가상공간에서 발생 가능성이 높은 홍수 피해 예측, 재난 대응
한국건설기술연구원(원장 김병석)은 실시간 영상을 기반으로 홍수 시 하천 모니터링 및 재난에 대응할 수 있는 기술을 개발했다고 밝혔다.
최근 기후변화와 이상홍수 발생으로 인한 하천 내 재난 피해가 증가하고 있다.
지난 몇 년간 전국을 휩쓴 폭우로 인해 호남지방과 중부내륙에서 많은 피해가 발생하였으며, 대부분의 경우 하천 제방의 월류도 함께 발생하였다.
이에 따른 인명피해 증가 등 잠재적 피해요인이 커지고 있다.
하천 홍수범람은 인명 및 재산에 대한 직접적인 피해가 발생할 뿐만 아니라 하천환경 및 수생태계 변화에도 복합적으로 영향을 미치게 된다.
그러나 기존의 하천재난 대응은 상류 댐 방류 시 알림 기능이나 홍수 발생 시 관계자가 직접 하천에서 통제를 하는 수준이다. 소하천이나 도시에서 벗어난 지역은 이조차도 어려운 실정이다. 따라서 하천 주변 지역에서의 홍수 재난 대응 기술이 필요하다.
이에 건설연 수자원하천연구본부 연구팀은(팀장: 강준구 박사, 연구단 책임자: 여홍구 박사) IoT, 디지털트윈, AI 등 4차 산업을 적용하여 재난피해를 저감하고 대응하기 위한 실시간 하천재해 관리기술을 개발하였다.
특히, 인명피해를 최소화하기 위한 목적으로 하천 내 수위, 유속, 유량 등을 모니터링하고, 홀로렌즈를 통한 원격지 제어와 디지털트윈을 이용하여 하천 홍수재난 대응에 활용하였다. 실제 하천에 테스트 베드와 시범사업을 진행하여 기술의 적용성과 가능성을 검증하였다.
개발된 기술은 영상을 기반이기 때문에 CCTV 등과 같이 기존에 설치된 영상 장치로부터 필요한 데이터를 확보하여 활용할 수 있다.
영상 이미지를 통해 수위, 유속, 유량 및 하천 내 객체(사람, 차량 등)를 인식할 수 있고, IoT 기술과 연계해 실시간으로 자료를 수집할 수 있다.
또한, 고글 형태의 원격제어 장치인 홀로렌즈를 이용하여 원격으로 하천의 수위 상황을 모니터링하고 홍수 상황에 대응할 수 있다.
디지털트윈을 활용하여 대상지역(사람이 많이 모이는 하천변이나 과거 피해가 많은 지역)과 동일한 가상공간을 만들고, 가상 홍수를 재현할 수 있다.
가상홍수는 50년 빈도 홍수, 100년 빈도 홍수 등 예측되는 홍수 시나리오 및 이상홍수 조건에 따라 흐름해석을 수행한 후 실제 홍수 흐름을 시각적으로 재현할 수 있다. 즉, 홍수 시 대상 하천 내 고수부지, 친수시설, 하천별 도로 등 사람이 이용하는 곳에 발생하는 재해를 가상공간에서 미리 경험할 수 있는 것이다.
김병석 원장은 실시간 하천재해 관리기술은 하천공학과 첨단기술의 융합적 연구로 향후 하천모니터링과 홍수 대응을 위한 디지털트윈 적용 분야로의 가능성과 방향성을 제시한다고 할 수 있다.며 앞으로 기후변화로 인한 이상홍수로 예상되는 재난방지 이슈에 대응하고 홍수로 인한 인명피해도 저감할 수 있는 다양한 연구를 위해 노력할 것”이라고 밝혔다.
