과학 포털 iKAOS

[일상착붙 KICT] 땅꺼짐, 이제 지도로 본다! AI기반 지반함몰 위험예측 모델을 이용한 위험 지도 (feat.1분과학)

지반함몰(싱크홀)은 자연적으로 발생하기도 하지만, 현대 도심에서 발생하는 지반함몰은 주로 인위적인 요인에 의해 나타납니다. 자연적인 지반함몰은 주로 석회암 지반이 지하수에 녹아 공동이 생기고 이것이 무너지며 발생합니다. 반면 도심에서는 지하 개발 공사나 노후된 지하 매설물로 인해 토사가 유실되면서 지표면이 붕괴하는 경우가 많습니다. 실제 실험을 통해 확인해 보면, 지하 매설물의 파손으로 새어 나온 물이 주변 지반을 침식시키고 점차 거대한 공동을 만들어 결국 지표면을 주저앉게 만드는 과정을 명확히 관찰할 수 있습니다. 한국건설기술연구원(KICT)은 이러한 지반함몰 사고를 미연에 방지하기 위해 디지털 지하 공간 정보와 인공지능(AI)을 결합한 위험 분석 모델을 개발했습니다. 연구진은 지하 매설물의 밀집도, 관의 크기, 노후도 등 다양한 속성 데이터와 과거의 지반함몰 이력을 체계적으로 수집하여 데이터베이스를 구축했습니다. 이를 바탕으로 특정 단위 면적별로 위험도를 분석하여 시각화된 '지반함몰 위험지도'를 제작합니다. 이 기술을 활용하면 육안으로 확인하기 어려운 지하의 상태를 체계적으로 진단하고 관리할 수 있는 과학적 근거를 마련할 수 있습니다. 지반함몰 위험지도는 단순히 사고 발생을 예보하는 것을 넘어 효율적인 지하 관리를 돕는 이정표 역할을 합니다. 지도에서 위험도가 높게 표시된 지역을 중심으로 지하 매설물을 우선 교체하거나 지표투과레이더(GPR) 탐사 주기를 단축함으로써 사고를 선제적으로 예방할 수 있기 때문입니다. 실제로 2018년부터 최근까지 발생한 사고 데이터를 대조해 본 결과 약 75%의 높은 예측 정확도를 기록했습니다. 연구진은 앞으로 이 기술을 각 지자체에 전파하여 지하 안전 관리 시스템에 실질적으로 활용될 수 있도록 노력함으로써 시민들이 안심하고 걸을 수 있는 안전한 도시 환경을 조성할 계획입니다.

건기왕2ㅣ길고, 넓고, 깊은데, 안전하기까지??🙊 지하를 관통하는 한국의 터널!

우리나라는 국토의 약 70%가 산악 지형으로 이루어져 있어 예로부터 터널 기술이 비약적으로 발전해 왔습니다. 한국에서 가장 오래된 터널은 1904년에 완공된 서울의 아현터널로, 무려 117년이 넘는 역사를 자랑하며 여전히 그 자리를 지키고 있습니다. 현대에 들어서는 세계에서 세 번째로 긴 철도 터널인 50km 길이의 율현터널과 강원도 산간 지역의 이동 시간을 획기적으로 단축한 인제양양터널 등이 건설되며 세계적인 수준의 기술력을 증명하고 있습니다. 이러한 터널들은 지역 간 거리를 좁히고 물류 혁명을 이끄는 핵심적인 역할을 수행해 왔습니다. 최근의 터널 기술은 산을 뚫는 것을 넘어 바다 밑을 관통하는 해저 터널로까지 그 영역을 넓히고 있습니다. 보령해저터널은 수심 80m의 깊은 바닷속을 지나는 난공사임에도 불구하고 NATM 공법이라는 고도의 기술력을 적용해 성공적으로 완공되었습니다. 이로 인해 기존에 선박에 의존했던 섬 주민들의 이동 편의성이 크게 개선되었습니다. 또한 도심 지하에는 우리가 잘 모르는 '공동구'라는 중요한 터널이 존재합니다. 이는 전력, 통신, 상하수도, 난방 등 도시 유지에 필수적인 관로들을 한곳에 모아 관리하는 시설로, 복잡한 도심 지하 공간을 효율적으로 활용하게 해줍니다. 도심의 공동구는 국가 보안 시설로 지정될 만큼 중요한 인프라지만, 폐쇄적인 구조 탓에 화재나 사고 발생 시 심각한 재난으로 이어질 위험이 큽니다. 실제로 과거 아현동 통신구 화재와 같은 사례는 공동구 관리의 소홀함이 얼마나 큰 사회적 마비 사태를 불러오는지 잘 보여주었습니다. 기존의 관리 방식은 인력이 직접 내부를 돌며 육안으로 균열을 확인하고 수작업으로 기록하는 형태였습니다. 하지만 이러한 방식은 정밀도가 떨어지고 상시 감시가 불가능하다는 한계가 있어, 자칫하면 큰 사고의 징후를 놓칠 수 있다는 우려가 전문가들 사이에서 꾸준히 제기되어 왔습니다. 이러한 안전 사각지대를 해소하기 위해 최근에는 지능형 점검 로봇 기술이 개발되어 현장에 적용되고 있습니다. 이 로봇은 좁고 복잡한 공동구 내부를 자율적으로 주행하며, 장애물을 회피하는 로봇 팔과 정밀 센서를 이용해 시설물의 상태를 다각도에서 촬영합니다. 특히 촬영된 영상에 인공지능 기술을 결합하여 구조물의 미세한 손상이나 균열을 자동으로 식별하고 정밀하게 측정하는 기능이 핵심입니다. 이러한 무인 자동화 점검 시스템은 인력을 대신해 상시적인 감시 체계를 구축함으로써 관리의 공백을 메우고 운영 비용을 대폭 절감하는 긍정적인 효과를 거두고 있습니다. 혁신적인 터널 관리 기술의 탄생은 보이지 않는 곳에서 연구에 매진해온 전문가들의 노력이 있었기에 가능했습니다. 전통적인 건설 인프라에 첨단 지능형 점검 로봇 시스템이 결합되면서 더욱 안전하고 똑똑한 지하 관리가 실현된 것입니다. 터널과 공동구는 단순한 통로를 넘어 현대 도시의 생명선을 보호하고 유지하는 핵심적인 심장부와 같습니다. 보이지 않는 어두운 지하 공간에서 시민들의 안전을 위해 연구를 지속하는 기술적 진보는 우리가 더욱 안심하고 편리한 일상을 누릴 수 있도록 돕는 든든한 기반이 되어줄 것입니다.

지하시설물

[일상착붙 KICT] 땅꺼짐, 이제 지도로 본다! AI기반 지반함몰 위험예측 모델을 이용한 위험 지도 (feat.1분과학)

한국건설기술연구원일상착붙 KICT

건기왕2ㅣ길고, 넓고, 깊은데, 안전하기까지??🙊 지하를 관통하는 한국의 터널!

한국건설기술연구원건기왕