[공학저널 송강식 기자] 건설기술이 발전함에 따라 SOC시설의 규모가 대형화되고 특히, 교량에 있어서는 장대교량 형태가 많아짐에 따라 인력 위주의 점검이 점차 어려워지고 이에 따른 비용이 증가하면서 유지관리분야에도 스마트기술의 요구가 증가하고 있다.
기존 유지관리의 점검방식은 점검 기간 장기화와 현장 점검자의 점검 난이도가 올라가고 접근이 어려운 지역이 많아짐에 따라, 교량 점검 시 사각지대가 증가하고 현장점검 내용과 현장야장, 외관망도의 일치가 용이하지 않게 된다. 그 결과, 점검자의 기록을 토대로 작성된 결함의 분류가 부정확하거나 결함 위치가 기록된 도면인 외관망도와 실제 현장을 비교했을 때 결함 내용의 상이함이나 위치의 불일치 또는 결함이 누락되는 상황이 다수 발생해 점검 데이터 신뢰도가 떨어지게 될 수 있다.
특히, 교량의 점검 시 최근까지도 주로 현장 점검자의 접근에 의한 육안, 스케일, 카메라 등의 간단한 공구·기구를 활용한 점검 방법이 대부분을 차지하고 있다. 이러한 현장점검 방법은 인력 접근이 어려운 교량의 박스거더 내부와 같이 협소하게 폐쇄된 구역에서는 인력, 장비반입의 어려움 등으로 점검이 제대로 이뤄지지 않는 점검 사각지대가 다수 발생하고 있다.
이러한 한계를 극복하기 위해 스마트 점검 기술이 도입되고 있으며, 대표적으로 구조물 외관 조사에 적용할 수 있는 무인체로서 무인기(드론) 기술이다. 하지만, 교량하부의 GPS 문제, 비행체의 흔들림, 검사대상물과의 접근거리 한계로 인해 고품질의 2D·3D 영상 정보 취득이 불가하고 교량 하부와 내부환경의 접근이 어려운 관계로 거시적 외관 조사로만 사용되고 있다.
이를 해결하기 위해 점검자를 대신할 고해상도의 다양한 영상과 이미지 기반의 스마트 주행 로봇을 도입함으로써 4차 산업 기반 안전 프로세스상에서 스마트 유지관리 체계가 구축되고 있다. 또한, 명확한 결함의 위치를 디지털 영상 데이터를 기반으로 축적된 작업내용은 DB화돼 결함손상, 열화의 상태변화, 진행성을 분석해 관리주체의 유지관리 의사결정에 이용함으로써 선제적인 성능 중심 유지관리체계에 활용할 수 있을 것으로 예상되고 있다.
이러한 시대적 변화 속에서 ㈜미래시티글로벌은 영상기반의 로봇과 스마트 유지관리 플랫폼을 연구 개발해 서울시, 국토부, 한국도로공사, 과기정통부, 산업통상자원부, 서울교통공사, 각 지자체 등과 대형교량, 지하공동구, 지하철 터널 등 SOC 시설물을 대상으로 스마트 유지관리 플랫폼을 적용하고 있다. 특히, SOC 시설물 환경에 최적화된 로봇은 대표적인 네 가지 비즈니스 모델로 구분된다.
첫 번째는 지자체와 민간기업의 지하공동구용 재난안전관리 레일로봇으로 실시간 영상과 열화상 그리고 산소 습도 온도 황화수소 탄소 등 환경센서가 탑재돼 화재와 환경변화에 대한 데이터를 실시간으로 관제하는 임무를 수행하고 있다.
두 번째, 교량 점검 로봇은 교량 거더 내부 점검용 레일로봇, 교량 하부 점검용 와이어로봇을 적용해 인력 또는 드론이 접근하기 어려운 부재에 대한 결함 데이터를 획득하는 임무를 수행하고 있다.
세 번째 라인업은 철도 궤도 점검 로봇과 지하철 터널 점검 로봇으로, 열차가 멈춘 심야시간대의 제약적 점검이라는 인력점검의 한계성을 극복하기 위해 궤도 위를 운행하는 무인 로봇으로 영상 획득해 360도 실사메타버스 영상과 AI로 결함 검출 임무를 수행하고 있다.
마지막은 스마트 국방 경계 로봇이다. 현재의 과학화 감시 경계 시스템은 2015~2016년 GOP 도입을 시작으로 PTZ 영상장비 도입을 통해 감시영역을 확장하고 있지만, 고정위치에 설치되는 장비의 기술적인 한계로 경계 사각지대의 완벽한 해소는 불가능한 상태이다.
이에 미래시티글로벌이 보유한 기술력인 와이어로봇, 레일로봇에 대한 축적된 기술과 드론을 융합한 첨단 과학화 군사경계 복합로봇을 개발 중에 있다. 복합로봇은 레일로봇 대비 경계 범위가 넓은 환경에 적용될 수 있도록, 와이어와 레일의 경로를 복합적으로 주행하며 필요시 드론을 탑재하도록 돼 있어, 국방 경계 외 공항, 플랜트 등의 외부 광역 경계 감시 용도로 전개가 가능하다.
미래시티글로벌 김동우 대표이사(사진)는 “스마트점검 로봇을 통해 기존에 많은 수의 점검원이 투입돼 수행하던 점검 방식에서 로봇을 운영하는 소수의 인원으로 진행함으로써 점검 효율성을 높이는 동시에 점검 데이터의 정확성을 기대할 수 있다”며 “인력 접근이 어려운 가운데 누락될 수 있는 점검 사각지대 문제를 해소할 수 있고, 유지관리 비용 또한 절감할 수 있다”고 말했다.
그는 이어 “SOC 구조물은 앞으로 점차 노후화되고 이에 따라 예상되는 유지관리 비용과 구조물의 규모가 커지고 새로운 공법의 구조물들이 등장함에 따라 기존의 점검 시스템으로 주어진 예산과 시간으로 이 모든 것을 관리하는 것이 어렵다”며 “따라서 스마트점검 로봇의 도입을 통해 유지관리 비용을 절감함은 물론 선제적 유지관리가 가능해 SOC 구조물의 유효 수명의 증가를 기대할 수 있다”고 덧붙였다.
다양한 SOC 시설물 환경에 최적화된 IoT기반의 스마트 솔루션인 점검 로봇과 계측 센서를 통해 취득되는 점검 대상물의 실시간 데이터를 취득해 빅데이터화 하고 이를 AI로 분석함으로써 미래시티글로벌은 최종적인 스마트 관제 플랫폼 서비스를 제공하기 위한 준비를 하고 있다. 나아가 국가 SOC 그리고 산업 인프라에 대한 정밀한 진단을 위해 ICT 기반의 스마트 SOC 유지관리 플랫폼을 활용해 국민의 안전, 더 나아가 인류의 안전에 기여하는 기업으로 도약해 나갈 계획이다.
