①산업혁명과 교통수단의 발전 (하)
1시간대 광역 초고속 교통인프라 …차세대 신교통수단이 갖추어야 할 9가지 요구 조건
승용차등 교통분야 온실가스 방출량 전체 23% 차지…2050년 교통수송량 250% 증대
4차산업 혁명과 융합… AI, IoT, 빅데이터, 클라우드 기술 활용, 온실가스 저감
인류가 탄생한 이후 산업이 발전하고 산업 발전과 더불어 선박, 철도, 자동차, 비행기 등 다양한 교통수단이 발전하였다. 철도는 증기기관차가 시속 8㎞로 달리던 것을 시작으로 이제는 시속 500㎞ 이상으로 운행이 가능한 수준으로 발전하였는데, 앞으로 어디까지 발전할 것일까?
4차 산업혁명 시대를 맞이하고 있는 현시점에서 우리나라 미래철도가 어떤 방향으로 나아가야 할지 고민해 보고, 기술적으로 그리고 경제적으로도 경쟁력이 있는 미래철도 산업 육성 전략을 수립할 필요가 있다. 본 칼럼은 이러한 필요성에 부응하여 국내 전문가들이 전문가 시각으로 보는 우리나라 철도의 미래발전 방향을 아래와 같은 내용으로 연속 게재하고자 한다.
독일 뮌헨공과대학(TUM)이 개발 중인 하이퍼루프 고속열차 테스트 모델. 2024.9.26 / 철도경제
4차 산업혁명에 적합한 교통 요구사항
UN은 세계 도시 인구가 2018년 42.2억 명에서 2030년 51.7억 명으로 증가하고, 비(非) 도시권 인구의 유입에 따른 전체 거주지역 인구 대비 도시 인구의 비중은 5.1%(55.3%→60.4%) 상향될 것이며, 지속적인 도시 집중화로 인해 2050년에는 전 세계 인구의 70% 이상이 도시권에 살게 될 것으로 전망한다. 또한, 미래 사회는 삶에 대한 가치관의 다양화, 삶의 질 향상 추구 등으로 인해 통행시간의 가치가 증대할 것으로 예측된다.
이관섭 본지 편집위원 / 공학박사
4차 산업혁명으로 인해 야기되는 미래 초연결사회(Hyper Connected Society)는 대도시 인구집중으로 인한 메가시티화, 인구구조의 변화, 사회적 가치변화에 대응할 수 있도록 거점 간 초고속 이동에 대한 필요성이 급격히 증가하고 있다. 또한, 소형가구 증가, 개인‧가족 중심의 가치관으로 인해 기존 대용량 소빈도 교통수단에서 소용량 다빈도 초고속 대중 교통수단의 수요가 증가하고, 통행 시간가치의 증대와 생산성･경쟁력 향상을 위해 일일 생활권이 아닌 반일 생활권이 가능한 광역 초고속 교통인프라의 필요성이 증가하고 있다.
그렇다면 이러한 미래 초연결사회에 적합한 차세대 신 교통수단이 갖추어야 할 요구조건은 무엇일까? 기본적으로 9가지 요구조건이 필요하다. 즉, ▲더 안전하고, ▲더 빠르고, ▲더 저렴하고, ▲더 편리하고, ▲날씨에 둔감하고, ▲지속가능한 자체 동력을 생성하고, ▲재난에 강인하고, ▲이동 경로 상에서 방해받지 않고, ▲수요 응답형(on-demand) 교통수단이다.
위와 같이 9가지 기본적 요구조건 뿐만 아니라 사회, 경제적, 정치적, 지역적 요인에 따라 요구조건이 추가된다.
코로나와 같은 펜데믹 현상은 전염을 최소화하기 위해 작은 수송량과 빈번한 승차 기회를 요구하고 있다. 온실가스 저감은 미래의 가장 큰 이슈 중에 하나이다. UN에 따르면 교통분야 온실가스 방출량이 전체 온실가스 방출량의 23%를 차지하고 있고, 2050년까지 교통수송량이 250%까지 증대된다고 예상되므로 교통분야의 온실가스 방출량을 획기적으로 줄일 것을 요구하고 있다.
이에 부응하기 위해서는 차세대 교통수단의 온실가스 저감은 필수요건이 된다. 4차 산업혁명에서 보편화될 AI, IoT, 빅데이터, 클라우드 기술을 활용하고 4차 산업발전 경향에 맞추는 것도 차세대 교통수단이 갖추어야 할 요건이 된다. 4차 산업혁명의 초연결 사회는 인구변화와 지역 불균형, 삶의 형평성 등이 크게 변화할 것으로 예상되므로 이에 대한 대응도 차세대 교통수단이 갖추어야 할 요구조건이 된다.
4차 산업혁명 시대의 미래철도 발전방향
철도를 도시철도, 대도시 광역철도, 대도시간 간선철도 등으로 분류하여 미래철도 발전 방향을 생각해 보면, 도시철도의 경우 지상에서는 승객이 길가에서 바로 탈 수 있는 자율주행 무궤도 철도(Trackless Train)로 발전할 것이고, 지하에서는 승객이 자기 차를 그대로 지하로 엘리베이터를 이용하여 수직 이동하여 차량과 함께 지하철도 차량으로 목적지까지 이동하는 Urbanloop와 같은 개념이 현실화 될 것이다.
대도시 광역철도는 우리나라의 GTX와 같이 출퇴근 시간을 최소화하는 고속화 자율주행 철도로 발전할 것이다. 대도시 또는 광역교통권 간 간선철도와 장거리 철도는 1시간 내외로 연결할 수 있고 항공기보다 빠르게 장거리 이동이 가능한 하이퍼루프(Hyperloop)와 같은 초고속 무인철도가 실용화될 것이다.
미래철도가 공유화된 자율주행차량과 연계할 경우 이용자는 보다 편리하고 빠르고 안전하게 목적지에 갈 수 있을 것이다. 이용자가 핸드폰에 목적지를 입력하면, 핸드폰은 최적의 경로와 교통수단을 정해서 소비자에게 알려 주고 관련 교통수단의 예약을 수행하며, 이용자는 출발지점에 대기하고 있는 자율주행 공유차량을 타기만 하면, 연결되는 철도 등 관련 교통수단을 이용하여 목적지에 편하게 갈 수 있게 될 것이다. 궁극적인 미래철도 발전방향은 이용자의 편의성과 이동 시간, 가성비 등에 초점이 맞추어질 것이다.
______________________________________________________________________
* 저자 이관섭
- 철도경제신문 편집위원, 공학박사
- 전 한국철도기술연구원 신교통혁신연구소장
- 전 국방과학연구소 선임연구원
①산업혁명과 교통수단의 발전 (하)
1시간대 광역 초고속 교통인프라 …차세대 신교통수단이 갖추어야 할 9가지 요구 조건
승용차등 교통분야 온실가스 방출량 전체 23% 차지…2050년 교통수송량 250% 증대
4차산업 혁명과 융합… AI, IoT, 빅데이터, 클라우드 기술 활용, 온실가스 저감
인류가 탄생한 이후 산업이 발전하고 산업 발전과 더불어 선박, 철도, 자동차, 비행기 등 다양한 교통수단이 발전하였다. 철도는 증기기관차가 시속 8㎞로 달리던 것을 시작으로 이제는 시속 500㎞ 이상으로 운행이 가능한 수준으로 발전하였는데, 앞으로 어디까지 발전할 것일까?
4차 산업혁명 시대를 맞이하고 있는 현시점에서 우리나라 미래철도가 어떤 방향으로 나아가야 할지 고민해 보고, 기술적으로 그리고 경제적으로도 경쟁력이 있는 미래철도 산업 육성 전략을 수립할 필요가 있다. 본 칼럼은 이러한 필요성에 부응하여 국내 전문가들이 전문가 시각으로 보는 우리나라 철도의 미래발전 방향을 아래와 같은 내용으로 연속 게재하고자 한다.
독일 뮌헨공과대학(TUM)이 개발 중인 하이퍼루프 고속열차 테스트 모델. 2024.9.26 / 철도경제
4차 산업혁명에 적합한 교통 요구사항
UN은 세계 도시 인구가 2018년 42.2억 명에서 2030년 51.7억 명으로 증가하고, 비(非) 도시권 인구의 유입에 따른 전체 거주지역 인구 대비 도시 인구의 비중은 5.1%(55.3%→60.4%) 상향될 것이며, 지속적인 도시 집중화로 인해 2050년에는 전 세계 인구의 70% 이상이 도시권에 살게 될 것으로 전망한다. 또한, 미래 사회는 삶에 대한 가치관의 다양화, 삶의 질 향상 추구 등으로 인해 통행시간의 가치가 증대할 것으로 예측된다.
4차 산업혁명으로 인해 야기되는 미래 초연결사회(Hyper Connected Society)는 대도시 인구집중으로 인한 메가시티화, 인구구조의 변화, 사회적 가치변화에 대응할 수 있도록 거점 간 초고속 이동에 대한 필요성이 급격히 증가하고 있다. 또한, 소형가구 증가, 개인‧가족 중심의 가치관으로 인해 기존 대용량 소빈도 교통수단에서 소용량 다빈도 초고속 대중 교통수단의 수요가 증가하고, 통행 시간가치의 증대와 생산성･경쟁력 향상을 위해 일일 생활권이 아닌 반일 생활권이 가능한 광역 초고속 교통인프라의 필요성이 증가하고 있다.
그렇다면 이러한 미래 초연결사회에 적합한 차세대 신 교통수단이 갖추어야 할 요구조건은 무엇일까? 기본적으로 9가지 요구조건이 필요하다. 즉, ▲더 안전하고, ▲더 빠르고, ▲더 저렴하고, ▲더 편리하고, ▲날씨에 둔감하고, ▲지속가능한 자체 동력을 생성하고, ▲재난에 강인하고, ▲이동 경로 상에서 방해받지 않고, ▲수요 응답형(on-demand) 교통수단이다.
위와 같이 9가지 기본적 요구조건 뿐만 아니라 사회, 경제적, 정치적, 지역적 요인에 따라 요구조건이 추가된다.
코로나와 같은 펜데믹 현상은 전염을 최소화하기 위해 작은 수송량과 빈번한 승차 기회를 요구하고 있다. 온실가스 저감은 미래의 가장 큰 이슈 중에 하나이다. UN에 따르면 교통분야 온실가스 방출량이 전체 온실가스 방출량의 23%를 차지하고 있고, 2050년까지 교통수송량이 250%까지 증대된다고 예상되므로 교통분야의 온실가스 방출량을 획기적으로 줄일 것을 요구하고 있다.
이에 부응하기 위해서는 차세대 교통수단의 온실가스 저감은 필수요건이 된다. 4차 산업혁명에서 보편화될 AI, IoT, 빅데이터, 클라우드 기술을 활용하고 4차 산업발전 경향에 맞추는 것도 차세대 교통수단이 갖추어야 할 요건이 된다. 4차 산업혁명의 초연결 사회는 인구변화와 지역 불균형, 삶의 형평성 등이 크게 변화할 것으로 예상되므로 이에 대한 대응도 차세대 교통수단이 갖추어야 할 요구조건이 된다.
4차 산업혁명 시대의 미래철도 발전방향
철도를 도시철도, 대도시 광역철도, 대도시간 간선철도 등으로 분류하여 미래철도 발전 방향을 생각해 보면, 도시철도의 경우 지상에서는 승객이 길가에서 바로 탈 수 있는 자율주행 무궤도 철도(Trackless Train)로 발전할 것이고, 지하에서는 승객이 자기 차를 그대로 지하로 엘리베이터를 이용하여 수직 이동하여 차량과 함께 지하철도 차량으로 목적지까지 이동하는 Urbanloop와 같은 개념이 현실화 될 것이다.
대도시 광역철도는 우리나라의 GTX와 같이 출퇴근 시간을 최소화하는 고속화 자율주행 철도로 발전할 것이다. 대도시 또는 광역교통권 간 간선철도와 장거리 철도는 1시간 내외로 연결할 수 있고 항공기보다 빠르게 장거리 이동이 가능한 하이퍼루프(Hyperloop)와 같은 초고속 무인철도가 실용화될 것이다.
미래철도가 공유화된 자율주행차량과 연계할 경우 이용자는 보다 편리하고 빠르고 안전하게 목적지에 갈 수 있을 것이다. 이용자가 핸드폰에 목적지를 입력하면, 핸드폰은 최적의 경로와 교통수단을 정해서 소비자에게 알려 주고 관련 교통수단의 예약을 수행하며, 이용자는 출발지점에 대기하고 있는 자율주행 공유차량을 타기만 하면, 연결되는 철도 등 관련 교통수단을 이용하여 목적지에 편하게 갈 수 있게 될 것이다. 궁극적인 미래철도 발전방향은 이용자의 편의성과 이동 시간, 가성비 등에 초점이 맞추어질 것이다.
______________________________________________________________________
* 저자 이관섭
- 철도경제신문 편집위원, 공학박사
- 전 한국철도기술연구원 신교통혁신연구소장
- 전 국방과학연구소 선임연구원