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[기고] 철도와 도로가 만나는 접점, 철도건널목 사고를 줄이는 기술

한국철도기술연구원 백종현 박사

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장병극 기자 2019-05-20

▲ 한국철도기술연구원 백종현 박사 


철도건널목은 철도와 도로가 만나는 접점이다. 그만큼 사고도 빈번하게 발생하고 있다. 철도 운행에 있어 건널목의 안전성 확보는 필수적이지만, 기존의 레이저 지장물 검지장치 방식은 사고를 막기에 역부족이었다.

 

레이저레이더 철도건널목 지장물 검지장치는 철도건널목의 안전성을 향상시키기 위해 고안했다. 철도건널목을 통과하는 보행자 및 자동차의 안전과 열차사고를 방지하고자 검지 성능을 향상시켜 가격을 절감하고, 시스템 구성을 단순화해 유지보수가 간단할 수 있도록 설계했다.

 

기존의 레이저 지장물 검지장치는 건널목 크기에 따라 다수의 수광기/발광기를 설치해야 했다. 레이저 방식의 지장물 센서를 사용해 기상변화에도 영향을 받았다. 또한 음영구간이 존재해 소형 물체를 검지하지 못하고, 각도 조정 등 추가적인 보수도 필요하다. 별도로 출구 측에 지자기 센서를 설치해야 하고, 센서도 교체해야 하는 등 전반적으로 설치 및 유지보수 비용이 많이 소요되었다.

 

레이저레이더 방식의 철도건널목 지장물 검지장치는 약 3년간의 연구개발과 성능테스트를 통해 2015년 개발을 완료하고, 2017년 실용화했다. 이 장치는 레이저레이더 스캔방식을 이용해 철도건널목 구간에서 열차운행에 지장을 줄 수 있는 자동차, 사람 등의 지장물을 더욱 효과적으로 검지할 수 있는 안전장비이다. 무엇보다 음영지역 없이 건널목 전체를 검지할 수 있다. 건널목 영역에 존재하는 물체의 크기와 방향을 계산한 후 열차 및 관제에 통보하여 철도사고를 미연에 방지하고 안전성도 확보할 수 있는 시스템이다.

 

새롭게 개발한 레이저레이더 방식의 철도건널목 지장물 검지장치는 기존 지장물 검지장치에 비해 기상 변화에 대한 장애가 적으며, 야간에도 정확한 물체 검지가 가능하다. 또한 1개의 센서로 수광기, 발광기, 지자기 센서의 역할을 수행해 설치 및 유지보수 비용을 획기적으로 감소시킬 수 있다. 유지보수용 컴퓨터로 동작 상태를 전송하고 영상을 저장할 수도 있다. 무엇보다 지장물 크기를 산출해 크기에 따른 지장물 경보가 가능하며 향후 무선기반의 열차인터페이스 장치와도 연동시킬 수 있다.

 

기술개발과정에서 추진한 핵심적 내용은 크게 두 가지이다. 센서 데이터를 분석하여 지장물의 크기와 방향을 계산하는 알고리즘을 구축했다. 그리고 지장물의 크기와 방향에 따라 차단기와 경고등을 선택적으로 동작시킬 수 있는 기술도 만들었다.

 

새롭게 개발한 레이저레이저 방식의 철도건널목 지장물 검지장치는 경제성도 우수하다. 이 장치는 건널목 1개소당 1개 또는 2개의 센서만 설치하기 때문에 기존 검지장치에 대비 시스템 구축비용을 30% 절감할 수 있으며, 유지비용도 50% 절감할 수 있다.

 

이 장치는 개발 후 중소기업에 기술을 이전해 실용화했다. 현재 울산 이화건널목을 비롯해 2017년 19개소, 2018년 21개소에 설치했다. 또한 베트남과 태국 등 동남아시아에 기술을 수출하기 위해 노력하고 있다. 철도 운행의 안전성을 확보를 위해 개발한 레이저레이더 지장물 검지장치가 보다 많은 건널목에 설치되어 국내 철도건널목 사고예방에 기여할 수 있기를 기대한다.

기사입력 : 2019-05-20

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