코레일 전동차 정비 온톨로지 구축

고객

철도를 운영하는 코레일과 경춘선 평내기지

코레일(한국철도공사)은 철도 여객·화물 운송과 철도차량 정비를 맡는 공기업입니다. 임직원 아이디어 공모로 사내벤처팀을 뽑아 사내 사업화나 분사 창업을 지원합니다. 경춘선 평내기지는 경춘선 전동차 편성의 정비와 장애 대응, 운행 배정을 맡는 전동열차 기지입니다.

코레일 사내벤처팀은 정비 현장의 데이터를 AI로 다루는 사업을 준비하는 팀입니다.

문제

엑셀·CSV 파일 다섯 개에 나뉘어 있던 정비 기록

사내벤처팀은 흩어진 정비 데이터를 온톨로지로 묶으면 정비 판단을 시스템이 도울 수 있는지 알고 싶었습니다. 그래서 개념검증(PoC)을 발주했습니다.

경춘선 평내기지는 전동차마다 주행거리와 기간을 함께 따지는 정비 주기를 지켜야 합니다. 검사 종류마다 주기가 다릅니다. ES는 3,500km/7일, LI는 60,000km/4개월, GI는 720,000km/4년과 1,440,000km/8년입니다.

정비 담당자에게는 일정을 정하는 일부터 부담이었습니다. 필요한 기록이 엑셀·CSV 파일 다섯 개에 나뉘어 있었기 때문입니다. 편성 데이터, 경춘선 열차 정보, 정비·고장 내역, 임시정비 일보, 장치별 정비 기록과 규정 매핑 표입니다.

정비 담당자는 편성별 주행거리를 편성 데이터에서 찾고 마지막 검사일은 정비 기록에서 찾습니다. 두 값을 규정 매핑 표와 맞춰 다음 검사일을 손으로 계산합니다.

정비 내역을 남길 때는 계통분류번호를 확인하는 일이 따로 있었습니다. 고장 내용에 맞는 번호를 찾아 붙여야 했습니다. 담당자는 고장 내용을 읽고 분류 표와 지난 기록을 뒤져 번호를 맞췄습니다.

PoC 대상은 정비 일정 계산과 계통분류번호 확인 두 업무로 잡았습니다. 평내기지 한 곳의 파일 데이터로 온톨로지를 만들어 두 업무를 시스템이 맡을 수 있는지 확인하기로 했습니다.

해결

편성·부품·고장·정비를 잇는 온톨로지와 계산 규칙

포너즈는 정비 규정과 운영 데이터를 온톨로지 하나로 묶었습니다. 그 위에 계산 규칙과 추천 기능을 올렸습니다. 시스템 이름은 OBM(Ontology-Based Maintenance)입니다.

• 정비 온톨로지: 편성·역·부품·결함·고장·정비·운행 7개 개념을 정의했습니다.
• 정비일 계산: ES·LI·GI 주기를 계산 규칙으로 옮겼습니다. 편성별 주행거리와 날짜로 다음 정비일을 계산합니다.
• 점검 항목: 검사 종류별 점검 항목을 넣었습니다. ES 15개, LI 23개, GI 24개입니다.
• 계통분류번호 추천: 정비 내역을 입력하면 번호 후보를 추천합니다.
• 운행 배정 점검: 장애 편성의 대체 편성을 추천하고 같은 편성이 DIA에 겹쳐 배정되지 않게 막습니다.
• 정비 기록 검색: 정비 기록과 규정을 문서 검색(RAG)으로 찾아 답합니다.
• 담당자 확인: 시스템이 추천한 계통분류번호와 대체 편성은 정비 담당자가 보고 확정합니다.

고장 예측 모델보다 정비 주기 계산을 먼저

포너즈는 정비 주기 규정을 계산 규칙으로 옮기는 것부터 시작했습니다. 고장 예측 모델은 고장 이력이 충분히 쌓여야 학습할 수 있습니다. 평내기지 한 곳의 파일로는 예측을 검증할 만큼 이력을 모으기 어렵습니다. 정비 주기는 규정에 값이 정해져 있어 데이터가 적어도 바로 계산됩니다.

온톨로지 개념마다 데이터베이스 테이블 하나

온톨로지 개념 일곱 개를 데이터베이스 테이블과 하나씩 맞췄습니다. 이렇게 하면 온톨로지에서 찾은 관계를 그대로 SQL로 조회할 수 있습니다. 규칙 계산과 대시보드, 챗봇이 같은 테이블을 읽어 값이 서로 어긋나지 않습니다. 그래프 데이터베이스를 따로 두면 관리할 저장소가 둘로 늘어납니다.

언어 모델은 외부 API로

정비 기록 검색 챗봇에는 외부 언어 모델 API를 썼습니다. PoC에서는 챗봇이 정비 기록을 제대로 찾아 답하는지 확인하는 것이 먼저였습니다. 온프레미스 언어 모델은 GPU 서버를 따로 갖춰야 해 PoC 범위를 넘습니다. 외부 API는 바로 붙여 볼 수 있고 운영 단계에서 모델을 바꾸기도 쉽습니다.

결과

빨라진 정비 일정 계산과 계통분류번호 확인

PoC에서 평내기지의 두 업무를 시스템이 맡을 수 있는지 확인했습니다. 정비 담당자는 편성별 주행거리와 날짜만 넣으면 다음 정비일과 점검 항목을 받습니다. 계통분류번호는 정비 내역을 넣으면 후보가 먼저 나옵니다. 두 업무에 드는 시간이 얼마나 줄었는지는 아래 표에 있습니다.

코레일은 시연 뒤 고칠 점을 문서로 정리해 보냈습니다. 포너즈는 이를 반영하고 화면별 검증 체크리스트로 다시 확인했습니다.

고객의 말

시작부터 마무리까지 꼼꼼하게 진행해주셔서 추가적으로 신경쓸 거 없이 아주 만족스럽게 마무리했습니다. 전혀 몰랐던 분야까지 다양한 곳에서 업무를 연결해서 해결해내는 능력이 상당했습니다.

코코레일 팀장

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