출처 : SONOW
화재·지진·화학물질 확산을 물리법칙 기반 실시간 예측
전국 주요 도시와 산업단지에 구축된 재난 대응 디지털 트윈이 각종 재해의 발생과 확산을 물리 모델로 정확히 예측하여 신속한 대응을 가능하게 하고 있다. 이 시스템은 화재 연소, 지진파 전파, 유해물질 확산 등을 과학적 원리에 기반해 시뮬레이션하여 재난 상황을 실시간으로 재현한다.
서울시 재난안전대책본부에 구축된 통합 재난 대응 시스템은 25개 자치구의 건물, 도로, 지하시설을 3D로 모델링하고 실시간 기상 데이터와 연동한다. 화재 발생 시 건물 구조와 내부 가연물질, 환기 조건을 고려하여 연소 확산 속도와 방향을 정밀하게 예측한다. 특히 고층 빌딩이나 지하상가 같은 복합 시설에서는 연기 확산 경로와 농도까지 계산하여 최적의 대피 경로를 제시한다.
울산 석유화학단지에서는 화학물질 누출 사고에 대비한 확산 모델링을 상시 운영한다. 저장탱크별 화학물질 종류와 양, 주변 기상 조건, 지형 특성을 종합 고려하여 누출 시 확산 범위와 위험 농도를 실시간으로 계산한다. 바람 방향 변화나 온도 역전층 형성 등 미세한 기상 변화까지 반영하여 정확도를 95% 이상 유지하고 있다.
대피·차단·자원배치 골든타임 내 최적 의사결정
재난 대응 디지털 트윈의 핵심은 한정된 시간 내에 최적의 대응 방안을 도출하는 것이다. 인명 구조, 피해 확산 차단, 응급 자원 배치를 종합 고려하여 효과를 극대화하는 전략을 자동으로 제시한다.
부산시 재난안전상황실에서는 지진 발생 시 건물 붕괴 위험도와 인구 밀도를 실시간으로 분석하여 구조대 배치 우선순위를 결정한다. 규모 5.0 이상 지진 발생 시 30초 이내에 취약 건물 위치와 예상 피해자 수를 계산하고, 가장 가까운 소방서와 119구조대에 출동 지시를 자동 전송한다. 2022년 규모 4.9 지진 대응 시 기존 대비 출동 시간을 40% 단축했다.
인천시에서는 화학 공장 폭발이나 유독가스 누출 시 주민 대피와 도로 차단을 동시에 시뮬레이션한다. 바람 방향을 고려한 대피 방향 설정, 교통 혼잡을 고려한 대피 경로 분산, 응급의료진과 제독 장비 배치까지 종합적인 대응 계획을 5분 이내에 수립한다. 실제 소규모 화학물질 누출 사고 시 완벽한 대피를 통해 인명 피해를 전혀 발생시키지 않았다.
대구시에서는 대형 화재 시 소방차 배치와 급수 계획을 최적화한다. 화재 확산 속도와 방향을 예측하여 선제적으로 방화선을 구축하고, 주변 소화전과 급수탑의 용량을 고려하여 지속적인 소화 작업이 가능하도록 한다. 2023년 물류창고 화재 시 확산을 완전히 차단하여 인근 주거지역 피해를 방지했다.
시나리오 자동 생성으로 대응팀 훈련 효과 300% 향상
다양한 재난 시나리오를 자동으로 생성하여 대응팀의 훈련과 역량 강화에 활용한다. 실제로는 경험하기 어려운 복합 재난이나 극한 상황까지 가상으로 재현하여 대응 능력을 체계적으로 기른다.
경기도 재난안전본부에서는 월 2회 가상 재난 훈련을 실시한다. AI가 무작위로 생성한 화재, 폭발, 화학물질 누출 시나리오에 대해 각 시군 담당자들이 실시간으로 대응 방안을 수립하고 실행한다. 훈련 후에는 대응 시간, 인명 구조율, 피해 최소화 효과를 정량적으로 평가하여 개선점을 도출한다. 훈련을 통한 실제 대응 능력 향상 효과가 300% 증가했다.
전라남도에서는 태풍과 폭우가 동반된 복합 재난 시나리오를 중점 훈련한다. 하천 범람과 산사태가 동시에 발생하는 상황에서 제한된 구조 장비와 인력으로 최대 효과를 내는 전략을 반복 학습한다. 각 시나리오마다 최적해와 차선책을 미리 준비하여 실제 상황에서 신속한 판단이 가능하다.
제주도에서는 항공기 사고나 대형 선박 사고 같은 특수 재난에 대비한 훈련을 수행한다. 공항과 항만의 특성을 반영한 맞춤형 시나리오로 관련 기관 간 협조 체계를 점검하고, 육상과 해상 동시 구조 작전의 효율성을 높인다.
대응시간·피해면적·복구시간 통합 성과관리
재난 대응 디지털 트윈의 효과는 명확한 지표를 통해 측정된다. 대응시간 단축, 피해면적 최소화, 복구시간 단축을 핵심 KPI로 설정하여 지속적인 개선을 추진한다.
강원도에서는 산불 대응 시스템의 성과를 정량적으로 관리한다. 산불 신고 접수부터 초기 진화까지의 대응 시간을 기존 평균 25분에서 12분으로 단축했다. 헬기와 소방차의 최적 배치를 통해 화재 확산 면적도 60% 줄였다. 특히 드론을 활용한 실시간 화재 확산 모니터링으로 정확한 상황 판단이 가능해졌다.
충청북도에서는 화학 사고 대응 역량을 지속적으로 개선하고 있다. 화학물질 누출 신고부터 현장 도착까지의 시간을 20분 이내로 단축하고, 오염 제거 작업 완료 시간도 기존 8시간에서 3시간으로 크게 줄였다. 제독 장비의 전략적 배치와 전문 대응팀 사전 훈련 효과가 컸다.
전라북도에서는 홍수 대응과 복구 과정을 통합 관리한다. 수해 발생 시 이재민 임시 거주지 확보부터 도로 복구, 전력 복구까지의 전체 과정을 체계적으로 관리하여 평균 복구 시간을 40% 단축했다. 특히 사전에 구축된 복구 자재 비축과 인력 동원 체계가 신속한 복구를 가능하게 했다.
향후 이 시스템은 기후변화로 인한 신종 재난과 복합 재난에 대응하기 위해 더욱 고도화될 예정이다. 인공지능과 빅데이터를 활용한 재난 예측 정확도 향상과 자율 드론·로봇을 활용한 무인 대응 시스템 구축을 통해 재난으로부터 더욱 안전한 사회를 만들어갈 것으로 기대된다.