• 한국터널지하공간학회 논문집
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• 제20권6호
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• pp.1161-1175
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• 2018

도로 터널의 주행은 시야의 제한으로 인해 유고상황이 발생한 후 2차 대형사고로 이어지기 쉽다. 따라서, 유고상황 발생 즉시, 상황을 자동 감지하여 신속히 초동대응이 이루어 져야 한다. 유고상황을 자동으로 감시할 수 있는 시스템은 기존에도 존재했지만, 폐합된 터널 내 열악 환경에서 촬영되는 CCTV 영상의 질적 한계로 인해 유고상황을 제대로 감지하지 못했다. 이러한 한계를 극복하기 위해 딥러닝을 기반으로 한 터널 영상유고 자동 감지 시스템을 개발하였으며, 지난 2017년 11월 딥러닝 객체 인식 네트워크에 대한 연구를 진행하여 우수한 객체인식 성능을 보인바 있다. 그러나 객체인식은 정지영상 기반으로 수행되므로 이동체의 이동방향과 속도를 알 수 없어, 정차 및 역주행 등 이동체의 이동특성에 따른 유고상황을 판단하기 힘들다. 본 논문에서는 객체인식으로 감지된 이동체의 객체정보를 기반으로 별도의 객체추적기법을 적용하여 이동체의 이동 특성을 자동으로 추적하는 프로세스를 제안하였다. 이를 통해 얻어진 이동체의 이동 방향과 속도 정보를 기반으로 정차 및 역주행을 판별하는 알고리즘을 개발하여 딥러닝 기반 터널 영상유고 자동감지 시스템을 완성하였다. 또한, 유고상황이 포함된 영상들에 대하여 유고상황 감지성능을 검증하였다. 검증 실험 결과, 화재, 정차와 역주행 상황에 대해서는 모두 100% 수준으로 완전한 유고상황 감지성능을 보였으나, 보행자 발생 상황에서는 78.5%로 상대적으로 낮은 성능을 보였다. 하지만, 향후 지속적인 영상유고 영상 빅데이터를 확장해 나가고 주기적인 재학습을 통해 유고상황에 대한 인지성능을 향상시켜 나갈 수 있을 것이다.

• 한국산학기술학회논문지
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• 제20권7호
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• pp.599-606
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• 2019

위험물질에 의한 제조물을 취급하는 설비와 시설은 대부분 고온, 고압으로 공정을 운전을 한다. 이로 인해 화재폭발로 인한 위험성이 증대되고 있다. 특히, 폭발 사고는 석유 화학 가스설비 등 위험물 시설의 가장 주된 위험요인으로 작용하고 있으며, 그 중, 프로필렌은 석유화학 플랜트의 기초 원료 및 첨가 중합반응에 의한 합성물질을 제조하는 현장에서 많이 사용되고 있다. 산소농도의 변화에 대한 폭발범위를 구함으로써 프로필렌을 사용하는 사업장에서 발생 될 수 있는 폭발을 예방하기 위하여 불활성 가스인 $CO_2$를 이용하여 온도와 압력의 변화에 따라 산소농도의 변화에 대한 폭발범위를 구하였다. 온도는 $25^{\circ}C$, $100^{\circ}C$, $200^{\circ}C$로 변화시켜 측정하였으며, 용기 내 압력을 $1.0kgf/cm^2.G$, $1.5kgf/cm^2.G$, $2.0kgf/cm^2.G$, $2.5kgf/cm^2.G$로 $CO_2$를 가압시켜 측정하였다. 폭발한계는 온도, 압력 및 산소농도와 관계가 있으며, 온도와 압력이 높아질수록 최소산소농도는 낮아지고, 산소농도가 낮아질수록 폭발범위는 좁아졌다. 또한, 최소산소농도 이하의 농도에서는 프로필렌의 증기와 점화원이 존재하여도 폭발이 발생하지 않는 것을 알 수 있다.

• 지적과 국토정보
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• 제50권2호
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• pp.221-235
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• 2020

인구증가 및 산업화에 따른 급속한 도시화로 인해 지표 중심의 토지이용에 한계가 나타남에 따라 지하공간에 대한 개발과 활용이 점차 증가하고 있다. 이러한 현상은 한정된 국토공간을 효율적으로 활용한다는 측면에서 큰 장점을 가지는 반면 이로 인해 싱크홀, 지하시설물 파손과 같은 재난재해가 발생할 수 있다는 단점도 가지고 있다. 2014년도에 전국 각지에서 발생했던 싱크홀을 계기로 2015년부터 15종의 지하정보를 통합한 지하공간통합지도가 구축되고 있으나, 그 이후에도 고양시 온수관 파열, 서울 아현동 통신구 화재 등이 지속됨에 따라 지하정보의 품질 향상에 대한 요구가 증대되고 있다. 이에 본 논문에서는 지하공간통합지도의 품질 향상을 위해 공간데이터 품질과 관련된 표준, 규정 및 지침 등을 분석하여 지하공간통합지도 제작 작업규정 내 명시된 품질검사 기준 및 방법을 개선하기 위한 방안을 마련하고자 하였다. 특히 지하공간통합지도를 통해 관리되는 15종의 지하정보 중 사고 발생의 가장 큰 원인이자, 국민들의 일상생활에 반드시 필요해 라이프 라인(life line)이라고도 불리는 관로형 지하시설물을 대상으로 데이터 품질관리를 위한 개선방안을 제시하였다.

• 한국산학기술학회논문지
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• 제22권6호
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• pp.332-340
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• 2021

본 연구의 목적은 전라남도 소방공무원을 대상으로 소방드론이 필요한 업무 및 활용분야, 드론 교육의 필요성과 참여 여부 등 드론의 활용방안을 분석을 통해 제시하는 것이다. 설문조사 결과, 응답자의 80.29%는 드론을 운용해볼 의사가 있는 것으로 나타났으며, 드론이 가장 필요하다고 생각하는 업무 분야는 구조, 화재진압, 생활안전, 구급, 기타 순으로 나타났다. 또한 응답자의 77.38%는 드론이 소방공무원의 안전사고 예방에 기여할 것이라 생각하고 있으며, 70.13%의 응답자는 소방드론 운영인력은 보직 변경을 통해 운영하는 것이 적정하다는 의견을 제시하였으며, 운용 연령대는 40대를 가장 많이 선택하였다. 또한 이들 응답자 중 82.84%가 드론 교육에 참여의사가 있는 것으로 나타났으며 드론의 활용이 소방 공무원의 고령화에 따른 체력관리와 퇴직 관리에 도움이 될 것으로 인식하였다. 소방드론의 업무활용 영역은 요구조자 탐색, 현장 정보 확인, 현장 사전위험도 확인 등의 순으로 나타났다. 드론운영경험에 따른 집단별 차이분석에서는 요구조자들에 대한 안전조치 항목, 드론 운용대원의 확보방안 등의 항목에서 통계적으로 유의한 차이를 보였으며, 근무경력별 분산분석에서는 드론의 활용분야와 관련된 4가지 항목들, 그리고 드론의 운용대원 연령대 및 퇴직 관리 도움여부 항목 등 총 8개 항목에서 통계적으로 유의한 차이가 있음을 확인하였다.

• 한국재난정보학회 논문집
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• 제18권3호
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• pp.574-580
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• 2022

연구목적: 옥수수유는 반건성유로서 불건성유보다 이중결합의 수가 많고 산소와 결합하기 쉬우므로 자연발화의 조건이 충족되면 적은 양으로도 가연성 물질에 흡착될 경우에는 자연발화가 쉽게 발생된다. 또한 최근 자연발화의 원인 중 산화열에 의해 기름이 묻은 헝겊 등에 의한 사고가 늘어나고 있다. 그러므로 65℃에서 타올의 매수와 옥수수유의 양에 따른 자연발화의 특성을 파악하고자 한다. 연구방법: 실험온도를 65℃로 설정한 후 타올 한 장당 25ml, 50ml, 75ml에 해당하는 옥수수유를 분사시킨 후 시료의 중심 온도가 설정된 온도보다 상승하고, 타올이 연소로 인해 탈 경우에는 발화로 판정하였으며, 시료의 중심 온도가 설정된 온도와 유사할 경우에는 비발화로 판정하였다. 연구결과: 옥수수유를 타올 한 장 당 25ml씩 골고루 분포시킨 후 실험을 한 결과 타올이 5장 일 때는 비발화되었으며, 타올이 10장, 15장일 때는 발화되었다. 또한 옥수수유를 타올 한 장 당 50ml, 75ml씩 사용하여 실험한 결과 타올이 5장, 10장, 15장일 때 자연발화가 발생되었다. 결론: 옥수수유가 적은 양으로도 자연발화의 조건을 충족하면 화재가 발생할 수 있다.

• 한국전산구조공학회논문집
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• 제36권4호
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• pp.273-282
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• 2023

원자력발전소 지진 확률론적 안전성 평가인 PSA(Probabilistic Safety Assessment)는 오랜 기간에 걸쳐 확고히 구축되어 왔다. 반면에 다양한 공정 기반의 산업시설물의 경우 화재, 폭발, 확산(유출) 재난에 대해 주로 연구되어 왔으며, 지진에 대해서는 상대적으로 연구가 미미하였다. 하지만, 플랜트 설계 당시와 달리 해당 부지가 지진 영향권에 들어갈 경우 지진 PSA 수행은 필수적이다. 지진 PSA를 수행하기 위해서는 확률론적 지진 재해도 해석(Probabilistic Seismic Hazard Analysis), 사건수목 해석(Event Tree Analysis), 고장수목 해석(Fault Tree Analysis), 취약도 곡선 등을 필요로 한다. 원자력 발전소의 경우 노심 손상 방지라는 최우선 목표에 따라 많은 사고 시나리오 분석을 통해 사건수목이 구축되었지만, 산업시설물의 경우 공정의 다양성과 최우선 손상 방지 핵심설비의 부재로 인해 일반적인 사건수목 구축이 어렵다. 따라서, 본 연구에서는 산업시설물 지진 PSA를 수행하기 위해 고장수목을 바탕으로 확률론적 시각도구인 베이지안 네트워크(Bayesian Network, BN)로 변환하여 리스크를 평가하는 방법을 제안한다. 제안된 방법을 이용하여 임의로 생성된 가스플랜트 Plot Plan에 대해 최종 BN을 구축하고, 다양한 사건 경우에 대한 효용성있는 의사결정과정을 보임으로써 그 우수성을 확인하였다.

• 대한토목학회논문집
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• 제43권6호
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• pp.873-881
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• 2023

최근 강남 글로벌 비즈니스센터(GBC) 건설 등 토목기술이 발전해 감에 따라 지상·지하에 대규모 토목·건축물들이 건설되고 있으며, 이와 같은 대규모 시설물의 안전사고 방지, 화재와 같은 위급사항 대처 등과 관련한 기술과 연구가 진행되고 있다. 지상·지하의 개발과 활용이 활발해 짐에 따라 실내에서의 정확한 위치 정보 확보를 위한 연구가 다양하게 진행되고 있으며, 본 연구에서 실내측위 테스트를 위해서 웹 환경에서 손쉽게 가상으로 실내측위를 해 볼 수 있는 시뮬레이터를 개발하였다. 이를 위해서 한국전자통신연구원(ETRI) 13동을 대상으로 실내측위를 위한 테스트 데이터를 구축하고, GIS 공간연산 기법을 이용하는 실내측위 데이터 API(Application Programming Interface)를 개발하였다. 본 연구를 통해 모바일 단말에서 요구되는 다양한 경로정보, 셀 정보, 랜드마크 등 신호 및 영상기반측위에서 요구되는 다양한 공간정보를 실내측위 데이터 API를 통해 신속히 제공이 가능하다.

• Korean Chemical Engineering Research
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• 제62권1호
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• pp.27-35
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• 2024

메탄, 프로판 등을 주성분으로 하는 연료가스는 폭발위험장소에서 사용될 수 있으며, 누출로 인한 공정조건의 영향으로 불균일한 혼합기를 형성할 수 있다. 균일한 혼합기를 대상으로 측정된 문헌 데이터를 이용한 화재 폭발 위험성 평가, 손상 예측은 가스 누출에 의한 실제 폭발 사고와 다른 결과를 얻을 수 있다. 본 연구에서는 가스 누출시 나타날 수 있는 농도 변화에 있어서 불균일성 혼합기의 폭발압력, 화염속도 등의 폭발특성을 조사하였다. 길이 0.82 m의 스테인리스 재질의 밀폐 배관에서 수행하였으며 컬러 초고속 카메라 및 압력 센서를 사용하여 관찰하였다. 또한 배관 내의 시간에 따른 농도차이 변화에 대해 회귀분석 모델을 사용하여 불균일 혼합물의 정량화 방법을 제안하였다. 본 연구의 농도 불균일성 조건에 있어서 메탄 폭발 시 전파화염은 불균일성 농도가 높아짐에 따라 화염 면적의 증가가 관찰되었고 이는 난류 화염의 주름진 화염 구조와 유사하였다. 메탄의 최대압력까지 걸리는 소요시간은 불균일성이 클수록 감소하였고, 폭발압력은 불균일성이 클수록 증가하였다. 농도가 불균일한 메탄의 K_G(폭연지수)의 범위는 1.30~1.58 [MPa·m/s]으로서 메탄의 농도가 균일성에서 불균일성로 변화하면서 17.7% 증가하였다.

• 한국가스학회지
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• 제28권1호
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• pp.11-18
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• 2024

인화성 액체가 누출되면 풀에서 증발된 증기로 인해 근로자들에게 중독이나 질식 등의 피해를 불러올 수 있으며 화재나 폭발 등의 2차 사고로 이어질 수 있다. 이러한 피해를 예방하기 위하여 실내 작업장을 설계할 때 환기설비를 설치해야 한다. 이때, 누출된 화학물질의 특성에 따라 거동이 상이하므로 물질에 따른 적합한 환기구의 위치를 선정할 필요가 있다. 따라서 최적의 환기구 배치를 도출하기 위하여 3D CFD 시뮬레이션을 도입하였고 환기구 배치에 따른 환기효율을 정량적으로 평가하였다. 이때, 실내 작업장에서 인화성 액체가 누출되어 풀을 형성하는 상황을 가정하였고 풀에서 증발된 증기의 농도를 비교하여 최적의 환기구 배치를 도출하였다. 증기밀도가 큰 톨루엔을 대상물질로 하여 연구를 진행한 결과, 상부급기-하부배기일 때 환기효율이 가장 높아 동일한 유지비용으로 약 3.7배의 환기효과를 보이는 것을 확인하였다. 본 연구를 통해 작업장은 시뮬레이션 결과를 적용하여 환기구를 설치함으로써 근로자의 안전성을 확보할 수 있을 것으로 기대한다.

• 한국재난정보학회 논문집
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• 제20권1호
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• pp.47-59
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• 2024

연구목적: 인화성 액체의 누출형태에 따라 제조업 사업장 내 화재·폭발사고를 예방하기 위해 기존 폭발위험장소 구분도를 개선하여 점화원 및 가연물을 안전하게 관리할 수 있는 방안을 제안하고자 한다. 연구방법: 「KS C IEC 60079-10-1」를 사용하여 폭발위험장소를 계산했으며, 계산된 폭발위험거리를 3D로 폭발위험장소를 구현하였다. 또한, 3D를 통해 구현된 폭발위험장소 내 인화성 증기의 대기확산량을 계산하기 위해 「P-91-2023」 액체의 대기확산량 공식을 활용하였다. 연구결과: 폭발위험장소를 3D로 표현했을 때 평면도의 사각지대를 확인할 수 있었으며, 폭발위험장소 내 점화원을 즉각적으로 확인 가능하였다. 다음으로 가연물은 3D로 나타난 폭발위험장소 체적 내 LEL 도달시간을 계산했을 때, 폭발위험거리와 동일하게 위험도가 나타나지 않았다. 결론: 인화성 액체의 대기확산량을 고려하여 안전관리가 이루어져야 할 것으로 판단하였다. 따라서 사업장에서 현실적으로 시행할 수 있는 환기량으로 감지·경보가 필요한 농도값을 계산하는 방법을 제안하였다.