'광섬유 센서' 기술로 고속도로 사면붕괴 사고 막는다

도로공사 '로라망' 활용 서비스
사물인터넷과 접목 고도화 진행
전광판·휴대폰으로 예·경보 발령

한국도로공사

광섬유 센서 기술을 사물인터넷(IoT)과 접목해 고속도로 사면 붕괴 사고를 예방하는 시스템이 시범 도입됐다.

한국도로공사 도로교통연구원은 제천IC-홍천IC 83㎞ 구간에 사면 붕괴 예·경보발령을 위한 실시간 자동화 계측 시스템을 구축, 고도화를 진행하고 있다.

한국도로공사가 지난해부터 3년에 걸쳐 구축하고 있는 '로라(LoRa)' 망을 활용한 서비스 중 하나다. 로라망은 광섬유 센서가 전자소자 대신 빛을 이용해 외부 신호를 측정한다. 측정 신호의 전달 역시 빛으로 수행하다. 전원 공급이 불필요해 우천, 벼락, 폭설 등과 같은 자연재해로 인한 전원 고장 우려가 없고 전자기파 간섭도 발생하지 않는다. 국내 사면 붕괴원인 중 90%가 강우량에 기인하기에 광섬유 센서 활용성이 높다.

광섬유 센서 기반 실시간 자동화 계측 시스템은 센서부, 데이터 수집 전송, 중앙처리장치로 구성된다. 변위센서, 각도센서로 수집한 정보가 로라망을 통해 중앙처리장치로 전송된다. 계측 결과에 따라 고속도로 전광판, 휴대폰으로 예·경보 발령이 가능하다.

실시간 자동화 계측 시스템 개념도

데이터 전송 주기는 10초다. 도로교통공단은 신속성보다 신뢰성이 중요하다고 판단해 전송 주기를 길게 잡았다. 2초로 했을 때 전송 성공률은 97.1%로 나타났다.

광섬유 센서 기반 자동화 계측 시스템은 한국도로공사가 자체적으로 구축하는 로라망을 활용하기에 추가 통신비용이 발생하지 않는다. 초기 투자비 부담이 상대적으로 큰 광섬유 센서의 해외 의존도가 높은 점은 문제점으로 꼽힌다. 그러나 초기투자만 이뤄지면 유지보수비가 적고 10~20년 간 사용이 가능하다.

광섬유 센서는 기존에 구축된 전자소자 방식의 올빼미 5.0 시스템과 보완해 활용할 계획이다. 올빼미 5.0 시스템은 저렴한 비용으로 구축이 가능하지만 전력이 필요해 날씨의 영향을 많이 받는다.

한국도로공사는 도로교통연구원이 진행하는 연구 결과에 따라 광섬유 센서 자동화 계측 시스템의 전국 확대 여부를 결정할 방침이다.

도로교통연구원 관계자는 “광섬유 센서를 다양화하고 시스템을 고도화해 신뢰성을 제고할 방침”이라며 “광섬유 센서 관련 국내 기술을 확보하는 방안도 모색하고 있다”고 말했다.

박진형기자 jin@etnews.com