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과학화 경계 시스템의 필수 요소 ‘외곽감시 시스템’ 시장 분석

입력 : 2024-02-02 13:43
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외부 침입 막는 1차적 방어시스템
병력 감소에 따라 과학화 경계 시스템 도입


[보안뉴스 엄호식 기자] 2023년 연말, 파주에 있는 육군 1사단 신병교육대의 마지막 입영식이 진행됐다. 그리고 저출생의 여파로 인구가 감소하면서 올해 2월에는 1사단 신병교육대를 비롯한 3개 사단의 신병교육대가 문을 닫는다는 소식이 전해졌으며, 육군은 2041년까지 모든 사단의 신병교육대대 임무를 해제할 예정이라고 밝혔다. 그리고 이러한 병력 감소에 대한 방편으로 과학화 경계 시스템 도입에 힘쓰고 있다.

[이미지=gettyimagesbank]


과학화 경계 시스템은 최전방 지역 GOP(General Outposts)에 설치된 감시·감지·통제시스템으로 탐지통제병들이 근·중거리 카메라와 철책에 설치된 감지 센서의 정보를 바탕으로 철책 취약지역이나 침투행위에 대한 통제 및 모니터링 업무를 수행하는 방식이다. 이러한 과학화 경계 시스템에 꼭 필요한 필수요소 중 하나가 바로 ‘외곽감시 센서·시스템’이다.

외곽감시, 장미덩굴 가시 모방한 ‘철조망’에서 출발
외곽감시에 필수 요소로 꼽히는 울타리 센서는 울타리에 부착돼 침입자의 움직임이나 진동을 감지하는 센서로 구성된 보안 시스템을 말한다.

울타리 센서의 역사는 우리가 익히 알고 있는 철조망에서 시작된다. 19세기 중반 미국 중서부는 목축업을 주로 했는데, 나무나 돌로 만든 울타리는 부족하기도 했지만, 워낙 돈이 많이 들어 가축을 효과적으로 관리할 수 없었다.

이에 몇몇 발명가가 철사로 장미덩굴의 가시를 모방해 새로운 울타리를 만들기 시작했다. 그중에서도 가장 인기가 높았던 것은 1874년 특허를 받은 조셉 글리든이라는 사람이 만든 철조망이었다. 그리고 철조망의 등장은 농업과 목축의 혁신을 이끌었을 뿐만 아니라 미국 서부 개척과 정착에 큰 영향을 미쳤다.

이렇게 사용되던 철조망은 전쟁에서 말을 타고 돌진하는 기병대를 막거나 적의 침입을 방지하는 데도 사용되기 시작했으며, 오늘날에는 군사시설과 주요 보안시설, 국경 그리고 감옥 등 다양한 곳에서 사용되고 있다.

울타리 센서가 등장한 것은 전자기술이 발달하기 시작한 20세기였다. 초기 감지 시스템은 센서 케이블을 이용한 선 감지 방식이 대부분이었지만 기술의 발달로 현재는 다양한 종류의 감지시스템이 개발됐다.

▲감지 시스템의 형태별 분류[자료=한국국방연구원]


형태별로는 선 감지 방식과 면 감지 방식 그리고 공간감지 방식으로 구분할 수 있으며, 세부적으로는 △자력식 케이블 센서 △광케이블 센서 △전자감응식 센서 △압전진동 센서 △자이로 센서 △장력감지 센서 △광망감지 센서 △적외선 센서 △마이크로웨이브 센서 △레이더 센서 등 10여가지로 구분된다.

선 감지 방식은 울타리 면에 1~2개의 센서 케이블을 설치해 울타리 면을 감지하며 센서 케이블이 지나가지 않는 나머지 공간의 감시를 위해 진동감지방식을 기본으로 한다.

면 감지 방식은 울타리면 전체를 감지 센서로 덮은 형태다. 면 감지 방식 중 장력을 이용한 시스템은 울타리면 전체의 장력을 통해 침입을 감지한다. 초기에는 한 개의 센서로 수십 개의 장력 선을 연결했지만, 최근에는 각각의 라인에 센서를 부착해 장력을 최소화한다. 광망 시스템은 광케이블로 그물을 만들어 울타리 전면을 덮은 형태를 띤다.

공간감지 방식은 공간을 감지하는 무선센서를 이용한 방식으로 공간을 감지하는 마이크로웨이브 센서와 선 형태의 빔을 쏘는 적외선 센서를 묶어 설치한다.

2026년까지 고도화할 GOP 과학화 경계 시스템
GOP 과학화 경계 시스템은 2006년 시범사업으로 시작해 2015년 중서부지역의 전력화가 완료됐고, 2016년에는 동부지역 전력화가 완료됐다. 5~7년 정도인 경계장비의 수명주기와 현재의 기술 발전 속도를 고려해 2022년 4월 26일 제143회 방위사업추진위원회에서 성능개량 사업 추진이 결정됐으며, 이를 통해 2026년까지 ‘카메라 탐지능력 향상’과 통제체계에 ‘인공지능(AI) 기반의 영상감시 경보기능’이 추가될 예정이다.

군은 인공지능(AI) 영상분석 기능에 대해 인공지능(AI) 학습 데이터를 활용·수집된 영상정보를 분석해 객체(사람, 동물 등)를 식별 탐지하고, 경보를 발령하는 신뢰성 있는 통제 시스템으로 반영했다. 특히 기존 방식 대비 오경보 발생을 최소화해 경계 병력의 피로도를 낮추고, 경계근무 부담을 경감해 장병의 복무 여건을 높였으며, 감시거리 확장 등 탐지능력의 향상으로 경계태세 완비에도 기여해 ‘AI 과학기술 강군 육성’에 이바지할 것으로 기대된다고 밝혔다.

업계에서는 과학화 경계 시스템의 고도화는 필수지만, 지능형 CCTV에 대한 의존도가 높아지고 있는 것에 대해 우려의 목소리를 전했다.

지능형 CCTV에 대한 의존도가 높아지는 것은 외곽감시 센서·시스템의 오경보가 주요 원인으로 꼽히지만, CCTV 역시 화각의 제한으로 인해 사각지대가 발생할 수 있으며 CCTV 역시 외곽감시 센서·시스템만큼이나 오경보에 대한 이슈가 지속해서 발생했기 때문이다.

“군은 CCTV 감시 화각을 넓히기 위해 중거리 지상감시레이더와 카메라를 함께 운영하고 있지만, 레이더는 가시선이 확보돼야 제대로 된 성능을 발휘할 수 있기 때문에 주로 산악지형인 우리나라에서는 제 역할을 다할 수 없습니다.”

업계 관계자는 지능형 CCTV의 도입을 반대하는 것이 아니라 넓은 옥외지형에 알맞은 감지시스템을 주 감시수단으로 정하고 지능형 CCTV를 센서 및 시스템과 연동해 침입 등 이상상황 발생 시나 알람경보가 울릴 경우, CCTV를 통해 해당 지역의 상황을 살펴보는 것이 더 효율적이라는 의견이다.

“CCTV가 지능형 등으로 지속해서 고도화하듯 외곽감시 센서·시스템도 오탐 및 오경보율을 줄이도록 개선해 나가는 한편, 기술의 고도화를 위해 힘쓰고 있습니다. 외곽감시 센서·시스템과 AI 기반의 영상분석 및 추적기술을 적용해 침입자를 자동으로 추적하는 AI 감지시스템이 함께 구축된다면 줄어드는 병력의 부담을 줄이고 더욱 명확하고 안전하게 경계시스템을 운영할 수 있을 것으로 생각합니다”

국산 외곽감시 센서·시스템, 글로벌 기술력 부족하지만 꾸준하게 개선 노력
외곽감시 센서 등 감시 시스템은 그동안 잦은 오류와 오작동에 대한 문제가 지속해서 제기됐다. 특히 센서가 과민하게 작동해 바람이나 동물 등의 움직임에도 경보가 울리면 경보에 대해 무감각해지고 그만큼 경계 태만으로 이어질 수 있다는 우려가 이어졌다.

외곽 펜스에 설치되는 감지 센서와 시스템은 외부 환경에 노출되기 때문에 비나 바람, 안개, 해무, 기온 변화, 동식물 등과 같은 외부 환경 요소가 감지 성능을 방해할 수 있고, 오경보의 원인이 될 수 있다. 또, 24시간 운영돼야 해 항상 작동 여부를 확인해야 한다.

업계는 외곽감시 센서·시스템의 기술력에 대해 아직은 부족하지만, 기술의 성장단계이며 그동안 고질적인 문제로 지적됐던 오탐율에 대해서도 많이 개선됐다고 설명했다.

“CCTV나 녹화장비, 관제 소프트웨어 등은 높은 수준의 기술력을 가지고 있지만, 외곽감시 시스템 기술은 아직 글로벌 경쟁력이 부족하다고 생각합니다. 이를 극복하기 위해 지속해서 기술개발과 성능 개선에 힘쓰고 있습니다.”

“외곽감시 센서&시스템은 초기 시장을 지배하던 외산 제품을 카피한 제품들도 대체되다 보니 독자적인 기술기반의 솔루션 개발이 부족한 현실입니다. 특히 한정된 국내 시장에서의 과다경쟁으로 성능보다는 가격에 비중을 두다 보니 기술이 향상할 수 있는 토양이 갖춰지지 못해 아쉽습니다.”

“국산 기술을 이용한 다양한 감지 방식의 센서·시스템 비중이 늘고 있어 감지 성능향상을 위한 기술의 성장단계를 지나고 있다고 생각합니다.”

외곽감시 센서·시스템, 공공 및 민간 주요시설 설치 확대
업계는 국내 2024년 외곽감시 센서·시스템 시장에 대해 시장이 확대되고 활성화할 것으로 전망했다. 외곽보안의 중요성이 대두되면서 국가 중요 보안시설뿐만 아니라 민간기업의 주요 시설에도 외곽보안 시스템 설치가 필수 조건이 되고 있기 때문이다.

“국내 외곽감지 센서·시스템 시장은 국가중요시설과 경계, 주요 산업시설에서의 보안 강화 수요가 증가하며 성장세를 보일 것으로 예상됩니다. 더불어 센서 및 시스템 감지의 정확성이 더 중요해지며, 차세대 기술인 AI와의 협력을 통한 통합된 솔루션 개발이 감지 시스템의 미래 발전 기술로 주목받을 것으로 생각합니다.”

“군 상비 병력을 빠른 감소와 북한과의 긴장 증가로 ‘과학화 경계 시스템’에 대한 투자가 증가하며 이에 시장도 긍정적인 영향을 받을 것으로 예상합니다.”

더불어 향후 외곽감시 센서·시스템에 추가될 기능이나 융합될 제품 및 기술로는 대부분 영상감시 기술과의 융합을 꼽았으며, 드론과의 협력도 주목하고 있었다.

“외곽감지 센서&시스템은 인공지능(AI)과 드론, CCTV, 경고방송, 지상감시 레이더뿐만 아니라 기존에 설치된 감시 시스템과 통합해 효과적으로 사용할 수 있습니다.”

“드론을 이용한 다각도의 영상감시 기술과 접목할 수 있으며, 불법 드론을 탐지하기 위한 드론탐지 레이더 감지 시스템과도 융합할 수 있습니다.”

“빅데이터를 활용한 AI 및 라이더 시스템과 연동해 최적의 외곽보안 시스템을 구축할 수 있습니다.”

가격경쟁보다 현장에 적합한 성능 확인 및 적용 필요
외곽감시 센서·시스템의 발전과제에 대해서는 지속적인 기술개발과 꾸준한 투자가 필요하다는 의견이다. 침입감지 시스템 분야에서 우리나라는 후발주자이기 때문에 더 많은 기술개발과 투자가 이루어져야 하며, 국내의 다양하고 좋은 구축사례를 통해 해외에도 진출할 수 있는 기틀이 마련돼야 한다는 것이다.

“영상감지 장치와 시스템도 20여년 전에는 해외의 우수제품을 주로 사용했지만, 짧은 기간에 국내 기업의 국산화 노력으로 높은 기술력을 확보하고 해외 시장에서도 인정받으며 수출이 활발해졌습니다. 영상 분야와 같이 외곽감시 센서·시스템 분야도 지속적인 노력으로 기술과 품질을 높이고 다양한 구축사례가 쌓인다면 국내를 벗어나 해외 시장에서도 인정받을 수 있을 것으로 생각합니다.”

국내에서의 경쟁력을 키우기 위해서는 도입 및 구축에 대한 가격을 고민하기보다 품질성능평가(BMT) 등을 통해 시스템 도입 현장에 맞는 요구조건을 충족하는지를 우선으로 고려해야 한다는 목소리도 있다. 더불어 제품 성능을 등급화해 해당 기준에 맞는 시스템을 도입하는 것도 기술과 시장발전을 위해 꼭 고려해야 한다고 전했다.

“침입감지 시스템은 센서의 방식과 시스템 구성형태에 따라 도입 및 설치 비용의 차가 큽니다. 현실적으로 비용을 무시할 수는 없지만 이에 중심을 두기보다 도입 현장과 상황에 대한 요구성능이 충족되는지가 우선적으로 고려되었으면 합니다.”

“모든 제품이 100%의 성능을 갖추고 있지 않기 때문에 국가중요시설에도 등급이 있듯, 성능을 표준화해 등급을 나누고 각각의 등급에 맞는 시스템을 도입하도록 하는 것이 중요한 과제라고 생각합니다.”

국내 주요 외곽감시 센서·시스템
그렇다면 국내 주요 외곽감시 센서&시스템에는 어떤 것이 있는지 살펴보자. 업체는 가나다순이다.

광섬유 센서 이용하는 ‘그린아이티코리아’
그린아이티코리아는 광섬유 센서를 이용해 감지하는 방식을 사용한다. 광섬유를 이용할 경우, 전자기에 의한 간섭으로 인한 오알람과 낙뢰 등에 의한 피해를 줄일 수 있다. 또, 장력 방식 대비 시스템 구축 비용이 저렴한 것도 장점으로 꼽힌다.

그린아이티코리아는 센서 감지 시 CCTV 영상연동을 통한 지능형 영상분석으로 알람이 발생한 센서 인근의 객체를 판별하고, 판별된 객체가 사람일 경우에만 알람을 송출해 알람 오작동으로 인한 경계업무 스트레스를 대폭 줄일 수 있다. 또한 주변 환경 학습 알고리즘을 통해 현장의 환경을 학습하고 비나 바람 등에 의한 오알람을 줄였다.

대표적인 제품은 펜스 및 지상과 지중 접근을 통한 침입을 감지하는 △인공지능 외곽침입감지 시스템이다. 이 시스템은 군사시설과 교도소 등 보안시설, 공항과 항만, 발전소 등 주요 기반시설에 활용할 수 있다.

▲국내 주요 외곽감시 센서&시스템 솔루션[자료=각 사 제공, 보안뉴스 정리]


장력 센서 시스템의 ‘세렉스’
세렉스의 장력 센서는 감지 정확성 및 외력에 따른 변화와 오차를 교정하고 날씨와 바람, 비 등 기후 영향과 주변 환경 변화로 인한 오경보를 필터링하기 위해 다양한 알고리즘이 적용돼 있다. 또한 감지 펜스에 설치되는 각종 구조물도 경량화돼 효과적으로 활용할 수 있다.

이 기술은 외곽보안 시스템뿐만 아니라 교량 자살 검지 시스템이나 철도 낙하물 검지 시스템 등 다양한 분야에서 활용할 수 있다.

세렉스의 강점은 제품의 하드웨어와 소프트웨어, 특허 및 GS인증 획득을 포함한 원천기술을 보유하고 있으며, 연구개발과 제조, 납품, AS까지 직접 수행한다는 것이다. 세렉스의 제품은 조달청 우수제품으로도 선정됐으며, 제품의 신뢰성 검증을 위해 다양한 시험 방법을 통해 온·습도, 충격 등의 검증을 수행하고 있다.

세렉스의 대표 제품인 △i-Guard LDS(Line Detection System)는 개별적으로 감도 설정이 가능하며, 감지선의 장력 변화량을 상황실에서 실시간으로 확인할 수 있다. 감지선 절단 시부터 복구될 때까지 지속해서 경보상황을 전송하며, 침입에 의한 절단이나 장력값의 변화, 통신장애 등 상황별로 구분해 경보를 발생한다.

침입경보와 평상시 감도, 통신장애 등 각종 이벤트를 구역(Zone)과 날짜, 시간별로 구분해 저장할 수 있으며, MAP 화면 제공 및 경보상황 팝업 표출로 직관적으로 감시할 수 있다.

이 제품은 99% 이상의 감지율을 자랑하며, 오경보가 거의 없다. 365일 무중단 가동 및 우수한 내구성으로 10년 이상 사용할 수 있고 유지보수도 용이하다. 다양한 지형과 지물에 설치 가능해 국가 및 민간 중요시설에 설치할 수 있으며, 현재 군부대와 공항, 항만, 발전소, 제철소, 석유화학시설 등 다수의 시설에 설치·운영되고 있다.

세렉스는 외곽감시 시스템 외에 지역에 전자기파를 방사하고 반사돼 돌아오는 전자기파의 양과 시간을 데이터로 제공하는 △지상감시 레이더와 △기상레이더 △자동소화장치 등의 제품들도 보유하고 있다.

진동 센서로 감지하는 ‘씨큐리티’
씨큐리티의 압전가속도계 진동 센서 방식은 센서와 센서 간의 변화된 신호를 Processor에 의해 전달 비교 분석해 침입 위치를 정확하게 알려준다. 이를 통해 축적된 센서의 유사한 움직임의 패턴을 다른 종류의 의심스러운 패턴과 구별할 수 있으며, X, Y축의 센서 움직임을 측정해 센서값을 정밀하게 조정할 수 있다. 특히 펜스 외에도 벽이나 수중 등 다양한 곳에 설치할 수 있으며, 3D 지도로 입체적인 디스플레이 표출이 가능하다.

씨큐리티의 대표제품은 △스마트 외곽침입 감지시스템(CSP-D400)이다. 최소 침입감지 범위를 1~5m로 설정할 수 있으며, 1대의 신호분석기로 400개의 센서를 이용해 최소 1㎞까지 관리할 수 있다. 씨큐리티의 ‘스마트 외곽침입 감지시스템’은 특허 및 GS 1등급과 IK10, IP68 인증도 획득했다.

센서 및 케이블 일체형으로 설치와 시공이 편리하며, 센서 파손 및 케이블 절단 시 부분 교체가 가능해 유지비용의 부담도 덜 수 있다. 현재 삼성전자 온양사업장과 한국남부발전소, ES GPS 발전소, 김포 코나아이 공장 등에 설치·운용되고 있다.

씨큐리티는 △방폭 IR 미니 돔 카메라와 △IR Fisheye 카메라 △방폭 스피드돔 카메라 △방폭
IR 미니 PTZ 카메라 등도 보유하고 있다.

▲국내 주요 외곽감시 센서&시스템 솔루션[자료=각 사 제공, 보안뉴스 정리]


센서 간의 진동레벨 편차를 비교하는 ‘이언시스템’
이언시스템은 팬스 패널 전후 센서 간의 진동레벨 편차를 비교하는 원리의 차동로직 알고리즘을 적용한 진동 센서를 사용한 시스템을 보유하고 있다.

대표제품인 △Peridect Plus는 차동로직 알고리즘 적용으로 오경보율을 획기적으로 낮췄을 뿐만 아니라 반영구적 압전소자가 적용돼 수명이 길다. 또 메쉬와 능형망, Ex메탈, 윤형철조망, 경관주물펜스, 철제 지붕, 지중매설 등 다양한 울타리 구조에 적용할 수 있다.

펜스 패널 단위로 탐지 및 감도 설정을 할 수 있으며, 2선의 감지 선로를 사용해 구조가 간편하며 유지보수가 편리하다. 시스템 2중화로 장애도 최소화했다. 이 제품은 국가 중요 보안시설의 외곽 울타리 감시에 적합하며, 국내 95% 이상의 화력발전소와 국방과학연구소, 변전소, 정수장 등에 설치·운영되고 있다.

이외에도 이언시스템은 외곽감시 센서 감지 시 침입자에게 자동으로 경고방송을 송출할 수 있는 △IOP 기반의 오디오 페이징 시스템과 공간 감지를 위한 △마이크로웨이브 및 적외선 감지 센서, 침입자의 보행 감지를 위한 △지중매설 감지 센서 등을 보유하고 있다.

단일 센서에 열선·진동·기울기 기능 탑재한 ‘카티스’
카티스는 접근 모션 및 펜스의 진동 그리고 기울기 감지 기술을 일체화한 지능형 복합 감지센서를 보유하고 있다.

대표제품인 △IHS(Intelligent Hybrid Sensor, IHS300·IHS320 ·IHS302)는 지능형 복합 센서로 자동 감도(Threshold) 기능을 탑재했으며, 무중단 RING 통신이 가능하다. 열선(PIR, 모션) 및 진동 감지결과를 개별·복합·순차적으로 운영할 수 있으며, 복합 감지 정보를 순서와 시간, 스케줄·사용·비사용 등으로 다양하게 운영할 수 있다.

특허 및 디자인 등록 제품인 카티스의 지능형 복합 감지센서는 중소벤처기업부 기술개발 혁신제품으로 지정됐으며, K마크 성능 인증을 획득했다. 또 KC·IP66·IK09 인증 획득으로 내구성의 우수함도 증명됐다. 개방형 운영자 프로그램(IPMS, Open Platform)으로 주변 시스템과의 호환도 편리하다.

이 제품은 현재 방위 시설과 공공 에너지 자원 저장시설, 민영 에너지 자원 저장 시설 등에 설치·운영되고 있다.

카티스는 지능형 복합 감지센서 외에도 마이크로웨이브(Microwave)&PIR 일체형 레이더 센서와 AXIS Radar 센서, 원형검색장비 등도 보유하고 있다.

▲국내 주요 외곽감시 센서&시스템 솔루션[자료=각 사 제공, 보안뉴스 정리]


센서의 신호와 영상신호 복합해 처리하는 ‘한텍컨버전스’
한텍컨버전스의 시스템은 펜스 부착형과 공간센서 융복합 신호처리를 1차로 구성하고 영상신호를 융복합해 처리할 수 있다. 말 그대로 감지센서끼리 신호처리를 한 후 영상감지 신호와 통합으로 신호를 처리해 오작동율을 낮췄다.

대표제품인 △VANGUARD는 감지감시 융복합 신호처리로 인위적인 침입에서만 경보로 처리하며, 국산 개발제품으로 가격경쟁력이 높으며 신속한 A/S와 부품 공급이나 성능 개량 등 유지보수 관리가 쉽다. 한텍컨버전스의 제품은 현재 한국가스공사와 주요 교도소, 포스코, 수자원공사 정수장, 공항 등에 설치·운용되고 있다.
[엄호식 기자(eomhs@boannews.com)]

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