[ LAYER 1 ] 현장 계측 · IoT 데이터 수집
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강우 계측
- 강우량계 (Tipping bucket)
- 레이더 강우 데이터
- 강우 강도 · 누적량
- 기상청 API 연계
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지반 수분 계측
- 간극수압계 (Piezometer)
- 토양수분 센서 (TDR)
- 지하수위계
- 침투율 계측
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지반 변위 계측
- 경사계 (Inclinometer)
- 지표 변위 센서
- GNSS 변위 모니터링
- InSAR 위성 데이터
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토석류 감지
- 진동 센서 (Geophone)
- 충격 감지 센서
- 음향 방출 센서 (AE)
- 하도 유량계
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원격 탐사 · 공간정보
- LiDAR DEM 지형자료
- 드론 정사영상
- GIS 토지피복 DB
- 지질 · 토양 DB
▼ IoT 실시간 스트리밍 | 통신망: LoRa / LTE / 5G / LPWAN
[ LAYER 2 ] 데이터 수집 · 전처리 · 저장 인프라
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엣지 컴퓨팅 노드
- 현장 엣지 서버
- 1차 데이터 필터링
- 이상값 탐지 · 알람
- 오프라인 버퍼링
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시계열 데이터베이스
- Time-series DB (InfluxDB)
- 공간 DB (PostGIS)
- IoT 원시 데이터 저장
- 이력 데이터 아카이브
⚙️
데이터 전처리 파이프라인
- 결측값 보간
- 노이즈 필터링
- 단위 변환 · 정규화
- 이벤트 트리거 설정
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API Gateway · 미들웨어
- REST / MQTT API
- 데이터 버스 (Kafka)
- 보안 인증 · 암호화
- 외부 기관 연계
▼ 정제 데이터 공급 | 수치해석 입력값 + AI 학습/추론 데이터
[ LAYER 3 ] 수치해석 엔진
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산사태 안정해석
- 안전율 (FS) 계산
- 한계평형법 (LEM)
- 유한요소법 (FEM)
- 강우 침투 연동 해석
- 확률론적 안정해석
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토석류 흐름 시뮬레이션
- 2D 흐름 수치모델
- 유속 · 퇴적 분포
- 도달거리 예측
- 유출량 · 유사량 산정
- Bingham 유체 모델
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피해 영향 수치해석
- 충격력 · 압력 분포
- 구조물 취약도 분석
- DEM 기반 범람 모사
- 시나리오별 시뮬레이션
▼ 수치해석 결과 (안전율 · 흐름경로 · 영향범위) → AI 입력 + DT 피드
[ LAYER 4 ] AI 예측 · 판단 엔진
ARTIFICIAL INTELLIGENCE ENGINE
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발생 예측 모델
- IoT + 안전율 기반 발생 확률
- LSTM 시계열 예측
- 앙상블 머신러닝
- 임계강우 자동 산정
- 사전경보 리드타임
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피해 영향범위 추정
- 흐름 시뮬레이션 AI 가속
- 유출 토사량 추정
- 도달 범위 확률 분포
- Physics-informed NN
- 다중 시나리오 생성
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사회재해 전환 판정
- 주택 · 시설 붕괴 예측
- 인명 피해 가능 지역
- 도로 · 철도 차단 예측
- 취약 인구 분포 연계
- 피해 규모 등급화
📊
AI 모델 관리
- 학습 데이터 이력 관리
- 모델 성능 모니터링
- 자동 재학습 (재훈련)
- 불확실도 정량화
- Explainable AI (XAI)
// AI ↔ Digital Twin 상호관계 정의
🤖 AI 역할
· IoT 센서 이상 자동 감지
· 수치해석 결과를 입력으로 학습
· 토석류 발생 확률 실시간 추론
· 피해 영향범위 다중 시나리오 생성
· 사회재해 전환 여부 판정
· DT에 예측 결과 실시간 전달
· DT 시뮬레이션 결과로 재학습
→ 예측결과 시각화 제공
→ 시나리오 데이터 전달
← 현실 반영 데이터 피드백
← DT 시뮬레이션 결과 활용
↔ 상태 동기화
🗺️ Digital Twin 역할
· 현장 IoT 데이터 실시간 가시화
· 수치해석 결과 3D/2D 렌더링
· AI 예측 결과 공간적 표현
· 토석류 흐름 경로 애니메이션
· 피해 영향범위 GIS 오버레이
· 현실 vs 시뮬레이션 비교
· 의사결정 지원 대시보드 제공
[ LAYER 5 ] 디지털 트윈 플랫폼
🗺️
3D 지형 · 공간 가시화
- DEM 기반 3D 지형 모델
- GIS 레이어 통합 표현
- 건물 · 시설 3D 모델 (BIM)
- 실시간 드론 영상 융합
📈
실시간 센서 대시보드
- IoT 계측값 실시간 표출
- 시계열 그래프 · 히트맵
- 센서 위치 · 상태 모니터링
- 임계값 초과 시각 경고
🌀
시뮬레이션 가시화
- 토석류 흐름 애니메이션
- 안전율 분포 컬러맵
- AI 예측 영향범위 오버레이
- 시나리오 비교 뷰
🔄
현실-가상 동기화
- 실측 vs 예측 비교 분석
- 모델 보정 (Calibration)
- 이벤트 사후 재현 분석
- 디지털 트윈 정확도 지표
[ LAYER 6 ] 경보 · 대응 · 의사결정 지원
ALERT & EMERGENCY RESPONSE
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다단계 경보 시스템
- 관심 → 주의 → 경계 → 심각
- 자동 경보 발령 로직
- SMS / 앱 Push 알림
- 재난문자 연계 (CBS)
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피해 영향범위 공표
- GIS 기반 대피 경로
- 위험구역 주민 알림
- 피해 예상 건물 목록
- 구조대 출동 우선순위
👨💼
의사결정 지원 시스템
- 경보 발령 권고 보고서
- 시나리오별 대응 매뉴얼
- 관계기관 연락 체계 연계
- 실시간 상황 공유 화면
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사후 분석 · 환류
- 재해 이벤트 자동 기록
- AI 예측 정확도 평가
- 피해 조사 데이터 입력
- 모델 개선 피드백 루프
NEW
기술 명세서 미기재 → 추가 제안 항목