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[발전소] 일본 로컬 5G 실증사례 (7): 로컬 5G를 활용한 낙도 발전소에서 순시점검로봇 운용의 실현
Realization of patrol inspection robot operation at a remote island power plant using local 5G network
August 11, 2022 | By 손장우 (son@netmanias.com)
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규슈 신이키 발전소

 

 

신이키 발전소내 카메라 탑재된 순시점검로봇

 

 [분야: 발전소]  로컬 5G를 활용한 낙도 발전소에서 순시점검로봇 운용의 실현
 주관사: 정흥전기제작소  수요기관: 신이키 디젤 발전소  실증기간: 2021.12-2022.03
 로컬 5G 주파수: 4.8-4.9GHz  5G망 구성: SA  이용환경: 옥내
 로컬 5G망 구조: 사업장내 Full Set 구축형(On-Premise형)  5G Radio: eMBB
 주요 참여사와 역할
 - 정흥 전기제작소: 컨소시엄 대표로 Use Case 실증시험 실시, 순시점검 로봇 조달 
 - NTT 도코모: 로컬 5G 기술 실증 시험의 실시, Use Case 실증 시험의 지원, 실증 시험의 환경 구축
 - 규슈 전력 송배전: 실증 시험 필드의 제공, 과제 실증 시험에서의 도입 효과의 평가
 - 서일본 기술개발: Use Case 실증시험의 지원

 

배경

 

화력(내연력)발전소가 밀집한 규슈 관내(설비용량기준 일본 내연력발전소의 50%이상이 규슈에 위치함)의 발전설비들의 평균 운영 연수가 40년 이상으로 디젤기관의 배관균열에 의한 누유, 누수 문제와 플랜트 설비 (중유 수용설비, 연료 탱크 등)의 부식에 의한 사고 발생이 우려되고 있는 상황이다.

 

기존에는 작업원의 오감과 경험에 의존하여 설비를 이상여부 식별, 유지보수를 수행해 왔으나 작업원의 고령화와 신규 작업원 확보에 문제가 있어, 순시점검 업무의 일부를 로봇으로 대체하여 유지보수를 효율화, 자동화하여 현장부하를 경감시킨다.

 

 

로컬 5G 응용

기존에 사람이 육안으로 실시하던 디젤 발전 설비의 순시 점검작업의 일부를 순시 점검 로봇으로 대체함. 


하이퍼스펙트럼 카메라, FHD카메라, 적외선 카메라를 탑재한 순시점검 로봇 1대가 사업장내 이동하며 영상을 촬영하여 NTT 도코모의 MEC인 dIOC 클라우드와 사업장내 감시실로 전송한다.


고정 카메라의 경우 많은 지점에 카메라를 설치해야 하므로 카메라 구매 비용이 크며, 촬영한 영상을 보내기 위한 통신 비용이 커서, 이동형 로봇에 카메라를 거치했다.

 

클라우드상의 AI 응용이 사업장의 순시점검로봇으로부터 전송되어온 하이퍼스펙트럼 카메라 영상(25Mbps)을 분석하여 누수, 누유, 설비 부식 등을 조기 검출하고 미터기, 설비온도, 램프상태 등 검지하여 이상여부를 식별하고 사업장의 감시자에게 통보한다. 

 

감시실에서는 순시점검로봇으로부터 전송되어온 FHD 카메라 영상과 적외선 카메라 영상(합 25Mbps)를 통해 현장상황을 확인하고 대처한다. 

 

로컬 5G 망구조 

보안상의 이유로 5G Core와 RAN을 모두 발전소내 설치함. 촬영된 영상은 NTT Docomo의 5G MEC인 dIOC(도코모 오픈 이노베이션 클라우드)로 전달되어 dIOC상의 영상분석 AI 응용(위험도 판정)이 발전소내 이상여부를 분석한다. 발전소와 dIOC간은 NTT Com의 VPN(Arcstar Universal One, 인터넷과 격리된 폐역 광역 이더넷망)으로 연결된다. 

 

 구분  설명
 사업장 외부  클라우드(NTT 도코모의 5G망내 MEC)내 위험도판정 AI응용
 사업장과 외부간 연결

 NTT Com의 인터넷과 격리된 폐역망망인 광역 이더넷망상에

 VPN회선(Arcstar Universal One 상품)으로 연결, 회선용량 70Mbps

 사업장내  5G Control Plane 1식, CU/UPF 일체형 1식, RU 1식, 5G 단말 1식
 디바이스  순시점검로봇 (5G 단말, 하이퍼카메라, FHD 카메라, 적외선 카메라 탑재) 1식

 

Use Case/응용별 요구 사항과 로컬 5G망의 수용/지원능력

 

   상향 (Uplink)
 응용 레벨의 요구사항/목표치  50Mbps (하이퍼스펙드럼카메라 25Mbps, FHD 카메라+적외선 카메라 25Mbps)
 응용 레벨 비트율 실측치  평균 42.42Mbps (최대 58.17Mbps)
 실증 사업장에서 실측치*  100Mbps

* 측정 구간: 계측기-UE-RU-DU-CU/UPF-계측기

 

로컬 5G 장비: Samsung

 

 

실증과제후 사업화 계획

 

정흥전기발전소가 솔루션(로컬 5G, 클라우드 AI 분석 응용을 이용한 순시점검로봇 솔루션)을 아웃소싱하여 전국의 전력회사(일본내 발전소 1,386개)에 서비스 제공할 계획 (로컬 5G망과 시스템 구축/제공은 NTT Docomo가 수행)

 

 

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