Hitachi가 27년간 준비한 빅데이터 프로젝트, Train as a Service

필자는 최근 영국에 방문하여 2012 런던 올림픽에서 시작된 Hitachi Train 프로젝트가 지난 4년간 순조롭게 진척되어 왔음을 확인할 수 있었습니다. 기계화 된 철도 교통이 영국에 등장한 것은 200여년 전인 1820년대 입니다. 그리고 현재 영국에서는 Hitachi의 기술을 사용하여 40년이 된 구식 디젤 시스템을 전기 열차로 바꾸는 프로젝트가 진행되고 있습니다. 수많은 센서와 기기들이 서로 통신으로 연결된 사물인터넷이 이 프로젝트의 핵심 역할을 담당합니다.

새롭게 탄생할 열차는 1964년 동경 올림픽 때 선보인 고속 탄환 열차 신칸센(Shinkansen) 설계를 바탕으로 개발되고 있습니다. Hitachi가 열차 설계를 담당하였으며 일본에서 사용되고 있는 자동 열차 제어 (Automatic Train Control) 시스템이 적용됩니다. 신칸센은 일본의 경제와 사회, 환경 및 문화 전반에 큰 영향을 미치며 사회적 혁신을 이루어낸 바 있습니다. 환경적인 부분에서도 일반 차량 주행과 비교하였을 때 단 16%의 이산화탄소를 발생시켜, 일본 전체적으로 연간 1만5천 톤의 CO2 절감효과를 제공합니다. 구세대의 열차를 고속 철도로 개량하였을 때 약 4억 시간을 절감하여 매년 5천억엔의 경제적인 효과를 창출하는 것으로 조사되고 있습니다. 초고속의 접근성은 대도시의 경제 성장을 지방 곳곳으로 확산시킬 수 있는 좋은 수단이기 때문입니다. 일본에서의 이러한 사회적 혁신을 영국에서도 누릴 수 있기를 기대합니다.

IT와 마찬가지로 차세대 기술로의 이동, 즉 철도시스템의 전화(電化) 작업을 최소한으로 하기 위해 열차는 두 가지 모드(bi-modal)로 운행될 것입니다. 철도가 전화(電化)된 곳에서는 전기로 운행이 되고, 아직 전화(電化)되지 않은 곳에서는 디젤로 운영될 것입니다. Hitachi는 자동 추진이 가능한 언더플로어(under-floor) 디젤을 통해 향후 전력 기반으로 교체될 수 있도록 설계하였습니다. 이 열차는 전력 소비 및 공해를 줄이고, East Coast에서 Great Western Mainline 구간을 이용하는 승객들에게 보다 안전하고 빠르며, 편안한 여행 경험을 선사할 것입니다. East Coast Mainline의 경우 늦어도 2016년에는 서비스가 시행될 예정이며, Great Western Mainline은 2017년 서비스를 목표로 하고 있습니다.

125 mph 이상의 고속 열차인 만큼 제어 시스템이 이 설계의 핵심 요소입니다. Hitachi는 유럽 공통 열차 제어 시스템 (European Train Control System)에 온보드 제어 시스템을 적용하여 성공적으로 시연을 마친 바 있습니다. 즉 국경을 지날 때에도 열차 신호 및 기관 체계를 변경하지 않고 열차 운행이 가능한 것입니다. 이 시스템을 통해 표준 선로 제어기 및 기관부 표준 제어기를 설치하여 GSM 무선 신호를 통신함으로써, 실시간 신호 교환 및 제어, 열차 보호가 가능해집니다.

Train as a Service를 제공하는 Hitachi

열차 사업은 수많은 차량 관계사가 투입되는 자본집약적인 비즈니스로서 유지보수와 스케줄링이 수익의 핵심입니다. 영국 도시철도 시스템의 기술적인 혁신이기도 하지만 비즈니스 모델 면에서도 혁신적인 사업입니다. 해당 열차는 Hitachi의 소유로 유지보수도 직접 진행하게 됩니다. 영국의 Network Rail System에서는 오직 “온-타임 서비스”에 대해서만 지불하게 되는 것입니다. Hitachi는 이번 프로젝트를 통해 “Train as a Service”을 제공함으로써 열차의 설비 투자 비용(CAPEX)을 운용 비용 (OPEX)로 전환하는 사례를 만들어냈습니다. Hitachi에서 상당한 투자 위험을 감수하는 듯 보일 수 있지만 Hitachi는 빅데이터 분석을 통해 이러한 리스크를 충분히 관리할 수 있을 것으로 확신합니다. 열차에 탑재된 센서를 통해 실시간 모니터링 및 분석, 제어, 유지보수가 가능하기 때문입니다. 예를 들어 제어 시스템에 GPS를 장착해 정차역 플랫폼에 따라 문이 개폐되도록 설정함으로써 열차 길이보다 플랫폼이 짧을 경우 문이 열리지 않도록 할 수 있습니다.

사물인터넷 기반의 빅데이터 프로젝트를 통한 새로운 혁신

상당 수의 빅데이터 분석은 발생 시점에서 실시간으로 이루어질 것이며, 관련 데이터는 HDS의 컨버지드 플랫폼인 Unified Compute Platforms(UCP)에 저장되어 분석됩니다. 이 프로젝트는 Hitachi Consulting Corporation, Hitachi Rail, Hitachi Control Systems, Hitachi Smart Information Systems, Hitachi IT Platform Division, 그리고 Hitachi Data Systems 등 Hitachi의 여러 관계사의 협력으로 이루어진 프로젝트 입니다. 27년의 시간을 투자한 빅데이터 프로젝트로서 “사물 인터넷”에 대한 통찰과 다양한 산업에 대한 전문성이 뒷받침 되었기에 가능했던 일이라고 생각됩니다. 이러한 규모의 빅데이터 프로젝트를 진행할 수 있는 기업은 굉장히 드물 것이라고 예상되며, 다행스럽게도 Hitachi는 이것이 가능한 기업이기에 이러한 새로운 혁신을 이끌어 낼 수 있을 것입니다.

Written by

Hu Yoshida

HDS CTO