본문내용 바로가기
홈 뉴스
노후인프라 관리, ‘光통신망’으로 손쉽게 해결
기사입력 2020-06-01 05:00:16. 폰트 폰트확대폰트축소
신경망 센서ㆍ스마트 강연선 활용…설치 간편ㆍ유지관리비 절감 장점
   
콘크리트 신경망 센서 작동원리



전국 곳곳에 거미줄처럼 깔려 있는 79만㎞의 KT 통신용 광케이블을 활용해 노후 교량 등 인프라 시설물을 유지관리하는 기술이 개발됐다.

글로벌 최고 수준의 광통신망을 노후 인프라 관리에 활용한다는 점에서 기존 독립형 계측 센서의 한계를 극복할 대안으로 주목된다.

31일 한국건설기술연구원에 따르면 기존 노후 인프라 시설물의 유지관리 센서는 대부분 전기저항식 포인트형 센서다. 하지만 이 방식은 센서 부착 위치에서만 데이터를 취득(센싱)할 수 있고, 수명이 짧아 장기간 사용이 어렵다. 안정적인 전기 공급이 필요하고, 이로 인해 전자기장의 영향을 받아 데이터 신뢰성이 낮다. 무엇보다 센서 설치와 유지관리 비용도 많이 든다. 노후 인프라 시설물의 안전성을 확보하는 동시에 과학적인 유지관리와 예산의 최적 배분을 위해선 새로운 개념의 디지털 안전관리 방식이 필요한 상황이다.

건설연의 박영환 박사팀이 개발한 ‘신경망 센서 및 이를 활용한 콘크리트 시설물의 스마트 모니터링 기술’은 설치가 간단하고 유지관리도 간편하다는 점에서 눈길을 끈다.

이 기술은 신설 및 기존 콘크리트 구조물에 쓸 수 있는 ‘신경망 센서’와 신설 구조물만 쓸 수 있는 ‘스마트 강연선’으로 나뉜다. 두 기술 모두 광섬유(optical fiber)를 활용한다. 광섬유는 실리카(이산화규소) 유리로 만들어져 반영구적이고 데이터 신뢰성이 우수하며 전자기장 영향이 없다. 하나의 광섬유에 많은 센서를 설치할 수 있어 여러 위치에서 센싱이 가능하다는 것도 강점이다.

콘크리트 신경망 센서는 광섬유가 이식된 3.0㎜ 이내의 FRP(유리섬유강화플라스틱) 가닥으로 100% 국내 기술로 만들었다. 건설연과 한국표준과학연구원, 대한광통신, 중앙대, 부산대, FRP 제작업체 등이 공동개발했다. 이 센서는 기존 구조물의 콘크리트 표면에 홈을 그라인더 등으로 설치하고 신경망 센서를 매립하면 반영구적으로 쓸 수 있다. 서울∼문산 고속도로 행신IC 램프교(신설)에 이미 적용했고, 기존 교량인 경기 포천군 심곡교와 서울 강변북로 두모교에 연내 적용 예정이다.

스마트 강연선은 강성은 높이고 두께를 줄여주는 PSC(프리스트레스 콘크리트) 구조물에 사용되는 긴장재의 긴장력을 측정해준다. 최근 국내에서 건설되는 교량의 85% 이상이 콘크리트 교량이며, 이 중 90%가 PSC 교량이다. PSC 교량에서 강연선은 교량 안전에 가장 큰 영향을 미치지만 시공 단계부터 이를 지속적으로 측정할 수 있는 센서가 부족한 실정이다. 스마트 강연선은 기존 강연선의 심선을 광섬유 센서가 매립돼 있는 탄소섬유심선(CFRP)으로 대체하는 방식이다. 현재까지 오피스 빌딩, 교량 등 5개 구조물에 적용됐다. 특히 서울 내부순환고속도로 정릉천교는 KT 광통신망에 연결해 상시 계측이 가능하다. PSC 박스거더교인 두모교에도 최근 스마트 강연선이 설치됐다. 서울 삼성동 영동대로 지하복합단지 프로젝트의 기본 설계에도 반영됐다.

신경망 센서와 스마트 강연선은 광섬유를 이용하기 때문에 기존 광통신망을 통해 통합관리사무소나 통신사 기지국에서 원격으로 인프라 구조물의 안전도를 실시간으로 체크할 수 있다.

건설연 조근희 연구위원은 “대형 인프라 구조물은 눈에 띄지 않는 작은 균열도 대규모 인명사고로 이어질 수 있다”며 “설치가 간편하고 유지관리비도 적은 광통신망을 이용한 디지털 안전관리시스템으로 시설물의 안전은 물론이고 예산 절감도 가능하다”고 말했다.

한편, 국토교통부에 따르면 2016년 말 기준 국내 공공 인프라 시설물의 약 10.3%가 이미 30년 이상된 노후 인프라다. 10년마다 그 비율이 두 배씩 늘어 2036년이 되면 노후 인프라의 비율이 전체의 44.39%에 이를 것으로 예상된다.

 

김태형기자 kth@

〈건설을 보는 눈 경제를 읽는 힘 건설경제-무단전재 및 배포금지〉

 



구글 플레이스토어에서 '건설경제i' 앱을 다운받으시면
     - 종이신문을 스마트폰과 PC로 보시고 실시간 입찰정보도 보실 수 있습니다.
     - 명품 컨텐츠가 '내손안에' 건설경제i
  • 페이스북
  • 트위터
  • 네이버
  • 구글
  • 페이스북
  • 트위터
  • 네이버
  • 구글
인쇄
팝업뉴스 닫기
로딩바