코레일, AI·IoT기술로 'K-철도 스마트 안전관리시대' 연다

선로·차량 부품에 IoT센서 부착
실시간 유지보수 빅데이터 수집
시설물 고장 예측 선제적 사고예방
운행 중 이상 자동검지장치 개발 등 승객·작업자 안전보호시스템 강화

한국철도 직원이 위상배열 초음파 레일탐상장비로 선로를 점검하고 있다. 한국철도 제공

한국철도(코레일)가 철도 산업분야에 4차 산업혁명 첨단 기술을 적극 도입해 과학적이고 스마트한 안전관리체계를 구축하고 있다. 철도 차량과 시설 등 분야를 막론하고 빅데이터 분석과 사물인터넷(IoT), 인공지능(AI)을 활용한 머신러닝 등 최첨단 과학기술 도입에 나서고 있다.

■사물인터넷 센서로 차량 고장 예측

20일 국토교통부에 따르면 코레일은 철도 시설과 차량 유지보수에 최첨단 과학기술을 적극 도입해 선제적 사고예방 체계를 구축하고 있다. 철도 차량이 주행하는 동안 부품과 시설물 상태를 실시간 진단해 고장 발생 가능성을 사전에 분석할 수 있는 '상태기반 유지보수 시스템' 구축을 추진하고 있다.

그동안 철도차량 유지보수 작업은 이례사항이 발생한 후 점검하는 사후정비와 일정 기간이나 거리를 주행한 후 검수하는 예방정비 방식으로 진행됐다.

코레일은 기존 정비체계를 더 과학화하기 위해 선로와 차량 부품에 각각 IoT 센서를 부착하고 실시간 수집되는 유지보수 빅데이터를 분석하는 '영업열차 차상검측'을 시행하고 있다. 차량이나 시설물 고장 발생 가능성을 예측함으로써 선제적으로 사고를 예방하고 유지보수 작업의 효율성과 안전을 개선하기 위해서다.

코레일은 철도차량 이상을 자동으로 검지하는 스마트유지보수 장치 개발에 2023년까지 약 136억원을 투자하는 국가 연구개발(R&D) 과제도 수행하고 있다. 철도차량의 차체뿐 아니라 차량상부 집전장치를 비롯해 운행 중 차량 이상 상태를 검측하는 자동검지장치 4종을 개발하고 실시간 수집되는 정보를 분석하는 스마트 유지보수 지원 시스템 3종을 개발하는 사업이다.

철도 레일 내부 균열이나 손상을 정밀 측정할 수 있는 '초음파 레일 탐상 장비' 국산화 및 상용화에도 성공했다. 인체 내부 장기를 진단하는 위상배열 초음파 기술을 활용해 선로의 균열이나 결함의 크기, 위치, 방향 등을 이미지로 표출해 실시간 확인하는 장비이다. 코레일 관계자는 "기존 탐상 장비로 검측할 수 없던 수직균열도 검측할 수 있고 해외 유사 장비보다 검측 정확도가 50% 이상 높아 레일탐상 기술을 획기적으로 향상했다.

전차선 장력 이상 유무를 살피는 'IoT 기반 장력 조정장치 모니터링' 시스템도 전국 90곳에 운영하고 있다. 여름철 기온 상승으로 인한 전차선 늘어짐이나 겨울철 기온 하강에 따른 수축 정도를 자동으로 측정하고 이벤트를 전송하는 전차선 원격진단 시스템이다. 전차선 장력추에 초음파 센서를 설치해 전차선의 처짐 상태를 감시하고 가속도 센서를 활용, 단선 여부를 검지하는 장치로 대기 온도 센서도 함께 구동한다.

■전국 철도 노선 현황 모니터링 구축

코레일은 지난해 경영정보시스템(MIS)을 업그레이드하면서 전국 철도 노선 현황을 확인할 수 있는 모니터링 시스템을 구축했다. 단순 통계형식으로 집계된 데이터를 숫자로만 표시했던 기존의 경영정보시스템을 시각화해 직관적으로 파악할 수 있다. 운송 수입과 수송량, 고객민원(VOC) 현황은 물론 현재 운행되고 있은 열차의 실시간 정보와 유지보수 작업 현장을 한 눈에 보여준다.

지도 형태로 구성된 화면에는 현재 운행하고 있는 열차의 위치정보(GPS)가 실시간으로 업데이트된다. 점으로 표시된 운행열차를 클릭하면 승객수와 승무원 정보는 물론, 지연시간 등 장애 현황도 알 수 있다. 코레일 관계자는 "철도 안전에 대한 국민의 기대와 요구에 적극 부응할 수 있도록 과학적인 안전관리체계를 마련하고, 승객과 작업자의 안전 보호에 최선을 다하고 있다"고 말했다.