인공지능기반 스마트 모니터링 시스템 및 돌발감지 시스템 구축

▲ 서울도시고속도로 교통관리센터 상황실  © 매일건설신문

인류의 삶을 변화시키고 있는 4차 산업혁명은 인공지능(AI), 사물인터넷(IoT), 로봇기술, 드론, 가상현실(VR), 빅데이터 등 정보통신기술(ICT)을 기반으로 한다. 이러한 디지털 혁신기술은 이미 생활 곳곳에 스며들고 있다.

민간은 다양한 수익창출에 대한 기대감으로 기술개발을 주도하고 있다. 관도 이에 보조를 맞추며 적극적인 디지털 기술개발을 통해 비용절감과 더 나은 공공서비스제공에 노력하고 있다.

서울시내 교통관리센터를 운영하며 11개 자동차전용도로를 관리하고 있는 서울시설공단 역시 스마트한 도시고속도로 관리를 위한 기술개발과 도입에 박차를 가하고 있다. 매일건설신문은 서울시설공단과 함께 ‘도시고속도로 관리가 스마트해진다’라는 기획시리즈를 3회에 걸쳐 보도한다. (편집자 주)

▲ 스마트 모니터링 예시  © 매일건설신문

국가인프라 지능정보화사업 선정…스마트 모니터링 시스템 구축
서울시설공단은 2019년 2월 한국지능정보사회진흥원에서 추진한 인프라 지능정보화 사업 공모(교통, 안전, 산업, 환경, 공공시설 5개 분야) 중 교통시설 분야에 응모하여 1순위 사업주관자로 선정됐다. 이에 따라 ㈜아와소프트, ㈜오파스넷, ㈜에이엔제이솔루션, 서울시립대학교 산업협력단과 컨소시엄을 구성해 2년에 걸쳐 IoT 무선 센서 및 인공지능 알고리즘을 활용한 시설물의 안전상태 실시간 모니터링 시스템을 구축했다.

기존 서울시내 교량 구조물은 대부분 인력을 통한 육안점검으로 시간과 비용이 과다 소요됐다. 이에 공단은 일반교량 및 소규모 교량에 쉽게 설치할 수 있는 IoT기반의 ‘지능형 무선 센싱장비’를 활용해 문제점을 해결했다. 또한 터널의 경우에는 사고음 알림 기능을 추가함으로써 기존 CCTV 화면 모니터링에만 의존하던 모니터링 방식을 개선했다.

공단에서 구축한 스마트 모니터링 시스템은 ▲교량 안전도 분석 시스템 ▲터널 음향기반 유고감지 시스템 이다.

‘교량 안전도 분석 시스템’은 청담대교, 탄천2고가교에 각 36개, 137개의 이미지ㆍ음파ㆍ온도 센서를 설치해 교량받침 이상변위와 신축이음 파손여부를 감지하도록 한다. 또한 드론으로 교량 외관을 촬영해 균열 발생 여부를 모니터링함으로써 현장에 나가지 않고도 구조물의 이상 유무를 실내에서 확인할 수 있도록 했다.

또한 ‘터널 음향기반 유고감지 시스템’은 홍지문·정릉 터널에 음향 수집기 81개를 설치해 다양한 음향을 수집·분석 한다. 이를 통해 터널 내에서 발생하는 돌발 상황에 대한 감지 및 즉각적인 상황전파가 가능해졌다. 또한 돌발 상황 발생 시 후속차량들이 터널 내에서 서행하거나 진입하지 못하도록 유도하여 2차 사고를 예방하는 효과를 갖는다. 이를 통해 공단 모니터링 시스템을 고도화할 수 있을 것으로 기대한다.

공단관계자는 “구축된 모니터링 시스템을 2023년까지 자동차전용도로에서 활용함으로써 시스템 안정화를 이루는 한편 유사 연구사업 연계 등을 통해 성과를 확장할 계획”이라며 “이를 활용한 교량받침 변위-온도 계측의 경우 ‘국토교통기술촉진연구사업’과 연계추진 중이며, 터널 음향수집기는 ‘서울시 도로터널 감지시스템 구축 사업’과 연계 예정”이라고 밝혔다.

▲ CCTV에 나타난 돌발상황  © 매일건설신문

인공지능형 영상분석기법…돌발상황 신속 감지
공단에서는 지난해부터 인공지능 신기술 도입 및 유관기관과의 데이터 연계 시스템 구축으로 돌발정보 수집 능력을 향상시키고 있다. SK·카카오·맵퍼스 등의 민간기업과 협업으로 내비게이션을 통해 실시간으로 돌발정보를 제공하고 있다.

그간 교통관리센터 상황실에서 차량의 속도변화 등을 통해 돌발상황을 감지해 대응해왔다. 하지만 심야시간이나 CCTV사각지대에서는 돌발상황을 감지하기 어려웠고, 도로전광표지에 의존하다보니 신속한 대응에 한계가 있었다.

이에 공단은 지난해 노후 아날로그 CCTV 142개소를 디지털로 전면 교체함에 따라 도시고속도로 사고다발 구간에 설치된 CCTV 15개소에 4차 산업기반의 인공지능형 영상분석 기술을 시범 적용・운영했다. 이 기술은 CCTV 영상을 분석해 사고·고장 등으로 정지한 차량이나, 보행자 출현 등 정상적이지 않은 움직임을 보이는 상황을 빠르게 감지해 교통관리센터 운영자에게 알려준다.

지난해 시범운영결과 돌발 검지율이 62.2%로 사고 및 보행자 감지 보조수단으로서의 활용성을 확인했고, 올해는 좀 더 개선된 신규 알고리즘을 적용해 시범운영을 확대 시행할 예정이다.

아울러 지난해 5월 교통관리센터와 서울종합방재센터간에 전화로 긴급정보를 전달하던 방식에서 서울종합방재센터 119상황실로 시민이 신고하는 사고정보를 교통관리센터에서도 동시 모니터링이 가능하도록 실시간 정보 연계시스템을 구축했다.

공단 관계자는 “교통관리센터 상황실에서 돌발상황 감지가 취약한 심야시간이나 사각지대의 돌발상황도 보다 신속히 감지해 도로 이용시민에게 정확한 정보를 제공하고, 119등 유관기관과 긴밀하게 상황대응을 할 수 있게 됐다” 면서 “실시간 연계시스템을 통해 지난해 324건을 빠르게 감지하고, 심야2차사고 예방에도 효과가 증명됐다”고 말했다.

한편 교통관리센터에서는 서울시내 도시고속도로 7개 노선(내부순환로, 강변북로, 동부간선도로, 올림픽대로, 북부간선도로, 경부고속도로, 강남순환로)에서 발생하는 돌발상황 정보를 지난해 4월부터 T map과 카카오 지도서비스를 시작으로 9월엔 아틀란 내비게이션 등 민간 기업을 통해 도로 이용 시민에게 실시간으로 제공하고 있다.

이로써 서울도시고속도로를 이용하는 시민은 도로전광표지가 없는 지점에서도 전방의 사고, 공사 등의 돌발상황을 운전 중 스마트폰 내비게이션으로 확인할 수 있게 되어 도로우회, 주의운전 등을 통해 보다 빠르고 안전하게 도로를 이용할 수 있게 됐다.

올해도 공단은 도로전광표지 돌발정보 제공 강화로 사고 위험을 예방하고. KBS와 업무협약을 통한 수방・제설로 인한 교통통제 등 재난상황의 신속한 전달에 매진한다는 방침이다. 더불어 민간기업과의 협업을 통해 교통정보 이용을 더욱 활성화하고, 소통정보보다 돌발정보 우선 제공을 목표로 도로전광표지 등에 돌발정보 제공을 강화할 예정이다.

조성일 서울시설공단 이사장은 “앞으로도 공단은 4차 산업 기반의 최신 기술을 적극 도입해 강화된 모니터링 시스템 및 돌발상황 대응 시스템 구축을 통해 시민들이 보다 안전하게 이용할 수 있는 도시고속도로를 만들겠다”고 강조했다.

▲ 수해, 폭설로 인한 재난 상황  © 매일건설신문

/변완영 기자