‘지하 공동구’란 각종 전력선과 전화선, 유선방송 케이블, 초고속 광통신망, 상수도관, 난방용 온수관 등 주요 공급시설을 한꺼번에 모아 설치한 대형 지하 구조물로서 국민 생활 안전과 직결되는 국가 핵심 시설이다.
따라서 시설 노후화와 안전 사각지대 점검을 위한 철저한 감시 시스템이 필요하다. 이에 정부는 디지털 뉴딜의 ‘사회간접자본(SOC) 디지털화’ 사업을 통해 지하공동구의 관리체계 강화를 위한 다양한 지원을 시행 중이다.
(주)케이아이는 IT Service, AI Service, Contents 구축, 인공지능, ICT 로봇, ICT 융합기술을 제공하는 전문기업으로서 이번 지원사업을 통해 세종시 지하 공동구의 안전사고 예방을 위한 첨단 시스템 개발 부문에서 큰 성과를 올렸다.
미리 진단하고
철저히 예방하다
(주)케이아이가 참여한 지원사업의 수행과제는 ‘인공지능 위험 예측 시스템 구축’이었다. 먼저 진동 감지 단말기의 진동과 온도·습도 데이터를 수집하여 위치별·시간별·계절별 정상 데이터와 위험 데이터를 분석, 학습 데이터를 구축한다. 이후 인공지능 위험 예측 모델의 인공지능 신경망 생성과 적용을 통해 실시간 진동과 온도·습도 데이터에 대한 위험 예측 서비스를 제공하는 것이 목표였다.
“지하 공동구의 인공지능 서비스는 ‘위험 예측 서비스’와 ‘위치 예측 서비스’ 두 가지로 구성됩니다. 위험 예측 서비스는 2019년 1차 사업에서 개발한 DNN 기반 진동 신경망(D-VNN)이며, 위치 예측 서비스는 2020년 2차 사업에서 개발한 CNN 기반 진동 신경망(C-VNN)입니다.”
세종시 지하 공동구의 인공지능 위험 예측 서비스는 우선 지하 공동구에 설치된 진동 감지 단말기를 통해 실시간으로 측정되는 진동 값을 수집한다. 이후 인공지능 위험 예측 모델의 학습을 거쳐 DNN 기반 진동 신경망(D-VNN)을 구축하고, 이를 인공지능 서비스 시스템에 전달하여 실시간으로 전송되는 진동 데이터의 위험 상황을 예측하는 것이다.
위치 예측 서비스 시행을 위해서는 공동구의 내부 또는 외부로부터 전달되는 충격이나 이로 인한 진동을 감지하기 위한 3축 센서와 온도·습도 센서를 탑재한 ‘진동 감지 단말기’를 구간 내에 설치해야 한다. 진동 감지 단말기는 실시간 전송되는 3축 방향의 진동 값을 10ms 단위로 수집한다.
이렇게 실시간 전송된 진동 데이터값의 위험 여부를 위험 예측 서비스를 통해 확인하는 것이다. 위험 데이터로 예측될 경우 위치 예측 서비스를 통해 발생 위치, 데이터의 유형, 온도와 습도 등을 관리자에게 제공할 수 있다.
디지털 뉴딜,
일상의 안전을 지키다
‘위험 예측 서비스’는 지하 공동구에 최초로 적용하는 기술이었다.
지하 공동구 구조물에 외부의 직접적인 충격으로 발생하는 위험 데이터와 정상적으로 발생하는 정상 데이터를 확보하는 데에서부터 난관에 부딪혔다.
하지만 전문가의 의견을 듣고 지하 공동구의 위치별 진동 데이터를 확보하여 정밀 분석 테스트를 진행하면서 위험 데이터와 정상 데이터를 확보하는 데 성공했다.
프로그램의 성과 또한 만족스러웠다.
‘IoT 진동 감시 시스템의 가동률 96% 확인’, ‘인공지능 위험 예측 정확도 95.9% 달성’이라는 객관적인 수치가 (주)케이아이의 진동 센서에 의한
인공지능 위험 예측 프로그램의 효과성을 입증했다.
디지털 트윈 기반 3D 가상점검 시스템 목표 달성률은 100%였다.
현재 사업 관련 특허가 등록되었으며, 제품을 출시하여 조달청 나라장터 혁신 시제품으로 등록 추진 중이다.
“혁신 시제품으로 등록될 경우 정부에서 발주하는 지하 공동구 안전관리 사업과 교량, 터널 등 기타 SOC 사업에 적극적으로 참여할 예정입니다.
민간의 건축물 안전진단 시장에도 진출하여 제품의 신뢰성을 바탕으로 지금보다 더 큰 성장을 이룰 수 있을 것으로 기대하고 있습니다.”
우리나라의 시설물 안전·유지관리(기능 유지 및 복구･복원) 기술 수준은 최고 기술 보유국(미국) 대비 74.1%에 불과해 스마트 시설물 구축 역량이 부족한 상황이다.
하지만 (주)케이아이를 통해 구조물 위험 예측을 위한 첨단기술을 확보함으로써 세계 수준과의 격차를 해소하는 한편 시설물 안전진단과 예방 부문 산업의 발전을 기대할 수 있게 되었다.
(주)케이아이는 이번 사업을 진행하면서 지하 공동구는 개별 환경에 따라 필요로 하는 부분에 차이가 있으며, 이에 따라 관리 방안 또한 다양화할 필요가 있음을 느꼈다.
즉 서로 다른 환경 조건에 따라 적절하게 적용할 수 있도록 실증을 바탕으로 한 정확한 기술이 필요한 것이다.
앞으로도 국민의 소중한 생명과 재산을 보호하고 안전하고 편안한 생활 환경을 마련하기 위해 끊임없는 연구·개발이 필요한 이유다.
ICT 융합 기술 분야
최고를 꿈꾸다
(주)케이아이는 최고의 인적 자원과 기술력을 바탕으로 정보 수집·가공·분석·통합 서비스 등의 핵심 기술을 보유하고 있으며 ICT 융합 기술 분야 최적의 솔루션 개발을
위해 오늘도 연구와 개발에 집중하고 있다.
그동안 (주)케이아이는 다양한 혁신 솔루션 개발에 앞장서 왔다.
디지털 트윈 기반의 지하 공동구 화재·재난 지원 통합 플랫폼, 인공지능을 활용한 지하 구조물의 내·외부 진동 감시 기반 안전사고 예방 시스템,
열화상 및 환경 정보 기반의 지능형 재난 예방 시스템, ICT 기반 식물생육 모니터링 및 수목원 안내 서비스, ZEUS 장비 활용 종합 포털 서비스 등
국민 안전과 생활 편의를 위한 다양한 서비스를 출시하고 있다.
자신만의 차별화된 기술과 뜨거운 열정으로 디지털 뉴딜의 핵심 사업 분야에서 큰 역할을 차지하고 있는 (주)케이아이.
이번 지원사업의 성과를 바탕으로 더욱 큰 성장을 이루어내리라 의심치 않는다.
미니 인터뷰
Q1. 이번 사업 참여로 얻은 성과는 무엇인가요?
“국내 최초로 지하 공동구에 인공지능을 활용한 위험 예측 서비스를 제공하는 기술 개발에 성공한 것입니다. 이로써 기존 내부 시설에만 집중되어 있던 관리 영역을 공동구 구조체 전체로 확대할 수 있었습니다.”
Q2. 성과를 낼 수 있었던 성공 비결은 무엇인가요?
“우리나라는 대기업과 중소기업, 대도시와 지방 중소도시 간의 기술과 경제적 여건 격차가 매우 큽니다. 중소기업의 기술 경쟁력 향상과 일자리 창출, 지역의 균형적인 발전을 위해 산업체와 공공기관이 상생을 위해 협력하고 노력했기에 좋은 성과를 얻을 수 있었습니다.”
일반현황
전담기관명 한국지능정보사회진흥원
