• Geomechanics and Engineering
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• 제28권1호
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• pp.65-75
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• 2022

Time and cost of construction are key factors in decision-making during a tunnel project's planning and design phase. Estimations of time and cost of tunnel construction projects are subject to significant uncertainties caused by uncertain geotechnical and geological conditions. The Gaussian Process Regression (GPR) technique for predicting ground condition and construction time and cost of mountain tunnel projects is used in this work. The GPR model is trained with data from past mountain tunnel projects. The model is applied to a case study in which the predicted time and cost of tunnel construction using the GPR model are compared with the actual construction time and cost for model validation and reducing the uncertainty for the future projects. In addition, the results obtained from the GPR have been compared with to other models of artificial neural network (ANN) and support vector regression (SVR) that the GPR model provides more accurate results.

• 시스템엔지니어링학술지
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• 제20권spc1호
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• pp.65-75
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• 2024

As the demand for logistics services increases rapidly in modern society, the existing freight delivery system through road transportation is caused various problems such as traffic congestion and greenhouse gas emissions. To solve that, the development of an 'underground logistics tunnel-based cargo transportation system' is currently being considered in Korea. In order to build a new concept stable and safe logistics system, derive system design requirements and functional specifications, and reflect them at the development of target system. In this study, to make foundation for development of an "underground logistics tunnel-based cargo transportation system," define system components through analysis from a hierarchical perspective, and the functions of each component were analyzed and defined. We identified what interfaces the components have at each stage of the operating process. Lastly, we defined a detailed operation scenario based on the previously derived results, deriving target system functional requirements.

• 한국터널지하공간학회 논문집
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• 제16권6호
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• pp.553-560
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• 2014

도로터널에서는 환기 및 제연을 목적으로 제연펜을 설치하고 있다. 제연펜 용량(제트팬 댓수)은 환기저항 및 승압력이 평형이 되는 상태에서 결정되게 된다. 터널에 운행중이거나 정지된 차량에 의한 승압력 및 저항력은 차량의 항력계수에 영향을 받게 된다. 터널에서의 항력계수는 슬립스트림 효과(또는 shadow effect)와 폐색효과에 영향을 받게 되며, 환기팬 및 제연팬 산정시 이와 같은 효과를 적절히 고려하지 못하고 있는 실정으로 교통 환기력를 과대평가하고 있다. 이에 본 연구에서는 화재시 차량의 차간간격을 반영한 항력계수와 등가저항면적을 산정하기 위해서 터널에 실제로 차량이 정차하는 조건으로 모델링하여 수치해석을 통해 항력계수를 검토하였다. 본 연구 결과, 항력계수에 대형차량 혼입률이 미치는 영향은 명확하지 않으며, 등가저항면적은 현행 도로설계편람기준에 대비 약 86%, 또 구 기준인 한국도로공사 환기설계기준 대비 62.2%수준으로 감소하는 것으로 분석되었다.

• 한국화재소방학회논문지
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• 제31권6호
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• pp.40-46
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• 2017

대도심지의 교통 체증 문제로 발생되는 경제적 손실의 해결방안으로 대심도 지하도로 개발이 국내외적으로 대두되고 있으며, 이 중 일부는 시공성 및 경제성이 뛰어난 복층터널로 계획되고 있다. 그러나 복층터널은 하나의 굴착단면에 중간 슬래브를 설치하여 상 하행선으로 사용하는 특수한 구조로 인해 일반 터널보다 층고가 낮게 설치되어 터널내에서 발생되는 화재사고 및 환기 문제에 대해 비교적 취약하다. 따라서, 복층터널의 방재적 약점을 극복하기 위해서는 복층터널에 최적화된 방재 설비구축 연구가 국내에서도 체계적으로 수행되어야 한다. 본 연구에서는 복층터널 화재 안전성 향상을 위해 화재발생시 초기 화재 진압 및 확산 방지가 가능한 자동모니터 소화설비를 개발하였으며, 차량화재 진압 실험을 통해 성능시험을 수행하였다. 그 결과로부터 30 m 거리의 차량내부화재 및 10 m 거리의 엔진룸 화재에 대해 화재 확산 방지 및 진압 효과를 확인하였다.

• 한국터널지하공간학회 논문집
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• 제17권1호
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• pp.1-9
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• 2015

본 논문은 터널 조명 시스템을 적절하게 운영하기 위하여, 터널 내부/외부의 휘도를 측정하는 영상휘도계의 개발 내용을 소개한다. 터널을 측정하는 국제규격 CIE88의 L20법 및 광막법이 구현 가능하도록 개발하였으나 현재 주로 적용되는 L20법을 위주로 실험하였다. 독립적 운영을 위하여 컴퓨터가 내장되었으며 외부와는 이더넷 통신으로 연결된다. 내부에 자동 온도조절 기능과 앞면유리의 열선과 와이퍼 시스템이 구축되었다. 정확한 휘도 측정을 위하여 노출시간과 휘도량에 따른 비선형 특성을 보정하는 수식이 적용되었다. 개발된 휘도계의 공인기관 교정결과는 1%미만의 오차를 보여주었다. 개발된 휘도계를 이용하여 실제 터널에서 실험을 하였고, 실험결과 기준 휘도계측기들과 유사한 특성을 보였으며, 매우 안정적으로 작동함을 볼 수 있었다. 다만, 부분적 고휘도로 인한 센서 포화에 의한 측정오차를 해결하는 과제는 남아 있다.

• 한국터널지하공간학회 논문집
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• 제24권6호
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• pp.659-677
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• 2022

수소는 차세대 에너지원으로 부각되고 있으며, 수소차(FCEV)개발 및 보급이 급속도로 이루어질 것으로 예상된다. 이에 수소차 사고에 대응하기 위한 대책이 요구되고 있으며, 수소차의 안전성에 대한 연구가 활발히 진행되고 있다. 본 연구에서는 기존 실험 및 연구자료에 대한 분석을 통해 도로터널에서 수소차 안전성 평가를 위하여 국내 실정에 맞는 수소차 사고시나리오를 개발하였으며, 수소차 사고시나리오의 사고결과에 대한 위험거리를 분석·제시하였다. 수소차 사고시나리오에 따른 사고결과는 경미한 사고, 일반화재, 제트화염, 폭발로 구분되며, 각각의 발생확률을 93.06%, 1.83%, 2.25%, 2.31%로 예측된다. 표준단면(72 m²)의 도로터널에서 국내에서 시판되는 수소차량의 수소탱크제원을 적용하는 경우, 사고결과에 따른 위험 거리는 폭발의 경우 약 17.6 m (폭발압력 16.5 kPa기준), 제트화염은 약 6 m, 파이어볼 형성에 따른 위험거리는 최대 35 m로 분석되었다.

• 한국터널지하공간학회 논문집
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• 제24권6호
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• pp.745-756
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• 2022

도로터널은 입구와 출구를 제외한 모든 면이 막혀있는 반밀폐공간으로 화재가 발생할 경우 화재 연기는 화재로 인한 열부력과 터널 내 상시 존재하는 기류에 의해 종방향으로 확산하게 된다. 이러한 문제를 해결하기 위해 도로터널에는 연기의 이동방향을 제어하거나 화재지점에서 직접 배연함으로써 안전한 대피환경을 확보하고 신속한 구조 및 소화 활동을 위해 제연 설비를 설치하고 있다. 도심지에서는 인구 증가에 따른 교통량 증가로 인해 도심지 도로의 서비스 수준이 저하되어 극심한 정체현상이 빗어지고 있으며, 이에 대한 해결방안으로 도심지에 지하도로의 건설이 증가하고 있는 추세이다. 수소연료전지차(FCEV)의 TPRD를 통한 수소 누출 시 화재가 발생하는 경우, 화재강도는 누출량에 의존하며, 최대 화재강도는 TPRD의 오리피스 직경에 따라 달라진다. 본 연구에서는 TPRD의 오리피스 직경 1.8 mm를 고려하여 최대 화재강도가 15 MW일 때, 소형차전용터널 내 차도 풍속과 대배기구의 개방 간격에 따른 화재연기의 확산거리에 대해 분석하였다. 그 결과, 터널 내 차도 풍속이 1.25 m/s 이하인 경우 터널 내 기류제어가 가능하였으며, 댐퍼 간격이 50 m, 100 m 인 경우 화재로부터 200 m 범위 이내에서 제연이 가능한 것으로 분석됐다.

• 한국터널지하공간학회 논문집
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• 제24권4호
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• pp.305-316
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• 2022

화석연료의 고갈과 환경문제의 대안으로 수소에너지가 부각되고 있으며, 자동차 산업에서도 수소차의 보급이 증가하고 있다. 그러나 수소는 가연농도 범위가 4~75%로 넓은 가연영역을 가지고 있어 수소차 사고 시 안전에 대한 우려가 높은 실정이다. 특히, 터널이나 지하주차장과 같은 반밀폐 공간에서는 수소누출에 따른 화재나 폭발이 대형사고를 유발할 가능성이 높기 때문에 수소누출에 따른 가연영역 분석을 통해 수소 안전성에 대한 검토가 필요한 실정이다. 이에 본 연구에서는 표준단면의 도로터널에서 수소차량의 수소 누출조건과 터널 내 풍속에 따른 수소농도 해석을 수행하여 터널 내 풍속이 가연영역에 미치는 영향을 검토하였다. 수소의 누출조건은 1개의 탱크와 3개의 탱크가 통시에 TPRD를 통해 누출되는 조건과 대형크랙이 발생하여 누출하는 조건으로 하였으며, 터널 내 풍속은 0, 1, 2.5, 4.0 m/s를 고려하였다. 가연영역에 대한 검토결과, 1 m/s 이상의 풍속이 존재하는 경우에는 풍속이 없는 경우와 비교하여 최대 25%수준까지 감소하는 것으로 나타나고 있으며, 풍속증가에 따른 가연영역의 감소효과는 거의 없는 것으로 나타나고 있다. 특히 대형크랙이 발생하여 약 2.5초 만에 완전히 누출되는 경우에는 풍속이 증가하면 가연영역이 약간 증가하는 것으로 나타나고 있다. 또한 하향 분출되는 경우에 풍속이 작은 차량하부 영역에 수소가스가 상당히 긴 시간동안 잔류하는 것으로 분석되었다.

• 한국ITS학회 논문지
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• 제21권6호
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• pp.97-114
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• 2022

지하도로의 유입연결로 합류부는 지상도로와 달리 터널로 인하여 시계확보에 제약을 받는다. 본 연구에서는 시계확보에 관련 설계요소가 합류부 주행에 미치는 영향을 분석하기 위하여 주행 시뮬레이터를 활용한 가상주행실험을 수행하였다. 가상주행환경 구축시 시계확보 설계요소를 시나리오에 반영하기 위하여 갈매기차로 길이와 본선차량 접근속도를 시나리오로 구분하여 운전자 주행행태를 분석하였다. 시나리오간 속도 측면의 분석지표와 차로변경지점, 운전자 주시 비율 분석결과는 일관성 있는 방향으로 도출되었고, 통계적 유의성을 검토하였다. 그 결과, 본선 접근속도가 더 높은 시나리오에서 갈매기차로 길이에 의한 특정 시나리오 사이에 운전자 주행행태의 차이가 있는 것으로 나타났다. 이러한 결과를 바탕으로 지하도로 유입연결로 합류부의 주행안전성 향상을 위한 설계방향과 시사점을 제시하였다.

• 한국화재소방학회논문지
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• 제30권2호
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• pp.75-80
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• 2016

최근 도시의 거대화 및 과밀화의 영향으로 교통정체가 심해지고, 이로 인한 경제적 손실이 막대하게 증가하고 있는 실정이다. 따라서 대도시 공간의 효율적인 활용 방안으로 현재 국내외 도심지 터널이 복층터널로 계획되고 운영되는 추세이다. 그러나 복층터널의 경우 층고의 감소로 인해 터널 내부에서의 차량 화재시 일반 도로터널에 비해 더 많은 양의 연기 및 검탱이 발생될 것으로 예측되기 때문에 기존의 일반 도로터널을 대상으로 구축된 설계화재강도나 연기발생량을 적용하여 설계하고 운영하는 것은 바람직하지 않다. 따라서 본 연구에서는 복층터널 설계시 유용한 설계화재곡선 제시를 위한 연구의 일환으로 실규모 차량화재실험을 수행하여 복층터널내 화재 특성 데이터를 획득하고 분석하였다. 실험은 승용차 1대의 화재상황과 2대의 화재상황, 두 가지 상황을 구현하여 수행하였으며, 실험 결과로부터 화재강도는 승용차 1대에서는 최대 2.4MW, 승용차 2대에서는 최대 3.5MW가 나타났다.