일본 후쿠시마 원전사고 발생 이후 방사능 방재대책에 대한 관심과 필요성이 지속적으로 커지고 있으며, 2014년 5월 이와 같은 배경으로 인해 비상계획구역이 새롭게 개편되었다. 지금까지 국내에서는 방사능 방재대책과 관련된 연구가 활발하게 진행되어오지 않았으며, 특히 2014년 5월 이후 개편된 비상계획구역을 적용한 연구는 전무하다. 본 연구에서는 확대 개편된 비상계획구역에 적용할 수 있는 단순한 최적소개모형을 개발하여 최적소개경로와 경로별 통행배정량을 도출하고, 가상네트워크 및 국내 원자력발전소 사례를 통해 본 연구에서 개발한 최적소개모형의 국내 적용성을 고찰하는 것을 목적으로 한다. 본 연구는 예방적 보호조치구역의 주민 및 잔류교통을 소개대상으로 설정하였다. 개편된 비상계획구역은 원전을 중심으로 반경 3~5km 지역인 예방적보호조치구역, 반경 20~30km 지역인 긴급보호조치계획구역으로 구분되는데, 예방적보호조치구역은 반드시 소개가 필요한 근거리 우선 소개대상에 해당되기 때문에 본 연구의 소개대상으로 설정하였다. 최적소개모형 대상범위는 소개대상 차량들을 비상계획구역 외부에 위치한 구호소로 대피시키는 것으로 설정하였다. 최적소개모형은 두 개의 단계로 구성된다. 분석 가능한 방향별 기점-구호소의 Pair 및 통행배정량을 설정하는 시나리오 설정 단계(1단계)와 각 시나리오의 최단경로 탐색을 통해 최적소개경로를 도출하는 시나리오별 ...
일본 후쿠시마 원전사고 발생 이후 방사능 방재대책에 대한 관심과 필요성이 지속적으로 커지고 있으며, 2014년 5월 이와 같은 배경으로 인해 비상계획구역이 새롭게 개편되었다. 지금까지 국내에서는 방사능 방재대책과 관련된 연구가 활발하게 진행되어오지 않았으며, 특히 2014년 5월 이후 개편된 비상계획구역을 적용한 연구는 전무하다. 본 연구에서는 확대 개편된 비상계획구역에 적용할 수 있는 단순한 최적소개모형을 개발하여 최적소개경로와 경로별 통행배정량을 도출하고, 가상네트워크 및 국내 원자력발전소 사례를 통해 본 연구에서 개발한 최적소개모형의 국내 적용성을 고찰하는 것을 목적으로 한다. 본 연구는 예방적 보호조치구역의 주민 및 잔류교통을 소개대상으로 설정하였다. 개편된 비상계획구역은 원전을 중심으로 반경 3~5km 지역인 예방적보호조치구역, 반경 20~30km 지역인 긴급보호조치계획구역으로 구분되는데, 예방적보호조치구역은 반드시 소개가 필요한 근거리 우선 소개대상에 해당되기 때문에 본 연구의 소개대상으로 설정하였다. 최적소개모형 대상범위는 소개대상 차량들을 비상계획구역 외부에 위치한 구호소로 대피시키는 것으로 설정하였다. 최적소개모형은 두 개의 단계로 구성된다. 분석 가능한 방향별 기점-구호소의 Pair 및 통행배정량을 설정하는 시나리오 설정 단계(1단계)와 각 시나리오의 최단경로 탐색을 통해 최적소개경로를 도출하는 시나리오별 최적해 도출 단계(2단계)로 구분된다. 1단계 시나리오 설정 단계에서는 구호소의 용량과 배정량, 전체 소개대상 수요에 따라 제약조건이 설정되고, 2단계 시나리오별 최적해 도출 단계에서는 Dijkstra algorithm과 K-shortest paths algorithm을 이용하여 최단경로를 도출하며, 총 3개의 제약조건이 적용된다. 첫 번째 제약조건은 기존 선행연구에서와 같이 교차상충이 발생하지 않는 조건이고, 두 번째 제약조건은 O-D pair 최단경로간 합류만 허용하고 분류를 허용하지 않는 조건이다. 세 번째 제약조건은 경로별 상류부 구간의 속성(용량, 자유통행속도 등)을 하류부 구간의 속성에 의해 갱신하는 조건이다. 두 번째 조건은 실제 원전사고 발생 시 통제 및 제어가 가능한 상황을 반영하기 위한 조건이고, 세 번째 조건은 실제 교통류의 특성을 반영하기 위한 조건으로 기존의 연구에서는 고려되지 않은 중요한 조건이다. 본 연구에서 개발한 최적소개모형을 가상의 네트워크와 한울원자력발전소 사례에 적용한 결과 네트워크 환경에 따라 상이한 최적소개경로와 통행배정량이 도출되는 것을 확인할 수 있었다. 즉, 가상네트워크의 환경을 순차적으로 개선함에 따라 총 통행시간을 감소시키는 최적소개경로가 갱신되었다. 통행배정량 또한 구호소 용량 및 링크 용량에 따라 변경되는 것을 확인할 수 있었다. 이러한 결과는 동일한 지역에서 일부 구간의 용량변화와 구호소 추가 만으로 총 통행시간을 감소시킬 수 있고, 상황에 맞는 최적경로가 갱신될 수 있음을 의미한다. 주목해야할 또 하나의 결과는 소개완료시간의 변화이다. 가상네트워크 비교 분석결과 총 통행시간이 최소인 네트워크 환경과 소개완료시간이 최소인 네트워크 환경이 서로 다른 것으로 도출되었다. 원전 방사능 사고 특성상 대피 시간의 범위가 다른 재난재해 상황에 비해 비교적 명확하게 제시되는데, 이러한 경우 전체 차량의 소개완료시간을 단축시키는 것이 중요하다. 본 연구의 분석결과는 향후 재난재해 관련 연구에서 소개완료시간에 중점을 둔 소개모형 개발의 필요성을 제기한다. 본 연구의 모형은 원자력발전소 방재대책 수립 시 다양한 상황에서 쉽게 적용할 수 있을 것으로 판단되며, 특히 실시간 실행모델 보다는 원자력 발전소 건설 시 구호소 및 소개경로 계획과 같은 방재대책 수립에 활용할 수 있을 것으로 기대된다. 즉, 총 통행시간을 줄이기 위해 어떤 구간의 용량을 확보해야 하고, 어느 방향에 새로운 구호소를 지정해야 하는지, 그리고 이와 같은 시설물 보강에 따른 효과가 어느 정도 인지를 본 연구에서 개발한 모형을 통해 쉽게 도출할 수 있다. 본 연구는 기존 선행연구에서 개발한 소개 및 재난대피 모형과 같이 수요예측과 소개시작분포 등에 초점을 두지 않고, 실제 방재 대책에 적용 가능한 실증적인 모형으로서 Guidance 역할을 하는데 의미가 있다.
일본 후쿠시마 원전사고 발생 이후 방사능 방재대책에 대한 관심과 필요성이 지속적으로 커지고 있으며, 2014년 5월 이와 같은 배경으로 인해 비상계획구역이 새롭게 개편되었다. 지금까지 국내에서는 방사능 방재대책과 관련된 연구가 활발하게 진행되어오지 않았으며, 특히 2014년 5월 이후 개편된 비상계획구역을 적용한 연구는 전무하다. 본 연구에서는 확대 개편된 비상계획구역에 적용할 수 있는 단순한 최적소개모형을 개발하여 최적소개경로와 경로별 통행배정량을 도출하고, 가상네트워크 및 국내 원자력발전소 사례를 통해 본 연구에서 개발한 최적소개모형의 국내 적용성을 고찰하는 것을 목적으로 한다. 본 연구는 예방적 보호조치구역의 주민 및 잔류교통을 소개대상으로 설정하였다. 개편된 비상계획구역은 원전을 중심으로 반경 3~5km 지역인 예방적보호조치구역, 반경 20~30km 지역인 긴급보호조치계획구역으로 구분되는데, 예방적보호조치구역은 반드시 소개가 필요한 근거리 우선 소개대상에 해당되기 때문에 본 연구의 소개대상으로 설정하였다. 최적소개모형 대상범위는 소개대상 차량들을 비상계획구역 외부에 위치한 구호소로 대피시키는 것으로 설정하였다. 최적소개모형은 두 개의 단계로 구성된다. 분석 가능한 방향별 기점-구호소의 Pair 및 통행배정량을 설정하는 시나리오 설정 단계(1단계)와 각 시나리오의 최단경로 탐색을 통해 최적소개경로를 도출하는 시나리오별 최적해 도출 단계(2단계)로 구분된다. 1단계 시나리오 설정 단계에서는 구호소의 용량과 배정량, 전체 소개대상 수요에 따라 제약조건이 설정되고, 2단계 시나리오별 최적해 도출 단계에서는 Dijkstra algorithm과 K-shortest paths algorithm을 이용하여 최단경로를 도출하며, 총 3개의 제약조건이 적용된다. 첫 번째 제약조건은 기존 선행연구에서와 같이 교차상충이 발생하지 않는 조건이고, 두 번째 제약조건은 O-D pair 최단경로간 합류만 허용하고 분류를 허용하지 않는 조건이다. 세 번째 제약조건은 경로별 상류부 구간의 속성(용량, 자유통행속도 등)을 하류부 구간의 속성에 의해 갱신하는 조건이다. 두 번째 조건은 실제 원전사고 발생 시 통제 및 제어가 가능한 상황을 반영하기 위한 조건이고, 세 번째 조건은 실제 교통류의 특성을 반영하기 위한 조건으로 기존의 연구에서는 고려되지 않은 중요한 조건이다. 본 연구에서 개발한 최적소개모형을 가상의 네트워크와 한울원자력발전소 사례에 적용한 결과 네트워크 환경에 따라 상이한 최적소개경로와 통행배정량이 도출되는 것을 확인할 수 있었다. 즉, 가상네트워크의 환경을 순차적으로 개선함에 따라 총 통행시간을 감소시키는 최적소개경로가 갱신되었다. 통행배정량 또한 구호소 용량 및 링크 용량에 따라 변경되는 것을 확인할 수 있었다. 이러한 결과는 동일한 지역에서 일부 구간의 용량변화와 구호소 추가 만으로 총 통행시간을 감소시킬 수 있고, 상황에 맞는 최적경로가 갱신될 수 있음을 의미한다. 주목해야할 또 하나의 결과는 소개완료시간의 변화이다. 가상네트워크 비교 분석결과 총 통행시간이 최소인 네트워크 환경과 소개완료시간이 최소인 네트워크 환경이 서로 다른 것으로 도출되었다. 원전 방사능 사고 특성상 대피 시간의 범위가 다른 재난재해 상황에 비해 비교적 명확하게 제시되는데, 이러한 경우 전체 차량의 소개완료시간을 단축시키는 것이 중요하다. 본 연구의 분석결과는 향후 재난재해 관련 연구에서 소개완료시간에 중점을 둔 소개모형 개발의 필요성을 제기한다. 본 연구의 모형은 원자력발전소 방재대책 수립 시 다양한 상황에서 쉽게 적용할 수 있을 것으로 판단되며, 특히 실시간 실행모델 보다는 원자력 발전소 건설 시 구호소 및 소개경로 계획과 같은 방재대책 수립에 활용할 수 있을 것으로 기대된다. 즉, 총 통행시간을 줄이기 위해 어떤 구간의 용량을 확보해야 하고, 어느 방향에 새로운 구호소를 지정해야 하는지, 그리고 이와 같은 시설물 보강에 따른 효과가 어느 정도 인지를 본 연구에서 개발한 모형을 통해 쉽게 도출할 수 있다. 본 연구는 기존 선행연구에서 개발한 소개 및 재난대피 모형과 같이 수요예측과 소개시작분포 등에 초점을 두지 않고, 실제 방재 대책에 적용 가능한 실증적인 모형으로서 Guidance 역할을 하는데 의미가 있다.
After the Fukushima, Japan nuclear power plant accident, the awareness of radioactive disaster countermeasure has been continuously growing, and such background caused the Korean emergency planning zone to be restructured as of May 2014. In Korea, not many researches on radiation disaster countermea...
After the Fukushima, Japan nuclear power plant accident, the awareness of radioactive disaster countermeasure has been continuously growing, and such background caused the Korean emergency planning zone to be restructured as of May 2014. In Korea, not many researches on radiation disaster countermeasure have been actively conducted, and especially there are no researches taking account of the newly structured emergency planning zone after May 2014. This research is intended to develop a simple optimal evacuation model that takes account of the newly restructured emergency planning zone to deduce an optimal evacuation path and traffic assignments per path, and to contemplate the applicability of the optimal evacuation model in simulation network conditions and in a Korean nuclear reactor environment. This research sets residents of Precautionary Action Zone and existing vehicles as evacuees. The restructured planning zone classifies the zone of 3~5km radius from the power plant as an Precautionary Action Zone, and the zone of 20~30 km radius from the power plant as a Urgent Protective Action planning zone. The Precautionary Action Zone is set as the evacuation target as it is surely the priority short-distance evacuation target. The range of the optimal evacuation model is set to evacuate the vehicles to relief stations on the outskirts of the emergency planning zone. The optimal evacuation model is composed of two stages. The first stage consists of setting scenarios for setting an Origin-Destination (OD) pair and traffic assignment, and the second stage consists of finding the shortest paths of each scenarios to deduce the most optimal solution to find the optimal evacuation paths. In the first stage, limitations are set by the capacity of stations, the assignment capacity, and the total evacuation demand, and in the second stage, Dijkstra algorithm and K-shortest paths algorithm are utilized to find the shortest paths under three conditions. First condition eliminates crossing-conflicts as shown by preceding researches, and the second condition only allows joining between the shortest paths of O-D pair, and do not allow their separations. The third condition updates the properties (capacity, free flow speed, etc) of sections at the up-stream based on the properties of sections at the down-stream. The second condition is set to mirror the situation that can control and regulate traffic when an actual nuclear accident breaks out. The third condition is a condition that has not been considered in previous researches that is set to apply the actual traffic flow characteristic. After applying the optimal evacuation model developed in this research to simulation networks and Hanul Nuclear Power Plant example, it was verified that different network environments deduce different optimal evacuation paths and traffic assignment. In other words, the optimal evacuation path with reduced total travel time was updated as simulation network condition was sequentially improved. It was also verified that traffic assignment varied upon the station capacity and the link capacity. Such result means that only by adding stations and changing capacities of certain paths, the total travel time can be reduced and an updated optimal path can be devised in the same zone. Another result to contemplate on is the change in evacuation completion time. The comparison analysis among different simulation networks showed that the network condition with the minimum total travel time is different from the network condition with the minimum evacuation completion time. Radiation disasters characteristically sets a relatively specific evacuation time range, and it is important to reduce the evacuation completion time of all vehicle in such cases. The analysis result in this research brings forward the necessity to create an evacuation model that focuses on evacuation completion time in future researches relating to natural disasters. This model is easily applicable in various situation devising a counterplan for radiation disaster. Especially, it is applicable in establishing a disaster counterplan such as positioning stations and planning out evacuation paths when constructing a nuclear plant rather than working models in real-time. In other words, this model can easily deduce the capacity of which section to secure, the direction of newly set relief stations and the effects that can be seen by making such improvements on facilities to reduce the total travel time. This research is significant as it serves as an empirical guidance that can be applied to real disaster counterplan that does not focus on evacuation demand estimation and mobilization time estimation as done by preceding researches.
After the Fukushima, Japan nuclear power plant accident, the awareness of radioactive disaster countermeasure has been continuously growing, and such background caused the Korean emergency planning zone to be restructured as of May 2014. In Korea, not many researches on radiation disaster countermeasure have been actively conducted, and especially there are no researches taking account of the newly structured emergency planning zone after May 2014. This research is intended to develop a simple optimal evacuation model that takes account of the newly restructured emergency planning zone to deduce an optimal evacuation path and traffic assignments per path, and to contemplate the applicability of the optimal evacuation model in simulation network conditions and in a Korean nuclear reactor environment. This research sets residents of Precautionary Action Zone and existing vehicles as evacuees. The restructured planning zone classifies the zone of 3~5km radius from the power plant as an Precautionary Action Zone, and the zone of 20~30 km radius from the power plant as a Urgent Protective Action planning zone. The Precautionary Action Zone is set as the evacuation target as it is surely the priority short-distance evacuation target. The range of the optimal evacuation model is set to evacuate the vehicles to relief stations on the outskirts of the emergency planning zone. The optimal evacuation model is composed of two stages. The first stage consists of setting scenarios for setting an Origin-Destination (OD) pair and traffic assignment, and the second stage consists of finding the shortest paths of each scenarios to deduce the most optimal solution to find the optimal evacuation paths. In the first stage, limitations are set by the capacity of stations, the assignment capacity, and the total evacuation demand, and in the second stage, Dijkstra algorithm and K-shortest paths algorithm are utilized to find the shortest paths under three conditions. First condition eliminates crossing-conflicts as shown by preceding researches, and the second condition only allows joining between the shortest paths of O-D pair, and do not allow their separations. The third condition updates the properties (capacity, free flow speed, etc) of sections at the up-stream based on the properties of sections at the down-stream. The second condition is set to mirror the situation that can control and regulate traffic when an actual nuclear accident breaks out. The third condition is a condition that has not been considered in previous researches that is set to apply the actual traffic flow characteristic. After applying the optimal evacuation model developed in this research to simulation networks and Hanul Nuclear Power Plant example, it was verified that different network environments deduce different optimal evacuation paths and traffic assignment. In other words, the optimal evacuation path with reduced total travel time was updated as simulation network condition was sequentially improved. It was also verified that traffic assignment varied upon the station capacity and the link capacity. Such result means that only by adding stations and changing capacities of certain paths, the total travel time can be reduced and an updated optimal path can be devised in the same zone. Another result to contemplate on is the change in evacuation completion time. The comparison analysis among different simulation networks showed that the network condition with the minimum total travel time is different from the network condition with the minimum evacuation completion time. Radiation disasters characteristically sets a relatively specific evacuation time range, and it is important to reduce the evacuation completion time of all vehicle in such cases. The analysis result in this research brings forward the necessity to create an evacuation model that focuses on evacuation completion time in future researches relating to natural disasters. This model is easily applicable in various situation devising a counterplan for radiation disaster. Especially, it is applicable in establishing a disaster counterplan such as positioning stations and planning out evacuation paths when constructing a nuclear plant rather than working models in real-time. In other words, this model can easily deduce the capacity of which section to secure, the direction of newly set relief stations and the effects that can be seen by making such improvements on facilities to reduce the total travel time. This research is significant as it serves as an empirical guidance that can be applied to real disaster counterplan that does not focus on evacuation demand estimation and mobilization time estimation as done by preceding researches.
Keyword
#소개 비상계획구역 원자력발전소 최단경로 예방적보호조치구역 evacuation emergency planning zone nuclear emergency shortest paths precautionary action zone
학위논문 정보
저자
김태헌
학위수여기관
Graduate School, Yonsei University
학위구분
국내박사
학과
Dept. of Urban Planning and Engineering
지도교수
Bongsoo Son
발행연도
2016
총페이지
xii ,91장
키워드
소개 비상계획구역 원자력발전소 최단경로 예방적보호조치구역 evacuation emergency planning zone nuclear emergency shortest paths precautionary action zone
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