다시 뛰는 공정도시 서울!

문서번호 빅데이터담당관-3290 결재일자 2021. 3. 30. 공개여부 부분공개(5) 방침번호 시 민 주무관 빅데이터융합팀장 빅데이터담당관 스마트도시정책관 이원재 안금희 이수재 03/30 이원목 협 조 물재생계획과장 이임섭 인공지능(AI) 영상분석기술을 활용한 하수관로 결함탐지 시범사업 추진계획 - 인공지능(AI) 영상분석기술을 활용한 - 하수관로 결함탐지 시범사업 추진계획 2021. 3 스마토도시정책관 (빅데이터담당관) - 인공지능(AI) 영상분석 기술을 활용한 - 하수관로 결함탐지 시범사업 추진계획 인공지능(AI) 영상분석 통해 결함(균열, 파손)을 탐지하는 기술을 시정에 적용하기 위해 도시 운영의 핵심 기반시설인 하수관로를 대상으로 시범사업을 추진하고자 함. Ⅰ 추 진 배 경 ？？ 필요성 ○ 접근이 어려운 시설물의 안전관리에 대하여 드론, 로봇을 활용한 영상점검 확대 - 한강교량, 터널, 고층 빌딩(드론 촬영), 하수도(CCTV 촬영장비) ○ 그중 노후화된 하수관로의 결함탐지 판독은 시간？인력 제약에 따른 한계 발생 - 전체 하수관로의 71% 이상이 20년 이상 노후되어 신속？정확한 점검 중요 - 인력출입 불가한 원형관로(전체의 86%)는 CCTV 영상 육안판독 의존 ○ 최신 스마트 기술을 통합 활용한 도시 안전관리 본격화 필요 - 드론, 로봇 [영상촬영] → AI[탐지]를 활용한 시설물(교량, 터널, 하수도 등) 안전관리 ？？ 추진경과 ○ 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) ○ 인공지능 기반 하수관로 결함탐지 알고리즘 개발 연구 : ’20.3.~’20.10. ※ (기존) 전문가 육안 판독 → (개선) 컴퓨터 비전 AI기술 기반 판독 하수관로 결함탐지 알고리즘 개요 ○ 딥러닝을 통해 학습된 알고리즘을 통해 하수관로 결함 검출 및 위치 확인 결함탐지 알고리즘 구조 ○ 하수관로 결함 탐지 SW 주요 기능 - ※ 프로토타입 S/W(PC용 베타버전) 개발 완료 하수관로 결함 식별 및 분류 하수관로 결함위치 확인 ○ 인공지능 기반 하수관로 결함탐지 학습데이터 구축 : ’20.7.~‘21.1 하수관로 결함 데이터셋 예시 결함 분류 바운딩 박스 세그니멘테이션 40,000개 (탐지, 분류) 40,000개 (결함등급) 10,000개 (결함등급) Ⅱ 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 - 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 ○ 점검 방법 : 하수관로 내부 CCTV촬영 → 전문가 판독 ○ 21년도 하수관 CCTV 조사 용역 현황 (자치구) 자치구명 사업기간 CCTV 조사 육안 조사 구로구 21.2~10 23.87km 3km 마포구 21.1~12 11.2km - ※ 주로 노후관, 민원, 위험 예상지역에 한정하여 소규모 조사 → 효율적, 안정적 관리실태 점검을 위한 하수관로 결함탐지 시스템 필요 Ⅲ 타기관 하수관로 AI 연구 사례 ？？ 하수관로 결함탐지 학습 데이터 구축 ○ (ETRI 융합연구사업단) 하수관로 과제 연구 추진 (’16~’17) ○ (한국지능정보사회진흥원) 인공지능 학습용 데이터 구축사업 (2차) 추진 - ‘상하수도관 공간 및 누수 데이터’ 제작 (결함유형 8종, 24만 건 예정) ？？ 하수관로 결함탐지 소프트웨어 개발, 시범 시스템 구축 ○ (KEITI, 한국환경산업기술원) 하수관로 실시간 모니터링 및 클라우드 기반 상태 종합평가기술 개발 연구 → 현재 연구 단계 수준으로, 국가？지방자치단체의 하수관로 업무 적용사례 없음 Ⅳ 추 진 방 향 ？？ 추진목표 ○ 인공지능 기반 하수관로 결함탐지 서비스 운영으로 도시 안전성 제고 - 연도별 추진목표 구 분 2020년 2021년 2022년 2023년 주요내용 ？？ 단계별 추진개요 ○ (단기)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 ○ (장기)하수관로 AI 시스템 고도화 및 안전관리 지능화 (‘23~ ) - 하수관로 결함 실시간 탐지 및 위험 예측 등 안전관리 업무 제고 ？？ 추진전략 ○ 최신 지능정보기술의 안전적, 효율적 시정 도입을 위한 협업 체계 추진 - 빅데이터담당관(AI기반 서비스 발굴), 서울디지털재단(기술연구, 실증) - 물재생계획과/자치구 (현업적용) ○ 연구 단계부터 실무 적용까지 이어지는 지속 가능한 AI 솔루션 인큐베이팅 - AI기반 하수관로 결함탐지 알고리즘 연구 (’20) - 알고리즘 고도화 및 시스템 구축, 자치구 실증, 시범적용(’21) - 실시간 자동탐지 및 결함 예측(’22~’23) ○ 인공지능(AI) 영상분석 기반의 스마트도시 인프라 관리 실증사례 마련 - 향후 도로, 터널, 교량, 고층건물, 문화재, 지하시설물 등 도시 중요 인프라 관리에 인공지능(AI) 영상분석 기술 적용검토 드론 영상을 활용한 한강 교량 점검 (서울시) - 콘크리트 파손, 균열, 누수 등 하자 점검 활용 드론 영상을 활용한 터널 점검 (한국시설안전공단) 터널 콘크리트 균열 점검 활용 Ⅴ 2021년 추진계획 ？？ 사업개요 ○ 사 업 명 : 인공지능(AI) 영상분석기술을 활용한 하수도결함탐지 시범사업 ○ 사업기간 : ‘21.5 ~ ’21.12. ○ 사업내용 ○ 목표구성도(안) ？？ 사업 세부내용 ○ 클라우드 기반 하수관로 결함탐지 시범시스템 구축 <하수관로 관련 시스템> ○ 자치구 대상 하수관로 결함탐지 시범시스템 운영 ○ 하수관로 고품질 데이터 개방 ○ 기술 이전 및 기타 제안 - 효율적 과업수행 및 향후 운영 편의를 위한 추가 제안 사항 ？？ 사업일정 구 분 4월 5월 6월 7월 8월 9월 10월 11월 12월 ？？ 추진체계 빅데이터담당관 - 하수관로 결함탐지 시범사업 총괄, 시행 - 사업발주, 공정 관리 및 감독 - 관계기관 간 협력체계 운영 학습데이터 개방 서울디지털재단 사업자 물재생계획과 학습데이터 제작, 알고리즘 고도화 총괄 - 하수관로 결함탐지 시스템 시범운영 지원 - 학습데이터 성능 테스트 지원 학습데이터 적용 및 활용 지원 클라우드 기반 하수관로 결함탐지 시범시스템 개발 - 하수관로 결함탐지 솔루션 품질 검증 및 성능테스트 - 하수관로 결함탐지 서비스 발전방향 제시 - 교육 및 기술지원 - 하수관로 학습데이터 민간 개방 - 하수관로 영상 및 데이터 제공 - 하수관로 결함탐지 기술 자문, 자치구 협조 요청 등 업무 지원 - 하수관로 관리 시스템 내 결함탐지 시스템 연계 링크 개발 세종대학교 자치구 - 학습데이터 제작 - 하수관로 결함탐지 알고리즘 고도화 하수관로 결함탐지 시범 시스템 업무활용 ？？ 소요예산 ○ 산출내역 (단위 : 천원) 사 업 명 구 분 인공지능 영상분석기술을 활용한 하수관로 결함탐지 시범사업 하수관로 결함탐지 시스템 구축 하수관로 결함탐지 시스템 시범운영 합 계 ？？ 향후일정 Ⅵ 기 대 효 과 ○ 인공지능(AI) 기반 하수관로 결함탐지 시스템화를 통해 안전하고 효율적인 점검관리 수준 개선 - 자치구당 연평균 100개 이상의 영상자료를 판독하는 현업부서(자치구 치수과)의 작업자 피로도 해소 및 점검관리 소요비용 대폭 절감 예상 ○ 인공지능(AI) 기반 결함탐지 자동화로 7.5배 빠른 점검 가능 ※ 유사사례 : 인공지능(AI) 기반 터널 결함탐지 도입사례 참고 ○ AI 결함탐지 기술력 향상으로 기존 영상 육안판독 대비 정확도 20% 향상 - 하수관로 영상자료의 균열 길이/폭 측정 가능하므로 정확도 수준 향상 ※ 하수관로 결함탐지 학습데이터 제작 완료보고서 참조 Ⅶ 행 정 사 항 ○ 물재생계획과 - 하수관로 영상 및 관리대장 데이터 제공 - 전산관리시스템 내 결함탐지 시스템 연계링크 개발 - 자치구 시범운영 수요조사 행정지원 (수요조사 공문 등) - 결함탐지 시스템 업무 적용을 위한 행정·기술 자문 ○ 서울디지털재단 - 하수관로 학습데이터 제작, 결함탐지 알고리즘 고도화 총괄 - 결함탐지 시스템 내 AI 영상분석 알고리즘 및 기능 적용 지원 - 자치구 결함탐지 시스템 시범운영 지원. 끝.

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