27일 수도권제2순환고속도로 건설현장서 대규모 실증 진행
토공 자동화·구조물 시공 자동화 등 스마트건설 기술 확산 앞장

[국토일보 하종숙 기자] 정부가 국가 R&D를 통해 개발한 안전분야 핵심 스마트건설 기술의 현장 적용에 앞장, 스마트건설 기술의 빠른 확산에 나섰다.

국토교통부는 사업비 1,950억원을 투입, 오는 2025년까지 6년동안 진행 중인 스마트건설기술개발사업(총괄:한국도로공사) 상용화로 자동화·지능화 등 건설산업의 디지털 체제로의 빠른 전환으로 건설 생산성·안전성 향상에 힘을 모으고 있다.

국토부는 ‘스마트건설 기술육성을 통한 글로벌 건설시장 선도’를 비전으로 3단계(① 2020~20221, ②2022~2023, ③2024~2025)로 추진 중인 스마트건설 R&D 중 안전분야 기술을 중심으로 27일 수도권제2순환고속도로 건설현장에서 대규모 실증을 진행했다.

이 프로젝트는 ▲1단계 핵심단위 기술개발 ▲2단계 기술 간 연계 ▲3단계 현장 실증 및 기술 고도화를 위 진행 중이다. 현장 적용된 수도권제2순환고속도로 2공구는 공사기간 2019년 9월부터 오는 2026년 12월 완공예정으로 공사비 1,607억원이 투입된다.

이날 현장실증에서는 인공지능을 활용한 현장 위험 인식 기술, 위험구역을 관리하는 스마트 펜스, 드론과 로봇을 활용한 위험시설 3D 스캐닝 기술, 작업자 안전과 건강상태를 확인하는 스마트 워치 등이 실증됐다.

우선 ‘인공지능 위험 감지’기술은 건설현장에 설치돼 있는 CCTV의 영상을 인공지능으로 분석해 안전고리 풀림, 안전모 미착용 등 20여 가지의 안전위험상황을 자동 인식하고 작업자 및 관리자가 이러한 상황을 조치토록 해 추락(떨어짐)이나 협착(끼임) 등의 사고를 미리 예방하는 기술을 실증했다.

이에따라 기존 안전고리에 별도의 센서 등을 설치해 위험 인식하던 방식에서 CCTV 영상으로 고리 풀림 여부를 자동으로 감지토록 개선됐다.

‘스마트 펜스’는 중장비 작업구간, 공동구, 유해가스 유출구간 등 수시로 발생하는 위험구역을 대상으로 전자기파를 이용한 가상의 울타리를 설정하고 스피커 등을 통해 장비나 사람들이 접근하거나 통행하지 않도록 하는 스마트 펜스 기술을 실증했다. 기존 안전울타리 등 물리적 시설을 설치하고 신호수를 배치해 위험구역을 관리했다면 카메라·레이더 기술로 신속히 가상 울타리를 설정해 사람의 출입을 자동 감시하는 기술로 개선됐다.

‘위험시설 3D 스캐닝’ 기술은 로봇개와 드론을 이용해 가설발판(비계), 가설지지대(동바리) 등 임시로 사용하는 위험시설을 3차원 정밀 스캐닝해 구조적 안전성까지 평가하는 기술을 실증했다. 이에따라 기존 육안으로 비계 설치 불량 등 시설물 외관을 검사하던 방식에서 라이다 등 디지털 센서를 탑재한 로봇과 드론이 자동 주행을 통해 위험 인자를 탐지하고 구조적 안전까지 해석해 정확성과 안전성을 강화했다.

‘스마트 워치’는 쉽게 착용할 수 있는 스마트 워치를 통해 작업자의 위치, 생체정보(심박수 등), 동작 상태(쓰러짐, 추락 등)를 실시간으로 확인해 관리자나 관제센터에 이상 징후를 알려주는 기술을 실증했다. 기존 작업자 본인 자가 진단에서 손목센서(시계)로 작업자 상태를 실시간 모니터링하고 자동으로 관리자에게 통보하는 방식으로 전환한 것이다.

국토부는 이같은 안전분야 스마트건설 기술 이외에도 해당 스마트건설 R&D를 통해 건설산업 생산성 향상을 위한 토공 자동화, 구조물 시공 자동화 기술개발 및 실증에도 힘을 쏟고 있다.

‘토공 자동화’의 경우 도로 건설 등을 위해 흙을 쌓거나 깎는 토공작업에 사용되는 건설장비를 자율(무인) 또는 원격으로 제어할 수 있는 기술을 개발하고 해당 작업을 관제할 수 있는 시스템을 개발하고 있다.

이를위해 드론이 현장을 스캔하면 인공지능(AI) 등으로 공사현장에 대한 3차원 디지털 지도를 만들고 해당 정보를 이동식 관제센터에서 활용, 자율(무인) 또는 원격으로 시공을 진행할 수 있는 토공 장비를 개발했다. 토공 자동화 기술은 지난해 수도권 제2순환고속도로 건설현장에서의 기술실증에 이어, 올해에는 오는 10월 고속도로 하이패스 나들목 신설 공사현장(신탄진휴게소 하이패스 IC공사)에서 본격 적용할 예정이다.

‘구조물 시공 자동화’ 개발에도 속도를 내고 있다. 구조물 시공 자동화는 공장에서 사전제작한 구조물을 활용해 공사기간을 단축하고, 로봇 등을 이용한 현장시공으로 건설사고를 줄일 수 있는 기술이다. 3차원 건설정보모델링(BIM)기법으로 설계한 교량 구조물(바닥판)을 공장에서 자동화 공정으로 생산하고, 교량 구조물(교각, 거더) 현장 시공시 로봇 등을 이용한 원격시공으로 안전사고를 줄일 수 있는 기술을 개발, 오는 11월 수도권제2순환고속도로 건설현장 등에서 해당 기술을 활용할 계획이다.

국토부 김태병 기술안전정책관은 “스마트건설기술의 실용화를 통해 건설현장의 안전 수준이 한층 높아질 것으로 기대한다”며 “디지털 첨단 기술을 적극 도입, 청년세대가 건설 분야에 더 많은 관심을 갖고 참여할 수 있도록 산업 생태계 조성에 최선을 다하겠다”고 강조했다.