싱크홀 안전지대 만든다…IoT로 지반·지하수 감시

ETRI, 건설연·철도연 등 공동
지하안전 시스템 본격 구축
10월 성동구서 사업화 시작
전국 지자체로 확산 계획

지반이 내려앉아 멀쩡한 도로나 땅에 구멍이 생기는 싱크홀을 막기 위해 사물인터넷(IoT) 기술이 도입된다.

도시 지하공간 내 지하매설물(상·하수도) 및 도시철도 구조물과 주변 지반환경을 감시하고, 지하수 분포 및 변화 등을 지속적으로 모니터링 하여 이상 징후를 사전에 감지·예측·대응한다.

2010년 과테말라에서 발생한 지름 20m 싱크홀.

한국전자통신연구원(ETRI)은 10일 "정부출연연구원들이 힘을 합쳐 싱크홀 예방을 위해 연구한 결과, 서울시 성동구 왕십리역을 대상으로 시범적용을 하기로 했다"고 밝혔다.

UGS(UnderGround Safety) 융합연구단은 지난 2014년 말 미래창조과학부와 국가과학기술연구회가 추진하는 융합연구사업의 일환으로 만들어져 '사물인터넷(IoT) 기반 지하매설물 모니터링 및 관리시스템 기술 개발'을 연구 중이다.

연구결과물은 지하매설물에 대해 IoT기반 상시 모니터링을 통해 이상 징후를 다각도로 분석·예측해 사고를 예방하는 것을 목표로 한다.

ETRI는 IoT기반 기술과 지하공간 3차원 가시화 기술, 무선통신 칩 기술 개발에 주력했고, 한국건설기술연구원은 상·하수관로 모니터링 및 탐사기술, 한국철도기술연구원은 도시철도 시설물 모니터링기술, 한국지질자원 연구원은 지하수 및 지반환경 분석기술 개발에 특화해 연구했다.

연구진은 먼저, 지방자치단체가 보유하고 있는 관리 데이터를 기반으로 위험지역을 분석했다. 분석된 위험지역을 대상으로 상·하수관로, 도시철도 시설물, 지하수 관정 등을 센서와 탐사장치를 이용해 측정 분석 한 뒤 누수나 균열여부를 파악하여 위험하다고 판단되면, GPR(지표 투과 레이더) 스캐닝 장비로 도로 하부의 동공을 확인했다.

지하매설물의 상시 감시에는 맨홀을 이용해 IoT 통신기술을 적용했다. 맨홀 속 제수밸브에 센서를 붙이고, 맨홀 뚜껑에 안테나를 설치하고, 기지국(UGS-AP)을 통해 센싱정보를 무선으로 전송한다. UGS서비스플랫폼에서는 지하공간을 3차원 입체영상 및 지반함몰 위험도 상태를 보여준다.

연구진은 그동안 연구성과 결과물의 실증을 위해 경북 안동시의 한국건설기술연구원 하천실험센터에 상·하수관로를 설치하여 실제 누수환경을 만들고, 지하수 관정을 통해 지하수 및 지반환경 모니터링 기술을 검증했다.

사물인터넷(IoT)기반 지하공간 그리드 시스템 개요도.

연구진은 그동안의 성과를 기반으로 기업들과 손잡고 출자를 통해 ㈜유지에스를 만들고 본격적인 사업화를 추진한다고 밝혔다.

이인환 UGS융합연구단장은 "정부출연연구원의 우수 연구원들이 한 공간에 모인 융합연구로 본 성과가 가능했으며, 빠른 상용화를 위해 서울 성동구를 시작으로 전국 지자체에 연구성과물을 확산하여 국민 안전에 최선을 다하겠다"고 밝혔다.

김동표 기자 letmein@asiae.co.kr