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과제기본정보

데이터 공유를 통한 도시 재해재난 안전 및 사회안전 긴급구난 기술 개발1년차

사업개요
사업개요에 대한 사업명, 분류코드(기술분류), 과제명, 주관연구기관, 총괄연구 책임자(성명, 소속, 전화번호), 총 연구기간, 당해연도 연구기간 정보제공
사업명 국가전략프로젝트 과제번호 18NSPS-B149830-01
국가과학표준분류 1순위 정보 통신 | 재난정보관리 | 재난정보관리체계 적용분야 사회질서 및 안전
2순위 기계 | 생산기반기술 | 예측 시뮬레이션기술 실용화대상여부 실용화
3순위 정보 통신 | 이동통신 | 이동통신 서비스 과제유형 개발
과제명 데이터 공유를 통한 도시 재해재난 안전 및 사회안전 긴급구난 기술 개발
주관연구기관 한국토지주택공사토지주택연구원
총괄연구 책임자 성명 이정민
소속 한국토지주택공사 토지주택연구원 직위 수석연구원
전화번호 042-866-8613 FAX 042-866-8472
총 연구기간 2018-10-29 ~ 2022-12-31
당해연도 연구기간 2018-09-28 ~ 2018-12-31

(단위:원)

년도별 정부출연금, 기업부담금, 계 정보제공
년도 정부출연금 기업부담금 계
현금 현물 소계
1차년도 339,000,000 16,800,000 103,200,000 120,000,000 459,000,000
과제기본정보의 연구개발개요, 최종목표, 연구내용 및 범위 정보제공
연구개발개요 최근 스마트시티는 국가의 여러 정책에 있어 핵심 안건으로 급부상하고 있음, 스마트 시티는 고도화된 정보통신시스템을 활용하여 데이터들을 수집하고, 수집된 데이터들로 하여금 도시문제를 해결하고, 자산과 자원을 효율적으로 관리하여 삶의 질을 향상시키는 동시에 도시의 지속가능성을 추가하는 도시 개념으로 통용되고 있음

이에 국내외적으로 다양한 스마트시티 프로젝트 연구개발 사업이 수행중임. 하지만 지금까지의 국내 스마트시티는 공급자 중심의 추진방식으로 인한 시민 체감 부족, 인프라 건설 위주 및 운영관리방안 부재로 인한 지속성에 한계, 국내 스마트시티 성과의 홍보 및 인식 제고 부족 등 한계점 발생함

위의 문제점을 극복하기 위하여 새로운 개념의 스마트시티 국가전략프로젝트 연구개발 사업이 추진되고 있으며, 이 사업은 데이터기반 스마트시티 구축을 통한 시민 삶의 질 향상 및 도시의 지속가능성 제고를 위해 새로운 도시 모형 개발 즉, 스마트시티 수요에 맞는 Use case 리빙랩 개념의 스마트 시티 모델을 추구함. 이를 위해 크게 3 과제로 구성되고 있으며, 1핵심 과제인 스마트시티 모델 및 기반기술 개발, 2 핵심 과제인 시민중심 서비스 고도화를 위한 Use case 형 개발, 마지막으로 기술혁신 및 비즈니스 창출을 위한 리빙랩형 모델을 개발하는 목적을 가지고 있음. 이는 구체적으로 도시데이터 관리 및 기술표준, 아키텍처 모델 및 스마트시티 관리 모델을 개발하고, 개발된 아키텍처 모델을 통하여 도시 수요 기반인 교통, 안전, 도시 행정 분야에서의 스마트시티 실증과 마지막으로 산업생태계 조성 지원을 위한 환경 분야, 에너지 분야, 생활복지 분야 등의 스마트 시티 실증에 관한 사업임.

이 중 2핵심 과제는 도시 수요 중심의 오픈 데이터 기반 맞춤형 스마트시티 실증을 위한 과제로 교통, 안전, 도시행정 분야의 Use case 형 개발이 연구의 주요내용이며 도시 수요기반 스마트시티 Use case 개발이 주요 연구 목표임. 본 세부과제는 2 핵셈과제 도시 수요 기반 스마트시트 Use case 개발 중 2-2 세부과제로 데이터 공유를 통한 도시 재해재난 안전 및 사회안전 긴급구난 기술 개발 과제임. 또한 2-2 세부과제는 자연 재해 (경사지 붕괴와 홍수) 와 사회재난 (교통 및 화재)을 통한 실증 과제로 Use case 기반기술 개발, 개발기술 실증, 기술검증, 안정화의 단계로 나누어져 있으며, 실증은 대구광역시를 대상으로 다음과 같은 연구개발 목표를 설정함.
최종목표 본 과업은 데이터공유를 통한 도시 재해재난 안전 및 사회안전 긴급구난 기술을 개발하는 것이다. 이를 세부적으로 구분하면 (2-2-1 세부) 도시데이터 활용을 통한 재해재난 (사면붕괴 및 수재해 등) 안전강화, (2-2-2 세부) 시민데이터 공유를 통한 긴급구난 대응 고도화로 구성되어 있다. 이를 통하여 통합적으로 시민의 불편 및 도시문제의 해결을 위해 통합형 데이터 허브에 연계되는 다양한 기술 및 서비스 개발·검증을 최종 목표로 설정하였다.
연구내용 및 범위 (2-2-1 세부) 도시데이터 활용을 통한 재해재난 (사면붕괴 및 수재해 등) 안전강화
○ 실증단지 구축 및 적용성 검토에 따른 실용화
- Test-bed 조사 및 선정
- 재난/재해 유형별 상황단계 운영시스템 구축
- 실증단지 예경보 시스템 구축 및 실기간 모니터링
- 드론 기반 재난상황 연계기술 분석
- 실증단지 예경보 시스템 적용성 검토 및 실증
- 실무 적용에 따른 예경보 시스템 고도화 및 실용화

○ 경사지 붕괴 위험인자 데이터 필터링 및 관리 시스템 구축
- Test-bed 구축을 위한 현장 조사
- 데이터 처리 기술이 적용된 게이트웨이 기반 데이터 관리 시스템 구축
- 위험인자 계측을 위한 IoT 센서 시작품 제작
- 하이브리드 수치모형 기반 위험 예측 모형 개발
- 붕괴 예측 시스템 개발 및 예경보 시스템 연동
- 실제 현장 계측 데이터를 적용한 기계학습법 경사지 붕괴 예측 기술 성능 검증
- 경사지 붕괴 예측 시스템 고도화

○ 상세 위치기반 (LBS) 실시간 재난/사고 정보 제공 기술
- 재난지역 관리 자료조사
- 위치기반 Segment, 위치기반 모델링 설계
- Segment 기반 긴급메시지전송 시스템 상세설계 및 프로토타입 개발
- Segment기반 긴급메시지전송 시스템 시제품 개발
- 위치기반 실시간 재난사고 정보제공시스템 시제품 개발
- 테스트베드 구축 시험
- 시제품 공인기관 인증 시험

○ 도시홍수 대응기술 개발
- 국내외 홍수지도 제작 현황조사 및 수재해 취약성 분석방법 정립
- 대구시 과거 홍수재난 운영실적 조사를 통한 시범적용 대상지역 선정
- 홍수취약성 지수 산정 및 평가 결과를 기초로한 대구시 전체 홍수취약성 지도 작성
- 도시홍수예경보 시스템 가이드라인 개발
- VR 시뮬레이터 개발을 위한 드론측량 및 3차원 컨텐츠 제작
- 시범지역 홍수예경보 시스템 적용 및 보완
- 시범대상지역 VR 시뮬레이터 개발(침수발생상황 재현)

(2-2-2 세부) 시민데이터 공유를 통한 긴급구난 대응 고도화
○ 센서값기반 시민데이터 생성 및 분석관리 안전시스템 개발
- 사고관련 센서 동작패턴 분석
- Deep Leaning 기반 동작 인식 고도화
- 실시간 동작 인식 처리를 위한 인자 모델 개발

○ 도시 안전 모바일 앱 개발 기술
- 사용자인터페이스 설계 및 개발
- 동작 인식 및 데이터 전송 기능 개발
- 테스트를 통한 성능 개선

○ 5G기반 신고자 실내 위치측위정보 수집 및 표출 (추가제안)
- 실내 위치 측위기술 개발
- 위치정보 전송 기술 개발
- 측위 및 전송 기술 성능 개선

○ IoT 화재감지기 성능기준 및 설치위치 설정 (추가제안)
- IoT 화재감지기 성능기준 설정
- 현장 적용 및 성능 검증
- 자동신고 체계 구축

○ 사고 발생신호 패턴분석을 통한 사고발생 정확성 향상 기술
- 사고/범죄 관련 동작 패턴 분석
- Deep Leanring 알고리즘 기반 사고 발생 정확성 기술 개발
- 사고/범죄 접수 절차 시스템 구축

○ 최적 경로를 판단하여 사고 발생지와 가까운 출동부서를 선정하는 지능형 출동 지시 기술
- 긴급구난 서비스 관련 시스템 분석
- 담당지역 및 부서 할당 기준 지표 및 방법론 개발
- 가상출동 자료 생성 및 성능 검증 방법

○ 출동지역과 사고/범죄 발생지까지의 최적 경로 정보를 교통 운영 센터로 전송
- 사례분석을 통한 도달 지체 특성 분석
- 출동-접근-대응 전략적 시나리오 작성
- 스마트 출동지령 시스템 구축

○ 연동 신호의 자율적인 제어와 복구를 지원하는 지능형 출동 지원 기술 설계 (추가제안)
- 신호제어 모듈 제어 방안 개발
- 지능형 출동지원 및 신호체계 모니터링 시스템 구축

○ 모바일 앱을 통해 사고현장 정보를 구호 부서와 공유하는 기술
- Data Hub와 모바일 앱간 정보 공유 모듈 개발

○ 구호 부서가 최소시간에 상황 파악 후 조치/대응을 위한 사고현장 정보 공유 기술
- 사고 종류 및 현장별 구호부서간 조치 대응 매뉴얼 정의
- 사고 종류별 매뉴얼 매칭 기능 모듈 개발

○ SNS 및 모바일 앱을 통한 시민들의 사고 정보 공유 기술
- 모바일앱과 SNS 연계기능 개발
건설기술연구개발사업 주요내용
건설기술연구개발사업 주요내용의 구분, 연구개발목표, 연구개발 내용 및 방법 정보제공
구분 연구개발목표 연구개발 내용 및 방법
1차년도 (한국토지주택공사)
실증단지 구축을 위한 기본자료 수집 및 현장조사
(고려대학교)
문헌조사를 통한 위험인자 및 계측기기 선정
(한국과학기술원)
기존 경사지 붕괴 예측 모델 문헌 조사
(온품)
경사지붕괴 및 홍수 피해관리방안 조사, 최적화된 세그먼트단위의 영역 구분 기술 개발
(헥코리아)
기초자료의 수집 및 연구방향 설정
(경북대학교)
실내위치측위기법 분석
IoT 화재감지기 운영 방안 검토 및 협의(대구시)
(유엔이)
시스템 설계
(넥스모어시스템즈)
빅데이터 기반의 사고현장 정보 공유 기술 개발
 ㅇ 대구시 유관기관(부서) 및 연구개발 현황 분석
ㅇ 유관부서 연구내용 공유 및 협의
ㅇ 문헌조사를 통한 경사지 붕괴 위험인자 선정
ㅇ 문헌조사를 통한 위험인자 계측장비 선정
ㅇ 기존 국내외 급경사지 붕괴 예측 모델 및 예경보 시스템 문헌 조사
ㅇ 경사지 붕괴 및 도시홍수 조사
ㅇ Segment모델링 기본설계
ㅇ 국내외 홍수지도 현황 조시 및 수재해 취약성 분석방법 정립
ㅇ 홍수지도 제작을 위한 기초자료 수집
ㅇ 4G LTE ePP(enhanced Positioning Protocol) 분석
ㅇ 대구 대형화재취약시설 현황분석
ㅇ IoT 화재감지기 운영방안 협의
ㅇ 시스템 기본 설계 및 자료조사
ㅇ 담당자 미팅 및 시스템 개발 방향 설정
ㅇ 대구시 현황 자료조사: 레거시시스템, 활용데이터, 인프라정보
ㅇ 통신방식에 대한 협의
ㅇ 서비스 시나리오 구체화 작성
연구성과 기술적 기대성과 (2-2-1 세부) 도시데이터 활용을 통한 재해재난 (사면붕괴 및 수재해 등) 안전강화
○ 경사지 붕괴 위험인자 수집 및 관리 기술 확보
○ 경사지 붕괴 위험인자 데이터 정제 기술 확보
○ 선진국형 재난/사고시 실시간 위치기반의 대응 메시지 전송시스템을 구축하여 기술 표준화 선도
○ 실시간 사용자 위치기반의 선진국형 재난/사고 대응 메시지 전달 서비스 기반 구축
○ 최근 수재해의 연구 분야는 전통적인 자연현상의 이해뿐만 아니라 IoT, 클라우드, 빅데이터, HPC, 가시화 기술, 기술 간의 융합화·복합화 등을 기반으로 하고 있으며, 도시 재해관리 기술에 첨단 기술의 적용을 통해 재해 분석·예측 능력제고
○ 홍수관련 모의에 기본자료 처리에 소요되었던 시간을 대폭 단축시킴으로써 실시간 홍수 예·경보 체계 구축을 위한 실질적 기술 지원 가능
○ 재난사례 분석 및 정보축적을 통한 수재해 정책 및 매뉴얼 개선
○ 수재해로 인한 모니터링 및 예경보 체계 확립으로 재난안전관리의 IoT 기반 패러다임 정립

(2-2-2 세부) 시민데이터 공유를 통한 긴급구난 대응 고도화
○ 데이터 공유 및 타 시스템과의 연동, 센서 데이터 분석을 통한 인식 기술은 스마트시티에서 주요 기술의 집합임. 향후 새로운 Use Case 구현을 위한 Living Lab 프로젝트에도 적용 가능함. 이후에는 국내를 포함한 선진국 등 국외로 스마트시티의 확장 적용을 위한 기술 경쟁력 차별화에 기여할 수 있음
○ “도시 안전 모바일 앱”을 통하여 사고 당사자의 스마트폰 센서 값을 대량으로 확보할 수 있음. 축적된 센서 데이터를 이용하여 다른 목적의 인공지능 기반 기술의 성능향상에 기여할 수 있음
사회 경제적 파급효과 (2-2-1 세부) 도시데이터 활용을 통한 재해재난 (사면붕괴 및 수재해 등) 안전강화
○ 안전진단, 급경사지 붕괴 위험인자 계측관련 산업 구조개선
○ 신속한 맞춤형 재난/사고 메시진 전달을 통한 인명 및 재산피해 최소화
○ 정서 및 환경이 유사한 아시아 지역 시장참여 기반 확보
○ 신속한 맞춤형 재난/사고 메시지 전달을 통한 인명 및 재산피해를 최소화
○ 정서 및 환경이 유사한 아시아 지역 시장참여 기반을 확보
○ 국가행정, 방재, 안전 등 다양한 분야에서 수재해의 의사결정지원 및 민간서비스 개발 지원으로 국가 성장 동력 창출을 지원
○ 기존의 홍수 예경보 방식은 도시홍수에 대응하기에는 시간적으로 불완전하므로 고성능 HPC 기반 도시홍수예측모형의 모의시험

(2-2-2 세부) 시민데이터 공유를 통한 긴급구난 대응 고도화
○ 스마트시티의 규격화된 연동 체계를 통해 데이터 수집 및 연동 사례 제시와 표준화 된 개발 환경을 제공하여, 새로운 디바이스를 활용한 Use Case를 구현하기 위한 스마트서비스 개발 산업의 활성화가 기대됨.
○ 일상 생활공간에서의 안전을 보장함으로써 개인의 도시 생활에 대한 만족도 증가
○ 안전에 관심이 많은 도시민들이 자발적으로 안전 분야 서비스에 가입할 것으로 예상되며, 스마트 시티에 대한 홍보 및 사용자 기반을 확보하는데 유용함
활용방안 (2-2-1 세부) 도시데이터 활용을 통한 재해재난 (사면붕괴 및 수재해 등) 안전강화
○ 경사지 붕괴 위험인자 데이터의 안정적 수집 및 관리
○ 본 과제를 수행함으로 인하여 선진국형 재난/사고시 실시간 위치기반의 실시간 상황을 전파할 수 있는 상황전파 기술 표준화 모델 활용
○ 재난안전정보 공유 플랫폼 등 분야별 플랫폼 연계를 통한 차세대 통합 플랫폼 구축에 활용
○ 본 과제를 수행함으로 인하여 선진국형 재난/사고시 실시간 위치기반의 실시간 상황을 전파할 수 있는 상황전파 기술 표준화 모델 활용 가능
○ 재난안전정보 공유 플랫폼 등 분야별 플랫폼 연계를 통한 차세대 통합 플랫폼 구축
○ 다양한 재난상황 발생시 위치기반 양방향 재난서비스로 활용이 가능하고, 재난위험지역의 사용자의 “구조요청”에 따른 실시간 구난대응에 활용 가능
○ 도시지역 특성의 강우-유출 모형을 고려한 도시홍수 예경보 기술을 개발하여 강우발생시 하천 월류에 따른 재해발생 예방뿐만 아니라 하천 제내지의 인명피해, 체육시설, 공공주차장 등의 피해를 저감할 수 있는 도시홍수 예경보 체계를 구축
○ 과거 수위관측 자료를 활용한 호우사상 발생시 수위변동과 도시홍수 예경보 기술의 실용성 분석과 검증을 통한 정확도 높은 도시홍수 대응 기술의 개발

[2-2-2] 시민데이터 공유를 통한 긴급구난 대응 고도화
○ 자이로 및 가속센서 값 기반 사고발생 인식기술의 개발로 긴급구난대응체계의 새로운 방향성 제시
○ IoT 화재감지기의 실효성 평가를 통한 소방산업의 기술력 향상이 가능함
○ ‘도시 안전 모바일 앱’개발을 통한 도시 안전관리의 새로운 플랫폼 제시
○ 대구광역시 실증도시 대상으로 한 연구개발성과 활용
○ IoT기술의 검증 및 실용화를 통한 사업 분야 개척
○ 스마트 긴급 구난 대응 체계 구축 및 전국적 확대
○ 대구광역시 실증도시 대상으로 한 연구개발성과 활용
○ 대구광역시 실증도시 대상으로 한 연구개발성과 활용
○ 빅데이터 기반의 의사결정 지원 활용
핵심어
핵심어의 구분, 핵심어, 핵심어1~핵심어5 정보제공
핵심어 핵심어1 핵심어2 핵심어3 핵심어4 핵심어5
국문 스마트시티 재해재난안전 긴급구난 데이터공유 유저케이스
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