=교량 신축이음부 유간 측정장치 등 2건 개발… 구조물 파손·붕괴 사고 사전 차단
= 기술력 확보 국민 안전 강화 재난 예방… 우수 도로기술 해외 진출 지원 전력
[국토일보 이경옥 기자] 한국도로공사(사장 이강래)는 최근 말레이시아 쿠알라룸푸르 컨벤션 센터에서 열린 ‘2018 말레이시아 국제발명전시회’에서 금상·특별상을 각 2점씩 수상했다고 밝혔다.
이번 전시회에는 전 세계 33개국에서 945점의 발명품이 출품됐다.
도로공사가 수상한 발명품은 국민의 안전 확보와 재난 예방을 위해 개발된 ‘교량 신축이음부 유간 측정장치’와 ‘구조물 내공변위 측정장치’다.
두 발명품 모두 금상과 특별상을 동시에 수상했으며, 구조물을 쉽고 빠르게 모니터링할 수 있도록 해, 구조물 파손, 붕괴 등 사고예방에 도움이 될 것으로 기대된다.
‘교량 신축이음부 유간 측정장치’는 차량에 초고속 레이저 측정장비를 탑재해 100km/h로 주행을 하면서 교량의 이음부 간격을 측정해 이상 유무를 판단할 수 있는 장치다.
기존에 교통차단 후 사람이 일일이 조사를 해야 했던 불편함과 위험성은 줄어들고, 문제가 발생한 구조물에 대해서는 신속한 대처가 가능해진다.
한국도로공사 도로교통연구원 관계자는 “교량 신축 이음부 유간 측정 장치는 교대 협착에 따른 교량 부재 파손이 빈번해 발명하게 됐다. 신축이음장치 협착, 거더파손, 교량받침 파손 등이 대표적이다. 인력에 의한 유간 측정으로 소요시간 및 교통안전 위험이 증가하게 돼 장치의 발명이 시급했다”고 밝혔다.
교량 신축이음부 유간 측정장치의 시스템 구성은 외부측정장치인 라인 스캔 카메라, 2D 레이저 스캐너, 거리측정기, GPS 등으로 나뉜다.
라인 스캔 카메라는 고속 영상 측정장치다. 2D 레이저 스캐너는 2차원 고속 형상 측정기로 레이저 라인프로젝트와 영상센서를 조합해 측정하게 된다.
조사방식은 거리연동 방식으로 최대 조사 속도는 100Km/h이다. 신축이음부 전후 단차 기능이 있으며, 데이터 간격은 교축방향 0.5m 이하다. 조사 결과는 텍스트 데이터를 PC에 직접 저장할 수 있다.
거리측정기는 상대 위치와 절대 위치를 동시 기록하고 표시할 수 있다. 현재거리 캡처와 구간거리 측정이 가능하다.
세부 적용 기술로는 평면 화상 측정 및 분석 기술이 적용됐다. 라인스캔 카메라로 도로면 평면 이미지를 취득해 머신러닝 기법으로 신축이음장치 위치를 판별하고 신축유간을 계산하는 원리다.
주행방향 노면 단차 측정 기술도 적용됐다. 2차원 레이저스캐너로 종방향 단차 측정이 가능하다. 위성항법장치, 자동항법장치 연동으로 터널과 터널 사이 구조물 GPS 신호의 끊김없는 조사도 가능하다. 거리측정기 연동을 통한 거리오차 보정도 할 수 있다.
이를 통해 신축 유간 조사시간을 90% 단축 가능하다. 사람이 측정할 때 1시간이 소요되던 것을 장비로 5분이면 끝낼 수 있다.
또 신축유간 데이터베이스를 통한 교량 보수보강 최적화로 신축이음장치 교체 예산을 약 30% 절감할 수 있다.
고속도로 본선 교량 데이터베이스 구축으로 신설노선 및 공용노선의 유간 데이터베이스 구축으로 모니터링 체계도 마련할 수 있다.
교량 거동 모니터링으로 예방적 유지관리도 실현 가능할 것으로 기대를 모으고 있다.
‘구조물 내공변위 측정장치’는 구조물 내부의 변화를 자동으로 측정할 수 있는 장치다. 레이저 및 반사 회전각을 이용해 구조물 내부에서 각 지점의 거리를 측정한 후 기존의 설계 데이터와 비교해 변형 상태를 보다 정확하게 확인할 수 있다.
한국도로공사 도로교통연구원은 구조물 유지관리에 소요되는 시간과 인력 소모를 줄이고, 정확한 데이터 신뢰성을 확보하기 위해서 구조물 내공변위 측정장치를 개발했다고 밝혔다.
장치 개발의 목표는 ‘구조 안전성 평가를 위한 내부 변위 측정’으로 잡고 쉽고 빠르고 정확한 조사가 가능하도록 한 것이 특징이다.
이를 위해 ▲레이저&무선을 이용한 구조물의 내부 변위 측정 ▲과학적 작업 프로세스 구축·현장 조사 시간 최소화 ▲체계적인 작업에 의한 정량적 및 객관적 검사 3단계를 구축했다.
무선 및 레이저 기술 적용으로 원격 제어 및 자동운전이 가능하도록 했고, ICT 기술 접목으로 체계적이고 정확한 데이터 수집 및 분석, 데이터베이스 구축을 구현했다.
도로공사 관계자는 “구조물 내공변위 측정장치 개발을 통해 정량적이고 객관적인 검사 확보·시간 단축, 인적 자원 최소화, 현장 적용 편의성 확보·과학 관리(BIM, IoT)유지 관리 기반 마련 등을 기대해볼 만 하다”고 말했다.
한편, 도로공사는 지난 해 러시아 모스크바 국제발명품 전시회에서도 지능형 차량정보 재인식 시스템 등 2건을 출품해 금상·은상·특별상을 수상한 바 있다.
한국도로공사 관계자는 “이번 전시회를 통해 우리나라 도로기술의 우수성을 전세계에 알릴 수 있었다”며, “앞으로도 우수기술을 해외시장에 적극적으로 홍보해 국내기업의 해외진출을 견인하겠다”고 강조했다.
