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국가 중요 시설, SCADA 시스템과 AI 영상보안 접목한 든든한 방비책 필요

기사승인 2019.01.02  09:24:39

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- 원격 감시 통제와 데이터 모니터링 그리고 현장의 눈 CCTV로 완벽한 대비 가능

[CCTV뉴스=신동훈 기자] 파손되면 국가적인 손해가 막심한 발전소, 댐, 교량, 철도 등을 국가 중요 시설이라 부른다. 우리나라는 500여 개가 넘는 국가 중요 시설이 있으며 중요도에 따라 등급이 A, B, C, D 등으로 나뉘어 차등적 관리를 받게 된다. 그러나 국가 중요 시설의 보안이 허술하다는 지적이 심심찮게 들려온다. 중학생이 부산항에 잠입하고, 미사일 발사 시험장 여직원이 남자친구를 몰래 하룻밤 재워주거나, 보안 대책을 외주를 맡기는 등 안보불감증이 만연한 상태이다. 국가 중요 시설 방비를 위해 SCADA 시스템과 AI 영상감시 시스템을 연동한 통합 시스템이 필요성이 점차 부각되는 것 또한 바로 이런 이유 때문이다.

지능형 CCTV로 안전 기반 확충 필요

도시의 지속적인 성공과 발전을 위하여 시민과 기업, 기관의 안전과 보안을 유지하는 것은 극히 중요하다. 특히 공항, 도로, 통신망, 발전소 등 주요 국가 기반 시설은 완벽한 보호로 인해 통제되지 않으면 우리나라 경제와 국민의 안전에 직접 영향을 미칠 수 있는 공공자산들이다. 이런 곳의 보안 사고는 엄청난 문제를 초래할 수도 있다. 최근 고양 저유소 화재 사건으로, 약 117억 원의 피해액이 집계됐고, KT 아현지사 화재 사건으로 그 일대가 하루종일 통신이 마비된 것처럼 말이다. 특히 고양 저유소는 불이 나면 대형 화재로 이어질 수 있는 시설인데도, 국가 중요 시설로 지정되지 않은 상태이다. 국가 중요 시설 지정 체계 점검도 필요한 현실이다.

특히 허술한 보안 관리와 눈 먼 CCTV로 인해 지능형 CCTV의 필요성이 대두되고 있다. 한국수력원자력 새울원자력본부는 신고리 5·6호기 건설현장에 운영되고 있는 총 114대의 CCTV 가운데 최대 64대를 지능형 CCTV로 교체할 계획을 발표한 바 있다.

지난 2018년 11월 30일 신고리 5, 6호기 건설 현장 비상 상황실에서 건설 현장 최초로 지능형 CCTV 시연회가 개최됐다.

지능형 CCTV는 기존 눈으로만 바라보아야 했던 CCTV의 한계를 극복하고자 개발한 것으로, CCTV를 통해 들어오는 영상을 사람이 눈으로 보고 판단하는 게 아닌, 시스템이 자동으로 상황을 판단하고 조치하도록 하는 시스템을 말한다. 이를 통해 시나 구, 국가 중요 시설 등의 통합관제센터와 연계해 지능형 감시 체계를 갖추도록 함이 목적이다. 영상정보(침입 탐지, 배회, 물체 유기, 폭력) 등 이상상황을 보고 판단한 뒤 이를 즉각 관리자와 유관기관(경찰서, 소방서 등)에 전파해 사건이 발생하기 전 사전에 예방하는 것을 최우선 목표로 하고 있다. 

실제 지능형 CCTV 활용 사례로는, 관악구 신림동 소재 삼성산에서 큰 산불이 발생했을 때, 지능형 CCTV로 조기에 감지, 통합관제센터가 진화 현장을 실시간으로 감시하여 소방서, 산불진화대와 실시간 소통하며 빠른 진화에 성공했었다. 부산은 해운대와 수영구 일대 해변 테트라포드에 출입, 추락 사고를 실시간, 감지 대응하는 지능형 CCTV 예방시스템을 구축해 놓기도 했고, 터널 내 차선 변경 감지에도 지능형 CCTV가 활용되고 있다.

청와대, GOP, 공항, 국가 문화재 등 국가 중요 시설에서도 지능형 CCTV가 널리 활용되고 있으리라 예상되나, 보안이 철저해야 하는 만큼 공개되어 있는 정보는 거의 없다. 이처럼, 안전 시설의 핵심으로 떠오르고 있는 지능형 CCTV를 SCADA 시스템과 연동한다면, 국가 중요 시설 방비를 위한 든든한 대비책이 될 것으로 보인다. 

국가 중요 시설 주요 지능형 보안 솔루션
지능형 영상감시: 이동물체를 자동탐지, 추적하고 안개(해무)를 자동으로 제거
고성능 감시카메라: 중거리(500m~1km), 근거리(100~200m) 내 이동물체 자동탐지와 추적을 위한 고성능 카메라
열상 감시 장비(TOD, Thermal Observation Device): 사람과 물체가 방출하는 적외선을 감지해 영상 정보로 변환
외곽펜스감지: 장력 센서, 광케이블 센서, 광망 센서, 적외선 센서, 자력 센서 등
펜스형 레이더 감지기: 군사용 레이더 기술을 적용한 펜스형 레이더 센서
* 출처: 에스원

SCADA 시스템으로 운영 생산성과 설비 문제점 사전 파악

출처: 지멘스

SCADA(Supervisory Control And Data Acquisition)는 간단히 말해 ‘감시 통제와 데이터 수집’을 말한다. 집중 원격 감시 제어 시스템이라고도 불리는 SCADA는 중앙 제어시스템이 원격장치를 감시하고 제어한다.

물이나 폐수처리장, 정유와 가스 설비와 같은 국가 중요 시설은 지리적으로 넓게 퍼져 있으며, 여기저기 분산되어 있어 지속적인 관리가 어렵다. 그렇기 때문에 SCADA 시스템 역할이 중요하다. 로컬 또는 원격 위치에서 산업 프로세스를 제어하고, 실시간으로 데이터를 모니터링하면서 동시에 수집할 수 있기 때문이다.

전용 소프트웨어를 통해 센서, 밸브, 펌프, 모터 등과 같은 장치와 직접 상호작용하기도 하고 현장에서 일어나는 각종 이벤트를 로그 파일에 기록한다. 발전 시설, 석유화학 플랜트, 제철공정 시설, 공장 자동화 시설 등에서 활용되고 있는 SCADA 시스템은 실시간으로 제공되는 정보를 통해 설비 운영 생산성 향상 뿐만 아니라 설비 문제점 진단과 사고 등에 있어 매우 중요하다. 이미 SCADA 시스템은 통신 네트워크, 석유 & 가스, 배전, 용수 등 다양한 분야에서 활용되고 있는 국가 중요 시설 관리의 기반이다.

SCADA 시스템은 효율성을 유지하고 보다 현명한 의사결정을 위해 데이터를 처리하고, 시스템 문제를 해결할 수 있기 때문에 매우 중요하다. 시스템 운영 중 SCADA를 통해 제품 배치에 오류 발생률이 높다는 것을 알리고 이것을 확인하고 제어하며 작업을 수정할 수 있다.

SCADA의 단점 보완해 주는 지능형 영상보안 솔루션

그러나, SCADA는 통상적으로 제공하는 I/O 상태 정보만으로는 유효한 의사결정을 내리기가 충분치 않다. 수백 킬로미터 떨어진 곳에서 펌프장을 운영하는 급수장이 있다면 SCADA로 이상상황을 알리는 알림을 알린다 해도 즉각적인 조치가 필요한지 확인하기 위해 담당자가 직접 현장에 가서 확인해야 한다. 특히 1분 1초를 다투는 상황에서 골든타임 내 조치를 취하지 않는다면 급수 문제, 수자원 손실, 환경 오염, 대형 화재, 폭발 등의 최악의 시나리오를 야기할 수 있다. 일본 후쿠시마 핵발전소 사건과 같은 국가적 재앙은 한번 일어나면 돌이키기 어렵다.

이외에도 송유관, 저장탱크, 변전소 등 해안가 원유/정유 설비도 위험지역이라는 성격을 고려하면 잠재된 보안 위험이나 장비의 오동작 혹은 전체 송유관 설비의 중단을 야기할 수 있다. 이벤트 알람 역시 대량의 알람이 발생할 수 있어 근본 원인을 모호하게 만들어 효율적 의사결정을 내리기 어려울 수 있다. 이런 상황에서 실제 장비, 펜스, 해당 구역, 문제 현장에 대한 시각적 확인은 의사 결정 정확도를 대폭 향상시킬 수 있다. 여기에 더해 AI를 접목한 지능형 CCTV를 설치한다면, 시각적 확인과 동시에 AI 알고리즘을 통해 즉각적으로 문제를 해결할 수 있을 것으로 기대된다.

SCADA 시스템과 지능형 영상 솔루션을 함께 구축한다면, 알람이 발생하면 운영자는 해당 장비 또는 해당 지역의 영상을 자동으로 팝업 된 화면을 통해 볼 수 있고, 원격터미널유닛은 특정 카메라가 즉시 녹화를 시작하도록 할 수 있다. 즉, 관리자는 해당 이벤트의 SCADA 데이터와 실제 영상을 보면서 상황을 즉시 판단할 수 있게 된다. 경계구역에 지능형 CCTV와 함께 침입 보호 솔루션을 구축한다면, 경계구역에서 중심구역까지 현장을 총체적으로 모니터링하고 보호할 수 있다. 오디오, 접근 제어 등과 같은 물리보안과 결합 시 영상과 열상, 레이더 이미지를 통해 침입자에 대한 감지와 확인, 억제, 식별과 추적이 가능할 뿐 아니라 이 모든 것을 중앙통제실에서 제어할 수 있다.

SCADA 시스템과 영상보안 시스템 연동시 대응 시나리오(출처: 슈나이더일렉트릭 바이 펠코)

지능형 CCTV의 카메라 종류는 열상 카메라와 PTZ 카메라가 그 역할을 제대로 할 수 있다. 열상 카메라는 물체의 열 신호를 감지하므로, 날씨나 환경적 제약에 관계 없이 사람이나 물체를 감지한다. 모션 디텍션 알람이 결합된 지능형 열상 이미지 분석은 잠재적 침입자에 대한 보안 경보를 발령하고, 동물 또는 무생물체에 의해 알람이 울린 것은 아닌지 확인 가능하도록 충분한 세부 정보를 제공한다.

고속 정밀 팬/틸트와 강력한 줌 기능을 탑재한 PTZ 카메라를 통해 감지된 사람을 줌인하고 추적 가능할 수 있다. 또한, 문제 구역에 대한 세부 정보를 제공해 상황을 정확하게 파악할 수 있도록 한다. 즉, 카메라는 직관적으로 관찰할 수 있는 ‘현장의 눈’이 된다.

이처럼, 실시간 영상과 I/O 데이터의 결합으로, 더욱 직관적으로 해당 문제의 규모나 성격을 파악할 수 있다. 현장 요원을 적절한 곳에 골든타임 안에 투입할 수 있고 현장 영상을 통해 현장 요원과 실시간으로 소통도 가능하며, 현장 상황에 따라 적절한 조치도 가능해진다. 

SCADA와 영상보안 시스템 연동을 통해 SCADA에서 발생된 공정 데이터와 이벤트 분석을 통해 더욱 효율적인 의사결정을 내릴 수 있다. SCADA와 연동된 영상보안 시스템은 보안과 안전은 물론이고 공정 효율화를 위한 인사이트를 주는 핵심 보안 솔루션이 될 수 있다.

엑시스(AXIS) 지능형 영상보안 솔루션 국가 중요시설 도입 사례
1. 영상으로 확인 후 IP 스피커로 즉각 안내방송
국내 한 에너지 공장은, 작업 환경의 안전을 강화하기 위해 응급 상황과 내부 안내 방송용 아날로그 스피커를 IP 오디오로 교체하여 넓은 부지에 대한 중앙 통제와 방송 품질을 개선한 바 있다. 이를 위해 기존 AXIS Q16 고정형 네트워크 카메라에 AXIS C3003 네트워크 혼 스피커 180대가 새롭게 도입됐다. 엑시스 영상 감시 시스템은 경계 침입 시스템과 상호 작용할 수 있고, 알람 비디오 클라이언트를 활용해 보안 직원이 알람이 울린 영역의 실시간 영상과 이미지를 빠르게 확인하여 신속한 대응 조치를 취할 수 있도록 해준다. 비디오 감시 시스템과 오디오 솔루션의 간편한 통합으로 감시와 경보 시스템의 효율성이 극대화 되었으며, 하울링과 지연시간이 감소되어 아날로그 스피커 대비 음질이 크게 개선된 것으로 나타났다.

2. 열상 카메라로 전기차 충전 장치 과열 대비 
중국에 본사를 두고 있는 글로벌 화학 기업은 열상 네트워크 카메라와 네트워크 스피커를 도입했다. 공장 주차장에 위치한 전기차 충전 장치가 과열될 경우 대형 사고로 이어질 우려가 있었다. 이에 기업은 온도 감지와 알림이 가능한 AXIS Q2901-E 온도 알람 카메라에 AXIS C3003-E 혼 스피커를 연동하여, 설정 온도 임계치에 도달 시 알람을 트리거하고 혼 스피커를 통해 경고 방송을 자동으로 송출하는 방식의 통합된 보안 체계를 구축했다. 여기에 IP 폰을 연결하여 실시간 양방향 커뮤니케이션을 구현한다.

 

신동훈 기자 sharksin@cctvnews.co.kr

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