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R&D최종보고서

연구과제 상세정보
과제고유번호 201414TRPI-C064106-03
연구사업명 국토교통기술촉진연구사업
연구과제명 분산형 시뮬레이션 기반 시설물 재난 대응 및 관리시스템 구축
총 연구기간 2012-11-21 ~ 2015-11-20
연구책임자 박문서
당해년도
참여 연구원수
3명 총 연구기간
참여 연구원수
9명
당해년도
연구비
정부 : 100,000,000 원
기업 : 33,500,000 원
계 : 133,500,000 원
총연구비 정부 : 560,000,000 원
기업 : 187,000,000 원
계 : 747,000,000 원
연구기관명 서울대학교 산학협력단
등록 발간번호 11-1613000-001083-14
ISBN 979-11-955588-4-1
주요 내용 - 지구 온난화에 따른 기후변화로 인한 태풍, 지진 등 전 세계적으로 거대 자연 재난 발생 가능성이 높아짐. 뿐만 아니라 국제 정세 변화에 따른 테러 및 전쟁의 위협, 위험 시설물 증가 등 인적 재난 발생 가능성 또한 높아지고 있음.
- 초고층 건축물 등 건축물 및 시설물이 고층화/대형화 되고, 주요 사회 기간 시설물 및 위험 시설물이 증가하고 있는 상태에서, 재난 발생 시 그 피해규모가 과거 보다 클 개연성이 높음.
- 최근 발생하는 재난의 특징은 복합적으로 발생 및 작용하기 때문에 잘못된 대응을 실시할 경우, 1차적 피해뿐만 아니라 화재, 붕괴 등의 연쇄적인 피해를 야기함. 따라서 재난 발생 시 시뮬레이션을 통해 시설물의 복합적 피해를 사전에 파악함으로써 신속한 대응을 할 필요성이 있음.
- 하지만 기존의 통합된 단일 시스템 혹은 단일 시뮬레이션만으로는 재난 상황에 대한 다양하고 복합적인 정보 처리가 어려움. 현재는 다른 개발자들에 의해 다른 목적에 따라 개발된 재난 발생요소 별 시뮬레이션 소프트웨어가 다수 존재하며, 이들을 효과적으로 활용하기 위해 분산형 시뮬레이션 개발이 필요함.
- 또한, 향후 새로운 재난유형이 발생하거나 시뮬레이터가 개발되었을 때 기 개발된 플랫폼의 수정이 어려워, 확장성을 가진 분산형 시뮬레이션 플랫폼 구축이 필요함.
- 뿐만 아니라 시설물 재난 대응을 위한 시뮬레이션에는 각 시설물의 공간적/구조적 정보 등의 속성정보가 필요하며, BIM 기술 개발에 따른 시설물 BIM모델 연동은 시설물 재난 시뮬레이션의 정확성을 높일 수 있음.
- 분산형 시뮬레이션 기반에 BIM 기술 및 시각화 기술의 연동을 통해 ‘시설물 재난 대응 및 관리시스템’을 개발함으로써, 사전 시뮬레이션을 통한 재난 대응책 수립 및 재난 발생 이후의 현황 예측, 확산 방지 대책 수립 등에 활용될 수 있음.

[최종목표]
- 본 연구는 지구 온난화 및 대규모 위험 시설물 증가 등에 따른 자연적/인적 거대재난 발생 시 주요 시설물에 미치는 영향을 사전에 분석하고, 이에 따른 위기 대응을 보다 신속하고 효율적으로 지원하기 위한 ‘분산형 재난 시뮬레이션 오픈 플랫폼’ 구축 및‘시뮬레이션 기반의 시설물 재난 대응 및 관리시스템 구축’을 목표로 함.
- 오픈 아키텍쳐 기반의 분산형 재난 시뮬레이션 플랫폼은 수많은 종류의 재난발생 및 대응요소 하위 시뮬레이터 간 상호운용성, 각 하위 시뮬레이터가 다양한 종류의 시설물과 재난 상황에 적용될 수 있는 재사용성, 새로운 재난 상황에 맞춰 신속히 업데이트 될 수 있는 확장성을 제공함.
- 본 연구의 ‘분산형 시뮬레이션 기반 시설물 재난 대응 및 관리시스템 구축’은 확장성을 가진 분산형 시뮬레이션 플랫폼, 시설물 BIM모델, 시각화 모듈의 상호운용을 통해 단순한 시뮬레이션을 넘어 전방위적 시설물 재난 대응 및 관리를 위한 ‘Hazard Map’및 ‘Control Tower’ 의 기술적 근거를 마련함.

[연구내용 및 범위]
- 본 연구과제의 내용은 다음의 5단계로 구성됨.
1) BIM모델 연동형 재난 시뮬레이션 간 데이터 호환 라이브러리 구축
2) 상위체계구조(HLA) 기반 하위 재난 시뮬레이터 간 실시간 상호연동환경 구축
3) 오픈 아키텍쳐 기반 분산형 재난 시뮬레이션 플랫폼 구축
4) 분산형 시뮬레이션 기반 시설물 재난 대응 및 관리시스템 구축
5) BIM모델 기반 재난 시뮬레이션 시각화 기술 활용체계 구축
- 본 연구는 시뮬레이터 간의 데이터 교환 및 상호연동체계인 상위체계구조 (High Level Architecture: HLA) 기반으로 구축되며, HLA RTI(Runtime Infrastructure) 소프트웨어를 통해 분산형 시뮬레이션을 구현함.
- 본 연구는 오픈 아키텍쳐 기반의 HLA RTI를 활용하여, 향후 재난 시뮬레이션 플랫폼의 지속적인 업데이트가 가능하도록 구축함.
- 본 연구는 분석 대상인 시설물의 상이한 특징을 반영하고자 각 시설물의 BIM 모델과 재난 시뮬레이션 간의 데이터 교환체계를 구축함.
- 또한, 시설물 구조변화, 재난 대응작업 프로세스 등 재난 시뮬레이션의 시각화 기술 적용을 통해 시설물 재난 대응 및 관리시스템의 활용성을 극대화 함.
- 본 연구에서 개발하는 ‘시설물 재난 대응 및 관리시스템’의 범위는 국내에서 주로 시설물에 큰 영향을 미치는 지진, 붕괴, 화재의 재난요소를 중심으로 개발되며, 다양한 시설물 중 넓은 범위에서 활용이 가능한 일반 건축물 및 전력계통시설을 대상으로 함.
색인어 한글 재난관리 분산형 시뮬레이션 상위체계구조 오픈소스 플랫폼 BIM
영문 Disaster Response Distributed Simulation High Level Architecture Open Source RTI Building Information Modeling
최종보고서 최종보고서 사전점검용_서울대학교.pdf 최종보고서 수정보완본(100p내외)_서울대학교.pdf
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