1) 서 론

지난 2월 평창동계올림픽 개막식에서 전 세계인의 눈길을 가장 사로잡은 이벤트는 인텔에서 연출한 1,218대 드론의 라이트 쇼였다. 우리가 일반적으로 드론(Drone)으로 부르고 있는 멀티콥터는 항공안전법상으로는 초경량비행장치 중에서 연료 중량 제외 150kg 이하의 무인동력 비행장치에 속하는 비행체로 비행 안전성 및 접근성 측면에서 타비행체 대비 매우 우수해 그 활용성을 인정받았다. 세계 최대 가전전시회인 2015년 CES(Customer Electronics Show)에서 독립적인 드론 특별관이 마련되면서부터 전 세계적으로 각광받기 시작했다. 군수와 우주 항공뿐만 아니라 민간에서도 아마존, DHL 등에서 드론을 활용한 배송서비스 상용화를 준비하는 등 시장이 급성장하고 있다. 최근에는 인공지능을 활용해 주위 환경을 스스로 인지하는 인공지능 드론 등 미래 기술 선점을 위한 경쟁이 점차 가속화되고 있다.

2) 국내 기술동향

국내 드론 업체의 절대 다수는 드론을 이용한 영상촬영 위주 업체로 실제 드론을 생산하고 판매하여 수익을 거두는 업체는 20~30여 곳에 불과하다. 생산을 하더라도 부품을 수입해 단순 조립하는 기체 제작 수준의 업체가 다수이다. 국내 드론 산업을 활성화시키기 위하여 국토교통부는 2015년 드론 시범비행 구간을 정하였고, 드론을 활용한 택배나 광고, 게임, 시설물 안전진단 등 시범사업을 펼칠 사업자 15곳을 선정했다. 시범사업 분야는 물품수송, 산림보호 및 감시, 시설물 안전 진단, 국토조사 및 민생순찰, 해안선 및 접경지역관리, 통신망 활용 무인기 제어 등이 있으며, CJ대한통운, 현대로직스, 국립산림과학원, 대한항공, 유콘시스템 등이 참여하고 있다.

3) 해외 기술동향

전력설비 점검에 비행체를 활용하려는 시도는 꾸준히 지속되어 왔다. 중국 산동전력과학연구원에서는 무인헬기를 개발해 영상 카메라와 열화상 카메라를 통한 220kV 송전선로의 점검에 적용하였고, 스페인의 데우스토(Deusto)대학에서는 이베르드롤라(Iberdrola)사와 함께 무인헬기를 전력선 검사에 활용하는 연구를 수행했다. 하지만 무인헬기는 비행제어가 매우 어렵고 기체 유지보수에 비용과 노력이 많이 소요되어 최근에는 이를 드론으로 대체하려는 연구가 많이 수행되고 있다. 미국에서는 전력연구소가 2014년부터 2016년까지 송전선로 감시에 대한 드론 적용성 평가를 수행하였고, ComEd, PPL Electric 등 7개의 전력회사가 2015년 연방항공국으로부터 선로 점검에 드론 활용을 허가받아 시범적으로 적용해오고 있다. 또한, 영국 SSE, 이탈리아 ENEL 등 유럽 전력회사에서도 선로 점검에 드론을 점차 적용하고 있는 추세다. 하지만 상기의 활용 사례들은 모두 전문 자격증을 보유한 조종사에 의해 수동 비행하는 드론으로 점검이 수행되고 있어 그 활용성이 제한되고 있는 실정이다. 이러한 현실적인 제한점을 극복하기 위하여 미국 전력연구소는 2017년 하반기 자동비행 점검(UAS Automation)과 비가시권 점검(Beyond Visual Line Of Sight, BVLOS)의 새로운 드론 연구방향을 설정하고 관련 연구에 착수했다.

4) 전력연구원 기술현황
 

한국전력공사는 2015년부터 배전전주, 배전철탑의 고장·불량개소 적출에 드론을 활용해오고 있으며, 경인건설처 및 경남지역본부에서는 기존 유인헬기를 이용해 수행했던 송전 철탑 간 연선작업을 드론으로 대체할 수 있는 공법을 개발해 적용했다. 하지만 이러한 적용사례도 해외와 마찬가지로 드론 전문 조종사에 의존한 결과이다.

전력연구원은 드론의 활용성을 보다 넓히기 위해 송전선로 점검을 자동으로 수행하는 자동비행 드론 운용기술을 지난 2016년 전 세계에서 처음으로 개발해 현장에 적용해오고 있다. 전력설비 중에서 특히, 송전선로는 철탑의 높이가 매우 높고 경간 거리가 길기 때문에 육안으로 수동조종에 의한 드론점검은 선로와의 충돌 가능성으로부터 자유롭지 못해 자동비행 드론에 의한 설비점검이 요구되고 있다. 전력연구원은 송전용 자동비행 드론 운용기술을 2016년 말 개발완료하고 송변전운영처의 요청으로 2017년 3~7월 기간 동안 산지, 강 횡단 개소를 포함한 철탑 31기의 드론 자동점검 시범적용을 성공적으로 수행했다. 올해는 개발된 기술의 사내 활용성 제고를 위해 지난 3월 사업소 직원을 대상으로 전력연구원 개발 드론시스템의 사용자 교육을 실시하였고, 송변전운영처의 요청으로 올 한 해 동안 전국 5개 사업소가 전력연구원 기술을 현장에서 직접 활용해 철탑 170기의 점검을 수행할 수 있도록 기술지원에 나설 예정이다. 전력설비 점검에 드론을 활용했을 때 가장 큰 애로사항은 촬영된 영상을 분석하는 작업이다. 현재로서는 1시간 분량의 영상을 촬영해오면 작업자가 1시간 동안 영상을 직접 보면서 설비 결함을 찾아야 한다. 전력연구원에서는 이러한 운용상의 문제점을 해결하기 위하여 지속적으로 확보 중인 영상 빅 데이터를 사용해 인공지능 알고리즘을 학습시킴으로써 촬영영상을 자동분석 및 진단해주는 드론 운용시스템을 개발 중에 있다.

5) 결 론

4차 산업혁명 시대 진입으로 드론 활용이 점차 활성화되고 있고 언론, 방송, 미디어 등을 통해 화려한 드론 이벤트들을 많이 접할 수 있지만, 아직 국내·외 산업분야에서 군수 산업을 제외하고는 이제 막 드론을 도입하기 시작하는 실정이다. 하지만 드론 기술이 급속하게 발전함에 따라 향후 드론 산업의 무궁무진한 성장 잠재력을 의심하는 일은 거의 찾아보기 힘들다. 정부에서도 이러한 가능성을 인정해 지난해 말 미래 혁신성장을 견인할 8대 핵심 선도사업의 하나로 드론을 선정하였고, 올해부터 정부 정책역량을 결집해 추진하고 있다. 전력산업은 초고압, 고소(高所), 산악지 등 극한 작업환경으로 인해 실제 드론의 필요성이 인정되고 있고, 또한 널리 활용될 수 있는 가능성을 지닌 분야이다. 앞으로 전력연구원이 전력산업용 드론 운용기술을 보다 선도적으로 개발하고 발전시켜나간다면 국내 송전선로의 안정적 유지 보수에 크게 기여할 수 있을 뿐만 아니라, 적극적인 신기술 도입을 통해 4차 산업혁명의 실질적인 초기시장을 창출해 국가 미래 경쟁력 제고에도 크게 기여할 수 있을 것으로 기대된다.

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