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GPS통해 측량·공사 동시작업 효율 40% ‘쑥’■ 건설, 침체 극복할 도전과 혁신의 길 - 건설자동화 어디까지 왔나

전 세계 주요 선진국들이 경쟁적으로 건설자동화, 스마트건설 추진에 나선 가운데 국내에서도 공공은 물론 민간에서까지 자동화 시스템 도입이 본격화되고 있다. 그리고 이를 완성하기 위한 첫 단추가 바로 ‘건설기기 자동화’다. 국내에서는 한국토지주택공사(LH)가 최초로 국토교통부 R&D 투자로 개발된 건설기기 자동화 기술인 건설장비 가이던스 시스템(MG, Machine Guidance)의 시범사업을 추진하고 있다. LH의 MG 시스템 적용 현장을 중심으로 시공기술의 혁명이 될 건설자동화 기술 전반에 대해 들여다봤다. /편집자 주

◇건설장비 가이던스(MG, Machine Guidance) 시스템 현장 운용 상상도(그래픽).

현장관리용 드론·스마트건설 시스템 등 속속 개발
자동화로 공기·인력 절감하고 안전사고예방 효과
국내 기술수준 선진국의 40%… 체계적 지원 시급

건설자동화란 GPS-RTK(위성수신), 비콘(블루투스4.0), 드론, 사물인터넷(IoT), 정보통신기술(ICT) 등 4차 산업혁명 기술을 통해 건설현장에서 자동 시공·관리를 하는 기술을 말한다.

건설자동화 흐름에 따라 건설현장에서도 중장비가 무인으로 지반을 다지는 작업 등을 하고 작업자와 장비, 현장의 위치정보를 연계해 발생 가능한 사고를 사전에 막는 기술들이 공공과 민간공사에서 모두 적용을 앞두고 있다.

특히 공공에서는 한국토지주택공사(LH)와 한국도로공사가, 민간에서는 종합건설인 대우건설 그리고 전문건설업체인 영신디엔씨 등이 건설자동화 사업에 앞장서고 있다.

먼저, LH는 국토교통부 투자로 개발된 ‘건설자동화시스템(MG)’을 과천(과천지식정보타운 조성공사)과 양산(양산사송 공공택지) 등 건설현장에 7월께부터 본격 시범적용할 계획이다.

해당 현장에서는 굴착기나 불도저 등 중장비에 블루투스와 위성수신, 고도의 GPS 기술을 적용한 자동화 시스템을 장착해 기초공사 등을 진행할 예정이다. 해당 기술은 영신디엔씨에서 지원한다.

도공도 드론 개발업체인 ㈜퍼스텍, 휴인스㈜, 언맨드솔루션 등과 협약을 맺고  사람의 접근이 힘든 교량 등에 쓸 현장 관리용 드론기술 개발을 진행 중에 있다.

대우건설은 사물인터넷(IoT)과 정보통신기술(ICT)을 활용해 건설 현장의 모든 안전과 공정, 품질을 통합 관리하는 ‘대우 스마트 건설’ 시스템을 개발, 앞으로 참여하는 신규 사업에 적극 활용할 예정이다.

◇과천지식정보타운에 투입될 건설자동화 시스템 MG=국내 최초로 MG시스템이 사용될 시범현장은 LH의 과천지식정보타운 조성공사로 GPS-RTK 기술이 적용된다. 이 기술은 위성을 이용해 실시간으로 이동측량 정보를 받아오는 기술이다.

LH에 따르면 현장에서 MG시스템의 운용은 국내 기술을 선도하고 있는 전문건설업체인 영신디엔씨를 주축으로 진행되고, 작업에서 얻어진 데이터는 대우건설에서 운영 중인 ICT·IoT 통합 관제센터에서 관리된다.

과천현장에서 쓰일 MG시스템은 굴착기 등에 정밀센서(GPS, 비콘 등)를 장착해 조종원이 Display를 통해 작업하는 방식으로 활용될 예정이다.

구체적으로 설명하면 GPS안테나 및 수신박스, 경사센서, 컨트롤박스 등을 굴삭기, 도저, 그레이더 등 건설장비에 장착하고, 건설현장 내에는 GPS 기준점과 붐, 암, 버킷에 경사센서를 설치한다. 이들 장치는 서로 정보를 주고받으며 건설현장을 3D 도면화 시킨다. 최종적으로 장비 조종원은 모니터를 통해 작업할 위치, 작업할 깊이, 기울기 등의 정보를 운전석 내 컨트롤박스로 전달받아 작업을 진행한다.

GPS 장치 등을 통해 작업과 동시에 측량작업까지 이뤄지기 때문에 별도 측량없이 절토면 고르기 등의 시공이 가능해 원가가 절감되고 시공착오로 인한 과굴착, 오시공 등도 줄일 수 있다. 미리 계산된 정보에 따라 시공을 하기 때문에 효율도 30~40% 이상 높아진다.

LH 관계자는 “과천현장이 하나의 테스트베드가 돼 스마트 건설자동화 기술의 확대적용 기반을 마련할 수 있는 마중물 역할을 할 것으로 기대한다”고 말했다.

◇ 과천지식정보타운 조성공사 현장 항공사진

◇건설자동화(MG) 현장에 어떤 변화 가져오나=건설현장에서 가장 크게 고민하는 부분 중 하나가 바로 공사의 효율성을 높이는 방법이다.

이런 측면에서 MG시스템은 만족할 만한 성과를 보여준다. 굴삭기 운영을 예로 보면, 기존 장비로 79일의 시공일수가 걸린 기초공사 및 법면 시공작업이 MG시스템을 사용할 경우 51일로 28일(64.6%) 단축된다. 하루에 소화할 수 있는 공사개소도 11개소에서 17개소(54.6%)로 대폭 향상된다. 공사투입 인력도 50여명에서 5명으로 절감할 수 있다.

현장의 안전사고 예방에도 크게 기여할 것으로 기대된다. 근로자들의 안전모에 인식장치를 설치해 건설기계와 근접한 위험 범위로 작업자가 들어올 경우 장비가 멈추도록 하는 안전시스템을 통해 사고위험이 대폭 낮아질 것으로 보인다.

MG시스템의 단초가 된 머신컨트롤 시스템을 개발한 영신디엔씨 관계자는 “현장에 기술을 적용시켜본 업체들은 효과를 봐 꼭 다시 찾고 있다”고 말했다.

◇앞서가는 해외기술, 국내는 걸음마 단계=국토부가 조사한 내용에 따르면 국내 건설자동화 시스템 수준은 주요 선도국과 비교해 40% 수준으로 평가된다. 

미국, 일본 등 선도국에서는 건설 산업 생산성 혁신을 위해 국가 주도로 제도적 지원 등을 통해 자동화시스템 개발에 힘쓰고 있다. 하지만 국내는 측량, 설계 등 일부 분야에서만 활용되고 있다.

가까운 이웃나라 일본의 사례를 보면 자동화 시스템이 지난 2016년부터 측량, 시공, 관리 등 거의 전부분에서 활발하게 활용되고 있다. 정부 차원에서 1980년부터 약 68억엔을 들여 연구개발을 진행 중이며, 민간에서는 중장비 제작사 등을 중심으로 연간 2000억엔 가량을 자동화 개발비용으로 투입하고 있다.

재정뿐만 아니라 제도적 지원에도 힘쓰고 있다. 자동화시스템의 발전을 위해 공사규모에 따라 ICT 공사를 의무적으로 도입하도록 했다. 이에 따라 실제로 토공량 1000㎥ 이상 공사는 현재 ICT 공사 대상이다. 예정가격 3억엔 이상인 경우도 발주자가 ICT 전면적용 조건으로 발주할 수 있다.

반면 국내의 경우 2018년에 들어서서야 국토부에서 ‘Smart Construction 2025’라는 목표를 세우고 건설자동화 기술 개발에 나서고 있다.

LH의 과천 현장 등을 시작으로 2025년까지 다종 센서를 기반으로 건설현장 정보를 취득하거나 시공을 자동화하는 스마트 건설시스템을 갖춘다는 계획이지만 건설자동화 시스템 구축의 기반이 될 신기술 개발비용 부담 완화 등 여전히 풀어야 할 과제가 많다.

국토부 관계자는 “아직 확정된 것은 없지만 일정규모 이상 공사에 대해 건설자동화 기술을 포함해 발주하는 제도 등 자동화를 확대·적용하기 위한 여러 방안을 논의 중에 있다”고 밝혔다.

남태규 기자  news883@naver.com

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