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현대로템의 창원 철차 의장공장에서 차세대‘EMU-320’고속열차가 제작되고 있다.현대로템‘위이이잉.치이익~’

지난 20일 경남 창원 현대로템 철차 도장 공장.길이 24ｍ,폭 3ｍ의 묵직한 열차가 공장 안으로 들어서자 정밀 센서가 부착된 로봇 팔이 분주하게 차체에 페인트를 칠한다.3개 색상을 자유롭게 조합해 정밀한 부분까지 꼼꼼히 도장 작업에 나섰다.로봇 작업을 관리하는 인력을 빼면 사람은 눈에 띄지 않는다.

현대로템 관계자는 “이곳은 국내에서 유일하게 열차 자동화 도장 설비가 완비된 공장”이라며 “사람이 하면 7일 넘게 걸리는 도장 작업을 3일이면 할 수 있다”고 말했다.

이곳은 토종 고속열차 기술 메카다.열차에 투입되는 부품 등의 국산화율이 85%에 달한다.사실상 글로벌 과점 시장인 열차 도어 부품을 제외하면 대다수 부품을 국내에서 조달한다.여기에 피지컬 인공지능(AI) 등 첨단 기술력을 입혀 국내외 수주 발판을 마련한다는 방침이다.

인근 의장 공장에선 차세대 고속철인‘EMU-320’열차 제작이 한창이다.EMU-320은 2024년 국내에서 첫 영업을 시작한 1세대 EMU-320(KTX-청룡)의 성능을 한 단계 더 끌어올린 2세대 열차다.1년간 시운전을 거쳐 연내 코레일과 SR에 최종 인도될 예정이다.

종전 KTX 열차가 맨 앞뒤 칸 기관차가 전체 열차를 끌고 가는 방식(동력 집중식)이었다면 EMU-320은 열차마다 고성능 모터와 추진장치를 달아 개별 차량이 모두 자체 주행이 가능한 동력 분산 방식을 채택했다.지하철처럼 맨 앞뒤 칸에 승객을 태울 수도 있어 공간 활용성이 좋은 데다 가속과 감속이 부드러워 승차감과 성능을 크게 끌어올렸다.평소 운행 속도(영업 속도)는 시속 320㎞로 260㎞ 안팎인 종전 KTX보다 빠르다.최고 속도는 352㎞까지 낼 수 있다.

이정율 현대로템 고속차량개발팀 책임 연구원은 “EMU-320 최대 특징은 차량 작동 상태를 실시간으로 모니터링하는 상태 기반 유지·보수(CBM) 시스템이 적용됐다는 점”이라고 설명했다.차량 하부를 살펴보니 추진장치,변압기,베어링 등 16개 주요 부품에 각종 센서가 부착돼 있다.부품별 온도와 진동,슬롯 머신 빼는법마모 상태를 전용 LTE 망을 통해 제어 센터로 전송하는 것이다.

종전까지는 차량 정비 주기인 3년마다 모든 부품을 일일이 점검해야 했는데 앞으로는 CBM 센서를 통해 부품 상태를 실시간으로 진단해 더 효율적으로 안전 관리에 나설 수 있게 됐다.현대로템은 CBM 센서로 수집한 빅데이터를 AI에 학습시켜 고장을 예측하고 이상 징후를 사전에 잡아내는 기술을 발전시킨다는 계획이다.

이원상 현대로템 최고기술책임자(CTO·상무)는 “설계부터 제작 단계까지 전 과정을 디지털 트윈으로 구현해 AI 기술을 접목할 예정”이라며 “공장과 똑같은 환경과 제작 공정을 가상 환경에서 만들어 차량을 제작해보고 실제 생산 과정에서 발생할 수 있는 문제를 사전에 잡아내겠다는 것”이라고 강조했다.

그는 “기존 철도차량 설계는 3차원 모델링을 통해 구조적인 문제를 파악하고 설계 도면을 공장에 넘겨 직접 제작하는 방식이었는데 앞으로 디지털 트윈이 도입되면 시뮬레이션을 통해 나타난 문제를 설계 단계에서부터 반영할 수 있다”며 “차량 설계에 투입되는 시간을 최대 6개월 이상 단축할 수 있을 전망”이라고 설명했다.

신호 분야에서 AI 기술을 적용하는 계획 역시 진행 중이다.엔비디아 칩을 차량 운행을 총괄하는 열차제어시스템(TCMS)에 투입해 AI가 최적의 에너지로 차량을 운행하면서 자율주행까지 나설 수 있도록 하는 기술 개발이 한창이다.현대로템은 우선 트램(노면 전차)부터 이러한 AI 기술을 적용한 후 점차 고속철 분야로 확산할 계획이다.

현대로템 관계자는 “딥러닝이 가능한 폐쇄회로(CC)TV를 투입해 AI가 객실 내 화재나 사고,이상 등을 스스로 모니터링하도록 하는 기술은 이미 도입됐다”며 “2~3년 안에 CBM 센서를 통해 학습된 데이터에 디지털 트윈과 기술을 접목해 철도차량 분야에서 피지컬 AI를 물리적으로 구현하는 기술을 실현해나갈 것”이라고 밝혔다.

차세대 모빌리티 핵심인 고속철 개발에도 박차를 가한다.현대로템은 한국철도기술연구원 등과 함께 시속 370㎞급 차세대 고속차량 개발을 위한 기술력을 확보했다.영업 운행 속도 기준으로 세계에서 두 번째로 빠른 열차가 될 전망이다.

여기에서 한발 더 나아가 시속 400㎞급 초고속철도를 개발한다는 방침이다.현대로템 관계자는 “바퀴로 달리는 열차는 마찰력과 저항 때문에 영업 운행 속도를 기준으로 시속 400㎞가 기술 한계점으로 분류된다”며 “철도기술연구원과 함께 이에 도전하는 프로젝트에 나설 것”이라고 전했다.

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