SK텔레콤은 기상청, 경북대와 협력해 지난해 전국 기지국/대리점 등 3천여 곳에 ‘지진감지센서’를 설치했다. 올해는 소방청, 해양경찰청, 우정사업본부 등 공공기관과 손잡고 설치 규모를 8천여 곳으로 확대한다. 이로써 전국을 커버 하는 지진감지센서 네트워크가 완성된다. 앞으로 기상청의 지진조기경보 서비스의 보조 수단으로써 큰 활약이 기대된다.

지진, 조기경보로 골든타임 확보가 최우선

지진은 기상예보와는 달리 현재 과학기술로는 사전 예측이 힘들다. 지진을 빨리 감지해 알리는 것이 피해를 최소화하는 방법이다. 기상청은 전국 338개 지진관측소의 지진관측자료를 활용해 지진조기경보를 발령하고 있다. 최근 새로운 다중 분석 기법을 적용해, 지진 관측 후 기존 7~25초에서 선진국 수준인 5~10초로 단축시키는 등 추가 대피 시간을 확보하기 위해 노력하고 있다.*

지진조기경보가 신속하게 발표되어 큰 진동이 오기 전 10초 전에만 알아도 인명 피해를 90% 낮출 수 있고, 5초의 시간만 있어도 근거리 대피가 가능하다.* 지진에 따른 2차 피해는 0.5%(약 2.7조)**를 줄일 수 있다.

* 기상청, 「지진조기경보의 ‘신속성과 안전성’ 두 마리 토끼를 동시에 잡는다」, 2021.07.27
** 국민안전처, 지진피해 시뮬레이션 보고서

■ 기상청 지진조기경보 서비스
2015년부터 시행. 규모 5.0 이상 지진 발생 시, 속도가 빠른 지진파(P파, 6~7㎞/s)를 분석해 느리지만 큰 피해를 일으키는 지진파(S파, 3~4㎞/s)가 도달하기 전에 지진 발생 상황을 신속하게 알리는 서비스다.

SKT, ’18년부터 기상청, 경북대와 협력해 ‘지진감지 Safety-Net’ 구축 노력

SKT는 기상청, 경북대와 ’18년부터 민-관-학 협력체계를 만들고 ‘지진감지 Safety-Net 구축 및 연구’를 수행해왔다. SKT는 ’20년 7월, MEMS*센서를 활용한 소형 지진감지 센서를 전국 기지국/대리점 등 3천여 곳에 설치한 바 있다. 중규모 이상 지진의 진앙지 인근 진동을 감지할 수 있으며, 초당 100회의 진동 정보 및 기압 정보 데이터를 실시간으로 수집해 기상청과 경북대에 전송한다.
* MEMS(Micro Electro Mechanical System): 입체적인 미세구조와 회로, 센서와 액추에이터를 실리콘 기판 위에 집적화 시킨 시스템

우리나라에 설치된 300여개의 지진 관측소 간 거리는 약 20km이다. 이 거리를 소형 지진감지센서로 메꾸면 보다 정밀한 지진 관측을 기대할 수 있다. 소형 지진감지센서는 한 뼘 크기의 220V 플러그 타입 장비로 설치 및 이동이 쉽고 관리하기에 용이하다. 개당 가격이 10만원 내외로 매우 저렴*한 점도 장점으로 꼽힌다. SKT, 기상청, 경북대는 ‘18년부터 소형 지진감지센서의 ▲인프라 확대 ▲데이터 퀄리티 고도화 ▲오탐지 최소화 연구 등을 통해 지진 경보 공백 최소화를 목표로 노력해왔다.
* 지진관측소 1개(부지, 지진계, 부대시설 포함)를 만드는데 약 2억원 소요됨. (출처, 정부혁신 홈페이지 카드뉴스, 20.12.24)

■ SKT가 개발한 소형 지진감지센서의 구성은?
SKT가 개발한 소형 지진감지센서는 걸음감지 등에 활용되는 스마트폰에 삽입된 가속도센서에서 착안했다. 물체의 가속도, 진동, 충격 등의 동적 힘을 X축/Y축/Z축 정보로 처리하여 측정한다. 물체의 운동상태를 상세하게 감지하는 장점이 있어 고정된 벽체에 설치 시, 지반에서 올라오는 지진동정보를 탐지할 수 있다.

 

센서에는 LTE 통신 모듈이 삽입되어 있어 수 천개의 센서가 수집한 초당 100회의 진동 정보를 SKT Cat.1 통신망을 통해 ▲끊김없이 ▲100msec이하의 딜레이를 구현하여 SKT 서버에 수집 후 기상청으로 전송된다.

우정사업본부, 해양경찰청 등 공공기관과 협력 확대, 지진감지센서 누적 8,000개 설치

SKT는 기지국/대리점 이외, 우정사업본부, 해양경찰청 등 공공기관과 협력해 추가 구축 5,000개 가운데 이미 2,200개 이상 소형 지진감지센서 설치를 완료했다. 올해 연말까지 소방청과 협력해 지진감지센서 누적 8,000개 설치를 완료한다.

소방청, 우정사업본부의 경우, 읍/면/동 단위 위치 설치로 전국 곳곳으로 관측망이 조밀해진다. 해양경찰청의 경우 한반도 해안가 중심의 해양 파출소 및 출장소에 설치해 해역 지진 센싱 강화에 큰 도움이 되었다. 뿐만 아니라 독도, 마라도, 가파도, 백령도 등 한반도 상징적 위치 내에도 설치를 완료했다. SKT 인프라와 정부공공기관을 포함 전국 8,000개 센서 네트워크로 전 지역* 커버가 가능해진 것이다..
* Uber H3 Resolution 5Edge Length 8.5km 단위 기준 주요 산지 제외 전 지역 커버

국가 우수사례 선정 및 국내외 학술적 성과 돋보여

민-관-학의 협력은 국내외 높은 관심은 물론, 학술적 성과로 이어졌다. 기상청은 ’20년에 하반기 적극행정 우수사례에 선정되었고, ’21년에는 센서 데이터를 활용한 다양한 연구 사업이 추진될 예정이다. 또한, 경북대는 보조관측망을 통한 지진감시체계 등의 연구를 위해 소프트웨어 재난연구센터를 설립하여 정부로부터 7년간 135억원을 지원받을 예정이다.
ACM SIGKDD, IEEE IGRSS* 등 학술저널 논문 4개를 게재하였고, 한국컴퓨터정보학회, 한국통신학회,국제 지진조기경보학회 등 국내외 유수의 학회에서 사례*를 발표한 바 있다.
* ACM SIGKDD 2020 논문 발표 “CrowdQuake: A networked system of low-cost sensors for earthquake detection via deep learning”. 데이터사이언스 분야 세계 최고 수준 학술대회
* IEEE International Geoscience and Remote Sensing Symposium 논문 발표 “Earthquake Early Warning Using Low-Cost MEMS Sensors”
* 한국컴퓨터정보학회지 논문 발표 “Evaluation of Low-cost MEMS Acceleration Sensors to Detect Earthquakes”
* 한국통신학회 논문 발표 “MEMS 가속도 센서와 이동통신 기지국을 사용한 지진 감지 시스템”

건물에서 발생하는 지진동 데이터의 대규모 상시 수집 체계 구축 사례는 아직 체계적으로 이뤄진 적이 없다. 고정된 위치에서 센서 데이터를 수집하는 만큼 추후 건물, 날씨, 시간, 유동인구 등에 의한 영향 분석 데이터 공개 시 학술적 가치가 매우 높을 것으로 평가된다.

센서가 생산하는 다양한 데이터를 활용해 새로운 가치 발굴 모색

기상청과 SKT는 기기 내 기압 센서를 활용해 향후 지진 관측뿐만 아니라 다양한 분야의 기상 기후 연구 협력도 추진 예정이다. SKT는 이번 성과를 기반으로 해외 국가의 지진, 기상 관측망 모델도 지원할 수 있을 것으로 기대한다.

SKT는 자사의 ICT 기술과 통신 인프라를 적극 활용해 사회안전망을 강화하는데 기여하는 ESG 경영 활동을 지속할 예정이다.