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2021년 소방드론 경진대회 현장 속으로- Ⅰ

서울 영등포소방서 김성호 | 기사입력 2022/07/20 [10:00]

2021년 소방드론 경진대회 현장 속으로- Ⅰ

서울 영등포소방서 김성호 | 입력 : 2022/07/20 [10:00]

2015년 서울소방에서 최초로 도입한 소방드론은 각종 재난 현장에 투입되면서 지속해서 발전하는 분야다. 특히 드론은 시도별 지역 환경에 따라 운용방법이 달라진다는 특성이 있어 소속된 지역 이외의 지역과도 정보공유가 중요하다.

 

전국 재난 현장에서 소방드론이 다방면으로 활용됨에 따라 드론의 활용성과 발전을 고취하기 위한 특화된 경연대회가 매년 진행되고 있다. 특히 2021년 10월 20일 중앙소방학교에서는 제1회 소방청장배 드론 경진대회가 열렸다.

 

시도별 경합과 정보공유를 통한 운용자의 조종실력, 현장 운용 능력에 대한 증진을 목적으로 진행된 대회는 2017년 시범대회를 시작으로 세 번째다. 이번 대회에는 전국 시도 소방본부에서 예선을 거쳐 선발된 대표팀이 참가해 조종 능력을 경합했다.

 

현재 드론은 소방 이외에도 다양한 분야에서 활용되고 있다. 그로 인해 각 분야의 전문성과 관련된 행사나 대회들도 열리고 있어 정보 또한 쉽게 접할 수 있다. 하지만 소방드론 분야는 다르다.

 

재난 현장에서 운용하는 목적이 있기에 관련 정보를 쉽게 접하기 어렵다. 필자는 현재 재난 현장에서 소방드론을 운용하는 운용자인 만큼 소방드론에 관한 내용을 공유해 보려고 한다.

 

소방드론 경진대회 서울 대표가 되다

필자는 2010년부터 여가로 RC 조종을 시작했다. 드론을 접한 후 처음엔 레이싱(FPV) 드론 분야로 입문하면서 조종 기술 숙달 측면에 집중해 취미 수준에서 드론을 즐겼다.

 

2018년에는 지인이 보유한 DJI 사의 팬텀3 모델을 조종해 볼 기회가 생겨 센서 드론을 처음 접하게 됐다. 촬영 결과물과 기체 안정성을 경험한 후 드론의 활용 분야가 더 다양해질 수 있겠다는 생각이 들어 본격적으로 조종역량 강화에 노력해 왔다.

 

이후 서울소방에 합격해 2020년부터 서울 영등포소방서 구조대에서 구조대원으로 근무하게 됐다. 당시 구조대에는 매빅2 엔터프라이즈 기체를 운용하고 있었다. 기존에 드론의 활용에 대해 막연하게 생각만 하고 있었는데 직접 볼 기회가 생긴 거다.

 

이 일을 계기로 여가 수준에서만 즐기던 드론을 현장에서도 조종하기 위해 비번ㆍ휴무일에 연습과 훈련을 반복했다. 현재는 화재, 구조 등 각종 재난 현장에 출동해 인명구조 임무와 소방드론 운용을 겸하고 있다.

 

2021년 전국 시도 소방에서는 소방청장배 드론경진대회 참가팀을 선발하기 위한 예선이 진행됐다. 서울소방에서는 2021년 9월 30일 자체 드론 경진대회가 개최됐는데 자체대회는 개인전과 팀전(2인 1조) 인명탐색 분야 두 가지 종목으로 진행됐다.

 

이 중 인명탐색 분야 1위 팀에 소방청장배 대회 출전 자격이 부여됐다. 평소 관심을 두고 개인적으로 훈련해 오던 분야였기에 대회에 나가야겠다는 결심이 섰다. 같은 팀에 근무하던 서동해 반장(영등포소방서 구조대)의 동의를 얻어 함께 참가를 신청했다. 

 

▲ 서울소방 대회

 

인명탐색 분야는 소방드론을 활용한 탐색 능력을 기반으로 한 종목이었다. 서울소방학교 주차장에서 이륙해 학교 본관동에 배치된 표적을 지정된 순서대로 식별한 후 다시 복귀해 착륙 완료까지의 시간을 측정하는 방식이다. 빠르게 임무를 수행한 순으로 순위를 매겼다.

 

처음부터 소방청 대회까지 고려하진 않았고 단순히 서울소방 자체대회에서 3위 이상의 성적으로 입상하는 걸 목표로 훈련했다. 운이 따라준 건지 기존에 여가로 하던 분야(레이싱)와 유사한 방식으로 대회가 진행되면서 최우수상을 받을 수 있었다. 소방청 대회에 출전할 수 있는 자격도 얻었다.

 

막상 선수로 선발은 됐지만… 

서울소방 대회에 우승하고 나서 소방청 대회를 준비하려다 보니 여건이 좋지 않았다. 먼저 대회 준비에 대한 지원이 부족했다. 본부 차원에서 시뮬레이터 종목에 필요한 프로그램과 지정된 조종기를 지원해줬다. 하지만 그 외 훈련에 필요한 건 거의 지원 받을 수 없었다. 

 

허용된 비행시간 안에 계속해서 훈련하려면 여분의 배터리와 프로펠러, 기체 정비비용, 훈련장 협조, 기타 경비 등이 필요했다. 결국 이 모든 건 100만원 이상의 사비로 충당하는 수밖에 없었다.

 

훈련장소도 마땅치 않았다. 각각의 종목에 맞게 훈련하기 위해선 대회장과 유사한 장소를 찾아야 했다. 그러나 전역이 비행금지구역인 서울에서 적합한 장소를 찾아내는 건 사막에서 바늘 찾기와 같았다.

 

평소 대회 종목을 포함해 다양한 재난환경에서 드론을 효과적으로 운용할 수 있도록 훈련해왔다. 그러나 대회를 준비하는 훈련에서 경기장과 같은 조건을 가진 장소는 흔치 않았다. 

 

일정이 굉장히 촉박한 것도 한몫했다. 서울소방대회는 9월 30일에 종료돼 소방청 대회까지 20일밖에 남지 않은 상황이었다. 근무까지 병행해야 하니 훈련 시간이 턱없이 부족했다.

 

대회엔 전국 시도 소방 예선에서 우승한 실력자들이 출전하니 서울소방대회 바로 다음 날부터 근무를 제외한 모든 비번과 휴일을 투자하며 훈련에 몰두했다.

 

소방청장배 드론 경진대회는?

▲ 소방청장배 드론경진대회 경기장 안내 사진

 

소방청장배 드론경진대회는 더 세분화된 종목으로 구성됐다. 대회는 ‘드론 활용 수색’과 ‘시뮬레이터’ 등 두 가지 종목을 종합해 평가했다. 참가팀별로 임무 결과에 따른 점수를 부여한 후 순위를 결정하는 방식이었다.

 

현재 소방에서 드론을 운용하는 재난 현장과 유사한 환경을 조성한 수색 종목을 통해 드론 운용능력 향상과 발전을 도모하는 소방드론 대회 특성을 엿볼 수 있었다.

 

먼저 ‘드론 활용 수색’ 종목은 ‘붕괴건물 수색’과 ‘공원 수색’ 등 두 가지 임무를 각각 수행한 후 점수를 합산해 평가했다.

 

수색방법은 서울소방 자체 대회와 유사하게 지정된 공간에 배치된 표적을 식별하는 임무가 부여됐다. 붕괴건물과 공원, 두 장소를 각각 FPV 시점, 즉 드론 카메라를 이용한 비가시권 비행으로 수색하며 표적식별 개수와 정확도, 시간 점수 등을 합산해 평가됐다.

 

‘시뮬레이터’ 종목은 사전에 공지된 고정익 기체로 시뮬레이터(리얼플라이트9.5) 미션 코스를 지정된 조종기로 두 번 완주해야 했다. 5분간 제한 없이 재시작할 수 있었고 완주한 기록 중 좋은 기록으로 순위를 매겨 점수를 부여했다.

 

모든 경기 종료 후 수색과 시뮬레이터 종목의 점수를 합산해 시도별 순위가 결정됐다.

 

본격 훈련 돌입!

소방청 대회에서 드론 활용 수색 종목은 서울소방 자체대회와는 달리 경기에 사용할 기체를 조종자가 선택할 수 있었다. 이는 시도별 환경적 특성이 서로 달라 운용하는 기체 또한 각각 다른 걸 고려한 조치다.

 

수색 종목은 FPV 비행이 주를 이루는 종목들이라 기체의 비행성이나 카메라 화각, 조종기 등 가장 익숙한 기체를 이용해야 유리하겠다고 판단했다.

 

그래서 개인이 운용 중이던 ‘매빅 에어2’를 주 기체, 영등포소방서에서 운용 중인 ‘매빅2 엔터프라이즈’를 보조 기체로 사용했다.

 

1. 붕괴건물 수색

▲ 붕괴건물 수색 훈련장


처음엔 서울소방학교의 도시탐색훈련장과 지하에 조성된 지하철 훈련장을 이용해 훈련했다. 하지만 비행 난도가 높지 않아 훈련 효과가 만족스럽지 않았다. 그러던 중 영등포소방서에서 화재진압훈련 용도로 재개발지역 공가 건물을 확보해 훈련용으로 사용하는 곳을 협조받아 난도 있는 훈련을 진행할 수 있었다.

 

재개발지역의 건물이라 사고 걱정 없이 실내 비행을 할 수 있었고 소방훈련이 한참 진행 중이던 장소라 내부에 장애물이 많았다. 드론 한 대가 겨우 지나갈 만한 장애물을 직접 조성할 수도 있었다.

 

대회를 준비하기 위한 훈련이었지만 실제 붕괴 현장에서 임무를 수행할 상황을 대비할 좋은 기회라고 생각했다. 그래서 더 어려운 비행 환경을 만들기도 했다. 효과는 대만족이었다.

 

붕괴 현장과 같은 환경은 조종기와 기체 간의 신호전달과 비행경로를 방해하는 장애물이 많고 어느 지점에서 갑자기 신호가 단절될지 알 수 없다. 야외에서의 비행과 달리 조종ㆍ영상 신호 단절 시 비상조치 방법도 극히 제한적이다.

 

조그만 실수도 곧장 추락으로 연결될 수 있다. 이런 이유로 조종자는 신호강도를 실시간대로 주시해야 한다. 조종기 안테나의 방향도 신호전달에 유리하도록 드론 방향으로 지향해줘야 한다.

 

또 실내에서는 기체가 비행 중 무작위 방향으로 흐를 수 있으므로 마치 자세제어 모드(ATTI 모드)를 조종하는 것과 같이 수평 위치를 보정하며 조종해야 한다. 이런 기체 상태는 카메라 화면을 보며 판단해야 하므로 훈련 시 다양한 상황을 인위적으로 조성한 후 비행해 조종 기술 향상에 중점을 두고 훈련했다.

 

2. 공원 수색

▲ 공원 수색 경기 대비 훈련


서울소방학교 화단과 서울 인근의 공원을 이용해 훈련을 시작했다. 하지만 훈련 가능 면적이 협소하고 유동 인구가 많아 훈련하기에 적합하지 않았다. 그래서 경기 안산시 대부도의 한 공원에서 훈련했다.

 

거리가 멀어 이동경비와 피로도 측면에서 부담됐던 걸 제외하면 사람이 없고 바람이 강하게 부는 환경이라 훈련엔 좋은 장소였던 것 같다. 

 

대회 요강에 맞춰 저공비행 수색과 제한고도 범위 내에서 고도를 상승시켜 수색하는 훈련을 진행했다. 특히 저공비행 시 강풍이 불어오는 환경에서 나무와 벤치 등 장애물 사이로 빠르게 비행하는 훈련은 개인 역량 강화에 많은 도움이 됐다.

 

공원과 같은 환경은 기체 오작동이 적고 산악지역 대비 나무가 밀집돼있지 않아 비행 자체는 수월하다. 하지만 드론의 고도와 카메라의 각도, 비행 방향에 따라 관측되는 게 전혀 달라 수색 시 놓치는 부분이 생길 가능성이 크다. 지형지물의 위치가 건물처럼 정형화되지 않아 조종자가 드론의 위치를 인지하기에도 어려움이 있다.

 

따라서 공원 수색의 경우 비행경로와 드론 위치 등 조종 이외의 전반적인 사항을 부 조종자가 실시간으로 파악해 조종자를 지원할 수 있도록 긴밀하게 소통하는 연습에 집중했다.

 

3. 고정익 비행 시뮬레이터

▲ 시뮬레이터 고정익 기체


항상 추락위험이 존재하는 비행 RC 조종 분야에서 시뮬레이터는 가장 기본이 되는 연습 방법이다. 단, 특이했던 점은 소방드론 대회에서 회전익(드론) 기체가 아닌 고정익(비행기) 기체를 사용해 경기가 진행된다는 점이었다. 고정익 기체도 드론보다 일찍 접해 조종한 경험이 있어 쉽게 적응할 수 있었다.

 

수색 종목과 달리 시뮬레이터 종목은 사전에 정보가 모두 공개됐다. 실제 비행 환경에서의 바람이나 기체 오작동과 같은 변수가 없다. 따라서 반복ㆍ숙달로 기록 단축과 실수를 줄이는 데 집중하며 외부 비행훈련 이외의 모든 시간을 투자해 준비했다. 

 

모든 참가자가 한정된 조건으로 조종하므로 시간 단축을 위해 가장 빠른 경로를 찾는 데 주력했다. 안전하지만 약 40초의 기록을 낼 수 있는 경로와 어렵지만 38초의 기록을 낼 수 있는 경로를 찾아 2번의 완주 기회 중 안전한 경로를 먼저 완주하고 어려운 경로에 나머지 시간을 활용하려는 방법을 계획했다.

 

서울 영등포소방서_ 김성호 : seongho11@seoul.go.kr

 

<본 내용은 소방 조직의 소통과 발전을 위해 베테랑 소방관 등 분야 전문가들이 함께 2019년 5월 창간한 신개념 소방전문 월간 매거진 ‘119플러스’ 2022년 7월 호에서도 만나볼 수 있습니다.>

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