기술이 미래다: 융복합으로 새롭게 태어나는 건설 기술

<기술이 미래다>: 융・복합으로 미래를 개척하다

[토목신문 김재원 기자] 건설 산업이 위기에 봉착해 있다는 말이 나온 지도 오래됐다. 게다가 매년 SOC 예산은 줄어들고 있다. 올해 SOC 예산은 지난해보다 14% 줄어들기 까지 했다. 말 그대로 ‘계속’ 어려워지고 있는 것이다.

이러한 시점에, 4차 산업혁명시대를 맞이하며 많은 건설관련 전문가들은 이제는 건설 산업도 기존의 틀에서 벗어나 다른 분야와의 융・복합을 통해 도약해야 할 때라고 주장하고 있다.

대한토목학회 김홍택 회장은 <토목신문>과의 대담을 통해 “최근 산업현장에서는 융복합 산업으로 구성되지 않으면 안 되는 상황이 됐다”며 “토목분야에서도 이런 융복합을 통한 기술개발은 당연히 수행돼야 하는 상황”이라고 전했다.

또한 한국건설기술연구원 복합재난대응연구단 백용 단장은 “미래 기술을 어떻게 접목하고 활용하는 가에 따라 건설의 미래가 달려있다고 본다”며 “건설과 관련된 미래기술은 융합을 통해 가능성이 무궁무진할 것으로 예상된다”고 말했다.

이에 따라 본지는 ‘연중기획 <기술이 미래다>’를 주제로, 융복합을 통해 도약하는 건설 기술 사례를 취재하려 한다.

한국건설기술연구원 편: 융복합으로 새롭게 태어나는 건설 기술

인터뷰- 한국건설기술연구원 미래융합연구본부 김병곤 본부장

건설 산업의 디지털 전환, 그리고 이를 통한 스마트 건설 구현. 이것이 한국건설기술연구원 미래융합연구본부가 설립된 이유다.

설립 이유에서도 볼 수 있듯이 본부에서는 그간 건설시장에서 쉽게 찾아 볼 수 없었던 정보통신·자동화·공간정보·스마트시티·자율주행·극한환경·인공지능 등의 다양한 기술을 활용해, 미래 건설 융합‧기술 개발과 실용화를 진행해 오고 있다.

특히 건설연 핵심 의제(Agenda)와 임무 중심 미래융합연구를 수행하기 위해 기존 도로/교통, 지반, 환경 등 건설 관련 전공과 정보통신, 지리정보 등 매우 다양한 전공 인력들이 협력해, 건설시장의 발전을 위한 융합연구를 수행하고 있다.

총 102명으로 구성된 본부 인력은 국가 R&D, 연구원 자체 주요사업, 국토교통부 정부수탁 등 60여개 과제를 수행하고 있으며 연구 예산은 연간 400억원을 상회할 정도로 큰 규모를 자랑한다. 특히 미래융합연구본부의 인력 비율은 건설연 전체의 약 14%를 차지하는데, 연구원 전체 예산 금액의 약 28%를 수행해, 건설연이 4차 산업 혁명시대에 빠르게 변화하는 미래 건설 산업을 선도하기 위해 연구 역량의 무게 중심을 미래융합연구본부에 두고 있는 것이라고 설명할 수 있다.

특히 미래융합연구본부는 최근 이슈가 되고 있는 글로벌 핫 이슈인 스마트시티 및 자율주행, 건설 생산성 향상을 위한 건설자동화 그리고, 고부가가치 창출을 위한 극한환경 건설기술 등 주제 중심의 연구 체계를 구성하고 연구 인력 또한 매트릭스 형태로 가변적으로 운영할 수 있어 융합연구 시너지 효과를 강화할 수 있도록 구성되었다는 강점을 가지고 있다.

이 중, 자율주행과 극한환경 건설 연구는 기존 다른 부서에서 개별 과제로 수행 중이었지만, 스마트시티와 건설자동화 연구 주제 인력과의 융합 시너지를 발휘하기 위해 미래융합연구본부로 올해 새롭게 편입했다. 자율주행과 스마트시티는 스마트 도로 인프라라는 공통 주제를 공유하며, 건설자동화는 극한환경 건설기술과 많은 핵심 원천기술을 공유하고 있기 때문이다.

특히 건설자동화 연구는 ‘건설자동화 센터’라는 임무형 조직을 본부 내 신설해, 역량을 집중할 수 있는 기반을 마련했는데, 최근 인구 감소 및 노령화 등에 따른 건설인력 문제 해결과 3D프린팅, VR/AR, BIM 등 4차 산업형 기술의 건설 분야 적용을 통한 세계 건설 시장 선도에 도전하는 한국건설기술연구원의 전략적 포석이라고 보여지고 있다.

주요 융복합 기술

미래융합연구본부의 주요 융·복합 기술로는 토목·건축 분야에 활용이 확대되고 있는 BIM과 GIS를 융합한 BIM/GIS 기반 건설 공간정보 융합기술을 들 수 있다. 이제까지 세계적으로도 개념적 아이디어 수준에 머물렀던 BIM 정보와 GIS 정보의 통합 활용에 대해 실용화 수준으로 기술을 개발하고 국제표준을 선점하기 위한 활동을 활발하게 진행해 우리나라 BIM/GIS 기술의 우수성을 세계에 각인시키고 있는 대표 융복합 기술이기 때문이다.

미래융합연구본부 김병곤 본부장은 “그동안 단절돼 있던 건설정보(BIM)와 공간정보(GIS)를 하나로 통합된 플랫폼으로 구현해 복잡한 도시공간을 3차원으로 실감 있게 표현한 것은 물론, 방대한 시설물 디지털 정보를 활용해 광역화·집적화·지하화 되고 있는 첨단 미래도시의 입체적 건설과 유지관리를 실제로 구현할 수 있도록 했다”고 설명했다.

미래융합연구본부에서 개발된 BIM/GIS 기술은 남극 세종기지 시설물 구축사업 등 여러 사업에 실제 적용됐으며, 특히 지난 2016년에는 국가연구개발 우수성과 100선에 선정되기도 했다. 현재 본부는 국내뿐만 아니라 영국 DNW-GL과의 도시라이프라인분야 국제표준 제정 공동 연구 등 국제 협력 연구도 진행하고 있다.

김 본부장은 “앞으로도 지속적인 연구 수행을 통해 증가하고 있는 초고층과 대규모 복합건물의 재해재난 대응 시스템, 그리고 도심 싱크홀의 원인으로 지목받고 있는 지하시설물과 구조물의 통합 관리시스템, 스마트도시의 에너지 관리 시스템 등에 BIM/GIS의 다양한 응용범위를 지속적으로 넓혀갈 예정”이라며 “본부의 BIM/GIS 관련 연구 결과는 적극적으로 국내 기업에 기술 이전해 우리 기업이 해외 건설시장을 선도하고 일자리 창출에 기여할 수 있도록 지원할 예정”이라고 말했다.

미래융합연구본부에서 개발한 주요 융복합 기술은 또 있다. 스마트시티 구현을 위한 융·복합 기술로 ‘지능형 방범 서비스’의 연구 개발이 그것이다. 이 기술은 범죄 발생 시 피해자의 위치를 정확히 파악하고, 용의자 추적할 수 있도록 CCTV 영상을 자동 추적하며 다양한 방범 정보를 자동으로 제공하는 등 방범 시스템을 부분 자동화하여 인적 한계를 보완하는 지능형 방범 서비스다.

현재 안양시와 오산시에 공간정보 기반 지능형 방범 통합플랫폼으로 시범 구축운영 중이며 내년부터는 전국 지자체 통합관제센터에 확대 구축할 예정이다. 또한, 서비스의 활용을 높이고자 방범 정보와 미아, 독거·치매 노인 등의 실종 신고정보를 담은 앱을 제작해 시민들에게 제공했고 추후에는 공원 안전도와 세이프 존 등의 정보를 추가 제공해 활용도를 높일 계획이다.

이 외에도 고부가가치 창출을 위한 우주 건설 환경 재현 인프라(지반열진공 챔버) 구현, 자율주행차의 협력주행을 위한 스마트 도로인프라 핵심 기술 개발 등 다양한 융·복합 연구를 진행 중에 있다.

향후 계획과 운영 각오

김병곤 본부장은 “미래융합연구본부는 다양한 연구분야 전문가들이 모여 있는 건설 융복합 연구에 준비된 특화 조직으로, 연구원 대부분이 2개 이상의 연구 과제를 수행하고 있다. 또한 다른 본부와 외부기관에서 융복합 공동 연구 참여 요청도 많이 받고 있다. 하지만 현재에 만족하지 않고 건설 융복합 연구를 선도할 수 있도록, 연구 자율성에 기반한 연구 환경 조성에 최우선의 노력을 다하려고 한다”며 “국민생활과 밀접한 사회 이슈 해결에 적극적으로 대응하기 위해 사회 문제해결형 융합연구 발굴과 기획을 위한 기획지원팀 구성했고 많은 연구자들이 참여해 다양한 연구 기획을 진행할 예정”이라고 전했다.

건설시장의 위기극복과 발전 방안 제언

건설산업은 대표적인 사양 산업으로 평가받고 있다. 하지만 국내 GDP의 약 10%를 차지하고 있으며 국내 취업자의 6.9%가 건설산업에 종사하고 있는 내수산업의 핵심이다. 또한 도로, 철도와 수자원 등의 국토 핵심 인프라를 제공하고 있는 공기와 같은 역할을 수행하고 있다. 하지만 낮은 생산성과 비효율적인 생산체계로, 지속적인 하락 추세가 진행되고 있는 것이 현실이다.

김병곤 본부장은 “이러한 현실의 문제를 해결하기 위해 폐쇄적인 건설산업의 구조를 개편하는 것이 시급하다고 본다. 큰 시장 규모에 안주해 기술혁신에 늦은 대응이 큰 문제점 중에 하나라고 생각한다. 전자, 화학, 자동차 산업 등과 같이 정보통신기술을 적극 활용해 생산성을 높이려는 적극적인 노력과 기술 혁신이 필수”라며 “최근 건설산업에서도 기획과 설계단계에서 3차원 설계 및 가시화를 위한 BIM과 가상 및 증강현실 기술 활용, 시공단계에서 자동화 기술 활용, 운영 및 유지관리단계에서 IoT(사물인터넷) 활용 등 다양한 디지털 기술의 활용이 시작되고 있다. 이러한 디지털 전환과 혁신을 위한 융복합 기술이 건설산업 구조 개편의 모멘텀이 될 것으로 확신하고 있다. 또한 건설산업에서도 고객 만족을 위한 노력과 소비와 시장을 선도할 수 있는 선제적 대응 전략과 실행이 필수적이라고 생각한다”고 전했다.