산업기술/제조/경영

Nikkei Business_2017.9.18 특집요약 (p10~14)

철도 자율주행, JR동일본이 시동
차세대 교통 플랫폼에 대한 야망

JR동일본이 철도에 대한 자율주행 도입을 검토하고 있다는 사실을 밝혔다. 프로젝트 팀을 발족시켜 도입을 위한 과제를 조사하고 있다. 자동차나 IT기업과 경쟁하면서 차세대 교통 서비스의 기반을 확보한다는 야망이 있다.

전차에 자율주행을 도입한다. 큰 목표를 위해 JR동일본이 움직이기 시작했다는 사실이 본지의 취재로 밝혀졌다. 이번 봄에 철도사업본부의 운수차량부에 차세대 운전∙제어 프로젝트를 설치하여 도입 검토 단계에 들어갔다. 처음에는 프로젝트 팀에 운수차량부의 인재만을 기용했지만 최근에는 신호계, 전기계, 시스템계 등 폭넓은 부문에서도 인재를 모집하여 사내의 횡단적인 지식을 수집하는 체제를 정비하였다.

팀은 차량회사의 목소리를 듣거나 이미 자율주행이 도입되고 있는 프랑스 파리의 지하철을 시찰하거나 하여 과제에 대한 조사를 실시하고 있다. 과제를 정리하여 개발의 방향성을 정한 후에 도입하는 노선이나 시기를 결정한다. 고가나 지하를 주행하는 것이 아닌 일반 철도 노선에서 자율주행을 도입하는 것은 세계에서 처음이다.

JR동일본은 이미 야마노테센(山手線)에 2010년부터 자동 브레이크를 도입하였다. 에비스역과 메구로역에 홈 도어를 설치한 것을 계기로 자동으로 플랫폼의 정해진 장소에 정차하는 시스템을 도입하였다. 그러나 발진, 가속, 급브레이크 등은 운전사가 조작하고 있다. 단계적으로 자동화 준비를 추진하고 있지만 완전 자율주행을 위해서는 AI나 IoT의 활용을 통한 기술의 비약적 발전이 반드시 필요하다.

JR동일본이 자율주행 검토를 시작한 배경에는 운전사나 차장 등 승무원의 감소가 있다. 국철 말기부터 JR발촉 초기에 걸쳐 10년 정도는 승무원 등 현장 사원의 채용을 동결했던 시기였다. 그래서 지금 40대 후반부터 50대 전반의 사원이 극단적으로 적다.

-- 사원의 대량퇴직으로 현장 불안 --
17년 4월 시점에서 승무원을 포함한 전체 사원 중 55세 이상은 1만 4,190명이다. 반면 50~54세가 4,400명, 45~49세는 1,990명밖에 안 된다. JR동일본의 정년은 60세이며 이미 철도시대에 입사한 사원의 대량 퇴직이 시작되었다. 때문에 최근 몇 년 동안의 속도로 채용을 한다 해도 5년 후에는 사원이 5,000명 정도 감소할 전망이다. 또한 젊은이가 기술을 익히기 위해서는 시간이 걸리는 데다 베테랑 승무원이 극단적으로 적기 때문에 기술 전승에 대한 불안함이 있다.

JR동일본이 자율주행을 도입하면 승무원의 감소를 보충할 뿐만 아니라 열차의 유연한 운행이 가능해진다. 지금은 대략의 혼잡을 예측하여 운행 시간표를 짜고 있지만, 실상은 같은 시간대라도 날에 따라 혼잡 정도가 다르다. 임시로 증편하는 경우는 승무원의 확보가 문제가 되지만 무인운전이라면 차량만 확보되면 유연하게 운행 대수를 늘릴 수 있다. 특히 사고가 발생하여 열차가 혼잡할 경우에는 이러한 상황을 AI로 조기에 감지하여 임시로 운행 대수를 늘려 혼잡을 해소할 수 있다. 이용자에게도 이점을 클 것이다.

-- ‘유리카모메’등 도입 사례 있다 --
특수 철도의 경우는 자율주행이 이미 보급되고 있다. 예를 들면 고가철도나 지하철처럼 외부로부터의 장해물이 들어오기 어려운 노선으로, 홈 도어의 완비 등도 조건이 된다. 그 대표 사례가 신(新)교통시스템이며, 선행하여 자율주행이 도입되었다. 세계에서는 처음으로 1970년대에 미국 플로리다 주 템퍼국제공항에 도입되었다. 일본에서는 81년에 개업한 고베신교통의 PortLiner가 처음이다.

수도권에서는 1995년에 개업한 유리카모메가 무인운전을 실현하였다. 중앙관리소에는 전체 16개 역의 홈을 비추는 모니터가 설치되어 있어 각 역의 모습을 실시간으로 체크할 수 있다. 문의 개폐 시간은 일정하게 설정되어 있지만, 홈이 혼잡하거나 휠체어 이용자가 있을 경우는 모니터 등으로 확인하여 중앙관리소의 사원이 개폐 시간을 조정하고 있다.

일본에서의 실적을 강점으로 하여 차량회사는 해외에 신교통시스템을 수출하고 있다. 유리카모메의 차량을 제조한 미쓰비시중공업은 싱가포르에 무인운전 신교통시스템을 납품하였다. 가와사키중공업은 2020년에 개업하는 타이완의 타이중시 메트로 녹색노선에 무인운전이 가능한 차량을 납품하고 있다.

-- 이상 관찰, 급정지 등 과제 산적 --
야마노테센 등 일반 노선에서 GOA4(Grades of Automation 4, 완전 무인운전)를 실현하기 위해서는 많은 장벽이 있다. 일반 노선에서는 (철도)건널목에 자동차나 사람이 들어오거나 장해물이 선로에 떨어지는 등의 트러블이 발생한다. 일반적으로는 운전사가 눈과 선로 옆에 있는 신호기를 확인하여 브레이크를 걸어 감속이나 정지 등을 조작한다.

이들을 자율주행으로 대체할 경우는 노선 주변을 센서로 감지, 이를 차량에 전달하여 브레이크를 거는 복잡한 시스템이 필요하다. 센싱 기술의 향상이나 대규모 투자가 요구된다. 운전사가 주행 중의 소리를 듣고 이상이 있다고 판단하여 브레이크를 거는 일이 있어, 자율주행으로 이상을 어떤 방식으로 판별할지도 과제다.

또한 신교통시스템은 고무타이어를 이용하여 비교적 저속으로 주행하고 있으며, 브레이크가 걸리기 쉬운 구조로 되어 있다. 그러나 재래선의 경우는 철 바퀴이기 때문에 브레이크를 걸고 나서 정차까지 최대 약 600m가 필요하다. 가령 자율주행에서 직전에 장해물을 감지해도 급하게 정차하는 것은 어렵다. 이용자의 심리적인 반응도 큰 과제다. 지금까지 있었던 운전사가 없어지고 무인운전이 되면 불안해하는 이용자가 늘어나는 것도 우려된다.

-- 600조 엔을 들인 패권 경쟁 --
JR동일본의 목적은 자율주행의 도입만이 아니다. 차세대 교통시스템으로 플랫폼을 장악한다는 큰 야망이 있다.

IoT나 AI의 진화로 앞으로의 교통시스템은 자동차, 버스, 철도 등 역사적으로 종적으로 분단되어 온 기능이 무너질 가능성이 높다. 그 상징이 자동차다. 자율주행 차가 보급되고 공유경제 속에서 자동차의 공동 이용이 일반적이 되면 자동차는 공공교통기관에 가까운 존재가 될 수 있다. 집에서 가장 가까운 역까지 택시처럼 사용할 수 있는 자율주행으로 이용한다. 그곳에서 철도로 타고, 또 자율주행 차로 갈아타서 목적지에 도착한다. 그런 세계에서는 각각의 교통기관의 연결이 매끄럽고, 개인의 이동을 세세하게 지원하는 종합적인 서비스가 필요해진다.

그러한 차세대의 종합적인 교통서비스 시장은 현재의 자동차 시장의 2배에 가까운 약 600조 엔이라는 전망이 있다. 세계의 거대 기업들이 그 플랫폼을 장악하기 위해 수면 하에서 쟁탈전을 펼치고 있다.

-- 독일 철도는 무인버스를 실험 --
실은 독일 철도도 비슷한 구상을 그리고 있다. 자율주행 기술의 보급으로 인해 승객의 집이나 오피스에서 역까지의 이동을 철도회사의 사업으로서 확보할 수 있다고 분석하고 있다. 2016년 12월부터 JR동일본은 수도 베를린이나 동부에 위치한 라이프치히의 사설도로에서 무인운전 버스 실험을 하고 있다. 올해는 보다 복잡한 공공도로에서의 파일럿 테스트도 계획되어 있다. 무인운전 버스를 운행함으로써, 철도로의 연결을 지금까지 이상으로 매끄럽게 하는 것을 목표하고 있다.

이러한 철도회사가 그리는 미래그림과는 반대로 자동차회사가 주도하는 구도도 생각할 수 있다. 예를 들면 자율주행 차가 일반적이 되고 인프라도 정비되면 자동차가 철도나 버스 등의 역할을 대체할 가능성이 있다. 자동차로 이동 중에 일을 하거나 독서를 할 수 있게 되면 철도의 존재 가치가 흔들리게 된다. 그 경우는 ‘앞으로도 철도에 대한 필요성을 느낄까?’라는 문제 의식이 높아지는 것은 자연스러운 흐름이다.

증기 기관차가 발명되고 영국에서 철도가 정비된 이래 200년 가깝게 철도는 공공교통 기관의 왕좌를 지켰다. 자율주행 차의 보급은 그 위치를 위협할 가능성이 있다. 철도에 자율주행을 도입하는 것이나 차세대 교통시스템의 플랫폼을 만든다는 도전은 JR동일본에 있어서 생존을 건 싸움이기도 하다.

  -- 끝 --