센서 하나로 원전 지진 피해 예측…UNIST, 인공지능 기술 개발

[울산=뉴시스] 구미현 기자 = UNIST 연구진. 사진 왼쪽부터 이영주 UNIST 교수, 이재범 한국표준과학연구원 박사, 이진구 UNIST 연구원(제1저자), 이승준 한국표준과학연구원 박사 [email protected] *재판매 및 DB 금지

[울산=뉴시스] 구미현 기자 = 원자력 발전소의 전기 설비를 일일이 점검하지 않고도 보수가 필요한 전기 설비를 신속히 가려낼 수 있는 기술이 나왔다.

울산과학기술원(UNIST)은 지구환경도시건설공학과 이영주 교수팀과 한국표준과학연구원 물리측정본부 비파괴측정그룹 이재범 박사팀이 원자력발전소 보조 건물 내 139개 세부 지점의 진동 현황을 추정하는 인공지능 모델을 개발했다고 30일 전했다.

개발된 인공지능 모델은 단일 센서가 실측한 지진 데이터를 입력받아 건물 내 139개 지점의 지진 가속도 응답을 0.07초 안에 산출해 낸다.

가속도 응답은 지진파가 지나갈 때 설비가 얼마나 빠르고 세게 흔들렸는지를 보여주는 지표로 이를 분석해 어느 구역에 설치된 설비를 우선 점검해야 하는지를 파악할 수 있다.

139개 지점의 지진 가속도 응답을 실제로 측정하려면 수백 대의 센서가 필요한데, 인공지능이 그 수백 대 센서를 대신하는 가상 센서 역할을 하는 셈이다. 실제 센서를 설치하지 않아도 돼 유지·보수 비용도 줄일 수 있다.

연구팀은 이 인공지능 모델을 여섯 단계 블록으로 설계해, 지진파 속 느린 흔들림부터 빠른 떨림까지 다양한 진동 패턴을 학습할 수 있도록 했다. 이 덕분에 인공지능 모델은 보조건물 전체의 큰 움직임뿐 아니라 특정 설비 주변에서 증폭되는 진동까지도 정확히 추정할 수 있다.

잡음이 없는 조건에서는 예측 오차가 0.44~0.59%에 불과했고, 잡음을 인위적으로 섞은 10dB 환경에서도 4% 안팎을 유지했다. 또 실제 지진 기록(NGA-West 2)을 활용해 성능을 검증한 결과, 한국과 미국 원자력발전소 설계 안전 기준이 되는 강진 조건에서도 신뢰할만한 추정치를 산출해 냈다.

[울산=뉴시스] 구미현 기자 = UNIST 연구진. 기존의 물리적 센서 기반 모니터링 기술(좌)과 인공 지능 기반 가상 센서를 이용한 기술(우) [email protected] *재판매 및 DB 금지

연구팀은 "원전 점검으로 인해 가동이 중단되는 시간과 센서 유지·보수 부담을 획기적으로 줄인 기술"이라며 "특히 원전과 같은 방사선 통제구역에서는 센서 설치와 유지보수가 매우 제한적이고 비용이 많이 드는데, 이러한 문제를 근본적으로 해결할 수 있을 것으로 기대된다"고 말했다.

이번 연구 결과는 토목공학 분야 국제 학술지인 '컴퓨터 에이디드 시빌 앤 인프라스트럭처 엔지니어링(Computer-Aided Civil and Infrastructure Engineering)'에 지난 1일 온라인 게재됐다.

연구 수행은 과학기술정보통신부 한국연구재단의 지원을 받아 이뤄졌다.


◎공감언론 뉴시스 [email protected]