[공학저널 전찬민 기자] 국가 경제·사회·여가 활동의 핏줄과 같은 도로의 핵심 연결고리 역할을 하는 것이 교량이다. 하지만 교량의 노후화로 인해 유지관리의 중요성이 강조됨에 따라 체계적인 유지관리를 위한 교량관리시스템이 주목을 받고 있다.
교량은 극한의 환경에서 차량 하중을 직접적으로 감내하고 있는 구조물이기 때문에 시간이 경과하면서 노후화되고 이로 인해 주기적인 보수보강, 최종적으로는 개축(재건설)이 이뤄지는 특성을 지니고 있다.
또한 연속적인 도로 구간 내에 단속적으로 광범위하게 분포하고, 구성하고 있는 부재, 재료가 매우 다양하다. 이러한 다수의 교량을 체계적으로 점검하고 보수하고 개축하기 위해서는 시스템적인 접근을 통해 생애주기(Life-Cycle) 이력을 효율적으로 관리하고 활용해야한다.
이에 따라 수많은 정보관리를 위해 전산화된 교량관리시스템(Bridge Management System)이 필요하며, 축적된 정보의 가공, 분석, 전파 등을 통해 최적의 의사결정을 지원하고 이용자의 안전을 확보해야한다.
교량을 사람에 비유한다면 BMS는 건강보험공단의 정보시스템과 유사하다고 할 수 있다. 이러한 교량관리시스템은 각 교량의 건설정보(출생정보), 점검진단(건강검진)과 보수보강(의료행위) 이력, 폐기(사망) 정보 등을 관리하게 된다.
또한 이러한 정보를 활용해 다양한 지식정보를 도출하고 교량 건전성을 증진시키기 위한 정책을 수립하는데 활용되고 있다. 이렇듯 BMS는 안전한 교량을 위해 필수 불가결한 시스템이기 때문에 기존 시스템보다 체계적이고 정밀함을 요구하고 있어 한국건설기술연구원이 기존 시스템의 단점을 보완한 최적의 BMS 개발에 나서고 있다.
기존의 BMS를 비롯해 교량의 유지관리정보 관리를 수행하는 유사한 시스템의 경우 관련 데이터의 단순 구축에 치중하고 있지만 건설기술연구원이 개발한 BMS는 ‘정보의 활용’에 중점을 두고 있다. 이를 위해 관련 정보들의 활용성을 고려해 체계화된 디지털 정보로 구축하고, 이러한 정보를 바탕으로 비용과 성능 모델을 개발하고, 생애주기를 고려한 최적 유지관리 대안을 마련할 수 있도록 했다.
한국건설기술연구원 구조연구본부 박경훈 연구위원은 “교량군 수준의 이력정보를 바탕으로 장기적인 유지관리 전략을 수립하거나, 개별 교량의 특성을 고려해 맞춤형 유지관리 계획을 수립하는데 활용할 수 있다”며 “점검의 편의성과 효율성을 높이고 정보의 디지털화를 용이하게 할 수 있도록 (객체기반) 스마트 점검 앱(application)까지도 지원한다는 점이 특징”이라고 말했다.
개발초기부터 인터넷과 모바일 환경에서 GIS(Geographic Information System) 기반으로 개발된 이 BMS는 최근 들어 BMS의 제원정보를 바탕으로 3차원 교량 자동모델링 기능을 개발해 정보의 수집, 관리, 전파·공유 등이 용이하도록 시스템을 개선하고 있다. 또한 다수의 노후·위험 교량의 안전성 모니터링과 유지관리조치 의사결정에 활용하기 위해 첨단 IoT 계측체계를 BMS와 연계 구축하고 있다.
이와 더불어 교량 이용자들의 사용성과 직접적으로 연관되는 교량 포장의 개량 의사결정을 합리적으로 수행하기 위해 첨단 GPR과 영상 조사 장비를 활용한 조사와 분석을 수행하고 있다. 한편 축적된 비용과 성능 데이터를 기반으로 빅데이터 분석을 통한 비용과 성능변화 모델을 개발해 유지관리 전략, 계획 수립의 신뢰성을 증진시키고자 노력을 기울이고 있다.
박 연구위원은 “모든 기반시설물 유지관리시스템의 가장 기본적인 역할은 정보의 관리”라며 “보다 효과적인 정보 관리와 활용을 위해 ‘3차원 기반 시스템’으로 개편을 추진하고 있다. 시스템의 최종적인 역할은 의사결정의 지원”이라고 말했다.
그는 이어 “기본적으로 교량 자체와 이용자의 안전을 확보한 상태에서 적정한 시기와 방법으로 유지관리조치를 시행하기 위해서는 보다 정밀하고 객관적인 계측자료, 비파괴조사자료, 빅데이터분석 자료가 필요하다”며 “이를 통해 최종적으로는 노후화되어가는 교량에 투입될 막대한 미래 예산을 절감하고, 교량이 지속가능한 기반시설로서 역할을 다 할 수 있을 것으로 기대하고 있다”고 덧붙였다.
현재 우리나라가 선진국의 대열에 들어서면서 이제는 건설의 시대에서 유지관리의 시대로 전환하는 시점에 다다랐으며, 이러한 시대적 변환기에 다가올 유지관리 시대를 대비하고자 교량 유지관리에 역량을 집중하고 있다.
이에 건설기술연구원은 최신의 연구 개발 동향과 국내 교량관리 상황을 분석해 보다 나은 교량관리체계의 수립을 위해 정진해왔다. 특히 국가관리(고속국도, 일반국도) 교량에 비해 상대적으로 노후도가 높은 지자체 관리(지방도, 시군구도 등) 교량을 포함한 전국 교량에 포괄적으로 적용 가능한 시스템을 목표로 개발했으며, 현재 지자체로도 지속적인 확장을 계속하고 있다.
나아가 BMS를 기반으로 교량의 특이 거동, 유지관리와 관련된 모든 조치들의 디지털 전환(digital transformation)을 통해 앞으로 교량 유지관리분야가 AI 시대에 기반시설물 유지관리분야를 선도할 수 있도록 최선을 다할 예정이다.
