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사례 연구: HRT가 Taipei Metro의 터널 검사 시스템에 Teledyne의 모바일 매핑용 구면 카메라를 채택한 이유

HRT Corporation은 고속철도 검사 시스템 개발에 Teledyne Vision Solutions의 Ladybug 카메라 시리즈를 채택했습니다.

“개발 과정에서 가장 중요한 순간마다 Teledyne의 전문가들은 큰 힘이 되어 주었습니다. 문제 해결을 위한 밤낮을 가리지 않는 기술 지원, 철저한 기술 검증, 지속적인 지원과 헌신 덕분에 우리는 복잡한 선택지를 빠르게 정리하고 고객에게 가장 적합한 이미징 솔루션을 신속하게 파악할 수 있었습니다.”

— HRT Corporation Ltd 총괄 매니저 Allen Wei

개요

이 고객 사례는  HRT® Corporation 이 2D LiDAR와 Teledyne®의 360도 이미징 시스템을 결합해 Metro Taipei® (TRTC) (타이베이시 공기업)의 터널 검사 프로세스 개선을 어떻게 지원했는지 소개합니다. 기존 측정 방식의 과제, LiDAR 데이터에 360° 고해상도 시각 정보를 더하는 가치, 그리고 효율성과 안전성 향상에 대해 설명합니다. 또한 이 사례는 철도 인프라 유지보수에서 Teledyne Ladybug® 카메라 시리즈가 제공하는 실질적인 이점을 보여줍니다.

목차

  • 소개

  • 과제

  • 2D LiDAR와 Ladybug5+의 통합

  • HRT 고객에게 제공한 효과

  • 결론

고속 메트로 노선에 장착된 Ladybug5Plus.

소개

2012년에 설립된 HRT Corporation은 항공, 자동차, 해양 분야를 위한 측정 및 모니터링 솔루션을 제공합니다. HRT는 품질과 효율성 향상을 목표로 시스템 설계, 장비 선정, 데이터 통합 및 분석을 통해 고객을 지원합니다.

“우리의 사명은 타협 없는 철도 안전을 실현하기 위한 첨단 검사 모바일 시스템을 설계하고 개발하는 것입니다.”

— HRT Corporation 총괄 매니저 Allen Wei

 

HRT와 Taipei Metro

HRT는 인프라 모니터링과 유지보수를 지원하기 위해 타이베이 메트로(Taipei Metro)용 차량 탑재형 철도 검사 시스템을 설계하고 통합했습니다. 이 시스템은 타이베이 메트로 차량 부서 내 예방정비 부서에서 연례 터널 건축한계 측정에 사용되고 있습니다. 이 중요한 안전 작업을 통해 터널이 정해진 공간적 한계 내에서 유지되고, 열차가 전체 네트워크에서 안전하고 안정적으로 운행될 수 있습니다.

메트로 터널에서 건축한계가 갖는 안전 요건

타이베이 메트로는 밀집되어 있고 공간적 제약이 큰 터널 환경에서 운행됩니다. 케이블, 배관, 승강장 가장자리와 같은 인프라 요소는 안전한 운행을 보장하기 위해 열차에 지정된 건축한계에서 항상 벗어나 있어야 합니다.

건축한계 측정은 안전 여유를 확보하는 데 필수적입니다. 이는 다음 목적으로 사용됩니다.

  1. 차량과 주변 구조물 간의 공간적 관계 모니터링
  2. 안전 위험으로 발전하기 전에 잠재적 장애물 감지
  3. 예방정비 계획과 지속적인 운행 안전 확보 지원
“타이베이 메트로에게 네트워크의 건축한계를 관리하는 일은 단순한 기술 요건이 아닙니다. 이는 매일 수백만 명의 승객의 생명과 직결됩니다. 정밀한 모니터링을 통해 구조적 여유를 확보하는 것은 운행 위험에 대한 1차 방어선입니다. 잠재적 장애물을 사전에 식별함으로써 열차가 전체 네트워크에서 안전하고 원활하며 중단 없이 운행되도록 보장하고 있습니다.”

— HRT Corporation Ltd 총괄 매니저 Allen Wei

과제

기존 측정 방식의 한계 

새 시스템 도입 전, 타이베이 메트로는 차량 탑재형 2D LiDAR 스캐너를 사용해 건축한계 프로파일을 획득했습니다. 이 방식은 정확한 측정값을 제공할 수 있었지만, 생성되는 데이터는 2차원에 한정되었습니다. 터널에 대한 정확한 시각적 맥락이 없었기 때문에 운영자는 건축한계 위반의 원인을 식별할 수 없었습니다. 또한 기존 LiDAR 시스템은 단종되어 장기적인 시스템 지속 가능성에 대한 우려도 있었습니다.

대체 기술의 복잡성

시스템 개발 과정에서 HRT는 대체 센싱 기술을 평가했으며, 다음과 같이 판단했습니다.

  1. 3D LiDAR 포인트 클라우드는 열차 속도의 영향을 받아 복잡한 데이터 패턴을 생성합니다.
  2. 건축한계 검사를 위해 이러한 데이터 세트를 처리하면 불필요한 복잡성이 추가됩니다.
  3. 이 정도의 복잡성은 일상적인 건축한계 측정의 실무 요건에 적합하지 않습니다.

 

“고속철도 검사용 시스템을 설계하려면 섬세한 균형이 필요합니다. 혹독한 실외 환경을 견디기 위해 하드웨어는 단순하고 신뢰성이 높아야 하는 동시에, 소프트웨어는 완전한 해석 가능성을 제공해야 합니다. 고속으로 이동하는 플랫폼에서 결함 없는 고해상도 이미지를 획득하는 것은 물리적으로 매우 큰 과제입니다. 그러나 우리의 진정한 목표는 그 원시 데이터를 유지보수 팀이 즉시 신뢰할 수 있는 명확하고 설명 가능한 인사이트로 전환하는 것입니다.”

— HRT Corporation Ltd 총괄 매니저 Allen Wei

2D LiDAR와 Ladybug5+ 모바일 매핑 시스템

이러한 과제에 대응하기 위해 HRT는 Teledyne의 Ladybug 카메라 시리즈를 활용한 360도 구면 이미징 시스템과 2D LiDAR를 결합한 통합 모니터링 시스템을개발했습니다.

Teledyne 구면 이미징 카메라가 선택된 이유

개발 과정에서 Ladybug 구면 이미징 카메라의 통합은 이 용도에 가장 적합한 솔루션으로 판단되었습니다. Ladybug5+ 카메라는 다음을 제공합니다.

  1. 터널 환경 전체를 포괄하는 360도 시야
  2. 검사 차량의 좌우 양측을 동시에 시각화
  3. 케이블, 배관, 승강장 가장자리 등 장애물이 발생하기 쉬운 영역의 고해상도 이미지
“당사의 애플리케이션에서 360° 구면 카메라 시스템을 사용하는 주요 이점은 검사 차량의 좌우 양측에 대한 고해상도 이미지를 동시에 획득할 수 있다는 점입니다. 이러한 특정 영역은 케이블, 배관, 승강장 가장자리가 열차 주행 경로로 침범하기 쉬운 위치이며, LiDAR 데이터와 함께 정확한 시각적 확인을 가능하게 합니다.”

— HRT Corporation Ltd 총괄 매니저 Allen Wei

LiDAR와 이미징의 상호 보완적 역할

통합 시스템에서 각 센서는 명확한 역할을 담당합니다. 2D LiDAR는 정밀한 건축한계 프로파일을 제공하고, Ladybug5+ 이미지는 시각적 맥락을 추가하여 운영자가 다음을 수행할 수 있도록 합니다.

  1. 측정 데이터와 함께 실제 터널 환경 확인
  2. 건축한계 조건에 영향을 주는 특정 대상 식별 및 확인

이 접근 방식은 LiDAR 측정의 신뢰성을 유지하면서 주변 환경에 대한 맥락을 추가합니다.

“이 시스템은 해석하기 쉬운 AI 진단 결과와 원본에 준하는 시각적 증거를 함께 제공함으로써 엔지니어링 검사 신뢰도를 99.8%까지 높이는 동시에 수동 데이터 검토 시간을 45% 이상 단축했습니다."

— HRT Corporation Ltd 총괄 매니저 Allen Wei

 

HRT 고객에게 제공한 효과

통합 시스템을 통해 타이베이 메트로는 다음을 수행할 수 있게 되었습니다.

  1. 예방정비 프로그램의 일환으로 연례 건축한계 측정 수행
  2. 운행 안전을 유지하면서 건축한계 모니터링
  3. 터널 환경 내 잠재적 장애물의 시각적 확인
  4. 기하 정보와 이미지를 결합하여 검사 결과의 해석 가능성 향상
“첨단 검사 기술을 통합 플랫폼에 결합함으로써 우리의 접근 방식은 사후 대응형 유지보수에서 예방 중심의 유지보수로 전환되었습니다. 단편적인 검사를 이 통합 시스템으로 대체함으로써 고위험 선로 환경에 직원이 진입해야 하는 상황을 최소화할 뿐만 아니라 도입 효율도 극대화하고 있습니다. 이제는 일상 운행에 영향을 미치기 전에 잠재적인 문제를 해결할 수 있어 선로 안전성과 유지보수 성능을 모두 크게 향상시키고 있습니다.”

— 타이베이 메트로

새로운 통합 시스템의 추가 이점

장비 중량: 새 시스템의 중량은 기존 시스템의 1/3~1/2 수준으로, 설치와 제거가 더 쉽습니다.
관련 데이터: 운영자는 주요 타이밍 포인트 전후 5초간의 Ladybug5+ 이미지를 확인할 수 있습니다.
보증: 핵심 시스템 구성요소는 장비 제조사의 보증으로 보호됩니다.

결론

2D LiDAR와 Teledyne의 Ladybug 구면 이미징을 결합함으로써 HRT는 실제 철도 운영에 적합한 실용적인 검사 솔루션을 제공했습니다.

Teledyne의 이미징 전문가와 초기 단계부터 협력함으로써 시스템 개발을 효율화하고, 프로젝트 초기부터 적절한 기술을 선택할 수 있었습니다.

이 접근 방식은 HRT Corporation의 개발을 가속화하고 성과를 향상시키는 동시에 타이베이 메트로에 장기적인 가치를 제공했습니다.