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Nikkei X-TECH_2021.4.7

5G와 AI를 이용한 철도의 원격 감시 실증실험 실시
이상 여부 실시간 파악

주오후켄(中央復建, CFK)컨설턴트(오사카)와 NTT도코모, 게이힌(京浜) 급행전철, 요코스카(橫須賀) 시는 5G와 인공지능(AI)을 활용해 철도 인프라를 원격 감시하는 실증실험을 실시해 이상 여부를 실시간으로 파악하고 이상 감지 시 통보하는데 성공했다. 4월 이후, 이번 실증을 통해 구축한 시스템의 고도화를 추진함과 동시에 철도사업과 기타 영역에서의 본격적인 운용을 검토할 방침이다.

주오후켄컨설턴트 등 4곳은 2020년 12월 21일~2021년 2월 12일 간 게이힌 급행전철 구리하마(久里浜)공장(가나가와 현)에서 실증실험을 실시했다. 4K 영상을 5G로 전송해 망 내 클라우드 환경(MEC)에서 심층학습으로 분석한 후, 그 결과를 원격지의 컴퓨터에 실시간으로 전송하는 시스템을 구축. 평상 시의 차량 감시와 재해 시 선로 점검을 상정해 실험했다.

차량 감시에서는 고정 4K 카메라와 서멀 카메라로 차량 바닥 아래에 설치된 기기를 촬영해 AI로 이상 검출을 시도했다. 4K 영상을 수집해 5G로 전송하고 이를 MEC로 분석한 뒤, 원격지에 통보될 때까지의 시간은 가장 빠른 케이스가 0.94초였다. AI 분석에서는 폭 1 mm의 유사 균열의 검출에 성공. 핸들과 브레이크 패드, 차축온도에 대해서도 이상을 놓치지 않고 검지할 수 있었다고 한다.

선로 점검에서는 드론에 탑재한 4K 카메라로 선로를 촬영해 선로에 날아오는 물건 등을 상정한 크기·형상이 다른 장애물 검출에 대해 실험했다. 드론에는 5G 단말기를 탑재해 지상의 5G 기지국과 통신하는 구조를 구축. 4K 영상을 5G로 전송해 분석한 후 원격지에 통보하는데 소요된 시간은 1.26~1.33초이며 10cm 길이의 나무토막부터 신장이 170cm인 사람에 이르기까지 다양한 장애물을 놓치지 않고 검출할 수 있었다고 한다.

이번 실증실험은 2020년도 총무성 사업인 '지역과제 해결형 로컬 5G 등의 실현을 위한 개발 실증에 관련된 인프라 분야에서의 로컬 5G 등 기술적 조건 및 활용에 관한 조사 검토'에 있어서 '원격·실시간 열차 검사, 선로 순찰 등의 실현'을 위해 4곳이 컨소시엄을 구성해 실시한 것이다. 실증실험은 주오후켄컨설턴트와 NTT도코모가 인프라 유지관리 시스템을 구축. 게이힌 급행전철과 요코스카 시는 각각 철도 사업자와 지자체의 입장에서 실증실험을 지원하고, 동시에 안전성과 작업 효율의 향상을 위한 응용 가능성을 검토했다.

주오후켄컨설턴트와 NTT도코모는 향후, 5G와 고속 AI 심층학습, 4K 영상전송 기술과 노하우, 드론 등의 디바이스를 활용해 이번 시스템의 본격적인 운용을 검토한다. 철도사업 과제 해결에서는 게이힌 급행전철과, 그 밖의 사회 인프라 과제 해결에 대해서는 요코스카 시와 제휴를 체결. 다른 사업자에 대한 수평 전개도 추진할 계획이다.

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