ICT를 장착한 똑똑하고 착한 미래형 열차가 온다! SMART TRAIN

주말 나들이객이 가득한 한 지하철 안. 수많은 사람이 이산화탄소를 내뿜고 있지만, 차량 내 공기는 쾌적하기만 합니다. 지하철이 역을 출발해 어두운 터널로 들어서자 실내조명은 스스로 조도를 올립니다. '우와! 어디에 그런 똑똑한 전동차가 있어?'라고 생각하시나요?

놀랍게도, 우리나라 부산을 달리고 있는 부산도시철도 1호선 전동차의 이야기랍니다! 현대로템이 제작하여 지난 4월 운행을 시작했죠. 이렇게 똑똑한 열차들을 통틀어 SMART TRAIN이라고 부르는데요. 현대로템이 만드는 저비용, 고효율, 친환경의 미래형 열차 SMART TRAIN, 지금부터 만나보겠습니다!

저비용, 고효율, 친환경! 지능형 철도 시스템 SMART TRAIN

이렇게 우리 생활을 더욱 편리하게 만들어 줄 스마트한 열차를 통틀어 SMART TRAIN이라고 부르는데요. SMART TRAIN은 IP 기반의 ICT(Information & Communication Technology, 정보통신기술), IoT(Internet of Things, 사물 인터넷), AI(Artificial Intelligence, 인공지능), 빅데이터 등의 첨단 신기술(SMART)과 철도 시스템(TRAIN)의 융합을 통해 승객 편의성, 운영 효율성 및 안정성을 향상시키는 지능형 철도 시스템을 일컫는 용어입니다.

쉽게 이야기하자면, 인공지능을 이용한 자율 주행이나 ICT를 활용해 전동차의 운행정보나 고장 여부가 차량 기지로 무선으로 전송되는 시스템처럼 첨단 신기술을 접목해 만든 편안하고 안전한 미래형 철도 시스템이라고 할 수 있죠.

이미 전 세계적으로 SMART TRAIN을 도입하기 위한 기술 개발이 이루어지고 있다고 하는데요. 이는 자동차 기술과 차세대 전기전자, 정보통신 및 기능제어 기술을 결합한 스마트카, 전기와 ICT 기술을 결합해 전력망을 지능화 및 고도화하고 에너지 이용효율을 극대화 하는 스마트그리드, ICT 기반 기술과 각종 융합기술을 통해 네트워크로 연결되어 사람간, 사물간, 도시간 상호정보 유통이 가능한 도시인 스마트시티 등과 같이 다양한 분야에서 스마트화가 이루어지고 있고, 또 제조업과 ICT를 융합해 작업 경쟁력을 높이는 4차 산업혁명 시대가 도래하고 있는 것과 발맞춘 움직임이지요.

우리 사회가 모든 것이 연결되고 지능적인 사회로 발전하면서 첨단 신기술과 기존 산업의 융합을 통한 저비용, 고효율, 안전성 향상에 대한 요구가 지속적으로 증가하고 있기 때문이기도 합니다.

사회 경제적인 변화도 SMART TRAIN을 필요로 하는 이유 중 하나로 꼽힙니다. 저출산과 고령화가 사회 현상으로 자리 잡고 소득 수준이 향상과 기후변화 리스크에 따라 저탄소, 친환경 에너지 및 첨단 신기술과 융합하여 승객 편의성, 운영 효율성, 안정성 향상을 위한 SMART TRAIN 기술을 개발해야 할 필요성이 증가하고 있기 때문이죠.

또한, SMART TRAIN을 도입하면 철도 수송 경쟁력 확보에도 도움이 된다고 하는데요. 이렇게 여러 가지 장점을 갖고 있기 때문에 이미 많은 회사가 SMART TRAIN 개발에 발 벗고 나서고 있습니다. 대표적인 곳이 바로 독일의 SIEMENS입니다. SIMENS는 정비와 차량, 승객 정보, 급전 등의 철도 운영 시스템 자동화와 디지털화 구현을 추진하고 있습니다. 프랑스의 ALSTOM은 지난해 12월 IT 업체인 Nomad Digital을 인수해 장비 상태를 모니터링하고 잔존 수명을 예측하여 운영 효율과 정비 효율을 최적화 하는 디지털 트레인 개발을 가속화하고 있죠.

가까운 일본에서도 SMART TRAIN을 개발하기 위한 연구가 진행되고 있습니다. HITACHI는 신호, 차량 및 ICT의 발전이 미래 철도 변화의 원동력이라 판단하고 이에 따른 인지 기술 개발을 추진하고 있고요. KAWASAKI의 경우 새로운 열차를 제작하던 것에서 벗어나 IoT(사물 인터넷)에 기반을 둔 사업에 역점을 두는 Stock type 사업을 강화하고 있습니다.

대한민국의 SMART TRAIN, 현대로템이 책임진다!

▲ 출처 : 현대로템 홈페이지

물론 한국에서도 더욱 편리하고 똑똑한 생활을 가능하게 해 줄 SMART TRAIN에 대한 기술 개발이 한국철도기술연구원(이하 철도연)과 코레일의 주도로 활발하게 진행되고 있습니다. 지난해 12월 1일, 철도연은 '철도의 스마트화를 위한 기술 개발 방향'에 관한 세미나를 개최하고 자율 주행 기반의 스마트 철도 핵심 기술 개발을 포함해 지능형 열차 자율주행 기술, 지능형 자가 진단 및 능동 대응 기술, 자립형 신재생 에너지 추진 기술 등의 연구과제를 기획하고 있다고 밝혔습니다.

코레일 역시 HUD(Head up Display, 차량의 현재 속도, 연료 잔량, 길 안내 정보 등을 운전자 바로 앞 유리창 부분에 그래픽 이미지로 투영해 주는 장치), LTE-R 무전기, 스마트 전조등, 역 통과 방지 및 자동 정차 기능, 승객 안내 표시기 컨텐츠 무선 업로드 등의 첨단 IT 기술을 많은 철도 차량에 확대 적용하는 방안을 추진 중이라고 합니다.

세계적인 기술력을 자랑하는 국내 유일의 종합 철도 전문 기업, 현대로템도 ICT, AI 등의 첨단기술을 접목한 열차를 만들기 위해 다양한 연구를 진행하고 있습니다. 현대로템은 SMART TRAIN에 필요한 기반 기술을 확보하기 위해 세 가지 목표를 세웠습니다.

첫 번째 목표는 IP 기반의 차량 통합(TCMS + 방송 / 표시기 / CCTV) 네트워크 기술을 개발하는 것입니다. 철도 차량의 국제 표준 네트워크(IEC61375)를 적용해 차량에 사용되는 단일 / 통합 네트워크 통신 기술을 개발해 SMART TRAIN의 통신 네트워크 기술을 확보하기 위해서죠.

두 번째로는 IP를 기반으로 한 통신 시스템의 신기술을 개발하고 있습니다. VOD 서비스와 ACC(무선 전기 연결기), LCD Wifi I/F, Stretched LCD 등의 신기술이 여기에 포함됩니다.

마지막으로는 에너지를 줄일 수 있는 TCMS 에너지 저감 운전 지원 기술을 개발하고 있습니다. 이 기술은 구배, 곡선 등 선로에 관한 데이터나 위치 정보, 차량 특성 정보 등의 데이터를 추출하고 분석해 최적의 운행 패턴을 생성하고 에너지 저감 운전을 지원하는 알고리즘 기술(빅데이터와 AI 기술 적용)입니다.

현대로템의 SMART TRAIN이 가져다 줄 변화

현대로템이 연구를 거듭하고 있는 기술들이 개발되면 우리가 이용하는 열차와 철도의 환경도 더욱 편리하고 똑똑하게 발전할 것으로 기대되고 있습니다. 먼저 VOD와 VolP, Stretched LCD 등을 통한 오락 / 뉴스 등이 제공되고 실내외 온도, 객실 혼잡도, 운행 스케줄 등의 승객 편의 정보를 실시간으로 제공하는 등 승객에 대한 서비스가 더욱 다양하고 편리해질 것으로 기대됩니다.

시스템 면에서는 배선 저감을 통해 시스템 효율성을 증가시킬 수 있는데요, TCMS와 방송/표시기/CCTV 등 차량 네트워크를 통합하고 표준화하는 것입니다. 또한 차량 고장 정보나 승객 하중, 실내 온도, 서브 시스템 동작 / 운영 시간 등에 대한 빅데이터를 추출할 수 있어 운영 효율성 역시 증가할 것입니다. 당연히 지금보다 훨씬 안전한 운행이 가능해지겠죠? 이뿐만 아니라 추출한 빅데이터를 활용해 에너지 저감 운전을 할 수 있게 되는 등 환경적인 측면에서도 좋아진답니다.

우리 생활을 조금 더 편리하게 만들어줄 SMART TRAIN과 이에 대한 연구를 거듭하고 있는 현대로템! 지금까지와는 많이 다른 똑똑한 기차와 함께 떠나는 여행길, 벌써부터 두근두근 설레는 것 같지 않나요? SMART TRAIN이 우리에게 가져다 줄 새로운 변화, 많은 기대 부탁드려요!