홈 사례 연구 Quanta Plus 및 Qinertia를 이용한 철도 유지보수

올바른 경로: Quanta Plus 및 Qinertia와 함께하는 Cordel의 철도 유지보수

Cordel은 철도 유지보수 솔루션의 세 가지 핵심 측면을 높이 평가했습니다. CLI와 GUI 옵션을 모두 제공하는 PPK 소프트웨어의 다목적성, 문서화 및 기술 지원을 통한 우수한 서포트, 그리고 워크플로우를 간소화해 준 품질 보증 기능을 갖춘 포괄적인 데이터 메트릭이 그것입니다.

Qinertia 소프트웨어는 데이터를 심층적으로 분석할 수 있게 해주어, 매개변수 변경을 통해 오류를 신속하게 식별하고 수정할 수 있습니다. 이는 데이터 수집 및 처리가 가능한 한 가장 안정적으로 이루어질 수 있도록 당사 비즈니스에 크게 기여했습니다. | Cordel 엔지니어링 매니저, Tom Simmons.

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LIDAR 기술 및 SBG Systems 솔루션을 활용한 철도 유지보수

철도 유지를 위한 Cordel의 혁신적인 애플리케이션을 다룬 독창적인 사례 연구입니다. 먼저 Cordel과 이들이 하는 일에 대해 알아보겠습니다.

Cordel은 전 세계 철도를 더욱 안전하고 효율적이며 지속 가능하게 만드는 데 전념하고 있습니다. 이들의 임무는 구식 데이터 수집 방법 및 고비용 검사 시스템과 같이 철도 산업의 오랜 과제를 해결하는 데 초점을 맞추고 있습니다. AI 기반의 Cordel 차세대 솔루션은 철도 검사 데이터를 수집하고 처리하는 더 빠르고 자동화된 방법을 제공합니다. 또한 신뢰할 수 있는 철도 중심 데이터 관리 플랫폼을 제공하여 검사를 훨씬 더 효율적으로 만듭니다.

Cordel의 솔루션은 한계 분석, 건축 한계 측정, 도상 단면 측정, 식생 관리, 가공 전차선 설비(OLE) 평가, 선로 변 자산 모니터링과 같은 특수 모니터링 작업을 지원하는 첨단 열차 탑재 센서를 사용합니다. Amtrak, Network Rail, ARTC와 같은 주요 철도 운영사의 신뢰를 받는 Cordel은 철도 기술 분야의 혁신 기업으로 자리매김했습니다. Cordel을 진정으로 차별화하는 점은 단순히 수집된 데이터의 양이 아니라 검사의 가치에 초점을 맞추는 것입니다. 이러한 접근 방식은 운영 효율성을 향상시킬 뿐만 아니라 철도 산업이 더 스마트하고 정보에 입각한 결정을 내릴 수 있도록 지원합니다.

Cordel은 철도 탑재형 LiDAR 기술과 원활하게 통합할 수 있는 첨단 관성 항법 시스템(INS)이 필요했습니다. 이들의 주요 과제는 터널, 도심 협곡, 철도 절개지와 같이 일반적으로 INS 시스템에 어려움을 주는 환경에서 매우 정확한 위치 지정을 달성하는 것이었습니다. 이 시스템은 LiDAR 데이터를 3D 맵에 안정적으로 융합하여 어려운 GNSS 조건에서도 정확한 자산 매핑을 보장해야 했습니다. 또한 대량 데이터의 후처리가 강력한 품질 보증 기능과 함께 자동화되어야 했습니다.

Cordel의 기준에는 대규모의 다양한 철도 탑재형 INS 데이터를 자동으로 처리하기 위한 사용자 친화적이고 효율적인 후처리 소프트웨지도 포함되었습니다. 안정적인 데이터 품질을 유지하기 위해 품질 보증 아티팩트도 제공하는 자동화 기능의 강력한 PPK 플랫폼이 필요했습니다.

Cordel의 파도 센서는 LiDAR 스캐너, RGB 비디오 시스템, INS를 결합하여 열차 탑재 시스템에서 무인 데이터 수집을 가능하게 합니다. 파도 센서 라인업에는 Wave Rugged와 Wave OEM의 두 가지 주요 제품이 포함됩니다.

철도 유지보수를 위한 모델링된 운동학적 외피가 적용된 라이더 포인트 클라우드
철도 유지보수를 위한 모델링된 운동학적 외피가 적용된 라이더 포인트 클라우드
  • Wave Rugged는 철도-도로 겸용 차량(hy-rail/road-rail vehicles) 및 MPV와 같은 표적 검사 차량을 포함하여 다양한 유형의 철도 차량에 쉽게 통합할 수 있는 독립형 시스템으로 설계되었습니다.
  • 반면, Wave OEM 시스템은 승객용 열차나 기관차에 긴밀하게 통합될 수 있으며, 효율적인 배포를 위해 구성 요소를 분리합니다.

Cordel의 요구사항을 평가한 후, 철도 유지보수 작업을 위해 후처리 소프트웨어인 Qinertia와 결합된 Quanta Plus를 추천했습니다.

Quanta Plus 솔루션은 Quanta 시리즈의 일부이며 주요 장점은 다음과 같습니다:

  • 고정밀: Cordel의 LiDAR 데이터 캡처에 필수적인 센티미터 수준의 측위.
  • 까다로운 환경에서의 강력한 성능: Quanta Plus는 터널이나 도심 협곡처럼 다른 시스템들이 어려움을 겪는 극한의 조건에서도 뛰어난 성능을 발휘합니다.
  • 철도 규정 준수: 철도 규정 준수 시스템에 원활하게 통합되어 Cordel의 Wave Rugged 및 Wave OEM 제품에 이상적인 선택입니다.

고급 PPK(Post-Processed Kinematic) 소프트웨어인 Qinertia는 Cordel에 필요한 자동화 기능을 제공했습니다. 명령 라인 인터페이스(CLI)를 통해 심층적인 데이터 분석과 오류 진단을 통한 강력한 품질 보증을 유지하면서 대량의 데이터를 일괄 처리할 수 있었습니다.

초기에 Cordel은 Qinertia 소프트웨어의 자동화 기능이 더 필요하다는 이유로 열차 탑재형 캡처 시스템의 첫 번째 개정판에 당사 제품을 채택하지 않았습니다. 그러나 1년 내에 Cordel의 특정 요구사항을 충족하도록 Qinertia를 개선하여 이러한 요구에 대응했습니다. 이를 통해 당사 솔루션으로의 전환이 이루어졌으며, 이는 Cordel의 검사 시스템에서 없어서는 안 될 부분이 되었습니다.

Cordel이 강조한 주요 장점 중 하나는 개발부터 시스템 사용에 이르기까지 제품 수명 주기 전반에 걸쳐 제공되는 뛰어난 사용자 경험입니다. 포괄적인 문서 덕분에 설정이 간단해져 통합 과정이 원활했다고 합니다. 장치 인터페이스가 직관적이어서 통신 드라이버를 쉽게 개발할 수 있었습니다. 소프트웨어 측면에서는 후처리 도구가 효율적이고 번거로움 없는 경험을 제공한다는 점을 높이 평가했습니다. 또한 하드웨어는 뛰어난 신뢰성과 견고성을 입증하여 가혹한 환경 조건을 견디면서도 일관된 성능을 발휘했습니다.

이에 대해 Tom Simmons는 다음과 같이 덧붙였습니다. "SBG 제품 스택으로 전환한 후 가장 큰 변화는 PPK 과정의 모든 문제를 진단하고 해결할 수 있는 능력이 생겼다는 점입니다. 이전 공급업체의 솔루션은 블랙박스 방식이어서 원인도 모른 채 수많은 오류 데이터셋이 발생하는 결과로 이어졌습니다. Qinertia 소프트웨어는 데이터를 심층적으로 분석할 수 있게 해주어, 매개변수 변경을 통해 오류를 신속하게 식별하고 수정할 수 있습니다. 이는 데이터 수집 및 처리가 가능한 한 가장 안정적으로 이루어질 수 있도록 당사 비즈니스에 크게 기여했습니다. SBG의 솔루션을 사용하여 더 엄격한 정확도 범위를 달성함으로써 당사 제품이 더욱 엄격한 운영 사양을 충족할 수 있게 되었습니다."

탄탄한 파트너십과 지원

프로젝트 진행 기간 동안 Cordel은 당사의 지원 팀에 깊은 인상을 받았습니다. Cordel은 처음부터 당사 팀의 신속한 대응력과 전문성에 만족했습니다. 독자적으로 작업을 진행하면서도, Cordel은 철도 유지보수 혁신을 추구하는 과정에서 복잡한 기술적 문제를 자신 있게 해결할 수 있도록 돕는 충실한 문서 자료와 지원 포털을 높이 평가했습니다.

톰 시몬스(Tom Simmons)는 다음과 같이 덧붙였습니다. "우리는 Quanta Plus를 시스템에 통합하는 과정에서 훌륭한 지원을 받았습니다. 표준 문서만으로도 대부분의 설계를 완료하기에 충분했습니다. 또한, 매우 신속하게 대응해 주는 지원 팀으로부터 복잡한 질문에 대한 답변과 일반적인 조언을 얻을 수 있었습니다. 지원 포털은 제품 내에 시스템을 통합하는 데 엄청난 도움이 되었습니다. 설계에 필요한 모든 문서가 갖추어져 있었고, 우리가 필요로 하는 모든 정보가 충실히 다루어져 있었습니다."

Quanta Plus 및 Qinertia를 활용한 Cordel의 철도 유지보수
Quanta Plus 및 Qinertia를 활용한 Cordel의 철도 유지보수

Cordel은 SBG Systems와 협력하면서 마음에 들었던 세 가지 뛰어난 측면을 강조했습니다.

  • PPK 소프트웨어 및 자동화: 첫째, 그들은 PPK 소프트웨어와 자동화가 제공하는 유연성과 강력한 성능을 높이 평가했습니다. 완전 자동화를 위한 명령줄 인터페이스(CLI)와 사용자 친화적인 그래픽 인터페이스(GUI)를 모두 갖추고 있어 데이터 처리를 간소화하는 동시에, 문제가 발생할 경우 더 깊이 파고들 수 있는 옵션도 제공합니다.
  • 지원: Cordel은 협업 과정 내내 받은 지원에 만족했습니다. 철저한 문서화부터 신속한 기술 지원에 이르기까지, 모든 문제가 빠르고 효과적으로 해결될 것이라는 확신을 가지고 원활한 경험을 할 수 있었습니다.
  • 데이터 측정 항목: 마지막으로, 하드웨어 시스템과 PPK 소프트웨어가 제공하는 포괄적인 데이터 측정 항목을 강조했습니다. 이러한 신뢰할 수 있는 데이터 포인트는 출력 정확도를 검증하는 핵심 요소로, 작업의 정밀성과 신뢰성을 보장하는 데 도움을 줍니다. 당사의 강력한 품질 보증 프로세스는 데이터 수집 및 처리 자동화에 대한 그들의 신뢰를 확실히 높여주었습니다.

이번 여정은 환상적인 학습 경험이었으며, 고객의 만족을 이끌어내는 것이 바로 우리의 존재 이유입니다. SBG Systems에서 영업 및 사후 관리를 담당하며 핵심적인 역할을 해온 Michael Jeffrey는 Cordel에 대해 다음과 같은 멋진 소감을 전했습니다. “Cordel과의 협업은 언제나 즐겁습니다. 그들의 정직함과 투명성 덕분에 우리는 고객의 요구를 깊이 이해할 수 있으며, 이를 통해 고유한 과제를 효과적으로 해결할 수 있는 맞춤형 솔루션을 제공할 수 있습니다. 그들은 명확한 비전을 가지고 있으며 철도 검사 기술 분야의 진정한 혁신가입니다. 우리는 그들과 파트너가 된 것을 매우 자랑스럽게 생각합니다.”

동영상 썸네일
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지난 12년 동안 고도화된 최첨단 알고리즘을 바탕으로 독보적인 사용자 경험을 제공합니다.
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Qinertia를 통해 164개국의 모든 기준국에 직접 액세스하세요.
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Qinertia에서 글로벌 CORS 네트워크의 최신 기준국 데이터를 다운로드하세요.
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다양한 사전 설정된 좌표 참조 시스템(CRS)을 확인해 보세요.

Qinertia GNSS+INS PPK 소프트웨어

Qinertia PPK 소프트웨어는 고정밀 측위 솔루션의 완전히 새로운 수준을 제시합니다.

원시 위치 데이터를 후처리하여 워크플로우에서 비교할 수 없는 정확도를 달성하세요.

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RTK와 PPK의 차이점은 무엇인가요?

실시간 이동 측위(RTK)는 일반적으로 RTCM 포맷 보정 스트림을 사용하여 GNSS 보정값을 실시간에 가깝게 전송하는 위치 결정 기술입니다. 그러나 GNSS 보정값, 특히 그 완전성, 가용성, 커버리지 및 호환성을 보장하는 데는 어려움이 있을 수 있습니다.

 

RTK 후처리에 비해 PPK가 갖는 주요 장점은 전·후진(forward and backward) 처리를 포함하여 데이터 처리 작업을 최적화할 수 있다는 점입니다. 반면 실시간 처리에서는 보정 정보 및 그 전송 과정에서 중단이나 호환성 문제가 발생할 경우 위치 정확도가 저하됩니다.

 

실시간(RTK) 방식과 비교했을 때 GNSS 후처리(PPK)의 첫 번째 주요 장점은 현장에서 사용되는 시스템이 CORS로부터 오는 RTCM 보정값을 INS/GNSS 시스템에 공급하기 위한 데이터링크/무전기를 갖출 필요가 없다는 것입니다.

 

후처리 도입의 주된 제약 사항은 최종 애플리케이션이 실시간으로 환경에 대응해야 한다는 요구 조건입니다. 반면, 애플리케이션이 최적화된 궤적을 산출하는 데 필요한 추가 처리 시간을 수용할 수 있다면, 모든 결과물의 데이터 품질이 크게 향상될 것입니다.

전·후진 처리는 어떻게 작동하나요?

측량 도중 60초 동안 GNSS 신호가 끊기는 상황을 가정해 보겠습니다. 순방향 처리에서의 위치 오차는 빠르게 증가하며(증가율은 IMU 사양 및 기타 매개변수에 따라 다름), 신호 중단이 끝나는 시점에 최대치에 도달합니다. 이후 오차는 빠르게 회복됩니다. 후처리에서는 시간이 거꾸로 흐른다고 가정하고 물리 방정식이 여전히 유효하므로 역순으로 처리를 수행합니다. 이 역방향 처리에서는 자연스러운 순방향 처리와 매우 대칭적인 방식으로, GNSS 신호 중단이 실제로 시작되는 시점에서 오차가 최대가 됩니다.

 

이 두 가지 연산 결과를 병합하면 정전 구간 중간 부근에서 최대 오차가 발생하며, 순방향 전용 또는 역방향 전용 솔루션에 비해 그 크기가 훨씬 작아집니다. 이는 SBG Systems 제품이 지원하는 GNSS+INS 솔루션을 특히 향상시키지만, GNSS 단독 처리 역시 이 워크플로의 이점을 누릴 수 있습니다.

 

이미 언급했듯이, 이 향상된 기능은 시작부터 끝까지 모든 데이터를 사용할 수 있어야 하므로 후처리를 통해서만 수행할 수 있으며, 따라서 데이터의 활용은 측량이 끝난 시점으로 지연됩니다.

GNSS 후처리란 무엇인가요?

GNSS 후처리(PPK)는 데이터 취득 활동 이후에 GNSS 수신기에 기록된 원시 GNSS 데이터 측정값을 처리하는 방식입니다. 이를 다른 GNSS 측정 데이터 소스와 결합하여, 가장 까다로운 환경에서도 해당 GNSS 수신기에 대해 가장 완전하고 정확한 동적 궤적을 제공할 수 있습니다.

이러한 다른 소스에는 데이터 취득 프로젝트 현장 또는 인근의 로컬 GNSS 기준국, 혹은 정부 기관 및/또는 상용 CORS 네트워크 제공업체가 제공하는 기존의 상시 관측국(CORS)이 포함될 수 있습니다.

 

PPK(Post-Processing Kinematic) 소프트웨어는 무료로 이용 가능한 GNSS 위성 궤도 및 시계 정보를 활용하여 정확도를 더욱 향상시킬 수 있습니다. PPK를 통해 사용되는 절대 전역 좌표계 기준점(datum) 내에서 지역 GNSS 기준국(base station)의 위치를 정밀하게 결정할 수 있습니다.

 

PPK 소프트웨어는 엔지니어링 프로젝트를 지원하기 위해 서로 다른 좌표 기준계 간의 복잡한 변환도 지원할 수 있습니다.

 

즉, 보정 데이터에 대한 접근성을 제공하고 프로젝트의 정확도를 높이며, 측량 중 데이터 손실이나 오류를 복구하거나 임무 후 설치 과정의 오류를 수정할 수 있습니다.