무인기를 활용한 재난.재해 실종자 수색 패턴 연구

Abstract

대규모 재난.재해 발생 시 인적, 물적 피해를 최소화하는 것이 재난 대응의 궁극적인 목표일 것이다. 하지만 현재도 지진이나 쓰나미, 산사태, 댐 붕괴 등 대형 재난에서 인명을 구조하고 실종자를 수색하는 방법은 일반적으로 도보로 재난현장을 돌아다니며 찾는다. 하지만 이 같은 방법은 많은 인력이 필요하고 시간적 한계가 있어서 실종자의 구조 시점을 놓치는 경우가 발생한다. 또 유인항공기를 통해 수색하는 방법도 신속하게 대응이 어렵고 항공기 운영에 대한 경제적 비용 부담 문제가 있다. 재난 현장은 도로, 건물 등 사회기반 시설이 파괴되어 차량 접근이나 구호 장비 및 복구장비 운용의 어려움이 있어 신속하게 접근조차 못하는 경우가 대부분이다. 또, 전기사고, 가스 누출 및 폭발, 건물 붕괴 등 추가적 사고로 인하여 2차 피해를 입는 경우도 발생한다. 현재까지 재난.재해 발생 시 실종자를 수색하는 방법에 대한 연구나 제도적 정립된 사례가 없고 무인기를 활용한 실종자 수색 패턴에 대한 연구 또한 전무한 상황이다. 본 논문에서는 다양한 재난.재해 상황이 발생했을 때, 신속하게 3차원 공간에서 운용이 가능하고 휴대성과 이동성이 뛰어난 무인기를 활용하여 실종자를 찾아내고, 실종자의 생존성을 높일 수 있도록 산지, 평지, 하천과 같은 지역에 최적화된 수색 패턴을 연구하고자 한다. 본 연구는 재난.재해 상황이 일어나는 산지, 평지, 하천에 적용할 효율적인 수색 패턴을 개발하기 위하여 Strip Method, Spiral Method, Z-Curve Method와 같은 수색 패턴을 제시하고 이론적 연구에 사용될 무인기 XD-I4A와 임무 장비 Flir Duo-Pro-R 640를 선정한 뒤 환경에 대한 파라미터 값을 수색 면적 500m²/ 1km²(고도 50m / 100m)로 설정하여 연구를 진행하였다. 연구 결과 Strip Method는 외각 범위부터 수색을 진행하고 수색 패턴의 직진성 때문에 수색 범위의 직선거리가 길거나 실종자의 예상 위치가 외각일수록 더 효율적인 사용이 가능하여 Strip Method는 하천을 따라 넓고 긴 범위를 수색할 필요가 있는 하천에 적합하다. Spiral Method는 같은 수색 면적 대비 이동거리가 제일 짧고 수색 범위의 중심부에서 수색을 시작하기 때문에 수색 현장의 접근성이 좋거나 주변 장애물이 적고 실종자의 예상 위치가 중심일 때 더 효율적인 사용이 가능하여 Spiral Method는 단 시간 내에 광범위한 범위를 수색할 필요가 있는 평지에 적합하다. Z-Curve Method는 같은 수색 면적 대비 이동거리가 제일 길고 중복되는 수색 범위가 가장 많기 때문에 주변 장애물이 많거나 실종자를 한 번의 수색을 해서 식별하기 힘든 경우에 더 효율적인 사용이 가능하여 Z-Curve Method는 숲이나 나무 등 주변 장애물이 많아서 열악한 환경에서도 실종자를 찾아야 할 필요가 있는 산지에 적합하다.

위와 같이 산지, 평지, 하천 지역에 따라 효율적인 수색 패턴을 도출하였다.

본 연구에서 개발된 수색 패턴이 재난대응기관에 적용된다면 무인기를 활용한 실종자 수색에 큰 도움이 될 것으로 판단된다.