IoT 접목한 대우건설스마트건설 시스템으로 공사현장 자동 관리

지난 3일 경기 수원 송죽동 대우건설기술연구원. 로비에 설치된 대형 전자상황판엔 대우건설이 공사 중인 서울~문산고속도로 4공구의 공사 공정률이 28.4%로 표시돼 있었다. 공구 내 구간별로 장비, 인력의 투입 현황과 주요 공사이슈, 공기질 등 환경이슈 등을 실시간으로 한눈에 파악할 수 있는 설비다. 대우건설이 사물인터넷(IoT)과 정보통신기술(ICT) 등을 건설현장에 적극 접목하고 있다. 제4차 산업혁명을 선도하는 기술을 활용해 건설업의 부가가치를 높이기 위해서다.

한눈에 공사현장 관리

대우건설이 개발한 대우건설스마트건설(DSC) 시스템은 건설현장의 안전과 공정, 품질을 통합 관리하는 시공관리 자동화 기술이다. 다양한 시공 경험과 자체 개발한 기술을 기반으로 구축했다. DSC 시스템은 3D 설계를 기반으로 시공 정보를 수집하는 기술, 이를 스마트맵으로 분석하고 시뮬레이션해 활용가능한 정보로 변환하는 기술, 그리고 현장에서 각종 IoT 센서를 통해 수집된 정보를 관리자가 편리하게 조회하고 활용할 수 있는 기술 등으로 구성돼 있다.

2016년 개발한 버전 1.0은 실시간 위험작업의 위치관제, 안전환경 모니터링 시스템을 갖췄다. 서해선철도 4공구와 위례우남역푸르지오 등 2개 건설현장에 시범 적용했다. 이후 개발한 버전 2.0은 공정관리, 공사협업, 품질관리 등으로 분야를 확대했다. 서울~문산고속도로, 강진~광주고속도로, 대곡~소사복선전철 등 5개 현장에 적용 중이다. 현재 테스트 단계를 거쳐 9월 정식 서비스를 시작한다. 정식 서비스를 시작하면 공사 현장에 투입된 관리자들이 태블릿PC 및 스마트폰으로 현장을 한눈에 확인할 수 있다.

개발 중인 버전 3.0은 분석 기능을 더 강화했다. 빅데이터를 구축해 공정에서 리스크를 분석하고 최적공정을 도출하는 토털시공솔루션이 될 것으로 회사는 전망하고 있다. 2020년부터는 대우건설이 발주하는 모든 공사에 버전 3.0을 적용하는 게 목표다. 정일국 대우건설 스마트건설기술팀장은 “시공 전에 가상표준을 활용해 공정까지 구성해보는 게 목표”라며 “DSC를 활용하면 현장에서 원가를 10% 이상 절감할 것으로 기대한다”고 말했다.

스마트태그로 작업자 안전성 향상

DSC 시스템 가운데 안전관리 시스템은 현장 근로자들이 착용한 스마트태그를 활용해 작업현장의 안전성을 끌어올리고 있다. 스마트태그가 근로자의 작업 위치를 전달하고 근로자가 추락사고 위험이 높은 지역에 접근하면 근로자에게 이를 경고해 사고를 미연에 방지한다. 높은 곳에서 근로자가 떨어지는 사고가 발생할 경우 시스템을 통해 알려 응급조치를 신속하게 할 수 있도록 한다. 발파작업을 할 땐 스마트태그로 모든 인원이 현장을 빠져나갔는지 확인한 뒤 발파가 이뤄질 수 있도록 한다.

근로자가 심근경색이나 골절 등 위급한 상황에 처했을 때 안전관리자에게 바로 위치와 상황을 전달하는 긴급호출 기능도 포함돼 있다. 가스센서와 지능형 폐쇄회로TV(CCTV)를 활용한 가스사고 방지 기능, 연기와 불꽃을 감지해 화재발생 정보를 관리자에게 전달하는 기능도 있다. 이 외에 공사 중 하중에 따른 붕괴사고 예방, 콘크리트의 양생 진척도 확인 등에도 활용할 수 있다. 품질과 안전성을 끌어올리는 데 기여하고 있다는 평가다.

드론으로 측량 정밀도 높여

대우건설은 드론을 활용해 건설현장에서 토공량을 산정하고, 시공계획을 검토하며, 측량의 생산성을 향상시키고 있다. 먼저 드론을 띄워 촬영한 항공사진을 활용해 3차원(3D)으로 모델링하는 절차를 거친다. 여기에 수치 데이터를 입히면 엔지니어가 도면을 입체적으로 활용할 수 있는 중요한 정보가 된다. 2D 평면에서 관리하던 설계와 시공을 3D 지형정보를 활용해 가상설계와 시공으로 발전시킬 수 있게 된 것이다.

설계나 시공을 위해 진행하는 측량 부문의 효율성도 높이고 있다. 통상 4㎢의 단지를 설계하고 시공할 때 전통적인 방식으로 측량하면 4~6명이 5~7일 동안 현장측량을 한 뒤 3~4일 정도의 후처리 기간을 거친다. 이에 비해 드론을 띄워 측량하면 2명이 측량 1일, 후처리 3~4일 정도면 같은 작업을 수행할 수 있다. 이렇게 얻은 지형정보는 3D 모델을 통해 도로, 상하수도 등 다양한 공정에서 활용할 수 있어 더 유리하다. 경산지식산업단지 조성현장에서는 드론으로 측량해 80억원가량의 원가를 절감했다.

대우건설은 2017년부터 총 40개 현장에서 드론을 활용해왔다. 대단위 산업단지 현장에서 월별 토공량 산출을 관리했으며, 사람이 측량하기 어려운 해안의 방조제와 준설매립지 매립량 관리에도 드론을 이용했다. 향후 드론의 비행시간이 더 길어지면 예산과 시간 차원에서 효율성이 높아질 것으로 예상하고 있다. 대우건설은 국내외 드론 제작업체와 공조해 배터리 기술을 개선하고 동체는 더 가볍고 작게 만들어 장시간 비행 가능한 드론을 자체 개발하고 있다. 2016년 세계드론그랑프리 16강에 진출한 경험이 있는 송근목 대우건설 스마트건설기술팀 과장은 “드론을 활용하면 정밀한 데이터를 추출할 수 있어 공정 관계자 간 의사소통이 원활해진다”며 “결과적으로 현장에서 더욱 정확한 판단을 이끌어낼 수 있다”고 말했다.

이처럼 ICT 기술을 건설현장에 접목하는 기술을 개발하는 총본산은 대우건설기술연구원이다. 조직을 사업본부 대응형 조직에서 성과중심형 조직으로 변경한 기술연구원은 미래먹거리 창출을 위해 기술기획 업무를 수행하는 전담 조직을 신설했다. 올해 초 신설된 스마트건설기술팀은 건설분야 전문연구원과 정보기술(IT) 전문가를 비롯해 건설현장에서 다년간 시공경험을 보유한 직원으로 구성했다. 건설 각 분야의 전문가 조직을 바탕으로 실제 현장에서 효과적으로 사용할 수 있는 실용 스마트 기술을 개발·보급하는 것이 목표다.

서기열 기자 philos@hankyung.com