- 광주 1호선 실증 적용, 성능검증을 통한 상용화 추진 -

□ 한국철도기술연구원(이하 철도연, 원장 사공명)은 인공지능(AI) 기술을 활용해 신재생에너지 및 회생전력을 효율적으로 연계하고, 지하철 역사 내 공조설비를 포함한 전체 설비의 에너지 사용을 최적 제어하는 기술을 개발했다.

ㅇ 이 기술은 강화학습 기반 알고리즘을 통해 실내 공기질과 온·습도를 일정하게 유지하면서도 에너지 사용량을 최소화하는 것이 핵심이다. 기존의 시간 계획형 제어 방식보다 전력 사용량을 10% 이상 절감할 수 있다.

ㅇ 또한 태양광 등 신재생에너지와 열차 제동 시 발생하는 회생전력을 통합적으로 활용해 지하철 역사의 냉난방 설비 등의 에너지 사용을 인공지능으로 최적화하는 통합제어 기술이다.

□ 이 기술은 국가과학기술연구회(이사장 김영식, 이하 NST) 소관 철도연의 기본사업으로 광주교통공사와 공동 개발하였으며, ㈜라온프렌즈에 기술이전되었다.

ㅇ 현재 광주도시철도 1호선 남광주역사에 현장 실증 사이트를 구축 중이며, 12월까지 완료 예정이다. 2026년에는 성능 검증을 거쳐 상용화할 예정으로, 수도권 등 전국 도시철도 역사에 확대 적용이 기대된다.

※ 관련 연구과제

- 과제명 : 가상화기반 에너지 통합형 철도역사 스마트 운영기술 개발

(연구기간: 2024. 1. ~ 2026. 12. / 연구책임자 : 정호성 철도연 수석연구원)

□ 철도연은 향후 신재생에너지, 회생전력, 배터리 저장시스템 등을 통합 관리할 수 있는 철도 에너지 통합운영 플랫폼으로 기술을 고도화할 예정이다.

ㅇ 향후 공조설비뿐 아니라 조명, 환기, 엘리베이터 등 역사 내 주요 부하 설비까지 제어 대상을 확장할 수 있도록 지능형 에너지 관리 시스템(EMS)으로 구현할 예정이다.

□ 박종영 철도연 책임연구원은 “이번 기술은 빅데이터 분석과 학습을 기반으로 한 자율 제어형 공조 시스템으로 발전시켜 나갈 것이며, 향후 철도 역사뿐 아니라 일반 건물, 산업 시설 등으로도 확대 적용이 가능하다”고 밝혔다.

□ 광주교통공사 유병권 전기팀장은 “남광주역사에 구축 중인 실증 시스템을 통해 실제 에너지 절감과 운영 효율성 제고 효과가 기대된다”며, “인공지능을 활용하여 에너지 사용을 최적화하고, 이를 통해 전력요금도 경감할 것으로 전망한다”고 말했다.

□ 사공명 철도연 원장은 “인공지능을 도시철도 운영현장에 적용하여 전력에너지 사용을 효율화하는 친환경 수요지향 성과”라며, “첨단기술 중심으로 국민이 체감할 수 있는 스마트 도시철도 환경 구축에 최선을 다하겠다”고 말했다.

※ 참고: 인공지능 기반 철도역사 에너지통합제어시스템 구성도 및 사진

<신재생에너지·회생전력 연계형 철도역사 통합 에너지관리시스템 구성>

<전력 측정 설비 및 콘솔>

<데이터 조회 및 ESS 운영 화면>