• 한국산업융합학회 논문집
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• 제27권1호
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• pp.25-37
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• 2024

The objective of this study was to create intelligent rail robots that are optimized for facility management and implement digital twin systems for smart road tunnel management. An autonomous surveillance system is formed by combining the sensing platform consisting of railing robots, fixed cameras and environmental detection sensors with the digital twin data platform technology for tunnel monitoring and early fire suppression. In order to develop mobile rail robots for fire extinguishing, we also designed and manufactured robots for extinguishing & monitoring and fire extinguishing devices, and then we examined the optimization of all parts. Our next step was to build a digital twin for road tunnel management by developing continuous image display system and implementing 3D modeling. After constructing prototypes, we attempted simulations by configuring abnormal symptom scenarios, such as vehicles fires. This study's proposal proposes high-accuracy risk prediction services that will enable intelligent management of risks in the tunnel with early response at each stage, using the data collected from the intelligent rail robots and digital twin systems.

• 한국철도학회:학술대회논문집
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• 한국철도학회 2008년도 춘계학술대회 논문집
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• pp.1740-1746
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• 2008

The present study performed numerical investigation to analyze the smoke behavior in the rescue station by using the commercial CFD code (FLUENT Ver 6.3). The present study adopted a 10MW ultrafast mode for simulation, and it also used the MVHS(Modify Volumetric Heat Source) model modified from the original VHS(Volumetric Heat Source) model in order to treat the product generation and the oxygen consumption under the stoichiometric state. In addition, the present simulation includes the species conservation equation for the materialization of heat source and the estimation of smoke movement. From the results, the smoke flows are moving along the ceiling because of thermal buoyancy force and as time goes, the smoke gradually moves downward at the vicinity of the entrance. Moreover, without using ventilation, it is found that the smoke flows no longer spread across the cross-passages because the pressure in the non-accident tunnel is higher than that in the accident tunnel.

• 대한안전경영과학회지
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• 제14권3호
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• pp.67-75
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• 2012

Because recently(July 14, 2011) fire occurred in the engine room of a moving taxi under Namsan Tunnel 1, 51 vehicles' driver and more than 250 passengers in the road tunnel were urgently evacuated with abandoned vehicles. Vehicle fires in Namsan Tunnel that day, Sufferers struggled to escape quickly difficult to escape the two-way by abandoned vehicles on the road and to fear many casualties by using vehicle fuel and combustible interior and the driver who is ignorant of vehicle accident continuous entered in the road tunnel had accessibility the site of fire department was more difficult. In this study, It is to investigate structure and basic materials, such as fire extinguish equipment and facilities for damage prevention and to analyze the problems and to plan improvement method of fire extinguish equipment, facilities for damage prevention and transportation facilities(Large traffic signs, Breaker, etc.) on the Namsan Tunnel that in the long-term plan is prepared to strengthen for accessibility of the site of fire department in case of Vehicle's fire.

• 한국화재소방학회논문지
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• 제23권4호
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• pp.13-18
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• 2009

본 연구의 목적은 구난역을 갖는 철도 터널 내부의 연기 거동 특성을 분석하는 것이다. 특히 화재 위치 변화에 따른 연기 전파 특성에 대해 수치해석을 수행하고 이때 해석 조건으로 사용되는 발열량은 터널내 풀 화재(pool fire) 실험을 통해 결정된다. 사용된 연료는 n-heptane($C_7H_{16}$)이고, 각 변의 길이가 4cm인 정사각형 풀을 이용하였다. 본 연구에서는 상용코드인 FLUENT(Ver.6.3) 를 사용하여 수치해석을 수행하였고 화원 생성 현상은 MVHS(Modified Volumetric Heat Source) 모델을 통해 모사되었다. 해석 결과, 연기가 터널을 따라 전파되면서 구난역까지 영향을 미치는 것을 확인할 수 있었으며 따라서 배연시스템의 설치가 요구됨을 알 수 있다. 또한 교행로와 방화벽이 연기 제어에 기여함을 확인하였다.

• Structural Engineering and Mechanics
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• 제80권6호
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• pp.701-709
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• 2021

The paper aims at improving the understanding and mitigating the effects of tunnel fires that may breakout due to the burning fuel and/or explosion within the tunnel. This study particularly focuses on the behavior of the commonly used horse shoe geometry of tunnel systems. The problem has been obtained using an adequate well-established program incorporating the Lagrangian approach. A transient-thermo-coupled static structural analysis is carried out. The effects of radiation and convection to the outer walls of the tunnel is studied. The paper also presents the impact of the hazard on the structural integrity of the tunnel. A methodology is proposed to study the tunnel fire using a model which uses equivalent steel sheet to represent the presence of reinforcements to improve the computational efficiency with adequate validation. A parametric study has been carried out and the effect of suitable lining property for mitigating the fire hazard is arrived at. Detailed analysis is done for the threshold limits of the properties of the lining material to check if it is acceptable in all aspects for the integrity of the tunnel. The study may prove useful for developing insights for ensuring tunnel fire safety. To conduct such studies experimentally are tremendously costly but are required to gain confidence. But, scaled models, as well as loading and testing conditions, cannot be studied by many trials experimentally as the cost will shoot up sharply. In this context, the results obtained from such computational studies with a feasible variation of various combinations of parameters may act as a set of guidelines to freeze the adequate combination of various parameters to conduct one or two costly experiments for confidence building.

• 한국터널지하공간학회 논문집
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• 제4권1호
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• pp.37-43
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• 2002

최근들어 1km이상의 장대터널건설이 급증하는 추세이고 이로 인해 터널내 화재가 발생하면 터널내부는 외부와의 통로가 한정되고 고립된 공간이므로 화재로부터 발생되는 연기와 열로 대형인명사고가 발생 가능성이 높아지고 있다. 그러므로 고속도로 터널의 경우, 터널화재에 대비한 방재시스템을 구축하고 있지만 터널의 장대화, 화물운송차량의 대형화, 운반물류의 다양화에 따라 가연물의 규모, 터널내 기류등 다양화된 제반조건을 세부적으로 고려한 화염확산 형태 및 연기유동 메카니즘에 대한 연구가 필요하다. 따라서 본 연구에서는 고속도로 터널 실물화재실험을 수행하여 화재발생시 터널내부의 온도분포, 풍속, 연기거동 특성을 분석하였다.

• 한국터널지하공간학회 논문집
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• 제20권2호
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• pp.501-511
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• 2018

최근 '도로터널 방재시설 설치 및 관리지침'의 개정으로 인해 터널 내 제연용 제트팬의 용량 산정 시에는 열부력을 고려하도록 규정하고 있다. 그러나 열부력을 고려하는 세부방법론에 대한 규정이 없어, 이에 대한 세부적인 추가 연구가 필요한 실정이다. 본 연구에서는 터널 내 화재 시 열부력을 고려하기 위하여 3차원 수치해석 시뮬레이션을 수행하여 터널 내열부력을 계산하고, 화재차량의 진행방향에 따라 열부력과 차량항력의 관계, 즉, 화재차량의 위치에 따른 터널 내 제연용 제트팬 용량 산정방법에 대하여 검토를 수행하였다. 분석결과에 따르면, 하향경사 터널의 경우에는 열부력이 터널 내 저항력으로 작용하며, 터널 내 화재연기를 제연하기 위해 필요한 제연팬의 승압력은 단순히 터널 입구부의 열부력 값과 출구부의 차량항력값에 의해 단순히 결정되지 않으며, 터널 내 화재차량의 위치에 따라 종합적인 검토가 필요한 것으로 분석되었다.

• 한국터널지하공간학회 논문집
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• 제14권1호
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• pp.1-22
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• 2012

본 논문은 도로터널에 설치하는 물분무소화설비가 피난성능을 개선시키는지를 검증하는 연구이다. 검증의 절차와 방법은 '도로터널 방재시설 설치 및 관리지침'에 따라 수행되었다. 3종류의 화재크기와 27개의 화재시나리오에 대한 화재 평가와 피난 평가를 실시하였다. 결과는 물분무소화설비가 설치된 경우와 설치되지 않은 경우로 구분하여 제시하였다. 물분무소화설비는 27개 시나리오 중에서 26개에서 물분무소화설비가 없는 경우에 비해 사망자가 감소하였다. 물분무소화 설비가 설치되지 않은 경우의 사회적 위험도는 홍콩과 네델란드 기준에서는 수용할 수 없는 범위였다. 반면 물분무소화설비가 있는 경우에는 사회적위험도가 ALARP 범위였다. 결과적으로 물분무소화설비가 있는 경우에는 없는 경우와 비교해서 1명, 10명, 100명 이상의 사망 빈도가 각각 50배, 100배 및 4배로 감소하였다. 결과적으로 물분무소화설비는 도로터널 화재 시 고온기류의 냉각작용과 독성가스의 세척효과를 통해 피난에 유리한 환경을 조성한다는 것을 확인하였다.

• 한국철도학회논문집
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• 제11권1호
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• pp.7-12
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• 2008

본 연구에서는 경사각에 다른 임계속도 변화를 파악하기 위하여 축소모형 실험을 수행하였다. Froude 상사를 사용하여 1/20 축소모델 시험을 수행하였고, 화원은 메탄올, 아세톤, 헵탄을 연료로하여 Akinson과 Wu가 사용한 가스버너가 아닌 배연속도에 따라 달라지는 정사각형 풀을 사용하였으며, 터널의 각도는 $0^{\circ}$, $2^{\circ}$, $4^{\circ}$, $6^{\circ}$, $8^{\circ}$에 관하여 실험을 수행하였다. 발열량과 온도는 로드셀과 K-type 열전대를 사용하여 측정하였다. 실험결과 발열량 변화를 고려하지 않은 Atkinson과 Wu의 실험결과 보다 배연속도에 따른 발열량이 변화하는 풀화재를 사용한 경우가 더 큰 기울기 값을 얻었다. 따라서 배연속도는 화원의 연소율 변화에 직접적으로 영향을 미치기 때문에 경사터널화재 발생시 연소율의 변화에 따른 임계속도의 영향을 고려하는 것이 중요하다.

• 대한안전경영과학회지
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• 제26권2호
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• pp.55-64
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• 2024

As the distribution of vehicles and logistics increases due to the development of human civilization and the increase in population, various roads play an important role in domestic traffic and transportation. However, the recent emergence of large cities and new cities is causing traffic problems, and the increase in roads is inevitable for the smooth distribution of vehicles and logistics. In Korea, mountainous regions occupy 70% of the country, so tunnels are used to open roads. Without this, it is difficult to open the road. Currently, there are 3,720tunnels (as of December 31, 2023) installed on high-speed national highways, general national highways, and local roads nationwide, with a length of 2.499 and increasing every year. Accordingly, fire accidents in tunnels will also increase, and due to the nature of tunnel fire accidents, there is a high probability that they will escalate into large-scale disasters, resulting in casualties and property damage, as well as significant social losses due to the disruption of logistics transportation, etc. As the possibility of potential hazards is increasing, the purpose of this study is to build a safe and efficient tunnel system by optimizing maintenance and management for fire and disaster accidents in tunnels.