[공학저널 전찬민 기자] 지반침하로 인한 사고는 도로, 지하시설물의 노후화, 건설 시공 등으로 인해 꾸준히 발생했으며, 지반침하를 예방하기 위해 딥러닝 기술이 활용될 전망이다.
지난 2018년 1월 ‘지하안전관리에 관한 특별법’이 제정되면서 서울특별시, 부산광역시를 포함한 지자체와 공공기관 등 지하시설물 관리자는 공동탐사용역을 수행하고 있다. 이러한 공동탐사 결과를 토대로 포장층 하부에 분포하고 있는 공동을 사전에 탐지하고 공동발생 구간에 보수보강을 실시하고 있다. 그 결과 지하안전법이 처음 시행된 2018년도에 비해 2019년도에는 지반침하 발생 건수가 43% 감소하는 성과를 달성하기도 했다.
하지만 이와 같은 결과를 토대로 향후 지반침하 발생량의 감소 추세를 유지시키기 위해서는 현재와 같이 공동탐사와 같은 예방정책을 지속적으로 시행할 필요가 있다.
현재 도로에 공동탐사를 수행하는 차량형 3D-GPR탐사가 이용되고 있다. GPR은 레이더파를 발생시켜 포장 하부로 보내고 다시 반사돼 오는 신호를 검출과 기록하는 장비로써 반사 신호 패턴을 분석해 공동의 위치를 발견할 수 있다. 이러한 GPR 조사 데이터 분석을 통해 공동의 예상 위치를 발견하면 2차 조사를 통해 해당 위치를 천공하고 내시경 등의 장비를 활용해 공동의 규모를 파악하게 된다. 이후 공동의 위험도와 발생원인을 고려해 최적의 복구방법을 수립해 지반함몰과 침하를 예방할 수 있다.
최근에는 멀티채널 GPR 시스템을 활용해 국내 공동탐지 기술의 분석기법과 활용방법은 점차 확대되고 있다. 이에 장비의 특수성 그리고 높은 분석 난이도로 인해 GPR 분석 시 전문화된 인력은 반드시 필요하다.
전문 인력의 최대 분석능력은 10~15km/일 정도로 조사물량이 방대할 경우 과도한 시간적, 금전적 비용이 발생하게 된다. 또한 분석사의 주관적 판단에 의해 공동을 판단하므로 공동신호를 탐지하지 못하거나 공동이 아닌 신호를 탐지하는 오류를 범할 수도 있다.
이러한 문제를 해결하기 위해 인공지능(AI) 알고리즘을 도입한 GPR 데이터 분석과 자동 공동 탐지 연구가 국내·외에서 활발히 진행되고 있다. 그 가운데 국토교통부 지원 국가연구과제 ‘도로함몰 위험도 평가 및 분석기술 개발’ 연구 과제를 통해 방대한 양의 GPR 데이터에서 추출한 공동신호 패턴을 인공지능에 학습시켜 자동으로 공동의 위치를 검출하는 프로그램이 개발됐다. 그 프로그램이 바로 ‘iCavity’이다.
딥러닝 네트워크 자동분석을 기반으로 한 이 프로그램은 신호 패턴을 구분해 공동을 탐지하고 공동의 정확한 위치좌표를 추출할 수 있다. 특히 인공지능 알고리즘을 도입한 GPR 데이터 분석을 통해 GPR조사 데이터의 분석시간을 인력분석에 비해 빠른 시간 내에 분석을 수행할 수 있다.
또한 공동, 자갈, 매설배관, 맨홀 등의 신호 패턴을 구분해 공동을 분석하기 때문에 인력분석 시에 탐지하지 못하거나 비공동 신호를 공동신호로 탐지하는 오류를 줄일 수 있다. 뿐만 아니라 인공지능 기반 공동 자동분석 프로그램은 인력분석에 비해 분석속도는 약 8배 빠르며, 공동탐지 정확도는 약 90%를 나타내 효율성 또한 매우 높다는 것 또한 장점이다.
이러한 인공지능을 활용한 분석기술을 개발한 ㈜아이리스테크놀로지는 2019년 1월에 설립돼 도로, 철도, 공항, 지하시설물 등의 SOC 구조물 유지관리를 위한 첨단조사 서비스와 AI기반 분석 솔루션을 제공하는 종합 엔지니어링 회사이다.
아이리스테크놀로지 이현종 대표이사(사진)는 “딥러닝 기반의 공동탐지 프로그램(iCavity) 뿐만 아니라 딥러닝 기반 도로표면 결함분석 프로그램(iCrack)을 개발해 도로포장상태를 자동으로 분석하는 프로그램을 개발했다”며 “교면포장과 교량바닥판 열화도 분석 솔루션(iBridge)을 개발해 현재 실무에 적용·활용하고 있다”고 말했다.
그는 이어 “현재 서울특별시의 2021년 도로하부 공동탐사용역(4-1권역)에 선정됨에 따라 본 용역을 성실히 수행할 것”이라며, “용역 수행 중에 조사한 구간에서 존재하는 모든 공동을 탐지하고 복구해 향후 공동과 침하 발생 사고가 발생하지 않도록 용역을 수행할 것”이라고 덧붙였다.
이렇듯 아이리스테크놀로지는 급격히 노후화되고 있는 국내 SOC 구조물을 안전하고, 효율적으로 유지관리하기 위해 끊임없이 연구개발에 매진할 계획이다. 이를 통해 개발된 복합 조사 장비와 각종 분석 기술력을 바탕으로 다양한 해외 국가에 진출해 급변하는 국내·외 첨단 유지관리 기술 경쟁 시장에 적극적으로 참여할 예정이다. 이를 통해 앞으로 글로벌 엔지니어링 회사로 거듭나는 것이 아이리스테크놀로지의 목표로 앞으로의 행보가 기대되고 있다.
