K-철도 저소음화 기술혁신, 독일 공동연구 성과도출
- KRRI-DZSF, 차량기반 선로음향특성 검측 기술 개발·검증 본격화 -

■ 한국철도기술연구원(이하 철도연, 원장 사공명)은 독일연방철도연구원(DZSF)과 함께 철도 소음 저감과 디지털 기반 선로 유지관리의 고도화를 위한 공동연구를 본격적으로 추진했다.

ㅇ 양 기관은 최근 독일 ‘오픈 디지털 테스트필드(Offenes Digitales Testfeld)’에서 차량에 탑재한 센서를 이용해 선로 상태를 측정하는 시스템의 시험주행을 성공적으로 수행하였다.

■ 이번 공동연구는 철도운행에서 발생하는 구름소음(rolling noise)을 줄이기 위해 추진됐다. 열차는 차륜과 레일 사이 표면의 미세한 거칠기*(Acoustic Rail Roughness)로 인해 구름소음이 발생한다. 이 거칠기를 정밀하게 모니터링하고 적절한 시점에 유지관리하면 소음을 줄이는 것은 물론, 선로의 수명을 연장할 수도 있다.

※ 거칠기 : 재료 표면의 불규칙한 정도를 수치로 나타내는 용어로, 주로 기계·재료공학에서 표면의 정밀도와 품질을 평가하는 데 사용

ㅇ 기존에 사용 중인 ‘레일 표면의 거칠기를 직접 측정하는 방식’은 정확도가 높지만, 작업자가 선로에 직접 접근해야 하여 광범위한 노선을 주기적으로 관리하기에는 한계가 있었다.

ㅇ 철도연과 DZSF는 일반 영업 열차에 장착할 수 있는 ‘차량 탑재형(온보드) 선로음향 측정 시스템’을 개발하고, 실제 운행 환경에서 장거리 구간의 선로 거칠기를 실시간으로 모니터링할 수 있는 기술 확보를 목표로 하고 있다.

ㅇ 또한 주행소음을 최소화하기 위한 선로관리 시스템의 설계 기반을 마련하고, 거칠기 발생과 성장의 원리를 분석하여 유지보수 정책을 최적화하는 연구를 함께 진행 중이다.

■ 이 기술은 철도연이 개발한 성과로서, DZSF가 철도 관련 기술의 현장 평가를 위해 구축한 시험차량(Messwagen)에 탑재한 첫 번째 사례이다. 이 기술은 2025년 개통된 독일의 오픈 디지털 테스트필드에서 다양한 선로 조건을 대상으로 시험과 성능 검증을 거쳤다.

■ 이 연구는 국가과학기술연구회(이하 NST, 이사장 김영식) 산하 철도연의 기본사업을 통해 국제공동연구로 수행되었다.

※ 관련 연구과제
- 과제명 : 철도 운행 데이터 기반 저소음 선로 운영에 관한 국제공동연구(연구기간: 2023. 01. 01. ~ 2025. 12. 31.)
- 연구책임자 : 고효인 철도연 책임연구원

■ 연구책임자인 고효인 철도연 책임연구원은 “한국의 첨단 계측기술과 독일의 현장 테스트 인프라를 결합해 세계를 선도하는 철도 소음저감 기술을 완성하겠다”며, “개발 기술이 조용하고 쾌적한 이동환경을 구현하는 데 중요한 역할을 할 것”이라고 밝혔다.

■ 사공명 철도연 원장은 “국민이 체감할 수 있는 철도 소음 저감 기술로, 글로벌 철도산업 경쟁력 강화에 기여해 나갈 계획”이라며, “양 기관은 향후에도 철도 소음 저감과 디지털 유지관리 기술 분야에서 지속적인 협력을 이어갈 예정이다”고 전했다.

※참고: 국제공동연구 및 공동 현장시험 모습


KRRI와 DZSF 국제공동연구(과제책임자: 고효인 철도연 책임연구원), 참여 연구진 및 독일의 ODT 시험차량 모습


KRRI 개발기술을 탑재한 독일 DZSF의 시험차량(Messwagen) 모습