다시 뛰는 공정도시 서울!

문서번호 정보시스템담당관-8999 결재일자 2020.6.4. 공개여부 부분공개(5) 방침번호 시 민 주무관 인공지능팀장 정보시스템담당관 스마트도시정책관 박세경 이영미 한정우 06/04 이원목 협 조 물재생계획과장 이임섭 AI 기반 하수관로 결함탐지 학습데이터 구축 계획 2020. 6 스마트도시정책관 (정보시스템담당관) AI 기반 하수관로 결함탐지 학습데이터 구축 계획 도시 운영의 핵심 기반시설인 하수관로 관리(결함탐지)에 AI를 도입하여 행정업무 효율화 및 시민안전 강화 추진 Ⅰ 추 진 배 경 ○ 압축 성장으로 급격히 노후화된 도시인프라는 각종 안전사고 발생의 원인 - 전체 하수관로의 54% 이상이 30년 이상 노후되어 신속？정확한 점검 중요 ○ 육안에 의한 하수관로 결함탐지 판독은 시간ㆍ인력 제약에 따른 한계 발생 - 인력출입 불가한 원형관로(전체의 86%)는 CCTV 영상판독 의존 ○ 디지털전환 시대, 최신 스마트기술을 활용한 도시문제 해결 본격화 - 예시) AI,드론,로봇 등을 활용하여 시설 점검(교량,터널 등), 지반침하 탐지 Ⅱ 추 진 경 과 ○ 2020년 인공지능 서비스 구축 운영계획(정보시스템담당관-14872, ’19.10.8) - 2019년 인공지능 기술 적용대상 업무 수요조사 결과 반영 ※ 조사 : 정보시스템담당관-5578(’19.4.11) / 회신 : 물재생계획과-5420(’19.4.15) ○ 市？과기정통부 공동주최 ‘인공지능 해커톤’ 개최 : ’19.11.22 - 과제 : 하수관로 CCTV 촬영 영상을 이용한 결함탐지 ○ ‘AI 기반 하수관로 결함탐지’ 전문가 자문회의 개최 : ’20. 3. 4 - AI 하수관로 결함탐지 실현가능성, 기술수준, 추진전략, 예산문제점 등 ○ 하수관로 학습데이터 구축 관련 시장조사 및 자료수집 : ~’20. 5 - AI 학습데이터 구축 방법 및 검증방안 등 협의 Ⅲ 하수관로 점검 운영 현황 ○ 관련법령 : 지하안전관리에 관한 특별법 제34조 - 시장ㆍ군수ㆍ구청장은 관할 구역에 있는 지하시설물 및 주변 지반에 대하여 안전관리 실태를 점검하여야 함 ○ 하수관로 개념 및 중요성 - 하수관로 시설물(맨홀, 하수관로, 하수암거)은 발생한 하수를 처리하기 전에 수집？이송하는 핵심적인 사회기반 시설물 - 하수관로는 도시 환경, 악취, 위생 등 주민생활과 밀접할 뿐 아니라, - 도로침하의 원인으로 작용, 시민안전에 직접적인 영향을 미치는 중요시설 ○ 점검주체 : 서울시 계획 수립 시달 / 자치구 점검 시행 ○ 점검방법 : 하수관로 내부 CCTV촬영 → 전문가 육안 판독 - 점검 장비 예시 ※ ‘하수관로·맨홀 조사 및 상태등급 판단기준 표준매뉴얼(환경부)’ 발췌 (단위 : km) 구분 총합계 20년미만 20년~30년미만 30년이상 총합계 10,729 3,296 1,690 5,743 사각 1,442 408 207 828 원형 9,171 2,858 1,480 4,834 개거및측구 115 30 4 81 Ⅳ 사 업 계 획 ？？ 추진방향 ○ 서울디지털재단 협업으로 AI 성능 확보 및 안정적 서비스 기반 마련 - 서울디지털재단 ‘AI 기반 하수관로 결함탐지 알고리즘 개발 연구’ 연계 추진 ○ 과업범위를 업무환경에 맞게 타깃화하여 사업 성과 및 활용도 제고 - 원형관로 우선 적용, 결함별 중요도, 발생빈도 등 고려하여 대상 결함 선정 ○ 하수관로 결함탐지 학습데이터 개방으로 AI 기술 및 서비스 발전 도모 - 이미지？메타데이터의 민감정보 삭제 처리 후 열린데이터광장에 공개 ？？ 사업 개요 ○ 사 업 명 : AI 기반 하수관로 결함탐지 학습데이터 구축 ○ 성과지표 : 학습데이터 정확도 95% ○ 계약방법 : 제한경쟁입찰 (협상에 의한 계약) ○ 추진체계 정보시스템담당관 - 하수관로 결함탐지 학습데이터 구축 사업 총괄, 시행 - 사업발주, 공정 관리 및 감독 - 관계기관 간 협력체계 운영 서울디지털재단 물재생계획과 사업자 - 하수관로 결함탐지 알고리즘 개발 - 학습데이터 성능 테스트 지원 - 하수관로 영상데이터 제공 - 하수관로 결함탐지 기술 자문, 데이터셋 검증 등 업무 협조 - 학습데이터 적용 및 활용 - 분석, 설계, 학습데이터 구축, 성능 테스트 등 사업 수행 - 사업 관리 - 교육 및 기술지원 ？？ 세부 사업 내용 ○ 하수관로 점검영상 분석 및 구축 대상 선정 - 서울시 보유 원형 하수관로 점검영상 중 결함 식별이 가능한 영상 선별 - AI 기술 수준, 영상화질, 결함 빈도, 결함 중요도(현업 의견) 등 업무환경 분석을 통해 학습데이터를 구축할 결함유형 선정(10개 이상) ※ 환경부 지정 하수관로 결함구분(24개) : 붙임 ○ 하수관로 결함탐지 학습데이터 구축 방 법 - 영상파일에서 결함이미지컷 추출 ？ 결함부분 라벨링 작업 ？ 라벨링 이미지 및 메타데이터 인덱싱 파일 제작 규 모 - 총 4만건 이상 ？ 결함항목별 4천건 이상(픽셀단위 라벨링 1천건 이상 포함) 규 격 - 라벨링 이미지 : 640480 이상 해상도 PNG - 메타데이터 : 알고리즘이 인식가능한 포맷(XML, JSON 등) ※ 서울디지털재단 하수관로 결함판독 AI 알고리즘에 최적화 결함 라벨링 이미지 예시 결함유형 박스 라벨링(바운딩박스) 픽셀단위 라벨링(세그멘테이션) 천공 돌출 ○ 학습데이터 품질 검증 및 성능 테스트 - 결함 라벨링 결과물의 정확도 95% 이상 확보(유형, 위치, 크기 등) - 서울디지털재단 AI 알고리즘에 적용하여 결함 인식률 성능 테스트 실시 및 결과 분석하여 학습데이터 보완 ○ AI 기반 하수관로 결함탐지 서비스 발전방향 제시 - 결함항목 추가 및 상태등급(상,중,하) 판독을 위한 학습데이터 확대 방안 - 현업 적용 서비스 모델 제안, AI 학습방법 및 적정 주기 ○ 학습데이터 민간 개방 추진 - 라벨링 이미지 및 메타데이터의 좌표값 등 민감정보 삭제 - 열린데이터광장 개방을 위한 데이터 포맷 변환 등 지원 ○ 기술 이전 및 기타 제안 - 학습데이터 활용 가이드 제공, 필요시 현업부서 담당자 교육 실시 - 효율적 과업수행 및 향후 운영 편의를 위한 추가 제안 사항 ？ 라벨링 이미지 저작도구, 학습데이터 정확도 검증 알고리즘 개발 등 ？？ 사업 일정 구분 M M+1 M+2 M+3 M+4 M+5 하수관로 결함탐지 학습데이터 구축 - 영상파일 분석, 이미지 추출 - 결함이미지 검증 및 분류 - 학습데이터 제작 - 학습데이터 품질 검증 - 학습데이터 성능 테스트 ？？ 소요 예산 (단위 : MM. 천원) 구분 (주요활동) 투입공수 산출금액 사업관리 - 과업관리, 공정관리, 인력관리, 산출물관리 고급1, 초급1 20,031 학습데이터 설계 - 데이터 규격, 유형, 제작방법 표준화 고급1 11,740 학습데이터 구축 - 이미지추출, 결함검증, 라벨링, 메타데이터 제작 중급1, 초급18 158,443 학습데이터 품질 검증 - 정확도 검증, 알고리즘 적용 및 인식률 테스트 중급1 9,215 ※ 세부산출내역서 : 붙임 ○ 예산과목 : 정보시스템 운영·고도화를 통한 행정효율성 제고, 정보시스템 운영·고도화, 인공지능서비스 구축·운영, 전산개발비(100-207-02) Ⅴ 향 후 계 획 ？？ 인공지능 하수관로 결함탐지 학습데이터 구축(’20) ○ 사업발주 및 계약 : ’20. 6~7 ○ AI 학습데이터 구축 및 정확도 검증 : ’20. 8~12 ○ 알고리즘 활용 결함탐지 인식률 검증 : ’20. 9~12 ？？ 인공지능 하수관로 결함탐지 시스템 구축(’21) ○ 서울디지털재단 AI 알고리즘 기반의 자치구 공동활용 시스템 구현 ○ 본청 및 자치구 현업부서 의견수렴을 통해 시스템 UI 및 기능 설계 - 하수관로 점검개요 및 영상 입력 → 결함 자동 판독 → 보고서 생성 하수관로 결함탐지 시스템 AI 점검영상 입력 결함 탐지 보고서 생성 열린데이터광장 점검결과 활용 학습데이터 구축 학습데이터 적용 (AI 학습) 학습데이터 개방 AI 민간분야 (기업,연구기관 등) 서울시 자치구 자치구 자치구 자치구 ？？ 단계적 운영 확산 및 시스템 성능 개선(’21~’22) ○ 시범운영(2~3개 자치구)을 거쳐 전 자치구 단계적 확산 ○ 자동탐지 결과물은 학습데이터로 활용, 성능개선 선순환 도모 ○ 점검장비 업그레이드 등 업무환경 변화 대응 및 개선사항 보완 ？？ 학습데이터 개방 및 민간참여 아이디어 발굴(계속) ○ 학습데이터 개방으로 도시안전 분야 AI산업 지원 ○ 해커톤 등 민간 참여로 지속 성장하는 市 대표 AI서비스로 정착 ○ 민간의 우수기술을 활용한 하수관로 결함탐지 서비스 발전 도모 Ⅵ 행 정 사 항 ○ 물재생계획과 : 하수관로 영상 제공, 기술자문 ○ 서울디지털재단 : 하수관로 결함탐지 알고리즘 개발, 학습데이터 적용 테스트 지원 ○ 빅데이터담당관 : ‘열린데이터광장’을 통한 학습데이터 개방 붙임 1. 산출내역서 1부. 2. 하수관로 결함유형(환경부 지정) 1부.

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