[스케일업] “IoT와 AI로 건설 현장 재해율 0%에 도전한다”

[스케일업 X 대구대학교 창업도약패키지] 스마트인사이드 AI (1)

1. 울산에서 컨테이너 청소하던 30대, 40대 노동자 2명 질식사.
2. 아산 자동차 공장 설비에 머리 끼여 30대 이주노동자 사망.
3. 인천 아파트 공사 현장에서 떨어진 200kg 돌에 맞아 50대 일용직 노동자 사망.
4. 세종 제지공장에서 300kg 폐지 더미에 깔려 50대 화물 노동자 사망.
5. 인천 남동공단 기계공장에서 300kg 철판 구조물에 깔려 일용직 노동자 사망.
6. 창원 부산신항 물류센터에서 42t 대형 지게차에 깔려 30대 근로자 사망.
7. 동해 시멘트 공장에서 크레인 추락으로 협력 업체 소속 60대 기사 사망.

노동절이 있는 2021년 5월의 마지막 열흘, 사업장의 미흡한 안전 조치로 인한 노동자 사망 기록입니다. 지난 2021년 4월, 고용노동부가 발표한 ‘2020년 산업재해 사고사망 통계’에 따르면, 2020년 산재 사고사망자(882명)는 전년대비 27명 증가(3.2% 상승)했습니다. 업종별 통계를 살펴보면, 건설업이 전년대비 사고사망자수 30명 증가한 51.9%(458명)로 가장 큰 비중을 차지했죠. 안타까운 소식들입니다.

이 같은 산업재해를 줄이고자, 정부는 지난 2021년 1월 26일 중대재해가 발생했을 경우 안전조치를 소홀히 한 사업주나 경영책임자에게 1년 이상의 징영형 처벌을 내리는 ‘중대재해처벌 등에 관한 법률(이하 중대재해처벌법)’을 제정, 1년 뒤인 오는 2022년 1월부터 단계적으로 시행할 예정입니다. 중대재해란 ‘산업안전보건법상 산업재해 중 사망자가 1명 이상 발생하거나, 동일한 원인으로 6개월 이상 치료해야 하는 부상자가 2명 이상 발생하거나, 동일한 유해요인으로 발생하는 직업성 질병자가 1년에 3명 이상 발생한 경우'를 말하죠.

중대재해처벌법에 대해 너무 과도한 징계라는 의견도 있지만, 목표는 어디까지나 단순히 기업을 처벌하기 위한 것이 아니라, 기업이 안전보건 조치를 강화하고 안전투자를 늘려 중대재해를 예방하는 것입니다. 사고에 대한 처벌을 강화해 사고 예방에 집중하고, 사고 발생 시 책임을 강하게 해서 기업주가 근로자의 안전을 위해 더 힘쓰게 하겠다는 취지죠.

건설 안전, 스마트하게 할 수는 없을까?

스마트인사이드 AI(이하 스마트인사이드) 박승희 대표가 말했다.

“저희는 건설현장과 사후 관리 등 건설 전반의 안전을 고민하고 있습니다.”

지난 2018년 설립한 스마트인사이드는 건설 특화 솔루션을 개발하는 스타트업이다. 늘어나는 건설현장 재해율(2019년 기준 100명 중 1명이 재해를 입음), 노후 건축물로 인한 사고 발생 위험 증가, 건설현장 사고 발생 시 인명 피해와 함께 손실액 부담 증가 등 건설 관련 문제를 해결하고자 노력 중이다.

마침 정부도 이러한 현실을 타계하고자 건설 안전 관련해 건설사의 책임을 강화하고, 스마트 건설 기술 활용을 적극 장려하고 있다. 지난 2020년 12월 출범한 ‘국토원’은 시설물 생애주기 관리, 건설현장 및 시설물 안전점검/진단 업무 등을 전담하고 있으며, 2021년 3월 시행한 ‘스마트 건설 기술 현장 적용 가이드라인’은 안전, 품질 진단 등 스마트 건설 기술을 활용할 때 기존 공법 대비 공사비 증액 시 사업비 산출에 반영할 수 있도록 조정했다.

스마트인사이드 신주호 부대표는 “글로벌 스마트 건설 시장은 연평균 26.3% 성장할 것으로 예상합니다. 특히, 안전 분야와 유지/모니터링 분야가 중요한 부분을 차지하고 있어요”라고 설명했다.

스마트인사이드가 제안하는 안전관리 솔루션은 크게 2가지 부문이다. ‘교량/사면 등 긴장력 측정’, ‘콘크리트 양생강도 측정’, ‘와이어/체인 미세손상 진단’ 등으로 구성된 ‘건설 사물인터넷(IoT) 센서’ 부문과 ‘건설현장 영상 AI ’, ‘콘크리트 영상 AI 균열진단’ 등으로 구성된 ‘건설 특화 영상 AI’ 부문이다.

IoT 센서를 활용한 스마트 건설 기술

“해외에서는 건설현장에 검증 받은 IoT 센서를 활용해 안전을 관리하고 있습니다. 이에 저희도 교량 등 건축물의 하중을 견디는 긴장재의 긴장력을 측정/모니터링하는 ‘EM 센서’, 콘크리트의 양생강도 및 온도를 측정/모니터링하는 ‘콘크리트 센서’, 와이어 및 체인의 미세손상을 진단하고 모니터링하는 ‘자기카메라’ 등을 개발했어요. 건설 현장에서 실제 테스트할 수 있는 R&D/용역 과제를 통해 검증하고, 판매하고 있는 솔루션입니다.”

신 부대표가 설명을 이어갔다.

“교량을 건설할 때 하중을 지탱하는 긴장재의 긴장력은 다리의 안전을 지탱하는데 중요한 요소입니다. 얼마나 튼튼한가에 대한 지표 중 하나인데요. 저희 EM 센서는 자기력으로 긴장력을 직접 계측해 95% 이상의 정확도를 갖췄습니다. 경쟁사 대비 센서를 소형화해 설치를 용이하게 한 것도 장점이죠. 아, 건설 이후에도 긴장력 데이터를 계속 모니터링할 수도 있습니다.”

“콘크리트의 양생강도도 안전에 중요한 요소죠. 저희 콘크리트 센서는 초음파를 활용해 강도와 온도를 측정하고, 강도 예측치를 통해 현장에서 품질을 관리할 수 있습니다. ‘경부고속도로 직선화사업 제 1공구 현장’, ‘부산 E신도시 지반개량 DCM 공법 현장’ 등에서 검증도 완료했죠.”

참고로 EM 센서와 콘크리트 센서는 건설 현장에서 각각의 품질을 측정하는 용도로 사용한 뒤에도 시간이 지남에 따라 노후화도 측정할 수 있다. 즉, 각 센서를 내장한 교량과 건축물 들은 노후화 여부를 관리하고 점검할 때 용이하게 활용할 수 있다는 것. 신 부대표는 “교량을 완공한 시점에는 당연히 튼튼합니다. 하지만, 노후화는 피해갈 수 없죠. IoT 센서를 활용하면 이를 미리 준비할 수 있습니다”라고 설명을 덧붙였다.

“와이어/체인 등의 미세손상을 측정하는 자기 카메라 IoT 센서도 있습니다. 자기장 변화를 감지해 미세손상을 진단하는 방식으로 기존 영상 인식 기술보다 성능이 우수해요. 엘리베이터 구동 체인, 건설 현장의 크레인에 사용하는 체인 등의 내부 손상을 진단할 수 있죠. 실시간으로 측정할 수도 있구요. 국내 조선 업계에서 이를 측정하기 위해 일본의 제품을 많이 사용하는데, 이를 대체할 수 있는지 이야기를 나누고 있습니다.”

IoT 다음 단계, 영상 인식 AI

신 부대표가 목소리를 높였다.

“IoT 센서를 활용한 데이터 특정 이후는 영상을 활용한 분석 데이터라고 생각하고 있습니다. 건설현장을 촬영하는 CCTV 영상을 인공지능(AI) 기술을 이용해 분석하는 건데요. 작업자의 위치와 행동을 분석하는거죠. 특히, 건설현장에서 발생하는 사고의 주요 원인은 추락입니다. 그리고 추락 위험 3대 사유 중 2위가 개인보호구 착용 불량인데요. 이를 CCTV 촬영 영상을 통해 실시간으로 파악하고 알려주는 겁니다.”

확실히 인공지능 기술을 활용한 영상 분석은 IoT 센서보다 더 실용적이고 범용적일 수 있다. 작업자가 착용한 헬멧 색상을 분석해 작업자를 구분하거나, QR 코드를 인식해 작업 공정별 작업자를 구분할 수도 있다. 헬멧, 장갑, 부츠, 마스크, 안전조끼 등 작업자가 개인보호구를 제대로 착용하고 있는지 파악하거나, 높은 건물에 올라가 있는 작업자의 위험 행동도 파악할 수 있다. 분석 범위를 어떻게 적용하고 파악하느냐에 따라 현장에서 더욱 유용할 수 있다는 뜻이다.

특히, CCTV는 지난 3월부터 시행한 ‘스마트 건설 기술 현장 적용 가이드라인’에 따라 많은 건설현장에서 이미 설치해 사용 중이다. 추가 설치 비용이 필요 없다는 뜻이다. CCTV 활용은 작업자들이 번거로워 했던 웨어러블 캠, 작업복에 착용해야 하는 센서(비콘) 등에서도 자유롭다.

“건설현장의 조도, 날씨, 해상도 등에 따라 달라지는 조건으로 인해 떨어지는 인식률을 개선하고, 저조도 환경에서 인식률 향상을 위해 노력했습니다. 건설현장에 많이 날리는 먼지 등으로 발생할 수 있는 노이즈도 개선했어요. 무엇보다 데이터를 쌓을수록 성능을 향상할 수 있는 인공지능 특성상 인식률은 꾸준히 올라갈 것으로 자신합니다.”

박승희 대표가 마지막으로 전했다. 사실 그는 2009년부터 성균관대학교 건설환경공학부 교수이자, 현재 공과대학 부학장을 겸임하고 있다.

“2018년 3월, 대학원생들과 함께 시작한 것이 스마트인사이드 AI입니다. 아직까지 보수적이고 폐쇄적인 건설현장에서 안전의 중요성을 어떻게 하면 쉽게 적용할 수 있을까 고민했어요. 사건사고를 대하는 사회적 인식도 많이 바뀌었습니다. 이제는 안전, 그리고 관리에도 신경써야 하는 시대잖아요. 저희 스마트인사이드 AI가 만들어가고자 하는 미래에 여러분의 많은 관심과 격려를 부탁드립니다.”

글 / IT동아 권명관(tornadosn@itdonga.com)