스마트폰 하나로 철도 선로 점검한다…철도연, 승차감 측정 앱 개발

고가 계측장비 없이 실시간 진동·승차감 분석…선로 이상 조기 진단 가능
현장시험서 산업용 장비와 유사한 성능 확인…AI 기반 예방 유지보수 활용 기대

스마트폰만으로 철도 승차감과 선로 상태를 실시간으로 측정할 수 있는 기술이 개발됐다. 별도의 고가 계측장비 없이 일반 스마트폰으로 철도 차량의 진동을 분석할 수 있어 철도 유지관리 비용을 낮추고 선로 이상을 조기에 발견하는 '스마트 유지보수'가 가능해질 전망이다.

한국철도기술연구원은 스마트폰을 활용해 철도 차량의 진동가속도와 승차감을 실시간으로 측정·분석하는 안드로이드 애플리케이션을 개발했다고 3일 밝혔다.

'SMART KRRIAcc' 애플리케이션 초기 화면. 철도연 제공

기존 철도 승차감 평가는 전문 검측차량이나 산업용 진동가속도계가 필요해 비용이 많이 들고 수시 점검이 어려웠다. 새로 개발한 'SMART KRRIAcc' 앱은 일반 운행 열차에서도 스마트폰만으로 데이터를 수집할 수 있어 현장 활용성을 크게 높였다.

이 앱은 스마트폰에 내장된 관성측정장치(IMU) 센서와 위성항법시스템(GNSS) 수신기를 이용해 차량의 진동가속도를 측정한 뒤 국제표준(BS EN 12299:2009)에 따라 승차감지수를 실시간으로 산출한다.

또 선로 정합 알고리즘을 적용해 측정 위치를 실제 철도 노선과 일치시키고 결과를 지도 위에 표시한다. 지리정보시스템(GIS)과 연계하면 노선별 승차감 분포와 선로 상태를 공간정보 기반으로 분석할 수 있다.

KTX 현장시험으로 기술 신뢰성 입증

철도연은 지난달 31일 KTX 서울~대전 구간에서 스마트폰과 산업용 데이터로거를 동시에 설치해 현장시험을 실시했다. 시험 결과 스마트폰으로 측정한 승차감지수는 산업용 계측장비와 유사한 수준을 보여 기술 신뢰성을 확인했다.

연구진은 이 기술이 다수의 일반 운행 열차에서 데이터를 지속적으로 수집해 노선별 승차감 변화를 분석하고, 선로 이상 구간을 조기에 발견하는 데 활용될 것으로 기대했다. 유지보수 전후 승차감 변화를 정량적으로 비교할 수 있어 유지보수 효과를 객관적으로 평가하고, 축적된 데이터를 활용한 AI 기반 예방 유지보수 체계 구축에도 도움이 될 것으로 전망했다.

지난달 31일 서울-대전간 KTX에서의 'SMART KRRIAcc' 측정사진. 철도연 제공

철도연은 앞으로 도시철도와 일반철도, 고속철도 등 다양한 노선으로 적용 범위를 확대하고, 터널 등 위성 신호가 닿지 않는 구간에서도 위치를 정확하게 추정할 수 있는 관성항법 기술을 추가 개발할 계획이다.

김만철 철도연 수석연구원은 "스마트폰만으로 철도 선로 상태를 쉽고 경제적으로 진단할 수 있는 기술"이라며 "빅데이터와 AI를 활용한 예방 유지보수 체계를 구축해 철도 안전성과 유지관리 효율을 높여 나가겠다"고 말했다.

사공명 철도연 원장은 "디지털 기술을 활용한 철도시설 유지관리 혁신은 국민이 안전하고 쾌적하게 철도를 이용하기 위한 기반"이라며 "현장에서 바로 활용할 수 있는 스마트 유지관리 기술 개발을 지속해 디지털 철도 기술 경쟁력을 강화하겠다"고 말했다.

김종화 기자 justin@asiae.co.kr