사람을 위한 철도를 만든다
-열차제어시스템 S/W 테스팅 자동화 도구 & 철도차량용 지능형 화재감지시스템 개발
"열차제어 시스템과 지능형 화재감시 시스템 개발은 철도산업 인프라의 안전수준 및 국가 이미지 제고에 크게 이바지 할 것이다"
2011년 7월, 중국에서 섬뜩한 소식이 들려왔다.
저장성(浙江省) 윈저우(溫州)에서 고속열차가 추돌 후 고가철도에서 추락하여 수많은 사상자를 낸 것이다. 자체 개발한 고속철도를 세상에 내보인지 얼마 지나지 않아 대형 사고가 터지는 바람에 중국인들의 민심마저 흉흉해졌다.
원자바오(溫家寶) 총리가 사고 현장에 직접 찾아가는 한편 사고 원인을 엄정하게 조사하라고 지시했다는 사실은 중국 지도부의 당혹스러움이 어느 정도였는지 보여준다.
이 사고는 안전에 대한 세심한 고려 없이 조급하게 건설된 고속철도가 얼마나 위험한지 드러내 준 참사였다. 가장 중요한 사고 원인 중 하나가 신호기 오작동으로 후속 열차가 제때 정지하지 못한 것이었다.
그간 중국의 고속철도를 두고 공산당 창건 90주년을 맞이하여 개통하느라 무리한 공사를 강행했다는 이야기가 많았다.
일본 언론들은 아예 윈저우 고속철도 참사에 대해 ‘불안이 현실화됐다’고 논평할 정도였다.
열차는 개발했지만 운영 노하우와 기술이 부족한 상태에서 안전문제를 소홀히 다루어 일어난 인재라는 것이다.
실제로 중국은 자국의 고속철 속도를 대대적으로 홍보했지만 개통 이후 크고 작은 사고가 끊이지 않았다.
열차제어시스템의 안전성을 높이다
중국의 사례에서 보듯 고속철도는 속도가 빠른 만큼 작은 문제가 대형 사고로 이어질 수 있기 때문에 안전을 위해 수많은 소프트웨어를 이용한다.
사람이 직접 조작하여 관리하면 좋겠지만 운행하는 내내 열차의 상태에서 한 순간도 눈을 떼지 않고 순간적으로 변하는 상황에 대처하기란 매우 어렵기 때문이다.
대표적인 기술이 ‘자동열차제어장치(ATP:Automatic Train Protection)’이다. 이 장치는 열차가 서로 일정 거리 이상 접근할 수 없도록 제어한다.
한 열차가 운행 도중 멈추면 뒤따라오던 열차에는 자동으로 브레이크가 걸려 추돌사고를 막는 것이다.
차량 간 거리뿐 아니라 열차의 속도, 노면의 상태를 실시간으로 모니터링하여 열차를 자동으로 제어함으로써 운행안전성을 높인다.
윈저우 참사의 고속철에서 이러한 장치들이 제대로 작동했다면 대형 사고는 면할 수 있었을 것이다.
고속철도의 안전장치는 탑승객의 생명과 직결되기 때문에 개발과 관리뿐 아니라 어떠한 상황에서도 제대로 작동하는지 테스트하는 작업이 중요하다.
문제는 복잡하게 제어되는 시스템에서는 수많은 경우의 수가 가능하다보니 발생 가능한 결함을 하나하나 추적하여 관리하기가 매우 어렵다는 것이다.
문제점을 찾자고 실제 발생할 수 있는 상황을 일일이 구성하여 시험해 본다면 어마어마한 비용과 시간이 들 것이다.
이러한 문제를 해결해 주는 것이 소프트웨어 자동테스트 도구다. 그간 열차제어시스템은 운영상 축적된 노하우와 다양한 기술의 결합으로 안전성을 충실하게 확보해 온 편이다.
열차제어 기술 관련 국제 규격이 제정되어 세계 각국의 고속철이 이를 따라 운행시스템을 구성하여 사고 없이 성공적으로 운영하고 있다.
그러나 이를 개선하고 검증하기 위한 테스팅 도구는 본격적으로 개발되지 않았다. 최근 철도기술연구원(이하 철도연)에서는 철도 시스템 소프트웨어를 자동으로 테스트할 수 있는 도구를 개발해 상용화를 앞뒀다.
특히 이번 소프트웨어 개발로 국내 환경에 꼭 맞는 테스트를 수행할 수 있어 KTX는 물론, 실용화를 앞둔 차세대 고속철의 안전성을 높이는 데 크게 기여할 것으로 기대된다. 해외에서는 아직 철도시스템 소프트웨어를 위한 테스트 자동화 장치 개발 사례가 없어 해외 시장 개척도 긍정적이다.
무엇보다 유사 설비의 테스트에 광범위하게 이용될 수 있다는 점이 가장 강점으로 꼽힌다.
열차 화재, 지능형 화재감지시스템으로 잡다
소프트웨어 테스트 자동화 장치가 기존 시스템을 점검하고 보수하여 열차 운행의 안전성을 높이는 데 사용된다면 ‘철도차량용 지능형 화재감지시스템’은 승객의 안전을 직접 책임지는 신기술이다.
철도 사고, 특히 지하철 사고의 가장 큰 문제점 중 하나는 승객의 대피가 쉽지 않다는 것이다. 제일 큰 문제가 불이다.
한국은 이미 대구 지하철 참사를 통해 지하철 화재가 얼마나 위험한지 경험한 바 있다. 물론 기존 열차에도 화재감지시스템이 없는 것은 아니었다.
그러나 열과 연기를 직접 감지하는 방식이라 작은 불씨나 화재의 징후에 신속하게 대처하기가 쉽지 않았다.
또한 단순 경보 기능만 있을 뿐, 화재 현장을 자동으로 파악하여 조기 대응을 가능케 하는 시스템은 찾아보기 어려웠다.
이번에 철도연에서 개발한 지능형 열차 화재감지기 시스템은 고감도 연기감지기를 이용하여 낮은 농도의 화재 연기라도 신속하게 검출해낼 수 있을 뿐 아니라 자외선과 적외선을 종합적으로 분석하여 화재로 인한 불꽃을 상시 모니터링 체계로 빠르게 판별할 수 있도록 해준다.
이 지능형 열차 화재 감시시스템은 화재가 확인된 즉시 자동으로 조기 경보를 울리고 화재가 일어난 곳의 영상을 운전실과 관제실로 동시에 전송하여 큰 사고로 번지기 전에 빠르게 대응할 수 있도록 도와준다. 감지기가 민감해진만큼 오작동을 막는 것도 신경써야 할 일이다.
특히 오픈챔버 방식으로 연기 감지 센서의 오작동률을 최소화했으며, 이상신호를 발생하는 감지기를 자가진단하여 운전자에게 조기에 상태정보를 제공하도록 설계된 지능 알고리즘은 영상 카메라를 통한 현장 확인과 더불어 감지기 오작동 방지기능의 진일보한 형태의 지능형 시스템에는 화재로 인한 불꽃을 판별함으로써 화재 경보를 잘못 울리는 일을 막아준다. 철도는 미래의 친환경 교통수단으로서 다시 르네상스를 맞고 있다.
그러나 빨라진 속도만큼 안전에 만전을 기하지 않으면 철도는 ‘위험한 교통수단’이라는 오명을 안을 수도 있다. 큰 사고로 생긴 선입견은 쉽사리 사라지지 않는다.
따라서 첨단 교통수단일수록 안전성을 확보하는 데 노력을 쏟아야 한다. 다행히 철도를 가장 안전한 교통수단으로 만들어 줄 신기술이 속속 개발되고 있다.
이러한 기술들은 사람 중심의 교통수단을 만들기 위한 첫걸음이 될 것이다.
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