재난안전위험 사회와 정보소통10

1. 센서기술의 발달과 센서데이터의 활용
센서데이터를 활용한 재난 예측 · 대응 방안
동영상으로 학습하기
1차시.
2차시.
3차시.
문과대학 언론정보학과 박한우 교수
10 주차│센서데이터를 활용한 재난예측/대응방안

2. keyword
1
학습목차
학습목표
1. 센서데이터 관련 연구 1(한규상, 윤인섭, 2012, <발췌 및 인용>)
2. 센서데이터 관련 연구 2(김경국, 노상봉, 백승철, 2013 <발췌 및 인용>)
 센서기술의 발달과 그 활용에 대해 살펴봄
 센서데이터를 활용한 연구를 통해 센서데이터의 이해와 실제
활용 방법에 대해 알아봄
 센서데이터의 효과적인 이용에 대해 생각해봄
센서기술 │ 센서데이터 │ 센서네트워크 │ 사물인터넷 │ 사물통신 │ IoT

3. 1. 센서데이터 관련 연구 1
1) 센서기술의 발달
2
재난의 전조를 사전에 감지하여
예방하기 위해 유해물질을 감지
센서 기술
센서 감지 정보를 판단하고 경보
조기경보
시스템 기술
기술의 연구
한 가지 목적이 아닌 여러 종류의 재난에 대응 가능
하나의 모듈에서 다종 물질을 감지하므로 경제적으로
효율적임
복합 센서
한규상 외(2012)의 연구에서는 대형 복합 건축물에서 재난감시를 위해
필요한 기준 제시하고, 센서 네트워크를 구축하여 재난 전조를 감시하고
조기경보 시스템을 통해 정보 관리, 재난 대응이 이루어질 수 있도록 하는
기술에 대해 연구함

4. 1. 센서데이터 관련 연구 1
2) 재난 감시 기준
3
 감지 대상 유해물질
재난과 관계된 모든 종류의 물질을 모니터링하여 재난을 예방 · 대응하는
일은 불가능
센서가 어떤 물질을 감지하고 그 농도를 감시하도록 할지 설정해야 함

5. 1. 센서데이터 관련 연구 1
2) 재난 감시 기준
4
 경보 발령 기준
국가위기관리기본지침에서 정하고 있는 우리나라의 재난위기상황 표준
대응 단계를 참고하여 경보 기준을 네 단계로 설정함
각 단계를 나누는 근거는 기본적으로 대상 물질의 농도 별 유해성 정보와
관련된 유해물질 허용 농도 규제 기준을 참고함
관심 주의 경계 심각
경보 기준의 단계

6. 1. 센서데이터 관련 연구 1
2) 재난 감시 기준
5
 센서 설치 지침
감지대상 물질의 특성에 대해 고려해야 함1
재난감시 대상물의 구조적 특성을 고려해야 함2
감지대상 물질의 발생 가능성이 높은 장치, 설비 또는 재질 등의 경우3
추가적인 센서의 설치가 고려되어야 함
센서의 위치 선정 시 접근성을 고려해야 함4
재난감시 대상의 특성을 고려한 기존 규제 기준을 준수해야함5

7. 1. 센서데이터 관련 연구 1
3) 조기경보 시스템
6
 재난전조감시 알고리즘
유해물질
방생
재난전조
감지센서
조기경보
시스템
방재센터
경보단계 별
대응방안
경보발령
대피방송
중앙방재센터
<그림 1> 조기경보 시스템 체계도
출처: 한규상, 윤인섭, 2012, 「센서 기반 재난전조 감시 기술에 관한 연구」,
한국재난정보학회 학술대회, 한국재난정보학회, 2012(1), 129-139.

8. 경보 기준의 단계
1. 센서데이터 관련 연구 1
3) 조기경보 시스템
7
 재난전조감시 알고리즘
사고 등으로 유해물질이 발생하여 센서가 감지함
 조기경보 시스템에서 감지정보를 기존 데이터베이스와 경보 기준과
비교 분석하는 알고리즘을 통해 경보 발령, 대응, 연락
관심 주의 경계 심각
건물의 안전 관리자에게만 경보 하여 위험 상황 및 대응 계획에 대한
점검이 이루어짐

9. 1. 센서데이터 관련 연구 1
3) 조기경보 시스템
8
 재난전조감시 알고리즘
사고 등으로 유해물질이 발생하여 센서가 감지함
 조기경보 시스템에서 감지정보를 기존 데이터베이스와 경보 기준과
비교 분석하는 알고리즘을 통해 경보 발령, 대응, 연락
경보 기준의 단계
경보 발령, 방재센터 및 관계 기관 연락, 미리 수립된 경보 단계별
대응활동을 개시함
관심 주의 경계 심각

10. 1. 센서데이터 관련 연구 1
3) 조기경보 시스템
9
 모니터링 및 예 · 경보 시스템
건물 도면 데이터베이스와 연동하여 센서의 위치가 표시될 수 있도록 함
감지된 농도를 경보 기준과 비교하여 판단된 정보 단계를 ‘안전’, ‘관심’,
‘주의’, ‘경계’ 및 ‘심각’으로 나타내도록 설정함
알고리즘에서 판단한 경보 단계 외에도 각 센서에서 감지되고 있는
유해물질 농도를 실시간으로 모니터링하여 시간과 농도 기준 대비 비율을
표시하여 관리하도록 함

11. 10
2. 센서데이터 관련 연구 2
1) 센서데이터의 활용
고가 · 저정밀도의 센서 저가 · 고정밀도의 센서요소기반기술의 발전
신뢰성 높은 측정 장치를 구축할 수 있게 하는 요소기반기술의 발전으로
보다 용이하게 센서기반 장치 개발이 가능해짐
김경국 외(2013)의 연구에서는 태풍, 강풍 및 기타 자연재해로 인한 철탑
전신주 등의 구조물 붕괴의 감시 및 사전 모니터링이 가능한 철탑감시
시스템을 다루고 있음

12. 11
 센서 네트워크 노드의 설계
모니터링과 더불어 능동적이고 독립적인 시스템 구현이 목적임
센서 하드웨어는 독립된 전원으로 운용될 것
별도의 통신망을 이용하여 데이터를 서버로 전송할 것
풍향, 풍속 및 철탑의 안전데이터를 독립적 연산이 가능할 것
2. 센서데이터 관련 연구 2
2) 센서 네트워크의 구성
<그림 2> 센서 네트워크 노드의 구성
1
기지국
인터넷
이동통신망
데이터수집
CDMA
시스템 구성도
(CDMA-패킷통신)
출처: 한규상, 윤인섭, 2012, 「센서 기반 재난전조 감시 기술에 관한 연구」,
한국재난정보학회 학술대회, 한국재난정보학회, 2012(1), 129-139.

13. 12
 센서 노드의 Field Test
2. 센서데이터 관련 연구 2
2) 센서 네트워크의 구성
검증을 위해 3사(SKT, KT, LGT) Telecom 서울 여의도공원
공용기지국기국의 이동통신 철탑에 장착함
2

14. 13
 수신 데이터의 분석
2. 센서데이터 관련 연구 2
3) 데이터 수신 및 분석
설치된 센서 노드에서 수신된 데이터는 SK Telecom의 CDMA 2G Data망을
통해 메인 PC로 전송됨
전송된 데이터 분석을 통해 시설물 모니터링이 가능해짐

15. 14
 수신 데이터의 분석
2. 센서데이터 관련 연구 2
3) 데이터 수신 및 분석
<표 1> 주간 단위 수신 데이터 <그림 3> 6월 분석 자료
-4
-2
0
2
4
6
8
10
12
풍속평균
풍속최대
pitch
데이터파일
roll

16. 15
 수신 데이터의 분석
2. 센서데이터 관련 연구 2
3) 데이터 수신 및 분석
<표 1>과 <그림 3>과 같이 수신되어지는 데이터를 이용하여 일일 단위 및
주간, 월간 단위 데이터 분석이 가능해짐
기술의 발달로 센터데이터와 파일서버 네트워크 연동 및 모바일 앱과의
연동을 통해서 접근성의 향상시킨다면 앞으로 공공 및 민간 부분에서 재난
감시 시스템으로 다양한 분야에 이용이 기대됨

17. 학습정리
참고문헌
 재난을 사전에 감시하고 예방하기 위해 센서를 이용한 조기경보
시스템 기술이 연구됨
 센서기반 장치 간에 기존의 유선통신을 대체할 수 있는 무선통신의
기술이 발달함에 따라 데이터의 송수신 환경이 용이해짐
 기술의 발달로 센터데이터의 접근성을 향상시킨다면 앞으로 공공 및
민간 부분에서 재난감시 시스템으로 다양한 분야에 이용이 기대됨
 김경국, 노상봉, 백승철, 2013, 「무선 센서 네트워크 기술을 이용한
재난감지 시스템의 제시」, 한국정보기술학회 하계학술대회 논집,
한국정보기술학회, 2013(5), 179-182.
 한규상, 윤인섭, 2012, 「센서 기반 재난전조 감시 기술에 관한 연구」,
한국재난정보학회 학술대회, 한국재난정보학회, 2012(1), 129-139.
16

18. 퀴즈 오늘 학습한 내용을 기억하여, 아래 문제를 풀어봅시다.
Q1 다음 내용을 읽고 내용이 옳으면 O, 틀리면 X를 고르시오.
데이터의 송수신 환경이 용이해져 센터데이터의 접근성이 향상된다면,
앞으로 재난감시 시스템으로 다양한 분야에 이용이 가능함
해설:
무선통신의 기술이 발달함에 따라 데이터의 송수신 환경이 용이해져
센터데이터의 접근성이 향상된다면, 앞으로 공공 및 민간 부분에서
재난감시 시스템으로 다양한 분야에 이용이 가능함
17

19. 센서기술의 발달과 센서데이터의 활용
센서데이터를 활용한 재난 예측 · 대응 방안
동영상으로 학습하기
1차시.
2차시.
3차시.
문과대학 언론정보학과 박한우 교수
10 주차│센서데이터를 활용한 재난예측/대응방안

20. keyword
19
학습목차
학습목표
1. 센서데이터를 활용한 재난 예측 · 대응 방안
(김우용, 2014, <발췌 및 인용>)
 IoT 기술의 정의와 그 활용 사례를 통해 필요성을 인식할 수 있다.
 IoT 기술의 효과적인 적용방안을 모색할 수 있다.
센서기술 │ 센서데이터 │ 센서네트워크 │ 사물인터넷 │ 사물통신 │ IoT

21. 1. 센서데이터를 활용한 재난 예측 · 대응 방안
1) IoT 기술의 활용
20
 IoT 정의
IoT
사물통신(IoT, Internet of Things) 서비스는 사물과 사물,
사물과 사람(Device) 간에 정보가 수집되고 처리되는
지능형 정보 인프라와 이를 활용한 기술 및 비즈니스
IoT와 관련된 다양한 정의가 존재하나, 인간의 개입을 줄여 생산성과
효율성을 높이는 이동통신 기술이라는 공통점이 있음

22. 1. 센서데이터를 활용한 재난 예측 · 대응 방안
1) IoT 기술의 활용
21
 IoT 정의
<그림 1> IoT 관련 구조
Automotive
Safe &
Security
Health
care
Moving
Asset
Facility &
Building
Utility &
energy
Transportation
Environment
& Agriculture
C.E
Commerce
& Retail
Thing’s segment
IoT 서비스 기능
IoT Value-chain
Monitoring Surveillance Control Tracking Payment Informing
칩셋
제조사
모듈
제조사
단말
제조사
통신
사업자
플랫폼업체 ASP
통신사업자
출처: 김우용, 2014, 「센서데이터를 활용한 재난 예측/대응 방안」자료

23. 1. 센서데이터를 활용한 재난 예측 · 대응 방안
1) IoT 기술의 활용
22
 IoT 정의
<그림 2> IoT Scope
출처: 김우용, 2014, 「센서데이터를 활용한 재난 예측/대응 방안」자료
Connected Car USN Wearable Device Smart Home
직접연결
(M2M)
Smart
Phone
Wi-Fi
AP
IoT 플랫폼 App Server User
Things
Short-Range
Connectivity
WAN
Connectivity
Platform,
Service
Network(3G/LTE/유선)

24. 1. 센서데이터를 활용한 재난 예측 · 대응 방안
1) IoT 기술의 활용
23
출처: 김우용, 2014, 「센서데이터를 활용한 재난 예측/대응 방안」자료
<그림 3> IoT 사례(Safety)
Vehicle Tracking
전력량 원격검침 원격 기상 관측
T-Car
 IoT 사례

25. 1. 센서데이터를 활용한 재난 예측 · 대응 방안
1) IoT 기술의 활용
24
출처: 김우용, 2014, 「센서데이터를 활용한 재난 예측/대응 방안」자료
<그림 4> IoT 대표 사례
전자발찌 독거노인/중증 장애인 Care
산림청 산불관제 어린이 안심
 IoT 사례

26. 1. 센서데이터를 활용한 재난 예측 · 대응 방안
1) IoT 기술의 활용
25
 IoT 사례
그 외 사례
Environment Monitoring
기상관측, 대기오염 원격 감시, 수질오염 원격 감시,
토양오염 원격 감시, 낙석 모니터링, 해양환경 관측 등
Asset Management & Tracking
댐 안전 감시, 교량 안전 감시, 공장 안전 감시, 폐기물 관리,
석유류 관리, 컨테이너 관리 등

27. 1. 센서데이터를 활용한 재난 예측 · 대응 방안
1) IoT 기술의 활용
26
 IoT 사례
<그림 5> IoT의 발전 Road-map
출처: 김우용, 2014, 「센서데이터를 활용한 재난 예측/대응 방안」자료
Market Cultivation
Cloud Based
Data Gathering
Valuable
Intelligence Biz
N/W +특수 Device
Open Platform
Sensing + Big Data

28. 1. 센서데이터를 활용한 재난 예측 · 대응 방안
2) IoT 를 통한 재난의 예측 · 대응
27
재해/ 재난 분야
Segment
Segment 대상 분야 핵심 역량
자연재해/ 재난
기후변화, 기상/ 기후/ 생태/ 해양 관측,
산불/ 지진/ 해일/ 홍수 등
관측/ 감시기반 실시간
인지 및 대응
환경오염/ 방역
대기/ 물/ 토양/ 해양 오염, 구제역 등
가축역병 등
오염 발생억제 및 확산
방지
산업 재해
위험물(방사능/ 화합물/ 유류/ 화약/
가스 등), 위험시설/ 설비 등
위험원 사전적 관리 및
조기 대응
Segment+Process Matrix 기반
▶ IoT 등 신기술 최적의 적용방안 모색/ 재난분야 Derived Intelligence 구현
재해/ 재난 대응
Process
Process 주요 내용 핵심 기술
재난감시 분야별 실시간 측정/ 위치/ 감시 등 Sensing & Monitoring
정보분석 수집 Data기반 위험예측, 확산예측 등 Analytics & Intelligence
상황전파 지역단위 예/경보 전달, 상황공유 등 정보 전달/ 공유체계
대응통제 관제 기반 의사결정, 피해상황 관리 등 협업 & 의사결정
<표 1> IoT의 발전 Road-map
출처: 김우용, 2014, 「센서데이터를 활용한 재난 예측/대응 방안」자료
 재난의 유형과 Process

29. 1. 센서데이터를 활용한 재난 예측 · 대응 방안
2) IoT 를 통한 재난의 예측 · 대응
28
<그림 6> 재난분야 IoT 적용 움직임-위험물 안전운송 통합 관제 시스템
안전한 길 탐색 여정관리시스템
차량 및 화물 상태 안전확인 사고 정보 생성 및 유관기관 전송
 재난의 유형과 Process
출처: 김우용, 2014, 「센서데이터를 활용한 재난 예측/대응 방안」자료

30. 1. 센서데이터를 활용한 재난 예측 · 대응 방안
2) IoT 를 통한 재난의 예측 · 대응
29
Sensor 기술과 초정밀 측위 기술을 조합, 언제 어디서든 모니터링
가능한 지능형 위치 관리 시스템(다양한 작업 현장에 적용 가능)
작업 환경 모니터링: USN센서 적용 작업 유해 환경 모니터링
작업자 상태(생체정보, 안전모착용 등) 확인
고정밀 위치 모니터링: UWB초정밀 측위 기술적용-1M이내
오차위험지역 접근, 기인물 충돌사고 예방
모바일 연동 서비스: 작업자 휴대폰 무분별 사용 제한, 응급 호출 및
작업팀 간 TRS통화 서비스
작업자 안전 대책 수립에 대한 의무화 제도 기반 마련 필요
(법제도 개선, 시스템 설치 지원 등)
 재난분야 IoT 적용 모델 제안

31. 1. 센서데이터를 활용한 재난 예측 · 대응 방안
2) IoT 를 통한 재난의 예측 · 대응
30
 정리
기존 자원 · 인프라 활용 (Mash-up)1
규모 있는 적용 및 인프라 구축2
Road-Map 설정 및 진화 모델 구현3
민간 자원 활용 방법론4

32. 1. 센서데이터를 활용한 재난 예측 · 대응 방안
2) IoT 를 통한 재난의 예측 · 대응
31
 정리
– 2015.4.6. 신문기사: ‘재난안전 IoT로 선제대응 나선다’
출처: 디지털타임스, 정용철 기자, 2015-04-06, ‘재난안전 IoT로 선제대응 나선다’
국민안전처와 미래창조과학부는 재난 안전을 위한 IoT 적용
방안 및 시범 사업을 진행함

33. 1. 센서데이터를 활용한 재난 예측 · 대응 방안
2) IoT 를 통한 재난의 예측 · 대응
32
 정리
– 2015.4.6. 신문기사: ‘재난안전 IoT로 선제대응 나선다’
출처: 디지털타임스, 정용철 기자, 2015-04-06, ‘재난안전 IoT로 선제대응 나선다’
재난안전연구원은 올 연말까지 전국의 재난 관련 센서 현황을
파악하고 활용 가능한 센서 데이터를 분류한 뒤 이를 재난현장
대응 시스템과 연계·통합하는 방법을 연구할 예정임
 특히 생성된 센서 데이터를 CCTV나 공간정보와 결합해
3차원 현장정보로 나타냄으로써 신속한 현장대응을
지원한다는 방침임
미래부는 CCTV와 재난대응 현장인력의 통신기기(스마트폰,
스마트 안경)를 연동해 지휘통제실에서도 실시간으로 현장
상황을 파악해 통제할 수 있는 환경을 구축예정임

34. 학습정리
참고문헌
 사물통신(IoT)서비스는 사물과 사물, 사물과 사람 간에 정보가 수집되고
처리되는 지능형 정보 인프라와 이를 활용한 기술 및 비즈니스로 활용
사례와 범위가 다양함
 IoT 기술 적용을 위해서는 기존 자원과 인프라를 활용하고, 규모 있는
적용 및 인프라 구축, Road-Map 설정 및 진화 모델 구현, 민간 자원
활용 방법론 등이 필요함
 정부는 IoT 기술을 재난분야에 적용하는 사업을 구상 및 진행 중임
 김우용, 2014, 「센서데이터를 활용한 재난 예측/대응 방안」자료
33

35. 퀴즈 오늘 학습한 내용을 기억하여, 아래 문제를 풀어봅시다.
Q1 다음 내용을 읽고 내용이 옳으면 O, 틀리면 X를 고르시오.
IoT 기술은 이동통신 기술의 하나로서 인간의 개입을 줄여 효율성은
높일 수 있으나, 생산성은 비교적 낮아질 수 있음
해설:
IoT 기술은 인간의 개입을 줄여 생산성과 효율성을 높이는 이동통신
기술임
34

36. 센서기술의 발달과 센서데이터의 활용
센서데이터를 활용한 재난 예측 · 대응 방안
동영상으로 학습하기
1차시.
2차시.
3차시.
문과대학 언론정보학과 박한우 교수
10 주차│센서데이터를 활용한 재난예측/대응방안

37. keyword
36
학습목차
학습목표
1. 산업다큐 4.0 – 미래성장 보고서: 비로소 세상의 모든 것이 연결되다,
사물인터넷 편(IoT)
 사물인터넷(IoT)을 활용한 효과적인 재난 대응 방안을 도출할 수 있다.
센서기술 │ 센서데이터 │ 센서네트워크 │ 사물인터넷 │ 사물통신 │ IoT

38. 1. 산업다큐 4.0 – 미래성장 보고서: 비로소 세상의 모든 것이 연결되다,
사물인터넷 편(IoT)
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동영상 내용
출처: YouTube/ 한국경제TV 채널/ 2014-08-27
https://www.youtube.com/watch?v=s-hN_KOBaEQ
인테넷 연결을 통해 생산될 데이터의 양은 무한함
앞으로의 인터넷은 인간과 더불어 우리가 소유한 모든 물건들과 연결될
것임
사물인터넷(Internet of Things)은 사람과 사람, 사물과 사물, 세상의 모든
것들과 연결되는 것을 의미함
단순 물건이 인터넷과 연결되고 빅데이터와 연결된다면 다양한
서비스로 업그레이드 되어 많은 부가가치를 만들 수 있음
센서를 통해 감지된 데이터를 모으고, 분석하고, 이것을 활용하여
사람들의 의사결정 기회가 더 많아질 것임

39. 1. 산업다큐 4.0 – 미래성장 보고서: 비로소 세상의 모든 것이 연결되다,
사물인터넷 편(IoT)
38
동영상 내용
출처: YouTube/ 한국경제TV 채널/ 2014-08-27
https://www.youtube.com/watch?v=s-hN_KOBaEQ
센서데이터의 재난분야를 포함한 국내외 다양한 분야의 활용 사례를
소개함

40. 차시예고
이번 시간에는 10주차 3차시 동영상으로 학습하기를 통해 지난
학습내용을 되짚어 보았습니다.
다음 시간에는 11주차 생활안전 영역에서 국민참여 거버넌스 구축
에 대해 학습하겠습니다.
수고하였습니다.
39