“가상현실로 홍수 피해 사전예측” 건설硏 ‘재난대응’ 기술 개발

100년 빈도 홍수로 인한 도시 침수 모의 재현.[한국건설기술연구원 제공]

[헤럴드경제=구본혁 기자] 한국건설기술연구원은 실시간 영상을 기반으로 홍수 시 하천 모니터링 및 재난에 대응할 수 있는 기술을 개발했다고 밝혔다.

최근 기후변화와 이상홍수 발생으로 인한 하천 내 재난 피해가 증가하고 있다. 지난 몇 년간 전국을 휩쓴 폭우로 인해 호남지방과 중부내륙에서 많은 피해가 발생하였으며, 대부분의 경우 하천 제방의 월류도 함께 발생했다. 하천 홍수범람은 인명 및 재산에 대한 직접적인 피해가 발생할 뿐만 아니라 하천환경 및 수생태계 변화에도 복합적으로 영향을 미치게 된다. 그러나 기존 하천재난 대응은 상류 댐 방류 시 알림 기능이나 홍수 발생 시 관계자가 직접 하천에서 통제를 하는 수준에 머물러 있다. 소하천이나 도시에서 벗어난 지역은 이조차도 어려운 실정이다.

건설연 수자원하천연구본부 연구팀은 IoT, 디지털트윈, AI 등 4차 산업을 적용하여 재난피해를 저감하고 대응하기 위한 실시간 하천재해 관리기술을 개발했다. 특히 인명피해를 최소화하기 위한 목적으로 하천 내 수위, 유속, 유량 등을 모니터링하고, 홀로렌즈를 통한 원격지 제어와 디지털트윈을 이용하여 하천 홍수재난 대응에 활용했다.

하천 영상 자료 수집.[한국건설기술연구원 제공]

개발된 기술은 영상을 기반이기 때문에 CCTV 등과 같이 기존에 설치된 영상 장치로부터 필요한 데이터를 확보하여 활용할 수 있다. 영상 이미지를 통해 수위, 유속, 유량 및 하천 내 객체(사람, 차량 등)를 인식할 수 있고, IoT 기술과 연계해 실시간으로 자료를 수집할 수 있다. 또한, 고글 형태의 원격제어 장치인 홀로렌즈를 이용하여 원격으로 하천의 수위 상황을 모니터링하고 홍수 상황에 대응할 수 있다.

디지털트윈을 활용하여 대상지역(사람이 많이 모이는 하천변이나 과거 피해가 많은 지역)과 동일한 가상공간을 만들고, 가상 홍수를 재현할 수 있다. 가상홍수는 50년 빈도 홍수, 100년 빈도 홍수 등 예측되는 홍수 시나리오 및 이상홍수 조건에 따라 흐름해석을 수행한 후 실제 홍수 흐름을 시각적으로 재현할 수 있다. 즉, 홍수 시 대상 하천 내 고수부지, 친수시설, 하천별 도로 등 사람이 이용하는 곳에 발생하는 재해를 가상공간에서 미리 경험할 수 있는 것이다.

향후 연구 방향으로는 가상공간에서 발생한 다양한 홍수 상황을 실제 모니터링 시스템 자료와 연계, 발생 가능성이 높은 피해 상황을 예측하여 재난에 대응할 수 있도록 할 예정이다. 예를 들면, 예상치 못한 이상홍수나 태풍으로 인해 하천의 수위가 급격히 증가하여 하천변에 위험이 닥쳤을 때, 디지털트윈(VR 등)을 통해 피난처를 파악하고, 위험지역 사람에게 대피할 수 있도록 알림을 보낼 수 있다. 재난문자 또는 유튜브 연결 링크 발신을 통해 위험 지역 내에 있는 사람들에게 재난 상황 알림과 대피 장소에 대한 정보를 영상으로 제공할 수 있도록 하는 것이 연구과제의 다음 목표라 할 수 있다.

김병석 한국건설기술연구원 원장은 “실시간 하천재해 관리기술은 하천공학과 첨단기술의 융합적 연구로 향후 하천모니터링과 홍수 대응을 위한 디지털트윈 적용 분야로의 가능성과 방향성을 제시한다고 할 수 있다”며 “앞으로 기후변화로 인한 이상홍수로 예상되는 재난방지 이슈에 대응하고 홍수로 인한 인명피해도 저감할 수 있는 다양한 연구를 위해 노력할 것”이라고 밝혔다.

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