지반 붕괴의 감시자반딧불 센서 개발
▲ 지반연구본부
- 지반 및 구조물 붕괴 징후를 감지할 수 있는 스마트 센서와 시스템 개발
- 현장·신속·정확한 보급형 기술로 국민 안전에 기여
한국건설기술연구원(이하 KICT)은 지반과 구조물의 붕괴 징후를 감지하는 스마트 감지 센서(이하 반딧불 센서) 및 원격으로 실시간 모니터링이 가능한 시스템을 개발했다. 개발된 기술은 KICT 연구소 1호 기업인 ㈜재난안전기술과 국내 벤처기업인 ㈜엠테이크와 공동으로 개발했다.
개발된 반딧불 센서는 붕괴가 우려되는 다양한 위험 구역에 1 m ~ 2 m 간격으로 손쉽게 부착할 수 있다. 또한, 산림청의 사면 붕괴 지중경사계 일변위 기준인 0.05˚보다 더 정밀한 0.03˚ 변이도 실시간으로 감지할 수 있다. 만약 붕괴 징후가 감지되면, 즉각적으로 LED 점등을 통해 경보 알람이 발생한다. 이때 LED 경보는 주간 시간대에 100 m 거리에서도 눈으로 직접 확인할 수 있는 고효율의 광전송 렌즈 기술을 통해 현장 관리자와 작업자들이 쉽게 알아볼 수 있다. 현장 경보 알람과 동시에 상황실에서도 원격으로 실시간 현장 상황을 파악할 수 있어, 관계 기관에 위험 상황을 공유하는 등의 추가 조치를 취할 수 있다.
또한, 설치가 간편해 기존 계측 센서의 설치비 및 운영비와 비교하면, 50% 이상의 비용을 절감할 수 있다. 유지관리 측면에서도 초 저소비전력 설계로 센서의 건전지 교체 없이 1년 동안 운영할 수 있다는 장점이 있다. 더불어 영하 30℃와 영상 80℃의 환경에서도 센서가 정상적으로작동할 수 있도록 하여, 특히 계절 변화가 뚜렷한 지역에서 활용도가 높을 것으로 기대된다.
반딧불 센서에는 오작동 방지를 위해 설치 장소에 따라 위험을 분석하고 판단하는 알고리즘 기술이 탑재되어 있다. 따라서 건설 및 토목 공사 현장을 비롯하여 노후 건물, 문화재 성곽 구조물, 급경사지, 산사태 우려 지역, 터널 공사, 광산 및 지하 구조물, 교각, 댐, 사방 등 다양한 장소에서 활용될 수 있다.
현재 반딧불 센서는 제주도 용암 동굴, 인천시 정수장과 하수처리장, 일반국도변 절토 사면과 산지 비탈면, GTX-A 노선 중 KINTEX 역사 구간, 대전시 및 전남 담양군 아파트 건설 현장, LG 화학공장 등에 시범 설치되어 운영 중이다. 또한, 2023년 신분당선 지하철의 연장 공사 설계에도 반영되었다. 추후 건축물 해체 공사를 비롯한 국가 주요 시설물 건설 공사에 적용되는 사례가 늘어날 것으로 기대된다.
본 성과는 과학기술정보통신부의 지원으로 KICT 주요 사업(지역협력사업)인 「도로안전운영을 위한 제주형 지반함몰 대응체계 개발(2020 ~ 2022)」 과제를 통해 도출되었다.
