학부생 주도 캡스톤 디자인을 통해 기업체의 문제점을 해결 

한충수, 진승태, 김동희, 배재원, 이광효 학생(지도교수: 조성진)이 현재 도시가스의 문제점을 해결할 수 있는 새로운 아이디어를 제시하고, 이를 제품을 개발했다.

도시가스 공급로인 가스배관의 부식은 폭발 및 가스누출의 사고로 이어질 수 있는 가운데 설치된지 20년이 지난 노후 가스배관은 점차 증가하고 있어 사전 점검을 통한 사고예방의 중요성이 대두되고 있다. 

현재 가스배관은 피복과 희생양극법 또는 외부전원법 등으로 부식을 억제하고 있는데 대전에 가스를 공급하고 있는 도시가스회사 ‘CNCITY(대표 송상호)’는 정기적으로 매설되어 있는 가스배관 점검을 실시하고 있지만 대전 지역 가스배관 총 1,300km 구간에 300~500m 간격으로 점검장소가 있어 배관 유지관리가 어렵다는 문제가 있다.

또, 측정된 점검 데이터를 수기로 기록한 후 다시 본사의 서버에 입력하는 기존의 점검 방식으로 인해 발생하는 인적오류의 데이터 신뢰성 문제, 우수한 점검 성능만큼 비싼 전위 측정기로 인한 도시가스 회사들의 예산적 부담 등 현재 배관 점검 시스템 전반에서 여러가지 문제가 있다.

이를 해결하기 위해 학부 연구생 연구팀은 ‘CNCITY’와 산학연계 캡스톤 디자인 수업을 통해 문제를 해결해 ‘스마트 무선통신 가스 배관 점검 시스템’을 개발했다. 

개발 단계부터 연구팀의 아이디어는 우수성을 인정받아 지난해 ‘올해의 캡스톤디자인 경진대회 대상’과 ‘캡-스타트업 사업화아이디어 공모전 대상’ 부문에서 각각 대상을 받은 바 있다.

이후 보완 연구를 통해 개발한 시스템은 소형 IoT 시스템과 3D 프린팅 기술을 이용해 제작됐으며, 지도 기반 측정 알고리즘이 도입돼 가스 배관의 점검 데이터와 위치정보를 어플리케이션을 통해 전송하고 서버에 저장함으로써 점검의 효율성을 향상하고 데이터 신뢰성을 높였다.

또, 기존 측정기의 판매가 기준 85%의 원가절감을 할 수 있을 뿐 아니라, 점검에 소요되는 시간도 기존의 대략 대비 약 60% 절약할 수 있었고 이를 기반으로 배관 상태를 빅데이터로 저장해 AI 기술을 접목할 수 있는 토대를 마련했다. 

조성진 교수는 “이번 기술은 점검에 소요되는 인력을 효율적으로 배치할 수 있을 뿐만 아니라 기존의 측정기를 대체하면서도 높은 데이터 신뢰도를 제공할 수 있다"며, "학생들이 개발한 시스템은 가스 배관의 안전성을 향상하고 사고를 방지함으로써 지역사회 가스 안전 사고 에방에 기여할 것으로 기대된다”고 평가했다.

한편, 이번 연구는 충남대 LINC사업단 애로기술지원 사업의 지원을 받았고 산학연계 캡스톤지다인 수업을 통해 진행됐다.