수소트램에 AI 접목, 현대로템 '자율주행 승부수'..30조 시장 공략

운행부터 유지보수까지 피지컬 AI 활용…글로벌 기업들 경쟁

지난 22일 독일 베를에서 열린 세계 최대 철도 전시 '이노트란스 2026' 현대로템 부스 앞에서 관람객들이 현대로템의 AI 솔루션을 구경하고 있다 /사진제공=현대로템

관제사가 출근해 자리에 앉자 인공지능(AI) 에이전트가 전날 수소전기트램 운행 기록과 당일 주요 일정을 브리핑한다. 동시에 현실의 도시를 그대로 옮겨놓은 디지털 트윈(DT)에서는 승객 수요와 차량 상태, 수소 충전량, 도심 교통 상황을 반영한 수천 가지 '가상 운행'이 펼쳐진다.

점검을 마친 트램은 AI가 찾아낸 최적의 시나리오에 따라 자율주행을 시작한다. 라이다(LiDAR)와 카메라가 보행자와 차량의 움직임을 쉴 새 없이 읽고, 트램은 상황에 맞춰 스스로 속도와 제동을 조절한다. 관제센터 대형 화면에는 도시 곳곳을 누비는 트램의 움직임이 실시간으로 뜬다.

그때 객실에서 승객 한 명이 갑자기 쓰러지자 AI 폐쇄회로TV(CCTV)가 이상 상황을 즉시 포착한다. 관제센터에 경고가 뜨고, 시스템은 구급차 출동까지 신속하게 연계한다.

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철도차량용 ADAS 개발…폴란드서 시뮬레이션

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현대로렘이 '이노트란스 2026'에서 공개한 철도차량용 첨단운전자보조시스템(ADAS)/사진=김지현 기자

현대로템이 그리는 미래 트램의 청사진이다. 현대로템은 이 같은 구상을 지난 22일(현지시간) 독일 베를린 '이노트란스 2026'에서 처음 공개했다. 격년으로 열리는 이노트란스는 세계 최대 철도 전시회로, 매년 평균 17만명이 이곳을 찾고 있다.

올해 현대로템이 제시한 '수소트램 자율주행 기술'은 차량 운행부터 위험 상황 예측, 도심 혼잡도와 차량 상태 점검 등 전 과정에 AI 관제와 디지털 트윈 시뮬레이션을 접목한 것이 특징이다. 2024년 전시에서 친환경을 주제로 수소 철도차량 라인업을 전면에 내세웠다면, 올해는 여기에 피지컬 AI 기술을 결합한 차세대 수소전기트램을 선보였다.

글로벌 트램 시장에서도 자율주행 기술은 화두다. 하지만 전동차와 달리 트램은 자동차와 보행자, 자전거가 오가는 도심을 함께 달려 기술적 난도가 높다. 철도 선진국인 독일과 프랑스에서도 무인 운행이 차량기지 내 자동 주차 등 제한된 영역에 머물러 있는 배경이다.

이런 가운데 현대로템이 올해 자체 개발을 완료한 철도차량용 첨단운전자보조시스템(ADAS)은 '완전자율주행 트램' 상용화를 위한 첫 단추가 될 전망이다. ADAS는 트램 전면부에 장착된 라이다와 카메라 등을 활용해 선로와 주변 환경을 실시간으로 살핀다. 단순히 장애물 유무를 감지하는 데 그치지 않고 AI가 사람과 구조물 등을 구분해 인식할 수 있다.

현대로템이 ADAS 개발에 착수한 것은 2023년이다. 이후 AI 기반 충돌방지 알고리즘 등을 개발하며 기술을 고도화해왔다. 실제 폴란드 바르샤바에서 운행 중인 트램의 주행 데이터를 수집해 운행 패턴을 분석하고 위험 상황 시뮬레이션을 반복했다. 현재는 ADAS와 관제 시스템을 연동하는 기술을 개발 중이다.

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2031년 완전자율트램 목표…수소 더해 차별화

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지난 22일 독일 베를에서 열린 세계 최대 철도 전시 '이노트란스 2026' 현대로템 부스에서 관람객들이 현대로템의 수소 전동차 등을 보고 있다 /사진제공=현대로템

트램 자율주행 기술의 시장성은 커지고 있다. 도시화에 따른 차량 증가로 교통 혼잡과 환경오염이 심화하면서 대안으로 도심 트램이 주목받고 있어서다. 이미 유럽 등 일부 국가의 트램 조달 입찰에서는 충돌방지 시스템이나 자율주행 기능을 참가 자격이나 기술 평가 항목으로 명시하고 있다. 시장조사업체 포춘비즈니스인사이트에 따르면 글로벌 자율주행 철도차량 시장은 2025년 98억4000만 달러(약 13조6000억원)에서 2034년 216억7000만 달러(약 30조원)로 두 배 이상 커질 전망이다.

현대로템은 2031년 완전자율트램 기술 개발을 목표로 연구를 진행하고 있다. 특히 자율주행 기술에 수소를 에너지원으로 한 친환경성을 더해 차별화하고 시장 선점에 나선다는 전략이다.

현대로템의 피지컬 AI 적용 범위는 제조 현장으로도 넓어지고 있다. 경남 창원공장을 가상 공간에 그대로 구현한 '디지털 팩토리'를 통해 제작 과정에서 발생하는 결함을 줄이고 작업자의 이동 동선과 작업 공간을 최적화해 생산 효율을 높인다는 구상이다. 유지보수에도 디지털 트윈을 활용한다. 차량 생애주기를 시뮬레이션해 부품의 마모 정도와 교체 시기, 고장 위험 등을 예측하고 최적의 유지보수 일정을 짜는 방식이다.

이원상 현대로템 최고기술책임자(CTO)는 "프랑스 알스톰, 독일 지멘스 등 글로벌 기업들도 피지컬 AI에 뛰어들고 있다"며 "철도도 결국 자율주행으로 가게 될 것"이라고 말했다.

베를린(독일)=김지현 기자 flow@mt.co.kr
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