철도운행 최적화… 최소 연료로 속도 20% 높여

[GE의 혁신 노트]<2>산업 인터넷 솔루션

북미와 호주, 브라질 등에서 많은 철도운영회사들이 GE가 제공하는 ‘운행 최적화 시스템’을 도입하고 있다. 이 시스템을 통해 철도회사들은 열차의 정시 운행을 유지하면서 연료 절감, 온실가스 배출량 저감 등의 효과도 보고 있다. GE 제공

“우리는 기관차가 지나는 선로 주변에 자라고 있는 나무가 무엇인지도 알고 있다.”(데버러 버틀러 노퍽 서던 최고정보관리책임자)

노퍽 서던은 미국 동부지역 최대 철도운영회사다. 이 회사는 제너럴일렉트릭(GE)의 ‘운행 최적화 시스템(Trip Optimizer)’으로 기관차와 열차 운행에 필요한 모든 정보를 수집해 분석하고 있다. 이 분석은 회사의 이익 극대화와 직결된다.

‘운행 최적화 시스템’은 기계와 컴퓨터, 사람을 연결하는 GE의 차세대 기술인 ‘산업 인터넷 솔루션’ 가운데 하나다. 기관차 상태, 운행 상황 등 기관차의 운전조건을 실시간으로 모니터링해 열차의 제동 횟수를 최소화한다. 이를 통해 기관차의 연료 소모 최소화 및 화물 운송비용 절감을 유도한다. 노퍽 서던은 이 시스템을 도입하기 전보다 연료 사용을 약 6.3% 줄이는 한편 열차 운행 속도를 10∼20%가량 높일 수 있었다. 빅데이터를 활용한 철도 업계의 ‘스마트 운행’을 보여주는 단적인 예다.

GE는 철도운영회사에 기관차와 운행 관련 시스템을 100년 이상 공급해온 회사다. GE는 철도운영회사들의 운행 효율화 요구에 부응하기 위해 다양한 산업 인터넷 솔루션을 내놓았다. 2009년에 첫선을 보인 GE ‘운행 최적화 시스템’은 기관차에 설치된 고성능 컴퓨터와 센서, 위성위치확인시스템(GPS)으로 기관차와 열차의 길이 및 열차 중량, 선로 구배, 궤도 상태, 기상 상황, 기관차 성능 등의 정보를 실시간으로 분석한다. 기관차 운행모드를 실시간으로 최적화하는 근거가 된다. 연료 소모를 최소화하면서도 정시 운행을 가능하게 하는 것도 이 시스템 덕분이다.

GE ‘운행 최적화 시스템’은 북미, 호주, 브라질 등에서 운행되고 있는 2500대 이상의 기관차에서 활용되고 있다. 이 시스템이 적용된 기관차들은 ‘1억 마일’ 이상을 운행했다. 1억 마일은 지구에서 태양까지의 거리다. 이 운행 기간에 기관차가 절감한 연료는 약 2500만 갤런. 170대의 대형 제트기가 뉴욕에서 로스앤젤레스(LA)까지 왕복 25회 운항할 수 있는 연료량이다. 또 ‘운행 최적화 시스템’을 적용한 기관차는 대당 연간 약 3만2000갤런(북미 기준)의 연료를 절약해 온실가스 배출량을 대당 365t씩 줄이고 있다.

철도 시스템을 최적화하는 산업 인터넷 솔루션은 이 외에도 다양하다. GE ‘레일커넥트 360 모니터링 및 진단 시스템’은 기관차 운행 중 정보를 수집하고 분석해 자동으로 사전 정비 일정을 결정하는 시스템이다. 이 시스템이 분석한 기관차 상태 정보는 향후 열차 제작에 활용되기도 한다.

다른 솔루션인 ‘시퍼커넥트 철도부품 공급망 최적화 솔루션’은 클라우드 기반 소프트웨어 기술을 이용해 철도 운영사 및 부품 제조업체 등이 유지 보수 부품과 비용을 편리하게 관리할 수 있도록 지원한다.

GE는 이달 9일 미국 뉴욕에서 열린 ‘마인즈+머신(Minds+Machines) 2014 콘퍼런스’에서 산업 인터넷 솔루션 출시 이후 성과를 발표했다. GE는 “산업 인터넷 솔루션은 산업 전반에 연간 200억 달러의 비용 절감 효과를 내고 있다”며 “지난해 산업 인터넷 솔루션 사업을 통해 10억 달러의 매출을 올렸다”고 밝혔다.

주성원 기자 swon@donga.com