• 대한공간정보학회지
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• 제24권1호
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• pp.69-80
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• 2016

재난 발생 시, 실내 공간에서의 신속한 대피를 위해 총 대피시간 최소화를 목적으로 일부 연구들이 진행되었다. 하지만 대부분의 연구가 총 대피시간이 최소화되는 최적 대피경로를 산출하는데 오랜 연산시간이 소요되어 실제 재난 상황에 적용하기 어렵다는 한계를 가지고 있다. 이에 본 연구는 짧은 연산시간으로 총 대피시간을 단축시킬 수 있는 대피경로 할당 알고리즘을 제안하고자 한다. 대피경로 할당 알고리즘은 다수의 출구가 존재하는 건물에서 대규모 인원 대피 시, 각 출구에 적절하게 대피인원을 할당하여 출구들의 교통 정체 상황을 균형적으로 유지함으로써 총 대피시간을 단축시키는 알고리즘이다. 각 출구에 대피인원을 할당하는 방법은 그래프 이론을 기반으로 탐욕 알고리즘의 접근방식을 활용하였다. 본 연구에서는 알고리즘의 검증을 위해 cellular automata 기반 대피 시뮬레이터를 이용하였으며 실제 건물과 유사한 구조에서 다양한 인원분포를 적용한 뒤 실험을 수행하였다. 결과적으로 최단거리 출구 대피보다 알고리즘을 적용하였을 때 총 대피시간이 감소되었고 대형 건물 구조에서도 짧은 연산시간이 소요되는 것을 확인하였다.

• 대한공간정보학회지
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• 제20권2호
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• pp.23-29
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• 2012

일반적인 실내 보행자 대피모형 및 대피시뮬레이터는 보행자 특성(예, 이동속도, 방향, 기동성, 성별, 나이, 몸무게, 신체사이즈 등)을 고려하여 개개인이 출구까지 대피할 때의 최단거리나 최소시간, 즉, 국지적(local)인 해를 구한다. 따라서 이러한 모델을 이용해서는 대상 공간 전체(예, 건물 전체)의 재실자들이 모두 대피한다고 할 때, 전체 대피시간을 줄이는 전역적인 최적해를 얻기 힘들다. 본 연구는 건물내의 전체 인원분포를 고려하여 건물 내 재실자들의 총 대피시간을 최소화할 수 있는 전역적인 실내 보행자 최적 대피모형을 제시하고자 한다. 총 대피시간을 줄이는 전역적인 최적해는 다항식으로 찾기 힘든 문제로, 본 연구에서는 메타 휴리스틱기법 중 유전자 알고리즘을 이용하였다. 다양한 분포 상황을 염색체로 표현하고 해를 반복적 필터링하여 최적에 가까운 대피경로 및 대피시간을 산출하였다. 설계된 알고리즘을 표현하고 실험하기 위해서 CA(cellular automata) 기반의 대피 시뮬레이터를 이용하였으며, 다양한 실내 인원분포에 적용하여 그 결과를 제시하였다.

• 한국수자원학회:학술대회논문집
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• 한국수자원학회 2021년도 학술발표회
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• pp.80-80
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• 2021

2020년은 장마와 태풍으로 인해 중부 및 남부지방에 폭우가 발생하여 강남역을 비롯한 지하철 역사와 지하 주차장 등 많은 지하시설이 침수되었고, 부산에서는 침수된 지하차도에 진입한 차량의 운전자가 사망하는 등의 사고가 발생하였다. 지하에 설치된 시설들은 침수가 발생할 경우 대부분 출입구를 통해 유입되는 물을 거슬러 대피해야 하므로 낙상과 그로 인한 익사 등 자칫 큰 인명피해를 초래할 수 있어 특별히 주의할 필요가 있다. 대피 여부를 결정하고 그에 필요한 시간을 계산하기 위해서는 안전하게 대피 가능한 최대수심(한계수심)을 결정하는 것이 필요하다. 현재 한계수심을 제시한 여러 연구가 있지만 대부분 소수의 성인만을 대상으로 한 실험 결과이기 때문에 성별, 연령, 체중 등 다양한 유형의 사람을 고려한 대피방법 제시가 필요하다. 이에 본 연구에서는 실험 참가자의 유형(성별, 연령, 체중, 신장)에 따른 대피시간의 차이를 고려한 한계수심을 제시할 수 있도록 하였다. 총 308명이 실험에 참여하였으며, 이중 남성은 164명, 여성은 144명이었다. 참가자의 연령은 14세부터 75세까지이며, 신장은 최소 145cm에서 최대 187cm, 체중은 35kgf에서 110kgf 범위이다. 대피시간은 물이 흘러 내려오는 5.1m 길이의 계단을, 난간을 잡은 채 거슬러 올라가는 시간으로 설정하였으며, 계단 상층부의 수심이 30cm일 때와 40cm일 때(한계수심 조건), 2회 측정하였다. 또한, 측정이 종료된 후, '안전하게 대피 가능할 것으로 예상되는 수심'을 선택하도록 하여 참가자가 체감한 실험 난이도를 간접적으로 확인하고 향후 연구에 활용할 수 있도록 하였다. 수집된 자료를 분석한 결과 여성의 경우 수심 30cm와 40cm의 평균 대피시간이 4초 정도의 차이가 나타났으나, 남성의 경우 유의미한 차이가 나타나지 않았다. 또한 '안전하게 대피 가능할 것으로 예상되는 수심'에 대한 답변으로 다수가 실험의 최대 수심 조건인 40cm 이상을 선택하였다. 이와 같은 결과를 보아, 실험의 난도가 높지 않았다고 예상할 수 있으며, 그 원인은 참가자의 안전을 고려해 실험 조건을 난간을 잡은 채 보행하도록 설정한 것이 한계수심을 증가시키는 결과를 가져왔다고 볼 수 있다. 유형에 따른 대피시간의 차이를 분석하기 위해서는 실험의 한계수심 조건을 높이거나, 난간을 잡지 않고 보행할 수 있도록 안전장치를 추가하는 등, 실험조건의 변화가 필요할 것으로 판단되며, 추가적으로 난간을 잡은 채 보행하는 것이 한계수심을 얼마나 높일 수 있는지에 대한 검토를 통하여 정량적인 대피가능 시간을 제시할 수 있을 것으로 사료된다.

• 한국재난정보학회 논문집
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• 제20권1호
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• pp.128-137
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• 2024

연구목적: 본 연구는 항공기 내 비상상황 발생 시 승객 이동 및 대피의 효율성에 대하여 실험적 방법을 통해 알아보고자 수행되었다. 연구방법: 실험은 3가지 상황 시나리오와 반복 수행을 포함 총 4회 진행되었다. 3가지 상황은 수화물이 없는 상태의 대피, 휴대수화물 소지 대피, 휴대 수화물 및 캐리어 소지 대피였다. 실험은 기록된 영상을 기반으로 시간을 측정하였다. 연구결과: 총 대피소요시간은 아무것도 소지하지 않은 상황에서의 대피결과에 비하여 휴대수화물의 반출은 약 1.5배, 휴대수화물과 캐리어 3개가 반출되는 실험의 결과는 약 3.5배 높은 것으로 나타났다. 피난시뮬레이션을 적용해본 결과 실험 결과와 차이가 발생함을 알 수 있었다. 특히 캐리어 반출 및 이동 등의 복잡한 상황의 고려는 좀 더 기술적으로 연구해보아야 할 상황으로 판단된다. 결론: 휴대수화물 및 캐리어 소지가 대피에 어떤 영향을 미치는지에 대하여 정량적으로 판단할 수 있는 근거자료를 확보하였다.

• 한국수자원학회:학술대회논문집
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• 한국수자원학회 2021년도 학술발표회
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• pp.461-461
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• 2021

도림천 유역은 4개 자치구(관악, 구로, 동작, 영등포)에서 관리하고 있으며, 강우 발생 시 침수취약지역 맞춤형 행동 매뉴얼을 통해 운영된다. 그러나 여름철 집중강우 발생 시에는 도달시간이 짧고 수위가 급격히 상승하는 유역의 특성으로 하천 내 고립사고가 빈번히 발생하고 있다. 최근 10년('11년~'20년)간의 조사결과에 따르면 도림천 중·하류 구간에서 발생한 고립사고는 총 27회로 나타났다. 본 연구에서는 도림천 유역을 대상으로 도시홍수 예·경보 전달시설, 진입차단 시설, 그리고 고립 시 대피시설의 설치현황을 살펴보고 도시하천에 적합한 재난대피시설 운영 및 설치방안을 제안하고자 한다. 이는 짧은 시간에 수위가 급변하는 도시하천의 고립사고 최소화와 더불어 신속하고 안전한 하천시설운영 및 자치구 통합 맞춤형 행동 매뉴얼 개선에 기여하고자 한다.

• 문화기술의 융합
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• 제6권4호
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• pp.331-337
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• 2020

이 연구는 NFPA 101기준에 의한 대상아파트인 27층 아파트에서 한 세대 당 적정 수용인원 수를 피난시뮬레이션을 통해 분석하였다. 분석결과는 다음과 같다. 첫째, 한 세대당 3명이 거주하는 경우 아파트 총 세대수는 156명이고 5분 이내에 대피인원을 확인 한 결과 85.25%가 대피한 것으로 나타났다. 둘째, 한 세대당 4명이 거주하는 경우 아파트 총 세대수는 208명이고 5분 이내에 대피인원을 확인한 결과 81.25%가 대피한 것으로 나타났다. 셋째, 한 세대당 5명이 거주하는 경우 아파트 총 세대수는 260명이고 5분 이내에 대피인원을 확인한 결과 71.92%가 대피한 것으로 나타났다. 마지막으로 한 세대당 6명이 거주하는 경우 아파트 총 세대수는 312명이고 5분 이내에 대피인원을 확인한 결과 62.82%가 대피한 것으로 나타났다. 피난시간의 단축방안으로 실내인원 수, 건물 층수, 계단 경사도, 사용자의 특성에 따른 계단 폭의 결정, 계단 환기조건을 반영한 설계, 옥외피난계단, 양방향 계단, 피난용 승강기, 층 중간에 건물외부로 대피할 수 있는 피난안전구역 등의 설치, 옥상에 비상문 자동개폐장치의 의무설치로 인한 옥상대피를 용이하게 하는 등의 방안이 필요하다.

• 한국화재소방학회논문지
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• 제13권3호
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• pp.35-42
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• 1999

건물 화재 시 인명안전설계의 목표는 피난에 필요한 최소한의 시간을 확보하는 것이다. 본 논문에서는 적정 피난 설계를 위하여 다음과 같은 내용을 연구하였다.-국내 사무소 건물의 거주밀도 분포를 조사 분석하였다. -고층 사무소 건물에서 대피훈련을 시행하여 예상 피난시간을 관측하였다. -피난전용 프로그램의 하나인 SIMULEX를 적용하여 컴퓨터 피난모델의 특성과 적용상의 한계를 연구하였다. -거주밀도와 파난시간과의 상관성을 분석하였다. 연구 결과 국내 사무소 건물의 거주밀도는 총 바닥면적(Gross Area)기준으로 13.14$m^2$/인 -22.69$m^2$/인이며 평균 19.72$m^2$/인 (193ft\sup 2\인)으로 조사되었다. (95% 신뢰도 기준) 또한 고층 사무소 건물의 대피훈련과 SIMULEX 모델 결과를 비교하여 피난시간에 큰 차이가 나타나 현 모델의 가정과 계산 방법에 한계가 있음을 보여주었다. 한편, 거주밀도와피난시간과의 분석 결과, 동일용도에서도 차이를 보이고 있어 용도별 거주밀도 기준 마련이 시급한 것으로 판단된다.

• 한국수자원학회논문집
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• 제51권1호
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• pp.71-80
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• 2018

하천 관리에 있어 도달시간은 중요한 인자 중의 하나이다. 특히 사회적으로 다양한 하천 활용에 대한 요구가 높아짐에 따라 친수공간으로써 하천에서의 정확한 도달시간 산정은 홍수시 주민 대피 시간 확보 등을 위해서 매우 중요하다. 그러나 과거 도달시간 산정에 대한 연구는 자연 하천의 복합 유역에서의 단일 수문사상에 대하여 연구가 수행되어왔으며, 도심하천의 단일유역을 대상으로 복합 수문 사상에 대한 도달시간 산정방법의 개발은 미흡한 실정이다. 따라서 최근 집중호우에 의하여 빈번한 침수 피해가 발생된 부산광역시 대표 도심하천인 온천천 유역에 대하여 과거 10년(2006~2015년) 동안의 강우-유출량 자료를 이용하여 도달시간을 산정하였고, Matlab 기반의 인공신경망 기법을 이용하여 신뢰성을 검토하였다. 12시간 이상 무강우를 기준으로 총 254개의 강우 사상을 분리하였고, 이를 바탕으로 총 강우량, 총 유출량, 첨두 강우량/총 강우량, 첨두 유출량/총 유출량, 지체시간, 도달시간 등 총 6개의 변수를 산정하여 인공신경망 모형의 훈련 및 검증에 활용하였다. 그 결과 훈련에 과 예측 및 검증에 활용된 입력 변수의 상관관계는 각 각 0.807 및 0.728로 나타났으며, 연구결과를 바탕으로 도심하천의 도달시간 산정결과의 신뢰성 분석에 이를 활용할 수 있을 것으로 판단된다.

• 한국ITS학회 논문지
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• 제12권6호
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• pp.29-36
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• 2013

본 연구에서는 구미시 일부지역을 대상으로 소개(疏開, 혹은 대피) 계획(evacuation planning)수립 기초연구를 위해 가능한 한 실제 네트워크 및 교통특성 자료를 기반으로 미시적 교통시뮬레이션을 이용하여 대안별 특성을 분석하였다. 긴급 상황이 발생했을 경우를 가정한 시뮬레이션을 통해 기존 교통신호 체계를 그대로 유지하는 경우에서의 소개시간과 본 연구에서 제안한 차로기반 경로유도(lane-based routing) 방식을 비교한 결과, 긴급 상황이 발생했을 시 기존 신호체계를 그대로 유지하는 경우에 있어 소개명령의 차이는 모든 차량을 소개시키는데 거의 영향을 미치지 않는 것으로 나타났다. 그에 비해 본 연구에서 제시한 차로기반 경로유도 방식의 경우 기존 방식에 비해 소개시간과 총 통행시간에서 각각 28~54%와 82~90%의 단축효과가 있음을 확인하였으며, 특히 소개시간을 짧게 해야 하는 급박한 상황이 발생했을 때 소개를 위한 시간단축을 확인하였다.

• 한국화재소방학회논문지
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• 제29권3호
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• pp.13-20
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• 2015

초고층 건축물의 수직성 증가는 더 긴 최소피난시간(Required Safety Egress Time, RSET)을 요구하게 된다. 초고층건물에선 계단을 통한 수직이동이 피난경로 상의 대부분을 차지한다. 본 연구에서는 고층 건물에서 반복된 3번의 대피훈련을 시행하고, 영상분석을 통해 피난경로 선택의 변화와 계단실 내 수직 보행속도-밀도의 함수관계를 분석했다. 또한 Pathfinder 피난시뮬레이션을 이용하여 단계적 피난의 방법에 따른 총 피난시간의 변화와 실제 훈련의 결과를 비교 분석하였다. 그 결과 반복적 피난훈련과 교육을 통해 특정 계단 이용률이 6.3%에서 39.5% 개선되었고, 각 피난경로별 피난시간도 단축됨을 확인하였다. 또한 계단실 내 수직 보행속도-밀도의 관계식이 기존의 연구결과와 매우 유사한 s = 1.004 ? 0.288D로 확인되었다. 단계적 피난의 방법에 따라 전층 동시피난에 비해 총 피난시간이 25% 이상 변화할 수 있음을 확인할 수 있었다.