비즈니스물류동향

철도물류 방향성제시

한 화차에 container 2단 적재
운송량은 2배 증가 물류비는 반으로
피기백시스템, 이단적재열차 등 혁신물류기법 제시해

지난 5월 21일 대한상공회의소에서는 한국철도기술연구원과 대한상의가 공동주관한 ‘신물류운송시스템의 경향과 정책방향'세미나가 진행되었다. 이 자리에서는 철도물류를 중심으로 선진물류 방향성에 관한 다양한 의견이 제시되었다. 본지 물류와경영에서는 한국철도기술연구원의 이용상실장의 발표를 요약·게재한다. 발표에서 이용상실장은 이단적재열차 등 철도신물류운송방식을 제안했다.

우선 살펴볼 만한 것은 피기백시스템. 피기백시스템은 도로 수송용의 트레일러를 그대로 철도의 평장물차에 싣고 수송하는 것으로 자동차와 철도의 복합수송방식을 뜻하는데, 자동차의 기동력과 철도의 대량안전수송을 결부시킨 이 방식은 차량한계가 큰 미국철도에서 처음 채택되어 대단한 인기를 끌고 있다. 돼지가 새끼를 등에 태우고 다니는 형태라는 뜻에서 피기백이라고 이름 지어진 이 방식은 평상이 높은 독일이나 일본 등의 철도에서는 적용이 어렵게 되어있다. 따라서 독일에서는 평상의 중앙부를 낮추어 트레일러를 집어넣는 방식(일명 캥거루 수송이라 함)을 채택하고 있으며, 일본에서는 저상식(低床式)의 초소형차량의 화차를 개발하여 운영하고 있다.

화물열차에 트럭 등을 직접 적재

피기백 운송방식은 화물열차의 대차위에 트레일러나 트럭에 container를 함께 적재하여 운송하는 TOFC(trailer on flat car) 방식으로, TOFC 방식은 초기에는 철도터미널에서 대차상의 트레일러에 tractor만 연결하여 경사진 rampway를 오르내리는 방법에 사용되고 있었으나, 그러나 길게 연결된 화차에서 특정의 트레일러를 양하하는 경우에는 매우 불편하므로 미국 등지에서는 트레일러를 적재상태에서 양하할 수 있는 대형리프트카인 piggy packer가 사용되고 있다. TOFC방식은 container와 트레일러가 하나로 되어 있기 때문에 총중량이 클 뿐만 아니라 철도터미널에서는 다단적이 불가능하여 공간의 소요가 엄청나게 많아지므로 오늘날의 철도터미널이나 항만여건상 적지 않은 어려움이 있다. 최근에 트레일러가 대형화되어 화차 1량에 48ft 트레일러 1대, 45ft 트레일러를 1대, 28ft 트레일러를 3대 싣는 것도 등장하였고, 미국에서 1개 열차는 50량 편성이 표준이고 열차장은 1,400m 정도에 이른다.
미국 Santa Fe 철도가 개발한 TOFC화차 「10-PACK fuel foiler」는 1유니트 10량의 연접저상차로, 차체 中央梁에 강도, 강성을 갖게 한 경량설계의 특색으로 동력비 절감을 목표로 개발되었다. 10유니트로 1개열차를 편성하여, 40ft 또는 45ft 트레일러를 100대 수송하며, 하역은 오버헤드크레인에 의한 수직하역이다.
차량한계가 작은 프랑스 및 독일 등 유럽의 철도는 통상 트레일러를 적재하는 것 같이, 특수한 화차를 개발하여 피기백수송을 실용화해왔다. 1964년 프랑스국철은 트레일러의 차륜을 화차의 내측에 넣는 것 같은 포켓을 가진 화차를 개발하여, 캥거루방식으로 이름붙여 독자적인 피기백수송을 개시하였다. 당초는 포켓을 상하 가동식으로 하여 전용의 견인차에 의한 roll-on roll-off 방식으로 적재하였지만 현재는 포켓을 모두 고정식으로 하여 대형의 문형크레인 또는 자주식 리치스택커에 의한 수직하역식으로 적재하고 있다. 화차의 포켓상면의 높이는 레일상 350mm까지 낮추고, 높이 3.8m, 길이 12.5m, 폭 2.5m, 총중량 44톤의 트레일러를 적재하는데, 총중량은 도로주행시의 40톤에 4톤(10%)이 더해져 철도이용의 우위성을 나타내고 있다. 최근의 화차는 포켓상면을 100mm 더 낮추어 높이 3.9m의 트레일러의 적재를 가능하게 하고 있고, 이 캥거루방식은 프랑스, 독일, 이탈리아, 오스트리아 등의 국제간 수송에 이용이 많다. 프랑스의 캥거루방식에 대하여 독일연방철도는 상면높이를 레일면에서 450mm로 한 초저상식의 화차를 Talbot사와 공동개발하여 중량 38톤, 높이 4m의 대형 풀트레일러트럭에 의한 피기백수송을 하였다. 이 방식은 「움직이는 국도」로 불리며, 독일내 10개소의 전용터미널로부터 이탈리아, 오스트리아, 스위스 등 국제수송루트에 운행되고 있다. 또 고속도로의 교통량 삭감, 환경보전을 위해, 이를 이용하는 도로운송사업자에게는 세제상의 우대조치가 있으며, 또 트럭운전자에게 행선지에서의 운전에 대비하여 열차의 후부 또는 전부에 간이 주방설비를 가진 침대차를 연결 운행하고 있다. 편성은 최대 25량, 최고속도는 100km/h이다.
외국에서 현재 이용되고 있는 피기백화차의 운용현황을 살펴보면 각국의 철도특성에 따라 운영되고 있는데, 일본은 궤간이 협궤이고 독일, 프랑스, 미국은 표준궤를 이용하고 있고 궤도특성에 따른 수송형태를 나타내고 있다. 하중은 일본이 40.6톤으로 가장 크고 독일 40톤, 프랑스 35톤, 미국 30톤으로 나타났으며, 자중 역시 일본이 21.4톤으로 가장 무겁고 미국은 11.5톤으로 가장 가볍게 나타나고 있어 차량의 경량화에 많은 노력을 기울인 것으로 나타났다. 수송가능차량에서는 일본의 경우는 미국이나 유럽에서의 TOFC 수송방식인 트레일러가 아닌 10톤/4톤 트럭을 수송하고 있다. 이는 유럽 및 미국에서는 수출입화물수송용 뿐만 아니라 국내용 화물이 주로 컨테이너화 되어 있어 트레일러에 의한 수송이 주를 이루고 있는 반면 일본에서는 국내용 화물의 경우 트레일러에 의한 수송보다는 일반 트럭에 의한 화물수송이 많기 때문에 트럭 피기백수송이 이루어지고 있는 것으로 판단된다.
트럭운행경비 절감, 상하역 시간절감

일본의 경우 1986년 일본국철에서 등장하였으나 그 이용량은 도입후 5개년간 당초의 3백배가 증가되었다고 한다. 이와 같은 이용률의 증가는 트럭운행의 3가지 경비(인건비, 연료비, 수리비)의 감축에 효과가 있음은 물론, 도착후 하역상의 시간절약 및 행선지별 분류작업이 필요없이 그대로 최종목적지까지 배송할 수 있음으로써 터미널 비용을 절약할 수 있는 등의 장점이 있기 때문이다. 일본의 경우 특히 인력부족, 도로체증과 관련해서 향후에도 그 이용률이 증가될 것으로 예측하고 있다. 또한 석유 탱크로리(Tank Lorry)의 피기백 수송도 늘고 있는데, 이는 철도를 이용한 탱크로리 1대분이 트럭 탱크로리 40대분을 수송할 수 있다는데 그 인기가 있다. 이와 같이 일본의 피기백 수송이 급진전하게 된것도 민영화후 JR화물의 전략적 시책의 하나로 볼 수 있다.
최근 일본 JR화물회사는 Super Piggyback 수송시스템을 1량의 화차에 화물자동차 2대를 적재하는 현행의 피기백에 비해, Super Piggyback으로 3대까지 적재할 수 있게 하였다.
택배화물 및 이사화물을 적재한 집배송용 4톤 트럭을 화물터미널역에서 그대로 전용화차에 적재하여 직송하는 수송시스템으로, 이는 인건비, 연료비, 차량유지비, 화물차량터미널 등 수송비절감과 대도시권을 중심으로 하여 심화되는 도로체증 및 환경오염방지에 일조하고 있다.

철도에선 선로로 도로에서는 바퀴로, 바이모달 방식

철도의 약점인 문전에서 문전까지 일관성의 불완전을 해결하는 방법으로서 철도에서는 선로위로 달리고 도로에서는 바퀴를 이용하여 달릴 수 있는 양용방식의 수송시스템으로 미국에서 개발되었다. bimodal 방식에 사용되는 차량은 도로용의 2개 차축과 1축의 철도용 차륜의 2종류의 주행장치를 독립하여 갖추고, 도로용 차륜의 상하이동은 에어백의 압축공기를 넣고 빼는 것에 의해 조작이 용이하게 되어있다. 이 시스템은 피기백 수송과 달리 화차를 필요로 하지 않고 철도수송과 도로수송을 직접 연결할 수 있고, 철도터미널에 대형의 하역기계가 필요치 않는 등의 이점이 있으며, 이에 따라 터미널 비용 및 트레일러 견인료(drayage)가 거의 발생하지 않는 장점을 가지고 있다.
이 운송방식의 운행상황을 살펴보면 1988년 2월에 Union Pacific 철도회사에서 달라스∼시카고간 1500km를 26시간 서비스(평균시속58km), 주 5일운전의 실용운전을 개시하였는데 1열차의 편성은 48피트 트레일러 75량 연결, 견인중량 약 2500톤, 열차의 전장은 약 1100m에 달하였다. 미국의 Conrail사가 Buffalo시∼New York시 사이를 운행한 결과에 의하면 운행비용이 단거리구간에서는 15%가 절감되었고, 2,000마일 구간에서는 19∼21%나 절감된 것으로 나타났다. bimodal시스템은 General Motors와 같은 대규모 제조업체들이 부품의 즉시 조달체제와 연계하여 이용함으로써 보급이 확산되고 있다. 또한 미국뿐만 아니라 호주, 뉴질랜드, 영국, 독일, 프랑스, 스페인, 덴마크, 그리스 등에서도 도입되어 운영 중에 있다.

운행비용 15~20% 절감효과 보여

도로-철도의 복합수송을 위해 trailer는 대차(bogies)라는 車臺에 주축을 붙여 함께 연결됨으로서 열차가 조성된다. 철도 터미널에서 대차는 tailer 아래쪽에 놓인다. 여러 개의 tailer가 이러한 방법으로 서로 연결된 후 trailer 열차는 최종 목적지로 운행된다. 미국에서는 이러한 개념이 성공적으로 적용되고 있다.
Bimodal 시스템의 장점은 상·하역 작업에 크레인과 같이 비싼 장비의 사용이 필요없고, 컨테이너나 피기백수송과 달리 화차차대가 필요하지 않고 중량, 가격, 수송비용면에서 유리한 특성을 가지고 있다. 한편 이 시스템의 단점은 trailer가 일반적인 표준 trailer보다 보다 견고하게 제작되어야 한다는 것이다. 왜냐하면, 일단 열차로 조성되면 trailer간의 견고한 견인력이 필수적이기 때문이다.

위로 달아매는 컨테이너방식, 스왑바디

스왑 바디는 탈착식의 트럭 하대에 실려, 도로상에서는 트럭에 적재하여 운행되나, 철도에서는 컨테이너 화차에 의해 수송된다. 컨테이너와 유사하지만, 컨테이너보다는 다소 경량으로 제작되고, 제작비도 저렴할 뿐만 아니라 위로 달아매는 방식으로 하역이 이루어지기 때문에 하역 시 충격도 경미하다. 철도와 트럭의 복합수송에 적합한 새로운 유니트로드(unit load) 시스템이다.
스왑 바디는 바디 아래에 지지다리를 갖고 있는 경우와 없는 경우가 있다. 지지다리를 갖고 있는 스왑 바디는 트럭 자체의 승강장치(공기압식 및 유압식)에 의하여 트럭 샤시를 위로 올리고, 바디의 다리를 세워 트럭으로부터 분리하는 것이다. 따라서 포크리프트 등의 하역기계가 불필요하게 된다. 철도역에서 화차 탑재는 그랏프라 암이 부착된 대형 리프트가 보디 하부를 감싸 이루어지는데, 화차에는 해상 컨테이너 등을 고정시킬 수 있는 장치가 있어 컨테이너 화차를 이용하는 것이 가능하다.
이는 도로수송이 발달해온 독일에서 트럭과 철도 서로에 적합한 새로운 유니트로드시스템으로서 1960대에 개발되어 1970년대 초 규격화된 「Wechsellbeh lter(교환용기)」의 명칭으로 도입이 시작되었다. 지금은 독일, 프랑스, 이탈리아, 오스트리아, 스위스 등에도 보급되어, 포켓화차에 의한 피기백수송보다 효율이 좋은 것도 있으며, 탈착식 하대의 규격은 기본적으로는 각국에서 정해져 있지만 현재 그 통일이 검토되고 있다. 유럽에서는 수송합리화 및 환경보호의 관점에서 복합수송용에 광범위하게 사용되고 있는데, 1995년에 약 30만대가 가동되었다. 특히 독일에 있어서는 복합수송의 60% 이상이 스왑 바디에 의해 이루어지고 있다.
스왑 바디의 대부분은 트럭수송방식과 밀접한 관계가 있는데, 풀 트레일러 방식은 세미 트레일러 방식과는 다르다. 풀 트레일러 방식의 경우, 샤시의 길이로부터 스왑 바디의 길이까지는 7.15m의 경우가 많다. 최근에는 연결장치를 개량한 7.45 및 7.82m(클래스 C)가 표준이 되고 있다.
세미 트레일러방식은 프랑스, 스페인 등 라인강 서쪽 국가 및 이태리에 보급되고 있고, 스왑 바디의 길이는 12.2∼13.6m(클래스 A)이다. 이밖에 길이가 9.12m(클래스 B)인 것도 있으나, 벌크 및 탱크에 한정되어 있다.
폭은 모두 유럽의 표준 팔레트인 1200×800mm 팔레트를 1,200mm 방향에 2개 병렬하여 팔레트간 간격을 15mm 정도 확보하고 있는데, 안쪽 치수는 2,445mm, 바깥쪽 치수는 2,500mm이다. 총 중량은 클래스 A, 클래스 B가 34톤, 클래스 C가 16톤인 것이 표준이다.
하역방식은 문형크레인암으로 들어올리는 방식이고 그리암의 위치는 모두 4,876mm의 폭으로 통일, 화차와의 체결은 20ft ISO 컨테이너와 같은 위치에 설치한 록킹을 이용한다.
프랑스에서는 케이스 모빌(Caiss Mobile)로 불리우며 대형의 것은 폭 2,500mm, 높이 2,590mm, 길이는 6,300mm, 12,400mm, 13,600mm의 3종류가 있고 최대는 용적 80㎥, 하중 28톤에 이르고 있으며, 최근에는 생선, 야채, 과일류 수송용으로 냉동기를 설치한 케이스 모빌이 등장하였다.

이층버스? 이단적재열차!

1960∼1970년대 미국철도산업이 수송장비와 수송실적 측면에서 계속적인 하향세를 보임에 따라 미 의회는 당시 시행하고 있던 철도산업에 대한 규제를 완화하기 위해 1976년 이른바 4R ACT라 불리는 철도재건법인 Railroad Revitalization and Regulatory Reform을 제정하여 철도산업에 대한 규제를 다소 완화했으며, 1980년도에는 실질적인 철도규제완화법이라 할 수 있은 Staggers Rail Act가 발표된 후 종래 piggyback 운송은 보다 탄력적인 운임구조를 유지하며 트럭회사와 경쟁하게 되었다. 그러나 철도가 근본적으로 경쟁력을 제고하기 위해서는 운행비용(line haul cost)을 줄이고 운송효율을 높이기 위한 새로운 운송장비의 개발이 요구되었다. 이단적열차 운송은 철도회사가 트럭과의 중장거리 경쟁에서 절대적 우위를 차지하고자 새로이 도입한 시스템으로서 한 화차에 container를 2단으로 적재하여 운송량을 2배로 증가시킨 혁신적인 운송방법이다.
이단적 열차서비스의 개척자는 Southern Pacific Transportation사와 Sealand사로서 1982년 LA∼Gulf만간의 운송서비스를 시도 하였으나 철도화차의 고중량으로 인해 TOFC에 비해 기대한 만큼의 비용절감이 이루어지지 못해 포기하였다. 당시 화차자체의 경량화가 충분치 않아 보급되지 않았지만, 해운회사인 APL사가 1984년 4월부터 대폭 경량화한 화차로 LA∼Chicago구간, 시애틀∼시카고∼뉴욕간에 이단적열차의 운전을 개시하여 오늘의 붐을 일으키게 되었다. 이어 1985년에는 Sea-Land사를 위시하여 NYK, K-Line 및 OOCL 등의 해운회사들도 전용 이단적열차를 운행하였으며, 현재는 여러 철도회사가 선사와 공동 또는 단독으로 이단적열차를 운행하고 있다. 이단적열차 서비스의 경우 초기에는 선사가 전용 계약한 임대열차에 의한 서비스만 이루어졌으나 1985년에 Burlington Northern사가 ‘common user' 서비스를 도입하면서 이단적열차의 경제성과 유연성을 크게 제고시켰다.
이단적열차의 특성은 플랫카의 양쪽에 벌크헤드(bulk head)가 설치되어 상하의 컨테이너를 고정시키는 역할을 하며, 또 한가지의 형태로 플랫카의 양끝에 벌크헤드 없이 컨테이너만을 상하로 이단적하는 방식이 있다. 위의 방식들의 주요 특징은 차량이 매우 가볍다는 것이며, 철도레일에 근접하도록 화차 바닥면이 낮게 오목하게 설계되어 있어 오목하게 설계된 부분에 컨테이너를 적재함으로써 터널을 통과 할 수 있는 높이를 유지하였다. 그리고 차륜을 줄이기 위하여 2량의 사이에 차륜을 두어 연결하고 5대가 한 세트를 이루는 연접구조 형태와도 같은 것으로, 고정 편성되어 운행되고 있다. 따라서 가볍게 되어 있는 것은 좋지만 하중이 차륜에만 쏠리기 때문에 한 개의 플랫폼(카)에 싣는 40ft 컨테이너 2개에 채우는 화물의 양을 1만파운드, 톤수로는 45톤으로 제한하고 있다.
이와 같은 5개의 플랫폼으로 한 세트를 이루어, 즉 40ft 컨테이너 10개 1량이 되는데, 그 같은 것을 15량 내지는 20량, 최대 28량까지 연결하여 운행하고 있다. 이것은 컨테이너 전용열차로 운행되기 때문에 차량편성을 변경하지 않고 최종목적지 까지 운송하게 되는데, 미국의 L.A에서 시카고구간의 운송에서는 1일의 평균 주행거리가 종래에 비해 대략 3배 가량인 것으로 나타나고 있다.
이단적열차의 구성을 살펴보면 1개열차는 여러 개의 유니트로 구성된 1회의 운송단위로서 통상 15∼20개의 유니트로 구성되나, 최대 28개 유니트까지도 구성되어 280FEU(560TEU)의 적재가 가능하다. 1개 유니트는 5량의 포켓부 연접화차로 구성되고, 1량에 40ft, 45ft, 48ft의 컨테이너를 상하 2단으로 적재한다. 즉 1 유니트는 2개의 40ft container를 적재할 수 있어 1개의 화차는 40ft×10개 또는 20ft×4와 40ft×8개를 동시에 운송할 수 있다. 상면높이는 216mm, 1유니트의 길이는 270ft(83m)부터 307ft(94m)이고, 열차전장은 약 1,800m에 달하며, 최대 28유니트 편성으로 2,600m가 된다. 열차중량은 8,550톤, 40ft급 컨테이너를 280개 수송 가능한 방식이다.
DST는 화차의 종류에 따라 다양한 규격의 컨테이너를 수송할 수 있으며, 다목적용 DST화차는 미국내에서는 국내용 컨테이너인 53ft컨테이너도 상단에 적재하여 수송할 뿐만 아니라 TOFC방식으로 트레일러도 수송하는데, 이 경우 이단적은 불가능하다. 5개의 화차로 구성된 유니트 단위로 운송하는 것 외에 1대의 Flat car로도 운행이 가능하다.
최근 들어 이단적 열차가 보편화되면서 다목적용 이단적 화차가 개발되어 운행되고 있는데, 기존의 컨테이너 이단적 수송이외에 piggyback 수송에도 이용되고 있으며, 다양한 크기(미국의 경우 국내용 컨테이너)의 컨테이너 수송에도 이용되고 있다.
철도가 경제성을 가질 수 있는 장거리 운송(미국의 경우 500miles 이상, 유럽의 경우 400㎞ 이상)에서는 철도와 도로가 비용효과와 서비스질의 측면에서 치열한 경쟁을 하고 있다. 이단적열차는 재래열차보다 대차의 중량을 50∼54%나 감소시키며 연료비도 41%를 절감할 수 있는 시스템으로서, 재래식열차가 200TEU를 운송하는데 4대의 기관차가 필요한데 비해 이단적열차는 대차의 중량감소로 인해 400TEU를 운송하는데 5대의 기관차로서 충분하다. 특히 이단적열차가 도입되면서 철도승무원의 비용이 절반으로 줄어들어 미국철도협회(Association of American Railroads)는 40% 이상의 비용이 절감되는 것으로 추산하고 있다. 한편 세계적 경영자문회사인 Temple Barker Sloane에 의하면 이단적 시스템은 종래의 TOFC 방식에 의하여 20∼25%의 비용절약이 가능한 것으로 조사되었다. 그 외에도 이단적시스템의 도입은 화물손상 및 도난을 줄이는 등의 안정운송으로 인해 마케팅상으로도 상당한 장점을 발휘하고 있는 것으로 평가되고 있다.