"철도시설물 자동 점검 드론 성능평가 시험설비 국내 최초 구축" 철도기술연구원
철도환경 모사한 시험장비로 드론의
비행 성능·전자파 내성 평가
드론의 안전사고 예방·철도시설물 정확한 점검 가능
한국철도기술연구원(이하 철도연, 원장 한석윤)은 철도시설물을 자동으로 점검하는 드론 성능평가 시험설비를 국내 최초로 구축했다.
‘철도시설물 자동화 점검용 드론 성능평가 시험설비’는 열차가 주행할 때 발생하는 열차 풍과 철도 전차선에 의한 전자기파가 동시에 일어나는 철도의 특수 환경을 모사하여 철도시설물 점검용 드론 성능을 체계적으로 평가하는 시스템이다.
철도시설물 점검용 드론의 비행 성능과 전자파 내성을 평가하여 드론의 안전사고를 예방하고, 드론과 철도시설물과의 간격을 최소하여 보다 정확하게 점검할 수 있게 됐다.
현재 철도시설물 점검은 사람이 직접 하기 때문에 철도시설 유지관리에 많은 시간과 비용이 소요되고, 작업자 안전사고 발생 위험을 안고 있다.
철도운영기관은 철도시설물 유지관리를 위한 시간과 비용 절감, 안전 확보를 위해 교량 및 송전철탑 등 접근이 어려운 철도시설물에 대한 자동화 점검 기술에 관심이 높다.
특히, 철도시설물 자동화 점검은 열차운행과 관계없이 실시간 가능해야 하고, 드론의 추락 등의 사고는 열차 운영에 영향을 주기 때문에 철도환경에서 드론의 성능 검증이 전제돼야 한다.
그러나, 국내에는 철도환경을 정밀하게 모사하여 드론의 성능을 평가하지 못하고 있다.
철도연이 구축한 시험설비는 1mm 이하 오차의 정밀도로 드론의 위치를 정확하게 측정하여 성능을 평가한다. 모션 캡쳐 이미지센서를 활용하여 열차 풍 및 전자기파 환경에서 드론의 정확한 움직임에 대한 추적과 평가가 가능하다.
고속철도가 주행할 때 열차로부터 2.5m 떨어진 곳에서 측정한 맞바람의 풍속은 최대 8m/s이고, 위로 올라가며 부는 바람, 상승풍은 최대 4m/s 정도이다. 개발 시스템은 최고풍속 15m/s에서 맞바람, 상승풍 및 돌풍 등 철도환경과 매우 유사한 상태를 구현할 수 있다.
또한, 전압 25kV와 전류 300A의 전자기파 내성 시험설비를 구축하여 철도 전차선과 동일한 환경에서 드론의 전자기적 성능을 평가한다. 전자기파는 드론의 비행 시스템에 영향을 미쳐 조종 불능상태로 만들 수 있기 때문에 반드시 검증되어야 하는 평가 항목이다.
국토교통부 국가연구개발사업으로 2019년부터 진행 중인 ‘무인이동체기반 접근 취약 철도시설물 자동화 점검시스템 개발’의 연구결과물이며, 한국철도공사, 국가철도공단, 유콘시스템㈜, ㈜소프트그래피, ㈜승화기술, 세종대학교가 참여하고 있다.
윤혁진 철도연 ICT대중교통연구실장은 “철도시설물 점검용 드론뿐 아니라 앞으로 철도 분야에 적용될 다양한 드론의 성능평가에 활용할 수 있도록 기술개발을 진행할 계획”이라고 말했다.
한석윤 철도연 원장은 “4차 산업혁명 기술의 대표 주자인 드론의 안전과 성능을 확보하는 시험설비 구축으로 철도시설물 유지관리 자동화에 크게 기여할 것으로 기대된다”며, “계속해서 인공지능(AI), IoT 등 4차 산업혁명 기술과 융합한 첨단 철도기술 개발을 통한 K-철도기술의 명품화를 위해 노력하겠다”고 전했다.
※참고자료: 철도시설물 점검용 드론 시험평가 시험설비
