최근 괄목할만한 발전을 이룩해 온 CCTV는 범죄, 보안시스템 기능 이외에도 시설물의 변화를 관찰하기 위한 목적으로 토목공학 분야에서도 활용빈도가 높아지고 있다. 한국건설기술연구원은 "도로비탈면유지관리시스템(Cut Slope Management System, 이하 CSMS)"을 통하여 도로비탈면의 붕괴 이전에 안정성을 확보하는 연구를 수행 중에 있으며, 대책공법 적용에 한계가 있는 위험비탈면에 대해서는 상시계측시스템을 구축하여 관리 중에 있다. 이들 현장 변위 발생 상황의 진위를 파악하기 위해 119개소 현장에 대해서 CCTV를 적용하여 위험활동을 감시하고 있다. 특히 변위가 인지되었던 3개소 현장에 대한 CCTV촬영영상과 변위 양상의 비교를 통하여 후속 대응을 수행했던 사례를 소개하였다. CCTV 운영에 있어 통신전송 문제, 장애 발생 문제, 야간 운영 한계, 정량적 분석의 한계성 등의 문제점 고찰을 통하여 CCTV 운영의 한계성을 극복하기 위한 연구 방향을 살펴 보았다.
최근 괄목할만한 발전을 이룩해 온 CCTV는 범죄, 보안시스템 기능 이외에도 시설물의 변화를 관찰하기 위한 목적으로 토목공학 분야에서도 활용빈도가 높아지고 있다. 한국건설기술연구원은 "도로비탈면유지관리시스템(Cut Slope Management System, 이하 CSMS)"을 통하여 도로비탈면의 붕괴 이전에 안정성을 확보하는 연구를 수행 중에 있으며, 대책공법 적용에 한계가 있는 위험비탈면에 대해서는 상시계측시스템을 구축하여 관리 중에 있다. 이들 현장 변위 발생 상황의 진위를 파악하기 위해 119개소 현장에 대해서 CCTV를 적용하여 위험활동을 감시하고 있다. 특히 변위가 인지되었던 3개소 현장에 대한 CCTV촬영영상과 변위 양상의 비교를 통하여 후속 대응을 수행했던 사례를 소개하였다. CCTV 운영에 있어 통신전송 문제, 장애 발생 문제, 야간 운영 한계, 정량적 분석의 한계성 등의 문제점 고찰을 통하여 CCTV 운영의 한계성을 극복하기 위한 연구 방향을 살펴 보았다.
CCTV cameras are used for surveillance and purposes of security, and can also be applied for monitoring infrastructure and equipment. In the Cut Slope Management System managed by KICT (Korea Institute of Construction Technology), cut slopes are continuously monitored using a real-time system, with ...
CCTV cameras are used for surveillance and purposes of security, and can also be applied for monitoring infrastructure and equipment. In the Cut Slope Management System managed by KICT (Korea Institute of Construction Technology), cut slopes are continuously monitored using a real-time system, with CCTV cameras installed at 119 sites to detect slope activity. Here we compare CCTV images with displacement at three sites and perform a quantitative analysis. Methods for improving CCTV camera management and systems are also discussed with regard to communication, obstacles, and nighttime management.
CCTV cameras are used for surveillance and purposes of security, and can also be applied for monitoring infrastructure and equipment. In the Cut Slope Management System managed by KICT (Korea Institute of Construction Technology), cut slopes are continuously monitored using a real-time system, with CCTV cameras installed at 119 sites to detect slope activity. Here we compare CCTV images with displacement at three sites and perform a quantitative analysis. Methods for improving CCTV camera management and systems are also discussed with regard to communication, obstacles, and nighttime management.
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문제 정의
이러한 시스템 구축의 결과 2004년 이후 CCTV 활용을 통한 많은 성과를 얻을 수 있었다. 본 연구에서는 CCTV를 활용한 성과중 대표적 3가지 사례를 소개하고자 한다.
본 연구에서는 현재 CCTV 활용에 있어 발생한 문제점들을 고찰하고, 개선방안에 대해서 기술하였다. 통신 전송 속도의 한계성, 통신 장애 발생시 복구 지연에 관한 문제점, 야간시 운영의 한계성, 정량적인 자료 획득의 문제점 등 CCTV 운영에 있어 여러 가지 문제점들이 대두되고 있는 상황이나, 전용선 인프라 구축, 최신 무선통신 기술의 적용, 통신 장애 문제 해결을 위한 전담팀 구성, 적외선 카메라 적용, 객첵 검출 및 행위 인식 가능 기술 등을 도입 등을 통하여 위험비탈면 관리에 있어 겪고 있는 문제점을 개선할 수 있을 것으로 기대된다.
상시계측시스템은 “도로비탈면유지관리시스템(Cut Slopemanagement System, 이하 CSMS)” 사업의 일환으로 대책공법을 적용하기 어려운 대형 현장, 국립공원에 포함되어 대책공법 적용에 제약이 있거나 지속적인 변이가 발생될 가능성이 있는 위험비탈면에 적용하여 비탈면의 활동에 대한 변위를 자동화 계측을 통해 관리함으로써 안전한 도로운영을 도모하는 데 설치 목적이 있다.
CSMS는 위험비탈면에 대해 재해예방시스템의 일환으로 IT (Information Technology) 기술을 접목하여 상시계측시스템을 구축하여 현재까지 운용 중에 있다. 잠재적인 붕괴 징후나 장기적인 지반 변위 양상을 지속적으로 계측함으로써 위험활동이 감지되는 비탈면의 경우 붕괴 전 적절한 대책공법을 적용하여 도로운영의 안정성을 확보하는데 주목적이 있으며, 자연재해 등 불가피한 응급상황 발생시 도로통제, 대피 등의 조치를 취하여 인명 피해 및 경제적 손실을 최소화하는데 목적이 있다(MLTM, 2010). 2012년 현재까지 총 128개소의 위험비탈면에 상시계측시스템이 설치되었다.
셋째, 도로주변의 기상상황을 파악하여 하절기 도로 배수 관리 및 동절기 제설 작업 등에 활용할 수 있는 장점이 있다. 하지만 이러한 장점들에 비해 여러 가지 단점들도 가지고 있는 실정으로 본 연구에서는 CCTV에 대한 현황과 성과에 대해 소개하며 앞으로 발전해 나가야 할 단점들을 함께 고찰함으로써 CCTV을 이용한 위험 깎기비탈면의 효율적인 관리와 안정적인 도로운영을 위한 방법들을 모색하고자 한다.
제안 방법
CCTV는 상시계측시스템 설치 현장 중에서, CCTV를 설치하기 어려운 지역(해안도로, 통신 미설치 지역) 을 제외한 119개소에 적용되어 운영 중에 있다. 또한 스마트폰을 활용한 애플리케이션이 개발되어 시간적, 공간적 제약 없이 관리자가 항상 CCTV를 활용할 수 있는 기반을 구축하였다. 따라서 관리자는 이상변위 발생 경고 문자를 핸드폰을 통해 접수하게 되면 사무실에서 PC 또는 스마트폰을 통해 웹사이트에 접속하여 현장을 관찰하게 되고 필요시 교통 통제 및 경찰서 연락 등의 즉각적인 조치가 가능하게 된다.
11). 이 후 대규모 비탈면임을 감안하여 상시계측시스템을 적용하고, CCTV를 함께 설치하였다.
붕괴된 낙석은 비탈면경사방향에 대하여 역방향으로 조성되어 있던 불연속면을 따라 지탱하고 있었던 직경 2m 내외의 거대 블록이 탈락된 형태였다. 이러한 현상은 불연속면의 발달 특성상 반복적이며 연쇄적으로 발생될 수 있는 상황이라고 판단되었고, 설치된 낙석방지시설물 및 암파쇄방호시설로는 완전한 포획이 어려울 것으로 판단하여 전체적으로 계단식옹벽을 적용하여 낙석의 도로 침입을 예방하는 방안으로 대책공법을 설계하였다.
상시계측시스템은 “도로비탈면유지관리시스템(Cut Slopemanagement System, 이하 CSMS)” 사업의 일환으로 대책공법을 적용하기 어려운 대형 현장, 국립공원에 포함되어 대책공법 적용에 제약이 있거나 지속적인 변이가 발생될 가능성이 있는 위험비탈면에 적용하여 비탈면의 활동에 대한 변위를 자동화 계측을 통해 관리함으로써 안전한 도로운영을 도모하는 데 설치 목적이 있다. 최초 계측시스템은 신축계 타입의 계측센서를 위험단면에 설치하여 무선으로 전송되는 변위데이터를 통해 활동을 감지하고 이상변위 발생시 경고 문자를 발송하는 시스템으로 구성되었다. 하지만 변위가 발생되어 경고 문자를 받는다 하더라도, 위험 구간의 규모 및 현장 상황 파악을 위해서 관리자가 직접 현장을 방문할 수 밖에 없었기 때문에 즉각적인 조치(도로통제 및 인원대피 등)에 어려움을 겪었으며, 설치된 센서의 오작동 또는 환경적 요인(동물, 식생, 사람 등)에 의한 간섭으로 인한 변위 발생시 이를 파악하는 것이 현실적으로 불가능하였다.
성능/효과
8~10). CCTV 관찰 결과 유실산물의 도로부 유입은 없었으며, 하단부 옹벽 적용으로 유실산물의 도로부로 유입은 없을 것으로 판단되어 도로 차단 조치는 발령되지 않았다. 묵산 지구의 경우 도로 관리자가 직접적으로 현장방문을 하지 않고도 계측센서를 통해 취득된 변위량과 CCTV를 병행하여 위험도의 경중을 파악함으로써 신속한 후속대응이 가능하도록 한 사례에 해당된다.
묵산지구는 2011년 8월 18일 붕괴가 발생하였으며 직접적인 붕괴원인은 집중호우에 의한 것이었다. 붕괴 전 8월 9일 128.5mm, 8월 7일~11일 5일간 279.5mm, 8월 17일 30.0mm의 강우가 금산 지역에 내렸으며, 붕괴 당일인 2011년 8월 18일 12시 경 센서 11번, 12번에서 이상변위가 발생되었고, 경고 발생 즉시 CCTV를 활용한 현장관찰 결과 11번 센서 하부 법면이 유실된 것이 확인되었다(Figs. 8~10). CCTV 관찰 결과 유실산물의 도로부 유입은 없었으며, 하단부 옹벽 적용으로 유실산물의 도로부로 유입은 없을 것으로 판단되어 도로 차단 조치는 발령되지 않았다.
둘째, 이상변위발생시 지능형네트워크시스템(변위발생시 자동으로 변위가 발생된 센서 방향으로 시점을 옮겨 촬영하는 시스템)으로 변위발생 구간을 직접 관찰함으로써 비탈면의 상태를 즉시 파악할 수 있다. 셋째, 도로주변의 기상상황을 파악하여 하절기 도로 배수 관리 및 동절기 제설 작업 등에 활용할 수 있는 장점이 있다. 하지만 이러한 장점들에 비해 여러 가지 단점들도 가지고 있는 실정으로 본 연구에서는 CCTV에 대한 현황과 성과에 대해 소개하며 앞으로 발전해 나가야 할 단점들을 함께 고찰함으로써 CCTV을 이용한 위험 깎기비탈면의 효율적인 관리와 안정적인 도로운영을 위한 방법들을 모색하고자 한다.
앞 절에서 소개한 3개소에 관한 CCTV 활용사례를 통해 비탈면 관리시스템 운영시 CCTV 카메라의 활용은 매우 효과적이며, 효율적인 기술접목이라는 평가를 받을 수 있었다. 하지만 깎기비탈면 관리시스템에 CCTV를 적용한 이후 설치 현장이 늘어나는 것과 비례하여 개선되어야 할 단점들도 함께 발견되어 왔다.
이 후 비탈면 중·상단부 일부 구간에서 작은 규모의 표층유실이 관찰되었고, 녹화공법을 적용한 다른 구간에서도 추가 활동 가능성이우려되어 지표변위경사계센서 16개, 강우량계 1개 센서의 적용을 통해서 비탈면 관리를 수행 중이었다(Fig. 7).
후속연구
앞에서 기술한 문제점 및 한계성들은 효율적인 CCTV 활용을 위해 반드시 개선 및 보안이 필요하다. 경제적 투자와 새로운 기술적용이라는 어려운 문제가 있으나 새로운 장비개발과 기술의 접목을 통해 충분한 해결방안을 모색할 수 있을 것이다.
일반적으로 CCTV를 운영하는 것은 도로교통의 흐름을 파악하거나 제설 상황을 확인하는 수준의 활용이 가장 많다. 그러나 본 연구에서의 경우처럼 비탈면 분야 뿐만 아니라, 교량, 터널, 주요 빌딩 등 중요 시설물의 관리에서 계측시스템과 병행하여 그 활용영역을 보다 넓힐 수 있을 것으로 판단된다.
둘째 장애 발생 시 복구 지연에 대한 부분은 근본적인 통신 장애 발생 원인을 체계적으로 파악하고 전담 복구 팀 운영 및 시스템 교육 등을 통해 기본적인 장애 건에 대해서 자체적인 조치가 가능할 수 있는 복구 시스템이 마련되어야 할 것이다. 2011년 기준 CCTV 작동 오류 발생건이 40회가 발생되었으며, 원인별로 통신 불량(전원단락, 모뎀 불량)이 35회, 기기적 결함이 5회로 조사되었다(MLTM, 2011).
과거 상습적인 전원 단락이 발생되는 경우에는 보호시스템을 설치함으로써 상습적인 전원 차단을 방지 할 수 있었다. 따라서 근본적인 오작동의 발생 원인에 대한 체계적인 파악이 선행되어 이에 대한 구체적인 조치방안을 수립, 전문적인 관리가 필요하며 더불어 전담 관리팀을 구성하여 정기적 점검 등 평상시 유지관리를 통해 시스템의 원활한 운영이 가능할 것이다(Fig. 15).
물론 이러한 전용선 구축은 구축 기간 및 초기비용이 많이 소요되는 한계성이 있긴 하지만 장기적인 측면에서의 효율적인 활용을 위해 국도변 전용선망 구축은 반드시 필요한 상황이라고 인식된다. 또한 급속히 발전하는 무선통신 기술을 접목함으로서 CCTV 운영에 있어 어려움을 겪는 단속의 문제를 해결할 수 있을 것으로 기대된다. 현재(2012년) 상시계측시스템 CCTV 설치지역에는 설계시 전용선망을 구축할 수 있는 방안을 설계 시 반영할 수 있도록 하는 부분을 안내하고 있다.
통신 전송 속도의 한계성, 통신 장애 발생시 복구 지연에 관한 문제점, 야간시 운영의 한계성, 정량적인 자료 획득의 문제점 등 CCTV 운영에 있어 여러 가지 문제점들이 대두되고 있는 상황이나, 전용선 인프라 구축, 최신 무선통신 기술의 적용, 통신 장애 문제 해결을 위한 전담팀 구성, 적외선 카메라 적용, 객첵 검출 및 행위 인식 가능 기술 등을 도입 등을 통하여 위험비탈면 관리에 있어 겪고 있는 문제점을 개선할 수 있을 것으로 기대된다. 또한 이러한 노력들은 CSMS에서 운용중인 CCTV와 유사한 환경에서 운영해야 하는 분야(철도시설, 열악한 환경에 위치한 구조물, 자연비탈면(국립공원 등))의 CCTV 운영시 좋은 사례로 도움이 될 것으로 판단된다.
현장에서 이상 변위 발생시 자동으로 작동되는 조명시스템을 구축하여 CCTV에 활용하는 방안, CCTV와 비탈면의 이격거리가 넓지 않아 가시거리가 비교적 확보되는 경우에는 적외선 카메라를 적용하는 방법들이 연구 진행되고 있는 상황이다. 또한 최근 CCTV 기술의 눈부신 발전으로 인해 적외선 카메라의 단점을 보완한 여러 가지 제품들이 출시되고 있으므로 CCTV의 적용성 테스트 및 보완 요소(조명, LED) 등을 활용하여 점진적인 개선이 가능할 것이다. 현재 국도 관리자들도 적외선 CCTV 적용 필요성에 대한 인식이 높아져 많은 제안들과 연구, 실험이 진행되고 있다(Chung et al.
현재 검출 기술을 이용한 비탈면 적용을 위해 시스템 개발이 진행 중에 있다. 비탈면 관리의 적용을 위해 여러 가지 기술보완 및 알고리즘 개발이 요구되겠지만 기술융합을 위한 연구와 지속적인 실험 적용을 통해 실용적인 기술로 활용 가능할 것이다.
하지만 아무리 우수한 시스템이라도 가지고 있는 문제점과 한계성을 간과하고 개선하지 못한다면 언젠가는 소비자들에게 소외받는 시스템으로 전락하게 된다. 즉 시스템의 기술 발전은 과거에 발생된 문제점들을 스스로 인식하고 보완하며 개선해 나갈 때 비로소 보다 나은 기술로 발전해 나갈 수 있을 것으로 판단한다. 상시계측시스템에서 활용되는 있는 CCTV는 매년 여러 차례의 붕괴 감지 사례들을 통해 관리자들의 지지를 받고 있지만 통신 문제 및 시스템의 한계성에 대한 불편이 있는 것이 사실이다.
본 연구에서는 현재 CCTV 활용에 있어 발생한 문제점들을 고찰하고, 개선방안에 대해서 기술하였다. 통신 전송 속도의 한계성, 통신 장애 발생시 복구 지연에 관한 문제점, 야간시 운영의 한계성, 정량적인 자료 획득의 문제점 등 CCTV 운영에 있어 여러 가지 문제점들이 대두되고 있는 상황이나, 전용선 인프라 구축, 최신 무선통신 기술의 적용, 통신 장애 문제 해결을 위한 전담팀 구성, 적외선 카메라 적용, 객첵 검출 및 행위 인식 가능 기술 등을 도입 등을 통하여 위험비탈면 관리에 있어 겪고 있는 문제점을 개선할 수 있을 것으로 기대된다. 또한 이러한 노력들은 CSMS에서 운용중인 CCTV와 유사한 환경에서 운영해야 하는 분야(철도시설, 열악한 환경에 위치한 구조물, 자연비탈면(국립공원 등))의 CCTV 운영시 좋은 사례로 도움이 될 것으로 판단된다.
질의응답
핵심어
질문
논문에서 추출한 답변
상시계측시스템의 목적은?
상시계측시스템은 “도로비탈면유지관리시스템(Cut Slope Management System, 이하 CSMS)” 사업의 일환으로 대책공법을 적용하기 어려운 대형 현장, 국립공원에 포함되어 대책공법 적용에 제약이 있거나 지속적인 변이가 발생될 가능성이 있는 위험비탈면에 적용하여 비탈면의 활동에 대한 변위를 자동화 계측을 통해 관리함으로써 안전한 도로운영을 도모하는 데 설치 목적이 있다. 최초 계측시스템은 신축계 타입의 계측센서를 위험단면에 설치하여 무선으로 전송되는 변위데이터를 통해 활동을 감지하고 이상변위 발생시 경고 문자를 발송하는 시스템으로 구성되었다.
최초 계측시스템은 어떻게 구성되어 있는가?
상시계측시스템은 “도로비탈면유지관리시스템(Cut Slope Management System, 이하 CSMS)” 사업의 일환으로 대책공법을 적용하기 어려운 대형 현장, 국립공원에 포함되어 대책공법 적용에 제약이 있거나 지속적인 변이가 발생될 가능성이 있는 위험비탈면에 적용하여 비탈면의 활동에 대한 변위를 자동화 계측을 통해 관리함으로써 안전한 도로운영을 도모하는 데 설치 목적이 있다. 최초 계측시스템은 신축계 타입의 계측센서를 위험단면에 설치하여 무선으로 전송되는 변위데이터를 통해 활동을 감지하고 이상변위 발생시 경고 문자를 발송하는 시스템으로 구성되었다. 하지만 변위가 발생되어 경고 문자를 받는다 하더라도, 위험 구간의 규모 및 현장 상황 파악을 위해서 관리자가 직접 현장을 방문할 수 밖에 없었기 때문에 즉각적인 조치(도로통제 및 인원대피 등)에 어려움을 겪었으며, 설치된 센서의 오작동 또는 환경적 요인(동물, 식생, 사람 등)에 의한 간섭으로 인한 변위 발생시 이를 파악하는 것이 현실적으로 불가능하였다.
최초 계측시스템의 한계는?
최초 계측시스템은 신축계 타입의 계측센서를 위험단면에 설치하여 무선으로 전송되는 변위데이터를 통해 활동을 감지하고 이상변위 발생시 경고 문자를 발송하는 시스템으로 구성되었다. 하지만 변위가 발생되어 경고 문자를 받는다 하더라도, 위험 구간의 규모 및 현장 상황 파악을 위해서 관리자가 직접 현장을 방문할 수 밖에 없었기 때문에 즉각적인 조치(도로통제 및 인원대피 등)에 어려움을 겪었으며, 설치된 센서의 오작동 또는 환경적 요인(동물, 식생, 사람 등)에 의한 간섭으로 인한 변위 발생시 이를 파악하는 것이 현실적으로 불가능하였다. 따라서 실제 변위에 대한 진위 파악 및 현장 상황의 실시간 확인이 가능한 시스템의 필요성이 인지되어 2004년 이후 상시계측시스템과 결합한 지능형 네트워크 CCTV를 설치하여 비탈면 변위 여부를 관찰할 수 있는 기술적 발전이 있었다(Fig.
참고문헌 (7)
Chung, B. H., Kwak, N. J., and Kim, Y. M., 2008, Design and implementation of infrared camera guarding system based on web service, Page 113-117 in Proc. of 2008 Spring Conference of The Korea Society of IT Services (In Korean).
Go, Y. I., Oh, S. B., Kim, E. H., and Kim, S. H., 2009, Illumination design for adaptable operation of security system. In Proc. of 2009 Autumn Annual Conference of The Korean Institute of Illuminating and Electrical Installation Engineers, 129-132 (In Korean).
Jeon, J. H., Park, J. H., Jeong, C. J., Kang, I. G., An, T. K., and Park, G. M., 2010, A Study on object detection algorithm for abandoned and removed object for real-time intelligent surveillance system. The Journal of The Korea Information and Communications Society, 35, 24-32 (In Korean with English abstract).
Jeong, C. J., Ahn, T. K., Park, J. H., and Park, G. M., 2011, Real Time Abandoned and Removed Objects Detection System. The Journal of The Korea Society Broadcast Engineers, 16(3), 462-470 (In Korean).
Lee, H. D., Jo, D. G., Choi, J. M., and Park, N. S., 2010, The system applications and trends. The Journal of The Korea Multimedia Society. 14(3), 19-27 (In Korean).
Ministry of Land, Transport and Maritime Affairs (MLTM), 2010, Operation of road cut slope management system in 2010, 828p (In Korean with English abstract).
Ministry of Land, Transport and Maritime Affairs (MLTM), 2011, Operation of road cut slope management system in 2011, 454p (In Korean with English abstract).
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