환경/에너지위원회 세미나_ 2022년 1차 후기
- 건설현장의 작업환경과 근로자 보건/안전 -
1. 세미나 개최 배경과 주요 개요
본 세미나는 지난 5월 20일(금), ‘건설현장의 작업환경과 근로자 보건/안전’을 대주제로 하여 진행되었다. 이번 세미나는 한국건설관리학회 환경/에너지위원회 주관으로 개최되었으며, 코로나19 감염 확산 방지를 위하여 온라인세미나(ZOOM) 방식으로 진행되었다. 최근 건설산업에서 환경과 에너지 이슈가 매우 중요해지고 있고, 건설관리 분야에서도 다루어야 할 필요성이 있다. 이러한 배경에서, 한국건설관리학회에서는 환경/에너지, 보건/안전 관련 이슈를 논의하고, 기후변화와 디지털 전환에 대응할 수 있는 인간 중심의 건설관리를 지향하기 위하여, 환경/에너지위원회를 신설하였다. 환경/에너지위원회에서는 국내·외 연구/교육분야, 공공/민간분야 등 전문가 네트워크를 구축하였고, 정기세미나를 통해 현안을 공유하고 미래에 대응하고자 한다. 특히, 2022년 1차 세미나를 통해, 건설 시공단계에서 건설근로자의 보건/안전을 확보하기 위한 방안을 모색하고, 이와 밀접하게 연관되는 환경/에너지 이슈에 대응하기 위한 해법을 모색하였다. 이번 세미나의 주요 발표주제 및 발표자는 다음과 같다. ● 발표주제 및 발표자: [1주제] 고열환경에서 건설근로자의 열스트레스 모니터링 및 진단 연구 (구충완 인천대학교 교수) [2주제] 현장안전을 위한 건설현장 근로자 이동경로 생성 연구 (김태완 인천대학교 교수) 2. 발표 및 주요 토론 내용 2.1 고열환경에서 건설근로자의 열스트레스 모니터링 및 진단 연구 1) 발표내용 요약 기후변화에 따른 폭염일수 증가로 인해, 건설산업의 온열질환 안전사고가 증가하는 추세이다. 건설현장의 고열환경에 노출된 근로자의 건강과 안전 상에 문제가 발생할 수 있고, 노동생산성 또한 감소할 수 있으므로, 건설근로자의 열스트레스에 대한 지속적인 모니터링 및 진단이 필요한 실정이다. 현재 건설근로자 열스트레스 관리를 위해, 폭염특보 또는 습구흡구온도지수를 적용하고 있는데, 온도/습도와 같은 영향요인는 고려되고 있으나, 근로자의 개인특성, 환경변화와 노출시간 등을 반영할 수 없다는 한계가 있다. 이러한 배경하에, 건설현장의 근로자 맞춤형 열스트레스 관리를 위하여, PHS(Predicted Heat Strain) 모델의 활용을 제안하였다. PHS 모델은 ISO 7933을 통해 국제적으로 표준화된 열스트레스 지수로서, 군사, 스포츠, 건설 등 외부활동 관련 분야에서 주로 활용되고 있다. PHS 모델에서는 환경 매개변수 (온도, 습도, 기류속도, 복사온도)와 개인 매개변수 (신진대사율, 의복수준)를 통합적으로 반영하며, 산출물로서 직장온도와 최대 허용노출시간을 예측할 수 있다. PHS 모델을 기반으로 하여, 건설현장의 근로자 맞춤형 열스트레스 모니터링 및 진단 시스템을 구현하기 위하여, 다음과 같은 리빙랩 기반의 세부 목표를 제시하였다. * 세부 목표 1 - PHS 모델의 매개변수별 실측 데이터 활용의 타당성 검증 * 세부 목표 2 - 근로자 개인별 특성 차이에 따른 열스트레스 위험수준 사전 분류 * 세부 목표 3 - 주요 영향변수 분석을 통한 열스트레스 산출지표 실시간 예측 * 세부 목표 4 - 환경 및 개인 매개변수에 대한 시계열 예측을 통한 선제적 대응 2) 패널토론 요약 PHS 모델 기반의 건설근로자 맞춤형 열스트레스 실시간 관리 플랫폼과 관련하여, 다음과 같은 다양한 이슈가 논의되었다. * 실측 데이터 기반의 건설현장 안전관리의 중요성과 리빙랩 기반 연구 계획 * 열스트레스 예측 결과에 대한 안전관리자 관점에서의 활용 방안 * 열스트레스 위험수준 분류에 영향을 미치는 주요한 개인특성 * 열스트레스로 인한 건설근로자의 건강상의 피해유형과 노동생산성 저하수준 * 컴퓨터 비전 기반의 열스트레스 관리 방안
2.2 현장안전을 위한 건설현장 근로자 이동경로 생성 연구 1) 발표내용 요약 현장배치계획은 현장 내 배치되는 가설시설물들의 종류, 크기, 개수, 위치 등을 결정하는 작업이다. 건설현장 내 작업자들은 배치계획에 맞추어 움직이기 때문에 작업자들의 안전을 고려한 효과적인 현장배치계획이 필요하다. 따라서 다양한 최적화 기술 (e.g., 유전자 알고리즘 등)을 사용하여 최적의 현장배치 솔루션을 만들고자 하는 시도가 이전부터 있어 왔다. 최적화 과정에서는 일반적으로 현장 작업자들의 예상 이동 경로가 입력값으로써 사용되며, 이를 기반으로 리소스 이동 비용 및 현장 안전이 계산된다. 예를 들어, 시설 간 이동거리가 최소화된다면 자재 이동 비용이 감소될 수 있을뿐더러, 이동경로 간의 교차점이나 중첩점이 감소되어 잠재적인 위험이 개선될 수 있다. 하지만, 실제 작업자들은 반드시 최단 경로만을 따르지 않음에도 불구하고, 현재 현장배치계획 최적화에 사용되는 기존의 경로탐색 (pathfinding) 접근방식들은 주로 최단거리만을 기준으로 이동경로를 생성하고 있으며, 이는 작성된 배치계획 솔루션의 신뢰성에 문제를 초래할 수 있다. 따라서, 본 연구에서는 경로탐색에서의 실제 작업자의 의사결정 및 행동 프로세스를 모방한 심층강화학습 기반의 현실적인 작업자 이동경로 생성 프레임워크를 제안하였다. 기존 접근방식과 비교하여 제안된 프레임워크가 더 현실적인 경로를 생성할 수 있는지를 검증하기 위해 A* 알고리즘을 비교대상으로 선택하였으며, 실제 건설 근로자의 GPS 이동 궤적과 제안된 프레임워크로부터 시뮬레이션된 경로, 그리고 A* 알고리즘으로 생성한 경로 간의 유사성 비교가 수행되었다 (그림 3 참조). 검증 결과는 기존 A* 알고리즘보다 제안된 프레임워크에서 생성된 경로가 실제 경로와 약 18% 더 유사함을 보여준다. 제안된 프레임워크는 추후 현장배치계획 솔루션의 신뢰성을 개선시킬 수 있으며, 현장 근로자에게 더욱 안전한 배치계획을 생성하는데 도움이 될 것으로 기대된다. 2) 패널토론 요약 현장 안전을 위한 심층강화학습 기반의 건설현장 근로자 이동경로 생성 연구와 관련하여, 다음과 다양한 이슈가 논의되었다. * 경로 유사성 검증에서의 A* 알고리즘의 휴리스틱 함수 구성 방법 * 배치계획의 현실성 향상을 위한 다중 에이전트 기반 이동경로 생성 연구 계획 * 실제 근로자 이동경로 데이터를 이용한 모방학습 및 역강화학습 기반의 이동경로 생성 방안 * 현장 근로자의 다양한 이동 모드나 건설 장비의 이동경로 생성으로의 연구 범위 확장 3. 맺음말
본 세미나를 통해, 건설현장의 작업환경과 근로자 보건/안전을 위한 다양한 방안을 모색할 수 있었다. 즉, PHS 모델과 같은 국제 표준의 국내 건설산업에의 적용, 웨어러블 디바이스를 활용한 근로자 맞춤형 안전관리 시스템, 시뮬레이션 기반의 안전한 건설현장의 작업환경 구현, 컴퓨터 비전기술과 인공지능 알고리즘을 활용한 실시간 모니터링 시스템, 건설 로보틱스 기술을 활용한 건설현장의 안전과 품질 관리 방안 등 미래 건설산업의 작업환경 및 보건/안전과 관련된 발전적인 토론이 이루어졌다. 국내·외 연구/교육분야, 공공/민간분야 등 전문가 네트워크를 토대로 하여, 건설현장의 작업환경과 근로자 보건/안전 분야에서의 활발한 교류를 기대해본다. ■ 작성자 * 구충완 환경/에너지위원회 위원장 / 인천대학교 도시건축학부 조교수 / cwkoo@inu.ac.kr * 김태완 환경/에너지위원회 위원 / 인천대학교 도시건축학부 부교수 / taewkim@inu.ac.kr * 이준수 인천대학교 건축학과 박사과정 / jslee93@inu.ac.kr * 김민국 인천대학교 건축학과 석사과정 / mingukkim@inu.ac.kr