KIGAM 한국지질자원연구원

초고층 혹은 지하 시설물에 재난이 발생했을 때, 즉각적으로 어떤 반응을 해야 할지 아는 사람이 얼마나 될까.
대부분은 허둥대기 일쑤일 것이다. 대피 시간이 지연될수록 사고 피해는 더욱 늘어날 것이다.
재난·재해 발생으로 건물에 그 영향이 미쳤을 때 신속한 대응을 돕는 재난 대응 시스템이 필요한 이유다.
복합재난대응연구단은 건물에 재난·재해가 발생했을 때 건물 안 사람들에게 사고 소식을 알리고
신속하게 대피하도록 돕는 재난 대응 시스템을 개발하기 위해 결성된 ‘융합 연구단’이다.
한국지질자원연구원을 비롯, 4개의 정부 출연연구원이 최적의 재난 대응 시스템을 만들고자
다양한 연구를 펼치고 있다.

융합 연구로
국민의 안전 지킨다

복합재난대응연구단

초고층 건물 화재, 신속한 대응이 피해를 막는다

2017년 6월 14일 새벽, 영국 런던 그렌펠타워 4층에서 냉장고가 폭발하는 사고가 발생했다. 사고는 화재로 이어지면서 최고층인 24층까지 전소시켰다. 경찰 추정 80여 명이 사망한 사고였다. 50여 일 후, 비슷한 규모의 화재가 아랍에미리트 두바이 토치타워에서 발생했다. 84층 중 40여 층이 불길에 휩싸인 아주 큰 화재였다. 다행히도 인명 피해는 없었다. 비슷한 규모의 화재였음에도 불구하고 피해가 이토록 다른 이유는 무엇일까. 화재 발생 후 토치타워에서 빠르게 울려 퍼진 화재 경보 덕분이다. 새벽에 발생한 화재임에도 건물 전체에 울려 퍼진 알람 소리 덕분에 670여 가구 모두가 대피할 수 있었다.
이는 비단 다른 나라의 재난·재해로만 비추어 볼 일만은 아니다. 2017년 기준 우리나라는 중국, 미국, 아랍에미리트에 이어 세계 4위 초고층 건축물 보유 국가다. 초고층 입주민뿐만 아니라, 이용자 역시 많다. 그렇다면 혹시라도 우리나라 초고층 건물에 지진이나 화재가 발생한다면 재난 대응 시스템은 신속하게 작동할 수 있을까.
복합재난대응연구단(이하 연구단)의 연구 골자는 바로 이러한 문제 의식에서부터 시작됐다. 연구단은 초고층 건축물과 지하 복합 시설물에서 지진·화재·침수 등의 재난이 발생했을 때 피해를 최소화하고 신속하게 대응·복구하는 기술을 개발하기 위해 2016년 12월에 출범했다. 한국지질자원연구원, 한국건설기술연구원, 한국철도기술연구원, 한국과학기술정보연구원의 연구원들로 구성되어 있으며 ‘개방형 플랫폼 기반 초고층·복합시설 재난·재해 대응 통합 CPS(Cyber Physical System) 구축’을 목표로 한다. CPS는 가상과 현실을 실시간으로 통합하는 시스템으로 빅데이터·인공지능·사물인터넷 등 최신 기술들이 접목된다. 연구 내용은 크게 재난 정보 수집, 분석과 예측, 대응과 복구, 이를 통합적으로 관리하는 통합 정보 플랫폼 개발로 구분되어 있다. KIGAM은 건설기술연구원과 함께 재난 정보를 수집하는 업무를 담당하며 안전한 대한민국 구축에 앞장서고 있다.

안전한 내일을 위한 융합 연구

정확한 재난 정보를 수집하는 일은 CPS를 구축하는 첫 번째 단계이자, 가장 중요한 요소다. 연구단은 보다 많고 정확한 정보를 수집하고자 CPS에 사물인터넷을 접목하는 연구를 수행하고 있다. 이를 위해 센서의 정밀도를 높이고, 센서의 공간적 배치를 최적화하는 등 정보 수집 능력을 향상하기 위해 애쓰고 있다. 특히 발생하는 재난에 따라 수집되는 정보가 달라 재난 상황에 맞는 시스템이 적재적소에 배치되어야 한다.
KIGAM은 음향방출(Acoustic Emission)과 미소진동(Micro-Seismicity) 센서를 활용, 초고층 건축물의 지하 구조물과 지반 상태를 모니터링하는 연구도 수행하고 있다. 지진이 일어난 후 상부 구조물 상태는 육안으로 확인할 수 있지만 말뚝기초나 기초를 지지하는 지반의 건전도를 정량적으로 평가하는 데 있어 기존 계측장비로는 분명한 한계가 있기 때문이다. 현재 신호 특성 분석과 필터링, 손상위치 추정 알고리즘, 시뮬레이션 기반 최적 센서 배치 등 여러 핵심요소 기술을 개발하고 있다.
KIGAM을 비롯한 연구단은 2019년까지 재난·재해 대응 통합 CPS 시스템을 개발해 테스트 베드 적용은 물론, 실용성 검증을 완료하고자 한다. 이미 연구단은 본 시스템을 주상복합단지에 적용하기 위한 업무 협약을 마쳤으며, 성공적인 적용을 위한 센서 테스트, 시스템 구축, 모형 실험, 시뮬레이션 해석에 주력하고 있다. 앞으로도 기술을 보완해 나가며 경제적이면서도 완성도 높은 시스템을 구축하고자 한다.
포항 지진, 제천 화재가 큰 피해로 이어지면서 다시 한 번 우리 사회에 안전 불감증에 대한 경종을 울렸다. 또 다시 대형 사고가 재현되지 않도록 근본적인 대책 마련이 요구되는 시점이다. 안전하고 신속한 재난 대응 시스템을 구축하기 위해 구성된 복합재난대응연구단. 그들의 연구를 통해 더욱 체계적인 재난 대응 시스템이 구축되기를 바라본다.