시한폭탄 ‘노후 지하시설물’…‘RTK GNSS·증강현실’로 관리

통신구와 열 수송관, 도시가스 배관 등 사회 핵심 인프라를 이루는 지하시설물의 노후화로 각종 사건사고가 이어지고 있다. 매설 후 20~30년이 경과한 지하시설물은 땅속에 묻혀 있는 데다가 형태도 다양한 탓에 정확한 점검이 어려웠다. 하지만 최근 지하시설물의 정확한 위치 파악을 돕는 여러 기술이 등장했다. 이 가운데 이동 측위(RTK, Real-Time Kinematic) 기반 위성항법시스템(GNSS, Global Navigation Satellite System)과 땅을 파내지 않고도 시설물을 시각화하는 증강현실이 지하시설물 관리 체계를 구축할 기반 기술로 주목받고 있다.

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출처=엔바토엘리먼츠

매설 20~30년 지난 지하시설물…각종 사건사고 일으켜

지난 2018년 11월, 서울 서대문구 KT 아현지사 건물 지하 통신구에서 발생한 화재로 인명피해와 함께 일대 통신이 마비됐다.

2018년 11월 서울 서대문구 KT 아현지사 건물 지하에서 발생한 통신구 화재 현장 / 출처=동아일보

당시 서대문구뿐만 아니라 경기도 고양시 일부 지역까지 KT 통신망을 사용하는 휴대전화와 초고속 인터넷, 카드 단말기, 판매시점 정보관리 시스템(POS) 등이 장애를 일으켜 소상공인과 시민이 큰 불편을 겪었다.

KT 아현지사 지하 통신구 화재가 발생한 같은 해 12월에는 경기 고양시 백석역 인근 열 수송관 파열 사고가 일어나 1명이 숨지고 50여명이 다쳤다. 당시 주변 아파트에는 난방 공급이 중단되기도 했다.

KT 아현지사 지하 통신구 화재와 경기 고양시 백석역 인근 열 수송관 파열 모두 매설 후 20~30년이 지난 낡은 지하 배관이 원인으로 지목됐다. 이 같은 낡은 배관은 지금도 지하 곳곳에 묻혀 있다. 산업통상자원부가 집계한 '노후 기반시설 현황'에 따르면, 매설 후 20년 이상 된 도시가스 배관은 1만9690km, 열 수송관은 1163km에 달하는 것으로 집계됐다.

문제는 해당 시설물을 지하에 매설한 탓에 정확한 위치와 상태 파악이 어려워 유지 관리에 애를 먹고 있다는 사실이다. 지하시설물 상태를 확인하기 위해 땅을 파고 들어갈 때도 다른 시설물을 건드리지 않고 정밀하게 작업해야 하므로, 정확한 위치 정보 파악은 필수다. 오차범위 2cm 미만인 실시간 이동 측위(RTK, Real-Time Kinematic) 기반 위성항법시스템(GNSS, Global Navigation Satellite System)이 주목받는 이유다.

오차범위 2cm 미만 RTK GNSS…효과적인 지하시설물 관리 도와

위성항법 시스템(GNSS)은 인공위성을 통해 사물의 정밀한 위치 정보를 제공하는 방식으로 쓰이는 기술이지만, 한계가 있다. 인공위성 신호가 이온권과 대류권을 통과하는 과정에서 왜곡되며, 그 신호가 다시 건물과 지형 등 장애물에 반사돼 최대 10m 안팎의 오차가 발생하기 때문이다.

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기존 GPS와 RTK GPS의 차이 / 출처=씨너렉스

실시간 이동 측위(RTK)는 기존 위성항법 장치의 위치 정보 오차를 지상의 기준국을 통해 평균 2cm 수준으로 보정, 정확한 위치정보를 전달하는 기술이다. RTK GNSS가 정확한 위치정보를 기반으로 작동하는 로봇뿐만 아니라 자율주행 농기계, 드론, 도심항공교통(UAM), 자율주행차 등에 쓰이는 이유다.

기준국의 보정을 통해 정확한 위치 정보를 제공하는 RTK GNSS는 땅을 파내지 않고도 지하시설물의 정확한 위치와 현황을 파악하는 용도로도 쓰인다. 한때 측량용 RTK GNSS는 트림블(Trimble)과 라이카 지오시스템즈(Leica Geosystems) 등 외산 장비가 대부분이었지만, 최근에는 씨너렉스와 같은 국산 RTK GNSS 개발 기업도 주목받고 있다. 씨너렉스는 최근 휴대폰에 장착해 사용하는 초소형 모바일 RTK GNSS 장치(SYN-RTK)를 개발했다.

모바일 RTK GNSS 장치(왼쪽)와 휴대폰에 기기를 부착한 모습 / 출처=씨너렉스

박재덕 씨너렉스 대표는 “과거 지하시설물을 측량하려면 무거운 장비를 여러 사람이 들고 현장에 나가야 했지만, 휴대폰이나 태블릿에 부착하는 장비는 사용과 관리가 간편한 장점이 있다”며 “덕분에 공공기관과 지하시설물 위치 파악을 위한 협업도 진행하고 있다”고 말했다.

RTK GNSS로 각 지하시설물의 위치를 정밀하게 파악하기 시작하면서 해당 데이터를 기반으로 증강현실에 지하시설물을 시각화하는 솔루션 개발과 관련 연구도 활발히 진행 중이다.

지하시설물을 증강현실을 활용해 시각화한 모습 / 출처=지오멕스소프트

증강현실에 지하시설물을 시각화하면, 땅을 파내지 않고도 가스관이나 수도관의 위치를 보면서 건설 현장 등에서 활용 가능해 사고 위험을 줄이고 작업 효율은 높일 것으로 기대된다.

신재섭 전력기술연구원 책임연구원은 “지하공간을 지속해서 개발하고 있지만 각 시설물의 관리 주체가 다양하고 이에 대한 현황정보가 명확하게 기록·관리되지 않는 문제가 있었다”며 “증강현실에 지하시설물을 시각화하는 동시에 관련 데이터를 체계적으로 쌓으면, 효과적인 지하시설물 관리가 가능하므로 관련 연구를 활발히 진행하고 있다”고 말했다.

IT동아 김동진 기자 (kdj@itdonga.com)