제14부 민간 UAS — 기술·운용·응용

14.6 응용 IV: 치안과 선착 대응 드론(DFR)

14.6.1 이 장에서 배우는 것 / 선수 지식 / 특히 중요한 독자

선착 대응 드론(Drone as First Responder, DFR)은 신고가 접수되면 경찰관보다 먼저 현장에 도착해 영상을 보내는 드론이다. 민간 UAS 응용 가운데 공공 안전 대응에 속하며(14.1.2.1), 가치가 시간에서 나오므로 도착 시간, 거점 배치, 동시 호출 처리가 설계의 중심이다. 동시에 정부가 시민 상공에서 영상을 얻는 응용이라 법적 근거와 시민 자유가 도입의 조건이 된다. 이 장은 세 가지 계산(도착 시간·거점 수·막힘 확률)을 하고, 미국과 한국의 제도 서술을 근거 수준을 밝히며 정리한다.

배우는 것:

• 도착 시간의 차이 — 드론은 접수 후 1 km에 95 s, 순찰차는 211 s(가정)로 약 2.2배 빠르다(14.6.3.1).
• 응답 목표와 거점 수 — 면적 100 km²를 120 s 안에 덮으려면 18곳이고 90 s이면 48곳이다(14.6.3.2).
• 동시 호출과 기체 수 — 제공 부하 1얼랑에서 거점당 1대면 호출의 50 %가 막힌다(14.6.3.3).
• 필요 체공 — 왕복과 현장 체공 10분을 합쳐 15.6~18.8분(14.6.3.4).
• 법적 경로 — 미국 공공 항공기와 Part 107, 한국 경찰 무인비행장치 운용 규칙의 서술 수준(14.6.4).
• 시민 자유 — 상시 운용이 일으키는 감시 쟁점의 위치(14.6.5).

선수 지식: 14.1(응용 지형과 운용 모델), 14.15(비가시권 운용), 14.16(드론 스테이션·1:N 운용)를 읽었다고 가정한다.

특히 중요한 독자: 정책·법무 담당자는 14.6.4·14.6.5를, 사업 담당자는 14.6.3.2·14.6.3.3을, 엔지니어는 14.6.3을, 인증 담당자는 14.6.4·14.6.9를 먼저 읽는다.

기준 시점과 정직성. 2026년 11월 기준이다. 원문을 읽은 것: 49 U.S.C. 40125(코넬 LII 사본), 14 CFR 107.31·107.39·107.205(eCFR, 2026-11-01 판 요청). 2차 출처로만 읽은 것: 미국 FAA의 DFR 포기 건수와 절차 간소화(전자프런티어재단 2026-07-23 게시물이 FAA 담당자 발언과 정보공개 청구 자료를 인용한 것이며 FAA 원문은 읽지 못했다), 개별 기관의 사례(검색 요약), 한국 경찰 드론의 법적 근거(학술 자료와 검색 요약). 읽지 못한 것: FAA의 DFR 포기 조건 원문, 한국의 경찰무인비행장치운용규칙·경찰관 직무집행법·항공안전법 제129조와 시행규칙 제310조의 본문. 전자프런티어재단은 시민 자유 옹호 단체이므로 그 게시물의 해석 문장과 인용된 사실을 구분했다. 계산의 속도·준비 시간·면적·호출률은 모두 설명용 가정이며 특정 기관·제품의 값이 아니다.

14.6.2 개념·직관

14.6.2.1 선착 대응의 흐름

신고가 접수되면 관제는 현장 위치를 가까운 거점의 드론에 배정한다. 드론이 이륙해 현장으로 직행하고, 도착한 뒤 영상으로 상황(인원·위험·출입로)을 알려 현장에 가는 경찰관의 판단을 돕는다. 지상 대응을 대체하는 것이 아니라 지상 대응이 닿기 전의 정보를 제공한다. 거점은 건물 옥상의 격납·충전 장치(드론 스테이션, 14.16)이고 원격 조종 센터에서 한 사람이 여러 대를 감독한다(1:N).

14.6.2.2 일반 응용과 다른 점

14.6.3 원리 — 시간과 용량을 계산한다

14.6.3.1 도착 시간

접수에서 이륙까지 준비 시간 $t_0$와 직선 비행의 합이 도착 시간이다. 순찰차는 도로 우회 계수 $\kappa$를 곱한 거리를 평균 속도로 간다.

$$t_{\text{드론}}=t_{0,D}+\frac{d}{V_D},\qquad t_{\text{차}}=t_{0,C}+\frac{\kappa\,d}{V_C}$$

가정: 드론 $t_{0,D}=45$ s·$V_D=20$ m/s, 순찰차 $t_{0,C}=90$ s·$V_C=40$ km/h·$\kappa=1.35$.

드론은 이 가정에서 모든 거리에서 순찰차보다 2.2~2.4배 빠르다. 응답 목표 120 s를 드론은 1.5 km 안에서 만족한다. 이 비율은 준비 시간과 도로 우회 계수에 민감하며, 순찰차가 가까이 순찰 중이거나 신호 대기가 없는 경우에는 달라진다. 이 비교는 현장에 먼저 도착하는 정보 가치이지 제압이나 응급 처치를 대체하는 가치가 아니다.

14.6.3.2 응답 목표와 거점 수

응답 목표 시간 $T$ 안에 닿는 반경은 $R=V_D\,(T-t_{0,D})$이다. 면적 $A$를 육각 배치로 덮는 데 필요한 거점은 한 거점의 육각 면적 $\tfrac{3\sqrt3}{2}R^{2}$로 나눈 값이다.

$$N=\left\lceil \frac{A}{\tfrac{3\sqrt3}{2}\,R^{2}} \right\rceil$$

$A=100$ km²(가정)에서 결과는 다음과 같다.

거점 수는 담당 반경의 제곱에 반비례해 목표 시간이 준비 시간(45 s)에 가까워질수록 급격히 는다. 120 s에서 90 s로 30 s 줄이면 거점이 18곳에서 48곳으로 2.7배가 된다. 드론 속도를 15 m/s로 낮추면 120 s에서 31곳, 25 m/s로 높이면 11곳이다. 이 때문에 준비 시간(접수에서 이륙까지)을 줄이는 자동화가 응답 목표를 가장 싸게 개선한다.

14.6.3.3 동시 호출 — 얼랑 B

호출이 포아송으로 도착하고 임무 시간이 정해져 있다고 하면, 한 거점에 기체 $c$대가 있을 때 모두 바빠 호출이 막힐 확률은 얼랑 B 식이다. 제공 부하는 $a=\lambda\tau$($\lambda$ 호출률, $\tau$ 임무 시간)이다.

$$B(c,a)=\dfrac{a^{c}/c!}{\sum_{k=0}^{c}a^{k}/k!}$$

호출률 3건/h·임무 20분이면 $a=1$이다.

기체를 늘릴수록 막힘이 줄지만 대수가 늘 때마다 감소 폭이 작아진다. $a=1$에서 1대는 호출의 절반이 막히고, 막힘을 5 % 아래로 두려면 4대가 필요하다. 이 모형은 막힌 호출이 인접 거점으로 넘어가는 것을 넣지 않았다. 인접 거점이 호출을 나누어 맡으면 막힘은 줄고 반경은 넓어진다(14.6.3.2의 육각 배치와 연성).

14.6.3.4 필요한 체공

필요 체공은 왕복과 현장 체공, 예비의 합이다. 반경 $R$, 현장 체공 $t_L$, 예비율 $r$이면 $t=\left(2R/V_D+t_L\right)/(1-r)$다. 현장 체공 10분·예비 20 %에서 $R=1.5$ km는 15.6분, $R=3$ km는 18.8분이다. 필요 체공은 반경 3 km에서도 20분 미만이므로 기체 선택의 제약은 체공 자체보다 예비 에너지·바람·야간 조건이다(1.26). 장시간 현장 체공이 필요하면 배터리 교체가 필요하다(14.1.5와 같은 구조, 14.27).

14.6.4 규제 경로

14.6.4.1 미국 — 공공 항공기와 Part 107

49 U.S.C. 40125(a)(2)는 정부 기능의 예로 소방, 수색구조, 법 집행을 명시하고, 정부 소유 항공기가 정부 기능을 수행하며 상업 목적이 아니면 공공 항공기에 해당한다고 정한다(40125(b), 14.1.3.2). 법 집행 기관은 이 경로로 운용하거나 민간과 같은 Part 107 경로로 운용한다고 알려져 있다(FAA 원문은 읽지 못했다). Part 107 경로에서는 시야 내 운용 규정(107.31)과 사람 위 운용 규정(107.39)이 적용되고, 시야 내 규정은 포기 대상이다(107.205(c)). 107.205(c)의 단서는 유상 재산 운송에 대한 포기를 발급하지 않는다는 것이므로 DFR(영상 정보 제공)은 이 단서에 걸리지 않는다.

2차 출처 서술(전자프런티어재단 2026-07-23): FAA는 2025년 4월에 DFR 승인 절차를 간소화했고, 2018~2025년 4월에 DFR 포기 976건을 승인했다고 FAA 담당자가 밝혔으며, 2026년 2월 기준 1,000개 넘는 공공 안전 기관이 Part 91 포기를 가졌다(정보공개 청구 자료). 비가시권 운용과 200 ft 초과 비행에는 추가 승인이 필요하다는 서술이 있다. 캘리포니아 캠벨 경찰은 2024년 10월 레이더와 전자광학 센서를 결합한 야간 비가시권 승인을, 엘크 그로브 경찰은 2025년 2월 시 전역 400 ft 이하 비행의 시각 관측자 없는 승인을 받았다는 보도가 있다((2차)). 포기를 가진 것이 프로그램이 운영 중이라는 뜻은 아니다(같은 게시물의 서술). DFR 포기의 조건 원문은 읽지 못했다(확인 필요, 17.6). 같은 공공 항공기 경로의 포기·승인서 원문(FEMA 발급, 91.113-2026-00722)은 14.7.5에서 읽었다.

14.6.4.2 한국 — 법적 근거의 위치(2차)

학술 자료는 한국 경찰 드론 운용의 직접 근거로 2019년 제정된 경찰무인비행장치운용규칙을 소개하고, 항공안전법이 기반 법률이라고 다룬다. 한 연구는 운용 범위가 좁고 소관 법률이 불분명하며 항공안전법 특례 적용에 혼선이 있고 사고 시 면책 규정이 없다고 지적하고, 경찰관 직무집행법 개정으로 수권 근거를 보강하자고 제안했다. 2017년 분석은 형사소송법·개인정보보호법·항공법 어디에도 경찰의 드론 사용을 직접 규율하는 조항이 없다고 보았다((2차), 학술 요약). 한 자료는 항공안전법 제129조와 시행규칙 제310조를 참조 조항으로 인용하나 본문은 읽지 못했다. 현행 조문과 2025년 이후 개정은 확인하지 못했다(확인 필요, 18.19·18.18). 선착 대응을 직접 다룬 자료는 찾지 못했다.

14.6.5 시민 자유

DFR은 상시·반복·자동으로 시민 상공을 비행하고 영상을 얻는다는 점에서 일회성 촬영과 다르다. 쟁점은 영상 보존 기간, 접근 권한, 호출이 없을 때의 순찰 비행 허용 범위, 얼굴·번호판 같은 식별 정보의 처리, 비행 기록 공개다. 미국에서는 시민 자유 단체가 법적 기준이 정해질 때까지 확대를 멈추라고 요구한다는 보도가 있다((2차)). 한국의 영상정보·개인정보 규제는 18.17이, 공권력의 공중 감시와 영장주의는 18.18이 다룬다. 이 장은 정책 판단을 하지 않고 설계가 정책 선택지를 만든다는 점만 밝힌다. 예를 들어 호출 시에만 이륙하는 설계와 상시 순찰 설계는 영상량과 감시 범위가 다르다.

14.6.6 설계·선택의 트레이드오프

• ① 거점 밀도. 응답 목표를 줄이면 거점이 제곱으로 늘어(120 s에서 90 s로 2.7배) 설비와 점검 인력이 늘어난다. 준비 시간 자동화가 먼저다.
• ② 기체 수. 거점당 기체를 늘리면 막힘이 줄지만 한계 이득이 줄고(a=1에서 3대 0.063, 4대 0.015) 고정비가 는다. 인접 거점 지원을 설계하면 기체 수를 줄일 수 있다.
• ③ 자동 출동 대 사람 승인. 호출 접수에서 이륙까지 사람 승인을 거치면 준비 시간이 늘고, 자동 출동은 시간을 줄이지만 책임 구조와 시민 자유 쟁점이 커진다(14.6.5).

견해: DFR의 도입 논의는 "몇 대를 살 것인가"보다 응답 목표 시간과 준비 시간에서 시작하는 편이 낫다. 근거는 14.6.3.2다. 거점 수가 담당 반경의 제곱에 반비례하므로 목표를 30 s 줄이는 데 거점이 2.7배 필요한 반면, 준비 시간 45 s는 목표 120 s의 38 %를 차지한다. 반론은 준비 시간 자동화가 사람 승인 없는 출동을 뜻하면 정책 쟁점이 커진다는 점이다. 그래서 목표 시간과 함께 어떤 호출에 자동 출동을 허용할지를 정책으로 먼저 정해야 한다고 본다.

14.6.7 세 축 비교

14.6.8 관련 규격·프로토콜

14.6.9 관련 규제·인증 요구와의 연결

14.6.10 함정과 한계

14.6.11 체크포인트·연구 질문

체크포인트

1. 접수 후 도착 시간 식에서 준비 시간이 응답에 미치는 영향을 설명할 수 있는가?
2. 응답 목표에서 담당 반경과 거점 수를 구할 수 있는가?
3. 얼랑 B 식으로 거점당 기체 수를 정하는 과정을 설명할 수 있는가?
4. 공공 항공기와 Part 107 경로의 차이를 40125와 107.31로 설명할 수 있는가?
5. DFR의 시민 자유 쟁점이 설계 선택과 어떻게 연결되는지 말할 수 있는가?

연구 질문(25.7에 모은다)

• 공개된 DFR 프로그램의 실제 접수 후 도착 시간 분포는 어떠하며 이 장의 가정과 얼마나 다른가?
• 거점 간 호출 이월을 넣으면 필요한 기체 수는 얼마나 줄어드는가?
• 한국에서 DFR 도입에 필요한 법적 근거는 무엇이고, 어떤 영상 보존·접근 규칙이 요구되는가?
• 자동 출동의 허용 범위는 어떤 호출 유형에서 사회적으로 수용되는가?

1차 출처(이 장)

• 49 U.S.C. 40125 (코넬 LII)
• 14 CFR Part 107 (eCFR) — 107.31·107.39·107.205
• (2차) 전자프런티어재단 게시물 2026-07-23, 한국 학술 자료 검색 요약

다음 장: 14.7 응용 V: 소방·재난 대응 — 같은 공공 안전 응용이지만 화재 열기와 장시간 체공이 지배한다.