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도로, 철도 터널 및 지하철은 전 국민이 보편적으로 이용하는 교통 시설이고 터널이나 지하에서 이동하는 시간이 많아짐에 따라 사고의 위험이 높아질 수 있다. 또한 터널 및 지하 공간은 전쟁 등 민방위 상황과 태풍, 홍수, 호우, 지진 등 자연재해 발생 시 국민의 생명과 안전을 보호하기 위한 대피 장소로 활용이 가능하다. 이러한 상황에서 자연 재해나 재난 상황에서 언제 어디서나 관련 정보를 신속·정확·편리하게 수신할 수 있는 환경을 갖추는 것이 재난에 대비하는 정부의 중요한 정책 목표로 대두되고 있다[1].

2016년 경주 지진에서 보았듯이, 긴급한 재난이 발생하면 폭주하는 트래픽으로 인해 통신망, 인터넷망, 웹서버 등의 장애가 발생한다. 통신장애는 재난상황을 더욱 악화시킬 수 있다. 이러한 경우 지상파 방송망을 효과적인 재난정보 전달 매체로 활용할 수 있다. “재난방송”이란 재난이 발생한 경우 그 발생을 예방하거나 대피, 구조, 복구 등에 필요한 정보를 제공하여 그 피해를 줄이는 것이다[2].

현재는 국토해양부의 “도로터널 방재시설 설치 및 관리지침”에 따라 1종 도로 터널 내 아날로그 AM/FM 라디오 재난방송시스템이 설치되어 운영 중으로 터널이나 지하공간과 같이 재난발생시 위험한 공간에서 효율적으로 재난에 대응할 수 있도록 방송망을 통해 재난정보를 전달하고 있다[3].

도로터널 및 방재시설 설치 및 관리지침에 따르면 재방송설비는 터널 내 재난 발생 시 라디오긴급방송 및 라디오방송과 지상파 멀티미디어 공중파방송의 중계를 위한 설비로 방송기능을 포함한 중계장치와 누설동축케이블 및 안테나 등의 부대설비로 구성되며, ‘재방송 중계장치’라 함은 AM/FM 및 지상파 디지털 멀티미디어 공중파방송을 수신하여 터널 내 설치된 누설동축케이블 및 안테나 등을 통해 재송신하여 터널 내에서 공중파 방송의 청취가 가능하도록 함은 물론 터널 내 재난 발생시 공중파라디오 및 지상파 디지털 멀티미디어방송 주파수로 긴급방송을 하여 신속하게 대처할 수 있도록 유도하는 장치를 말한다[3][4].

기존 터널 및 지하공간의 재난방송 중계와 관련하여 터널 내 무선중계방식은 전쟁, 붕괴 등과 같은 재난 상황에서 단말기휴대, 수신 장애, 전파간섭 등 실질적 활용이 불가능할 수도 있으며, 고가의 구축비용으로 현장 보급률도 빠르지 않은 형편이다. 최근 중계시스템이 설치되어 있는 터널 내에서도 수신불량 터널은 DMB는 80.7%, 라디오 FM은 77.6%로 상황이 개선되고 있기는 하나 지속적인 개선이 필요한 상황이다. 터널 내에서 방송신호 수신이 불량한 이유는 중계기가 설치되어 있지 않아서 신호데이터가 존재하지 않거나, 중계 설비 노후와 누설동축케이블의 부식에 따라 수신이 끊어지거나 수신이 되지 않는 경우 등이 존재한다[1].

또한 다양한 경보시스템들이 개발되고 있지만 재난 시스템간 운영기관들이 상호 연계가 되지 않기에 정보수신자의 상황 고려 없이 일괄적인 재난 정보의 전달만 이뤄진다[2]. 5G 상용화 및 IoT 기술 고도화에 따른 IoT의 공공영역의 서비스가 확대되고 있으며, IoT 기반 비상통화 및 방송서비스가 제시되고 있다[5].

하지만 무선통신 및 IoT 기반 서비스들은 무선 기반의 서비스를 제공하는 것으로, 현재 중계시스템이 설치되어 있는 터널 내에서도 수신불량 터널에 대한 개선책이 필요한 상황이다[6][7].

이에 현재의 터널 내 재난방송 중계방식의 문제점에 대하여 무선기반의 재난방송 시스템 확충 등의 대안을 제시할 수 있으나 비용 등의 문제로 조속한 시일 내 가능하지 않은 것으로 확인되고 있다.

본 연구는 이러한 문제점을 해결하기 위하여 기존 터널 내 설치되어 있는 긴급통화시스템 인프라 활용을 통해, 유선중계방식의 FM라디오 재난방송 중계 단말기를 개발함으로써, 무선중계기의 음영지역을 보완하며 지하공간의 효과적인 재난방송 공급과 운용을 구현하고 기존 긴급통화시스템 인프라를 활용함에 따라 설치비용 절감이 가능하다.

긴급전화(비상전화)는 터널 내 운행 중 교통사고나 차량고장 등 비상상황이 발생할 경우 관리지사 및 터널관리사무실로 즉시 연락하여 사고시 인명과 재산피해를 최소화 할 수 있도록 도로 노변, 터널 내 측면에 200~250m 간격으로 설치된 통신시스템이다.

한편 이기종 예·경보 시스템들 간의 상호 연계 및 재난경보를 발령할 수 있는 통합경보 시스템에 대한 중요성이 부각되고 있다[5][8][9].

본 연구는 기존 설치되어 있는 긴급전화 시스템을 활용하여, 유선중계방식의 FM라디오 재난방송 중계 단말기를 구현하며, 이를 통한 터널 내 재난방송 중계 단말기의 기능적 진화를 목표로 하는 긴급호출 통화장치 기반 FM라디오 재난방송 중계기를 개발하고자 한다.

터널 등의 환경에서 현재 제공되는 LTE 등의 이동통신 서비스나 DMB 등은 서비스가 불가한 지역이 많으며, 무선 환경이 동작하지 않는 최악의 상황을 고려한다면 유선을 통한 재난방송 서비스가 필요하다.

본 시스템은 기존 터널, 지하철 등의 긴급호출통화 시스템을 활용하여 유선중계방식의 FM라디오 재난방송 시스템을 구현하였으며, 기존 제품의 성능을 능가하는 시스템을 구현하였다.

기존 아날로그 형태의 긴급통화시스템과 재난방송 서비스를 병합한 서비스 형태이며, 지역별 최적의 FM라디오 재난방송 주파수를 자동으로 선택할 수 있으며, 아날로그 오디오 송출기능을 구현하였다. 또한 긴급통화와 재난방송 중계가 가능한 전용 단말기를 구현하였다.

가격경쟁력 측면에서 긴급통화시스템 인프라를 활용함으로써 시스템 구축에 따른 비용이 저렴하고 재난 상황 외 평시상황에서 IP Network 인프라 또한 활용할 수 있어 다양한 정보를 취득, 가공, 송출 할 수 있을 것으로 판단되어진다.

또한 온습도, 연기, 불꽃감지 센서 등 안드로이드 기반 센서가 함께 적용되면, 다양한 서비스를 제공할 수 있으며, 아날로그 긴급통화 단말기를 활용함으로써 아날로그 재난방송 신호와 전원 GND를 공통으로 사용할 경우 상호 간섭에 따른 보완책이 필요하다. 전력 확보가 불가능한 지역에서의 사용을 위한 태양광 활용 등의 방안 모색이 필요하다.