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손상 선박의 자세를 고려한 여객선 승객 탈출 시뮬레이션
Passenger Ship Evacuation Simulation Considering External Forces due to the Inclination of Damaged Ship 원문보기

大韓造船學會 論文集 = Journal of the society of naval architects of korea, v.50 no.3, 2013년, pp.175 - 181  

하솔 (서울대학교 공학연구소) ,  조윤옥 (삼성중공업 구조설계2팀) ,  구남국 (서울대학교 공학연구소) ,  이규열 (서울대학교 공학연구소) ,  노명일 (서울대학교 조선해양공학과 및 해양시스템공학연구소)

Abstract ▼ AI-Helper 아이콘AI-Helper

This paper presents a simulation for passenger ship evacuation considering the inclination of a ship. In order to describe a passenger's behavior in an evacuation situation, a passenger is modeled as a rigid body which translates in the horizontal plane and rotates along the vertical axis. The posit...

주제어

#승객 탈출 해석   #가속도 기반 승객 모델   #손상 시 복원성  

AI 본문요약
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문제 정의

  • Fig. 6은 IMO Test problem 6에 해당하는 내용으로써, 같은 복도에서 꺾인 통로를 통해 이동하는 20명의 사람들이 경계(벽)를 통과하지 않고 성공적으로 목적지까지 도달하는 것을 목표로 한다. IMO test problem 6에 대해 경사에 의한 영향을 시뮬레이션 하였고, 그 결과는 Table 3과 같다.
  • 기존의 연구에서 선박 경사에 대한 고려는 승객의 보행 속도에 감쇄 계수를 고려하거나, 전체 승객 탈출 소요 시간에 가중치를 부여하는 방식으로 진행되어 왔다. 본 논문에서는 이와 다르게 승객 모델을 구성하는 하나의 항목으로 선박 경사에 의한 보행 속도의 변화를 고려하였다. 또한 선박의 경사를 roll 방향과 pitch 방향으로 모두 고려하였으며, 기존에 수행된 다수의 실험 결과를 통계적으로 분석하여 이를 승객 모델에 반영하였다.
  • 본 연구에서는 손상 선박의 정적 평형 자세를 구하는 방정식을 유도하고, 선박 자세 변화에 관한 힘과 모멘트의 미분 계수를 해석적으로 구하였다. 이를 이용하여 손상 선박의 자세를 계산하고, 계산된 선박의 경사는 승객 탈출 시뮬레이션에서 승객에 작용하는 물리적인 외력으로 고려하였다.
  • 선박의 탈출 상황에서 모든 승객이 탈출하는데 걸리는 시간을 계산하고, 탈출에 발생하는 병목 구간을 미리 확인하는 것이 승객 탈출 시뮬레이션의 목적이다. 이에 관한 관련 규정은 2007년에 발효된 IMO (International Maritime Organization) MSC Circ.

가설 설정

  • Gong (2003)은 μ를 상수의 값으로 가정하였지만, 본 논문에서는 경사각 α의 함수로 가정하였다.
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질의응답

핵심어 질문 논문에서 추출한 답변
Advanced evacuation analysis의 승객 모델에는 어떤 것이 있는가? Advanced evacuation analysis에서 고려되는 요인들로는 연령, 성별, 체중, 신체 사이즈, 침착성, 가족 동반 여부와 같은 승객 개개인의 특성뿐만 아니라, 승객간 상호 작용, 장애물, 화재, 선박의 자세와 같은 외부 요인들이 있다. 승객 모델에는 이러한 요인을 승객의 속도 감소 효과로 고려하는 속도 기반 모델(walking velocity based model)과 승객의 운동에 내적 혹은 외적인 힘으로 고려하는 가속도 기반 모델 (acceleration based model)이 있다. Advanced evacuation simulation을 위해서는 이러한 요인들을 파악하여 승객 모델에 반영하는 것이 중요하다 (Kim, et al.
Advanced evacuation analysis에서 고려되는 요인에는 무엇이 있는가? 승객 개개인의 특성을 고려한 승객 탈출 시뮬레이션을 ‘advanced evacuation analysis’라고 한다. Advanced evacuation analysis에서 고려되는 요인들로는 연령, 성별, 체중, 신체 사이즈, 침착성, 가족 동반 여부와 같은 승객 개개인의 특성뿐만 아니라, 승객간 상호 작용, 장애물, 화재, 선박의 자세와 같은 외부 요인들이 있다. 승객 모델에는 이러한 요인을 승객의 속도 감소 효과로 고려하는 속도 기반 모델(walking velocity based model)과 승객의 운동에 내적 혹은 외적인 힘으로 고려하는 가속도 기반 모델 (acceleration based model)이 있다.
승객 탈출 시뮬레이션의 목적은? 선박의 탈출 상황에서 모든 승객이 탈출하는데 걸리는 시간을 계산하고, 탈출에 발생하는 병목 구간을 미리 확인하는 것이 승객 탈출 시뮬레이션의 목적이다. 이에 관한 관련 규정은 2007년에 발효된 IMO (International Maritime Organization) MSC Circ.
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참고문헌 (17)

  1. Choi, J. et al., 2010. Development of an Evacuation Time Calculation Program for Passenger Ships Based on IMO Guidelines, MSC.1/Circ.1238. Journal of the Society of Naval Architects of Korea, 47(5), pp.719-724. 

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  2. Choi, J. Lee, D.G. & Park, B.J., 2007. A Study on the Analysis and Application of the Fire Simulation Tools for Ships. Journal of the Society of Naval Architects of Korea, 44(2), pp.83-92. 

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  3. Galea, E.R. Gwynne, S. Lyster, C. & Glen, I., 2003. Analysing the Evacuation Procedures Employed on a Thames Passenger Boat using the maritimeEXODUS Evacuation Model, Fire Technology, 39(3), pp. 225-246. 

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  4. Gong, S.C., 2003. A study on developing ship evacuation dynamic model. Master Thesis. Seoul National University. 

  5. Guarin, L. et al., 2004. Fire and flooding risk assessment in ship design for ease of evacuation. The 2nd International Conference on Design for Safety, Sakai, Japan, 28-30 October 2004. 

  6. Helbing, D. Farkas, I.J. Molnar, P. & Vicsek, T., 2001. Simulation of pedestrian crowds in normal and evacuation situations. Conference on Pedestrian and Evacuation Dynamics, Duisburg, Germany, 4-5 April 2001, pp.21-58. 

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  8. IMO, 2007. Guidelines for Evacuation Analysis For new and Existing Passenger Ship, IMO MSC/Circ. 1238. 

  9. Jeong, C.Y. Park, K.P. Ha, S. & Lee, K.Y., 2010. Advanced evacuation analysis simulation for passenger ship with 3DOF dynamic model of human motion in 2 dimension. Proceedings of the Society of CAD/CAM Engineers Conference, Pyeongchang, South Korea, 27-29 January 2010, pp.69-76. 

  10. Kim, H.T. Lee, D.G. & Park, J.H., 2001. A review of simulation for human escape on shipboard. Proceedings of 2001 Spring Conference of the Korea Society For Simulation, Seoul, South Korea, 12 May 2001, pp.135-140. 

  11. Korhonen, T. & Hostikka, S., 2009. Fire Dynamics Simulator With Evacuation FDS＋Evac, Technical Reference and User's Guide, VTT Research Notes. 

  12. Ku, N.K., 2012. Dynamic analysis and control of heave compensation system for offshore drilling operation based on multibody dynamics. Doctoral Thesis. Seoul National University. 

  13. Meyer-Konig, T. Valanto, P. & Povel, D., 2007. Implementing ship motion in AENEAS - Model development and first results, Pedestrian and evacuation dynamics 2005, pp.429-441. 

  14. Park, K.P. Ha, S. Cho, Y.O. & Lee, K.Y., 2010. Advanced Evacuation Analysis for Passenger Ship Using Penalty Walking Velocity Algorithm for Obstacle Avoid. Journal of the Korea Society for Simulation, 19(4), pp.1-9. 

  15. Schreckenberg, M. Meyer-Konig, T. & Klupfel, H., 2001. Simulating mustering and evacuation processes onboard passenger vessels; model and applications. International Symposium on Human Factors On Board, Bremen, Germany, 19-21 September 2001. 

  16. Sharp, G. Galea, E.R. & Gwynne, S., 2003. Critical review on model of evacuation analysis, FSEG & Greenwich. 

  17. Vassalos, D. et al., 2001. A mesoscopic model for passenger evacuation in a virtual ship-sea environment and performance based evaluation. Conference on Pedestrian and Evacuation Dynamics, Duisburg, Germany, 4-5 April 2001. 

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