[논문]해상초장대교량의 지진재난 방재시스템개발

장준호; 윤정현; 이윤미

doi:10.7837/kosomes.2012.18.1.049

해상초장대교량의 지진재난 방재시스템개발
The Development of Earthquake Disaster Prevention System in Long Span Bridge 원문보기

海洋環境安全學會誌 = Journal of the Korean society of marine environment & safety, v.18 no.1 = no.48, 2012년, pp.49 - 54

장준호 (계명대학교 토목공학과) , 윤정현 (스펙엔지니어링) , 이윤미 (계명대학교 토목공학과)

초록
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본 연구의 목적은 지진발생 시 발생할 수 있는 초장대교량의 관리기준을 기반으로 하여 비상대응절차를 정의하고, 지진의 레벨(Level)별 비상대응 알고리즘을 개발하여 구조물의 센서와 연동하는 교량재난관리시스템인 BDMS(Bridge Disaster Management System) 개발이다. 지금까지의 초장대교량의 지진에 대한 방재시스템은 메뉴얼(Manual) 중심의 방식이며 패쇄적인 시스템을 활용하였으나 본 연구에서는 IT 기술을 접목하고 인터넷 기반의 개방적 시스템을 활용하여 보다 실용적인 시스템으로 개발하였다. 또한 교량관리자별로 업무를 할당하고 그 절차마다 수행해야할 임무를 AAD(Activity Action Diagram)을 통하여 명확하게 규정하였다. 3D 상황판 기능을 제공하여 지진재난 뿐 아니라 다른 자연재난의 중복 발생 시에도 적절한 초기 대응이 가능하도록 설계하였다. 시나리오를 기반으로 비상대응 주체별로 행동요령을 정의 하고 비상대응절차를 구축하여 이를 시스템화한 BDMS을 개발 활용한다면 기존의 경험적, 매뉴얼 중심의 대처방식에서 신속성, 효율성을 가진 지진 재난 방제시스템을 갖게 될 것이다.

Abstract ▼ AI-Helper

The purpose of this study is to define emergency response procedures by BDMS [Building Disaster Management System] when earthquake occurs on long-span bridge structures. The study is about developing a computer-based algorithm for various earthquake intensities that works with the System. Presently, long-span bridge disaster prevention relies on closed-system centered on human intervention alone. However, this study combines IT technology and internet-based open system creating a more practical system. Additionally, assigned duties and tasks are clearly defined to all personnel involved in various disaster situations using the Active Action Diagram(AAD) techniques. Also, the design of 3-dimensional view assists to determine the appropriate initial response in times of earthquake and other disasters. The combination of the existing manual emergency response procedures and the scenario-based (IT) response system being developed will create an efficiency and fast response actions in times of emergencies.

주제어

AI 본문요약
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문제 정의

따라서 본 연구에서는 모든 발생 가능한 지진피해 시나리오를 기반으로 비상대응 주체별로 행동요령을 정의 하여 비상대응절차를 구축하였다. 또한 이를 시스템화한 BDMS(Building Disaster Manage System)을 개발하여 재난 시 해양에 건설된 초장대교량의 현지 사이트 활용성 증대 및 비상대응 대처 효율성을 향상시키고자 한다.
본 연구에서는 국내의 해상에 건립된 초장대교량의 지진재난 시 기존의 매뉴얼 중심의 대응방식에서 벗어나 개방적 IT 기술을 접목하여 비상대응의 신속성 등으로 안전한 해상교량의 비상대응을 도모하기 위한 프로그램이라 할 수 있다. 본 논문에서는 국내의 해상에 건립된 초장대교량의 지진에 대한 관리기준 현황을 조사하고 기존의 3단계로 제시된 관리기준을 4단계로 개선하여 구축하였으며, 지진 재난 시 고려할 수 있는 사고 등을 바탕으로 주체별/단계별로 구분하여 AAD기법을 기반으로 비상대응절차를 구축하였다.

제안 방법

규정된 관리기준에 의해 상황별로 알고리즘을 구축하였다. 레벌 1단계, 즉 지진가속도계가 1분당 지진가속도 값 중 15∼25 gal인 경우 문안표출 조치하고 지진 계측기의 데이터 값을 지속적으로 확인함과 동시에 기상청정보를 파악하여 상황종료를판단한다(Fig.
특히 관리소장은 비상 시 총괄하는 모든 권한을 가짐으로, 각 팀의 업무가 지연 또는 프로세스가 다음단계로 넘어가지 못하는 경우가 발생하면 관리소장의 권한을 통해 다음단계로 진행하도록 한다. 긴박한 상황전개 시 관리자들이 현장과 사무실에 흩여져 있어 신속한 대응이 잘 이루어지지 못하는 경우를 예상하여 기능을 추가하였다.
따라서 이러한 특수한 상황을 극복 할 수 있는 각 상황을 고려한 비상대응절차를 개발하는 것이 무엇보다도 중요하며, 이를 시스템화 하여 짧은 기간 내에 효율적인 대처가 가능하도록 해야 한다(Eguchi, 1997). 따라서 본 연구에서는 모든 발생 가능한 지진피해 시나리오를 기반으로 비상대응 주체별로 행동요령을 정의 하여 비상대응절차를 구축하였다. 또한 이를 시스템화한 BDMS(Building Disaster Manage System)을 개발하여 재난 시 해양에 건설된 초장대교량의 현지 사이트 활용성 증대 및 비상대응 대처 효율성을 향상시키고자 한다.
본 논문에서는 국내의 해상에 건립된 초장대교량의 지진에 대한 관리기준 현황을 조사하고 기존의 3단계로 제시된 관리기준을 4단계로 개선하여 구축하였으며, 지진 재난 시 고려할 수 있는 사고 등을 바탕으로 주체별/단계별로 구분하여 AAD기법을 기반으로 비상대응절차를 구축하였다. 또한 이를 바탕으로 지진에 대한 비상 대응 시나리오를 구축하여 개방적 IT기술 인 교량재난 관리시스템 BDMS을 개발하였다. 개발된 시스템을 적용하게 되면 초장대교량 관리사무소의 관리자들이 활용 가능한 정보의질과 업무처리 속도 개선을 통하여 정보의 효율성, 신속성, 가시성 등의 증가를 가져다 줄 것이며 주탑 기초에 설치된 지진 가속도계를 통해 측정되어 데이터 값이 분석되고 각종 매체를 통해 지진정보가 제공될 것이다.
6과 같이 교량관리자가 지진 발생 시 짧은 시간에 효율적으로 비상대응을 할 수 있도록 구축하고 기존의 인트라넷(Intranet) 기반의 폐쇄적인 시스템이 아닌 인터넷 기반의 개방적인 시스템으로 구축한다. 또한 지진으로 인한 구조물의 이상 지점을 그래픽 상에 표시할 수있는 시스템을 추가함으로써 위험을 보다 효율적으로 관리하여 사고가능성을 최소화하고, 사고 발생시 공간정보를 바탕으로 신속한 의사결정을 할 수 있도록 한다.
본 연구에서는 국내의 해상에 건립된 초장대교량의 지진재난 시 기존의 매뉴얼 중심의 대응방식에서 벗어나 개방적 IT 기술을 접목하여 비상대응의 신속성 등으로 안전한 해상교량의 비상대응을 도모하기 위한 프로그램이라 할 수 있다. 본 논문에서는 국내의 해상에 건립된 초장대교량의 지진에 대한 관리기준 현황을 조사하고 기존의 3단계로 제시된 관리기준을 4단계로 개선하여 구축하였으며, 지진 재난 시 고려할 수 있는 사고 등을 바탕으로 주체별/단계별로 구분하여 AAD기법을 기반으로 비상대응절차를 구축하였다. 또한 이를 바탕으로 지진에 대한 비상 대응 시나리오를 구축하여 개방적 IT기술 인 교량재난 관리시스템 BDMS을 개발하였다.
서해대교의 관리기준은 영종대교와 같은 기준을 적용하고 있으며, 서해대교 경우 레벨 1단계의 지진가속도를 5∼20 gal, 레벨 2단계의 경우에는 21∼94 gal, 마지막으로 전면통제를 수행 하는 레벨 3단계의 95 gal 이상의 가속도로 단계를 구분하여 놓았다.
교량재난관리시스템인 BDMS는 AAD를 코딩 작업하여 프레임을 구축하였다. 여기서 BDMS는 각각의 AAD를 레벨 별알고리즘(Algorithm)의 순서로 설계한 후 프로그래밍 언어를 사용하여 교량재난관리시스템을 구축하였다.

대상 데이터

본 논문에서는 지진이 발생하면 다수의 인명피해와 재산손실이 큰 해상의 초장대 교량을 대상으로 하였다. 또한 해상의 초장대 교량은 지진피해 발생 시 해상으로 부터 접근의 제한성으로 인해 인명구조 활동, 소방 활동 등 초기사고 수습에도 많은 어려움이 발생한다.

이론/모형

레벨 3단계는 1분간 측정된 지진가속도가 50∼80 gal인 경우로 노선순찰 액티비티가 추가되며 시설물 이상 발견 시 후속조치를 취할 수 있는 액티비티를 수행한다. 또한 지진현황보고를 통하여 지진의 특성과 상황 등을 파악하고 유선통보 시 보고형 식으로 사용된다(Fig. 3).

후속연구

또한 이를 바탕으로 지진에 대한 비상 대응 시나리오를 구축하여 개방적 IT기술 인 교량재난 관리시스템 BDMS을 개발하였다. 개발된 시스템을 적용하게 되면 초장대교량 관리사무소의 관리자들이 활용 가능한 정보의질과 업무처리 속도 개선을 통하여 정보의 효율성, 신속성, 가시성 등의 증가를 가져다 줄 것이며 주탑 기초에 설치된 지진 가속도계를 통해 측정되어 데이터 값이 분석되고 각종 매체를 통해 지진정보가 제공될 것이다.
앞으로 추가적으로 현장의 효율적인 활용을 위해 모바일 환경에서도 교량재난관리시스템 BDMS이 설치활용 가능하도록 스마트 환경구축이 추가 연구되어야 할 것이며, BIM(Building Information Modeling)기술을 도입하여 현재 3D 상황판을 확장하여 모든 재난상황과 구조물의 이상 유무, 구조물의 현황을 통합관리 할 수 있도록 추후 연구가 진행되어야 한다고 사료된다. 또한 해상 초장대교량의 지진재해 발생 시 해상교통 대책과 비상대응 알고리즘의 연구가 추가적으로 진행되어야 한다고 판단된다.
앞으로 추가적으로 현장의 효율적인 활용을 위해 모바일 환경에서도 교량재난관리시스템 BDMS이 설치활용 가능하도록 스마트 환경구축이 추가 연구되어야 할 것이며, BIM(Building Information Modeling)기술을 도입하여 현재 3D 상황판을 확장하여 모든 재난상황과 구조물의 이상 유무, 구조물의 현황을 통합관리 할 수 있도록 추후 연구가 진행되어야 한다고 사료된다. 또한 해상 초장대교량의 지진재해 발생 시 해상교통 대책과 비상대응 알고리즘의 연구가 추가적으로 진행되어야 한다고 판단된다.

질의응답

핵심어	질문	논문에서 추출한 답변
	재해의 위험성이 날로 커지는 이유는?	최근 자연재해의 지속적인 증가와 함께 인구의 고밀도화, 사회간접자본사업의 대형화 등으로 재해의 위험성은 날로 커지고 있다. 자연재해 중에서도 지진은 다른 재해와는 달리 발생예측이 힘들고, 일단 발생하게 되면 매우 짧은 시간 내에 기간시설을 비롯한 모든 시설물과 인명의 피해가 커서, 다른 재해 중에서도 위험도가 높은 특징을 갖고 있다.
	지금까지 초장대교량의 지진에 대한 방재시스템은 어떤 시스템을 활용하였나?	본 연구의 목적은 지진발생 시 발생할 수 있는 초장대교량의 관리기준을 기반으로 하여 비상대응절차를 정의하고, 지진의 레벨(Level)별 비상대응 알고리즘을 개발하여 구조물의 센서와 연동하는 교량재난관리시스템인 BDMS(Bridge Disaster Management System) 개발이다. 지금까지의 초장대교량의 지진에 대한 방재시스템은 메뉴얼(Manual) 중심의 방식이며 패쇄적인 시스템을 활용하였으나 본 연구에서는 IT 기술을 접목하고 인터넷 기반의 개방적 시스템을 활용하여 보다 실용적인 시스템으로 개발하였다. 또한 교량관리자별로 업무를 할당하고 그 절차마다 수행해야할 임무를 AAD(Activity Action Diagram)을 통하여 명확하게 규정하였다.
	해양에 건설된 초장대교량이 잠재적 대형사고의 위험에 노출되어 있는 이유는?	그 중에서도 해양에 건설된 초장대교량은 바다를 가로질러 육지와 육지 또는 섬을 연결하는 단순한 도로의 역할 뿐 아니라 사회, 문화, 지역 발전 등 중추적인 역할을 담당하고 있다. 이러한 초장대교량은 사회전반에 걸쳐 중요성이 크지만 지진발생에 대한 비상대응절차 등은 외국 선진국에 비해 구체적인 체계를 갖추고 잊지못하여 잠재적 대형사고의 위험이 노출되어 있는 실정이다(Sunaryo, 2001).

참고문헌 (14)

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Huang, R. Q.(2009), Analysis of the geo-hazards triggered by the 12 May 2008 Wenchuan Earthquake, pp. 363-371.

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SHUAI Xianhua(2001), Earthquake emergency response information system based on Arc View, p 1.
Sunaryo Sumitro(2001), Current and Future Trends in Long Span Bridge Health Monitoring System in Japan, p. 12.

저자의 다른 논문 :

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표제어: PCR

동의어: Packet Collision Rate

용어 설명 출처 목록 (6)

용어 설명: PCR은 세균 특이성이 있는 primer를 이용하여 적은 수의 세균이 있을지라도 쉽게 검출할 수 있는 유용한 방법이며, 이를 이용하여 구강 내 치면세균막이나 타액에서 직접 세균을 검출할 수 있게 되었다[8].

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