| 新幹線 신칸센 / Shinkansen | |||
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| 연계노선 | 도호쿠 신칸센 | ||
| 운행등급 | 하야부사 / 하야테 | ||
| 운행차종 | H5 | ||
| 차량기지 | 하코다테 신칸센 종합차량소 | ||
| 운전지령소 | 삿포로 종합지령소 | }}}}}}}}}}}} | |
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| 연계노선 | 홋카이도 신칸센 호쿠리쿠 신칸센(조에츠묘코~츠루가) | ||
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| 연계노선 | 산요 신칸센 | ||
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| 계획파기 | 나리타 신칸센 - 제2 도카이도 신칸센 - 조에츠 신칸센 - 도카이도 물류 신칸센 | ||
| 구상계획 | 미에 신칸센 | ||
| 시험노선 | 카모노미야 모델선 - 미야자키 리니어 실험선 - 야마나시 리니어 시험선 | ||
| 기술개발용/사업용차량 | 표준궤 | 1000형 - 951형 - 961형 - 962형 - 닥터옐로우 - WIN350 스타 21 - 300X - FASTECH 360 - E956형 - 궤간가변 | |
| 초전도 리니어 | ML500 - MLU001 - MLU002 - MLX01 | ||
| 규격외 신칸센 | 미니 신칸센 - 신칸센철도규격신선 | ||
| 좌석등급 | 보통차 - 그린샤 - 그란 클래스 - 식당차 | ||
| 관련법 | 전국신칸센철도정비법, 신칸센 철도의 열차 운행 안전을 방해하는 행위에 대한 처벌에 관한 특례법 | ||
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| 수출용 | |||||
| | 700T - | ||||
| | CRH2 | ||||
| | Class 395 | ||||
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| 기술개발용/검측용 | |||||
| 시험용 | 1000형 - 951형 - 952형/953형 - 955형 - 961형 - 962형 - E954형 - E955형 - E956형 - WIN350 - MLX01 | ||||
| 검측용 | 922형 - 923형 - 925형 | ||||
| 궤가변 | GCT01 - GCT01-200 - FGT-9000 | }}}}}}}}} | |||
1. 개요
1998년부터 3차례에 걸쳐서 2014년까지 도입했던 신칸센 운행용 궤간가변 고속열차이다. 2018년을 끝으로 양산을 포기하였다.2. 개발 배경
일본은 재래선에 1,067mm 협궤를, 신칸센에 1,435mm의 표준궤를 사용하는 국가이다. 이 때문에 신칸센의 노선 확장이 이루어질 때마다 발목을 붙잡는 것은 궤간의 차이였다.모든 신칸센 노선을 풀 규격 신칸센으로 짓기에는 무리였기 때문에 기존 재래선의 노반에 협궤를 걷어내고 표준궤를 깔아서 운행하는 미니 신칸센이라는 것이 등장하였다.
하지만 미니 신칸센의 경우 궤간을 갈아치우는 방식이기 때문에 기존 재래선의 노선와의 직통운행이 불가능했고,[1] 이를 해결하기 위해 JR 그룹에서는 협궤와 표준궤에서 모두 운용이 가능한 궤간가변 열차를 개발하기로 한다.
3. 연구 차량
3.1. 1세대 차량
| {{{#!wiki style="margin: -10px -10px" | 신칸센 GCT01형 전동차 新幹線 GCT01形 電車 Shinkansen GCT01 Series (Gauge Change Train) | }}} | ||
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| 외부 | ||||
| 차량 정보 | ||||
| 열차 형식 | 고속철도 시험차량 | |||
| 구동방식 | 전기 동력분산식 전동차 | |||
| 편성 | 3량1편성 | |||
| 도입시기 | 1998년 | |||
| 운행기간 | 1999년 ~ 2006년 | |||
| 운행구간 | 일본 | | ||
| 미국 | TTCI 푸에블로 실험선 | |||
| 제작사 | 도큐차량제조 가와사키 중공업 킨키차량 | |||
| 소유기관 | JR 총연 | |||
| 운영기관 | ||||
| 후계차량 | GCT01-200형 | |||
| <colbgcolor=#F5F5F5><colcolor=#010101><rowcolor=#010101> 최고속도 | ||
| 표준궤 | 246 km/h | 210 km/h |
| 미국 푸에블로 시험선 1999년 4월~2001년 1월 | 산요 신칸센[2] 2004년 8월~10월 | |
| 협궤 | 130 km/h | |
| 닛포 본선[3] 2002년 10월~11월 | ||
1990년대, 일본 철도망은 대전환기를 맞이하고 있었다. 전국에서 정비신칸센 사업이 추진되면서, 신칸센(표준궤 1435mm)과 기존의 재래선(협궤 1067mm)을 어떻게 연결할 것인가가 주요 과제가 되었다. 특히, 큐슈 신칸센이나 나가사키 신칸센 구상에서는 건설비와 편의성의 균형이 쟁점이었고, 이 문제를 해결할 기술로 주목받은 것이 바로 궤긴기변열차의(FGT) 구상이었다.
그 첫걸음을 내디딘 것이, 1998년에 등장한 GCT01형이다. GCT는 "Gauge Change Train"의 약자로, 말 그대로 궤간을 바꿀 수 있는 대차를 가진 시험차량이었다. 차량은 알루미늄제의 유선형 차체로 이루어진 2량 편성으로, 표준궤와 협궤 양쪽을 주행할 수 있도록 특수한 대차를 장착하고 있었다.
차량은 주로 큐슈 지역에서, 표준궤 구간(치쿠시 시험선)과 협궤 재래선(가고시마 본선 등)을 조합한 환경에서 주행시험이 진행되었으며, 궤간 전환 시의 안전성이나 정밀도, 기계 부품의 내구성 등이 검증되었다. 궤간 전환 동작은 차량이 전용의 전환 장치를 통과하는 짧은 시간 동안 자동으로 이뤄졌으며, 주행을 멈추지 않아도 된다는 점이 가장 큰 특징이었다.
일본의 열차로는 최초로 미국에 가져가서 성능실험을 하는 등 당대 최고의 기술과 실험을 진행해 GCT01형은 “미래로 나아가기 위한 시험석”이라는 평가를 받았으며, 많은 기술자들과 철도 팬들의 주목을 받았다. 비록 양산이나 영업운전까지는 이어지지 않았지만, 이 차량은 다음 세대로 기술을 계승하는 데 있어 중요한 역할을 해냈다.
3.2. 2세대 차량
| {{{#!wiki style="margin: -10px -10px" | 신칸센 GCT01-200형 전동차 新幹線 GCT01-200形 電車 Shinkansen GCT01-200 Series (Gauge Change Train) | }}} | ||
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| 외부 | ||||
| 차량 정보 | ||||
| 열차 형식 | 고속철도 시험차량 | |||
| 구동방식 | 전기 동력분산식 전동차 | |||
| 편성 | 3량1편성 | |||
| 도입시기 | 2006년 | |||
| 운행기간 | 2007년 ~ 2013년 | |||
| 제작사 | 히타치 제작소 가와사키 중공업 | |||
| 소유기관 | 철도 건설 · 운수 시설 정비 지원기구 | |||
| 운영기관 | ||||
| 후계차량 | FGT-9000형 | |||
| <colbgcolor=#F5F5F5><colcolor=#010101><rowcolor=#010101> 최고속도 | |
| 표준궤 | 270 km/h |
| 큐슈 신칸센[4] 2009년 7월~12월 | |
| 협궤 | 130 km/h |
| 닛포 본선[5] 2009년 1월~4월 | |
신칸센 E3계 전동차를 기반으로 한 차량으로, 테스트에서 최고 속도 270km/h를 기록했다.
테스트가 종료된 현재는 선두차 1량이 시코쿠 철도문화관에 보존되어 있다.
GCT01형의 시험 결과를 바탕으로 개량된 차량이 GCT01-200형이다. 2006년에 등장했으며, 이번에도 JR큐슈와 가와사키 중공업이 개발을 담당했다. 전 세대가 ‘개념 검증용 차량’이었다면, 이 차량은 ‘실용성 평가용 차량’으로서 보다 구체적인 도입 시나리오를 염두에 두고 설계되었다.
편성은 3량으로 확대되었고, 차체 구조나 장비도 실제 영업 차량에 가까운 수준으로 바뀌었다. 정면 형상도 보다 각이 지고 유지보수를 고려한 형태가 되었으며, 대차도 새롭게 설계되어 궤간 전환 장치는 신뢰성을 높이기 위한 전면 개량이 이루어졌다. 이 시점에서 이미 ‘2세대 궤간 가변 대차’로 불리는 기술이 등장하게 된다.
시험은 큐슈를 중심으로 넓은 지역에서 이뤄졌고, 보다 가혹한 조건하에서 반복 궤간 전환, 실용 속도에서의 주행, 진동과 소음 평가 등이 진행되었다. 특히, 장기간 유지보수가 가능할지, 장거리 주행에서 부품 마모가 어떻게 진행되는지에 초점이 맞춰졌다.
이 시기, 나가사키 신칸센의 운영 방식에 대해, 풀 신칸센이냐 프리게이지냐를 놓고 국토교통성, 지방자치단체 간의 논의가 치열했던 가운데, GCT01-200형은 '제3의 선택지'로서 정치적으로도 강하게 지지받는 존재가 되었다. 말 그대로 “실용화를 향한 본격적인 한 걸음”으로 전국적인 주목을 받게 된 것이다.
3.3. 3세대 차량
| {{{#!wiki style="margin: -10px -10px" | 신칸센 FGT-9000형 전동차 新幹線 FGT-9000形 電車 Shinkansen FGT-9000 Series (Free Gauge Train) | }}} | ||
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| 외부 | ||||
| 차량 정보 | ||||
| 열차 형식 | 고속철도 시험차량 | |||
| 구동방식 | 전기 동력분산식 전동차 | |||
| 편성 | 4량1편성 | |||
| 도입시기 | 2014년 | |||
| 운행기간 | 2014년 ~ 2018년 | |||
| 제작사 | 히타치 제작소(2호차) 가와사키 중공업(1,3,4호차) | |||
| 소유기관 | 철도 건설 · 운수 시설 정비 지원기구 | |||
| 운영기관 | JR 큐슈 | |||
| 양산차량 | 개발 중단 | |||
| <colbgcolor=#F5F5F5><colcolor=#010101><rowcolor=#010101> 최고속도 | |
| 표준궤 | 270 km/h |
| 구마모토 인근 2014년 4월~2017년 | |
| 협궤 | 130 km/h |
| 구마모토 인근 2014년 4월~2017년 | |
2014년, JR큐슈와 철도종합기술연구소 등의 협력으로 탄생한 FGT-9000형은, 약 20년에 걸친 프리게이지 트레인(FGT) 기술 개발의 정점에 서 있는 차량이었다. 외관은 마치 양산형 신칸센처럼 세련되었고, 객실 내부도 실제 여객 운송을 상정한 구조로 갖추어져 있었다. 차량에는 최신형 궤간가변 대차가 탑재되어, 기술적으로는 거의 실용화에 가까운 수준까지 도달해 있었다.
이 차량에 부여된 최대의 사명은, 신칸센과 재래선을 하나로 연결하는 꿈을 실제 영업 노선에서 실현하는 것이었다. 특히 대상은, 나가사키 신칸센으로, 하카타~나가사키를 직통으로 연결하고자 하는 구상이 그 배경이었다.
FGT-9000형은 주로 구마모토현 내의 신칸센 구간 및 재래선 구간을 중심으로 시운전을 실시하였다. 이 과정에서 궤간 변경의 안정성, 고속 주행 시험, 제동 성능, 소음 대책, 구조 피로, 환경 내구성 등 폭넓은 항목에 대해 반복적으로 실증이 이루어졌다. 개발진은 기술적으로는 일정 수준 이상의 성과가 있었다고 평가하고 있었다.
하지만, 시험이 거듭될수록 중대한 기술적 한계가 부상하게 된다. 그것이 바로 궤간가변 대차의 내구성과 유지관리성의 문제였는데, FGT-9000형에는 세 번째 세대의 궤간가변 대차가 탑재되었다. 궤간 전환 속도는 수 초로 단축되었고, 전체적으로 경량화와 정밀화가 이루어졌으나,
통상의 특급열차나 신칸센이 연간 10만km~20만km 이상을 주행 하는데 반해, FGT는 약 6만km 를 넘은 시점에서, 궤간변환 대차 등이 예상보다 빠르게 마모가 진행된다는 점이 확인되어 내구성 문제가 대두되었다.
즉, 상용화가 된다면 영업 노선에서 1일 수 회 이상 궤간 전환을 수행해야 하는데, 유지보수 주기가 매우 짧아지고, 이로 인해 운영 비용이 비약적으로 증가할 것으로 판단되며, 이 장치를 정비하려면 고도의 기술과 특별한 설비가 필요했으며, 전국적으로 확산시키기에는 너무 부담이 컸다.
기술적인 한계 외에도, 정책적・정치적인 요인이 중단 결정에 강한 영향을 미쳤다. 특히 중요한 것은, 국토교통성, 사가현, 나가사키현 간의 나가사키 신칸센 노선 방식 갈등이었다.
애초에 FGT 구상은, 사가현이 풀규격 신칸센 건설에 반대하면서 제3의 대안으로 추진되었다. 그러나 FGT의 신뢰성에 의문이 생기자, 일본 정부 및 나가사키현 측에서는 "차라리 풀규격으로 가야 한다"는 주장이 강해졌다.
이런 상황 속에서, 2017년 일본 국토교통성은 FGT의 영업 도입에 대해‘현 시점에서는 실용화가 곤란하다’는 공식 입장을 발표했고, 이어서 그나마 관심이 있던 호쿠리쿠 신칸센이나 킨키 일본 철도에서도 FGT의 추가적인 증속[6] 연구의 어려움과 미흡한 안전성의 문제로 단념하여 2018년을 끝으로 FGT는 개발이 중단되었다.
즉, FGT-9000형은 완성형이였지만, 미완으로 끝난 최종 시험차가 되어버린 상징적인 존재가 되었다.