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Journal of Digital Contents Society - Vol. 22 , No. 1

[ Article ]
Journal of Digital Contents Society - Vol. 22, No. 1, pp.77-84
Abbreviation: J. DCS
ISSN: 1598-2009 (Print) 2287-738X (Online)
Print publication date 31 Jan 2021
Received 27 Nov 2020 Revised 21 Dec 2020 Accepted 21 Dec 2020
DOI: https://doi.org/10.9728/dcs.2021.22.1.77

재난안전정보 기반의 위기경보시스템 설계 및 구현
심형섭1, *
1한국과학기술정보연구원 데이터기반문제해결연구단 책임기술원

Design and Implementation of a Crisis Alert System Based on Disaster and Safety Information
Hyoung-Seop Shim1, *
1Senior Researcher, Department of Open Data Convergence Research, Korea Institute of Science and Technology Information, Busan 48059, Korea
Correspondence to : *Hyoung-Seop Shim Tel: +82-51-726-9621 E-mail: hsshim@kisti.re.kr


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초록

국가 위기경보는 재난 위기관리 표준매뉴얼에 의해 위험정보를 바탕으로 일괄적으로 위기경보를 발령, 격상, 해제하고 있다. 재난유형별 재난관리책임기관이 개별적으로 위기수준을 판단함으로써, 비상상황의 심각성이 반영되지 못하기 때문에 종합적인 판단기준 설정이 필요하다. 본 연구는 국가 위기발생시 재난관리기관에서 활용하기 위해 수집·연계한 재난안전정보를 기반으로 위기경보시스템을 구축하기 위한 방안을 연구하였다. 제안된 시스템은 위기경보 수준(관심-주의-경계-심각) 판단과 재난 피해로부터 축적된 정보를 활용하여 국가 위기경보 운영 및 의사결정을 지원하게 된다. 위기경보시스템은 위기경보 정보를 축적하기 위한 위기경보 분석용 데이터 저장시스템과 위기경보수준 판단결과 데이터를 시각화하고 위기 대응 활동을 지원하기 위한 위기경보 시각화시스템으로 구성하였다. 첫째, 데이터 저장시스템은 재난안전정보를 수집·연계하여 표준화(메타데이터 정의, 분류체계 적용, 식별체계 부여 등) 및 품질관리를 통해 저장·관리한다. 둘째, 위기경보 시각화시스템은 재난유형별 위기경보 수준을 전국적/지역적으로 발령하기 위한 GIS 표출 기능으로 개발하였다. 본 시스템은 위기경보 상황을 실시간으로 GIS 상황판에 표출함으로써, 위기 상황 관리자의 상황판단을 지원하도록 구현하였다.

Abstract

The proposed system supports the operation of national crisis alert and decision-making using the information accumulated from the level of crisis alert (Attention - Caution - Alert - Severe) and disaster damage. The crisis alert system consists of a data storage system, which analyzes crisis alerts and accumulates crisis alert information, and a crisis alert visualization system, which visualizes the results of crisis alert level determination and supports crisis response activities. First, the data storage system collects and links disaster and safety information and then stores and manages it through standardization and quality management. Second, the crisis alert visualization system, which was developed as a GIS display function to issue national/regional crisis alert levels for disaster types, is implemented to support crisis situation managers' situation decision by displaying the crisis alert situation on the GIS situation dashboard in real time.


Keywords: Crisis Alert, Crisis Alert System, Crisis Level, Disaster Management, Disaster Information
키워드: 위기경보, 위기경보시스템, 위기수준, 재난관리, 재난안전정보

Ⅰ. 서 론

우리나라는 코로나19의 대규모 확산으로 인해 2020년 2월 23일 국가 감염병 위기경보 단계를 ‘심각’으로 격상하였다[1]. 중국(우한)에서 발생한 코로나 바이러스가 국내 유입되어 확진자 발생으로 1월 20일 ‘주의’ 발령, 국내 확진자가 4명 발생으로 1월 27일 ‘경계’ 발령한 이후 약 한 달 만에 내린 조치이다.

감염병 위기경보 ‘심각’ 단계 발령은 전국적 확산 징후로 정의하고 있는데, 이는 인접하지 않은 3개 이상의 시도 지역에서 동시에 대규모로 발생시 발령할 수 있도록 하고 있다[2].

그러나 2월 9일 대구 종교시설을 중심으로 확진자가 전국적으로 확산되고 있는 시점에서도 판단 기준이 ‘전국적 확산 징후’, ‘대규모 발생’이라는 정성적 기준으로 되어 있어 신속하게 판단을 내리는 것에 한계가 있었다.

국가 위기경보는 재난 위기관리 표준매뉴얼에 의해 관심(Blue), 주의(Yellow), 경계(Orange), 심각(Red) 등 4단계로 구분하여 운영하여, 실질적으로 부처/기관 및 지자체에서 단계별 대응활동을 할 수 있도록 하는 것이다[3]. 물론, 대국민에게는 위험상황극복 공감 및 자발적 참여를 유도한다는 목표를 가지고 있다[4].

그러나 국민들은 심각 단계인 상황보다는 ‘사회적 거리두기’ 단계 기준에 대한 인식이 더 높을 것이다. 코로나19 확진자 수가 증가함에 따라, 발령 범위를 전국단위에서 수도권, 충청권 등 7개 권역별로 발령하였으며, 현재는 지역별(시군구 단위)로 발령하고 있다. 또한 사회적 거리두기 단계로 3단계에서 5단계로 확대 적용하고 있다[5].

이와 같이, 국가 위기관리 상황이 확산됨에 따라 위기경보 기준의 변경 필요성이 제기되고 있으며, 발령 단위도 전국적/지역적으로 판단할 수 있어야 한다.

본 연구에서는 위기경보 발령을 위해 기준 설정 및 위험수준을 자동 분석하여 지리정보시스템 (GIS; geographic information system) 기반의 지역단위 위기경보 수준을 표출할 수 있도록 시스템 설계 및 분석 환경 구축 방안에 대해 알아보고자 한다.

본 논문의 구성은 다음과 같다. 2장에서는 국가위기경보체계인 위기경보 수준 및 발령 절차, 위기경보시스템 운영 현황에 대해 살펴본다. 3장에서는 위기경보 분석 데이터관리를 재난안전정보 수집·연계, 표준화 및 품질관리 방안을 제시하고, 4장에서는 이 논문에서 제시하는 GIS 기반 위기경보시스템의 기능 구성 및 운영 시나리오를 제시한다. 마지막으로 장에서는 본 논문의 결론을 맺고 향후 연구 방향을 제시한다.


Ⅱ. 국가위기경보체계
2-1 위기경보 및 위기경보 수준

우리나라의 위기경보체계는 ’04년 이라크 파견 근로자 피습 사망사건을 계기로 국가안전보장회의(NSC; national security council)에서 도입되었다[6].

국가 차원에서의 위기란 대통령령으로 정하는 재난에 대한 징후를 식별하거나 재난발생이 예상되는 경우를 의미하는데, 위험 수준, 발생 가능성 등을 판단하여 ‘위기경보’를 표 1과 같이, 관심 – 주의 - 경계 - 심각 등 4단계 수준으로 구분하여 발령하게 된다[7].

Table 1. 
Definitions of Crisis Alert Levels
Level Decision criteria
Level Ⅰ Attention (Blue) signs related to the phenomenon appear, but the level of activity is low and the state is not likely to develop into a national crisis
Level Ⅱ Caution (Yellow) signs activities are relatively active and the state in high there are certain levels of tendency to develop into a national crisis
Level Ⅲ Alert (Orange) signs activities are active and the state in which there are possibilities to develop into a national crisis
Level Ⅳ Severe (Red) signs activities are very active and the state that the occurrence of national crisis is clear

위기경보 및 위기경보 단계별 대응활동은 재난유형별 위기관리 표준매뉴얼에 명시하고 있다. 가뭄재난인 경우는 그림 1과 같이, 「가뭄재난 위기관리 표준매뉴얼」에 가뭄의 위기상황을 정의하고, 위기경보 수준별 판단기준을 명시하고 있다. 가뭄재난의 책임기관인 행정안전부에서는 판단기준에 따라 전국적 또는 지역적으로 발령하게 된다[8].


Fig. 1. 
Crisis Alert Levels and Alert Process

2-2 위기경보 발령 절차

위기경보 발령 기준 및 발령 절차는 「재난 및 안전관리 기본법」 제38조를 근거로 표 2와 같이, 재난 및 사고유형별 재난관리주관기관이 발령하도록 되어 있다.

Table 2. 
Disaster Management Primary Agencies of Disaster Types
Primary Agency Disaster Type
Ministry of Interior & Safety typhoon/heavy rain/storm, earthquake, volcano, lightning, drought, etc. accidents at critical infrastructure, etc.
Ministry of Health & Welfare infectious disease, health care accident
Ministry of Land, Infrastructure & Transport traffic accident high-speed rail, subway, aircraft, etc.) air transport paralysis, etc.
Nuclear Safety & Security Commission nuclear disaster, radiation leakage accident/incident
National Fire Agency fire, hazardous materials accident
Ministry of Agriculture, Food & Rural Affairs livestock disease, reservoir accident
: :
Korea Forest Service forest fire, landslide
Korea Coast Guard vessel incidents (in coastal sea)

위기경보체계는 그림 2와 같이, 위기 징후 감시, 위기평가, 위기경보, 위기 대비/대응 등의 절차로 진행되며, 재난관리주관기관은 ‘심각’ 단계 발령시 행정안전부장관과 사전 협의를 통해 결정 및 발령을 하고 있다[9].


Fig. 2. 
National Crisis Alert Operation Procedure

2-3 위기경보시스템 운영 현황

국가 차원에서의 통합된 위기경보시스템은 존재하지 않으며, 그림 3과 같이, 재난관리주관기관에서 주관하는 재난유형의 위기경보 정보를 제공하는 시스템을 운영하고 있다[10]-[13].


Fig. 3. 
Crisis Alert System Operation Cases

위기경보 수준은 판단 기준에 의해 자동분석, 발령되어야 하지만 위기경보 발령에 따른 재난대응조치가 이루어지기 때문에 관련 ‘상황판단회의’에서 수준이 결정되어 진다[14].

따라서 위기경보 발령은 내부적으로는 자체시스템에 의한 공지를 하고 있으며, 외부적으로는 발령문(공문 배포) 형태로 상황전파가 이루어지고 있다[15].


Ⅲ. 재난안전정보 공유 플랫폼
3-1 공유 플랫폼 기능

재난안전정보 공유 플랫폼의 핵심 기능은 재난안전정보를 공동 활용하는 것으로 재난안전 관련 기관이 보유하고 있는 다양한 유형의 정보를 수집하고, 품질 점검을 통해 고품질의 데이터를 활용 기관에 제공하는 것이다[16].

공유 플랫폼은 그림 4와 같이, 재난안전정보를 수집·연계, 표준화 및 품질관리, 저장관리, 제공(공유)하는 플랫폼 운영 기능과 사용자가 필요한 정보를 검색, 제공 받을 수 있는 재난안전정보포털 기능으로 구분되어 있다.


Fig. 4. 
Disaster & Safety Information Sharing Platform

3-2 재난안전정보 현황

공유 플랫폼을 통해서 부처/기관 및 지자체에서 보유하고 있는 재난안전정보 현황을 조사하였다. 조사대상은 행정안전부 재난정보공동활용시스템과 연계된 시스템과 범정부EA포털(GEAP; government-wide enterprise architecture) 등록시스템 중 정부기능표준분류 ‘재난분야’ 시스템(632개)을 대상으로 조사하여 413개(114개 기관) 시스템, 1,633종 데이터의 소재파악을 하였다[17].

기관별로 살펴보면, 표 3과 같이, 중앙부처가 57.2%, 공공기관 27.4%, 지자체 14.8% 순으로 조사되었으며, 재난관리단계별로는 표 4와 같이, 예방/대비 단계가 60.6%로 많은 비중을 차지하고 있었다.

Table 3. 
Data Status - Agency Types
Cental
Government
Public
Institution
Local
Government
Nongovern
mental
Institution
Total
Number 934 448 242 9 1,633
Ratio 57.2% 27.4% 14.8% 0.6% -

Table 4. 
Data Status – Disaster Management Phases
Common Mitigation Preparedness Response Recovery Total
Number 188 554 600 235 56 1,633
Ratio 11.5% 33.9% 36.7% 14.4% 3.4% -

3-3 재난안전정보 표준화

재난안전정보 제공기관은 수집·연계 솔루션(agent)을 통한 연계, 오픈 API(application programming interface), 파일 업로드를 통해 등록하게 되며, 수집된 데이터는 메타데이터 정의, 분류체계 적용, 디지털 객체 식별자(DOI; digital object identifier) 부여 등을 통해 표준화하고, 품질관리시스템을 통하여 표준규칙 적용 및 오류를 정제하게 된다. 사용자는 서비스 플랫폼(재난안전정보포털)을 통하여 재난안전정보 검색 및 가공(분석)할 수 있으며, 오픈 API로 데이터를 제공 받을 수 있다.

1) 재난안전정보 메타데이터

메타데이터는 데이터셋에 관한 핵심 속성을 정의한 기술정보이다[18]. 메타데이터를 통해 데이터 검색을 용이하게 한다. 재난안전정보 메타데이터는 정형정보와 IoT(internet of thing), 문헌 등 비정형정보를 포함하여 다양한 데이터 유형을 관리할 수 있도록 표 5와 같이, 메타데이터 속성을 36개 항목(필수 항목 7개, 선택 항목 29개)으로 구성하였으며, 표준인증기관인 한국정보통신기술협회(TTA; telecommunication technology association)의 표준으로 제정되었다[19].

Table 5. 
Disaster & Safety Information Matadata Attribution
No Name Required Field
1 name of disaster safety information O
2 description of disaster safety information -
3 doi O
4 information provider O
5 information system -
6 department -
7 manager -
8 contacts -
9 type of disaster safety O
10 phase of disaster management -
11 damage object -
12 organization -
13 resource -
14 information type O
15 coordinate system -
16 scale -
17 resolution -
18 first registration date O
19 last modified data -
20 update cycle -
21 days to keep -
22 keyword -
23 source -
24 access right O
25 link -
26 copyright -
27 related information -
28 language -
29 location -
30 access range -
31 korea open government license type -
32 size -
33 main attribute -
34 sensor type -
35 classification of facilities -
36 service area -

2) 재난안전정보 분류체계

수집된 재난안전정보는 ‘패싯(Facet)’ 기법을 적용하여 개발한 ‘재난안전정보 분류체계’에 따라 표 6과 같이, 분류하였다. 패싯 기법은 다양한 관점에서 분류유형을 추가/할 수 있기 때문에 확장성이 우수하며, 정보 검색에 복수의 관점에서 접근할 수 있는 장점이 있도록 하였다[20]. 재난안전정보 분류체계도 TTA의 표준으로 제정되었다[21].

Table 6. 
Disaster and Safety Information Classification
Facet Classification
Disaster & Safety Type natural disaster, man-made disaster
Disaster Management Phase mitigation, preparedness, response, recovery
Damage Type human damage, material/property damage
Primary Agency central administrative agencies, special local administrative agencies, local government, public agencies
Disaster Management Resource materials, equipment, manpower, facilities
Information Type structured information, semi-unstructured information, unstructured information

3) 재난안전정보 식별체계

재난안전정보 메타데이터 속성에 DOI를 포함하였다. DOI는 필요한 재난안전정보를 항구적으로 접근할 수 있도록 식별자를 부여하여 관리하는 것이다[22].

4) 재난안전정보 품질관리

공유 플랫폼에 수집·연계되는 데이터에 대한 표준 관리 및 값에 대한 오류 검증을 통해 고품질 데이터를 제공할 수 있다. 공유 플랫폼에서는 재난정보공동이용시스템의 데이터를 대상으로 DB 테이블 표준화 불일치 사례 조사 및 값 오류 분석을 통해 표준 규칙을 규정하고, 공동 활용하고 있는 294종에 대해 표준화를 적용관리하고 있다.

그림 4와 같이, 표준 규칙을 통해 인터페이스 정의와 물리스키마간의 일치 여부, 물리스키마의 표준 준수 여부 등을 검증하고, 상세 진단 결과를 등급화 하여 품질관리를 하고 있다.


Ⅳ. 위기경보시스템 설계 및 구현
4-1 위기경보시스템 아키텍처

위기경보시스템은 재난유형별 위기경보 기준에 사용되는 데이터 수집·연계, 표준화 및 품질관리, 저장관리, 위기경보 수준(단계) 분석 알고리즘을 통해 위기경보 수준 분석 결과를 GIS기반 상황판에 표출하도록 그림 5와 같이 시스템 아키텍처를 구성하였다.


Fig. 5. 
Disaster & Safety Information Quality Management System

1) 데이터 수집·연계

데이터 수집은 재난유형별 위기경보 분석용 데이터, 상황판 표출용 콘텐츠 데이터를 대상으로 식별 수집하였다. 1차 기능 점검을 위해 산불, 가뭄 분석용 데이터(30종)를 공공데이터포털을 통해 수집하였으며, 2차 기능 점검시에는 수집·연계 솔루션을 적용하여 재난정보공동이용시스템 데이터를 수집할 계획이다.

2) 데이터 표준 및 품질관리

데이터의 표준화 및 품질관리는 재난안전정보 공유 플랫폼의 관리규칙을 적용하여 저장·관리하게 된다. 공유 플랫폼에서 제시하는 데이터 표준화 가이드를 통해 데이터 사전(표준단어, 표준용어, 도메인, 코드)을 적용하여 DB(database)를 구축하고, 표준진단에 활용한다.

3) 데이터 저장·관리

위기경보 분석용 데이터는 정형데이터 중심의 저장관리 기능으로 구성하였다. 감염병, 가축질병과 같이, 해외 발생시 위기경보(관심) 발령되는 점을 고려하여, 텍스트 기반 저장관리 기능도 추가 구현할 예정이다.

4) 데이터 제공

재난유형별 위험수준 분석 데이터(위기경보 판단 결과), 위기경보 상황판 표출용 데이터(위험수준 분석용 데이터별 시각화) 및 상황판단 참조용 데이터를 GIS 기반 위기경보시스템에 제공하여 표출하도록 하였다.

4-2 위기경보 데이터세트화
1) 재난유형별 데이터 정의

위기경보시스템은 플랫폼 기반으로 구현하였으며, 필요한 데이터는 공공데이터포털(data.go.kr) 및 부처/기관의 웹 서비스를 대상으로 openAPI, Crawling으로 수집하였다.

재난유형별 데이터는 그림 6과 같이, 위기징후 목록, 위기경보 분석용 데이터, GIS 표출 데이터로 구성하여 통합DB를 구축하였다.


Fig. 6. 
Crisis Alert System Architecture

2) 데이터 제공

위기경보 데이터 및 분석 결과 데이터를 제공하기 위해 DSO(disaster service object)를 정의하였다. DSO는 위기경보 데이터 세트 인터페이스 규격으로 그림 7과 같이, OASIS(open advanced system for disaster and emergency management) TSO(tactical situation object) 규격을 참조하였다.


Fig. 7. 
Crisis Alert Database

DSO 기반 정보 제공은 재난상황에서의 상호운용성을 확보하여 정보 공유를 통한 효율적인 대응할 수 있다[23].

DSO 데이터 세트화는 공유 플랫폼 기반 응용서비스 개발시 적용한 기법으로 침수, 지진 피해예측 시뮬레이션 분석 및 결과 데이터를 세트화 하여 GIS 상황판에 표출하는 기법이다.

데이터세트는 위기경보 데이터세트명, 위기경보 메타데이터, 개발 정보(API) 등을 포함한다. XML(extensible markup language) 형태로 특정 도구가 없어도 데이터를 확인하고 API를 통해 데이터를 연계하여 가공/정제 과정을 통한 서비스의 구축에 필요한 기반 데이터를 제공한다[24].

4-3 위기경보 GIS 표출 시나리오

위기경보시스템의 핵심기능은 위기경보 수준을 자동분석 판단하는 것이다. 이를 위해서는 그림 8과 같이, 기능을 구현하여 최종적으로 위기경보 수준을 GIS 상황판에 표출하여 담당자에게 발령하는 것이다.


Fig. 8. 
Tactical Situation Object


Fig. 9. 
Functions of Crisis Alert System

① 재난유형별 분석용 데이터를 수집·관리 기능이다. 재난유형별 위기경보 수준 판단에 필요한 데이터 정의, 수집·연계하여 관리하게 된다. 재난유형별 위기관리 매뉴얼에 따라 각 데이터별 등급 기준을 적용 관리할 수 있다. 이 기능은 위기상황 변화에 따른 위기경보 기준을 재설정하는 기능이다.

② 위험수준 데이터 관리 기능이다. 위기경보 기준을 위기관리 매뉴얼의 기준을 적용하는 것이 아니라, 위험수준 분석 모델을 적용하여 위기경보 등급판단하게 된다. 분석 모델은 의사결정 트리와 회귀분석(decision tree and regression) 방법을 적용하여 모델을 수립하였다.

③ 현재 발령된 위기경보 단계(관심/주의/경계/심각)를 재난유형별 GIS 기반 표출하는 기능이다. 기존의 위기경보는 재난유형별 재난관리주관기관에서 관리하기 때문에, 타 부처/기관 및 지자체에서는 통합적으로 모니터링 할 수 없었다. 본 시스템은 재난유형별 위기경보 현황을 표출하게 된다.

④ 지역단위(시도/시군구)에서의 위기경보 현황을 모니터링 하는 기능이다. 기존 전국단위에서 지역단위로 위기경보 수준 재설정 및 판단하여 관리할 수 있도록 하였다.


Ⅴ. 결 론

본 연구는 국가 위기관리 발생시 위기경보 기준에 따라 자동 분석하여, 신속하게 관심-주의-경계-심각을 판단할 수 있도록 하기 위한 위기경보시스템을 제안하였다. 코로나19 상황과 같이, 감염병에 대한 위기경보 기준은 부처/기관을 비롯하여 지자체에서도 효과적인 대응활동을 수행하는데 기준이 되지 못한 실정이다. 따라서 현실에 맞는 기준 재설정 및 분석 기능을 수행할 수 있는 시스템 개발이 필요하다.

위기경보시스템은 위기경보 단계 판단 분석에 필요한 데이터를 정의, 수집·연계하여 위기경보 위험수준을 자동 분석하여 위기경보 관련 업무담당자에게 의사결정을 지원할 수 있도록 시스템을 설계 구현하였다.

본 연구에서 제안한 위기경보시스템은 재난유형별로 재난관리주관기관들이 별도로 관리하고 있는 위기경보 데이터 및 관련 콘텐츠들을 통합하여 모든 부처/기관 및 지자체가 시스템적으로 위기경보 단계를 자동분석/판단함으로써 위기상황 확산에 대비 및 대응을 하는데 신속한 의사결정을 지원하게 될 것이다.


Acknowledgments

이 논문은 행정안전부 재난안전 취약핵심역량 도약기술 개발 사업의 지원을 받아 수행된 연구임(2020-MOIS33-006)


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저자소개

심형섭(Hyoung-Seop Shim)

1999년 : 동국대학교 대학원 (경영학석사)

2010년 : 동국대학교 대학원 (경영학박사-정보관리)

2001년~2007년: 동국대학교 강사

2010년~2012년: 감사연구원(감사원)

2012년~현 재: 한국과학기술정보연구원 개방형데이터융합연구단 책임기술원

※관심분야 : 재난관리(Disaster Management), 정보시스템(Information System), 데이터관리(Data Management) 등