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격월간 EL-Safe

 

본격적인 우주시대를 맞은 지금 탄소나노튜브와 같은 첨단 소재 외에도 미래 시대를 이끌 다양한 엘리베이터 기술은 이미 상당 부분 기술적 발전을 이뤄가고 있다. 안전사고를 사전에 방지하는 안전기술은 물론, 승객의 기분과 상태를 파악하여 맞춤 운행하는 엘리베이터가 등장하는 등 단순한 운송수단을 넘어 편의와 문화를 제공하는 생활공간으로서 확장되고 있다
글 김현(공학박사/현대엘리베이터 R&D본부 선임연구원)

 

안전사고를 원천봉쇄하는 첨단 안전기술

영화 속 엘리베이터 추락 사고는 일어날 확률이 거의 없다 해도 과언이 아닐 정도로 엘리베이터에는 첨단 안전기술들이 집약돼 있다. 만약, 엘리베이터 도어에 이상이 발생하거나 사람이 강제로 문을 열려고 하면 IoT 기술이 접목된 다양한 센서가 이를 인지하고 각종 안전장치를 활성화시키면서 엘리베이터는 즉시 운행을 멈춘다. 그리고 실시간 상황을 관리실, 119, 엘리베이터 고객센터 등 외부에 알려 승객의 안전을 실시간으로 확보한다.

엘리베이터에서 가장 중요한 역할을 하는 로프 역시 기본 설계중량의 10배 이상의 무게를 버틸 수 있는 강철재질의 와이어로프를 사용하는데, 중량계가 고장 나 중량초과로 화물이나 승객을 싣게 되어도 무게과중으로 로프가 끊어져 추락한 경우는 거의 없다고 할 수 있다. 혹시라도 로프가 끊어진다면 브레이크를 비롯한 다양한 안전장치가 연속 동작되어 승객을 안전하게 보호한다.

최근 현대엘리베이터가 성균관대학교와 산학협력을 통해 개발 중인 실시간 와이어로프 상태 검출기술은 전자기센서를 이용해 엘리베이터 운행 중에도 실시간 로프 상태를 모니터링하고 이상유무를 사전 예측할 수 있다. 이러한 실시간 대응기술에서 더욱 진보해 빅데이터 기술과 IoT 기술을 기반으로 엘리베이터 상태를 사전 예측·분석하는 예지보전 기술도 일반화 되고 있는 게 현실이다.

 

속도와 면적 효율화 높여가는 엘리베이터

건물이 높아지고 대형화될수록 거주인구는 많아지고 이에 따라 필수 이동수단인 엘리베이터의 이용량은 갈수록 증가한다. 승강기는 많은 사람을 빠르게 목적층까지 이동시킬 수 있는 운송수단이다. 빌딩 내에 엘리베이터가 거주 인구에 비례해 설치가 된다면 문제가 없겠지만 많은 엘리베이터를 설치할수록 빌딩의 건축 비용 상승뿐만 아니라 공간 활용의 효율성도 나빠질 수밖에 없다. 엘리베이터가 차지하는 빌딩 내 공간을 줄여 빌딩의 사용면적 효율을 늘리는 새로운 기술이 개발되어지길 원하고 있다.

이러한 고민들은 기존의 싱글 형태의 엘리베이터에서 벗어나 더블데크엘리베이터나 트윈엘리베이 등 새로운 형식의 엘리베이터를 등장시켰다.

이들은 수송효율과 승강로 면적을 줄이기 위해 시도한 연구의 성과물로, 우선 더블데크엘리베이터(Double- Deck Elevator)를 살펴보면 기존의 승강로에 두 대의 엘리베이터를 상하로 연결해 동시에 운행하는 복층 구조를 가지고 있다. 이는 교통체증이 심한 도심지에서 운송효율을 높이기 위해 2층 버스를 운용하는 것과 유사한 개념으로 건물 가용면적을 늘리고, 기존 싱글 구조에 대비해 운행효율을 최대 1.8배까지 향상시킬 수 있었다. 국내에는 LG유플러스 본사(용산)에 설치되어 있다.

또 한 가지는 트윈엘리베이터(Twin Elevator)이다. 이 엘리베이터 역시 한 승강로에서 두 대의 엘리베이터가 움직인다는 점에서 더블데크엘리베이터와 유사하지만, 더블데크엘리베이터는 두 카가 서로 붙어 동시에 운행되는 반면 트윈엘리베이터는 두 카가 서로 독립적으로 운행한다. 트윈엘리베이터의 경우 두 차간 간격이 최소 6m 이상으로 유지되어야 하기 때문에 최상, 최하층의 운행에 제약이 있는데 카 간 충돌을 막고 안정적 운행을 위해 고도의 제어기술이 적용되어 있다.

이러한 새로운 엘리베이터 시스템의 출현으로 일반 승강기보다 수송효율 증가, 승강로 면적을 줄일 수 있게 되었다.

 

군관리와 목적층 사전 선택 기술

전통적인 엘리베이터 운행방식은 사용자가 이동방향을 먼저 선택하고 엘리베이터 탑승 후 이동층을 선택하는 것이었다. 그러나 이러한 방식은 빌딩이 높고 승객이 많을수록 빌딩 내 교통 트래픽을 유발하는 요인으로 이를 해결하기 위해 인공지능을 비롯한 IT기술을 이용한 행선층 예약 시스템이 개발되었다. 승객이 엘리베이터 탑승 전에 미리 목적층을 선택하면 빌딩 내 실

시간 트래픽을 분석하고 승객별로 최적 호기를 할당하는 기술로 기본적으로 같은 목적층이나 인근 층으로 이동하는 사람들을 그룹화(Grouping)하여 운행의 효율성을 높이는 엘리베이터 군관리(Group control) 기술이 그 바탕에 있다. 또한 인공지능 학습과 미래예측기술을 통해 보다 정확하고 효율적인 엘리베이터 운행이 가능하게 되었으며 승객들의 엘리베이터 대기 시

간과 탑승 시간 그리고 에너지 절감효과가 최대 장점이라 할 수 있다.

최근에는 인공지능 기술을 적용하여 엘리베이터 운행패턴을 학습하고 미래의 운행을 예측하여 해당 시간대의 승객 호출을 반영해 승객에 최적화된 엘리베이터를 구현할 수 있게 되었다. 사람이 엘리베이터를 기다리는 것이 아니라 엘리베이터가 사람을 기다리는 시대가 시작된 것이다.

 

인포테인먼트 기술이 적용되는 엘리베이터

필자는 얼마 전부터 승객의 심리상태까지 반영하는 연구도 진행하고 있다. 엘리베이터 운행 시스템이 아무리 잘 갖추어져 있는 환경이라고 할지라도 당시 기분이나 상황에 따라 무척 느리고 답답한 시스템으로 느껴질 수 있다. 사람의 심리상태는 감정, 상황, 환경 등에 따라 달라지는데, 승객의 이런 상태를 엘리베이터 운행에 반영한 시스템이 조만간 나올 것이다.

최근 자율주행 자동차 기술 발전에 따라 카 내 인포테인먼트 기술이 발전하고 있는데, 엘리베이터에도 이러한 인포테인먼트 기술이 필요하다. 엘리베이터는 짧은 시간 이용하는 공용수단이며, 빠르고 신속하고 안전하게 승객을 이동시키는 본질적인 기능 이외의 기술은 불필요하다고 생각할 수 있으나 빠른 속도와 안전이 최고의 기술로 추앙되는 자동차에 자율주행 기술이 적용되면서 오히려 승객에게 즐거움과 안락함을 제공하고 새로운 탑승 경험을 제시하는 인포테인먼트 기술이 중시되는 시대가 도래했다. 엘리베이터라고 예외일까? 인포테인먼트 기술이 적용된 엘리베이터, 곧 다가올 변화로 예상된다.

 

빌딩 내 트래픽 해결 방안

지금 이 순간에도 빌딩 안에서는 수많은 사람들이 수직·수평으로 이동하고 있다. 최근 개인 이동수단의 발전으로 대형 빌딩에서의 수평이동은 세그웨이(Segway)가 이용되기도 한다. 수직이동을 위해서는 계단이나 에스컬레이터를 이용하지만 대부분 엘리베이터를 이용한다. 특히 빌딩이 고층화 될수록 엘리베이터는 필수 이동수단이며 방법이라 할 수 있다. 그러나 빌딩에서의 엘리베이터는 건축설계의 큰 걸림돌이기도 하다. ‘권상기(모터)-로프-케이지형태의 전통적 시스템 구조는 건축설계에 제약사항이기도 하다.

하지만 전통적인 자동차 시장이 급격하게 변화하고있는 요즘, 엘리베이터 변화 속도에도 점차 가속이 붙고 있는 것 같다. 기술 변화의 속도에 가속이 붙기 시작하면 시장의 변화는 상상을 초월할 수 없을 정도가 된다는 말이 있다. 이를 티핑 포인트라고 하는데, 필자 역시 엘리베이터의 티핑포인트가 점차 다가오고 있음을 느낀다. 최근 많은 연구자들이 빌딩 내에서 효율적인 수직·수평 이동을 위한 방법으로 다양한 시도와 연구를 진행하고 있다. 현재까지 가장 최신 기술은 필자가 시도해 보았던 사람들이 사용하고 있는 스마트폰을 이용해 승객의 이동 동선을 사전에 예측하고 이를 엘리베이터 운행에 적용해 보는방법이다. 스마트폰은 포노사피엔스라는 신조어가 등장할 정도로 현대인에게 개인의 분신과 같은 역할을 하고 있다. 그러니 이를 활용해 빌딩 내에서 개인이 움직이는 패턴을 파악할 수 있다. 스마트폰에 내장되어 있는 각종 IoT 센서들을 이용해 위치, 이동방향 등을 수집하고 과거의 이동패턴을 바탕으로 미래의 이동을 예측하는 방법이라 할 수 있다. 이를 좀 더 응용하여 발전시킨다면 다음과 같은 미래의 이동 시나리오가 나올 것이다.

 

오전 835, K 씨가 오늘부터 출근하게 된 124층 빌딩 근처에 도착하니 지난주 회사로부터 안내받아 설치한 스마트폰 앱으로부터 110층에 위치한 사무실까지 이동 방법, 엘리베이터 위치, 이동 경로, 도착 예상시간이 전달되었다. 엘리베이터로 이동 중에 출근 트래픽 증가 알림과 함께 새로운 엘리베이터 탑승위치와 65층에서 환승 안내를 받았다. 혹시나 지각할지 모른다는 불안감이 들었으나 이내 도착 예정시각이 850분 알림 메시지에 마음이 놓였다. 탑승할 엘리베이터 앞에 서니 엘리베이터 도어에 오늘의 날씨, 빌딩 내 각종 이벤트 등 다양한 정보가 펼쳐지고 있었다. 엘리베이터에 탑승을 하자 ‘K ! 첫 출근을 환영합니다. 당신을 빠르고 안전하게 목적층까지 모시겠습니다.’라는 웰컴 메시지가 카 내 벽면 디스플레이에 펼쳐졌다. 메시지가 사라지자 카 벽면과 천장에는 파란 하늘이 펼쳐지고 아름다운 음악이 카 내를 가득채웠다. 엘리베이터가 마치 하늘로 올라가고 있는 듯한 느낌이다. 이때 운행 정보 창에는 1,280mpm로 막 46층을 지나가고 있음을 출력하고 있다.

 

UX 그리고 엘리베이터의 미래

앞서 언급했던 자율주행 자동차 기술이 급속하게 발전함에 따라 차량을 이용하는 승객을 위한 UX기술도 함께 발전하고 있는 현실은 차량 사용자에게 차량 안에서 새로운 탑승 경험을 제공하며 자동차가 이동공간에서 소통이라는 공간으로 개념이 확장되고 변화되어지고 있다. 엘리베이터를 타기 위해 짧은 시간 혹은 긴 시간을 대기하거나 탑승 후 이동하는 경험을 누구나 해보았을 것이다. 최근 고층빌딩이 늘어남에 따라 엘리베이터를 통한 장시간 이동과 대기가 빈번해지면서 엔터테인먼트 서비스를 위한 UX 기술이 적용되어 엘리베이터가 주목받고 있다. 이제 엘리베이트는 정보 제공 및 새로운 경험을 할 수 있는 공간으로 시도되고 있으며, 이는 승객을 중심으로 변화하리라 예측해 본다.

단순한 이동수단이 아니라 생활공간의 개념으로 변하고 있는 엘리베이터는 사용자 간의 공감대를 형성하고 편리성을 제공할 수 있는 공간으로, 기능적 측면을 넘어 다양한 니즈를 충족시켜주는 방향으로 변화하고 있다. 이는 빌딩이 스마트화 되고 복합적인 기능을 가지면서 다양한 콘텐츠 제공이 건축 트랜드로 자리 잡은 것과 맥을 같이 한다. 이러한 트랜드는 최근 설계 또는 리모델링에 많은 변화를 가져오고 있다.

빌딩 내 보안시스템, 주차시스템 등과 연계되어 사용자가 빌딩 내에서 효율적으로 움직일 수 있도록 하는 등의 변화이다. 또한 엘리베이터에는 이미 디지털사이니지 기술이 접목되어 다양한 광고를 접할 수 있다. 아직까지는 일방적으로 제공되는 광고지만 IoT 기술을 이용해(예를 들어 인공지능 카메라 기술로 승객의 연령, 성별, 감정 등을 분석) 승객에게 맞춤형 광고나 콘텐츠 등을 제공할 수 있는 아이디어가 제시되는 등 다양한 시도가 이뤄지고 있다.

 

엘리베이터, 로봇도 이용하는 시대 올 것

최근 영국의 건축설계회사에서 제안한 차세대 초고층 빌딩은 전통적인 엘리베이터 구조가 아닌 미래의 차세대 엘리베이터 구조를 보여주었다. 이들은 지금까지의 획일화된 건축 디자인 틀에서 과감히 벗어나 새로운 미래의 빌딩 모습을 제시하고 있었다. 이러한 설계의 영감은 리니어모터 기반 엘리베이터 기술로 가능하게 되었다. 전통적인 엘리베이터 구조와 구동방식이 ICT기술과 접목되면서 새로운 구동방식이 개발되고 과거의 구조에서 과감히 벗어났다. 로프에서 자유로워질 수 있게 된 엘리베이터는 수직이동뿐만 아니라 곡선, 수평이동도 가능해질 수 있게 됐다.

이제 엘리베이터는 단순히 운송수단으로서의 기능을 넘어 승객의 이동성과 편리성을 동시에 충족할 수 있도록 합리적인 공간으로 거듭나고 있다. 특히 4차산업혁명시대라 일컬어지는 현재와 미래 초고층 빌딩 건축기술과 발맞춰 상호적이고 유기적인 관계를 맺고 인간에게 더욱 쾌적하고 편안한 수직·수평 이동 서비스를 제공하게 될 것이다.

얼마 전 열린 2019 CES(라스베이거스 전자제품 박람회)는 현재와 가까운 미래의 첨단기술이 적용된 빌딩의 모습을 예견해 볼 수 있는 자리였다. 특히 올해 아마존, 구글 등 선진 IT기업을 중심으로 무인자율주행 로봇이 빌딩 내에서 화물과 음식 배송을 하는 서비스를 소개하였고 이는 빌딩과 엘리베이터가 건축에 있어 사람뿐만 아니라 로봇도 함께 이동할 수 있는 기술이 필수가 되고 있음을 시사했다. 로봇회사들은 빌딩 내에서 목적지까지 배송 서비스를 위해 자율주행으로 수평 이동할 수 있지만 최종 목적지가 다른 층에 있을 때는 반드시 수직이동을 위해 엘리베이터를 이용해야 한다. 이제 엘리베이터는 사람의 수직이동뿐만 아니라 로봇의 수직이동을 위한 기능도 생각되어야 할 것이다.

 

 

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