서울에는 지상 60층이 넘는 초고층 건물과 시하 8층 이상의 초심층 건축물. 지하철과 상가, 백화점, 호텔, 전시장등이 연결된 대규모 복합유통시설 지역 등이 있다. 이런 지역이나 시설에서 화재와 같은 재난사고가 발생시 진압작전을 위해 투입된 소방관의 위치를 제대로 파악할 수 없으면 투입된 소방관의 안전은 물론 효율적인 지휘통제가 제한되어 결국 더 많은 자체 피해와 더불어 화재 진압 및 시민구조에 제한을 받을 수밖에 없다. 이러한 대형재난에 유비쿼터스 기술을 활용하여 투입한 소방력의 효율적인 운영과 과학적인 진압작전을 구사하여 시민의 생명과 재산을 최대한 보호할 수 있는 소방대응지원 시스템 구축방안을 제시하였다.
서울에는 지상 60층이 넘는 초고층 건물과 시하 8층 이상의 초심층 건축물. 지하철과 상가, 백화점, 호텔, 전시장등이 연결된 대규모 복합유통시설 지역 등이 있다. 이런 지역이나 시설에서 화재와 같은 재난사고가 발생시 진압작전을 위해 투입된 소방관의 위치를 제대로 파악할 수 없으면 투입된 소방관의 안전은 물론 효율적인 지휘통제가 제한되어 결국 더 많은 자체 피해와 더불어 화재 진압 및 시민구조에 제한을 받을 수밖에 없다. 이러한 대형재난에 유비쿼터스 기술을 활용하여 투입한 소방력의 효율적인 운영과 과학적인 진압작전을 구사하여 시민의 생명과 재산을 최대한 보호할 수 있는 소방대응지원 시스템 구축방안을 제시하였다.
In Seoul, there are lots of skyscrapers that have above 60 stories and buildings that have more than 8 basement levels, as well as massive distribution complex region which is connected to subways, departments, malls, hotels, and exhibition halls. When an accident, such as fire and explosion, happen...
In Seoul, there are lots of skyscrapers that have above 60 stories and buildings that have more than 8 basement levels, as well as massive distribution complex region which is connected to subways, departments, malls, hotels, and exhibition halls. When an accident, such as fire and explosion, happens in these areas or structures, if we can't find where fire-fighters are, who go into the building to suppress the fire, we couldn't be sure of their safety as well as effective command. Actually, it may cause much more damage itself and restrict either fire suppression or lifesaving. To protect people's life and properties as much as possible, this study will show the method to construct system of disaster-management supports with effective operation of fire force and scientific fire strategy in the scene by using Ubiquitous technique to enormous disasters.
In Seoul, there are lots of skyscrapers that have above 60 stories and buildings that have more than 8 basement levels, as well as massive distribution complex region which is connected to subways, departments, malls, hotels, and exhibition halls. When an accident, such as fire and explosion, happens in these areas or structures, if we can't find where fire-fighters are, who go into the building to suppress the fire, we couldn't be sure of their safety as well as effective command. Actually, it may cause much more damage itself and restrict either fire suppression or lifesaving. To protect people's life and properties as much as possible, this study will show the method to construct system of disaster-management supports with effective operation of fire force and scientific fire strategy in the scene by using Ubiquitous technique to enormous disasters.
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문제 정의
본 연구는 USN 기반의 재난대응지원 시스템 구축이가능함을 이론적으로 설명하였다.
본 연구에서는 이러한 현 소방재난현장을 고려하여 IT 신기술을 특히, 무선통신, 센서 및 센서네트워크, 생체정보를 이용하여 대형화재에서 이루어지고 있는 화재진압전술에 적용할 수 있는 방안과 이에 대한 적용시기를 제시하였으며, 효율적인 시스템의 운영을 위하여 재난현장에서 반드시 필요한 정보인 소방용수의 위礼 건축물의도면 등을 보유하고 있는 타 기관의 전산시스템과 연동하여 정보를 획득하여 활용할 수 있는 연동방안을 제시하였다.
본 절에서는 서울특별시의 소방서급 소방관위치관리체계가 연동할 대상을 식별하고 이들 체계와 연동했을때 효과성을 판단하여 최적의 연동대상을 식별하는데 중점을 두었다.
따라서 초고층과 같은 대형 재난현장의 주요 화재진압 2호서대학교 벤처전문대학원 IT응용기술학과 교수 ' 에서 무선통신과 센서 및 무선 센서네트워크 기술을 이용하여 소방력의 현장배치상황 및 소방관의 생체상태를식별 . 분석하여 현장지휘관이 효율적인 작전판단 및 수행이 가능한 정보를 제공하며, 재난현장에서 반드시 필요한 관련 정보를 보유하고 있는 타기관의 정보시스템과상호연동을 통하여 실시간 제공이 가능한 체계 구축방안에 대하여 이론적 연구를 하였다.
가설 설정
둘째, 센서노드의 감지능력이다.
단 지향성 센서의 감지범위 각은 어느 정도 조정할 수 있어 여기서는 45。로 설정한다고 가정하였다.
이중에서 정밀도를 위하여 센서노드의 기본방향이 있는 경우로한정하였다.
그러나 RF 모듈의 통신거리가 일반적으로 센서의 김.지영역보다 넓으므로 센서의감지영역을 센서노드를 중심으로 일정하다는 가정 하에소방력을 인식하는 경우를 기술하였다.
제안 방법
업무와 관련하여 참조할 수 있는 현존의 체계는 서울종합방재센터의 재난구조 . 구급시스템과 소방행정정보시스템, 서울시의 지리정보시스템, 각 구청의 건축물관리 시스템이 있어 이들과의 연동이 고려될 수 있으며 장단점을 분석하여 기술하였다.
넷째, 소방력을 식별하기 위해 센서노드들은 작동하며정보는 싱크노드를 통해 게이트웨이로 순차적으로 전송하여 모니터링/통제시스템에 감지 대상체에 대한 분석을실시한다.
본 평가에서는 국민의 재산과 생명을 최우선하여 임무를 수행하는 소방공무원의 생명과 직결되므로 USN 기반의 소방력위치식별체계에 운용될 각 센서노드 모델에서 센서노드의 감지능력에 w중요성을 두었다.
대상 데이터
따라서 생체정보 수집대상은 시스템과 각 센서의 성능과 작전의 효율성을 고려하여 가장 일반적인 체온, 움직임신호, 심전도 혈압 등에 중점을 두고 센서 측정 정보대상을 제한하였다.
데이터처리
감지영역 산출 값은 정량적 비교를하기 위해 ''센서개수 X 센서 감지각도 X 1/360 X 퍼센트” 로 계산하였다.
성능/효과
넷째, 호텔 및 백화점은 공간 내부 분리를 위한 차폐막또는 분리막이 매우 세밀하게 되어 있어 센서노드간 통신을 하는데 방해가 되므로 센서노드간 통신거리는 센서노드의 통신거리보다 대상물 장애요소로 인해 짧아지게된다.
둘째, 모니터링/통제시스템은 타 관련 시스템 단말기와 연동하여 필요한 정보를 유통한다.
둘째, 초심층의 지하층 경우는 지상에서 지하로 연결되는 공간이 제한되어 센서노드의 통신거리보다 매우 짧아지게 되거나 두절될 수 있다.
셋째, 복합 영화관은 내부 진입을 위한 경로가 비교적다양하고 상영관은 공간이 넓게 되어있어 센서노드간 통신거리는 비교적 짧아지게 된다.
이러한 기준을 갖고 평가한 결과 표 1과 같이 현재 구축하고자 하는 시스템에서 가장 적합하한 센서노드는 총점이 가장 높은 기본방향이 있는 8방향 센서노드임을 판단하였다.
첫째, 현장지휘관은 센서노드의 운영과 통제를 위해센서노드 모니터링/통제 시스템을 가동하여 센서필드의이상 유무를 점검한다.
특히, ZigBee[14] 또는메쉬네트워크 통신 등을 이용하여 센서의 측정 데이터를무선으로 전송하는 것이 가능함을 판단할 수 있었고 소방력의 위치 정보 및 생체 정보를 전송 기능이 가능할 경우 전송 데이터를 분석, 소방력의 이상 발생시 조기에 현장 지휘자에게 상황을 전파하여 소방관의 이동, 철수, 교대와 구조대를 투입하여 구조가 가능한 관제시스템의 메커니즘을 이론적으로 구상할 수 있었다.
후속연구
건설교통부의 인터넷 건축 행정정보시스템에서 관리하고 있는 자료중에서 재난현장에서 필요한 건물배치도, 평면도(1층, 기준층, 지하층, 최상층), 단면도, 입면도, 위험물배치도, 배관배치도, 배관평면도, 배관개통도, 가스배관도, 소방시설배치도, 저장시설도면(평면도, 종다면도, 횡다면도) 데이터를 실시간 연동하거나 일정 주기로 자료를 넘겨받아 별도의 시스템을 자체 구축하여 활용한다면 건축설계도면 구축에 따른 예산의 중복투자를 방지할수 있을 것이다.
또한 이 시스템도 운영상실시간 연동이 어렵다면 주요정보를 별도의 서버에 구축하고 주기적으로 최신 자료를 다운로드 받아 갱신하여유지하면서 자체 서비스하는 방안도 염두에 두어야 할것이다.
본 연구를 통해 제안한 재난재해 현장에서의 재난지원시스템은 향후 ISP를 통해 검증 및 기술개발이 이루어짐으로써 지능화 . 첨단화된 소방 건설의 완성에 한층 다가갈 수 있으리라 기대한다.
생체센서로부터 받은 생체정보는 표준화되어 구축된소방관의 생체특성 정보 데이터베이스의 자료와 실시간비교하여 결과를 분석하여 임계치 이상일 경우 위험 수준에 도달한 것으로 판단하여 경고 메시지가 모니터를통해 발령되면 지휘부에서 해당 출동대의 지휘자에게 또는 본인에게 전파하여 확인 후 적절한 조치를 취해야 할것이다.
앞에서 센서노드 모델을 지향성 센서의 방향수에따라 4, 8방향 센서노드들을 언급하였으나 화재진압을위한 소방전술을 대상으로 하는 경우로 대부분 화재현장을 중심으로 일정한 방면에서 소방차량 및 소방관이 앞으로 전개하는 일정한 형태를 갖고 있으므로 소방력의위치를 연결하고 관리하는 방법을 4방향 지향성 센서를기준으로 장단점을 알아보겠다.
이러한 현실을 고려할 때 최첨단 IT기술을 접목하여메트로폴리스의 특성에 적합한 과학적인 소방대응지원시스템을 구축하여 효율적인 소방력 운영으로 시민의 생명과 재산을 최대한 보호할 수 있는 체계에 대한 연구가수행될 필요성이 있다고 판단된다.
재난현장에서 대상물 붕괴 등의 징후를 감지하였을 때모니텅링 되는 위치를 판단 위험에 노출된 특정 소방관의 철수와 생체정보 특이사항 경고시 확인 및 교대, 상황종료 후 미귀자 여부도 확인이 가능하여 현장대원의 안전 보호에 기여할 수 있을 것이다.
재난현장에서 활동하였던 모든 내용은 데이터로 저장되어 재난 수습후 사후대책 회의시 소중한 자료로, 각 소방서에서 주기적으로 실시하는 도상훈련 시에 참고자료로활용될 수 있다.
향후 연구과제로 지하화 고층화된 건축물에서소방관의 위치를 3차원으로 정확히 표현할 수 있는 기술의 도입과 이를 지원할 수 있는 3D GIS 구축에 대한 연구를 수행할 필요가 있다.
참고문헌 (16)
중앙소방학교, “위험물성상 화재진압전술” pp313-341, 2006. 1.
박상진, ”센서의 종류와 그 적용“, 제어계측, 2002. 4.
김진태 권영미, ” RFID와 ZigBee를 이용한 유비쿼터스 u-Health 시스템 구현”, 전자공학회논문지, 제43권 제1호 통권 제343호, 2006. 1.
김진수 등, “USN기반 육군 피아식별체계 구축방안”, 한국국방연구원 연구보고서, 2006. 12.
S. Yi, H. Cha, "Active Tracking System using IEEE802.15.4-based Ultrasonic Sensor Devices", In 2nd International Workshop on RFID and Ubiquitous Sensor Networks (USN) 2006, Seoul, Korea, August, 2006
Crossbow, "Crossbow Technology Release Security for Perimeter Monitoring, Intrusion Detection and Identification:, 2005.
Martin Muller, "The ZigBee standard at glance", News from Rohde & Schwarz, 2005.
Anish Arora et al, "ExScal; Elements of an Extreme Scale Wireless Sensor Network", 2005.
장동욱, “USN을 이용한 모바일 u-Health Care 시스템의 연구, 호서대학교 대학원 석사학위논문, 2007
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