IoT 기반의 계측기술로, 구조물의 안전모니터링한다
IoT 기반의 계측기술로, 구조물의 안전모니터링한다
  • 전찬민 기자
  • 승인 2022.05.30 10:04
  • 댓글 0
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[공학저널 전찬민 기자] IoT 센싱 기술은 대상 구조물의 거동파악, 그에 따른 이상 대비, 대응으로 이어지는 시설물 계측의 모든 단계에 체계적, 효율적 수행이 가능하도록 하는 핵심기술 중 하나다. 최근에는 재난방재, 구조물 건전성 감시 등 다양한 분야에서 IoT 기술을 활용한 계측시스템 적용이 활발해지고 있다.

현재 구조물 계측을 위해 다양한 계측기술이 사용되고 있으며 주로 검지부(센서)로부터 수집된 해당위치의 물리량 정보를 구축된 데이터베이스로 전송받아 분석프로그램을 통해 해당 데이터를 분석해 유의미한 구조물 거동정보로 전환, 유지관리 의사결정과 구조물 현황정보로 활용하는 방식이 사용된다.

하지만 기존 계측의 개념은 단순하게 ‘검지부’가 어떤 특정한 물리량을 ‘감지’하는 수준에 머물러 있는 한계가 있다. 반면, IoT 센싱기술은 기존의 단순 감지와 정보 전송역할만을 담당하는 센서역할에서 더 나아가 하나의 기기에 메모리, MCU, 전원, 통신 기능까지 집적된 스마트센서의 운용이 가능하다는 것이 장점이다.

이를 통해 감지 신호를 전달받은 중앙처리장치가 데이터에 근거한 판단을 수행할 수 있도록 하는 형태로 발전하고 있다. 이는 기존의 계측기술의 분석과 다르게 사전에 설정된 값에 따른 기계적인 트리거 발동 수준이 아닌 다양한 데이터를 분석해 그 맥락을 읽고 이에 따른 적절한 대응활동의 수행을 지시하는 수준으로 발전하고 있다.

특히 최근에는 한국건설기술연구원과 (주)에이테크솔루션이 ‘IoT 계측기술을 활용한 해상교량의 재난재해 및 통행안전 정보서비스 제공 스마트 플랫폼’을 공동으로 개발해 주목을 받고 있다. 이 플랫폼은 연륙, 연도교인 해상교량의 풍황과 진동을 IoT 계측센서를 통해 상시적으로 측정함으로서 강풍과 태풍발생, 교량의 이상진동 발생과 같이 교량 이용자의 안전통행에 지장을 초래하는 상황이 발생할 가능성을 실시간 분석할 수 있다. 이를 바탕으로 상황발생 이전에 지역주민 등 교량 이용자들은 그 예상정보를 제공받을 수 있게 된다.

‘IoT 센서를 이용한 해상교량 풍황 및 진동관리 패키지’와 ‘스마트 재난재해 정보제공 서비스 웹 플랫폼’은 이번 개발을 통해 도출된 실질적 성과물로서 해상교량뿐만 아니라 모든 교량과 시설물에 범용적으로 적용이 가능하다. 또한 웹기반 플랫폼의 특성상 다 시스템과 연계성이 높아 차 후 기존 재해재난 대응체계와의 연동을 통해 그 적용성의 확대가 가능할 것으로 예상되고 있다.

현재 해상교량에 구축돼 있는 계측시스템 또한 교량의 풍황, 진동을 계측하고 이를 통해 구조물의 거동상태를 감시할 수 있도록 작동하고 있지만 이는 단순한 구조적 건전성평가를 위한 지표로 사용되고 있는 경우가 대부분이다. 또한 해당 데이터를 활용해 실시간으로 지역주민과 교량 이용자에게 주의, 경고 메시지를 발송하는 서비스는 전무하기 때문에 이번 기술개발을 통해 대상시설물을 이용하는 일반시민들의 안전통행권을 보장할 수 있는 기술적 토대를 마련하게 됐다.

뿐만 아니라 이 기술은 디지털 뉴딜정책에 부합되는 IoT 계측기술 기반의 해상교량 안전모니터링 기술로서 교량시설물 관리체계의 신뢰도를 제고할 수 있는 유용한 기술이다. 향후 IoT 환경이 충분히 구축된다면 보다 진보된 성능을 확보해 과대풍황과 진동발생의 상황에 보다 능동적으로 대처할 수 있을 것으로 예상되고 있다.

건설기술연구원과 함께 이 플랫폼을 개발한 에이테크솔루션은 시설물유지관리계측 전문기업으로서 국내 계측기술의 발전을 위해 기술개발에 집중하고 있으며, IoT 센서와 스마트 계측기술 개발분야에 선두적 위치를 확보하기 위해 노력을 기울이고 있다.

에이테크솔루션 김욱 연구소장(사진)은 “해상교량은 급격한 풍황이 변화 또는 기상이변에 따른 풍황변화 등이 발생하는 경우가 많고 다양한 원인에 의한 진동이 발생한다”며 “개발 시스템의 현장 실증과 성능개선을 지속적으로 진행해 풍황, 진동발생의 다양한 시나리오를 축적하고 시스템의 상황판단 알고리즘을 발전시켜 진동과 풍황을 보다 정확하게 분석하고, 구조물 이용자에게 보다 현실적인 안전정보를 제공할 수 있도록 할 예정”이라고 말했다.

이 시스템은 IoT 기술과 계측시스템 활용을 통한 강풍, 태풍, 각종 진동, 통행 방해 요인에 대한 예경보가 주 목적으로서 해당시스템을 이용해 잠재적으로 발생가능한 통행사고의 선제적 예방이 가능하다. 이를 통해 국가 기간시설물을 이용하는 국민들의 불안감 해소와 긴급 상황 발생 전파, 현장대응 능력을 향상시켜 사전 피해예방을 통해 불필요한 사회적 비용발생을 저감할 수 있을 것으로 예상되고 있다.

또한 해당 시스템을 통해 수집한 IoT 계측데이터를 활용 대상교량의 상태정보와 유지관리 이력정보에 근거한 신속, 정확한 의사결정자료 도출이 가능할 것으로 기대되고 있다.

이렇듯 에이테크솔루션은 특수교뿐만 아니라 국내 기간시설물 등 꾸준한 안전관리와 데이터 분석이 필요한 모든 구조물을 대상으로 계측시스템 구축과 운영사업을 진행 중이며, 쿠웨이트, 카타르 등을 대상으로 해외 계측프로젝트 또한 활발히 참여해 그 기술력을 인정받고 있다. 이를 기반으로 국내 특수교와 주요 구조물의 계측, 분석과 더불어 해외시장 진출을 통해 국내외적으로 사업영역을 확장하고 있다.

그 외에도 IoT 센싱, AI기반 데이터 분석, 딥러닝 기법을 활용한 데이터 필터링, 복원 등의 보유 기술을 활용해 기술경쟁력을 갖춘 계측전문기업으로서의 입지를 공고히 할 계획이다.


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