환경요인을 고려한 구조물 감시용 CCTV 배치 최적화

Optimal CCTV deployment for structure surveillance considering environmental factors

본 연구는 교량, 건축물 등의 구조물 감시를 위한 CCTV를 배치할 때의 최적화 문제를 다룬다. 구조물의 2차원 평면도에 일정간격의 감시지점을 두고 별도의 일정간격을 가지는 장비배치지점을 가정하는 수학적 기본 모형을 바탕으로 한다. 다양한 연구들에서 기본 모형에 대한 해법을 제시하고 있으며, 본 연구는 기본 모형에 환경요인을 고려할 때의 문제를 혼합정수계획법으로 모형화하고 최적해를 구하였다. 다양한 환경요인 중, 기존 연구에서 고려된 태양광의 경우 태양의 고도각과 방위각을 파악한 결과를 응용하여 문제에 반영하였고, 배치지점 중 지반의 지지력이 약한 곳이 있을 수 있음을 가정하여 지반보강비용을 모형에 추가하였다. 두 가지 환경요인을 장비의 비용으로 가정하여 고려한 것이다. 구조물 전체 중 일정 비율 이상의 커버리지가 요구될 때 장비의 대수와 비용을 고려하여 효율적으로 배치하기 위해 최적화 패키지인 CPLEX을 이용하여 문제의 해를 구한다. 본 연구는 대상 구조물의 크기가 작거나 감시 또는 배치지점의 간격이 넓을 경우의 상대적으로 작은 문제를 풀었으나, 대형 구조물의 감시 문제는 어려운 문제(NP-hard)임이 알려져 있으므로, 추후 이에 대해서는 발견적 해법을 사용하여 근사해를 구할 수 있을 것이다.