해당 내용은 KAIA에서 발표한 2023년 국토교통 R&D 주요 성과에서 발췌하였습니다.
철도차량의 미래, ‘스마트 정비’의 힘 AR/VR 기반 철도차량 모바일 정비 지원 프로그램 사양 개발
1. AR/VR 기반 철도차량 이동정비 프로그램, 그 시작
우리가 흔히 알고 있는 철도차량인 ‘지하철’은 일반적으로 영상유지관리와 수작업을 통해 각 기관에서 수행하는 작업이다.
한편, 철도차량의 유지관리는 매우 복잡하고 어렵기 때문에 실시간 문제진단과 신속한 대응이 요구된다.
이건 어려워. 이러한 문제를 극복하기 위해서는 유지보수 과정을 3차원 공간에서 시각화하는 교육 콘텐츠가 필요하게 되었습니다.
2. 스마트 유지보수 지원 프로그램 사양 개발
스마트 정비지원 프로그램은 AR(증강현실), VR(가상현실) 기술 등 가상현실 기술을 활용해 철도차량의 정비를 지원하는 시스템이다.
이러한 시스템을 개발함으로써 간단한 유지보수(일일, 주간, 월간 및 반기 주기) 유지보수 작업을 효율적으로 수행할 수 있습니다.
즉, 스마트한 유지보수 지원 프로그램 개발을 위해서는 명확하고 체계적인 스펙이 필요했던 것입니다!
3. 성과소개 ① 모바일 정비지원 시스템 개발 이제 스마트폰, 태블릿 등 휴대가 간편한 모바일 기기를 이용하여 철도차량 정비업무를 쉽고 효율적으로 수행할 수 있게 되었습니다.
IoT 센서 기술과 빅데이터 분석 기술을 통해 실시간으로 철도차량 주요부품의 고장을 감지 및 예측하고, 유지보수 이력을 관리하며, 상태기반 유지보수 체계를 확보하였습니다.
또한 VR/AR 등 가상현실 기술을 기반으로 음성인식과 원격지원을 활용한 양방향 소통은 물론 다자간 음성 및 영상통화, 채팅, AR 포인팅, 문서/사진 공유 등 다양한 기능을 제공한다.
, 철도 차량의 정확한 유지 관리를 보장합니다.
그리고 효율적으로 할 수 있습니다.
② 현장의 목소리를 반영한 완성도 높은 콘텐츠 개발 매우 복잡한 철도차량의 구조를 AR, VR로 구현하고, 기존 베테랑 정비사 및 다양한 회사 임직원의 조언을 더해 기존과 차별화된 시스템을 만들었습니다.
운영 조직. 정확한 정보 전달과 콘텐츠의 현실감을 높이기 위해 연구진이 산업 현장을 직접 방문하고 3D 스캐너를 이용해 형상 데이터를 수집했다.
이 형상 데이터를 바탕으로 3D 모델을 제작한 후 압축 과정을 거쳐 원본 대비 85% 이상 압축된 제품을 제작했습니다.
저용량 파일을 만들었습니다.
그 결과, AR/VR 콘텐츠로 제작하기 어려운 다양한 형태의 부품과 해당 하위 구성요소에 대한 모델링을 확보할 수 있었습니다.
4. 프로젝트 현장 적용 및 향후 가능성 휴대용 모바일 기기를 활용한 AR/VR 기반 유지보수 훈련은 도시철도 분야 최초의 성과이다.
현재 개발된 프로그램은 실제 차량 영업소에서 개인 모바일 기기를 활용해 진행된다.
시간, 장소 등 물리적 제약 없이 자유롭게 활용 가능합니다.
또한, 개인별로 원하는 학습과정을 선택하여 반복학습이 가능합니다!
이러한 유지관리 자원의 최적화는 철도차량 유지관리 시스템을 개선하고 현장 작업자의 편의성을 향상시킵니다.
AR 정비훈련 콘텐츠를 활용하여 철도차량의 정비비를 개선함으로써 철도차량의 정비비 절감도 가능하다.
외국 기술에 의존하던 철도차량 유지관리 플랫폼을 국산화함으로써 초기 도입비용을 최대 50% 절감할 수 있을 뿐만 아니라, 지하철 7호선에 적용 시 인력 중심의 유지관리비가 절감될 것으로 예상된다.
연간 115억 원(서울교통공사, 2014년 기준)을 연간 50억 원으로 56.5% 절감할 수 있습니다.
모바일 정비지원 시스템은 국내 철도차량 정비분야의 디지털화를 위한 핵심기술로, 국내 철도시스템을 보다 안전하고 효율적으로 만드는 중요한 첫걸음이 될 것입니다.
개발 초기부터 현장 유지보수 인력과 임직원들의 의견을 적극적으로 고려하여 개발된 완성도 높은 모바일 유지보수 지원 시스템!
사업화를 위한 교육의 효율성이 입증되었기 때문에 머지않아 유지보수 시스템의 활용도 기대해 볼 수 있습니다.
감사합니다!
* 해당 내용은 KAIA 서포터즈 5기 김지영님의 글입니다.
한국국토교통과학기술진흥원의 견해와 일치하지 않을 수 있으며, 저작권에 대한 책임은 KAIA 서포터즈에게 있습니다.