구기관은 향후 미래 지향적 철도기술을 위한 연구 방향을 공유하고 탄소중립, 디지털화, 국제표준, 철도 상호운영성, 철도 안전 분야에서 협력을 강화하기로 했다.한중일 철도기술교류회는 철도연의 제안으로 2001년부터 한국, 중국, 일본의 철도연구기관이 매년 공동 개최하는 국제 학술행사다. 3개국 철도 연구진이 철도기술을 공유하고 협력을 강화해왔다.한석윤 철도연 원장은 “20회를 맞은 한중일 철도기술교류회는 한·중·일의 철도 연구기관이 철도기술의 현재와 미래 기술개발 방향을 공유하고 논의한 매우 뜻깊은 시간이었다“며 ”앞으로도 철도연, 중국 CARS, 일본 RTRI 3개 연구기관은 동아시아 철도의 공동 발전을 위한 긴밀한 협력 관계를 지속해 나갈 계획이다”고 전했다.

▲ 트램-보행자 충돌 시뮬레이션 모습[출처=한국철도기술연구원]한국철도기술연구원(이하 철도연, 원장 한석윤)에 따르면 트램과 보행자가 충돌할 때 보행자에게 발생할 수 있는 부상의 정도를 평가하는 ‘트램-보행자 충돌안전도 평가 기술’을 개발했다.이 기술은 트램과 보행자 간 충돌 시 보행자의 부상을 줄이기 위한 상해 정도 평가 기준을 마련하기 위한 것으로 핵심 기술로 충돌해석 기술과 전면 유리창 및 외장재 충돌성능 평가 기술이 적용된다.트램이 보행자와 충돌했을 때 사망 위험은 자동차와 비교해 최고 1.5배에서 10배 이상 높다.특히 머리 부상이 가장 치명적이므로 머리 부상 지수(두부 상해치, HIC: Head Injury Criterion)를 낮추는 것을 목표로 머리와 직접 충격하는 전면 유리창 및 외장재의 충격완화 설계가 중요한 역할을 한다.보행자의 두부 상해치는 컴퓨터 시뮬레이션으로 평가하며 성인 남성과 6세 아동 인체 모형을 활용한 충돌해석 기술을 확보했다. 또한 전면 유리창 및 외장재의 충돌 물성치 평가 기술을 개발해 해석도의 정확도를 높였다.아울러 충돌 후 쓰러진 보행자가 선로 밖으로 안전하게 밀려나도록 하부 끼임 방지 장치를 적용하는 것도 중요한 안전 대책이다.트램은 현재 부산광역시 오륙도와 위례에 제작 중이며 대전광역시과 제주특별자치도 등 여러 지자체에 도입이 확대되고 있다.트램은 도시의 미관을 해치지 않고 기존 도로를 활용해 건설비용이 저렴하고 승객이 쉽게 승하차할 수 있다는 장점이 있다. 하지만 트램과 보행자 간 사고 위험이 있어 이에 대한 대비가 필요하다.해외에서는 유럽을 중심으로 트램과 보행자 간 충돌안전도 향상을 위한 연구가 활발히 이뤄지고 있으며 유럽철도 표준규격화가 추진되고 있다.※ CEN/TR 17420:2020, 트램 및 경전철 차량의 보행자 안전을 위한 차량 전면 설계 기준철도연은 2022년부터 우리나라 현대식 트램 도입에 맞춰 트램-보행자 충돌 안전도 평가를 위한 핵심기술을 개발하고 있다.※ 관련 연구과제- 과제명 : 인체 상해치 기반 철도 충돌안전 핵심기술 개발(철도연 기본사업)- 연구기간 : 2022.1. ~ 2024.12. (과제책임자: 철도연 김진성 책임연구원)연구과제 책임자인 김진성 철도연 책임연구원은 “인체 상해치를 기반으로 한 충돌안전 기술을 우리나라 철도 분야에 선도적으로 적용할 수 있는 기반 기술이다”며 “이 기술은 각 지자체에서 도입 추진 중인 트램 설계에 순차적으로 적용할 계획이다”고 말했다.한석윤 철도연 원장은 “한국에서 60여 년 만에 부활하는 트램은 안전이 최우선이다. 보행자가 더 안전하고 편리하게 이용하는 대중교통이 될 수 있도록 다양한 연구개발을 위해 최선을 다하겠다”고 강조했다.

▲ 철도소음 초실감 음향 시뮬레이터[출처=한국철도기술연구원]한국철도기술연구원(원장 한석윤, 이하 철도연)에 따르면 다양한 열차의 객실 소음을 실제와 유사하게 재현하는 ‘철도소음 초실감 음향 시뮬레이터 기술’을 국내 최초로 개발했다.철도소음 초실감 음향 시뮬레이터(TNiSS, Train Noise immersive Sound Simulator)는 최신 음향 기술인 앰비소닉 기법을 활용해 열차 객실의 실제 소리가 공간 안에서 어떻게 퍼지고 들리는지에 대한 정보인 음장(Sound field)을 시뮬레이터로 현실감 있게 재현하는 기술이다.소음 발생원의 위치와 방향성까지 정확하게 재현하여 마치 선로를 주행하는 열차에 탑승해 듣는 것처럼 소리의 입체적 공간감과 방향성을 분석할 수 있다.※ 관련 연구과제- 과제명 : 철도기술의 친환경화를 위한 핵심기술 개발 (철도연 기본사업)- 연구기간 : 2023.1. ~ 2024.12. (세부주제책임자: 철도연 홍지영 책임연구원)초실감 음향 시뮬레이터는 지하철, 고속열차, 트램 등 국내에서 운행 중이거나 개발 중인 열차의 주행 소음 재현 연구로 음장 재현의 정확도를 검증했다.방송 소음, 객실 공조 소음, 문 여닫는 소음, 승객의 말소리까지 위치와 방향성을 정밀하게 구현했다. 32채널 앰비소닉 마이크로 녹음된 실제 음장을 22개의 라우드스피커로 재생해 음압 레벨 기준 99퍼센트(%)의 정확도로 소리를 재현했다.객실 내부의 360도 가상현실(VR) 영상과 진동 피드백 장치가 결합된 시스템으로 시청각과 촉각을 동시에 활용한 몰입형 체험을 제공해 실제 열차 음향 환경을 보다 생동감 있게 느낄 수 있다.개발된 기술은 실제 주행 소음을 반복적으로 재현하여 다양한 소음 저감 기술을 개발하는 데 매우 효과적이다.열차는 대형 차량이기 때문에 실차 주행 시험에 많은 비용이 소요된다. 시뮬레이터를 활용해 다양한 조건에서 소음 테스트를 수행하면 시간과 비용을 절감할 수 있을 뿐만 아니라 실제와 유사한 환경에서 소음 저감 효과를 검증할 수 있다.또한 차량 설계 초기 단계에서 가상 데모 시험 플랫폼으로 활용하면 잠재적인 소음 문제를 사전에 파악하고 개선할 수 있다. 이를 통해 파일럿 모델 제작 이전에 승객의 청각적 경험을 반영한 소음 저감 설계를 구현할 수 있다.홍지영 철도연 책임연구원은 “이 기술이 음향 예측 모델과 통합되어 차량 설계 초기 단계에서 승객이 경험할 소음을 예측하고 평가할 수 있는 혁신적인 시스템으로 발전할 수 있도록 지속적인 연구를 진행하겠다”고 말했다.한석윤 철도연 원장은 “단순한 소음 저감 기술을 넘어, 승객의 청각적 경험을 과학적으로 예측하고 반영할 수 있는 새로운 패러다임을 제시한 기술이다”며 “국내 교통 소음 관리 수준을 한 단계 끌어올리고, 더 나은 교통 환경을 제공하는 데 기여할 것으로 기대한다”고 전했다.

▲ 철도연 침목패드(Under sleeper pad, USP)[출처=한국철도기술연구원]한국철도기술연구원(원장 한석윤, 이하 철도연)에 따르면 자갈 궤도 선로의 성능 개선과 유지 관리 비용 절감을 위해 개발한 ‘침목패드’를 충북 오송 철도종합시험선로에 시험 설치했다.10월14일 오송 철도종합시험선로의 10미터(m) 구간에 설치했으며 이달부터 2025년 12월까지 1년간 현장 적용시험을 진행할 예정이다. 철도연은 ㈜유원플렛폼과 기술이전 계약을 맺고 상용화에 속도를 내고 있다.침목패드는 침목의 하부에 특수한 패드를 붙여 철도의 성능과 내구성을 개선하는 기술이다. 주로 폴리우레탄, 합성고무 등 다양한 탄성체로 제작된다.PSC(프리스트레스 콘크리트)침목 하부에 부착되어 자갈 도상과의 접촉 면적을 넓히고 자갈 도상에 균일한 하중을 전달한다.이 과정에서 궤도 안정성을 높이고 도상 침하를 줄이며 자갈을 보호하는 역할을 한다. 아울러 선로에서 발생하는 소음과 진동을 줄이는 데에도 기여한다.개발된 ‘침목패드’는 내구성이 뛰어난 비발포 열경화성 폴리우레탄으로 제작됐다. 국내 일반선과 고속선에 사용되는 PSC침목에 적합하게 설계됐다.철도 선로에서 레일이 열차의 무게 등 외부 하중을 받을 때 안전하고 효율적으로 작동할 수 있도록 허용된 처짐의 범위인 허용 레일 처짐량과 설치 및 유지보수 시 손상 방지 등을 고려했다.침목당 침목패드 부착 면적을 70% 이상으로 최적화하고 침목패드의 강성, PSC침목과 부착력 및 피로 성능을 검증했다.▲ PSC침목 부착용 침목패드(Under sleeper pad, USP)[출처=한국철도기술연구원]또한 침목패드를 침목 제조 단계에서 미리 PSC침목에 부착할 수 있도록 제작 및 부착 공정을 단순화하여 경제성을 크게 높였다.자갈도상 궤도의 초기 침하를 최대 30%까지 줄여 자갈 다짐 유지보수 주기를 2배 이상 연장할 수 있고, 자갈도상의 침하 억제 및 국부적 침하 대응에도 효과가 높다.특히 레일의 연결 부위나 궤도의 강성이 달라지는 구간에서 나타나는 뜬침목 발생을 줄이고 주행 안정성을 높여 궤도 품질 향상에 기여할 수 있다.국내에서는 그동안 선로의 소음과 진동 저감을 위해 일부 해외 제품이 사용되었으나, 가격이 비싸고 자재 수급도 어려웠다.철도연이 개발한 침목패드는 국내 일반철도, 고속철도, 도시철도 등 다양한 철도 환경과 열차의 통과 톤수, 노반 특성에 맞춘 맞춤형 제작이 가능해 철도 자갈궤도 성능 개선 수요에 더욱 효율적으로 대응할 수 있을 것으로 기대된다.※ 관련 연구과제- 과제명 : 철도시설의 폐기물 발생 저감 및 재자원화 기술개발(철도연 기본사업)- 연구기간 : 2022.1. ~ 2024.12.김지환 철도연 책임연구원은 “최근 주행속도 향상과 운행량 증가로 자갈궤도의 유지보수 작업 빈도가 늘어나고, 인건비와 운반비 상승, 장비의 해외 수입 등으로 선로 유지보수 비용이 증가하고 있다”며 “개발한 침목패드는 선로 유지보수와 비용 절감에 큰 장점이 있는 기술로 현장 적용시험과 상용화를 진행할 계획이다”고 말했다.한석윤 철도연 원장은 ”기존 철도 인프라의 성능을 혁신하고, 유지 관리의 효율성을 극대화하는 핵심 기술”이라며 “침목패드의 국내 상용화는 물론이고 베트남, 말레이시아 등 해외시장 진출을 위해 노력하겠다”고 전했다.

▲ 김정석 수석연구원 Maglev 2024 최우수 논문상 수상[출처=한국철도기술연구원]한국철도기술연구원(이하 철도연, 원장 한석윤)에 따르면 2024년 9월18일부터 22일까지 스웨덴 말뫼에서 열린 자기부상(Maglev2024) 국제학술대회에서 김정석 수석연구원이 하이퍼튜브 차체 경량화 기술연구로 최우수 논문상(Best Paper)을 수상했다.최우수 논문상은 발표된 구두 및 포스터 논문 중 1편에 수여되는 최고의 영예다. 이번 수상으로 한국의 하이퍼튜브 연구개발에 대한 많은 관심이 확인됐다.Maglev2024는 1977년 처음 시작된 이후 2~3년마다 개최되고 있는 자기부상 시스템 분야 국제학술 행사다. 일본, 중국, 독일 등 자기부상철도 기술 보유 및 운영국이 주로 활동하고 있다.하이퍼튜브 차체 경량화 기술연구는 자기부상으로 운행되는 하이퍼튜브 차량의 경량화를 위해 우주 발사체나 미사일에 적용되는 초경량화 기술인 탄소섬유 적용한 격자구조체 기술을 하이퍼튜브 차체에 적용하는 것이다.김 수석연구원은 “하이퍼튜브 차체 경량화 기술은 초고속화와 에너지 절감을 위해 철도차량에는 처음으로 시도되는 기술로 내년 착수 예정인 하이퍼튜브 관련 국가연구개발사업에 적용할 계획이다”고 전했다.한편 철도연은 국제철도연맹(UIC : Union Internationale des Chemins de fer)이 주관하는 ‘UIC 지속 가능 영향력 시상식’에서 이철규 수석연구원의 넷제로 철도를 위한 탈 탄소화 기술이 혁신, 에너지 탈 탄소화 부문에서 최종 후보에 선정됐다.아쉽게 수상을 놓쳤지만 철도교통의 변화와 탄소중립을 위한 한국과 철도연의 기술개발 노력이 많은 관심을 받았다.UIC 지속 가능 영향력 시상식은 9월25일 독일 베를린에서 개최된 ‘국제 철도차량·수송기술 박람회(InnoTrans 2024)’ 기간 중 개최됐다.전 세계 철도 부문의 뛰어난 성과를 가리고 소개하는 상으로 철도를 더욱 환경친화적이고 효율적, 윤리적으로 책임감 있게 만드는 사례와 혁신기술 등을 조명했다.UIC(국제철도연맹)는 1992년 설립됐으며 전 세계 90여 개 국가, 200여 개 회원사가 참여하고 있는 철도 분야 세계 최대의 국제기구다.한석윤 철도연 원장은 “철도연의 기술개발 노력과 성과가 다양한 수상 등 세계적으로도 인정받고 있다. 지속적인 연구개발로 상용화 및 해외 진출 등 구체적인 성과로 도출할 수 있도록 더욱 노력하겠다”고 강조했다.