대심도 Shield TBM 터널의 IoT 스마트 안전관리시스템 구축에 관한 연구

A Study on the Design and Construction of the IoT Smart Safety Management System in the Deep Shield TBM Tunnel

이 연구의 목적은 대심도 Shield TBM(Tunnel Boring Machine) 터널공사 시 스마트 안전관리시스템을 구축하는 것으로서, TBM 터널공사 시 시청각적으로 현장을 상시관리 · 통제함으로써 불의의 상황을 조기에 파악 · 발견하고 정확하게 대처함으로써, 효율적인 안전관리업무를 수행하면서 안전사고 예방에 기여하고자 한다. 시스템의 구성요소는 근로자의 출입을 통제할 수 있는 턴게이트와 혈관인식기, 근로자의 실시간 위치추적을 위한 Smart Tag, 긴급호출 시스템, 작업자 동작정지알림, CCTV 카메라를 통한 모니터링, PTZ(Pan Tilt Zoom), DOME, 사고유발 4대 가스(O2, CO, H2S, CH4)를 감지하는 센싱시스템과 비상방송설비(확성기, 앰프, 양방향 인터폰) 등이다. 본 연구결과로 대심도 Shield TBM 터널공사 IoT 스마트 안전관리시스템이 안전관리통제센터의 종합관제시스템, TBM 장비 안전관리시스템, 터널 내부 안전관리시스템, 네트워크시스템의 구축을 실현하고, 비상시 즉각대응을 가능하게 함으로써, 대심도 지하공간의 열악한 작업환경 내에서 노무를 제공하는 근로자의 소중한 생명과 안전을 보장할 수 있을 것이다. 본 연구에서 구축한 IoT 기반의 스마트 안전관리시스템은 향후 40m 이상 범위의 지하 대심도 Shield TBM 터널공사(토압식·이수식 Shield TBM, Open TBM) 현장에서의 산업재해 예방에 크게 기여할 것으로 예상된다.

The purpose of this study is to establish a smart safety management system during deep-seated Shield TBM(Tunnel Boring Machine)tunnel construction. During this work, the site is continuously managed and controlled audio-visually to identify and discover unexpected situations in advance. This study aims to contribute to preventing accidents during TBM (Tunnel Boring Machine) construction while performing efficient work by responding accurately. The system is composed of turn gates and vascular recognizers that can control workers'access, smart tags for tracking workers' location in real-time, emergency call systems, Workers motion sensor to detecting workers who are not moving, monitoring through CCTV cameras, PTZ (Pan Tilt Zoom), DOME, sensing systems detecting four major gases (02, CO, H2S, CH4) that can cause serious accident, loudspeakers, amplifiers, and two-way interphones, etc. As a result of this study, the IoT Smart Safety Management System for the Shield TBM Tunnel Construction in the deep underground construction site has been materialized to establish the Safety Management Control Center, safety management system for TBM Construction Machinery, tunnel internal safety management system, network system, and can make immediate response in case of emergency. This system can guarantee safety of workers who provide labor within the poor working environment of deep underground spaces. The IoT-based smart safety management system established in this study is expected to contribute a IoT to preventing industrial accidents at the site of underground deep-seated TBM tunnel construction (earth pressure type and Slurry shield TBM or Open TBM) over 40m in the future.