Update2024.05.09 (목)
재난재해 대응분야의 핵심 기술, 무선센서 네트워크
최근 과학기술이 경제성장을 이루는 것뿐만 아니라 사회 문제 해결에도 적극 참여해야 한다는 기류가 형성되고 있다.
이러한 기류는 국가 정책에도 반영되고 있는데 ‘사회문제 해결형 기술개발사업’이 그 대표적인 사례라 할 수 있다.
과학기술이 해결할 수 있는 국가·사회적인 현안 문제 중 하나로 재난재해가 꼽힌다.
이는 산업화, 기후변화 등으로 재난재해 및 안전관리에 있어 그 위험 요소가 크게 증가하고 있기 때문이다.
고령화 사회로 나아감에 따라 노인에 대한 안전 수요가 크게 증가하고, 철도 및 고속도로 등 사회기반시설이 대형화됨에 따라 대형사고의 발생 가능성이 증대되고 있으며, 산업시설의 고도화 및 도시의 밀집화로 산업단지와 주거단지 간 거리가 줄어들어 대형 인명피해의 발생 가능성이 증가하고 있다.
즉 일반 국민의 안전에 대한 수요가 크게 증가하고 있는 것이다.
이에 우리나라의 재난관리 정책도 과거 복구 중심에서 예방 및 모니터링 방향으로 탈바꿈하고 있다.
재난재해 및 안전관리를 위한 예방 및 모니터링에 가장 필요한 기술은 무선센서 네트워크(WSN: Wireless Sensor Network) 기술이다.
무선센서로 작동하는 모니터링 시스템은 위험한 환경에서도 설치하기 쉽고, 케이블이 필요 없으며, 고장 시 수리가 간단하다.
덕분에 재난 및 안전사고 대응분야에서 뿐만 아니라 거의 모든 산업분야에서 환경 및 작업공정 모니터링 시스템으로 활용할 수 있다.
무선센서 네트워크 기술은 이러한 장점을 바탕으로 재난재해 및 사회 안전 인프라 구축분야에서기반기술로 자리매김할 것으로 기대된다.
이번 이슈기술 프리즘에서는 전 세계 논문 데이터를 이용하여 전략다이어그램 상에 그룹화된 각각의 기술군을 배치하였다.
평균값을 좌표축으로 했을 때, 1사분면에 위치하는 data_9 및 data_3 기술군은 기술군 내부와 외부 모두에서 연계가 잘 되는 기술군임을 나타낸다.
2사분면에 위치하는 data_45 및 data_113 기술군은 다른 기술군과의 연계는 매우 약하지만 해당 기술군 내부에서는 연계가 높거나 매우 유사한 논문들이 묶인 기술군이라 할 수 있다.
또한 2사분면에 위치한 data_91 및 data_75 기술군은 평균연도 측면에서 가장 최신의 기술군이다.
4사분면에 위치한 data_26 과data_28 기술군은 중심성이 높아서 다른 기술군과의 연계가 높지만, 해당 기술군 내에서는 상대적으로 연계가 엉성한 기술군이라 할 수 있다.
◇ 중심성과 밀도 관점의 핵심 기술군
data_9 기술군은 명령 필터, 나노기술 기반의 무선센서 네트워크(WSN) 기술, 오일, 가스, 자원, 보안, 선적, 산업 및 비소비자 분야에서의 응용 등을 다루고 있는 기술군으로, 핵심 기술 및 다양한 응용분야가 혼합된 특성을 보인다.
한편 data_3 기술군은 무선센서 네트워크의 그룹화 알고리즘, 유전자 알고리즘을 이용한 위치 탐색(localization) 및 MAC (Medium Access Control) 프로토콜을 다루는 기술군이다.
◇ 중심성 관점의 핵심 기술군
data_28 기술군은 무선센서 네트워크의 보안을 다루는 기술군이다.
날씨, 가뭄, 화재 및 기타 재난 감시 분야에서의 무선센서 네트워크와 관련되어 있다.
◇ 밀도 관점의 핵심 기술군
data_45 기술군은 주로 무선센서 네트워크를 이용한 손상 모니터링(damage monitoring)을 다루는 기술군이다.
data_113 기술군은 접속 및 데이터 관리 등의 분야에서 네트워크 최적화 알고리즘을 다룬다.
◇ 최신성 관점의 핵심 기술군
data_91 기술군은 무선센서 네트워크 기술이 지그비(zigbee) 통신을 이용해 화학플랜트, 산업플랜트, 석탄 광산 및 유독가스 시설 등에 응용된 사례를 다루는 기술군이다.
data_75 기술군은 클러스터 헤드 선택 기법 및 고속도로나 무인 항공기 등에서의 재난사고 모니터링에 관한 기술군이다.
산업 발달과 기후변화 등의 요인으로 각종 재난재해 및 안전사고가 발생할 가능성이 증대되고 있다.
이에 따라 과거 복구 중심의 재난대책으로부터 예방 및 모니터링 중심으로 재난대책이 전환되었다.
이러한 재난대책에 가장 적합한 기술이 무선센서 네트워크(WSN) 기술이라 할 수 있다.
전 세계의 논문을 살펴본 결과, 관련 논문 수가 52.8%의 연평균 증가율을 보이면서 급속하게 증가하고 있음을 확인할 수 있었다. 이는 무선센서 네트워크 기술이 재난재해 대응분야에서 인프라 기술로 급속히 확산되고 있다는 의미다.
우리나라의 관련 논문 성과는 중국, 미국에 이어 세계 3위를 기록하고있어 재난재해 분야에서 폭 넓게 연구를 진행하고 있음을 알 수 있다.
한편 그룹화 및 전략 다이어그램 분석으로 살펴본 결과, 무선센서 네트워크의 기본 알고리즘과 다양한 산업에서의 응용이 관련 기술군들 중에서도 핵심에 위치하는 것을 발견하였다.
이는 무선센서 네트워크 기술이 재난재해 분야에서도 인프라 기술로 자리매김 하고 있고, 더 나아가 전 산업 분야에서 널리 확산되고 있다는 뜻이다.
문제는 기술의 표준화 부분에서 아직 미진하다는 것이다.
이에 따라 재난 예방 및 모니터링을 위한 개별 시스템 간의 연계가 부족할 수 있다.
많은 예산을 들여서 구축한 재난 관리 시스템이 개별 시스템 간에 연계가 안 된다면 비용 측면에서 비효율적인 사례들이 발생할 수 있다.
따라서 공공 및 민간의 재난 예방 시스템이 상호 밀접하게 연계되어 시스템의 효능을 극대화할 수 있도록 기술 표준화에 많은 노력을 기울여야 할 것이다.
