10년 이상된 터널 53.4%…'터널 안전점검' 자동화한다! 안전점검시 작업자의 안전성 높이고 터널 균열은 사전 예방해야 국토의 63%가 산림으로 된 우리나라의 경우 빠른 이동을 위해 터널이 많다. 국토교통부의 2019년도 도로 교량 및 터널 현황조서에 따르면, 터널은 2,682개소(2,077km)이며 평균 사용연수는 11.6년이다.30년 이상(1989년 이전) 사용된 터널은 101개로 3.8%비중을 차지한다. 하지만 20년 이상 30년 미만 터널은 322개, 10년 이상 20년 미만 터널은 1,010개이다. 즉 10년 이상된 터널은 총 1433개로, 우리나라 전체 터널의 53.4%를 차지한다.10년 이상된 터널이 50%를 넘어서면서 홍수나 재해로 인한 터널 붕괴사고나 균열로 인한 누수 및 누전, 화재 등 터널 내부의 결함 및 균열을 사전에 예방하기 위한 안전점검이 필요하다. 그런데 아직 대부분의 점검은 수작업에 의존하고 있어서 안전 점검 인력의 부족상황에 직면하고 있다.또 다른 한편으로는 안전 점검을 위해서는 주행중인 차량을 통제해야 하고 작업자의 안전상의 문제나 휴먼에러도 발생할 수 있어서 체계적이고 정기적인 점검을 위해서는 자동화 시스템 도입이 촉구되고 있다. 이 때문에 기업 및 연구소에서 고해상도 카메라를 탑재한 드론을 통한 안전 점검이나 영상인식솔루션을 장착한 차량을 통해 터널 안전검사 등에 활용하고 있다.다만, 터널을 비롯한 지하공간은 GPS 수신이 원활하지 않아서 드론 작동에 제약이 있고, 주변이 어두워서 고화질 영상데이터를 확보하는 것도 쉽지 않기 때문에 보통 드론은 외부 점검에 사용돼 왔다.올해 9월, 한국시설안전공단은 이 같은 드론의 단점을 해결하기 위해 추가적인 센서를 확충하고 조명장치와 고해상도 카메라를 장착해 공단 전담 시설물인 전라북도 소재 A터널에서 드론을 활용한 안전점검을 실시해 선명한 영상을 획득했다고 발표했다. 공단은 이번 점검 결과를 분석해 터널 점검에 드론 활용을 늘여나갈 계획이라고 전했다. 또한 차량 통제 없이 달리는 차량을 통한 터널 안전점검을 실시할 수 있는 솔루션도 개발됐다.딥인스펙션(DEEP INSPECTION) 구태회 CTO는 “주행 중인 차량에 장착된 광학카메라로 국내 도로터널의 라이닝을 스캐닝해서 스캐닝한 영상으로부터 인공지능 기반으로 자동으로 검출하고 측정하는 솔루션을 개발했다.”고 말했다.이어 “이 솔루션에는 인공지능기술을 적용했는데 이 기술은 CNN(Convolutional Neural Networks) 방식의 뉴럴네트워크(Neural Network) 알고리즘을 터널 라이닝이미지를 이용해서 학습을 시키고 학습된 결과물을 가지고 차후 촬영된 영상들에서 균열과 결함을 자동으로 검출하는 것이다.”고 덧붙였다.또한 “이 솔루션은 국내 최초로 인공지능 기반으로 균열 및 결함 검출 솔루션이며, 최근에는 XAI(eXplainable Artificial Intelligence, 설명 가능한 AI)기술을 개발해 결함 및 균열 검출하는 기술 개발을 완료했다.”고 덧붙였다.구태회 CTO는 이 솔루션을 적용한 터널 안전점검 작업방식에 대해 묻자 “보급형인 DSLR 광한 카메라로 촬영하고 AI소프트웨어로 균열 및 결함 검출을 하는 후처리로 하는 방식이다.”며 “현재 이 솔루션은 상용화된 상태로, 남산1호터널, 금화터널, 화산터널, 부산 만덕2터널 등 여러 터널에 적용하고 있다.”고 밝혔다.그는 “시설공단에서 중소기업 상생프로젝트 공모전에서 국내 기술을 검증하고 도입하려는 시도를 하고 있고, 올해 4월부터 ‘시설물의 안전 및 유지관리에 관한 특별법’의 일부 개정법률이 시행됐는데, 이 안에는 안전 진단 작업시 4차 산업 신기술 기반으로 작업을 수행하는 기업에도 용역을 줄 수 있도록 하고 있다. 이를 통해 딥인스펙션에서도 이러한 시장을 개척해가고 있다.”고 전했다. 일본 기업인 리코(RICOH)는 최근 차량 탑재형 터널 점검 시스템을 선보였다. 이 시스템에 적용된 기술은 일본의 신기술 정보 제공 시스템(NETIS : New Technology Information System)에 등록됐다.일본에는 약 1 만개의 터널이 노후화되면서 안전 관리가 사회 문제가 되고 있는 상황이다.리코에서 발표한 개발 시스템 자료에 따르면, 피사계 심도 확대 카메라를 탑재한 라인 센서형 계측 시스템을 일반 자동차에 탑재해 터널 벽면을 주행하면서 촬영할 수 있다. 또한 터널 복공면 확장 이미지를 바탕으로 검사 보고서 작성을 지원하는 소프트웨어는 스케치와 사진의 공수를 줄일 수 있도록 개발됐다.

10년 이상된 터널 53.4%…'터널 안전점검' 자동화한다!

안전점검시 작업자의 안전성 높이고 터널 균열은 사전 예방해야

기사입력 2020-12-02 11:30:46

[산업일보]
국토의 63%가 산림으로 된 우리나라의 경우 빠른 이동을 위해 터널이 많다. 국토교통부의 2019년도 도로 교량 및 터널 현황조서에 따르면, 터널은 2,682개소(2,077km)이며 평균 사용연수는 11.6년이다.

30년 이상(1989년 이전) 사용된 터널은 101개로 3.8%비중을 차지한다. 하지만 20년 이상 30년 미만 터널은 322개, 10년 이상 20년 미만 터널은 1,010개이다. 즉 10년 이상된 터널은 총 1433개로, 우리나라 전체 터널의 53.4%를 차지한다.

10년 이상된 터널이 50%를 넘어서면서 홍수나 재해로 인한 터널 붕괴사고나 균열로 인한 누수 및 누전, 화재 등 터널 내부의 결함 및 균열을 사전에 예방하기 위한 안전점검이 필요하다. 그런데 아직 대부분의 점검은 수작업에 의존하고 있어서 안전 점검 인력의 부족상황에 직면하고 있다.

또 다른 한편으로는 안전 점검을 위해서는 주행중인 차량을 통제해야 하고 작업자의 안전상의 문제나 휴먼에러도 발생할 수 있어서 체계적이고 정기적인 점검을 위해서는 자동화 시스템 도입이 촉구되고 있다.

이 때문에 기업 및 연구소에서 고해상도 카메라를 탑재한 드론을 통한 안전 점검이나 영상인식솔루션을 장착한 차량을 통해 터널 안전검사 등에 활용하고 있다.

다만, 터널을 비롯한 지하공간은 GPS 수신이 원활하지 않아서 드론 작동에 제약이 있고, 주변이 어두워서 고화질 영상데이터를 확보하는 것도 쉽지 않기 때문에 보통 드론은 외부 점검에 사용돼 왔다.

올해 9월, 한국시설안전공단은 이 같은 드론의 단점을 해결하기 위해 추가적인 센서를 확충하고 조명장치와 고해상도 카메라를 장착해 공단 전담 시설물인 전라북도 소재 A터널에서 드론을 활용한 안전점검을 실시해 선명한 영상을 획득했다고 발표했다. 공단은 이번 점검 결과를 분석해 터널 점검에 드론 활용을 늘여나갈 계획이라고 전했다.

▲ 한국시설안전공단에서 드론으로 터널 안전점검을 실시하고 있다. (자료 : 한국시설안전공단)

또한 차량 통제 없이 달리는 차량을 통한 터널 안전점검을 실시할 수 있는 솔루션도 개발됐다.

딥인스펙션(DEEP INSPECTION) 구태회 CTO는 “주행 중인 차량에 장착된 광학카메라로 국내 도로터널의 라이닝을 스캐닝해서 스캐닝한 영상으로부터 인공지능 기반으로 자동으로 검출하고 측정하는 솔루션을 개발했다.”고 말했다.

이어 “이 솔루션에는 인공지능기술을 적용했는데 이 기술은 CNN(Convolutional Neural Networks) 방식의 뉴럴네트워크(Neural Network) 알고리즘을 터널 라이닝이미지를 이용해서 학습을 시키고 학습된 결과물을 가지고 차후 촬영된 영상들에서 균열과 결함을 자동으로 검출하는 것이다.”고 덧붙였다.

또한 “이 솔루션은 국내 최초로 인공지능 기반으로 균열 및 결함 검출 솔루션이며, 최근에는 XAI(eXplainable Artificial Intelligence, 설명 가능한 AI)기술을 개발해 결함 및 균열 검출하는 기술 개발을 완료했다.”고 덧붙였다.

▲ 11월 27일 개최된 2020 스마트건설기술·안전대전에 딥인스펙션(DEEP INSPECTION)이 참가해 터널 안전점검 차량을 선보였다.

구태회 CTO는 이 솔루션을 적용한 터널 안전점검 작업방식에 대해 묻자 “보급형인 DSLR 광한 카메라로 촬영하고 AI소프트웨어로 균열 및 결함 검출을 하는 후처리로 하는 방식이다.”며 “현재 이 솔루션은 상용화된 상태로, 남산1호터널, 금화터널, 화산터널, 부산 만덕2터널 등 여러 터널에 적용하고 있다.”고 밝혔다.

그는 “시설공단에서 중소기업 상생프로젝트 공모전에서 국내 기술을 검증하고 도입하려는 시도를 하고 있고, 올해 4월부터 ‘시설물의 안전 및 유지관리에 관한 특별법’의 일부 개정법률이 시행됐는데, 이 안에는 안전 진단 작업시 4차 산업 신기술 기반으로 작업을 수행하는 기업에도 용역을 줄 수 있도록 하고 있다. 이를 통해 딥인스펙션에서도 이러한 시장을 개척해가고 있다.”고 전했다.

일본 기업인 리코(RICOH)는 최근 차량 탑재형 터널 점검 시스템을 선보였다. 이 시스템에 적용된 기술은 일본의 신기술 정보 제공 시스템(NETIS : New Technology Information System)에 등록됐다.

일본에는 약 1 만개의 터널이 노후화되면서 안전 관리가 사회 문제가 되고 있는 상황이다.

리코에서 발표한 개발 시스템 자료에 따르면, 피사계 심도 확대 카메라를 탑재한 라인 센서형 계측 시스템을 일반 자동차에 탑재해 터널 벽면을 주행하면서 촬영할 수 있다. 또한 터널 복공면 확장 이미지를 바탕으로 검사 보고서 작성을 지원하는 소프트웨어는 스케치와 사진의 공수를 줄일 수 있도록 개발됐다.