한국형 2층 고속철도 외관 디자인 제안

다국어 초록 (Multilingual Abstract)

Modern society no longer demands transportation methods that are merely convenient as it has in the past, but now demands a transportation infrastructure that can appropriately accommodate our highly advanced society and evolved culture. In this way transportation methods must take into consideration a multitude of even more complex and multi-dimensional factors than previously before. As one example, transportation methods must now take into consideration one of the currently most important global issues when being designed, which is the environmentally friendly aspect.

Being aware of and recognizing environmental issues, such as energy conservation movements and the need for alternative energy sources, has become the default attitude of modern society, and the perceptions of modern day global citizens has been shifted towards the camp of conserving energy and using it efficiently. People now take the environmentally friendly aspect into consideration in all areas of everyday life such as in the transportation methods they use. Because this change in perception is a global movement, it is an area that cannot be overlooked when developing high speed trains.

Due to developments in high speed railways and expressways, it is now possible to travel anywhere in Korea within 1/2 a day. Despite Korea being a one vehicle per household society, this may be the reason that there is continuous development in the areas of quality improvement and services offered for public transportation. This shows that there is a continuous growth in the demand for public transportation.

As is true of the automotive industry of Korea, the development of Korea’s railway system began with technology transfer from overseas. But Korea’s railway industry did not stagnate after its initial transfer of technology and is evaluated to have been adeptly localized through reflecting the cultural and geographical characteristics of Korea into the transferred technologies. The Korean high speed railway infrastructure that has been developed upon technological progress can be said to be a representative example of the advancement of transportation. Therefore it is also predicted that the high speed railway system will continue to expand its role as a method of public transportation.

With developments in the high speed railway system there is an increase in demand and also a naturally a greater variety of passengers use the system. This is because it is now possible to travel anywhere in the country within 6 hours, and it has become possible to commute to work or to school even for people living at relatively long distances from Seoul, such as in the satellite cities. But as long distance commute has become possible, the issue being able to provide adequate service to a large number of passengers at a specific time has arisen. Simply increasing the number of trains during peak commute times cannot be seen as an efficient solution. This is because there are astronomical costs associated with purchasing extra trains, and using them temporarily during peak times is inefficient and out of touch with reality.

Korea is an environment that is challenging to operate a railway system, both geographically and climate wise. This is because Korea has more mountainous regions with windy roads than it does flat plain regions and also due to the potential vehicle wear and tear caused by temperature changes during its four seasons. But Japan, which has similar environmental and social and cultural environments as Korea, has developed and successfully operates a double decker high speed train (train with two levels of passenger accommodation). The Japanese railway system determined passenger usage patterns according to time of day and was able to provide effective service through flexible operation of double decker high speed trains. Benchmarking the operation of Japan’s double decker high speed trains was helpful in arriving at the conclusions of this research.

Speed trains usage cases not of Japan, but also of many other countries, the function and design characteristics that could be applied to the development of a Korean double decker high speed train were analyzed and applied. Also by presenting specifications for a train that could be used with currently operated train stations and underground tunnels, an external design for a Korean double decker high speed train that could fill a role in the near future of public transportation was proposed. When presenting the various possible applications of a double decker high speed train for Korea, instead of just focusing on the speed and convenient factors of the train, by analyzing the types of trains at a fundamental level, a fine detailed research study was conducted on the functional and design aspects of the train. Also through the analysis of the case study of Japan, which has similar railway operating conditions to that of Korea, by predicting the feasibility of a double decker high speed train in Korea, the number of passengers that could be accommodated compared to the current high speed train was increased by about 35%. Also an independently powered railcar design, which is a distributed power characteristic that is not limited by the component design of the train, was adopted to achieve a flexible train design. The train design presented in this research simultaneously proposes a new possibility from a style point of view and also proposes the direction that the high speed railway system of Korea must take in the future.

국문 초록 (Abstract)

오늘날 운송기기는 각각의 특징을 지니고 발전해 왔다. 특히 운송수단의 종류는 현대인의 생활패턴에 따라서 발전하는 경향이 있다. 이는 사람들의 이동 목적이나 이동 거리에 의해 선호하는 운송수단이 달라지기 때문이다. 단거리 이동수단으로 선호되는 운송기기로는 버스와 사적인 공간으로도 인식되는 자가용이 대표적이고, 장거리 이동수단으로는 불특정 다수의 승객을 동시에 이동할 수 있는 비행기나 고속철도가 선호되어 왔다. 이러한 운송기기는 각 나라의 고유문화와 지형적 특성에 따라 용도별로 진화해 왔고, 운송기기의 인테리어는 승객의 요구사항에 직접적인 영향을 받아 발달하게 되었다.
현대사회는 과거처럼 운송수단의 단순 편리성만을 요구하는 것이 아니라 고도로 성장한 경제와 변화된 사회문화에 부합하는 운송수단을 기대한다. 이로써 운송수단은 이전보다 더 복합적이고 입체적으로 고려해야 할 부분이 많아진 것이다. 그 일례로 이제 운송수단은 전 세계적 화두인 친환경적 측면도 생각해서 만들어야 한다. 화석연료 고갈에 의한 에너지 절감운동과 대체에너지원의 필요성과 같은 환경문제를 의식해야 하는 것은 현대사회에서 자연스러운 일이 되었고, 현대인들은 에너지를 절약하고 효율적으로 사용해야 한다는 쪽으로 인식이 변화되었다. 사람들은 교통수단과 같은 일생생활에서도 친환경적 측면을 고려한다. 이러한 인식변화는 전 세계적인 움직임이므로 열차 개발에서 간과할 수 없는 부분이다.
본론으로 들어가서 한국은 고속철도와 고속도로의 발전으로 대중교통을 이용하면 전국 어느 곳이든 반나절이면 이동할 수 있다. 그래서인지 평균 1가구 1대의 자가용 보유국임에도 불구하고 대중교통의 질적 진보와 서비스 향상이 꾸준히 진행되고 있다. 이는 대중교통에 대한 수요가 많아 지속해서 성장하고 있다는 것을 보여준다.
자동차도 그렇지만 한국 고속철도의 발전은 외국의 기술이전으로부터 시작되었다. 하지만 한국철도는 이전받은 기술력에 머무르지 않고 한국의 문화적 특성과 지형적 특질을 이전받은 기술에 반영하여 탁월하게 현지화했다고 평가된다. 기술적 성과를 바탕으로 개발한 한국형 고속철도는 대중교통 발전의 대표적인 사례라 할 수 있다. 따라서 고속철도는 대중교통으로서의 역할이 점차 확대될 것으로 예상된다.
고속철도 성장으로 고속철도에 대한 수요가 증가하고 그만큼 이용하는 승객도 다양해지고 있다. 고속철도로 전국 어디든 여섯 시간 안에 갈 수 있게 됨으로써 서울 주변 위성도시를 포함해 상대적으로 거리가 먼 지역에 살아도 서울로 출퇴근이나 통학이 가능해졌기 때문이다. 하지만 장거리 출퇴근이 가능해지면서 고속철도는 특정 동일 시간대에 많은 수의 승객을 감당해야 한다는 문제점이 생겼다. 이를 해결하려고 출퇴근 시간대에 단순히 운행열차 수를 증대하는 것은 효율적인 방안이라고 보기 어렵다. 왜냐하면 특정 시간대에 잠깐 사용하기 위해 천문학적 비용이 들어가는 열차를 추가 구매하는 것은 비효율적이고 현실성도 떨어지기 때문이다.
한국은 고속철도를 운행하기에는 어려운 지형적 · 기후적 환경이다. 평탄한 지역보다 굴곡이 심한 산간지대가 많고 사계절로 인한 온도 차로 차량 손실에 대한 부담이 있기 때문이다. 하지만 일본은 우리나라와 유사한 자연적 · 사회문화적 환경 조건에서 일본의 출퇴근 승객을 위한 2층 고속열차를 개발하여 성공적으로 운영하였다. 일본은 시간대에 따른 승객의 패턴을 파악해 2층 고속열차를 유동적으로 운행한 것이 효과적이었다. 이번 연구에서도 일본의 2층 고속열차 운행에서 나름의 해답을 얻을 수 있었다.
본 연구에서는 일본뿐만 아니라 다양한 나라의 2층 열차를 조사하여 한국형 2층 열차에 적용할 수 있는 기능과 디자인적 특징을 분석한 후 응용하였다. 또한, 기존의 기차역과 지하터널을 활용할 수 있는 열차의 제원을 제시하여 그것을 근거로 가까운 미래에 새로운 대중교통으로 자리매김할 수 있는 한국형 2층 열차의 외관 디자인을 제안하는 것을 연구목표로 하고자 했다.

목차 (Table of Contents)

• 제 1 장 서론 1
• 제 1 절 연구 배경 2
• 제 2 절 연구 목적 및 범위 3
• 1. 최종 목표 3
• 2. 연구 범위 3
• 제 3 절 연구수행 내용 4
• 제 2 장 국내외 고속철도의 개발 현황 6
• 제 1 절 개요 7
• 제 2 절 프랑스의 2층 고속열차 8
• 1. 프랑스의 알스톰사의 2층 고속열차 8
• 2. 프랑스의 2층 고속열차 특징 19
• 3. 소결 21
• 제 3 절 일본의 2층 고속열차 22
• 1. 일본의 2층 열차 차량 및 특징 22
• 2. 소결 31
• 제 4 절 독일의 고속열차 31
• 1. 독일의 고속열차 특징 31
• 2. 소결 34
• 제 5 절 중국의 2층 고속열차 34
• 1. 중국의 고속열차 종류 및 특징 34
• 2. 소결 37
• 제 6 절 미국의 2층 고속열차 37
• 제 7 절 스페인의 2층 고속열차 39
• 제 8 절 스위스 -Regional Express S-ban 2000 40
• 제 9 절 룩셈부르크의 “CFL 4000” 41
• 제 10 절 각국의 2층 고속열차 유형분석 43
• 1. 각국의 2층 고속열차의 제원 비교 (단위:mm) 43
• 2. 한국의 고속열차 및 지형특성 43
• 3. 한국의 철도 터널의 구조적 특성 44
• 제 11 절 한국형 고속열차의 유형 45
• 1. 동력집중식 (KTX-1, KTX-산천) 45
• 2. 동력분산식 (KTX-3) 46
• 3. 동력형식에 따른 구조적 특성 48
• 제 3 장 연구개발 내용 및 결과 50
• 제 1 절 한국의 2층 고속열차의 기본 구조 51
• 1. 개요 51
• 2. 한국형 2층 고속열차의 개념적 구조 52
• 3. 한국형 2층 고속열차의 열차 편성 53
• 4. 동력분산식 2층 고속열차의 구성 57
• 5. 열차 편의 시설 배치 레이아웃 58
• 제 2 절 객실 구조 59
• 1. 2층 고속열차의 1층과 2층 객실 간 통행로 59
• 2. 통행로를 고려한 창문 배치 60
• 3. 창문의 높이와 넓이 60
• 4. 객실의 공간 배치의 특징 61
• 제 3 절 객실 구조와 창문 배치로 인한 외관 디자인의 고려사항 62
• 1. 2층 고속열차의 창문배치 62
• 2. 객실의 출입구 위치 63
• 3. 소결 63
• 제 4 장 디자인 전개 64
• 제 1 절 디자인 컨셉 도출 65
• 1. Key word 65
• 2. Design key words Image 66
• 3. Design factory & inspirations 70
• 4. Inspirations images 71
• 5. 한국형 2층 고속열차 디자인 컨셉 74
• 6. 한국형 2층 고속열차 가상 타겟 75
• 제 2 절 주제와 맞는 모티브 도출 76
• 1. Digital speed form study 76
• 2. 썸네일 스케치 78
• 제 3 절 디자인 제안. 79
• 1. 1차 아이디어 스케치 79
• 2. 2차 아이디어 스케치 80
• 3. 2D Rendering 83
• 4. 모델링 87
• 5. 전두부와 특실칸 3면도 89
• 6. 한국형 2층 고속열차 최종 디지털 디자인 렌더링 90
• 7. 디테일 렌더링 95
• 제 5 장 결론 98
• 1. 결론 99
• 2. 앞으로 연구해야 할 과제 99
• 참고문헌 100
• ABSTRACT 102