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국가와 사회가 발전할수록 새로운 유형의 자연적, 사회적 재난이 증가하게 된다. 2000년대 이후로 가속되고 있는 전 지구적 기후변화는 세계 각국에 이상기후를 유발하고 있고, 피해를 가중시키고 있다. 자연재난에는 낙뢰, 화산, 폭염, 한파 등이 추가되었고, 사회재난으로는 가축전염병, 미세먼지 등이 추가로 포함되었다. 2022년 8월초 서울 및 경기지역에 발생한 집중호우는 이러한 기후변화가 이미 현실이 되었으며, 앞으로 더욱 가속화되고 대형화될 것이라고 예상할 수 있다. 2022년 10월 데이터센터의 화재로 주요 디지털 서비스가 중단되며 국민들이 큰 불편과 피해를 겪었으며, 얼마 후 발생한 10.29 이태원 참사로 재난과 안전사고에 대한 인식과 예방 시스템을 재점검해야 한다는 의견이 강조되고 있다. 

한편, 자율주행 및 원격조종이 가능한 무인이동체는 인공지능, 정보통신기술, 로봇, 항공, 센서 등 첨단기술의 집약체이다. 운용환경에 따라 모빌리티, 국방, 배송, 재난 대응, 도시 관리, 치안, 환경, 기상, 농업, 우주 등 다양한 분야에 활용할 수 있다. 그러나 드론은 실생활에 유용하게 쓰이는 만큼 아파트 불법 촬영과 국가 안보 시설에 대한 불법적 행위 등 사회적 위험 요인 중 하나가 되었다. 최근 3년 사이 발전소와 공항에 무허가 드론이 잇따라 출현하여 항공기 운항이 중단된 바 있는 것은 물론 불법 비행으로 인한 과태료 부과 건수만 해도 2019년 74건, 2020년 100건 등 매년 급증세를 보이고있다. 

이런 불법에 대응하는 기술이 ‘안티드론’이다. 국내에서는 한국원자력연구원이 ‘불법드론 지능형 대응기술개발사업’ R&D를 과기정통부-산업부-경찰청과 공동으로 추진하고 있다. 또한 무인항공기(UAV)뿐만 아니라 지상 이동로봇 같은 육상무인이동체(UGV), 무인선박·잠수정(USV·UUV)이 연구·개발 단계를 넘어 상용화 단계에 접어들면서 4·5세대 이동통신(4G·5G)을 활용한 무인이동체용 통신 솔루션 또한 주목받고 있다.

이에 본원 R&D정보센터에서는 데이터 중심의 재난관리 지원기술을 개발하고, 전략 기술의 집합체라 할 수 있는 무인이동체의 핵심기술과 전파기술의 발전을 도모하는데 도움이 되고자 기관들의 분석 정보자료를 토대로 「국민안전 대응 재난관리 구축과 무인이동체 혁신기술 실태분석」을 발간하였다. 1편에서는 디지털 재난안전 관리체계와 선진화를 위한 대응기술 현황을, 2편에서는 무인이동체 혁신기술과 연구 방향을 다루었다. 본서가 학계‧연구기관 및 관련 산업분야 종사자 여러분들에게 다소나마 유익한 정보자료로 활용되기를 바라는 바입니다. 

Ⅰ 편 디지털 재난안전 관리체계 선진화 방안 

제 1장 AI 기반 재난안전 연구와 재난정보전달 기술현황

1. 재난 유형별 피해현황과 R&D 과제변화 분석

1) 재난의 개념 및 유형

(1) 재난의 개념

(2) 재난의 유형

(3) 국내 사고 사례

2) 국내외 재난안전관리 연구 동향

(1) 미국

(2) 일본

(3) 유럽

(4) 한국

가. 재난 피해와 재난⋅안전분야 R&D과제 투자 현황

A) 자연⋅사회재난 피해

B) 재난유형별 재난⋅안전분야 R&D과제

C) 재난관리단계별 재난⋅안전분야 R&D과제

D) 연구기간별 재난⋅안전분야 R&D과제

나. 대형재난 이후 재난⋅안전분야 R&D의 변화

A) 대형재난과 재난⋅안전분야 R&D과제 투자

B) 세월호 참사 이후 재난⋅안전분야 R&D과제 투자 변화 분석

3) 국외 재난안전관리 정책 동향

2. 인공지능 기반 지능형 재난안전관리 기술개발 동향

1) 재난안전 국내외 인공지능 기술 동향

(1) 국내 기술동향

가. 인공신경망 모델을 활용한 지진동경보기, 국립재난안전연구원

A) 개요

B) 기술내용 및 범위

C) 활용

나. 딥러닝 기반 실시간 침수 예측, 국립재난안전연구원

A) 개요

B) 기술내용 및 범위

C) 활용

다. 꽃가루 농도 위험지수, 기상청 날씨누리

A) 개요

B) 기술내용 및 범위

(2) 국외 기술동향

가. Environmental Intelligence Suite : 정전예측, IBM

A) 개요

B) 기술내용 및 범위

C) 활용

나. Microsoft India Sunny Lives : 사이클론 & 폭염위험예측모델, Microsoft    

A) 개요

B) 기술내용 및 범위

C) 활용

다. Alibaba DAMO Academy : 물 인식 알고리즘, Alibaba

A) 개요

B) 기술내용 및 범위

C) 활용

2) AI 기반의 지능형 재난안전관리체계 구축에 관한 연구

(1) 인공지능(AI) 기반의 재난안전관리

가. 정부 재난안전관리의 한계

나. 재난안전관리의 패러다임 변화 전망과 대응

(2) 결론 및 제언

3) AI 기반 환경 감시 체계 구축현황 및 개발동향

(1) AI 기반 산지 변화 탐지

가. 국내 산림지도 현황

A) 항공영상 공급 플랫폼

B) 산림청 산림공간정보서비스

C) 산림 항공 영상 인공지능 데이터셋 제공 플랫폼: AI 허브

나. 국외 현황 및 시사점

A) 국외 인공지능용 데이터셋 현황

B) 국외 인공지능 모델 현황

다. AI 모델 구성

라. AI 모델의 산지 변화 탐지 적용 및 검증

마. AI 모델의 산지 변화 탐지 테스트

(2) AI 기반 침수 흔적 탐지

가. 연구 내용 및 방법

나. AI 기반 침수 흔적 탐지를 위한 입력 데이터 구성

다. AI 모델 구성

라. 침수 흔적 AI 기법 적용 및 검증

마. 기후변화 시나리오를 통한 침수 흔적 예측

(3) AI 기반 미세먼지 발생패턴 분석(고농도 사례를 중심)

가. 연구배경 및 목적

나. 연구내용

A) 데이터 구성

B) 분석 방안

C) 주요 분석 결과

4) DNA 활용 도시 홍수 예측 및 전망 기법개발

(1) DNA를 활용한 도시홍수 예측

가. 배경 및 목적

나. 연구 기법(Data, Network, Al)

다. DNA 자료 구축

A) 연구유역

B) DNA 자료

라. DNA 적용

A) DNA 모형의 자동화

B) DNA 모형을 통한 예측    

마. 결론

(2) 영향예보 기반의 확률론적 도시지역 홍수위험 전망 기법 개발

가. 기술개발 배경 및 목적

A) 도시지역 홍수피해

B) 도시지역 홍수위험 관련 예보

나. 핵심기술

A) 영향예보와 홍수위험 매트릭스

B) 국지 앙상블 예측시스템(LENS) 자료

C) 도시지역 홍수위험 매트릭스 개발 및 적용 결과

다. 공공안전 기여도

라. 미래파급 효과

5) 시나리오 기반 대형복합재난 확산예측 기술

(1) 대형복합재난

(2) 시나리오 기반 대형복합재난 확산예측 기술

가. 시나리오 자동생성

나. 자연재난 확산예측 기술

다. 사회재난 확산예측 기술

라. 통합모델링 및 가시화

3. 재난정보전달 기술 현황 및 전망

1) 국외 재난정보전달 기술 현황

(1) 미국 IPAWS 프로그램

(2) 일본 L-Alert 시스템

(3) 유럽연합의 CHORIST 시스템

2) 국내 재난정보전달 기술 현황

(1) 멀티미디어 재난정보전달 플랫폼

가. 차세대 통합 예･경보 플랫폼

나. 현장맞춤형 상황전파 플랫폼

(2) 긴급재난문자 서비스 고도화

3) 국내 재난안전통신망 구축 추진과정(2002-2021)과 해외 현황

(1) 개요

(2) 재난안전통신망 구축 추진과정(2002~2021)

가. 재난안전통신망의 시작 : 통합지휘무선통신망 사업 추진 및 중단(2002~2008)

나. 국가재난안전통신망 사업으로 추진 재검토(2009~2014)

다. PS-LTE 기반 재난안전통신망 구축사업 재개 및 구축 완료(2014~2021)

(3) 해외의 PS-LTE 현황

가. 전 세계 재난안전통신망(PS-LTE) 현황

나. 미국의 FirstNet 구축 현황

다. 영국의 ESN 구축 현황

4) 국내 재난안전통신망 기반의 응용서비스시스템 모델링 연구

(1) 배경 및 목적

(2) 응용서비스 제공에 필요한 재난안전통신망 기술

(3) 재난안전통신망을 활용한 응용서비스

(4) 결론 및 제언

제 2장 첨단 ICT 기술 기반 재난대응 안전기술 개발동향

1. 재난 대응 로봇의 기술개발 현황

1) 재난대응로봇의 개념과 분류

2) 재난대응로봇의 시장동향과 전망    

3) 재난대응로봇의 정책 동향

(1) 미국

(2) 일본

(3) 유럽연합

(4) 한국

4) 재난 대응 로봇 개발을 위한 실증시설

(1) 미국 NIST의 로봇실험센터

(2) 일본 FIPO의 로봇실험시설

(3) 한국로봇융합연구원(KIRO)의 안전로봇 실증단지

5) 재난대응로봇의 개발 및 상용화 동향

(1) 보안 분야(경비, 순찰 등)

(2) 소방, 구조, 폭발물 처리 분야

가. 화재진압 로봇 기술

나. 인명 탐지/구조 로봇 기술

다. 소방용 웨어러블 로봇 기술

라. 폭발물처리 로봇

마. 인간·동물 모방형 로봇의 재난 대응 로봇 기술

바. 국내 소방/재난 로봇개발 연구동향

(3) 원자력 대응 분야

6) 로봇을 활용한 재난현장 대응사례

(1) 미국 세계무역센터 붕괴사고(2001년 9월)

(2) 일본 후쿠시마 원전 폭발사고(2011년 3월)

(3) 멕시코 지진 재난(2017년 9월)

(4) 프랑스 노트르담 성당 화재(2019년 4월)

7) 재난대응로봇 활성화 방안

(1) 활성화 방안

(2) 기대 효과

2. 무인기 활용 재난관리 기술현황

1) 국내외 무인기를 활용한 재난관리 기술현황

(1) 국내 무인기 기반 지능형 재난관리를 위한 스마트 아이 플랫폼 기술

가. 스마트 아이 플랫폼 개념

나. 무인기 다중 센서 운용 기술

다. 초대용량 재난 영상 실시간 처리 기술

2) 국내외 재난 모니터링 드론개발 주요동향    

(1) 산업 및 시장 분석

가. 산업 분석

A) 국가 차원의 첨단기술 기반 통합 재난 관리 시스템이 필요한 상황

B) 재난 분야에서 드론의 쓰임이 증가하는 추세

나. 시장 분석

A) 세계 시장

B) 국내 시장

(2) 기술 개발 동향

가. 기술개발 이슈

A) 재난 발생시 극한의 환경을 극복하기 위한 특수 소재 및 기체 기술개발

B) 안정적 재난 임무수행을 위한 수소 전지 기술과 네트워크/보안 시스템

나. 생태계 기술 동향

A) 해외 플레이어 동향

B) 국내 플레이어 동향

C) 국내 연구개발 기관

D) 국내 기관 기술개발 동향

(3) 특허 동향

가. 연도별 출원동향

나. 국가별 내·외국인 출원현황

다. 주요 출원인 분석

라. 해외 주요출원인 주요 특허 분석

A) INTERNATIONAL BUSINESS MACHINES

B) SIMON R. DANIEL

C) APIUM INC.

마. 국내 주요출원인 주요 특허 분석

A) 대한민국(행정안전부 국립재난안전연구원장)

B) 한국해양과학기술원

C) 경희대학교

3) K-UAM(Urban Air Mobility) 사업으로의 도시대기 과학 연구 활용

(1) 연구 배경

(2) 도시규모 대기과학 연구

가. 전산유체역학 모델을 활용한 도시협곡 기상-대기확산 연구

나. 중규모 기상모델과 연계한 건물 군 주변의 기상-대기확산 연구

다. 중규모 기상모델과 연계한 도시규모 기상 연구

(3) 결론

3. 재난관리 분야 3차원 공간정보 활용과 디지털 트윈 기술동향

1) 재난관리 분야에서의 3차원 공간정보 활용

(1) 3차원 공간정보 관련 정책

(2) 3차원 공간정보 기반의 재난관리 활용 사례

가. 3차원 공간 구현 기술 - 디지털 트윈

나. 3차원 공간정보와 인공지능의 결합 - GeoAI

다. 3차원 위치 정보 제공 서비스 - 지오펜싱

(3) 결론

2) 디지털 트윈 기반 재난관리 플랫폼 기술

(1) 디지털 트윈 기반 도시 재난 대응 기술개발 동향

(2) 공동구 현황 및 재난 사례

(3) 디지털 트윈 기반 공동구 재난관리 플랫폼 기술 개발

4. 위성정보기반 재난재해 유형별 연구동향

1) 기후 재난 사례

(1) 기후재난 사례 : 호주 산불과 사막 메뚜기떼

가. 다이폴 현상(IOD)

나. 동부 아프리카의 폭우와 호주의 초대형 산불

다. 사막 메뚜기떼의 출현과 대륙 이동

2) 위성정보기반 재난재해 유형별 연구 동향

(1) 홍수(Flood)

(2) 가뭄(drought)

(3) 산사태(landslide)

(4) 지진(earthquake)

(5) 태풍(tropical cyclone, typhoon, hurricane)

(6) 산불(forest fires)

(7) 화산폭발(volcanos)

(8) 종합 및 시사점

가. 종합

나. 시사점

A) 위성정보기반 재난재해 대응 환경의 조성 및 선결 과제

B) 위성정보기반 재난재해 대응 방안

제 3장 자연재난과 신종 사회재난 현황 및 대응방안과 기술 

1. 지진/도시 홍수(침수)/가뭄 피해예방 및 대응방안

1) 지진 피해 감시 기술개발 현황

(1) 전력설비의 지진피해대응 지진정보제공 웹시스템(KEDES)

(2) KEDES 시스템에 적용된 주요 기술

가. 시설물 지진계측 자료(QSCD 자료)를 활용한 진도평가 기술

나. 기상청의 지진조기경보와 연계해 지진진도 예측 기술개발

다. 지진의 규모-거리를 반영한 구조물의 지진피해 평가 방법을 기술

(3) 요약 및 향후 계획

2) 도심 집중호우 피해예방 및 대응방안

(1) 도시홍수의 발생 원인

(2) 도시홍수 관련 주요 현황

가. 홍수피해 현황

A) 자연재해 피해액

B) 2022년 8월 홍수피해

나. 주요 부처별 도시홍수 관련 업무 및 규정

A) 행정안전부

B) 환경부

C) 지방자치단체

(3) 도시홍수 대책의 문제점 및 향후 과제

가. 부처별 업무 간 연계성

A) 문제점

B) 개선 방안

나. 재난대응 컨트롤타워(중앙재난안전대책본부) 운영체계

A) 문제점

B) 개선 방안

다. 재난문자방송(CBS, Cell Broadcasting Service)

A) 문제점

B) 개선 방안

라. 도시지역의 물순환 체계

A) 문제점

B) 개선 방안

(4) 기후위기 시대의 홍수량 관리방안

가. 홍수량 관리 현황

나. 홍수량 관리의 문제점

다. 홍수량 유역분담제의 개념

라. 홍수량 유역분담제 도입방안

마. 결론 및 발전방향

A) 추진체계

B) 재원

C) 고려되어야 할 사항

D) 향후 추진방향

(5) 수자원위성 핵심기반기술 개발 현황 및 추진전략

가. 연구사업의 개요

나. 연구사업 세부추진성과

A) 수자원/수재해 감시를 위한 C-밴드 SAR 탑재체 핵심기술 개발 방안 수립

B) 수자원/수재해 위성 활용 효율화 전략 수립

C) 수자원/수재해 위성 지상활용 시스템 구축 방안 수립

D) 수자원/수재해 위성 지상활용 시스템 구축 방안 수립

E) 홍수의 관리와 예방을 위한 C-밴드 영상 레이다의 활용방안 연구

F) 수자원/수재해 위성 자료처리 및 시각화 시범 서비스 구현 기술 연구

3) 기후위기 대응을 위한 국내외 가뭄관리 현황

(1) 국내 가뭄 예·경보 및 대응체계

(2) 국내 가뭄정보 시스템

(3) 국내 가뭄관리의 한계점 

(4) 국외 가뭄관리 현황 분석

가. 미국

나. 영국

다. 호주

라. 캘리포니아

2. 붕괴사고/도심지 지반침하 사례와 관련 사회재난 대응방안

1) 붕괴 사고 사례를 통해 살펴본 사회재난의 예방 및 피해 최소화 방안 고찰

(1) 붕괴 사고의 정의와 특징

(2) 붕괴 사고의 원인조사

가. 원인조사 활동 및 보유 장비

나. 붕괴 사고의 조사·분석 사례

A) 공학적 측면의 조사·분석 내용

B) 법제도적 측면의 조사·분석 내용

C) 개선 사항

(3) 결론

(4) 건축물 해체 안전관리 현황 및 향후 과제

가. 건축물 해체 관련 법제도 현황

A) 해체 관련 규정

B) 하도급 관련 규정

나. 향후 과제

A) 해체공사 현장 안전관리 강화

B) 건축물 안전관리 조직 육성

C) 불법하도급 근절

2) 도심지 지반침하의 원인과 대책

(1) 지반침하 관련 현황

가. 지반침하의 개념 및 원인

나. 지반침하 관리 관련 주요 규정

다. 지반침하 발생 현황

(2) 지반침하 예방대책

가. 지하공간 기초자료 구축

A) 지하공간통합지도

B) 지하수 조사

나. 지반침하 위험지역 관리 강화

A) 중점관리대상

B) 지하수보전구역

C) 도심지 시설물 관리 강화

3. 신종 재난 ‘빌딩풍’과 ‘사이버 재난’에 대한 고찰과 대응방안

1) 빌딩풍 해결을 위한 대응 방안

(1) 신종 재난 ‘빌딩풍’

(2) 빌딩풍 피해 예방·대응 방안 사례

2) 전력망 사이버 재난과 자연재난, 사이버 리질리언스

(1) 사이버 공격으로 인한 정전 사례

(2) 사이버 재난과 자연재난

(3) 물리적 피해

(4) 사이버 공격 피해 측정

(5) 전력망 사이버 리질리언스의 필요성

(6) 결론

가. 전력망에 대한 사이버 공격의 위험성

나. 물리적 피해로의 연결

다. 의도를 가진 재난

라. 사이버 리질리언스 투자 필요성    

3) 전기안전 분야 설비 유지보전 기술동향과 전략적 활용

(1) 연구 배경

(2) 전기설비 자산관리 기술 동향

(3) 전기안전 통합 플랫폼 서비스 하의 데이터 활용 사례

(4) 전기안전 분야 전략적 활용 방안

(5) 결론

제 4장 화재·통신재난 대응 첨단기술 현황과 제도개선

1. 화재 예방·대응을 위한 첨단 ICT기술 현황과 기술동향

1) 대형산불 예방·대응을 위한 첨단 ICT 기술 현황

(1) 대형산불 발생 현황

(2) 산불 관련 첨단기술 및 국내 운용 현황

가. 산불 관련 첨단기술 현황

A) IoT 센서기반 산불 화재 감지

B) 드론

C) 인공위성

D) 로봇

나. 산림청 첨단기술 운용 현황

A) 산불방지 ICT 플랫폼

B) 드론

C) 인공위성

(3) 향후 과제

가. 첨단기술의 한계점 극복

나. ICT 기술 관련 장벽 및 규제 개선

다. 통합 산불상황관제시스템 구축

2) 전통시장 화재발생 현황과 소방안전관리 강화방안

(1) 전통시장 화재발생 현황 및 주요 원인

(2) 전통시장 소방안전사업 및 대책 현황

(3) 전통시장 화재안전의 문제점 및 특성

가. 전통시장의 구조적 한계와 노후화

나. 소방시설 설치·유지관리 미비

다. 원인 제공자의 배상자력 부족

라. 안전의식 미흡

(4) 향후 과제

가. 시설현대화 사업을 통한 자동소화설비 설치 확대

나. 노후화된 전기시설 교체

다. 화재공제 가입률 제고

라. 지역통합 소방안전관리체계 마련 및 화재안전 교육 강화

3) 물류창고의 화재 특성과 화재예방을 위한 제도개선

(1) 물류창고의 화재 특성

가. 화재발생 요인

나. 건축 및 공간적 측면

다. 소방시설 측면

(2) 물류창고의 주요 화재위험요소

가. 소방시설 관련 문제점

(3) 국내 창고 소방시설의 성능 및 신뢰성

가. 창고 스프링클러의 소화 성능 부족

나. 스프링클러의 작동 신뢰성 부족    

(4) 소방시설의 작동 신뢰성제고를 위한 제도개선

가. 소방시설에 대한 평시 점검관리 기준 강화

(5) 물품 등급분류에 의한 국내 랙크식 창고의 스프링클러설계 적용

가. 국외 등급분류 체계

A) 미국

B) 유럽

C) 일본

나. 등급별 스프링클러 설계적용

A) 등급 분류(안)

B) 스프링클러설계 적용

4) 화재안전성 강화를 위한 건축물 마감 재료의 제도 추이

(1) 연구 배경

(2) 마감재료의 시험방법 및 기준 변화

(3) 실대형 시험방법 및 기준 도입

가. 실대형 내부 마감재료 시험방법 및 기준

A) 시험의 개요

B) 시험기기

C) 시험방법

나. 실대형 외부 마감재료 시험방법 및 기준

A) 시험의 개요

B) 온도 측정 위치 및 화원

C) 시험방법

(4) 화재안전기능 강화된 고성능 준불연 단열재 관련 특허동향

5) 사회적재난 시 대피시설(피난사다리)에 대한 강화 필요성 연구

(1) 피난시설에 대한 화재안전기준

가. 피난기구의 화재안전기준(NFSC 301)

(2) 대피공간 및 피난시설에 대한 문제점

가. 발코니 확장과 대피공간의 문제점

나. 주거형 오피스텔의 대피 공간

다. 피난사다리 기술기준의 한계4

라. NFSC 301 피난기구의 적응성

(3) 하향식 피난구

가. 하향식 피난구

나. 승강식 피난기

6) ICT 융복합 건물 재난 관리(화재 방지) 기술동향

(1) 화재 발생 이전 단계

가. BIM 연계 데이터 관리 기술

나. IoT 센싱 기반 기술

다. AR/VR 기반 재난관리 기술

(2) 화재 발생 이후 단계

가. IoT 기반 실시간 모니터링 기술

나. 3차원 실내측위기술

다. 데이터 기반 피난 및 구조경로 안내 기술

(3) 화재 발생 이전 및 이후 통합 단계

7) ICT 융복합 재난 방지 시스템 적용 사례

(1) IoT 기반 스마트 화재 사전예방 및 대응 시스템

(2) 스마트 센싱 기술 기반 화재 감지 및 대응 시스템

(3) VR 기반 화재 상황 훈련지원 시스템

2. 데이터센터 화재/서비스 장애 유발 통신재난 대응방안

1) 글로벌 데이터센터 분포 현황

(1) 미국 데이터센터 시장

(2) 유럽 데이터센터 시장

가. 영국

나. 독일

다. 프랑스

(3) 아시아 데이터센터 시장

가. 일본

나. 싱가포르

다. 호주

라. 인디아

마. 한국

바. 동남아시아

2) 데이터센터의 열관리

3) 데이터센터 에너지 효율 향상 및 안정성 제고를 위한 국제표준화 개발현황

(1) 국제공식표준화기구 표준화 현황

가. 지속성, IT 및 데이터센터(ISO/IEC JTC 1/SC 39)

나. 주요 국가 표준화 동향

(2) 향후 데이터센터 표준화 진행 방향

4) 데이터센터 화재 및 통신재난 관리체계 강화방안 연구

(1) 데이터센터 화재 및 서비스 장애 관련 혁신방안 마련

(2) 데이터 기반의 통신재난 관리체계 강화방안 연구

가. 통신재난 발생 현황 및 발생 원인

나. 통신재난 및 장애 보고실태 및 개선방향

다. 통신설비현황 및 통신재난관리를 위한 시스템 구축 현황 및 개선

라. 통신재난 이상감지시스템 구축 등 정보공유 및 연계 추진

마. 통신재난 협력 체계 구성

바. 결론

(3) 데이터센터 방화기준

가. 데이터센터의 주요 화재 사례

A) 병원 전산서버 화재로 병원 수술업무 지연

B) 구글 데이터센터 지원설비 화재로 인한 수손

C) 비상발전기 화재가 가연성 외벽으로 연소확대

D) 인도 뭄바이 데이터센터 사고로 모바일서비스 중단

E) 증권거래소 서버 화재-위험 분리 및 신속대응으로 피해 최소화

나. 데이터센터의 화재관련 손실발생요인

A) 연기 침입

B) 온도 상승

C) 연소생성물 발생

D) 수손

다. 소방설비

A) 일반사항

B) 소화기

C) 자동화재탐지설비

D) 자동식소화설비

3. 화재 방지 시스템 시장현황 및 전망

1) 화재 방지 시스템 기술개요

2) 시장 현황

3) 시장 동향

(1) 글로벌 전체 시장 규모

(2) 세부 항목별 시장 규모

(3) 지역별 시장 규모

(4) 우리나라 시장 규모

가. 전체 시장 규모

Ⅱ 편 무인이동체 혁신성과와 발전방향 

제 1장 안티드론 탐지·식별·무력화 기술과 통신관련 연구동향

1. 안전한 드론운용 환경 조성을 위한 기술동향

1) 드론산업 현주소와 평가

(1) 드론 관리체계 개선 현황

가. 드론 관리체계 개선 배경

나. 드론 관리체계 개선 내용

A) 드론 분류체계 개선

B) 드론 기체 신고 범위 확대

C) 조종자격 체계 차등화

다. 향후 과제

A) 드론 조종자격 평가의 실효성 제고

B) 비사업용 드론의 보험 가입 의무화 검토

C) 드론으로 인한 사생활 침해 처벌 규정 마련

(2) 무인이동체 드론의 취약점분석 및 대응기술 연구 동향

가. 관련 연구

A) GPS(Global Positioning System) 취약점

B) 자이로스코프 취약점

C) 접근 제어 취약점

D) 하드코딩 취약점

E) 암호화되지 않은 데이터 전송 취약점

F) 개방형 Wi-Fi 취약점

G) 개방된 포트 취약점

H) 퍼징 공격

I) DoS 공격

J) 인증 해제

K) 중간자 공격

나. 구성요소별 보안위협에 대한 대응 방안

A) GPS 스푸핑 탐지 및 복원 방법

B) 드론 무선 네트워크 암호화 기법

C) 드론 DoS 공격 방어 및 복구

D) 센서 데이터 기반 난수 생성기

2) 무인비행체 탐지 시스템 ‘안티드론’ 기술 연구동향

(1) 안티드론 배경

(2) 안티드론 기술의 범위

(3) 드론 탐지기술 동향

가. 레이더를 이용한 탐지

나. RF 수신기를 이용한 탐지

다. 카메라를 이용한 탐지

라. 음향 센서를 이용한 탐지

마. 라이다를 이용한 탐지

바. 군 내 드론 탐지체계 현황

A) 라이다를 활용한 드론 탐지체계 제안

사. 드론 SAR 시스템

A) SAR(합성개구레이다) 기술의 최신 동향

B) 드론 SAR 시스템의 등장과 개발 동향

아. 탐지센서 기술종합

(4) 다중 드론 운행 충돌 방지 방안 연구동향

가. 다중 드론 운행 충돌 방지 연구

A) 다중 드론 운행 충돌 방지

B) 외부 기기 장착 활용

C) 드론 내장형 장애물 회피 센서 활용

D) 절대 공역 운영 활용

E) 드론 관제 시스템 연계

F) 혼합형 장애물 회피 방안

나. 연구 설계

A) 연구 내용

B) 연구 환경 및 조건

C) 테스트 시나리오

D) 항행 운행경로 공역 설계

E) 지정된 공역 기반 드론 운영 검증

F) 충돌 회피 알고리즘

다. 연구 결과 분석

A) 시험 비행 내용 분석

B) 시사점

3) 무인비행체 식별 시스템 ‘안티드론’ 기술 연구동향

(1) 식별기술

(2) 저고도 소형드론 식별기술 동향 조사 및 식별시스템 연구

가. 본론

A) 한국항공우주연구원(대한민국)

B) University of Southern Denmark(덴마크)

C) DJI(중국)

D) InterUSS(미국)

E) Unifly(벨기에)

F) Exponent Technology Services(아랍에미리트)

G) uAvionix(미국)

나. 결론

A) 기존의 드론식별 기술 비교

B) 식별기술 제안

C) 식별 시스템 비행시험

(3) 드론식별모듈(DIM) 기술 및 표준화 동향

가. 드론 보안 취약점 및 대응기술

A) A 타입: 드론이 피해자인 경우

B) B 타입: 드론이 공격자인 경우

나. 드론식별모듈(DIM) 기술

A) 주요 저장 정보 및 보안 기능

B) 주요 형상

다. 드론식별모듈(DIM) 표준화 동향

A) 국제표준화 현황

B) 국제표준화 전망

4) 무인비행체 무력화 시스템 ‘안티드론’ 기술 연구동향

(1) 무력화 기술

가. 무력화기술 : 하드 킬(Hard Kill)

A) 레이저(LASER)

B) 전자기파(EMP, Electromagnetic Pulse)

C) RF Gun

나. 무력화기술 : 소프트 킬(Soft Kill)

A) 위성항법재밍

B) 스푸핑

(2) 드론 무력화 기술 사례

가. 영국 OpenWorks Engineering의 Sky Wall®

나. 미국 Boeing의 CLWS    

다. 미국 Battelle의 DroneDefender®

(3) 안티드론 기술의 무력화 수단 특허동향 분석

가. 분석방법

나. 분석결과

A) 국가 별 특허출원 동향

B) 드론 무력화 기술(방법/수단) 특허출원 동향

C) 출원인 별 특허출원 현황

다. 드론 무력화 기술 및 주요 출원인 특허분석

A) 드론 무력화 기술 별 특허분석

B) 주요 출원인 특허분석

라. 결론

5) 국내외 안티드론 산업·정책 동향

(1) 기술 발전방향

(2) 산업 동향

가. 글로벌 산업동향

A) 글로벌 안티드론 산업 개요

B) 각국의 안티드론 산업 현황

나. 국내 산업동향

(3) 정책동향

가. 글로벌 정책동향

나. 국내 정책동향

2. 무인기(드론) 비행을 위한 통신기술 동향

1) 5G의 기술과 네트워크 구성

(1) 5G

(2) 5G 네트워크 구성

가. 액세스망

나. 코어망 구성

다. 표준화 동향

A) ITU(International Telecommunication Union)

B) 3GPP(3rd Generation Partnership Project)

C) O-RAN Alliance

2) 저주파수(433MHz) 대역에 기반한 드론운용

(1) 433MHz 기반 무인기 응용 통신기술개발 및 실증사업 착수

가. 추진 배경

나. 사업 개요

다. 세부 내용

(2) 433MHz 대역에서의 드론 운용을 위한 간섭 신호 탐지 및 제거 연구

제 2장 무인드론 최신기술과 실증 -자율비행/정밀항법/eVTOL-

1. 무인 드론의 자율비행을 위한 정밀항법 기술동향

1) 무인 드론 자율비행 정밀항법 기술

(1) 위성항법 기반 정밀항법 기술

가. RTK(Real Time Kinematic, 실시간 이동 측위) 기술

나. PPP(Precise Point Positioning, 정밀절대측위) 기술

다. SBAS(Satellite Based Augmentation System, 위성 기반 보강항법시스템)

(2) 영상 기반 정밀항법 기술

가. 단안 카메라 기반 측위 방법

나. 스테레오 카메라 기반 측위 방법

다. RGB-D 카메라 기반 측위 방법

(3) LiDAR 기반 정밀항법 기술

가. 스캔 매칭 기반 측위 방법

A) ICP 스캔 매칭 기반 측위

B) NDT 스캔 매칭 기반 측위

나. 특징점 기반 매칭을 이용한 측위 방법

(4) 센서 융합 기반 정밀항법 기술

가. 관성 센서 융합 기반 측위

A) 영상-관성 센서 기반 측위

B) LiDAR-관성 센서 기반 측위

나. 다중 센서 융합 기반 측위

2) 국내 무인이동체 기술개발 프로그램과 상세내용

(1) 연구 배경

(2) 무인이동체 기술개발 프로그램

가. 무인이동체 미래선도 핵심기술개발

나. 무인이동체 원천기술개발사업

다. 기술 연계성 강화를 위한 실증방안

(3) 무인이동체 항법기술 개발 내용

가. 위성항법 정밀도 향상 및 무결성 확보 기술 개발

A) 위성항법보강시스템 적용 무인이동체 항법 정확도 향상 기술

B) 다중 GNSS 신호의 분할 및 결합을 통한 항법해 성능향상 기술

C) 위성항법 다중경로 상황에서 무인이동체 자율이동을 위한 다중 경로 탐지 및 대응기술

D) 다중 무인이동체 운용을 위한 상대벡터 도출 및 무결성 확보 기술

나. 미지환경 및 항법 가혹환경 운용을 위한 실내외 복합항법 기술 개발

A) 미지환경 운용을 위한 탐지 및 회피센서 적용 복합정밀항법 기술

B) 무인이동체 항법 신뢰도 향상을 위한 항법센서 고장 감지 및 항법 재구성 기술

C) 항법 가혹환경에서의 무인이동체 운용을 위한 3차원 공간정보 구축 및 실시간 위치추정

다. 영상 기반 탐지회피기술 개발

라. 통합운용 기술실증기 적용 및 기술 실증

2. 드론 상용화 모델 및 인프라 확대

1) 드론교통관리체계(K-드론시스템) 실증지원 사업자 선정

(1) 도심‧비행로 발굴 분야

(2) 공항·특수시설 분야

(3) 공공 분야

(4) 민간 분야

(5) 자유 공모 분야

2) 2022년 드론실증도시·드론기업 선정

(1) `22년 드론 실증도시구축 사업내용

(2) `22년 드론 규제샌드박스 사업내용

3. UAM산업과 eVTOL 비행체 기술

1) 도심 항공 모빌리티(UAM) 글로벌 산업 동향

(1) UAM의 부상

가. 배경

나. UAM 개념

다. eVTOL 분류

(2) UAM 전세계 시장 전망

가. 글로벌 시장 전망

나. 부문별 전망

다. 지역별 전망

(3) eVTOL 개발 동향

가. eVTOL 스타트업

나. 항공기·자동차 제조 기업

다. 국내 개발 동향

(4) 우리나라 eVTOL 준비 수준 비교

(5) 주요국의 UAM 정책 동향

가. 글로벌 동향

나. 한국

다. 미국

라. EU

마. 중국

바. 일본

(6) UAM 구현을 위한 해결 과제

가. 해결 과제

나. eVTOL 개발·생산

다. 인프라

라. 인증

마. 사회적 수용성

2) 수소기반 친환경 UAM용 추진체계 발전 방향

(1) 친환경 추진체계 발전 방향

(2) 수소기반 친환경 UAM용 추진체계 발전 방향

(3) 국내 UAM용 추진체계 개발 동향

제 3장 분야별 드론 활용 사례와 상용화 지원

1. 재난·재해 및 사고 대응을 위한 무인기(드론) 모니터링 기술

1) 위성·항공·무인기 기반 녹조 감시

2) 위성·드론 기반 저수지 가뭄 점검

3) 해상화학사고 대응을 위한 무인선·무인기 탑재체와 모니터링 기술 연구

(1) 연구 배경

(2) 화학물질 탐지·분석·시료채취장비 관련 기술자료 검토

가. 기존장비 조사

나. 탐지장비

다. 분석장비

라. 시료 채취장비

(3) 장비 개발

가. 무인기 대기 탑재체

나. 무인기 해수 탑재체

다. 무인선 대기 모니터링 시스템

라. 무인선 해수 탑재체1

(4) 현장 적용 및 대응방안

가. 현장 적용 사례

나. 단계별 대응방안

2. 스마트 드론 파밍기술 주요동향

1) 스마트 드론 파밍 기술분석

(1) 스마트 드론 파밍 주요 기술

가. 하드웨어

A) 고정 날개형(fixed-wing) 드론

B) 멀티 로터형(multi-rotor) 드론

나. 센서

A) NDVI(정규식생지수)

B) 열 센서(Thermal Sensor)

C) 초분광 센서(Hyper-spectral Sensor)

D) LiDAR 센서

다. 데이터 처리 및 분석

A) 개별처리 방식    

B) 클라우드 방식

라. 비행 제어

(2) 스마트 드론 파밍 기술개발 동향

가. 방제 및 파종

나. 작물 모니터링

(3) 농업용 드론 기술개발 방향

2) 스마트 드론 파밍 산업·정책 분석

(1) 농업용 드론 산업의 특성

(2) 농업용 드론의 적용 사례

가. 농약 살포

나. 작물 생육 진단

다. 작물 재배 관리 및 병해충 검출

(3) 세계 농업용 드론 시장 동향

(4) 국내 농업용 드론 시장 동향

(5) 농업용 드론 국내 정책 동향

3) 스마트 드론 파밍 주요기업 분석

(1) 스마트 드론 파밍 산업 글로벌 기업 동향

(2) 스마트 드론 파밍 산업 국내 기업 동향

4) 국내 드론스테이션 자동화 스마트 농작업 신기술 개발

3. 국내외 군용드론 ‘드론봇’ 활용사례 및 발전추세

1) 국내외 군용 드론 활용사례

(1) 국외 군용 드론 개발동향 

가. 미국

나. 이스라엘

다. 유럽

라. 중국

마. 러시아

(2) 국내 군용 드론 개발동향

가. 군단급 송골매(RQ-101)

나. 사단급 KUS-9(RQ-102K)/ 대대급 드론(Remo Eye-006)

다. 틸트로터 무인기(TR-60)

(3) 북한의 드론(드론) 개발동향

가. 북한 드론 기술수준의 한계

나. 북한 드론의 기술발전 전망

2) 드론봇 발전추세

(1) 미국의 군용 드론 발전추세

(2) 초소형 드론 발전추세

(3) 중국의 군용 드론 발전추세

(4) 주요 국가별 군용 드론 발전추세

(5) 국내외 드론 기술수준

4. 국내외 드론서비스 활용사례

1) 국외 드론 서비스 활용 사례

(1) 국가별 드론 서비스 현황 및 활용 사례

(2) 응용 분야별 드론 활용 사례

가. 1차 산업

나. 물류 및 운송 분야

A) 미국 드론 택배서비스 활용사례    

B) 독일 드론 택배서비스 활용사례

C) 중국 드론 택배서비스 활용사례

D) 일본 드론 택배서비스 활용사례    

다. 방송 및 공연 분야

라. 인프라 관리 분야

마. 측량 및 건설 분야

바. 통신 분야

사. 스포츠 분야

아. 환경 분야

자. 국방 분야

2) 국내 드론 서비스 활용 사례

(1) 중앙정부 및 공공기관

(2) 지방정부

(3) 민간부문

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