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H반

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1. 개요

H반은 독일 도르트문트 공과대학교 캠퍼스 내에서 운영되는 현수식 모노레일 시스템으로, 두 개의 노선으로 운행된다. 1984년 개통되었으며, 1호선은 기술중심가와 에이흘링호펜, 2호선은 대학교 남북 캠퍼스를 연결한다. H반은 객차, 현수식 장치, 추진력, 전환 기술 등을 갖추고 있으며, 승객 수송을 위해 자동 미닫이 출입문과 스크린도어를 설치했다. 또한, 뒤셀도르프 공항 내 스카이트레인도 H반과 유사한 방식으로 운영된다.

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H반
개요
부퍼탈 슈베베반
부퍼탈 슈베베반
이름슈베베반
종류현수식 철도
위치독일
작동 시작1901년
길이13.3 km
역 수20
기술양방향 운행
750 볼트 직류 전원
시간당 50 km 속도
시스템
시스템 이름H-반
개발 국가독일
특징무인 자동 운전
컴퓨터 제어
독립적인 노선
기존 교통 시스템과 분리
응용공항 연결
도시 내 대중 교통
산업 단지
테마 파크
작동
작동 원리고정된 콘크리트 트랙
강철 케이블로 매달린 차량
전기 모터로 구동
고무 타이어 바퀴
안전비상 브레이크 시스템
자동 장애물 감지
정기 점검
장점
장점낮은 소음
낮은 에너지 소비
낮은 건설 비용
짧은 건설 시간
기존 교통 혼잡 감소
환경 친화적
단점
단점높은 초기 투자 비용
제한된 용량
미적 영향
추가 정보
다른 이름공중 열차, 스카이 트레인, 서스펜션 철도
제조사지멘스, 바고너
유사 시스템현수식 철도, 모노레일
관련 기술도시 철도, 자기 부상 열차
추가 정보 (상하이)
상하이상하이 푸동 공항에 에어 트레인 도입 고려중 (2013년 5월)
목표상하이 교통 혼잡 완화

2. 역사

1973년, 독일 연방 정부는 H-반 시스템 연구 및 개발에 를 지원했다.[3] 1975년 7월 21일, 뒤셀도르프에 180m 길이의 시험 노선이 개통되었고, 1976년에는 1.5km로 확장되었다.[3]

1984년 5월 2일 도르트문트 공과대학교(현 도르트문트 공과대학교)에 최초의 상업 노선이 개통되어 북쪽 캠퍼스와 남쪽 캠퍼스를 연결했다. 1993년에는 도르트문트 노선이 900m 연장되어 아이히링크호펜과 도르트문트 대학교 S반 역이 추가되었다. 2003년 12월 19일에는 1.2km가 추가 연장되어 기술중심가 역까지 연결되었다.

2002년 7월 1일에는 뒤셀도르프 공항에 "스카이트레인"이 개통되어 공항 터미널과 장거리 열차역을 2.5km 길이로 연결했다. 스카이트레인은 초기 문제로 인해 운행이 중단되기도 했지만, 2006년 재개통 이후 안정적으로 운영되고 있다.

2. 1. 도르트문트 H-반

1984년 5월 2일에 도르트문트 공과대학교의 남북 캠퍼스를 연결하는 노선으로 처음 실용화되었다. 이 노선은 '''H-반'''(H-Bahn)이라고 불린다.

H-반은 개업 당시 연장은 1.05km였으며, 차량 2량이 준비되었다. 건설비는 (1227만유로)였으며, 이 중 75%는 독일 연방 정부, 노르트라인-베스트팔렌 주 정부가 20%, 도르트문트 시가 5%를 부담했다. 궤도를 지지하는 기둥 간격은 두 캠퍼스를 구분하는 도로를 가로지르는 곳에서 가장 넓어 38.5m이며, 또한 그 도로 부근의 자연 보호 구역에서는 높이 16m에 달한다. 역에는 플랫폼과 주행로를 구분하는 유리로 된 스크린도어가 설치되어 있다. 1993년에는 3년의 시간을 들여 제2기 공사가 진행되어 900m 연장과 아이히링크호펜역, S반(간선 철도)과의 연락역 2개 역이 증설되었다. 차량도 3량이 추가되었다.

이 시스템에는 다양한 신규 기술이 투입되었다. 예를 들어 차량의 정지 위치 제어는 3cm의 정밀도를 실현하고 있다. 이러한 기술로 인해 고속 운행과 고밀도 운전을 가능하게 한다.

2003년 12월 19일에는 인접한 테크놀로지 파크역까지의 연장선 1.2km가 개통되어 총 연장은 3.162km가 되었다. 이 연장에 소요된 비용은 약 1550만유로였다.

H-반은 두 개의 노선으로 구분되어 운행되고 있으며, 양 노선은 남 캠퍼스역에서 연결된다.

노선구간
1호선테크놀로지 파크역 - 도르트문트 대학교 역(S반 연락) - 남 캠퍼스역 - 아이히링크호펜역
2호선북 캠퍼스역 - 남 캠퍼스역


  • 1호선: 도르트문트 대학교 역에서 S반으로 도르트문트 시 중심부나 보훔으로 환승할 수 있다. 운행은 2량의 차량으로 이루어지며, 대략 10분마다 운행한다.
  • 2호선: 도르트문트 공과대학교의 남북 캠퍼스를 연결하는 노선으로, 1량이 이 노선에 투입되어 있다.


그 외에 예비차 및 유지 보수용 차량이 존재한다.

H-반의 추가 연장은 다음과 같은 경로로 검토되고 있다.

  • 대학교와 도르트문트 중앙역 사이.
  • 대학교 동쪽의 도르트문트 시 남동쪽 다운타운 방면.

2. 2. 뒤셀도르프 스카이트레인

뒤셀도르프 공항의 승객 운송 수단인 "스카이트레인"은 장거리 열차역, 주차장, 각 터미널(터미널 C, 터미널 A+B)을 복선으로 연결한다. 1996년 11월에 건설을 시작하여, 철도역과 터미널 A/B 사이 구간(2.5km, 최대 4% 경사)이 먼저 가동되었다. 이후 터미널 C 구간(약 250m)이 터미널 완공과 함께 약 1년 6개월 만에 개통되었다. 총 건설 비용은 약 1.5억유로였으며, 이 중 62%는 보조금으로 충당되었다.

스카이트레인은 길이 18.4m, 너비 2.56m의 2량 연결 캐빈으로 운행되며, 최대 6대가 400V 전압으로 운행한다. 각 차량은 30개의 좌석과 최대 64명의 입석 승객을 수용할 수 있다. 열차는 3분 간격(3:45~0:45)으로 시간당 2,000명의 승객을 수송하며, 평균 운행 속도는 21km/h, 최고 속도는 50km/h이다.

초기에는 안전 시스템 문제로 긴급 제동이 발생하는 등 문제가 발생하여, 셔틀 버스가 운행되기도 했다. 2006년 1월 10일에는 승객이 2시간 이상 갇히는 고장이 발생하여 운행이 일시 중단되었다.[6] 2006년 1월부터 9월 16일까지 선로 지원 및 차량 시스템 재정비를 위해 운행이 중단되었고, 지멘스 TS가 철도 운송 비용 교체를 담당했다. 2006년 9월 16일, 제어 장비와 차량 재설계 후 운행이 재개되었으며, 정류장 가속, 운영 관리 최적화를 통해 쾌적성, 속도, 수송 능력이 향상되었다.

2006년 9월 20일, 열차 운행이 다시 중단되었고, 20명의 승객이 46분 만에 차량에서 나왔다. 2006년 12월 7일, 스카이트레인은 최종 허용되었으며, 시스템 가용성은 99% 이상으로 입증되었다. 지멘스는 시스템 사업자로 남아 25년 보증 기간 동안 추가 고장에 대한 책임을 진다.

네트워크 사업자는 건설 중 전시 센터와 에스프리 아레나로의 연장을 발표했다. 정거장 안내 방송은 독일어와 영어로 제공된다.

3. 상세 기술

아래쪽으로 뚫린 공동(空洞) 레일이 있는 가이드웨이의 구조. 커튼 레일 형태로 내부에 내부 롤러 2개가 설치되어 있다.


객실은 중앙 제어 방식으로 운영되며 운전자가 필요하지 않다. 이 시스템은 예약 운행 또는 수요 응답 방식으로 작동하며, 승객이 엘리베이터를 호출하는 것과 유사하게 버튼을 눌러 객차를 요청할 수 있다. 최고 속도는 50km/h이다. 이 시스템은 캐리어 내 스위치 시스템을 통해 분기를 허용한다.

SIPEM은 시간당 15,000명 정도의 수송 능력을 상정하여 개발된 중규모 궤도 교통 기관이다. SIPEM 시스템의 주행로 구동계는 인접국인 프랑스에서 개발된 사페주식 모노레일과 매우 유사하다. 상자 형태로 아래에 슬릿을 낸 주행로를 가설하고, 그 안에 고무 타이어를 장착한 보기 대차를 격납하며, 슬릿에서 팔을 뻗어 차체를 매달도록 한다. 주행로 측벽에 가이드 휠이 접촉하여 안내를 수행한다. 독자적인 시스템이라기보다는 사페주식의 파생형으로 운행 관리 등을 세트로 한 시스템으로 생각해야 할 것이다. 개발 상정 최고 속도는 60km/h였다.[3]

차량의 정지 위치 제어는 3센티미터의 정밀도를 실현하고 있다. 이러한 기술로 인해 고속 운행과 고밀도 운전을 가능하게 한다.

3. 1. 현수식 장치 및 추진력

객차는 슬릿이 있는 빈 직사각형 상자 거더(궤도)에 매달려 운행된다. 주행 장치는 두 개의 차축과 양쪽에 장착된 고무 차륜으로 구성되어, 서스펜션과 추진력을 제공한다. 수평 안내는 캐리어 박스 내부 측벽 상부 및 하부를 따라 움직이는 두 개의 휠에 의해 제공된다. 400V 3상 전류를 사용하며, 케이블을 통해 열차와 제어 센터 간 무선 데이터 연결을 제공한다. 모든 접촉은 캐리어 박스 내부에 있어 외부 환경으로부터 보호된다. SAFEGE 시스템과 유사하지만, 더 좁은 슬릿과 캐리어 박스를 사용한다. 각 대차에는 2개의 31kW 전동기가 장착되어, 최대 124kW의 출력을 제공한다.

기술 제원은 다음과 같다.

작동 전압3 x 400 V, 50 Hz
전동기의 정격 전력4 x 31.5kW
분당 회전 범위0..3290 rpm
정격 회전력90 Nm
정격 추진력8.4kN
최대 추진력16.8kN
일반 가속1m/s2
일반 감속1m/s2
비상 감속> 1.5m/s2
정격 속도13.9m/s (50km/h)
위치결정 정확도± 3cm
소음 수준 (25m 거리에서 50km/h로 측정)< 65 dB/A


3. 2. 객차

각 객차는 길이 8.232m (연결기 포함 9.2m), 폭 2.244m, 높이 2.623m)이다. 실내 높이는 입석 승객을 고려하여 2.003m이다. 양쪽에는 1.35m 너비의 자동 미닫이 출입문이 두 개씩 있다. 뒤셀도르프 공항용 객차는 15인 및 32인용 공간을 제공하는 반면, 도르트문트 객차는 16좌석 및 29명이 탑승 가능한 입석 칸을 제공한다.

객차칸 당 무게는 4955kg이다. 완성차의 무게는 8455kg이며, 대차 중량은 각각 1750kg이다. 최대 4923kg의 하중을 견딜 수 있으며, 최대 총 중량은 13378kg이다.

3. 3. 전환

전환은 수평 안내륜(guiding wheels)을 이용하여 이루어진다. 객차 양쪽의 짧은 날이 적재함과 같은 너비의 관으로 좌우 전환하고, 두 개의 분기점 사이의 긴 날은 오른쪽 또는 왼쪽으로 전환하여 의도한 방향으로 좌우 통행을 제공한다.[1]

4. 한국의 현수식 모노레일

대한민국에서는 현수식 모노레일이 활성화되지 않았지만, 대구 도시철도 3호선이 일본의 SAFEGE식 모노레일을 채택하여 운영 중이다.[1] H-반과 유사한 시스템 도입은 도시 교통 문제 해결의 대안으로 고려될 수 있다.[1] 특히, H-반의 무인 운전 시스템과 높은 안전성은 주목할 만하다.[1]

5. 비판적 관점

H-반 시스템은 초기 도입 비용이 높다는 단점이 있다. 도르트문트 공과대학교 H-반 건설에는 가 소요되었으며, 노르트라인-베스트팔렌 주 정부와 도르트문트 시가 일부 비용을 부담했다.[1] 뒤셀도르프 공항의 스카이트레인은 초기 고장이 잦아 운행 중단 및 개선 공사를 해야 했다. 이는 새로운 기술 도입 시 발생할 수 있는 문제점을 보여준다.

참조

[1] 뉴스 Air Train may be introduced in Shanghai http://english.sina.[...] 2013-05-08
[2] 뉴스 Monorail to ease Shanghai's congestion http://english.peopl[...] 2013-05-09
[3] 웹사이트 Monorail Society Website による説明 (English) http://www.monorails[...]
[4] 뉴스 Air Train may be introduced in Shanghai http://english.sina.[...] 2013-05-08
[5] 뉴스 Monorail to ease Shanghai's congestion http://english.peopl[...] 2013-05-09
[6] 간행물 SkyTrain außer Betrieb Eisenbahn-Revue International 2006-03



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