진보된 댐 안전관리, 스마트 기술로 물 복지 실현
진보된 댐 안전관리, 스마트 기술로 물 복지 실현
  • 전찬민 기자
  • 승인 2021.06.21 09:29
  • 댓글 0
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[공학저널 전찬민 기자] 우리나라는 산악지대, 급경사의 하천 등 지 리적 특성과 계절별 강우 변동이 큰 기후적 특성으로 인해 효율적인 물 관리가 매우 중 요하다. 댐은 지리와 기후 조건을 고려해 홍 수 예방과 수자원 확보 등 물 관리를 위한 중요한 시설인 만큼 댐 관리는 필수적이다.

하지만 기존의 댐 관리는 인력기반의 육안 점검, 아날로그식 자료관리, 주기적인 측량 으로 시설물 상태를 확인해 왔다. 인력기반 의 육안점검은 고위험과 접근성 결여지역의 안전점검사각지대를 발생시켰고, 아날로그 식 자료관리는 자료의 보관과 공유가 어려 워 업무효율을 저해하는 단점이 있다. 또한 댐체의 이상을 알기 위해 주기적인 측량을 시행해 재난 시 실시간 변화와 그에 따른 대 응이 어려웠다.

이러한 상황에서 전 세계적인 4차 산업혁명 기술 도입 동향에 따라 지난 2019년부터 한 국수자원공사, 한국수자원학회, 국내 기업 들과 디지털기술 도입을 위한 연구가 진행 됐다. 특히 2020년 1월부터는 국민들의 공 감대 형성을 위해 댐 안전관리 국민디자인 단을 민·관·학 합동으로 조직해 정기적인 소통을 했고, 스마트 댐 안전관리 기술의 적 용방안에 대한 공감대를 형성했다.

이 성과물을 바탕으로 지난해 7월 한국판 뉴딜에 포함된 드론과 인공지능, 디지털 트 윈 등을 활용한 ‘스마트 댐 안전관리 체계 구 축’ 사업이 착수됐으며, 핵심기술 세 가지로 구성돼 연구 개발이 진행되고 있다.

첫 번째 핵심기술은 ‘실시간 스마트 모니터 링’으로 당초의 주기적인 측량은 기후변화 에 영향을 많이 받아 결측률이 30%나 발생 했고 하루에 한번 측량시행에 따라 실시간 안전감시가 불가능했다. 이를 개선하기 위 해 GPS, 경사계 등 실시간 안전감시 시스템 을 구축해 태풍과 지진시 초단위 감시, 즉각 적인 대응이 가능하다는 것이 특징이다.

두 번째는 ‘드론 기반 안전점검’이다. 기존 인력위주의 육안점검은 고위험과 접근성 결 여지역의 안전감시 사각지대를 발생시켰고, 점검결과는 개인별 역량차이에 따라 일관성 을 확보할 수 없었다. 이에 따라 항공 드론과 수중ROV 도입으로 모든 시설물에 대한 꼼 꼼한 안전점검이 가능해졌고 영상데이터의 주기적인 확보와 후처리 시스템을 통한 3D 정밀분석에 따라 정확한 현재 상태의 확인 과 분석에 따른 즉각적인 보수보강이 가능 하다.

마지막 ‘디지털 트윈 플랫폼’은 현실기반의 댐 안전관리 디지털 트윈 플랫폼을 구축해 3차원 도면 기반의 직관적 확인과 그간 시 설물 이력관리를 쉽게 확인할 수 있게 됐다. 그간 아날로그식 자료 관리에 따라, 자료를 찾기도 어려웠고 상호 공유하기는 더욱 힘 들었으며 직원들의 전보 시에는 업무의 공 백이 불가했다.

하지만 트지털 트윈 플랫폼 구축으로 실시 간 안전성 분석을 탑재해 재난에 따른 영향 을 예측하고 대비할 수 있으며, 모든 데이터 를 체계적으로 관리하고 인공지능의 손상예 측과 정보공유 시스템을 통해 종합적인 재 난대응도 가능해졌다.

특히 이 모든 혁신활동의 관리를 통해 국가 댐 안전관리의 기술허브인 ‘국가 댐 안전관 리센터’를 신설하게 됐다.

한국수자원공사 윤국희 차장(사진)은 “이번 사업을 통해 세계 최초로 댐 안전관리 분야 에 ‘스마트 기술’을 도입한 선도국가가 됐으 며, 디지털 일자리 1600명의 창출과 국내 기업들과 함께 사업기획과 시행을 함에 따 라 국가 산업발전, 해외로 기술을 수출할 수 있는 기반을 마련했다”며 “또한 장기적으로 국내 약 18000개의 댐에 대해 이 기술을 적 용함에 따라 국민들에게 안전한 물 공급을 통해 물 복지를 실현할 계획”이라고 말했다.

현재 ‘실시간 스마트 모니터링’과 ‘드론기반 안전점검’은 그간 시범사업 등을 바탕으로 기술의 효과와 적용방법에 대한 검증이 이뤄졌다. ‘디지털 트윈 플랫폼’의 경우 디지털 트윈, 인공지능, 빅데이터, 통합플랫폼의 핵심기술을 댐 시설에 도입하기 위한 시범구축 용역이 6월초에 발주돼 착수를 준비하고 있다.

이번 시범구축 용역은 섬진강댐을 대상으로 댐 안전관리 디지털 트윈의 7가지 핵심기술을 구축할 예정이다. 이 핵심기술은 모든 자료의 디지털화, 기존 안전정보시스템과 통합지진감시시스템의 표출, BIM 기반의 시설물 이력관리시스템, 계측과 드론 점검 데이터의 인공지능 분석을 통한 손상예측, 계측과 드론점검 데이터의 저장·관리, 실시간 안전성 분석시스템, MR을 통한 가시화하는 것이다.

윤 차장은 “우선 민간기업이 아닌, 정부시스템에 관련 디지털 기술을 탑재하기 위해서는 보안 등을 해결하기 위한 중요기술의 검토가 필요”하다며 “국내 많은 기업들과 관련기술을 확보하여 대한민국이 디지털 강대국으로 도약하는데 초석을 마련하고 싶다”고 전했다.

그는 이어 “현재 1단계 스마트 댐 안전관리 사업 후에는 2단계로 무인사업장을 대상으로 좀 더 진보된 댐 안전점검, 모니터링과 대응시스템을 구축하고자 노력할 것”이라며, “국민들이 더 안전하고 행복한 국가가 될 수 있도록 지속적인 혁신이 이뤄지는 시스템이 지속적으로 확대되기를 기대한다”고 덧붙였다.


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