미세진동 사전에 감지…지진·해일 등 자연재해 예측
케이블교량 떨림 실시간 계측기술, 21일 DX코리아 전시회 선보여
파주감악산에 실시간 안전계측 모니터링 시스템 도입

풍산그룹 산하의 풍산FNS(대표 류상우)가 군사기술을 응용한 지상 구조물 안전진단 센서를 DX코리아 전시회를 통해 소개한다.

'고정밀 변위계측기'로 알려진 이 제품은 지진, 해일과 같은 자연재해의 전조현상인 미세한 떨림을 감지하여 자연재해의 발생을 사전에 파악하는 첨단 측정장치이다. 3㎜ 수준까지 진동, 3차원 위치 변화를 사전에 감지하고 관제센터나 관련기관에 통보하여 준다. 관제센터는 출입통제, 대피명령을 내려 인명·재산피해를 예방할 수 있는 시간을 확보할 수 있게 된다.

풍산FNS는 군사용 탄약 등 개발 과정에서 3차원 정밀 위치 측정 기술을 응용하여, 민간용 안전기술 장치를 꾸준하게 선보여 왔다. 이번 전시회에 출품한 고정밀 변위계측기는 2022년부터 파주시가 출렁다리에 적용해 그 성능을 인정받고 있다.

풍산FNS의 고정밀 변위계측기 PDMS는 3㎜ 까지의 미소변위를 측정할 수 있는 것이 특징이다. 이는 한국과학기술원(KAIST)와 공동개발한 칼만필터(계측 시 유입되는 외부 노이즈를 감소시켜 변위 정확도를 높이는 알고리즘 기술)를 활용하여 가속도센서와 GPS를 융합하여 정밀도와 해상도를 크게 개선한 결과다. 연산용 컴퓨터와 프로그램(알고리즘)이 변위계측기 본체에 내장하여 측정결과를 한눈에 모니터링할 수 있도록 했다.

내장된 가속도센서를 활용하여, 지진과 같은 자연재해로 인해 구조물에 가해지는 충격을 측정할 수 있을 뿐만 아니라 각도, 각속도 등 다양한 위치 변화 및 충격량을 동시에 측정할 수 있어 구조물의 전방위적인 실시간 안전 모니터링을 진행할 수 있다.

경기도 파주시는 감악산과 마장호수에 위치한 출렁다리에 고정밀 변위계측기를 활용한 실시간 안전 계측 모니터링시스템을 도입했다. 출렁다리의 상태를 실시간으로 모니터링할 수 있는 해당 시스템은 변형량을 통해 출렁다리에 가해지는 하중을 계산하여, 풍속에 의존하던 기존의 출입기준을 복합적으로 적용한다. 특히 고정밀 변위계측기에 내장된 가속도센서를 통해 공진주파수, 평균 진폭 등 진동을 분석하여 출렁다리의 내구성을 실시간으로 분석하도록 했다.

파주시 관계자는 "출입이 가능함에도 불구하고 기준 풍속 초과로 인해 출입제한을 하게 되어 관광객들의 불만이 많았는데, 이제는 실제 변위 발생량으로 제한하게 되어 관광객들이 바람을 느끼며 출렁다리를 체감할 수 있게 되었다"고 밝혔다.

2021년도에 국토안전관리원은 전남 고흥의 소록대교에 '계측시설 재구축 사업'의 일환으로 풍산FNS의 고정밀 변위계측기를 설치한바 있다.

국토안전관리원 관계자는 "종전 레이저 방식 변위계측기는 정밀도가 높으나, 유지보수 비용이 많이 소요되고 악천후에서의 실시간 계측이 어려웠다"며 풍산FNS의 고정밀 변위계측기 도입배경을 밝혔다.