슬로바키아 군용림이 자율 드론을 활용해 산불 감지 능력을 향상시키는 방법

슬로바키아 군수산림청(VLM)은 군사 훈련 지역 내 광활한 산림 및 농경지를 관리하는 국영 기업으로, 4개 지역에 걸쳐 63,000헥타르에 달하는 상당한 규모의 토지를 보유하고 있습니다. 국방부 산하 기관인 VLM은 엄격한 보안 규정을 준수하면서 산림 자원을 관리하는 데 있어 고유한 과제에 직면해 있습니다. VLM은 1950년부터 주요 군사 훈련 지역으로 사용되어 온 자호리에 군사 지구의 감시 및 보안을 강화하기 위해 자율 드론 기술을 도입하는 진보적인 접근 방식을 취했습니다. NestGen '25 세션 중 하나에서, 슬로바키아 브라티슬라바에 본사를 둔 드론 기술 선도 기업 UAVONIC의 CEO인 미할 세베라(Michal Severa)와 이야기를 나누었습니다. UAVONIC은 항공 기술 전문 기업으로, 드론 통합, 자동화 및 데이터 수집 분야에서 전문성을 바탕으로 건설, 에너지 및 산업 분야에 드론 기반 솔루션을 제공합니다. 산불 감지를 위한 자동화 드론 솔루션 구현에 대한 그들의 이야기를 아래에서 확인하세요. 👇

"건조한 기후와 강풍이 결합된 고인화성 소나무 숲의 요인을 이해하는 것은 효과적인 예방 및 대응 전략을 개발하는 데 필수적입니다." - Michal Severa, UAVONIC CEO

서부 슬로바키아의 자호리에 지역은 다음과 같은 이유로 심각한 산불 위험에 직면해 있습니다.

• 화재 발생 위험이 매우 높은 지역: 이 지역은 소나무 숲이 넓게 펼쳐져 있는데, 소나무 숲은 특히 건조한 날씨와 강풍이 겹칠 경우 화재 발생 위험이 매우 높습니다.
• 과거 산불 피해: 과거 산불로 인해 상당한 파괴가 발생했습니다. 1994년 산불은 1,171헥타르를 태웠고, 2007년 산불은 3헥타르를 파괴했으며, 2012년 산불은 200헥타르의 소나무 숲을 태웠습니다.
• 탐지 한계: 기존 산불 탐지 방법에는 상당한 단점이 있습니다. 위성 기반 기술은 대규모 추적은 가능하지만 조기 경보 기능은 제한적입니다. 감시탑은 감시할 수 있는 지역에 제약이 있으며, 시민 제보는 유용하지만 제보자가 이미 위험에 처한 경우가 많아 너무 늦은 경우가 흔합니다.
• 대응 시간의 중요성: 산불의 빠른 확산은 효과적인 소방 대응을 위해 즉각적이고 정확한 정보를 요구하며, 따라서 더 빠른 감지 및 평가 능력이 시급히 필요합니다.

이 지역의 모래 지형은 이러한 어려움을 더욱 가중시켜, 화재가 초기 단계를 지나 확산되면 진화하기가 특히 어렵게 만듭니다. 따라서 대규모 피해를 예방하기 위해 산불을 초기 단계에서 감지할 수 있는 조기 탐지 시스템이 절실히 필요합니다.

UAVONIC은 DJI 도킹 기술과 FlytBase 소프트웨어를 통합하여 VLM(수직 산림 관리)을 위한 자율 드론 시스템을 구축했습니다. 이 드론 패키지 솔루션은 자호리에 군사 지구의 27,000헥타르에 달하는 산림을 지속적이고 자동화된 방식으로 모니터링할 수 있도록 합니다.

솔루션 구성 요소는 다음과 같습니다.

• 하드웨어: DJI 도킹 스테이션과 시각 및 열화상 카메라가 모두 장착된 Mavic 3T 드론
• 소프트웨어: FlytBase 안전한 자율 운영을 위한 온프레미스 솔루션을 제공합니다.
• 완성: VLM의 산림 관리 시스템과의 맞춤형 지도 통합
• 의사소통: 데이터 전송을 위한 스타링크 연결

이 시스템은 첨단 열화상 기술을 활용하여 열 이상 현상을 감지함으로써 기존 감지 방식보다 훨씬 뛰어난 성능을 제공합니다. 자율 비행이 가능한 드론은 미리 정해진 비행 경로를 따라 정기적으로 순찰하여 산불을 조기에 발견할 가능성을 크게 높여줍니다.

DJI 도킹 스테이션은 드론을 보관하고 충전 및 데이터 전송 기능을 제공합니다.

• 이 시스템은 부두를 중심으로 반경 2~3킬로미터 범위 내에서 정기적으로 자동화된 임무를 수행합니다.
• 드론은 비행 중 가시광선(4K) 이미지와 열화상 이미지(640×512 픽셀)를 모두 촬영합니다.
• 데이터는 작동 범위 내에서 DJI의 전송 시스템을 사용하여 도크로 전송됩니다.
• 도킹 스테이션은 스타링크를 통해 캡처된 데이터를 FlytBase 서버로 업로드하여 처리합니다.
• 화재 발생 가능성이 감지되면 시스템은 운영자에게 경보를 보내고, 운영자는 위협을 확인하고 소방팀과 협력할 수 있습니다.
• 향후 구현에서는 AI 기반 감지 기능을 통해 열 이상 현상 식별을 더욱 자동화할 것입니다.

이 시스템은 엄격한 공역 및 기술적 제약 조건 내에서 작동하며, 지상 120미터의 최대 비행 고도를 유지하면서도 효과적인 감시 범위를 제공합니다. 열화상 기능은 효과적인 감시 범위를 최대 5킬로미터까지 확장하여 정밀한 산불 감지 및 상황 인식을 가능하게 합니다.

군 관할 공역에서 드론 박스 솔루션을 구현하는 것은 여러 가지 어려움을 수반했습니다. UAVONIC은 8월에 며칠간 초기 테스트를 실시하여 실제 무선 신호 도달 범위를 평가하고 최적의 비행 매개변수를 검증하기 위한 비디오 및 사진 자료를 수집했습니다. 실제 환경(35°C 이상의 고온)에서의 테스트는 기술 사양 및 운영 매개변수를 검증하는 데 필수적이었습니다.

구현 과정에서는 몇 가지 주요 과제를 극복해야 했습니다.

• IT 보안 통합: 국방부 산하 국영기업인 VLM은 IT 보안에 있어 엄격한 군사 표준을 준수합니다. VLM의 보안 요구사항과 FlytBase 의 운영 요구사항을 모두 충족하는 네트워크 아키텍처를 구축하는 것은 상당한 과제였으며, VLM의 IT 팀과 FlytBase 개발자 간의 긴밀한 협력이 필수적이었습니다.
• 공역 협의: 제한된 공역(LZR 314)에서 운항하려면 말라키 항공 교통 관제소와의 지속적인 통신 및 동일 고도 구역에서 운영되는 주자나 사격장의 군사 훈련 활동과의 협조를 위한 절차를 수립해야 했습니다.
• 기술적 제한 사항: 이 시스템의 이론상 최대 작동 범위는 15km(유럽 CE 표준 기준 8km)이지만, 지면 설치 위치 및 나무에 의한 신호 차단으로 인해 실제 작동 범위는 2~2.5km 반경으로 제한됩니다. 따라서 안정적인 작동을 보장하면서 최적의 커버리지를 확보하기 위해 도킹 스테이션을 전략적으로 배치해야 했습니다.

자율 드론 시스템 도입은 VLM의 산불 관리 역량에 상당한 이점을 가져다주었습니다.

강화된 모니터링 범위‍

이 시스템은 부두 반경 2~3km 이내의 산림 지역에 대한 정기적인 항공 감시를 제공하며, 열 감지 기능을 통해 유효 감시 범위를 최대 5km까지 확장할 수 있습니다.

조기 발견 개선‍

정기적인 자율 비행은 산불을 가장 효과적으로 진압할 수 있는 초기 단계에서 감지할 확률을 높여줍니다.

24시간 연중무휴 준비 태세

‍드론이 상자에 담긴 이 시스템은 화재 위험이 감지될 때 즉시 투입할 수 있도록 지속적인 가용성을 보장하여 대응 시간을 단축합니다.

인력 수요 감소‍

이 시스템의 자율적인 특성은 인간 조작자의 필요성을 최소화하여 VLM이 인력을 다른 중요한 업무에 투입할 수 있도록 합니다.

상황 인식 능력 향상

이 시스템은 실시간 항공 영상을 제공하여 대응자들이 화재의 규모, 방향 및 강도를 파악하고 전술적 의사 결정을 개선하는 데 도움을 줍니다.

"실제 테스트를 통해서만 기술 사양에 명시된 내용을 확인할 수 있습니다. VLM에서 이러한 테스트를 요청해 주셔서 기뻤고, DJI 도크와 FlytBase 실제 운영 환경에 적용하기에 적합한 솔루션임을 입증하기 위해 테스트를 진행했습니다." 말했다 미할 세베라, UAVONIC CEO.

UAVONIC과 VLM은 시스템 기능을 더욱 향상시키기 위해 여러 가지 개선 사항을 개발 중입니다.

• AI 통합: 자동화된 화재 및 연기 감지에 머신러닝을 적용하여 인력 감시에 대한 의존도를 줄이고, 감지 속도를 높이고 효율성을 향상시킵니다.
• 다중 도킹 시스템 구축: VLM의 4개 운영 지역에 추가 도킹 스테이션을 설치하여 시스템을 확장하고 포괄적인 모니터링 네트워크를 구축할 계획입니다.
• 중앙 통제실: VLM이 운영하는 슬로바키아 전역의 모든 드론 기지를 관리할 중앙 운영 센터를 구축합니다.
• 규제 체계: 가시선 밖 비행 작전을 위한 성공적인 공역 규정을 수립하기 위해 각국 당국과 지속적으로 협력하고 있습니다.
• DJI RTK 구현: DJI RTK 기술을 중계 스테이션으로 활용하여 시스템의 작동 범위를 확장하는 방안을 모색합니다.

향후 시스템 개발은 군사적 용도에 필요한 높은 보안 기준을 유지하면서 자동화 수준을 높이고 적용 범위를 확대하는 데 중점을 둘 것입니다.

산불 감지를 위한 자율 드론 시스템 도입은 VLM의 산림 관리 역량을 크게 향상시키는 중요한 진전입니다. 열화상 기술과 안전한 자율 운용 기능을 갖춘 드론 패키지를 활용함으로써 VLM은 산불 발생 초기 단계에서 이를 감지하고 대응하는 능력을 강화했습니다.

"DJI 도킹 시스템과 M3T 드론은 지속적인 지역 감시에 매우 유용한 것으로 입증되었습니다. 성공적인 공역 규제를 위한 프레임워크를 아직 구축하는 중이지만, 이 프로젝트에 자동화 및 AI를 통합할 수 있는 큰 잠재력을 보고 있습니다." 말했다 미할 세베라, UAVONIC CEO.