다시 뛰는 공정도시 서울!

문서번호 정보시스템담당관-23134 결재일자 2022. 5. 23. 공개여부 부분공개(5) 방침번호 시 민 주무관 시스템혁신팀장 정보시스템담당관 스마트도시정책관 이재구 이우종 한정우 05/23 박종수 협 조 물재생계획과장 박홍봉 빅데이터담당관 이수재 인공지능 기반의 하수관로 결함탐지시스템 구축 계획 2022. 5. 스마트도시정책관 (정보시스템담당관) 인공지능 기반의 하수관로 결함탐지시스템 구축 계획 ’21년 시범운영을 통해 실증된 하수관로 결함탐지시스템의 하수도전산관리시스템 연계 및 빅데이터 통합저장소로의 이전을 통해 활용성을 높이고자 함 1. 추진배경 및 경과 추진배경 ○ 도로, 하수 등 도시 기반시설에 대한 지속적인 안전성 확인수단 필요 ­ 기반시설의 상태를 확인하여 위험요소 사전 확인, 선제적 조치 필요 ○ 많은 시간과 비용이 필요한 하수관로 영상 판독 방식 효율성 제고 필요 ­ 인력출입이 불가한 원형관로(86%)는 CCTV 영상 육안판독에 의존 ○ 도시 안전시설 관리에 최신 스마트 기술 적용 본격화 ­ 드론, 로봇을 이용한 촬영, 인공지능 기술을 이용한 시설물 상태 탐지 등 〈하수관로 점검 운영 현황〉 √ 관련법령 : 지하안전관리에 관한 특별법 제34조 √ 하수관로 개념 및 중요성 √ 점검주체 : 서울시 계획수립 후 시달 / 자치구 점검 시행 √ 점검방법 : 하수관로 내부 CCTV촬영 후 전문가 판독 ※ 주로 노후관, 민원발생, 위험 예상지역에 한정되어 소규모로 진행 추진경과 ○ 인공지능 서비스 구축 운영계획 수립(’19.10.) ­ 원형관로 촬영영상 AI 판독을 위한 학습데이터 제작, 모델 구축 및 실증을 인공지능 기술 시정 도입 사업으로 선정 ※ 인공지능(AI)기술 적용 대상 업무 수요조사서 제출 (물재생계획과, ’19.4.) 〈물재생계획과 제출한 수요조사서 개요〉 육안 조사, CCTV 촬영 동영상을 이용한 하수관로 파손, 미세변위 정보는 조사자의 주관적인 견해로 상태등급을 판정하므로 객관성이 부족함. 인공지능 기술을 적용 기 조사된 암거시설물의 손상항목을 모델링하여 신규 조사할 암거시설물의 손상항목 및 내용을 예측하여 추출하고자 함. ○ 하수관로 결함탐지 학습데이터 제작 및 시민공개(~’20.12.) ­ 물재생계획과에서 제공한 하수관로 동영상 파일(2.6TB) 내 결함 이미지를 이용하여 바운딩 박스 40,000장, 세그멘테이션 10,000장 제작 ­ 서울 열린데이터광장(data.seoul.go.kr)에「하수관로 결함탐지 학습데이터」공개(’21.4.) ○ 하수관로 결함탐지 시범시스템 구축 및 운영 ­ 서울디지털재단·세종대 공동개발 알고리즘을 이용하여 웹 기반 시범시스템 구축 (’21.12.) 〈시범시스템 주요기능〉 √ 촬영영상 내 결함 자동(AI)/수동 탐지 · 결함탐지 전·후 이미지 확인 · 결함탐지 결과 확인 및 수정 √ 탐지결과에 대한 요약/최종 보고서 작성 √ 탐지결과로 학습데이터 구축 · 학습데이터 결함종류, 위치 수정 √ 학습데이터를 이용한 모델 정확도 검증 등 ­ 2개 자치구를 선정하여 이용 교육 후 시범 운영 (’22.3.) 〈시범운영 결과 개요〉 ㆍ 대상기관 : 광진구, 동대문구 ㆍ 운영기간 : ’22. 1. ~ 3. ㆍ 운영결과 : 영상파일 47건(1630m)에 대해 등록 및 결함탐지 수행 ㆍ 주요사항 (‘22년 추가개발 예정) √ 이미지 내 표기된 주행거리가 인식되지 않아 결함탐지가 되지 않는 경우 발생 ⇒ 결함탐지 모델 내 OCR(Optical Character Recognition) 프로그램이 주행 거리를 인식하지 못해 발생한 문제로 추가개발 필요 √ 하수관로 별 관리 우선순위를 정하기 위한 기능 필요 ⇒ 탐지결과 등급을 취득할 수 없어 수량에 따라 우선순위를 지정해야 하며 구(區), 탐지 수량 등 다양한 기준에 따라 추출되는 통계기능 필요 √ 파일 업로드 편의 기능 필요(drag ＆ drop) ⇒ 정식 서비스 구축 시 사용자 편의 기능 추가개발 필요 √ 결과 보고서에 하수관로 이미지를 추가하고 이미지에 결함탐지 위치 표기 ⇒ 하수도전산관리시스템 연계 후 기능 구현 가능 √ 자동 결함탐지 미지원 동영상 발견 시범운영 중 해결 ⇒ 동영상 파일 형식이 인식되지 않아 발생한 문제로 프로그램 수정하여 해결 ­ 구축 전 실증을 목적으로 하는 시스템으로‘공개제한’대상인 하수관거 정보를 제외하고 민간 클라우드센터를 이용하여 한시적 운영 ？‘공개제한’대상을 이용하기 위해 내부 정보시스템 구축 필요 2. 추진계획 기본방향 상시 이용이 가능한 효율적인 하수관로 결함탐지시스템 구축 ○ 하수도전산관리시스템 환경을 활용, 전 자치구를 대상으로 서비스 제공 ○ 사용 친화적 화면구성, 사용자 요구사항 반영 등 이용 효율성 향상 ○ 결함탐지 학습데이터 제작 및 민간 개방으로 관련 산업 발전에 기여 사업개요 ○ 사 업 명 : 인공지능 기반 하수관로 결함탐지시스템 구축 ○ 계약방법 : 협상에 의한 계약(제한경쟁입찰) ○ 사업기간 : ’22년 7월 ~ 12월 ○ ­ 예산과목 : 정보시스템 운영·고도화를 통한 행정효율성 제고 정보시스템 운영·고도화 지능형 서비스 구축 운영 전산개발비(207-02) ­ 산출내역 ※ SW사업 대가산정 기능점수 방식에 의한 방식, 투입공수 방식 적용 ○ 사업내용 ­ 인공지능 하수관로 결함탐지시스템 구축 시범 운영한 정보시스템을 서울시데이터센터로 이전하여 구축 ­ 정보시스템 이용 편의성, 활용성 향상 증대 사용자에게 익숙한 UI/UX를 제공하여 접근성 향상 불편사항 해소, 개선의견 반영을 위해 기능개선 및 추가개발 수행 ­ 하수관로 결함탐지 학습데이터 제작 및 대시민 개방 고품질의 학습데이터를 지속적으로 생산·관리하여 이용 신뢰성 확보 3. 세부 사업내용 인공지능 하수관로 결함탐지시스템 구축 ○ 시범 운영을 위해 개발된 프로그램 이용 ­ 하수관로 촬영영상 내 결함탐지, 탐지결과 보고서 작성, 학습데이터 지정, 모델 정확도 검증 등 이미 개발된 기능 활용 ○ 하수도전산관리, 통합저장소 등 인프라 이용으로 구축 효율성 향상 정보시스템 이용내역 하수도전산 관리시스템 · 하수관로 결함탐지 전용 컨테이너 구성 · 하수관로, 하수도공사정보 등 자료 연계 · 사용자 관리시스템 이용 · NexGen, GeoServer 등 라이브러리 이용 → 자료 연계, 계정관리, AP 환경 등의 이용을 통한 신뢰성 확보 통합저장소 (AI분석 플랫폼) · DBMS 서버, 대용량 스토리지 · 결함탐지 분석서버(GPU) → 향후 데이터 융합을 통한 다양한 목적의 부가서비스 발굴 가능 정보시스템 이용 편의성, 활용성 향상 증대 ○ 하수도관리전산시스템 UI/UX과 동일하게 구성하여 익숙한 사용자 환경 제공 ­ 메뉴 배치, 지도에 내용 표시 등‘하수도 조회 웹시스템’화면 참조 ○ 시범운영 및 사전교육 중 제안된 사용자 의견을 반영하여 이용성 제고 ­ 현 결함탐지 모델을 이용하는 경우 영상파일 내 거리 표시형식이 정해진형식과 다를 경우 탐지 결과 확인 불가 ⇒ 다양한 형식 인식 필요 ※ OCR 프로그램 개발 전 25개 자치구 하수관로 영상 내 거리표시 형식 조사 필요 표시형식 예시 결함탐지 결과 ×××.×m (정해진 형식) 011.5m 결함탐지 정상완료, 탐지결과 확인가능 ○○ : ××.××M 거리 : 21.55M 결함탐지 정상완료, 탐지결과 확인불가 ××.××m 10.64m ­ 학습데이터로 지정된 이미지에 대한 위치정보, 결함유형 등 자동 생성 ­ 결함탐지 보고서 내 하수관로 이미지 내 결함탐지 위치 표기 ○ 결함유형 별 수량, 동일관로 결함탐지 시계열 분석 등 통계 기능 제공 ­ 결함 유형(파손, 균열 등), 수량, 변동내역 등을 지도 상에 표시하여 시각화 ­ 보수 및 교체 대상, 우선순위 선정 판단 자료로 활용 하수관로 결함탐지 학습데이터 제작 및 대시민 개방 ○ 바운딩 박스(4,000장), 세그멘테이션(1,000장) 제작 ○ 학습데이터 비식별화 자료 처리, 메타데이터 제작 및 홈페이지 공개 4. 추진일정 사전절차 이행 : ’22.5~6월 ○ 예타심사, 사전협의, 제안요청서 검토 등 실시 입찰 공고 및 사업자 선정 : ’22.6~7월 사업자 선정 및 사업진행 : ’22.7~12월 ○ 하수관로 결함탐지시스템 구축 및 추가기능을 위한 기능개선 ○ 하수관로 결함탐지 학습데이터 제작 및 개방 5. 행정사항 빅데이터담당관 ○ 하수관로 결함탐지시스템 구성을 위한 인프라 제공 ­ 통합저장소 : DBMS,영상, 결함탐지 결과 저장 스토리지 ­ AI분석 플랫폼 : 결함탐지(GPU) 서버 ○ 결함탐지 학습데이터 홈페이지 공개 물재생계획과 ○ 하수도전산관리시스템 이용(운영환경 구축) 및 연계 관련 지원 ­ 하수관로 결함탐지용 전용 컨테이너 구성 및 제공 ­ 하수관로, 하수관 공사정보, 사용자 정보시스템 연계 지원 ­ 기타 웹 애플리케이션 내 소프트웨어 제공 및 관련 기술지원 ○ 학습데이터 제작에 필요한 하수관로 영상파일 제공 ○ 자치구 협조 요청 등 업무지원 서울디지털재단 ○ 결함탐지 모델 적용을 위한 기술지원 및 자문 붙임 1. 산출내역서 1부. 2. 제안요청서(안) 1부.

26027804

20220524050007

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정보시스템담당관-23134

D0000045416137