정책

실시간모니터링시스템

등록일 2014-05-16 분류 교통 글쓴이 scaadmin
소속
서울특별시도시철도공사 종합관제센터 시스템운영부
작성일
2014-05-16
최종수정일
2016-11-23

도시철도 장애조치 및 시설물관리의 과학화를 이룬 '실시간모니터링시스템’

실시간 모니터링 시스템 시행전후

정책 시행 전(‘10)

정책 시행 후(‘14.3)

  • 분야별 시스템 운영 및 감시

  • 점검시간 2,367시간

  • 기술력 미비

  • 인력으로 운영

  • 전호선 시스템 데이터 통합 감시

  • 점검시간 140,160시간(59배 증가)

  • 신기술 네트워크 및 소프트웨어 개발(년 1,902백만원 절감)

  • 자체유지보수(년 1,588백만원 점감)

정책 개요/비전

  • 실시간모니터링시스템(SCAMS : SMRT Comprehensive Analysis Management System)

    • 신호, 통신, 기계, 토목, 전기 등 각 분야별 기능실 및 관제 시설물의 정보들을 실시간으로 감시하고 데이터를 통합 관리할 수 있는 시스템이다.

  • 조직 중심에서 업무중심의 관제 실현

    • 신호, 통신, 기계 등 각 분야별 조직 중심으로 구성되어 있는 기존 관제 시스템 중 공통으로 필요한 모든 정보들을 통합, 업무중심의 관제시스템 구축으로 다른 분야의 정보도 빠르게 인지함으로써 열차운행 장애 발생시 신속한 대응 할 수 있도록 시스템을 구성하였다.

  • 데이터 통합관리로 장애 예방

    • 정보 융합을 통해 빅데이터를 구축하여 효율적인 장애이력 통계분석과 시설물상태를 추이분석하여 장애 사전예방에 도움이 될 수 있도록 시스템을 구현하였다.

추진배경

  • 각 분야별 업무 공유 필요

    • 역사화재발생, 선로전환기, 열차무선 등 장애 중 한 가지 원인이라도 발생할 경우 열차안전운행에 직·간접적인 영향을 주고 있으나 기존 분야별 관제 시스템은 공간적, 시스템적으로 분산되어, 장애 발생시 다른 분야와의 정보공유가 어려워 신속한 장애 대처에 한계가 있었다.

  • 지하철 현장의 효율적인 점검방식 필요

    • 도시철도는 1995년 5호선을 시작으로 단계적으로 개통되어 시설물은 장기 사용에 따른 노후화가 진행되고 있고, 노후화로 인해 잦은 고장이 발생하여 사전 장애 예방 및 점검의 과학화가 필요했다.

  • 장애 분석을 위한 분석시스템 필요

    • 기술 분야 시설물의 장애 및 상태 데이터의 양은 방대하고 데이터가 분야별, 시스템별로 분산되어 있어 전 분야의 장애 전조증상 예측 및 장애 발생의 환경적 요인 종합적으로 파악하기가 곤란하였다.

  • 정보공유 시스템 개발

    • 이를 개선하고자 지원인력을 중심으로 인력을 양성하여 자체 기술력으로 기술분야 시설물 데이터를 통합관리하고 온도, CCTV, 환기실 전류량 등 기능실 상태를 감시할 수 있는 USN 데이터 정보를 추가하여 통합 기술관제 시스템을 구축하게 되었다.

정책 소개

분야별 관제정보 신호, 설비, 통신, 전기 운영과 열차운행 정보와 같은 관제정보. 기능실 현장 정보 소음, 온도, 전류, 전압 구조물 변위, 화상정보(IP카메라) 변전실, 배수펌프실과 같은 현장USN정보. 시설물 이력정보 제원, 고장, 조치, 시설물고장신고와 접수처리, VOC 민원정보와 같은 UTIMS와 VOC정보. SMRT-Uffice자재,전동차,운전정보,역정보,MIS정보,인사,회계,예산,수송과 같은 운영정보로 통합기술관제 시스템을 구축함

  • ​기존 관제 시설물 통합으로 신속한 장애 조치

    • 신호, 통신, 기계 등 각 분야별, 설비별로 나누어진 관제 시스템의 데이터를 표준화 시키고 하나의 빅데이터로 통합하고 단일 화면에서 5~8호선 시설물의 상태와 경보를 실시간으로 확인 가능하게 감시화면을 설계하고 자체인력으로 UI화면을 개발하였다.

      <시스템 구성도>신호,통신,기계 등 각 분야별, 설비별로 나누어진 관제 시스템의 데이터를 표준화 시키고 하나의 빅데이터로 통합한다. 개별 데이터 코드에 표준화를 적용하여 UI 재구성을 통합하였다.

  • 시설물의 중요도에 따라 1~3단계의 경보가 나타나게 함으로써 장애 동시 발생시 우선하여 장애 조치해야하는 시설물을 즉시 파악할 수 있도록 하였으며 5~8호선의 경보를 한눈에 확인함으로써 장애가 발생한 역사에 열차가 도착하기 전 경보내용 통보로 관제사의 신속한 상황판단에 도움이 될 수 있도록 시스템을 설계하였다.

  • ​또한 시설물고장신고/접수처리 VOC(민원정보) 시스템 등 다른 시스템과 연동되도록 하여 신속한 장애조치가
    이루어질 수 있도록 설계하였다.

전체 경보화면모습과 역사별 경보 상세화면 모습

  • 지하철 현장 점검을 원격 확인 가능한 USN 시스템 도입

    • 시민안전에 필수적인 지하철 시설물을 24시간 상시 점검, 데이터 분석에 의한 장애를 사전 예방 할 수 있는 도시철도 USN을 도입하고 UI화면을 통합기술관제시스템에 통합시켰다.

    • USN 시스템 현장설비는 소음, CCTV 온도센서 등 7개 종류 센서 6400여개와 데이터 수집장치로 구성되어 전역사 기능실에 설치 인력을 이용한 각종 시설물 점검 시간부족을 24시간 상시점검이 가능하게 되었다.

      • USN(Ubiquitous Senor Network) : 시간과 장소에 구애 받지않고 언제 어디서나 네트워크에 접속하여 장치를 확인할 수 있는 시스템

    • ​또한, 본선구간 기존케이블 사용으로 데이터 케이블 배선, 배관, 허브 설치비용 절감 USN 공사비용 절감하고 MLC모뎀 등 신기술을 적용한 네트워크 방식을 적용하고 중계서버, 모니터링화면 등 소프트웨어를 자체 인력으로 개발하였다.

      네트워크망을 중심으로 통신과 통합기술관제로 나누어지고 통신실에는 중계PC가 DB서버와 스토리지로 나누어지며, 통합기술관제실은 모니터링PC가 각각 나누어져있다. 또한, 네트워크망이 통신기계실의 데이터수집장치와 연결되어 배선반을 통해 전기실, 신호기계실, 변전실, 본선환기실, 본선배수실, 궤도, 청담대교로 나뉘어진다.

       

  • 빅데이터를 활용한 장애분석

    • 20년된 도시철도 시설물은 노후화로 인해 잦은 고장이 발생하게 되었고 이에 대응하기 위한 사전 장애 예방 및 점검의 과학화가 필요했다. 각 경보를 중요도에 따라 1~3단계별로 분류하고 경보발생내역의 이력조회 및 장애분석에 용이하도록 하였고 온도, 전류 변화량 등 센서의 상태값을 데이터 베이스화하여 장애전조증상을 파악하기 위한 시스템을 구현하였다.

시설물 상태 분석

경보이력 조회

시설물 상태를 분석하는 컴퓨터 화면 이미지

경보이력을 조회하는 컴퓨터 화면 이미지

결과 및 평가

  • 각종 기술 감시시스템의 정보 통합으로 장애 예측분석과 신속한 상황대처 및 대책수립 등의 업무가 가능하도록 지원하기 위한 기술분야 통합기술관제 시스템을 자체 기술력으로 개발함으로써 업무효율 향상과 예산절감에 의한 경영개선에 기여하였다.
    • 장애조치 효율성 향상 및 장애 분석

      • 관제의 감시 모니터, 운영탁 공간적 분산으로 정보의 지연·왜곡·단절현상 발생할 우려가 있던 것을 통합기술관제시스템으로 4만여 개의 관제 포인트를 일괄적 확인함으로써 분야별 기술관제업무의 유기적 업무공조와 신속·정확한 초동조치가 가능하게 되었다.

      • 경보발생내역, 시설물 이력조회 등 장애분석에 필요한 데이터 형식을 일치시키고 정보를 통합하여 데이터 활용도 향상으로 변화량 및 추이분석이 가능하게 되었다.

변화량 분석

추이 분석

변화량이 분석 된 이미지

추이가 분석 된 이미지

  • 기술력 확보 및 예산절감

    • 신기술 네트워크 방식 적용 및 소프트웨어 자체 개발로 1,902백만원의 예산절감 효과를 이루었다. 또한 중계서버 UI화면등 소프트웨어를 자체 개발로 인한 기술력 향상으로 자체 유지보수가 가능하게 되었으며 그로 인한 유지보수 인건비는 1,588백만원/년 절감된 것으로 분석되었다.

구분

개발대상

개발내용

수량

절감내용

예산절감액

총계

 

 

1,902

신 네트워크

방식 적용

통신모뎀

MLC모뎀 적용

809대

본선구간 기존케이블 사용으로 데이터 케이블 배선,허브 설치비용 절감

(통신케이블 62,178M

스위칭 허브 413개)

1,184

소프트웨어 자체개발

통합기술관제 소프트웨어

센서 S/W 및 화면 UI, 중계PC 프로그램

7메뉴 383화면 UI

S/W5종

인건비 및 제경비 절감

(센서 S/W 및 화면UI 개발 621백만원, 중계PC 프로그램 개발 96백만원)

718

구분

시스템 점검 기대효과 발생액

투자비용

이익 효과

구축비용

개발 인건비

유지보수 인건비

합 계

2,990,806,507

1,252,051,515

718,265,708

1,588,950,064

△568,460,780

2011년

 

1,252,051,515

718,265,708

 

△1,970,317,223

2012년

2,990,806,507

 

 

1,588,950,064

1,401,856,443

  • USN 시스템 도입으로 시설물점검 효과

    • ​​변전실 전기실 등 기존 시설물을 인력으로 점검할 경우 2,367시간/년 점검 할 수 있지만 실시간 모니터링 시스템으로 점검할 경우 140,160시간/년으로 인력점검 대비 약 59.2배 점검효과가 발생되었다.

구분

점검항목

점검대상

점검주기

투입인원

인력 점검량(년간)

시스템 점검량(년간)

비고

2,365 시간

140,160시간

(인력점검대비 59.2배)

 

전기

온도

변전실

4일

2명

395시간

8,760시간

 

전기실

7일

2명

226시간

38,760시간

 

소음

-

-

-

-

8,760시간

 

기계

온도

-

-

-

-

8,760시간

 

소음

본선환기실

3개월

2명

52시간

8,760시간

 

배수펌프실

1개월

2명

156시간

8,760시간

 

전류

본선환기실

1개월

2명

156시간

8,760시간

 

배수펌프실

1개월

2명

156시간

8,760시간

 

신호

온도

기능실

6개월

2명

8.67시간

8,760시간

 

소음

-

-

-

-

8,760시간

 

전압

PF궤도

6개월

2명

52시간

8,760시간

 

통신

온도

기능실

7일

2명

226시간

8,760시간

 

소음

-

-

-

-

8,760시간

 

궤도

온도

레일

6월

2명

1시간

8,760시간

 

소음

레일

1일

2명

730시간

8,760시간

 

변위

신축이음매

14일

2명

208시간

8,760시간

 

모니터링 시스템 점검 효과 발생액 = 140,160시간 x (인당 평균임금 53,517,000 ÷ 209 ÷12)

= 2,990,806,507원

수상내역

  • 서울시 2012년도 상반기 「희망서울 창의상」 창의실행 부문 우수상 수상(2011.7.22)

FAQ

  • Q.실시간 모니터링 시스템의 도입배경은?
    A. 답변내용

    열차 정시운행에 가장 중요한 역할을 하는 관제 전력, 설비, 신호 등의 관제들이 별도의 공간에 따로 있었습니다. 장애는 한 부분에서 일어났지만 그 파급효과는 다른 분야까지 미쳤습니다. 예를 들어 선로기 장애가 발생할 경우 열차운행 지연으로 이어질 가능성이 많습니다. 다른 분야에서도 이를 인지하고 있어야 또 다른 장애를 예방할 수 있습니다. 그러나 기존에 업무처리에서는 이러한 점을 신속하게 처리하기가 힘들었습니다.

  • Q.실시간 모니터링 시스템의 구성 및 모니터링 범위은?
    A. 답변내용

    실시간 모니터링은 5개 시스템, 7메뉴, 383화면으로 구성되어 있으며 5~8호선 열차운행현황 각 역사별 시설물 경보현황을 한 화면에서 실시간으로 파악할 수 있으며 각 역사 항목을 통하여 엘리베이터, 배기팬, 등 시설물 상태정보와 화재, 과전류 등 경보정보를 포함 약 4만여개의 시설물을 모니터링 할 수 있습니다.

  • Q.실시간 모니터링 시스템의 도입성과는?
    A. 답변내용

    통합관제 감시시스템을 구축함으로써 원격 모니터링을 통한 실시간 시스템 감시, 집중감시를 통한 관제사의 신속한 상황 판단, 장애인지 및 조치를 할 수 있게 되었습니다. 또한 데이터 통계에 의한 추이분석으로 장애예측 및 통계분석을 통한 점검의 과학화로 장애예방이 가능하도록 하였습니다.

추진조직 및 연락처

  • 해외도시협력담당관  /  02-2133-5264  /  policyshare@seoul.go.kr
  • 서울연구원 글로벌미래연구센터  /  02-2149-1418  /  ssunha@si.re.kr