4년마다 점검하던 고속철..AI로 실시간 들여다본다

코레일, 차량 유지보수 개선키로

한국철도공사(코레일)은 이달 14일부터 24일까지 KTX-산천(원강) 고속철도 차량 13편성의 바퀴(차륜)를 전부 교체했다. 지난 5일 충북 영동터널 인근에서 KTX-산천 제 23호 열차가 탈선해 승객 7명이 경미한 부상을 입은 뒤 해당 차종의 차량의 바퀴를 전부 교체하라는 국토교통부의 지시가 있은 후다.

원강열차는 KTX-산천 차종을 보완해 만든 최신형 고속철도 차량이다. 코레일은 이 차종의 13편성의 바퀴를 전부 교체한 뒤 정밀 점검을 단행했다. 정상 운전 투입 후에도 운행 상황에 대한 특별 모니터링이 실시됐다. 다만 바퀴 교체 기간에 원강열차 228편의 운행이 중단되며 일부 승객은 승차권이 취소되는 등 불편을 감수해야 했다. 운행이 중단되는 차량은 전체 고속철도 차량 중 최대 12% 수준이라고 코레일을 설명했다.

최근 KTX-산천 철도 차량의 탈선 사고 뒤 유지보수 문제로, 이처럼 승객들의 불편이 벌어진 가운데, 코레일이 빅데이터와 인공지능(AI) 등 디지털 혁신을 접목해 철도 차량 유지보수의 패러다임 전환을 시도하고 있다. 사후 유지보수 개념을 탈피해 실시간으로 철도차량의 문제를 찾아내며 효율적으로 유지보수를 완료하고 정상 운행에 복귀시키겠다는 복안이다.

철도차량의 내구연한은 통상 25~30년이다. 현재 철도차량은 주기적으로 실시하는 경정비와 중정비로 크게 나뉜다. 경정비는 2주에서 1년 정도 주기로 실시하며, 각종 부품 상태를 점검하고 차축과 대차를 교체하는 작업으로 이뤄진다.

중정비는 3~4년마다 한 번씩 한다. 차량의 주요 시스템과 부품을 차량으로부터 분리해 점검하고 교체, 검사한다. 차량분리와 장치탈거, 부품 분해, 정비, 부품조립, 장치조립, 차량조립, 시험, 시운전 과정을 거친다. 중정비 기간은 정비 규모에 따라 다르지만 약 1달이 걸린다. 이 기간 중 차량 운행은 중단이 불가피하다.

최근 코레일은 이 같은 유지보수 체계를 근본부터 흔드는 작업에 몰두하고 있다. 28일 철도업계에 따르면 코레일은 디지털트윈 기술을 활용한 'RAM(신뢰성·Reliability, 가용성·Availability, 유지보수성·Maintainalility)' 기반 철도차량 유지보수 모니터링 시스템의 성능 평가를 진행 중이다.

RAM기반 모니터링 시스템은 빅데이터 기술을 활용해 철도차량 운행상태와 고장 정보를 수집하며, 이를 3차원(3D) 디지털 정보로 시각화한다. 시스템에 내장된 AI는 수집한 데이터를 분석해 차량 부품에 대한 고장 예지 정보를 제공하게 된다. 즉, 이전까지는 사고가 난 뒤 유지보수에 돌입하거다, 시간 주기를 정해 유지보수를 실시했다면 앞으로는 데이터에 기반한 사전 혹은 실시간 유지보수가 가능해진다는 의미다. 코레일 관계자는 "기존 철도차량 정비와 유지보수는 현장 중심의 사후 성격이 강했다"며 "정보통신기술(ICT)의 발달 덕에 유지보수 패러다임이 시간 개념(TBM)에서 데이터 기반 상태 개념(CBM)으로 변화되고 있다"고 설명했다.

코레일은 성능 평가를 끝내고 조만간 RAM기반 모니터링 시스템을 실제 철도차량 정비 현장에 적용한다는 목표다. 코레일은 새 시스템이 가동되면 철도차량 유지보수가 한결 효율화되면서 운행 중인 철도차량들의 안전성도 보다 강화될 것으로 기대하고 있다.

이번 RAM기반 모니터링 시스템은 조달청의 수요자 제안형 혁신과제로 선정돼 추진 중이다. 코레일은 RAM기반 모니터링 시스템을 4세대 무선통신 기술인 철도 무선통신시스템(LTE-R)에 연계해 한국형 열차제어시스템(KTCS-2)에 접목하기로 했다. KTCS-2 시스템은 현재 전라선 구간에서 시범 운용하고 있으며 조만간 전국 철도망으로 확대 적용될 계획이다.

황상주 코레일 차량기술단장은 "디지털트윈과 빅데이터 기술을 결합한 이번 시스템을 통해 코레일의 차량 유지보수 효율성과 안전성을 증대할 수 있는 계기를 마련하게 됐다"고 말했다.

[이종혁 기자]