1.1 연구의 배경 및 목적

2020년도 산업재해 통계에 의하면 산업재해 사망자 882명 중 건설업에서 발생한 사망자는 458명으로 51.9 %를 차지했다. 더불어 건설업 사망자는 최근 10년(2011~2020년)동안 연간 400명대로 유지되고 있으며, 전체 업종 사망자 중 가장 높은 비율을 차지하고 있는 것으로 조사되었다^{(MOEL, 2021)}. 이러한 배경 아래 안전 관리의 중요성은 더욱 커지고 있으며, 정부는 건설업 사망사고 감축을 목표로 안전 관리에 대한 규제를 제정 및 강화하고 있다^{(MOLIT, 2020)}.

이러한 기조 속에서 건설 현장 내 안전 관리 강화를 위해 현행 안전 점검 방식에 대한 기술 및 제도적 보완을 실시하고, 현장 특성에 맞는 점검 방안을 마련하는 것이 요구되고 있는 상황이다. 특히 철도 건설 현장의 경우 궤도 및 전차선 등 고유 시설의 설치가 필요하며, 도심지 철도 공사는 인접 구조물 및 기존 운행선으로 인해 시·공간적 제약조건 하에 점검이 수행되어야 하는 만큼 철저한 안전관리의 필요성이 더욱 강조되고 있다. 그러나 안전관리의 필요성만 강조될 뿐 구체적 강화 방안이 제시되지 않고 있어 철도 현장의 안전 점검은 아직까지 대부분 육안 또는 재래식 도구를 활용하여 진행되고 있다. 현행 점검 방식은 야외 노출 환경에서 실시되는 철도 현장 점검 특성상 기상악화 및 거리상 접근 불가 등의 제약사항으로 인한 한계가 존재하는 것으로 파악되었다.

이에 최근에는 ‘스마트 건설’의 각종 기술도입을 통해 안전 관리 능력을 향상시키고자 하는 방안들이 제시되고 있으며, 이 중 건설 안전 분야 내 4차 산업기술 적용을 위한 핵심 기술인 BIM (Building Information Modeling)과 증강현실(Augmented Reality, 이하 AR) 기술 활용에 대한 관심이 높은 상황이다.

BIM은 설계, 시공, 유지관리까지 시설물의 전 생애주기 동안에 필요한 데이터를 모델링할 수 있는 기술로, 건설현장의 잠재적 위험 요소들을 파악하기에 편리한 시각화 도구로 활용될 수 있어 안전 관리 업무에 효과적일 수 있다^{(Kim et al., 2013; Kim et al., 2016)}. 또한 AR은 실제 현장에 시각정보를 중첩시켜 제공함으로써 현장 관리자가 즉각적 안전관리 사항을 인지하고 조치하도록 업무를 지원한다는 점에서 안전 점검에 효과적일 수 있다^{(Li et al., 2018)}.

이러한 BIM과 AR을 건설 현장 내 안전 관리 강화를 위한 기반 기술로 활용하고자 하는 연구는 다수 등장하였으나, 대부분 건축 및 도로 현장 중심으로 적용되었으며 철도 인프라를 대상으로 수행한 사례는 드문 것으로 조사되었다^{(Kim et al., 2018; Zhou et al., 2017)}. 또한, 철도 분야 내 적용된 경우에도 국부적 사례 제시에 불과함에 따라 실제 현장 안전 점검 내 활용도가 높은 AR 기술 및 적용 방안의 도출이 필요하다.

본 연구는 철도 인프라에 특화된 AR 및 BIM 기반 안전 관리 시스템을 구축하기 위한 기초 조사 및 연구 단계로, 현행 안전관리 방식 개선에 필요한 최적의 AR 기술 적용 방안 및 제공되어야 할 주요 콘텐츠를 도출하고자 하였다. 이를 위해 우선적으로 실제 안전 점검을 수행하는 철도 안전 전문가에게 점검 상 애로사항을 파악하는데 역점을 두었으며, 동시에 이를 AR 및 BIM 기술로 해결할 수 있는 부분을 찾는 데에 집중하였다.

1.2 연구의 범위 및 방법

본 연구는 철도 교량 및 터널의 시공 단계 현장 내 AR 기술의 활용을 극대화하기 위해 다음과 같은 일련의 과정으로 실무자 입장에서 안전 관리 시 필요한 AR 기술 및 콘텐츠를 도출하고, 이들 기술의 현장 적용 시 기대 효과에 따른 개발 우선순위를 선정하고자 하였다.

1단계: 현행 철도 안전 점검 문제 조사

철도 건설 현장 안전 전문가들을 대상으로 Focus Group Interview (FGI)를 실시하여 현행 점검의 주요 문제점을 파악하였다. 이후 도출된 주요 안전 점검 문제 개선의 필요성 및 시급성 평가를 위한 설문조사를 실시하여 문제 해결의 우선순위를 선정하였다. 또한, 건설기술진흥법과 산업안전보건법에서 규정하는 안전 점검 항목을 분석하여 현장에서 요구하는 주요 점검 유형을 도출하였다. 이러한 절차를 통해 현행 안전 관리 개선에 필요한 AR 기술 및 콘텐츠에 대한 근거를 제시하였다.

2단계: 철도 건설 현장 내 AR 기술 활용 방안 도출

1단계에서 도출된 철도 현장 내 현행 안전 점검의 주요 문제를 해결하고 점검 유형을 효율적으로 수행할 수 있는 AR 기술 및 콘텐츠를 제안하고자 하였다. 이를 위해 일반적으로 제공되는 AR 기술에 대해 조사하였으며, 이들 기술과 철도 안전 점검의 주요 문제 및 유형의 매핑을 통해 현장 내 AR 기술의 활용 방안을 도출하였다.

3단계: AR 기술 개발 우선순위 도출

2단계에서 도출된 AR 기술 활용 방안의 기대 효과를 평가하기 위해 현장 안전 전문가들을 대상으로 설문조사를 실시하였으며, 평가는 AR 기술 및 제공 콘텐츠 항목을 중심으로 진행되었다. 이후 평가 결과에 따라 안전 관리 시스템 구축 시 탑재되어야 할 AR 기술의 개발 우선순위를 도출하였다.

2.1 AR 구현 기술 동향

AR 기술이 다양한 산업분야에 폭넓게 도입됨에 따라 이를 지원하기 위한 기술의 발전이 빠르게 이루어지고 있으며, 하드웨어와 소프트웨어의 유기적인 조합을 통해 기술 개발이 이루어지고 있다.

하드웨어의 경우 디스플레이 요소를 포함하고 있는 AR 체험 기기로, 현실 환경에 시각 정보를 제공하여 몰입감과 현장감을 향상시킨다. 이는 머리에 착용하고 사용하는 HMD (Head Mounted Display)와 같은 웨어러블 디바이스(wearable device) 및 휴대폰이나 태블릿을 통해 AR 구현이 가능한 핸드헬드 디바이스(handheld device)로 구분할 수 있다. 웨어러블 디바이스는 머리에 장착하고 눈에 밀착 후 모든 시야를 가득 채운 공간에서 AR을 체험할 수 있기 때문에 뛰어난 몰입감을 제공한다는 장점이 있다. 개발 사례로 마이크로소프트社는 머리에 장착하고 별도의 컨트롤러 없이 사용자의 손으로 직접 가상환경을 조작할 수 있는 혼합현실 기반의 홀로렌즈(Hololens)를 개발하였다. 그러나 웨어러블 디바이스는 다소 무거운 장비를 항상 머리에 착용하고 있어야 하는 점에서 사용 편의성에 제약이 있다. 이를 해결하기 위해 최근 구글社는 경량 웨어러블 디바이스인 구글 글래스(Google Glass)를 개발하여 일반 안경 형태의 디바이스로 AR 체험이 가능하도록 구현하였으나, 이는 현재 기업용 시제품 출시에 불과하여 상용화를 위한 지속적인 시도가 이루어지고 있다^{(INNOPOLIS, 2021)}. 반면, 핸드헬드 디바이스는 대중적인 모바일 기기를 활용하여 AR을 체험할 수 있다는 점에서 휴대성 및 접근성이 가장 높다고 평가된다^{(Oh, 2018)}. 개발 사례로, Apple社는 모바일 기기의 AR 콘텐츠 제작을 위한 지원 도구인 ARKit를 개발하고 이를 활용하여 스마트폰으로 주변 물체를 측정할 수 있는 어플리케이션을 개발하였다.

소프트웨어의 경우 AR 콘텐츠 제작을 위한 각종 리소스 및 기술(2D/3D position tracking: AR의 핵심기술 중 하나로, 3차원 공간상에서 사용자의 움직임에 따라 변경되는 카메라 시점의 위치와 자세의 좌표값을 실시간으로 추정하는 기술, graphic processing: AR의 핵심기술 중 하나로, AR 환경에 최적화된 현실감 있는 3D 영상 및 콘텐츠 확보를 위한 3D 모델링 및 렌더링 기술 등)을 지원하는 AR SDK(소프트웨어 개발 키트(Software Development Kit, SDK): 소프트웨어 개발 시 특정 운영체제용 응용프로그램을 만들 수 있게 해주는 소스 및 도구 패키지)가 다양하게 개발되고 있다. AR SDK는 Android와 iOS 플랫폼에 대한 개발 환경을 제공하고 개발 편의성을 위해 Unity社의 Unity3D 엔진이나 Epic Games社의 Unreal 엔진과의 연동기능을 제공한다. 대표적인 SDK로는 PTC社의 Vuforia SDK, Apple社의 ARKit, Google社의 ARCore 등이 있다. 기존에는 AR SDK의 개발을 이미지, 오브젝트, 주변 환경을 인식하고 추적할지에 중점을 두었다면 최근에는 Apple社를 필두로 사실감 있는 렌더링 기능을 제공하기 위한 개발을 진행하고 있는 추세이다^{(Cho et al., 2019)}.

2.2 건설 안전 관리 내 AR 적용 연구 및 기술 개발 동향

AR은 실제 환경 내 시각 정보를 제공한다는 측면과 이를 기반으로 건설 작업 환경에 적절한 정보 제공이 가능하다는 점에서 현장 안전 관리 내 AR 기술 적용을 다룬 다수의 연구 및 개발이 진행되고 있다.

^{Park and Kim(2013)}은 BIM, 위치 추적 및 AR을 통합하는 안전관리 및 시각화 시스템 프레임워크를 구축하여, 건설 현장의 전반적인 안전 상태를 효율적으로 파악할 수 있도록 하였다. ^{Le et al.(2015)}는 건설 안전 계획, 교육 및 실시간 안전 모니터링이 가능한 웨어러블 컴퓨팅 기반의 BIM 및 AR 시스템을 구축하였다. ^{Kim et al.(2017)}은 웨어러블 장치를 활용하여 근로자에게 AR 기반의 현장 내 위험정보를 제공하여 안전사고 발생을 사전에 방지할 수 있는 시스템을 개발하였다.

최근에는 국내외 시공사들도 건설 현장 내 AR 기술을 적용하는 사례가 등장하고 있다. 현대건설社는 AR 기반의 시공 계획 검토 기능을 탑재한 스마트 안전 관리 시스템인 HIoS (Hyundai IoT Safety System)를 개발하였으며, 이를 현장 내 적용하여 건설 공사의의 대형화, 복잡화에 따른 안전사고를 방지하고자 하였다^{(Hyundai E&C, 2020)}. SK Telecom社는 Trimble社의 AR 기반 사이트 비전(Site Vision)을 장착한 스마트폰을 통해 3D 설계도와 시공 정보를 제공하여 전반적인 현장 관리가 용이하도록 하였다. 해외 건설 현장에서도 AR 기술을 적용하고 있으며, 일례로 일본의 코노이케 건설社는 AR 기반의 터널 유지관리 시스템을 개발하여 접근이 불가한 구간의 점검이 가능하도록 하였다^{(Cho, 2018)}.

그러나 상기 제시한 연구 및 개발 사례의 경우 일반적인 건설 프로젝트 대상으로 적용하여 구체성이 떨어지며, 안전에 집중된 내용을 제시하지 못하고 있다. 특히 건설 프로젝트를 대상으로 AR 연구가 수행되었더라도 철도 인프라를 대상으로 직접 활용한 연구나 사례는 드문 것으로 조사되었다. 이에 본 연구는 현장 안전 전문가 입장에서 실제 안전 관리 시 필요한 적정 AR 기능 및 콘텐츠를 도출하여 철도 인프라 내 AR 기술의 활용을 극대화하고자 하였다.

4.1 철도 안전 점검 문제점 조사

4.1.1 FGI (Focus Group Interview)

철도 건설 현장의 안전 점검 상 주요 문제점을 파악하기 위해 FGI를 실시하였다. FGI는 대표적인 질적 연구 방법 중 하나로, 유사한 배경을 가진 사람들을 동시에 인터뷰하여 결론을 도출하는 방식이다^{(Park and Lee, 2015)}. 이는 일반적인 인터뷰 방식에 비해 비교적 구체적으로 의견 수집이 가능하여 현행 철도 안전 점검의 주요 문제점을 파악하기에 용이하다고 판단되었다. 또한 인터뷰 주제에 대한 각자의 경험을 토대로 의견을 교환하면서 종합 결론을 도출할 수 있기에 본 방식을 채택하였다.

Table 1에서와 같이 FGI는 국가철도공단 강원·수도권·충청본부 소속 안전 전문가 11명을 대상으로 실시되었다. 이들의 전문분야는 10명이 토목공학(91 %), 1명이 전기공학(9 %)이며(Fig. 2 참고), 경력은 15년 이상이 4명, 10년 이상 15년 미만이 4명, 5년 이상 10년 미만이 1명, 5년 미만이 2명으로 확인되었다(Fig. 3 참고). 이와 같은 철도 건설 부문 안전 전문가를 대상으로 Table 2에 제시한 질문지를 활용하여 철도 안전 점검의 주요 문제점을 도출하였다.

인터뷰 결과, 현재 철도 안전 점검 방식은 크게 1) 방대한 점검 항목으로 인한 인력 및 시간 부족, 2) 재래식 측정 방안 및 도구 사용으로 인한 시간 부족, 3) 위치상 접근이 어려운 구간에 대한 점검 불가, 4) 악천후로 인해 점검이 불가하거나 차질이 발생하는 것으로 조사되었으며, 이에 대한 상세 답변은 아래와 같다.

1) 방대한 점검 항목으로 인한 인력 및 시간 부족

현재 철도 건설 현장의 안전 점검은 ‘건설기술진흥법’과 ‘산업안전보건법’에 의해 수행되고 있다. 두 법률은 각각 공사목적물과 근로자의 안전으로 분리되어 있기 때문에 현장에서는 이중으로 안전 점검을 실시하는 것으로 조사되었다. 이러한 이중 작업과 점검 항목의 방대함으로 인해 제한된 시간 내 모든 사항을 점검하기에 인력 및 시간이 부족한 것으로 파악되었다.

2) 재래식 측정 방안 및 도구 사용으로 인한 시간 부족

실제 현장에서 치수 측정과 관련된 점검 항목은 대부분 재래식 측정 도구(예: 줄자, 보폭 등)로 수행되고 있으며, 이로 인해 점검 시간이 많이 소요되고 정확성 또한 떨어지는 것으로 파악되었다. 특히 안전사고가 많이 발생하는 비계와 같은 가설물은 점검 부재가 많아 이들에 대해 일일이 측정 및 올바른 설치 여부를 파악하는 것이 어려운 것으로 조사되었다.

3) 위치상 접근이 어려운 구간에 대한 점검 불가

현재 철도 건설 현장의 안전 점검은 대부분이 도보로 실시되어 위치상 접근 불가한 구간의 경우 점검이 어려운 것으로 파악되었다. 일례로 도로 인프라의 경우 교량 하부 슬래브 점검 시 굴절차를 활용하지만, 철도 인프라는 설치되어 있는 궤도로 인해 굴절차 진입이 불가하여 하부에 대한 정밀 점검이 어려운 것으로 조사되었다.

4) 악천후로 인한 점검 불가 및 차질 발생

야외 노출 환경에서 실시되는 철도 건설 현장 점검 특성상, 악천후 시에는 점검이 불가하거나 차질이 발생하는 것으로 조사되었다. 또한 악천후 상황 속 안전 점검 수행 시 해당 현장까지 이동하는 과정에서 안전사고가 발생하기 때문에 점검 업무의 수행이 불가한 것으로 파악되었다.

Fig. 2. Specialism of Interview Target

Fig. 3. Career Period of Interview Target

Table 1. Details of FGI Implementation

Interviewees (11)	The numbers and affiliated institution	11 field safety experts belonging to the Korea National Railway (Gangwon·Capital area·Chungcheong headquarters)
	Specialty	Civil engineering			Electrical engineering
		10			1
	Career period	Less than 5 years		5-10 years	10-15 years		More than 15 years
		2		1	4		4
Date	Gangwon headquarters		Capital area headquarters			Chungcheong headquarters
	16 April 2021		21 May 2021			2 June 2021

Table 2. Interview Questions for FGI

Subject	Questions
The current safety inspection methods and problems at the railway construction site	How are the safety inspections being carried out based on the act (construction technology promotion act/occupational safety and health act)?
	What are the main problems in conducting safety inspection in the railway construction site?

4.1.2 주요 안전 점검 문제 시급성 평가

상기 인터뷰 결과 도출된 4가지 주요 안전 점검 문제에 대한 개선 시급성 평가를 위해 FGI 실시 인원(Table 1 참고)을 대상으로 설문조사를 추가로 실시하였으며, 이를 통해 문제 해결을 위한 우선순위를 선정하고자 하였다.

우선순위 평가는 리커트 척도(Likert scale)를 활용하였다. 본 방식은 설문 항목에 대한 설문자의 의견을 5점 척도(1=매우 낮음 … 5=매우 높음)로 측정하고, 이를 환산점수의 평균값으로 산출하여 우선순위를 선정하기 때문에 설문자의 의견을 정량적으로 수집하고 분석이 가능하다^{(Kang et al., 2005)}. 이에 따라 본 연구에서 수행하는 4가지 주요 안전 점검 문제의 개선 시급성에 대한 개별 평가를 기반으로 해결 우선순위를 도출하기에 적합한 것으로 판단되었다.

분석 결과 ‘재래식 측정 방안 및 도구 사용으로 인한 시간 부족’ 문제가 가장 시급히 해결되어야 할 것으로 도출되었으며, ‘위치상 접근이 어려운 구간에 대한 점검 불가, 방대한 점검 항목으로 인한 인력 및 시간 부족, 악천후로 인한 점검 불가 및 차질 발생’순으로 우선순위가 도출되었다. 그러나 4가지 주요 안전 점검 문제 모두 고루 높은 점수 분포를 보임에 따라, 해결의 우선순위가 있더라도 모든 문제가 속히 해결되어야 할 것으로 분석되었다(Fig. 4).

Fig. 4. Evaluation of Urgency on the Major Problems in Safety Inspection

4.2 철도 안전 점검 관련 법규 분석

철도 건설 현장에서 요구하는 점검 유형 도출을 위해 ‘건설기술진흥법(construction technology promotion act)’과 ‘산업안전보건법(occupational safety and health act)’에서 규정하는 구체적인 점검 항목을 조사하였다(Tables 3 and 4 참고).

Tables 5 and 6는 두 법률이 규정하고 있는 교량과 터널에 대한 세부 안전 점검 사항에 대한 일부 예시이며, 표의 마지막 열에 제시된 바와 같이 이들 항목을 점검 유형별로 구분하였다. 이후 당 항목들을 유형별로 집계하여 Figs. 5 and 6에 제시하였다.

결과를 살펴보면 교량의 경우 1) 부재 설치 여부(status of installation) (32 %), 2) 부재의 적정 간격 준수 여부(adequate dimensional spacing) (21 %), 3) 작업 절차 준수 여부(observance of work procedures) (18 %) 및 4) 기타 순으로 점검 유형이 도출되었다. 터널의 경우 1) 작업 절차 준수 여부(56 %), 2) 부재 설치 여부(26 %), 3) 부재의 적정 간격 준수 여부(6 %) 및 4) 기타 순으로 점검 유형이 도출되었다.

이처럼 교량 및 터널 모두 1) 작업 절차 준수 여부, 2) 부재 설치 여부, 3) 부재의 적정 간격 준수 여부 유형이 가장 많았으며, 5.2 절에서는 각각의 점검 유형에 적합한 AR 기능의 활용 방안을 제안하였다.

Fig. 5. Analysis of Inspection Type (Railway Bridge)

Fig. 6. Analysis of Inspection Type (Railway Tunnel)

5.1 안전 분야 내 활용 가능한 AR 기술 조사

앞서 2.1절에서 제시한 AR 플랫폼을 기반으로 다양한 기술들이 개발되고 있으며, 이 중 안전 분야에 활용 가능성이 높은 기술을 조사 및 선별하여 아래에 제시하였다.

1) 모델 배치 투영 및 데이터 입력 기술: Fig. 7(a)와 같이 AR의 기반 기술로 현실 공간 내 가상 모델 및 정보를 투영하고, 해당 AR 환경 내 실시간으로 데이터를 입력할 수 있는 기술을 의미한다. HMD 기기는 사용자의 모션을 인식한 데이터 입력이 가능하며, 모바일 기기의 경우 키보드와 같은 입력 도구를 활용한 AR 환경 내 데이터의 기록이 가능하다^{(International Cooperation Team, 2011; Park, 2018)}.

2) 표식 위치 투영 기술: Fig. 7(b)와 같이 공간 정보를 기반으로 현실 공간 내 가상 모델을 실제 위치에 투영해주는 기술을 의미한다. 일례로, ^{Lee et al.(2018)}은 GPS를 활용하여 획득한 위치 정보를 기반으로 지하시설물을 실제 위치에 투영하여, 굴착 전 매립 부재를 확인할 수 있는 모바일 AR 어플리케이션을 개발하였다.

3) 치수 측정 기술: Fig. 7(c)와 같이 AR 환경에서 피사체의 치수를 측정하는 기술로, Apple社는 라이다(LIDAR) 스캐너를 통해 주변 환경 및 물체와의 거리를 감지하여 측정 어플리케이션의 정밀도를 높였다.^{(Apple, 2021)}

4) 원격 가상 회의 기술: Fig. 7(d)와 같이 다수의 사용자가 가상의 AR 공간을 공유하여 동일한 피사체에 대한 회의를 진행할 수 있도록 하는 기술로, 최근 원격 회의에 대한 니즈가 증가함에 따라 AR 기반의 현실감 있는 원격 가상 회의에 대한 관심이 높아지고 있다. 일례로 Spatial社는 사용자의 모션에 대한 트래킹 기술을 통해 가상공간 내 참여자들 간의 의사소통이 원활하도록 원격 협업 플랫폼을 개발하였다^{(Spatial, 2021)}.

Fig. 7. Example of AR Technologies(Apple, 2021;AXORA, 2021;HMG Journal, 2021;Unity, 2021)

5.2 철도 안전 점검을 위한 AR 기술 및 정보 콘텐츠 도출

앞서 4장에서 도출된 철도 안전 점검 상 애로사항과 법규상 안전 점검 항목 유형에 대해 AR 기반으로 해결할 수 있을 것으로 판단되는 기술들을 Fig. 8에서와 같이 매핑하였다. 또한 AR 기술 중 투영 기술을 통해 제공할 수 있는 안전 관련 정보를 제시하였다.

Fig. 8. AR Technology Mapping: Major Safety Inspection Problems and Types, Necessary Information

이러한 과정을 통해 도출된 철도 건설 현장 내 AR 기술의 상세한 활용 방안은 다음과 같다.

1) 모델 배치 투영 및 데이터 입력 기술(projection of model layout and Input data)

본 기술은 ① 방대한 점검 항목으로 인한 인력 및 시간 부족 문제를 해결할 수 있고, ⑤ 작업 절차 준수 여부에 대한 점검 유형의 효율적 수행을 위한 지원이 가능하다.

- ①번 문제의 경우 본 기술을 통해 제공되는 안전 규정 등의 점검 항목, 설계도면 및 도서, BIM 모델, 공정표 및 진도율 등의 시공 현황 콘텐츠를 통해 필요 정보의 접근성 부족 문제를 해결할 수 있고, 점검 결과를 실시간으로 AR 환경 내 입력하여 점검에 소요되는 시간의 단축이 가능하다. 또한 입력된 점검 결과는 안전 관리자들 간의 공유가 가능하며, 이를 통해 점검 전반에 대한 이력관리 및 현장에 투입되는 인력을 감소시킬 수 있을 것이다.

- ⑤번 점검 유형의 경우 본 기술을 통해 제공되는 현장 내 필요 정보 중 안전 규정 등의 점검 항목을 활용하여, 작업 절차 준수 여부에 대한 검토 및 결과 기록이 가능하다. 이는 점검부터 결과 기록까지의 모든 프로세스가 AR 환경 내에서 이루어지기 때문에 기존 안전 점검 방식 대비 편의성 및 효율성이 증대될 수 있을 것으로 사료된다.

2) 표식 위치 투영 기술(projection of the mark position)

본 기술은 ⑥ 부재 설치 여부에 대한 점검 유형의 효율적인 수행을 위한 지원이 가능하다. 즉, 투영 기술을 통해 제공되는 현장 내 필요 정보 중 부재 정보와 설치 위치 및 방법을 활용하여 부재 설치의 적정성 여부를 판단할 수 있다. 구체적으로 특정 부재의 설치 위치를 시공 BIM 모델을 AR로 시각적으로 표시해줌으로써 시공 도면에 맞게 설치되는지에 대한 점검을 가능하게 할 것으로 사료된다.

3) 치수 측정 기술(dimension measurement)

본 기술은 ② 재래식 측정 방안 및 도구 사용으로 인한 시간 부족 및 정확성 저하 문제를 해결할 수 있고, ⑦ 부재의 적정 간격 준수 여부에 대한 점검 유형의 효율적인 수행을 위한 지원이 가능하다.

세부적으로, 본 기술을 통해 제공되는 AR 및 BIM 기반의 치수 정보를 활용하여 개별 부재들의 길이 혹은 설치 간격 등을 측정 및 검측할 수 있다. 이는 현장 구조물의 치수 측정을 신속히 이루어질 수 있도록 하여 ②번의 재래식 측정 도구 사용으로 인한 시간 부족 문제를 해결하고, ⑦번 점검 유형의 적정 간격에 대한 측정을 효율적으로 수행할 수 있을 것으로 사료된다.

4) 원격 가상 회의 기술(remote virtual conference)

본 기술은 ③ 위치상 접근이 어려운 구간에 대한 점검 불가 문제와 ④ 악천후로 인한 점검 불가 및 차질 발생 문제를 해결할 수 있다. 세부적으로, ③번과 ④번 문제의 경우 기상 조건 및 공간의 제약으로 인해 현장에서 직접 점검을 수행하기 어려운 문제를 의미한다. 이에 본 기술을 활용하여 안정된 실내에서 정밀 점검을 수행할 수 있는 환경을 제공할 경우 ③번과 ④번의 문제를 해결할 수 있을 것으로 사료된다.

5.3 AR 기술 개발 우선순위 도출

상기 도출된 철도 건설 현장 내 AR 기술 활용 방안의 실제 현장 적용 시 기대 효과를 평가하기 위해 안전 전문가를 대상으로 설문조사를 실시하였다. 설문조사는 앞선 4장과 동일하게 Table 1의 인원을 대상으로 리커트척도 평가방식을 활용하여 실시되었다.

평가 결과, 안전 점검 업무 내 4가지 기술 적용 시 ‘모델 배치 투영, 표식 위치 투영’ 기술의 활용도가 가장 높을 것으로 도출되었다(Fig. 9 참고). 그러나 현장 안전 전문가는 본 기술들을 통한 투영체와 실물 간의 오차가 클 경우 점검 업무의 대체가 아닌 단순 참고용으로 전락할 리스크가 존재하는 것으로 판단하였다. 즉, AR 모델과 실제 구조물 간 투영 오차범위가 10 cm 이하일 경우 그 효용성이 있을 것으로 분석되었으며, 이는 AR 기술 개발 과정에 반드시 고려되어야 할 사항일 것으로 판단된다. 또한, AR 환경 내 제공되는 필요 정보의 경우 ‘점검 항목, 설계도면 및 도서, BIM 모델, 부재 정보 및 설치 방법’의 중요도가 높을 것으로 파악되었다(Fig. 10 참고). 그러나 이들 정보가 제때에 업데이트 되지 않고 여러 기관에 산재돼 있다면 정보의 신뢰성 저하가 올 수 있다. 따라서 AR에 제공될 각종 정보를 일관된 데이터베이스 형태로 저장 및 관리되어야 할 것이다.

Fig. 9. Evaluation of Effectiveness when Applying AR Technology Within Safety Management

Fig. 10. Evaluation of the Importance of AR-based Information Provided

따라서 AR 기반 안전 관리 시스템 구축 시 ‘모델 배치 투영, 표식 위치 투영’기술이 우선적으로 탑재되어야하며, 이들 AR 기술은 ‘점검 항목, 설계도면 및 도서, BIM 모델, 부재 정보 및 설치 방법’이 필수적으로 제공되도록 개발되어야 할 것으로 사료된다.