영국의 방대한 철도를 유지보수하는 공공 인프라 관리업체인 네트워크 레일(Network Rail)은 서비스 제공의 큰 차질을 미리 방지하기 위해 궤도 갱신 프로그램을 신중하게 계획하고 설계하기로 했습니다.
궤도 갱신 프로그램을 설계하는 엔지니어링 팀은 샐퍼드 대학교(University of Salford)의 싱크랩(THINKlab)에서 개발한 UE4 기반 4D 시뮬레이션 툴로 이를 실현할 수 있게 되었습니다. 네트워크 레일은 가상 시뮬레이션 환경에서 철도를 분석함으로써 프로젝트 완수에 요구되는 효율성, 비용, 시간을 크게 개선했습니다. “이전에는 주말 작업을 계획하는 데 일주일이나 소요됐습니다.”라고 네트워크 레일 사우스 얼라이언스(Network Rail South Alliance)의 혁신 부문 책임자 스티브 네이버(Steve Naybour)는 말했습니다. “이제 새로운 툴로 인해 공수가 몇 시간으로 단축되었습니다.”
BIM 및 리얼타임 시뮬레이션의 성능 활용
싱크랩은 샐퍼드 대학교의 스쿨 오브 사이언스, 엔지니어링 앤 인바이런먼트(School of Science, Engineering & Environment, SEE) 산하의 최첨단 '퓨처 센터'입니다. 이곳에서는 도시 재생, 엔지니어링, 스마트 시티 애플리케이션용 ICT 플랫폼과 같은 다양한 분야의 연구를 지휘하며 산학협력을 중시합니다.네트워크 레일은 싱크랩이 개발한 시뮬레이션 툴을 통해 다양한 데이터 소스로 어떤 현장의 3D 모델이든 제작할 수 있습니다. CAD 또는 레이저로 스캔한 궤도 데이터로 구성된 3D 디지털 지형에 가상 궤도가 배치됩니다. 가공선 장비, 도상, 침목, 선로, 신호 장치의 빌딩 인포메이션 모델링(Building Information Modeling, BIM) 모델을 가져오면 실제 현장을 더욱 정확히 구현할 수 있습니다. 또한 공장 설비 애셋 라이브러리를 이용하면 시뮬레이션에 굴착기와 채굴기도 추가할 수 있습니다.
사용자는 프로젝트를 완수하고 활동 기한을 정하는 데 필요한 리소스를 규정하고 작업 간의 상호의존성을 매핑할 수 있습니다. 소프트웨어의 비용 산출 기능은 선택사항에 따른 금전적 결과를 정확히 나타냅니다. 계획을 수립하고 데이터를 입력하면 소프트웨어가 자동으로 작업을 시뮬레이션하며 카메라를 다양한 각도에서 각기 다른 확대 수준과 속도로 살펴볼 수 있습니다.
계획 입력 데이터가 변경되면 즉시 시뮬레이션에 반영됩니다. 그 결과, 기존 컴퓨터 모델링 방식에 비해 피드백 루프가 훨씬 단축됩니다. 엔지니어, 설계자, 계획자가 계획 변경 결과를 보기 위해 컴퓨터 모델링 전문가에게 의존할 필요가 없어지기 때문이죠.
이 툴은 네트워크 레일의 궤도 갱신 프로그램에 알맞은 양의 리소스를 투입할 수 있다는 점에서 효용성이 매우 큽니다. “예전에는 작업에 5대의 장비가 필요했는데 지금은 2~3대로 충분할 때도 많습니다.”라고 S&C 얼라이언스 사우스 이스트(S&C Alliance South East)의 개발 책임자 스티븐 키어니( Stephen Kearney)는 말했습니다. “이 소프트웨어를 활용하면 앞으로 무엇이 필요할지 미리 확인하고 검증할 수 있습니다.”
워크플로 효율 개선을 위한 블루프린트의 활용
언리얼 엔진은 대부분의 싱크랩 시각화 작업에 사용되는 만능 솔루션입니다. “저희는 UE4 출시 후 얼마 지나지 않아 대부분의 프로젝트를 UE4로 이전했습니다. UE4에서는 압도적으로 탁월한 이미지 퀄리티를 즉시 이용할 수 있고 신(Scene)을 훨씬 쉽고 빠르게 반복할 수 있기 때문입니다.”라고 싱크랩의 수석 개발자 미칼 시에시우라(Michal Cieciura)는 말했습니다. “라이선스 모델도 뛰어나서 저희는 최고급 엔진을 거의 무료로 사용하고 있습니다.”
팀 개발자들은 언리얼 엔진의 소스 코드에 접근할 수 있어 프레임워크를 훨씬 빠르게 익힐 수 있었고, 덕분에 메커니즘을 초반부터 보다 심도 있게 최적화할 수 있었습니다.
그뿐만 아니라 블루프린트 비주얼 스크립팅 시스템도 유용하게 활용했습니다. 블루프린트란 기존에 프로그래머 전용이던 툴을 프로그래머가 아닌 설계자와 다른 작업자들도 사용할 수 있도록 해주는 스크립팅 언어입니다. “블루프린트 시스템은 프로그래머들이 프로토타입과 실험적인 설계를 간편하게 만들 수 있게 해줬을뿐만 아니라 프로그래머가 아닌 작업자도 필요한 기능을 직접 만드는 게 가능해지며 더 많은 자율성을 갖추게 되었습니다.”라고 시에시우라는 말했습니다. “그 결과, 전반적으로 워크플로의 효율성이 더욱 향상되었습니다.”
프로젝트 팀원들은 각각의 모델링 소프트웨어에서 노드 기반 인터페이스로 작업한 경험이 있어 엔진의 머티리얼 에디터에 익숙해지는 것이 쉬웠습니다. “더 좋은 것은 PBR 머티리얼과 언리얼 엔진의 라이팅 솔루션을 함께 사용하면 진짜 사실적인 그래픽을 실시간으로 볼 수 있을 뿐만 아니라 오프라인 렌더링도 필요 없게 되었습니다.”라고 시에시우라는 말합니다.
인터랙티브 워크플로를 통한 ROI 및 조달 시간 개선
네트워크 레일의 인프라 갱신 프로그램 혁신은 영국 정부가 영국 건설 산업을 디지털 기술로 활성화하기 위해 일련의 프로그램들을 시작한 시점과 맞아떨어집니다.
이러한 프로그램들의 주요 목표 중 하나는 BIM의 도입을 주도하여 보다 효과적인 인프라 계획, 구축, 유지보수 및 활용을 도모하는 것입니다. 싱크랩에서 개발한 가상 시뮬레이션 환경은 리얼타임 시뮬레이션 및 BIM 모델의 성능을 활용함으로써, 이러한 디지털 혁신이 앞으로 어떤 변화를 가져다줄지 보여주고 있습니다.
네트워크 레일의 경우 이미 이러한 혁신 기술의 혜택을 양껏 누리고 있습니다. “이 툴은 작업 조달 시 추가적인 비용과 시간이 발생할 수 있는 위험을 줄여줍니다.”라고 네트워크 레일의 프로그램 관리자인 아밋 마사니아(Ameet Masania)는 말했습니다. “철도 작업을 완수하는 과정에 필수적인 툴로 자리매김하고 있습니다.”
여러분의 업계에서 언리얼 엔진 시뮬레이션을 어떻게 활용할 수 있을지 궁금하신가요? 문의해 주시면 자세히 알아보실 수 있습니다.