[공학저널 김하늬 기자] 미래 철도 기술개발이 한창인 가운데 더 ‘안전한’ 철도 기술개발에 대한 요구가 높아지고 있다. 하루에도 수많은 승객들이 오가는 철도 분야에서 안전은 필수적인 요소로 손꼽힌다. 이에 전 분야에 걸쳐 적용되고 있는 첨단 IT기술을 철도 기술에 적용해 철도 안전을 모색하려는 노력이 이어지고 있다.
이에 국가철도공단은 4차 산업기술을 활용한 철도안전기술 연구과제 발굴· 시행으로 더 안전한, 고품질의 철도구조물 시공·관리 기술을 개발하고 있다.
특히 철도공단 미래전략연구원 기술연구처 안전기술연구부는 첨단 IT기술을 활용한 현장 안전관리 기술개발, 사람 중심의 안전 기술개발로 건설현장 안전뿐만 아니라 철도 이용객의 편의성 향상을 위한 연구를 기획·개발 중이다.
최근 안전기술연구부는 첨단 IT기술과 VR을 활용해 안전 콘텐츠 7종(추락, 낙하, 추돌, 감전 등)에 대해 체험자가 안전사고를 가상공간에서 직접 경험하고, 재발방지를 위한 조치를 수행하는 복합적인 체험을 통해 교육효과를 극대화할 수 있는 콘텐츠를 개발해 화제를 모으기도 했다.
현재 각 지역본부 철도건설 현장에서 교육을 시행하고 있으며, 올해는 메타버스 안전교육을 통해 철도건설 현장에서 안전사각지대 해소에 큰 역할을 할 것으로 기대되고 있다.
기술연구처 안전기술연구부 문우형 부장(사진)은 “현재 적용하고 있는 VR을 활용한 안전교육 콘텐츠를 더욱 발전시키기 위해 메타버스(Metaverse)를 활용한 안전교육 콘텐츠를 고도화해 다자간, 온라인 체험교육이 가능한 안전프로그램을 개발하는 등 변화하는 환경에 적응하기 위해 최첨단 기술(메타버스, AI 등)을 활용한 다양한 안전기술을 개발할 예정”이라고 말했다.
이뿐만 아니라 안전기술연구부는 국토교통부에서 추진 중인 터널 기계굴착공법(TBM) 활성화 사업의 일환으로 기계굴착 표준단면·보강공법도 개발 중이다. 철도터널에 최적화시킬 수 있는 복선·단선 터널 단면 개발과 굴착 시 적용될 지반 보강공법의 경제성과 현장 적용성 확보에 모든 힘을 집중하고 있다.
TBM 방식은 환경 분쟁 발생 비중이 높은 화약발파방식(NATM)에 비해 소음과 진동이 적고 안전한 작업환경을 보장하고 있으나, 국내 적용실적은 아직까지 저조한 상황이다. 이에 안전기술연구부는 TBM 공법에 최적화된 설계·시공기준 정립을 통해 TBM 적용률 향상과 터널 굴착에 따른 환경 분쟁, 안전사고 감소·공기 단축을 모색할 방침이다.
또한, 철도선로 근접공사 시 안전한 열차운행을 위해 철도시설의 안전 여부에 대해 3차원 실시간 모니터링 플랫폼을 구축해 올해 성능검증을 마무리하고 2024년 상용화를 추진한다는 계획이다.
그 외 안전 분야 연구개발로는 터널 굴착 시 사용하는 H형강을 대체하는 고강도 격자지보재 개발을 통해 터널공사의 안전성을 향상시키고 있으며, 유리섬유 보강근(GFRP) 적용한 도상슬래브 개발로 궤도회로와 철근의 간섭으로 인한 신호장애를 해결하고 복잡한 절연공정이 생략되는 등 건설현장 시공성이 획기적으로 향상된 것으로 나타났다. 현재 유리섬유 보강근(GFRP)을 적용한 도상슬래브는 중앙선 영주∼안동 구간에 시험시공을 통한 적합성 검증이 완료된 상태다.
안전기술연구부는 이에 그치지 않고 국내 철도 운영환경에 적합한 접착절연레일의 성능·품질기준과 현장에서의 지속적인 성능·품질관리 확보를 위한 하자·유지보수 기준을 정립해 운행열차의 안전을 확보할 수 있도록 접착절연레일의 성능·품질관리 향상 방안 연구를 꾸준히 진행하고 있다.
문 부장은 “최근 설계단계에서 유지관리까지 전생애주기의 효율적 관리를 위한 철도BIM통합운영체계 구축을 위한 국가R&D연구 공동연구기관으로서 BIM기반 발주, 설계, 시공 등 전 분야에서 연구성과가 우리공단 시스템에 잘 적용될 수 있도록 소통·협력을 수행 중”이라며 “시설·안전 분야 국가R＆D 과제 기획·시행과 연구개발 과제, 현장 애로사항 등 연구 지원, 시설·안전 분야 실용화 기술개발·공동연구 수행과 테스트베드 현장시험 지원 등을 통해 철도 안전 분야 고도화를 추진하면서 관련 국내 기술개발 기업과의 협업을 꾸준히 진행할 것”이라고 전했다.
