한국지반공학회 (地盤 magazine)

alt — **윤 희 정**
위원장

홍익대학교 부교수
(geotech@hongik.ac.kr)

alt — **윤 석**
총괄간사

한국원자력연구원 책임연구원
(syoon@kaeri.re.kr)

에너지플랜트 기술위원회 활동 소개

1. 개요

(1) 활동목표 및 방향

우리 에너지플랜트 기술위원회는 2009년 지반과 연계된 에너지플랜트 시설물의 설계, 시공, 유지관리와 새로운 시스템 개발 등에 관련된 기술적 문제들을 연구하고 해결하기 위해 발족되었다. 위원회 창립 학술심포지엄을 시작으로 워크샵, 세미나, 현장견학 등을 매년 주최하고자 노력하고 있으며, 신재생 에너지 분야에서 산, 학, 관, 연 등 각 분야의 전문가들을 초청하여 초청강연, 연구 성과 발표, 산업시설 견학 등을 통해 지반공학자의 역할을 고민해 보고 나아갈 방향을 제시하려고 노력하고 있다.

(2) 운영진 소개

2. 세부활동 내역 및 성과

에너지플랜트기술위원회는 매년 봄가을 학술대회에 전문세션을 주최하고 있으며, 에너지 플랜트 분야 관련 사회적 현안문제가 있는 경우나 기술개발에 요구가 있을 때 기술세미나를 개최하고 있다. 위원회의 과거 활동들 중 몇 큰 활동을 정리해 보자면 다음과 같다.

2013년 “지반기술자를 위한 해상풍력 기초설계”라는 주제로 지반공학자들을 대상으로 계속교육을 수행하였다. 당시 국내는 물론 국외에서도 참고자료가 많지 않은 시기였으며, 활발하게 진행되던 연구내용과 결과들을 바탕으로 신재생 에너지 분야의 초기 단계에 기술적 교육기회를 제공할 수 있었다.

이후 매년 에너지와 플랜트 산업과 관련된 현장견학을 실시하고 있다. 2016년에는 제주도 해상풍력단지와 광양의 SEP barge 건조현장, 2017년 서남해 해상풍력 실증단지에 시공된 석션기초 현장견학, 2018년도에는 영양 육상풍력 발전단지를 방문하여 위원들의 경험과 견문을 늘릴 수 있었다. 또한 작년(2019년)에는 봄/가을 학술대회의 전문 세션은 물론 여름에 우리학회의 에너지플랜트기술위원회, 해안항만기술위원회와 공동으로 University of Western Australia와의 국제 연구협력을 위한 공동 워크숍을 개최하였다.

해외 연구자들과 함께 연구분야를 소개하고 지식을 공유함으로써 국내 연구발전을 국제적으로 알릴 수 있으며, 국외 연구동향을 근접 거리에서 토의할 수 있는 좋은 기회였다.

3. 향후 활동계획 및 맺음말

우리 기술위원회는 다른 위원회에 비하여 역사가 짧고 구성 위원들이 작은 위원회이지만, 작은 인원속에서 많은 위원들이 열정적으로 참여하는 활발한 위원회이다. 과거 10년 남짓의 기간동안 국내외의 신재생에너지 확보를 위한 노력에 지반공학자로서 작은 기술적 이바지를 하고 있다고 생각한다. 그러나 과거 세미나와 학술대회의 전문세션 구성을 보면 많은 내용들이 육상이나 해상풍력 발전에 대한 기초, 그리고 플랜트산업에 대해 집중되었던 것도 사실이다.

2017년도에 정부가 발표한 재생에너지 3020 이행계획에서 제시된 이래 신재생에너지에 대한 관심은 점차 커지고 있다. 최근 이슈가 되고 있는 그린뉴딜 사업 등 에너지의 대전환에 대한 신호가 사회 곳곳에서 탐지되고 있다. 본 위원회도 사회적 요구에 맞추어 현재보다 다양한 에너지원에 대한 기술개발에 대한 노력, 그리고 연구개발을 해 나갈 것이다.

alt — **황 은 아**
미래지반연구소
대표
(seacreen@hanmail.net)

첫 번째 소프트 파워 세미나를 마치고

2020년 10월 14일 한국지반공학회 여성위원회 “소프트 파워” 주체로『건설현장에서의 VR, AR의 기술활용 가능성』을 파악해보는 세미나를 한국도로공사 도로교통연구원에서 진행하였다. “소프트 파워”란 한국지반공학회 여성위원회 임원들로 구성된 조직이며, 부드럽지만 내부에는 강한힘이 있다란 의미에서 명명하였다. 코로나 방역의 안전수칙을 지키고 참석자들과 함께 미래지향적인 시간을 가졌다. 바쁜 시간이셨지만 소프트파워 세미나를 위해 김대용 스마트건설 사업단 사무국장님, 이병주 도로교통연구원 구조물연구실 실장님이 함께 해 주셨다.

소프트파워 구성원은 모두 지반공학을 전공한 사람들이다. 모두 VR(Virtual reality, 가상현실), AR(Augmented reality, 증강현실), 스마트 건설이란 분야가 익숙하지 않았지만 스마트 건설 2025이 가능한지 가늠해 보는 좋은 기회였다.

박가현 박사님의 “국외 건설분야 AR, VR 활용 현황(기술단계)”의 발표로 시작하였다. 자신 없다고 말씀하신 것과 상반되게 너무 귀에 속속 들어오는 설명으로 현재 건설분야에서의 AR, VR에 대해 PT를 진행하였다. 선풍적인 인기를 끌었던 “포켓몬고”, 현빈이 나와서 재미있게 보았던 알함브라 궁전의 추억 모두 증강현실에 관련된 컨텐츠였다.

건설분야에서는 건설장비의 장비운용 방법을 가상현실에서 배울 수 있는 플랫폼이 개발되어 활용하고 있다. 가상현실의 경우 구축비용이 고비용이 들어 현장에서의 증강현실이 가상현실에 비해 활용성 및 적용성이 넓다고 소개하였다. 미국의 Trimble사는 AR을 설계로드, 오류점검, 구조물 완성도 확인, 지속적인 감지등 현장과 사무실의 커뮤니케이션의 역할에 사용하고 있다. 또한 원격지의 전문가의 기술지도를 현장 서비스 기술자가 받을수 있는 원격유지관리 수행 플랫폼에도 활용이 가능하도록 진화시키고 있다. 일본의 TOPcon 은 3D 가상모델내에서 검토하고 주석을 달수 있는 웹기반 디지털 플랫폼을 개발 운용중에 있다.

Bentley systems은 지하시설물 관리에 AR을 적용하였고, 한국건설기술연구원의 BIM ROOM은 시공현장을 사전에 협업, 검토하고 현장 몰입감을 증대시킬수 있고 원격 현장관리가 가능하였다. 2019년 발표한 증강현실 기반 구조물 유지관리시스템 개발 내용도 소개하였다(백성하외, 2019).

김진영 박사님은 현재 스마트 건설 과제를 진행중에 있으며 스마트토공에 대해 테스트베드 시험사례를 발표하였다. 건설의 디지털화는 농업보다 낮은 최하위 수준이며, 점차 정부주도 스마트 건설 민간시장이 활성화 되고 있고 세계는 지금 자동화 건설기계 상용화를 위해 경쟁중에 있는 소식을 전했다. 국내 두산과 현대 중장비측에서도 MG 굴삭시 자동화를 꾀하고 있다.

제 6차 건설기술진흥기본 계획을 통해 “Smart Construction 2025”비전 정책에서 건설공사의 20~30%를 차지하는 토공를 자동화하는 과제를 진행하고 있다. 기존 토공사는 측량, 품질시험의 인력사용비율이 높고 현장 토공 작업자의 안전성이 낮은 상태다. 이를 각 건설공정에 대한 데이터의 표준 및 디지털화, 인증, 제도화로 건설데이터의 체계화된 Digitalization Platform 개발이 최종 목적이다. 3차년도의 연구 성과로 용인-안성 2공구 현장을 대상으로 지능형 층다짐 및 토공 품질관리 시스템에 대해 발표하였다.

드론을 통한 지형모델생성, 지반조사자료를 적용하고 여려가지 다짐장비에 부착된 센서를 통해 이동경로, 횟수등을 확인하여 지능형 성토-다짐 품질관리가 가능한 다짐관리 가시화 시스템을 개발하였다. 이 연구성과는 디지털 기반 SOC 도로 건설장비의 자동화 기술, 시공장비 연동 도로품질관리 및 향상기술 개발에 연계가 가능할 것이다.

내가 발표한 부분은 건설현장에서 가상현실의 적용 필요성이란 주제였다. 자료를 조사하면서 알게된 현실은 내가 느끼는 것과 다르게 나와 상관없는 이야기가 아니었다. 안전교육측면에서 이미 몇 년전부터 신입생을 대상으로 진행하고 있었고, 장비운용 방법과 실제 현장에서 작업시 알아야 될 부분에 대해 미리 가상현실에서 체험하면서 알아보는 것들이 진행되고 있었다.

김진영박사가 발표한 디지털수준과 생산성 증가의 상관관계에서 건설은 농업보다 낮은 디지털화 수준을 보이고 있다. 현재 연약지반 개량공사에서 사용하고 있는 장비의 노후성이 이를 대변한다. 초연약지반의 표층처리공은 컨베이어벨트의 포설방식이 주를 이루지만 중량의 장비로 골재의 포설거리, 장비 주행성, 한방향 포설등 스마트와는 거리가 멀다. 복합지반 효과가 가능한 SCP, 조밀한 층 선천공 길이, 말뚝의 리바운드 확인 역시 아날로그 형식으로 진행되고 있다. 장비의 노후성을 알고 있지만 다른 장비의 대체가 불가한 점 때문에 20~30년된 노후장비가 운영중에 있는 것이 현실이다. 그러나 최근 신규장비로 교체가 점차 진행중에 있으며 폐사가 기술개발한 무인 포설장치의 표층처리공, 디지털 품질기록지가 가능한 SCP가 현장 적용되고 있으며 품질관리도 기존에 비해 우수하다.

종합 토론을 마치고 모두들 “좋았다”라는 의견을 주었다. 새로운 분야인 VR, AR과 스마트 토공! 안전과 품질측면에서는 부분적인 샘플이 아닌 스마트한 품질관리로 점차 변화되어야 하며 노후된 장비의 디지털, 스마트화 과정은 반드시 필요하다. 현재는 농업보다 낮은 디지털화 수준을 보이고 있지만, 국가 주도로 장비 진화를 계획한다면 정량화된 분석이 가능할 것이라 판단된다.

한국도로공사에서 보유한 도로주행 시뮬레이터 시승을 하였다. 세미나가 생각보다 길어져서 퇴근을 앞두고 시승을 하게 되었다. 모험심이 강한 김진영박사가 운전을 하고 우리는 동승하였다. 우주선에 탑승하듯이 설렘과 두려움으로 시승하였다. 도로조건, 장애물과의 충돌시 충격이 느껴질 수 있으나 위험하여 도로조건에 따른 충격만 입력하였다고 했다. 차량승차시 백미러로 보이는 후방경관, 쉽게 160Km까지 증가하는 속도, 날씨조건에 따라 달라지는 주변, 시간대별로 모사가 가능한 주행조건이 흡사 운전하는 것 같았다고 김진영박사는 느낌을 전했다. 현대, 기아에서도 이런 시설이 없다고 하니 시승할 수 있도록 기회를 주신 정경자 박사님, 한국도로공사에 감사를 드린다.

새로운 뭔가를 시도 한다는 것은 항상 두려움과 기대를 느끼게 한다. 이번 세미나도 그랬다. 생소한 VR, AR, 스마트 건설이란 주제에 이번 세미나를 통해 한발짝 내딛을 수 있었고 언택트시대, 스마트시대를 살아가는 우리가 준비해야 될 것이 무엇인지 느낄 수 있었다. 건설이 현재 흐름에 순응하려면 건설장비의 변화가 반드시 필요하며 국가주도의 개혁이 요구된다.