초록 ▼

연구개발 목표 및 내용
최종 목표
빅데이터기반 한국형 재난대응 의사결정지원 ASK(AI for Safety Korea) 시스템 개발

전체 내용
1단계
1) 연구개발의 개요
○ 재난대응은 대상 재난이 재난으로 인지되는 시점부터 재난 상황이 완료되는 순간까지 시․공간적인 범위에서 지속적으로 유입되는 다양한 정보와 과거의 경험을 기반으로 수행되는 연속적인 의사결정의 과정이라 할 수 있음
○ 과거 정보수집 기술의 한계로 상황판단 및 의사결정에 활용할 수 있는 정보가 제한적이었던 상황에서는 의사결

연구개발 목표 및 내용
최종 목표
빅데이터기반 한국형 재난대응 의사결정지원 ASK(AI for Safety Korea) 시스템 개발

전체 내용
1단계
1) 연구개발의 개요
○ 재난대응은 대상 재난이 재난으로 인지되는 시점부터 재난 상황이 완료되는 순간까지 시․공간적인 범위에서 지속적으로 유입되는 다양한 정보와 과거의 경험을 기반으로 수행되는 연속적인 의사결정의 과정이라 할 수 있음
○ 과거 정보수집 기술의 한계로 상황판단 및 의사결정에 활용할 수 있는 정보가 제한적이었던 상황에서는 의사결정자의 주관적 경험에 의존할 수 밖에 없었음
○ 최근 정보수집 기술이 비약적으로 발전하며 의사결정에 활용할 수 있는 정보는 급격히 증가하였으나 사람의 정보처리 능력으로는 신속한 결정이 요구되는 재난대응에 증가된 정보를 충분히 활용하기에 한계가 있음
○ 또한 재난 대응은 사람의 생명을 포함한 가치의 교환을 전제로 하는 판단과정이 요구되기 때문에 의사결정자의 상황판단 능력 뿐 아니라 성격, 심리상태 등 개인적인 요인에 의해 재난대응의 방향이 결정될 가능성이 있음
○ 특히나 최근 기후변화로 인하여 발생되는 극한재난(산불, 폭염, 한파)의 빈도수가 증가하고 강도가 강해지고 있음
○ 본 연구는 비약적으로 발전한 정보수집 및 처리 기술에 의한 빅데이터와 인공지능 알고리즘을 이용하는 한국형 재난대응 의사결정지원시스템(ASK, AI for Safety Korea)을 개발하여 산불 및 폭염/한파 재난대응 단계별 주관적 경험과 판단에 의한 의사결정을 빅데이터 및 인공지능 분석 정보를 제공함으로서 객관적인 지표에 따른 의사결정을 수행할 수 있도록 지원함

○ 1차년도
· 산불, 폭염, 한파 재난대응 의사결정 지원체계수립 (상황판단회의시 적용가능한 Q&A도출)
· 재난대응 의사결정 지원 시스템을 위한 재난분야 빅데이터 개념 (형태 및 범위) 설계
· 의사 결정 지원을 위한 기반 기술(빅데이터 클라우드, 인공 지능 등) 조사 및 분석
· 재난대응 패턴 분석 및 핵심 기능 정의
· 현존 국내외 재난대응 데이터베이스와 같은 구조화된 데이터와 의사결 정지원시스템의 요구 데이터 형태간의 괴리 분석
· GIS 기반의 지역별 산불, 폭염·한파 재난 대응을 위한 빅데이터 요소 구축

○ 2차년도
· 빅데이터 시스템 서버 구축 (AI 분석서버-DB서버-웹서버)
· 효율적인 재난대응 의사결정에 필요한 빅데이터 유효지식 및 정보 추출 알고리즘 개발
· 의사결정 지원을 위한 빅데이터의 분석을 위한 인공지능 분석기법 개발
· 시공간에 따른 지역·연령별 위험도 및 취약도 분석과 GIS기반의 Shelter Network 구축
· 의사결정지원 기반 기술 및 의사결정지원시스템 프로토타입 개발
· 국내·외 재난 기록과 대응 사례의 데이터 마이닝과 심층 분석을 통하여 대상 재난 별 대응을 위한 요구사항 도출
· 재난유형(산불, 폭염·한파)에 따른 대응체계별 시나리오 수립과 의사 결정지원체계 도출
· 의사결정자를 위한 한국형 산불, 폭염·한파 재난대응시스템(AI for Safety Korea:ASK) 시각화 방안 연구
· AI 기반 드론 영상 분석이 가능한 스테이션 운용 및 연동 기능 확인

○ 3차년도
· 재난 시나리오별 대응체계 개발
· 인공지능기반 최적 재난대응 방안 알고리즘 개발
· 영상 및 딥러닝 기술을 이용한 산불대응의사결정 지원기술 개발 (드론, CCTV)
· 재난 대응 Database 고도화 (공공 데이터 포털 API 자동화 수집 및 재난 대응 주제별 데이터를 이용한 목적별 분석 DM 설계 및 처리 프로세스 구현)
· 의사결정자를 위한 재난 대응 시스템 시각화 기술 고도화
· 빅데이터 기반 지능형 산불, 폭염·한파 재난 대응 의사결정지원 통합 시스템 개발
· 시나리오기반의 산불, 폭염·한파 재난의 의사결정지원 시스템 검증 및 운영
· 산불, 폭염·한파 재난 대응 의사결정 지원을 위한 매뉴얼 개발
· 산불, 폭염·한파 재난 대응 시스템(ASK) 가이드의 개발

연구개발성과
1) 정성적 성과
· 산불, 폭염/한파 재난 대응 빅데이터 개념 설계 및 빅데이터 분석 기법 개발
· 산불, 폭염/한파 재난 대응 의사결정지원 기술 개발
· 폭염/한파 대응을 위한 지역별 Shelter Network Map 개발
· 인공지능 기반 의사결정지원시스템 개발
· 의사결정지원 매뉴얼, 가이드라인
· 실시간 폭염·한파 취약성 분석 및 시도별 사전재난지원 우선순위 평가 프로그램 개발 (시스템 : SW 모듈 개발)
2) 정량적 성과
[과학적 성과]
· SCIE 논문 : 6편 / 등재지 논문 : 7편 / 학술대회 : 35건
[기술적 성과]
· 특허출원 : 5건 / 소프트웨어 등록 : 13건
[경제적 성과]
· 시제품 제작 : 1건 / 기술이전 : 6건
[사회적 성과]
· 홍보 : 2건 / 석사 학위자 : 3건 / 포상 및 수상 실적 : 3건
[그 밖의 성과]
· 시스템 개발 : 2건 / DB 구축 : 3건

연구개발성과 활용계획 및 기대 효과
1) 활용계획
○ 재난 대응 의사결정지원시스템 활용 계획
· 의사결정지원시스템의 개념은 추가적인 연구개발을 통해 다양한 재난 상황에 대해서도 확대 적용 가능
· 재난 위험도를 예측한 분석 결과를 통계 정보 등과 연계하여 재난대응 시설의 지정 등을 위한 근거 자료로 활용
· 재난대응 의사결정지원시스템의 사용환경을 다양하게 개발하여 대국민 서비스를 위한 application으로 활용
· 기존의 재난 관련 정보 시스템과의 연계를 통해 보다 빠른 재난 대응으로 사회적, 경제적 손실을 줄일 수 있음
· 빅데이터를 활용하여 인공지능 분석을 통해 의사결정을 할 수 있도록 하는 개념의 시스템은 다양한 분야에서 효과적으로 활용
○ 드론셋의 소방안전 플랫폼 적용
· 전국 소방 안전 플랫폼에 적용하여 각 소방상황실에 실시간 화재현장 정보를 제공하고, 도심지 내 화재현장의 신속한 모니터링이 가능한 스마트시티 구축에 활용가능
○ 산불 재난 대응 시스템의 활용성
· 산불 상황관리 기관의 의사결정지원정보 제공
- 행정안전부 : 대형 산불의 발생에 따른 중앙재난안전대책본부의 가동시, ASK의 활용
- 시군구 : 중·소형 산불의 발생에 따른 지역재난안전대책본부의 가동시, ASK의 활용
· 산불 진화를 위한 대응 기관의 의사결정지원정보 제공
- 산불 대응 현장지휘소의 활용
- 동해안산불방지센터의 산불직접 대응을 위한 의사결정지원정보 제공
2) 기대효과
○ 기존에 활용하지 못했던 유용한 정보가 재난 대응을 위한 의사결정과정에 포함되므로 국가의 재난대응 능력이 향상될 것으로 기대
○ 객관적이며 표준화된 방법을 이용하여 재난 대응을 위한 의사결정과정이 진행되므로 정부 및 재난 관련기관의 재난 대응활동에 대한 대국민 신뢰도기 제고될 것으로 기대
○ 재난 대응활동 이후 부득이하게 진행되는 보상, 배상 및 소송 등의 절차에 객관적인 근거자료로 활용될 수 있을 것으로 기대
○ 재난대응을 위한 표준 알고리즘으로 확립되면 다양한 형태의 재난으로 확장 적용이 가능 할 것으로 기대

(출처 : 요약문 5p)

목차 Contents

• 표지 ... 1
• 요 약 문 ... 5
• 목차 ... 8
• 1. 연구개발과제의 개요 ... 9
• 1.1 연구 개발의 필요성 ... 9
• 1.2 연구 개발의 목표 ... 22
• 2. 연구개발과제의 수행 과정 및 수행 내용 ... 23
• 2.1 산불, 폭염/한파 재난 대응 의사결정지원 학습 기반 개발 ... 23
• 2.2 산불, 폭염/한파 대응 의사결정지원체계 수립 ... 41
• 2.3 지능형 재난 대응 테스트베드 구축 ... 57
• 2.4 영상 및 딥러닝 기술을 이용한 산불대응의사결정 지원기술 개발 ... 75
• 2.5 산불통계 및 기상이력 기반 산불 위험정보 생산체계 구축 ... 101
• 2.6 격자형 통계지표를 이용한 실시간 폭염/한파 위험정보 생산체계 구축 ... 103
• 2.7 폭염/한파 Shelter Network 구축 ... 117
• 2.8 재난 상황에서의 예상질의, 예상답변 기반 챗봇 개발 ... 162
• 2.9 인공지능 기반 의사결정지원 시스템(AI for Safety Korea) 개발 ... 169
• 2.10 의사결정을 위한 매뉴얼 및 ASK 가이드 개발 ... 225
• 3. 연구개발과제의 수행 결과 및 목표 달성 정도 ... 235
• 4. 연구개발성과의 관련 분야에 대한 기여 정도 ... 243
• 5. 연구개발성과의 관리 및 활용 계획 ... 244
• 끝페이지 ... 247