• 한국시뮬레이션학회논문지
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• 제19권2호
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• pp.1-8
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• 2010

최근 컴퓨터 하드웨어 및 3D 그래픽의 기술 발전으로 많은 사용자들이 실제와 유사한 3D 그래픽으로 표현되는 것에 관심을 가지고 있다. 이러한 사용자들의 요구가 증대됨에 따라 많은 분야에서 3D 시뮬레이션이 개발 보급되고 있다. 본 논문에서는 3D 그래픽 기술을 활용하여 화재시의 건물 내에서 사람들이 대피하는 시뮬레이션 시스템을 설계하고 구현한다. 본 논문에서는 사람이 화재 시 건물을 탈출할 때 인공지능을 갖기 위해 A* 알고리즘을 사용하였으며, 화재 시에 사람의 탈출에 영향을 미치는 열과 연기를 고려하여 각 사람의 탈출 속도를 계산한다. 본 논문에서 제안하는 대피 시뮬레이션의 효과를 입증하기 위해 실제 건물환경을 모델링하여 적용하였다. 실험결과들을 통해서 본 논문에서 제안한 방법을 통하여 연기의 농도가 짙어질수록 사람의 탈출속도가 감소하는 것과 온도와 연기 농도에 의해 사람이 피해를 입고 사망하는 것을 확인할 수 있다.

• 한국재난정보학회 논문집
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• 제16권1호
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• pp.123-132
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• 2020

연구목적: 초고층 건축물 지하공간 관련 법령, 국내외 지하공간 침수사례 및 침수 시뮬레이션으로 대피경로를 산정하여 초고층 건축물의 침수 대피 방안 도출을 위한 기초자료로 활용하고자 하였다. 연구방법: 초고층 건축물 지하공간 관련 법령 및 국내·외에서 발생한 지하공간 침수사례를 바탕으로 Test Bed를 활용한 침수 시뮬레이션을 실시하여 대피경로를 파악하였으며, 초고층 건축물에 대한 지하공간 침수가능성을 파악하였다. 연구결과: 위험도 레벨 4에 해당하는 지역이 존재함에도 침수위험도에 따른 대피경로의 변화는 없는 것으로 나타났다. 이는 대부분 대피 출발지점에서 위험도가 높아 기존 대피경로를 따라 이동하기 때문이며, 위험도가 적은지역이 시간이 지남에 따라 위험도가 높아져도 결국 그 지역을 신속히 지나야 대피장소로 갈 수 있기 때문에 경로 자체의 변화는 없는 것으로 판단된다. 결론: 본 연구에서는 침수위험도에 따른 대피경로의 차이가 없었으나, 건축물 별 지하공간의 규모와 형태가 상이한 경우, 시간에 따른 침수심의 변화가 다를 수 있을 것으로 판단된다. 특히, 침수심 변화에 따라 피난경로 또한 고정된 것이 아니라 안전하게 피난할 수 있는 경로가 변화할 수 있으므로 구체적인 피난경로에 대해서는 건축물에 따라 상세한 재분석이 요구될 것으로 사료된다.

• 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.

• 한국건축시공학회지
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• 제19권5호
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• pp.431-438
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• 2019

본 연구에서는 비상대피시설의 출입구 개수 산정의 적정성을 평가하고자 하였다. 현행 민 관 군 대피시설의 기준은 대피 인원이 대피를 완료한 상황을 가정하여 적정 건축면적을 보유하도록 하는 정태적 기준만을 제시하고 있다. 그러나 실제 대피상황을 감안한다면 건축면적과 같은 정태적 기준보다는 출입구 개수, 대피인원, 대피시간 등과 같은 동태적 기준을 동시에 고려할 필요가 있다. 이를 위해 동태적 기준이 대피시간에 어떠한 영향을 주는지 대피 시뮬레이션을 통해 매개변수 연구와 회귀분석을 실시하였다. 그 결과를 대피시간에 대한 추정 모델을 개발하고 대피인원대비 적정 출입구 개수를 제시하였다.

• 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.

• 전자공학회논문지 IE
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• 제48권3호
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• pp.26-32
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• 2011

본 논문은 화재라는 특수한 상황에서 대피자를 로봇에 비유하여 퍼텐셜 필드 방식으로 최적의 대피 경로를 탐색하는 방식을 제안한다. 장애물은 화재가 발생된 위치를 나타내게 되며, 한정된 공간에서 센서를 통해 화재가 발생한 위치를 확인할 수 있어서 전역적인 탐색이 가능해진다. 건물 내에 설치된 화재 감지 센서와 복합 감지 센서로부터 상황 정보를 습득하여 무선으로 서버에 전송하면 퍼텐셜 필드 방식으로 최적의 대피 경로를 탐색하여 유도등을 대피 방향으로 동작시키며 스마트 폰과 같은 모바일 단말에 무선을 이용하여 대피 경로 정보를 표시할 수 있게 된다. 시뮬레이션 환경에서 제안한 화재 대피 알고리즘의 기능 및 성능 테스트를 통해 제안 알고리즘의 성능을 확인할 수 있었다.

• 한국화재소방학회:학술대회논문집
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• 한국화재소방학회 2008년도 추계학술논문발표회 논문집
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• pp.304-309
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• 2008

본 논문은 기존 기발된 재실자의 탈출 계획 및 예측 프로그램 개발에 대해 길 찾기를 위한 알고리즘으로는 Dijkstra 알고리즘, Best-First Search 알고리즘, Johnson 알고리즘 등이 있으며 가장 안정적으로 알고리즘 구현이 가능한 A*알고리즘을 적용하였다. 따라서, 본 개발 프로그램은 재실자가 대피 목적지를 향한 최적의 길 찾기를 이용하여 가장 가까운 거리에 있는 탈출구를 효율적으로 찾을 수가 있으며 재실자의 사실감 있는 대피 이동 동선의 구현을 위해 기존의 경직된 경로를 매끄럽게 구현하였다. 탈출구는 흐름율과 정체 반경을 적용하여 재실자가 탈출구에 밀집하였을 경우 병목 현상이 발생하도록 하여 대피현상이 실제 상황과 유사하도록 프로그램을 구축하였다. 본 대피프로그램은 실제 건물의 CAD도면을 import 가능하도록 구축함으로서 대피평가시간을 절약할 수 있도록 하였다.

• 한국화재소방학회:학술대회논문집
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• 한국화재소방학회 2012년도 춘계학술발표회 초록집
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• pp.377-380
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• 2012

대피 및 인명피해 시뮬레이션 기술은 성능위주 설계의 핵심 기술 중 하나이다. 기존 해외에서 개발된 프로그램들은 단순한 인명피해 계산 방식과 비주얼의 조악으로 한계성을 나타내고 있다. 본 연구에서 개발된 대피 및 인명피해 평가 프로그램은 기존의 프로그램의 한계점을 극복함과 동시에 다음의 관련 기술을 향상시키고 실제 사례에 적용하여 현재 사용되고 있는 상용 대피 프로그램과 비교/검증하였다. 첫째, 피난계단 뿐만 아니라 엘리베이터를 이용하여 대피할 수 있는 알고리즘을 적용하였다. 둘째, 미국 표준연구소(NIST)의 화재해석 프로그램 (FDS, Fire Dynamics Simulator)과 연계(Coupled)를 통해 화재에 의한 인명피해 발생여부 판단이 가능한 프로그램이다. 마지막으로 그래픽 전용 모듈을 적용하여 현실에 가까운 3차원 가상현실을 구현하였다.

• 한국정보통신학회:학술대회논문집
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• 한국정보통신학회 2017년도 춘계학술대회
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• pp.69-70
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• 2017

산업이 발전함에 따라 지상 건물 및 대형 선박들의 규모가 날이 갈수록 대형화되고 구조가 복잡해지고 있다. 이러한 복잡한 공간에서 사고 상황 발생 시 큰 인명피해가 일어날 가능성이 있어 피난대피 시스템이 요구된다. 하지만 현재 인구가 붐비는 곳의 대피유도 시스템이라곤 안내 방송, 비상유도등 뿐이다. 이와 같은 시스템은 대피자의 객관적인 판단을 흐리게 만들어 2차적인 피해를 야기할 수 있으며, 또한 전체적인 상황을 전달할 수 없어 대피자의 편협한 판단을 유도한다. 이에 따라 다양한 대피유도 시스템이 제안되고 있으나, 현재까지의 연구는 특정 위험인자를 기반으로 대피 경로를 탐색하거나 피난상황 발생 시 병목 현상이 미치는 영향에 대해 모델링하는 것이며, 이는 실제 시스템 적용에 어려움이 있다. 따라서 본 논문에서는 화재, 병목현상 등 다양한 위험인자를 고려하여 최적화된 대피경로를 탐색하는 알고리즘을 제안하며, 실제 상황에서도 적용 가능하도록 대피유도 시스템을 설계한다. 제안된 시스템의 성능은 컴퓨터 시뮬레이션을 통해 검증하였다.

• 한국철도학회논문집
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• 제10권5호
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• pp.511-519
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• 2007

대구지하철 방화사건 이후 방재시설이 많이 개선되었지만 아직 인명안전에 대한 확실한 대안을 제시하지 못한 상태이다. 본 논문은 전동차 화재 시 인명안전의 보장을 입증하는 방안에 대하여 정량적으로 평가한 논문으로 화재 열차가 터널 내에 정차할 경우를 가정하여 시나리오를 구성하고, 최악의 시나리오에 대한 가상 화재 및 피난시뮬레이션 기법을 활용하여 대피안전성을 평가하였다. 평가결과 현행 지하철 터널구조하에서의 인명안전을 확보하기 위해 승강장(스크린 도어 설치)에서는 터널상부에서 승강장 천정부를 연결하는 제연환기구(덕트 포함)를 설치할 경우, ASET시간을 연장할 수 있기 때문에 대피안전성 확보가 가능하다. 또한 터널중앙 환기구에서는 배기통과 완전히 분리된 별도의 특별 피난계단을 연결하여 설치하여야만 터널 중앙환기구를 통하여 대피하는 승객의 대피안전성의 확보가 가능한 것으로 입증 제시한바, 실물화재실험의 수행없이 가상화재시뮬레이션에 의하여 대피안전성을 정량적으로 입증하였다.