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문제 정의
- [WP4] 현장 맞춤형 VR 교육 콘텐츠 : 이미 만들어져 반복 사용되고 있는 교육자료(PPT, 동영상, VR)가 아닌, 시공 중인 개별 작업 현장에서 생성된 작업환경모델(2D, 360도 파노라마, 3D 포인트 클라우드 및 대응 모델)을 기반으로 예정 공사종류별, 작업별, 시기별 발생 가능한 위험요인에 대한 적정안전교육 자료(일반, 위험예지, 작업절차, VR 기반 몰입-체험형, AR 기반 현장 즉시 교육)를 손쉽게 생성하고 활용할 수 있는 안전교육 콘텐츠 생성 시스템을 개발하며, 작업자는 안전교육 시 자신이 현재 작업하는 공간을 배경으로 안전교육을 받을 수 있도록 하여 교육의 효과를 높이고자 한다
- 굴착공사 현장 침수피해예측 기술은 현장에 설치된 강우게, 기상청 데이터와 시뮬레이터 등을 활용하여 호우 시 건설 현장 안전관리자와 근로자에게 예ㆍ경보하는 시스템을 개발한다. 건설공정별 스마트 화재 예방 기법은 건설 현장 화재 시나리오 및 위험인자를 도출하고, 현장 영상자료 기반 화재위험인자(발화권/가연성 물질/거리) 검출하는 시스템을 개발하여 화재 사고에 대응하고자 한다. 스마트 물 백 기술은 공사 현장의 흙막이 붕괴 조짐이 예측되는 경우, 현장에서 신속하게 흙막이를 지지할 수 있는 스마트 물 백을 통해 현장의 대피 시간 및 흙막이 보강 시간을 확보하므로 사고 피해를 최소화하는 데 목적이 있다.
- 데이터마이닝 기반의 건설 안전 분석 기술은 건설 안전사고 DB를 수집ㆍ분석하여 재해가 빈번하게 발생하는 위험 발생요소에 대한 시나리오를 구성하고, 근로자의 위치정보 및 건강 상태, 임시구조물의 안전성, 건설장비의 위치 정보 등 다양한 안전 관련 데이터를 통합ㆍ분석하는 알고리즘을 개발하여 건설 현장의 위험요소를 사전 인지하고 안전사고를 예방하고자 한다. 또한, 건설안전과 관련 공사 규모별/유형별/특성별 재해손실 비용 분석 및 모델 개발을 통해 합리적인 안전관리비 산정 모델을 개발할 예정이다.
- [WP5] 위험인지 및 대응기술 통합 : 건설 현장 근로자 안전확보 기술의 개별 요소 기술들은 안전관리 PDCA 사이클상에서 선순환 구조로 운영될 수 있도록 기능적 연계를 확보하여 개별 현장에서 생성된 데이터들은 사장되지 않고 데이터 공유, 분석 및 시스템 정확도 향상에 재활용될 수 있는 체계로 개발한다. 또한, 사용자의 활용 목적과 기술 적용 현장의 제반 환경을 고려하여 필요한 기능을 개별 단위로도 운영할 수 있는 유연한 시스템 환경을 제공하고자 한다. 이를 통해 스마트 안전 통합 관제시스템에서 필요로 하는 요소기술이 효율적으로 연계·활용될 수 있는 시스템 체계를 구축하고자 한다.
- 본 고에서는 스마트건설기술개발사업의 III 중점분야인 스마트 안전 통합 관제기술에 대한 연구개발 계획을 개략적으로 살펴보았다. 스마트 안전 통합 관제 기술은 건설 현장 근로자 안전확보 기술과 임시구조물 스마트 안전확보 기술을 현장에서 종합적으로 분석하고 이를 관제/대응하는 현장 관제 부분과 통합관제센터를 구축함으로써 현장의 위험 요소를 사전에 인지하고 이를 줄이는 데 이바지할 수 있을 것으로 기대된다.
- 이에 정부는 건설 현장 안전사고 저감 대책의 목적으로 스마트건설기술개발사업 중 스마트 안전 통합 관제기술 개발을 포함해 연구개발과제를 발주하였고, 2020년부터 기술 개발을 착수하였다<그림 4>. 본 고에서는 최근 착수한 스마트 안전 통합관제 기술의 연구 내용을 소개한다.
- 임시구조물 운영 과정에서 발생할 수 있는 사고를 예방하기 위해 IoT 기반 계측 솔루션을 개발할 예정이다. 비계, 동바리 등 임시구조물의 구조적 특성에 따라 IoT 센서 배치 최적화 기술 및 위험 임계치 기준도 개발한다. 계측 빈도 1시간 기준 3년 이상 장기 사용이 가능한 초절전 고효율 에너지 감축 기술 및 현장 모니터링에 적합한 LPWAN (Low Power Wide Area Network) 기반 아날로그, 디지털 무선 노드 및 게이트웨이 개발을 통해 건설 현장에서의 활용도를 높일 수 있을 것으로 기대된다.
- 건설공정별 스마트 화재 예방 기법은 건설 현장 화재 시나리오 및 위험인자를 도출하고, 현장 영상자료 기반 화재위험인자(발화권/가연성 물질/거리) 검출하는 시스템을 개발하여 화재 사고에 대응하고자 한다. 스마트 물 백 기술은 공사 현장의 흙막이 붕괴 조짐이 예측되는 경우, 현장에서 신속하게 흙막이를 지지할 수 있는 스마트 물 백을 통해 현장의 대피 시간 및 흙막이 보강 시간을 확보하므로 사고 피해를 최소화하는 데 목적이 있다. 도심지 중소현장 맞춤형 스마트 펜스는 건설 현장에 무단 침입하는 객체(보행자/동물/차량 등)를 효과적으로 감지하고, 현장 작업자 및 객체에 알람을 주므로 작업장 주변의 안전을 확보하는 기술을 개발한다.
- 스마트 안전 통합 관제 시스템은 건설 현장 재해율 25% 이상 감소를 위해, 건설 현장 안전 관련 데이터를 통합-분석-예방하는 안전 통합 관제 시스템 개발과 이를 지속해서 운영 가능하도록 지원하는 제도적 방안을 마련하는 것을 목표로 한다. 스마트 안전 통합 관제 시스템은 데이터마이닝 기반건설 안전 분석 기술과 건설 현장 긴급재해 대응기술, 그리고 스마트 안전 통합 관제 센터로 구성된다.
- 스마트 안전 통합관제 기술의 목표는 개발된 스마트 기술을 통한 ‘25년까지 건설 현장 재해율 25% 저감’이며, 이를 달성하기 위해 건설 현장의 종합적인 안전관리체계를 구축하고 건설 현장의 안전 문화를 정착하고자 한다.
- [WP2] 근로자 위치 및 상태인지 스마트 안전보호구 : 근로자 스마트 안전보호구는 시계형, 클립형, 의류형 등으로 개발될 예정이며, 실내외 위치추적(이중 비컨) 기술, 작업환경정보(온도, 습도, 유해가스 농도 등) 측정 기술, 스마트 섬유 기반 근로자 생체정보(심전도, 체온, 맥박, 호흡량, 운동량 등) 측정 기술 개발 내용을 포함한다. 이러한 스마트안전보호구는 작업 상황별 위험요인의 특성에 맞게 운용될 수 있는 물류 개발과 함께 측정된 위치, 환경, 생체 정보를 통합적으로 연계 분석하여 근로자가 처한 위험 상황을 사전에 예측하고 실시간으로 알람을 줄 수 있는 시스템으로 개발한다.
- 이를 통해 스마트 안전 통합 관제시스템에서 필요로 하는 요소기술이 효율적으로 연계·활용될 수 있는 시스템 체계를 구축하고자 한다.
- 임시구조물 스마트 안전확보 기술은 임시구조물 관련 재해 25% 이상 감소를 위해, 가설 기자재 품질관리와 임시구조물 전 생애주기 안전성 모니터링이 가능한 기술을 실증·상용화하는 것을 목표로 한다.
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