한국전력공사 전력연구원(원장 김태균)은 중요 국가기반시설물인 전력구, 변전소 등의 전력설비가 위치한 주변 지역의 지반침하 위험을 모니터링하고 이를 효율적으로 관리키 위한 ‘인공위성 활용 전력설비 위험 예측시스템’ 개발에 착수했다.
‘인공위성 활용 전력설비 위험 예측시스템’은 인공위성의 고해상도 레이다 관측데이터를 자동으로 분석해 전력설비 주변 넓은 지역의 지반 변위를 주기적으로 측정한다. 이를 통해 예측 안전범위를 벗어나는 이상 변위가 관측될 시에는 이를 시설 관리자나 현장 작업자에게 통보해 위험 발생 초기에 적절한 안전조치를 가능하게 함으로써 대형사고를 사전에 예방할 수 있도록 한다.
인공위성에 탑재된 합성개구레이다(Synthetic Aperture Radar)는 기상 조건이나 주·야간 상관없이 전천후로 광범위한 지역을 촬영할 수 있으며, 안테나에서 지구 표면을 향해 발사한 마이크로파가 반사돼 되돌아오는 신호를 측정해 2차원 영상으로 복원할 수 있다. 이렇게 얻은 영상의 위상차 정보를 이용해 위치 정보 및 변위를 측정하는 기술을 합성개구레이다 간섭기법(Interferometric SAR)이라 하며, ‘인공위성 활용 전력설비 위험 예측시스템’은 이 기술을 이용해 전력설비 주변 지반 변위를 측정한다.
현재 사용되고 있는 전통적인 지반 변위 측정기술은 작업자가 현장에서 레벨, 광파기, 위성항법시스템 등의 기기를 사용해 직접 측정하는 방식으로 측정지역 면적에 비례해 많은 시간과 비용이 소요된다. 또한 사유지나 위험지역 등 작업자의 접근이 어려운 장소는 측정이 불가하고, 측정시점 이전의 과거 지반 변위 이력은 알 수가 없어 침하 발생 시 원인 파악이나 책임규명에 한계가 있다.
반면 인공위성 합성개구레이다 간섭기법을 이용한 지반 변위 측정기술은 기존 점기반 현장 측정방식의 시·공간적 한계를 극복하고, 광범위한 지역의 지반 변위를 일정한 주기로 측정할 수 있다. 또한 위성 발사시점 이후부터 누적된 관측데이터를 통해 신규 건설이 예정된 지역의 과거 지반 변위 이력 특성을 파악함으로써 설계단계에서 적정한 선로 경과지 선정이나 예상 가능한 침하위험에 대해 사전대비책을 마련하는 판단 근거로 활용될 수 있다.
전력연구원 관계자는 “인공위성 활용 지반 변위 분석기술 고도화와 현장 실증과정을 거쳐 ‘인공위성 활용 전력설비 위험 예측시스템’을 2023년 말까지 구축할 예정”이라며 “이 시스템을 통해 전력설비의 설계부터 시공, 운영단계까지 건설 전주기에 대한 효율적이고 자동화된 안전관리를 수행함으로써 지반침하로 인한 안전사고와 경제적 피해를 예방할 수 있을 것으로 기대된다”고 밝혔다.
