철도 운행 역량 진단하는 AI...엔비디아, 히타치 레일과 기술 지원 맞손

AI로 실시간 철도 분석 통해
적시에 유지보수 시기 파악
비용 절감·안전 운송 도모

엔비디아가 히타치 레일에 실시간 철도 분석을 위한 AI 기술을 지원한다. 사진은 관련된 철도 진단 이미지 컷. <사진=엔비디아>

엔비디아는 50개 이상의 국가에서 철도 시스템을 지원하는 글로벌 운송 기업인 히타치 레일(Hitachi Rail)이 실시간 철도 분석 역량 향상을 위해 자사의 인공지능(AI) 기술을 도입한다고 25일 밝혔다. 히타치 레일은 이를 통해 철도 운영업체의 유지보수 비용을 절감하고, 열차 공회전 시간을 줄이며 승객의 운송 안정성을 향상시킬 계획이다.

구체적으로 히타치 레일은 센서와 카메라 데이터를 실시간으로 처리하기 위해 엔비디아의 고성능 AI 플랫폼인 IGX를 새로운 HMAX 플랫폼에 도입하고 있다. 엔비디아 IGX는 고대역폭 센서 처리, 강력한 AI 컴퓨팅, 기능상 안전 역량, 엔터프라이즈 보안을 제공하는 산업용 엔터프라이즈급 플랫폼이다.

이에 맞춰 HMAX 플랫폼은 데이터 수집과 분석 사이의 지연 시간을 제거해 히타치 레일 고객들이 수리가 필요한 선로를 보다 신속하게 감지할 수 있도록 지원한다. 또한 가공 전력선의 성능 저하를 모니터링하며 열차와 신호 장비의 상태도 평가할 수 있다.

엔비디아 측은 “특히 히타치 레일은 사전 예방적 유지보수 비용이 인프라에 예기치 않은 장애가 발생한 후 긴급 수리를 하는 것보다 약 7배 저렴하다고 추정한다”면서 “기존 AI 모니터링 시스템은 이미 서비스 지연을 최대 20%, 열차 유지보수 비용을 최대 15%까지 줄이고 있다”고 전했다. 또한 열차 기지의 연료 비용을 최대 40%까지 줄여 에너지 소비를 절감하고 있다는 설명이다.

또 히타치 레일은 센서 처리를 위한 엔비디아 IGX와 엔비디아 홀로스캔(Holoscan) 플랫폼을 사용한 실시간 분석을 통해 이러한 절감 효과를 더욱 높이고 있다고 엔비디아는 강조했다.

코지 아가츠마(Koji Agatsuma) 히타치 레일의 철도 차량 담당 전무 이사 겸 최고 기술 책임자는 “이전의 디지털 모니터링 시스템을 사용하면 데이터를 처리하고 주의가 필요한 문제를 발견하는 데 며칠이 걸렸다”면서도 “그러나 엔비디아 기술을 사용해 실시간 예측을 수행한다면 서비스 중단을 방지하고 안전, 신뢰성, 운영 비용을 크게 개선할 수 있다”고 말했다.

실제로 HMAX 애플리케이션 컬렉션은 현재 2000대 열차의 8000대 차량에서 수집한 데이터를 기반으로 실행 중이다. 히타치 레일은 이를 바탕으로 엔비디아 IGX와 엔비디아 AI 엔터프라이즈(AI Enterprise) 소프트웨어 플랫폼을 사용해 새로운 가속화된 AI 애플리케이션들을 개발했다.

엔비디아 관계자는 “이는 운영업체들이 열차 차량과 인프라를 모니터링하는 데 도움을 준다”면서 “엔비디아 AI 엔터프라이즈는 프로덕션급 AI 애플리케이션의 개발과 배포를 간소화하는 도구, 사전 훈련된 모델과 애플리케이션 프레임워크를 제공한다”고 전했다.

조만간 해당 애플리케이션은 HMAX 플랫폼을 통해 제공될 예정이다. 이를 통해 고객들은 열차에 탑재된 센서에서 스트리밍되는 방대한 양의 데이터를 처리할 수 있다. 이 데이터는 기존 시스템에서 가져오거나 고객이 이미 사용 중인 타사 소프트웨어에서 가져올 수 있다.

가령 영국에서는 히타치 레일의 각 열차에 약 5만개의 데이터 포인트를 5분의 1초마다 보고하는 센서가 장착돼 있다. 이러한 데이터 흐름에 발맞춘 AI 인프라는 열차 또는 철도 노선의 구성 요소에 유지보수가 필요할 때 열차 운영자에게 적시에 경고를 보낼 수 있다. 또한 챗봇 인터페이스를 통해 AI 인사이트에 액세스할 수 있으므로 운영자는 유지보수 일정 등을 최적화할 수 있는 동향과 기회를 쉽게 파악할 수 있다.

코지 아가츠마는 “잠재적인 문제를 즉시 파악하고 해결하지 못하면 서비스 중단으로 이어져 고객에게 상당한 경제적 손실을 초래하고, 이러한 대중교통 노선을 이용하는 승객들에게도 영향을 미칠 수 있다”고 말했다. 그러면서 그는 “엔비디아 AI 인프라를 통해 처음으로 수천 마일의 철도에 대한 즉각적인 알림을 받을 수 있게 됐고, 이를 통해 승객의 여행 지연과 중단을 감소시킬 수 있으리라 기대한다”고 덧붙였다.

이 외에도 히타치 레일은 열차 위에 카메라를 장착해 열차 상부의 전력선을 모니터링해 열화되는 전기 케이블을 식별하고 고장을 예방할 수 있다고 강조했다. 기존에는 열차에서 수집한 하루 분량의 비디오 데이터를 처리하는 데 최대 10일이 걸렸다. 그러나 엔비디아 가속 센서 프로세싱을 사용하면 데이터를 엣지에서 실시간으로 처리해 관련 정보만 운영 관제 센터로 다시 전송해 분석하고 조치를 취할 수 있다는 설명이다.