• 해양환경안전학회지
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• 제27권5호
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• pp.675-682
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• 2021

육상 및 해상에서의 화재 사고는 심각한 인명피해를 발생시키며 특히 해양 플랜트 및 선박의 특성 상 밀폐공간으로 인한 질식사고 사망률이 육상보다 현저히 높다. 이러한 질식사고를 예방하기 위하여 화재에서 발생하는 유독가스를 외부로 배출할 수 있는 환기용 팬의 설치가 필수적이나, 해양화재의 규모를 고려하였을 때 대형 환기용 팬의 설치는 해양 구조물 특성 상 용이하지 않다. 따라서 본 연구에서는 DC 전기장을 인가하여 화재 유독가스를 제어하는 새로운 개념의 소방기술을 개발하고자 한다. 화재 발생 시 대부분의 화염은 화학 이온화로 인해 양전하와 음전하를 다수 함유하고 있고, 이때 전기장을 인가하게 되면 로렌츠 힘에 의해 "이온풍"이 발생하게 된다. 이러한 이온풍을 활용하여 일반건축물과 선박의 단열재로 많이 사용되는 종이와 스티로폼을 연소하여 발생되는 화재연기를 인위적으로 제어하는 실험적 연구를 수행하였다. 실험 결과, ± 5 kV 이상의 직류전압을 인가하였을 때 화재연기를 인위적으로 제어할 수 있었고, 양전압보다 음전압을 인가하였을 때 상대적으로 효과적인 제어가 가능하였다.

• 해양환경안전학회지
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• 제27권2호
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• pp.377-386
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• 2021

A60 급 갑판 관통 관은 선박과 해양플랜트에서 화재사고가 발생할 경우 화염의 확산을 방지하고 인명을 보호하기 위해 수평구조에 설치되는 방화장치이다. 본 연구에서는 다양한 대리모델과 다중 섬 유전자 알고리즘을 이용하여 A60 급 갑판 관통 관의 방화설계에 대한 이산변수 근사최적화를 수행하였다. A60 급 갑판 관통 관의 방화설계는 과도 열전달해석을 통해 평가하였다. 근사최적화에서 관통관의 길이, 지름, 재질, 그리고 단열재의 밀도는 이산설계변수로 적용하였고, 제한조건은 온도, 생산성 및 가격을 고려하였다. 대리모델 기반의 근사최적설계 문제는 제한조건을 만족하면서 A60 급 갑판 관통 관의 중량을 최소화할 수 있는 이산설계변수를 결정하도록 정식화하였다. 반응표면모델, 크리깅, 그리고 방사기저함수 신경망과 같은 다양한 대리모델이 근사최적화에 사용되었다. 근사최적화의 정확도를 검토하기 위해 최적해의 결과는 실제 계산 결과와 비교하였다. 근사최적화에 사용된 대리모델 중 방사기저함수 신경망 모델이 A60 급 갑판 관통 관의 방화설계에 대해 가장 정확한 최적설계 결과를 나타내었다.

• 한국건축시공학회지
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• 제19권2호
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• pp.185-192
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• 2019

건설업은 재해자가 가장 많이 발생하는 산업중 하나이며, 특히 추락에 대한 재해가 다른 타 산업에 비해 더 많이 일어나는 산업이다. 건설현장에서의 건설재해는 막대한 인명피해와 재산손실로 인한 사회적 문제로 이어지기 때문에 더 각별한 주의를 기울일 필요가 있다. 안전보건공단에 따르면 2016년 전체 산업재해자수 90,656명 중 26,570명(29.3%)이 건설업에서 발생하였으며, 그 중 추락재해자수가 8,699명으로 가장 많았다. 이처럼 추락재해가 건설재해 유형 중 가장 빈번하게 일어나는 재해인 이유는 최근의 건설구조물들의 대형화, 고층화, 복잡화 등으로 인한 고소작업들이 많고, 다양한 공법들이 개발됨에 따라 그에 따른 건설재해의 위험요인 분석과 예방대책에 대한 연구가 부족하기 때문이다. 따라서 본 연구에서는 추락재해 발생에 영향을 끼치는 다양한 요인들을 분석하고 각 위험요인들의 발생빈도에 대하여 객관적인 재해데이터 분석과 주관적인 설문조사 분석을 수행하여 그 결과를 비교해보았다. 이를 위해서 먼저 건설현장에서 발생했던 추락재해자에 대한 재해사례와 기존문헌을 분석하여 위험요인을 선정하였다. 이어서 해당 위험요인들에 대해서 사례데이터 분석과 설문조사를 수행하여 각각의 발생빈도를 상, 중, 하 그룹으로 구분하여 함께 비교 및 분석하였다. 연구의 결과, 현장작업자와 안전관리자 간에 인식차이가 크거나, 두 집단에서 재해가 많이 발생한다고 인식하는 위험요인에서 재해율이 높은 것으로 나타났다. 본 연구의 결과가 건설현장에서 추락재해에 대한 효율적인 안전관리와 예방대책 선정에 도움이 될 수 있기를 기대한다.

• 한국방재안전학회논문집
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• 제13권4호
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• pp.37-46
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• 2020

전 세계적으로 레질리언스의 중요성이 부각되고 있음에도 자연재해와 관련된 레질리언스의 단일정의는 명확하지 않은 실정이다. 그 이유는 레질리언스의 정의가 취약성, 복구, 적응력, 지속가능성과 같은 유사한 용어와 어떻게 관련되어 있는지에 대한 상관성에 대한 구체적인 정의가 없기 때문이다. 또한 국가와 지역마다 지형·지질학적 특성이 다르고 태풍과 가뭄, 지진의 재해종류가 다르듯 이에 대한 각각의 측정지표가 다르기 때문이다. 따라서 본 연구에서는 레질리언스의 정의를 본 연구의 공간적인 특성을 반영하여 '지방도로 또는 인명이나 시설물이 인접해 있는 지방도로에서 발생하는 복합재해(집중호우, 산사태, 토석류)에 대한 복원능력으로 정의하고 이를 도로중심 재난 레질리언스(DRR : Disaster Resilience focusing on the Road)로 구분하였다. 또한 도로중심 재난 레질리언스 인자의 도출을 위해 국내·외 문헌조사를 실시하였고, DRR평가체계 구축을 위한 계층구조 설정 및 AHP설문조사를 실시하였다. AHP설문 분석결과 지방도로 내부에 위치하고 있는 도로재난 직접영향인자(배수시설, 방호시설 등)의 가중치는 0.742로 나타났고, 지방도로 인근에 위치하고 있는 도로재난 간접영향인자(인구, 재산 등)의 가중치는 0.258로 나타나 도로재난 직접영향인자가 간접영향인자보다 상대적으로 높게 분석되었다.

• 대한원격탐사학회지
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• 제38권6_2호
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• pp.1709-1722
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• 2022

지구온난화로 인해 발생한 기온 상승은 엘니뇨, 라니냐 현상을 초래하였고, 해수의 온도를 비정상적으로 변화시켰다. 해수 온도의 비정상적인 변화는 특정 지역에 강우가 집중되는 현상을 발생시켜 이상 홍수를 빈번하게 일으킨다. 홍수로 인한 인명 및 재산 피해를 복구하고 방지하기 위해서는 침수피해 지역을 신속하게 파악하는 것이 중요한데 이는 합성개구레이더(synthetic aperture radar, SAR)를 통해 가능하다. 본 연구에서는 멀티 커널(kernel) 기반의 수정된 U-NET과 TerraSAR-X 영상을 활용하여 다양한 특성 맵 추출을 통해 반전 잡음(speckle noise)의 효과를 저감하고, 홍수 전, 후의 두 장의 영상을 입력자료로 활용해 홍수 발생 지역을 직접적으로 도출해내는 모델을 제작하고자 한다. 이를 위해 두 장의 SAR 영상을 전처리하여 모델의 입력자료를 제작하였고, 이를 수정된 U-NET 구조에 적용하여 홍수 탐지 딥러닝 모델을 학습시켰다. 해당 방법을 통해 평균 F1 score 값이 0.966으로 높은 수준으로 홍수 발생 지역을 탐지할 수 있었다. 이 결과는 수해 지역에 대한 신속한 복구 및 수해 예방책 도출에 기여할 것으로 기대된다.

• 지질공학
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• 제31권4호
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• pp.507-522
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• 2021

각 탐사의 반응 값은 지하 매질의 특정 물성에 따라 달라지기 때문에 한가지의 지구물리학적 방법만으로는 탐사목적을 달성하지 못하는 경우가 종종 있다. 특히 지질재해 위험에 취약한 지역을 조사하는 경우, 인명 및 재산피해를 최대한 줄이기 위해 한 가지 이상의 탐사방법을 사용하는 것이 효과적이다. 제방의 안전성 평가를 위한 이 연구에서는 각 탐사결과들을 개별적으로 해석하는 대신 탄성파속도(굴절법에 의한 P파속도와 MASW의 S파속도)와 전기비저항 값들을 통계적으로 분석하여 결정된 임계값들을 기반으로 취약구간과 안전구간 등으로 구분하는 사분면 상관기법을 수행하였다. 임계값은 수평 4층 구조와 경사진 파쇄대에 대한 모델자료를 가지고 수행한 사분면 상관기법을 테스트하는 과정에서 두 개의 속성자료 모두 평균에서 표준편차를 빼준 값으로 결정되었다. 전기비저항-P파속도의 교차출력에 비해 전기비저항과 S파속도를 이용한 교차출력 해석이 제방 시스템의 토양유형, 지반강성 및 암석학적 특성 정보를 보다 충실히 제공하였다. 낮은 S파속도와 높은 전기비저항으로 2사분면에 투영된 느슨한 모래 구역이 취약구간으로 평가되는데 이와 같은 해석은 시추공 표준관입시험에서 보인 중심코어의 N 값 분포로 뒷받침되었다.

• 한국재난정보학회 논문집
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• 제19권3호
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• pp.737-746
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• 2023

연구목적:도로에서 공동에 의해 지반함몰이 발생하는 경우에는 인명피해, 구조물의 기능성 저하 및 사회적 간접비용 증가와 같은 다양한 문제가 나타나게 된다. 따라서, 도로가 함몰되기 전에, 도로하부의 공동 탐사 및 복구를 통한 지반함몰 방지가 필요하다. 연구방법: 본 연구에서는 기존의 개착을 통한 공동규모 산정방법의 문제점을 보완하기 위하여, GPR 기반의 공동규모 확인실험을 수행하였다. 연구결과: 실제 도로에서 발생한 공동을 대상으로 GPR 탐사결과와 개착을 통해 공동의 규모를 확인하였다. 그 결과, 공동의 발생 깊이에 대한 예측결과는 확인공동의 토피고와 유사한 것을 알 수 있었다. 그러나 공동의 종단 및 횡단 규모 차이를 분석한 결과, GPR 탐사결과가 확인공동에 비하여 매우 크게 예측하는 것으로 분석되었다. 도로현장 실험에 있어서, 공동 규모의 차이 및 비율은 일정한 경향을 발견할 수 없었으며, 이는 공동 확인 과정에서 일부 공동의 붕괴 및 함몰과 같은 문제점이 원인으로 분석되었다. 결론: 실험 결과로부터 도출된 공동의 규모 비와 산정 식으로 보정된 규모 비를 비교한 결과, 산정식 기반의 경험적 산정 방법을 바탕으로 공동 규모의 정량적 예측이 충분히 가능한 것을 알 수 있었다.

• 한국산림과학회지
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• 제112권1호
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• pp.105-116
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• 2023

산불의 규모가 대형화됨에 따라 산불은 산림뿐만 아니라 인명 및 재산, 심리적으로 피해를 주는 재난으로 변화하였다. 이에 따라 산불복구과정에서 정부의 지원은 상당히 중요한 부분을 차지하게 되었으며, 생태학적인 관점뿐만 아니라 산불피해자 관점을 고려하여 피해자들의 삶의 질을 신속하게 복구시키는 것이 중요한 목표가 되었다. 이러한 맥락에서 본 연구는 울진·삼척 산불피해자 195명을 대상으로 정부의 지지, PTSD 및 회복탄력성이 삶의 질에 미치는 영향을 구조방정식모형을 통하여 분석하였다. 그 결과 최종 연구모형에서는 정부의 지지에서 PTSD와 회복탄력성을 거쳐 삶의 질에 이르는 표준화된 총효과가 .417로 유의미한 영향을 주는 것으로 나타났다. 경로별로는 정부의 지지에서 회복탄력성을 경유하여 삶의 질까지의 효과가 .172로 유의성이 검증되었다. 잠재변수들 간의 경로를 살펴보면, 회복탄력성이 삶의 질에 미치는 영향력이 가장 컸으며, 정부의 지지도 삶의 질에 유의미한 영향을 주는 것으로 나타나 회복탄력성과 정부의 지지가 삶의 질에 영향을 미치는 주요요인인 것으로 확인되었다.

• 한국수자원학회논문집
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• 제56권10호
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• pp.641-653
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• 2023

기후변화와 도시화의 영향으로 인해 자연재해의 발생빈도와 규모가 증가하고 있다. 특히 도시 침수는 발생 시간이 짧고 막대한 인명 및 경제적 손실을 초래할 수 있기 때문에 신속하고 정확도 높은 예측 정보 생산이 중요하다. 하지만, 기존 물리과정 및 인공지능 기반 기법은 고해상도 침수 해석을 위해 많은 전산 자원이나 데이터가 요구되는 한계가 있다. 본 연구에서는 딥러닝 기반 초해상화(Super-Resolution) 기법을 통한 고해상도 도시 침수 해석 방법을 제안하고 적용성을 평가한다. 제안된 방법은 고해상도 물리 모형의 결과로 훈련된 초해상화 딥러닝 모형을 이용하여 저해상도 침수 해석 이미지를 고해상도로 변환한다. 미국 포틀랜드 도심지의 두 가지 침수 사례에 대해 적용, 4 m 공간해상도 물리 모의 결과를 1 m 급 고해상도 침수 해석 정보로 초해상화 하였으며, 초해상화 이미지와 고해상도 원본 간 높은 구조적 유사성이 확인되었다. 성능 지표로 평가한 결과, 전체 검증 대상 이미지에 대한 평균 PSNR 22.77 dB, SSIM 0.77로 우수하여, 초해상화 기법의 도시 침수 해석 적용성이 검증되었다. 제안된 방법은 적은 양의 침수 시나리오만으로도 효율적인 딥러닝 모형 훈련이 가능하고, 물리 모형의 정보를 최대한 활용할 수 있기 때문에, 고해상도 도시 침수 정보 생산에 효과적으로 사용될 수 있을 것으로 기대된다.

• 대한토목학회논문집
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• 제44권2호
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• pp.149-160
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• 2024

극한강우로 인한 도심지 침수피해는 극심한 인명 및 재산피해를 유발해왔으나 이를 대비하는 연구와 적절한 침수 피해 추정과 피해액의 산정 및 보상에 관한 연구가 미흡한 실정이다. 특히 미국이나 일본에서 적용되는 피해액 산정기법의 경우 재난 피해발생 양상이 국내와 큰 차이를 나타내기 때문에 국내 실정에 적합한 피해액 산정기법이 필요하다. 본 연구에서는 위와 같은 문제점에 착안하여 건물 특성별 최적화된 침수피해 추정기술 도출 방안을 마련하고 한국과학기술정보연구원(Korea Institute of Science and Technology Information, KISTI)에서 개발한 침수 예측 솔루션을 연계한 최적화된 침수피해액 추정기술 도출 방안을 마련하였다. 구조물 인벤토리별 침수취약곡선 추정방안을 적용하여 침수피해액을 산정하는 기법을 개발하고 실제 피해사례에 적용하였다. 그 결과, 미국 및 일본에 사용되고 있는 피해액 산정기법의 일괄적인 결과에 비해 현실적인 결과를 도출하여 비교하였으며 이를 통해 본 연구에서 개발 및 적용한 기술은 우리나라의 수도권 지역에 주로 분포하고 있는 도심지 반지하 주거형태의 실질적인 피해보상절차에 활용될 수 있고 민원 발생에 따른 적절한 대응 절차 마련 및 개선에 활용될 것으로 기대한다.