문화재 재난 및 안전관리 통합시스템 시범구축

기술수준 지침서

2013.  3

문화재 재난 및 안전관리 통합시스템 시범구축 기술지침서

□ 목    적

○ 문화재 재난 및 안전관리 통합시스템 시범구축사업 시행에 있어서 문화재현장↔지자체↔문화재청의 통합모니터링 시스템의 안전하고 효율적인 설치·운용과 적정한 영상품질을 확보하는데 필요한 최소한의 기술 기준을 정함

□ 사업대상

○ 본 사업은 목조문화재에 설치된 CCTV, 소방시설(감지기 등) 정보를 통합․연계하여 문화재 재난 및 안전관리 통합모니터링 체계를 구축하는 사업

□ 사업내용

○ 이 지침서는 문화재 재난 및 안전관리 통합시스템 시범구축사업의 일환으로 구축되는 영상정보 연계 및 활용에 대한 계획수립, 설치, 성능시험, 운영 및 유지관리 등 모든 단계에서 적용

□ 사업 시행 원칙

○ 문화재의 원형보존을 최우선으로 한다.

○ 문화재 현장에서 운영 중인 영상기기의 신호체계를 문화재청의 시스템 통합 및 연계를 위하여 확장성과 호환성을 고려한 디지털 기반으로 구축한다.

○ 모든 기기의 배치는 문화재의 보존환경이나 관람환경에 지장이 없도록 설치하여야 하며, 문화재 경내 혹은 주변에 매장된 유구와 기존 시설물에 훼손 및 피해를 주지 않도록 유의하여 설치한다.

○ 기기 성능에 지장이 없는 범위 내에서는 가급적 기기의 노출을 최소화 한다.

○ 방범 및 경보설비는 개별 문화재의 특성에 맞는 설비로 하되 문화재 훼손 등을 고려하여 개소, 수량 성능 등을 검토하여 설치한다.

○ 설계승인 요청 시 반드시 통합모니터링시스템 구축 관련 전문가(1인 이상)의 자문 의견서를 첨부토록 한다.

붙임 : 1. 문화재 통합모니터링 시스템 시범구축 단계별 지침  1부

2. 문화재 통합모니터링 시스템 시범구축 구성 모식도  1부

3. 약어표 1부.  끝.

<붙임1>

통합모니터링 시스템 구축 단계별 지침

문화재현장 단위 문화재 통합모니터링시스템

○ 시스템 요구사항

- 네트워크 카메라, 비디오 서버, 녹화장치, 영상관리 소프트웨어 등 네트워크 기반의 시스템을 구축하는데 있어서 이기종 시스템 간 영상․음성 및 데이터 등의 상호 연동 및 상호 운용성 확보를 위해  표준형 영상 프로토콜(Onvif2.0 / K-프로토콜 / RTSP / RTP / SOAP) 준수

비디오서버 (video server) : 영상서버 또는 비디오엔코더(Video Encoder) 라고도 한다. 일반 CCTV카메라에서 사용하는 아날로그 영상을 디지털로 바꾸어 IP Network에 전송할 수 있도록 해주는 장치를 말한다.

ONVIF (Open Network Video Interface Forum) : 네트워크 영상정보 장치들 간의 상호 호환을 위한 인터페이스 표준을 개발하기 위해 AXIS, BOSCH, SONY 3개사가 주도하여 구성한 포럼에서 제정한 개방형 표준 프로토콜, 장치관리, 실시간 보기, PTZ(Pan/Tilt/Zoom) 제어, 메타데이터 및 영상 송수신 등에 대한 정의되어 있다.

K-프로토콜 : 서로 다른 영상정보처리기기 간의 상호 연동을 보장하고 상호 운용성을 유지하기 위하여 한국전자통신연구원(ETRI)와 한국디지털CCTV연구조합 주도로 개발하여 한국정보통신기술협회(TTA)에서 정보통신단체표준으로 채택한 국내 표준 프로토콜로서 “영상 보안 시스템들 간의 상호 연동을 위한 인터페이스(TTAK.KO-12.0117)”를 말한다.

RTSP (real-time streaming protocol) : 실시간으로 음성이나 동영상을 송수신하기 위한 통신 규약. 1998년 IETF(Internet Engineering Task Force)가 표준화하였으며 상세한 사항은 RFC 2326에 규정되어 있다. RTP와는 달리 애플리케이션 층에서 동작하는 특징이 있다.

RTP (Real-time Transport Protocol) : 실시간으로 음성이나 동화를 송수신하기 위한 전송 계층 통신 규약. RFC 3550에 RTCP (RTP control protocol)와 함께 규정되어 있다. 자원 예약 프로토콜(RSVP)과는 달리 라우터 등의 통신망 기기에 의지하지 않고 단말 간에 실행되는 것이 특징이다.

SOAP (Simple Object Access Protocol) : 웹서비스를 실제로 이용하기 위한 객체 간의 통신규약으로 인터넷을 통하여 웹서비스가 통신할 수 있게 하는 역할을 담당하는 기술임. 분산환경에서의 정보교환을 목적으로 만들어진 XML기반의 초경량 프로토콜,

- 영상기기와 소방기기(감지기 등)의 연동 및 연계체계는 문화재 현장에서 구성되어 관할 시․군․구, 시․도, 문화재청으로 통합될 수 있도록 기능 구현

- 문화재 소방기기(감지기 등)에 대한 신호체계를 네트워크 기반의 신호체계(TCP/IP, UDP)로 전환하여 관할 시․군․구, 시․도, 문화재청 통합모니터링시스템에 연동 및 연계가 가능하도록 기능 구현

TCP/IP(transfer control protocol/Internet protocol) : 컴퓨터 간의 주고받는 메시지를 전송할 때 에러가 발생하지 않도록 알맞은 크기로 나누어져 전송하고 이를 받아서 다시 원래의 정보로 변환하는 것을 약속해 놓은 것이다

UDP(user datagram protocol) : 인터넷상에서 서로 정보를 주고받을 때 정보를 보낸다는 신호나 받는다는 신호 절차를 거치지 않고, 보내는 쪽에서 일방적으로 데이터를 전달하는 통신 프로토콜이다.

- 문화재 소방기기(감지기 등)에 대해 센서 및 알람단위의 연동 또는 컨트롤러 기반의 연동 및 연계체계를 기능 구현이 가능하도록 구성

- 문화재 현장에 저장된 영상데이터는 관할 시․군․구, 시․도, 문화재청의 통합모니터링시스템에서 자유롭게 검색 및 재생이 가능도록 기능 구현

- 개별 문화재 현장은 네트워크 기반의 NVR(저장/분배서버)를 설치하여 영상신호를 분배와 저장이 동시에 가능하도록 구성

NVR(Network Video Recorder) : 네트워크상에 설치된 카메라나 비디오 서버의 영상 녹화, 모니터링, 이벤트 관리, 재생 등을 위한 전용 PC 서버. IP 카메라를 통해 디지털 영상을 전송받아 압축 저장하는 기능으로, IP 전용 저장 장치이기 때문에 아날로그를 디지털로 변환하는 장치가 필요없고 기존 디지털 비디오 녹화기(DVR)를 대체하는 장치이다.

- 영상압축 방식은 H.264, MPEG-4, MJPEG 등을 지원

- 영상저장 품질은 압축방식에 관계없이 최저 1280×720ppi, 25fps 이상으로 저장할 것을 권장

- NVR은 HD급(4Mbps)이상의 영상신호에 24시간 30일 이상 영상신호를 저장

- NVR은 CIF(720×480)에서 Full HD(1920×1080)이상의 영상신호를 동시에 저장 및 분배가 가능한 기능 구현

- 문화재 현장의 네트워크는 카메라 당 상향 6Mbps이상을 확보

○ 시스템 보안 요구사항

- 문화재 현장은 H/W기반의 VPN시스템을 적용하여 네트워크의 보안체계를 구성해야 하되 IP-Sec프로토콜을 사용

“가상사설망(VPN, Virtual Private Network)"이란 공중망(인터넷)을 사용하여 둘 이상의 네트워크를 안전하게 연결하기 위해 가상의 터널을 만들어 암호화된 데이터를 전송할 수 있도록 만든 네트워크 연결 방식을 말한다.

- 문화재 현장에 적용되는 VPN시스템은 표준형 영상 프로토콜(Onvif2.0 / K-프로토콜 / RTST / RTP / SOAP)과 최적의 호환성을 확보

- 문화재 현장에 적용되는 VPN시스템은 문화재청에서 운영 중인 VPN센터 시스템과 터널링 기능 구현

기초 및 광역자치단체 단위 문화재 통합모니터링시스템

○ 시스템 요구사항

- 문화재 통합모니터링시스템에서 적용되는 NVR(저장/분배서버)의 영상신호 체계는 표준형 영상 프로토콜(Onvif2.0 / K-프로토콜 / RTST / RTP / SOAP)을 준수하여 영상을 분배할 수 있도록 기능 구현

- 문화재 통합모니터링시스템은 관할 문화재 현장에서 운영 중인 영상신호와 소방기기(감지기 등)의 신호를 연동 및 연계체계에 대해서 통합적으로 표출

- 영상표출의 분할모드와 연동모드 외 오토스위칭 기능을 동시에 지원하여 다양한 운영환경에 대응할 수 있도록 기능 구현

- 오토스위칭 기능 사용 시 실제 화면에 표출되는 영상신호에 대해서만 네트워크 대역폭을 사용하도록 기능을 구현

- 향후 시스템의 확장에 따라 다양한 문화재의 환경정보를 표출할 수 있도록 기능을 구현

○ 시스템 보안 요구사항

- 네트워크 카메라, 비디오 서버, 모니터링 서버, CCTV망은 내부행정망 및 인터넷과 분리하여 별도 단독망으로 구성하는 것을 원칙으로 함

- 인터넷망은 업로드 최소 100MB이상을 확보할 것.

- 관리용PC에 두 개의 LAN카드를 설치하는 방법으로 CCTV망과 내부행정망을 연동하여서는 안 됨

- 별도 단독망 구성이 불가할 경우 전용회선을 사용하고 부득이한 사유로 인터넷을 활용할 경우 중간 스니핑을 통한 영상자료 유출을 방지하기 위하여 종단간 VPN 설치 등을 통하여 자료를 암호화 전송

- 문화재 현장에 저장된 영상데이터를 자유롭게 검색 및 재생이 가능하도록 기능 구현

- 문화재 통합모니터링시스템은 H/W기반의 VPN시스템을 적용하여 네트워크의 보안체계를 구성

- 문화재 통합모니터링시스템에 구성되는 VPN시스템은 관할 문화재 현장의 영상데이터를 통합하여 분배함에 성능과 기능이 충분하도록 구성

- 문화재 통합모니터링시스템에 적용되는 VPN시스템은 문화재청에서 운영중인 VPN시스템과 호환성을 확보

- 내부행정망 內 시스템과 자료교환 필요시에는 보안USB메모리를 사용하거나 CCTV망 및 내부행정망 앞단에 침입차단시스템을 각각 설치하여 특정 ID․IP․포트만 접속가능 하도록 설정

- 비인가자의 카메라(비디오서버) 접근을 방지하기 위하여 Telnet 등 원격접근서비스 차단, 접근 가능 IP 제한(관제용서버 IP로 한정), 디폴트 패스워드 변경, 카메라IP 외부공개 금지 등의 보안조치 시행

- 모니터링시스템 및 관리용 PC는 계정․비밀번호나 생체인식 등을 통해 접근통제 하여야 하고, 단순하고 유추하기 쉬운 계정․비밀번호를 사용하여서는 아니 되며, IP․MAC 등을 활용하여 원격에서의 접근을 통제

- 모니터링시스템 및 관리용PC는 바이러스백신 설치․비인가USB메모리 사용금지 등의 보안조치 시행

기  타

- 기초단체에서 적용되는 스트리밍 서버는 문화재청 문화재 통합모니터링시스템의 영상용 홈페이지와 스마트폰 운영을 위해 영상신호를 분배하도록 구성

- 분배되는 신호체계는 RTSP를 사용하여 기능을 구현

- 데이터 통합서버는 문화재 현장에서 발생되는 소방기기(감지기 등)의 신호체계를 통합하여 문화재청의 데이터 통합서버에 저장할 수 있도록 구성

- 문화재 통합모니터링시스템의 구축 시 문화재청의 문화재 통합모니터링시스템의 영상 통합모니터링 체계 업데이트
(통합모니터링 시스템, 영상용 홈페이지, VPN시스템, 스마트폰)

시스템 구성의 요건

○ 하드웨어 구성(공통 요건)

- 서버의 운영체제는 UNIX계열, Windows계열 또는 기타 전용 운영체제의 표준을 준수하여야 하며 필요시 공개소프트웨어 기반의 운영체제 도입 가능

- 도입되는 서버는 시스템 운용관리와 유지보수의 용이성 등을 고려하여야 하며 국내 기술지원체계가 원활하여야 함

- 시스템 도입 시 서버의 요구 규격을 충족할 수 있도록 해야 하며 시스템 기능 수행을 위해 충분한 하드웨어 여유 공간을 확보할 수 있도록 구성

- 서버 구성 시 필요한 경우 서버 시스템의 파티셔닝 기능을 적용하여 논리적 서버 분리가 가능해야 함. 단, 서버 분리 시 요구되는 시스템 자원을 충분히 확보하여야 함

- 도입되는 서버는 표준 Rack에 장착 가능하여야 함

○ 소프트웨어 구성

1) 소프트웨어 공통 요건

- Software의 Version-up이 용이하고, 최적의 Configuration이 가능한 환경을 제공

- 도입되는 Software 운용관리와 유지보수의 용이성 등을 고려하여야 하며 국내 기술지원체계가 원활하여야 함

- Software 도입시 요구 규격을 모두 충족할 수 있어야 하며, 확장성을 고려한 Open SDK/API를 제공하여야 함

SDK (Software Development Kit) : 소프트웨어개발툴킷, 영상 정보의 전송, 입․출력 등 영상정보 규격과 카메라의 이동, 회전, 확대․축소, 기울이기 등 카메라 제어 등을 정의한 기술 규격

2) 영상통합관제 S/W

- RTSP기반의 영상의 관제, 저장, 검색

- 화면의 분할모드와 Map모드를 동시에 지원

- Map모드는 영상정보와 문화재의 환경정보, 방재시스템의 가동현황 및 각종 속성정보를 동시에 표출 및 관리

- 별도의 추가 시스템 없이 회전형 카메라의 제어

- 다양한 화면 분할모드 및 스위칭 모드 지원

3) 스트리밍 S/W

- Full HD (1920*1080P) & SD 동시 지원

- 다중 채널 지원 기능(멀티방송채널)이 지원

- 현장상황에 맞도록 낮은 대역폭에서 최상의 화질 구현

- 안드로이드 기반 O/S에서 영상 표출

4) 데이터 수집 S/W의 요건

- 데이터 수집 S/W는 문화재 현장에서 발생되는 경보신호와 영상신호를 연계하여 효율적인 영상모니터링 시스템을 구현

- 문화재 단위에서 발생하는 다양한 경보신호에 대해서 경보의 종류, 발생시각, 현장으로 구분하여 관리

- 연동 및 연계 시스템의 관리(추가, 삭제, 편집)

- 발생된 경보는 3개월 이상 보관

5) VMS S/W

VMS(Virtual Management System) : 현장의 영상과 모든 관리를 원격지에서도 똑같이 구현하는 것을 말합니다. 무손실 영상 전송, 원격검색, 원격고속검색, 원격 다중 고속검색 기능의 구현, 원격 환경설정 및 시스템 설정의 기능이 있다.

- RTSP기반의 영상의 관제, 저장, 검색

- 화면의 분할모드와 Map모드를 동시에 지원

- Map모드는 영상정보와 문화재의 환경정보, 방재시스템의 가동현황 및 각종 속성정보를 동시에 표출 및 관리

- 별도의 추가 시스템 없이 회전형 카메라의 제어

- 다양한 화면 분할모드 및 스위칭 모드 지원

<붙임2>

문화재 통합모니터링 시스템 시범구축

구성 모식도

○ 전체 네트워크 구성

○ 시.도 시스템 구성

<붙임 3>

약  어  표

약 어	설 명
CCTV	Closed-circuit television
DB	Database
IP	Internet Protocol
SDK	Software development kit
API	Application program interface
UDP	User Datagram Protocol
TCP	Transmission Control Protocol
RTP	Real-time Transport protocol
RTsP	Real-time streaming protocol
DHCP	Dynamic Host Configuration Protocol
CCD	Charge Coupled Device
CMOS	Complementary metal-oxide semiconductor
PPI	Pixel per inch
fps	Frames per second
JPEG	Joint Photographic Experts Group
MPEG-4	Moving Picture Experts Group 4
VPN	Virtual Private Network
NVR	Network Video Recorder
SOAP	Simple Object Access Protocol
CMS	Contents Management System
VMS	Virtual Management System