스마트스테이션

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. 대한민국 2022년 서울시민들의 지하철 이용건수는 1,881,000,000번이다. 또한 현대에 이르러 가장 중요시 되고 상용화 되어 있는 정보통신기술을 사람들이 많이 이용하는 철도산업에 도입시키는 것은 중요한 의의를 가지고 있다. 스마트스테이션의 도입은 단순히 철도산업에 정보통신기술을 도입하는 것이 아니라 도시인프라와 결합하여 미래사회에 적합한 스마트 시티로 가는 과정 중 하나이다. 현재 대한민국은 한국철도공사(KORAIL)와 서울교통공사가 주도하여 대한민국 철도 산업에 스마트스테이션의 도입 및 확장을 진행하고 있다.

내용

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. 이를 통해 소방, PSD, 셔터, 승강기, 카메라 3D맵, 보안, 재난, 시설물, 고객서비스 분야 등 개별적으로 관리하던 역사 시설물을 고객안전실에서 통합관리가 가능하도록 구축하고 있다.

스마트스테이션 3D맵 활용

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.

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.

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. 스마트스테이션에서 사물인터넷은 역내의 각종 정보들을 다양한 장소에서 빠르게 수집하여 관제센터로 전달한다.

효과

스마트스테이션에서 제공하는 다양한 기능과 서비스는 역사 운영을 효율적으로 수행하고, 역무원의 업무부담을 경감하고, 승객의 편의를 증진하고, 비상 시 안전 도우미의 역할을 수행하는 등 다양한 운영성과를 창출하고 있다.

• 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.
• 역사 내 일반인 출입금지구역 등 비인가자에 의한 통제구역 접근 시 지능형 CCTV로 즉시 확인이 가능하여 빠른 대응을 통해 출입관리 강화가 가능해진다.
• 휠체어 자동 감지지능형 CCTV 영상 내에서 휠체어를 자동 감지해 가까운 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 작업부담을 줄이는 효과를 얻을 수 있다.

국내사례

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. 이 기능으로 제한구역 무단침입이나 역사 화재 등이 돌발 상황이 발생 했을 때 실시간으로 알려준다. 또한 지하철 역사 내부를 3차원으로 표현함으로써 위치별 CCTV 화면을 통한 가상순찰도 가능하다.
~2026	모든 호선에 걸쳐 구축 할 예정

비판

디지털소외계층에 대한 문제

스마트스테이션으로 인해 지하철이 자동화되면서 '디지털 소외계층문제' 가 제기되고 있다. 스마트스테이션 시스템을 통한 역정보 알림이나 여러가지 자동화 시스템들은 디지털 소외계층에게는 편리함보다 불편함으로 다가올 것이다. 따라서 역내의 기존 교통약자뿐만 아니라 새롭게 생겨나는 디지털 소외계층에 대한 대응도 마련해야 할 것으로 보인다.

사업비용의 문제

서울시의회 교통위원회에서 2019년 서울교통공사 행정사무감사를 통해 서울교통공사 스마트스테이션 사업전반에 대해 아래와 같이 지적하였다.

"스마트스테이션의 목적은 노후화된 CCTV교체를 통해 시민의 안전을 위한 지능형 CCTV도입이 주된 목적이다. 이는 시민들에겐 필요한 사업임에는 분명하나, 사업자료 전반을 살펴보면, 119억원의 예산을 들여 2호선50개역 983대 CCTV교체를 시행한 사업임

에도 불구하고 서울교통공사의 제안요청대로 계약자가 해당규격의 물품을 올바르게 공사하였는지를 확인 할 수 있는 규격비교표 또한 제출하지 않았으며 주요 자재에 대한 규격이 모호한 것을 볼 수있다. 특히 기본적인 관리시스템에 대한 기준근거의 단가

비교대상 자체가 특정업체의 오차범위 +-5%이내의 가격으로 책정되었으며, 그 중 3D 모델링은 기 구축된 서울시 3차원 실내공간정보 데이터를 활용하여 구축하며 현장조사를 기반으로 현행화 하는 부분이고 대부분의 예산이 인건비인데 4억3천만원이라는

예산의 근거 또한 모호하다.” 고 지적하였다.

해외사례

스마트스테이션의 도입은 세계적인 추세이다. 대중 교통 시스템을 더욱 효율적이고 안전하며 편리하게 만들고 LTE, 5G와 사물인터넷(IoT)과 같은 첨단기술을 통해 스마트시티의 인프라를 개발할 수 있기 때문이다.

해외사례

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 (SYSTRA)	SYSTRA는 역 환경을 위한 동적 관리 스마트시스템을 개발하였다. 스테이션 내부 및 외부에 장착 된 센서는 조명, 공공 주소, 환기 및 승객 정보 시스템을 운영 할 수 있고 특수 인터페이스를 통해 장애를 실시간으로 식별하고 고장을 예측하여 운영자에게 최상의 서비스를 제공한다. 또한 동적 관리 스마트시스템을 개발하여 스테이션에 있는 센서로 조 명, 승객 안내, 환기 및 승객 정보 시스템을 운영, 특수 인터페이스를 통해 장애를 실시간으로 식별하고 고장을 예측하고 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.
영국 (런던의 세인트 판크라스 역)	이 역은 2007년 대대적인 개조 프로젝트를 마친 후 쇼핑센터, 레스토랑, 호텔 등을 갖추어 '도시 내의 미니 도시'를 만들었다. 이는 승객들에게 필요한 모든 시설을 한 곳에서 제공함으로써 도착하고 떠나는 여행자들의 스트레스를 줄여준다.​
네덜란드 (헬몬드역)	2014년에 이 역은 새로운 엘리베이터, 보행자 및 자전거 다리, 자전거 주차장을 만들어 승객의 접근성을 향상시켰다. 또한 역의 설계는 역을 도시의 역사적 및 도심 지역과 연결하는 역 광장을 포함하여 지역 사회와의 연결성을 강화하는 데 중점을 두었다.
독일 (케르펜 호렘역)	지속 가능한 디자인을 적용하여 환경 발자국을 줄이는 데 중점을 둔 독일 철도 회사 도이체 반(Deutsche Bahn)의 'StationGreen'. 이 역은 태양광 패널을 통해 자체 에너지를 공급하며, 지열 시스템을 사용하여 청정하고 지속 가능한에너지로 난방을 제공한다

이와 같은 해외사례들은 철도 스테이션의 디지털(스마트화)가 단순히 기술적 진보를 넘어서, 승객 경험의 향상, 환경적 지속 가능성 강화 및 도시와의 통합을 향한 노력의 일환임을 보여준다. 이러한 스마트스테이션들은 더 넓은 도시 인프라와 통합되어 시민들의 생활의 질을 높이는 역할을 하고 있다.

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, 건설, 관리기관, 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 있지만 새로 개발되는 5G의 흐름에 맞추어 대용량 데이터의 실시간 전송을 활용한 통합적인 관제시스템, 일괄적인 분석 및 대처 등 유연한 전환이 필요하다.