이 책의 토대가 된 『제2종 철도차량 운전면허 표준교재』는 2023년 국토교통부가 발간한 철도차량 운전면허 분야의 대표적인 표준 교재이다. 이 교재는 철도차량을 운전하고 관리하는 기관사가 반드시 갖추어야 할 기본 지식과 실무 역량을 체계적으로 정리한 것으로, 철도안전과 운전기술 교육의 수준을 한 단계 끌어올린 중요한 성과라고 할 수 있다.

표준교재를 발간하기까지 기울인 국토교통부의 노력과 헌신은 높이 평가되어야 한다. 이 교재는 철도차량 운전면허 시험의 전문성과 공정성을 높이는 데 기여했을 뿐만 아니라, 우리나라 철도운전 교육이 보다 체계적이고 과학적인 방향으로 발전하는 데 중요한 토대를 마련한 것이다.

이번에 저자들이 집필한 책 『철도차량 운전면허 시험대비서 전기동차 구조 및 기능 II, 원리로 풀고 예제로 잡다』는 전동차 구조 및 기능이라는 전문 영역을 과학과 공학, 기술과 안전, 이론과 실무가 결합된 융합학문으로 이해하고자 한 노력의 결과물이다. 저자들은 독자들이 이 책을 통해 단순히 시험에 합격하는 수준을 넘어, 철도차량의 구조와 기능에 대한 원리와 이를 현장에서 적용할 수 있는 실천능력을 체계적이고 과학적으로 갖추기를 기대하면서 이 책을 준비해왔다.

『철도차량 운전면허 시험대비서 전기동차 구조 및 기능Ⅱ, 원리로 풀고 예제로 잡다』는 복잡한 전기동차의 장치와 회로를 원리에서 출발하여 예제로 완성하는 교재이다. 무엇이 동작하는가를 설명하는 데 그치지 않고, 왜 동작하는가, 어떤 순서로 작동하는가, 고장이 발생하면 어떤 회로가 차단되는가를 단계적으로 이해하도록 구성하였다.

이 책에서 가장 중요하게 생각한 것은 ‘연결’이다. 하나의 장치를 따로 떼어 암기하는 것이 아니라, 전원의 공급과 변환, 기기의 구동, 보호계전기의 동작, 운전실 표시, 고장 시 조치가 하나의 흐름으로 이어지도록 설명하였다. 학습자는 각 장치를 독립된 부품으로 보는 것이 아니라, 열차 전체를 구성하는 유기적인 시스템으로 이해하게 된다.

제4장에서는 고압보조장치를 다룬다. 보조전원장치인 SIV가 어떻게 전원을 공급하고, 전동공기압축기와 송풍전동기 및 냉난방장치가 어떠한 조건에서 구동되는지를 설명한다. 또한 SIV의 경고장과 중고장, AC 440V 연장급전, 인버터 고장 시 우회구동 등 실제 운전취급과 밀접한 내용을 중심으로 구성하였다. 고압보조장치는 승객이 직접 느끼는 냉난방과 열차의 공기압력 유지뿐만 아니라 주요 전기기기의 냉각과 보호를 담당하는 핵심 장치이다.

제5장에서는 저압보조회로를 다룬다. 충전장치와 축전지 전원, 출입문 제어회로, 객실등과 운전실 표시등, 열차종합정보장치 및 열차무선장치를 체계적으로 설명한다. 특히 출입문 열림과 닫힘, 재개폐, 반감회로, 점등회로를 회로의 작동 순서에 따라 정리하여 운전취급과 고장판단의 관계를 쉽게 이해하도록 하였다. 평상시에는 눈에 잘 띄지 않지만, 비상상황에서는 승객 안내와 조명, 통신을 유지하는 저압보조장치의 중요성을 함께 강조하였다.

제6장에서는 전기동차 안전의 중심이라 할 수 있는 제동장치를 다룬다. 공기제동의 기본 원리에서 출발하여 HRDA 제동장치, 제동제어장치, 전공변환밸브, 응하중밸브, 비상제동전자밸브, 복식역지밸브, 중계밸브 및 활주방지장치의 작용을 설명한다. 상용제동에서는 전기제동과 공기제동이 어떻게 협조하는지를 살펴보고, 비상제동과 보안제동 및 주차제동에서는 각각의 체결 조건과 작용경로를 구분하여 이해하도록 하였다. 구원운전과 강제완해 또한 실제 운전취급의 흐름과 연결하여 정리하였다.

제7장에서는 ATS, ATC, ATO 및 ATP를 중심으로 운전보안장치를 다룬다. 궤도회로가 열차를 검지하는 원리, 지상신호가 차상장치로 전달되는 과정, 실제속도와 지시속도를 비교하여 제동을 명령하는 과정을 단계적으로 설명한다. 운전보안장치는 기관사의 운전을 보조하는 장치이면서 동시에 위험한 상황에서 열차를 자동으로 보호하는 최후의 안전장치이다. 따라서 장치의 명칭뿐만 아니라 신호의 흐름과 보호논리를 이해하는 것이 중요하다.

각 장의 이론 뒤에는 핵심 개념을 확인할 수 있는 예제를 배치하였다. 예제는 단순한 암기 확인 문제가 아니라, 학습자가 회로의 흐름과 장치의 기능을 스스로 추론하도록 구성하였다. 정답만 제시하지 않고, 왜 그 답이 되는지를 원리에 따라 설명함으로써 유사한 문제가 출제되더라도 학습자가 스스로 판단할 수 있도록 하였다.

또한 철도종사자 자격시험 관리 강화제도의 취지를 반영하여 단편적인 지식보다 정확한 개념 이해, 안전 절차의 숙지, 고장상황에 대한 판단능력을 높이는 데 중점을 두었다. 철도차량 운전면허 시험은 단순히 합격자를 선별하는 시험이 아니다. 실제 철도현장에서 승객의 생명과 안전을 책임질 수 있는 기본역량을 확인하는 과정이다. 따라서 시험에 합격하기 위한 학습과 안전한 운전을 위한 학습은 서로 분리될 수 없다.

이 책은 철도차량 운전면허를 준비하는 수험생을 위한 교재이지만, 전기동차의 구조와 철도시스템에 관심을 가진 일반인에게도 유용하도록 집필하였다. 가능한 한 어려운 전문용어는 쉽게 풀어 설명하고, 회로와 장치의 작용은 원인과 결과가 분명하게 드러나도록 정리하였다. 처음 철도를 공부하는 독자도 전원의 흐름, 기기의 구동, 제동의 작용 및 보안장치의 보호과정을 차근차근 따라갈 수 있다.

독자들이 이 책을 통하여 복잡한 회로를 외워야 할 대상으로만 바라보지 않고, 열차가 살아 움직이는 원리를 발견하기를 바란다. 하나의 예제를 풀 때마다 장치와 회로의 관계가 선명해지고, 흩어져 있던 지식이 하나의 시스템으로 연결되기를 기대한다.

원리를 이해하면 암기는 줄어들고, 문제를 보는 시야는 넓어진다.예제를 풀면 이해는 확신이 되고, 확신은 실력이 된다.

이 책이 철도차량 운전면허 시험을 준비하는 모든 학습자에게 든든한 길잡이가 되고, 더 나아가 안전한 철도운전을 실현하는 전문 철도인으로 성장하는 데 의미 있는 디딤돌이 되기를 바란다.

2026년 가을

저자 씀

원 제 무

저자는 한양대 공대, 서울대 환경대학원과 UCLA대학원에서 도시공학석사를 취득하고 MIT대학원에서는 교통공학 박사학위를 받았다. 저자는 귀국 후 KAIST도시교통연구본부장, 서울시립대 도시공학과 교수, 한양대 교수를 거쳤다. 

현재는 한양대 명예교수와 김포대학교 철도경영과 석좌교수로 재직하면서 강의와 집필활동을 해오고 있다. 

서 은 영

저자는 한양대학교 경영학학사, 한양대 공학대학원 도시공학 석사학위를 받고, 한양대학교 도시대학원에서 도시공학 박사학위를 받았다. 저자는 한양대학교 공학대학원, 상명대학교 대학원, 가천대학교 대학원 겸임교수를 역임했고, 한국도시철도협회 학술이사, 김포시 도시계획위원, 김포시인사위원회 위원으로도 활동해 오고 있다. 

현재 김포대학교 교수로 재직하면서 대외협력처장과 철도경영학과 학과장을 맡고 있다. 철도관련 저서로는 전기동차 구조 및 기능, 운전이론, 도시철도시스템, 철도관련법 등이 있다.