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**SEC01 실습가이드 - 기지 CCTV 드론·비인가 접근 객체 탐지 프로토타입**
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구 분 **실습가이드 [교육용가상자료]**
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**1. 실습 개요**
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본 실습은 코드로 그린 교육용 가상 CCTV 영상으로 기지 외곽 비인가 접근 탐지 프로토타입을 미션 단위로 구현하는 과정이다. 미션마다 정답 코드(SEC01_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.
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| **과제** | SEC01 기지 CCTV 드론·비인가 접근 객체 탐지 프로토타입 |
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| **난이도·유형** | 고급 / 코딩형 |
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| **예상 소요시간** | 미션 10개, 총 27.5시간 |
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| **준비물** | SEC01_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 영상 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(임계값 k, 지속 프레임, 경보 기준 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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- 영상은 모두 코드로 그린 가상 자료다. 실제 부대 영상·시설 배치·위치 정보를 입력하거나 부대 안에서 촬영하지 않는다. 경보 해제·출동 판단은 학습용 모의이며 실제 대응은 경계 규정과 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. 군사기지 CCTV 영상 규격 분석 및 비인가 침입 객체(드론/차량/인원) 데이터셋 정의** | 초급
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1.5시간 | 정상 샘플 20건 오류 0건, 주입 오류 5종 모두 검출 |
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| **M2. 주/야간 조도 변화 보정, 기상 잡음 필터링 및 침입 경계구역(ROI) 설정 전처리 구현** | 초급~중급
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2시간 | 처리 속도 1,000프레임/초 이상(예시 약 1,900), 오류 0건, 테스트 5/5 통과 |
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| **M3. 기지 외곽 울타리 접근 객체 탐지 Baseline 비전 모델 구현** | 중급
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2.5시간 | 침입 객체 탐지·분류 정확도 75% 이상(예시 91.7%) |
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| **M4. 저고도 침투 소형 드론 및 은폐 침입자 정밀 식별 복합 비전 모델 고도화** | 중급
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3시간 | 위장·소형 시험셋 재현율 85% 이상(예시 92.6%), 지연 200ms 이하(예시 25ms 내외) |
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| **M5. 수목 흔들림/야생동물 오경보 필터링 및 침입 위험 신뢰도 점수 엔진 개발** | 중급~고급
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3시간 | FAR 40% 이상 감축(예시 81.3%), 등급 일관성 90% 이상(예시 99%) |
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| **M6. CCTV 다채널 실시간 침입 경보 및 침투 경로 추적 대시보드 구현** | 중급
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2.5시간 | 6채널 갱신 평균 1초 이내(예시 약 21ms) |
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| **M7. 경계병 육안 확인 및 경보 해제/출동 결심을 위한 HITL 승인 워크플로우 설계** | 고급
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3시간 | 자동 해제·자동 출동 0건, 규칙 위반 5건 차단 |
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| **M8. 야간 악천후 및 다지점 동시 침입 상황 모의 CCTV 영상 스트레스 테스트** | 고급
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3.5시간 | 다운 0건, 최대 유실률 0%(36채널 기준) |
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| **M9. AAR 기반 오경보 유발 객체 분석 및 경계구역 탐지 감도 파라미터 재보정** | 고급
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3시간 | F1 10%p 이상 향상(예시 0.716 → 0.939, +22.3%p) |
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| **M10. 기지 CCTV 비인가 접근 탐지 시스템 통합 및 시설 방호 브리핑 패키지 완성** | 최고급
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3.5시간 | 자체 점검 10/10 통과, 실행 라인 커버리지 89.1% |
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**미션 1. 군사기지 CCTV 영상 규격 분석 및 비인가 침입 객체(드론/차량/인원) 데이터셋 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.
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2) 오류 주입 결과 5건이 어떤 규칙(형식·범위·누락·허용값·논리)에 걸렸는지 표로 정리한다.
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3) 데이터 명세 요약표에서 기상·위치오차·통신지연 필드가 모두 정의되었는지 검토한다. |
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| **확인할 결과** | 정상 샘플 20건 오류 0건, 주입 오류 5종 모두 검출
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필드 15개와 클래스 5종이 명세서에 정리됨 |
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| **도전 과제** | SCHEMA의 tactical에 야간 조도(lux, 0~100000) 필드를 추가하고, 범위를 벗어난 값을 넣어 검출되는지 확인해 본다. |
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| **제출물** | 스키마 정의 코드, 데이터 명세서(필드·규칙·클래스 정의표) |
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**미션 2. 주/야간 조도 변화 보정, 기상 잡음 필터링 및 침입 경계구역(ROI) 설정 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.
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2) 조건별 전처리 전후 F1 표에서 비(rain) 조건 개선 폭을 확인하고 3x3 중앙값이 빗줄기를 줄이는 원리를 설명한다.
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3) ROI를 적용했을 때 정밀도가 오르거나 변하는 이유를 적는다. |
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| **확인할 결과** | 처리 속도 1,000프레임/초 이상(예시 약 1,900), 오류 0건, 테스트 5/5 통과
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비 조건 F1 상승(예시 0.083 → 0.303) |
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| **도전 과제** | night 조건에도 3x3 중앙값을 적용하면 2x2 크기 소형 객체가 어떻게 되는지 확인하고, 조건별 최적 필터 설정표를 만든다. |
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| **제출물** | 전처리 코드, 조건별 전처리 전후 비교표, 전후 비교 그림 |
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**미션 3. 기지 외곽 울타리 접근 객체 탐지 Baseline 비전 모델 구현**
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| **난이도·시간** | 중급 · 2.5시간 |
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| **진행 순서** | 1) M3 코드를 실행해 정체별 판정 교차표와 조건별 정확도를 확인한다.
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2) 오경보 109건의 원인(수목·잡음 등)을 표에서 찾아 적는다.
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3) 비 조건 정확도가 낮은 이유를 빗줄기 잡음과 연결해 설명한다. |
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| **확인할 결과** | 침입 객체 탐지·분류 정확도 75% 이상(예시 91.7%)
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오경보가 수목·잡음에 집중되어 후속 필터가 필요함을 확인 |
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| **도전 과제** | detect의 k를 3.0과 5.0으로 바꿔 정확도와 오경보 수가 어떻게 움직이는지 비교하고, 조건별로 다른 k를 쓰는 방안을 제안한다. |
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| **제출물** | Baseline 코드, 판단 규칙 요약, 조건별 성능표와 한계 분석 |
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**미션 4. 저고도 침투 소형 드론 및 은폐 침입자 정밀 식별 복합 비전 모델 고도화**
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| **난이도·시간** | 중급 · 3시간 |
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| **진행 순서** | 1) M4 코드를 실행해 일반·위장 소형 시험셋의 재현율과 처리 지연을 확인한다.
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2) Baseline과 고도화 모델의 재현율 차이가 큰 정체(drone, person)를 찾는다.
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3) 특징 중요도 상위 항목이 왜 도움이 되는지 설명한다. |
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| **확인할 결과** | 위장·소형 시험셋 재현율 85% 이상(예시 92.6%), 지연 200ms 이하(예시 25ms 내외)
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일반 시험셋 100%, 위장 소형 시험셋 Baseline 85.2% 대비 상승 |
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| **도전 과제** | make_set의 위장 비율을 1.0에서 0.5로 바꾸면 재현율이 어떻게 변하는지 보고, 학습 데이터와 시험 데이터의 위장 비율이 다를 때의 위험을 적어 본다. |
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| **제출물** | 고도화 탐지 코드, 시험셋별 재현율 비교표, 기만 신호 대응 설명 |
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**미션 5. 수목 흔들림/야생동물 오경보 필터링 및 침입 위험 신뢰도 점수 엔진 개발**
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| **난이도·시간** | 중급~고급 · 3시간 |
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| **진행 순서** | 1) M5 코드를 실행해 기존 방식과 신뢰도 엔진의 오경보율을 비교한다.
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2) 정체별 등급 분포 표에서 High로 분류된 동물·조류가 있는지 확인한다.
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3) 임계값 민감도 표에서 오경보율과 재현율이 서로 반대로 움직이는 구간을 찾는다. |
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| **확인할 결과** | FAR 40% 이상 감축(예시 81.3%), 등급 일관성 90% 이상(예시 99%)
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ROC-AUC 0.98 안팎, 강풍 시험셋에서 재현율 하락 확인 |
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| **도전 과제** | 엔진 임계값을 0.5에서 0.8로 올릴 때 오경보율 감소와 미탐 증가를 표로 정리하고, 경계 임무에서 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. CCTV 다채널 실시간 침입 경보 및 침투 경로 추적 대시보드 구현**
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| **난이도·시간** | 중급 · 2.5시간 |
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| **진행 순서** | 1) M6 코드를 실행해 틱별 원시 탐지 수와 경보 항목 수, 갱신 처리시간을 확인한다.
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2) 채널 상태판에서 경보와 주시 채널의 차이를 설명한다.
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3) 그림에서 침투 경로(빨간 선)와 채널 테두리 색을 읽고 가장 먼저 확인할 채널을 정한다. |
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| **확인할 결과** | 6채널 갱신 평균 1초 이내(예시 약 21ms)
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원시 탐지 32건이 경보 항목 6건으로 요약됨 |
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| **도전 과제** | SPECS에 채널을 2개 추가하고 갱신 시간이 어떻게 늘어나는지 측정해, 1초 안에 처리 가능한 최대 채널 수를 추정한다. |
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| **제출물** | 상황판 코드, 채널 상태표, 상황판 캡처 및 인지 부하 감소 설명 |
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**미션 7. 경계병 육안 확인 및 경보 해제/출동 결심을 위한 HITL 승인 워크플로우 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.
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2) 출동 요청이 경계병 요청과 당직 지휘관 승인의 두 단계로 나뉘는 로그를 확인한다.
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3) 감사 로그 변조 후 검증 결과가 어떻게 바뀌는지 본다. |
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| **확인할 결과** | 자동 해제·자동 출동 0건, 규칙 위반 5건 차단
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결정 5건 로깅 성공률 100%, 변조 위치(8번째) 검출 |
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| **도전 과제** | HOLD_LIMIT_S를 30초로 줄이고 보류 기한 초과 시 자동 해제하도록 바꾸면 어떤 위험이 생기는지 토의한다(코드 수정 없이 토의만 해도 됨). |
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| **제출물** | 승인 워크플로우 코드, HITL 절차 요약(해제·출동·보류 기준, 역할별 권한, 근거 기록 요건) |
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**미션 8. 야간 악천후 및 다지점 동시 침입 상황 모의 CCTV 영상 스트레스 테스트**
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| **난이도·시간** | 고급 · 3.5시간 |
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| **진행 순서** | 1) M8 코드를 실행해 평시부터 36채널까지 시나리오별 결과표를 확인한다.
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2) 프레임 손실·센서 두절 상황에서 감시 공백 경보와 처리 오류 격리 건수를 확인한다.
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3) 정밀 모드와 축소 모드의 경보 수 차이로 운용자 부담이 얼마나 늘어나는지 정리한다. |
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| **확인할 결과** | 다운 0건, 최대 유실률 0%(36채널 기준)
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축소 모드 경보가 정밀 모드의 약 2.1배, 축소 모드 탐지율 약 81% |
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| **도전 과제** | FULL_CAPACITY를 10으로 낮춰 축소 모드 채널이 늘 때 경보 수와 오경보 부담이 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 객체 분석 및 경계구역 탐지 감도 파라미터 재보정**
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| **난이도·시간** | 고급 · 3시간 |
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| **진행 순서** | 1) M9 코드를 실행해 초기 설정의 오경보·미탐 원인별 건수를 확인한다.
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2) 격자 탐색 상위 조합의 F1과 재발 건수를 비교해 최종 설정이 선택된 이유를 설명한다.
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3) 재보정 후에도 남은 재발 오류의 원인(조류·동물 등)을 표에서 찾아 적는다. |
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| **확인할 결과** | F1 10%p 이상 향상(예시 0.716 → 0.939, +22.3%p)
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재발 오류 7건 남음(목표 0건 미달), 원인은 조류·동물 오인 |
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| **도전 과제** | 재보정 제약의 오경보율 상한을 0.10으로 낮추고 최적 조합과 재현율이 어떻게 바뀌는지 확인하여 제약 설정의 영향을 설명한다. |
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| **제출물** | AAR 일지 표, 재보정 파라미터 yaml, 개선 전후 비교표, 재발 오류 분석 |
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**미션 10. 기지 CCTV 비인가 접근 탐지 시스템 통합 및 시설 방호 브리핑 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.
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2) 주입한 손상 데이터와 센서 단절 프레임이 어떻게 처리되었는지 확인한다.
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3) 브리핑 요약의 수치를 실행 결과와 대조하고 한계 문구를 점검한다. |
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| **확인할 결과** | 자체 점검 10/10 통과, 실행 라인 커버리지 89.1%
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재현율 90.5%, 오경보율 11.6%, 경보 43건 전량 검토 대기 |
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| **도전 과제** | CONFIG의 alert_threshold를 0.9로 올리면 어떤 자체 점검 항목이 실패하는지 확인하고, 임계값 설정 근거를 브리핑에 한 문단으로 적는다. |
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| **제출물** | 통합 실행 코드, 자체 점검 결과, 시설 방호 브리핑 요약(5분 분량) |
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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 | ( ) |
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| 각 미션의 확인할 결과를 기록했다 | ( ) |
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| 도전 과제 결과와 이유를 기록했다 | ( ) |
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| 브리핑 수치가 실행 결과와 일치한다 | ( ) |
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| 실제 부대·영상·시설 정보를 사용하지 않았다 | ( ) |
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| 경보 해제·출동 판단은 사람의 확인과 경계 규정·지휘계통에 따름을 명시했다 | ( ) |
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