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- 전자기 사인으로 정확한 위치 파악, 더 가까운 간격 제공

새로운 센서로 더 많은 열차를 선로에 배치
전자기 서명을 통해 보다 정확한 위치 파악 및 더 가까운 간격 제공

철도 지문:
연구원들은 철도 네트워크에서 열차의 위치를 ​​이전보다 더 정확하고 안정적으로 결정할 수 있는 기술을 개발했다. 새로운 시스템은 레일의 전자기 "지문"을 스캔하므로 열차의 위치를 ​​GPS보다 정확하고 레일에 내장된 센서보다 저렴하다. 이를 통해 열차의 시계를 더 자주 표시할 수 있어 철도 운송을 보다 효율적으로 만들 수 있다.

사람이나 물건을 A에서 B로 옮기기 위해 철도 운송은 도로 운송보다 훨씬 더 기후 친화적이며 환경 친화적이다. 그러나 수용 인원 부족, 빈번한 지연 및 때때로 불리한 타이밍으로 인해 많은 여행자들이 기차에 대한 열정을 꺾는다. 철도를 통한 화물 운송의 확대도 주춤하고 있다. 주어진 시간 내에 더 많은 열차가 같은 선로를 운행할 수 있다면 이러한 병목 현상 중 많은 부분이 완화되거나 제거될 수 있다.

장소를 정하기 위한 레일의 "지문"

칼스루에 공과대학(KIT)과 ITK 엔지니어링의 연구원들이 개발한 시스템이 미래에 도움이 될 수 있다. 자기 "지문"을 사용하여 현재의 많은 방법보다 기차의 위치를 ​​​​정확하게 찾아내는 센서다. KIT의 Martin Lauer는 "선로에서 열차의 위치를 ​​이전보다 더 정확하고 안정적으로 결정함으로써 열차는 더 짧은 간격으로 선로 구간을 통과할 수 있다. 선로 킬로미터당 용량이 증가한다"고 말했다.

새로운 MAROS(Magnetic Railway Onboard Sensor) 작동 방식은 간단하다. "금속 철도 트랙에도 모든 지점에서 매우 개별적인 프로파일이 있는 일종의 지문이 있다"고 Lauer는 설명했다. 이 전자기적 위치 서명을 정확한 지리적 위치에 할당할 수 있으려면 먼저 각 철도 노선을 최소한 한 번은 이동하고 측정해야 한다. 이 데이터는 기차 노선의 지도에 입력된다.

정확한 위치 및 거리 측정

열차에 탑재된 MAROS 시스템이 이 자기 지문을 기반으로 현재 위치를 인식할 수 있도록 레일을 스캔한다. "이를 위해 차량 하부에 부착된 센서가 전자기장을 생성한다. 레일과 같은 강자성 재료에 의해 생성되거나 레일의 고정 재료가 영향을 받는다”고 Lauter는 설명했다. "이런 식으로 경로의 각 구간에 정확한 전자기 지문을 할당할 수 있다." 지능형 알고리즘을 포함한 특수 소프트웨어가 위치를 파악하고 이를 관제 센터에 보고한다.

이 시스템의 도움으로 열차의 현재 위치와 거리를 결정할 수 있다. ITK Engineering의 철도 기술 프로그램 관리자인 Tobias Hofbaur는 "이를 통해 열차를 트랙 정확도로 지속적으로 지역화할 수 있다"고 말했다. 오스트리아의 여러 도로 구간에 대한 첫 번째 테스트 드라이브는 이미 성공적이었고 센서가 작동함을 입증했다.

35% 더 많은 활용 가능

따라서 MAROS 시스템은 철도 교통에 대한 기존 추적 시스템의 결점을 우회한다. 선로에 내장된 정보 캐리어(발리스)는 신뢰할 수 있지만 비용이 많이 든다. 카메라 시스템은 밤이나 눈이 올 때만 제한된 범위로 작동한다는 단점이 있다. GPS 신호는 터널, 산골짜기 또는 도심 협곡에서 한계에 도달한다. 또한 여러 인접 트랙 중 사용 중인 트랙을 확실하게 식별하는 데 사용할 수 없다. "그러나 이 정확한 위치 파악은 철도 운영에 절대적으로 필요하며 MAROS를 통해 달성할 수 있다"고 Lauer는 말했다.

연구팀에 따르면 이 기술은 철도 교통을 보다 안전하고 효율적으로 만들 수 있는 새로운 기회를 제공한다. "현지화는 그 어느 때보다 정확하고 다른 기술보다 비용 효율적이며 전 세계의 모든 강철 레일에 사용할 수 있다. 전반적으로 MAROS를 사용하면 철도 네트워크의 활용도가 35% 향상된다"고 연구원은 말했다. 센서는 2025년 초까지 시장에 출시될 것으로 전망된다.
출처: KIT (Karlsruhe Institute of Technology)

[더사이언스플러스=문광주 기자] "Green Soul, Beautiful Science"

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