ICT 신기술 공공안전을위한 ICT 융합기술개발현황 정득영정보통신기술진흥센터책임 I. 서론 최근몇년간대형사고, 대규모재해및범죄등의위험이증가하는상황에서 2016 년통계청사회조사결과에따르면우리국민의 45% 가전반적인사회안전에대해 불안하다 고느끼고있다고발표되었다 [6]. 과학기술정보통신부 ( 이하, 과기정통부 ) 에서는이와같은국가적차원의국민의불안해결을위해국민의안전과직결되는재난 재해분야및생활안전분야의 IT 융합기술혁신을위한 R&D 투자확대와더불어현장에서즉시활용할수있는지능화된기술개발을위한연구지원을지속적으로확대해나가고있다 [5]. 본고에서는드론을이용한자연재해 ( 산불등 ) 예측및예방기술과일상생활에서의위험상황 ( 치안등 ) 인식및대응기술등사회적문제해결을위한 ICT 융합기술개발의사례를통해공공안전분야의 ICT 융합기술개발의추진방향을모색해보고자한다. II. 재난 재해분야 ICT 융합기술개발현황 최근 10 년간연평균 389 건의산불발생으로 776ha 산림이소실되고있다. 산불낙뢰에의한산불재난의경우기상악화 ( 비, 번개등 ) 로헬기운영이어려워대부분의경우인력으로직접진화함에따라여러가지 ( 뒷불감시등 ) 어려움이존재하고, 최근에는재난의다양화와피해규모의증대로인해국민들의재난에대한안전의식과경각심이더욱높아져가고있어, 적극적인재난방재를위한체계적인원인예측및분석기술개발이무엇보다필요한실정이다. 또한, 기존의무인기를이용한방식은자동화된감지및예측이불가능하고, 실시간재난상황대응과경보전달측면에서의연구가미비하여이를보완하는기술개발이필요한상황이다 [2],[3]. * 본내용은정득영책임 ( 042-612-8143, jdy@iitp.kr) 에게문의하시기바랍니다. ** 본내용은필자의주관적인의견이며 IITP 의공식적인입장이아님을밝힙니다. 정보통신기술진흥센터 15
주간기술동향 2017. 9. 13. < 자료 > 무인기탑재복합형센서기반의국지적산불감시및상황대응을위한스마트아이기술설계및구현, 2016 년춘계학술박표대회, vol.23, no.1, pp.704-705. [ 그림 1] 드론을활용한산불감시기술개발개념도이를해결하기위해 2015 년부터과기정통부에서는무인기활용기술고도화에의한실시간재해 / 재난상황분석및예측을통해상황에적절히대처할수있는산불감시기술 ( 스마트아이플랫폼 ) 개발을추진중에있다. 해당시스템은 [ 그림 1] 과같이사람의시각이닿지않는곳에무인기를활용하여산불을용이하게감시할수있으며, 무인기에서획득한영상을분석 / 예측하는딥러닝기술을통해자동으로상황을파악하고, 그에따른최적의상황대응 ( 산불확산등 ) 시 < 자료 > 무인기탑재복합형센서기반의국지적재난감시및상황대응을위한스마트아이기술개발 (2015~2017 년 ) 진도점검발표보고서 [ 그림 2] 산불감시용스마트아이플랫폼구조도 16 www.iitp.kr
ICT 신기술 나리오를실시간으로제공하는서비스플랫폼개발이목적이다. 현재본서비스를제공할수있는 Front to End 시스템이개발 완료되어실험실테스트를진행하였으며, 실제필드에서의재난감시및예측성능을검증하기위한필드테스트를진행중이다. 상세히살펴보면, 운용시스템에서는국지적산불재난에특화된서비스를위해무인기에가시광센서와열화상센서를탑재하였다. 탑재된다중센서들은신속하게동기화된영상과함께송수신할 수있도록플러그인기술이적용되었고, Array DBMS 기반대용량센서영상분석시스템은무인기에서전송받은영상을실시간으로전처리할수있는모듈과 < 자료 > 무인기탑재복합형센서기반의국지적산불감시및상황대응을위한스마트아이기술설계및구현, 2016 년춘계학술박표대회, vol.23, no.1, pp.704-705. [ 그림 3] 드론의산불감시영상데이터수집처리흐름 Array DBMS 모듈로구성되어있다. 재해 / 재난상황에서는영상이대체로저조도이며노이즈가많기때문에 Adaptive Gamma Correction 과 Short Time Fourier Transform 을이용한영상보정기술을적용하여선명한화질의영상으로보정할수있는기능도구현되어있으며, 보정된영상은효율적인관리와호출, 타통계분석시스템과의연계에특화된병렬분산처리용 array DBMS 를이용해저장한다. 또한, 재난감지및예측을위해재난영상의특징점을검출해야하는데, 산불의경우주요 < 자료 > 무인기탑재복합형센서기반의국지적산불감시및상황대응을위한스마트아이기술설계및구현, 2016 년춘계학술박표대회, vol.23, no.1, pp.704-705. [ 그림 4] 산불감지및예측을위한딥러닝기술적용 정보통신기술진흥센터 17
주간기술동향 2017. 9. 13. < 자료 > 무인기탑재복합형센서기반의국지적산불감시및상황대응을위한스마트아이기술설계및구현, 2016 년춘계학술박표대회, vol.23, no.1, pp.704-705. [ 그림 5] 웹기반산불감시상황시각화웹페이지특징은화염과연기를예로들수있다. 이러한특징점을자동검출하여실시간상황대응이가능하도록구현하는데 [ 그림 4] 와같은딥러닝기술이적용되었다. [ 그림 5] 는 array DBMS 에저장된각종데이터및분석결과자료를활용하여웹기반프레임워크기술개념을적용하여시각화한장면이다. 해당윈도는 GIS(Geographic Information System, 지리정보시스템 ) 기술을기반으로상기의소개한재난발생현황, 예측결과, 재난경보발생까지의모든과정을웹으로통제할수있도록지원하며, 재난별대응시나리오 DB 와의연동을통해발생된재난에대한적절한대응시나리오를표시한다. 산불감시통합경보연계시스템은경보시스템을통합및연동하여재난정보를입체적으로전달한다. 통합경보연계시스템은공통경보프로토콜을바탕으로이종경보시스템에대한연계를제공하고기존의경보시스템인프라를활용한경보사각지대를최소화한다. 또한, 본시스템은재난경보발령자의의사결정지원을용이하게한다. 18 www.iitp.kr
ICT 신기술 III. 생활안전분야 ICT 융합기술개발현황 생활안전을위한 ICT 적용연구가현재국내외적으로활발하게진행중이다. IBM 은침입, 방치된사물, 이상행동등의인식을통해위험상황판단및대응 ( 경보 ) 이가능한영상감시솔루션을지속적으로개발하고있고, 영국에서는위험상황감지 / 판단이가능한지능형 CCTV 의테스트기준인 ilids(imagery Library for Intelligence Detection Systems) 를확립하는등지능형 CCTV 기술기반위험감지기술을개발하고있다. 또한, 미국의루이지애나, 멤피스, 산타크루즈는이전의범죄기록에대한빅데이터분석을하여미래에발생할수있는치안위험을예측하는시스템을개발중에있다 [2],[3]. 국내에서는경찰청데이터베이스와연계한생활안전 ICT 기술연구가진행중에있으며, 상세한내용을본절에서다루어보고자한다. < 자료 > 이종데이터소스로부터수집되는다중로그기반위험인지및상황대응을위한공공안전보장기술개발 (ICT 융합산업원천기술개발사업 2017 년신규과제사전기획보고서 ) [ 그림 6] 다중로그플랫폼기반치안 ICT 기술 정보통신기술진흥센터 19
주간기술동향 2017. 9. 13. 2017 년부터연구가진행중인 다중로그기반멀티모달데이터융합분석및상황대응플랫폼기술개발 ( 이하, 다중로그플랫폼 ) 프로젝트는이종데이터소스 ( 예 ; 스마트폰, 웨어러블디바이스, CCTV 영상 ) 로부터수집되는다중로그 ( 대인 / 대물 / 장소 ) 기반위험요소추출, 멀티모달데이터융합분석을통한공공장소에서의위험예측및실시간위험대응서비스기술을개발하여다중로그플랫폼기술을기반으로대국민안전을위한다양한데이터를일원화하고, 지능정보기반의정확한위험분석및상황 ( 위험용의자, 교통사고등 ) 대응이가능한기술개발을통해치안안심서비스를제공하는것을목표로한다. 다중로그플랫폼구조를상세히살펴보면 [ 그림 7] 과같이구성되어있다. 다중로그플랫폼의수집부는영상및멀티모달센서데이터를수집및분류하는역할을담당하는데, 개인휴대단말 ( 스마트폰, 웨어러블기기 ) 에탑재된다중센서데이터를수신하고, CCTV 영상분석정보를획득하고보정하는역할을수행한다. 다중로그플랫폼의위험감지부는수집부를통해획득한데이터의통합분석으로위험을감지한다. 위험감지부는다중센서데이터및 CCTV 영상특징에따른위험분류및감지기능 < 자료 > 이종데이터소스로부터수집되는다중로그기반위험인지및상황대응을위한공공안전보장기술개발 상세기술설계서 (ICT 융합산업원천기술개발사업 17 년신규과제사전기획보고서 ) [ 그림 7] 다중로그플랫폼구조 20 www.iitp.kr
ICT 신기술 < 자료 > 치안정책연구소, 제주동부경찰서측범죄핫스팟지역조사자료, 2017. [ 그림 8] 다중로그범죄통계데이터및지도기반시각화예시을수행한다. 다중로그및메타데이터관리부는수집부와위험감지부를통해수집되고분석된데이터를실시간으로분산처리하고생성된메타데이터를관리하는역할을수행한다. 위험예측부는위험감지부에서감지된위험과다중로그및메타데이터관리부에서생성된메타데이터를바탕으로감지된위험과의연계분석을통해위험과조우할확률을예측하는기능을수행한다. 상황대응부에서는치안을위한실시간상황대응여부의의사결정을위해위치기반위험감지, 예측정보실시간모니터링등실시간상황대응정보를상황실에제공하는기능을수행한다. 또한, [ 그림 8] 과같이실시간상황대응을위한시간 장소 위험유형별지도기반시각화표현기술을제공하여실시간대응기술의정확성을높일수있도록설계하였다. IV. 시사점 본고를통해공공안전분야의최신 ICT 융합기술현황을살펴보았다. 이를통한시사점을정리해보면다음과같다. 첫째, 공공안전분야는 ICT 융합을통해지속적으로지능화되고있다. 미래공공안전을위한시스템기술은다양한센서및사회인프라로부터수집되는공공안전정보로부터위험요소자동추출뿐만아니라, 인공지능기술과의융합을통해공공장소에서의실시간위험예측및대응과같은지능화서비스로진화될것이다. 이와같은지능화서비스는맞춤화된서비스를제공받는사용자 ( 국민 ) 뿐만아니라서비스제공자 ( 경찰, 지자체상황실등 ) 의신속한의사결정지원에도움이될것이다. 정보통신기술진흥센터 21
주간기술동향 2017. 9. 13. 둘째, 공공안전의지능화를위해서는공공데이터관리가중요하다. 지능화된원천기술의개발은잘정의된데이터로부터출발한다. 최근들어많은발전을이룬인공지능 (AI) 분야는검증된학습네트워크기술기반에서잘정의된지식학습데이터를통한고도화측면으로변해가고있다. 즉, 잘정의된데이터를얼마나많이확보하고있느냐가핵심인시대로접어들었다고볼수있다. 따라서, 공공안전에특화된지능화서비스를개발하고확산하기위해서는공공안전과밀접한연관이있는공공데이터의관리가매우중요하다. 매일같이생산되는방대한양의공공데이터를정제된형태로저장및가공할수있는표준화된데이터베이스플랫폼구현및관리정책이필요한시점이다. 결론으로공공안전을위한 ICT 융합기술은매일생산되는공공데이터의정제화, 사용자와제공자모두를만족시키는신융합서비스창출그리고공공성유지를통해발전해야하며, ICT 기술과의융합은일상생활속안전에있어선택이아닌필수영역이므로지속적인지원을통해공공안전분야의산업생태계활성화를유도해야할것이다. [ 참고문헌 ] [1] A. Nasridinov and Y. Park, Crime Hotspots Analysis in South Korea: A User-Oriented Approach, Advanced Science and Technology Letters, Vol.52, 2014, pp.81-85. [2] B. Ko and S. Kwak, Survey of computer vision based natural disaster warning systems, Opt. Eng., Vol.51, No.7, Jul. 2012, pp.1-12. [3] L. Merino et al., An Unmanned Aircraft System for Automatic Forest Fire Monitoring and Measurement, J. Intell. Robot. Syst., Vol.65, No.1, Jan. 2012, pp.533-548. [4] S. Sathyadevan et al., Crime analysis and prediction using data mining, International Conference on Networks & Soft Computing(ICNSC) 2014, Aug. 2014, pp.406-412. [5] 과학기술정보통신부, ICT 융합산업원천기술개발사업 [ 무인기탑재복합형센서기반의국지적재난감시및상황대응을위한스마트아이기술개발 (2015~2017 년 ), 다중로그기반멀티모달데이터융합분석및상황대응플랫폼기술개발 (2017~2020 년 )] [6] 통계청, 2016 사회조사결과, 보도자료, 2016. 11. 14. 22 www.iitp.kr