침수 예측 기술

기술 개요

• 관망해석에 기초하여 맨홀별 월류량 및 관로 수위를 예측하고 격자 단위로 침수 깊이를 예측해 나온 정보를 지도상에 매핑하여 제공하는 침수 예측 장치 및 방법임

기존 기술 문제점

• 대도시의 경우, 불투수면의 급증과 배수시스템의 변화 및 통수능력 부족으로 내수 침수 피해 증가하고 있음
• 기존의 침수 예측 방법은 과거 홍수 자료를 수집하여 자료 토대로 모형을 구축하는데 장시간이 요구되었고, 집중호우 시에 내수 침수를 실시간으로 예측할 수 없다는 문제가 있음

기술의 특징 및 우수성

• 기술의 특징

  • 관로, 맨홀의 위치, 지형정보 등을 이용하여 도시의 침수 위험을 분석함
  • 예측된 결과를 시각화하여 실시간으로 침수 위험을 예측하고 제공함
  • 배수구역별 누적 강우량 정보, 배수구역별 침수 위험 레벨에 대한 정보, 지도상에 매핑된 침수심 정보 및 대피 경로 중 어느 하나 이상을 3D 지도상에 매핑하여 제공함

• 기술의 우수성

  • 관로 및 맨홀의 위치에 기반하여 침수를 예측하므로 침수 예측의 정확도가 높음
  • 실시간으로 도심의 침수 상황을 모니터링 가능함
  • 특정 지역에 침수 현상이 발생한 경우, 침수가 발생한 특정 지역에 침수와 관련된 알람을 제공함

상세 설명

• 관망해석에 기초하여 맨홀별 원류량 및 관로 수위를 예측하고 예측된 월류량과 수위를 기초로 격자 단위로 침수 깊이를 예측하며 지도상에 매핑함
• 배수구역별 누적 강우량 정보, 배수구역별 침수 위험 레벨에 대한 정보, 월류가 예상되는 맨홀 및 관로 정보, 지도상에 매핑된 침수심 정보 및 대피경로를 3D 지도상으로 매핑하여 제공함
• 침수가 발생할 가능성이 미리 설정된 확률 이상인 배수구역을 지도상에 표시하여 실시간 알람 서비스 제공함

그림 1 침수 예측 시스템의 블록도 및 제공 서비스 설명 도면

기술완성도 (TRL)

활용분야 및 적용제품

• 활용분야

  • 침수 예측 장치 및 방법
  • 실시간 위험 알림 서비스
  • 실시간 모니터링

• 적용제품

  • 침수 예측 장치

산업동향(기술 동향 및 트랜드 등 )

• 주요 기반 시설의 밀집화됨에 따라 각종 재해 빈도가 늘어나고 있으며, 이에 따라 재해를 모니터링하거나 사전에 위기를 감지할 수 있는 관련 기술의 개발 및 수요가 증가하고 있는 추세임
• 침수를 포함한 각종 재난에 대해 확산 예측, 대응, 감시 등에 대한 정보를 연속적이고 신속하게 제공할 수 있는 전송기술 및 종합정보제공 시스템 등이 주요 산업으로 나타남
• 국내에서는 과학기술정보통신부에서 공공 및 민간기관의 빅데이터 도입 지원을 위한 ‘shared service’ 를 제공하고 있으며, 행정자치부는 도시 내 침수 조기 감지 모델 개발 등 빅데이터를 활용한 재난 조기감지 등을 적극 활용하고 있음
• 구글에서는 침수에 대한 피해를 최소화하기 위해 인도 중앙 수자원위원회(CWC: Central Water Commission)와 협력하여 인공지능을 활용하여 침수를 예측하고, 이를 사람들에게 알리는 기술을 연구하고 있음

  (출처 : 연구개발특구진흥재단, 위기 및 사고관리 시장, 2021)

시장전망(목표시장 규모 및 전망)

• 글로벌 실시간 침수 모니터링 및 경고 시스템 시장은 2022년 기준 2억 700만 달러에서 2031년 3억 5,600만 달러 시장성장률 6.2%에 달할 것으로 전망됨

  (출처 : TRANSPARAENCY MARKET RESEARCH, 실시간 침수 모니터링 및 경고 시스템 시장, 2020)

• 배수구역에 따라 침수 가능성이 높은 지형, 맨홀 위치 등 정보를 활용하는 예측 분석 시장은 2022년 118억 3,000 달러에서 2027년 344억 3,000만 달러 시장성장률 23.7%에 달할 것으로 전망됨

  (출처 : Gloval information, 세계의 예측 분석 시장 리포트, 2023)

그림 2 침수 모니터링 및 경고 시스템 시장 전망(단위 : 억 달러)

그림 3 예측 분석 시장 전망(단위 : 억 달러)

지재권현황