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4차 산업혁명시대의 스마트 철도안전기술

김상암 | 입력 : 2018/09/10 [08:56]

[김상암 철도기술연구원 책임연구원] IoT, AI 등 스마트 기술 또는 지능화 기술은 기존 산업과의 전면적 융합을 통해 경쟁력을 높이고 신산업·일자리를 창출시킬 수 있는 기회로 다가오고 있다.

 

의료, 제조업, 이동체, 금융·물류, 에너지, 농수산업 등 다양한 분야에서 빅데이터를 연계한 정밀진단, AI 기반 신약 개발, 스마트 공장, 자율주행 이동체, 핀테크, 스마트 물류, 스마트팜 등 다양한 혁신 아이템들이 각광받고 있다.

 

또한 스마트시티, 스마트교통, IoT 기반 상하수도 관리, 지능형 경계감시 등 교통, 치안, 안전 등 사회현안문제를 해결하기 위한 수단으로도 추진되고 있는 현실입니다. 철도 분야에서도 첨단기술 융복합을 통해 이용자가 원하는 시간에 빠르고 편하고 안전하게 이동할 수 있는, 운영자 입장에서는 수용에 유연하게 대응하면서도 효율적 운영이 가능한 수단으로 어찌 보면 기본에 더욱 충실한 수단으로 거듭나기 위한 미래의 모습에 환호하고 있는 듯한 모양새이다.


1차산업혁명의 촉발을 일으켜 현대 문명의 기반이 되어온 철도는 4차 산업혁명시대를 앞두고 있는 오늘날까지도 교통수단의 정점에 서있다. 하지만 철도사고의 위험성은 글로벌한 과제로 일단 발생하면 항공사고에 버금가는 대형 재난사고로 이어집니다. 철도사고율은 과거에 비해 크게 개선되었으나 아직 시설 노후화와 시시때때로 변동되는 위험상황 등으로 인한 철도사고는 지속적으로 발생하고 있다.


한국철도기술연구원을 필두로 하는 연구·전문가 집단은 4차산업혁명시대에 따라 변모해가는 철도시스템에 맞는 안전체계와 안전기술을 확보하고 늦지 않게 현장에 보급하기 위한 노력들을 기울이고 있다. 지금도 비교우위에 있는 안전성을 확보하고 있지만 안전은 노력을 게을리 하거나 관심을 기울이지 않으면 언제든 불시에 대형사고와 재난이라는 형태로 다가오는 성질이 있으므로 항상 사고를 줄일 수 있는 기술개발로 높은 안전성을 확보하여야 할 필요가 있다.


관제, 차량, 시설 등 분야별 정보시스템이 활용되고 있는데, IoT와 빅데이터 기술을 통해 시스템간 유연한 연계를 확보하고 때로는 전문화된 통합 감시제어시스템을 중심으로 정보의 공유, 상호확인체계를 확보할 때 ‘실시간 위험 제어’라는 궁극의 목표를 달성할 수 있습니다. 즉, 신속하고 정확한 안전정보의 공유, 실시간·양방향 소통, 휴먼에러 사전 차단, 잠재적 사고위험의 실시간 분석 및 예측이 실제로 가능해지는 환경은 스마트기술의 적절한 활용에서 가능해진다는 얘기이다.


일례로 ‘한국철도기술연구원’에서 개발한 ‘실시간 철도안전 통합 감시제어시스템’은 철도안전 관제시스템을 중심으로 실시간 사고방어시스템, 빅데이터기반 위험예측시스템, 리스크기반 사고예측 시스템, 사고원인분석 및 재현시스템,  고도화된 안전검지장치들과 안전검지장치 인터페이스로 구성된다.

 

실시간 철도 안전관제 플랫폼은 OMG 표준의 데이터분산서비스(DDS) 통신을 기반으로 기존 분산된 안전정보를 실시간 통합하여 수집하고, 실시간 고장 감시, 리스크 및 사고 예측을 통하여 운영자 또는 관련 주체에 실시간으로 알려주고 모바일 서비스 등을 통하여 상호 안전 정보를 실시간 공유하여 열차운행에서의 안전을 강화하는 새로운 개념의 관제 시스템이다.

 

XML 기반 동적 프로토콜 변환 기능을 탑재하고 있어 다양한 기존 센서는 물론, 신규로 설치되는 센서의 경우에도 손쉽게 인터페이스가 가능하고, ARM Trust 기반의 secure booting, 암호화 처리 및 네트웍 분리를 통하여 외부 침입에 따른 보안성 문제도 어느 정도 해결한 것으로 평가받고 있다.


위에서 사례로 든 ‘실시간 철도안전 통합 감시제어시스템’은 현재 강릉선 서원주~만종 구간에 테스트베드를 구축하여 통합적인 성능 검증이 순조롭게 이루지고 있으며 조만간 실용화를 앞두고 있습니다. 기존의 안전시스템으로는 미처 대응할 수 없는 잠재원인을 파악하여 신속한 사고대응과 정보공유로 인명과 재산피해를 최소화할 수 있는 4차 산업혁명시대의 스마트 안전시스템으로 발전되기를 희망해 본다.

 

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