교각충격흡수 기술로 사망사고 막는다


   지주, 교각을 보호하기 위한 충격흡수시설은 충돌사고로부터 운전자의 안전은 물론 구조물의 손상을 방지하고 있다. 최근 기존 시설보다 효율적인 충격흡수 기술이 개발돼 더욱 안전성을 확보할 수 있게 됐다.


교통사고 발생 시 평균 치사율은 2% 정도지만 도로변 수직구조물 충돌 시 치사율은 10% 가량으로 높은 편에 속한다. 현재 도로관리청에서는 도로 운영에 필요한 수직구조물을 사고로부터 보호하기 위해 가드레일, 충격흡수시설 등과 같은 안전시설로 보호하고 있다.


레미콘 차량이 교각을 들이받은 모습/노컷뉴스

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그러나 교각의 경우 교각 폭이 넓은데 비해 대부분 충격흡수시설 폭이 좁아 교각 전체를 방호하지 못 할뿐만 아니라 모든 방향에서 차량이 접근할 수 있기 때문에 전 방향으로 방호할 수 있는 시설이 필수적이다.


무엇보다 충격흡수시설은 차량 충돌 시 적절히 변형, 굴절, 분리돼 충격량을 최대한 흡수해야 한다. 하지만 충격을 제대로 흡수하지 못하거나 불량인 경우 대형사고로 이어질 수 있어 고안전·고성능 기술에 대한 목소리가 높아지고 있다.


이에 최근 이러한 문제를 해결한 교각충격 흡수시설이 개발돼 눈길을 끌고 있다.


이 교각충격흡수시설은 교각을 전방향으로 둘러쌀 수 있도록 고안됐다. 전방향 360°로 방호할 수 있어 어떤 방향에서 차량이 충돌하더라도 충격량을 최대한 줄일 수 있다.




현재 직경 5m까지 줄일 수 있는 형태로, 상대적으로 도로 여유부지가 좁은 도심지에도 설치할 수 있도록 직경을 4m까지 줄이는 연구가 추가적으로 진행 중이다. 또한 차량 충돌 시 안전시설 기준인 탑승자 안전지수를 만족해 공인인증서를 받았으며, 사고 발생량이 많은 입체교차로 진출부에도 설치 됐다.


이 기술을 개발한 한국건설기술연구원 인프라안전연구본부는 사회간접자본 중 도로관련 도로, 구조, 지반, 도로포장 등 인프라 관련 연구를 수행하고 있다.


인프라안전연구본부는 기존 인프라 성능을 향상시키기 위한 연구 뿐 아니라 기존 노후화된 인프라가 현재 성능을 유지할 수 있는 유지관리 기술을 개발하고, 재난·재해 대응하기 위한 연구도 진행 중이다.


특히 본부는 도로 안전 분야에서도 도로 기상, 도로안전시설 개발·연구에 매진하고 있다. 도로 기상연구 분야는 도로 노면 온도를 관측, 예측하는 분야로 최근 도로의 노면온도 모형을 개발했으며, 앞으로 블랙아이스 관련 연구도 수행할 예정이다.


또한 도로안전시설을 위한 차량 충돌 시 분리, 충격에너지를 흡수할 수 있는 지주 개발과 충격흡수시설 개발을 수행하고 있다.


한편, 도로에 설치되는 시설은 안전이 우선적으로 고려되기 때문에 새로운 기술이 개발 됐을 때 현장 적용에 어려움이 존재한다. 전문가들은 일부 신기술의 경우 성능은 만족하지만 정확한 규정이 없어 현장 도로관리자가 책임 문제로 인해 현장에 설치 여부를 판단하기 어려운 경우가 있다고 지적하고 있다.


 

충격흡수시설 연구 개발을 직접 수행해온 인프라안전연구본부 윤덕근 연구위원(사진)은 “중소기업들이 개발한 제품이 현장에 적용될 수 있도록 제도개선이 필요한 시점”이라며, “전문가들이 모여 새로 개발한 도로안전시설에 대해 기술적 판단과 목적, 기능에 부합한지를 판단할 수 있는 위원회 등의 운영이 필요하다”고 말했다.




그는 이어 “우리나라 중소기업이 개발한 도로안전시설, 기술의 완성도와 안정성은 해외와 견주어도 매우 뛰어난 편”이라며 “기회가 된다면 국내 훌륭한 안전시설이 해외에 진출할 수 있도록 중소기업을 도와주는 역할도 함께 하고 싶다”고 덧붙였다.


이렇듯 도로 안전을 위한 다양한 기술들이 개발되고 있으며 특히 4차 산업혁명 첨단기술을 활용한 도로 교통 기술도 안전이 강조되고 있다. 하지만 이러한 상황 속에서 연구 개발에 힘을 실어줄 수 있는 지원과 제도 개선이 필요한 시점이라는 것이 윤 위원의 의견이다.


그는 “도로 교통은 크게 안전과 소통이고, 이 두 가지는 서로 밀접한 관계를 가지고 있다”며 “안전한 도로교통 환경은 소통을 증대시킨다고 생각한다. 앞으로도 어떤 분야이든지 도로안전과 관련한 부분이 있으면 계속해서 연구를 진행할 것”이라고 포부를 내비쳤다.

[공학저널 박인교 기자] 


다방향 차량 충격흡수시설 등 ‘도로작업자 경고시스템’ 조만간 상용화


2019.07.30

    도로에서 다양하게 발생하는 교통사고 중 도로 변 구조물 충돌사고로부터 탑승자의 피해를 최소화하는 한편, 고위험군으로 분류되고 있는 도로작업자들을 안전하게 보호하기 위한 기술들이 선보여 눈길을 끌고 있다.




차량 공작물 충돌 시 레일 따라 이동 전도로 인한 2차 사고 예방 가능

전방 차량 검지영역 300m 후방 150m ··· 시각 청각 촉각 등 3중 경고


국내에서 발생하는 연간 교통사고는 지속적으로 감소하고 있는 추세지만, 단독사고나 도로작업구간 사고 등은 감소하지 않거나 오히려 증가하고 있는 것으로 알려지고 있다.


단독사고의 경우 약 50%는 도로 변 공작물 충돌사고로 이로 인한 치사율은 전체 교통사고 치사율 대비 약 5배 정도로 높게 나타나고 있다. 도로작업자의 경우도 소방공무원 직종의 사상자 비율보다 매우 높은 수준으로 이에 대한 대비책 마련이 매우 시급한 실정이다.



이러한 사고는 교육이나 단속보다 인프라 측면에서의 기술 개발을 통해 안전성을 향상시킬 필요가 있다고 전문가들은 입을 모은다.


이에 국토교통부와 국토교통과학기술진흥원의 지원 아래 지주와 교각의 충격흡수 성능 향상 기술을 비롯해 도로작업자 보호용 이동식 방호울타리와 도로 작업자 회피 시스템, 도로 작업자 안전 확보를 위한 자동화 기술 등이 개발, 조만간 선보일 예정이다.


이를 위해 탑승자 피해 최소화를 위한 지주와 교각 안전시설 개발 연구와 함께 도로변 안전 매뉴얼 개발, 도로작업자 보호용 이동식 방호울타리 개발, 도로작업자 회피시스템 개발, 교통콘 설치·수거 자동화 장비설계, 이동식 교대통행 운영시스템 개발 등의 연구가 이뤄지고 있다.




도로 수직구조물(교각, 지주 등) 충돌 시 탑승자 보호 기술

‘탑승자 보호를 위한 감충 성능을 지닌 지주 기술’은 차량이 공작물 충돌 시 레일을 따라 이동, 전도로 인한 2차 사고 예방이 가능하고, 차량 충돌에너지를 감소시켜 탑승자 안전을 확보할 수 있는 기술이다.


도로 상에 위치하고 있는 공작물 충돌에 의한 치사율은 평균 치사율의 약 5배 이상으로, 차량이 별도의 조치 없이 노출된 지주에 부딪치는 경우 심각한 탑승자 피해와 차량 파손이 발생할 수 있다.


따라서 단독사고 중 노변 수직구조물 등 공작물 충돌에 대한 대책 마련이 필요한 실정이지만, 아직 노출 지주에 대한 대책이 전무한 상황으로 이 같은 대책 마련을 위해 도로변 공작물 충돌 시 사고로 인한 피해를 최소화시킬 수 있는 지주가 개발됐다.


이 기술은 편지식 표지판을 비롯한 신호등주, 가로등주 등 중대형 노출 지주에 사용 가능하다.


‘탑승자 보호를 위한 교각용 다방향 충격흡수시설’은 도로 변이나 교차로에서 도로 중앙에 위치한 교각에 주행차량의 직접적인 충돌을 방지하기 위해 교각을 둘러싸는 형태로 설치하는 다방향 충격흡수시설이다.


최근 서울 당산역 인근에서 시내버스가 교각을 들이 받아 운전기사 1명이 사망하고 승객 7명이 부상당하는 사고가 발생했다.




이처럼 현재 비좁은 도심도로에 설치돼 있는 교각은 충돌사고 위험이 매우 높지만, 전용 도로안전시설이 없어 교각 충돌 시 사고의 심각도가 높은 실정이다. 즉, 교각 전용 도로안전시설 부재로 폭이 좁은 충격흡수시설 설치 시 전체면을 보호하지 못해 위험하다


이 같은 문제점을 보완하기 위해 개발된 이 기술은 충돌 가능한 모든 방향에 대응할 수 있도록 설치가 가능하고, 충돌차량의 충돌에너지를 흡수, 탑승자 보호는 물론 교각 자체 파손을 최소화할 수 있다.



도로작업자 안전 확보 기술

‘도로작업자 안전 확보를 위한 도로작업자 경고시스템’은 운전자의 졸음운전이나 전방 주시 태만 등 부주의로 인해 도로작업장을 침범하는 차량을 사전에 감지하고, 도로작업자에게 이를 경고, 대피 시간을 마련해주는 시스템이다.


이 기술은 영상처리 기반의 차량 감응과 속도, 영역침범 검출알고리즘을 기반으로 차량 추적기능을 통한 침범 예측과 후방역역 침범 검출이 가능하다. 전방 차량 검지영역은 300m, 후방 검지영역은 150m에 달한다.


특히, 차량 침범 시 작업자에게 전광판을 통한 시각적인 경고와 함께 스피커를 통한 청각, 웨어러블기기를 통한 촉각 등 3중의 작업자 경고가 가능해 도로작업장 교통사고 감소와 함께 사망자 최소화를 실현할 수 있는 기술로 기대를 모으고 있다.


즉, 매년 꾸준히 발생하고 있는 도로작업장 교통사고로부터 도로작업들에게 안전한 작업 환경을 제공, 업무 효율 증진과 안전을 확보할 수 있는 기술로 평가받고 있다.


‘도로작업자 안전 확보를 위한 대·소형 이동식 방호울타리’ 기술은 도로 작업구간 등 고위험상황에 노출된 작업자를 보호하는 이동식 방호울타리 시설로, 공사장 내 차량 충돌 사고로부터 도로 작업자 부상 심각도를 최소화하는 한편, 도로 작업자 작업 편의성과 안전성 확보가 가능하다.


이 기술은 블록 링크형 충돌 흡수벽 형태로 구성돼 있어 이동식 방호울타리 폭과 길이를 가변적으로 조절할 수 있어 현장 상황에 맞춰 설치할 수 있다.


‘도로작업자 안전 확보를 위한 이동식 교대통행 시스템’은 왕복 2차로 도로점용 공사 시 교통신호수 대신 자동으로 교통을 제어하는 시스템이다.


이 기술은 무선로프와 레이더, 영상 등 융·복합센서와 2차로 도로 교대통행 신호운영 로직 기반의 교통운영 기술로 LED신호등과 전광판, 차단기를 이용해 교통운영을 제어한다.


특히, 소형화 설계로 편리한 운영과 이동이 자유롭고, 왕복 2차로 도로공사 구간에서 차량을 안전하고 신속하게 통과시킴으로써 교통지체 완화와 안전 증대에 기여할 수 있다.




왕복 2차로 도로공사 구간은 물론 교차로 공사 시 교통신호기 이설과 운영이 필요할 경우 임시 교통신호기로도 운영 가능하다.


‘도로 낙하물 수거장비’(ROBOS) 기술은 도로 위 낙하물의 처리 효율성과 작업자의 안전성을 향상시킬 수 있는 기술이다.

 

이 기술은 차량 하부를 통해 낙하물을 수거할 수 있는 설계를 적용, 각종 도로 낙하물 수거와 정리 시 주행 중 별도의 인력 투입 없이 손쉽게 수거가 가능하다. 낙하물 2차 처리 시 작업자 편리성 향상 효과를 거둘 수 있으며, 상용 도로관리용 차량 개조를 통해서도 낙하물 수거 장비로도 활용할 수 있는 장점도 갖고 있다.


이 같은 장점들로 인해 낙하물 수거 작업의 효율성 증진은 물론 2차 사고를 예방을 통한 작업자의 안전 향상, 인건비 절감효과 등을 거둘 것으로 전망된다.


얼마 전 수원국토관리사무소 관할 국도 시범운영을 통해 성능 검증을 완료한 상태로 고속국도는 물론 일반국도, 특별 광역시도, 지방도 등 국내 모든 도로에 적용 가능하다.


인 / 터 / 뷰

교각용 안전시설 감충형 지주로

탑승자 안전도 크게 높아질 듯


 

성정곤 선임연구위원


한국건설기술연구원 성정곤 선임연구위원은 “교통사고를 발생시키는 다양한 요인 중 직접적인 영향을 미치는 도로환경은 자동차와 도로이용자 모두에게 영향을 줄 수 있는 요소로 교통안전 향상을 위해 안전한 도로환경 구축은 필수적”이라며, “도로환경을 효과적으로 관리하기 위해서는 차량 탑승자와 도로 작업자, 보행자 등 도로 상에 노출된 도로 이용자의 위험도와 사고 발생 시 부상 심각도를 저감할 수 있는 기술 개발이 선결돼야 한다”고 밝혔다.




이어 “따라서 이 과제에서는 도로 작업구간이나 도로 노변 공작물 등 고위험 상황에 노출된 도로 이용자는 물론 도로 작업자의 교통사고 위험도와 사고 발생 시 부상을 최소화시키기 위한 도로 인프라 기반 기술을 개발하고 있다”고 소개했다.


현재 이 과제에서는 지주·교각의 충격흡수 성능향상기술과 이동식 교통제어기술, 도로 낙하물 수거장비 등 혁신적인 기술들이 중점적으로 개발되고 있다.


성 박사는 “지주와 교각의 충격흡수 성능 향상 기술은 도로 변의 공작물과 충돌 시 차량 탑승자의 부상 정도를 현저히 저감시킬 수 있는 기술”이라며, “중대형의 노출된 지주에 대해서는 차량 충돌 시 충격량을 최대한 흡수하는 감충형 지주기술이며, 교각용 충격흡수시설은 교각 주위를 둘러싸는 형태의 방호시설을 설치해 차량의 다방향 충돌에 대비할 수 있는 시설”이라고 설명했다.


이어 “도로 작업자의 안전성과 작업 효율성을 향상시키기 위한 이동식 방호울타리 기술과 도로 작업장으로 진입하는 차량에 대해 작업자가 경보를 받고 회피할 수 있는 기술, 왕복 2차로 도로 공사 시 한 차로 교행을 위한 이동식 교통제어기술도 개발하고 있다”고 말했다.




‘한 차로 교행’ 이동식 교통제어기술도 개발

현재 연구 초기 설정한 개별 기술 개발을 거의 마무리하고, 현장 설치와 관계자들의 의견을 반영한 보완 연구를 수행하고 있다. 이를 기반으로 조만간 상용화 제품도 선보일 예정이다.


성 박사는 기대효과에 대해 “향후 국내에서 발생하는 교통사고와 관련한 도로 인프라와 관련 시스템의 개선을 통해 교통사고 감소와 사망자 최소화에 기여할 것으로 기대된다”며, “또한, 둘러싸는 형태의 교각용 안전시설과 감충형 지주를 통해 선진국 대비 상대적으로 낙후된 탑승자 안전도를 고려한 도로시설 안전성 향상도 예상된다”고 밝혔다.


이어 “특히, 공작물과의 충돌사고 시 2차 피해 최소화를 통한 인명피해 최소화와 해외기술의 국산화, 차량으로부터 위험에 노출된 도로 작업자에게 안전한 도로 공사장 환경 제공이 가능할 것”이라고 전망했다.

오성덕 기자 건설기술


http://www.ctman.kr/news/17482

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