보고서 정보
주관연구기관 |
한국전자통신연구원 Electronics and Telecommunications Research Institute |
연구책임자 |
정상진
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참여연구자 |
전성태
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보고서유형 | 최종보고서 |
발행국가 | 대한민국 |
언어 |
한국어
|
발행년월 | 2023-12 |
과제시작연도 |
2023 |
주관부처 |
과학기술정보통신부 Ministry of Science and ICT |
과제관리전문기관 |
정보통신기획평가원 Institute of Information&Communications Technology Planning&Evaluation |
등록번호 |
TRKO202400004278 |
과제고유번호 |
1711193568 |
사업명 |
정보통신방송표준개발지원 |
DB 구축일자 |
2024-07-17
|
키워드 |
사물인터넷.소방설비.ICT 융합.상호연동성.식별체계.IoT.Firefighting Facility.ICT Convergence.Interoperability.Identification Scheme.
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초록
▼
□ 연구개발 목표 및 내용
◎ 최종 목표
o 소방설비 고장 및 사고 예방을 위한 IoT 기반 소방 관리시스템 표준 개발
◎ 전체 내용
- IoT 기반 실시간 소방설비 관리시스템 프레임워크 표준 개발
- 소방설비 IoT 데이터모델 표준 개발
- 화재 발생 감지설비의 공간정보 매핑 표준 개발
- 표준 적용을 위한 테스트베드 구축 및 시험
- 소방 IoT 융합표준 보급·확산
◎ 1단계
● 목표
소방설비 고장 및 사고 예방을 위한 IoT 기반 소방 관리시스템 표준 개
□ 연구개발 목표 및 내용
◎ 최종 목표
o 소방설비 고장 및 사고 예방을 위한 IoT 기반 소방 관리시스템 표준 개발
◎ 전체 내용
- IoT 기반 실시간 소방설비 관리시스템 프레임워크 표준 개발
- 소방설비 IoT 데이터모델 표준 개발
- 화재 발생 감지설비의 공간정보 매핑 표준 개발
- 표준 적용을 위한 테스트베드 구축 및 시험
- 소방 IoT 융합표준 보급·확산
◎ 1단계
● 목표
소방설비 고장 및 사고 예방을 위한 IoT 기반 소방 관리시스템 표준 개발
● 내용
o 연구개발 배경
- 소방설비의 정상작동 여부에 따라 화재 발생 시 피해 규모 차이가 큼
- 현재 효과적인 소방시설 관리의 어려움 존재
· (물리적 요인) 점검대상 소방설비 급증 (서울시 21만 개소) → 시간·인원의 물리적 한계 (연간 2만 개소(10%) 점검 수행 가능)
· (기술적 요인) 소방시설·제품의 설치 이후 환경에 따른 내구도 저하 발생, 사고 원인규명 및 품질개선을 위한 데이터의 부재
· (인력적 요인) 소방관리자 업무과다로 대응력 저하, 전문성 부족
o 연구개발 중요성 및 필요성
- (정부정책) IoT기반 건축물 실시간 소방관리시스템 기반조성을 위한 요소기술 표준개발 및 소방시설법 개정 추진 (소방청, 2021년 주요 소방정책, `21.1.)
- (정부정책) 안전분야 “IoT기반 시설물 유지관리 확산”을 통한 소방시설 100% 정상작동 기반 마련 추진 (대통령 산하 4차산업혁명위원회, `17.11.)
- (소방시설 관리부실) 전국적 소방시설 종합 안전정밀점검 결과 전체 15,768개소 중 8,215개소 불량 (52.1% 불량률)
- (소방설비 오작동 증가) `15년 ~ `18까지 3년간 소방시설 오작동 건수가 1.8배 증가
- (원격 관리 기술 필요) 서울시내 모든 건축물을 점검할 수 없으므로 IoT 등의 기술을 활용해 소방시설 상태의 점검이 가능한 시스템 필요
- (소방관리시스템 인터페이스 비공개) 소수의 외국계 기업체이 소방관리시스템 과독점하며, 해당 시스템의 인터페이스 최소도는 비공개 → 기술종속 초래 및 신규업체의 출현 및 서비스 확산을 저해
- (관련 표준 미흡) 국내 소방관리시스템 관련 표준이 미흡한 상황이며, 외산업체 제품이 활용되고 있음
- (표준 데이터모델 부재) 건축물에 설치된 화재수신기 정보를 수집하여 소방시설의 정상작동 여부를 확인하기 위한 표준 데이터모델이 없음
- (국제표준에 부합하는 IoT 기술 필요) IoT 관련 국제표준 기술을 기반으로 소방설비 안전관리 분야에 적합한 표준을 개발 → 기술의 활용성 증대
o 표준 개발의 범위
- (상호연동) 소방관리 시스템간의 상호연동을 위한 시스템 요구 사항과 인터페이스의 표준 개발 → 다양한 시스템 개발업체·소방관리 서비스 제공 사업자 간연동 제공
- (IoT 표준 기반 데이터) IoT 표준에 기반한 소방설비 모니터링 데이터 정의를 통한 설비 데이터의 빅데이터 활용 및 관리 제공
- (비 IoT 적용 설비 연동) IoT 기능을 지원하지 않는 소방설비, 소방설비 감시 및 제어를 위해 활용되는 프로토콜의 IoT 환경 연동을 위한 표준 제공
- (소방설비 식별) 화재 현장의 신속·정확한 대응을 위한 소방시설별 상이한 소방설비 경계구역 및 설비 식별 방법 표준 제공
- (표준 보급·확산) 소방설비 IoT 표준화 요구사항 발굴 및 관련 업계 의견수렴을 위한 표준 협의체 운영과 공청회 개최, 표준 보급·확산을 위한 기술워크샵 등 개최
o 연구개발 내용
- IoT 기반 실시간 소방설비 관리시스템 프레임워크 표준 개발
· IoT 기반 소방관리 서비스 시나리오 및 요구사항 표준 (ITU-T 국제표준, TTA 단체표준)
· IoT 기반 소방관리 시스템 참조모델 표준 (ITU-T 국제표준, TTA 단체표준)
· IoT 기반 소방관리 시스템 인터페이스 표준 (국가표준, TTA 단체표준)
- 소방설비 IoT 데이터 모델 표준 개발
· 소방설비별 IoT 데이터 모델 표준 (OCF 국제표준, TTA 단체표준)
· 화재수신기 제어 및 고장 정보모델 표준 (TTA 단체표준)
· 소방설비 감시 및 제어용 프로토콜과 IoT 프로토콜 연동을 위한 브릿징 표준 (TTA 단체표준)
- 화재 발생 감지설비의 공간정보 매핑 표준 개발
· 소방설비별 경계구역 공간정보 매핑 표준 (TTA 단체표준)
- 표준 적용을 위한 테스트베드 구축 및 시험
· IoT 기반 소방관리시스템 표준 적용을 위한 테스트베드 구축
· IoT 기반 소방관리시스템 표준의 프로토타입 시스템 시험
- 소방 IoT 융합표준 보급·확산
· IoT 소방 관리시스템 표준화 요구사항 발굴을 위한 ICT 융합 표준 협의체 구성 및 운영
· 표준(안)의 관련 기관 의견수렴과 확산을 위한 공청회/설명회 개최 및 설문조사 실시
· 표준(안)의 보급·확산을 위한 기술 워크샵 개최 및 표준 보급
□ 연구개발성과
o 정량적 성과
- 본 과제의 주요 정량적 성과목표로 국제표준 제정승인 2건, 국제표준 제정제안 3건, 사실표준 개정승인 1건, 국가표준 제정 1건, 국내단체표준 제정 7건, 국제표준 의장단(에디터) 수임 2건, 표준시험 테스트베드 구축/시험 2건 등이 설정되어 있음
- 국제표준 개발과 관련하여, 소방설비 설치 관련 주요 대상인 건물의 지속가능성 관련 국제표준화 그룹인 ITU-T SG5에 건물 인프라 관리시스템 요구사항 프레임워크, 건물 인프라 중 소방 설비 관리시스템 참조모델, 건물 인프라 설비 식별체계 표준 개발을 제안하여 3건의 표준개발 제안 채택 및 표준개발 착수와 국제표준 2건의 제정 실적을 확보하였음. 또한, 표준 개발을 주도하기 위한 표준초안 에디터 3건을 수임하여 표준 개발을 주도함
- 사실표준 개정개발과 관련하여, IoT 관련 사실표준화기구인 OCF에 IoT 소방설비 연동을 위한 데이터모델 표준 개발을 제안하였으며, 기존 OCF 표준을 개정하여 본 과제에서 제안된 데이터모델을 개발하는 것으로 결정되었으며, 데이터 모델 표준안 개발 완료 후 OCF 디바이스 규격 및 리소스 규격 개정을 통해 제안된 데이터 모델이 반영 완료됨
- 국내표준 개발과 관련하여, 2021년 11월30일 전면 개정된 ‘소방시설 설치 및 관리에 관한 법률’ 시행 일정에 대응하여, IoT 기반 실시간 소방시설 관리시스템 관련 주요 표준 7종을 개발완료함으로써 소방시설법 개정 및 관련 업체 표준 보급·확산에 효과적으로 대응할 수 있도록 추진하였음. 더불어, IoT 기반 실시간 소방시설 관리시스템 주요 표준 3종을 통합하여 IoT 기반 소방시설 관리시스템 일반 요구사항으로 국가표준 제정함으로써 국내 관련 업계에 표준 적용성을 증대함
- 본 과제에서 개발하는 표준의 시험을 위한 소방설비 표준 시험 테스트베드 구축을 완료하고 표준 적용 IoT 소방장치 및 스마트화재관리장치의 기능시험 및 관련 전시회 참가를 통한 표준 확산을 진행함
- 본 과제에서 구성 및 운영한 ‘소방 IoT 융합표준 협의체’를 통해 소방시설 관리시스템 및 표준의 필요성을 도출하고 2021년11월30일 전면 개정된 ‘소방시설 설치 및 관리에 관한 법률’에 소방시설 관리시스템 구축 및 운영 관련 사항이 포함되는 성과를 거둠
- 본 과제의 총괄책임자는 2021년 11월 22일 개최된 세계 표준의날 기념 정부 포상 행사에서 표준화 유공자로 산업통상자원부 장관 표창을 수상함
o 정성적 성과
- 국내 소방분야의 기존 표준은 소방설비 자체에 대한 표준 중심으로 개발되어 있으며 소방시설 관리 시스템 관련 표준, 특히 IoT 등의 기술을 적용하기 위한 소방시설 관리 시스템 관련 표준은 전무한 상황임. 또한, 소방시설 관리시스템 관련 표준 용어의 부재로 통일되지 않은 용어들이 관련 업계에서 혼용되고 있는 실정임
- 본 과제에서 개발한 국내표준은 IoT 기반 소방시설의 실시간 관리를 위한 관리시스템의 핵심 기술인 시스템 요구사항, 참조구조, 서비스, 용어를 정의하고 있으며, 소방시설 중 핵심 설비인 화재경보제어기를 소방시설 관리 시스템에 연동하기 위한 데이터 모델을 정의하고 있음. 또한, 소방 대상물에 설치되는 다수의 소방설비가 담당하는 화재 감시구역을 고유하게 식별하기 위한 식별체계 표준 개발을 통해 많은 수의 소방 대상물을 효과적으로 식별하고 사고 또는 고장 발생 시 정확한 위치를 파악하여 신속한 대응을 가능하게 할 수 있음. 더불어 차세대 화재경보제어기를 위한 스마트화재관리장치의 핵심 필수기능을 정의하는 요구사항 표준을 통해 미래 소방설비의 발전 방향을 제시하고 있음. 그리고, IoT 기반 소방시설 관리시스템 일반 요구사항을 국가표준으로 제정완료함으로써 국내 소방설비들의 국가표준 기반의 관리를 가능하게 하였음
- 본 과제에서 개발한 국제표준 관련하여, IoT 기반으로 소방시설이 설치된 건물 인프라의 실시간 관리를 위한 관리시스템의 핵심 기술인 참조구조, 서비스 사례를 국제표준으로 제정하였으며, 건물 인프라 중 소방설비를 관리하기 위한 관리시스템 참조구조를 국제표준으로 개발완료 하였음. 또한, 건물 인프라 설비를 식별하기 위한 식별체계를 국제표준으로 개발중에 있음. IoT 소방설비 연동을 위한 데이터모델 표준 개발을 IoT 분야 사실표준화기구인 OCF에 제안하였으며, 제안하는 사항을 반영하여 기존 OCF에서 개발된 OCF 표준 규격 2건의 개정이 완료되었음
- 본 과제에서 개발한 IoT 기반 실시간 소방시설 관리시스템 관련 표준들에 대해서 표준 초안 개발 시 소방설비 관련 업계의 요구사항 및 검토의견 수렴을 위해 소방청·서울소방본부·소방산업기술원·소방설비 제조업체·학계 등의 전문가들로 구성된 ‘소방 IoT 융합표준 협의체’를 구성 및 운영하여 표준초안에 대한 검토 및 의견수렴을 진행함으로써 표준의 완성도 제고 및 국내 소방산업의 요구사항을 수렴하고 반영하였음. 추가로, 표준안에 대한 온라인/오프라인 공청회를 통해 소방산업 업계의 추가 검토 및 요구사항을 반영하였음
- 따라서, 본 과제에서 개발한 표준은 IoT 기반 실시간 소방시설 관리시스템 관련 국내 최초의 표준으로 그 활용성과 우수성이 매우 높음
- 표준 개발과 관련하여, 대외 상황에 부응하여 표준의 조기 개발을 진행하고 대상 표준화 기구를 적절히 변경하는 등 소방설비 관련 업계의 현황에 적응적으로 대응하여 필요한 표준들을 적기에 개발 및 보급을 추진하고 있음
- 개발된 표준들의 적용 가능성을 검증하기 위하여 표준 기반의 스마트 화재관리장치 및 IoT 소방장치 시제품을 개발하고 테스트베드 시험 및 소방분야 국제전시회 참여를 진행하였으며, 이를 통해 본 과제에서 개발한 IoT 기반 실시간 소방시설 관리시스템 표준의 활용성이 크게 증대되었음
□ 연구개발성과 활용계획 및 기대 효과
o 적용범위
- 생애이력 기반 소방시설 소방점검 관리시스템
· 소방점검 관리시스템의 핵심 요소인 각 소방설비별 상태 데이터를 표준화된 형태로 수집하고, 표준 인터페이스를 통해 제공/공유하기 위한 표준으로 활용
- 화재전조 예측시스템
· 서울시 21만 개의 소방대상물에 대한 위험도를 실시간 분석하고, 화재전조 예측을 위한 알고리즘의 개발 필요 → 각 소방설비 별 모니터링 데이터의 빅데이터 수집 및 분석을 위한 데이터 프로파일 표준으로 활용
- 예방관리 웹/모바일 서비스
· 소방대상물의 이상상태 발생 시 세부정보를 소방서 및 대상물 관계인 (안전관리자, 건물주 등)에 통보하기 위한 모바일 서비스 인터페이스 표준으로 활용
o 활용방안
- 소방시설법 및 형식승인 기준 반영을 통한 국내 소방시설 적용
· 소방시설법 및 형식승인 기준의 2021년 말 개정을 통한 국내 소방시설 필수 적용
- 소방설비의 IoT 기반 관리시스템 적용
· 서울시 기준 소방관리 대상 시설물: 약 20만 개소 중 상시 다중이 운집하여, 화재시 대형인명피해가 우려되는 시설 우선 적용 필요
* 공공기관 및 초·중·고·대학교, 지하철 역사 등 약 1만 개소
o 기대효과
(1) 기술적 측면
- 화재수신기 통신프로토콜 표준화를 통한 수신기 제조사 간 상호운용성 확보
- 실시간 소방시설 모니터링을 통해 화재 등 이상상태 조기발견 및 조치 가능
- 표준 기반 데이터 모델을 활용한 화재예측 시스템 구현이 가능
- 제조사나 화재수신기 모델과 상관없이 모든 수신기 데이터 공유가능
(2) 경제적, 산업적 측면: 관계인 수혜제공 및 관리능력 향상
- (건물주) 건축물의 체계적인 안전관리로 소방시설 유지·관리능력 향상
- (일반시민) 건축물별 화재안전등급 정보 공개로 안전선택권 강화
- (소방관서) 시스템이 적용된 모든 건물에 상시적인 소방점검 효과발생
- (소방산업) 4차 산업기술 적용으로 소방산업의 첨단화 촉진
(3) 사회적 측면: 산학연관 협력을 통한 관계인의 관리능력 향상
- 화재 등 중대사항 발생시 다수 관계인에 즉시 통보 가능
- 유지·관리 데이터의 통계제공 및 특이사항 지속 발생시 컨설팅 제공
- 자체점검 등 관리업체에 해당 건축물의 취약부분 집중관리 유도
(출처 : 요약문 4p)
목차 Contents
- 표지 ... 1
- 최종보고서 ... 2
- 요 약 문 ... 4
- 목차 ... 9
- 1. 연구개발과제의 개요 ... 10
- 1.1 개발 대상 기술의 개요 ... 10
- 1.2 개발 대상 기술의 범위 ... 10
- 1.3 연구개발과제의 최종목표 ... 11
- 2. 연구개발과제의 수행 과정 및 수행 내용 ... 12
- 2.1 IoT 기반 실시간 소방설비 관리시스템 프레임워크 표준 개발 ... 12
- 2.2 소방설비 IoT 데이터 모델 표준 개발 ... 21
- 2.3 화재 발생 감지설비의 공간정보 매핑 표준 개발 ... 27
- 2.4 표준 적용을 위한 테스트베드 구축 및 시험 ... 30
- 2.5 소방 IoT 융합표준 의견 수렴 및 보급·확산 ... 34
- 3. 연구개발과제의 수행 결과 및 목표 달성 정도 ... 50
- 1) 연구수행 결과 ... 50
- 2) 목표 달성 수준 ... 56
- 4. 목표 미달 또는 미흡한 사항에 대한 원인분석 ... 56
- 5. 연구개발성과의 관련 분야에 대한 기여 정도 ... 57
- 6. 연구개발성과의 관리 및 활용 계획 ... 58
- 1) 향후 5년간 성과활용·확산 활용방안 및 계획(활동계획) ... 58
- 2) 주요 성과활용 (기대)성과목표 ... 59
- 3) 성과활용·관리 추진체계 ... 59
- 4) 기타 ... 59
- 7. 연구개발성과에 대한 후속연구 및 추가 개발 계획 ... 59
- 8. 연구개발비 사용실적 ... 60
- 끝페이지 ... 62
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