전체메뉴

건설과 재난 방지 분야에도 엣지(Edge) 기술이 본격 도입되고 있어 관심을 모으고 있다. 이미 클라우드나 IoT는 상당 수준 실용화되고 있으나 엣지 컴퓨팅은 자율주행기술 등 한정된 분야에 아직 국한되고 있는 실정이다.

그러나 최근 한국건설기술연구원(건설연)은 모바일 엣지 컴퓨팅 기술을 24시간 하천 범람이나 가뭄 등을 감시하는데 활용토록 하고 있다. 건설연에 따르면 첨단 센싱과 IoT 기술을 이용하여 중소 하천을 24시간 능동적으로 감시하고 대응할 수 있는 ‘모바일 엣지 컴퓨팅 기반 첨단 하천 감시 및 경보 시스템’ 기술이 최근 개발됐다.

이미 잘 알려져 있듯이 모바일 엣지 컴퓨팅은 사용자가 위치한 현장(엣지)에서 컴퓨팅 작업을 함으로써 서버와 피드백을 하는 워크플로우 시간을 크게 줄여준다. 그러므로 홍수나 오염, 사고 등이 발생할 경우 실시간에 가깝게 신속하게 대응할 수 있게 한다.

건설연 장봉주 박사 연구팀은 “홍수로 인한 피해는 중소형 하천이나 계곡과 인접한 마을에서 빈번하게 발생하므로 마을 단위 하천감시 및 경보 시스템이 필요한 실정”이라며 배경을 설명했다.

이에 연구팀은 그 핵심 요소 기술인 ‘초소형 첨단 하천감시 단말장치 RF-WAVE(RainFall, Water-level And VElocity)’ 기술을 개발했다. RF-WAVE는 전파(RF Wave) 센서를 포함한 다중센서를 이용, 하천의 강우, 수위, 유속을 측정 및 모니터링하는 것이다. 즉 엣지 컴퓨팅을 통해 실시간으로 데이터를 송수신 할 수 있는 장치다.

이 기술을 활용하면 중소 하천 및 계곡에 설치된 교각, 전신주 등의 구조물에 RF-WAVE를 설치해 하천 상황을 상시적으로 감시할 수 있다.

상대적으로 하천 폭이 좁은 지방 중‧소하천이나 계곡의 경우 나뭇가지를 포함한 하천 식생들과 새, 고라니와 같은 야생동물들이 센서 관측을 방해해 하천 감시 정확도가 낮아질 수 있다.

그러나 RF-WAVE에는 하천의 순수한 수세(水勢, pure water energy)를 그 이외의 대상과 외부 잡음들과 분류할 수 있는 자체 개발된 신호처리 기술이 탑재되어 있어 하천 수위 및 유속 관측의 정확도를 향상시켰다.

RF-WAVE의 정확한 엣지 컴퓨팅 기능을 위해 연구팀은 각기 다른 유속을 갖는 지점이나 수위에서 미리 관측 실험을 했다. 그 결과 복잡한 하천환경에서도 거리나 표면 유속이 안정적으로 감지됐으며 일반 모드 기준 감시 거리 20m 이하에서, 수위 정밀도는 5cm, 유속 정밀도 0.3m/s 수준의 치밀한 감시가 가능하게 됐다.

엣지 컴퓨팅을 위한 RF-WAVE 장치를 마을주변 하천이나 계곡의 교량 등에 설치하면 상시적으로 하천을 감시하면서 마을 주민들에게 직접 스마트폰 등으로 위험을 알릴 수 있게 된다. RF-WAVE는 또 다중센서와 엣지 컴퓨팅 기능으로 하천 유속이나 수위는 물론 교량, 제방 등 하천 구조물의 변형, 흔들림, 진동까지 감지할 수 있다.

연구책임자인 장봉주 박사는 “하천변 마을 또는 작은 유역 단위로 엣지 컴퓨팅 기능의 RF-WAVE 네트워크를 구축하면 하천 범람, 제방 붕괴 등과 같은 사고 위험에 능동적으로 대응함으로써 재난대피 골든타임을 확보할 수 있다”며 “향후 RF-WAVE 장치에 다중센서 신호처리를 통해 강우나 강도까지 측정하는 연구로 확장할 계획”이라고 밝혔다.