직류-통근근교 [통근형] 209계 - JR동일본

[787-ARIAKE]

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- 209계 3000/3100번대 (4량편성 총 24량, 카와고에 차량센터 소속)

- 209계 3500번대 (4량편성 개조도입중, 카와고에 차량센터 소속)

- 209계 2000/2100번대 C편성 (4, 6량편성 총 288량, 마쿠하리 차량센터 소속)

- 209계 1000번대 (10량편성 총 20량, 마츠도 차량센터 소속)

- 209계 500번대 츄오소부완행선 편성(10량편성 총 130량, 미타카 차량센터 소속)

- 209계 500번대 케이요선 편성(10량편성 총 10량, 케이요 차량센터 소속)

- 209계 500번대 M편성(8량편성 총 24량, 케이요 차량센터 소속) 

- 퇴역 이전의 209계 0/2200번대 (6량편성 총 24량, 나카하라 차량센터 소속)

- 퇴역 이전의 209계 900/0번대 (10량편성 총 780량, 우라와 차량센터 소속)

1. 209계로 시작되는 JR동일본 표준형 차량의 전설
 민영화 후 JR동일본은 기존 국철이 만들어 놓았던 VVVF시험차인 207계(900번대)를 양산하지 않고 기존 205계를 계속 생산했다. 하지만 90년대 이후 많은 수의 103계가 교체를 기다리고 있었고 민영화된 만큼 상당한 수준의 코스트 다운을 요구했다. 이에따라 기존 전동차 설계사상을 뒤엎고 완전히 새로운 차량을 개발하기로 결정 1992년 시제차인 901계를 3편성 제작해 시험운행 후 1993년 209계로서 본격 양산체제에 돌입했다. 209계는 JR동일본의 표준형 전동차이며 이후 많은 차량에 영향을 끼친 전설의 차량이었다.

- 209계의 시제차였던 900번대 중 10번대를 차지한 91편성. 도큐차량이 제작한 편성으로 2장짜리 창문. 일자형이 아닌 대칭형 실내 형광등 등이 약간 차이가 있었다고 한다. 

2. 통근형 전동차의 트렌드를 새로쓰다
 기존 전동차의 설계-발주 과정은 한 제작사가 설계도면을 제작하면 운영회사는 이 도면을 토대로 각 제작사에 나누어 차량을 발주하고 제작사들은 이 도면을 공유해 차량을 제작해왔다. 하지만 이번에는 설계방식을 바꾸어 건축에서나 사용했던 설계 경쟁 제도를 도입해 각 제작사의 참여의욕과 기술 진보를 고취했다. 차량의 기본 디자인도 전문 산업 디자인 기관인 GK인더스트리얼 디자인에서 담당한 미래형 디자인으로 굿디자인상을 수상했다.
 그 뿐만이 아니라 적극적인 신기술 도입으로 차세대 통근형 차량의 트렌드를 만들어 냈다. 그 모토는 기본적으로 "절반 중량, 절반 가격, 메인터넌스 프리, 절반 수명"이었다. 경량화로 에너지 소모량을 줄이고, 적극적인 신기술, 신공법으로 차량 제작비용을 절감, 그리고 메인터넌스 비용도 절감하는것은 중요하지만 "절반 수명"에서는 다들 의아해 할 것이다. 이는 차량을 2~30년정도 사용하면 차체 부식등으로 노후화가 진행되어 안전 및 승객 편의에 문제가 생기기도 하고 이 기간동안 차량 기술이 발전해 이를 따라잡지 못하는 문제도 있을 뿐더러 시간이 갈수록 부품 수급 등으로 메인터넌스 비용이 지속적으로 상승하기 때문에 차량 비용의 감가상각을 모두 메꾸는 기간(13년)동안 큰 대수선 없이 차량을 운용한 후 폐차해도 손실되는 비용이 없다는점을 감안했다. 당시에는 좀 논란이 되어 당시 후지필름에서 개발한 1회용 필름카메라 상표"우츠룬데스"를 빗댄 "하시룬데스"라는 별명이 붙었다. 하지만 차체, 내장, 전장품등의 재활용 대책이 철저하게 마련되어 있었다.

 또한 앞으로도 많은 노후차량을 교체하기 위한 자체 생산라인 구축을 고려하기 시작해 JR동일본 오오후나공장(현재의 카마쿠라 차량센터)에서 자체제작을 시도한 끝에 94년부터 JR동일본 니이츠 차량제작소를 통해 자체 생산라인도 구축해 차량을 자체 제작할 정도가 되었다.

3. 4M6T, 총출력 1,520kW의 초절전 편성, 
 209계는 JR동일본이 본격적으로 제작한 VVVF전동차이다. 경량 스테인리스와 무게를 확 줄인 대차, 여러가지로 다이어트된 전장품을 통해 기존 전동차에 비해 70%정도의 무게절감을 추가로 달성했다. 확 줄어든 무게는 적은 출력으로도 충분한 속도를 낼 수 있어 겨우 95kW의 유도전동기를 사용해 4M6T라는 엽기적인 MT비(10량편성 총 출력 1520kW, 우리나라 VVVF전동차가 4000kW정도임을 감안하면 절반도 안된다.) GTO소자를 사용하는 3레벨 VVVF인버터를 1C2M으로 연결해 안정적인 출력을 보장, 실제 출력은 직류전동기의 150kW에 상당하기 때문에 기동가속도는 205계와 동일한 2.5km/h/s, 최고속도 110km/h를 낼 수 있으며 회생제동의 성능도 향상되었다. 대차는 기존 205계 대차에 비해 구성부품수를 대폭 줄인 신형 볼스터리스 대차를 채용했으며 곡선통과시의 안정성도 개선되었다. 공기압축기는 처음으로 스크류식 공기압축기(당시 독일 크노르사 제품)를 채용했다.
 특히 차량제어에 컴퓨터가 상당수 사용되었는데 MON-8시스템(TIMS의 전신)이 탑재되어 수많은 인통선으로 구성된 지령계통을 일원화 하고 주요 기기의 상태나 각종 정보를 운전실 모니터에 표시해 코스트 감소와 운전편의 부분도 상당히 진보된 모습을 보여주었다. 운전실 기기도 시인성이 높고 깔끔하게 개량되었으며 901계에서 기존 투핸들과 원핸들 마스콘이 시험된 후 모니터 조작등의 운전 편의성이 개선된 왼손잡이식 원핸들 마스콘이 채용되어 표준화 되었다. 

- 209계의 주행음. 휘파람 소리 정도로 큰 제동완해음(휘이잉~)이 이 209계의 특징으로 주행음은 전형적인 GTO인버터의 소리였다.

- 이런 주름없는 깔끔한 스테인리스 차체가 90년도 초반에 제작되었다는 사실!(우리나라는 2000년도 되어서야... 물론 일부 모 공기업에서는 왠지 모르겠지만 여전히 안쓰고 있다)

- 209계의 제어대. 왼손으로 잡는 원핸들 마스콘, 운전에 필요한 계기와 스위치만을 운전사 주변에 배치한 깔끔한 구조가 돋보인다. 

- 모니터장치는 운행시각표 뿐만 아니라 운행에 필요한 각종 정보를 현시한다. 

By The RW place - 投稿者本人が撮影, CC 表示-継承 3.0, Link

- 209계(린카이선 70-000계)의 대차. 링크암으로 더욱 간결해진 저널박스. 에어스프링 받침대 조차 뺀 엽기적 수준의 초경량 철도차량 대차였다.

4. 한결 넓어지고 밝아진 실내

 실내구성도 진일보한 모습으로 변화했다. FRP가 다수 사용된 모듈화된 내장을 채용해 제작비용을 다수 절감했지만 실내 분위기는 밝고 깔끔해졌다. 객실 창문은 UV차단 코팅이 적용된 통유리창을 채용해 커텐을 없애고 부품수를 절감했다. 처음으로 1인 독립형 시트를 채용하고 스프링 대신 우레탄 수지의 쿠션을 적용했는데 딱딱한 느낌의 시트라 승객들 사이에서는 다소 불만이 발생하기도 했다. 대신 시트폭이 1인당 430mm에서 450mm로 넓어졌으며 하부 히터 공간을 비워 실내공간에 여유를 확보했다. 시트 중간중간 입석봉도 배치해 입석 승객에 대한 배려도 충실하게 확보했다. 출입문은 시제차에서는 공기식이 사용되다가 후기형 부터는 스크류모터를 사용하는 전기식 도어가 일본 처음으로 채용되었다. 출입문 위에는 한줄짜리 LED안내표시기가 설치되어있으며 출입문 센서와 연동되어 작동되는 도어 작동 차임벨등도 처음으로 선보였다. 재미있는것은 코스트 다운을 위해 객실창, 시트 내장재, 전기식 도어엔진등은 프랑스 등의 수입품을 사용했다.
 케이힌도호쿠선과 츄오-소부완행선에 배치된 209계에도 205계에서 이어온 6비차가 일부 연결되어 있으며 케이힌 도호쿠선의 경우 E233계 1000번대가 도입되고 209계가 밀려나면서 폐지되었다.

- 209계(500번대)의 객실. 전체적으로 밝은 조도와 좌석 아래를 비운 구조는 여기서 처음 등장했다고 해도 과언이 아니다. 이런 스타일의 객실은 이후 많은 철도차량에 적용되었다. 

- 209계가 배치되었던 케이힌도호쿠선의 90년대는 혼잡도가 가장 극에 달했던 시기였기 때문에 이렇게 6비차가 기본적으로 제작되었다. 

- 6비차의 객실. 좌석도 마찬가지로 상당부분 경량화가 이루어졌다. 

5. 케이힌 도호쿠선, 난부선의 0번대
 1993년 시제차 901계는 토큐차량, 카와사키 중공업 등에서 3개편성이 다양한 타입으로 제작되어 시험운행 후 209계 900번대 등으로 편입되었다. 이후 0번대 양산형이 본격적으로 생산, 케이힌토호쿠선에 대량으로 투입되어 그곳에 있던 103계는 퇴역, 205계는 야마노테선으로 이동시키면서 케이힌 토호쿠선의 전 차량이 209계로 전환되었다. 한편 난부선에는 이곳에서 운용되던 205계를 수송력 보강이 필요한 요코하마선으로 보내는 대신 209계를 추가 투입하기로 하여 6량(4M2T) 2개편성(12량)이 도입되어 209계 0번대는 케이힌도호쿠선 총 780량, 난부선 12량 등 총 800량 가까운 물량이 생산되었다. 생산 후 이런저런 개량이 가해졌는데 객실 창문의 환기구조 개선을 위해 통유리창을 반으로 나누어 한쪽 상단만 내릴 수 있도록 개조하거나 승강장이 아닌 곳에서 출입문이 열리는것을 방지하기 위한 승강장 검지센서를 붙이는 등의 개량이 가해졌다.

- 209계의 리즈시절이라 하면 역시 이 시절이었다. 

- 쾌속열차로 운용시에 행선표시기는 이렇게 되어있었다. 롤지 필름식이었다. 

- 209계 0번대의 제어대. ATC를 사용했기 때문에 속도계 부분이 크게 되어있다. 

- 난부선에도 209계가 투입되었다.

6. E231계로 가는 길목. 209계 500번대
 1998년 츄오-소부완행선에 운용되던 103계의 노후차량의 교체소요가 발생하였는데 당시 209계의 후속차량의 개발이 다소 늦어지면서 과도기적인 차량으로 개량된 500번대가 제작되었다. E217계를 제작하면서 남는 구조물을 활용할겸 혼잡도를 낮추기 위해 차체 윗부분의 폭을 2950mm(기존 2800mm)로 넓힌 광폭차체가 적용되었으며 팬터그래프는 싱글암 방식으로 변경, 행선표시기도 기존 행선막(롤지)식에서 LED방식으로 개량되었다. 총 170량이 제작되어 츄오-소부 완행선에 배치되었다가 E231계의 도입으로 케이힌 도호쿠선으로 일부가 이적하였고 이후 E233계 1000번대의 도입으로 케이요선, 무사시노선 등으로 또 이적했다. 이때 생산된 500번대의 한개 편성은 209계 950번대로서 E231계의 시제차(E231계 900번대)가 되어 과도기적 역할을 충실히 수행했다.

- 209계 500번대의 케이힌도호쿠선 차량. 5개편성이 E233계로 교체될때까지 활약했다. 

- 209계 500번대의 츄오소부완행선 차량. 원래 209계 500번대는 이곳에서 주력운행되었다. 잘 보면 배장기 모양이 틀린데 도중에 배장기를 모두 새로 교체했기 때문. 

- 케이힌도호쿠선의 500번대는 E233계 도입 이후 츄오소부완행선으로 돌아가지 않고 케이요선으로 이적했다. 현재는 한개 편성만이 예비차 취급으로 운용되고 있다. 

- 500번대 일부는 무사시노선으로 이적했다. 4M6T였던 차량을 4M4T로 줄였으니 등판능력은 더 좋아져서 205계처럼 별도의 출력강화를 필요로 하지 않았다. 

7. 지하철 치요다선-죠반완행선 직통용 1000번대
 1999년 죠반 완행선의 ATC화, 지하철 치요다선의 신호시설 개량으로 열차가 증편되면서 추가 투입된 209계 1000번대는 지하철 대응용 구조를 갖추고 있다. 당시 E231계의 시제차인 209계 950번대가 도입되었지만 1000번대는 기존 구성을 그대로 갖추어 투입되었다. 지하철 규격에 맞춰 0번대의 차체에 선두부에는 비상용 관통문이 설치되어 있으며 지하철구간의 가속력을 맞추기 위해 6M4T로 구성 기동가속도는 3.3km/h/s로 되어있다. 2개편성 20량만이 제작되어 치요다선의 귀하신몸 취급을 받고 있으며 오다큐선으로는 직통운행하지 않는 차량으로 되어있다. 

- 지하철 치요다선의 209계 1000번대. 

8. 카와고에-하치코선의 3000번대

 209계는 도심의 혼잡노선 뿐만 아니라 근교의 로컬노선에도 도입되었는데 바로 카와고에-하치코선의 3000번대 차량이다. 4량편성 2M2T로 구성되어 있으며 출입문 반자동 개폐 스위치가 적용되어 있다. 이외에도 3100번대가 있는데 이것은 도쿄임해고속철도(린카이선)에서 운용되던 209계의 형제인 70-000형이 2005년 전차량 10량화 하면서 남는 차량을 사들여 편입한 차량이다. 

- 209계 3000번대. 로컬 노선에서도 충분한 성능을 확보하고 있다. 

- 이건 3100번대. 둥근 모양의 선두부가 린카이선 출신임을 말해준다.

9. 딱 14년. 퇴역이냐 로컬노선이냐...
 1993년부터 도입이 시작된 209계는 14년 뒤인 2007년부터 케이힌 토호쿠선에 후계의 후계차량인 E233계 1000번대가 도입되면서 퇴역이 시작되었다. 500번대는 아직 가치가 많았기 때문에 도색을 바꾸어 케이요선이나 무사시노선 등으로 전출되었으며 아직 쓸모있는 차량은 갖가지 형식으로 개조되었다. 먼저 "구형 차량의 무덤"인 치바지역에도 209계가 흘러들어갔는데 2000번대, 2100번대의 형식으로 개조되었다. 이들은 E231계 근교형처럼 세미크로스시트나 화장실, 출입문 반자동 스위치등이 갖춰졌으며 추진제어장치도 IGBT인버터로 교체되었다. 4량편성과 6량편성으로 구성되어 구형 공기식 도어를 사용하는 타입이 2000번대, 전기식 도어를 사용하는 타입이 2100번대로 분류되고 있다. 4량편성 42개편성, 6량편성 26개편성 등 총 324량이 개조되어 치바지역, 보소반도의 전 노선에 뿌려져 113계를 완전히 퇴출시키기에 이르렀다. 또한 일부 차량은 난부선에 2200번대로 추가되어 배치되었으며 오오미야나 하치오오지 지사의 승무원 훈련용 차량이나 기술시험용 차량인 MUE-Train으로도 일부 차량이 빠져나갔지만 그래도 남는 약 400량의 차량은 그대로 퇴역, 폐차되었다.
 재미있는것은 이들 차량의 개조를 나가노, 아키타, 코리야마, 센다이, 아오모리 등 동일본 관내지역 각지의 차량기지에서 시행했는데 이들 차량의 이동이 워낙 많다보니 이들 차량의 갑종회송을 위해 EF65와 EF81 전기기관차 일부를 이들 차량 대응용으로 개조까지해서 운용하기도 했다.(밀착식-자동식 병용연결기 설치, 제동신호 변환장치 설치 등)

 한편 500번대도 하나 둘 씩 밀려나기 시작했는데 케이요선으로 밀려난 209계 500번대가 E233계 5000번대에 밀려 무사시노선으로 전출되었으며 츄오소부완행선의 209계 500번대가 야마노테선 E235계에 밀린 E231계 500번대에 밀려나오기 시작해 8량으로 잘려 무사시노선으로 전출되거나 4량편성의 하치코선 3500번대로 개조되었다. 난부선에 있던 209계도 E233계 8000번대에 밀려 모두 퇴역했으며 한개 편성(2200번대)이 보소반도 지역 자전거 관광열차인 "B.B Base"로 개조되었다.

- 209계 은퇴 헤드마크를 달고 운행중인 모습. 1993년에 데뷔해 2010년에 퇴역을 시작했다. 

- 아오모리 차량센터 한구석에서 개조를 기다리는 209계. 209계의 개조사업은 2014년까지 계속되었다. 

- 치바지역에서 운용중인 209계 2000번대. 치바지역은 로컬선 수준의 이용객과 신차량 투입에 부정적인 강성노조로 인해 수도권에서 활약하던 차량들이 마지막 생을 보내는 곳이었다. 

- 209계 2000번대의 객실. 113계의 직각시트만 이용하다가 갑자기 새 차를 받은 기분은 다를것이다. 

- 저멀리 209계 기술시험차 MUE-Train이 보인다. 이 차량으로 최신 열차제어시스템(INTEROS)과 차체경사제어 기술(E353계)등의 기술연구가 이뤄졌다. 

By まァくん810号 (Maakun 810-go) - 投稿者自身による作品, CC 表示-継承 4.0, Link

- 209계의 첫 관광용 개조차인 B.B.Base (보소, Bicycle Base). 일본에서는 여전히 평일/주말 할것없이 자전거 휴대승차가 불가능하다.(혼잡도를 생각하면 당연하다) 그래서 이렇게 별도의 열차로 운용(물론 자전거 적재 별도요금 추가)하는 식으로 고객의 수요를 해결했다. 

10. 현대적 차량 설계 사상에 큰 영향을 끼치다.
 14년만에 퇴역이라는 특이한 이력을 가진 JR동일본의 첫 통근형 전동차인 209계는 JR동일본의 전 차량 뿐만 아니라 일본 전역의 차량 설계 사상에 큰 영향을 주었다. 특히 차량 제작사들과 운영회사들이 제정한 "통근형 차량 표준 가이드라인"으로 209계를 기초로 한 설계가 채택되면서 209계의 설계를 활용한 차량이 다수 제작되었다. 209계의 직계 형제로는 도쿄임해급행철도(린카이선)의 70-000형이 있으며 근교형 차량 E217계, E127계, E501계, 701계도 209계를 바탕으로 제작되었으며 209계의 후계차량인 E231계, E233계등도 209계를 기초로 하고 있다. 물론 사철들도 자신들의 운영 스타일을 가미하기는 하였지만 대부분 209계의 영향을 받았다고 볼 수 있다. 안전, 에너지 절약, 승객 편의성, 유지보수성 절감 등 여러가지 면에서 새로운 방향을 이끌어 내며 민영화된 JR동일본의 약진을 당당하게 보여주고 있다. 

- 도쿄임해고속철도(린카이선) 70-000형 차량. 209계랑 똑같은 설계로 만들어졌기 때문에 후일 편성 재조정으로 남는 차량을 JR동일본이 그대로 사들여서 써먹을 수 있었다. 

- 글 : 송승학(부운영자, 787-ARIAKE)

- 사진 : 본인, 김성수, CASSIOPEIA님, 일철연공동사진DB, Onpuch, Wikipedia