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과제현황 목록

과제기본정보

회복탄력성 극대화기반 테러/재난 극복 시뮬레이터 개발3년차

사업개요
사업개요에 대한 사업명, 분류코드(기술분류), 과제명, 주관연구기관, 총괄연구 책임자(성명, 소속, 전화번호), 총 연구기간, 당해연도 연구기간 정보제공
사업명 국토교통기술촉진연구사업 과제번호 18CTAP-C116368-03
국가과학표준분류 1순위 건설 교통 | 국토공간개발기술 | 대공간 지상건축물 적용분야 사회질서 및 안전
2순위 정보 통신 | 재난정보관리 | 재난상황대응 의사결정시스템 실용화대상여부 실용화
3순위 건설 교통 | 국토공간개발기술 | 지하대공간 과제유형 개발
과제명 회복탄력성 극대화기반 테러/재난 극복 시뮬레이터 개발
주관연구기관 디토닉(주)
총괄연구 책임자 성명 전용주
소속 디토닉(주) 직위 -
전화번호 031-689-4770 FAX 031-422-1161
총 연구기간 2016-06-27 ~ 2019-04-27
당해연도 연구기간 2018-04-28 ~ 2019-04-27

(단위:원)

년도별 정부출연금, 기업부담금, 계 정보제공
년도 정부출연금 기업부담금
현금 현물 소계
3차년도 261,000,000 13,303,000 74,030,000 87,333,000 348,333,000
과제기본정보의 연구개발개요, 최종목표, 연구내용 및 범위 정보제공
연구개발개요 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
건설기술연구개발사업 주요내용
건설기술연구개발사업 주요내용의 구분, 연구개발목표, 연구개발 내용 및 방법 정보제공
구분 연구개발목표 연구개발 내용 및 방법
3차년도 1. 테러/재난상황 대피 시뮬레이터
- 테러/재난 대피 시뮬레이터 개선 및 상용화 추진
A. 시뮬레이터 S/W 개선
B. 패키지 작업

2. 테러/재난상황 대피 플랫폼
- 테러/재난 대피 플랫폼 서비스 구현
A. 테러/재난 대피 서비스 플랫폼 개발 (분석, 설계, 구현 및 테스트)
B. 데모 구현을 통한 서비스 검증 및 평가·개선

3. CA기반 보행자 대피 알고리즘 개발
- 구축된 모듈과 CA알고리즘의 고도화
A. 3차원 공간 네트워크와 구축된 교통약자 알고리즘 모듈을 적용한 CA 알고리즘의 고도화

4. 대규모 건물의 공간 네트워크 모델링 기술
- 테스트 베드 성능 분석을 통한 시뮬레이션 고도화
A. 구축된 CA 알고리즘과 공간 모델링 기법을 이용한 테스트 베드 성능 분석
1. 테러/재난 대피 시뮬레이터 개선 및 상용화 추진
- 교통약자의 Human Factor 반영 기법과 CA 기반 공간 네트워크를 적용하여 시뮬레이터 고도화를 진행함.
- 시뮬레이터 S/W의 상용화를 위하여 서비스 패키지를 준비함.

2. 테러/재난 대피 플랫폼 서비스 구현
- 2차년도에 구현한 시뮬레이터의 테러/재난 대피 알고리즘을 이용하여 서버 기반 對고객 서비스의 요구사항을 서버와 단말로 구분하여 도출
- 요구사항에 기반하여 서버 아키텍쳐 및 단말 아키텍쳐를 구현하고, 데모 구현을 통한 서비스 검증 및 평가·개선

3. 구축된 모듈과 CA알고리즘의 고도화
- 대피 집단의 특성을 제시하고, 상황에 따른 개인 특성 변화를 CA알고리즘에 적용하고 개선 연구 수행

4. 테스트 베드 성능 분석을 통한 시뮬레이션 고도화
- 실제와 유사한 환경의 테스트 베드 분석을 위해 실제 건물의 도면에 맞는 실측 공간을 모델링하여 알고리즘을 적용한 성능 구현
- 테스트 베드 분석을 통해 알고리즘의 보완점을 찾아 알고리즘의 성능 검증 및 신뢰도 제고 방안 마련
연구성과 기술적 기대성과 1. 테러/재난 상황 시 심리학적 인간 행동 분석이 가능한 플랫폼 기술 구현
- 건축물의 피난계획에서 고려하는 인간의 행동은 대표적으로 3가지로 분류할 할 수 있는데, 대표적으로 귀소본능, 지광본능, 군집심리이며 이는 재난 상황에서 필수적인 요소임
- 본 연구에서는 위 3가지 요소를 반영한 플랫폼을 제작하여 보다 실제적인 테러/재난 상황에서의 인간의 행동 분석할 수 있음

2. 대형 건물의 피난 설계에 활용, 테러/재난상황 탈출 시간 산정의 기초 자료 확보
- 본 연구는 국민의 안전과 직결되는 방재?안전적 측면에서 첨단시스템의 사용을 통해 방재 시스템의 고도화를 이룰 수 있으며, 사회적인 요구에 따라 생명의 시간 골든타임 이내에 건물 내 재실자의 안전한 대피에 기여하는 것은 물론, 테러/재난상황의 복구를 신속하게 만들며 회복탄력성을 증가시킬 것으로 예상됨

3. 보행자 행태 및 공간 데이터 플랫폼의 융합 연구 분야 확대
- 방재?안전, 공간정보, 교통 알고리즘의 융?복합적 연구를 통해 학계가 시대의 요구에 대해 반응하는 연구를 진행할 수 있으며, 그에 따른 방재?안전 전문 인력의 양성을 통해 사회 안전에 기여할 수 있음
사회 경제적 파급효과 1. 경제적ㆍ산업적 측면
- 도시 재난의 회복탄력성 증가에 따른 테러/재난으로 인한 사회적 비용 감소 효과
: 본 연구의 결과물은 대형화되는 건물의 규모에 따라 다양한 사회적 수요를 가질 것으로 예상되며, 이용자 관점에서 쉽고 편리한 시뮬레이션 제공을 통해 현대인들의 도시 테러/재난 불안감을 해소할 수 있을 것으로 판단됨
- 고가의 수입 상용프로그램을 대체할 수 있는 국산 시뮬레이션 플랫폼
: 건축물의 피난 계획에 사용되는 국산 프로그램의 발전이 빠르지 않아서, 그에 따라 고가의 수입 상용프로그램이 주류로 사용되고 있기 때문에 본 연구를 통해 국내 실정에 맞는 프로그램의 개발이 수입 프로그램을 대체할 수 있음

2. 사회적 측면
- 다양한 플랫폼을 통한 쉽고 편리한 정보 제공에 따른 이용 활용성 증가
: 본 연구의 핵심 성과인 CA기반 알고리즘 및 이용자친화형 플랫폼을 통해 보행약자에 대한 테러/재난대응책을 마련할 수 있으며, 다양한 대피경로 제공을 통해 사회가 지향하는 “Universal Design”,즉 사회적 약자들의 물리적, 심리적인 접근 장벽을 없애는 것에 기여할 수 있음
- 안전한 사회 건설을 원하는 국민적 요구에 부응하는 정책적 판단 근거 제공
: 본 연구를 통해 사회가 지향하는 테러/재난에 안전한 사회에 대한 국민적 요구에 부응할 수 있으며, 연구 결과를 통해 새로운 정책 자료를 만드는데 판단 근거를 제공할 수 있음
- 안전에 대한 불안감을 제거할 수 있는 사회적 요구 충족
: 본 연구의 결과물은 대형화되는 건물의 규모에 따라 다양한 사회적 수요를 가질 것으로 예상되며, 이용자 관점에서 쉽고 편리한 시뮬레이션 제공을 통해 현대인들의 도시에서 발생할 수 있는 테러/재난에 대한 불안감을 해소할 수 있을 것으로 판단됨
- 안전의식을 높이는 도시생활의 테러/재난 인식 프레임 전환
: 건축물의 테러/재난상황 발생시 재실자가 스마트폰을 이용하여 손안에서 이동정보를 알 수 있으므로 테러/재난에 대한 안전의식을 높일 수 있음
활용방안 1. 도시에서 발생할 수 있는 테러/재난의 효과적인 대응 방안 마련에 활용
- 고층화, 과밀화, 복잡화되는 도시 공간에서 발생할 수 있는 테러/재난에 따른 피해를 감소시킬 수 있으며 국민 안전과 테러/재난에 따른 사회적 비용을 모두 충족시킬 수 있는 효과 제공
- 전문가 영역에서는 건축, 방재안전, 재난계획 관련 연구자에게 제공하여 도시의 안전을 도모하며 국민들에게는 위험에 대한 안전장치가 되는 효과 제공

2. 도시 방재 관련 정책 결정 및 유관 연구 기초 자료로 활용
- 본 연구의 결과로 테스트 베드의 실제적인 테러/재난상황 분석을 통해 국민 안전을 위한 정책 기초 자료로 활용 가능함
- 웹페이지를 통한 연구 성과의 통합적 보급을 통해, 유사 연구 또는 유관 연구 시 기초 자료로 활용할 수 있도록 함

3. 실내 공간구조 설계시 이용자 피해 최소화 및 회복탄력성을 극대화를 위해 활용
- 수요처를 발굴하여 해당 수요처의 특성에 맞는 시뮬레이션 시스템 보급
- 대형 건물의 재난 대피 시설 설계 및 개선 위한 진단 서비스 제공
핵심어
핵심어의 구분, 핵심어, 핵심어1~핵심어5 정보제공
핵심어 핵심어1 핵심어2 핵심어3 핵심어4 핵심어5
국문 회복탄력성 대피 테러 재난 시뮬레이션
영문 Resilience Evacuation Terrorism Disaster Simulation
최종보고서
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최종보고서 01. 최종보고서_디토닉_190716.pdf   다운로드
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