스마트스테이션

1. 개요

스마트스테이션은 정보통신기술(ICT)을 철도산업에 적용시켜 철도역사 내부의 정보(스테이션)를 효율적으로 통합관리하는 시스템을 말한다. 지금까지 철도산업에 도입되고 있는 정보통신기술은 사물인터넷 (IoT), 3D맵, 지능형 CCTV가 존재한다. 스마트 스테이션이 도입되면 3D맵, IoT센서, 지능형 CCTV 등이 유기적으로 기능하면서 하나의 시스템을 통해 보안, 재난, 시설물, 고객서비스 분야 등에서 통합적인 역사 관리가 가능해진다. 스마트스테이션의 도입은 단순히 철도산업에 정보통신기술의 도입이 아니라 스마트 시티로 가는 과정 중 하나이다. 현재 대한민국은 한국철도공사(KORAIL)와 서울교통공사가 주도하여 대한민국 철도 산업에 스마트스테이션의 도입 및 확장을 진행하고 있다.

2. 내용

2.1.기술

스마트스테이션의 핵심 기술로는 3D맵과 지능형 CCTV, 다양한 사물인터넷(IOT) 센서 등이 있다. 이러한 기술을 통합·연계함으로써 역사내 순찰, 시설물 점검, 장애인 승객에 대한 신속한 응대, 역사 내 다양한 시설물의 조작 등이 가능하게 된다.

스마트스테이션 3D맵 활용

2.1.1. 3D맵

3D맵을 통해 역사 내 전 구역을 입체적인 3D 맵 형태로 구성하고, 상황이 발생한 장소를 신속하게 제공하여 현장의 입체적인 방향정보와 공간정보를 쉽게 이해할 수 있도록 지원함으로써 정확한 상황파악과 신속한 대응이 이루어질 수 있도록 지원한다. 또한 3D맵은 실시간으로 역사내의 정보를 종합해서 역내에 있는 장비와 시스템을 유기적으로 통제할 수 있도록 해준다.

2.1.2. 지능형 CCTV

지능형 CCTV를 활용하여 직원이 지속적으로 촬영 영상을 모니터링하지 않더라도 CCTV시스템이 스스로 판단하고 대처할 수 있도록 지능화된 시스템을 활용함으로써 CCTV영상 감시 업무부담을 현저하게 줄여준다. 또한 딥러닝 기반의 영상분석 기술을 활용하여 역사에서 발생하는 다양한 상황을 감시하고 분석결과를 제공함으로써 신속한 상황 대처가 가능하도록 지원한다. 이를 위해서 부정승차, 배회유기, 무단침입, 역사 이용자 낙상, 휠체어 이용자와 같은 거동 불편한 교통약자 또는 시각장애인 출현 등을 감시 대상 상황으로 등록하여 이벤트 발생을 상시적으로 모니터링한다. 현재 대한민국 도시별 교통공사에서는 지하철 내에서 발생하는 이상행동(전도사고, 실신, 심정지, 폭력, 강도, 역사 테러, 몰카 등)을 영상으로 저장하고 CCTV 영상 샘플데이터를 공유하여 인공지능 학습을 통해 감지할 수 있는 모델을 만들고 있다.

2.1.3. 사물인터넷(IOT)

사물인터넷(Internet of Things)은 세상에 존재하는 유형 혹은 무형의 객체들이 다양한 방식으로 서로 연결되어 개별 객체들이 제공하지 못했던 새로운 서비스를 제공하는 것을 의미한다.

2.2.효과

• 원격순찰 지원역사내 순찰대상 구역을 순찰 경로에 따라 순차적으로 모니터링할 수 있도록 현장영상을 제공하며 직접 순찰하지 않고도 현장 상황을 정확하게 인지할 수 있기 때문에 역무실 공백상태을 방지할 수 있다. 신속한 상황판단 및 대응 지원화재 등 비상상황이 발생 시 역무원이 현장을 직접 방문하여 실제상황 유무를 판별해야 했으나 사고현장 주변의 CCTV 영상을 기반으로 즉시 확인하고 대응이 가능해진다.
• 출입관리 강화역사 내 일반인 출입금지구역 등 비인가자에 의한 통제구역 접근 시 지능형 CCTV로 즉시 확인이 가능하여 빠른 대응이 가능해진다. 휠체어 자동 감지지능형 CCTV 영상 내에서 휠체어를 자동 감지해 최인접 역무원에게 통보하여 특별 지원하는 등 교통약자를 위한 서비스 제공이 가능해진다.
• 출입문 원격제어역사역사 내 출입문에 제어장치를 부착하고 해당 제어장치를 중앙통제실에서 원격제어 할 수 있도록 기능을 제공한다. 원격제어기능을 활용함으로써 역무원이 현장을 직접 방문하여 수동으로 개폐할 필요가 없기 때문에 개폐 시간을 단축하고 역무원들의 작업부담이 경감되는 효과를 얻을 수 있다.

3. 국내사례

3.1. 현황

서울교통공사에서는 시민안전과 고객만족을 높이고, 역무원들의 업무부담을 경감하기 위하여 스마트스테이션 시스템을 각 노선 및 역사별로 점진적으로 도입하여 적용 중에 있다. 2023.08.17 서울교통공사에서는 스마트스테이션 시스템을 역사 내 안전시설을 보강하는 “역사 운영환경 개선사업”의 일환으로 역무실에서 소방, 전기, PSD, 승강기, 방송통신 등 역사 운영설비를 통합·관리하는 컨트롤타워로 업그레이드하고 있고 지하철 5호선 노후 모니터링 시스템을 3D 기반 지능형 통합 모니터링 시스템으로 개량하는 '스마트 스테이션' 사업을 본격화했다.

서울교통공사 지하철 노선도

국내지하철 스마트스테이션 도입 현황 및 계획

도입시기	지하철 (호선/역)	사업정보
2018. 04	지하철 5호선 군자역 시범운영
2019. 07~2020. 03	지하철 2호선 50개역 본격도입	총 사업비 119억원
2021. 07~2022. 06	지하철 8호선 18개역 도입 지하철 1~4호선 도입완료	8호선 내 스마트스테이션을 구축해 승객의 움직임과 사고 현황을 역무원이 신속하게 파악할 수 있도록 했다. 18개 역사에서 운용하던 모니터링 시스템을 지능형CCTV와 3D맵을 통해 고도화
2023. 08~2024.02	지하철 5호선 51개역 도입	총 사업비 134억원 스마트스테이션을 구축한 이후 분석한 결과 순회 시간이 64.3% (28분→10분) 돌발 상황 시 대응 시간이 72.7%(11분→3분)으로 단축되는 등 안전과 보안, 운영효율 향상이 높은 것으로 나타나났다. 새로 도입되는 CCTV는 화질이 200만 화소 이상으로 고속 딥러닝 AI 모델 학습을 통해고도화된 영상분석이 가능하다.
~2026	모든 호선에 걸쳐 구축 할 예정

3.2. 지적사항

• 디지털 소외계층문제
• 사업비용의 문제

4. 해외사례

이러한 기술 도입은 대중 교통 시스템을 더욱 효율적이고 안전하며 사용자 친화적으로 만드는 넓은 추세의 일부입니다. 이 접근 방식은 현재의 요구를 지원할 뿐만 아니라 5G와 사물인터넷(IoT)과 같은 미래의 발전을 위해 확장 가능하며, 이는 통합을 더욱 강화하고 더 스마트한 도시 인프라를 개발할 수 있는 가능성을 약속합니다

구분	내용
일본 (동일본여객철주식식회사)	일본에서는 동일본여객철도주식회사 등을 중심으로 2013년부터 스마트스테이션의 도입목표를 설정하고 스마트스테이션 구현에 노력하고 있다. 동일본여객철도주식회사는 스마트스테이션의 지향점을 ‘승객을 위한 따뜻한 마음의 창조와 ICT를 활용한 효율적인 서비스’ 제공에 두고 다양한 서비스를 지향하고 있다.
프랑스 (프랑스 국립철도(SNCF))	프랑스 국립철도(SNCF)는 파리의 지하철에 스마트스테이션과 건축 디자인을 접목해 승객 경험과 운영 효율성을 향상시키고 있다. 파리 지하철 시스템은 세계에서 가장 오래되고 광범위한 지하 교통 시스템 중 하나로 인터랙티브 터미널(interactive terminals)과 모바일 앱을 통해 역을 더 쉽게 탐색하고 실시간 정보를 업데이트할 수 있도록 하고 있다.
미국 (뉴욕 시)	미국은 지하철을 이용하는 승객의 편의성과 운영 효율성을 향상시키기 위해 스마트스테이션을 도입하고 있다. 뉴욕시 지하철은 광범위한 네트워크를 구축하여 지하철역과 특정 터널에서 무료 Wi-Fi 및 모바일 서비스를 제공하고 있다. 이를 통해 승객들은 실시간 열차 시간표와 긴급상황에 대한 대처를 빠르고 편리하게 할 수 있다.

5. 연구동향

제주국제컨벤션센터에서 열린 국내철도 국제학술대회에서 사공명 본부장은 "한국에서 철도의 디지털화 수준은 기존 아날로그에서 디지털로 바꾼 초기 단계에 머물러 있다. 데이터(DB)와 디지털을 접목하는 등 다음 단계(digitalization)로 나아가야 한다"며 "엔지니어의 관점에서 비용 등을 따져보고, 정부-운영기관-건설ㆍ관리기관-학계 등이 모두 머리를 맞대 의견을 조율하는 등 장기적 관점에서 디지털 전환계획을 수립해야 할 필요가 있다"고 진단했다. 또한 현재 스마트스테이션 사업은 LTE위주의 개발이 이루어지고 있는데 새로 개발되는 5G의 흐름에 맞추어 대용량 데이터의 실시간 전송을 활용한 통합관제, 일괄분석 및 대처 등 유연한 전환이 필요하다.