대만철도 사례 - 5G 스마트 철도 안전 조기경보 시스템

Taiwan Railways Case Study - 5G Smart Rail Safety Early Warning System

July 16, 2023 | By 손장우 (son@netmanias.com)

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대만의 IT회사인 Compal은 2022년 대만 정부의 지원(대만 교통부의 5G기반 스마트교통기술/서비스혁신 산업개발보조금 프로그램)을 받아, 신베이시(New Taipei City)에 5G 스마트 철도안전 조기경보 및 의사결정 시스템(5G C-V2X 기반)을 구축하고 시범 운영을 시작했다. Compal은 2023년 교통부 5G 스마트 교통 기술 프로젝트에도 선정되어 철도 분야의 디지탈 전환 사업을 지속적으로 추진중이다.

아래는 Compal이 2022년 수행한 대만 교통부 지원 과제인 5G 스마트 철도 안전 조기 경보 시스템의 전체 구조도이다.

<5G 스마트철도 안전 조기경보 시스템>

이 시스템은 열차, 건널목, 선로 유지보수 작업자, 관제센터내 경보시스템(의사결정시스템)을 연결하여, 주행중인 열차와 건널목 체류물체와의 충돌 경보, 선로 유지보수 작업자와의 충돌 경보, 주행중인 다른 열차와의 충돌 경보의 3 가지 응용 서비스를 제공한다.

하나씩 살펴보자.

① 열차와 건널목 체류 물체(사람/자동차 등) 충돌 경보: 철도건널목에 카메라, LiDAR, MEC, 5G UE, RSU가 설치된다. 카메라 영상과 LiDAR 데이터를 기반으로 상시 (24x7) AI 분석(MEC)을 통해, 건널목에 쓰러져 있는 사람이 있거나 멈춰진 자동차가 있거나 하는 이상 상황(Abnomal)이 감지되면*, 5G망을 통해 관제센터의 경보 시스템(의사결정시스템)로 경보 메시지를 보내고 실시간 영상과 LiDAR 영상을 스트리밍한다.

* AI 서버는 특정 물체(예: 사람, 자동차)가 30초 이상 머무르면 이상상황이라고 판단한다.

경보 시스템은 추가 정밀 판단을 수행하며 위험상황으로 판단/확정되면 관제센터 직원과 열차 기관사에게 경보 메시지를 보내고 실시간 영상과 LiDAR 영상을 스트리밍해준다.

이 사례의 경우, 건널목과 2Km 거리(육안으로 안 보이는 거리)에 있는 열차 기관사에게 건널목의 위험 상황을 조기에 인지하게 하여 기관사가 긴급 판단을 할 수 있는 충분한 시간을 제공해준다.

이로인해, 열차 기관사가 건널목 위험 상황에 조기에 신속하게 대처(감속, 정지 등)함으로써 철도상의 열차/승객, 건널목내 사람/자동차의 안전을 향상시켜 준다.

<철도 건널목 체류 물체(사람/자동차) 충돌 경보>

<대만 신베이시 잉거 지구 철도 건널목 (시운전 지역)>

<경보 시스템은 열차 기관사와 관제 센터 직원 화면에 카메라 영상과 LiDAR 영상을 디스플레이해준다. 위 사진은 열차 조종석의 건널목 LiDAR 영상>

② 열차와 선로 유지보수 작업자와 충돌 경보: 관제센터의 경보 시스템은 열차와 선로 유지보수 작업자의 위치를 실시간으로 모니터링한다. 주행중인 열차가 작업자와 경고 거리내 진입하면 경보 시스템은 5G망을 통해 열차 기관사에게 충돌 경보를 보내 대처(감속, 정지 등)하게 하고, 선로 유지보수 작업자가 휴대한 경고장치(Mobile OBU, 사이렌과 경광등 탑재)로 알람을 보내, 유지보수 작업자들이 사이렌 소리과 경광등 불빛을 보고 안전사고를 피하도록 상기시킨다.

<선로 유지보수 작업자와의 충돌 경보>

<선로 유지보수 작업자 안전 경고: 유지보수 작업자들은 휴대형 경고장비의 사이렌 소리와 경광등 불빛을 보고 열차의 진입을 미리 알고 사전에 선로 밖으로 피한다>

③ 열차와 타 열차와 충돌 경고: 관제 센터의 경보 시스템은 주행중인 열차들의 위치를 실시간 모니터링한다. 인근한 두 열차간 간격이 경고 거리내로 가까워지면 열차 기관사에게 경보(감속 경고 등)을 보낸다.

<열차와 열차간 충돌 경보>

대만 Compal은 대용량 동영상 전달을 가능하게 하는 5G를 철도 분야에 적용하여 승객 및 철도 인프라 주변의 보행인, 선로 유지보수 작업원의 안전을 향상시켜주는 시스템을 구현하였다. 국내에서도 5G/이음 5G를 철도분야에 적용하여 안전, 유지보수, 승객 서비스를 한 차원 업그레이드하여는 시도가 출현하고 있으며 추후 블로그를 통해 소개하도록 하겠다.

[References]