건설현장 곳곳에 센서·추적기… 사물인터넷으로 사고 줄인다

지난해 건설 현장에서 사고로 목숨을 잃은 근로자가 437명에 달한다. 경제적 손실은 4조8000억원(2013년 기준)으로 추산된다. 건설 안전 사고를 예방하고 품질 관리를 효율적으로 하기 위한 방안으로 '스마트 건설'(smart construction)이 주목받고 있다.

스마트 건설이란 주택·건축·토목·플랜트 등 각종 건설 현장에 사물인터넷(IoT· 사물에 각종 센서와 통신 기능을 내장해 인터넷에 연결하는 기술)을 도입하고 모바일·웨어러블 기기, 드론(무인비행장치) 등을 활용해 공정(工程) 전반을 실시간으로 관리하는 시스템을 말한다.

대우건설은 최근 국내에서 처음으로 SK텔레콤과 스마트 건설 기술 개발을 위한 업무 협약을 체결하며 관련 기술 개발에 박차를 가하고 있다.

김지영 대우건설 기술개발팀 수석 연구원은 "스마트 건설 기술을 활용하면 품질 검사에 걸리는 시간을 절반 정도로 줄일 수 있어 업무 효율이 40% 정도 높아진다"고 말했다.

스마트 건설의 핵심 분야 중 하나가 '위치 기반 서비스'다. 건설 현장을 무선통신망으로 연결해 근로자 위치 등 현장 상황을 실시간으로 파악, 관리할 수 있는 서비스다. 아파트 공사 현장을 예로 들면 현장 근로자 작업모나 출입 차량 등에 개인 신상 정보 등이 담긴 '스마트 태그(tag· 꼬리표)'를 부착한다. 건물에는 층마다 비콘(Beacon·차세대 근거리 통신 기술) 장치를 2개씩 설치해 반경 70m까지 스마트 태그에서 보내오는 신호를 잡는다. 이를 통해 현장에 투입된 근로자의 인원과 신상을 파악할 수 있다. 화재 등 비상 상황이 발생하면 대피 여부를 확인할 수도 있다. 위치 기반 서비스는 현장 관리자가 특정 위치에 도착하면 해당 위치의 도면 자료 등을 모바일 기기를 통해 자동 검색해서 보여준다. 현장에서 수정한 내용은 곧바로 업데이트해 공유할 수 있다.

건설 현장에 설치된 각종 센서를 활용해 위험 상황을 미리 인지할 수 있는 '안전 모니터링'도 스마트 건설의 중요한 분야다. 가스 센서는 산소 농도와 일산화탄소 등 유해가스 농도를 실시간으로 파악한다. 센서는 시뮬레이션을 통해 예상된 가스 누출 경로, 폭발 시 파급력 등의 정보를 토대로 주요 위치에 설치된다. 센서가 위험을 감지하면 근로자들이 차고 있는 스마트 워치 등을 통해 대피 명령을 내리게 된다. 화재 감시용 지능형 폐쇄회로TV(CCTV)는 영상 분석을 통해 불꽃·연기 등 화재 징후를 감지하면 불이 난 곳의 위치와 관련 동영상을 작업자와 현장 사무소에 보고한다.

건설 현장에서 가장 중요한 공정 중 하나인 콘트리트 양생이 제대로 됐는지를 확인하는 데도 스마트 건설 기술이 활용된다. 타설된 콘크리트는 추운 날씨 등으로 내부 수분이 얼었다 녹았다를 반복하면서 갈라지는 현상이 나타날 수 있는데 이를 사전에 인지해 방지할 수 있다. 먼저 콘크리트 타설 시 무선 온도 센서를 함께 매립한다. 현장 외부에는 '온도 추종 양생기'라는 기기를 설치한다. 이 기기는 매립된 온도 센서로부터 실시간으로 온도 데이터를 전달받아 기기 내부 환경을 현장과 똑같이 구현해낸다. 여기에 시험용 콘크리트 기둥을 넣어 양생시키면서 변화를 관찰하면 실제 공사 현장에 타설된 콘크리트의 상태를 간접적으로 확인할 수 있다.

공정 관리에 드론을 활용하는 기술도 도입될 전망이다. 드론이 GPS(위성항법장치)로 지정된 경로를 따라 날아다니면서 공사 현장 사진을 실시간으로 전송하면 이를 토대로 주변 지형을 측량할 수 있다. 이후 3차원 모델링 기술을 활용해 해당 공사 현장에 필요한 콘크리트 타설량 등 자재 소요량을 자동 산정해 공사를 진행할 수 있게 된다.