스마트 IoT와 공사판이 만나면?…쌍용·대우, LTE헬멧 등 도입해 효율↑ 사고↓

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입력 2017.01.23 12:33:47

윤지원

▲쌍용건설 직원들이 건설 현장에서 활용되는 액션캠 LTE에 관해 이야기를 나누고 있다. (사진 = 쌍용건설)

공사 현장의 풍경이 달라지고 있다. TV 예능 프로그램의 야외 게임이나 익스트림 스포츠에서 보던 최신 영상 장비들이 건설 현장에서도 활용되기 시작했다. 소형 카메라가 달린 헬멧을 쓴 근로자들이 돌아다니고, 상공에선 드론이 현장을 촬영하고 있다. 촬영 영상은 통신망을 통해 실시간으로 전송될 수 있으므로 현장 감독은 멀리 떨어진 장소에서도 태블릿PC나 스마트폰으로 공정의 진행 상황을 체크할 수 있다.

건설업은 안전 관리가 특히 강조되는 산업이기 때문에 낯선 기술의 도입에 조심스러운 경향이 있고, 그래서 보수적인 이미지가 있다. 그런데 최근 국내외 건설업계가 IoT(사물인터넷), 스마트 모바일 기술, 웨어러블 기술, 초고속 이동통신 기술 등 최신 ICT 기술을 적극적으로 검토하고 활용하기 시작하는 등 변화하고 있다. 이러한 변화는 안전 관리를 크게 향상시키고, 비용 및 시간 절감에도 도움이 되는 등 다양한 긍정적 효과를 가져올 것으로 전망된다.

해외에서는 거대 IT 업체인 인텔과 글로벌 건설업체인 벡텔 등이 첨단 ICT 기술을 활용한 건설 현장 관리 솔루션 개발 및 적용을 주도하고 있다. 국내에서는 쌍용건설과 대우건설, 도로공사 등이 SK텔레콤과 LG유플러스 등의 이동통신사들과의 제휴를 통해 이런 변화에 앞장서고 있고, 건설 현장에 최적화된 웨어러블 장비와 솔루션을 개발한 스타트업 기업인 (주)넥시스 등이 활발히 참여하고 있다.

▲쌍용건설의 동부산 관광단지 건설현장에서 드론을 적극적으로 활용하고 있다. (사진 = 쌍용건설)

1. 쌍용건설: 액션캠 LTE-드론 등 다양하게 활용

쌍용건설은 1월 10일, 밀양-울산 간 고속도로 건설현장에서 근로자의 헬멧에 부착한 액션캠 LTE로 촬영하는 실시간 동영상을 이용해 현장을 효율적으로 관리하고 있다고 전했다. 또한 동부산 관광단지의 힐튼호텔 건설 현장에서는 드론을 이용해 축구장 10배 크기(370만㎡)의 광범위한 현장을 촬영하고 3D 모델링으로 구현함으로써 공사물량 산출 및 공정관리에 활용하고 있다고 덧붙였다.

액션캠 LTE는 LG전자가 LG G5 스마트폰의 액세서리 장비로 개발해 2016년 5월 공개한 제품으로, LTE 통신이 가능한 소형 포터블 카메라다. 기존에 와이파이를 이용해 무선으로 촬영 이미지를 실시간 전송하는 액션캠은 많았지만, 전국에 깔린 LTE망을 통해 용량이 큰 4K 고화질 동영상도 실시간으로 자유롭게 주고받을 수 있는 LTE 액션캠은 거의 없었다.

쌍용건설 관계자는 이런 특징을 지닌 LG 액션캠 LTE를 건설 현장에 도입하자는 아이디어가 사내에서 나왔고, 빠르게 실제 현장 적용으로 이어졌다고 밝혔다. 멀리 떨어진 현장을 일일이 방문하지 않아도 스마트폰 등 단말기를 이용해 옆에서 지켜보는 것처럼 관리할 수 있어 큰 비용 절감을 기대할 수 있기 때문이다. 한 장소에서 여러 현장을 지켜볼 수 있으므로 현장마다 감독 인력을 배치하지 않아도 되며, 이동에 소요되는 시간과 비용도 절감되는 것이다.

또한, 액션캠은 CCTV처럼 고정된 시점에서 촬영하는 것이 아니라 사각지대가 거의 발생하지 않아 안전 관리 효과가 크며, 이미 전국에 깔려있는 LTE 통신망과 태블릿PC, 스마트폰, PC 등 기존의 장비만 활용하면 되므로 따로 설치비용이 들지 않는다는 장점도 있다.

쌍용건설은 드론도 적극적으로 활용하고 있다. 쌍용건설의 동부산 관광단지 힐튼호텔 건설 현장에서는 매주 10~15분씩 드론을 띄워 안전 현황과 공정을 파악하고 있다.

▲쌍용건설 현장의 근로자가 액션캠 LTE를 장착한 헬멧을 쓰고 작업에 임하고 있다. (사진 = 쌍용건설)

드론, 비용 적고 활용도 200%

드론은 과거 규모가 큰 현장의 전체 조감도나 동영상을 찍기 위해 실제 헬기나 RC 헬기를 동원하는 데 들었던 비용과 시간을 큰 폭으로 절감시켜주기 때문에 쌍용건설 외에도 SK건설, 우미건설 등 여러 업체가 활용하고 있다. 드론은 고층이나 접근이 어려운 건물 외부의 상황을 파악하는 데도 용이하다.

또한, 최근의 드론에는 측량용 정밀 GPS와 초고화질 동영상 촬영장비 등 다양한 ICT 기술이 담겨 있어 활용도가 높다. GPS 정보를 이용하면 드론이 자동으로 비행과 촬영, 복귀의 임무를 수행할 수 있다. 쌍용건설이 사용하는 드론도 충전이 필요하거나 결함 등의 비상 상황이 발생하면 자동으로 출발 위치로 복귀한다.

여기에 BIM(건축정보모델) 설계기법이 더해져 드론의 활용도는 더욱 높아진다. BIM은 기존의 평면설계 방식을 3D로 입체화해, 평면 도면만으로는 파악하기 곤란했던 간섭 현상이나 시공 오류를 3차원으로 미리 검토하는 기법이다. 드론은 현장 상공을 일정한 코스로 날면서 수백~수천 장의 고화질 사진을 촬영한다. 컴퓨터를 이용해 이 사진들을 조합하면 건설현장 전체에 대한 3D 모델을 만들 수 있다.

이렇게 BIM으로 설계한 입체 도면과 매주 드론을 활용한 3D 모델을 통해 현재의 시공 현황과 설계가 얼마나 일치하는지를 쉽게 파악할 수 있다. 또한 쌍용건설은 현재 여기에 시간에 따른 공정과 자재투입, 기간별 공사비 산출까지 가능하게 업그레이드한 ‘5D BIM' 방식을 업계 최초로 운영 중이라고 밝혔다.

이런 첨단 장비들은 장비 본래의 효과 외에도 건설 현장에 대한 인식을 바꾸는 등의 부수적인 효과도 있다. 쌍용건설 관계자는 “액션캠 LTE 현장관리 시스템을 도입한 후 현장 근로자들의 안전에 대한 경각심이 높아져 사고 예방에 큰 도움이 되고 있다”고 밝혔다. 각자의 작업이 통합되어 관리된다는 사실이 근로자의 책임감을 높여주는 효과가 있는 것으로 분석된다. 쌍용건설 하종욱 상무는 “최근에는 건설현장이 '노가다'라는 인식에서 벗어나 IoT, 드론, BIM 등 첨단 기술 도입을 더욱 강화하는 추세”라고 밝혔다.

▲대우건설 위례 우남역 푸르지오 건설 현장에서 스마트 건설 솔루션을 이용한 안전 관리 상황을 시연하고 있다. (사진 = 대우건설)

2. 대우건설: SKT와 손잡고 ‘스마트 건설 솔루션’

대우건설과 SK텔레콤은 2016년 3월 22일, ‘스마트 건설 솔루션’ 사업 추진을 위한 업무 협약(MOU)을 체결했다. 스마트 건설 솔루션은 무선통신 및 IoT에 기반한 다양한 센서를 건설 현장의 각종 구조물과 장비 및 근로자의 복장 등에 부착해 모든 공정을 통합 관리하여 안전 수준을 높이고 재해를 줄이기 위한 솔루션이다.

건설 현장 구조물에는 화재 감지 센서뿐 아니라 진동 센서, 가스 센서, 콘크리트 양생 센서, 지능형 감지 CCTV 등이 설치되어 다양한 안전 관련 정보를 실시간으로 수집한다. 근로자는 스마트 밴드 같은 웨어러블 기기나 스마트 태그를 착용해 주변 상황과 유기적으로 소통한다. 이런 정보들은 실시간으로 통합 관리되어 안전사고의 발생 가능성을 사전에 감지할 수 있어 재해 예방에 큰 도움이 되며, 사고가 발생한 후에도 현장 인원의 대피 현황을 파악할 수 있어 피해를 줄일 수 있다.

이어 두 회사는 10월 26일 성남시 위례 우남역 푸르지오 건설 현장에서 시연회를 열었다. 이날 시연회에서는 다양한 안전사고 상황에 대한 시연이 이루어졌다. 우선, 주변에 사람이 없는 상태에서 심근경색이나 골절 같은 응급상황에 처한 근로자는 스마트태그의 긴급호출 스위치를 눌러 도움을 받을 수 있었다. 근로자가 자신도 모르게 추락 위험이 있는 구역으로 접근하면, 근로자의 위치정보가 감지되어 경고 사이렌이 울린다.

현장 구조물에 설치되는 가스 센서는, 용접시 발생하는 아르곤 가스가 쌓인 곳에 관한 정보가 실시간으로 파악되고, 해당 구역에 근로자가 오래 머물지 않도록 해 질식 사고를 미연에 방지한다. 또한, 현장에서 가설물 및 기둥에 기울기 및 진동을 측정하는 센서를 설치하면 하중에 따른 붕괴 사고나 지진 등에 의한 사고에 신속하게 대처할 수 있었다.

▲대우건설 직원들이 태블릿PC를 통해, 스마트 태그와 웨어러블 기기 등에서 수집된 정보들을 확인하고 있다. (사진 = 대우건설)

한편, 대우건설은 위례 푸르지오 현장 외에 서해선 철도 4공구현장의 해암터널(연장 4.78km) 구간에도 이 솔루션을 활용하는 플랫폼을 구축, 건설 장비의 효율적인 운영과 안전관리, 인력 관리 등 다방면에서 시범 운영 중에 있으며, 올해부터는 시범현장을 더욱 확대할 예정이다.

대우건설 관계자는 “IoT 기술이 소비자들이 완제품을 이용하는 데만 쓸 수 있는 것이 아니라 산업 현장에서도 더욱 안전하고 높은 품질의 제품을 생산하는 과정에서도 활용될 수 있다는 점을 증명하게 되었다”며 “매년 높은 재해율이 나타나는 건설 산업 현장에서 이 기술을 통해 한 명의 희생자라도 줄일 수 있다면 그것만으로도 큰 의미가 있기에 지속적인 기술 개발을 추진할 계획”이라고 말했다.

이 솔루션은 건설 현장뿐 아니라 완공 후 건물의 사후 관리에도 활용할 수 있다. SK텔레콤은 2016년 9월, 중국 상하이의 대형 시설관리 기업인 ‘상하이 푸장 홀딩스(SPH)’에 건물 통합관리 솔루션을 제공하기로 협약(MoU)을 체결했다.

SK텔레콤 차인혁IoT사업본부장은 “IoT 플랫폼과 다양한 데이터를 활용하여 건물 이용자의 안전을 강화하고 건물 관리의 운영 효율성을 높일 것”이라며, “향후 IoT를 활용한 다양한 건물관리 솔루션을 공급하여 국내외 시장을 선도해 나가겠다”고 말했다.

▲넥시스의 웨어러블 산업관리 솔루션은 언제든 웹사이트에 접속해 ‘IoT 헬멧’ 착용자의 동선 등의 다양한 정보를 간편하게 확인할 수 있다. (사진 = 넥시스)

3. (주)넥시스: 현장 맞춤형 웨어러블 솔루션 제공

다양한 ICT 기술이 건설 현장에 적용되고 있으나, 이를 통합한 하드웨어의 필요성도 제기되고 있다. 쌍용건설이 일반 헬멧에 부착해서 사용하는 액션캠 LTE의 경우 다양한 환경에서 사용할 수 있는 소형 카메라지만, 영상 촬영과 전송 이상의 역할은 기대하기 힘들어 건설 현장에서 필요한 다양한 요구를 충족시켜주지는 못한다.

2014년 설립된 스타트업 (주)넥시스는 이처럼 건설 현장을 포함한 다양한 산업 분야에 적합한 LTE 웨어러블 장비를 개발하고 이를 현장에서 활용할 수 있는 솔루션을 제공한다. 2016년 8월에 산업안전 웨어러블 솔루션인 ‘헬프웨어’를 내놓았고, LG유플러스와 협업해 제작한 스마트헬멧인 ‘IoT 헬멧’을 공급하고 있다. 현재 LG 사이언스 파크 현장과 대림건설, 한국 도로공사 등의 대형 고객과 규모가 작은 몇몇 건설 회사가 넥시스의 고객이다.

넥시스의 관계자는 헬프웨어를 LTE 기반의 산업안전 웨어러블 솔루션이라고 소개했다. 이 솔루션은 스마트헬멧과 웨어러블 센서, 관제플랫폼으로 구성되어 있다. 스마트 헬멧인 IoT 헬멧에는 카메라와 스피커, 마이크, GPS, 자이로 센서가 포함되어 있으며, 내장된 LTE 모뎀을 통해 실시간으로 현장의 영상과 음성을 다른 헬멧이나 관제플랫폼 서버로 전송한다. 헬멧에 캠코더와 CCTV, 무전기 등이 모두 들어있는 셈이다.

▲넥시스가 개발한 건설 현장용 웨어러블 기기 ‘IoT 헬멧’. (사진 = 넥시스)

또한, 헬프웨어는 바이오밴드(심박센서), 가스센서, 응급벨 등 필요에 따라 선택해서 장착할 수 있는 웨어러블 센서와도 연동된다. 이 센서들은 IoT 헬멧과 블루투스로 연동되어 수집한 정보를 서버로 전송한다. 그러면 헬프웨어 관제플랫폼이 IoT 헬멧을 통해 받은 모든 영상과 음성 및 기타 센서의 정보를 실시간으로 분석한다.

예를 들어, 근로자의 심박이 급상승하거나 급히 감소해 0으로 떨어질 경우, 바이오밴드가 이를 감지해 IoT 헬멧을 거쳐 실시간으로 관제플랫폼에 전달한다. 관제플랫폼은 현장과 관리자에 현재 상황과 위치 정보를 포함한 경고 알림을 보내 빠른 조치를 취할 수 있도록 한다. 전문가가 현장에 빨리 도착할 수 없는 상황에는 영상을 통해 구체적인 조치 방법을 지시할 수 있다.

넥시스 관계자는 국내 산업 현장의 기존 헬멧 시장이 1445억 원 규모였으나, 산업 안전용 스마트 헬멧의 시장은 총 7923억 원에 달할 것으로 전망했다. 이 중 건설 현장의 시장 규모만도 5133억 원에 이를 것으로 내다봤다. 그는 넥시스가 액션캠, 블랙박스 등의 하드웨어 제조와 LTE 통신 기술, 최적의 소프트웨어 처리 기술까지, 스마트 웨어러블 기기를 사용한 통합 안전 관리 시스템 전반을 운영할 기술을 갖추고 있는 것이 경쟁력이라고 자부했다. 특히, LG유플러스에 구축한 서버에 IoT 헬멧의 ID만 등록하면 어디서나 웹사이트를 통해 간편하게 관제 플랫폼을 활용할 수 있는 점이 차별화된 장점이라고 밝혔다.

건설현장 안전관리, 어떤 ‘비용’이 중요?

다양한 ICT 장비의 건설 현장 도입에 관해 업계의 일부에선 부정적인 전망도 내놓는다.

우선 현장의 건설 근로자들은 현장에서의 과도한 사생활 침해를 문제 삼기도 한다. 쌍용건설 관계자는 일부 나이 많은 현장 근로자들은 감독이나 직원이 달고 있는 액션캠의 존재를 불쾌하게 받아들인다며 가급적 꼭 필요한 인원만 해당 장비를 달도록 조치하고 있다고 밝혔다. 또한, 카메라와 통신기기가 달린 웨어러블 장비가 무겁고 거북해 실용적이지 못하다는 현장의 의견도 있다.

무엇보다 이런 시스템을 도입하려면 기존의 안전 관리 비용보다 더 많은 비용을 필요로 하는데, 그것이 현장의 안전성을 얼마나 더 향상시켜주는지 알 수 없다는 문제 제기도 있다. 이런 장비 없이도 무사고 기록을 늘여가는 현장이 얼마든지 있었다는 지적이다.

비용 절감 효과가 어느 정도인지 예측할 수 있는 데이터도 부족하다. 대우건설 관계자는 “스마트 건설 솔루션이 비용 절감과 시간 절감 효과를 보일 것은 분명하다고 예상하지만, 지금까지는 이를 검증할 만큼 충분한 데이터가 쌓이지 않았다”고 밝혔다.

하지만 안전 관리의 비용은 간단히 생각할 문제가 아니다. 한 업계 관계자는 “사고가 생기는 이유는 매우 다양하고, 제한된 인력으로는 이를 일일이 예방하기 쉽지 않다”며, “사고가 큰 재해로 이어지는 경우 발생하는 비용이 막대한 것을 생각하면 이런 안전관리 시스템 도입이 결과적으로 이익이라고 볼 수 있다”고 말했다.

▲8일 오후 서울 종로구 낙원동의 건물 붕괴사고 현장에서 소방관들이 매몰자를 찾기 위한 야간 구조작업을 벌이고 있다. (사진=연합뉴스)

낙원동 호텔현장 붕괴 같은 참사 줄일까

한편, 지난 1월 7일 서울 종로구 낙원동 호텔 철거 공사 현장에서 일어난 비극적인 붕괴 사고는 일부 산업 현장의 허술한 안전 관리 문제에 대해 다시 생각해보는 계기가 되었다.

이 사고는 하청과 재하청을 거치며 공사비가 줄어들고, 이에 영세한 철거 공사 업체가 비용을 아끼기 위해 안전 교육 및 현장 관리에 소홀해지는 구조적인 원인에서 기인한 것이었다. 이에 지금의 공사 신고제를 허가제로 바꾸고, 감리 시행에 관한 제도를 조정하는 등 구조적인 문제 해결을 위한 노력이 필요하다는 비판이 제기되고 있다.

낙원동 붕괴 사고의 직접적인 원인은 공사 현장과 장비 등을 지지하기 위해 설치하는 가설물인 ‘잭 서포트’가 미흡하게 설치되어 20여 톤 무게의 굴착기 하중을 견디지 못한 것이었다. 만약 앞에서 소개한 스마트 건설 솔루션이 이 철거 현장에 적용되었다면, 이 사고는 발생하지 않았거나, 발생하더라도 사전에 조치를 취할 수 있었거나, 재산과 인명 피해를 최소화하는 데 도움이 되었을 것이다.

또한, 당시 붕괴 현장에 매몰된 두 명의 근로자는 추가 붕괴의 위험 때문에 구조 작업이 늦어져 각각 19시간, 39시간 만에 발견되었다. 발견 당시 그들의 육신은 이미 너무나 차갑게 식어버린 뒤였다.

두 근로자의 작업복에 스마트 태그나 센서가 부착되어 있었다면 구조팀은 그들이 매몰된 위치나 깊이에 관한 정보를 더 많이 파악할 수 있었을 것이고, 그로 인해 구조작업 시간을 단축할 수 있었다면 다른 결과로 이어졌을 수 있다.

윤지원 yune.jiwon@gmail.com