• 한국화재소방학회논문지
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• 제17권4호
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• pp.57-63
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• 2003

본 연구에서는 지하가의 피난 안전성 평가 모델의 기반을 제시하고 그에 따른 프로그램을 개발하였다. 또한, 피난 안전성 평가에 필수적인 각종 자료들을 통합형 데이터베이스 기반으로 구축하여 적은 시간과 인력으로 효율적인 피난 안전성 평가를 수행할 수 있는 모델 제시 및 시스템을 구축하였고, 국내 지하가의 사례연구를 토대로 피난안전성평가시스템의 현장 적용성 및 신뢰성을 검증하였다.

• 한국터널지하공간학회 논문집
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• 제19권4호
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• pp.577-588
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• 2017

화재와 같은 상황에서 인간의 피난 행동을 실험하는 것은 경제적으로나 윤리적으로 많은 제약이 따른다. 때문에 인간의 피난행동은 기존에 보고 연구된 피난 행동을 바탕으로 시뮬레이션 되고 있으며 최근에는 컴퓨터 성능의 발전으로 현실에 가까운 모델들이 연구될 수 있는 기반이 마련되었다. 본 연구에서는 화재시 인간의 행동특성과 연기 전파를 모델링하여 지하철 승강장 내에서의 피난시간을 분석하였다. 또한 지하철 역사 승강장의 형태를 계단 위치에 따라 구분하여 각 승강장별 피난시간을 비교함으로써 피난효율을 검토하였다. 그 결과 상대식 승강장은 섬식 승강장에 비해 평균 36.82%의 피난시간이 더 소요되며, 승강장 내의 계단 위치에 따라서는 승강장 중앙에서 화재가 발생하는 경우 상대식 승강장이 210초, 섬식 승강장이 186초로 승강장 2/5지점과 4/5지점에 계단이 위치하는 형태가 피난 측면에서 가장 우수한 것으로 나타났다.

• Spatial Information Research
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• 제18권5호
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• pp.133-142
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• 2010

실내 화재와 같은 재난, 재해시의 보행자의 행태를 모델링하거나 건축물의 구조를 분석하기 위해 지난 수십 년간 다양한 보행모델, 또는 화재대피모델들이 연구되어 왔다. 그러나 최근까지 개발된 모델은 대피 시 구조물들에 의해 보행자의 시야가 제한되는 것을 고려하고 있지 않다. 보행자의 시야는 대피에 영향을 미치는 중요한 요인 중 하나이므로, 이를 고려해야 현실적인 시뮬레이션 결과를 도출할 수 있다. 대피시뮬레이션에서 보행자의 시야에 대한 영향을 고려하는 방법은 시야의 제한 정도에 따라서 보행자의 대피 속도를 다르게 하는 것이다. 본 연구에서는 보행자의 시야에 따라 서로 다른 대피 속도를 갖게 하기 위해서 cellular automata를 이용한 floor field 모델을 기반으로 개선된 알고리즘을 제시하였다. 공간구문론(space syntax)을 활용하여 시야에 따라 공간을 분할하고, 동시다발적인 움직임 대신 분할된 공간별로 다른 이동속도를 갖게 하는 개선된 알고리즘을 구현하여 대피의 행태를 적절하게 모델링할 수 있게 하였다. 또한, 본 연구에서는 추후 실내 센서와의 연동을 통한 실시간 시뮬레이션 시스템으로의 개발을 위하여 공간DBMS를 이용한 3차원 보행자 시뮬레이터의 구현과정을 예시하였다. 캠퍼스 건물을 대상으로 개선된 알고리즘의 시뮬레이션 테스트를 수행하였다.

• 한국시뮬레이션학회논문지
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• 제25권1호
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• pp.53-61
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• 2016

본 논문은 미시적 대피시뮬레이션 소프트웨어인 'EgresSIM'을 소개한다. 본 논문에서 개발한 EgresSIM은 미시적 보행모델인 Floor Field Model과 이를 발전시킨 개선된 모델을 기반으로 하는 3차원 보행자 대피시뮬레이터이다. 이 소프트웨어는 많은 층과 계단, 방, 출입구 등이 있는 대형건축물에 대한 시뮬레이션이 가능하다. 또한, 수백, 수천 명의 보행자를 실내 공간에 배치하고 이들의 움직임을 3차원 뷰어를 통해 실시간으로 확인할 수 있고, 개별 보행자들이 어떤 경로로 이동하는지, 대피시간은 얼마나 소요되는지, 각각의 출구에 얼마나 많은 대피자들이 몰렸는지 등 대피 상황에 대한 상세한 결과를 산출한다. 시뮬레이션에 필요한 건물 데이터는 사전에 정의된 실내 데이터 모델에 따라 XML 파일로 구축되며, 시뮬레이션 결과 정보도 XML 로그파일로 생성된다. EgresSIM에서 지원하는 두 가지 보행모델의 민감도 파라미터를 조정함으로써 보행자들의 이동 패턴을 여러 가지로 나타낼 수 있다. 이를 통해 최단 거리 출구로 이동하는 상황, 정전이 일어난 암흑 상황 등 여러 상황을 가정한 대피시뮬레이션 수행이 가능하다.

• 대한산업공학회지
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• 제37권2호
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• pp.96-104
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• 2011

Modeling and simulation of human-involved complex systems pose challenges to representing human decision makings into logical systems because of the nondeterministic and dynamic nature of human behaviors. In modeling perspectives, human's activities in systems can increase uncertainty and complexity, because he or she can potentially access all other resources within the system and change the system states. To address all of these human involvements in the system, this research suggests applying the Finite State Automata (FSA)-based formal modeling of human-involved systems that incorporates the ecological concept of affordances to an evacuation simulation, so that human behavioral patterns under urgent and dynamic emergency situations can be considered in the real-time simulation. The proposed simulation methodologies were interpreted using the warehouse fire evacuation simulation to clarify the applicability of the proposed methodology. This research is expected to merge system engineering technologies and human factors, and come out to the new predictive modeling methodology for disaster simulations. This research can be applied to a variety of applications such as building layout designs and building access control systems for emergency situations.

• 한국멀티미디어학회논문지
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• 제23권6호
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• pp.772-783
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• 2020

Tsunami is a frightful natural disaster that causes severe damages worldwide. To minimize the damage, South Korea has built a tsunami warning system and designated evacuation sites in the east and south coasts. However, such countermeasures have not been verified whether they are adequate to minimize casualties since tsunami rarely occurs in South Korea. Recently, due to increasing earthquakes in the west coast of Japan, the likelihood of South Korea entering the damage area of tsunami rises; thus, in this paper, we develops a simulator based on Unity game engine to simulate the evacuation from tsunami. In order to increase the fidelity of the simulation results, the simulator applies a tsunami simulation model that analyzes coastal inundation based on cellular automata. In addition, the objects included in tsunami evacuation, such as humans, are modeled as an agent model that determines the situation and acts itself, based on the discrete-event system specification (DEVS), a mathematical formalism for describing a discrete event system. The tsunami simulation model and agent models are integrated and visualized in the simulator using Unity game engine. As an example of the use of this simulator, we verify the existing tsunami evacuation site in Gwangalli Beach in Busan and suggest the optimal alternative site minimizing casualties.

• Spatial Information Research
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• 제20권2호
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• pp.155-164
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• 2012

실내공간에서 화재, 붕괴 등의 재난이 증가함에 따라 그 피해를 최소화하기 위한 방법 중 하나로 화재 대피시뮬레이터가 활용되고 있다. 주로 대피시뮬레이터의 활용은 건축물의 설계과정에서 피난에 적합한지를 판단하는 피난안전성 검사에 이용되고 있으며, 실제 재난 상황에서의 활용에는 한계가 있다. 그 이유는 대피시뮬레이션 수행결과를 실제 재난 상황에서 활용하기에 몇 가지의 제약조건이 있기 때문이다. 첫째는 기존 대피시뮬레이터는 가상의 인원정보를 이용한 시뮬레이션을 수행하는데, 실제 재난 상황에서는 실제 인원정보를 이용한 시뮬레이션 결과가 필요한 점이다. 둘째는 대피시뮬레이션 수행시간이 길기 때문에 짧은 시간안에 결과를 산출하기 어려운 시간제약적인 조건이다. 셋째는 재실자의 구조활동 및 대피안내에 최적화된 결과데이터의 산출이 어려운 점이다. 본 연구에서는 이들 제약조건을 해결하기 위해 실제 재난 상황에서 활용가능한 결과데이터를 산출하는 대피시뮬레이션 시스템을 제안하고자 한다. 이 시스템은 사전에 수많은 인원분포에 따른 대피시뮬레이션을 수행하고, 그 결과를 DBMS에 저장할 수 있도록 하는 시뮬레이터를 기본으로 하며, 적외선 센서네트워크를 이용하여 건물 내 실제 재실자 인원분포를 파악하고 이와 유사한 인원분포로 수행된 결과데이터를 질의를 통해 검색하여 사용자에게 제공하도록 한다. 마지막으로 개발된 시스템을 캠퍼스 건물에 적용하고 테스트를 수행하는 과정을 예시하였다.

• 한국건설관리학회논문집
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• 제14권6호
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• pp.49-60
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• 2013

건축물에 있어 피난 계획은 프로젝트 전반에 걸쳐 고려되어야 할 매우 중요한 요소 중 하나이다. 기존 다양한 연구 및 실제 재난 사례등을 통해 피난의 중요성은 지속적으로 강조되어 왔으며, 사전 대비를 위한 다양한 노력들이 수행되어 왔다. 또한, 실제와 유사한 대응 훈련 준비의 어려움을 극복하고자 시뮬레이션을 통한 해결책 마련이 새로운 대안으로 떠올랐다. 그러나 피난 계획의 경우 시설물 뿐만 아니라 재실자의 특성 또한 신중히 고려되어야 한다. 현실과 가까운 피난 계획의 수립을 위해 본 연구에서는 인간 행태를 고려한 피난 과정을 분석한다. 기존 사회과학 이론에 기초하고 시스템 다이내믹스 모델링을 이용하여, 피난 초기부터 탈출까지 다양한 재실자 그룹의 특성으로 인해 발생하는 요인들을 포함하며, 이에 따른 의사결정, 행동의 변화 등의 분석한다. 이러한 모델을 통해 그룹 형성 및 재실자 간 상호 작용 등 긴급 상황에서 발생하는 인간 행태가 전체 피난 행태 및 결과에 미치는 영향을 파악하며, 향후 피난 시뮬레이터의 모듈로써의 활용 및 시설물 안전 관리자의 피난 계획 수립 시 의사결정의 기초자료를 제공할 것이라 예상된다.

• 한국시뮬레이션학회논문지
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• 제20권1호
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• pp.79-85
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• 2011

공항상태에서 방이나, 복도로부터 나가려고 하는 긴급대피 상황에서의 사람들 행동문제는 일상생활에서 매우 중요하다. 지난 몇 년간 보행자 동역학을 전산 모사하는 수학적 모델들이 개발되어 왔다. 긴급대피 동역학에 대한 이해는 사람들의 안전과 편안함이 고려된 설계를 하는 데 기여를 할 수 있다. 그러나 제안 되어진 대부분의 모델들은 사람들의 종류와 그들의 마음상태를 전혀 고려하지 않았다. 사람들은 입자로 묘사되어졌으며, 그들의 마음은 장거리 상호작용으로써의 개체간 상호작용으로써 기술되어 졌다. 본 연구에서, 우리는 이전에 보행자모델로 제안한 격자 모델을 이용하여 도덕성을 가진 세 종류의 사람-어른, 어린이, 부상자-의 긴급대피 동역학을 연구하였다. 대피하는 과정에서 어른과 어린이가 충돌하면 어린이가 넘어지면서 부상자가 된다. 사람들은 이러한 부상자들을 만나게 되면 지나치지 않고 기다리게 되는데, 이 정도를 사람들의 도덕성으로 해석하였다. 일정한 수의 부상자들이 발생하면 긴급한 대피상황에서 사람들을 밟고 지나가게 된다. 그리고 모델에서는 부상자들이 격자공간에서 없어진다. 시뮬레이션 결과는 도덕성과 관련하여 장애물로써 역할을 하는 부상자로 인한 교통 체증이 발생함을 보여 주었다.

• 한국전자통신학회논문지
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• 제17권5호
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• pp.905-912
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• 2022

4차 산업혁명의 핵심 기술 중 하나인 가상현실은 오큘러스로 대표되는 저가의 웨어러블 장치의 보급으로 새로운 국면을 맞이하고 있다. 현실적인 위험성 문제로 실질적인 훈련이 거의 불가능한 재난 대피 훈련의 경우 가상현실은 효과적인 훈련을 가능하게 하는 새로운 대안이 되고 있다. 본 논문에서는 가상현실로 구현되는 화재 대피 훈련 콘텐츠에 적용될 수 있는 연기 모델링 방법을 제안한다. 화재 발생 시 연기는 통로를 따라 확산되고 시간에 따라 연기의 밀도가 변한다. 제안하는 방법은 시뮬레이션을 통해 계산한 연기의 밀도값을 실시간으로 모델에 반영할 수 있는 절차적 함수를 적용하여 연기를 모델링한다. 공장을 배경으로 구현한 결과를 보면 제안하는 방법이 사용자의 움직임에 따른 연기의 변화를 사실적으로 표현하는 것을 볼 수 있다.