최근 건축구조물의 복잡화, 다양화로 인하여 화재발생시 유독가스의 심각성과 공간의 특수성으로 대형 참사가 발생될 위험이 더욱 커짐에 따라 인명피해와 직접적으로 연결되는 피난탈출에 있어서 조속한 대책 마련이 시급한 실정이다. 기존 방식의 고정식 단방향을 표시하는 피난유도등은 효율적인 인명 대피 및 구조가 이루어지지 못하기 때문에 화재 발생 시 빠른 피난이 가능하도록 화재감지기와 연동하여 위험에 처한 피난자들을 탈출시키고 화재의 발생위치를 정확히 파악하여 초기 진압할 수 있는 시스템 구축이 절실히 요구된다. 이러한 점에 착안하여 ID를 가지는 화재 감지기 및 수신반과 연동하여 화재가 발생하면 화재가 발생된 방향의 반대 방향으로 모든 유도등의 방향을 제어하여 안전한 비상출입구로 사람들을 유도시키고 화염 및 연기의 방향과 속도를 계산하여 포기진압 및 최적 대피로로 방향을 표시하는 인공지능형 방향성 유도등 개발에 본 연구의 목적이 있다.
여객선 위험상황 발생 시, 선장 및 승무원들이 신속하고 정확하게 대피안내를 하였는지 여부는 매우 중요하다. 그렇지 못할 경우 세월호 사고와 같이 엄청난 참사를 유발할 수 있기 때문이다. 선장의 대피 의사결정이 지연되고 대피 상황에서 승객들을 안내할 승무원들도 부족한 상황에서 수많은 희생자가 발생한 것은 어쩌면 당연한 결과라고 볼 수 밖에 없다. 여객선 설계 단계에서 구조적, 물리적으로 비상 대피 경로를 반영하고는 있지만, 실제 대피 상황에서 많은 수의 승객들에게 올바른 대피 안내를 제공하는 것은 여전히 간단한 문제가 아니다. 승객들은 공포심에 당황하여 잘못된 방향으로 대피할 수도 있고, 혼잡한 대피상황은 더욱 상황을 악화시킨다. 승무원들도 당황할 수 있는 실제 위험 상황에서 기존의 피난 유도등이나 피난 유도선, 그리고 소수의 훈련 받은 승무원들만으로는 많은 수의 승객을 효과적으로 대피시키기 어려운 현실이다. 여객선 스마트 인명대피 시스템은 2016년부터 4개년 해양수산부 연구개발 과제로 개발 중에 있으며, 대피 경로상의 주요 지점에 설치되는 다수의 능동형 피난유도 장치, 사물인터넷 무선통신기술 LoRa, 실시간 대피경로를 생성 서버, 시각화 관제소프트웨어 등으로 구성된다.
본 연구에서는 기존 소방시스템의 문제점을 개선한 인공지능형 방향성 유도등 제어 시스템에 적용하기 위해 필요한 최적 피난유도 알고리즘 설계기법을 제시하였다. 인공지능형 방향성 유도등 제어 시스템은 화재 감지기 및 수신반과 연동하여 화재 발생시 발화부 및 연기 이동에 대한 판단을 통하여 최적의 비상대피 유도라인을 계산하여 인명 피해를 최소화하는데 그 목적이 있다. 이러한 최적 피난유도 알고리즘 구현을 위하여 최단거리 계산 알고리즘인 FLOYD 알고리즘을 이용하였으며, 각 지역 감지기의 감지 신호에 대한 위험상태에 따라 지역 위험인자를 적용한 최단거리 산출기법으로 구현하였다.
피난방화문이란 기존에 성능을 인정받은 방화문의 전면에 축광도료를 바르고 손잡이 부근에는 시온도료를 발라 제작한 방화문으로 기존에 방화설비로만 사용되었던 방화문에 피난 및 안전 기능을 추가, 방화문 자체가 피난설비로서의 기능을 겸용하는 설비이다. 피난안전방화문의 휘도는 기존의 유도표지 휘도(60분후 7mcd)이상의 성능으로 한국소방산업기술원의 휘도시험을 통과한 설비로, 화재 시 가시성의 면적이 피난구유도등에 비해 크며 연기의 하강에도 방화문 아랫부분의 방광상태가 관찰되어 피난자들의 피난유효 시간을 연장시켜 줄 것으로 사료된다. 손잡이 부근에 발라져 있는 시온도료는 일정온도에 도달하면($70^{\circ}C$) 색상이 변화 위험경고가 방화문 바탕에 나타나게 되어 화재 시 피난자들이 방화문 손잡이에 입을 수 있는 1차 재해를 예방할 수 있으며, 화재공간에 진입을 하여야 하는 소방관들에게는 역화 가능성을 사전에 인지 안전 사고를 예방하는데 도움을 줄 것으로 판단된다.
지하연계 복합건축물의 건립이 급증함에 따라 건축물의 피난 성능이 중요시되고 있으며 복잡 다양해진 피난유도에 대한 피난시설 배치와 RSET(Required Safe Egress Time)이 필수적으로 관련 지침에 명시되고 있다. 그러나 RSET에 대한 신뢰성 검증 및 용도별 수용인원 산정 방법이 주관적인 관점에 의해 제시되고 있으며 이런 검증 자료의 검토기준이 정량적이지 않아 안전성 확보가 이뤄지지 않고 있는 것이 현실이다. 따라서 본 연구에서는 지하연계 복합건축물의 피난 안전성을 확보하는데 가장 적합한 검증을 위해 방재 선진국의 ASET 기준을 심층적으로 분석하여 지하연계 건축물 등에서 국내 실정에 맞게 적용할 수 있는 최적화된 ASET을 도출하였다. 이러한 ASET의 신뢰성을 검증할 수 있도록 피난안전구역 및 준하는 구역의 현실 가능성을 분석하고 국내 외에서 상용화되고 있는 피난시뮬레이션 소프트웨어를 통해 건축물의 용도에 따른 수용인원 산정기준의 현실적 방안과 피난경로 설정의 Logic을 감안하여 피난의 안전 및 최단시간 가능성을 고려하였다. 따라서 지하연계복합 건축물에서 요구하는 피난성능과 수용인원의 최적화된 RSET을 정량적으로 도출함에 따라 피난 안전성에 대한 검증 프로세스를 제시하였다.
'전기 없이도 작동하는 피난유도선', '와이어리스(무선) 피난유도선' 바론 (주)알지비테크롤러지(회장 조성복)사의 제품이다. 발광시트 전문생산업체인 알지비테크놀러지는 그 동안 알지비테크놀러지는 발광시트를 이용하여 기존 비상등 및 축광 표지판등이 가지고 있는 문제점들인 외부충격에 의한 파손, 짙은 연기에서의 시인성(연기속 시각효과)과 유도능력 등을 보완할 수 있는 제품 개발에 힘써왔다. 지난2010. 5.12 ~ 5.14간 이뤄진 '2010 재난대응 안전한국훈련' 중 지하철화재 대응훈련부분에 참가하기 위하여 '와이어리스피난유도선'을 몽촌토성역 설치로 그 첫 선을 보였는 바, 국내외 재난안전관련 업계로부터 최고의 찬사로 주목을 받았고, 이에 제품관련 문의와 상담이 폭주하고 있어 세계적으로 주목받는 기업으로의 성장을 기대하고 있다.
건축기술의 발달로 세계적으로 초대형 건축물들이 나타나고 있다. 건축물들의 대형화, 복잡화는 안전상의 큰 문제점을 가지고 있으며, 이에 걸맞는 안전대책이 요구된다. 본 연구에서는 건물에 적용되는 최신기술 및 시스템을 외국사례를 기준으로 소개하고 더 나아가 이를 바탕으로 건물에서 화재시 직접적으로 피난자들을 유도할 수 있는 방안을 제시하였다. 구체적으로 빌딩에서 화재를 실시간으로 감지하여 영향을 파악할 수 있는 무선센서 네트워크가 현실화됨에 따라 이러한 정보를 이용할 수 있게 되었고, 이점에 착안하여 방향성유도등을 전제로 한 직접적인 유도방안을 마련하였다. 화재 정보를 이용함에 있어서 기본적으로 Quickest Path Algorithm에서 비지배경로의 개념을 사용하여 시간과 용량을 고려한 경로를 선택하게 하였고, 화재의 영향을 시간과 용량의 제한조건으로 설정하여 경로의 선택에 영향을 주도록 하였다. 마지막으로 사례연구를 통해 네트워크에 적용해본 결과 Quickest Path Algorithm은 링크의 용량에 따라 효율적인 분산유도가 가능하였으며, 화재상황을 부여하여 경로상 화재에 의한 온도, 연기에 의해 링크 이용이 제한되는 경우에 있어서 해당링크를 피하거나, 수요를 제한하여, 실제적용시 안전과 피난시간의 최소화 등 피난유도의 목적을 얻을 수 있었다.
피난과 관련된 대부분의 사인시스템은 벽의 상단부에 있다는 점에서 고개를 숙인 채 대피해야 하는 지진 상황에서 유용하지 않다. 본 연구는 지진 대피 상황의 분석과 이해를 바탕으로 신속한 지진 대피를 위한 대책으로서 사인 시스템을 제안하고자 한다. 첫째, 지진 대피 상황의 동영상 분석을 바탕으로 지진 상황을 이해한다. 둘째, 지진 상황에서 안전한 대피를 돕는 사인 시스템이 가져야 할 필요요건을 도출하였다. 셋째, 현장조사를 통해 국내에 설치되어 있는 사인시스템이 지진대피 상황을 위한 피난설비로서 적절한 기능을 갖추었는지 적합성을 고찰하였다. 동영상 분석 및 현장 조사를 바탕으로 피난유도등의 설치만으로는 지진 상황에서 신속한 대피를 유도할 수 없다는 결론을 도출하였다. 본 연구에서는 피난유도등 근처에 사인시스템을 설치하여 문의 사용성을 돕는 사인시스템을 제안한다.
본 연구는 공간의 형태와 출입문의 개폐방향, 유도등 픽토그램의 형상에 따라 재실자(피실험자)들의 경로선택에 어떤 영향을 미치는지를 살펴보기 위한 것으로 컴퓨터 가상현실을 활용한 시뮬레이션 실험을 통해 수행하였다. T형 복도와 +형 복도를 대상으로 하여 시나리오별로 피난구유도등, 복도통로유도등을 배치하고 이를 컴퓨터 그래픽화하여 시뮬레이션을 수행하였다. 피난구유도등 픽토그램의 2가지 방향(좌, 우)에 대한 인간 행동의 반응(응답)과 출입구의 열리는 방향에 따른 영향 등을 분석하였다. 또한 통로유도등의 존재 유무에 따른 의사결정의 변화 등을 확인하였다. 실험결과, 방향선택 응답률을 살펴보면 첫째, T자형 복도에서 출입문에 유도등이 없을 경우, 출입문이 열리는 방향에 의해 영향을 받음을 알 수 있었다. 둘째, 출입문 상단에 유도등이 있을 경우에는 유도등 픽토그램의 방향과 일치하는 방향의 응답률이 높게 나타나 유도등의 픽토그램의 방향이 재실자의 피난경로선택에 영향을 미침을 확인하였다.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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