AI·로봇 융합, 부산시 하수관로 관리 혁신…딥러닝 기반 균열 탐지로 싱크홀 예방

부산광역시는 2026년 첨단 딥러닝 AI와 특수 로봇을 활용해 하수관로의 균열과 침하를 실시간 모니터링하고, 이를 통해 싱크홀 발생을 사전 차단하는 ‘스마트 하수관로 관리체계’ 구성을 본격화한다. 노후 인프라로 골머리를 앓아온 부산은 이번 체계 도입으로 도시 안전관리의 디지털 전환에 본격 나선다. 시는 다년간 누적된 하수관로 영상 데이터와 외부 공공데이터(지형, 토질, 기후 등)를 딥러닝 모델이 자동 학습해 내부 균열, 조인트 손상, 침하 징후를 기존 대비 빠르고 정밀하게 찾아낸다고 밝혔다. 사람이 일일이 판독하던 한계 대신, AI가 수만 건 이상 데이터를 비정형·객관적으로 분석하는 구조다.

실제 현장에선 특수 주행 로봇이 하수관로를 자율적으로 순회하며 고해상도 촬영과 각종 센서 측정을 동시에 수행한다. 로봇이 수집한 대용량 정보를 AI 서버로 즉시 전송하고, AI는 “이상 패턴”을 탐지해 관리자에게 위험구간을 신속히 알린다. 기존에는 사람이 좁고 위험한 공간을 직접 진입해 육안 점검을 하다 보니, 노동강도는 물론 탐지 정밀도가 떨어졌다. 또한, 일시적 폭우·지표 변위 등 도시환경 변화 역시 누락되는 일이 잦았다. 딥러닝 기반 AI·로봇 융합 체계는 이같은 약점들을 개선, 수 년치 데이터를 종합 분석해 ‘장기 위험 예측’까지 가능하게 한다.

국내 주요 도시에서는 최근 5년간 하수관로 노후화로 인한 싱크홀, 도로 함몰 사고가 반복됐다. 특히 부산은 1990년대 이전 매설된 구간 비율이 전체의 절반을 넘는다. 하수관 내부의 육안 점검 한계, 노후 파악 미흡 등으로 지하 공간 위험 관리에 ‘구멍’이 컸다. 이에 따라 이번 부산시의 AI·로봇 기반 관리체계는 단순 기술적 업그레이드를 넘어, 인프라 안전에 대한 도시 운영 패러다임의 변화라 볼 수 있다.

사례적으로는 이미 일본 후쿠오카, 영국 런던 등 해외 메가시티들도 유사한 로봇·AI 기반 하수관 관리와 조기경보 시스템을 도입해 사고 예방 효과를 거두고 있다. 일본은 노후 하수관 내구연한 관리에 머신러닝 기반 데이터 예측으로 예산 효율을 높였고, 런던은 로봇 점검 빈도를 늘려 공사비와 사고를 동시에 줄였다. 부산 역시 장기적으로 점검비용 축소, 관찰 사각지대 최소화, 도시 침수 조기 경보 등 다양한 이점을 누릴 전망이다. 이는 AI·로봇 기술의 활용이 일회성 실험을 넘어, 도시 ‘필수인프라’로 내재화되는 추세로 볼 수 있다.

기술적 측면에서 볼 때, 당장 AI·로봇 시스템의 도입은 데이터 품질, 하수관로 구조의 다양성, 그리고 예상치 못한 환경 변수(진흙, 돌출물, 조명 불량 등)에 따른 실시간 처리 효율이 주요 과제로 남는다. 특히 현재 활용되는 딥러닝 모델은 다중센서 데이터의 동기화, 노이즈 필터링, 다양한 하수관로 재질에 따른 이상 패턴 변화 등에서 한계가 관찰된다. 따라서 부산시는 AI 모델의 현장 적합도(정밀도, 재현율 등)를 주기적 평가하며 현장 데이터 수집 체계를 지속적으로 보완하고 있다. 업계 전문가들은 AI 판독이 가진 ‘설명가능성’ 문제 — 즉, 특정 이상 감지 결과의 근거나 판단 정보를 사용자에게 어떻게 설명할 것인가 — 역시 시민 안전 커뮤니케이션 측면에서 보완되어야 한다고 지적한다.

반면, 전국적으로 하수도 등 지하시설물 관리에 AI·자동화가 확대됨에 따라, 단기적으로 현장노동 인력이 축소되고, 관련 예산 구조도 기술투자 중심으로 재편될 가능성이 있다. 이에 따라 일자리 전환, 새로운 교육 필요 등 부수적 사회이슈에도 선제적으로 대응할 필요가 있다. 부산시 관계자는 “최종적으로는 시민이 체감하는 도로 함몰‧침수 사고의 실질적 감소와, 데이터 기반의 효율적 예산운영, 그리고 하수도 위험구간의 실시간 관리까지, 안전과 예산의 두 마리 토끼를 모두 잡겠다”고 설명했다.

싱크홀 사고를 계기로 전국 지자체의 지하시설 관리가 인공지능 중심으로 급변하고 있다. 부산시 사례에서처럼 AI·로봇이 실제 현장 위험요소를 어떻게 실질적으로 줄여가고, 또 궁극적으로 더 넓은 도시 인프라(교량, 도로, 지하철 등)까지 확대 적용될 수 있을지, 향후 성과와 한계를 지속적으로 검토할 필요가 있다. 스마트시티, 자동화 인프라의 확산과 함께 인간과 AI·로봇의 ‘역할 분담’에 대한 사회적 합의도 병행되어야 할 것이다.

— 유재혁 ([email protected])