▍스마트 해양기상재해 관측‧예측 기술 개발
○ 스마트 해양기상재해 관측‧예측 기술 개발 및 해안도시 상세화 정보지원 기술 개발 - 초고화질 영상 및 다종위성자료 기반 해양재난재해 관련 정보추출 및 자율예측 기술 개발 - 인공지능 기반 빅데이터 분석시스템 구축 및 상세 해양정보 생산기술 개발
- 수치모델 및 인공지능을 융합한 하이브리드 해양예측시스템 개발 - 해안도시 특화 상세 연안침수 통합시스템 개발
- 위성-무인관측과 연계된 고도의 실시간 해양예측 시스템 기술 향상
○ 실시간 해양관측 빅데이터 생산기술 개발
- 해양 빅데이터 생산과정 표준화 및 실시간 대용량 전송 관측자료 표준화 - 인공지능 기반 관측자료 실시간 QA/QC 및 저장‧관리 기술
- 기존 상시관측체계와 연계가능한 시스템 및 관측체계 개발
- 유관기관 통합관리 시스템과 연계가능한 실시간 대용량 전송시스템 개발 및 관측자료 표준화
○ 초고화질 해양위성영상 기반 해양재난재해 대응지원 예측시스템 구축 - 해양영상의 화질을 증가시키는 초고화질 영상처리 기술 개발
- Super Resolution을 위한 물리적 해상도 저하 모델링 구축 - 역문제 기법을 통한 해상도 증강 영상처리기술 개발
- 초고화질 영상기반 해양재난재해 관련 정보추출 및 변동예측 기술 개발 - 딥러닝 기반 해양재난재해 대응지원 예측시스템 개발
○ 부산지역 시범해역의 ICT기반 파랑기인 해양재난(고파랑, 월파, 이안류, 침식 등) 발생의 광역 센싱 및 AI기술 활용 관측기술 개발
- 항해용 레이다, CCTV 및 위성자료 등 원격통합 파랑센싱 기술
- 해양무인체(수중 드론, 글라이더 등)를 이용한 파랑의 공간센싱 최적화 기술 - 사물인터넷 기술 활용 관측센서들간 네크워킹을 통한 3차원 해수유동 관측 기술
- 멀티모달 센싱자료의 AI기술 활용 분석을 통한 해양재해 모니터링 및 파랑, 월파, 침식 등의 측정과 모델링
○ 부산지역 시범해역의 해양재난(고파랑, 월파, 이안류, 태풍, 해무, 미세먼지, 해일 등) 발생의 예 측기술과 ICT기반 관측기술을 결합한 AI기술 적용 지능형 조기경보(Early Warning) 체계 개발
- 해양 물리적 예측모델의 실시간 예측자료 생산체계 - ICT기반 관측체계를 통한 실시간 관측체계
- 실시간 예측자료와 실시간 관측자료의 AI기반 결합‧분석을 통한 지능형 조기경보(지수화) 기 술 개발
○ 신속하고 정확한 예측을 위한 수치모델링 및 인공지능 기술 개발
- 부산지역의 태풍(해상풍), 해무, 미세먼지, 폭풍해일, 파랑, 조석, 조류, 해류 예측을 위한 상 세 수치모델 기법 개발, 자료동화 기술, 수치모델 최적화‧병렬화 기법 및 인공지능 예측기술 개발
- 예측 모델링 기술과 인공지능 예측기술의 융합 기법 개발 - 빅데이터 처리를 위한 통계해석 기법 개발
○ 수치모델링 및 인공지능을 이용한 부산지역 침수범람 예측기술 개발
- 부산지역, 특히 연안‧해역에 특화된 고해상도 해양-대기-하천-도시침수 등이 연계된 연안침 수 예측기술 개발
- 빅데이터와 인공지능을 활용한 연안침수범람 예측기술 개발
- 실시간 예측자료와 실시간 관측자료의 AI기반 결합/분석을 통한 지능형 조기경보 체계 구축
<그림 5-18> 스마트 해양기상재해 관측‧예측 기술 개발: 추진전략
○ 인공위성 및 IoT 센서기술을 이용한 광역 모니터링 기술 개발 - 해양 스마트 안전도시 핵심시설물 모니터링 계획
∙ 해양 스마트 안전도시 주요 핵심시설물의 재해요소에 대한 취약도 분석(Fragility Analysis)
∙ 주요 핵심시물물에 대한 점검항목 도출 - 인공위성 자료와 스마트센서 기술 융합
<그림 5-19> 스마트 해양기상재해 관측‧예측 기술 개발: 단계별 기술개발 내용
∙ 인공위성 자료와 InSAR 알고리즘을 이용한 장기 광역 모니터링 기술 개발 및 적용
∙ 영상, GPS, 광섬유센서, 무선센서 네트워크 등을 이용한 해양 스마트 안전도시 시설물 모니터 링 네트워크 개발 및 적용
∙ 인공위성 자료와 스마트센서 자료 융합기술 개발 - 인공지능 및 디지털 트윈 기술 개발
∙ 딥러닝 등 최신 AI 기술을 이용한 센서기반 성능평가(performance assessment) 및 예측 진 단(prognosis) 기술 개발 및 적용
∙ 디지털 트윈과 연계한 유지‧관리 의사결정시스템 지원기술 개발
▍스마트 해양지진재해 관측‧예측 기술 개발
○ 항만-도시 지진계측시스템의 연계
- 각각 분산되어 설치되어 있는 지진계 설치 현황 조사 - 항만-도시에 설치되어 있는 지진계측시스템의 통합
항만 지진피해 예측시스템(안)
항만 지진피해예측시스템(안)을 통한 피해 추정
<그림 5-20> 항만 지진피해예측시스템(안)
○ 항만-도시 지진계측시스템 기반으로 한 상세 정밀 피해예측시스템 개발 - 실시간 계측 데이터 기반 항만-도시 정밀 피해예측시스템 개발
- 항만 시설물 연계 피해 예측시스템 개발
○ 통합 피해예측 시스템 기반 긴급대응 시스템 개발 - 항만 및 시민에게의 효과적인 전파시스템 개발 - 지진․지진해일 매뉴얼 연계 전파시스템 개발
▍스마트 해양시설물 계측평가 및 유지‧관리 기술 개발
○ IoT 센서를 통한 실시간 상태 데이터 축적
- 저전력 IoT 센서 개발을 통하여 주요 시설물의 상태 데이터를 정확하고 지속적으로 측정하고 축적할 수 있는 자동화시스템 개발
- 주요 시설물의 상태를 분석할 수 있는 대표 측정 위치 선정
○ 실시간 거동 분석 시뮬레이션 툴 개발
- IoT 센서로부터 축적된 상태 데이터의 거동 분석 시뮬레이션 툴로의 자동입력 기술 개발 - 상태 데이터 기반 유한요소 해석(FEA; Finite Element Analysis) 툴 개발을 통한 시설물
거동의 실시간 자동 분석
○ FEA기반 상태정보 제공 디지털 트윈 기술 개발
- 딥러닝 등 최신 AI 기술을 이용한 FEA 기반 성능평가(performance assessment) 및 예측 진단(prognosis) 기술 개발 및 적용
- 디지털 트윈과 연계한 유지‧관리 의사결정시스템 지원 기술 개발
▍해양 스마트 안전도시를 위한 통합정보 및 의사결정지원 시스템
○ 해양기인 재해의 지능형 정보통합 및 정보지원 시스템 개발 - ICT기반 스마트 관측 및 해양재해 예측자료의 통합기술 개발 - 사용자 중심 정보지원 시스템 개발
○ ICT기반 스마트 관측 및 해양재해 예측자료의 통합정보기술 개발 - 해양스마트 안전도시를 위한 스마트 관측시스템 구축
∙ 중앙부처 및 유관기관에서 수집되는 관측자료의 통합기술 개발
∙ 해양스마트 안전도시 중심 IoT기반 최첨단 무인자율관측시스템 구축(대기-해수면-수층- 해저면, 해양 구조물과 핵심 시설물 등)
- 해양재해 예측시스템과 관측시스템의 통합기술 개발
∙ 기존 또는 신규 해양스마트 안전도시 맞춤형 재해 예측시스템과 관측시스템의 통합기술 개발
∙ 통합정보기술 기반 재해 상황별 취약성 가시화 기술
∙ 발생가능한 해양기인 복합재난․재해 취약성 평가 및 대응기술 개발
○ 사용자중심 정보지원 시스템 개발
- 통합관측시스템과 예측자료의 통합을 통해 해양스마트 도시에 재해 상황별 발생 가능성을 스 스로 판단하는 기계학습(machine learning) 기반 자율의사결정 지원시스템 개발
- 국가 중앙재난․재해 대응시스템 및 재난안전 통신망과의 통합 및 상호보완 방안 도출
- 재해 상황별 해양 정보의 제공자(의사결정자 또는 담당 실무자)-사용자(담당 실무자 또는 시민)간 양방향 정보전달 기술 개발(플랫폼 및 UI/UX 기술개발)
∙ 사용자 편의 중심의 재난정보 전달기술 개발
* 사용자: 의사결정권자부터 상황실 및 현장 실무자와 시민 모두 포함
<그림 5-21> 해양 스마트 안전도시를 위한 통합정보 및 의사결정지원 시스템 개발: 추진전략
▍기술수요조사 종합
구 분 제 목 주요내용 연구기간
및 규모
스마트 해양기상재해 관측‧예측 기술
개발
스마트 해양기상재해 관측‧예측 기술
개발
◦실시간 해양관측 빅데이터 생산기술 개발
◦초고화질 해양위성영상 기반 해양재난․재해 대응지원 예 측시스템 구축
◦부산지역 시범해역의 ICT기반 파랑기인 해양재난(고파 랑, 월파, 이안류, 침식 등) 발생의 광역 센싱 및 AI기 술 활용 관측기술 개발
◦부산지역 시범해역의 해양재난(고파랑, 월파, 이안류, 태 풍, 해무, 미세먼지, 해일 등) 발생의 예측기술과 ICT기 반 관측기술을 결합한 AI기술 적용 지능형 조기경보 체계 개발
◦신속하고 정확한 예측을 위한 수치모델링 및 인공지능 기술 개발
◦수치모델링 및 인공지능을 이용한 부산지역 침수범람 예측기술 개발
5년 (200억원)
인공위성 및 IoT 센서기술을 이용한
광역 모니터링 기술 개발
◦해양 스마트 안전도시 핵심시설물 모니터링 계획
◦인공위성 자료와 스마트센서 기술 융합
◦인공지능 및 디지털 트윈 기술 개발
5년 (50억원)
스마트 해양지진재해 관측‧예측 기술
개발
항만-도시 연계 지진․지진해일
재난대응 통합시스템 개발
◦항만-도시 지진계측시스템의 연계
◦항만-도시 지진계측시스템 기반으로 한 상세 정밀 피해 예측시스템 개발
◦통합 피해예측 시스템기반 긴급대응 시스템 개발
5년 (53억원)
스마트 해양시설물 계측평가 및 유지‧관리 기술
개발
디지털 트윈을 이용한 주요 시설물 상태 평가
기술 개발
◦IoT 센서를 통한 실시간 상태 데이터 축적
◦실시간 거동 분석 시뮬레이션 툴 개발
◦FEA 기반 상태정보 제공 디지털 트윈 기술 개발
5년 (53억원)
해양통합정보 및 의사결정지원
시스템
인공지능 기반 실시간 해양 스마트 재난관리 예측시스템 개발
◦딥러닝 기반 실시간 초단기 태풍 및 집중호우 예측 알고 리즘 개발
◦웨어러블 GPS와 예측시스템 연동 대피 알림 정보 제공
◦인공지능 선박 위험지역 회피 내비게이션 개발
◦의사결정자 맞춤형 통합시스템 현업 운영
5년 (75억원)
해양 스마트 안전도시를 위한
의사결정지원 체계 구축 (해양스마트빅보드)
◦ICT기반 스마트 관측 및 해양재해 예측자료의 통합기술 개발
◦사용자 중심 정보지원 시스템 개발
5년 (60억원)