1. 도입
 
가. 연구에 의하면, 지하철역에서 단 5%의 에너지를 절약하는 것이 1년에 700개의 주택이 사용하는 에너지양과 비슷함
 
1) 현재 바르셀로나에서 시험을 진행 중인 유럽연합의 새로운 연구 프로젝트인 [SEAM4US]는, 유럽의 철도 인프라시설에서 에너지 사용을 최적화할 수 있는 선진 제어시스템을 개발하는 것이 목적임
 
2) 지하철은 조명, 환기 그리고 승객 서비스 등과 같은 요소에 필요한 설비 때문에 높은 수준의 전기를 소비하는 복잡한 시스템이며, 지하에서의 에너지 소비량 감소는 지속 가능한 도시 운영의 핵심임
 
나. 지하철역을 위한 지속 가능한 에너지 관리(Sustainable Energy Management for Underground Stations)의 줄임말인 [SEAM4US] 프로젝트가 이를 이루고자 유럽연합에 의해 시작되었고, 그 구체적 목표는 지하철의 최적 에너지관리를 지원해줄 새로운 종류의 에너지 관리시스템을 개발하는 것임
 
1) 바르셀로나 메트로폴리탄 교통공사(TMB, Transports Metropolitans de Barcelona)가 관리하는 도시철도 역인 가르시아(Passeig De Gracia) 역에서 시험이 진행 중인데, 이 지하철역의 연간 에너지 소비량은 약 63.1백만kWh에 달함
 
2) 바르셀로나 메트로폴리탄 교통공사(TMB)가 관리하는 역 140개와 더불어, 유럽에는 4,400개 이상의 역이 있으며, 만약 이 시스템이 세계적으로 적용된다면 절감 가능성은 엄청날 것임
 
 

2. 세부내용 조사
 
가. 이 시험 및 운영에 관한 더욱 자세한 내용을 확인하기 위해, 아래 내용은 [Frances Cook]씨가 가르시아 역 프로젝트의 [SEAM4US] 시험 연구원인 [Constantin Brosda]씨와 대담을 나눈 것을 요약한 것임
 
나. [SEAM4US] 프로젝트의 개발과정
 
1) 이 프로젝트는 유럽의 9개 프로젝트 파트너와의 컨소시엄으로 2011년 10월에 시작되었고, 유럽연합 차원의 R&D 프로그램인 [FP7 ICT]가 자금을 지원함
 
다. 이번 시험과정을 통해, 가르시아 역에서 영향을 받는 구역
 
1) 이 시험의 초점은 3호선 가르시아 역 플랫폼에 있으며, 이 역이 선택된 이유는 바르셀로나에서 몇 되지 않는 3개 노선 환승역 중의 하나이기 때문임
 
2) 1924년에 3호선을 시작으로, 이 지하철 역은 3단계로 확장되었기 때문에 다른 건설기술을 가진 표본임
 
라. 가르시아 지하철역에서의 시험의 시작 시점과 기간 그리고 시험의 목적
 
1) 이 시험은 3단계로 구분되며, 1단계는 관리정책과 무관하게 일반적인 에너지 소비량을 측정하기 위한 센서를 설치하는 것임
 
2) 2단계는 제어 알고리즘 설계를 위해 이 데이터를 사용하는 것이며, 동시에 기존 하드웨어를 제어하기 위한 인터페이스를 가르시아 역에 설치하는 것임
 
3) 3단계는 지능형 알고리즘이 제어를 진행하고 에너지 소비량을 측정하는 것으로, 이 [SEAM4US] 시스템의 효과가 결정되고 첫째 연도와 비교될 것임
 
마. 가르시아 지하철 역 시험의 현재 단계는 컨트롤러가 설치되고 현장 시험을 위한 모델이 준비되는 프로젝트 시점임
 
바. 현재 가르시아 역의 에너지 소비 정도와 이 시험을 통해 가능한 에너지 절감량
 
1) 이 시스템 프로토타입을 통해 초점을 둔 것처럼, 3호선 가르시아 역과 관련된 차량 구동과 무관한 전력 소비 개소의 에너지 소비량을 측정함
 
2) 목표는 700개의 주택에 해당하는 총 에너지의 5%를 절감하는 멀티-에이전트 제어시스템을 개발하는 것임
 
3) 바르셀로나 메트로폴리탄 교통공사(TMB)에 의하면, 바르셀로나의 모든 지하철 역의 총 에너지 소비량은 77,000,000KWh로, 그것의 5%만 해도 상당한 양의 에너지임
 
사. 가르시아 지하철역에서 가장 많은 에너지를 소비하는 설비는 조명시스템으로 확인됨
 
아. [SEAM4US] 프로젝트가 가르시아 지하철역에 발전한 제어시스템 개발에 성공하기 위한 방법
 
1) 가르시아 역에 설치되는 시스템은 중앙집중화된 서버 인프라시설 원칙을 따르며, 설치된 센서가 한편으로는 센서가 에너지 소비량 측정을 위해 다른 한편으로는 예를 들어, 이용률, 공기질 그리고 지하철 역내의 흐름과 외부의 기후조건 등과 같은 실제 세계의 데이터를 측정하게 됨
 
2) 과거에 기록된 통계 데이터와 현재 측정값을 기본에 두고, 제어 알고리즘은 현재와 예측된 미래의 요구에 따라 시스템 파라메타를 적용하고 최적화시키게 될 것임
 
자. 발전한 제어시스템이 효과적인 이유
 
1) 엄청나게 많은 기존 지하철역은 수동으로 제어되는 각 섹션별 분리시스템을 가지고 있음
 
2) 예를 들어, 환기 팬은 온도와 사용량에 기반을 둔 실제적인 요구조건과는 무관하게 온종일 풀 스피드로 작동되지만, 기존 제어 하드웨어를 확장시킨 자동시스템은 모든 데이터에 따라 연속적으로 액티브 적용이 가능함
 
차. 지하철에 발전한 제어시스템 설치할 경우의 문제점
 
1) 시험이 실제 조건에서 시행되고 있기 때문에, 우리는 기존 시스템을 교체하지는 않지만 결합되는 추가 컨트롤러는 제공함
 
2) 시스템은 독자적으로 작동되도록 설계되어 있지만, 기존 하드웨어를 통한 수동 조작도 항상 선호되어 지역 운영자들이 완벽하게 운영하는 데 지장이 없을 것임
 
카. 만약 시험 결과가 효과적인 것으로 판단되면, 다른 지하철역에 유사한 시스템이 쉽게 적용될 수 있을지 여부
 
1) 연구결과를 통해, 우리는 기존 지하철역에서 에너지 절감에 가장 가능성 있는 방법을 찾을 것임
 
2) 지하철역이 다양할수록, 설치방법도 다양해 질 것임
 
3) 서버를 통해, 우리는 거의 모든 일반적인 하드웨어 컨트롤러에 다양하게 인터페이스될 수 있는 유니버설 시스템을 제공하는 것이 목표임
 
4) 사용되는 인터페이스의 높은 유연성 확보를 통해, [SEAM4US] 시스템은 각 지하철 역의 요구조건에 적응될 수 있도록 설계될 것임
 

<바르셀로나 가르시아 지하철역에서의 시험>