집중분석

스마트시티를 완성하는 최적 솔루션은?

발행일시 : 2019-06-27 00:00

한국 IDC가 발표한 '세계 스마트시티 지출가이드 보고서'에 따르면 아태지역 스마트 시티는 매년 급성장를 보이며 2022년에는 일본을 제외한 아태지역 시장 규모가 354억달러에 이를 것으로 예측됐다.

국내에서도 세종과 부산을 스마트시티 국가시범도시로 지정해 2021년까지 집중 투자한다. 자율주행, 빅데이터, 인공지능(AI), 드론, 가상현실(VR), 블록체인 등 최신 정보기술(IT)을 접목해 기존 도시의 스마트시티화를 위한 기업과 지자체 협력이 활발하다.

◇진정한 스마트시티 구현 조건

스마트시티 구현에는 도시 내 카메라, 센서와 모바일 기기에서 발생하는 대규모 영상, 이미지 및 소셜 데이터를 안정적으로 수용하고 서비스할 수 있는 인프라가 필수다. 도시 내 분산돼 있는 다양한 데이터 수집을 위한 IoT 기술, 데이터 통합 및 분석 능력을 극대화할 수 있는 빅데이터, AI 등 다양한 기술이 쓰인다.

IoT 기술을 활용해 수집한 에너지, 교통, 의료, 건설, 인프라, 공공, 유통 등 방대한 양의 도시 데이터를 하나의 플랫폼으로 통합해 정확히 분석해 도시 데이터에 대한 실질적인 인사이트를 확보할 수 있다. 지능화된 도시 기반을 조성하고 도시 효율성과 안전성 높은 서비스 제공이 목표다.

스마트시티에서 가장 많이 활용되는 데이터는 영상 데이터다. 스마트시티 플랫폼을 기반으로 112센터 긴급 영상, 112 긴급출동, 119 긴급출동, 긴급 재난상황, 사회적 약자 지원 등 시민안전 5대 연계 서비스에 활용되고 있다. 따라서 영상 데이터 안정적 보관과 시스템 변화에 유연하게 대응하려면 하드웨어 인프라가 중요하다. 각종 솔루션과 서비스는 플랫폼 기반으로 통합 운영되고 있지만 하드웨어 인프라는 아직 분산 운영되고 있는 실정이다. 진정한 스마트시티 구현은 시스템과 하드웨어 인프라의 통합된 아키텍처가 뒷받침돼야 한다.

스마트시티 5대 연계서비스를 위한 스마티시티 솔루션 구성 <스마트시티 5대 연계서비스를 위한 스마티시티 솔루션 구성>

스마트시티는 아직 시작 단계다. 스마트시티 본질인 데이터 기반 공공 안전과 재생 가능한 에너지 및 인프라, 지능형 교통 등 도시 입주민의 스마트하고 편리한 삶을 보장하려면 정부는 물론 지자체, 기업의 전략적이고 적극적인 공조가 무엇보다도 필요하다. 기술적인 완성도와 더불어 완벽한 제도 지원이 뒷받침돼야 국내 스마트시티는 한층 더 성숙된 모델로 발전할 수 있다.

◇스마트시티 구축에 필요한 최적 인프라

지자체 통합관제센터는 스마트시티를 위해 복합운영센터로 변화하며, 지능형 영상 분석은 스마트시티 구축에 필수 요건으로 대두되고 있다. 효성인포메이션시스템은 스마트시티의 핵심을 공공 안전에 두고 공공, 헬스케어 및 운송 분야 노하우가 결합된 히타치 밴타라의 스마트시티 포트폴리오로 도시를 데이터화하고, 인사이트를 도출하는 솔루션으로 잘 알려져 있다.

효성의 '지능형 영상분석 시스템'은 효율적인 영상 관제와 비정형 데이터인 영상 데이터를 분석하고 다양한 메타데이터로 생성해 분석 가능한 정형화된 데이터로 만든다. 이를 빅데이터로 분석해 대국민 서비스를 지원한다. 예를 들면 지자체는 영상관제 시스템을 통해 차량 혼잡도, 이동 흐름 등을 데이터화해 분석한 결과로 신호 체계를 정립할 수 있다.

효성인포메이션은 영상분석 솔루션(HVA:Hitachi Video Analytics)뿐만 아니라 데이터 수집에서 분석이 가능한 빅데이터 플랫폼(Pentaho), 영상데이터와 IoT데이터를 통합 시각화할 수 있는 상황인지 솔루션(HVS:Hitachi Visualization Suite) 및 모든 시스템의 안정적인 운영을 위한 영상전용 컨버지드 플랫폼(HVMP:Hitachi Video Management Platform)까지 통합 제공한다.

컨버지드 영상 전용 플랫폼 HVMP은 영상 데이터 및 도시 데이터(환경, 교통, 공공안전 등)를 통합, 도시 통합운영센터에서 운영되는 영상관제 플랫폼을 효율적으로 구축, 관리할 수 있다. 가상화 기반으로 서버, 스토리지, 스위치 등을 일체화한 컨버지드 인프라다. 시스템간 연계로 발생 되는 부하의 로드 밸런싱도 제공하고 단일 플랫폼으로 최대 2만대 이상 IP 카메라를 수용할 수 있다.

효성인포메이션시스템의 히타치 영상 솔루션 구성도 <효성인포메이션시스템의 히타치 영상 솔루션 구성도>

최대 211페타바이트(PB)까지 영상 데이터를 저장하고 관리하며, 다수의 영상 통합 관제시스템(VMS) 업체 인증으로 대용량·고화질 영상 보존이 가능하다. 전체 시스템 이중화로 안정적인 시스템 운영이 가능하다. HVMP와 결합 가능한 HVA는 네트워크 기반 영상데이터를 실시간으로 분석해 도시, 기업, 조직에 필요한 인사이트를 제공한다. 유동인구 계수부터 대기행렬 포착, 활동 분석, 방향 계산, 이미지 개선 기능으로 도시환경 개선과 무단침입 감지, 방치 및 분실 감지, 카메라 조작 경보 기능 등 공공 안전성을 높인다. 프라이버시 보호 기능은 인물 형상 자동감지와 보호로 의복 또는 신체 부위와 같은 개인 식별 가능 정보 노출을 막고 영상 데이터로부터 개인정보가 오용되지 않도록 방지한다.

지능형 얼굴인식 솔루션 LFM(Live Face Matching)은 영상에서 노출되는 사람의 얼굴을 실시간 인식, 미리 저장되어 있는 얼굴 이미지 데이터베이스와 대조해 사람을 식별할 수 있다. 이 솔루션은 스마트시티 구축의 5대 연계서비스의 마지막에 해당하는 사회적 약자 지원에 활용돼 치매노인 및 미아 찾기와 공공 및 사회 안전에 기여할 수 있다.

HVS는 영상 데이터 및 영상 분석 데이터, 센서 기반의 IoT 데이터를 수집해 맵 기반 통합 화면에 시각화해 보여주고, 실시간 이벤트 추적 및 통계, 분석 기능을 제공한다. 유관 기관과 연계해 신속하게 시민 안전 및 응급환자 골든타임을 확보할 수 있고 데이터 분석을 통한 범죄 예방 및 보안을 강화해 빠른 사건 대응이 가능하다.

◇스마트시티 솔루션, '지자체·정부기관·기업' 활용 증가

스마트시티의 통합 관제 센터는 세 가지 시스템으로 운영되고 있다. 분산된 CCTV 영상을 통합해 관제하는 '통합관제 시스템'과 다수의 CCTV 영상에 영상분석 알고리즘을 적용해 필요한 영상만 선별해 관제하는 '선별관제 시스템', '통합 플랫폼'으로 CCTV영상 및 각종 도시정보를 통합 운영하고 있다. 각 시스템은 상호 연계돼 서비스를 제공하지만, 시스템이 설치·운영되는 하드웨어 인프라는 개별적으로 구축되고 있어 시스템 전체 로드 밸런싱과 인프라 장애 대비가 어렵다. 신규 시스템은 데이터 양과 변화 예측이 어려워 하드웨어 재구성이 필요할 수 있다. 따라서 시스템 변화에 유연하게 대응하는 하드웨어 설계가 반드시 필요하다.

스마트시시 통합관제 센터 시스템 구성 <스마트시시 통합관제 센터 시스템 구성>

한 지자체에서는 통합 관제 센터에 HVMP를 도입해 VMS를 구축, 시스템의 가용성을 높였다. 인프라 일부 구간 장애 발생 시도 시스템 중단 없이 운영되며 영상 데이터 손실을 최소화했다. 통합 관제 센터에서 운영되는 모든 시스템을 하나의 통합 인프라로 구성해 각각 시스템에서 발생되는 데이터 변화에도 인프라 재구성이나 추가가 필요 없었다. 시스템 특성에 맞게 유연한 자원 할당과 구성으로 개별 시스템 구성보다 인프라를 70% 이상 절감했다. 이 지자체는 향후 확대되는 선별관제 시스템과 스마트 시티 사업에도 HVMP를 통합 적용할 계획이다.

HVMP는 다양한 통합 관제 센터 및 공공 사업에 적용되고 있다. 일부 공간이 협소한 통합 관제 센터는 하드웨어 인프라 추가가 어려웠으나 HVMP를 도입해 공간을 확보했다. 가상화 기반 시스템을 도입했으나 영상 데이터 특성에 맞지 않는 아키텍처로 구성돼 인프라 증설 시 불편함을 겪었던 한 통합 관제 센터는 필요 부분만 선택 증설해 문제를 해결했다.

스마트시티 5대 연계 서비스 중 하나인 사회적 약자 지원 서비스를 위해 히타치의 얼굴인식 솔루션 LFM을 도입해 시범 서비스를 운영하는 지자체도 있다. 이 솔루션은 CCTV 카메라의 영상에서 사회적 약자 얼굴을 인식하고, 위치 정보를 신속히 파악해 빠른 사건 해결과 범죄 및 사고 예방에 기여할 수 있다. 사회적 약자 지원 서비스는 통신사의 위치 정보와 연계해 서비스되며 다양한 공공 서비스를 강화할 수 있다.

스마트팜에도 HVMP는 활용되고 있다. 지난해에는 농림부의 '농가 대상 방역 인프라 설치' 지원 대상 기업 '체리부로', 육계관리 기업 '양계인'과 함께 위탁 양계 농가의 조류인플루엔자(AI) 방역 및 전반적인 사육환경 관리를 위한 '스마트팜 영상관제 및 분석 플랫폼' 구축을 성공적으로 완료했다. 분산된 농가에서 발생되는 다양한 데이터를 통합 보관할 수 있는 최적 아키텍처를 HVMP 플랫폼 기반 통합 방역 인프라로 설계했다.

체리부로는 통합관제센터에서 양계 농가의 모든 IoT 및 영상 데이터를 통합 분석, 양계 농가의 전반적인 사육 환경을 실시간 확인한다. AI 발생 시 즉각적인 차량 출입 통제로 효율적으로 예방할 수 있다. 향후에는 빅데이터 플랫폼을 통해 사육환경을 분석하고 문제점을 개선해 최적 사육환경을 도출할 수 있는 시스템 구축을 계획하고 있다.

이향선기자 hslee@nextdaily.co.kr

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