[철도연을 가다] 최일윤 궤도토목본부장 "미래 기술 발맞춰 연구 속도 높인다"
탄소 저감 위해 산업 부산물 활용 '친환경 전환'
AI 기반 유지관리 체계 구축…자동화·효율 제고
한국철도기술연구원은 우리 철도 기술의 산실이다. 지난 1996년부터 30여 년간 국내 철도 기술 발전과 생태계 조성에 일조해 왔다. 신아일보는 K-철도 기술 개발을 이끌고 있는 철도연 연구진이 그리는 미래 철도를 만나봤다. <편집자 주>
철도연 궤도토목본부는 고속철, AI 등 미래 기술에 대응하면서 '친환경', '안전'이라는 목적지를 향하고 있다. 궤도토목본부를 이끄는 최일윤 본부장은 철도 운행 속도가 빨라지는 만큼 이를 뒷받침할 수 있게 인프라를 발전시키고 그런 인프라를 효율적으로 운영, 관리할 수 있는 기술을 개발해야 한다고 강조했다.
최일윤 한국철도기술연구원(이하 철도연) 궤도토목본부장은 지난 19일 경기도 의왕시 철도연에서 진행한 신아일보와의 인터뷰에서 고속철과 AI(인공지능) 등 기술 발전에 따라 철도 인프라 고도화와 유지관리 효율화를 위한 연구를 추진하고 있다고 설명했다.
최 본부장이 이끄는 궤도토목본부는 △시속 400㎞급 콘크리트 궤도와 하이퍼튜브 가이드웨이 등 미래 고속철도 핵심 기술 개발 △재생 소재와 산업 부산물 활용 친환경 건설 소재·공법을 통한 탄소 저감 △데이터 기반 사전 예방 안전관리 기술로 재난 상황에도 중단 없는 철도 기능 유지 △AI·디지털 트윈을 활용한 인프라 관리 지능화와 운영 효율 극대화 △구성품 국산화와 성능평가 표준화를 통한 글로벌 수준의 기술 확보를 목표로 연구하고 있다.
궤도토목본부에서는 침목과 도상 체결장치 등 궤도 시스템 연구와 신소재·신공법 기반 건설 기술, 첨단 유지보수 기술 개발을 담당하는 조직이 연구하고 있다.
최일윤 본부장은 "우리 궤도토목본부는 도상을 연구하는 궤도노반연구실, 구조물과 교량 등을 연구하는 철도구조연구실, 유지관리 효율을 담당하는 첨단인프라융합연구실로 구성됐다"고 설명했다.
◇ 내구성 높이고 유지보수 비용 줄이고
궤도토목본부는 철도 고속화에 발맞춰 더 빠르게 달리기 위해 인프라 고도화에 초점을 맞추고 있다. 운행 속도가 높아질수록 기존 궤도의 내구성, 구조 개선과 함께 유지보수가 필요하기 때문이다.
이에 따라 시속 400㎞급 고속철도를 위한 콘크리트 궤도 인프라 기술과 시속 350㎞급 고속철도를 위한 자갈 궤도 기반 인프라 기술을 연구하고 있다. 이 연구를 통해 궤도 내구성을 높이고 유지보수 비용을 줄일 계획이다.
최 본부장은 "철도 인프라 속도 향상에 발맞춰 370㎞/h, 400㎞/h급에 상응하는 인프라 기술을 개발할 것"이라며 "올해에는 (효율적인 유지보수를 위해) 자갈 궤도를 개량하는 분야를 기획하고 본격적으로 기술을 개발할 계획"이라고 했다.
정부의 탄소중립 목표 달성에 발맞춰 친환경 소재를 활용한 탄소 저감도 주요 과제로 삼고 있다. 이에 따라 산업 부산물을 활용한 친환경 콘크리트 기반 철도 침목 기술을 개발하고 있다. 이 기술을 통해 시멘트 사용량을 30% 줄이고 모래 등 천연 잔골재를 사용하지 않는 친환경 PSC(프리스트레스트 콘크리트) 침목을 만들 수 있다. 현재 시제품 인증 및 표준화를 마치고 사업화 단계까지 진행했다.
◇ CCTV로 강우 상황 실시간 파악
최근 기후변화로 국지성 집중호우와 극한 강우가 발생하면서 철도 인프라 안전 관리의 중요성이 커지고 있다. 궤도토목본부는 AI를 활용해 극한 강우에 대응하는 기술을 개발하고 있다. 이 기술을 활용해 철도 전 구간에 설치된 CC(폐쇄 회로)TV 영상을 AI로 실시간 분석할 수 있게 할 계획이다. 공식 강우량 관측 지점이 선로와 떨어져 있어도 CCTV를 통해 실시간 강우 상황을 정확히 파악하는 것이 목적이다. 이를 통해 피해 유형과 범위, 규모, 원인 등을 신속히 파악하고 철도 운행 통제·해제 기준을 마련할 계획이다.
최일윤 본부장은 "강우량 측정기로는 유지관리하기 어려운 부분을 CCTV를 통해 지역별로 강우량을 측정할 수 있다"며 "강우량에 따라 열차를 통제하거나 위험성을 판단할 수 있는 시스템"이라고 했다.
유지관리 효율 향상에도 BIM(빌딩정보모델링), AI 등 디지털 기술을 활용할 계획이다. 철도 인프라는 설계와 시공, 유지관리 단계에서 객체 정보를 일관되게 획득하고 관리하는 게 중요하다. 이에 따라 궤도토목본부는 BIM 데이터를 인프라 설계·시공·감리와 철도 시설물 유지관리 업무 등에 활용할 계획이다. 이를 통해 설계비와 건설비를 낮추고 시공 위험을 줄일 예정이다.
'TrackGenAI 기반 궤도 설계 지능화'도 궤도토목본부의 중요한 연구 과제다. 선형, 구조 등을 고려한 설계안을 만들어 설계 생산성을 극대화는 목적으로 연구를 진행하고 있다. 철도 구조물을 만드는 데 필요한 재료 수량 산출 시간을 70% 줄이고 문서 작성 시간을 80% 단축하는 등 반복 업무를 자동화할 계획이다.
최 본부장은 "AI 기반으로 설계, 유지관리 자동화 등을 과제로 진행하고 있다"며 "AI 기술 도입으로 혁신적 변화를 요구하는 데 발맞춰 대내외적으로 적응하고 성과를 내기 위해 노력하고 있다"고 말했다.
[신아일보] 양지영 기자