계측 시스템에 날개 다는 저전력 장거리 무선통신
계측 시스템에 날개 다는 저전력 장거리 무선통신
  • 전찬민 기자
  • 승인 2020.07.03 18:49
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[공학저널 전찬민 기자] 건설 공사에서 계측은 안전을 직접 책임지고 있는 중요한 공정이다. 이에 따라 IoT를 기반으로 한 계측 시스템이 화제가 되고 있다.

하지만 기존 계측시스템은 주로 인력에 의한 수동계측으로 실시간으로 붕괴를 감지하는데 한계를 보였다.

특히 토목계측분야에서 기존 무선 계측은 10년 전부터 지그비, 블루투스 등 단거리 무선통신기술을 이용한 계측 시스템 기술개발을 진행했으나 통신거리 한계(대략 300m 이내)와 배터리 수명 단축 등의 기술적인 문제로 많은 시행착오와 실패를 경험하게 됐다.

최근 들어 사물인터넷(IoT)이 발전함에 따라 저전력 장거리 무선통신 기술 LPWAN(Low Power wide Area network)을 이용한 신산업 분야가 새롭게 부상하고 있다.

LPWAN기반 다양한 통신방식에서 로라(LoRa) 무선통신 기술은 3G나 LTE 등 기존 스마트폰통신망과 달리 저전력으로 통신하며, 장거리(10km 이상) 통신이 가능하다. 별도의 기지국이나 중계 장비없이 기기에 바로 칩을 올려 데이터를 주고받을 수 있다는 것이 특징이다.

또한 지반의 변위를 사전에 감지할 수 있는 계측은 공사현장에서 무엇보다도 중요하다. 하지만 기존 계측 시스템은 주로 수동계측이 이루어지기 때문에 갑작스러운 지반의 붕괴 등의 이상 징후를 실시간으로 감지하는데 어려움이 있다. 이런 문제점을 해결하기 위해 IoT기반 최적의 계측 솔루션이 개발될 예정이다.

이 솔루션은 임시 구조물 안전모니터링을 위한 최적 노드, 게이트웨이와 센서 모듈 개발, Event-Driven 구조 기반의 무선 데이터 전송기술 개발, 임시 구조물 안전모니터링용 다종센서 호환성 향상 기술 개발이 주요 연구 내용이다.

기술 개발을 통해 현장에 적용될 경우 임시 흙막이 구조물의 상태를 실시간 정보를 수집해 점검시 접근 한계성·난이성 등 인력점검 한계를 극복할 수 있게 된다. 또한 시설물 상태를 실시간 데이터 축적·분석으로 이상상태 조기검지와 적기 유지보수가 가능해져 시설물의 내구성향상 등 유지보수 효율이 높아진다는 장점도 있다.

시설물의 재해발생(붕괴 등) 이상 징후 발견 시에는 시공사, 감리단 등 실시간 상황 공유로 근로자와 시민의 안정성을 확보할 수 있을것으로 기대를 모으고 있다.

이와 같은 IoT 기반 계측 솔루션을 개발하고 있는 ㈜에이티맥스는 지난 2003년 설립 후 토목계측과 시설물 유지관리 서비스를 제공해 온 기업이다. 건설 SOC사업, 문화재, 건설IT, 저전력 무선 계측시스템 개발 등을 수행하고 있으며, 현재 다양한 건설 분야에서 젊은 기술 인력들이 축적한 기술경험들을 모아 건설계측시스템과 IT 기술을 접목시키고 있다.

최근에 새롭게 개발된 ARGOS는 기존 무선센싱기술의 한계를 극복한 LPWAN 기반의 저전력 장거리 무선통신 계측 시스템을 개발해 다수의 현장에 적용하고 있다. 이러한 기술을 바탕으로 기존 계측의 문제점을 극복하고자 스마트 건설기술 개발 사업의 도로구조물 원격·자동화 시공 기술 개발에 참여하게 됐다.

에이티맥스는 국내외 다양한 토목현장에서 오랜 기간 숙련된 토목계측엔지니어와 토탈 토목계측시스템 엔지니어를 다수 보유하고 있어 유무선 자동 계측시스템의 운영을 위한 환경이 완벽하게 구축돼 있다. 해외의 유수한 파트너들을 통해서 선진 토목 계측 기술을 구사할 수 있는 글로벌 네트워크를 구축하고 있으며 어떤 종류의 토목공사현장에서도 완벽히 수행할 수 있는 기술적 기반이 준비돼 있다.

에이티맥스 한병원 이사(사진)는 “국민의 안전과 직결된 국가 주요 SOC 사업에서 시공중과 유지관리 계측의 중요성은 더욱 중요한 공정으로 그 역할이 막중하다”며 “토목계측사를 통한 계측 데이터의 신뢰성을 담보할 수 있는 것은 시공사로부터 독립적인 상황에서 수행하는 용역이지만, 현재는 시공사 통제의 용역수행은 그 신뢰성을 담보할 수 없기에 발주체계의 개선이 필요하다”라고 말했다.

한편 고도화된 기술의 무한 성장의 시대에서 산업 간의 융·복합을 통한 최적의 기술조합은 필수적이다. 이에 에이티맥스는 ICT 기술과 토목의 융합을 통해 실시간으로 어떠한 형태의 구조물이건 상시모니터링 서비스를 제공하는 플랫폼 서비스를 구현하는 전문 기업으로 글로벌 시장에 진출하고자 한다.

한 이사는 “본 산업의 중요성에도 불구하고 일반 대중은 물론이고 심지어 공학전문가들 조차도 토목계측엔지니어링의 영역에 대한 이해가 부족하며 대중적인 소외를 받고 있는 것이 현실”이라며 “토목계측엔지니어링 산업의 대중적인 인식이 전환되길 바란다”고 전했다.


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