[공학저널 김하늬 기자] 철도 모니터링 기술이 점차 고도화됨에 따라 철도 운행 중 고장·장애에 대한 실시간 대응과 효율적 운행이 가능해질 전망이다.
기존 고속철도 모니터링 시스템은 열차가 기지에 입고된 후 열차의 운행기록을 다운로드 받는 방식으로 구성돼 운행 중 발생하는 장애에 대해서는 실시간 대처가 불가했다.
반면 ‘FWTS(Fault-code Wireless Transmission System)’ 기술은 고속철도 운행정보와 주요고장을 지상 담당부서에서 실시간으로 파악할 수 있고 고장의 중요도에 따라 주요 사용자에게 알림을 보낼 수 있다.
고속철도의 운행정보를 실시간으로 모니터링하는 FWTS는 고속열차의 위치정보, 운행정보/고장정보를 LTE 보안 네트워크로 구성된 VPN을 통해 실시간으로 수신하고, 수신된 정보를 분석/저장 및 각 관련부서에 전송해 원격지에서 모니터링이 가능한 시스템을 구축하는 방식이다.
원격지 지상서버장치는 담당자 사무실에서 차량의 상태 모니터링을 하고 고속열차의 고장발생시 해당 부서에서 기관사와 공동으로 대처할 수 있도록 한 것이 특징이다. 또한, 중 고장, 보안 고장 발생 시 지정된 관리자 휴대폰으로 알람을 발송시켜 열차 고장에 신속하게 대응 할 수 있도록 했다.
이러한 기술을 개발한 ㈜태마루는 지난 2005년 설립 후 철도사업 분야 도시철도/지하철/경전철 신호관제, 제철소 철도관제시스템, SCADA 시스템, 철도차량 상태기반 모니터링 및 유지보수 시스템(CBM)을 개발·공급해왔다.
대표적으로 태마루가 개발한 전동차 운행정보 실시간 모니터링 시스템은 실시간 대용량 데이터 수신, 저장, 분석기술과 정보 전송기술이 핵심이며 이를 위해 Deferred Processing, Multi-Threaded 다중 Pool을 활용한 병렬 데이터 처리 기법을 적용해 제작했다.
빅데이터를 이용한 상태기반 모니터링 기술(CBM) 또한 눈여겨볼만하다. 철도차량의 주요 구성장치의 상태를 각종 센서를 통해 실시간으로 수집하고 이를 지상 CBM에서 상태 이상여부를 확인할 수 있는 시스템이다.
또한 주요 부품의 상태정보를 빅데이터화하고 CBM 분석모델을 통해 부품의 열화 정도와 교체시기를 예측하는 예지기능을 포함한다. 사용자 UI를 통해 각 부품의 특성 변화의 추이를 확인하고 고장유무를 판단할 수 있도록 한 것 역시 장점으로 꼽힌다.
현재 태마루는 기존에 개발한 FWTS와 CBM의 통합 시스템을 개발 중에 있다. 이 기술이 상용화되면 철도차량 주행 중 발생하는 이상여부를 미리 감지하고 문제발생시 주요 구성장치들의 상태정보를 확보할 수 있게 된다. 이와 함께 실시간 고장정보와 각 장치의 센서정보를 빅데이터화해 각 장치별 특이동향을 분석하고 이를 통해 사전 점검 및 예지정비 시점을 보다 정확하게 진단할 수 있게 될 전망이다.
이뿐만 아니라 태마루는 차상 CBM(Onboard CBM)과 지상 CBM(Wayside CBM)의 통합솔루션을 개발할 계획이다.
이는 열차 주요 장치에 장착된 다양한 센서를 통해 수집된 정보와, 열차가 선로를 통과할 때 특수 카메라와 고감도 진동센서를 통해 수집된 정보로 실시간 모니터링이 가능한 시스템으로, 열차 주행 중 이상여부를 즉각 파악할 수 있어 정비 시간과 관리 비용을 획기적으로 줄일 수 있다.
태마루 정규동 이사(사진)는 “각 철도 제작사에 따른 서로 다른 인터페이스를 통합 관리할 수 있는 시스템 개발을 목표로 하고 있다”며 “유럽은 이미 9개 국가가 참여하는 Shift2Rail 프로젝트에서 2016년부터 CBM 시스템 솔루션을 표준화하고 있는데 여기에는 각 주요장치 측정센서의 표준화, 인터페이스 표준화, 데이터 처리방법 표준화를 포함하고 있다. 이러한 선진국 추세에 맞춰 객차와 화물열차, 일반선과 고속선에 따라 적용이 가능한 표준화된 CBM 솔루션을 준비하고 있다”고 설명했다.
그는 이어 “고객이 있어 우리가 존재할 수 있다는 명제 아래, 항상 고객의 입장에서 생각하고 고객의 소리에 귀 기울이는 자세로 노력하며, 고객에게 투자 이상의 많은 가치를 제공함으로써 항상 고객과 Win-Win 하는 회사로 성장시키겠다”고 덧붙였다.
