[재난안전] 위험예측 연구동향 (국내 논문)

[재난안전] 위험예측 연구동향 (국내 논문)

NDSL Key word : 위험예측(69건)

u-IT기반 계측정보를 이용한 급경사지붕괴 예측 시스템 개발

한국산학기술학회논문지 = Journal of the Korea Academia-Industrial cooperation Society / v.14 no.10, 2013년, pp.5115-5122

본 논문은 급경사지(산사태 및 사면붕괴, 축대 등)붕괴 등으로 인하여 많은 생명과 재산피해 방지를 목적으로 붕괴 위험성을 감지하고 신속히 대응을 할 수 있도록 하기 위하여 u-IT기반의 급경사지 붕괴예측 감시용 실시간 모니터링 시스템을 개발하였다. 급경사지붕괴 감시에 중요한 계측기로서 강우량 계측기, 간극수압 계측기, 지표변위 계측기, 지중경사 계측기, 함수비계측기, 영상분석 계측기 등을 선정하고 테스트베드에 적용하였다. 각 계측기의 신뢰성 검증에 필요한 동작기능 및 성능확인은 현장에 설치된 계측기 별로 실험을 통하여 확인하였다. 본 연구에서 개발한 급경사지붕괴 감지를 위한 USN기반의 실시간 급경사지 모니터링 시스템을 급경사지 붕괴감지뿐만 아니라 도로변 절개사면과 암반사면 등에 상시계측을 통하여 붕괴위험 예측에도 적용할 수 있으므로 인명피해와 재산피해를 최소할 수 있을 것으로 판단되며, 이 시스템은 본 연구의 시범적용 결과를 바탕으로 급경사지 전역에 확산될 계획에 있다.

차량시뮬레이터를 이용한 초보운전자의 잠재적 운전행동 분석

대한토목학회논문집 = Journal of the Korean Society of Civil Engineers / v.33 no.4, 2013년, pp.1591-1601

본 연구에서는 초보운전자의 교통사고 위험성을 줄이고 초보운전자 교육프로그램 개발의 기초자료를 제공하기 위하여 초보운전자에 대한 심리적 특성 및 운전행동에 관한 분석을 실시하였다. 이때 초보운전자의 심리적 부분은 위험인식정도 및 교통상황 이해도를 확인하는 설문조사를 실시하였으며 주 내용은 위험예측 및 예측불허행동에 관한 특성별 범주로 분류하여 파악하였다. 그리고 차량시뮬레이터를 활용하여 초보 및 일반운전자와의 운전행동 특성을 비교 분석하고 통계결과를 토대로 초보운전자의 실제 운전행동에 있어서의 안전진단과 교통안전교육 기초연구의 방향성을 제시 하였다. 본 연구 분석결과, 운전자의 위험예측, 과속, 위반, 정보제공생략, 갑작스러운 변화, 사고건수 모든 부분에서 초보운전자가 일반운전자에 비해 높은 평균값이 나타났다. 또한 초보운전자가 일반운전자에 비해 통계적으로 유의한 위험수준을 보여주었는데 확인된 대상은 위험예측능력, 위반, 갑작스러운 변화, 교통사고건수이었고 그 이외의 과속 수준과 정보제공생략 수준은 초보운전자와 일반운전자 모두 유사한 결과를 보여주었다. 그리고 차량시뮬레이터 실험 결과는 초보운전자가 일반운전자들에 비해 전반적으로 운전 수행능력이 저조한 것으로 나타났다. 특히 충돌횟수에서의 확연한 차이를 보여주었는데 이는 초보운전자들이 일반운전자들에 비해 복잡한 도로교통 상황에서 운전경험과 학습능력이 부족하기 때문인 것으로 판단된다. 한편 초보운전자들은 일반운전자들에 비해 속도조절 능력, 위험예측 능력, 도로교통상황에 대한 인식 및 대처능력 등 전반적인 운전기술의 부족으로 인해 주행안정성이 낮은 것으로 분석되었다. 이러한 결과는 초보운전자들이 일반운전자에 비해 안전운전교육 학습기회의 결여와 운전경험 미숙 등에 따른 것으로 판단되며 운전 상황에 대한 위험예측능력이 낮은 것으로 해석할 수 있다. 결론적으로 이러한 분석결과는 실제 운전상황에서 초보운전자 자신뿐만 아니라 타인에게도 위험 요소로서 작용할 가능성이 높으므로 적절한 안전대책이 필요한 것으로 판단된다.

산사태 위험 예측기술 개발 동향

한국수자원학회지 = Magazine of Korea water resources association / v.45 no.5, 2012년, pp.80-89

디지털예보자료와 Daily Weather Index (DWI) 모델을 적용한 한반도의 산불발생위험 예측

한국농림기상학회지 = Korean Journal of Agricultural and Forest Meteorology / v.14 no.1, 2012년, pp.1-10

본 연구는 디지털예보(현 동네예보) 자료를 활용하여 우리나라의 산불위험예보의 정확도 향상은 물론 기상에 의한 산불위험지수를 산출하여 한반도의 산불위험예보 체계를 구축하는데 있다. 한반도 지역의 산불발생위험을 나타내는 기상지수(daily weather index, DWI)를 산출하기 위해 기상청의 5km 격자간격의 디지털예보자료를 이용하였다. DWI 분석을 위해 온도, 습도, 풍속 UV, 1시간 강우량, 12시간 강우량을 대상으로 한반도 전역에 대한 기상요소별 기후분포도를 제작하였다. 한반도의 기상에 의한 일일 DWI 산출을 위해 대형산불이 자주 발생하는 강원도 지역의 산불발생확률식 을 적용하였다. 기상예보자료의 예측정확도 검증을 위해 RDAPS, 디지털예보, 실황자료 모두 2005년 12월 12일 15시 자료를 대상으로 비교 분석한 결과 76개 기상관측소에서 관측한 실황자료에 대응하는 기상요소별 디지털예보의 예측값이 RDAPS 추출 자료보다 향상된 예측결과를 보였다. 산불위험예보 정확도 검증을 위해 사용한 실황자료와 디지털예보자료의 평균오차는 평균 기온 , 실효습도 2.4%, 평균풍속 2.2m/s로 나타나 큰 변이는 없었지만, 평균풍속에서 실측값과 예측값간의 차이가 있는 것으로 나타났다. 디지털예보자료를 활용할 경우 RDAPS 자료보다 산불위험예보의 정확도가 크게 향상되는 결과를 얻을 수 있었으며, 산불위험예보의 정확도 검증을 위해 실황자료와 디지털예보자료를 적용하여 예측된 전국 233개 시 군 구의 평균 산불위험지수를 각각 추출하여 비교한 결과 =0.854의 높은 정확도를 보였다. 산불위험도가 가장 높은 15시의 실제 76개소에서 관측한 기상자료를 적용하여 전국의 산불위험지수를 예측한 값은 70.5로 디지털예보자료를 적용하여 예측한 위험지수(70.0)와 0.5의 오차를 보여 예측력이 개선되었음을 확인할 수 있었다. 따라서 디지털예보를 적용할 경우 실황자료와의 예측력이 검증된 만큼 향후 기상에 의한 한반도의 산불발생위험지수를 보다 정확하게 계산하는데 유용하게 이용할 수 있을 것으로 기대된다.

지능형 실시간 대기확산 시스템에 관한 연구

한국가스학회지 = Journal of the Korean institute of gas / v.16 no.4, 2012년, pp.44-51

대부분의 산업시설이 유해물질을 다루고 있기 때문에 산업시설의 사고발생은 막대한 물적, 인적 피해를 발생시키므로 안전관리, 중대형 사고 예방 및 위험 예측 등이 중요시 되고 있다. 특히, 유해물질 누출사고는 누출물질, 저장시설, 대기 상태에 따라 유독가스의 확산 속도와 범위가 달라지므로 이를 모사하는 대기확산 시스템이 이용되어왔다. 모사에 기반하는 대기확산 시스템은 산업시설 구조물 설계 단계에서 주로 사용되며 누출 사고 시 즉각적인 처리와 대응이 어렵다. 실시간 대기정보 데이터를 이용한 연구 및 사례는 존재하지만 시스템의 성능저하 및 전문적 지식의 결여로 신속한 처리 및 대응이 미흡하였다. 본 논문은 에너지 플랜트 환경에서 특수성과 효율성을 강화하여 유해화학물질 누출로 인한 대기확산범위를 즉각적으로 산출하고 누출 시점 및 지점을 지능형 알고리즘으로 결정함으로써 사고예방형 실시간 지능형 대기확산 시스템을 구현한다.

우리나라 산불 발생의 지역별 공간자기상관성에 관한 연구

한국지형공간정보학회지 = Journal of the Korean Society for GeoSpatial Information System / v.19 no.2, 2011년, pp.29-37

우리나라 산불관리의 주체는 관할시도 행정자치 단체이므로, 산불을 효율적으로 관리하기 위해서는 지역별 산불 발생 특성에 대한 이해가 필요하다. 본 연구에서는 지역별 산불 발생패턴을 분석하기 위해서, 행정구역도를 기반으로 전국을 9개로 분할하고, 각 권역에서 1991년부터 2008년까지 발생한 산불의 위치 data를 사용해서 공간통계적 분석을 실시하였다. 산불 발생 자료의 공간 분포는 베리오그램을 통해 분석하였고, 도출된 공간자기상관성을 가지고 Kriging 기법을 통해 산불발생위험을 예측하였다. 분석결과, 대도시를 포함하는 권역에서는 산불이 강한 공간상관성을 가지고 있었지만, 강원도, 제주도, 충청북도 등의 대도시를 포함하지 않는 지역에서는 산불의 공간상관성이 낮은 것으로 나타났다.

압력값 모니터링을 통한 배관 내 가스누출감지에 대한 실험적 연구

에너지공학 = Journal of energy engineering / v.20 no.4, 2011년, pp.292-297

도시가스 배관망의 안전관리 및 위험예측은 매우 중요한 문제로 인식되고 있으며 가스 누출지점을 실시간으로 감지함으로써 안전사고 예방을 위한 노력은 필수적이다. 따라서, 본 연구에서는 가스누출 시, 압력변화에 따른 상관관계(correlation)를 통해 실시간 누출지점감지를 목적으로 연구를 진행하였다. 본 연구에서는 총 378 m의 배관에 5개의 누출밸브를 설치하여 실험하였고, 시뮬레이터를 통해 누출지점을 감지함으로서 실제 누출지점과 비교해 보았다. 실험결과, 실험을 통한 누출지점과 실제 누출지점은 6 m 내의 차이를 보였으며 향후, 본 기술의 적용이 필요한 위험구역에서의 실증을 통한 상용화가 수반되어야 할 것이다.

미래 기후변화에 따른 재해위험도 예측

한국수자원학회 2011년도 학술발표회 / 2011 May 19, 2011년, pp.125-125

본 연구에서는 기후변화에 의한 자연재해 취약성을 정량적으로 분석하기 위하여 기상인자와 재해발생으로 인한 피해액의 상관관계를 이용하였다. 재해로 인한 피해액은 1994년부터 2008년까지 15년간 전국 시군별로 피해액을 집계한 자료를 이용하였으며, 우리나라 58개 강우관측소의 일강수량 자료를 이용하여 재해에 영향을 줄 수 있는 네 가지 인자를 추출하였고, 연도별 태풍 발생 횟수도 하나의 기상인자로 고려하였다. 피해액의 규모는 가뭄, 화재, 태풍 및 해일 등 재해발생 유형에 따라서도 영향을 받겠지만, 기후변화 시나리오에 의해 예측할 수 있는 대표적인 미래 추정값은 강수량과 온도 등이며, 결국 재해발생 유형별 시나리오에 의한 재해규모 예측이 아닌 기후변화 시나리오에 의한 미래 재해발생 규모 모형을 구축하기 위해서는 관련 인자로서 강수량으로부터 추출한 인자들을 고려할 수밖에 없을 것이다. 일강수량으로부터 추출한 네 가지 영향인자들은 80mm이상 일강수량 발생일수, 80mm이상 일강수량의 합, 80mm이상 강우의 발생 간격이 30일 이하인 횟수 및 연최대강수량이다. 우선 광역시와 도별로 전국 58개 관측소를 분류하고, 해당 관측소들로부터 추출된 인자들의 평균값을 이용하여 연구를 진행하였다. 미래 강수량 자료는 국립기상연구소의 A2시나리오를 통계학적 Downscaling을 통해 재생산한 자료를 이용하였다. 예측모형은 Bayesian 모형을 기반으로 DEXP(double exponential distribution) 확률분포를 이용하였다. 재해피해액 를 아래와 같이 비정상성 모형으로 구성하였으며, 위치매개 변수의 확률분포를 네 가지 기상인자에 의한 회귀식으로 구성하였다. Y damage costs) = dexp() $p({\mu}(t))\sim(abs({\alpha}+{\alpha}_1X_1+{\alpha}_2X_2+{\alpha}_3X_3+{\alpha}_4X_4,\;\sigma_{\alpha}^2)$ .

센서네트워크 데이터를 활용한 화생방 위험예측 모델

韓國軍事科學技術學會誌 = Journal of the KIMST / v.13 no.5, 2010년, pp.917-923

The local area weather information is very important element to estimate where the air-pollutant will flow. But the existing NBC hazard prediction model does not consider the local area weather information. So, in this paper, we present SN-HPM that uses the local area wether information to perform more accurate and reliable estimate, and embody it to program.

구미지역 산불위험도 예측을 위한 지리정보시스템의 활용

한국측량학회 2010년 춘계학술발표회 논문집 / 2010 Apr. 23, 2010년, pp.371-373

Gumi is surrounded by mountains and Provincial parks are located. A high risk of forest fires that cause the spread of damage effects, and is forecast to have forest fire prevention and Geumohsan Provincial Park to preserve the target Gumi analysis was likely to cause fires. Numerical analysis to the probability of fire, clinical way, even in land cover, using Arc Gis aspect, altitude, slope, watersheds, vegetation, soil characteristics were extracted. Logistic analysis to extract the data in pixels by dividing the number analysis of forest fire risk indices presented in Gumi.

환경정보시스템을 이용한 산사태 발생위험 예측도 작성: 경상북도를 중심으로

한국환경과학회지 = Journal of the environmental sciences / v.18 no.11, 2009년, pp.1189-1197

The purpose of this research was develop tailored landslide hazard assessment table (LHAT) in Gyeongsangbuk-do Province and propose building strategies on environmental information system to estimate landslide hazard area according to LHAT. To accomplish this purpose, this research investigated factors occurring landslide at 172 landslide occurred sites in 23 city and county of Gyeongsangbuk-do Province and analyzed what factors effected landslide occurrence quantity using the multiple statistics of quantification method(I). The results of analysis, factors affecting landslide occurrence quantity were shown in order of slope position, slope length, bedrock, aspect, forest age, slope form and slope. And results of the development of LHAT for predict mapping of landslide-susceptible area in Gyeongsangbuk-do Province, total score range was divided that 107 under is stable area(IV class), 107~176 is area with little susceptibility to landslide(III class), 177~246 is area with moderate susceptibility to landslide(II class), above 247 area with severe susceptibility to landslide(I class). According to LHAT, this research built landslide attribute database and made 7 digital theme maps at mountainous area located in Goryeong Gun, Seongju-Gun, and Kimcheon-City. The results of prediction on degree of landslide hazard using environmental information system, area with little susceptibility to landslide(III class) occupied 65.56% and severe susceptibility to landslide(I class) occupied 0.51%.

생산공정의 위험 예측 : 설계 단계에서부터 적용하는 안전 관리 체계로 생산 공정의 재해 예방 수준 향상 /

自動制御計測= Monthly magazine of automatic control instrumentation / v.21 no.12 = no.252, 2008년, pp.16-19

산사태 발생위험 예측을 위한 판정기준표의 작성 : 경상북도 지역을 중심으로

韓國林學會誌 = Journal of Korean forestry society / v.97 no.3 = no.178, 2008년, pp.332-339

GIS 공간통계를 이용한 도심화재예측지도 제작기법 탐색

한국화재소방학회 논문지= Journal of Korean Institute of Fire Science & Engineering / v.21 no.2 = no.66, 2007년, pp.14-23

GIS 및 공간통계기법을 이용하여 도심내의 화재현상에 대한 분석을 실시하고 예측지도의 제작기법을 개발하였다. 즉 지난 5년간()의 화재 데이터와 대구지역 인문환경요소와의 상관관계를 규명하였고, 화재의 불확정성의 특성을 방안분석 및 포아송 확률분포로 해석하여 화재위험예측지도를 시범 제작하였다.

해양유류오염사고 위해도 평가

해양환경안전학회 2007년도 춘계학술발표회 / 2007 May 31, 2007년, pp.9-14

해양유류오염사고 유출유 피해 위험도 산정을 위한 평가기법을 연구하였다. 본 연구의 위해도 평가에서는 과거 사고 사례에 근거하여 선정한 사고 해역에 대하여 여러 경우의 유출유 확산을 계산하고, 계산 결과를 통계 분석하여 유출유의 피해 가능성, 도달시간, 피해 규모 둥을 산정한다. 유출유의 피해 가능성, 도달시간, 피해규모는 환경민감자원 현황에 근거한 해역별 해안 및 어장 양식장을 대상으로 산정하며, 각 해역별 피해 정도를 비교함으로써 해역별 위해도를 산정한다. 이러한 결과는 특정 유류오염사고에 대한 보다 객관적이고 종합적인 피해 위험을 제시할 수 있으며, 실시간 피해 위험 예측과 연계하여 보다 타당성 있는 유류오염사고 위해도 평가 결과를 제시할 수 있다.

GIS 및 확률모델을 이용한 폐탄광 지역의 지반침하 위험 예측

자원환경지질 = Economic and environmental geology / v.40 no.3 = no.184, 2007년, pp.295-306

본 연구에서는 확률기법인 빈도비 모델 (frequency ratio model) 및 지리정보시스템 (Geographic Information System: GIS)의 공간분석기법을 이용하여 강원도 삼척지역 폐탄광 주변의 지반침하 발생 취약지역을 예측하였다. 지반침하에 영향을 주는 요인들을 추출하기 위해 지형도, 지질도, 갱내도, 토지특성도, 시추공 자료, 기 관측된 침하지 자료 등으로부터 공간자료를 구축하였다. GIS 공간분석과 확률기법을 이용하여 지반침하의 주 요인이 되는 8개의 인자를 추출하였고 관측된 침하지역과 8개 인자와의 연관성을 알아보기 위하여 각각의 결정계수()를 계산하였다. 빈도비 모델을 적용하여 각인자의 등급별 가중치를 결정한 후, 이를 중첩 분석하여 지반침하 위험 예측도를 작성하였다. 지반침하 위험 예측도를 기존 침하지 위치와 비교 검증한 결과 96.05%의 높은 예측정확도를 나타냈다. 이를 통해 폐탄광 지역에서 GIS와 빈도비 모델을 이용하여 지반침하 위험지역을 정량적으로 예측하는 것이 가능하다고 판단된다.

해양오염방제지원시스템 개발

해양환경안전학회 2006년도 춘계학술발표회 / 2006 May 12, 2006년, pp.93-102

효율적인 방제전략 수립 지원시스템 개발의 일환으로 환경민감정보 기반 실시간 유출유 확산예측 시스템과 피해위험도 예측시스템을 연계한 해양오염 방제지원시스템을 개발하였다. 실시간 유출유 확산예측시스템에서는 실시간 바람과 실시간 해수유동을 기반으로 유출유의 이동을 계산하고, 유출유 특성에 따라 해상 유출유의 풍화작용을 모델링하여 유출유의 잔류량 및 확산분포를 계산한다. 유출유 확산 예측의 실시간 바람은 국립환경연구원의 실시간 기상모델 결과를 FTP를 이용하여 실시간으로 연계하여 활용하며, 실시간 해수유동으로서 조류는 수치모델결과와 검조소 관측결과의 결합을 통해 실시간 조석을 예측하는 CHARRY (Current by Harmonic Response to the Reference Yardstick) 모델을 이용하여 예측하고, 실시간 취송류는 바람과 취송류간의 상관관계와 반응함수를 이용하여 예측한다. 실시간 해수유동을 따라 이동하면서 풍화되는 유출유의 풍화작용은 유출유 특성에 따라 결정된 감소율을 적용하여 모델링한다. 본 시스템은 이와 같은 정보를 ESI(Environmental Sensitivity Index) 및 방제자원 정보와 통합하여 종합적으로 제공함으로써 방제전략 수립을 지원한다.

산불위험예측을 위한 실시간 기상분석프로그램 개발

한국농림기상학회 2005 추계 학술발표 논문집 / 2005 Sept., 2005년, pp.119-124

실시간 범람위험도 예측을 위한 수리학적 모형의 개발

韓國水資源學會論文集 = Journal of Korea Water Resources Association / v.33 no.3, 2000년, pp.331-340

본 연구의 목적은 하천에서의 실시간 범람위험도 해석을 위해서 DAMBRK 모형과 Kalman filter를 연계한 수치모형을 개발하는데 있다. 본 모형은 1차원 동역학 방정식의 비선형 유한차분 근사해인 음해법을 기본으로 하고 있다. 추계학적 추정법으로서 최적의 갱신 예측치를 얻기 위해 확장된 Kalman filter 기법을 사용하였다. 이 과정은 확정론적 모형에 의한 예측치를 Kalman filter gain factor에 의해 보정된 실시간 관측치와 조합함으로써 수행되었다. 홍수범람위험도는 하도단면의 기하형상과 Manning 조도계수의 변동성을 고려하여 Monte Carlo 모의를 적용하여 예측되었다. 본 모형은 1990년 9월과 1995년 8월의 남한강 홍수에 적용하여 검증하였다. Kalman filter에 의한 해석은 이 기간 동안에 확정론적 해석결과와 비교하여 실측자료와 잘 일치되는 양상이 나타났으며, 이에 따라 제방의 월류위험도를 모의된 홍수위와 제방고를 비교함으로써 얻을 수 있었다.

NDSL Key word : 피해예측(논문 83건)

LOD 기반의 화산재 확산 모델 가시화

한국방재학회 2013년도 정기 학술발표대회 / 2013 Feb. 21, 2013년, pp.165-165

화산재해대응을 위하여 화산분화 시 화산재 확산의 다양한 조건을 분석 모델에 의해 분석하고 이를 기반으로 도출된 결과물을 가시화함으로서 화산재 확산 시 피해규모 및 범위를 사전에 예측하는 것이 중요하다. 시간대 별 격자 형태의 대용량 분석 결과물을 실시간 3차원으로 가시화하기 위해 LOD(Level Of Detail) 알고리즘을 핵심 요소로 적용한다. 최근 3차원 시각화 기술은 재해 시뮬레이션은 물론, GIS 응용 분야, 가상현실 등을 실현하기 위한 중요한 기술로 부각되고 있다. 그러나 대용량 데이터를 실시간으로 처리하여 시각화를 구현하기 위해 컴퓨터 메모리 한계성의 극복은 아직 과제로 남아 있다. 본 연구에서는 대규모의 화산재 확산 분석 모델 데이터를 가시화하기 위해 파일 기반의 효율적은 실시간 LOD 알고리즘 개발을 수행한다. 실시간 LOD 알고리즘은 대규모 분석데이터 표현에 필요한 기하학적 연산처리를 가능하게 한다. 시간대별 격자형태의 화산재 확산 분석 모델 결과 데이터(NetCDF)의 가시화를 위해 3차원 격자데이터를 공간 분할하여 피라미드 형태의 계층적인 구조로 재구성 하는 방법을 선택한다. 또한 정규화 된 3차원 격자(Cube)는 사용자 시야를 중심으로 원활하고 사실감 있는 표현이 될 수 있도록 비 메모리 방식의 계층 구조로 블록화하여 파일 형태로 저장한다. 대용량 분석데이터는 다수의 상세도를 가지는 데이터로 변형하고 이를 상호 연결함으로서 수많은 격자를 데이터 손실 없이 표현하고 3차원 프레임 속도를 극대화 시키는 방안을 제시한다.

[재난안전] 위험예측 연구동향 (국내 논문)