초록 ▼

※ 연구개발 목표 및 내용
◎ 최종 목표
재난현장 건물 긴급구조 관련하여 기존 인프라 없이 센서 융합형 소방용 전용 단말기를 투입 소방대원 위치를 추정하고, 추정된 소방대원 위치와 전용 단말기 및 요구조자 상용단말의 무선통신 신호(이동통신, 와이파이, 비콘 등) 등을 활용하여 실내 요구조자 위치 결정 및 단말 식별 기술 개발

◎ 전체 내용
1. (요구조자 상용단말 통신 신호 식별용) 소방관 전용 단말기 개발
- 상용단말 주파수 탐색용 RF 모듈 개발
- 상용단말 위치탐색용 측위 SW 개발

※ 연구개발 목표 및 내용
◎ 최종 목표
재난현장 건물 긴급구조 관련하여 기존 인프라 없이 센서 융합형 소방용 전용 단말기를 투입 소방대원 위치를 추정하고, 추정된 소방대원 위치와 전용 단말기 및 요구조자 상용단말의 무선통신 신호(이동통신, 와이파이, 비콘 등) 등을 활용하여 실내 요구조자 위치 결정 및 단말 식별 기술 개발

◎ 전체 내용
1. (요구조자 상용단말 통신 신호 식별용) 소방관 전용 단말기 개발
- 상용단말 주파수 탐색용 RF 모듈 개발
- 상용단말 위치탐색용 측위 SW 개발
- 실내 요구조자 위치 결정/단말 식별
- 보행항법(PDR) 기반 소방대원 자기 위치추정 기술 개발
- 상용단말 및 소방대원 간 위치추적/모니터링용 S/W 및 신호처리보드 개발
- 전용 단말-PDR(보행항법) 간 통신모듈 개발
- 측위정보 전시, 지휘통제를 위한 위치정보시스템 개발

2. 지휘통제 시스템 및 성능테스트 기술 개발
- 대원-지휘통제 간 (측위)데이터 통신용 이중화 기술 개발(900MHz, 2.4GHz)
- 소방관 전용 단말-지휘통제시스템 간 통신 중계 릴레이(중계기) 기술 개발
- 실내 측위정보 기반 소방대원 위치정보 모니터링 기술 개발
- [타 세부과제 연동] 취득 측위 정보 상하향 연동기술 개발

3. 재난현장 성능평가 기술 개발 및 검증
- 특정 대상물 재난현장 검증용 테스트베드 시험/검증
- [타 세부과제 연동] 긴급구조(112/119) 상용 신고시스템 및 테스트베드 내 실증
- 테스트베드 운용/성능평가 및 효과도 분석
- 리빙랩 기반의 현장 운용 매뉴얼 개발

◎ 1단계(1차년도)
● 목표 : 핵심 기술 개발
● 내용 : 핵심센서 및 알고리즘 개발, 제품 연동이 가능한 기본 플랫폼 개발

◎ 1단계(2차년도)
● 목표 : 핵심 기술 검증 및 시스템 통합
● 내용 : 핵심센서 고도화, 테스트베드 시험, 효과도 분석

◎ 1단계(3차년도)
● 목표 : 시스템 통합/연동 및 시제품 개발
● 내용 : 엔지니어링 시제품 개발, 소방관이 참여하는 제품 운용시험과 효과도 분석, 제품 데모 및 성과홍보, 타 세부과제 연동, 시제품 소방관서 보급

◎ 1단계(4차년도)
● 목표 : 타 세부과제 협동/연동 및 성능개선
● 내용 : 타 세부과제 연동시험, 소방관이 참여하는 시제품 운용시험과 효과도 분석, 제품 데모 및 성과홍보

※ 연구개발성과
1. 광대역 안테나 시제품 제작 5식, 대여용 장비 6식
2. RF 통합모듈 시제품 제작 5식, 대여용 장비 6식
3. 보행항법 안전화 시제품 제작 5식, 대여용 장비 6식 (방수 성능: IPx7)
4. 위치정보(지휘통제) 시스템 제작 1식
5. 통신중계기 시제품 제작 3식
6. 무선 신호를 이용한 요구조자 위치추정 알고리즘
7. 장애물에 따른 RSSI 특성 분석 및 요구조자의 근접 감지 알고리즘 개발
8. 보행항법을 이용한 소방관 위치추적 알고리즘
9. 최적 경로 계획 기법 연구 및 최적 방문순서 결정 알고리즘
10. 재난 상황 소방대원 보행 동작 연구 및 위치 정확도 개선 알고리즘
11. LoS/NLoS 환경에서 UWB 측정 거리 오차 보상 알고리즘
12. 소방대원 간 정밀 상대 거리 데이터를 통한 PDR 오차 보정알고리즘
13. 소방청 119 신고센터 측위 정보 연동 Open API 플랫폼 개발
14. 3D GUI 개발(Grid 화면 적용, 소방대원 및 실내 지도 3D 표현)
15. 테스트베드 구축 및 시험
16. 논문: SCIE(6건), 비SCIE(4건), 학술발표(42건)
17. 특허 출원: 국내 24건, 특허 등록: 국내 8건
18. 저작권 등록: 14건
19. 성과홍보: 8건
20. 기술문서: 6건, 보고서: 7건
21. 기술이전: 1건
22. 전문인력 양성: 19명
23. 고용 창출: 18명
24. 포상 및 수상: 4건

※ 연구개발성과 활용 계획 및 기대효과
본 과제의 연구개발 기술은 재난현장 소방관 및 요구조자의 안전과 중대 재해가 발생할 수 있는 위험 환경 근로자의 안전 예방 및 조치에도 활용이 가능할 것으로 기대됨.

□ 기존 기술과의 차별성
o 기존 통신 인프라 활용이 불가능하고 GPS 신호 수신이 안 되는 재난 환경에서 사용이 가능한 구조자 및 요구조자 측위 기술로 종래의 기술과 차별화
o 자가 무선통신망을 구성하고 있어 기간망 망실시에도 데이터 전송이 가능
o 측위 장비가 갖춰야 할 핵심 성능이 기존 기술보다 우수

□ 활용 계획
o 긴급 구조가 필요한 구조요청자와 소방관의 위치를 신속하게 파악하여 소방대원의 안전 확보 및 요구조자 신속 구출을 통한 국민생명보호 및 안전에 기여
o 실내 소방관 위치추적 기술 개발로 新 시장 창출 가능
- 골든타임 내 효율적인 인명구조와 소방관 작전 효과도 향상 가능
- 소방산업 시장에서 스마트폰의 등장처럼 산업적 파급효과를 가져올 것으로 기대
- 중대재해가 예상되는 현장의 근로자의 관리 감독 및 안전 확보
o 선제적 신기술 적용을 통해 측위 센서 시장 주도권 및 빠르게 성장하는 재난안전 ICT 융합 장비 시장 경쟁력 확보

□ 기대효과
o 기술적 측면
- 제약사항이 많은 재난 환경에서 효율적인 구조작전 수행.
- 위치정보시스템과 보행 항법 기술을 통해 소방 작전 효과도 및 소방관 안전 향상
- 실시간 재난현장 정보 취득을 통한 소방 진압 및 구출 작전 다변화 모색 가능
- 기술적 파급력: 본 제품은 스마트폰의 등장처럼 재난안전 분야의 기존 시장 및 기술을 지배하는 혁신적인 제품이 될 것으로 기대.
o 경제적, 산업적 측면
- IoT, ICT 기술을 활용한 재난현장 무선통신 추적기반 위치정보시스템 기술 선점 및 해외 기술 의존도 감소
- 단말 위치측위, 보행항법과 통합된 제품 구성은, 기존 장비 대비 가격 경쟁력과 기술우위를 바탕으로 국내 재난안전산업 시장뿐만 아니라 세계 수출로 판로를 확대 예상
o 사회적 측면
- 더 나은 재난서비스 제공과 재난 안전 확보
- 국민생명보호 및 사회문제 해결
- 중대 재해 환경에 본 기술을 활용하여 인명사고 예방

(출처 : 요약문 4p)

목차 Contents

• 표지 ... 1
• 최종보고서 ... 2
• 요 약 문 ... 4
• 목차 ... 7
• 1. 연구개발과제의 개요 ... 8
• 1.1. 연구개발 목적 ... 8
• 1.2. 연구개발의 필요성 ... 10
• 1.3. 연구개발의 혁신성 및 차별성 ... 12
• 1.4. 연구개발의 범위 ... 13
• 2. 연구개발과제의 수행 과정 및 수행 내용 ... 16
• 2.1. 기술 개발의 최종 목표 및 세부내용 ... 16
• 2.2. 연차별 개발 목표 및 내용 ... 17
• 2.3. 1차년도 목표 및 연구 개발내용 ... 22
• 2.4. 2차년도 목표 및 연구 개발내용 ... 50
• 2.5. 3차년도 목표 및 연구 개발내용 ... 83
• 2.6. 4차년도 목표 및 연구 개발내용 ... 131
• 3. 연구개발과제의 수행 결과 및 목표 달성 정도 ... 194
• 3.1. 연구수행 결과 ... 194
• 3.2. 목표 달성 수준 ... 205
• 4. 목표 미달 또는 미흡한 사항에 대한 원인분석 ... 206
• 4.1. 목표 미달 또는 미흡한 연구 결과에 대한 원인(사유) 자체분석 내용 ... 206
• 4.2. 미달 또는 미흡한 결과물에 대한 보완 활동 ... 206
• 4.3. 연구개발 과정의 성실성 ... 207
• 5. 연구개발성과의 관련 분야에 대한 기여 정도 ... 207
• 6. 연구개발성과의 관리 및 활용 계획 ... 207
• 6.1. 향후 5년간 성과 활용·확산 활용방안 및 계획(활동계획) ... 208
• 6.2. 주요 성과활용 (기대)성과목표 ... 211
• 6.3. 성과활용·관리 추진체계 ... 212
• 7. 연구개발성과에 대한 후속연구 및 추가 개발 계획 ... 213
• 8. 연구개발비 사용실적 ... 214
• 8.1. 연구개발비 사용명세서 ... 214
• 8.2. 발생이자 사용명세서 ... 214
• 8.3. 반납액 명세서 ... 214
• 끝페이지 ... 226