R&D최종보고서
| 과제고유번호 | 201818CTAP-C116368-03 | |||||
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| 연구사업명 | 국토교통기술촉진연구사업 | |||||
| 연구과제명 | 회복탄력성 극대화기반 테러/재난 극복 시뮬레이터 개발 | |||||
| 총 연구기간 | 2016-06-27 ~ 2019-04-27 | |||||
| 연구책임자 | 전용주 | |||||
| 당해년도 참여 연구원수 |
5명 | 총 연구기간 참여 연구원수 |
16명 | |||
| 당해년도 연구비 |
정부 : 261,000,000 원 기업 : 87,333,000 원 계 : 348,333,000 원 |
총연구비 | 정부 : 840,000,000 원 기업 : 280,500,000 원 계 : 1,120,500,000 원 |
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| 연구기관명 | 디토닉(주) | |||||
| 등록 발간번호 | - | |||||
| ISBN | - | |||||
| 주요 내용 |
현대사회는 테러/재난 상황 발생시 다음과 같은 이유로 인명 피해 및 사회적 비용이 증가하고 있음 1. 대형화되는 건물, 복잡해지는 실내 공간구조에 따른 안전성 문제 증가 - 대형 건물은 내부 구조가 복잡하고, 사람들이 모일 수 있는 방문자를 위한 편의시설이 다수 존재함. - 테러/재난상황 발생 시, 사용자의 대피 경로 인지가 어렵고, 일부 출입구 병목현상으로 인하여 취약성이 존재함 2. 국제 테러 사건의 급증과 지진 등 테러/재난 사고에 따른 도시 안전 문제 증가 - 프랑스 파리 극장 테러, 벨기에 브뤼셀 지하철역 테러 등 대중 이용 시설물에 대한 국제적인 테러 위협이 증가함에 따라, 테러 상황에 따른 대피 문제가 부각됨. 한국 또한 테러 가능성이 있는 국가로 외교부는 밝히고 있음 - 최근 지진, 건물 붕괴 등 도시 재난재해도 증가하고 있어, 이러한 상황에 대한 철저한 대비와 함께 재난 후 도시 회복탄력성을 높이기 위한 확실한 재난 극복 대비가 요구됨 3. 고령화되는 사회, 테러/재난상황 발생 시 건물 대피시간 증가 - 국내 인구 추이는 전체 인구 중 65세 이상 고령 인구의 비중이 2014년 기준 13%이며, 2026년부터는 고령자가 20% 이상의 초 고령화 사회의 진입이 예상되고 있음 - 기존 연구에서는 고령자는 대피시간인 6분 이내에 대피하지 못하는 것으로 나타남. 또한, 고령화 혹은 보행약자를 대상으로 대피경로 예측 연구가 미비하였으며, 그에 해당하는 경로 제공을 수행하지 못하였음 또한 실내공간의 테러/재난 상황 발생 시 선제적 대응조치를 취하는 것은 테러/재난에 따른 전체적인 피해를 줄이는데 매우 중요함. 또한 적절한 후속 대처 방안으로 피해지역의 회복탄력성(Resilience)을 강화시켜 피해를 최소화 할 수 있게 하는 순기능이 필요함 이와 같은 문제점에 대해 본 연구과제를 통해 실내공간의 테러/재난 극대화 시뮬레이션 및 경로제공과 플랫폼 서비스를 통해 테러/재난에 대비한 대형 건물의 회복탄력성 향상을 유도함과 동시에 이러한 문제들을 최소화하여, 다음과 같이 개인,사회,국가적 기여를 할 것으로 기대함 A. 인명피해의 최소화 및 건물의 안전 관리에 기여 - 테러/재난상황에서 발생시 대부분의 재실자는 군집행동을 보이며, 이로 인해 재난 대피 경로에 병목현상이 발생하여 신속한 대피에 어려움을 겪는 경우가 많음. 이에 재실자 상황에 맞는 빠르고 안전한 대피경로를 안내해 줌으로써, 인명피해를 최소화 할 수 있음 - 회복탄력성 강화를 통해 피해를 최소화할 수 있도록, 테러/재난상황에서 재난 골든타임으로 불리는 5분 이내에 재실자가 대피할 수 있는 방안이 필요함 B. 테러/재난 피해 및 피해 복구의 사회적 비용 감소에 기여 - 신속한 대피경로안내를 통해 테러/재난에 의한 피해를 줄이고 그에 따른 사회적 비용 감소에 기여함 - 테러/재난에 대응하는 Resilience의 향상을 통해 피해 복구의 사회적 비용 감소에 기여함 C. 국제 테러 위협 및 자연 재해에 대한 대응 방안 마련에 기여 - 테러, 재해 등 건물 내 재해 상황에 따른 출구 폐쇄, 특정 구간 통로 폐쇄 상황을 실시간으로 반영하여 대안 경로를 제시하여 인명 피해 감소에 기여함 - 지진 등 자연 재해에 따른 건물 붕괴 상황에서 실시간 최적 피난 경로 제공에 기여함 D. 이용자 친화형 플랫폼 개발을 통한 신속한 테러/재난 대응에 기여 - 실제 테러/재난상황은 혼란스럽고 통제가 매우 어렵기 때문에, 건물 내 보행자의 접근 및 이용이 쉬운 플랫폼의 개발이 중요함 - 스마트폰, 키오스크, 웹페이지 등 이용자가 접근이 편리한 플랫폼을 이용하여, 신속히 정보를 제공함으로써 테러/재난 피해 최소화에 기여함 E. 국내 실정에 맞는 플랫폼 개발로, 해외 상용 프로그램 대체에 기여 - 현재 피난 대피 계획에 이용되는 소프트웨어는 영국의 buildingExodus, 미국의 Pathfinder 등 해외 환경에 최적화된 고가의 상용프로그램을 활용하고 있어, 국내 실정에 맞는 대체 프로그램의 개발이 요구됨 [최종목표] - 최종 목표 개별 보행자의 행동특성을 반영한 테러/재난상황 대피 알고리즘을 개발하고 대규모 실내공간의 공간구조를 반영한 시뮬레이터로 개발하여 다양한 테러/재난상황에서 실제 이용자에게 모바일 애플리케이션, 웹 서비스, 키오스크 등을 제공하는 이용자 친화형 플랫폼 개발을 개발하여 도시 재난 상황을 극복하고 회복탄력성을 극대화시켜 테러/재난 상황에서 피해정도를 줄이고 사망자 수를 절감시키는 시뮬레이션 소프트웨어 개발 - 세부 목표 1. 각 개별 보행자의 행태 분석 및 행태 반영 분석 방법 개발 -CA기반 보행자 대피 알고리즘의 이론적 아이디어 개발 및 알고리즘 구현 2. 실제 공간구조와 일치하는 공간네트워크 모델링을 위한 공간구조 및 DB분석-대규모 건물의 공간 네트워크 모델링 기술의 이론적 아이디어 개발 및 구현 3. 현재 위치에서 최종목적지까지 지속적인 대피 대안경로 안내 서비스 제공-테러/재난상황 대피 시뮬레이션 소프트웨어 개발 4. 스마트폰, 키오스크 등 이용자 친화형 서비스 플랫폼 지원 환경 개발-이용자 친화형 서비스 플랫폼 지원 소프트웨어 개발 [연구내용 및 범위] 1. 테러/재난상황 대피 시뮬레이터 - 1차년도 : 테러/재난 대피 시뮬레이터 기술 조사, 프레임워크 설계 및 환경 정의 : 선행 연구 사례를 조사하여 테러/재난 대피 시뮬레이터 프레임워크를 설계하고, 테러/재난 대피 환경을 정의하고 특성을 모델링함 - 2차년도 : 테러/재난 대피 시뮬레이터 개발 : 수집 데이터를 구축하고 공간 모델링을 진행함 : 2차원 복수 층 시뮬레이터 S/W를 개발하여 테러/재난 상황 별 시뮬레이터를 시연함 - 3차년도 : 테러/재난 대피 시뮬레이터 개선 및 상용화 추진 : 교통약자의 Human factor 반영 기법과 CA 기법 공간 네트워크를 적용하여 시뮬레이터 S/W를 개선 2. 테러/재난상황 대피 플랫폼 - 1차년도 : 테러/재난상황대피 플랫폼 기술 조사 및 프레임워크 설계 : 선행 연구 사례를 조사하여 테러/재난 대피 플랫폼 프레임워크를 설계하고 구성함 - 2차년도 : 테러/재난 대피 플랫폼 서비스 설계 : 테러/재난 대피 서비스 플랫폼의 시나리오를 설계하고 이용자 친화용 UI/UX를 조사 - 3차년도 : 테러/재난 대피 플랫폼 서비스 구현 : 테러/재난 대피 서비스 플랫폼 개발 : 데모 구현을 통한 서비스 검증 및 평가 개선 3. CA기반 보행자 대피 알고리즘 개발 - 1차년도 : 인간의 물리적？심리적 행태가 반영된 알고리즘 설계 : 국내외 연구관련 정보를 수집하여 DB를 구축하고, 보행자 행태별 Human Factor 모델링 기법을 개발 - 2차년도 : 교통약자의 Human factor가 반영 된 CA 알고리즘 개발 : 교통약자의 Human factor가 반영된 모듈 개발 : 테러/재난 상황의 대안경로 제시 알고리즘 개발 : 테러/재난 상황별 대피 시나리오 알고리즘 모듈 개발 - 3차년도 : 구축된 모듈과 CA 알고리즘의 고도화 : 3차원 공간 네트워크와 구축된 교통약자 알고리즘 모듈을 적용한 CA 알고리즘의 고도화 4. 대규모 건물의 공간 네트워크 모델링 기술 - 1차년도 : 2차원 단일 층 기반의 공간 모델링 기법 개발 : 국내외 연구관련 정보를 수집여 DB를 구축하고, 2차원 단일 층 기반의 공간 모델링 기법을 개발 - 2차년도 : 3차원 복수 층 공간 네트워크 모델링 기법 개발 : CA 알고리즘의 Cell 단위의 좌표를 부여한 공간 네트워크를 구축하여 실제와 유사한 현실적인 건물 내부 공간을 모델링하는 기법 개발 - 3차년도 : 테스트 베드 성능 분석을 통한 시뮬레이션 고도화 : 구축된 CA 알고리즘과 공간 모델링 기법을 이용한 테스트 베드 성능 분석 |
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| 색인어 | 한글 | 회복탄력성 | 대피 | 테러 | 재난 | 시뮬레이션 |
| 영문 | Resilience | Evacuation | Terrorism | Disaster | Simulation | |
| 최종보고서 | 01. 최종보고서_디토닉_190716.pdf | |||||