철도연 홍지영 박사 연구팀이 국내 최초로 개발한 다양한 열차의 객실 소음을 실제와 유사하게 재현하는 철도소음 초실감 음향 시뮬레이터를 활용해 중앙선 KTX-이음의 실내 소음원을 찾고 있다.[한국철도기술연구원 제공]

[헤럴드경제=구본혁 기자] 한국철도기술연구원은 다양한 열차의 객실 소음을 실제와 유사하게 재현하는 ‘철도소음 초실감 음향 시뮬레이터 기술’을 국내 최초로 개발했다.

철도소음 초실감 음향 시뮬레이터(TNiSS)는 최신 음향 기술인 앰비소닉 기법을 활용해 열차 객실의 실제 소리가 공간 안에서 어떻게 퍼지고 들리는지에 대한 정보인 음장(Sound field)을 시뮬레이터로 현실감 있게 재현하는 기술이다.

소음 발생원의 위치와 방향성까지 정확하게 재현하여 마치 선로를 주행하는 열차에 탑승해 듣는 것처럼 소리의 입체적 공간감과 방향성을 분석할 수 있다.

초실감 음향 시뮬레이터는 지하철, 고속열차, 트램 등 국내에서 운행 중이거나 개발 중인 열차의 주행 소음 재현 연구로 음장 재현의 정확도를 검증했으며, 방송 소음, 객실 공조 소음, 문 여닫는 소음, 승객의 말소리까지 위치와 방향성을 정밀하게 구현했다.

32채널 앰비소닉 마이크로 녹음된 실제 음장을 22개의 라우드스피커로 재생하여 음압 레벨 기준 99%의 정확도로 소리를 재현했다.

객실 내부의 360도 VR 영상과 진동 피드백 장치가 결합된 시스템으로 시청각과 촉각을 동시에 활용한 몰입형 체험을 제공하여 실제 열차 음향 환경을 보다 생동감 있게 느낄 수 있다.

개발된 기술은 실제 주행 소음을 반복적으로 재현하여 다양한 소음 저감 기술을 개발하는 데 매우 효과적이다.

열차는 대형 차량이기 때문에 실차 주행 시험에 많은 비용이 소요된다. 시뮬레이터를 활용해 다양한 조건에서 소음 테스트를 수행하면 시간과 비용을 절감할 수 있을 뿐만 아니라, 실제와 유사한 환경에서 소음 저감 효과를 검증할 수 있다.

또한 차량 설계 초기 단계에서 가상 데모 시험 플랫폼으로 활용하면 잠재적인 소음 문제를 사전에 파악하고 개선할 수 있다. 이를 통해 파일럿 모델 제작 이전에 승객의 청각적 경험을 반영한 소음 저감 설계를 구현할 수 있다.

홍지영 철도연 책임연구원은 “이 기술이 음향 예측 모델과 통합되어 차량 설계 초기 단계에서 승객이 경험할 소음을 예측하고 평가할 수 있는 혁신적인 시스템으로 발전할 수 있도록 지속적인 연구를 진행하겠다”고 말했다.

한석윤 철도연 원장은 “단순한 소음 저감 기술을 넘어, 승객의 청각적 경험을 과학적으로 예측하고 반영할 수 있는 새로운 패러다임을 제시한 기술”이라며 “국내 교통 소음 관리 수준을 한 단계 끌어올리고, 더 나은 교통 환경을 제공하는 데 기여할 것으로 기대한다”고 전했다.