베이징 지하철 SFM05형 전동차
1. 개요
베이징 지하철 SFM05형 전동차는 중국중차 칭다오 쓰팡 기차 차량에서 제작된 전동차로, 총 86개 편성 516량이 도입되었다. 2008년부터 운행을 시작하여 회생 제동, 에너지 회수 시스템, 배터리 공급 견인 기술 등을 갖추고 있다. 1차, 2차, 3차 차량의 외관 및 디자인에 차이가 있으며, 2019년 이후 일부 좌석을 휠체어 공간으로 변경했다. 2010년부터 2019년까지 잦은 고장과 사고가 발생했다.
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| 차량 이름 | 베이징 지하철 SFM05형 전동차 |
|---|---|
| 회사 색상 | #0e7d8d |
| 설계 최고 속도 | 80 |
|---|---|
| 전장 | 선두차: 19,380 mm |
| 중간차: 19,000 mm | |
| 전고 | 3,800 mm |
| 제동 방식 | 회생 제동(주) |
|---|---|
| 륜반식전기 제어 공기 제동(보조) | |
| 제동 제어 장치: 크노르 그룹제 | |
| EP-2002 | |
| 기동 가속도 | 0~40 km/h: ≥ 0.83 m/s² |
|---|---|
| 0~80 km/h: ≥ 0.5 m/s² | |
| 차량 수 | 438량 |
|---|---|
| 전기 방식 | 직류 750 V (제3궤조) |
| 집전 장치 | 상부 접촉형 집전 슈 |
| 제어 방식 | 봄바디어제 “MITRAC” IGBT-VVVF 제어 |
| 감속도 | 3.6 (일반) / 4.3 (긴급) |
| 전동기 출력 | 180kW |
| 편성 출력 | 2,160kW |
| 편성 정원 | 1,408명 |
| 전폭 | 2,800 |
| 차량 중량 | 28-35 |
| 편성 중량 | 193 |
| 궤간 | 1,435 |
| 차체 재질 | 스테인리스강 |
| 견인 전동기 | 봄바디어제 3상 비동기식 견인전동기 |
| MT비 | 3M3T |
| 보안 장치 | ATO |
| 구동 방식 | 직-교 |
| 제동 방식 | 회생 제동, 공기 제동 |
| 설계사 | N+P 산업 디자인 |
| 제작사 | 남차 쓰팡 |
| 제작 연도 | 2008년-2011년 |
| 운행 시작일 | 베이징 지하철 4호선 : 2009년 9월 28일 |
| 베이징 지하철 다싱 선 : 2010년 12월 30일 | |
| 운영 회사 | 베이징 홍콩 지하철 유한공사 |
| 생산량 | 73편성 |
| 차량 번호 | 001-040(2009년 1차 도입분);061-093(2010년 2차 도입분) |
| 운행 노선 | 베이징 지하철 4호선, 베이징 지하철 다싱 선 |
| 차량 분류 | B형 지하철 차량(B型地铁车辆) |
| 기타 언어 | 北京地铁SFM05型电动车组중국어 |
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베이징 지하철의 철도 차량 -
베이징 지하철 DK1형 전동차
베이징 지하철 DK1형 전동차는 1967년 베이징 지하철 1호선 개통을 위해 제작된 2량의 전동차이며, 모스크바 지하철 D형 전동차를 참고하여 만들어졌지만, 터널 제한으로 본선 운행은 불가능했고, 2015년에 복원되었다. -
베이징 지하철의 철도 차량 -
베이징 지하철 DKZ4형 전동차
베이징 지하철 DKZ4형 전동차는 1996년 푸바선 개통을 위해 발주된 베이징 지하철 최초의 VVVF 인버터 제어 차량으로, 외관 및 전기 계통 개조, 냉방 장치 추가 및 내부 개조, CBTC 신호 시스템과의 호환성 확보를 위한 추가 개조를 거쳐 현재 1호선에서 운행되고 있다.
2. 역사
SFM05형 전동차는 남차 쓰팡(南车四方)에서 제작되었으며, 객차당 4쌍의 전동 외부 슬라이딩 도어 형태의 출입문과 열차 양쪽 끝에 비상구를 갖추고 있다. 2009년 9월 28일부터 4호선에서 운행을 시작했고, 2010년 12월 30일부터는 다싱선에서도 운행을 시작했다. 이 열차는 룽베이춘 주차장(龙背村停车场), 마자바오 차량단(马家堡车辆段), 난자오루 차량단(南兆路车辆段)에 배속되어 있다.
2.1. 도입 배경
SFM05형은 남차 쓰팡에서 제작한 73편성 438대로, 객차당 4쌍의 전동 외부 슬라이딩 도어 형태의 출입문이 있으며, 열차 양쪽 끝에 비상구를 갖추고 있다. 2009년 9월 28일부터 4호선에서 운행되었고, 2010년 12월 30일부터는 다싱선에서 운행을 시작했다. 열차는 룽베이춘 주차장, 마자바오 차량단, 난자오루 차량단에 배속되어 있다. SFM05형은 중국중차 칭다오 쓰팡 기차 차량에서 제작되었으며, 총 86개 편성 516량이 도입되었다.
차량 도입은 3차에 걸쳐 진행되었다.
2.2. 도입 및 운행
SFM05형은 남차 쓰팡에서 제작한 73편성 438대로, 객차당 4쌍의 전동 외부 슬라이딩 도어 형태의 출입문이 있으며, 열차 양쪽 끝에 비상구를 갖추고 있다. 2009년 9월 28일부터 4호선에서 운행되었고, 2010년 12월 30일부터는 다싱선에서 운행을 시작했다. 열차는 룽베이춘 주차장, 마자바오 차량단, 난자오루 차량단에 배속되어 있다.
SFM05형은 중국중차 칭다오 쓰팡 기차 차량에서 제작되었으며, 총 86개 편성 516량이 도입되었다. 도입 시기를 기준으로 3차례에 걸쳐 도입되었다.
| 구분 | 도입 시기 | 편성 번호 | 계약 체결일 | 비고 |
|---|---|---|---|---|
| 1차 차량 | 2008년 ~ 2009년 | 제1~40편성 | 2006년 5월 | 최초 2개 편성은 2008년 10월 28일에 베이징 지하철 차량 공장에 도착, 2009년 9월 28일부터 운행 시작. |
| 2차 차량 | 2010년 | 제61~93편성 | 2009년 7월 | 다싱선에서 운행, 2010년 12월 30일부터 운행 시작. |
| 3차 차량 | 2011년 ~ 2013년 | 제41~53편성 | 4호선의 수송 능력 증강용, 2011년부터 제조 시작, 2013년 12월 27일부터 운행 시작. |
3. 열차 특성
SFM05형 전동차는 회생 제동과 에너지 회수 시스템을 갖추고 있어 에너지 효율을 높였다. 그러나 제어 소프트웨어 문제로 인해 열차가 출발하거나 멈출 때 갑작스럽게 떨리는 현상이 발생하기도 한다.
또한, 배터리를 이용한 견인 기술을 적용하여 전원 공급이 끊겨도 1km를 더 운행할 수 있다. 비상시 승객의 환기를 돕는 비상 환기 창구가 있으며, 운전사와 통화할 수 있는 비상 경보 통신 장치도 갖추어져 있다.
| 北京地铁SFM05型电动车중국어 객차 구성 | ||||||
|---|---|---|---|---|---|---|
| 객차번호 | 1 | 2 | 3 | 4 | 5 | 6 |
| 집전장치 | 있음 | 있음 | 있음 | |||
| 형태구분 | XXXTc1 (Tc) | XXXM1 (M) | XXXM3 (M) | XXXT3 (T) | XXXM2 (M) | XXXTc2 (Tc) |
| 동력장치 | 장치1 | 장치2 | 장치3 | |||
| 기계 설치 | SIV | CP | CP | SIV | ||
| 차량 중량 | 30ton | 35ton | 35ton | 28ton | 35ton | 30ton |
| 범례 | ||||||
3.1. 외관 및 디자인
열차는 전체적으로 내하중 내측 리브 플레이트 구조를 채택하고 있다. 차체 재료는 주로 SUS301 오스테나이트계 스테인리스강이며, 외부 플레이트는 유럽의 EN10088 규격에 준거한 EN1.4318 재료로 제작되었다. 전체적으로 우수한 강도, 강성, 우수한 내충격성, 내식성, 고융점의 장점을 가지며, 표면에 코팅이 없어 유지보수가 편리하다.
SFM05형 전동차의 외관 및 디자인은 다음과 같은 특징을 갖는다.
* 1차 차량: 전면에 베이징징강지철 유한공사의 로고와 파란색 리본으로 장식되어 있으며, 비상용 관통문 아래에는 "베이징" 문자가 하얀색으로 도색되어 있다.
* 2차 차량: 전면에 베이징징강지철 유한공사의 로고는 없지만, "베이징" 문자가 빨간색으로 도색되어 있으며, 열차 번호는 비상용 관통문 아래에 표기되어 있다.
* 1차 차량과 비교하면, 2차 차량은 베이징징강지철 유한공사의 파란 리본이 없어지고, "베이징" 문자가 빨간색으로 변경되었으며, 글꼴이 약간 커졌다.
각 선두 차량의 양쪽에는 비상용 관통문이 있으며, 각 차량에는 비상용 환기창이 있다. 2019년 이후, 차량의 좌석 일부가 제거되어 휠체어 공간으로 변경되었다.
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3.2. 내부 설비
SFM05형 전동차는 회생 제동과 에너지 회수 시스템을 갖추고 있다. 제어 소프트웨어 문제로 열차가 시동 및 제동 시 갑작스러운 떨림 현상이 발생하기도 한다.
또한, 배터리 공급 견인 기술을 적용하여 전원 공급 중단 시에도 1km를 더 운행할 수 있다. 비상시 승객 환기를 위한 비상 환기 창구가 마련되어 있으며, 운전사와 통화할 수 있는 비상 경보 통신 장치도 설치되어 있다.
각 차량에는 양쪽으로 열리는 전자 제어 외부 기밀 출입문 4개가 설치되어 있다. 각 출입문의 폭은 1300mm, 높이는 1800mm이다. 이 출입문은 일반 플러그인 출입문의 장점인 신뢰성과 간단한 조작성을 유지하면서도 밀폐 문제를 해결하였다. 닫히는 과정에서 직경 10mm 이상의 장애물에 부딪히면 자동으로 닫힘 동작이 멈춰 승객 안전을 최대한 확보한다. 또한, 신뢰성이 높고 소음이 적은 스크류 록 너트가 있는 LS 브레이크를 채용하여 "잠그지 않고 닫기"를 실현하고 있다.
각 차량에는 8개의 LED 점멸등이 설치되어 열차 진행 방향, 다음 역, 환승역, 노선, 종착역 등의 정보를 표시한다. 비상 경보 통신 장치를 통해 비상시 승객이 운전사에게 연락할 수 있다.
열차 방송 시스템은 차내 소음에 따라 음량을 자동으로 조절하며, 객실 내 스피커 출력 음량은 항상 배경 소음보다 5~10dB 높게, 95dB 미만으로 유지된다. 출입문 근처 LCD 디스플레이는 현재 날짜와 시간, 열차 방향, 다음 역을 표시하고, 로컬 비디오 프로그램을 재생한다.
3.3. 기술 사양
SFM05형 전동차는 회생 제동과 에너지 회수 시스템을 갖추고 있다. 그러나 제어 소프트웨어 문제로 열차가 시동 및 제동 시 갑작스러운 떨림이 발생하는 경우가 있다.
또한, 배터리 공급 견인 기술을 적용하여 전원 공급 중단 시에도 1km를 계속 운행할 수 있다. 비상 상황에 대비하여 승객용 비상 환기 창구와 운전사와의 통화를 위한 비상경보통신장치가 마련되어 있다.
| 北京地铁SFM05型电动车중국어 기술 사양 | ||||||
|---|---|---|---|---|---|---|
| 객차번호 || 1 || 2 || 3 || 4 || 5 || 6 | ||||||
| | || 있음 || 있음 || || 있음 || | ||||||
| | XXXTc1 (Tc) || XXXM1 (M) || XXXM3 (M) || XXXT3 (T) || XXXM2 (M) || XXXTc2 (Tc) | ||||||
| | colspan=2 | 장치1 || colspan=2 | 장치2 || colspan=2 | 장치3 | ||||||
| | SIV || CP || || || CP || SIV | ||||||
| | 30ton || 35ton || 35ton || 28ton || 35ton || 30ton | ||||||
| 범례 | ||||||
각 차량에는 양쪽으로 열리는 전자 제어 외부 기밀 출입문 4개가 설치되어 있다. 각 출입문의 폭은 1300mm, 높이는 1800mm이다. 이 출입문은 기밀성이 우수하며, 닫히는 과정에서 직경 10mm 이상의 장애물에 부딪히면 자동으로 멈춰 승객 안전을 확보한다. 또한, 신뢰성이 높고 소음이 적은 스크류 록 너트가 있는 LS 브레이크를 채용했다.
열차에 사용된 SDB-80 대차는 경량화와 낮은 횡방향 강성이 특징이다. 강판 용접 H형 프레임, 래버린스 저널 박스, 복렬 원통 롤러 일체형 자기 밀봉 베어링, 일체형 강철 주행륜을 채택하여 차량을 유지하고 진동과 소음을 억제한다. 주 현가에는 축상 고무 스프링을, 부 현가에는 볼스터리스 공기 스프링을 채용하여 곡선 주행 성능과 승차감을 향상시켰다.
열차 양 끝과 유닛 사이에는 반자동 연결기가 설치되어 서로 다른 열차 간 자동 연결이 가능하다. 나머지 구간 사이에는 반영구적인 견인봉이 설치되어 운행 중 열차 전체 차량을 일체화한다.
열차의 견인 및 보조 전원 시스템은 봄바디어 운송에서 제공한다. 견인 모터는 자체 환기, 모터 인버터와 보조 인버터는 강제 환기를 채택하여 장비 무게를 줄였다.
* 주 전동기: MJC 220-1형, 정격 출력 180kW, 정격 전압 585V, 정격 전류 223A, 정격 속도 2,061r/min, 최고 속도 4,095 r/min.
* 배전함: 각 중간 차량 아래에 배치. 충전 회로, 고속 차단기, 선택 스위치, 전압 계전기, 전류 접촉기 등을 포함한다. 각 열차의 3개 배전함 중 하나는 확장 전원 기능이 있다.
* 인버터 박스: 각 중간 차량 아래에 위치. 인버터 모듈, 충전 회로, 라인 필터, 지락 센서 등을 포함한다. 각 인버터 박스의 출력 전압은 3AC 0~585V, 연속 출력 전류는 3AC 892A, 최대 출력 전류는 3AC 1320A이다. 1C4M1 그룹 모드로 배치된 객차 내 4개 트랙션 모터를 구동한다.
* 보조 인버터: 각 열차의 2호차와 5호차 차량 아래에 위치. 보조 인버터 모듈, 충전 회로, 과전압 보호 저항기 등을 포함한다. 각 보조 인버터 박스의 정격 출력 용량은 160kVA이다. 라인의 DC 고전압 네트워크를 3AC 380V의 AC 저전압과 DC 110V의 DC 저전압으로 변환하여 열차의 에어컨, 배터리, 에어 컴프레서 등에 전력을 공급한다.
열차는 기존 고전압 모선 재연결 전원 모드 대신 에너지 회수를 위한 대기 브레이크 전원 모드를 사용한다. 정전 구역 통과 시 외부 전원이 없으면 차량 견인 시스템이 가벼운 브레이크 모드로 들어가 차량 운동 에너지 일부를 전기로 변환, 브레이크를 통해 열차에 전력을 공급한다. 이로써 버스바 배선과 제어 장비를 줄이고, 열차가 견딜 수 있는 정지 위치 길이를 늘린다.
열차는 2차 전지 구동 견인 기술을 채택했다. 각 선두 차량 아래에는 알칼리 니켈 카드뮴 축전지 세트(용량 180Ah의 39개 배터리 셀)가 장착되어, 2세트의 축전지로 열차가 정전 시에도 1km 이상 주행할 수 있다.
크놀 브렘제사의 EP2002 아날로그 전기 공기 제동 시스템을 채택했다. VV120 공기 압축기 및 보조 모터, 이중 타워 드라이어, 메인 에어 실린더 및 브레이크 에어 실린더, 게이트웨이 밸브, 인텔리전트 밸브, 보조 제어 보드 등으로 구성되어 있다. 회생 제동 및 고장 감지 기능이 있으며, 시스템 구성 요소 크기와 무게가 줄어 설치 및 유지 보수가 용이하다.
제어 소프트웨어 결함으로 발차 또는 제동 시 열차가 갑자기 흔들리는 경우가 있다.
열차는 중국중차에서 제공하는 공조 시스템(냉매 R407C 사용)을 채택했다. 각 차량 지붕 양쪽에 냉방 능력 29kW, 환기 능력 4000m3/h의 에어컨 유닛 DL29 시리즈를 설치했다. 열차와 2단계 열차에 사용되는 DL29H는 다음과 같다.
공조 시스템은 열차 제어 네트워크를 활용, 고도의 네트워크 운영 플랫폼에 의존하여 운전석 콘솔과 열차 배선 설계를 간소화하고 시스템 통합을 촉진한다. 제어 네트워크 고장 시, 공조 시스템은 통상적인 조작의 특정 기능 모드에 따라 운전자의 단순 조작을 거쳐 작동하여 열차 쾌적성을 확보한다.
3.4. 편성
| 객차번호 | 1 | 2 | 3 | 4 | 5 | 6 |
|---|---|---|---|---|---|---|
| 집전장치 | 있음 | 있음 | 있음 | |||
| 형태구분 | XXXTc1 (Tc) | XXXM1 (M) | XXXM3 (M) | XXXT3 (T) | XXXM2 (M) | XXXTc2 (Tc) |
| 동력장치 | 장치1 | 장치2 | 장치3 | |||
| 기타 설비 | ||||||
| 기계 설치 | SIV | CP | CP | SIV | ||
| 차량 중량 | 30ton | 35ton | 35ton | 28ton | 35ton | 30ton |
| 승객적재량 | ||||||
* SIV：정지형 인버터
* CP：전동 공기 압축기
4. 문제점 및 사고
SFM05형 전동차는 잦은 고장과 사고로 인해 안전성 문제가 제기되어 왔다. 특히 제동 장치와 관련된 문제가 반복적으로 발생하여 승객들의 불안감을 야기했다.
| 발생 일시 | 사건 내용 |
|---|---|
| 2010년 3월 23일 21시 23분 | 동물원역에서 제동 고장으로 발차 지연. 21시 38분경 문제 해결. |
| 2011년 9월 15일 7시 41분 | 차내 신호 불안정으로 수동 운전 모드 전환. 열차 운행 중단으로 후속 열차 속도에 영향. |
| 2013년 1월 19일 6시 57분 | 인버터 접지 불량 및 아크 방전으로 다량의 연기 발생. 약 30분 후 문제 해결. |
| 2014년 5월 3일 10시경 | 브레이크 고장으로 녹지 돌진. 사상자 없음. |
| 2015년 10월 26일 18시 30분 | 승객 비상 경보 장치 작동으로 열차 파손. 승객 하차 후 다른 열차로 교체. 40편 이상 열차 지연. |
| 2017년 4월 19일 6시 45분 | 칭위안루역-황춘역 구간 고장. 8시 3분까지 미해결. 일부 구간 단선 양방향 운행. |
| 2018년 11월 8일 8시 27분 | 타오란팅역-차이스커우역 구간 차내 설비 고장. |
| 2019년 9월 9일 14시 16분 | 베이궁먼역-시위안역 구간 고장. 후속 열차 간격 증가. 14시 30분 본선 이탈. |
4.1. 주요 문제점
SFM05형 전동차는 회생 제동과 에너지 회수 시스템을 갖추고 있지만, 제어 소프트웨어 문제로 인해 열차가 출발하거나 제동할 때 갑작스럽게 떨리는 현상이 발생한다.
4.2. 사고
* 2010년 3월 23일 21시 23분, SFM05형 열차가 동물원역에서 제동 장치 고장으로 출발이 지연되었다. 21시 38분에 고장을 해결하고 운행을 재개했다.
* 2011년 9월 15일 7시 41분, SFM05형 열차의 차내 신호가 불안정하여 수동 운전 모드로 전환되었고, 열차는 횡선으로 운행을 중단하여 후속 열차의 속도에 영향을 미쳤다.
* 2013년 1월 19일 6시 57분, SFM05형 열차 한 대에서 인버터 접지 불량 및 아크 방전으로 다량의 연기가 발생했으나, 약 30분 후(7시경)에 문제가 해결되었다.
* 2014년 5월 3일 10시경, SFM05형 11번째 편성 열차가 마자러다차오 동쪽과 차오차오둥루 녹지에서 브레이크 고장으로 녹지로 돌진했으나, 사상자는 없었다.
* 2015년 10월 26일 18시 30분, SFM05형 72번째 편성 열차가 일시 정지했을 때 승객이 비상 경보 장치를 작동시켜 열차가 파손되었다. 19시 13분에 공익서교역에서 승객을 모두 하차시키고, 46번째 편성 열차에 의해 신궁역 측선으로 밀려 멈춰 섰고, 갇힌 승객은 공익서교역에서 71번째 편성 열차로 변경되었다. 이 사고로 그날 밤 40편 이상의 열차가 다양한 수준으로 지연되었으며, 최대 지연 시간은 1시간에 가까웠다.
* 2017년 4월 19일 6시 45분, SFM05형 46번째 편성 열차가 칭위안루역과 황춘역 사이 구간에서 갑자기 고장을 일으켜 8시 3분까지 고장이 해결되지 않았다. 이화장역 ~ 톈궁위안역 구간은 단선 양방향 운전 방식을 채택했다.
* 2018년 11월 8일 8시 27분, 타오란팅역 ~ 차이스커우역 구간에서 SFM05형 열차의 차내 설비가 고장났다.
* 2019년 9월 9일 14시 16분, 베이궁먼역 ~ 시위안역 구간에서 SFM05형 열차가 갑자기 고장을 일으켜 후속 열차 간격이 벌어졌고, 고장 열차는 14시 30분에 본선을 이탈했다.