해상교량의 내구수명 확보와 유지관리 효율 향상을 목표로 한국건설기술연구원을 중심으로 ‘그린 해상교량 기술 개발’ 연구가 한창인 가운데 스마트건설과 해상건설의 디지털 전환을 선도해 나가고 있는 ㈜이엔지소프트가 참여, 겨울철 미끄럼 사고를 예방할 수 있는 현장 맞춤형 핵심 기술들을 개발하고 있어 이목을 집중시키고 있다.
센서부 AI 판단부 제어부 통신·운영부로 시스템 구성
온·습도 노면온도 변화 등 결빙 전조 조건 종합적 분석
데이터 수집→위험 판단→현장 대응 ‘연속 과정’ 작동
겨울철 도로 결빙은 육안으로 식별이 어렵고 짧은 시간 안에 차량 미끄러짐과 연쇄 사고로 이어질 수 있는 대표적인 도로 위험요인으로, 이로 인한 사고가 매년 이어지고 있다.
최근 들어 열선이나 파이프 등을 도로 포창층 내부에 매립해 열을 발생시키는 방식을 적용, 도로 결빙에 의한 교통사고 저감에 나서고 있다.
하지만, 해상 교량의 경우 낮은 노면 온도와 높은 습도, 강한 바람, 강수 이후 잔류 수분 등 복합적인 환경조건에 노출되는 특성을 갖고 있어 현재 다량의 제설제나 염수 살포 방식에 의존하고 있는 현실이다.
문제는 제설제나 염수 살포는 환경오염이나 교량 구조물의 내구성 저하로 이어진다는 점이다. 따라서 해상교량의 특성에 맞춘 결빙 예측 및 대응 기술이 요구되고 있다.
이에 ㈜이엔지소프트에서는 결빙 예측을 위해 기상 데이터 이외에 각종 계측 데이터와 관련 정보들을 이용해 AI를 이용한 분석을 통해 노면 결빙을 예측하고, 이를 기반으로 표면 발열 기술과의 연계를 통해 조기에 효과적으로 대응해 겨울철 미끄럼 사고를 예방할 수 있는 기술 개발에 나서고 있다.
연구내용
㈜이엔지소프트에서는 노면 결빙과 관련된 데이터 수집부터 AI 기반 결빙 위험 예측, 발열체 제어 및 원격 모니터링 기능까지 하나의 시스템으로 통합하는 연구에 집중하고 있다.
이 시스템의 핵심은 단순한 기온 판단에서 벗어나 실제 노면에 수분이 존재하는지, 노면온도가 어느 속도로 낮아지고 있는지, 대기온도와 이슬점의 차이가 어떻게 변하는지 등을 함께 고려한 결빙 위험 예측이다.
동일한 영하의 기온에서도 노면 수분과 습도, 바람, 강수 여부에 따라 결빙 발생 가능성이 달라질 수 있기 때문이다.
이 같은 핵심 기능 확보를 위해 연구진은 시스템을 크게 센서부, AI 판단부, 제어부, 통신·운영부로 구성했다. 센서부에서는 노면온도와 상태를 비롯해 수막, 결빙 온도, 대기 온·습도, 풍속·풍향 등 결빙 발생과 관련된 현장 정보 수집이 이뤄진다.
수집된 데이터는 이후 기상관측자료, 예보자료와 결합돼 AI 판단부로 전달되며, AI 모델은 현재 노면상태와 함께 시간에 따른 온·습도 변화, 강수 이후 노면온도 변화 등 결빙 전조 조건을 종합적으로 분석한다.
AI 모델은 노면의 결빙 상태를 판단하는 기능과 함께 앞으로 결빙이 발생할 가능성을 판단하는 단기 예측 기능을 수행한다.
예측 결과가 설정된 위험 기준을 초과할 경우 제어부가 발열시스템에 운전 신호를 전달하고, 관리자는 원격 모니터링 화면에서 구간별 결빙 위험도와 센서 상태, 발열시스템 작동 여부 등을 확인할 수 있다. 이를 통해 데이터 수집과 위험 판단, 현장 대응이 하나의 연속된 과정으로 작동하게 된다.
㈜이엔지소프트는...
㈜이엔지소프트는 지난 2011년 설립 이래 ‘창조·열정·도전’의 기업정신을 바탕으로 현장의 문제를 차별화된 기술로 해결하는 스마트건설 전문기업으로 이름을 알리고 있다.
특히, 설립 이래 국내 및 글로벌 건설산업 전반의 설계, 제작, 시공, 유지보수 분야에서 다양한 서비스 요구사항을 충족시킬 수 있는 검증된 시스템을 개발하며 관련 분야의 IT 정보화에 앞장서고 있다.
다양한 혁신 기술 중 회사를 대표하는 기술인 OCMS는 해상풍력 및 해양건설 현장을 위한 통합관제 플랫폼으로, 선박교통관제를 비롯한 작업자와 장비 위치, CCTV 영상, 기상정보, 작업계획, 공정 현황 등을 하나의 시스템에서 관리함으로써 위험상황을 실시간으로 파악하고 대응할 수 있는 기술로 평가받고 있다.
이 기술은 실제 해상풍력 및 해양건설 현장에서 효과를 검증해 기술의 우수성도 인정받았다.
이처럼 차별화된 기술력과 풍부한 노하우를 기반으로 ㈜이엔지소프트는 4차 산업혁명의 기술변화에 발맞춰 BIM, GIS, ERP 기술을 접목한 건설 ICT 융합기술 개발에도 박차를 가하고 있다.
현재 IoT 장비 개발 분야에서는 작업자 위치관리를 비롯해 장비 상태 모니터링, 안전·환경 센서 등 현장 맞춤형 장비를 개발하고, 열악한 환경에서도 안정적으로 작동하도록 개선하는 연구를 수행하고 있다.
통신 인프라 구축 분야에서는 LoRa, LTE, Wi-Fi, VHF, UHF 등 다양한 통신기술을 활용해 해상 및 대규모 현장에서 안정적인 데이터 전송 환경 구축 연구에도 집중하고 있다.
AI 기반 데이터 분석 분야에서는 영상 및 센서 데이터를 활용해 위험상황과 작업 가능시간을 예측하는 기술 고도화를 추진하고 있다.
디지털 트윈 및 시뮬레이션 분야에서는 실제 현장을 가상공간에 구현해 공정 진행 상황을 시각화하고, 작업계획 변경에 따른 영향을 사전에 분석할 수 있는 기술 개발에 나서고 있다.
한편, ㈜이엔지소프트는 끊임없는 연구를 통해 지속가능성 확보와 글로벌 회사로 성장해 나가기 위한 발판을 마련해 나가고 있다.
현재 국토교통부의 성과확산형 국제협력연구개발사업에 주관연구기관으로 참여한 가운데 공동연구기관인 한양대학교 에리카, 미국 Columbia University, AECOM과 ‘가변형 탄소나노튜브 패치 센서를 이용한 구조물 이상 거동 감지 시스템 개발’에 나서고 있다.
또한, 국토부의 협력거점형 국제협력연구개발사업에 주관기관인 한양대학교 에리카와 함께 공동연구기관으로 참여, 영국 PAK Engineering 등 여러 기관들과 ‘미래 교통수단을 위한 플렉서블 모듈형 AI 기반 배터리 및 모니터링 시스템 개발’ 과제 중 ‘AI 기반 스마트 배터리 모니터링 시스템 개발’ 연구를 성공적으로 수행해 나가고 있다.
최근에는 중소벤처기업부 글로벌협력형 R&D 사업을 통해 네덜란드 TNO와도 국제공동연구를 시작하며 다양한 융합기술 분야에서 글로벌 국제협력 연구개발을 지속적으로 이어가고 있다.
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결빙 구간 예측 정확도 85% 이상 확보
겨울철 미끄럼 사고 획기적 감소 ‘자신’
㈜이엔지소프트 김성곤 대표는 “이번 ‘그린 해상교량 기술개발’ 과제의 한 분야인 ‘해상교량 결빙방지를 위한 예측 기술 및 발열 시스템 개발’ 연구 중 ‘교량 결빙구간 예측 및 실시간 검출을 통한 조기대응 기술 개발’ 연구를 담당하고 있다”고 소개했다.
이어 “현재 85% 이상의 결빙구간 예측 정확도 확보와 함께 결빙 예측 결과를 연계해 결빙 발생 전 1시간 이내의 선행 예측 및 위험 판단 이후 신속한 발열 제어가 이뤄질 수 있는 연구를 수행하고 있다”고 밝혔다.
연구진은 향후 실제 해상교량에서 수집되는 노면·기상데이터를 추가로 확보하고, 테스트베드를 통해 예측 정확도와 현장 적용성, 통신 안정성 및 발열 제어 성능 검증에 나설 계획이다.
김 대표는 “이 기술이 현장에 적용될 경우 선제적인 노면 결빙 예측을 통해 겨울철 노면 미끄럼 사고를 획기적으로 감소시키는 것은 물론 제설제 과다 살포로 인한 구조물 내구성 저하 등 당면 과제를 해결할 수 있어 겨울철 도로관리 효율성과 안전성을 함께 높일 수 있을 것”이라고 강조했다.
제설제 과다 살포로 구조물 내구성 저하 해결 ‘자긍’
이어 “또한, 기술 확장을 통해 일반 도로를 비롯해 터널 진·출입부, 그늘 구간 등 결빙 취약 구간에도 확대 활용할 수 있을 것”이라고 전망했다.
한편, 회사와 관련해 김 대표는 “(주)이엔지소프트는 건설현장에서 발생하는 설계, 제작, 시공, 안전관리 정보를 디지털 기술로 통합하는 솔루션을 제공하는 스마트건설 전문기업”이라고 소개했다.
이어 “현재 가장 큰 경쟁력인 ‘현장을 이해하는 개발 역량’을 기반으로 BIM을 비롯한 IoT, 위치정보, 영상관제, 무선통신, AI 기술들을 결합해 실제 현장에서 활용 가능한 시스템 구축 사업을 진행하고 있다”고 말했다.
실제로 ㈜이엔지소프트는 단순한 소프트웨어 공급을 넘어 시스템 개발부터 통신망 구축, 장비 설치, 관제실 운영, 사용자 교육에 이르기까지 전 과정을 빈틈없이 수행하며, 다양한 공사환경에 맞춰 유연하게 대응하는 역량을 보유한 회사로 정평이 나 있다.
기술중심형 강소기업으로도 이름을 알리고 있다.
김 대표는 “건설현장은 환경과 조건에 따라 운영 방식이 크게 달라지기 때문에 범용 솔루션만으로는 한계가 있는 만큼 현장의 문제를 직접 해결하고 이를 다시 현장에 적용하는 선순환 구조를 기반으로 지속적인 기술개발에 나서고 있다”고 밝혔다.
이어 “또한, CCTV 기반의 AI 영상분석, 위치관리, 모바일 점검, 공정 시각화, BIM 기반 시공관리 기술 개발도 적극 추진하고 있다”고 강조했다.
특히, BIM 자동화 및 해상풍력 자원관리 관련 특허를 통해 기술 경쟁력도 확보하고 있다.
끝으로 김 대표는 “(주)이엔지소프트는 건설현장의 모든 정보를 연결해 보다 안전하고 효율적인 환경 조성을 목표로 하는 회사인 만큼 단순한 시스템 공급을 넘어 데이터 기반의 의사결정을 지원하는 든든한 스마트건설 기술 파트너로 자리매김해 나갈 계획”이라고 말했다.
이어 “특히, 회사의 특화기술인 OCMS를 건설단계를 넘어 운영·유지관리까지 확장하고, 이를 기반으로 해외 해상풍력 및 해양건설 시장 진출에 나서겠다”며, “이를 위해 선박교통관제, 안전관리, 공정예측, 디지털 트윈을 통합한 표준 플랫폼 구축에 역량을 집중시키고 있다”고 설명했다.
육상 건설 분야에서도 BIM, GIS, AI, IoT 기술을 활용해 다양한 인프라 현장의 안전 및 공정관리 기술을 확대할 나갈 방침이다.
