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김해지역 소방무선통신시스템의 전파특성 연구
A Study on the Propagation Characteristics of Wireless Communication System for Firefighters in Kimhae Site 원문보기

한국항행학회논문지 = Journal of advanced navigation technology, v.19 no.2 = no.71, 2015년, pp.168 - 174  

이수빈 (창원대학교 전자공학과) ,  고봉진 (창원대학교 전자공학과)

초록
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소방무선통신시스템은 화재, 구조, 구급 등 재난현장에서 지휘관과 현장 요원 간 최후의 통신으로서 중요한 역할을 하고 있다. 하지만 경남 소방무선통신시스템의 운영은 예산범위의 한계와 전문적인 통신 인력의 부재로 송신국 부지선정, 전파환경 분석 등의 정량적 기준 없이 설치 및 유지 관리되고 있는 실정이다. 따라서 본 논문에서는 이러한 문제점을 개선하기 위하여 경남 김해 소방무선중계국(신어산)을 기준으로 도내 전 소방관들이 실제 운용중인 UHF 400 MHz 대역을 자유공간손실과 단일, 다중 장애물에 의한 회절량을 이론적으로 계산하고, 한국전파연구원에서 운영 중인 주파수자원분석시스템을 통해 시뮬레이션 및 실제 측정결과 값을 비교하여 그 오차를 산정하였다. 그 결과, 김해지역에서의 400 MHz 대역 전파예측모델은 회절모델인 Deygout모델이 측정치와 일치하였다.

Abstract AI-Helper 아이콘AI-Helper

Wireless communication system for firefighters has an important role as the last communication method between the commander and the firefighters in disaster sites like fire. But the operation of Gyeongnam wireless communication system is installed, and maintained and controlled without criteria for ...

주제어

AI 본문요약
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제안 방법

  • 예측값은 자유공간모델, 단일 장애물 회절손실 모델, 다중 장애물 회절손실 회절손실모델을 산정하였고, 시뮬레이션은 전파연구소의 주파수자원분석시스템을 이용하여 회절모델인 다중 장애물 회절손실 모델을 사용하였으며, 모폴로지는 평야, 산악, 도심, 공항 및 교외지역을 대상으로 측정을 실시하였다. 그 결과 거리가 가깝고 가시거리가 구현되는 지형의 경우 예측 값과 실측값의 오차 범위는 낮게 발생되었지만 회절손실 모델에 따라, 거리와 고도, 장애물, 해수면, 인구밀집지역, 반사파, 회절, 간섭 등의 영향 등에 따라 실측값과 예측 값의 차이가 높게 발생되었다.
  • 이에 따라 본 논문에서는 경남 김해 소방무선중계국(신어산)을 기준으로 실제 김해지역 소방관들이 사용하고 있는 UHF 400 Mhz 대역을 전파예측모델을 이용하여 이론적으로 계산하고, 한국전파연구원에서 운영 중인 주파수자원분석시스템을 통해 시뮬레이션 및 실제 측정 결과 값을 비교하여 그 오차를 산정하였다.
  • 전파 측정은 경남 도내 소방서에서 운용중인 소방차량을 측정지점까지 이동 후 정차하여 차량국으로부터의 신호를 그림 6 과 같은 측정장비로 분석하였으며 1 ~ 5 차까지 5 회씩 총 50 회 측정하였다. 또한 측정 장비는 그림 6과 같이 차량국은 Motorora사의 MOTOTRBO XiR M8660UHF, 측정 장비는 Gencomm사의 GC7601A 모델의 RF분석기를 사용하였다.
  • 측정결과는 소방차량을 측정지점까지 이동하여 차량을 정차한 상태에서 측정장비를 이용하여 측정한 결과값을 나타내며 표 4 와 같다. 측정횟수는 1 ~ 5 차로 나눠서 10 회씩 총 50회씩 측정하였으며 측정지점마다 송ㆍ수신 감도는 평균 -79.7 ~-93.9 dBm 이며, 편차는 0.5 dB 이하이다. 측정결과 값과 주파수 분석 시스템에서 예측된 예측 값의 범위는 일치하였다.

대상 데이터

  • 전파 측정은 경남 도내 소방서에서 운용중인 소방차량을 측정지점까지 이동 후 정차하여 차량국으로부터의 신호를 그림 6 과 같은 측정장비로 분석하였으며 1 ~ 5 차까지 5 회씩 총 50 회 측정하였다. 또한 측정 장비는 그림 6과 같이 차량국은 Motorora사의 MOTOTRBO XiR M8660UHF, 측정 장비는 Gencomm사의 GC7601A 모델의 RF분석기를 사용하였다. 측정 지점은 그림 7과 같이 a, b, c, d 총 4 개 지점이며 모폴로지는 a.

이론/모형

  • 시뮬레이션은 한국전파연구원의 주파수 분석 시스템을 활용하여 주파수 분석 시스템의 회절손실 분석은 패스프로 파일을 분석하고 지형의 불규칙도와 장애물의 곡률반경을 비교하여 회절손실모델을 적용하였다. 그 결과 김해지역에 지형에 적합한 회절손실모델로 다중 장애물 회절손실 모델을 적용하였다. 무선국 상세정보는 그림 3과 같이 무선국종은 기지국, 허가사항의 좌표는 WGS84 좌표계, 지상고 10.
  • 시뮬레이션은 한국전파연구원의 주파수 분석 시스템을 활용하여 주파수 분석 시스템의 회절손실 분석은 패스프로 파일을 분석하고 지형의 불규칙도와 장애물의 곡률반경을 비교하여 회절손실모델을 적용하였다. 그 결과 김해지역에 지형에 적합한 회절손실모델로 다중 장애물 회절손실 모델을 적용하였다.
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질의응답

핵심어 질문 논문에서 추출한 답변
경남 소방무선통신시스템에서의 통신망이 설치된 소방무선중계소는 몇 곳인가요? 경남 소방무선통신시스템의 주 송신국인 소방무선중계소는 총 27 개소로서 산 정상 인근에 모두 설치되어 있다. 평균 해발고는 742 m, 최저 해발고 330 m(통영 미륵산), 최고 해발고는 1330 m(함양 기백산)이다.
경남 소방무선통신시스템의 운영 실정은 어떠한가? 소방무선통신은 화재, 구조, 구급 등 재난현장에서 지휘관과 현장 요원 간 최후의 통신으로서 중요한 역할을 하고 있다. 하지만 경남 소방무선통신시스템의 운영은 예산범위의 한계와 전문적인 통신 인력의 부재로 송신국 부지선정, 전파환경 분석 등의 정량적 평가나 검증없이 설치 및 유지 관리되고 있는 실정이다. 현장 내부는 전기차단 등에 의해 시야확보가 불가하고, 장비 등의 가동으로 각종 소음, 개인 안전 장비(방화복, 공기호 흡기, 면체)의 착용 그리고 양손에 재난 탐조등 또는 관창 등을 잡고 있으므로 행동제약에 따른 의사소통에 제약을 받는다[1],[2].
소방무선통신은 어떤 역할을 하나? 소방무선통신은 화재, 구조, 구급 등 재난현장에서 지휘관과 현장 요원 간 최후의 통신으로서 중요한 역할을 하고 있다. 하지만 경남 소방무선통신시스템의 운영은 예산범위의 한계와 전문적인 통신 인력의 부재로 송신국 부지선정, 전파환경 분석 등의 정량적 평가나 검증없이 설치 및 유지 관리되고 있는 실정이다.
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참고문헌 (13)

  1. E. S. Son, T. S. Park, J. N. Kim, and M. O. Yoon, "A study for the management of the wireless communication for safety of firefighter in fire scene," Korean Institute of Fire Science & Engineering(KIFSE), Vol. 27, No. 1, pp. 60-65, Feb. 2013. 

  2. J. W. Han, "A study on the wireless communications operations in disaster site," The 24th journal of fired Technology, National Fire Service Academy, Cheonan, 11-1660000-000478-14, pp. 277-304, 2014. 

  3. E. S. Hang: Radio-wave propagation data and method of forecast for terrestial broadcasting and ground moving service more than 30MHz : ITU-R 203-1/3, Korea Radio Station Management Agency, Seoul, 11-B550467-000037-01-20000814, 2000. 

  4. Gyeongsangnam-do Fire Department: Emergency response plan, Gyeongsangnam-do, Changwon, 76-6480000-000110-10, 2014. 

  5. Ministry of Public Safety and Fire Department : Basis present condition [Internet]. Available : http://www.mpss.go.kr/news/news_list_BD012.html. 

  6. C. H. Han: Radio commentary for firefighter, Seoul Emergency Operations Center, Seoul, 51-610000-000002-01, pp. 59-86, 2010. 

  7. K. T. Park, A Study on the Prediction Method of propagation Model in the Cellular Band, Dr. A dissertation, Korea Maritime University, Seoul, 2011. 

  8. J. M. Ku, Study on optimizing prediction model of wave propagation by radio measurement in the small city, M.A. dissertation, Hanyang University, Seoul, Feb. 2010. 

  9. S. W. Suh, "The prediction of electric field intensity from DTV transmitting signal," in Proceedings of the Korean Society of Broadcast Engineers Conference, Seoul: Korea, pp.384-387, Jul. 2010. 

  10. RRA : A study on the propagation prediction models for spectrum management science : https://rra.go.kr/board/research2/view.jsp?bd_seq895&cpage1&bd_type&searchConRS_TITLE&searchTxt스펙트럼관리&sortOrder 

  11. D. S. Kim, Study on the radio propagation model for digital TRS(trunked radio system) in 800MHz frequency band, M.A. dissertation, Yonsei University, Seoul, 2007. 

  12. C. S. Yu : Study on construction about resource analysis system II, National Radio Research Agency, Seoul, GOVP1200725331, Dec. 2006. 

  13. J. Deygout, "Correction factor for multiple knife-edge diffraction", IEEE Transaction on Antennas and Propagation, Vol. 36, No. 8, pp. 1256-1258, Aug. 1991. 

저자의 다른 논문 :

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