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여객선 승객 탈출 시뮬레이션 개요
Simulation of Evacuation Analysis in a Passenger Ship 원문보기

전산 구조 공학 = Journal of the Computational Structural Engineering Institute of Korea, v.27 no.4, 2014년, pp.54 - 61  

하솔 (서울대학교 공학연구소)

초록이 없습니다.

AI 본문요약
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문제 정의

  • 승객의 집단 행동은 다른 승객과의 영향을 고려한 “flock behavior”와 승조원(crew)과 같은 지도자(leader)를 추정하는 “leader-following behavior”로 나누어 고려할 수 있다. 본 글에서는 flock behavior에 대해 간략히 소개한다.
  • 본 글에서는 여객선 승객 탈출 시뮬레이션의 개요에 대해서 간략히 살펴보았다. 승객 탈출 분석은 means of escape, simplified evacuation analysis, advanced evacuation analysis로 나뉘며, 승객 탈출 시뮬레이션은 이 중 advanced evacuation analysis에 해당한다.
  • 따라서 개인의 특성을 고려한 탈출 시간 계산을 위해서는 컴퓨터 시뮬레이션(computer-based simulation)이 필수적이다. 본 글에서는 여객선 승객 탈출 시뮬레이션의 개요와 컴퓨터 시뮬레이션을 이용한 여객선 승객 탈출 시뮬레이션에 대해서 간략히 소개한다.
  • 비상 상황에서 탈출 경로를 따라 승객이 탈출하는데 걸리는 시간을 계산하고, 승객의 병목 현상을 확인하여 제거하는 것이 IMO MSC/Circ.1238의 목적이다. 관련 규정에서는 약산식을 이용한 계산 방법(simplified evacuation analysis)을 제공하고 있으며, 이를 필수적으로 만족하도록 규정하고 있다.
  • 승객 탈출 분석은 means of escape, simplified evacuation analysis, advanced evacuation analysis로 나뉘며, 승객 탈출 시뮬레이션은 이 중 advanced evacuation analysis에 해당한다. 승객 탈출 시뮬레이션을 위해서는 승객 탈출 분석 모델을 정의할 필요가 있으며, 본 글에서는 속도 기반 승객 탈출 모델과 이에 대한 간략한 적용 사례를 소개하였다.

가설 설정

  • 예를 들어 Figure 3(a)와 같이 방 안의 사람 수가 많지 않을 때에는 주어진 문의 폭이 1m 이더라도 승객들이 대피하는데 문제가 없다. 하지만 Figure 3(b)와 같이 방 안의 사람 수가 많을 때에는 주어진 문의 폭이 1m일 경우 승객들이 빠르게 대피할 수 없다. 또한 좁은 문으로 사람이 몰리게 될 경우 안전 사고가 발생할 수 있다.
  • Simplified evacuation analysis는 모두 동일한 특성을 가지는 입자로 구성된 유체의 흐름과 같이 승객들이 모두 같은 특성을 가진다고 가정하여 승객의 이동을 고려한다. 초기 설계 단계에서 빠르고 쉽게 피난 성능을 예측하여 구획 배치에 반영할 수 있도록 단순화한 방법이다.
  • 승객은 최단 탈출 경로를 따라 이동한다고 가정한다. 승객의 기본 보행 방향은 최단 탈출 경로를 따라서 생성되며, 최단 탈출 경로는 Figure 7과 같이 가시 영역을 기준으로 하는 그래프인 “Visibility Graph”를 생성한 후 Dijkstra 알고리즘을 이용하여 계산한다.
  • 여기서, A (awareness time)는 여객이 최초 신호(emergency alarm)가 시작된 시간부터 소집 장소로 움직이기 시작할 때까지 걸리는 시간으로 낮 시간의 경우 5분, 밤 시간의 경우 10분으로 가정한다. T (travel time)는 승객이 현재 위치에서 중간 집결지(assembly station)까지 도착하는데 소요되는 시간을 의미한다.
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질의응답

핵심어 질문 논문에서 추출한 답변
세계 최대의 여객선 타이타닉호가 침몰하는 사고가 발생한 날은? 1912년 4월 1일, 대서양을 횡단하여 항해하던 세계 최대의 여객선 타이타닉호가 침몰하는 사고가 발생하였다. 길이 270m, 너비 28m, 높이 30m, 그리고 GT 46,000ton에 달하는 타이타닉호가 침몰할 것이라고는 누구도 상상하지 못하였다.
SOLAS에서 제시하는 규정은? 타이타닉호의 참사로 인해 해상에서의 인명 안전(SOLAS, Safety Of Life At Sea)에 관한 국제 회의가 결성되었으며 관련 협약이 오늘날까지 지속되고 있다. SOLAS에서는 비상 시 승객의 탈출 수단에 대한 규정을 제시하고 있다. 또한 1994년 9월 북유럽에서 Ro-Ro(Roll on/Roll off) passenger ship인 Estonia가 침몰하여 852명이 사망하는 사건이 발생하였다.
타이타닉호의 피해가 가중된 이유는? 길이 270m, 너비 28m, 높이 30m, 그리고 GT 46,000ton에 달하는 타이타닉호가 침몰할 것이라고는 누구도 상상하지 못하였다. 특히 당시 탑승한 승객의 수에 비해 탈출 수단의 수가 턱없이 부족하였으며 이로 인해 피해가 더욱 가중되었다. 타이타닉호의 참사로 인해 해상에서의 인명 안전(SOLAS, Safety Of Life At Sea)에 관한 국제 회의가 결성되었으며 관련 협약이 오늘날까지 지속되고 있다.
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참고문헌 (9)

  1. Galea, E.R., Lawrence, P., Gwynne , S., Filippidis, L., Blackshields, Sharp, D., G., Hurst, N., Wang, Z. and Ewer, J. (2003), "Simulating ship evacuation under fire conditions", Proceeding of Second International Pedestrian and Evacuation Dynamics Conference, CMS Press, Greenwich, 159-172. 

  2. Ha, S., Ku, N.K., Roh, M.I. and Lee, K.Y. (2012), "Cell-based evacuation simulation considering human behavior in a passenger ship", Ocean Engineering, 53, 138-152. 

    상세보기 crossref

  3. Kuligowski, E. D. and Peacock, R. D. (2005), A review of building evacuation models, Technical report, National Institute of Standards and Technology, Fire Research Division, Building and Fire Research Laboratory. 

  4. IMO (2007), Guidelines for Evacuation Analysis for New and Existing Passenger Ship, IMO MSC/Circ.1238. 

  5. Korhonen, T. and Hostikka, S. (2009), Fire Dynamics Simulator with Evacuation: FDS+ Evac-Technical Reference and User's Guide, VTT Technical Research Centre of Finland. 

  6. Owen, M., Galea, E. and Lawrence, P. (1996), "The EXODUS evacuation model applied to building evacuation scenarios", Journal of Fire Protection Engineering, 8(2), 65-84. 

    상세보기 crossref

  7. Park, J. H., Kim, H. T., Lee, D. K., Lee, J. G. and Park B. J. (2001), "Simulation-based Evacuation Analysis on a High Speed Coastal Passenger Ship", 한국시뮬레이션학회 2001년 추계학술대회논문집, 444-449. 

  8. Reynolds, C.W. (1987), "Flocks, herds and schools; A distributed behavioral model", Proceedings of the 14th annual conference on Computer graphics and interactive techniques, 25-34. 

  9. Vassalos, D., Kim, H.S., Christiansen, G. and Majumder, J. (2001), "A mesoscopic model for passenger evacuation in a virtual ship-sea environment and performance based evaluation", Conference on Pedestrian and Evacuation Dynamics. 

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