S/W는 어떻게 열차를 스마트하게 만드나?

[SNS  타임즈] 하늘을 나는 항공기가 네트워크에 연결되고 있고, 도로를 달리는 자율주행 자동차도 속속 개발되고 있다. 그렇다면 철로를 달리는 열차는 어떻게 변화하고 있을까?

조금만 관심을 갖는다면, 디지털 세계로부터 달려오는 스마트 열차의 기적 소리를 들을 수 있다.

지난 9월 말 독일 베를린에서 개최된 이노트랜스 2016 전시회에서, GE는 기관차용 “슈퍼브레인(Superbrain)” 솔루션을 발표했다. 슈퍼브레인은 기관차를 이동하는 데이터 센터로 만드는 플랫폼 솔루션으로, 열차가 더 스마트하고 빠르게 운행하는 데 도움을 준다.

“향후 10년 후, 디지털 도구는 철도의 생산성과 효율성을 전례 없는 수준으로 끌어올릴 것입니다. 철도 네트워크 전체가 두뇌처럼 빛날 것입니다” 세스 보드나르(Seth Bodnar) GE운송 최고디지털책임자(CDO)의 말이다.

이제 때가 온 것이다. 보드나르가 생각하는 스마트한 열차는 철로를 달리는 기관차의 출력을 높이고, 철도 운영을 개선하며, 연료 소비를 절감하는데 도움을 줄 것이다. 보드나르는 슈퍼브레인 솔루션에 대해 “이런 스마트한 에코시스템에서, 스스로 인지하는 열차의 등장을 가능케 하는 것입니다”라고 말한다.

▲ GE 티어 4 에볼루션 시리즈 기관차가 미국 콜로라도 주 푸에블로에서 시험 운행을 하고 있다. (이미지 저작권: GE운송)

에너지 소비와 기후 변화의 시대에 GE가 제공하는 기술은 중요하다. 먼저, 화물운송의 경우, 환경측면에서 아주 큰 이점이 있다. 미국철도협회(Association of American Railroads )에 따르면 철도는 트럭 운송에 비해 연료 효율이 평균적으로 4배 뛰어나다. (링크) 그리고 더 많은 화물이 철도로 운송되면 고속도로의 교통량은 감소하고, 오염물질의 배출 역시 줄어든다. 12기통 엔진이 탑재된 GE 에볼루션 시리즈 기관차 한대는 보잉 747 항공기 170대 분량의 화물을 운송할 수 있다.

GoLINC 네트워크 플랫폼

열차의 두뇌는 GoLINC에 연결된다 – GoLINC(링크)는 소프트웨어와 하드웨어가 결합된 컴퓨팅 플랫폼으로 열차를 달리는 데이터 센터로 만들어준다. 이 시스템은 이미 6천대의 열차에 설치되어 있다.

▲ GE운송의 스마트 열차 운송 관리 플랫폼 GoLINC.

GoLINC는 열차 운영자가 선로 센서와 카메라로부터 데이터를 수집해, 철도 교통 흐름이나 도로 상황을 더욱 잘 파악할 수 있도록 한다. 즉, 철도운영자는 GoLINC를 이용하여 각종 열차 및 철도 관련 데이터를 수집, 더 지능적인 의사결정을 내릴 수 있게 되는데, 이는 로키 산맥이나 모하비 사막 지역 등을 외진 지역을 운행하는 도중에도 가능하다.

현재, 미국의 철도 산업은 매년 50만건의 열차 지연 문제를 해결해야 한다. 또한 철도운영자는 평균적으로 매년 열차 4대 중 1대는 돌발적인 철도환경으로 인한 운행중지 상황에 직면한다. 열차를 더 스마트하게 만들고, 산업인터넷에 연결함으로써, 철도화물 운영자들은 이러한 열차 지연 문제 및 운행중지 시간을 획기적으로 줄일 수 있다. 열차 운영자는 GoLINC는 플랫폼에 프레딕스 기반 디지털 앱인 트립 옵티마이저(Trip Optimizer)나 야드 플레너(Yard Planner)를 설치하여, 유지보수 문제를 예측할 수 있고, 열차운행에 문제가 생기기 전 미리 해결할 수 있다. 또한, 운영자들은 어떤 노선이 효율적으로 운행되고 있고, 어떤 경로를 수정해야 하는 지도 이 디지털 앱을 사용함으로써 알 수 있다.

그러나 GoLINC 시스템은 철도 산업의 디지털 미래에 관한 GE 비전의 일부일 뿐이다. GE는 전세계 50여개국에서 승객과 화물을 나르는 21,000대 모든 기관차를 프레딕스(링크)에 연결하려 한다. 프레딕스는 GE의 클라우드 기반 산업인터넷용 소프트웨어 플랫폼이다.

1%의 힘

▲ 스마트 철도 운송 관리 시스템의 비용 절감 효과.

아주 작은 효율성 개선도 아주 큰 변화를 만들 수 있다. 미국 내 열차운행 조건을 기준으로, 정차시 대기시간을 1% 줄인다면, 연간 22억 달러를 절감한다. 속도를 1마일 증가시키면 연간 25억 달러를 절감할 수 있다.

GE 티어 4 에볼루션 시리즈와 같은 최신 기관차는 제조 단계부터 센서가 장착되고 최첨단 데이터 분석기술이 탑재된다. GE는 신형 기관차를 구매하는 비용의 절반으로 구형 엔진을 업그레이드하고 있다. “우리는 15년에서 20년된 기관차를 업그레이드하는 것을 목표로 하기 시작했습니다. 하지만 우리는 최대 40년된 열차의 현대화도 진행할 것입니다. 20년은 더 사용할 수 있도록 말이죠.” GE의 기관차 현대화 프로그램을 담당하는 임원 존 매니슨(John Manison)의 말이다.

[출처] GE 리포트, GE코리아

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