미래형 철도 운송: 빠르고 안정적이며 지속 가능하다.

현재 상하이 자딩구 인민대표대회 상무위원회 부국장(주민이 아님), 자기부상열차운송공학연구개발센터장, 통지대학교 철도연구소장 등을 역임하고 있습니다. 그녀는 통지건축디자인 (그룹) 주식회사 교통기획디자인연구소 소장으로 재직하고 있습니다. 최근 tec.news는 첸 박사를 인터뷰하는 영광을 얻어, 중국 철도 운송의 흥미로운 새로운 발전현황에 대해 질문하는 시간을 가졌습니다.

20년이 넘는 급속한 개발 이후, 중국의 철도 운송은 상당히 큰 규모에 도달했습니다. 2022년 1월 기준 중국의 운행 중인 철도 총 주행거리는 15만㎞를 초과하며, 이 중 운행 중인 고속철도의 총 주행거리는 4만㎞를 넘어 섰습니다. 총 51개 도시에 270개의 도시 철도 노선이 개통되어 8,759km의 거리를 운행하고 있습니다. 철도 운송은 계속 빠르게 발전할 것입니다.

특히 다음 두 가지 영역에 주로 반영됩니다:

첫째, 우선 인구밀도가 높고 경제가 발달한 지역을 시작으로 철도 운송의 범위가 더욱 확대되어, 다양한 종류의 인간 지리적 환경에 심도깊게 통합될 것입니다.

이러한 트렌드로 인해 철도 운송 기술에 대한 요구가 높아지고 있습니다.

• 더 빠른 속도
  철도 운송은 승객과 화물을 목적지까지 더 빨리 운송해야 합니다. 중국의 고속 철도 시스템을 예로 들면, 현재 300㎞/h의 기본속도인 CR350 플랫폼에서 400㎞/h에 달하는 CR450 플랫폼으로 점차 업그레이드될 것입니다. 동시에, 600 km/h의 기본 속도를 달성하는 자기부상열차 기술은 현재 실험 단계에 있습니다.
• 신뢰성 향상
  철도 운송 시스템은 극도로 추운 환경이나 고지대처럼 더 복잡하고 까다로운 운영 조건에 적응해야 합니다.  열악한 지리적 환경에서도 높은 안정성을 유지해야 하며, 속도가 증가할 때 안전하고 신뢰할 수 있는 제동 기능도 보장되어야 합니다.
• 보다 심층적인 통합
  서로 다른 지리적 환경에 있는 사람들을 효과적으로 연결하기 위해, 철도 운송은 고속철도, 시외, 통근 및 도시 철도 운송 상품 및 기타 제품들을 유기적으로 통합하여 종합적인 다중 네트워크 모드를 형성할 필요가 있습니다.
• 지속가능성
  더 광범위한 지역을 포함하는 철도 운송의 빠른 개발과 대중화는 필연적으로 자원의 더 빠른 소비와 환경에 부정적인 영향을 미칠 수도 있을 것입니다. 따라서, 녹색, 에너지 절약, 경제 및 지속 가능한 요소 등이 철도 운송 기술 개발에 고려되어야 합니다.

예를 들어, 운반 효율 개선을 위해서는 차량의 주행 저항(바람 저항 및 선로 마찰)을 더욱 줄이고, 차체를 경량화하며, 에너지 회생 제동 효율을 최적화하는 것이 필요합니다. 게다가, 다양한 구간에서 운송 용량의 공급-수요 관계에 적응할 수 있도록 유연하고 체계적으로 열차 운행를 조직하는 것이 중요합니다.

전체 생태계 및 수명주기 측면에서, 철도운송시스템은 집적도 개선, 시스템 구조 간소화, 전체 부품 수 감소 등 개선의 여지가 큽니다. 또한, 내구성이 뛰어난 제품과 정보 기반 예측 유지보수 기술을 활용해 장비의 서비스 수명을 향상시키는 것도 중요합니다.  지속가능성에 기여하는 또 다른 중요한 사항은 차량 이동 시 발생하는 진동 및 공기 흐름의 에너지를 회수하고 재사용하는 것입니다.

기술적 요건

기계 공학, 전기 공학, 소프트웨어, 제어 시스템, 공기 역학, 에너지, 환경, 통신, 전자, 재료 등을 포함한 많은 분야가 현재 철도 운송 기술의 발전에 연관되어 있다는 것은 이미 잘 알려진 사실입니다.

이러한 배경에서, 연결 기술(connectivity technology)이 서로 다른 분야의 제품을 연결 및 통합할 수 있다는 것은 중요하게 되었습니다. 연결 기술은 전기 기계식 전력 및 데이터 신호를 효율적이고 안정적으로 전달 및 전송해야 할 뿐만 아니라, 속도, 신뢰성, 통합 및 지속 가능성 측면에서 철도 운송에 힘을 실어줄 수 있습니다. 즉, 상기 언급된 모든 트렌드를 주도해 나갈 수 있습니다.

사실, 철도 운송 기술의 발전은 또한 관련 제품의 기술적 통합을 새롭게 요구합니다.

또한 최종 사용자, 시스템 통합자 및 시스템 설계자를 포함하여 업계에서 서로 다른 역할 간 기술 교환의 초점은 매개 변수와 사양에서 애플리케이션 시나리오로 점차 이동해야 합니다. 프런트 엔드의 적용 요건은 전체 시스템 및 부품 공급자에게 공지되어야 하며, 이로써 이들은 산업 개발 주기에 적응할 뿐 아니라 혁신적 협력관계 중에 기술에 더욱 손쉽게 접근할 수 있습니다.

또한, 이는 통지대학교가 철도운송기술 분야에서 HARTING과 전방위적인 협력을 수행하는 중요한 이유이기도 합니다. 이 프로그램에서는 통지대학교를 비롯한 기타 과학연구기관이 시험장, 차량, 실험실 등 기초시설을 제공하고, HARTING 및 제품 공급업체는 관련 기술 솔루션을 제공합니다. HARTING과 통지대학교는 시장 및 고객의 요구에 따라 기술분야에서 공동으로 연구하고 토론하며 테스트를 진행합니다. 그리고, 이러한 활동을 바탕으로 교류 협력 생태계를 구축합니다. 게다가 그들은 산업 인재의 양성 및 발전도 추진하고 있습니다.

또한, 철도 운송 시스템의 통합 과정 동안, 산업 생태 운영의 안전성 측면에서 R&D, 제조, 공급 및 서비스에서 사용되는 시스템 컴포넌트 및 제품의 전체 수명 주기에서 보장되는 신뢰성을 고려해야 합니다.

커넥티비티 재정의

전반적으로, 철도 운송의 근본적인 임무는 연결시키는 것입니다.

새로운 시대에, 철도 운송은 유연성, 신뢰성 및 경제적 요소를 고려하여 보다 복잡한 인간 지리적 환경에 적응할 필요가 있습니다. 그것은 서로 다른 지리적 위치를 연결하는 교통 수단이 될 뿐만 아니라, 이동 중 정보와 상호작용하기 위해 승객들을 연결시키는 것도 해당됩니다. 또한 이는 철도운송도구의 설계, 기획, 관리 및 사용 과정에서 함께 일하는 인력들을 연결할 뿐 아니라 지속가능한 개발기간 동안 철도운송시스템에 포함된 제품, 기술, 에너지, 자재, 자원 등을 연결할 것입니다. 철도운송의 궁극적 목표는 사회 전체의 모든 각 구성요소를 통합하는 것입니다.