산업기술/제조/경영

Nikkei Monozukuri_2022.12 특집 요약 (p31~51)

철도의 DX
로봇에서 온라인 결제까지

개업 150년에 접어들면서 코로나19의 직격탄을 맞은 철도 업계. 하지만 사회적으로 탈(脫) 탄소를 향해 움직이고 있는 가운데, CO2 배출량이 적은 대량 수송 기관으로서 이용자를 늘려야 할 사명이 있다. 비용 절감과 이용자 증가의 양립을 실현하는 데 있어서 기반이 되는 것이 디지털 트랜스포메이션(DX)이다. 철도의 모든 분야에서 DX를 위한 도전이 일제히 추진되기 시작했다.

Part1. 총론
로봇에서 온라인 결제까지, DX가 이끌어 내는 철도의 저력

국내 최대 승하차 승객 수를 보유하고 있는 JR 동일본 신주쿠(新宿)역. 코로나19 확산 전인 2018년에 78만 9,366명이던 하루 평균 승하차 승객수가 코로나19 확산 후인 2020년에는 약 40% 감소한 47만 7,073명으로 줄었다. 2021년에는 52만 2,178명으로 다소 회복되었지만, 여전히 철도 업계는 큰 폭의 이용자 감소를 겪고 있다.

그럼에도 불구하고 국내 개업 150주년을 맞은 철도 업계는 공공기관으로서 편리성이 높은 운행 유지를 요구 받고 있으며, 수송량 당 CO2 배출량이 적은 교통수단으로서 이용자를 늘려야 하는 사명도 있다. 서비스의 질을 떨어뜨리지 않고 어떻게 비용을 절감할 수 있을 것인가? 이 목적을 실현하는 데 기반이 되는 것이 디지털 기술을 이용한 업무 변용, 즉 디지털 트랜스포메이션(DX)이다.

-- 편리성과 비용 절감을 양립 --
코로나19 이전부터 “저출산 및 인구 감소가 심화되면서 지방에서는 철도의 폐선이 증가하는 등, 원래 순조로운 상황은 아니었다”(철도 종합기술연구소 무카이덴(向殿) 회장(메이지대학 명예 교수)라고 하는 과제가 있었다. 하지만 한편에선 탈 탄소로의 사회적 움직임 속에서 철도에 순풍이 불기 시작하고 있었다. 코로나 사태로 일시 중단되었지만 해외 관광객 증가도 찬스라고 말할 수 있을 것이다.

이러한 상황에서 DX를 통한 비용 절감과 서비스 질의 향상은 큰 의미를 가진다. 설비 및 선로 상태 확인에 로봇이나 드론을 사용하거나, 장기적인 원격 감시에 저전력 무선 통신을 이용하는 등, 작업자의 부담을 줄이려는 시도가 빠른 속도로 추진되고 있다(Part2 '유지보수 및 관리의 성력화(省力化). 일본에서 심각한 문제로 대두되고 있는 인력부족에 대해서도 유효한 대책이 될 수 있을 것이다.

IoT(Internet of Things) 관련 기술을 통해 용이해진 데이터 수집은 철도 운행 정보를 파악하는 데 도움이 된다. 기존과 같이 계측 전용 차량만이 아닌, 영업 운행 차량에 센서를 탑재해 데이터를 취득할 수 있게 되었다. 이 데이터를 분석해 차량 수를 적정화하는 등의 효과들이 나오기 시작하고 있다(Part3 '차량의 정보 수집').

-- 수요의 실태에 맞춰 유연하게 운행--
이렇게 해서 얻은 데이터는 수송 수요에 맞는 효율적인 운행에 도움이 된다. 인공지능(AI)을 활용해 '장인의 퍼포먼스'라고 불리는 다이어그램 작성에 걸리는 시간을 단축할 수 있고, 담당자는 작성된 여러 방안들 가운데 선택할 수 있게 되었다. 수요의 실태와 트러블 등의 상황에 대응해 임기응변으로 운행 계획을 변경하는 데도 도움이 된다(Part4 '효율적인 운행').

이때, 컴퓨터에 선구(線區, 교행 가능 역간) 전체 모델을 구축한 뒤, 상황의 변화를 시뮬레이션으로 예측하는 것도 가능하게 되어가고 있다. 이것이 바로 디지털 트윈인 것이다. 유럽에서는 차량의 센서뿐만 아니라, 역 등 지상 설비의 센서들로부터도 정보를 수집해 디지털 트윈을 구축하려는 움직임이 시작되고 있다.

승객을 위한 편의성 개선도 급선무이다. 기존의 기차표나 교통카드 대신 QR코드나 신용카드의 온라인 결제로 승차할 수 있도록 하는 시도가 확대되고 있다(Part5 '승객을 위한 서비스 향상'). 최근 문제가 되고 있는 차량 내에서의 폭력 사건에 대한 승객의 안전성 확보를 위해 대용량 통신으로 차량의 내부 모습을 화상으로 송신해 지령소 등에서 상황을 파악하는 움직임도 추진되고 있다.

이러한 활동들을 통해 상대적으로 CO2 배출량이 많은 교통수단에서 철도로의 전환(모달 시프트)이 진행된다면 지구온난화 대책으로도 효과적일 것이다. 철도 승객이 줄어드는 추세를 보이는 있는 일본과는 대조적으로 독일 정부는 2020년 6월, 2030년까지 철도 승객 수송량을 배로 늘리고, 화물 수송 점유율도 대폭 늘린다는 목표를 설정했다.

이를 위한 주된 방법은 기존 설비의 근대화를 통한 효율적 운행으로, 이때 효과가 있는 것이 디지털 기술이다. 150주년을 맞은 철도의 가능성을 더욱 끌어내는 역할을 DX가 해낼 수 있을 것으로 기대되고 있다.

Part2. 유지보수·관리의 성력화 (로봇·무선·드론)
위험하고 고된 작업으로부터 사람을 해방, 여러 방법으로 비용 절감

레일 교환이나 궤도 수정 등을 실시하는 보선(保線) 작업에서도 자동화 및 디지털 기술의 활용이 추진되고 있다. 숙련된 기술자 감소와 인력 부족, 일하는 방식 개혁 등으로 인해 요구되는 성인화(省人化) 및 성력화에 로봇이나 무선 감시 시스템 등이 큰 역할을 담당하고 있다. 디지털 카메라의 화상을 이용한 검출 기술을 통해 사람이 하기 어려운 어려운 고정밀도 측정을 실현하려는 움직임도 나오고 있다.

Part3. 철도 차량의 정보 수집 (센서 IoT)
차량의 IoT로 소비전력 절감, 코로나19 사태 이후 차량 수 감축 결정에도 활용

철도 차량이나 관련 설비에 설치된 센서로부터 수집한 데이터의 활용이 추진되고 있다. 주행 중인 차량 데이터를 바탕으로 운행 효율화를 도모하거나, 원격지에서 차량의 상황을 모니터링하는 시스템은 이미 운용이 시작되고 있다.

Part4. 효율적인 운행 (화상 처리, 인공지능, 디지털트윈)
운행 최적화로 승객 수를 배로 늘린다

철도 운행 계획은 다이어그램 등의 형태로 미리 정해 놓지만, 실제로는 문제에 대응해 계획을 임기응변으로 변경하고 있다. 또한 수송 수요는 매일 같지 않기 때문에 수요에 맞춰 최적의 운행으로 바꾸는 것이 바람직하다. 그리고 철도 이용이 늘어나게 되면 상대적으로 사람이나 사물의 이동으로 인해 발생되는 이산화탄소 배출량도 줄어든다.

Part5 여객 서비스 향상 (티켓리스, QR코드, 통신)
QR코드가 티켓 대신, 실시간 차량 내 영상으로 방범

디지털 기술 활용을 통한 고객 서비스 개선은 DX의 큰 목표 중 하나이다. 티켓 발매 시스템의 디지털화, 티켓 자체의 디지털화에 이어 기존의 티켓 개념을 크게 확장하려는 시도가 추진되고 있다. 또한 방범과 안전, 운행, 관광 등의 정보를 정확하게 승객에게 제공하는 서비스가 대용량 통신에 의해 가능해졌다.

-- 끝 --

Copyright © 2020 [Nikkei Monozukuri] / Nikkei Business Publications, Inc. All rights reserved.