‘MLㆍAI 활용’ 정확도 90%… 백태ㆍ철근 노출까지 파악

최대 40m까지 촬영 가능

기술 적용 범위 크게 확대

국토부 건설신기술 인증

아산~오송 배방교외 1개소

남산3호터널 등 잇단 적용

머신러닝(ML)ㆍ인공지능(AI)을 활용해 교량 등 콘크리트 구조물의 손상 정도를 분석할 수 있는 기술이 국토교통부의 건설신기술 인증을 받았다.

13일 국토교통과학기술진흥원에 따르면 한국건설품질연구원(이사장 김인식)이 개발한 ‘고해상도 자동제어 이미지 획득 시스템과 마스크 영역기반 회선 신경망을 이용한 콘크리트 교량 구조물의 손상분석 기술’이 최근 건설신기술 제924호로 지정됐다.

인프라플러스(대표 지경희)와 공동 개발한 이 기술은 ‘시설물 점검장치용 영상측정장치’ 외 4개의 특허기술을 개량했다.

신기술은 이미지 촬영 장비를 통해 수집한 데이터를 ML과 AI 기반의 소프트웨어를 사용해 손상 정보를 검출, 정량화하는 기술이다.

기존 기술은 촬영장비가 설치된 고소점검차 및 교량점검차가 수집한 이미지를 기반으로 콘크리트 구조물의 손상 여부 등을 분석하는 방식이다. 하지만 같은 장소에 대한 분석도 촬영자나 장비, 환경 등에 따라 조금씩 다른 결과값이 나온다는 단점이 존재한다.

또, 이미지 분석도 명도 차이에 따라 손상 정도를 확인하는 ‘그레이 스케일 기법(Gray Scale)’을 사용하기 때문에 거미줄ㆍ물때ㆍ이물질 등을 손상으로 인식하기도 한다. 분석 결과값의 편차가 큰 관계로 데이터를 정량화할 수 없었다.

신기술은 AI를 활용해 기존 방식의 한계를 극복했다. 다양한 환경에 대해 사전 학습한 AI 알고리즘으로 분석 정확도는 평균 90.96%에 이른다. 특히, 균열만 파악하는 기존 기술과 달리 백태ㆍ박락ㆍ파손ㆍ철근 노출 등 다른 문제점도 잡아낼 수 있다.

기술 적용 범위도 대폭 확대됐다.

기존 기술은 최대 촬영 거리 1.6ｍ인 점검차를 통해 이미지를 수집하는 작업 특성상 터널 등 특정 현장에만 활용됐다. 반면, 신기술은 최대 40ｍ까지 촬영하는 망원 DSRL 디지털카메라와 센서가 탑재된 데다, 필요 시 드론 촬영도 가능해 모든 콘크리트 구조물에 대한 정밀 점검이 가능하다.

4차 산업혁명 기술들이 대폭 적용됨에 따라 인력 투입도 감소하고, 이는 시공비 절감으로 이어진다. 실제 500ｍ 교량에 대한 정밀안전진단 기준으로 기존 기술의 투입인력은 외업 61인, 내업 136인 등 총 197명인 반면 신기술을 활용하면 외업 44명, 내업 96명 등 140명이면 충분했다. 기존 기술 대비 57명(28.93%)의 인건비가 고스란히 남은 셈이다.

신기술은 국가철도공단 발주의 ‘2020년도 경부고속선 천안아산∼오송간 배방교 외 1개소 시설물 정밀안전진단 및 성능평가 용역’, 서울시 서부도로사업소의 ‘남산3호터널 외 5개소 정밀안전점검 용역 중 상암교 접근불가 부재에 대한 영상 스캔과 AI 분석에 의한 외관조사망도 작성 용역’ 등 총 4개 사업에 적용됐다.

한국건설품질연구원 관계자는 “콘크리트 구조물이 수량 증가와 함께 대형화, 장대화가 진행됨에 따라 장비 스스로 문제점을 파악ㆍ분석하는 기술 활용이 늘어날 것으로 판단된다”며, “지속적인 기술개발을 통해 강재 구조물까지 적용 대상을 넓혀나갈 계획”이라고 말했다.

<e대한경제 이계풍 기자>