• 한국화재소방학회논문지
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• 제24권2호
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• pp.114-119
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• 2010

2009년 11월14일의 부산 실내사격장 화재에서 짧은 시간에 많은 인명피해가 발생한 원인을 조사하기 위해 화재 시뮬레이션용 전산유체역학 모델을 사용하여 화재를 재현하였다. 화재 시뮬레이션으로부터 얻은 화염과 연기의 확산 및 온도분포의 변화과정을 CCTV 녹화를 토대로 한 화재조사 결과와 비교하였다. 사격실 내에서 흡음재 연소가 급격히 이루어져 화염과 연기가 출입문을 통해 분출되기 시작한지 3초 내에 휴게실에 가득 차는 것으로 나타났고, 이 결과는 CCTV 녹화와 거의 일치하였다. 따라서 휴게실에 있던 사람들의 대피가능시간이 부족했음이 확인되었다. 또 사격실 출입문의 원형 손잡이의 온도가 거의 $1400^{\circ}C$까지 올라가는 것으로 나타나 원형 손잡이가 용융할 수 있음을 알 수 있었다.

• 한국수자원학회:학술대회논문집
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• 한국수자원학회 2017년도 학술발표회
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• pp.49-49
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• 2017

최근 극한 홍수의 발생에 따른 내수배제 불량으로 인한 도시지역의 침수로 매년 많은 인명과 재산상의 손실이 크게 증가하고 있으며, 홍수피해 저감 및 복구대책으로 많은 국비가 지원되고 있으나 아직까지 예방보다는 복구비에 치중하고 있는 실정이다. 이에 본 연구에서는 도시지역에 시간 당 강우의 영향력에 대한 평가를 실시하여 상습적으로 일어나는 내수재해를 방지하고 자한다. 이를 위하여 서울시 저지대를 기준으로 상습침수 배수구역을 선택하여 1차원 SWMM모형을 구축하였다. 이때, 가장 중요한 인자 중 하나인 강우의 시간분포는 도시별 유역 규모 및 유출특성, 강우강도 특성 등에 따라 상이한 결과를 보일 여지가 다분하여 실제 침수를 일으킨 강우와 유사한 분포를 찾기 매우 어려운 실정이며, 이를 반영하기 위하여 Huff분포 모든 분위를 사용하여 SWMM 도시침수 해석을 실시하였다. 실시한 결과 맨홀의 월류량을 2차원 해석 입력자료로 사용하였으며, 2차원 해석 결과를 분위별 침수범위를 GIS를 이용하여 중첩시켜 상습 침수구역을 제시하였다. 본 연구 결과를 바탕으로 강우강도의 조건에 따라서 관로를 통하여 월류되는 시작 지점 및 그 지점을 통하여 맨홀에서의 월류량을 대략적 알 수 있었다. 또한, 능동적이며 준 실시간적인 대피지도와 우회도로설정 의사결정에 도움이 될 것으로 판단된다.

• 한국수자원학회:학술대회논문집
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• 한국수자원학회 2016년도 학술발표회
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• pp.38-38
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• 2016

기후변화로 인한 기온과 강수량의 변화는 국지적이고 집중적인 강우를 유발하게 되었고 이로 인하여 외수범람에 의한 제내지 침수로 인한 피해가 증가하고 있다. 따라서 제내지의 침수로 인한 피해를 예측하기위한 기술이 필요하다. 본 연구에서는 하천제방의 파쇄로 인한 홍수량이 제내지에서 어떤 경로로 침수-확산되는지를 파악하기 위하여 홍수의 침수경로를 모의할 수 있는 분포형홍수범람모형인 SIMOD(Simplified Inundation MODel) 모형을 개발하였다. 침수경로를 모의하기 위하여 홍수가 발생된 시점에서 그리드화된 주변셀로의 홍수전의를 위하여 주변셀과의 경사를 이용하여 차등 분배하는 다중흐름방향법(Multi Direction Method, MDM)과, 하나의 낮은 고도의 셀에서 수위가 높아져 인접셀보다 수위가 증가하면 그 수위는 인접 셀들과 균등해 진다는 가정인 평수가정법(Flat-Water Assumption, FWA)을 적용하였다. 모형의 평가를 위하여 가상시나리오를 설정하여 대상지역에서 시간에 따른 침수범위를 산정하였다. SIMOD 모형은 지형도(DEM)와 유입 홍수량의 간단한 입력자료를 이용하기 때문에 모의시간을 현저하게 단축시킬 수 있다. 강우-유출 모형 또는 제방붕괴 모형 등을 통해서 유입되는 홍수량만 파악을 할 수 있다면 수 분 내에 결과를 예측할 수 있다. 따라서 EAP(Emergency Action Plan)과 같은 도심지에서 침수로 인한 대피 계획을 수립하는데 활용될 수 있을 것이다.

• 한국재난정보학회 논문집
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• 제10권4호
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• pp.598-608
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• 2014

소방대상물에서의 경보설비는 실내에 있는 사람들에게 화재를 최초로 알려주는 설비로써, 보다 많은 사람들을 대피시킬 수 있도록 하는 매우 중요한 역할을 한다. 이에 자동화재탐지설비와 같은 경보설비의 최초동작을 빠르게 하기 위한 연구가 필요하다. 이러한 자동화재탐지설비에서 감지기의 동작은 설치위치와 화원의 위치에 따른 영향을 가장 많이 받는다. 그럼에도 불구하고 국내의 감지기 설치 기준은 설치 위치와 화원의 위치는 중시하지 않고 면적과 높이에 따른 화재감지기 설치에 대한 사항만을 규정하고 있다. 따라서 본 연구에서는 실내에 열감지기와 보를 설치하고, 일반적인 화재를 가정하여 5 개소의 화원을 발생시켜 설치된 감지기의 동작시간을 측정하였고, 감지기의 설치위치와 화원의 위치를 고려한 화재실험을 통하여 열감지기의 동작특성을 분석한 것으로 다음과 같은 결론을 얻었다. 열감지기는 벽면에 근접하게 설치된 감지기에서 작동지연현상이 보였으며, 벽면에서 적어도 22cm 이상 이격해서 설치하여야 한다. 화원이 보 외측에 존재할 때 감지기는 보에서 55cm 이격한 거리에서 동작이 가장 빨랐다. 또한 화원에 근접한 감지기와 가장 늦게 동작한 감지기의 동작시간의 차이는 피난거리로 환산하였을 때 최대 115 m 의 피난거리가 확보되는 것으로 나타났다. 이를 통하여 적합한 위치와 적응성을 고려한 감지기의 선택은 피난개시 시간을 최소화시켜 줄 수 있는 것을 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.

• 한국철도학회논문집
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• 제20권5호
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• pp.612-624
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• 2017

기존 수도권 광역철도는 운행시간이 많이 걸리는 완행 위주의 운행을 하기 때문에 통행시간 측면에서 타 교통수단과의 경쟁력이 저하되고 있는 실정이고, 도로교통을 철도로 유인하는데 한계가 있기 때문에 급행열차 운행을 확대 운영해야 한다는 사회적 요구가 지속되고 있다. 특히 수도권 북부와 수도권 남서부 방면은 대도시 생활권 확대로 광역교통수요 증대에 따른 교통 혼잡 가중 및 통행시간 증가 등 사회적 비용이 과다 발생되고 있어 서울도심을 연결하는 급행 기능의 대중교통망체계가 필요하다. 국내에서 가장 효율적으로 급행화를 운행하는 노선은 서울지하철 9호선이며, 김포공항에서 고속터미널까지 27분 소요됨으로써 완행 44분 대비 약 40% 시간 단축 효과가 있고 혼잡도가 최대 240%에 달할 만큼 이용객의 선호도가 상당히 높다. 본 연구의 기술적 결과들은 광역철도의 급행화 방안의 수행을 위해 기여할 수 있을 것이라 기대한다.

• 한국수자원학회:학술대회논문집
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• 한국수자원학회 2011년도 학술발표회
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• pp.262-262
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• 2011

최근 들어 지구환경 변화에 따른 이상기후의 영향으로 태풍 및 집중호우로 인한 하천범람 등 홍수재해에 의한 인명과 재산의 피해가 급증하고 있다. 특히 한반도 지역에서는 집중호우와 태풍과 같은 이상강우로 인한 홍수피해의 발생이 매년 나타나고 있으며 홍수피해의 빈도와 강도는 증가하고 있는 실정이다. 이러한 상황에서 극심한 기상이변으로 인하여 발생되는 이상홍수의 예측에 관한 사항은 치수 이수는 물론 친수관점에서 볼 때 하천관리의 측면에서 매우 중요한 관심사로 부각되고 있다. 특히 홍수예측은 주민의 대피 및 통제, 시설물의 보호 등을 위해 충분한 선행시간을 확보할 수 있는 실시간적 관점에서의 홍수예측 및 관리가 중요하다. 기존의 수문학적 강우-유출 모형은 비선형성이 강하고 유역의 지형학적 인자와 기후학적 인자의 영향을 포함하기 때문에 정확한 예측이 어렵고 유출량을 계산하기 위한 유역추적, 저수지추적 및 하도추적의 각 추적과정에서 크고 작은 오차들이 발생하고 그것들이 누적되어 유출 모형의 해석 결과에는 많은 오차들이 포함되어 있다는 문제점이 있다. 또한 주로 유역 면적이 크고 홍수의 도달시간이 긴 대하천의 홍수예측에는 기존의 강우-유출 모형이 적당한 방법임에도 불구하고 유역면적이 작은 중소하천에 적용됨으로써 많은 불확실성을 포함하고 있으며 충분한 선행시간을 확보하지 못하는 문제점을 가지고 있다. 따라서 본 연구에서는 중소하천에서의 기존의 홍수예경보가 가지고 있는 문제점을 해결하기 위해 실시간 수위측정 자료 및 강우자료를 이용한 간단한 입력자료 만으로도 홍수예측이 가능한 뉴로-퍼지(Neuro-Fuzzy) 모형을 구축하여 충분한 선행시간을 확보함으로써 중소하천에서 의 실시간 홍수예측이 가능한 시스템을 구성하여 실시간으로 구동되는 효율적인 홍수예경보 시스템을 개발하고자 하였다. 임진강 유역을 대상으로 기존의 강우-유출 모형이 요구하는 유역의 물리적, 지형 자료 및 매개변수와 같은 광범위한 양의 자료를 배제하고, 유역의 강우 자료와 수위자료만으로 유역의 중요지점에 대한 홍수위 및 홍수량을 예측할 수 있는 뉴로-퍼지 모형을 구축하고 대상 유역에 적용하여 실측치와 비교 검증하였다.

• Journal of Advanced Marine Engineering and Technology
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• 제38권3호
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• pp.342-348
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• 2014

육상구조물의 대형화재는 특수한 소방장비와 그에 적합한 방법에 의해서 소방관에 의해서 진압된다. 하지만 해양구조물은 육상으로부터 어떠한 도움없이 승무원에 의해서 진압되고 이들은 선박의 구조적 특성과 선박의 충돌 및 화재와 같은 여러 가지 원인에 의하여 신속한 탈출이 어렵다. 일반적으로 화재에 의한 인명손상의 경우에는 연기에 의한 질식사가 대부분을 차지하므로 탈출 시간의 단축은 생존율을 향상에 아주 중요한 역할을 한다. 본 연구에서는 3차원 화재 분석 전용 프로그램인 FDS(Fire Dynamic Simulator)를 이용하여 화재 발생 시 승무원 생존율 분석을 위한 거주 공간내의 온도 및 연기유동에 의한 가시거리를 분석한다. 기존의 선박은 화재 경보 발령 시 방화문이 자동으로 폐쇄되도록 설계되어 있다. 이는 화재가 발생한 구역에 승무원이 없을 경우에는 화재의 확산 및 연기의 유동 지연에 아주 효과적이다. 그러나 대피시간이 지연될 경우에는 방화문 안쪽에 위치한 승무원들에게는 치명적일 수 있다. 이 논문에서는 화재로 인해 방화문이 폐쇄되어 승무원들이 이 방화문을 열고 탈출하는 경우와 연구에서 제안하는 차단막을 설치했을 경우의 화재 구역의 온도상승 및 연기유동 속도를 비교 분석한다.

• 한국수자원학회논문집
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• 제51권1호
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• pp.1-10
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• 2018

최근 집중호우로 서울 강남구('12), 부산('13), 울산('16), 인천, 부산('17) 등 대도시 지역의 침수 피해가 증가하고 있다. 도시침수는 하천유역의 홍수 피해와는 달리 매우 짧은 시간에 피해가 발생하며, 시설물의 파괴보다는 주택, 차량, 상가 침수로 인한 재산 피해가 높은 비율을 차지하고 있다. 현재 우리나라의 호우에 대한 예 경보는 기상청에서 발표하는 호우 주의보 및 경보에 의존하고 있지만, 기상청의 호우 주의보 및 경보는 전국 공통 지표를 사용함으로써 지역적 특성을 반영하지 못하고 있는 실정이다. 따라서 본 연구에서는 서울과 울산지역을 대상으로 지역별로 피해이력기반의 한계강우량을 추정하였으며, 피해이력이 없어 한계강우량 추정이 불가능한 지역에 대해서는 유역특성이 반영된 Neuro-Fuzzy 모형을 통해 한계강우량을 예측하였다. 추정된 한계강우량을 통해 도시침수 위험기준을 설정하고 실제 침수사상에 적용한 결과 추정된 한계강우량은 실제 한계강우량과 1.8~20.4%의 오차를 보이고 있으며, 최소 28분에서 최대 70분의 대피시간을 확보 할 수 있는 것으로 나타났다. 따라서 도시침수 예 경보를 위한 위험기준으로 활용가능 할 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.