지하공사장 유독가스 알리는 ‘AI 카나리아’ 개발

지하 공사장을 재현한 실험 시설에 설치된 사물인터넷(IoT) 기기. 인공지능(AI)과 연계해 유해가스 농도와 이동 경로를 추정한다. 한국건설기술연구원 제공

지하 공사 현장에서 발생하는 유해가스의 농도와 확산 경로를 인공지능(AI)으로 추정·예측할 수 있는 기술이 개발됐다. 가스 감지기가 설치돼 있지 않은 사각지대 구간에서도 얼마나 독한 유해가스가 언제, 어디서부터 들이닥칠지 꼼꼼히 알 수 있도록 한다. 땅속 작업 공간의 안전 수준을 높일 방안이 될 것으로 보인다.

한국건설기술연구원 지반연구본부 연구진은 지하 공사 현장에서 작업 공간의 기체 변화를 예측할 수 있는 ‘지하 환경위험관리 시스템’을 개발했다고 2일 밝혔다.

지하 공사 현장에서는 굴착과 발파가 이어지고, 디젤 장비 운용도 빈번하다. 용접과 방수, 도장 작업도 이뤄진다. 이 과정에서 일산화탄소화 황화수소, 휘발성유기화합물, 분진 등이 발생할 수 있다. 지하에서는 환기가 어려워 유해가스가 빠르게 확산할 가능성이 크다. 이런 상황에 신속히 대응하는 일은 작업장 안전 확보에 중요하다.

연구진이 만든 지하 환경위험관리 시스템은 사물인터넷(IoT) 센서와 AI를 결합했다. 지하 작업 현장에서 유해가스 농도와 온도·습도, 공기 흐름 등의 정보를 실시간으로 수집한 뒤 정밀 분석한다. 이 과정에서 AI를 이용해 센서가 설치돼 있지 않은 지하 구간의 위험 여부까지 가늠한다. 유해가스 농도를 추정하고 확산 경로를 예측하는 것이다.

실제로 연구진은 지하 통로형 터널 등에서 실시한 실험 결과, 2개 센서에서 얻은 측정치만으로 14개 지점의 가스 농도 분포를 추정했다고 밝혔다. 가스 확산 방향을 역추적해 발생 위치를 찾아내는 일도 할 수 있다. 이 같은 기능은 지하 공사장에서 긴급 상황이 발생했을 때, 작업자들이 대피할 경로를 빠르게 찾는 데 활용할 수 있다. 과거 세계 곳곳 광산에서 유해가스에 민감한 조류인 카나리아를 갱도에 길러 위험 상황에 대비하던 개념이 AI를 만나 진화한 셈이다.

박선규 건설연구원 원장은 “터널을 시작으로 이번 기술을 다양한 지하 공간에 적용해 건설 현장의 중대 재해 예방에 기여하겠다”고 밝혔다.