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문제 정의
- 본 논문에서는 SOC 시설물의 단순 피해 상황관리 및 복구비 산정이 아닌 피해상황에 가장 적합한 피해복구방법 도출과 신속한 복구자원 할당을 지원할 수 있는 웹기반 재난피해복구지원시스템 및 복구자원 지원 요청 전자문서 구현 내용을 설명한다. 피해 발생시, 획득된 현장 피해 상황에 대한 영상 정보 및 재해피해 발생 보고 전자문서를 바탕으로 피해복구 시나리오에 따라 적절한 피해복구 공사의 종류(공종) 및 공사방법(공법)을 도출하며, 복구자원을 할당하도록 정보시스템을 개발하였다.
- 본 논문에서는 SOC 시설물의 재해 발생시 신속한 피해복구가 이루어질 수 있도록 하는 웹기반 재난피해복구지원시스템에 대해 설명하였다. 국내외에서 운용중인 재난 피해관리 및 대응자원 운용과 관련된 기존 시스템 분석을 통하여 복구실행계획 도출 및 복구자원 지원 요청에 관한 문제점을 도출하였고, 이를 해결하기 위한 선행연구들을 조사하였다.
가설 설정
- 예시로 낙동강 강정고령보 및 사문진교에 피해가 발생했을 때를 가정하여 시스템 동작 내용을 설명한다. 먼저 시설물의 피해신고가 접수되었을 때 [Figure 8]과 같이 시설별로 피해현황을 파악할 수 있다.
제안 방법
- 시스템 요구사항을 바탕으로 분석된 항목을 기능별로 분리하여 3계층화하였고, 기능 명세서를 작성하여 [Table 1]에 나타내었다. 1계층은 가장 상위 단계로 계정관리, 재난피해이력, 시설물, 피해분석, 긴급복구, 관리 기능으로 분류하였다.
- 복구자원 할당 이후 복구자원 소유기관에 복구자원 지원을 신속하게 요청하기 위한 전자문서도 설계하였다. Windows 환경에서 재난피해복구지원 네트워크를 구현하고 동작을 확인하였다.
- 복구실행은 복구자원 지원요청 전자문서를 통해 복구자원 소유기관에 지원을 요청하게 된다. 관리 기능은 피해복구 자원관리, 피해복구 공종관리, 복구자원 풀(pool) 관리의 2계층으로 세분화하여 긴급복구 기능에 사용되는 DB를 입력, 저장, 조회할 수 있도록 하였다.
- 본 논문에서는 SOC 시설물의 재해 발생시 신속한 피해복구가 이루어질 수 있도록 하는 웹기반 재난피해복구지원시스템에 대해 설명하였다. 국내외에서 운용중인 재난 피해관리 및 대응자원 운용과 관련된 기존 시스템 분석을 통하여 복구실행계획 도출 및 복구자원 지원 요청에 관한 문제점을 도출하였고, 이를 해결하기 위한 선행연구들을 조사하였다. 제안 시스템은 DBMS, Application, Interface 영역으로 구성된다.
- 앞서 설계된 기능을 구현하기 위해서는 데이터베이스의 설계가 필요하다. 기능에 따라 개체-관계를 도출하는 데이터 모델링을 수행한 후, 개체들의 속성을 정의하고 각 테이블을 정규화 형태로 구축하였다. 개체와 관계의 논리적 구조로부터 효율적으로 구현을 가능하게 하기 위하여 개체의 물리적 구조의 칼럼명과 데이터 타입을 정의한다.
- 재난피해 복구지원 네트워크는 기상청, 시설관리공단 등 외부기관 정보 수집용 웹서버, 센서 데이터와 CCTV 정보 모니터링용 서버/정보전달 인터페이스, 3차원 공간정보 구현을 위한 GIS 서버, 재난피해복구지원 프로그램, 복구자원 소유기관으로의 지원 요청 정보 전달 인터페이스로 구성되며, 내․외부 연계 구성도를 [Figure 6]에 나타내었다. 기상정보 및 시설물 상태정보는 API를 통해 시스템 웹서버로 연계될 수 있도록 하였고, 복구자원 소유기관으로의 지원요청은 전자문서를 통해 이루어질 수 있도록 구현하였다.
- 피해분석은 피해발생보고 전자문서와 센서를 통한 계측정보, CCTV 영상정보를 바탕으로 피해상황을 통합 분석하여 피해를 판별하는 기능으로 설계하였다. 긴급복구는 피해분석정보를 바탕으로 피해복구 공법 도출, 소요자원 산출, 복구 실행 기능으로 구성하였다. 복구실행은 복구자원 지원요청 전자문서를 통해 복구자원 소유기관에 지원을 요청하게 된다.
- 신속한 피해복구 의사결정을 위해서 시설물 관리자 및 피해복구 관계기관이 신속하게 시스템에 접속하여 검토하고 수행할 수 있도록 웹기반으로 구축하였으며, GIS를 기반으로 하여 피해 상황 및 복구 자원정보를 직관적으로 인지할 수 있도록 하였고, 오픈API(Open API)를 통한 외부 기관과의 연계를 통하여 피해상황에 대한 다양한 정보를 수집하고, 종합재난 상황 정보를 제공할 수 있도록 하였다. 또한, 복구자원 지원을 요청하는 전자문서를 복구자원 소유기관에 신속하게 전달하기 위한 XML 스키마를 설계하고 인터페이스를 개발하였다.
- 복구자원 지원요청을 위한 전자문서는 복구자원 할당에 의한 결과를 복구자원 소유기관에 신속히 전달하기 위한 문서로 한국전자거래진흥원의 XML 전자문서 개발지침[8]에 맞춰 개발하였다. [Figure 3]에 보인 바와 같이 개념적 모델링, 비즈니스 정보, XML 스키마 개발, 구현 모델 설계의 순으로 수행하였다.
- 피해상황을 파악하고 피해복구 공종과 공법을 도출하여 자원할당을 수행하기 위한 기능을 3계층으로 상세 분류하였으며, 이를 구현하기 위한 데이터베이스를 설계하였다. 복구자원 할당 이후 복구자원 소유기관에 복구자원 지원을 신속하게 요청하기 위한 전자문서도 설계하였다. Windows 환경에서 재난피해복구지원 네트워크를 구현하고 동작을 확인하였다.
- 복구자원은 관리하는 복구자원 pool 테이블과, 선정된 복구공법에 따라 필요한 후보자원 도출정보 테이블, 그리고 현장 투입 우선순위 등에 따른 할당정보 테이블을 별도로 갖도록 데이터베이스를 설계하였다.
- 계정관리는 시스템 사용자의 계정을 추가, 삭제, 변경, 조회하는 기능이며, 재난피해이력은 시설물에 대한 과거 피해상황을 누적하여 관리하는 기능이다. 시설물은 관리 대상 시설물, 피해분류, 피해개요의 2계층으로 세분화하였으며, 이들 중 피해분류 기능은 본 시스템에서 관리하려고 하는 시설물의 최소분류인 부위분류 및 피해유형, 피해형태에 대한 코드정보를 관리한다. 피해분석은 피해발생보고 전자문서와 센서를 통한 계측정보, CCTV 영상정보를 바탕으로 피해상황을 통합 분석하여 피해를 판별하는 기능으로 설계하였다.
- 시스템 요구사항을 바탕으로 분석된 항목을 기능별로 분리하여 3계층화하였고, 기능 명세서를 작성하여 [Table 1]에 나타내었다. 1계층은 가장 상위 단계로 계정관리, 재난피해이력, 시설물, 피해분석, 긴급복구, 관리 기능으로 분류하였다.
- 피해 발생시, 획득된 현장 피해 상황에 대한 영상 정보 및 재해피해 발생 보고 전자문서를 바탕으로 피해복구 시나리오에 따라 적절한 피해복구 공사의 종류(공종) 및 공사방법(공법)을 도출하며, 복구자원을 할당하도록 정보시스템을 개발하였다. 신속한 피해복구 의사결정을 위해서 시설물 관리자 및 피해복구 관계기관이 신속하게 시스템에 접속하여 검토하고 수행할 수 있도록 웹기반으로 구축하였으며, GIS를 기반으로 하여 피해 상황 및 복구 자원정보를 직관적으로 인지할 수 있도록 하였고, 오픈API(Open API)를 통한 외부 기관과의 연계를 통하여 피해상황에 대한 다양한 정보를 수집하고, 종합재난 상황 정보를 제공할 수 있도록 하였다. 또한, 복구자원 지원을 요청하는 전자문서를 복구자원 소유기관에 신속하게 전달하기 위한 XML 스키마를 설계하고 인터페이스를 개발하였다.
- 위 설계를 바탕으로 Microsoft Windows 환경에서 시스템을 구현하고 동작을 확인하였다. 프로그래밍은 JDK1.
- 복구자원 지원요청에 사용되는 엘리먼트로는 문서번호, 일시, 업체명, 작업명, 작업내용, 지원위치, 지원항목, 기타의견, 접근로 취약지점, 복구지역, 발신처로 설정하였다. 작업내용(REPAIR_CONTENTS)은 작업시간, 대상시설, 복구공법으로 세분화하였고, 지원위치에는 주소와 GIS 정보도 같이 표기하여 정확한 위치를 전송할 수 있도록 하였다. [Figure 4] ⓐ 부분의 지원항목(SUPPORT_ITEM)은 소요되는 복구자원의 종류(장비, 인력, 물량, 수송, 구호, 행정)에 따라서 다르게 되나, 개발된 XML 스키마는 코드화된 복구자원을 구분하여 동시에 사용할 수 있도록 설계하였다.
- 재난 피해관리 및 대응자원 운용과 관련된 기존 시스템의 관리대상 정보를 파악하기 위하여 국내·외에서 운용중인 시스템을 분석하였다.
- 앞서 [Table 1]에 설계된 기능을 구현하기 위한 전체적인 시스템의 프로세스를 [Figure 7]에 표시하였다. 재해 발생 이후 시설물 재해특성표를 기준으로 사용하여 복구대상 여부를 판단하게 되고, 복구 공종 및 공법 도출, 소요자원 산출, 후보자원 도출 및 평가, 할당, 전문가 검토, 복구 실행계획 도출, 복구자원 지원 요청, 복구상황 관리 등의 프로세스를 거쳐 복구가 완료되도록 프로세스를 설정하였다.
- 국내외에서 운용중인 재난 피해관리 및 대응자원 운용과 관련된 기존 시스템 분석을 통하여 복구실행계획 도출 및 복구자원 지원 요청에 관한 문제점을 도출하였고, 이를 해결하기 위한 선행연구들을 조사하였다. 제안 시스템은 DBMS, Application, Interface 영역으로 구성된다. 피해상황을 파악하고 피해복구 공종과 공법을 도출하여 자원할당을 수행하기 위한 기능을 3계층으로 상세 분류하였으며, 이를 구현하기 위한 데이터베이스를 설계하였다.
- 개체와 관계의 논리적 구조로부터 효율적으로 구현을 가능하게 하기 위하여 개체의 물리적 구조의 칼럼명과 데이터 타입을 정의한다. 피해 관련 개체와 복구 관련 개체를 구분하여 설계하였다. 속성을 생략하고 설계된 개체관계도(ERD, Entity Relationship Diagram)를 [Figure 2]에 나타내었다.
- 본 논문에서는 SOC 시설물의 단순 피해 상황관리 및 복구비 산정이 아닌 피해상황에 가장 적합한 피해복구방법 도출과 신속한 복구자원 할당을 지원할 수 있는 웹기반 재난피해복구지원시스템 및 복구자원 지원 요청 전자문서 구현 내용을 설명한다. 피해 발생시, 획득된 현장 피해 상황에 대한 영상 정보 및 재해피해 발생 보고 전자문서를 바탕으로 피해복구 시나리오에 따라 적절한 피해복구 공사의 종류(공종) 및 공사방법(공법)을 도출하며, 복구자원을 할당하도록 정보시스템을 개발하였다. 신속한 피해복구 의사결정을 위해서 시설물 관리자 및 피해복구 관계기관이 신속하게 시스템에 접속하여 검토하고 수행할 수 있도록 웹기반으로 구축하였으며, GIS를 기반으로 하여 피해 상황 및 복구 자원정보를 직관적으로 인지할 수 있도록 하였고, 오픈API(Open API)를 통한 외부 기관과의 연계를 통하여 피해상황에 대한 다양한 정보를 수집하고, 종합재난 상황 정보를 제공할 수 있도록 하였다.
- 피해가 발생한 이후 안전점검 및 정밀안전진단세부지침 D등급 이상인 경우로 복구대상을 한정하였다. 피해복구 시나리오[12]를 기반으로 시설물 대중소 분류별 복구공사기준과 환경조건에 따라 피해발생 부위별(예, 다기능보-본체-가동보)로 피해복구 공종 및 공법이 도출되도록 하였다. 환경기준(유속, 온도, 풍속 등), 피해형태(균열, 침하, 파손, 세굴 등)와 긴급공사판정기준(두께, 면적, 각변위 등)에 따라 공종 및 공법을 도출하였다.
- 피해복구자원 할당 정보에 따라 작성된 문서의 비즈니스 정보개체의 데이터 타입을 스프레드시트를 기반으로 정의하고, UML 다이어그램(속성, 관계차수, 관계속성 등)으로 표현한 후, 스프레드시트 단계에서 개발된 항목을 XML 스키마로 매핑하였다. [Figure 4]는 복구자원 지원요청 정보 전달을 위하여 개발된 XML 스키마이다.
- 시설물은 관리 대상 시설물, 피해분류, 피해개요의 2계층으로 세분화하였으며, 이들 중 피해분류 기능은 본 시스템에서 관리하려고 하는 시설물의 최소분류인 부위분류 및 피해유형, 피해형태에 대한 코드정보를 관리한다. 피해분석은 피해발생보고 전자문서와 센서를 통한 계측정보, CCTV 영상정보를 바탕으로 피해상황을 통합 분석하여 피해를 판별하는 기능으로 설계하였다. 긴급복구는 피해분석정보를 바탕으로 피해복구 공법 도출, 소요자원 산출, 복구 실행 기능으로 구성하였다.
- 제안 시스템은 DBMS, Application, Interface 영역으로 구성된다. 피해상황을 파악하고 피해복구 공종과 공법을 도출하여 자원할당을 수행하기 위한 기능을 3계층으로 상세 분류하였으며, 이를 구현하기 위한 데이터베이스를 설계하였다. 복구자원 할당 이후 복구자원 소유기관에 복구자원 지원을 신속하게 요청하기 위한 전자문서도 설계하였다.
- 피해복구 시나리오[12]를 기반으로 시설물 대중소 분류별 복구공사기준과 환경조건에 따라 피해발생 부위별(예, 다기능보-본체-가동보)로 피해복구 공종 및 공법이 도출되도록 하였다. 환경기준(유속, 온도, 풍속 등), 피해형태(균열, 침하, 파손, 세굴 등)와 긴급공사판정기준(두께, 면적, 각변위 등)에 따라 공종 및 공법을 도출하였다.
대상 데이터
- 피해가 발생한 이후 안전점검 및 정밀안전진단세부지침 D등급 이상인 경우로 복구대상을 한정하였다. 피해복구 시나리오[12]를 기반으로 시설물 대중소 분류별 복구공사기준과 환경조건에 따라 피해발생 부위별(예, 다기능보-본체-가동보)로 피해복구 공종 및 공법이 도출되도록 하였다.
성능/효과
- 개발된 XML 스키마를 이용하여 복구자원 할당에 의한 정보가 복구자원 지원요청 전자문서로의 전환을 원활이 이룰 수 있었으며, 복구자원 지원정보 전달 인터페이스를 통해 복구자원 지원요청 네트워크를 설계할 수 있었다.
후속연구
- 개발된 시스템은 정확한 피해상황을 바탕으로 최적의 피해복구 실행계획을 수립하고 복구자원을 할당하여 신속하게 피해복구 자원을 요청하여 복구가 수행되도록 하는데 용이하게 사용될 수 있을 것이라고 판단된다. 본 논문에서 설명한 시스템을 활용함으로써 재난피해발생시 신속한 초기 대응으로 피해확산을 방지하는데 도움을 줄 것이라고 기대된다.
- 개발된 시스템은 정확한 피해상황을 바탕으로 최적의 피해복구 실행계획을 수립하고 복구자원을 할당하여 신속하게 피해복구 자원을 요청하여 복구가 수행되도록 하는데 용이하게 사용될 수 있을 것이라고 판단된다. 본 논문에서 설명한 시스템을 활용함으로써 재난피해발생시 신속한 초기 대응으로 피해확산을 방지하는데 도움을 줄 것이라고 기대된다.
- 2002년 발생한 태풍 루사의 경우 5조 1천억 원의 재산피해를 발생시켜 역대 최대 재산피해를 가져왔으며, 1조원 이상의 재산피해를 가져온 태풍은 모두 1999년 이후에 발생한 태풍에 의한 것이었다. 태풍 등에 의한 피해발생시 이를 복구하기 위한 복구비는 피해액의 2배 정도가 소요되므로, 재해 발생시 피해복구 대응속도를 향상시키고 2차 피해 확산을 방지하여 복구비를 저감시킬 수 있도록 하는 연구가 필요하다. 특히 SOC 시설물의 손상 등은 초동대응이 느릴 경우 추가 유실, 붕괴 등의 위험이 발생할 가능성이 있어 체계적인 대응시스템의 마련이 요구된다.
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