- 본 이전기술은 지하시설물(상수관로, 가스관, 전력선, 통신선 등) 대상 결함(굴착기 긁기, 굴착기 브레이커, 굴착기 타격 등) 분석을 위해 분포형 광섬유 음향 센싱 기술(DAS, Distributed Acoustic sensing) 기술, DAS 기반 시계열 데이터 획득 및 딥러닝 학습 모델을 이용한 지하시설물 결함 시계열 분석 기술임
- 레이저 광 펄스(Pulse)를 사용하여 40km 길이의 광섬유 전 구간에 대해 외부에서 인가되는 최대 1.25kHz의 진동(음향) 신호의 위치 및 분포를 감지할 수 있는 DAS 광학엔진 H/W 기술이 포함됨
- DAS에서 측정되는 시계열 데이터로부터 결함 위치를 검출하고, 결함 패턴 분류를 위한 딥러닝 모델 및 추론 기술이 포함됨
- 딥러닝 학습을 위한 지하시설물 대상 결함 학습데이터셋 4종(굴착기 브레이커, 굴착기 긁기, 굴착기 타격, 이벤트 없음(노이즈))이 포함됨
- 측정 감도 조절, 유효 측정점 향상을 위한 지하시설물 맞춤형 DAS 센싱 케이블 시공 기술이 포함됨
- 지하에 매립되어 있는 상수관로, 가스관, 전력선, 통신선 등 지하시설물은 현대사회를 유지하는 핵심 인프라지만, 수십km 이상의 긴 거리를 갖는 지하시설물을 대상으로 실시간 이상 징후 감지 및 정확한 위치 파악이 어려워 수십km 구간 빈틈없이 실시간 측정이 가능한 광섬유 기반 분포형 센싱 기술이 요구되고 있음
- 기존의 지하시설물 상태 점검 방식은 인력(초음파, 청음, 육안)에 의한 주기적 점검이나 고정된 센서(CCTV, IoT 등)를 사용하고 있지만, 시설물 전 구간 이상 징후 감지 및 예측이 어려워 사고 발생 후 위치를 탐사하고 복구하는 사후 대응 방식으로 막대한 시간과 사회적비용이 발생함
- 기존의 단순 계측에서 계측된 정보를 바탕으로 인지 및 예측할 수 있는 딥러닝 분석 기술 및 딥러닝 학습을 위한 지하시설물 대상 결함 학습데이터셋이 요구되고 있음
- 본 기술은 DAS 기술과 딥러닝 알고리즘을 활용하여, 최대 40km에 이르는 지하 시설물의 외부 결함 위치를 탐지하고 결함 유형을 분류할 수 있는 시계열 데이터 분석 기술로, 기술 도입 시 지하시설물 전 구간을 빈틈없이 실시간 감지, 결함 위치 파악 및 결함 예측으로 선제 대응이 가능해 사고로 인한 사회적 비용을 절감할 수 있는 지하시설물 진단 서비스/솔루션 제공으로 광섬유 센서 개발 기업의 경쟁력 강화 및 응용 분야 확장 가능
- SNR 향상을 위한 노이즈 저감형 DAS 광학엔진 개발 기술
- 테스트베드 활용 지하시설물 결함 모의를 통한 DAS 기반 시계열 학습데이터셋 적용 지하시설물 결함 시계열 분석을 위한 인공지능 학습모델 개발 및 4종 결함 패턴(굴착기 브레이커, 굴착기 긁기, 굴착기 타격, 이벤트없음(노이즈)) 검출(mAP: 95% 이상) 기술
- 지하시설물 대상 맞춤형 DAS 센싱 케이블 시공으로 측정 감도 조절, 유효 측정점 향상 및 시공 용이성 확보 기술
ㅇ 기술이전의 내용
- 노이즈 저감형 광학엔진을 적용한 DAS H/W 설계 기술
- 지하시설물 결함 시계열 학습데이터셋 구축 및 관리 기술
- 지하시설물 결함 검출 및 패턴분류를 위한 딥러닝 알고리즘 기술
- 지하시설물 맞춤형 DAS 센싱 케이블 시공 기술
ㅇ 기술이전의 범위
- 노이즈 저감형 광학엔진을 적용한 DAS H/W 설계 자료
- 지하시설물 결함 시계열 학습데이터셋 및 유형 분석 자료
- 지하시설물 결함 검출 및 패턴분류용 인공지능 학습모델 자료
- 지하시설물 맞춤형 DAS 센싱 케이블 시공 관련 특허
- (지하시설물 안전관리 솔루션) 최대 수십 km의 측정 거리로 지하 공동구 화재, 온수관 파열, 가스/송유관 누출 등과 같은 지하 시설물의 실시간 감지를 통해 기존 순회 점검 방식의 안전 관리 체계에 획기적인 변화를 불러올 수 있는 기술
- (사회기반시설 안전관리 솔루션) 교량, 터널, 철도, 도로 등의 사회기반시설의 실시간 감지를 통한 이상징후(낙석, 산사태, 야생동물 침입, 침입자, 공사 등) 예측
- (재난안전사고 예방) 신속하고, 정확하게 재난 발생 여부를 사전에 판단할 수 있는 지능형 원격 감지/진단 기술을 제공함으로써 사고에 따른 경제적·사회적 손실 최소화