재난대응 의사결정 지원을 위한 시설물 중요도·위험도·피해액 산정 인벤토리 구축 방안 연구 Development Plan of Facility Importance, Risk, and Damage Estimation Inventory Construction for Assisting Disaster Response Decision-Making원문보기
최근 범지구적으로 증가하는 이상기후에 의해 SOC 시설물 안전이 지속적으로 위협받고 있다. 재난대응을 위해서는 피난 대피 경로 제시 등과 같은 신속한 의사결정이 필요하며 이는 재난 재해 정보 및 SOC 시설물 정보가 융 복합된 시공간적 정보가 활용되어야 한다. 이러한 정보는 정부 및 유관기관에서 분산적으로 수집되고 있어, 통합적 관리가 이루어지지 않고 있는 실정이다. 신속한 재난대응을 위해서는 분산 수집 관리되고 있는 재난 재해 정보의 통합관리와 SOC 시설물에 대한 안전도와 피해도 등의 정보 생성이 필요하다. 또한 재난 재해 정보 특성상 시공간적 융합이 필요하기 때문에, 관련 정보를 통합한 재해대응 의사결정 지원을 위한 인벤토리 구축이 필요하다. 본 연구에서는 신속한 재난대응의사결정 지원을 위한 시설물 중요도 위험도 피해액 인벤토리 구축 방안을 제시한다. 본 연구를 통해 분산 관리 되고 있는 재난 재해 및 SOC 시설물 관련 데이터를 수집하여 표준화 하고, 시설물의 중요도 위험도 피해액 산정에 필요한 통합 정보를 제공 할 수 있다. 향후 제안된 시스템을 통해 선제적 재난 대응을 위한 의사결정 도구로 활용할 수 있을 것으로 판단된다.
최근 범지구적으로 증가하는 이상기후에 의해 SOC 시설물 안전이 지속적으로 위협받고 있다. 재난대응을 위해서는 피난 대피 경로 제시 등과 같은 신속한 의사결정이 필요하며 이는 재난 재해 정보 및 SOC 시설물 정보가 융 복합된 시공간적 정보가 활용되어야 한다. 이러한 정보는 정부 및 유관기관에서 분산적으로 수집되고 있어, 통합적 관리가 이루어지지 않고 있는 실정이다. 신속한 재난대응을 위해서는 분산 수집 관리되고 있는 재난 재해 정보의 통합관리와 SOC 시설물에 대한 안전도와 피해도 등의 정보 생성이 필요하다. 또한 재난 재해 정보 특성상 시공간적 융합이 필요하기 때문에, 관련 정보를 통합한 재해대응 의사결정 지원을 위한 인벤토리 구축이 필요하다. 본 연구에서는 신속한 재난대응의사결정 지원을 위한 시설물 중요도 위험도 피해액 인벤토리 구축 방안을 제시한다. 본 연구를 통해 분산 관리 되고 있는 재난 재해 및 SOC 시설물 관련 데이터를 수집하여 표준화 하고, 시설물의 중요도 위험도 피해액 산정에 필요한 통합 정보를 제공 할 수 있다. 향후 제안된 시스템을 통해 선제적 재난 대응을 위한 의사결정 도구로 활용할 수 있을 것으로 판단된다.
The safety of SOC facilities is constantly under threat by the globally increasing abnormal climate. Responding to disasters requires prompt decision-making such as suggesting evacuation paths. For doing so, spatio-temporal information with convergence of disaster information and SOC facility inform...
The safety of SOC facilities is constantly under threat by the globally increasing abnormal climate. Responding to disasters requires prompt decision-making such as suggesting evacuation paths. For doing so, spatio-temporal information with convergence of disaster information and SOC facility information must be utilized. Such information is being collected separately by the government or related organizations, but not collectively. The collective control of the separately collected disaster information and the generation of SOC facility safety and damage information are required for prompt disaster response. Also, as disaster information requires spatio-temporal convergence in its nature, the construction of an inventory that integrates related information and assists disaster response decision-making is required. A plan to construct a facility importance, risk, and damage estimation inventory for assisting prompt disaster response decision-making is suggested in this study. Through this study, the disaster and SOC facility-related data, which are being managed separately, can be collected and standardized. The integrated information required for the estimation of facility importance, risk, and damage can be provided. The suggested system is expected to be used as a decision-making tool for proactive disaster response.
The safety of SOC facilities is constantly under threat by the globally increasing abnormal climate. Responding to disasters requires prompt decision-making such as suggesting evacuation paths. For doing so, spatio-temporal information with convergence of disaster information and SOC facility information must be utilized. Such information is being collected separately by the government or related organizations, but not collectively. The collective control of the separately collected disaster information and the generation of SOC facility safety and damage information are required for prompt disaster response. Also, as disaster information requires spatio-temporal convergence in its nature, the construction of an inventory that integrates related information and assists disaster response decision-making is required. A plan to construct a facility importance, risk, and damage estimation inventory for assisting prompt disaster response decision-making is suggested in this study. Through this study, the disaster and SOC facility-related data, which are being managed separately, can be collected and standardized. The integrated information required for the estimation of facility importance, risk, and damage can be provided. The suggested system is expected to be used as a decision-making tool for proactive disaster response.
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문제 정의
따라서 본 연구에서는 각각의 유관기관에서 분산되어 수집・관리되어지는 재난·재해 및 SOC 시설물 관련 정보를 지속적으로 수집·표준화하여, 시설물의 중요도·위험도·피해액 산정 등 필요 목적에 맞게 최적화 하여 사용자 요청에 따라 제공할 수 있고, 필요에 따라 정보 갱신 및 자료 재분류가 가능한 인벤토리 관리·연계 모듈 설계를 바탕으로 인벤토리 통합관리 시스템을 구축하고자 한다.
본 논문에서 제시하는 인벤토리 구축을 위해서는 중요도·위험도·피해액 산정에 필요한 기초자료들의 항목을 선정하고 분산 관리되어지는 정보들의 수집·표준화를 거쳐 인벤토리 구축하고자 한다.
본 연구에서는 재난대응의사결정 지원을 위한 시설물 중요도·위험도·피해액 산정 인벤토리 구축 방안을 제시하였다.
제안 방법
각각의 시설물의 중요도 분석을 위하여 세부 항목들을 도출하고 각 세부 항목별로 수집할 DB를 분류·수집 및 구축하였다.
따라서 본 연구에서는 공간정보 데이터를 집합된 정보(Aggregated data)가 아닌 Site specific data로 구축하였다. 건물자산 유형분류 및 인벤토리 DB 구조 설계를 위해서 국내 전산화된 건축물 관련 가용자료를 검토하여 건물 자산의 특성을 가장 정밀하게 설명할수 있는 건축물대장과 건물 외 정보인 센서스 정보(집계구 경계, 인구주택총조사, 경제총조사)를 기반으로 인벤토리를 설계하였다. 본 연구에서는 각각의 건물의 정밀한 위치 정보 구현을 위해 미국 HAZUS-MH의 Census Block 단위가 아닌 건축물대장 내 도로명주소를 바탕으로 PNU코드를 생성하여 벡터기반의 Point 형태로 구현하였으며, 피해액 정보 산정을 위해 건축물대장 정보를 기반으로 건물용도, 건물구조, 연면적, 지상층수, 사용승인일, 세대수 등의 DB 항목을 표 3과 같이 선정하였다.
우선 활동 구별(활동의 용도 파악), 우선순위 부여 등을 통해 활동을 분석한다. 그 다음 활동들을 지원하는 사회기반시설들과 해당 사회기반시설이 영향을 미치는 범위를 파악하여, 사회기반시설의 영향권을 분석한다. 그리고 각 활동들에 대해 주요 사회기반시설과 사회기반시설 대안들을 파악하고 이들이 지원하는 수준을 측정하여 사회기반시설의 용량을 파악하고 마지막으로 중요도의 상대적 수준을 계산한다.
그 다음 활동들을 지원하는 사회기반시설들과 해당 사회기반시설이 영향을 미치는 범위를 파악하여, 사회기반시설의 영향권을 분석한다. 그리고 각 활동들에 대해 주요 사회기반시설과 사회기반시설 대안들을 파악하고 이들이 지원하는 수준을 측정하여 사회기반시설의 용량을 파악하고 마지막으로 중요도의 상대적 수준을 계산한다.
사회간접자본시설물은 교량, 터널, 댐, 하천시설, 상하수도, 통신/방송시설로 구분하였으며, 에너지공업시설은 발전/전력시설, 송변전시설, 주요공업시설로 구분하였다. 끝으로 건축시설물은 공동주택, 다중이용시설, 옹벽 및 절토사면으로 분류하였다. 각각의 시설물의 중요도 분석을 위하여 세부 항목들을 도출하고 각 세부 항목별로 수집할 DB를 분류·수집 및 구축하였다.
둘째, 시설물 피해액 산정을 위한 정보는 전국 확산이 가능한 국내 공간 DB와 통계 DB 등을 고려하여 일반건물군의 유형, 용도 등의 특성에 따라서 분류체계를 확립하고, 자료의 정밀성 확보를 위하여 공간적으로 집합된 정보(Aggregated data)가 아닌 Site specific data로 구축하였다.
기존 다차원법에서의 공간정보의 경우 읍, 면, 동 단위로 구분되어 있어서 신뢰성이 저하되는 경향이 있다. 따라서 본 연구에서는 공간정보 DB를 집합된 정보가 아닌 Site specific data로 구축하였다. 또한 건물자산의 특성을 가장 잘 설명하는 건축물대장과 센서스 자료를 바탕으로 DB를 설계하였다.
그러나 과거 다차원법에서는 공간정보가 읍, 면, 동 단위로 구분되어 있어 공간정보데이터의 신뢰성이 저하되는 경향이 있다. 따라서 본 연구에서는 공간정보 데이터를 집합된 정보(Aggregated data)가 아닌 Site specific data로 구축하였다. 건물자산 유형분류 및 인벤토리 DB 구조 설계를 위해서 국내 전산화된 건축물 관련 가용자료를 검토하여 건물 자산의 특성을 가장 정밀하게 설명할수 있는 건축물대장과 건물 외 정보인 센서스 정보(집계구 경계, 인구주택총조사, 경제총조사)를 기반으로 인벤토리를 설계하였다.
따라서 본 연구에서는 공간정보 DB를 집합된 정보가 아닌 Site specific data로 구축하였다. 또한 건물자산의 특성을 가장 잘 설명하는 건축물대장과 센서스 자료를 바탕으로 DB를 설계하였다.
이를 위하여 성서산업단지 내의 도로를 구획하여 지점을 선정하였다. 또한 제방의 붕괴 시나리오를 고려하기 위하여 TB지역 내의 제방 구간을 검토하고 각 제방의 위치정보 및 높이정보 등을 구축하였다. 본 연구에서는 TB 지역 내 시설물들의 중요도·위험도·피해액 산정에 필요한 DB를 표 4~6과 같이 구축하였다.
본 논문에서 제안하는 인벤토리는 첫 번째 단계에서 확률 분석에 필요한 홍수 시나리오 정보와 외력정보(수위, 압력 등)를 구축하게 되며, 두 번째 단계인 위험도 분석에 필요한 홍수 시나리오별 파괴확률, 파괴 크기(부위, 섹션별) 정보, 실시간 모니터링 정보 및 시설물의 상태정보 등을 제공하며, 각각의 단계에서 계산되어지는 정보들을 수집·구축하여 재난대응 의사결정을 지원하게 된다.
본 연구에서는 TB 지역 내 시설물들의 중요도·위험도·피해액 산정에 필요한 DB를 표 4~6과 같이 구축하였다.
건물자산 유형분류 및 인벤토리 DB 구조 설계를 위해서 국내 전산화된 건축물 관련 가용자료를 검토하여 건물 자산의 특성을 가장 정밀하게 설명할수 있는 건축물대장과 건물 외 정보인 센서스 정보(집계구 경계, 인구주택총조사, 경제총조사)를 기반으로 인벤토리를 설계하였다. 본 연구에서는 각각의 건물의 정밀한 위치 정보 구현을 위해 미국 HAZUS-MH의 Census Block 단위가 아닌 건축물대장 내 도로명주소를 바탕으로 PNU코드를 생성하여 벡터기반의 Point 형태로 구현하였으며, 피해액 정보 산정을 위해 건축물대장 정보를 기반으로 건물용도, 건물구조, 연면적, 지상층수, 사용승인일, 세대수 등의 DB 항목을 표 3과 같이 선정하였다.
사회·산업 주요 활동정보는 지역사회와 업체 전문가 등을 인터뷰하여 수집하고 AHP 분석을 통해 선정하였다.
우선, 시설물을 크게 사회간접자본시설, 에너지/공업시설, 건축시설로 분류하고, 해당 시설물별로 시설물을 세분화하여 정의하였다. 사회간접자본시설물은 교량, 터널, 댐, 하천시설, 상하수도, 통신/방송시설로 구분하였으며, 에너지공업시설은 발전/전력시설, 송변전시설, 주요공업시설로 구분하였다. 끝으로 건축시설물은 공동주택, 다중이용시설, 옹벽 및 절토사면으로 분류하였다.
셋째, 시설물 위험도 산정을 위한 정보는 침수시나리오를 기반으로 시설물의 위치 정보와 높이 정보를 기반으로 침수 가능성을 판단할 수 있는 공간 DB를 구축하였다.
시설물의 중요도 정보 산정을 위해서는 시특법과 재난법에 나온 시설물 분류를 기준으로 분류하였다. 시설물의 중요도를 산정하기 위해서 시설물 기본 중요도, 시설물별 중요도 항목을 고려한 중요도와 공간정보 등이 필요하다.
시설물의 피해액 정보 산정을 위해서 다차원법에 의한 피해액 산정절차에 따라 DB를 구축하였다. 그러나 과거 다차원법에서는 공간정보가 읍, 면, 동 단위로 구분되어 있어 공간정보데이터의 신뢰성이 저하되는 경향이 있다.
시설물의 피해액 평가에서는 다차원법의 피해액 산정절차에 따라 국내 공간 DB, 일반 통계 DB 등을 종합적으로 고려하였다. 기존 다차원법에서의 공간정보의 경우 읍, 면, 동 단위로 구분되어 있어서 신뢰성이 저하되는 경향이 있다.
DIMSuS의 중요도 평가 과정은 그림 1과 같다. 우선 활동 구별(활동의 용도 파악), 우선순위 부여 등을 통해 활동을 분석한다. 그 다음 활동들을 지원하는 사회기반시설들과 해당 사회기반시설이 영향을 미치는 범위를 파악하여, 사회기반시설의 영향권을 분석한다.
이를 위하여 먼저 TB지역인 대구시 성서산업단지내의 시설물을 조사하여 시설물 상호연관정보 및 주요활동 정보 분석에 용이하고 재해발생 시 복구 및 대응 우선순위 산정에 필요한 사회시설, 공공시설, 산업체 등의 위험관리대상 시설물을 확정하였다(표 1).
이를 활용하여 시설물의 사회·경제적 중요도 및 지역적 특징을 결합해서 시설물의 중요도가 결정되어진다. 이를 위하여 해당 시설물별 관리자, 전문가 등의 인터뷰를 통한 AHP 분석을 수행하여 중요도 항목을 표 2와 같이 선정하였다.
본 연구에서는 재난대응의사결정 지원을 위한 시설물 중요도·위험도·피해액 산정 인벤토리 구축 방안을 제시하였다. 이를 위해 DIMSuS와 HAZUS-MH의 중요도와 위험도 평가 모델들을 기반으로 국내 가용 DB 들을 분석하고 구축하였다. 재난・재해의 신속한 대응을 위해서는 시설물들을 평가할 수 있는 정보가 필수적이다.
각각의 시설물의 중요도 분석을 위하여 세부 항목들을 도출하고 각 세부 항목별로 수집할 DB를 분류·수집 및 구축하였다. 중요도 정보를 선정하기 위해서 우선, 시설물관리자와의 인터뷰를 통해 시설물별로 이루어지는 활동들을 도출하고 AHP를 통해 사회기반시설의 서비스 수준을 도출하고, 중요도의 상대수준을 파악하였다. 사회·산업 주요 활동정보는 지역사회와 업체 전문가 등을 인터뷰하여 수집하고 AHP 분석을 통해 선정하였다.
첫째, 시설물 중요도 산정을 위한 정보는 시특법과 재난법에 나온 시설물 분류를 기본으로 하여 시설물의 사회·경제적 중요도 및 지역적 특징을 결합해서 시설물이 가지고 있는 규모의 중요도와 합쳐서 시설물의 중요도를 결정할 수 있도록 항목을 선정하였다.
대상 데이터
재난발생시 시설물의 중요도 평가를 위해서는 시설물의 중요도 기준을 검토하고 분석하여야 한다. 그러기 위해 먼저 시특법과 재난법에 나온 시설물을 기본으로 하여, 관리가 가능한 시설물과 공익성이 상대적으로 높은 시설물을 대상시설물로 선정하였다. 우선, 시설물을 크게 사회간접자본시설, 에너지/공업시설, 건축시설로 분류하고, 해당 시설물별로 시설물을 세분화하여 정의하였다.
시설물의 위험도 정보 산정을 위해서는 침수 시나리오 정보에 따라 구조적·기능적 위험도를 산출하기 위하여 시설물의 위치정보와 높이 정보 등이 우선 구축하여야 한다. 이를 위하여 성서산업단지 내의 도로를 구획하여 지점을 선정하였다. 또한 제방의 붕괴 시나리오를 고려하기 위하여 TB지역 내의 제방 구간을 검토하고 각 제방의 위치정보 및 높이정보 등을 구축하였다.
성능/효과
셋째, 적용대상에 대한 일반성과 산정과정의 편의성 : 홍수피해산정은 다양한 치수사업의 분석에 활용되므로 일반적이고 손쉽게 적용할 수 있어야 한다.
첫째, 피해지역 토지이용 및 자산조사의 정밀성과 정확성 : 이는 대상지역의 잠재적 피해의 정도를 나타내는 요소로서 산정된 피해가 지역 특성을 잘 설명할 수 있는가를 결정짓는다.
후속연구
SOC 시설물 안전도 및 피해 상황 등을 계속해서 모니터링하기 위해서는, 중앙정부 산하의 각 부처 및 지자체의 관련 기관에 분산된 재난 관련 데이터 및 SOC 시설물 정보를 모두 통합하는 인벤토리가 구축되어야 한다. 또한, 수집된 재해데이터의 통합 관리체계를 구축하여 SOC 시설물 중요도, 위험도, 피해액 등의 필요한 정보를 생성하기 위한 기반자료로서의 연속적인 자료 수집 및 정보 보급이 가능한 인벤토리의 구축이 필요하다. 뿐만 아니라, 적재적소에 필요한 공간데이터로의 변환 및 용도·목적별 데이터 재분류는 신속한 재난대응 의사결정을 효율적으로 가능하게 함으로써 방재업무 지원 및 대민서비스를 가능하게 한다.
이렇게 구축되는 중요도 평가 DB들은 재난 상황뿐만 아니라 평상시 유지관리 우선순위 도출에서 활용할 수 있을 것으로 판단된다.
또한 세 가지 조건은 모두 피해지역의 공간적 분포를 반영하기 위한 지리정보시스템(GIS) 활용의 중요성을 내포하고 있다. 즉, GIS의 활용은 분포형 홍수피해산정법의 방법론적 완결성을 충족시키는 필요충분조건이 될 것이다. 최근의 GIS를 활용한 홍수피해산정 개념은 이러한 조건들을 기반으로 하고 있으며 분석과정 및 체계를 도시하면 다음 그림 3과 같다.
향후 연구에서는 TB지역인 성서산업단지 전체 지역으로 인벤토리를 확대 구축하고, 더 나아가 전국 확산이 가능하도록 인벤토리의 연계성 및 확장성을 고려한 통합 인벤토리 구축 기술을 개발할 것이며, 이를 위하여 정부 부처별로 수집 관리하는 통계 및 수치자료의 지속적인 자료 업데이트를 통해 표준화가 완료된 통합 형태의 인벤토리를 개발할 것이다.
질의응답
핵심어
질문
논문에서 추출한 답변
사회기반시설의 중요도란 무엇인가?
사회기반시설의 중요도란 어떤 사회기반시설이 지역사회·산업에 미치는 영향이라고 할 수 있다. DIMSuS의 중요도 평가 과정은 그림 1과 같다.
HAZUS-MH의 특징은 무엇인가?
시설물의 중요도와 위험도 평가는 미국의 HAZUS-MH와 DIMSuS에서 주로 다루어지고 있다. HAZUS-MH는 GIS기술을 토대로 구축된 시스템으로 그 성능이 꾸준히 향상되고 있으며 미국의 재해위험예측과 피해저감계획을 세우기 위한 의사결정 지원수단으로서 사용이 점차적으로 증가하고 있다(Kang et al., 2007).
과거 다차원법의 한계를 보완하기 위해 본 연구에서는 어떤 자료를 이용하여 공간정보 데이터를 구축하였는가?
그러나 과거 다차원법에서는 공간정보가 읍, 면, 동 단위로 구분되어 있어 공간정보데이터의 신뢰성이 저하되는 경향이 있다. 따라서 본 연구에서는 공간정보 데이터를 집합된 정보(Aggregated data)가 아닌 Site specific data로 구축하였다. 건물자산 유형분류 및 인벤토리 DB 구조 설계를 위해서 국내 전산화된 건축물 관련 가용자료를 검토하여 건물 자산의 특성을 가장 정밀하게 설명할수 있는 건축물대장과 건물 외 정보인 센서스 정보(집계구 경계, 인구주택총조사, 경제총조사)를 기반으로 인벤토리를 설계하였다.
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