매일안전신문 - AI로 교량 안전성 10분 만에 분석...건설연, 실시간 평가시스템 개발

▲ 변위측정방법에 따른 영종대교(현수교) 현장 성능 검증 모습(사진: 한국건설기술연구원 제공)

[매일안전신문=이종삼 기자] 노후 교량의 이상 여부를 센서 데이터와 인공지능(AI)으로 분석해 약 10분 만에 구조 안전성을 확인할 수 있는 기술이 개발됐다. 기존에는 전문가가 별도의 프로그램 분석 결과를 검토해 판단해야 했지만, 새 시스템은 실제 계측값과 컴퓨터 시뮬레이션을 결합해 안전성 평가 결과를 자동으로 제시하는 것이 특징이다.

한국건설기술연구원(건설연)은 데이터-시뮬레이션 융합 기술을 적용한 ‘교량 실시간 안전성 자동 평가시스템’을 개발했다고 1일 밝혔다.

국내에서는 1980년대 건설된 교량이 노후화 단계에 접어들면서 시설물의 상태를 지속적으로 확인하고 적절한 시점에 보수·보강하는 유지관리의 중요성이 커지고 있다.

특히 교량에서 손상이나 이상징후가 발견되면 교통을 통제한 뒤 구조물의 안전성을 신속하게 확인해 차량 통행 재개 여부 등을 판단해야 한다. 기존에는 상용 프로그램을 이용해 분석한 뒤 전문가가 결과를 다시 검토하는 과정이 필요해 상당한 시간과 비용이 소요됐다.

건설연 구조연구본부 서동우 팀장 연구진은 이러한 한계를 개선하기 위해 실제 계측정보와 가상 시뮬레이션을 결합하는 DSF(Data-Simulation Fusion) 기술을 적용했다.

개발 시스템은 교량 주요 위치에 설치된 센서에서 상판의 처짐과 구조 부재에 가해지는 힘 등을 실시간으로 수집한다. 이후 측정값을 컴퓨터 시뮬레이션 결과와 함께 분석해 실제 교량의 움직임을 반영한 구조 안전성 평가 결과를 자동으로 산출한다.

교량의 변형 상태를 시각적으로 확인할 수 있는 기능도 갖췄다. 구조물이 어느 정도 변형되고 있는지를 곡선 형태로 나타내 설계 당시 성능과 실제 상태를 비교할 수 있도록 했다. 비정상적인 변형이 감지될 경우에는 균열 발생이나 구조물의 강성 저하 가능성을 신속하게 파악하는 데 활용할 수 있다.

연구진이 국내 현수교를 대상으로 실증한 결과, 새 시스템은 기존 상용 프로그램과 비교해 90% 이상의 안전성 평가 정확도를 보였다.

분석에 필요한 시간과 비용도 줄일 수 있을 것으로 기대된다. 기존 상용 프로그램은 연간 약 1500만 원의 유지비가 필요하고 전문가의 구조 안전성 평가까지 추가로 1~3일이 걸리는 반면, 개발 시스템은 별도의 소프트웨어 유지비용 없이 약 10분 안에 평가 결과를 제공할 수 있다는 것이 연구진의 설명이다.

중앙부처와 지방자치단체가 현재 운영하고 있는 시설물 관리 시스템과 연계할 수 있다는 점도 특징이다. 연구진은 기존 시설물 관리체계에 기술을 접목할 수 있어 실제 교량 유지관리 현장에서 활용도가 높을 것으로 보고 있다.

박선규 건설연 원장은 “이번 기술은 교량 안전성을 보다 신속하고 효율적으로 평가할 수 있는 기반 기술”이라며 “앞으로도 국민들이 안심하고 생활할 수 있도록 국가 기반시설의 안전 확보와 유지관리에 최선을 다할 것”이라고 말했다.

이번 성과는 과학기술정보통신부 지원을 받아 2025년부터 2026년까지 추진된 ‘데이터-시뮬레이션 융합 디지털 트윈 모델 활용 인공지능 기반 교량 안전성 실시간 평가 자동화 시스템 개발’ 과제를 통해 마련됐다.

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