철도 차량

철도 차량(鐵道車輛)은 철도의 선로(線路) 위를 운행할 목적으로 제조된 동력차·객차·화차 및 특수차 등을 말한다.

정의

철도 차량의 정의는 여러 법령에 의해서 규정되고 있으나, 대개의 정의는 선로 위를 운행할 목적으로 제조된 차량 전반을 칭한다. 따라서, 동력이 부가된 차량이나 그렇지 않은 차량을 막론하며, 화물, 여객 등 수익을 위한 것인지의 여부 역시 막론한다. 아울러, 사업용으로 사용되는 각종 차량, 즉, 제설차, 궤도시험차, 전기시험차, 사고구원차 등에 대해서도 철도 차량의 범주에 포함한다. 철도 차량은 따라서 여러 규제를 받는데, 크게 철도 차량에 대한 안전기준에 의한 것과, 철도 차량의 운전 규칙에 의한 것으로 크게 나누어 볼 수 있다.

종류

철도 차량의 종류는 크게 동력차, 객차, 화차, 특수차로 구분된다.

동력차 동력차는 동력에 의하여 선로를 이동하는 것을 목적으로 제작된 기관차 및 동차(제어차를 포함한다)를 말한다. 기관차 증기 기관차 디젤 기관차 전기 기관차 전동차 디젤 동차 객차 객차는 여객, 수화물 및 우편물을 운송할 수 있는 구조로 제작된 철도 차량을 말한다. 객차 소화물차 우편차

화차 화차는 화물을 운송할 수 있는 구조로 제작된 철도 차량을 말한다. 유개차 무개차 조차 평판차 차장차 특수차 특수차는 특수 사용을 목적으로 제작된 사고복구용차, 작업차, 시험차 등으로서 동력차와 객차 및 화차에 속하지 않는 철도 차량을 말한다. 비영업차라고도 호칭된다. 기중기 유니목 기타 시설점검용 장비류

구성요소

구조

철도 차량에서 구조는 다음의 요소들을 의미한다. 이들 구조는 철도 차량의 전체 시스템이 충족하거나 준수해야 할 요건들을 의미한다.

• 차량한계
• 총중량
• 축중 및 중량 분포
• 최소곡선구간의 통과
• 표기사항
• 주행안전기준
• 충돌안전기준

차체

차체는 주행장치(Bogie)에 의하여 지지되며 여객 등이 탑승하거나 화물 및 운전용기기 등을 적재하는 철도 차량 부분의 총칭을 말한다. 차체는 다시 구조체와 그 외의 부분으로 구분된다.

• 구조체 : 하중을 감당할 수 있도록 만들어진 주요 부분을 의미한다.
  • 차체프레임
  • 측면구조틀
  • 지붕구조
• 들어올림 장치 : 차량 또는 차체를 들어올리기 위한 받침대 또는 고리 등의 장치.
• 운전실
• 여객용 출입문
• 철도 차량간 통로문 및 연결통로
• 창문
• 실내 설비
  • 의자 및 선반
  • 객실 냉난방장치
  • 비상조명등

주행 장치

주행 장치는 차량의 주행을 위해 여러 요소를 조합한 것이다. 대개 대차(Bogie)라 부르는 일련의 구조를 이루고 있으나, 철도 차량의 설계에 따라서는 대차 없이 직접 차축 등의 요소가 차체에 취부된, 대차구조를 취하지 않는 것도 존재한다. 주행 장치는 다음의 요소들로 이루어진다.

• 윤축 : 차륜과 차축의 결합체를 의미한다.
  • 차륜
  • 차축
• 축상 조립 장치 : 흔히 저널박스 등으로 부른다.
• 현가 장치 : 흔히 서스펜션 등으로 부른다.
• 차체 지지 장치 : 견인장치 등으로 부르며, 주행장치와 차체를 연결하는 장치를 의미한다.
• 제동 장치
• 연결기

주행 장치는 또한 차량의 속도에 맞는 내구성을 가질 수 있도록 설계되어야 하며, 또한 접지, 고정축거 및 기타 여러 제한사항을 준수하여야 한다.

추진 및 보조 전원 장치

추진 및 보조 전원 장치는 철도 차량, 특히 동력차에서 동력을 공급하는 각종 장치류를 의미한다. 전기, 내연, 증기 등의 동력원을 포함한 제반 장치들이다.

• 집전장치
• 인버터 및 컨버터
• 견인 전동기
• 내연 기관
• 증기 기관
• 신호 설비 및 CTC

철도 차량의 내구연한

한국에서의 철도 차량은 해외와 달리 그 사용내구연한을 초과하여 사용할 수 없도록 법으로 통제되어 있다. 법에서 이러한 내구연한을 초과하여 사용하기 위해서는 국토해양부 장관이 실시하는 정밀진단을 받아 안전운행에 적합하다고 인정되어야만 한다. 그러나 이러한 예외 규정의 존재에도 불구하고, 그 기준이 엄격하여 차량의 연장 사용이 지극히 어려워 차량을 일괄 폐차해야 하는 등의 난맥상이 지적되고 있다.

내구연한이 도래한 차량은 대개 파쇄되어 고철로 처분되거나, 또는 형태를 온존한 채로 주행기능을 제거한 채 민간에 염가 불하하기도 한다. 내구연한이 도래한 차량은 차량으로서 재사용을 하지 않는 것이 원칙이었으나, 해외에서는 더 오랜 기간 사용하는 예가 많아 이런 운영은 자원 낭비라는 지적이 제기된 바 있으며, 이에 따라 부산교통공사에서는 이러한 내구연한 규정의 폐지를 주장하고 있다.

한편 내구연한이 초과한 차량들 중 잔여수명이 남은 차량의 경우, 차량 조달에 어려움을 겪는 개발도상국에 유상 또는 무상원조의 형식으로 제공되기도 한다. 한국에서는 최근 서울메트로는 내구연한이 도래한 차량을 베트남에 수출하기로 양해각서를 체결한 바 있다.

한국의 법령에 의해 지정된 철도차량 종류별 내구연한은 다음 표와 같다.

종류	사용 내구 연한
고속철도 차량	30년
일반철도 차량	30년
디젤 기관차	25년(재생시 연장가능.)
전기 기관차	35 ~ 40년
디젤 동차	20년
전기 동차	25년(경우에따라 5~15년 추가연장 가능.)
객차	25년
화차	30년 단, 화학물 수송용 조차는 25년
특수차	철도 차량 제작당시 정한 기준

제조부터 폐차 해체까지

기획

철도 차량의 신규의 제조를 위한 기획은, 신규 노선 개업·열차의 증발·전철화나 고속화등의 수송 개선에 수반하는 치환이나 노후화 한 차량의 치환등의 이유로 행해진다.철도 차량은 자동차에 비해 내용연수가 길고 30년부터 40년 정도 사용하는 것도 드물지 않기 때문에, 장기적인 계획에 근거해 신조 계획을 세울 수 있다.

필요한 차량수는, 투입을 예정하고 있는 노선의 열차 타이어나 기존의 차량의 폐차의 진행 예정을 검토하면서 결정된다.

설계

어떠한 차량을 신조 할까의 방침이 정해지면, 구체적인 설계를 한다.누가 설계를 실시할까는 나라나 철도 사업자에게 따르고, 또 시대에 의해도 차이가 난다.

철도가 시작된 초기에는 차량 메이커와 철도 사업자는 미분화로, 철도 사업자 자체가 신제 차량의 설계를 실시해 부내의 공장에서 제작하고 있었다.철도 사업자 내부에서 설계·제조를 담당하는 최고 책임자는 많은 사업자로 기사장 (CME: Chief Mechanical Engineer)으로 불려 기사장의 방침에 의해서, 그 사업자의 차량의 성격을 결정지을 수 있고 있었다.

이윽고 독립한 철도 차량 메이커가 설립되면, 설계는 철도 사업자가 실시해 구체적인 제조는 메이커에 맡긴다고 하는 형태가 나타나게 된다.설계의 주도권은 아직 사업자가 가지고 있어 다수의 동형식 차량을 발주할 때 같은 설계의 차량을 다른 차량 메이커에 병행해 발주한다고 한 것도 행해진다.이 경우에서도 세세한 부분의 사양은 메이커에 맡고 있는 것이 많아, 완성한 차량에는 메이커에 의한 차이가 나타나는 일이 있다.

철도 사업자측은 사양만을 지정해, 그것을 채우는 철도 차량의 설계를 메이커의 옆에서 실시하기도 한다.이것은 특히 자력으로 설계를 실시할 수 있을 만한 기술력이 부족한 중소의 철도 사업자등에서 볼 수 있다.

메이커가 철도 차량의 라인 업을 제시해, 그 중에서 철도 사업자의 요구에 맞은 차량을 선택해 발주하는 형태도 있다.이것은 항공기 업계의 형태에 가깝게 된다.

미국등에서는 메이커의 라인 업으로부터 선택하는 형태가 많아, 결과적으로 복수의 철도 사업자에게 동형식의 차량이 소속하게 된다.한편 일본이나 유럽에서는 지금도 철도 사업자측의 기술적인 독자성이 강하고, 설계를 철도 사업자측에서 실시하는 일도 꽤 있다.

이미 제조되고 있는 차량의 마이너 체인지 정도이면, 비교적 빠르게 설계로부터 제조로 옮길 수 있다.완전한 신형차량을 설계하는 경우에는 1년반 정도의 설계·시작 기간을 소비해, 그 앞으로 1년 정도 시작 차량의 시운전으로 문제점의 드러내기를 해, 게다가 1년 정도 소비해 수정 설계와 양산화라고 하는 스케줄이 일반적이다.

제조

철도 차량은 복잡한 구성을 하고 있기 때문에, 차량의 모든 것을 메이커로 직접 제조하는 것은 없고 많은 부품을 부품 제작사로부터 구입해 단다.제작사의 옆에서 구입해 다는 것도 있으면, 철도 사업자가 미리 구입해 둔 부품을 지급해 달게 하는 것도 있다.철도 사업자가 지급하는 부품는, 비록 민간의 철도 회사가 지급한 것이어도 「관급품」이라고 한다.관급품은 신규에 구입한 것 뿐만이 아니라, 재고 해 둔 보수 부품을 전용하거나 때에는 폐차·해체된 차량으로부터 떼어내진 부품을 전용하거나 한다.그러한 차량으로부터 회수된 부품을 「폐차 발생품」이라고 부른다.차량 코스트의 대략 반이 부품 구입비이다.

철도 차량의 제조는 자동차와 같이 같은 차량을 양산하는 것은 아니고, 여러가지로 사양이 다른 차량을 만들어 나누게 되기 위해 오오토메이션은 진행되지 않았다.조립 공정의 상당수는 현대에 있어도 수작업이다.

많은 나라에서 철도 사업자와 차량 제작사·부품 제작사는 강한 관계가 있어, 기술개발이나 사용 실적의 피드백등에서 협력 관계에 있다.국내산업 보호를 위해서 국외의 차량 제작사에 발주할 때에도 국내에서의 최종 조립을 의무화 하거나 부품의 구입을 의무화 하거나 한다.

수송

완성한 철도 차량은 거대한 것이기 때문에, 공장으로부터 실제로 사용되는 장소(베이스가 되는 차량 기지)까지의 수송은 큰 문제이다.공장으로부터 발주자까지 선로가 연결되어 있는 경우에는 그 선로를 자력으로 주행하거나 기관차에 견인되어 가거나 한다.선로가 연결되지 않은 경우나 연결되어 있어도 이용할 수 없는 사정이 있을 때에는, 트레일러나 배등에 의한 수송을 한다.항공기로 수송된 드문 예도 있다.

시운전

투입되는 노선으로 도착한 새로운 차량은, 우선 시운전을 실시한다.특히 그 노선으로 처음으로 이용되는 새로운 형식의 차량인 경우에는, 반복 시운전을 실시해 신중하게 확인을 한다.근년의 차량에서는 인버터등의 기기로부터 나오는 전자파에 의해서 다른 장치가 유도 장해를 일으키는 일이 있기 위해, 차재 기기와 선로측의 기기의 상호 운용성이 신중하게 확인된다.

이와 함께, 그 노선을 담당하고 있는 운전기사나 차장등의 승무원의 신형 차량에 대한 훈련도 행해진다.

운용

시운전이나 훈련이 완료되어 사용 가능하게 된 철도 차량은 운용에 투입되는 것으로 실제의 영업 운전으로의 사용이 개시된다.사용 개시의 타이밍은 다이어 개정에 맞추어 일제히 투입하는 경우와 사용 가능하게 된 때 마다 차례차례 투입해 나가는 경우가 있다.

철도 운행 계획에서는, 차량 운용이라고 하는 형태로 차량의 사용 계획을 세울 수 있다.「A역으로부터 C역까지 운행한 후 즉시 B역까지 달린다」라고 하는 계획을 세울 수 있고 있어 그러한 계획에 대해서 실제의 어느 편성을 충당할지가 정해져 있다.

운용에 오르고 있는 동안, 철도 차량은 정기적으로 검사를 받게 된다.초기에는 차량의 형식은 뿔뿔이 흩어지고 각 차량 상태도 가지각색이며, 지금까지의 경험의 축적이 적었기 때문에 어느 정도의 간격으로 검사·수선을 실시하면 좋은가를 알고, 결과적으로 부품이 망가질 때까지 달리게 해 망가졌을 때에 바꾼다고 하는 사후 보전 방식이 되고 있었다.차량의 형식이 통일되어 통계적으로 어느 정도의 간격으로 검사나 수선을 실시하면 좋은가를 알게 되면 평균적인 고장 간격보다 짧은 기간에 정기 검사를 실시해, 망가질 것 같은 것은 미리 바꾸어 두는 예방 보전 방식이 뽑아지게 되었다.부품의 신뢰성이 향상한 현대로는 정기 검사의 간격은 일찌기에 비해 꽤 긴 것이 되고 있다.

어느 차량이 검사에 들어가 있는 동안, 대신에 운용에 오르는 차량으로서 예비차가 준비되어 있다.예비차는 어떤 것이나 특정의 차량이 지정되어 있기도 하지만, 보통은 그 때 운용이 없는 차량이 예비로서 다루어지고 있는 것만으로 있다.검사의 대주 만이 아니고 사고·고장이 일어나 급거 수리에 돌려진 차량의 대주나, 다이어가 흐트러져 대신의 열차를 달리게 할 때에도 이용된다.예비차를 모두 사용해도 운용을 채울 수 없게 되면, 열차의 운휴가 발생한다.

전속

큰 철도 사업자로 복수의 노선·차량 기지를 보유하고 있을 때에는, 노선·차량 기지간에서 차량의 전속을 하는 일이 있다.차량 기지의 사이에 담당 노선·열차의 담당이 변경이 되었을 경우나, 신차의 투입 계획의 관계로 전속을 한다.

특별히 중요시하는 노선으로 신차를 중점 배치하기 위해서, 그것까지 그 노선으로 사용되고 있던 차량을 다른 노선으로 전속시켜 더 낡은 차량을 폐차로 한다고 하는 「당구전배」를 하는 일이 있다.

또 차량 기지간, 또 다른 사업자끼리의 사이에 차량의 대차를 하는 케이스도 있다.

개조

철도 차량이 사용되고 있는 동안에, 여러가지 개조를 하는 일이 있다.원맨 운전 대응 개조나 냉방화라고 한 경미한 것으로부터, 내외장의 리폼·장비하는 기기류의 교환, 또 객차에 디젤 엔진을 쌓아 자주 가능하게 한다고 한, 차종 그 자체가 바뀌는(객차를 디젤 동차에) 대규모 개조까지 여러가지 개조를 한다.

폐차

철도 차량의 내용연수는 차종에 의해서 가지각색이지만, 사고나 재해등에서 사용 불능이 되는 케이스를 제외하면, 대부분 20년 내지 30년 정도 사용된다.내용연수가 오기 전에 환경의 변화나 재조합등에서 폐차가 되는 케이스도 존재한다.

철도 차량으로서의 등록으로부터 삭제하는 일을 폐차라고 한다.

차량의 내용연수를 결정하는 요소로서는, 물리적 수명·경제적 수명·진부적 수명의 3개가 있다.물리적 수명은, 차량을 구성하는 중요 부품이 물리적으로 사용할 만하지 않게 되는 한계를 가리켜, 주로 대 범위나 구체의 내용연수에 의해서 결정된다.경제적 수명은, 노후화에 수반하고 고장이 증가해 수선비가 증가해 신형 차량에 옮겨놓는 것이 싸지는 연수를 가리킨다.진부적 수명은, 시대의 변화나 보다 신형의 차량의 투입등에 의해 낡은 차량이 시대에 뒤떨어지는 것에 의한 내용연수를 가리킨다.근래에는 진부적 수명에 의한 내용연수의 결정이 주요하다.덧붙여 한국에서는 차량의 내용년수가 법으로 지정되어있어 그 내용년수를 넘어 사용하지 못하도록 제한되어있다.

폐차가 된 차량은 많은 경우 해체 처분된다.해체 처분에는 주요 기기를 떼어내 구체를 용단·절단 해 나가는 방법과 중기등에 의해 깨부수어 해체하는 방법이 있다.또, 해체 후의 활용법까지 밟은 지침도 많아지고 있다.

큰 철도 사업자로 진부적 수명에 의해서 폐차가 된 차량은 물리적에게는 아직 주행이 가능하고, 신형 차량을 도입하는 것이 재정적으로 어려운 중소의 철도 사업자가 중고에 구입하거나 양도하거나 해 재사용하는 것도 적지 않다.(한국에서는 흔하지 않다.)재사용에 있어서는, 사용처의 조건에 맞추어 여러가지 개조를 하는 것이 일반적이다.또 부품 잡기용으로서 미개조의 차량을 동시에 확보해 구입하는 패턴도 있다.국제적으로 전매·양도를 하기도 한다.

일부의 가치가 인정된 차량은 보존 철도로 동태 보존을 하거나 공원이나 박물관·차량 기지등에서 정태 보존을 하기도 한다.

주요 자격증

철도차량정비기능장 철도차량기술사 철도차량기사 철도차량산업기사

철도동력차기관정비산업기사 철도동력차전기정비산업기사 철도차량운전면허

함께 보기

위키미디어 공용에 관련 미디어 자료가 있습니다. 철도 차량