[공학저널 전찬민 기자] 현재 철도 시설물 검측시스템은 수입에 의존하고 있는 가운데 국내에서 독자적 기술로 궤도 시설물의 예방과 관리를 위한 궤도 검측 시스템이 개발돼 주목을 받고 있다.
철도에서의 궤도는 크게 궤조(레일), 분기기 등 궤조 등과 관련한 제반장치, 도상, 노반 및 노반 구조물로 구성된다. 철도 궤도는 국민의 생활과 밀접한 연관이 있어 운행 중 차량이 궤도에서 이탈하는 탈선사고 등이 일어날 경우 대형 인명피해가 발생할 수 있다.
그렇기 때문에 안전의 중요성이 큰 만큼 평상시 궤도시설에 대한 정기적인 안전점검, 노후시설물 교체와 더불어 검사 장비를 통한 궤도 시설물과 궤도 주요부품들의 변형 상태를 통한 사전보수 등 궤도 시설물의 예방 관리를 철저히 해야 한다.
또한 수입에 의존하고 있는 궤도 검측 시스템을 대체할 국산 기술이 필요하다는 목소리가 높아짐에 따라 수입시스템을 대체해 유지보수 기간과 비용을 대폭 절감할 수 있는 검측 시스템이 개발됐다.
이 시스템을 개발한 투아이시스㈜는 철도 시설물 검측·결함 검사시스템 관련 통합 솔루션 전문 개발기업이다. 투아이시스는 지난 2003년 설립 이후 철도의 전차선로·선로(궤도)·신호·차량·시설(토목) 분야의 철도설비 상태 정밀 검사와 이미지 프로세싱, 데이터 관리 시스템 기술개발에 주력하며 지속적으로 발전해 왔다.
또한 투아이시스는 모듈화 개발을 통한 가격 경쟁력과 최고 기술성능이라는 경쟁력을 가지고 국내 시장뿐만 아니라 세계철도 검사시스템 시장에 뛰어들고 있으며, 이미 해외시장에서 성과를 내고 있다.
다수의 국토교통부 국책과제 지원 개발의 성과물을 통해 국내뿐만 아니라 대만 국영 철도교통관리국(TRA)와 135억 원에 이르는 수주 계약을 2019년 12월 성사시키기도 했다.
이와 더불어 철도 시설물의 변형을 자동으로 검사해 장애 발생 전 유지보수가 가능하도록 첨단 과학화해 업무효율을 증진하는데 역할을 할 수 있도록 매진하고 있다.
투아이시스의 궤도 검측 시스템은 비접촉식 고해상도 광학장비를 이용해 2D 이미지(Imgae) 검사방식과 3D 형상(profile) 검사방식의 융합을 통한 궤도 시설물의 상태 변형을 자동으로 검사하는 것이 특징이다. 궤도 시설물의 결함을 탐지하는 기계학습(신경망, 딥러닝, ART2)과 템플릿 매칭(SURF), 노이즈 제거(필터, Ransac)등 다양한 영상처리 알고리즘을 적용해 레일(표면)과 체결침목 등에 발생하는 결함의 특성을 분석할 수 있다.
또한 전용 특수검측차에 탑재해 정기적으로 점검했던 유지보수 방식에서 영업열차에 탑재 가능한 구조의 검사시스템으로 개발해 영업운행과 동시에 궤도 시설물의 결함 상태를 실시간 분석하고 사용자 결함을 이벤트 알람으로 전송이 가능하다.
특히 해외 특수전용 검측차 또는 유지보수 작업차량(모터카)에 설치해 짜여진 검측일정에 따라 궤도 시설물의 검측을 수행해 정해진 기간에 설비를 점검하는 방식과는 달리해 차별화를 두고 있다. 영업운행을 목적으로 하는 영업차량(KTX, ITX-새마을 등) 철도차량의 종류와 형식의 제한 없이 궤도 시설물 검사시스템 탑재와 운용을 할 수 있다는 것이다.
취득된 영상(이미지)의 사용자 육안에 의한 궤도 시설물 점검이 아닌 검사시스템의 머신비전과 영상처리, 기계학습을 통한 철도 궤도 시설물의 결함 상태를 자동 검사하는 것이 특징이다. 뿐만 아니라 사후보수(사고·장애 발생 후 유지보수) 시설물 점검 체계에서 영업열차에 탑재된 검사시스템을 통한 시설물에 대한 상시 점검으로 사고와 장애 발생 전 궤도 시설물에 대한 사전 예방의 유지보수 시행이 가능하다는 것 또한 장점으로 손꼽힌다.
투아이시스 박종국 대표이사(사진)는 “기존 인력에 의한 육안점검에서 고도화된 검사시스템에 의한 객관적 시설물 상태 검사데이터로 철도 시설물 점검을 통한 정확도를 향상시켰다. 검측데이터에 통합관리와 공유를 통한 빅데이터 기반에 철도 시설물 유지보수를 위한 데이터 인프라 구축이 가능하다”며, “궤도 시설물 종합 진단과 유지보수 표준화를 위한 플랫폼을 확대하고, 나아가 동남아시장 진출 확대와 점유율 확보, 그리고 지속 가능한 수익모델 창출까지도 가능하다”고 말했다.
그는 이어 “또한 시설물 유지보수의 효율성 증가와 검사시스템 운용 자동화를 통한 유지보수 프로세스를 개선했다”며 “장기간 데이터 축적과 상태 분석으로 고장 예방과 高빈도·高위험성 고장부위에 대한 집중관리로 안전성까지 향상시켰다”고 덧붙였다.
투아이시스는 이를 기반으로 철도 주요설비에 대한 유지보수 분야를 목표시장으로 선정해 검측데이터 통합관리와 공유를 통한 빅데이터 기반 철도 유지보수 인프라 구축하고, 빅데이터 기반 유지보수 시기 예측으로 예지정비를 수행해 성능확보뿐만 아니라 해외 진출기반을 마련할 수 있게 됐다.
또한 올해 작년 대비 4배 이상의 매출실적을 계획하고 있으며, 지난 2019년 대만 수출 수주계약을 시작으로 2020년도 수출 성과 달성 등 동남아 철도 유지보수 시장을 대상으로 지속적인 수출 성과 달성을 목표하고 있다. 이에 끊임없는 연구개발로 기존 제품과 기술을 보완하며, 특히 현재 철도 시설물 검측·결함 검사시스템이 결함을 찾는 것에서 나아가 더욱 미세한 검측·결함 검사시스템 개발을 위해 노력할 예정이다.
