비즈니스

전체 시스템의 개요

개발 기술의 내용 및 특성
기술 ① : 사면관리 시스템
사면관리 시스템이란 ?

사면관리시스템은 도로 절개 면의 낙석, 토사붕괴, 산사태 등으로 인한 교통장애, 도로구조물의 손상, 재산 및 인명상의 손실 예방 및 낙석방지 등을 위해 설치하는 시스템을 말하며, 우면산 사태 이후 정부는 산사태를 미리 예측해 예방할 수 있는 기술을 개발하는 등 사면관리에 적극 나서고 있음.

특히 서울 부산과 같은 대도시의 경우, 산을 깎아 주거지역을 확보했기 때문에
산사태에 취약하며 산을 깎아 만든 도로의 절개면도 무너질 위험이 높음.

이러한 문제점을 해소하기 위하여, 종래에는 로프 등을 얽어 매어 경사진 야산을 덮는 방법으로 낙석 등을 방지해 왔으나
이는 원시적인 일시 방편에 불과한 것이고, 홍수 등으로 인하여 발생하는 낙석을 장시간 지속하여 지지할 수 없기 때문에 항상 불안한 요소를 내포하고 있음.

산사태는 특정 지점에서 발생한다고 해서 다른 지점에서 연속적으로 일어나는 것이 아니기 때문에 예측이 어렵고,
결국 산사태 위험이 높은 지점에 센서를 설치해 실시간으로 정보를 감시하는 사면관리시스템이 핵심 방안으로 대두.
 
시스템 운영 개념

 
기술의 필요성 및 중요성
경춘국도 비탈면 산사태 사태
 
사면관리 센서의 구성

 
사면관리 센서의 작동원리

Sector S에 사면관리를 위하여 3개의 센서(A~C)를 설치하였으며,
3개의 센서 중 센서 B가 힘을 받아 1차적으로 센서 B의 위치 변화가 발생하고 이로 인해 Sector S가 변형된 상태임
① 센서 A의 변화

- 센서 A는 센서 B가 받은 힘의 영향으로 wire a의 장력이 증가하여 A의 수평변이 유발
- 센서 A의 수평변이는 Z축 변화의 유효범위 내에 있으며, X와 Y축의 변화가 검지됨
② 센서 C의 변화

- 센서 B의 위치 변이로 wire b의 장력이 느슨해짐에 따라 센서 C는 시계 반대방향으로 회전하여 수평변이가 발생함.
- 이때 센서 A의 수평변이는 Z축 변화의 유효범위 내에 있으며, X와 Y축의 변화가 검지
③ 센서 B의 변화

- 힘의 영향으로 센서 B의 수평 및 수직변이가 발생.
- 이때 센서 B의 수평변이 X와 Y축의 변화가 발생되며, 수직변이는 Z축에 변화가 발생되어 이를 검지.
 
개발기술의 우수성

도로변위험
감지방식
개발기술 : 다양한 센서 및 샌서 네트워크 최대한 활용, 원격 모니터링 및 관리
기존 기술/방식 : 낙석, 사면붕괴는 그물망과 옹벽 사용.
로드킬은 펜스를 주로 사용하고, 일부 유선기반의 센서 사용

센싱
방식
사면붕괴 : 초저전력 네크워크 기반 센서에 의한 붕괴 감지
낙석,야생동물 : 센서 등에 의한 감지
기존기술 : 사면은 장력케이블에 의한 붕괴감지, 낙석이나 야생동물 센싱은 없음

사전
예측
개발기술 : 멀티 및 다양한 센싱정보에 의한 사전 예측 가능
기존기술 : 어려움

위험
경고
경광등, 전광판 등 다양한 매체를 통한 실시간 경고
원격관리센터에 의한 통보
기존기술 : 도로안내판 및 네비게이션에 의한 출몰지역 안내

설치
용이성
개발기술 : 설치 용이 및 단기간 소요
기존기술 : 설치가 복잡하고 장기간 소요

적용
확장성
개발기술 : 시설물 감시, 산지 토사재해, 조기 감시 등에 적용 및 높은 확장
기존기술 : 특정한 용도로만 사용
산불감지 시스템
산불감시 설치 목적
Smart Natural Disaster Surveillance 예측 시스템은

산불 발화 전에 산불이 어느 지점에서 발생할지 사전 파악과 발화시 지점을 정확히 알아내어 기상청의 기후정보를 이용해
발화점의 대기 상태 값과 산불의 뜨거운 기운에 의해 발생할 수직바람 속도, 발화 지점으로 불어오는 바람의 변화, 그 지점의 산림 상황,
산불감시 영역 내 산불 감시센서의 실시간 메모리 기반 모니터링 기술 등을 종합해 산불이 어느 방향과 속도로 번져나갈 지를 AI 플랫폼에서 분석하여 산불의 확산 경로를 예측함으로써 산불이 어떻게 확산할지 알 수 있어 미리 진화 대책을 세워 대형 산불로 번지는 것을 막을 수 있다.

또한 인근 저수지, 하천, 강, 바다 상황 정보 등을 파악하여 최단 거리에서 소방용수를 조달할 수 있게 해준다.
더불어 재난 정보를 최단 시간 내에 파악하여 관련기관, 인근 주민에게 알려주어 신속히 대처할 수 있게 한다.
 
검은 재앙 산불 감시의 중요성

 
산불감지 센서 특성
산불감지 센서 기술
열전달에 기반한 산불감지 센서
산불상황인지(Context Awareness) 모델 확립
센서에 전달되는 On-Off에 따라 감지능력을 생산하는 특징
네트워크 기반으로 산불 모니터링 섹터 구분

Loop 네트워크 기반의 추론 기술
사건-행위(Event-Behavior) 감지 모델 구축
산불감시 영역내 실시간 메모리 기반 모니터링 기술

 
산불감지 센서 설치 개념

센서는 동작 시 초 저전력으로 동작하며 10년이상 전원공급 상태 유지


안개제거 시스템

영상 분석 기술과 인공지능을 결합한 高 지능화된 산불 검출·식별 기술


 
산불/사면관리를 위한 안개제거 처리 영상기술
악천후 및 저조도 환경 극복을 위한 화질 혁신 기술
촬영 시점의 악천후/저조도 저품질 화질을 보정하여 영상 분석 정확도 향상
안개 상황 보정
입력 영상
Dark channel extraction
Atmosphere light estimation
Transimission map caculation
Image dehazing
보정 영상
야간 상황 보정
입력 영상
Dark & bright channel extraction
Low luminance decision
Adaptive HE
Image refinement
보정 영상
Histrogram Equaliztion
(균등화)
영상의 Color를 히스토그램으로 생성하고 히스토그램을 확장하는 contarast 조정 기법으로 약한 안개상황에 효과가 있으나, 영상처리에 부하가 적어 실시간 처리에는 용이하지만 안개제거 효과가 떨어지는 단점이 있음.
DCP
(Dark Chanel Prior)
안개제거를 위한 대표적인 알고리즘으로 영상의 화질에 따라 인위적으로 파라미터를 설정하는 문제점이 있고, 이를 해결하기 위해 일반적인 수준의 파라미터 값을 설정하여 적용하므로 다양한 안개변화에 대응하지 못하는 약점.
Deep Learning
학습되지 않은 환경사항에 대해서는 결과를 기대하기 어려움
특히 정상적인 기후상태에서의 배경영상에 대한 학습이 요구되므로 이동체에 적용하기에는 한계가 있음.
Latinex 알고리즘
영상의 Contrast를 보정하는 기법으로 안개제거에 부분적인 효과가 있음.
문제해결
기존의 DCP 알고리즘의 약점 극복을 위해 DCP 알고리즘 이외에 파라미터 자동조정 기술을 동시 적용함으로써
약 0.5 ~ 0.8초 이내에 최적 파라미터를 적용하는 기술 개발

또한 원 영상으로부터 안개제거를 제거할 경우 원영상이 어두워지는 현상이 발생되는데,
이를 극복하기 위하여 CLAHE 알고리즘을 적용하여 contrast를 조정하는 기능을 동시에 수행하는 기술 개발.


영상감시 시스템
산불관리를 위한 영상기술
원거리 산불연기 검출을 위한 특징 강화 신경망 구조 기술
원거리 산불 연기의 저품질 특징을 강화하는 특징 초해상도 신경망 구조 개발
저품질 특성과 강화특징을 합성항 ㅕ원거리 산불 연기 검출 성능 향상

 
산불관리를 위한 영상복합기술
단일 CCTV용 복합상황 학습기능 및 산불상황 탐지 정확도 향상 기술
단일 CCTV용 복합상황 학습기능 및 실시간 모니터링 기술
   - 실시간 연관규칙 기반 복합상황 프로파일 생성 기술
열적외선 및 기상 데이터 연계 이중화 모니터링 기술 개발
   - CCTV/적외선영상 메타 데이터들 간의 시공·좌표 동기화기반 정확도 이중화알고리즘
   - 기상상황에 따른 선택적 CCTV 프로파일/적외선 영상 프로파일에 의한 미탐지·오탐지 최소화 및 모니터링 정확성 최적화

 
사면/산불감시 검증 및 확인 방안
개발기술 성능 검증

사면관리
센서
센서 A, 센서 B, 센서 C의 실시간 상태 값 저장 및 분석하여 이상 징후 감지

산불감시
센서
열 전달에 기반한 산불감지 센서 : 동작 범위 180°C 이상 확인
산불발화점 온도 400°C ~ 500°C 이상
Loop내 네트워크 산불감지 센서
실시간 도통 값 확인 및 선로 저항 값 확인

영상 감시
이중감시 카메라 시스템 적용
열적외선 카메라/저조도 고해상도 카메라 시스템 적용
안개안개제거 기술 및 영상 복원기술 : 상대 비교

드론 확인
사면 및 산불 발생 징후 시 GIS맵에 따라서 발생 의심지역 드론 투입
현장 결과 영상(저조도 카메라/열화상 카메라) 확인 지원에 의한 기술
 
서비스 사업화 전략