사물인터넷(IoT) 기반 원격 감시 및 디지털 트윈 도입으로 진화하는 철도 ICT 인프라

내년도 철동통합무선망(LTE-R) 구축 예산이 대폭 확대될 전망이다. 철도 안전관리에 사물인터넷(IoT) 기반 원격 감시 시스템과 디지털 트윈도 적용된다. 국토교통부는 최근 이 같은 내용의 2020년 철도국 예산 정부안을 발표하였다.

국토교통부는 시설물을 안전하게 관리하고 장애 발생 시 보다 신속하게 대처할 수 있도록 IoT 기반 원격 제어 및 센서 등을 활용한 스마트 기술을 철도 분야에 도입한다고 밝혔다.

철도 구간 원격 감시 및 자동 검측 시스템 구축

국토교통부는 철도 원격 감시 및 자동 검측 시스템에 398억원을 신규 편성했다. 철도 원격 감시 및 자동 검측 구축 시스템은 고속철도 전기설비에 사물인터넷(IoT) 센서를 부착하여 실시간으로 온도, 전압, 전류 등의 상태를 원격으로 감시하고 자동 검측하며 빅데이터를 구축하는 시스템이다.

전자 연동 장치 및 선로 전환기, 차상에서 검측된 데이터 분석을 통해 탈선이나 낙석 등 사고, 지진, 홍수, 강풍 등으로 인한 사고를 감시하고 인공지능 분석을 통해 설비 교체 시기 예측 및 운영 스케줄, 최적 경로를 판단할 수 있게 된다.

정부는 시스템 개발 및 도입을 통해 국민의 안전한 철도 이용과 유지 관리 비용 절감을 기대하고 있다.

LTE-R 예산 701억 원으로 올해 4배 규모

국토교통부는 LTE-R 구축에 701억 원을 배정하여 올해 163억 원 대비 약 4배 확대 편성했다. 고속철도에는 285억 원, 일반철도에는 416억원이 편성되었다.

LTE-R은 LTE를 철도 환경에 최적화 한 무선 통신 시스템이다. 이를 통해 열차 승무원과 관제 센터, 유지 보수자와 운영 기관 및 정부가 정보를 초고속으로 주고 받을 수 있고, 국가 재난안전통신망에도 연계된다. 2017년 경강선(서원주~강릉)이 개통되었으며, 2018년부터 기존 철도 주파수였던 초단파(VHF), 극초단파(UHF)의 신규 사용이 금지됐다.

LTE-R은 2027년까지 일반 및 고속철도 모든 노선에 적용될 예정이다. 내년 시행 물량은 경부고속철도 142.5km에 285억 원, 일반철도 208km에 416억 원이다.

고속철도 역사에 적용되는 디지털 트윈

고속철도 역사 디지털 트윈 적용에는 100억 원이 투입된다.

디지털 트윈은 가상공간에 실물과 똑같은 물체를 만들어 다양한 시뮬레이션(모의시험)으로 검증해 보는 기술을 의미한다.

내년에는 서울역, 부산역, 광주역, 대전역, 오송역사에 구축되며 각 20억 원씩 배정된다. 주요 사업은 상황별 맞춤형 정보 제공 시스템과 역사 내 비상 대응 동선 가이드 시스템 구축이다.

상황별 맞춤형 정보 제공 시스템은 역 상부에 환경 및 안전 관련 각종 센서, 통신 디바이스를 설치하여 이용객 특성에 맞추어 정보를 제공하고, 역사 내 시설물 정보, 연계 교통 정보 등을 이용객에게 전달한다.

역사 내 비상 대응 동선 가이드 시스템은 ICT 및 실내 측위 기술 기반의 공간 밀도 균형 관리로 비상 대응 동선의 용량 초과를 사전에 예방하는 시스템이다.

역사 내 디지털 트윈 구축을 통해 철도 이용객에게 실시간 철도 및 역사 정보 제공이 가능해져 철도 및 연계 교통 수단의 탄력적 배차가 가능해진다.

또한 재난 등의 비상 상황 발생 시 비상 탈출 동선 및 정보가 철도 이용객에게 제공된다.

이와 함께 이력 자료 데이터베이스 구축으로 향후 이용객 예측 및 대중 교통 노선 선정의 기초 자료로 활용이 가능해질 전망이다.

스마트 역사 구축에도 100억 원이 신규 투입된다. 역사 내에 상황별 맞춤형 정보 제공을 위한 각종 센서와 통신기기를 설치해 역사 혼잡도나 온도, 역사 내 시설물 현황 등을 제공하게 된다.

교통 약자 등을 위한 증강현실(AR) 네비게이션 등도 설치될 전망이다.

크게 확대되는 ICT R&D 예산

ICT 분야 연구개발 예산도 대폭 늘어난다.

철도차량 스마트 유지보수를 위한 연구개발에 올해보다 50억 원이 늘어난 55억 원이 투입되며, 지하철 미세먼지 저감을 위한 연구개발에도 26억 원이 증가한 36억 원이 배정됐다.

철도인프라생애주기 관리를 위한 3차원 기반 건축물 설계 프로그램 기반 통합 플랫폼 개발 R&D에 신규로 10억 원이 배정됐다.

이밖에 철도 이용객 안전을 위한 스크린 도어 등 승강장 안전시설에 924억 원이 지원되며 건널목 안전설비에는 75억 원이 투입된다.

(출처 : KICA, ICT Engineer)