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[기고] 도시 인프라 활용한 안전한 스마트학교 공간 설계
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[기고] 도시 인프라 활용한 안전한 스마트학교 공간 설계
  • 석주원 기자
  • 승인 2020.06.04 16:50
  • 댓글 0
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스마트시티, 안전을 위해 학교 공간을 지능화하다

[글=방준성/계보경]

방준성
한국전자통신연구원(ETRI) 지능화융합연구소 공공안전지능화연구실 선임연구원
과학기술연합대학원대학교(UST) 컴퓨터소프트웨어학과 부교수

계보경
한국교육학술정보원(KERIS) 디지털교육정책본부 정책연구부 부장
이화여자대학교 교육대학원 교육공학HRD 전공 겸임교수

 

정부가 추진하는 스마트시티 사업이 본격화 단계를 거치며 ICT 신기술을 활용한 도시 문제 해결을 목표로 세종과 부산에 스마트시티 국가시범도시가 조성되고 있다. 세종과 부산은 교육을 도시 혁신 요소로 삼고 있으며 그 혁신의 과정에서 안전한 스마트학교 공간을 학생들에게 제공하고자 한다. 그렇다면 스마트시티 인프라를 활용한 학교 공간은 어떤 형태로 설계되어야 할까?

 

스마트시티 국가시범도시 핵심 혁신 요소 중 하나인 교육

세계 주요국들은 인구 증가와 도시화에 의해 발생하는 교통 혼잡, 물 부족 등의 도시 문제들을 해결하고 도시의 지속 가능성을 확보하기 위해 인공지능(AI), 사물인터넷(IoT) 등의 ICT 기술을 이용한 스마트시티 전략 추진에 전방위적인 노력을 기울이고 있다.

한국에서의 스마트시티란 도시의 경쟁력과 삶의 질 향상을 위해 건설 기술, 정보통신 기술 등을 융복합하여 건설된 도시 기반 시설을 바탕으로 다양한 도시 서비스를 제공하는 지속 가능한 도시를 말한다. 한국 정부는 ‘5년 내 세계 최고 수준의 스마트시티 조성’이라는 슬로건을 발표하며 국토교통부를 전담 부처로 지정해 세종과 부산에 국가시범도시를 조성하고 있다.

교육은 두 국가시범도시의 핵심 혁신 요소 중의 하나로, 지속 가능한 도시 건설을 위해 ICT 기술이 활용된 에듀테크(EdTech 또는 EduTech)를 도입하고, 학교 교육과 생애 학습이 이어지는 새로운 도시 기반의 교육 혁신 모델을 제시하는 것을 목표로 하고 있다.

한국교육학술정보원(이하 KERIS)에서는 미래 사회 핵심 역량을 갖춘 인재를 양성하기 위한 질 높은 스마트시티 교육 기반 마련을 위해 관계 부처 및 기관, 교육 수요자, 에듀테크 기업 등 다양한 이해관계자들과의 협업으로 스마트시티 교육 부문의 실행 전략을 수립하고 있다. 또한 활동 중심 교육을 강화하고 학습 공간/시설 공유가 가능한 혁신적 교육환경을 제공하는 것을 목표로 스마트시티의 핵심 학습 센터로서 학교 공간 모델에 대한 기초 설계도 함께 추진하고 있다.

스마트시티 국가시범도시 학교 콘셉트 설계도
스마트시티 국가시범도시 학교 콘셉트 설계도

 

에듀테크 기술에 의한 학습 공간의 확장

스마트시티 전략에서는 “City as a Extended School”을 비전으로 에듀테크 기술을 활용해 도시 전체를 학습의 장으로 확장하고자 한다. 이러한 과정에서 KERIS는 스마트학교(물리적 공간)와 교육 플랫폼(온라인 공간)을 구축하고 학생을 미래 ‘창의융합’ 인재로 성장시키기 위한 교육 과정을 실현할 수 있는 에듀테크 기술 개발을 수행 및 지원하고 있다.

미래 교육 비전 실현을 위해서는 학생들이 오프라인과 온라인을 넘나들며 자신이 원할 때 언제 어디서나 무엇이든 학습할 수 있는 공간을 제공하는 것이 필요하다. 이를 위해 오프라인과 온라인의 O2O 일체형 통합 공간으로 설계될 스마트학교 공간은, 도시와의 통합 설계를 통해 교실과 도시의 모든 자원들이 연계되고 도시 전체가 학습 공간이 되는, 현재보다 확대된 개념으로 설계되고, 운영될 것이다.

스마트시티 국가시범도시의 학교는 즐거운 학교, 안전한 학교, 스마트한 학교, 지역과 연계된 학교, 생태지향적 학교의 지향을 담고 있다.

스마트시티 학교 설계의 지향점
스마트시티 학교 설계의 지향점

 

안전한 학교를 위해 교내외 범죄 특성 파악 필요

확장된 배움터에서 다양한 활동을 하기 위해서는 학생들의 안전을 위한 교육 환경에 대한 고려가 우선적으로 이루어져야 할 것이다. KERIS의 ‘Future School 2030’ 가이드라인에 따르면 학교는 개방성과 안정성을 갖는 배움터로써 사람, 환경, 기술 측면에서 학생 안전 개선 방향을 제시하고 있다.

지역사회 구성원 측면에서, 일반적인 학교 울타리인 폐쇄형 담장을 투명하게 바꾸거나, 지하 주차장과 같이 어두운 공간의 조명을 밝게 만들어, 학생과 학교 관계자 등의 시야가 최대한 확보될 수 있게 하면 자연스러운 감시가 이루어질 수 있다. 또한 공용 공간에 일반인과 지역 주민들이 많이 드나들게 하여 활동을 활성화하는 것 역시 자연적 감시 기능을 강화할 수 있는 하나의 방법이다.

학교 환경 측면에서, 설계된 공간대로 사람들이 출입하거나 이동할 수 있게 하여 허가 받지 않은 사람들의 출입을 차단함으로써 자연적인 접근 제한이 이루어지게 할 수 있다. 또한 지역 개방 공간과 내부 영역을 확실하게 구분하거나, 시설물이나 공공장소를 지속적으로 관리하여 불법 행위가 허용되지 않는 분위기로 만들 수 있다.

기술 측면에서, 이들을 보완하기 위해 학교 취약 지역 곳곳에 CCTV를 설치하고 영상 관제와 음성 인식이 가능하도록 하며, 비상 상황 시 학생이 CCTV 아래에 설치된 비상벨을 누르면 CCTV 방향이 비상벨 위치로 자동 이동하도록 할 수 있다. 해당 영상이 교장실, 교무실, 행정실에 전달될 수 있도록 하여 학교 폭력 예방의 효과를 기대할 수도 있다. 여기에서는 기술적 관점에서의 고려사항에 대해 주로 다루고자 한다.

스마트학교 및 그 주변에서 발생하는 범죄들은 학교라는 물리적 공간의 특성에 영향을 받는다. 학교 주변 외부인에 의해 발생되는 형사사건 범죄는 약취유인, 성범죄, 절도사건 등이 대부분이다. 각 사건은 발생 시간이나 장소가 중요하기도 하고 인물이 중요한 단서를 제공하기도 하기 때문에 그 범죄 유형에 따라 파악해야 할 정보가 다르다.

사건 발생 시간은 학생들이 있는 일과 시간 중이 대부분이며, 발생 장소는 교실, 운동장(사각지대), 화장실 순이다. 학교급별로는 초등학생 대상으로 사건 발생율이 높다. 약취유인은 다른 범죄와 경합되어 발생하는 경우가 많은 편이다. 성범죄는 지적장애나 신체장애가 있는 대상에게 많이 발생한다.

학교 안전 강화를 위해 ICT 기술을 이용하여 학교 주변의 사건/범죄 특성을 분석하고 학교범죄에 취약한 대상, 학교, 범죄 발생 시간이나 장소 등을 파악해 학교 안전을 위한 CCTV 시스템 설치 장소, 안전 감시 방법 등에 활용하는 것이 필요하다.

 

학교 공간 특성에 맞는 카메라 운용 기준 필요

여러 나라에서는 안전한 학교 환경 조성을 위해 학교 공간 특성에 맞는 CCTV 시스템 설치 및 운용 가이드라인을 제시하고 있다. 미국은 2001년 개정된 초·중등교육법 ‘No Child Left Behind Act of 2001’의 ‘Safe and Drug-Free Schools and Communities Act’에서 학교 폭력 및 마약 복용 방지 등 학생 안전 확보를 위해 감시 카메라, 보안 장비 설치 등을 제시하고 있다. 이와 함께 ‘School Security Technology and Resource Center’, ‘Federal Emergency Management Agency’ 등을 설립하여 학교 보안과 관련된 시설 평가, 기술 개발/지원 등의 역할을 수행하고 있다.

일본은 1999년과 2001년에 이슈화된 학생 대상 범죄의 여파로 학교 범죄 예방 필요성에 대한 사회적 인식이 증가하게 되었다. 일본 문부과학성은 범죄예방환경설계기준(2002), 초중등학교 시설정비지침서 개정(2003) 등을 통해 출입 통제 강화, 가시성 확보 등에 대한 방법과 학교 보안 시스템, 모니터링 시스템 등에 대한 기준을 제시했다.

한국에서도 학교 공간에서의 CCTV 설치 기준 등에 대한 자료를 찾을 수 있다. CCTV를 지나치게 높이 설치하면 사람의 머리 상부만 보여 사람 인식에 어려움이 있어, 초중고 학생 평균 신장에 따라 학교급별로 다른 설치 높이 기준이 제시되어야 할 것이다. 반대로 너무 낮게 설치하면 사각지대가 감소하지만 실제 촬영거리가 짧아지게 된다.

카메라의 각도는 화각과 설치 높이를 고려해 조정되어야 한다. CCTV 해상도, 화각에 의해 결정되는 가시거리 및 모니터링 유효거리 등의 CCTV 카메라 성능, CCTV 카메라의 설치 높이 및 위치의 중요성 등 CCTV 카메라 설치 환경을 고려하여 학교 주요 공간인 학교 출입문 및 학교 담장, 화장실 및 복도, 운동장, 그 외 사각지대 등 공간별 CCTV 카메라 설치 기준에 대한 연구가 필요하다. 건축물 형태가 학교별로 다를 수 있기 때문에 이에 대한 고려도 있어야 한다.

 

IoT 활용 학교 안전

IoT가 최근 교육 분야에 도입되며 학습 환경 개선 및 안전성 향상에 기여하고 있다. IoT가 학교 건축물 혹은 시설물에 설치될 경우 건물의 진동, 기울기 등에 대한 데이터를 실시간으로 수집할 수 있고 수집된 데이터 분석을 통해 건물 붕괴를 사전에감지할 수 있다.

학교 현장에서 가장 많이 발생하는 사건 중 하나는 실종이다. 학부모가 학생들을 학교 앞까지 데려다주거나 학생들이 학교 버스를 타고 학교와 집에서 하차했음에도 불구하고 학생들이 실종되는 사건이 발생하기도 한다. 미국 콜로라도의 한 학교는 ‘조나-Z-시스템(Zonar Z Pass System)’이라는 IoT 기술 응용을 통해 버스에 탄 학생의 움직임을 분석해 학생이 통학버스를 탔는지 여부 등을 확인할 수 있다. 이 시스템은 교실, 실험실, 체육관 등에 설치되어 학생 움직임 패턴을 분석할 수 있다.

 

음성/소리 인식이 추가된 학교 안전망 구축 필요

카메라 영상, 데이터 센싱 이외에도 주변에서 발생한 음성 신호를 활용할 수 있다. 음성/소리를 활용하면 발생 위치를 빨리 찾거나 영상에서 획득하기 힘든 정보를 추출할 수 있다. 예를 들어, 미국의 Shot Spotter는 총격이 일어난 위치를 확인하는 것이 가능하다. 원거리에 위치한 카메라로 다양한 종류의 총기류를 확인하여 이를 검출하고 신고하는 것은 쉽지 않은 일이지만, 소리를 이용하면 더 쉽게 총기 사건을 감지할 수 있다.

가로등, 화장실 등에 설치된 음성/소리 인식 장치는 비명 등이 있을 경우, 재빨리 해당 위치로 경찰을 출동시키는 것이 가능하다. 또한, 터널과 같은 곳에서 두 차량이 가까운 거리에서 접촉 사고가 일어났을 경우, 그 접촉 사고를 판별하기는 쉽지 않지만, 카메라 이외에 소리 측정을 통해 이를 판별할 수 있다.

학교 시설에서는 학생들이 머무는 학교 주변에서 소리가 나는 방향을 감지하여 해당 위치에 회전식 CCTV 카메라의 촬영 시간을 늘리던가 화면 배율을 확대하는 등 주변 디지털 기기와 연동하여 활용될 수 있다.

 

도시 인프라와 지능형 카메라 활용한 학교 안전 강화

ICT 기술의 발전으로 최근에는 인공지능 기술을 활용한 영상 분석 기술이 카메라에 응용되고 있다. 기존에는 CCTV 카메라로 사람이 편리하게 더 많은 지역을 살펴볼 수 있도록 관리 및 제어 도구 등을 개발했지만, 최근에는 특정 인물이나 물체를 추적, 이상 행동을 검출하는 등 다양한 기능이 추가되고 있다.

CCTV 기술의 발전은 24시간 학교 공간 감시에 유리해지고 있으나 지능형 카메라 활용을 위해서는 인공지능 기술 이용에 따른 책임이나 데이터 수집/관리 등 책임에 대한 논의도 이루어져야 한다.

스마트시티에서는 도시 인프라가 연계되어 학교 및 주변에서 수집된 데이터를 활용해 범죄 사실을 초기에 발견하거나 용의자 추적 등이 가능해질 것으로 예상된다. 이러한 과정에서 스마트가로등, 드론 등 도시 인프라의 어떤 데이터를 어떻게 활용할 수 있는지에 대한 인터페이스 설계 등도 다루어져야 할 것이다.



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