• 한국구조물진단유지관리공학회 논문집
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• 제24권1호
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• pp.16-23
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• 2020

우리나라의 연평균 지진발생 횟수는 꾸준히 증가하는 추세이다. 최근경주와 포항에서 규모 5를 초과하는 지진이 발생하여 상수도관의 피해가 다수 보고된 바 있다. 따라서 국내에서도 상수도관의 지진에 대한 대비가 필요 할 것으로 판단된다. 상수도관은 상수도 공급시스템 에 있어 혈관과도 같은 중요한 시설로서 다양한 규격과 재질의 배관으로 구성된다. 그러므로 지진에 의한 상수도관의 손상은 식수공급, 화재진압 등의 문제를 일으키게 되며, 인명 및 재산피해를 유발하게 된다. 하지만 국내에서는 시험 검증 및 경험에 의해 매립상수도관의 내진 성능이 평가된 예를 찾아보기 어렵다. 지진에 의한 상수도관의 손상은 액상화와 단층과 같은 지반의 변위지배적인 거동으로 인하여 발생한다. 지진에 의한 상수도관의 주된 파손은 배관 이음부에 집중되며 특히 직경 200mm 이하 배관이 위험한 것으로 조사되었다. 따라서 본 연구에서는 호칭 150mm의 클램프로 고정된 이음을 가지는 iPVC 매립 상수도관에 대하여 시험적인 접근으로 내진 성능 및 내침하 성능을 평가 하였다.

• 한국수자원학회:학술대회논문집
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• 한국수자원학회 2015년도 학술발표회
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• pp.114-114
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• 2015

최근 기후변화로 인해 지구촌 곳곳은 이전에 경험하지 못한 극한 홍수재해로 몸살을 앓고 있다. 2011년 태국에서는 짜오프라야강 범람으로 국토의 70% 이상이 침수되었고, 2013년 인도 북부지역에서는 갠지스강 및 지류의 범람, 산사태, 가옥붕괴 등으로 1,000여명이 숨지고 관광객 및 순례객 7만여명의 발이 묶이는 피해가 발생하였으며, 2014년 발칸반도에서는 120년만의 폭우로 인하여 30여명이 사망하고 100만명의 이재민이 발생하였다. 국내의 경우 2011년 수도권을 중심으로 하루에 300mm가 넘는 기록적 호우가 쏟아지면서 주택과 도로의 침수, 산사태 등으로 많은 인명 및 재산피해가 발생하였다. 또한 2014년 8월 경남 부산지역에는 시간당 130mm가 넘는 국지성 호우에 따른 산사태, 침수 등으로 도심기능이 마비되는 피해가 발생하기도 하였다. 이처럼 대부분의 자연재난은 태풍 및 집중호우 등 물재해로 발생하고 있으며, 국내의 경우 2012년 전체 자연재난의 95.6%, 2013년 전체 자연재난의 93%를 물재해가 차지하였다. 이에 구조적 비구조적 홍수 재해 저감대책 수립 및 시행 등 지속적인 물관리 노력으로 대하천에서 발생하는 홍수피해는 크게 감소하였으나, 지자체를 중심으로 운영 관리되고 있는 중소하천에서의 피해는 오히려 점차 증가하고 있다. 조사에 따르면 최근 5년간(2007~2011) 홍수피해의 98% 이상이 중소하천을 중심으로 발생한 것으로 발표된 바 있다. 특히 지자체의 경우 전문인력 및 기술력 부족, 열악한 재정 등으로 피해가 반복되고 있는 실정이다. 이에 따라 중소하천과 같이 소외된 지역의 물복지 향상을 위해서는 홍수재해 상황에 신속하고 효과적으로 대응하기 위한 과학적 체계적인 선진 홍수재해 관리체계의 구축이 요구되는 바이다. 이에 물관리 전문기관인 K-water에서는 지난 2010년부터 ICT기반의 우수한 물관리 기술력과 홍수대응 Know-How를 활용하여 '지자체 맞춤형 홍수재해관리시스템' 구축을 지원하고 있다. 본 시스템은 상 하류의 다양한 재난 정보를 수집 통합하고, 수집된 정보를 활용한 홍수분석을 통해 예방적 재난대응 체계를 구축하는 것으로, K-water는 지난 2010년 남원시를 시작으로 무주군, 군산시, 진안군 등의 시스템 구축을 지원하고 있다. 재난은 복구보다 예방이 우선되어야 함은 모두 다 아는 사실이지만 예산문제 등으로 항상 소 잃고 외양간 고치는 일이 아직까지 반복되고 있다. K-water는 물관리 전문 공기업으로써의 역할을 다하고, 예방 위주의 재난관리 체계 마련을 위해 '지자체 맞춤형 홍수재해관리시스템' 구축 지원을 지속적으로 확대해 나갈 것이다.

• 한국수자원학회:학술대회논문집
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• 한국수자원학회 2016년도 학술발표회
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• pp.447-447
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• 2016

홍수 시 하천을 따라 유하되는 유송잡물(잡목, 생활쓰레기 등)은 구조물에 집적이 이루어지며 이로 인해 물의 흐름을 방해하고 구조물 주변의 지반을 약화시키거나 월류로 인해 심각한 피해를 야기 시킨다. 교량의 경우 유송잡물의 집적은 교각의 항력을 증가시켜 전도파괴를 유발시킬 수 있으며, 교각주변 흐름교란을 통한 하상세굴로 인해 기초부를 파괴시키기도 한다. 또한 통수단면적 증가로 인해 높아진 수위는 제방을 월류시켜 재산 및 인명피해를 유발하기도 한다. 암거의 경우 유송잡물을 포함한 토사로 인해 단면폐색 및 침식으로 암거의 파괴를 발생시키고 이로인해 도로의 단절을 가져오기도 한다. 이러한 유송잡물에 대한 차단대책은 현재 까지 유지관리를 통한 방법만이 최선책으로 제시되고 있다. 본 연구는 국외에서 소개되고 있는 유송잡물 피해저감시설을 대상으로 축소모형실험을 통해 효과를 확인하고 이를 통해 저감시설의 효율에 대해 소개하고자 하는 것이 주목적이다. 유송잡물 저감시설은 교량의 경우 수직분리대 방법, 우회말뚝 방법, 스위퍼를 이용한 방법으로 소개하고 있으며 이들 방법의 특징은 유송잡물 우회를 통해 집적을 저감하는 방식이다. 암거의 경우 수직분리대 방법, 스크린 방법, 우회스크린을 이용하는 방법 등이 있으며 수직분리대는 교량과 마찬가지로 우회방식을 기본방식으로 스크린 방식은 유송잡물의 차단을 원칙으로 하고 있다. 실험의 결과는 교량과 암거의 차단시설 유무에 따른 유송잡물의 집적률을 대상으로 하였다. 차단시설이 없는 경우 교량에서의 집적률은 97.9% ~ 99.2%의 집적률로 나타났다. 수직분리대의 경우 유송잡물 집적률은 49.3%, 우회말뚝은 0.0% ~ 4.2%의 범위로 매우 높은 차단효과를 보이고 있었다. 스위퍼방식의 경우 집적률은 5.3% ~ 20.9%로 나타났다. 이러한 결과로 판단하였을 때 차단시설 설치로 인한 교량에 대한 직접적인 차단효과는 수직분리대 < 스위퍼 < 우회말뚝 순으로 높은 차단효과를 보이는 것으로 나타났다. 그러나 우회말뚝에서의 집적률이 한계치를 넘어선다면 유송잡물로 인해 흐름교란, 수위 및 하상변동, 말뚝의 유실 등으로 인한 피해가 예상된다. 암거대상 유송잡물 차단시설 실험결과는 수직분리대의 경우 type과 투하방법에 따라 차이가 있지만 집적률은 14.7% ~ 64.9%의 범위로 나타났다. 스크린과 우회스크린 방식은 유송잡물의 우회가 아닌 차단이 목적이므로 유송잡물 집적에 의한 수위상승이 우려되는바 수위영향을 검토하였다. 검토결과 스크린 설치로 인한 수위상승이 우회스크린보다 높게 상승하는 것으로 나타났다. 이러한 결과는 스크린의 형태적인 측면에서 2면을 통해 집적되는 특성을 갖는 우회스크린이 통수단면적을 많이 확보하기 때문이다. 따라서 국부적인 수위상승으로 인한 피해를 저감하기 위해서는 설치여건이 허용된다면 통수단면적 확보가 유리한 우회스크린 설치가 유리할 것으로 판단된다.

• 한국수자원학회:학술대회논문집
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• 한국수자원학회 2017년도 학술발표회
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• pp.486-490
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• 2017

도심지에서의 침수피해는 이상홍수 및 국지성 호우 시 우수관거 시설기준 미달, 펌프장 등 배수시설이 설치되지 않아 하천의 계획홍수위보다 제내지의 지반고가 낮은 저지대 지역에서 많이 발생하고 있다. 특히, 내수침수의 경우는 외수에 따른 범람보다는 국민의 재산과 인명피해에 직접적인 영향을 미치므로 침수피해 위험도가 높은 지역의 주민에게 그 지역의 침수빈도와 범위를 인지시키고 사전대응 능력을 향상시킬 필요가 있다. 따라서 연구의 목적으로 매년 피해가 발생한 이력이 있는 위험지구에 대해 전국단위 시군구별 침수피해 지도를 작성하여 침수심 산정과 피해액 예측할 수 있는 기초자료로 활용하고, 주민들의 신속한 대처를 통해 그들의 생명과 재산을 보호하여 재난 안전 국가 이미지 제고에 기여하고자 한다. 본 연구에서는 도심지 유출모형인 XP-SWMM을 활용하여 내수재해 위험요인에 대한 전국을 해석하는 것에 한계가 있어 풍수해저감종합계획에 수록된 XP-SWMM모의 분석 결과 값을 활용하고자 하였다. 기 수립된 전국 풍수해저감종합계획의 과거 피해 자료를 바탕으로 이상 집중호우나 태풍의 내습 시 풍수해 피해 발생 가능성이 제일 높은 지역을 연구범위 대상지역으로 선정하였다. 그 중 풍수해의 주요 원인으로서 태풍, 집중호우 및 해일로 인한 피해발생 빈도가 높은 지역이면서 하천재해 및 내수침수 피해가 많은 경기도 동두천시를 연구대상 지역으로 선정하였으며, 대상지 유역 현황과 지형정보 및 빈도별 침수심을 조사하였다. 수록된 내용에 따르면 경기도 동두천시는 우수관망의 밀도가 높은 4개 위험지구를 내수재해 발생가능성 지역으로 선정하여 10년, 20년, 30년, 50년, 100년, 200년 6개 빈도에 대해 XP-SWMM 모의를 실시하였다. 이와 같이 수록된 각 빈도에 대한 모의 결과 값을 GIS기술을 이용하여 디지털화 하고 부가적인 분석을 위한 GIS데이터화 하는 내삽법을 선정하여 침수면적 및 침수심을 산출하였다. 그러나 면적비교를 통해 모의 결과 값을 디지털화 하는 과정에서 많은 오차가 발생되는 것을 확인하였고, 이를 보완하기 위해 좌표보정 자동화 프로그램을 개발하여 이러한 문제점을 제거하여 신뢰도를 향상시켰다. 이렇게 계산된 연구 대상지역의 침수심과 침수면적을 활용하여 지도제작 표준 지침서 및 가이드라인을 제시하여 한국형 호우피해 지도제작 기술개발에 기여하고, 비구조적 대책으로서 이상홍수에 대한 위험도를 파악하여 지역별 도심침수 방지를 위한 대비체계를 구축하는 등 위험지역에 대한 사전분석 및 활용에 기초자료로 도움이 되고자 한다.

• 한국산학기술학회논문지
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• 제20권1호
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• pp.426-433
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• 2019

지진의 2차사고 중 화재 및 가스 폭발에 의한 사고는 아파트형 주거 형태와 대형 복합화 된 건물이 많은 도시 일수록 인명피해의 우려가 커지게 되고, 이를 방지하기 위하여 화재 방호 계통 스프링클러 시스템의 경우 내진 설계가 필수적으로 수행되어야 한다. 하지만 현재 일반적으로 사용하고 있는 화재 방호 계통 스프링클러 시스템 배관은 대부분 스테인리스 계열의 금속 파이프를 사용하고 있고 일부 특수 위치에서 합성수지 계열의 파이프를 사용하고 있어 진동 및 지진 등에 취약한 소재가 적용되고 있다. 이에 본 연구에서는 폴리에틸렌(Polyethylene, 이하 : PE)과 알루미늄(Aluminum, 이하 : Al)의 다층구조 복합관이 보유한 변위 흡수 유연성이 진동 환경과 지진 발생에 대한 내진 성능을 상승 시키는 특성으로 판단하였고, PE-Al-PE 복합관을 기존 스테인리스 관, PE관과 비교하여 내진 성능을 실험 하였다. 내진 특성은 스프링클러 파이프가 전달하는 진동의 양과 범위를 측정하면 진동에 대한 흡수 정도를 알 수 있고 이는 지진에 대하여 대상체가 자체적으로 진동을 감쇠하는 내진 특성 판단의 방법으로 횡 형 진동 측정법으로 발생한 진동의 최초 응답 변위에 대한 대수 감쇠율을 비교하여 파이프의 내진 특성을 확인하였다.

• 한국산림과학회지
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• 제110권2호
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• pp.179-188
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• 2021

생물다양성정보학(Biodiversity Informatics)은 정보과학을 생물다양성정보에 접목한 분야로 정이명으로 구성된 학명을 비롯한 종정보를 기초로 일차종발생자료를 구축하고 이를 활용한다. 본 연구에서는 생물다양성 정보의 이용적합도를 기준으로 세계생물다양성정보기구(GBIF)에 출판된 동북아시아 자료의 품질을 BRAHMS 프로그램을 이용하여 평가하고 이를 통해 생물다양성자료 정제의 필요성을 확인하였다. 국립생물자원관, 국립생태원, 국립수목원 등의 국내 생물다양성 관련기관과 더불어 일본, 중국, 대만의 출판 자료는 자료정제과정의 문제로 학명, 지리정보, 채집자, 날짜 등에 대한 오류가 확인된다. 기본적인 속성자료에서 오류가 발생하는 원인은 동아시아의 생물다양성관리기관들이 구조화되지 않은 데이터베이스를 사용하고 평면적인 스프레드시트형 정보를 사용하기 때문이다. 생물다양성 정보 특성상 다양한 정보가 구조화가되지 않을 경우 학명, 인명, 지명, 문헌, 생태정보에 대한 데이터 무결성을 해결하지 못한다. 동아시아 생물다양성정보 관리문제를 극복하기 위해서는 자료의 구조화와 함께 자료정제에 대한 이해도를 높이고, 오류 수정을 위한 지속적인 자료 관리자인 전문 분류학자 양성이 필요하다. 생물다양성 정보관리자는 오류 원인분석을 통해 문서화된 관리 지침을 수정, 추가하는 등 향후 오류 예방을 위한 대책이 필요하며 시스템에 적용시켜야 한다. 이런 모든 과정은 데이터베이스를 기반으로 진행되고 기록되어야 한다. 동아시아의 생물다양성 출판자들은 현재 수준의 단순한 자료구조보다는 생물다양성 정보 관리를 위해 전문적인 선진 프로그램의 사용 혹은 이에 준하는 수준의 고도화된 데이터베이스의 개발이 필요하다.

• 대한토목학회논문집
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• 제42권5호
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• pp.711-721
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• 2022

2019년 발생한 코로나라는 팬데믹 영향의 장기화로 인해 사람들 간 접촉을 하지 않고도 생활이 가능한 비대면 활동의 중요성이 증대되면서 우리사회는 본격적인 언택트(untact) 시대로 진입하게 되었다. 언택트 시대는 우리의 일상생활뿐만 아니라 산업사회를 디지털화로 재편하는 거대한 구조적 변화를 초래하는데 영향을 미쳤는데, 그 중심의 핵심기술에 디지털트윈(digital twin)이 있다고 해도 과언이 아니다. 디지털트윈은 4차 산업혁명에 접목되고 있는 다양한 기술력을 융합하여 현실세계를 가상의 디지털 세계에 그대로 재현해내는 기술로, 다양한 산업 공정 전반에 관여하여 산업 사회에서의 혁신을 선도하고 있다. 그러나 디지털트윈이 갖는 구조적 한계 및 환경적 제약으로 인해 동 기술은 모든 산업 제반에 걸쳐 적극적으로 활용되고 있지는 않다. 특히 건축 및 시설물 분야는 일상에서 건물의 주기적 관리가 요구되고 재난 발생 시 인명피해와도 직결되는 분야이기 때문에 디지털트윈의 접목 필요성이 더욱 제기되고 있는 분야지만 현실적으로 직면한 사항들이 디지털트윈의 적용에 있어 장애물로 작용하고 있다. 따라서 본 논문에서는 이러한 문제점에 착안하여 건축물 시설안전대응분야에서 디지털트윈 기술의 적용 필요성을 제시하고, 그로 인해 창출 가능한 기대효과를 기술함으로 디지털트윈의 적극적 활용을 강조한다. 더불어 디지털트윈이 현재 직면한 문제를 극복하고 향후 지속발전가능성이 높음을 시사하여 디지털트윈의 수요 창출을 견인하도록 연계짓는다.

• 대한토목학회논문집
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• 제28권4D호
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• pp.459-467
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• 2008

토지이용 밀집에 따른 지상공간의 부족으로 점차 지하공간의 활용이 늘어가고 있다. 단지 건축물 지하공간의 활용이 아닌 이동공간으로서, 저장창고로서, 밀집상가로서의 지하시설물의 공간적 크기가 확대되는 추세이다. 하지만 지하공간은 지상에 비해 화재에 취약한 약점을 가지고 있다. 특히 유동인구가 많은 지하상가의 경우 대부분 불에 타기 쉬운 옷가지가 많고, 환기가 제대로 이루어지지 않아 유독가스에 노출되어 있다. 또한 폐쇄적인 구조로 피난 및 접근이 어려워 대형인명피해의 위험을 가지고 있다. 따라서 본 연구에서는 복잡한 구조의 지하시설물에서 화재시 연기 및 불길을 피해 안전하고 빠르게 피난자들을 대피시키는 방안에 대해 연구하였다. 최근 첨단기술의 발달로 저렴한 비용으로 유비쿼터스 센서 네트워크를 구축하여 주변환경의 센서정보를 수집하는 것이 가능해졌고, 이러한 정보를 이용하여 보다 효과적인 피난 유도를 위한 시스템을 제안하였다. 센서로부터 수집되는 연기, 온도 등의 화재정보는 기존의 지하시설물의 정보와 통합가공되어 유도 프로세스에 의해 유도매개체로 전송되는데 정보의 가공은 통로의 용량과 거리를 고려하여 시간을 최소화하는 최소시간경로 탐색 알고리즘을 활용한다. 사례연구를 통하여 본 연구의 효용성을 검증하고 미흡한 부분을 찾아보았다.

• 대한토목학회논문집
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• 제30권4D호
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• pp.351-360
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• 2010

2010년 말 현재 우리나라의 자동차등록대수는 1,748만 대에 육박할 정도로 비약적인 증가를 보이고 있다. 자동차의 급격한 증가는 오늘날 우리가 직면한 심각한 사회문제 중 하나인 교통사고를 증가시키고, 이로 인해 인명피해 및 경제적 손실을 초래하고 있다. 이에 본 연구는 유전자 알고리즘과 신경망 이론의 결합에 의한, 향상된 신호교차로 위험도를 예측하는 모형을 개발하여, 장래 교통사고 안전대책 수립시 근간이 되는 기초자료를 제공함으로써, 교통사고를 줄이는데 도움이 되고자 한다. 본 연구에서는, 첫 번째로 교통사고와 교통혼잡이 빈번하게 발생하는 신호교차로를 대상으로 접근로별 교통량과 도로 기하구조 요소를 파악하였고, 교통사고와 교통상충간의 순위상관관계분석을 실시하여 통계적 유의성을 파악하였으며, 교통사고와 교통상충을 적용한 선형회귀모형을 구축하였다. 두 번째로, 유전자 알고리즘과 신경망 이론의 결합에 의한 신호교차로 위험도 예측모형은 신호교차로 교통량 및 도로 기하구조 요소, 교통상충의 특성변수를 적용하여 개발하였다. 마지막으로, 신호교차로 교통사고건수 실측값과 개발모형의 예측값에 대한 적합도 분석을 통해 신뢰수준을 검증한 결과, 개발모형의 신뢰도와 정확도가 기존의 모형에 비해 우수한 것으로 나타났다. 결론적으로, 향후 본 연구를 통해 개발된 교통사고위험도 예측모형을 신호교차로 교통안전정책 수립과 교통안전개선사업에 사용할 경우, 전반적으로 교통안전관련사업의 비용/효율성을 극대화할 수 있을 것으로 기대된다.

• 예술인문사회 융합 멀티미디어 논문지
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• 제7권12호
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• pp.937-946
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• 2017

인간 생활을 보다 편리하게 하기 위하여 대형 빌딩, 복합상가, 대형 지하시설물 등을 포함한 최근 건물들은 점점 대형화 및 초고층화가 되어 가고 있는 추세이다. 그러나 초고층 건물들이 많이 증가할수록 화재 등 대형 재난에 대한 위험성도 점점 증가하고 있다. 특히, 초고층 건물에 화재와 같은 대형 재난이 발생할 경우에 재실자를 대상으로 신속하고 정확한 피난유도가 이루어지지 않는다면, 인명 피해는 상상 이상으로 엄청날 것이다. 따라서 건물 내부에 있는 재실자들이나 구조가 필요한 사람들을 대상으로 신속한 피난 유도 및 구조가 이루어져야 하며, 이를 위해서는 건물 내부에 있는 사람들의 규모와 위치 식별 및 파악이 선행되어야 한다. 이를 위하여 먼저 건물 내부의 재실자 파악을 위한 기존 위치추적기술에 대한 선행연구를 수행한다. 그리고 이를 기반으로 본 논문에서는 실제 재난 발생 시에 초고층빌딩을 대상으로 위치식별기술을 활용하여 실시간 인원수를 파악하여 밀집도를 개선하고 피난시간을 단축할 수 있는 방안에 대해 연구하고자 한다.