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문제 정의
- 본 연구에서는 현재 국내 터널자료를 기초로 하였으며, 부족한 자료에 대해서는 국외 의 연구결과를 활용하였다. 또한 터널구간 화재발생시 안전 대책 수립을 위해 사고 시나리오 구성과 이에 따른 승객의 위험도 예측 연구를 수행하였다.
- 본 연구에서는 확률론적 기법을 활용하여 터널화재시 승 객의 안전성을 예측하기 위한 연구를 수행하였으며, 다음과 같은 결론을 도출하였다.
가설 설정
- 화재감지시간은 승객의 생존율에 매우 큰 영향인자로 화 재를 조기에 감지하는 경우 대형사고를 예방할 수 있으나, 화재 확산까지 적절한 대응을 하지 못하면 대형사고로 연결 된다. 그러나 화재감지 시간에 대한 선행연구가 없어 본 연 구에서는 열차에서 발생한 화재를 감지; 화재진압 실패 및 열차 탈출까지의 시간 전체를 확률변수로 가정하여 해석하 였다. 사례연구에서 화재감지 시간은 평균 420초(7분), 표준 편차 84초(평균의 20%)를 갖는 정규분포로 가정하여 해석 하였다.
- 화 재발생후 화염이나 연기가 급속히 확산되지 않는 다면 승객 의 이동이 가능하므로 승객의 이동을 고려하여 응급지원 도 착시간을 결정하였다. 본 연구에서는 응급지원팀이 터널입 구까지 도착하는 시간을 평균 900초(15분), 표준편차 600초 (10분)를 갖는 대수정규분포로 가정하였으며, 터널입구에서 부상자 위치까지 2.0m/s의 속도로 진입하는 것으로 계산하 였다.
- 이외에 탈출로의 구배, 바람의 방향을 고려할 수 있으나, 아직 진행중인 연구가 많아 본 연구에서는 호주에서 사용된 TRAFFIC모델[2] 의 값을 참조하였다. 본 연구의 사례연구에서는 평균 0.5m/s 표준편차 0.4m/s를 갖는 정규분포로 승객의 탈출속도를 가정하였다.
- 연기 전파 속도는 터널의 배기시스템이나 터널의 단면적, 화재의 크기 에 따라 상이하나 본 연구의 목적 이 사고시나리오의 구성에 있어 간략한 해석을 위해 사고지점에서부터 터널입구까지 일정한 속도로 유독가스가 퍼지는 것으로 가정하였다. 사례 연구에서는 2.0m/s로 가정하였다.
- 그러나 화재감지 시간에 대한 선행연구가 없어 본 연 구에서는 열차에서 발생한 화재를 감지; 화재진압 실패 및 열차 탈출까지의 시간 전체를 확률변수로 가정하여 해석하 였다. 사례연구에서 화재감지 시간은 평균 420초(7분), 표준 편차 84초(평균의 20%)를 갖는 정규분포로 가정하여 해석 하였다.
- 터널구간에서 승객의 생존을 위협하는 것은 화재로 인한 화염보다는 화재로 인행 발생되는 유독가스로 연기 전파속 도에 대해서는 많은 연구가 이루어지고 있으다. 연기 전파 속도는 터널의 배기시스템이나 터널의 단면적, 화재의 크기 에 따라 상이하나 본 연구의 목적 이 사고시나리오의 구성에 있어 간략한 해석을 위해 사고지점에서부터 터널입구까지 일정한 속도로 유독가스가 퍼지는 것으로 가정하였다. 사례 연구에서는 2.
- 반면, 승객에게 주어진 시간은 화재가 발생하여 발생된 유독가스가 승객의 위치까지 전파되기 직전까지로 설정이 가능하다. 이외의 가 정으로는 응급지원이 도착한 경우 승객의 터널 탈출속도는2.0m/s로 향상된다고 가정하였으며, 응급지원팀은 2.0m/s의 속도로 터널입구에서 화재현장까지 진입하는 것으로 가정 하였다. 해석시에는 Fig.
- 화재가 급격히 진행되는 화재섬락시간은 열차 편성 및 열 차의 종류에 따라 결정되며, 본 연구에서는 화재발생후 평 균 1, 200초(20분), 표준편차 300초(5분)를 갖는 정규분포로 가정하였다.
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