[공학저널 전찬민 기자] 우리가 주기적으로 건강검진을 받고 결과에 따라 적절한 조치를 취하듯 도로시설물 또한 점검을 통해 유지관리 되고 있다. 유지관리의 중요성은 더욱 강조됨에 따라 효율적인 유지관리를 위한 스마트한 기술들이 선보여지고 있다.
도로시설물은 교량이나 터널, 암거, 지하차도 등 구조물 자체를 의미할 수 있고, 표지판이나 중앙분리대, 가로등과 같은 부수적 시설도 포함될 수 있다. 이러한 도로시설물은 운영이나 관리의 초점이 서로 다르다. 구조물의 유지관리는 당연히 재산과 인명피해를 방지하고자 하는데 가장 큰 목적을 두고 있는 반면 부속시설물의 경우에는 사용성과 편의성 증진에 가장 큰 의미가 있다.
구조적 관점에서 유지관리가 중요한 이유는 안전을 보장한다는 측면에서 찾을 수 있다. 다만 최근에는 구조물의 노후화에 대한 문제가 제기되고 있어 구조물 장수명화에 대한 필요성도 부각되고 있다. 즉, 안전성과 사용성 외에 경제적 측면 또한 고려돼야 한다는 것이다.
하지만 구조물에 CT나 X-ray, MRI와 유사한 검사를 수행하긴 하지만, 사용 범위가 제한적이고 정확도도 높지 않다. 현재 가장 신뢰도가 높은 유지관리 방법 중 하나인 하중재하시험 또한 교통을 통제해야 하기 때문에 시행이 쉽지 않다.
그렇기 때문에 구조물 안전진단 매뉴얼은 육안검사 위주의 진단이 주가 되고 있으며, 이는 하중에 의한 변형 측정보다는 균열이나 누수, 박리와 같은 손상점검에 치중돼 있는 실정이다.
또한 발견된 손상의 정도에 따라 구조물의 안전 등급이 결정되는데 현재까지는 이러한 방법이 타당해 보일 수 있지만 손상이 발생하고 나서야 조치를 취한다는 것이 단점으로 꼽힌다. 즉, 손상을 사전에 방지할 수 있는 방법이 없는 셈이다.
다른 측면에서 개선이 필요한 것은 진단이나 점검 이력 자료의 관리다. 손상이나 이상 징후가 발견되면 이를 추적 관찰하는 것이 중요하지만 현재로는 과거 자료에서 필요한 부분을 찾아 현재와 비교하는 것이 쉽지 않다.
진단 보고서는 수백페이지에 이르는데, 일률화된 방식으로 기록되지 않은 경우, 원하는 정보를 찾기가 매우 어려워진다. 매년 축적되는 방대한 양의 자료 활용 문제가 꾸준히 제기 되고 있는 실정이다.
이러한 ‘진단’과 ‘관리’의 문제를 해결하기 위해 정확한 진단과 효율적 자료 관리를 목표로 스마트한 기술들이 활용되고 있다.
현재 첨단 구조물 진단 기술은 매우 빠른 속도로 발전하면서 결과물에 대한 신뢰도가 충분히 확보됨에 따라 신기술 적용에 대한 시도가 이뤄지고 있다. 기계학습을 통해 이미지로부터 손상을 검출하거나 자율주행을 통해 주기적 점검을 자동화 하는 기술들이 구조물에 적용되기 시작했다.
또한 교량의 경우 모니터링을 위한 유선 센서망과 기존 상용 무선센서의 단점을 모두 해결할 수 있는 저전력 무선 모니터링 시스템을 통해 한강교량에 적용하고 현재 운영 중에 있다. 이는 계측성능이 충분한 센서와 이를 무선으로 전송할 수 있는 통신기술을 이용한 것으로 목적에 부합하는 상용 기술을 수정 보완해 적용한 것이다.
한편, 관리 측면에서는 앞서 언급한 자료의 활용성 증대를 위한 방법으로 건설정보모델(BIM)이 최근 조명 받고 있다. 건설정보모델은 3D모델과 정보의 결합을 통해 직관적으로 원하는 정보에 접근할 수 있는 일종의 데이터 관리 플랫폼이다. 이에 막대한 양의 정보를 장기적으로 축적, 관리해야 하는 유지관리 단계에서 BIM의 활용도가 높아질 것으로 예상된다.
이에 따라 서울기술연구원에서는 정보 활용성이 낮은 현 단계 유지관리 업무의 약점을 보완하기 위해 기획연구를 통해서 BIM 기반 통합 유지관리 시스템 모델을 제안하고 있다. 이를 시점으로 서울시에서는 우리나라에서는 최초로 스마트 유지관리시스템 도입을 위한 시범사업을 추진하고 있다.이러한 도로시설물의 스마트 유지관리시스템 도입에 앞장서고 있는 서울기술연구원 도시인프라연구실은 교량뿐만 아니라 지하관로, 지하철, 포장, 터널 등 기반시설과 관련된 도시문제 해결을 위한 연구를 수행하고 있다. 현재 열수송관과 교량의 경우 모니터링 기술을 직접 개발하고 현장에 실증 한 바 있다.
또한 서울시가 겪을 수 있는 대표적 자연재난인 폭설에 대비한 제설 고도화 기술 또한 연구 중에 있다. 뿐만 아니라 기반시설 건설 산업 전 생애주기에 대한 비용, 공정, 품질을 효율적으로 관리하기 위한 법제 연구와 대내외 환경변화에 대응하기 위한 일자리마련 건설정책, 시설물 포장 유지관리 기준 마련 등 기술개발은 물론 정책 지원 분야에도 많은 노력을 기울이고 있다.
서울기술연구원 도시인프라연구실 이기세 연구위원(사진)은 “다양한 요소기술이 개발되고, 가능성이 충분히 확보됐다 하더라도 실무 적용을 위해서는 단계적 접근이 필요하지만 형태와 기능, 목표가 다른 기술들을 개별적으로 수용하는 것은 관리자, 작업자 모두 복잡한 일”이라며 “이에 따라 가장 완성도가 높고 활용가치가 높은 기술들을 선정하고 이를 보다 효율적으로 활용할 수 있는 플랫폼이 마련돼야 할 것”이라고 말했다.
그는 이어 “이를 통해 그 플랫폼의 활용폭을 넓힐 수 있도록 다양한 기술을 수용할 수 있는 체계를 수립한다면 신기술 도입에 대한 부작용을 최소화 할 수 있다”며 “또한 최대한 많은 교량에 기술 적용을 확대하고, 나아가 터널, 포장, 지하시설물 등 타 도로시설물에게도 큰 영감을 줘 공공시설물 전반에 걸친 유지관리 업무 지능화가 이뤄질 수 있을 것”이라고 덧붙였다.
이처럼 융합이 주가 되는 현재 구조물에 적용할 수 있는 다양한 요소기술이 매우 증가하고 있으며, 다양한 방법으로 검증되거나 단점을 보완하는 등 더 나은 기술을 위해 지속적으로 발전하고 있다.
다만 이를 유연하게 받아들일 수 있는 제도적 장치가 마련돼야 한다고 전문가들은 지적하고 있다. 공공 시설물의 경우 시특법에 의거한 절차를 만족시켜야 하므로 신기술의 적용은 부수적인 업무나 부담으로 작용할 수밖에 없는 실정이다.
이에 대해 이 연구위원은 “현재 연구는 대부분 기술위주로 이뤄지기 때문에 절차나 제도의 개선이 기술 발전 속도를 감당해 내지 못하는 상황”이라며 “관리자는 이러한 문제를 해결하기 위한 별도의 대책을 마련할 필요가 있지만 기술을 보유한 기업이나 연구소들 또한 제도나 법규에 관심을 가지고 이를 개선할 수 있는 방안을 꾸준히 제안할 예정”이라고 말했다.
