4차 산업혁명 시대를 맞아 국내 석유화학공장 역시 Digital Transformation (DT) 기술을 활용한 여러 가지 솔루션을 구축 중이다. 특히 석유화학공장은 공정내 유해위험물질로 인한 화재, 폭발 등 중대산업사고와 함께 밀폐공간 질식재해 등이 언제든지 발생할 수 있다. 따라서 현장에서는 이러한 사고를 예방함과 동시에 안전 법규를 철저히 준수하고자 DT 기술을 적극 활용 중이다. 여기서는 실제 석유화학공장에 구축한 DT 기술 기반의 스마트 방재 플랫폼에 대해 소개하고자 한다.

디지털 전환이란 AI, IoT, 클라우드, 빅데이터 등 DT 기술을 사회 전반에 적용하여 전통적인 사회구조를 혁신시키는 것이다. 이러한 디지털 전환은 아날로그 데이터를 디지털로 변환하는 전산화(Digitization) 단계와 현장에 정보통신기술을 적용하는 디지털화(Digitalization) 단계로 이뤄진다. 석유화학공장에서도 전통적인 안전관리 체계를 혁신하고자 관련 데이터의 전산화와 함께 DT 기술을 현장에 적용하는 디지털화를 실행 중이다.

이번에 소개할 스마트 방재 시스템도 이러한 디지털 전환의 일례로써 IoT, AI 영상분석 등 DT 기술을 적용한 안전관리 플랫폼이라 할 수 있다. 쉽게 말해, 현장에 가스, 화재 등 IoT 감지 장비를 설치하여 실시간 모니터링하면서, 위험 발생 시 감독자 및 작업자에게 경보를 주는 것이다.

시스템 구축은 가스, 화재 등 감지 시스템 디지털화, IoT 기반 고정식/이동식 CCTV 설치, private-LTE망 설치, 기상관측 시스템 연계, 밀폐공간 모니터링 시스템 구축 등으로 진행했다. 특히 개별적으로 분산 관리하던 가스, 화재, 악취 등 감지 시스템을 하나의 관리 플랫폼으로 통합하여 정보간 연계를 강화했다. 또한 AI기반 영상분석 기술을 적용하여 비상상황을 좀 더 신속히 감지할 수 있도록 했다. 아래와 같이 직관적인 3D 기반 화면과 함께, 위기상황 발생 시 시나리오에 따라 대응할 수 있는 기능도 구현하여 전사 차원에서 여러 가지 조치를 누락 없이 취할 수 있도록 했다.

그리고 금번 플랫폼 구축 시 다음 두가지 기능 구현에 중점을 뒀다.

첫 번째로 밀폐공간 모니터링 시스템이다.

석유화학공장에서는 저장탱크 개방검사나 반응기 내부 정비 등 밀폐공간 작업이 매우 많다. 이런 밀폐공간은 가연성 또는 유해가스가 체류할 수 있고, 환기가 부족할 경우 언제라도 화재, 폭발, 질식 사고가 발생할 수 있다. 따라서, 이러한 사고를 사전에 예방하고 사람에 의한 가스측정 오류를 방지하고자 무인 가스 모니터링 체계를 함께 구축했다.

측정 대상 가스는 산소, 황화수소, 일산화탄소, 이산화탄소, 메탄 등 5종류이며, 측정된 가스 농도는 시스템으로 실시간 전달된다.

밀폐공간내 설치한 이동식 CCTV의 영상정보, ESH(환경안전보건) 포털상 작업자 정보도 시스템과 연계된다. 측정된 가스 농도가 설정값을 넘게 되면 경보음과 함께 위기 내용이 감독자, 작업자 등에게 실시간 전파되어 안전사고를 예방할 수 있다.

두 번째로 CCTV에 AI 영상분석 기술을 활용했다. 사실 공장내 CCTV 수가 지속 증가하면서 인력에 의한 모니터링에 한계가 왔다. 따라서 이런 문제를 해결하고자 CCTV 영상분석에 AI 기술을 적용했다. 작업 현장 및 주요 지역을 CCTV가 실시간 감시하면서 화재, 가스누출, 안전모 및 안전고리 미착용 등 주요 위험요소를 AI가 감지한다. 그리고 방재 시스템을 통해 현장 감독자, 작업자 등에게 경보를 보내준다.

앞서 소개한 스마트 방재 플랫폼처럼 전통적인 석유화학공장에도 DT 기술을 접목한 여러 가지 시스템이 구축되고 있다. 말 그대로 Smart Plant Transformation(SPT)이 진행 중인 것이다. DT 기술을 잘 활용하면 공장내 화재, 가스누출 등을 효율적으로 모니터링할 수 있고, 밀폐공간 작업도 안전하게 진행할 수 있다.

가까운 미래에는 여기서 더 나아가 작업복, 보안경 등에 DT 기술이 적용되어 위기대응 속도가 높아지고 사고율도 획기적으로 낮아지지 않을까 생각한다. 안전관리에는 보수적인 마인드가 필요하지만, DT 기술 활용에는 오픈 마인드가 필요한 시점이다.