철도 인프라의 미래, BIM 표준정보체계로 ‘연속성’ 확보 [AI 철도 인프라]

철도는 여전히 가장 믿을 수 있는 교통수단이지만, 그 뒤에는 빠르게 변하는 기술이 있다. ‘디지털 트윈’이라는 기술을 통해, 눈에 보이지 않는 철도 인프라의 모든 것을 디지털로 복제하고 분석할 수 있는 시대가 열리고 있다. 이 시리즈에서는 철도 인프라가 어떻게 디지털로 연결되고, 효율적으로 관리될 수 있는지 그 변화를 따라가 본다. <편집자 주>

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국토교통부의 스마트 건설 활성화 방안에 따라, 국내 철도건설 프로젝트에서는 건설정보모델링(BIM)의 적극적인 도입이 추진되고 있다. 공공기관 및 발주처에서는 BIM 성과품의 관리를 위해 ISO 19650 국제표준을 기반으로 한 정보관리 표준정보체계를 도입하고자 하나, 현재의 표준정보체계는 설계, 시공, 운영 및 유지관리 단계 간 연계성이 부족하여 BIM 데이터의 연속적 활용에 한계가 있다. 이에 본 고에서는 “철도 인프라의 전생애주기 관리를 위한 BIM의 표준정보분류체계” 구축 방향을 제시하여 데이터 연속성을 확보할 수 있도록 제시하였다.

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국토교통부는 2030년까지 BIM을 전면 도입해 스마트 건설 산업을 육성하고자 하는 목표를 세웠다. 이에 발맞춰 국가철도공단은 2018년 ‘철도 BIM 2030 로드맵’을 발표하고, 철도 분야 BIM의 체계적 확산을 추진하고 있다. 본 로드맵은 철도인프라 전생애주기에 대한 BIM 기반의 협업 수준의 향상, 정보교환방식 전환, 적용 대상의 확대 등을 주요 목표로 설정하였으며, 사람·절차·기술 측면에서 5단계의 도입 및 확산전략을 제시하고 있다.

특히 로드맵 실현의 핵심 기술로서 BIM의 연속적 활용이 주목받고 있다. 설계 및 시공 단계에서 생성된 BIM을 유지관리 단계까지 연계 활용할 수 있다면, 철도 인프라 전 생애주기에서의 디지털 프로세스 정립은 물론, 지능형 BIM을 기반으로 한 자동화 및 고도화된 의사결정 지원 체계 구축이 가능해질 것으로 제시하고 있다.

이러한 로드맵을 정착하기 위해서는 국내 발주처에 적합한 표준정보체계를 확립하고 BIM 데이터를 체계적으로 관리할 수 있는 방안이 필요하다. BIM은 단순한 3D 모델링을 넘어 프로젝트의 기획부터 폐기에 이르기까지 데이터를 연계하고 활용할 수 있도록 하는 핵심 기술이기 때문이다.

국내 외 연구에 따르면, 발주처 업무 절차에 맞는 표준정보체계 정립이 우선적이며, 정보체계에 맞는 활용계획이 제시되어야 한다는 연구결과가 다수 발표되고 있다. 국가철도공단에서도 ‘철도 BIM 적용지침(2023)’을 발간하여 설계 및 시공 단계에서 실무 적용이 원활하도록 분류체계를 제시하였으며, 국토교통부에서는 2025년 제정을 목표로 운영 및 유지관리 단계에서 활용할 수 있는 유지관리 정보체계 지침을 작성하고 있다.

또한, 표준정보체계의 개선은 국제표준과의 정합성 확보를 위해 필수적이다. 국제표준 ISO 19650-2에서는 프로젝트 생애주기 전반에 걸쳐 정보의 일관성과 연속성을 유지하고, 특히 유지관리 및 자산관리를 고려한 정보 표준을 발주자가 명확히 수립해야 한다고 명시하고 있다. 이를 기반으로 발주처 및 BIM 활용기관에서는 발주자의 역할과 책임, 정보 요구사항 수립 등의 체계 개선을 검토하여야 할 필요가 있다.

이 단계에서 진행되어야 할 주요 검토대상을 다음과 같다.

⦁ 정보 연속성 유지 : 설계·시공 단계에서 생성된 데이터가 유지관리 단계에서도 활용될 수 있도록 정보 구조를 표준화한다.

⦁ 실무 적용성 향상 : 실제 공정에 부합하는 분류체계를 적용하여 내역 산출과 관리의 효율성을 높인다.

⦁ 발주처 기준 부합 및 국제표준 준수 : 유지관리 및 자산관리 주체인 발주처의 기준에 맞는 정보 관리체계를 구축하고, 동시에 ISO 19650 등의 국제표준 요구사항을 반영한 통합 프레임워크를 도입한다.

이를 통해 철도 인프라 전 생애주기에 걸쳐 BIM 데이터를 효과적으로 연계하고 관리할 수 있는 기반이 마련될 것으로 기대된다.

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디지털트윈은 현실 세계의 철도 시설물과 동일한 가상의 모델을 구축하여 실시간 데이터를 연동하고, 이를 통해 시설물의 상태를 모니터링하거나 유지보수 계획을 수립할 수 있게 하는 차세대 기술이다. 설계·시공 단계에서 구축된 BIM 데이터를 기반으로 운영 및 유지관리에서 발생하는 데이터와 IoT 센서 데이터 등의 통합 및 연계해석을 통하여 유지관리 단계에서의 다양한 의사결정에 있어 데이터 기반의 예측과 분석이 가능해진다.

디지털트윈은 단순한 시뮬레이션을 넘어 경제성 분석, 리스크 평가, 유지보수 전략 수립 등 다양한 활용이 가능해 철도 인프라의 전 생애주기에서 핵심적인 관리 도구로 부상하고 있다. 디지털트윈 기반의 철도 인프라 관리는 궁극적으로 예측 유지보수(PHM, Prognostics and Health Management) 체계 구축으로 이어진다. 이를 통해 시설물의 수명을 연장하고, 예기치 못한 사고나 고장을 미연에 방지할 수 있으며, 장기적으로는 철도 시스템의 안전성과 경제성을 동시에 확보할 수 있다. 이를 위하여 철도 인프라의 정보관리표준체계를 기반으로 디지털트윈의 다양한 서비스 모델이 구현될 수 있기를 희망한다.

이번 연구는 국내 철도 인프라 BIM 적용의 새로운 이정표가 될 것으로 평가받고 있다. BIM 표준정보체계의 정립은 단순한 디지털 전환을 넘어, 철도 인프라의 지속 가능한 관리체계를 구축하는 핵심 요소로 자리 잡을 전망이다. BIM과 디지털트윈을 통한 스마트 건설 혁신이 철도 산업 전반에 걸쳐 확산된다면, 보다 효율적이고 안전한 철도 환경이 조성될 것이다.

앞으로 철도를 포함한 공공기관 및 발주처는 BIM 표준정보체계를 적극적으로 도입하고, 디지털 기반의 인프라 관리로 나아가야 한다. 이를 위한 정부와 업계의 협력 또한 필수적이다. 이제 국내 철도 산업이 디지털 혁신을 넘어 스마트 자산관리 시대를 맞이할 준비를 해야 할 때다. / 김윤옥 ㈜한울씨앤비 대표

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