작업대상 항만구조물의 원격모니터링을 위한 스마트센서 기술개발

Abstract

항만 외곽시설은 태풍이나 고파랑으로부터 항만을 보호하는 구조물로 자연재해 또는 인재로 인해 파손 발생 시 신속하고 안전한 복구가 요구되는 공공시설이다. 소파블록 및 케이슨은 파랑에 직접적으로 노출되어 있어 외곽시설 중 피해가 빈번하게 발생되는 구조물이다. 피해 발생 시 해당 지역 조사, 대책공법 설계 및 시공을 위해서는 추가 파손 및 붕괴가 발생할 수 있는 해당 지역으로 장비 또는 잠수사가 진입하여 작업하는 것이 현재까지 수행되어온 방식이다. 복구/시공 작업 시 중장비 운전사는 작업대상 구조물에 근접한 신호수 또는 잠수부의 지시에 의존하여 수동적으로 중량물 작업을 수행하고 있으며, 해당 현장의 인력들은 협착, 충돌 및 추락과 같은 산업재해 발생가능성이 높은 곳에서 위험에 노출된 채로 작업을 수행하고 있는 것이 현실이다. 재난재해가 발생한 항만시설물에 대하여 안전하고 효율적으로 복구/시공 작업을 수행하기 위해 최우선적으로 요구되는 중요 기술은 장소(수상/수중)에 무관하게 작업대상 구조물의 자세, 위치 등의 정보를 직접적으로 측정하고 효율적으로 제공할 수 있는 스마트 모니터링 기술이다. 스마트 모니터링 기술 적용이 적합한 구조물은 케이슨과 소파블록으로 선정되었고, 요구되는 계측인자는 작업대상 구조물의 위치, 자세 및 흘수 등으로 도출되었다. 고중량 구조물을 이용해 복구/시공 작업을 수행하기 위하여 크레인과 같은 중장비 사용이 요구되는데, 이러한 중장비들과의 원활한 연동 및 운용 가능한 스마트센서를 개발하고자 연구를 수행하고 있다. 또한 장소(수상/수중)에 무관하게 적용 가능한 작업대상물 위치인식 시스템 개발을 제안하였다. 스마트센서로부터 직접 획득되는 다양한 디지털정보를 가공하여 작업대상 구조물의 현재 상태, 전체 작업진행도 및 수중환경정보 등을 중장비 조종사에게 실시간 제공할 수 있는 항만구조물 가상시공 S/W 개발을 동시 추진하고 있다. 연구개발 중인 스마트센서는 케이슨, 소파블록 작업현장 외에도 잔교 구조물 시공 및 해저케이블/파이프라인 매설 등 다양한 해양공사 작업에 적용할 수 있을 것으로 기대된다. 현재 스마트센서 설계/알고리즘 개발/모듈 제작을 수행 중이며, 향후 시스템 통합 및 현장 성능검증 수행을 계획하고 있다.