건설연, D·N·A 활용해 교량 손상과 노후화 예측하는 기술 개발...예방적 유지관리 기여

AI를 활용한 열화곡선 생성 예. 기존 데이터 기반 추가 데이터 생성.
<AI를 활용한 열화곡선 생성 예. 기존 데이터 기반 추가 데이터 생성.>

한국건설기술연구원은 D·N·A(데이터·네트워크·AI) 기술을 활용해 교량 손상과 노후화를 예측할 수 있는 기술을 개발했다고 5일 밝혔다. 예방적 교량 유지관리 기반을 마련했다.

국내 교량은 지난해 기준 30년이 지난 노후 교량 비율이 12.5%로 양호한 수준이지만, 10년 후인 2031년에는 39.3%로, 20년 후에는 76.1%로 급격하게 증가한다.

노후 교량을 선제 관리하려면 광범위하고 전략적인 데이터를 축적, 교량별로 다른 성능 저하 특성을 이해하고 교량 노후도를 예측하는 기술이 필요하다.

건설연 구조연구본부 연구팀은 지난해 교량 노후화와 직간접적으로 연관된 약 250만 건 데이터를 구축했다. 구축 데이터 기반 AI 학습을 통해 시간 흐름에 따른 교량 손상 확산 변화를 예측하는 곡선을 개발했다. 또 사물인터넷(IoT) 기술을 활용한 교량 현장 데이터, 국내 환경조건을 고려한 실험 데이터 등을 확보해 데이터 신뢰도를 높이고자 했다.

개발 기술은 AI 기술을 노후화 데이터 분석에 활용해 교량 손상 상태를 추정한다는 것에 차별성이 있다. 예측 정확도는 2021년 말 현재 약 80.9% 수준이며 2023년까지 90%까지 높일 계획이다.

개발한 교량 노후화 수준 예측 기술로 도출한 결과는 플랫폼(BMAPS)에 탑재돼 제공할 예정이다. 다양한 수요자들이 활용할 수 있도록 한다. 플랫폼은 예측 결과와 함께 중소 노후 교량 내하성능(하중에 견디는 능력) 추정기술, 도로시설물 성능개선사업 자동화 평가기술 등 다양한 시설물 유지관리 정보서비스를 제공한다. 해당 플랫폼은 2023년 하반기 공개될 예정이다.

이번 연구성과는 국내 최초로 시도되는 교량 시설물 노후화 데이터 구축, 이를 이용하는 AI 기술, 그리고 플랫폼을 통한 정보서비스 제공 기술이라는 점에서 의의가 있다. 교량 유지관리 비용 산출을 위한 객관적인 기초 자료로 활용될 수 있다. 교량 시설물 예방적 유지관리에 크게 기여하고 미래에 발생할 수 있는 대규모 유지보수 비용을 절감할 수 있다.

김병석 건설연 원장은 “이번 성과는 다양한 데이터와 AI, 그리고 네트워크를 기반으로 한 플랫폼 기술을 활용해 교량에 대한 예방적 유지관리 정보 제공을 가능케 함으로써 교량 장수명화에 기여할 것”이라며 “향후 교량뿐만 아니라 다양한 사회기반 시설물에도 적용하여 정보 제공 서비스 대상을 확대할 것”이라고 밝혔다.

이번 성과는 과학기술정보통신부 지원으로 건설연 주요사업 'DNA 기반 노후 교량 구조물 스마트 유지관리 플랫폼 및 활용기술 개발(2021~2023)'과제로 개발됐다.

김영준기자 kyj85@etnews.com