열차탈선 막는 사물인터넷 센서 개발…점검비용 10% 이상 절약

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국내 연구진이 열차 바퀴 상태를 실시간으로 확인할 수 있는 기술을 새롭게 개발했다. 탈선사고 예방에 큰 효과가 있는 데다 많은 비용이 드는 열차 점검비용도 절약할 수 있을 걸로 보인다.

김영일 한국전자통신연구원 모바일미디어융합연구실 책임연구원팀은 한국철도기술연구원 연구진과 공동으로 열차 바퀴의 온도와 진동을 실시간 확인할 수 있는 새로운 ‘사물인터넷’ 기술을 새롭게 개발했다고 21일 밝혔다.

열차의 주요 탈선 원인 중 하나는 바퀴의 베어링 부분에 높은 열이 발생해 심한 진동이 일어나기 때문이다. 지금까지는 이런 사고를 막기 위해 선로주변에 40㎞마다 적외선 측정 장치를 설치하고 지나가는 열차 바퀴 온도를 모두 감지한 다음 특별히 높은 온도가 감지되면 기관사에게 경고를 보내는 식으로 운영했다.

연구진은 이런 불편을 해소하기 위해 열차 바퀴 바로 옆에서 직접 열과 진동을 감지하는 센서를 개발해 부착했다. 열차 운행 중 계속해서 바퀴 상태를 점검 할 수 있게 만든 것이다. 이 결과 ‘3번 객차의 6번 바퀴 온도가 비정상적으로 상승한 것으로 확인된다’는 식의 실시간 정밀 검진도 가능해졌다. 센서 크기는 8 x 10㎝ 정도의 초소형이지만 앞으로 크기를 30%이상 더 줄여 설치 편의성을 높일 예정이다.

새롭게 개발한 센서는 열차 진동을 스스로 전력으로 바꿔 작동하는 ‘에너지 하베스팅’ 기술을 적용해 전원공급선 등을 설치할 필요가 없는 것도 장점이다. 또 휴대전화 통신망과 같은 ‘LTE’ 통신기술을 이용하기 때문에 기관실 열차통합센터까지 끊임없이 정보를 전달할 수 있다.

연구진은 이 기술을 국내 모든 열차에 적용할 경우 안전성 향상은 물론 매년 들어가는 6000억 원의 열차유지보수비를 10% 이상 줄일 수 있을 걸로 기대하고 있다.

김 책임연구원은 “유럽 등 선진국에서도 최근 유사한 열차바퀴 진단기술을 개발 중이지만 기술면에서 한국이 더 앞선다”면서 “차세대 고속열차인 ‘해무’열차에 적용, 시연에 성공한 만큼 앞으로 몽골 등 외국에도 기술을 이전할 계획”이라고 밝혔다.

대전=전승민 동아사이언스기자enhanced@donga.com