AI 자동검측 정확도 95%… “철도 안전 혁신 주도할 것”

투아이시스㈜
‘철도 종합검측차Ⅱ’ 사업자 선정
안전 검측 분야 기술력 인정받아
레일-도상 균열 등 8개 분야 검사
열화상 검측 장비 신규 도입 추진

투아이시스㈜ 종합검측차Ⅱ 검측 장치 개요

철도 안전관리 패러다임이 사후 정비에서 예방 중심 체계로 전환되고 있다. 실시간 데이터 기반 상태 진단과 인공지능(AI) 분석 기술이 핵심 경쟁력으로 부상하며 국내 철도 유지보수 시장은 스마트 검측 인프라 구축을 중심으로 빠르게 재편되고 있다.

투아이시스㈜가 국가철도공단의 ‘철도 종합검측차Ⅱ’ 사업자로 선정되며 국내 철도 안전 검측 분야 기술력을 입증했다.

경기도 군포에 본사를 둔 투아이시스는 이번 사업을 통해 종합검측차량 3량과 검측시스템 3세트를 설계부터 시운전까지 완수하며 계약일로부터 약 3년 이내 납품을 완료할 계획이다.

박종국 대표는 “이번 수주는 10여 년간 국가 R&D 과제에 참여하며 축적한 AI 기반 자동검측 기술력이 국가적으로 인정받은 결과”라며 “전국 철도시설 안전을 책임지는 핵심 검측 인프라를 성공적으로 구축해 철도 안전관리의 새로운 기준을 제시하겠다”고 밝혔다.

이번 사업은 전국 철도 노선의 궤도, 전차선, 신호, 통신 등 주요 시설물을 운행 중 검측하고 차상에서 분석한 결과를 지상 서버로 전송해 예방 정비 중심 유지보수 체계를 만드는 프로젝트다. 검측 데이터는 국가철도공단의 철도자산관리시스템(RAFIS)과 연계돼 안전관리 효율성을 강화하게 된다. 종합검측차는 최고 시속 160㎞ 조건에서 고속철도 및 일반철도, 광역철도 노선을 대상으로 운행되며 향후 국내 철도시설 안전 점검의 핵심 인프라로 활용될 예정이다.

8개 분야 21개 항목 동시 검측 플랫폼

투아이시스가 구축할 종합검측차Ⅱ는 총 8개 분야 21개 항목을 동시에 검측하는 통합 플랫폼이다. 레일 및 침목 상태, 도상 균열 및 체결구 검사, 궤도 선형 및 분기기 검측을 비롯해 전차선 높이·편위·마모, 신호설비 오류 검측, LTE-R 통화 품질, 진동가속도 측정 등 철도시설 전반을 포괄한다.

회사는 도상 탐지 레이더, 열화상 검측 등 첨단 장비를 신규 도입하고 글로벌 전문 제작사 장비와 연계해 검측 정밀도를 높일 방침이다. 차상 서버와 지상 서버 기반 통합 분석 체계를 갖춰 검측 데이터의 활용성과 유지보수 의사결정 지원 기능을 극대화한다는 계획이다.

이를 통해 철도시설 상태를 실시간 모니터링하고 결함 발견 시 즉시 정비에 투입하는 예방정비 체계가 완성된다. 기존 3개월∼1년 단위 정기 검측에서는 놓칠 수 있었던 미세 결함까지 조기에 발견해 대형 사고를 미연에 방지할 수 있게 되는 것이다.

국산 검측 기술, 세계 최초 24시간 점검 체계 구축

투아이시스는 이에 앞서 국가 R&D 과제를 통해 철도 검측 기술 국산화를 이뤄냈다. 국토교통과학기술진흥원 주관으로 코레일 등 8개 기관이 참여해 10여 년간 555억 원(정부 438억 원, 기업 117억 원)을 투자, 28개 검측 모듈을 개발한 성과다.

개발의 핵심은 영업 열차에 검측시스템을 장착해 매일 시설물 상태를 확인할 수 있도록 한 것이다. 외국산 검측차는 구축·운영 비용이 높고 국내 철도 환경과 맞지 않아 효율이 떨어졌다. 게다가 검측차량이 3개월∼1년 단위로 선로를 점검하다 보니 그사이 발생하는 결함을 발견하기 어려웠다.

박 대표는 “승객을 태우고 다니는 영업 열차에 검측 장비를 장착하는 방식으로 이 문제를 해결했다”며 “현재 ITX-새마을 열차에 장착된 검측시스템은 경부선, 호남선, 전라선을 매일 검측하고 있다”고 전했다.

전차선 검측에는 높이·편위·마모 측정 장비와 동적 감시 시스템, 가동 브래킷 변형 검사 장치, 열화상 카메라 등이 열차 상부에 설치됐다. 궤도 검측을 위해선 관성항법장치와 레이저 스캐너, 2D·3D 카메라가 하부에 장착됐다. 신호 분야는 선로전환기 상태 검사, 지상자·발리스 부착 상태, 신호 레벨 검측이 이뤄지며 통신 분야는 무선통신 품질을 측정한다.

투아이시스가 개발한 시스템은 2021년 KTX를 시작으로 서울지하철 2·4·5·9호선, GTX-A, 코레일 수도권 광역철도 3편성 등에 구축됐다. 선로 시설물 24시간 점검 환경 구축은 도시철도 운영기관 중 세계 최초 사례로 평가받는다.

AI 정밀 검측 구현… 데이터 분석 인프라 구축 과제

AI 딥러닝 기술 적용으로 결함 알람 정확도는 95%까지 향상됐다. 코레일은 이 시스템 도입 후 선로 순회와 전차선 순회 횟수를 축소하고 유지보수에 집중할 수 있게 됐다. 시설물 상태를 실시간으로 파악할 수 있게 되면서 효율성이 크게 높아진 것이다.

다만 매일 수집되는 방대한 데이터를 효과적으로 활용하기 위한 인프라 구축이 과제로 남아 있다. 박 대표는 “서울∼부산 왕복 한 번에 10TB(테라바이트), 월 300TB에 달하는 데이터가 누적되는데 이를 체계적으로 분석하는 시스템 구축이 필요한 상황”이라고 말했다.

그는 “정부의 추가 투자로 빅데이터 분석센터, 즉 유지보수센터가 구축된다면 결함 패턴 분석을 통한 예측 정비까지 가능해질 것”이라며 “이를 통해 종합검측차 기반의 스마트 예방정비 체계를 고도화함으로써 국민이 신뢰할 수 있는 철도 안전 환경 조성에 기여하고 지속가능한 철도 유지보수 산업 발전을 선도해 나가겠다”고 강조했다.

투아이시스는 기술혁신과 함께 ESG 경영에도 힘쓰고 있다. 임직원과 회사가 함께 조성한 기금으로 저소득 아동 및 취약계층을 지원하고 있다. 지역사회 보육원 기부, 디딤씨앗통장 후원 등 아동·청소년 지원 활동도 지속적으로 전개하며 임직원 참여 매칭그랜트 방식 기부 프로그램을 운영한다. 국가 철도 안전 인프라 구축과 함께 지역사회 가치 창출에 기여하는 지속가능한 기업으로 성장해 나간다는 방침이다.

“철도 시설물 자동검측 분야 글로벌 넘버원 기업 목표”

박종국 투아이시스㈜ 대표 인터뷰

박종국 투아이시스㈜ 대표(사진)는 “창업 이후 철도 안전 검측 기술 연구개발에 힘써온 결과 국가철도공단의 종합검측차Ⅱ 사업 수주를 통해 그동안 야심 차게 개발해온 한국형 AI 검측시스템을 완성하고 해외시장에서도 기술력을 인정받게 됐다”고 밝혔다.

그는 지속적인 기술 개발로 결함 검출 성능을 획기적으로 개선했으며 이러한 기술적 우수성이 이탈리아, 대만 등 해외 철도기관들의 관심을 받고 있다고 설명했다.

박 대표는 “AI, IoT, 머신비전 및 영상처리 기술을 중심으로 안전하고 과학적인 철도 시설물 유지보수 시스템을 구축해 나가겠다”며 “투아이시스를 철도 시설물 자동검측 분야 글로벌 넘버원 기업으로 성장시켜 전 세계 철도 안전 생태계 혁신을 주도하는 기업이 되겠다”고 포부를 밝혔다.
김인규 기자 anold3p@donga.com