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[케이스 스터디] 삼우이머션의 VARLOS 항만 모니터링 시스템
2022-06-02 1,616 0

언리얼 엔진으로 디지털 트윈 제작해 효율적 항만 물류 관리 시스템 구축

 

부산항은 대한민국 최대의 무역항으로서 해운물류 중심 기지다. 그러나 그간 부산항만의 모니터링 시스템은 운영, 안전, 그리고 예측을 위한 시스템들이 각각 분리되어 비효율적으로 운영돼 왔다.

이에 부산항만은 항만 운영 효율성을 높이기 위해 통합된 관제 시스템을 필요로 했고, 약 1.1km2 면적의 부산항터미널 내에 위치한 신선대 부두의 모니터링 시스템을 시범적으로 먼저 구축해 보기 위해 산업분야 XR 솔루션 전문기업인 삼우이머션과 협업했다.

그 결과, 언리얼 엔진을 활용한 디지털 트윈 기반의 VARLOS 항만 모니터링 시스템(VARLOS Terminal Monitoring System)이 구축되었다. ■ 자료 제공 : 에픽게임즈

 


그림 1. VARLOS에 연동된 CCTV를 통해 현장 모니터링

 

데이터를 디지털 트윈에 그대로 반영

기존의 관제 시스템은 물량과 작업 정보를 제한적으로 제공하고, 작업 상황을 실시간으로 확인하기 위해서는 CCTV를 설치하는 것이 최선이었다. 또한 최근 현장 근로자의 안전에 대한 법안들이 제정됨에 따라 실시간으로 통합 정보를 모니터링할 수 있는 시스템이 더욱 요구돼 왔다.

이러한 요구로 제작된 VARLOS는 항만 터미널로부터의 지속적인 데이터 수집과 이를 통한 대용량 데이터를 시각화하는 3D 기반의 디지털 관제 시스템으로 물류를 위한 차량이나 선적 장비에 탑재된 GPS 트래커로 수집된 데이터가 디지털 트윈 상에 그대로 반영된다. 컨테이너의 반출입, 장치, 양적하 작업 상태, 그리고 항만의 안전 상태 등을 실시간으로 3D로 시각화되어 직관적으로 모니터링할 수 있다.

 


그림 2. VARLOS에 연동된 CCTV를 통해 현장 모니터링

 

이를 통해 항만 내근직 근로자와 현장 기술자들은 보다 밀도 높은 소통이 가능해지고, 사고 발생 시 사고 현장의 상황을 구체적으로 전달하는 알림을 통해 보다 빠르게 상황을 파악하고 대처할 수 있다. 그 뿐만 아니라, 수집된 데이터는 AI 기반 분석 및 예측 시뮬레이션을 통해 크레인의 생산성을 높이고 이송 차량의 불필요한 투입을 감소시키는 등 보다 효율적인 항만 운영이 가능해진다.

 


그림 3. 관제실에서 실시간 항만 장비 작업 모니터링

 


그림 4. 관제실에서 실시간 항만 장비 작업 모니터링

 

고도화된 시스템 구축 위해 언리얼 엔진 선택

삼우이머션이 고도화된 시스템 구축에 언리얼 엔진을 선택한 배경에는 다양한 이유가 있다. 그 중에서도 언리얼 엔진이 WGS84 좌표 체계와 MQTT 데이터의 통합을 지원한다는 점이 가장 돋보였다. 완벽한 디지털 트윈 구축을 위해서는 위성 지도 기반의 타일링 기법을 적용한 지형 매핑 및 Geo-IoT 정보의 연동이 필수다. 언리얼 엔진은 지오레퍼런스 플러그인을 통해 분산된 좌표계 데이터를 WGS84 좌표계로 통일해 GIS 정보 통합에 도움을 제공하였다.

또한 데이터 통합에는 언리얼 엔진이 풀 소스 코드까지 모두 제공한다는 점이 큰 도움이 되었다. IoT 인터페이스는 무선 단말의 특성상 저전력 및 경량화된 프로토콜이 요구된다. 이 요구를 만족하는 MQTT(Message Queuing Telemetry Transport) 메시징 프로토콜은 실시간 데이터 전송을 위한 저전력 광대역 통신망용으로 널리 사용되는 ISO 표준 방식이자 국내외 수많은 항만에서 사용하는 IoT 센서 디바이스의 통신 방식이다.

 


그림 5. 위성 지도 기반의 타일링 기법을 적용한 지형 매핑 및 Geo-IoT 정보의 연동

 


그림 6

 

따라서 실시간 MQTT 데이터를 통합하는 과정이 필수였는데, 언리얼 엔진이 풀 소스 코드를 제공한 덕에 삼우이머션은 제한 없이 필요한 소스코드를 수정하여 데이터를 통합하고, 이를 통해서 발주처가 요구하는 프로젝트 필수 기능들을 모두 갖출 수 있었다. 또한 LTE 및 5G 통신망에 기반한 표준 IoT 플랫폼이기 때문에 어떤 IoT 디바이스와도 연동할 수 있는 확장성도 매력적인 이유가 되었다.

삼우이머션이 언리얼 엔진을 선택한 이유는 이외에도 있다. 고해상도 텍스처를 가진 사실적인 3D 데이터를 현장에서 즉시 적용하고 퍼포먼스 저하 없이 실시간으로 그 결과를 확인할 수 있으며, 본격적인 코딩 전에 블루프린트 비주얼 스크립팅을 사용해 전체적인 프로세스를 보다 빠르고 직관적으로 제작 및 검토해 반복작업에 소요되는 시간을 절감했다. 또한 언리얼 엔진의 마켓플레이스에서 제공하는 여러 플러그인과 애셋을 활용해 개발 시간을 크게 단축시켰다.

 


그림 7

 


그림 8

 


그림 9

 


그림 10

 

언리얼 엔진의 여러 내장 기능으로 다양한 이벤트 쉽고 간단히 처리

그 밖에도 언리얼 엔진에 내장된 다양한 기능 덕분에 3D 오브젝트 관리와 다양한 이벤트들을 쉽고 간단하게 처리할 수 있었다. 월드 아웃라이너를 통해 월드에 존재하는 수많은 객체들을 효율적으로 관리하는 것은 물론, 콜리전 기능을 활용하여 객체들 간에 충돌을 검출할 수 있는 트리거를 만들어 객체들을 효과적으로 제어할 수 있었다.

더 나아가, 객체들 간의 충돌 검출 트리거와 언리얼 엔진 디지털 트윈에 반영된 위상 기반 GIS 정보 및 데이터들을 통해 선적 작업 동선을 사전에 시뮬레이션하고 검증해 항만 터미널의 장비와 시설물 간의 중복될 수 있는 작업을 미리 파악하는 것도 가능해 항만 운영의 효율성 제고에 큰 도움이 되었다.

 


그림 11. 객체 간의 충돌 검출 시뮬레이션

 

삼우이머션의 다음 목표와 언리얼 엔진의 활용 전망

삼우이머션은 이번 프로젝트를 통해 체득한 디지털 트윈 기반의 지형 시각화 기법을 다양한 XR 통합 솔루션의 환경을 구축하는데 적용하고 있다. 언리얼 엔진의 다양한 기능들로 몰입도 높은 경험을 선사하기 위해 노력하고 있으며, 특히 최근에는 방대한 실제 지형 기반의 환경이 필요한 비행 조종 시뮬레이터 등 방위산업의 최전선에서도 언리얼 엔진의 강력함을 적극 활용 중이다.

삼우이머션은 더 나아가 월드 파티션, 나나이트 등 언리얼 엔진 5의 새로운 기술들을 접목해 대규모 오픈월드의 형태로 디지털 트윈을 확장하는 것을 다음 목표로 삼고 있다.

 

▲  인터뷰 영상

 

■ 기사 내용은 PDF로도 제공됩니다.

이예지 yjlee@cadgraphics.co.kr


출처 : 캐드앤그래픽스 2022년 7월호

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