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ICT 기반 재해 대응형 SOC시설물 관리
1. 머릿말
최근 미국, 캐나다, 호주 등 세계 주요국에서 는 SOC시설물의 재해 대응성 및 유지관리 향상 을 목적으로 리포트카드(Report Card)를 이용 한 조사 방법을 적용하고 있다. 미국 리포트카드 평가기준은 용량 (Capacity), 상태 (Condition), 재정(Funding), 미래수요 (Future Need), 운 영/유지관리 (Operation and Maintenance), 안전(Public Safety), 회복력 (Resilience), 혁 신( Innovation) 등의 8가지 지표 구분되어 등 급 A(90~100%), 등급 B (80~89%), 등급 C (70~79%), 등급 D (51~69%), 등급 F (50% 이하) 5단계로 구분되어 있다.
또한, 미국 토목학회(ASCE)는 1988년에 시 작하여 연방의 경우 매 4년, 주/지역별의 경우 2〜3년 마다 16개 SOC 분야(도로, 철도, 교량, 항공, 음용수, 에너지, 댐, 수로, 제방, 항 만, 공원 및 오락, 학교, 유해폐기물, 고형폐기물,
폐수, 수송)의 인프라 투자의 중요성과 예산확보 를 위하여 미국 전역의 시설물 현황에 대한 평가 결과를 제시하고 있다. 2013년 평가 결과, 미국 SOC 시설물의 관리수준은 미국 전체 시설물의 평 균 등급의 경우 1) “D”에서 “D+”로 향상, 제방, 수 로의 2개 시설분야의 경우 여전히 “D-” 판정 및 업그레이드를 위한 소요예산 100조원이 필요한 것 으로 보고되어졌다.
미국 리포트 카드는 안전, 회복력 등 SOC시설 물의 재해 대응성 측면, 용량, 상태, 재정, 미래수 요, 운영/유지관리 등 유지관리측면, 기술혁신측 면 등을 고려한 다양한 정량화된 SOC시설물 관리 정책기조를 제시하고 있다.
한편, 국내 수재해 관련 SOC시설물은 댐 및 하 천제방, 배수펌프장, 양배수장, 통관 및 통문, 일 반 및 다기능보, 사면, 옹벽, 교량 등으로 수변구 조물 중심으로 이루어져 있으며, 국가적 차원의 수재해 방지를 위한 SOC 시설물로서 지구온난화 에 따른 기상 이변과 관련된 자연재해 방지의 최 전선에 서 있는 국가 SOC시설물 이다.
태풍 및 국지성 강우 등에 의한 자연재해는 반 복성, 재발 가능성이 높아 위험개소에 대한 철저 한 위험요인 및 경제성 분석을 통한 재해관리에 있어 최적화 방안 마련이 필요하다. 현재 세계 각 국은 기후변화 대응 수재해 저감기술로서 ICT 기 반 재난대응 의사결절체계 등을 적용하는 추세가 김 진 만 ●●●
한국건설기술연구원 지반연구소 선임연구위원
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늘고 있다.
본 고에서는 리포트 카드에서도 언급된 기술혁 신분야로서 세계 주요국의 재난 관련 다양한 형태 로 적용되고 있는 ICT 융복합 기술 및 기술한국건 설기술연구원 개발 “다중 시나리오 기반의 재난대 응 의사결정 지원체계” 사례를 중심으로 기술 동 향을 소개하고자 한다.
2. ICT 기반 세계 주요국 SOC시설물 관리
세계 각국은 이상기후 및 지구온난화가 발생되 고 있는 현시점에서 SOC 시설물에 대한 재해 대 응전략과 관련하여 많은 연구와 ICT 기반 통합 관리기술을 운영 및 추진 중에 있다. 국토교통부 는 SOC시설물 유지관리시스템의 경우 CALS, HMS, PMS, BMS, CSMS, TMS, ITS 넷트워크, WAMIS, FMS 등 대표적인 ICT 기반 SOC시설물 유지관리시스템을 운용하고 있다.
또한, 국토교통부는 제4차 국토종합계획 수정계
획(2011-2020) 및 시설물의 안전 및 유지관리 기 본계획(건설교통부 고시 제2002-318호)에서 지 구 온난화 및 재해 대형화에 따른 안전한 국토공 간 조성, 국토정보 통합네트워크 구축, 시설물 관 리 대책 등을 정책 대안으로 제시 한 바 있다. 그 러나 국토해양부는 기후변화 및 방재능력 강화 를 위한 관리대상 재해로서 홍수, 가뭄, 폭설, 폭 염, 산불, 지진, 해일 등을 명기하고 있으나, 1) NDMS, 기상청 등 타부처 호환성, 2) IT/ST 융 합 기반 미래형 다목적 SOC 재해통합관리시스템, 3) 통신기반으로서 스마트폰 확대에 따른 Social Networking 기반 유지관리체계 구축 방안, 4) 녹 조, 지진, 쓰나미 등과 같은 새로운 자연재해를 고 려한 SOC 관리정책 등을 구체적으로 제시하고 있 지 않다.
이러한 SOC시설물의 재난대응성과 유지관리는 그림1과 같은 재난상황속에서 ICT 기반하에서 광 역적 분산된 SOC시설물 공유 또는 통합관리체계 구축이라는 기술적 과제를 부여한다.
한편, 세계 주요국은 그림 2에서 보듯이 ICT
그림 1. 분산공유형 SOC시설물 통합관리기술 개념도
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기반 재난 대응형 SOC시설물 포함 통합의사결 정체계를 구축하고 있다. 미국은 자연재난 담당 기구인 연방재난관리청 (Federal Emergency Management Agency: FEMA) 운영을 하고 있 다. FEMA는 ICT 관련 기술의 경우 재난관리 용 통신시스템(AMSC SkyCell 시스템, 이동위 성 통신 시스템) 및 GIS 기반 재난관리시스템인 Hazus-MH을 이용하여 지진, 허리케인, 홍수 등 3개 자연재해에 대응하는 구조물(건물, 전기, 교 통, 댐, 핵발전소, 제방 등의 사회기반시설)에 대 한 GIS 기반의 위험도맵 제공을 제공하고 있다.
특히 국가과학기술위원회(NSTC) 산하 재해 저감위원회(SDR, Subcommittee on Disaster Reduction)는 미래재해위험 감소를 위한 1)자연 및 인적재난 기술의 테러예방 활용, 2)재해정보 수 립과 예측역량강화, 3)위험평가모델개발 및 의사 결정 지원시스템 연계, 4)Hazard 연구의 신속한 현업화, 5)저감기술활동 및 인센티브 증대, 6)위험 의사소통 역량, 공공경보시스템 기법 등의 6대 정 책 방향을 포함하는 “재난 및 안전관리기술개발
종합계획(2007)” 제시하였다.
일본은 고베 세계재해감소회의(WCDR, 2005) 에서 168개 UN회원국에 의한 5개항의 효고행동 강령(HFA) 채택 한 후 “일본방재백서(2010)”에 서 과학기술연구, 국토보전, 재해복구 등 방재 관 련 대책 및 예산 수립 하였다. 예로써, 방재 관 련 예산은 과학기술연구 약 77억엔, 재해예방 약 2,165억엔, 국토보전 약 6,464억 엔, 재해복구 약 2,193억엔 등 이다. 일본은 방재예산 중 재난예방, 국토보전분야 등에 79%, 재난복구분야에 20% 정 도를 지출하여 예방중심의 재난관리예산 집행과 1990년부터 방재기술 대안으로서 홍수, 내수, 고 조, 해일, 토사재해, 화산, 지진 등 해저드맵의 활 용을 적극적으로 추진하고 있다.
EU는 유럽 전체 재난위험도 평가 시스템 인 ESPON(European Spatial Planning Observation Network) 프로젝트를, 대만에서는 HAZ-Taiwan 프로젝트 등을 통하여 ICT 기반 재 난관리체계를 구축하여 운영하고 있다.
그림 2. 미국, 일본, 캐나다 ICT 기반 의사결정체계
한편, 앞서 언급된 “다중 시나리오 기반의 재난대응 의사결정 지원체계 (Disaster Risk Management Support System)”는 홍수 시 위험 도 정보를 30분 내 제공하고, 재해대응시간을 기 존 보다 1시간 단축하고자 한국건설기술연구원에 서 연구되고 있는 첨단적인 기법이다.
DRiMSS는 그림 3에서 보듯이 실시간 시
설물(사회/산업/공공)별 재난대응 의사결정 을 위한 위험도 정보 15분 내 제공하는 RASS (Risk Assessment Support System), 재난 의사결정을 지원을 위한 하천제방 취약도 정 보를 제공하는 LeVAS(Levee Vulnerability Assessment System), 재난추적형 SPR(Source Pathway Receptor) 기반 수재해 표출시스템인
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FROK(Facilities Risk Simulator fOr Korea), 1분 내 재난정보의 Multi-Path TCP 기술 구현 을 통한 확산시스템 FRIENDs (Facilities Risk Information Export aNd Diffusion System)) 등의 4개 모듈로 구성되어 있다.
RASS는 그림 4(a) 및 (b)에서 보듯이 주요기 술군의 경우 GIS, DEM/DSM, Hazard Map, Inventory, 다차원법 피해액 산정 등으로, 해외 유사기술의 경우 미국 Hazus-MH 및 퍼듀대학
(Purdue Univ.)의 중요도/위험도 기반 실시간 재 난의사결정시스템 DIMSuS 등이 있다.
LeVAS는 그림 4(c)에서 보듯이 주요기술군의 경우 DGPS, 증강현실, 모바일 기반 육안점검, 수 위계측용 CCTV, 활동/파이핑/세굴/수위파형/
액상화 기반 제방 취약성 평가기법 등이며, 해외 유사기술의 경우 네덜란드 Deltares DAM(Dike strength Analysis) 등이 있다.
그림 3. DRiMSS 모듈 구조도
FROK은 그림 4(d)에서 보듯이 주요기술군의 경우 SPR (Source Pathway Receptor)개념, 3차 원 웹기반 표출, 위험도 가시화 기술, DEM/DSM, LOD 등으로, 해외유사기술의 경우 일본 3차원 방 재 웹지도 사이트, 영국 뉴캐슬대학 SPR 기반 홍 수 모의기술, 국민안전처 재난상황 원클릭 시스템 등이 있다. FRIENDs는 주요기술군의 경우 고신 뢰성 통신네트워크 기술, Push Notification 기술 등이, 국내유사기술의 경우 스마트 재난 빅보드 등이 있다.
세계 각국은 앞서 언급된 통합관리기술 및 DRiMSS 사례에서 보듯이 이상기후 대응 및 SOC 시설물 유지관리와 관련한 기술 대안으로서 다양
한 분야의 기술 융복합을 제시하고 있는 실정이다.
4. 맺음말
ICT 기반 재난 대응형 SOC시설물 관리정책은 SOC 시설물의 안전과 관련 재해예방을 위한 정 책 결정자에게 합리적인 의사결정수단을 제공하 고 궁극적으로 대상 SOC시설물의 안전도를 향상 시키는 방향으로 적극적으로 추진되어야 한다. 특 히, 관련 기술 대안인 1) 분산 정보 공유형 SOC 해 저드맵 구축 기술, 2) 네트워크 기반 유지관리 플 랫폼 구축 기술, 3) SOC 재해위기 대응 및 체계적
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복구기술 등은 재난대응형 미래 핵심부상기술로서 그 귀추가 주목되고 있다.
분산 정보 공유형 SOC 해저드맵 구축은 고정밀 예경보 시스템, 시설물 위험도 평가 시스템, 재해 시나리오별 재해관리 시스템, 재해정보 DB 등 분 산정보 통합관리를 통한 30분 내 피해정보제공 및 대피시간 1시간 단축을 위한 SOC 위험도 표출 등 실시간 재난대응 해저드맵 플랫폼 형태로 구축되 어야 한다.
앞서 언급된 IT 기반 관련 기술들은 재난 대응 과 관련하여 SOC 시설물에 대해서 사후복구 차원 의 소극적 대응에서 벗어나, 이상기후 등 급변하 는 환경에 능동적으로 대응하고, 재해 및 안전에 대한 사전대응 및 피해 저감을 구체적으로 실현시 킬 핵심기술로서 하루 빨리 국내에 자리매김 되길 바란다.
그림 4. Global Map(Raster data) (a) 미국 Hazus-MH
(c) 네덜란드 DAM
(b) 퍼듀대학 DiMSuS
(d) 교토 3차원 방재 웹지도 사이트
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감사의 글
본 연구는 국토교통부/국토교통과학기술진흥원 건설기술연구사업의 연구비지원(13건설연구S01)에 의 해 수행되었습니다.
1. 국토교통부·국토교통과학기술진흥원(2012), 네트워크 기반 SOC 관리 및 운영 기획 보고서, 한국건설기술연구원.
2. 소방방재청(2007), 신국가방재시스템 백서, 소방방재청.
참고문헌
