PSC 교량의 안전도와 건전도를 실시간으로 파악해 유지관리 최소화와 장수명화 실현을 앞당길 수 있는 ‘복합 진동 기반 PSC 교량 내부 텐던 파단 모니터링 시스템’이 선보인 가운데 이 시스템에는 국내 최고의 AI 기반 예측정비 및 자산경영솔루션 제공 기업인 ㈜에이티지만의 특화기술이 녹아 있어 이목을 집중시키고 있다.
내부 텐던 상태 효과적 검출 ‘하드웨어 성능 지표’ 마련 등
데이터 확인·분석 위한 웹 기반 사용자 인터페이스도 선봬
건설기술연구원과 공동연구를 수행한 ㈜에이지티는 효율적인 음향방출 기반 PSC 시설물의 내부 텐던 모니터링 시스템 설계와 제작을 목표로, 무선 동기화 기법 기반의 음향방출 측정 시스템 시작품 개발을 추진했다.
이를 위해 무선 동기화 음향방출 시스템에 대한 상세 설계 연구를 비롯해 복합진동 기반 무선 모니터링 시작품 제작, 개발 시스템 제품화와 사업화 기반 구축, 시스템 평가 실험 계획 수립, 온라인 시스템 소프트웨어 개발 등의 연구를 성공적으로 진행했다.
세부적으로 살펴보면, ‘음향방출 및 진동 측정 모니터링 시스템 제작’ 부문에서는 현장 실증용 모니터링 시스템 제작 연구와 함께 음향방출과 진동 모니터링용 장비 개발을 진행했다.
‘음향방출·진동 DB 서버 시스템 제작’에서는 진동과 AE 통합 데이터 저장용 빅데이터 DB 최적화·보완 연구와 음향방출 및 진동 측정 무선 모니터링 시스템과 빅데이터 DB 서버 간 통신 연계 구성을 위한 연구가 이뤄졌다.
‘시스템 검증’ 부문에서는 진동 및 AE 통합 데이터 저장용 빅데이터 DB 최적화·보완 연구와 함께 외부 전문 검증기관의 현장검증시험을 통한 시스템 특성 파악과 평가 보고서 작성 등의 연구를 수행했다.
‘현장 실증’ 부문에서는 시스템 성능 검증과 평가지표 수립을 위한 데이터 수집을 추진했다.
연구진은 성능 검증을 위해 서울시 내 고가 교량 중 일부에 시스템을 설치하고 데이터 수집에 나섰다. 현장에 설치된 시스템은 클라우드 서비스와 SSH 프로토콜을 사용, 원격지에서 오류 수정과 펌웨어 업데이트가 가능하도록 설계됐다.
연구진은 개발 기간 중 원격으로 시스템에 접속해 시스템 운영체제 상태를 확인하는 한편, 펌웨어 개발과 적용을 위한 연구도 병행했다.
이 같은 연구를 통해 ㈜에이티지는 건설기술연구원과 함께 교량 내부 텐던 실시간 모니터링을 위한 음향방출 및 진동 측정 시스템을 개발하고, 내부 텐던의 파단 상태를 효과적으로 검출할 수 있는 하드웨어 성능 지표도 마련하는 성과를 도출했다.
또한, 개발된 현장 설치 시스템과 DB 서버와의 연동을 위한 통신 프로토콜과 DB 구조와 함께 데이터 확인·분석을 위한 웹 기반 사용자 인터페이스도 선보였다.
이 같은 연구를 통해 선보인 ‘복합 진동 기반 PSC 교량 내부 텐던 파단 모니터링 시스템’은 현장에서 PoE(Power on Ethernet)를 통한 전원 공급과 데이터 송신 시스템을 이용해 손상 예상 위치에 손쉽게 설치한 후 계측할 수 있는 진동과 음향방출 데이터 수집 장비다.
특히, 이 시스템에는 스마트 감시기술 구현을 위한 네트워크 구축 방법과 데이터 수집 기반 기술, 실제 현장에서 존재하는 잡음 저감 및 최적 주파수 대역 자동 선정 기술 등 ㈜에이티지의 특화기술이 담겨 있다.
건설기술연구원의 통계적 분석 및 빅데이터 기반 신호 분석을 통한 구조물 상태 판정 알고리즘 기술도 포함돼 있다.
계측장비의 하드웨어는 데이터 수집부와 전원공급, 데이터 송·수신, 다른 계측기와의 시간 동기화를 위한 GPS 수신부로 구분된다. 소프트웨어는 텐던과 콘크리트에서 발생하는 음향방출 신호 분석을 위한 데이터 필터링, 데이터 가공, 주파수 분석, 음향 방출 파라미터 분석 등의 기능을 포함하고 있다.
한편, 이 시스템은 단독으로 사용할 경우 엣지 디바이스로 작동해 이상 상태 발생 시 알람을 전송할 수 있는 무선 센서로 활용할 수 있고, 다수의 시스템을 서버와 연동할 경우 DB 구축을 위한 DAQ 시스템으로도 확장할 수 있다.
특히, GPS를 통한 원격 다채널 모니터링 시스템 구축이 필요한 장소에서 효과적인 음향방출 원격 모니터링 솔루션으로 활용할 수 있다.
㈜에이티지는...
㈜에이티지는 AI 기반의 최적화된 분석 솔루션 기술과 특화된 예측정비·자산관리기술 등 핵심역량을 기반으로 국내 최고의 AI 기반 예측정비 및 자산경영솔루션 기업으로 자리매김하고 있다.
또한, 관련 분야에서 박사 학위를 보유한 높은 수준의 연구와 실무 수행이 가능한 인력을 통해 보다 높은 수준의 솔루션 제공에 앞장서고 있다.
특히, ㈜에이티지만의 고유 기술인 산업군별 정비·측정 빅데이터 표준화 기술은 기술중심형 회사로 이름을 알리는 데 한 몫 하고 있다.
이처럼 특화된 기술력과 우수 인재들을 기반으로 현재 디지털 전환(DX) 컨설팅부터 시스템 기획·설계·구현·운영 및 유지관리까지 이르는 올인원 서비스를 제공하고 있다.
그동안 한국수력원자력 현장 설비에서 생성되는 데이터 자동분석과 예측정비에 활용 가능한 프로세스를 설계하고 시스템을 구축하는 성과를 도출했다.
또한, 예천양수 지능형 설비 상태감시 및 예측진단 서비스 개발 연구를 통해 발전소에서 운영 중인 감시시스템을 통합하고, AI 기반의 감시·진단 기술이 적용된 모니터링 시스템을 구축했다.
‘한국판 뉴딜’인 광역 SWM 핵심사업을 통해서는 그동안 사람의 분석과 판단으로 운영되는 정수장을 빅데이터+AI 기술을 활용, 자율운영과 예지보전, 에너지관리가 융합된 미래형 AI 정수장 구축에 크게 기여했다.
㈜에이티지는 설비 상태 진단과 정비·고장 이력 데이터를 기반으로 고객의 보유자산에 대한 생산·운영·정비·재무적 위험요소 최소화를 위한 자산 운영과 투자 의사 결정지원체계와 시스템 개발 서비스도 제공하고 있다.
이외에도 광역상수도 및 공업용수도 시설 증가와 노후화 진행에 따른 자산관리 의사결정 지원을 위한 자산관리체계도 구축했다.
이 같은 성과를 기반으로 현재 예측정비 및 자산관리체계 운영·지원을 위한 자체 개발 알고리즘 기반의 고객 맞춤형 IT 솔루션 개발에 나서고 있다.
또한, 정지형·이동형 감시 로봇을 통해 On-site의 취약 개소와 안전 유해 개소 작업을 감시하는 딥 러닝 기반의 기반 안전 감시시스템과 실시간 에너지 사용 추적·분석을 통한 에너지 최적화 시스템 개발에도 박차를 가하고 있다.
고객의 중요설비 상태 진단을 위한 진동, 초음파, 열화상 및 AR 등의 다양한 솔루션을 제공하는 한편, 각 분야의 다양한 경험과 전문성을 갖춘 강사진을 통한 교육과정을 운영하며 고객들의 사업경쟁력 강화에 기여하고 있다.
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손상 종류 따라 ‘신호처리 알고리즘’ 가동
소형 설비부터 대형 구조물까지 적용 가능
㈜에이티지 임강민 대표는 “(주)에이티지는 설비 자산 분야에서 인정받은 기술을 기반으로 건설기술연구원과 함께 토목건설 분야와 손상 진단 분야에 적용할 수 있는 음향방출과 진동 계측 시스템 개발 연구를 진행하고 있다”고 밝혔다.
이어 “개발 시스템을 기반으로 현재 교량이나 매설 배관의 모니터링을 위한 진동·비파괴 기법을 포함하는 측정 솔루션 실용화 연구에 집중하고 있다”고 소개했다.
연구를 통해 선보인 PSC 교량 내부 텐던 파단 모니터링 시스템은 PSC 거더의 텐던 손상 검사는 물론 구조물과 설비의 형태와 손상 종류에 따라 신호처리 알고리즘을 자체적으로 처리도 가능해 소형 설비부터 대형 토목 구조물까지 폭넓게 적용할 수 있는 기술로 평가받고 있다. 조만간 상용화가 이뤄질 것으로 예상된다.
임 대표는 “특히, GPS를 통해 동기화되는 다채널 음향방출 모니터링 시스템 구축도 가능해 기존의 제한적인 채널을 갖는 음향방출 시스템 대비 설치·운영 측면에서 효과적인 음향방출 원격 모니터링 솔루션을 제공할 수 있다”고 말했다.
이어 “현재 다양한 토목 설비와 대형 구조물에도 적용할 수 있도록 고도화 연구도 추진하고 있다”고 설명했다.
실제로 현재 PSC 구조물 내부 텐던 상태평가 기술로 활용 가능한 기술이 적은 상황 속에서 개발된 만큼 향후 활용 폭이 매우 넓을 것으로 전망된다.
지자체 교량 운영 주체들과 협업 통해 조만간 상용화
㈜에이티지는 향후 지자체, 교량 운영 주체와의 협업을 통해 이번에 개발한 시스템을 도입해 보다 효과적인 PSC 교량의 텐던 파단 모니터링 사업을 수행해 나갈 예정이다.
임 대표는 “또한, 직접적인 점검이 어려운 다양한 유형의 시설물에 개발 시스템을 솔루션으로 적용할 경우 콘크리트와 복합제 진단 분야에서 기술 선도기업으로의 성장도 가능할 것”이라며 기대감을 드러냈다.
한편, 회사와 관련해 임 대표는 “(주)에이티지는 지난 2011년 설립 이래 실물 자산 경영에 대한 고객의 요구를 만족하는 솔루션 제공을 목표로 제품과 기술 개발에 지속적으로 추진하고 있다”고 밝혔다.
이어 “이 같은 노력을 통해 현재 17개의 특허를 포함해 총 69개의 인증 및 특허, 기술이전 실적을 보유하며, AI 기반 예측정비 및 자산 경영 솔루션 분야에서 입지를 단단히 구축하고 있다”고 소개했다.
끝으로 임 대표는 지속적인 연구개발에 나서는 이유에 대해 “㈜에이티지가 개척한 분야는 AI 기술 접목을 통해 매우 빠르게 변화하고 발전하는 분야”라며, “이 같은 흐름 속에서 회사의 지속가능성 확보를 위해 현재 보유 중인 기술에 안도하지 않고 꾸준한 연구 개발에 나서고 있다”고 설명했다.
이어 “기술 개발과 제공은 물론 이를 제공하는 인재 개발과 유지도 매우 중요한 부분으로 회사 구성원들의 능력 향상을 위해 학위 취득 지원 및 복지 지원과 같은 인적 투자도 적극적으로 추진하고 있다”고 덧붙였다.
