[보안뉴스 박미영 기자] 한국건설기술연구원(이하 건설연)은 D.N.A(Data, Network, AI) 기술을 활용해 교량의 예방적 유지 관리에 필요한 손상 및 노후화를 예측할 수 있는 기술(이하 교량 노후화 수준 예측 기술)을 개발했다고 밝혔다.
국내 교량의 경우 2021년을 기준으로 30년이 지난 노후 교량의 비율은 12.5%로 양호한 수준이지만 10년 후인 2031년에는 39.3%로, 20년 후에는 76.1%로 급격하게 증가한다.
이러한 노후 교량의 선제적 관리를 위해서는 광범위하고 전략적인 데이터의 축적을 통해 교량별로 상이한 성능 저하 특성을 이해하고, 이를 근거로 교량의 노후도를 예측할 수 있는 기술이 필요하다.
건설연 구조연구본부 연구팀은 2021년에 교량 노후화와 직간접적으로 연관 있는 약 250만건의 데이터를 구축했다. 구축된 데이터를 기반으로 AI 학습을 통해 시간의 흐름에 따른 교량의 손상 확산 변화를 예측할 수 있는 곡선을 개발했다. 더불어 IoT 기술을 활용한 교량 현장 데이터, 국내 환경조건을 고려한 실험 데이터 등을 확보해 데이터의 신뢰도를 높이고자 했다.
지금까지 시설물 유지 관리와 관련한 인공지능 기술은 이미지를 기반으로 손상 유형을 추정하는 분야에 집중돼 왔다. 그러나 개발된 교량 노후화 수준 예측 기술은 분석하고자 하는 교량에 대한 미래 손상 상태를 추정하기 위해 인공지능 기술을 노후화 데이터 분석에 활용했다는 점에서 차별성이 있다. 또한 노후도 수준 평가 알고리즘을 통한 예측 정확도는 2021년 말 현재 약 80.9% 수준이며, 2023년까지 90%까지 높일 계획이다.
개발된 교량 노후화 수준 예측 기술을 통해 도출된 결과는 플랫폼(Bridge Maintenance-Aided Platform Service, 이하 BMAPS)에 탑재돼 다양한 수요자들이 정보를 활용할 수 있도록 제공할 예정이다. BMAPS에서는 예측 결과와 함께 중소 노후 교량의 내하성능(하중에 견디는 능력) 추정기술, 도로시설물 성능개선사업 자동화 평가기술 등의 다양한 시설물 유지 관리 정보서비스가 제공된다. 해당 플랫폼은 2023년 하반기에 공개될 예정이다.
본 연구 성과는 국내에서 최초로 시도되는 교량 시설물의 노후화 데이터 구축과 이를 이용하는 인공지능기술, 그리고 플랫폼을 통한 정보서비스 제공 기술이라는 점에서 의의가 있다. 이를 통해 교량의 유지 관리 비용 산출을 위한 객관적인 기초 자료로 활용될 수 있어 교량 시설물의 예방적 유지 관리에 크게 기여함으로써, 미래에 발생할 수 있는 대규모 유지 보수 비용을 절감할 수 있다.
건설연 김병석 원장은 “본 성과는 다양한 데이터와 인공지능, 그리고 네트워크를 기반으로 한 플랫폼 기술을 활용해 교량에 대한 예방적 유지 관리 정보 제공을 가능하게 함으로써 교량의 장수명화에 기여할 것”이라며, “향후 교량뿐만 아니라 다양한 사회 기반 시설물에도 적용해 정보 제공 서비스 대상을 확대할 것”이라고 밝혔다.
본 성과는 과기정통부의 지원으로 건설연 주요 사업 ‘DNA 기반 노후 교량 구조물 스마트 유지 관리 플랫폼 및 활용기술 개발(2021~2023)’ 과제를 통해 개발됐다.
[박미영 기자(mypark@boannews.com)]
국내 교량의 경우 2021년을 기준으로 30년이 지난 노후 교량의 비율은 12.5%로 양호한 수준이지만 10년 후인 2031년에는 39.3%로, 20년 후에는 76.1%로 급격하게 증가한다.
이러한 노후 교량의 선제적 관리를 위해서는 광범위하고 전략적인 데이터의 축적을 통해 교량별로 상이한 성능 저하 특성을 이해하고, 이를 근거로 교량의 노후도를 예측할 수 있는 기술이 필요하다.
건설연 구조연구본부 연구팀은 2021년에 교량 노후화와 직간접적으로 연관 있는 약 250만건의 데이터를 구축했다. 구축된 데이터를 기반으로 AI 학습을 통해 시간의 흐름에 따른 교량의 손상 확산 변화를 예측할 수 있는 곡선을 개발했다. 더불어 IoT 기술을 활용한 교량 현장 데이터, 국내 환경조건을 고려한 실험 데이터 등을 확보해 데이터의 신뢰도를 높이고자 했다.
지금까지 시설물 유지 관리와 관련한 인공지능 기술은 이미지를 기반으로 손상 유형을 추정하는 분야에 집중돼 왔다. 그러나 개발된 교량 노후화 수준 예측 기술은 분석하고자 하는 교량에 대한 미래 손상 상태를 추정하기 위해 인공지능 기술을 노후화 데이터 분석에 활용했다는 점에서 차별성이 있다. 또한 노후도 수준 평가 알고리즘을 통한 예측 정확도는 2021년 말 현재 약 80.9% 수준이며, 2023년까지 90%까지 높일 계획이다.
개발된 교량 노후화 수준 예측 기술을 통해 도출된 결과는 플랫폼(Bridge Maintenance-Aided Platform Service, 이하 BMAPS)에 탑재돼 다양한 수요자들이 정보를 활용할 수 있도록 제공할 예정이다. BMAPS에서는 예측 결과와 함께 중소 노후 교량의 내하성능(하중에 견디는 능력) 추정기술, 도로시설물 성능개선사업 자동화 평가기술 등의 다양한 시설물 유지 관리 정보서비스가 제공된다. 해당 플랫폼은 2023년 하반기에 공개될 예정이다.
본 연구 성과는 국내에서 최초로 시도되는 교량 시설물의 노후화 데이터 구축과 이를 이용하는 인공지능기술, 그리고 플랫폼을 통한 정보서비스 제공 기술이라는 점에서 의의가 있다. 이를 통해 교량의 유지 관리 비용 산출을 위한 객관적인 기초 자료로 활용될 수 있어 교량 시설물의 예방적 유지 관리에 크게 기여함으로써, 미래에 발생할 수 있는 대규모 유지 보수 비용을 절감할 수 있다.
건설연 김병석 원장은 “본 성과는 다양한 데이터와 인공지능, 그리고 네트워크를 기반으로 한 플랫폼 기술을 활용해 교량에 대한 예방적 유지 관리 정보 제공을 가능하게 함으로써 교량의 장수명화에 기여할 것”이라며, “향후 교량뿐만 아니라 다양한 사회 기반 시설물에도 적용해 정보 제공 서비스 대상을 확대할 것”이라고 밝혔다.
본 성과는 과기정통부의 지원으로 건설연 주요 사업 ‘DNA 기반 노후 교량 구조물 스마트 유지 관리 플랫폼 및 활용기술 개발(2021~2023)’ 과제를 통해 개발됐다.
[박미영 기자(mypark@boannews.com)]
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[2024-05-04] 
