| 연구개발개요 |
○ 최근 기후변화에 따라 해안 및 도서지역에서 재해위험이 증가되어 국민의 위험이 높아지고 있어 수재해로부터 국민의 안전을 지킬 수 있는 수재해 방지기술의 필요성이 증대되고 있음.○ 수재해 방지기술을 개발하기 위해 IoT, 인공지능, 빅데이터, 디지털 트윈기술을 기존의 기술과 접목하여 향상된 성능과 효율을 이끌어 내기 위한 노력이 계속 되고 있으며 이는 방재 분야에서도 나타나고 있는 현상으로 최근 스마트 물관리, 재난관리, 스마트시티에 적용하기 위한 연구가 활기를 띄고 있음. IoT 센서는 고가의 센서를 지양하고 저가의 센서를 조밀하게 구성하여 다년간 사용 후 새로운 시스템으로 전환하는 방향으로 연구 개발되고 있어 향후 재난 모니터링에 사용되는 시스템을 저가의 소형 시스템을 이용하여 쉽게 설치할 수 있는 방안 필요.○ 따라서 본 연구에서는 소형, 저가의 모니터링 시스템을 개발하여 지자체의 예산 가용성을 증진하고 많은 지점의 실측자료 확보를 통해 빅데이터의 기반 자료를 생성하며 인공지능을 활용한 분석 기능을 도입함으로써 스마트 재난관리로의 진입을 촉진하고 재난 상황관리에 효율성을 도모하는 IoT 기술 융합 및 ICT 연계 기술 개발할 예정.
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| 최종목표 |
○ 본 연구의 개발 목표는 ‘IoT 융합 해안도시 침수 대응 기술 개발 및 실증 연구’를 통해 산지-도심-해안으로 연결된 부산의 지역적인 침수 특성을 면밀히 분석하여 지형적 특성에 적합한 실시간 위험정보 확인, 침수위험 대응, 대시민 상황전파 등이 가능한 IoT 융합 침수 대응시스템을 개발하고자 함. 또한, 실시간 침수방어 목적의 침수 및 홍수방어벽 등의 구조적대책을 검토하고 실증함으로써 침수 대응시스템과 연계 운영 시, 해안도시의 각종 시설물 보호와 시민의 안전 확보, 재산을 보호하는데 기여할 수 있는 실증연구를 수행하고자 함.○ 침수 대응을 위한 구조적측면의 개발은 양산형 IoT 침수심 및 하천수위 계측 장비, 센서 연동 침수 및 홍수 방어벽, 복합재난알림 디스플레이 등이고 비구조적측면의 개발은 강우-하천수위-조위 실측자료기반의 머신러닝 분석, 수치모의에 의한 예상 침수심 및 침수위험지도, 재난상황전파 알림서비스 등이 있으며 개발품을 테스트베드에 실증하고 부산광역시 재난상황실에서 현재 운영 중인, 재난상황관리시스템 스마트빅보드(SBB, Smart Big Board)에 연계, 탑재함으로써 실질적인 침수방어 및 대시민 서비스가 가능한 시스템을 구축하는 것을 최종 목표로 함.
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| 연구내용 및 범위 |
○ 침수대응을 위한 구조적 대책으로 다양한 침수 및 홍수 방어벽에 대한 구체적인 조사를 수행하고, 새로운 형태의 침수 방어벽과 홍수 방어벽을 제시하여 테스트 베드에 적용하도록 함.○ ‘수치모의에 의한 침수 위험 분석’은 기존에 작성된 홍수위험지도와 SWMM에 의한 도시유출해석을 통해 침수위험지도를 작성한 후 테스트베드의 빈도별 침수심을 산정하여 침수센서와 연동시키고, 해당 지역의 예보 및 경보 기준을 제시하는 것임.○ ‘양산형 IoT 침수심 및 하천수위 계측장비 개발’을 통해 기존의 고가 센서, 자료처리장치, 설치대를 지양하여 보다 많은 계측 지점을 확보하여 조밀한 계측망을 구축할 수 있는 소형, 저가형 장비를 개발하고자 하며, 본 장비는 재난대응에 유용한 실측자료의 확보가 기존 장비보다 비용, 편의성 측면에서 우수하고 조밀한 계측망 구축이 가능해져 개별 지점의 계측 오류를 파악할 수 있어 자료의 전반적인 신뢰도 향상에도 기여할 수 있음.○ ‘센서 연동 침수 및 홍수 방어벽 개발’은 내수 침수가 발생하는 경우 개별 건물에 적용되는 침수 방어벽과 여유고가 부족한 하천의 제방에 설치하는 홍수 방어벽의 개발을 의미함. 실시간으로 관측되는 침수심과 수위자료의 실측자료와 연동하여 구동여부를 결정시킬 수 있고, 홍수 방어벽의 경우 경관성을 고려한 투명 홍수 방어벽을 적용하여 해안 및 저지대의 침수피해 방어를 목적으로 함.○ ‘재난알림 디스플레이 개발’은 금회 연구에서 확보되는 실측자료(침수위, 하천수위, 조위 등), 침수위험도, 지진, 미세먼지, 폭염등과 같은 재난 정보를 가독성 높은 디자인으로 표출하는 재난정보 전용 알림판으로 ‘재난상황전파 알림톡 서비스 개발’에서 구현되는 QR코드 기반의 재난상황 전파를 시행할 수 있는 매개체로로 활용됨. 각종 재난 관련 콘텐츠에 대한 접근성을 높여 시민들의 능동적인 재난상황 전파를 기대할 수 있음.○ ‘실측자료 기반 머신러닝 분석 모듈 개발’은 금회 연구에서 확보되는 강우-하천수위-조위 실측자료와 배수(backwater) 효과, 수위 상승속도, 침수피해이력(강우강도, 지속시간 등)등의 자료를 활용하여 머신러닝을 통한 침수위험 정도를 도출하는 모듈.○ ‘부산시 재난상황관리 시스템 연계？구축’은 금회 연구의 성과물들을 연계, 탑재함으로써 실질적인 침수대응 및 대시민서비스가 가능한 시스템으로 아래 내용을 포함. - 실시간 센서 정보 - 대상지 침수심 및 침수위험지도 - 수치모의에 의한 침수위험 분석 정보 - 머신러닝 분석에 의한 대상지 침수위험 정도 - 대상지 실시간 침수위험도 표출 및 알림서비스 개발 - 재난알림 디스플레이 콘텐츠○ ‘실증 연구’는 개발된 침수 대응 기술을 테스트베드에 적용하고 개선 보완하여 실질적 재난 피해 저감을 증명하는 것을 목표로 함.○ 주요 성과물 · IoT 융합 양산형 침수심 및 하천수위 계측 장비 · 센서 연동형 침수 및 홍수방어벽 · 재난상황알림 디스플레이 · 침수위험도 정보, 실측자료기반의 머신러닝 분석, 재난상황 전파 알림서비스 등이 탑재된 부산시 침수대응시스템 · 테스트베드 실증 및 운영 · 침수대응 가이드라인 · 논문, 지식재산권 등록 (논문 3건, 특허 2건, SW 2건)
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