시나리오 내용 반영

scenario_md/WEL01-장병 복지·지원_건강 지원-더미 생체신호 기반 열·한랭 스트레스 경보 프로토타입/WEL01_실습가이드.md

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+**WEL01 실습가이드 - 더미 생체신호 기반 열·한랭 스트레스 경보 프로토타입**
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+구    분 **실습가이드 [교육용가상자료]**
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+**1. 실습 개요**
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+본 실습은 코드로 만든 교육용 더미 생체신호(심박수, 체온, 피부전도도)와 기상으로 열·한랭 스트레스 경보 프로토타입을 미션 단위로 구현하는 과정이다. 미션마다 정답 코드(WEL01_정답코드.md)의 해당 코드를 웹 파이썬 실행기에 붙여 넣어 실행하고, 출력된 수치가 평가 기준을 충족하는지 확인한 뒤 파라미터를 바꿔 보는 도전 과제를 수행한다. 미션별 코드는 서로 독립적이어서 어느 미션부터 실행해도 동작한다. 모든 결과는 진단이 아닌 학습용 경보 단계이며, 실제 이상 징후는 의무대·군의관에게 연계한다.
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+| **과제** | WEL01 더미 생체신호 기반 열·한랭 스트레스 경보 프로토타입 |
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+| **난이도·유형** | 중급 / 코딩형 |
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+| **예상 소요시간** | 미션 10개, 총 27.5시간 |
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+| **준비물** | WEL01_정답코드.md, 웹 파이썬 실행기(numpy·pandas·scipy·scikit-learn·matplotlib 사용 가능), 결과 기록용 문서 |
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+**2. 진행 방법**
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+- 정답코드 md에서 해당 미션의 코드 블록 전체를 복사해 실행기에 붙여 넣고 실행한다(부분 복사 시 가상 병사 생성 함수가 빠져 오류가 난다).
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+- 실행 결과를 md의 '실행 결과 예시'와 비교한다. 난수 시드가 고정되어 있어 같은 값이 나와야 하며, 처리 시간(ms)만 실행 환경에 따라 달라진다.
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+- 도전 과제는 코드 상단의 파라미터(체온 기준, 지속 시간, 경보 임계값 등)를 바꿔 다시 실행하고 변화와 이유를 기록한다.
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+- 그래프 글자는 영문, 표·출력은 한글이다. 한글이 깨지면 실행기 글꼴 문제이며 결과에는 영향이 없다.
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+- 실제 장병의 건강 정보나 부대 자료를 입력하지 않는다. 병사 ID는 가상 가명이며, 경보 단계와 조치 절차는 학습용 모의로 진단·처방이 아니다. 실제 건강 이상은 의무대·군의관의 판단과 지휘계통에 따른다.
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+**3. 미션 진행 요약**
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+| **미션** | **난이도·시간** | **핵심 확인 결과** |
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+| **M1. 전투원 착용 웨어러블 더미 생체신호(심박수, 체온, 피부전도도) 데이터 규격 정의** | 초급
+1.5시간 | 정상 샘플 20건 오류 0건, 주입 오류 5종 모두 검출 |
+| **M2. 야전 활동 중 발생하는 생체신호 결측치 보정 및 센서 노이즈 필터링 전처리 구현** | 초급~중급
+2시간 | 처리 속도 1,000건/초 이상(예시 약 18,000), 오류 0건, 테스트 5/5 통과 |
+| **M3. 체온-심박수 상관관계 기반 1차 열사병/저체온증 경보 Baseline 모델 구현** | 중급
+2.5시간 | 경보 유형 분류 정확도 75% 이상(예시 86.9%) |
+| **M4. 기상 데이터(온·습도, 풍속) 결합 온열/한랭 스트레스 복합 위험도 예측 모델 고도화** | 중급
+3시간 | 복합 위험 재현율 85% 이상(예시 92.9%), 지연 200ms 이하 |
+| **M5. 전투원 신체 조건별 개인화 위험 지수 산출 및 오경보 방지 신뢰도 엔진 개발** | 중급~고급
+3시간 | FAR 40% 이상 감축(예시 57.9%), 등급 일관성 90% 이상(예시 92.9%) |
+| **M6. 소대장/의무관용 장병 생체 위험 신호 모니터링 및 긴급 경보 대시보드 구현** | 중급
+2.5시간 | 갱신 평균 1초 이내(예시 약 74ms) |
+| **M7. 위험 장병 발생 시 군의관 원격 검토 및 임무 배제/휴식 명령 HITL 절차 설계** | 고급
+3시간 | 자동 조치 0건, 규칙 위반 5건 차단 |
+| **M8. 폭염/혹한 야전 기동훈련 모의 대량 생체 데이터 유입 스트레스 부하 테스트** | 고급
+3.5시간 | 다운 0건, 최대 유실률 0%(120명 기준) |
+| **M9. AAR 기반 오경보 유발 생체 패턴 분석 및 위험 임계값 파라미터 재보정** | 고급
+3시간 | F1 10%p 이상 향상(예시 0.746 → 0.914, +16.8%p) |
+| **M10. 더미 생체신호 기반 온열·한랭 스트레스 경보 시스템 통합 패키지 완성** | 최고급
+3.5시간 | 자체 점검 10/10 통과, 실행 라인 커버리지 92.7% |
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+**미션 1. 전투원 착용 웨어러블 더미 생체신호(심박수, 체온, 피부전도도) 데이터 규격 정의**
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+| **난이도·시간** | 초급 · 1.5시간 |
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+| **진행 순서** | 1) M1 코드를 실행해 정상 샘플 20건의 검증 결과를 확인한다.
+2) 오류 주입 결과 5건이 어떤 규칙(형식·허용값·누락·범위·개수 불일치)에 걸렸는지 표로 정리한다.
+3) 데이터 명세 요약표에서 기상(기온·습도·풍속)과 기기 상태 필드가 정의되었는지 검토한다. |
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+| **확인할 결과** | 정상 샘플 20건 오류 0건, 주입 오류 5종 모두 검출
+필드 17개가 명세서에 정리됨 |
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+| **도전 과제** | SCHEMA의 sample에 혈중산소(spo2, 70~100) 필드를 추가하고, 범위를 벗어난 값을 넣어 검출되는지 확인해 본다. |
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+| **제출물** | 스키마 정의 코드, 데이터 명세서(필드·규칙·단위 정의표) |
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+**미션 2. 야전 활동 중 발생하는 생체신호 결측치 보정 및 센서 노이즈 필터링 전처리 구현**
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+| **난이도·시간** | 초급~중급 · 2시간 |
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+| **진행 순서** | 1) M2 코드를 실행해 처리 속도와 단위 테스트 5종 결과를 확인한다.
+2) 보정 전후 비교표에서 체온 RMSE가 줄어든 상황(폭염·혹한)을 찾아 이유를 설명한다.
+3) 경보 F1 변화가 작은 이유를 임계값 기준과 연결해 적는다. |
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+| **확인할 결과** | 처리 속도 1,000건/초 이상(예시 약 18,000), 오류 0건, 테스트 5/5 통과
+폭염 체온 RMSE 0.146 → 0.104로 감소 |
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+| **도전 과제** | flatline의 run 값을 8에서 4로 바꿔 정상 변화가 고착으로 오탐되는지 확인하고, 적절한 run 값의 근거를 적는다. |
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+| **제출물** | 전처리 코드, 전처리 전후 비교표, 센서 고착 보정 그림 |
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+**미션 3. 체온-심박수 상관관계 기반 1차 열사병/저체온증 경보 Baseline 모델 구현**
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+| **난이도·시간** | 중급 · 2.5시간 |
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+| **진행 순서** | 1) M3 코드를 실행해 유형별 판정표와 정확도를 확인한다.
+2) 온열 재현율이 한랭보다 낮은 이유를 판정표의 오분류 칸에서 찾는다.
+3) 온열 체온 기준 민감도 표에서 재현율과 오경보가 반대로 움직이는 구간을 찾는다. |
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+| **확인할 결과** | 경보 유형 분류 정확도 75% 이상(예시 86.9%)
+온열 재현율 75.5%, 한랭 재현율 99.1% |
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+| **도전 과제** | HR_GATE를 95에서 0으로 바꿔 심박 조건이 없을 때 온열 재현율과 오경보가 어떻게 변하는지 비교하고 심박 조건의 의미를 설명한다. |
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+| **제출물** | Baseline 코드, 판단 규칙 요약, 유형별 성능표와 한계 분석 |
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+**미션 4. 기상 데이터(온·습도, 풍속) 결합 온열/한랭 스트레스 복합 위험도 예측 모델 고도화**
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+| **난이도·시간** | 중급 · 3시간 |
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+| **진행 순서** | 1) M4 코드를 실행해 일반·복합 교란 시험셋의 재현율과 오경보 수를 확인한다.
+2) 특징 중요도 상위 항목이 무엇인지 확인하고 의미를 설명한다.
+3) 센서 이상 탐지 10종이 어떤 플래그로 걸렸는지 표로 정리한다. |
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+| **확인할 결과** | 복합 위험 재현율 85% 이상(예시 92.9%), 지연 200ms 이하
+오경보 Baseline 446 → 고도화 108, 센서 이상 10/10 통과 |
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+| **도전 과제** | ADV_FEATS에서 hr_rel과 acclim을 빼고 다시 실행해 재현율과 오경보가 어떻게 달라지는지 확인한다. |
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+| **제출물** | 고도화 모델 코드, 시험셋별 비교표, 센서 이상 탐지 시험 결과 |
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+**미션 5. 전투원 신체 조건별 개인화 위험 지수 산출 및 오경보 방지 신뢰도 엔진 개발**
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+| **난이도·시간** | 중급~고급 · 3시간 |
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+| **진행 순서** | 1) M5 코드를 실행해 고정 임계값 방식과 신뢰도 엔진의 오경보율을 비교한다.
+2) 단계별 등급 분포 표에서 정상 구간이 High로 분류된 경우가 있는지 확인한다.
+3) 개인화 예시에서 체력·순응 여부에 따라 점수가 달라지는 이유를 설명한다. |
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+| **확인할 결과** | FAR 40% 이상 감축(예시 57.9%), 등급 일관성 90% 이상(예시 92.9%)
+ROC-AUC 0.986 |
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+| **도전 과제** | 엔진 임계값을 0.5에서 0.8로 올릴 때 오경보율 감소와 미탐 증가를 표로 정리하고, 건강 보호 목적에서 어느 쪽 실패가 더 위험한지 토의한다. |
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+| **제출물** | 신뢰도 엔진 코드, 등급 부여 기준표, FAR 감축 비교표 |
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+**미션 6. 소대장/의무관용 장병 생체 위험 신호 모니터링 및 긴급 경보 대시보드 구현**
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+| **난이도·시간** | 중급 · 2.5시간 |
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+| **진행 순서** | 1) M6 코드를 실행해 갱신 처리시간과 소대 현황 요약을 확인한다.
+2) 우선 확인 목록에서 신호두절이 정상이 아닌 확인 필요로 먼저 표시되는 이유를 설명한다.
+3) 그림의 체온 추이를 보고 소대장이 가장 먼저 확인할 병사를 정한다. |
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+| **확인할 결과** | 갱신 평균 1초 이내(예시 약 74ms)
+24명이 확인 대상 12명(경보 7·주의 3·신호두절 2)으로 압축됨 |
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+| **도전 과제** | squad의 병사 수를 48명으로 늘려 갱신 시간이 어떻게 변하는지 측정하고, 1초 안에 처리 가능한 최대 인원을 추정한다. |
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+| **제출물** | 상황판 코드, 병사 상태표, 상황판 캡처 및 인지 부하 감소 설명 |
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+**미션 7. 위험 장병 발생 시 군의관 원격 검토 및 임무 배제/휴식 명령 HITL 절차 설계**
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+| **난이도·시간** | 고급 · 3시간 |
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+| **진행 순서** | 1) M7 코드를 실행해 검토 순서와 차단된 규칙 위반 5건을 확인한다.
+2) 임무 배제가 군의관 요청과 지휘관 승인의 두 단계로 나뉘는 로그를 확인한다.
+3) 감사 로그 변조 후 검증 결과가 어떻게 바뀌는지 본다. |
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+| **확인할 결과** | 자동 조치 0건, 규칙 위반 5건 차단
+결정 5건 로깅 성공률 100%, 변조 위치(8번째) 검출 |
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+| **도전 과제** | HOLD_LIMIT_S를 30초로 줄이고 보류 기한 초과 시 자동으로 휴식을 명령하도록 바꾸면 어떤 위험이 생기는지 토의한다(코드 수정 없이 토의만 해도 됨). |
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+| **제출물** | HITL 워크플로우 코드, 절차 요약(조치별 권한 역할, 근거 기록 요건, 상신 기준) |
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+**미션 8. 폭염/혹한 야전 기동훈련 모의 대량 생체 데이터 유입 스트레스 부하 테스트**
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+| **난이도·시간** | 고급 · 3.5시간 |
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+| **진행 순서** | 1) M8 코드를 실행해 평시부터 120명까지 시나리오별 결과표를 확인한다.
+2) 기기 두절 8명 상황에서 신호두절 경보 수와 위험 재현율 변화를 확인한다.
+3) 정밀 모드와 축소 모드의 오경보율·재현율 차이를 정리한다. |
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+| **확인할 결과** | 다운 0건, 최대 유실률 0%(120명 기준)
+축소 모드 오경보율 22.1%(정밀 14.6%), 위험 재현율은 오히려 99.7% |
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+| **도전 과제** | FULL_CAPACITY를 30으로 낮춰 축소 모드 병사가 늘 때 오경보와 재현율이 어떻게 달라지는지 비교한다. |
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+| **제출물** | 스트레스 테스트 코드, 시나리오별 결과표, 안전 실패 설계 요약 |
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+**미션 9. AAR 기반 오경보 유발 생체 패턴 분석 및 위험 임계값 파라미터 재보정**
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+| **난이도·시간** | 고급 · 3시간 |
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+| **진행 순서** | 1) M9 코드를 실행해 초기 설정의 오경보 원인별 건수를 확인한다.
+2) 격자 탐색 상위 조합의 F1과 재발 건수를 비교해 최종 설정이 선택된 이유를 설명한다.
+3) 재보정 후에도 남은 재발 오류의 원인을 일지에서 찾아 적는다. |
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+| **확인할 결과** | F1 10%p 이상 향상(예시 0.746 → 0.914, +16.8%p)
+재발 오류 20건 남음(목표 0건 미달) |
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+| **도전 과제** | 재보정 제약의 재현율 하한을 0.90에서 0.95로 올리면 선택 조합과 오경보율이 어떻게 바뀌는지 확인하고, 건강 보호 관점에서 하한 설정의 의미를 적는다. |
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+| **제출물** | AAR 일지 표, 재보정 파라미터 yaml, 개선 전후 비교표, 재발 오류 분석 |
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+**미션 10. 더미 생체신호 기반 온열·한랭 스트레스 경보 시스템 통합 패키지 완성**
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+| **난이도·시간** | 최고급 · 3.5시간 |
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+| **진행 순서** | 1) M10 코드를 실행해 자체 점검 10개 항목의 PASS 여부를 확인한다.
+2) 주입한 손상 데이터와 기기 두절 병사가 어떻게 처리되었는지 확인한다.
+3) 브리핑 요약의 수치를 실행 결과와 대조하고 한계·의무대 연계 문구를 점검한다. |
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+| **확인할 결과** | 자체 점검 10/10 통과, 실행 라인 커버리지 92.7%
+위험 구간 재현율 85.6%, 오경보율 8.3%, 경보 40건 전량 검토 대기 |
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+| **도전 과제** | CONFIG의 min_persist를 1로 줄이면 어떤 자체 점검 항목이 영향을 받는지 확인하고, 지속 시간 설정 근거를 브리핑에 한 문단으로 적는다. |
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+| **제출물** | 통합 실행 코드, 자체 점검 결과, 브리핑 요약(진단 아님·의무대 연계 명시) |
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+**4. 최종 점검표**
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+| **점검 항목** | **확인** |
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+| 미션 1~10 코드가 모두 오류 없이 실행되었다 | ( ) |
+| 각 미션의 확인할 결과를 기록했다 | ( ) |
+| 도전 과제 결과와 이유를 기록했다 | ( ) |
+| 브리핑 수치가 실행 결과와 일치한다 | ( ) |
+| 실제 장병 건강 정보·부대 자료를 사용하지 않았다 | ( ) |
+| 경보는 진단이 아니며 의무대·군의관 연계와 지휘계통 판단에 따름을 명시했다 | ( ) |