[논문]실내 충격소음 위험 평가 방법에 관한 연구

정성학; 송기혁

doi:10.14346/jkosos.2016.31.2.90

실내 충격소음 위험 평가 방법에 관한 연구
A Study on the Risk Assessment Method of Indoor-Impulsive Noise 원문보기

한국안전학회지 = Journal of the Korean Society of Safety, v.31 no.2, 2016년, pp.90 - 97

정성학 (국립재난안전연구원) , 송기혁 (국방과학연구소)

Abstract ▼ AI-Helper

The objective of this study is to evaluate the operator's safety for the risk assessment method of impulsive noise division. Literature reviews on the basis of the impulsive noise study, the measuring methods and procedures, based on the results of the analysis process presents a risk assessment methods. In this study, analysis of the MIL-STD-1474D, B-duration graph for the peak noise level to cross the line from the measurement results is limited by the risk retracted. It is possible to determine whether there is quick can be determined whether the risk. Measurement positions measured by the microphone is installed on the risk of applying results are so located within the tolerance impulsive noise in the measurement position can interpret subjective safety is ensured. In addition, Proportional Dose technology was the proposed by the Patterson with the risk assessment method was applied to the indoor-impulsive noise. As results of this study, results for the same value of applying the technique of Proportional Dose technology results calculated by MIL-STD-1474D methods allows 1 count once increased in comparison to the result obtained.

주제어

AI 본문요약
AI-Helper

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문제 정의

따라서 본 연구에서는 운용자 안전을 위하여 위험성 평가를 수행하였다. 연구문헌 고찰을 토대로 위험성이 가장 높은 실내 충격소음 부문에 대하여 위험성을 평가하였다.
그러나 최악의 경우를 적용하게 되면 단순하게는 훈련량 부족으로 인한 전술 이해 및 운용 능력 저하에서부터 향후 대외 수출 시 경쟁 기종에 비해 약점으로 지적될 수 있는 등 유무형의 손실이 예상되기도 한다. 따라서 본 연구에서의 Proportional Dose 후처리 기법과 같은 손실을 방지하기 위한 방안으로 대안의 위험평가 방법을 병행하여 이용할 것을 제안한다. Proportional Dose 후처리 기법은 Patterson이 제안한 방법으로서, 위험 지수(hazard indicator, HI)를 이용하여 각각의 위치에서 나타나는 위험성을 평가한다.
그러나 실제 전장에서는 정확한 결과보다 짧은 시간에 위해성 여부를 판단하는 것이 더욱 중요하다. 따라서 연산 시간을 줄이고 어느 수준 이상의 정확성이 보장되는 단순 모델을 개발할 수 있는지의 그 결과 여부에 따라서 해당결과의 데이터를 통하여 위험성 평가에 적용할 수 있는지 여부로 연계 가능성을 판단한다. 먼저, MIL-STD-1474D의 경우 최고 소음도와 지속 시간을 예측해야 하는데 최고 소음도의 경우 충격파의 형태, 충격파의 초기 강도, 그리고 음원의 방향성 패턴을 이용하여 예측이 가능하다.
본 연구에서는 Proportional Dose 후처리 기법을 실제 측정 결과에 적용해 보고 기존의 방법(worst case)과 비교하여 어떤 차이가 나타났는지 분석 하였다. 측정 위치에서 마이크로폰 배열을 이용해 측정한 결과를 바탕으로 각각의 위험 지수를 계산한 것이다.
이처럼 Proportional Dose 후처리 기법을 적용했을 경우, 1일 허용 횟수는 최악의 경우를 적용하여 얻은 결과보다 같거나 커지게 되고 정확한 평가를 위해서는 적어도 20개, 보통 30개 이상의 측정 결과가 필요하다. 본 연구에서는 사례연구를 통하여 Proportional Dose 후처리 기법을 실제 측정 데이터에 적용해 보고 기존의 방법(worst case)과 비교하여 어떤 차이가 발생하는지 분석 하였다.
Proportional Dose 후처리 기법은 Patterson이 제안한 방법으로서, 위험 지수(hazard indicator, HI)를 이용하여 각각의 위치에서 나타나는 위험성을 평가한다. 본 연구에서는 실내 충격소음의 위험성 평가시에는 MIL-STD-1474D 적용기준을 적용함과 동시에 보완적인 사항으로 Proportional Dose 후처리 기법을 함께 순차적으로 적용하여 제시하는 방법을 제안한다.
연구문헌 고찰을 토대로 위험성이 가장 높은 실내 충격소음 부문에 대하여 위험성을 평가하였다. 본 연구에서는 측정방법 및 절차, 결과분석 과정을 토대로 위험성 평가 방법을 제시하고자 한다. 사례연구를 통하여 위험성 평가를 수행하였고, 다양한 운용 조건에서의 위험성 평가를 수행할 수 있는 방법을 제공한다.
. 이것은 동일한 횟수, 동일한 에너지에 노출되는 상황을 가정 하였을 때, 같은 크기의 소음에 여러 차례 노출되는 것 보다 단 한번이라도 강한 소음에 노출될 경우 더욱 큰 피해를 입을 수 있다는 연구에 기반을 둔 것이다. 그러나 최악의 경우를 적용하게 되면 단순하게는 훈련량 부족으로 인한 전술 이해 및 운용 능력 저하에서부터 향후 대외 수출 시 경쟁 기종에 비해 약점으로 지적될 수 있는 등 유무형의 손실이 예상되기도 한다.
파형 기초 모델에 대해 살펴보자. 이것은 최고 소음도(peak sound pressure levels)나 지속시간과 같이 시간에 따른 음압 변화, 즉 음압 신호의 형태를 바탕으로 결정되는 매개변수를 이용하여 인체 위험성을 평가하는 방법이다.

가설 설정

첫째, 가장 먼저 고려한 기준은 단순함이다. 이것은 직관적인 평가 단위 또는 평가 식을 이용하여 노출된 소음의 위험성 정도나 충격파의 강도를 판단 할 수 있느냐를 결정하는 것이다.

제안 방법

기존의 MIL-STD-1474D를 적용할 경우, 84회가 산출되었다. 대푯값을 선정하기 위한 안전기준을 적용하고자 할 때, 지속시간에 따른 차이가 존재하므로 이를 보정하기 위한 Proportional Dose 후처리 기법을 적용하는 방안을 고려하였다. 지속시간에 따라 어떤 값을 해당 체계의 대표 값으로 지정해야 하는지 결정하는 과정에서 어려움이 예상된다.
본 연구에서는 측정방법 및 절차, 결과분석 과정을 토대로 위험성 평가 방법을 제시하고자 한다. 사례연구를 통하여 위험성 평가를 수행하였고, 다양한 운용 조건에서의 위험성 평가를 수행할 수 있는 방법을 제공한다.
여러 규정들 중에서, 본 연구에 가장 적합한 평가 기준을 선정하기 위해 3가지의 선정 기준을 정하고 MIL-STD-1474D와 8시간 평균 등가소음도를 비교하였다. 이 두 가지의 규정을 고려한 것은 상대적으로 최근에 만들어진 규정이고, 최근에도 관련된 연구가 다수 진행되고 있기 때문이다.
따라서 본 연구에서는 운용자 안전을 위하여 위험성 평가를 수행하였다. 연구문헌 고찰을 토대로 위험성이 가장 높은 실내 충격소음 부문에 대하여 위험성을 평가하였다. 본 연구에서는 측정방법 및 절차, 결과분석 과정을 토대로 위험성 평가 방법을 제시하고자 한다.
이를 위해 소음원에서 30cm 떨어진 양쪽 위치에 각각 다섯 개의 마이크로폰(제품번호: B&K4944A-125342∼11)으로 구성된 마이크로폰 배열을 설치하여 총 10개의 채널에서 10회 충격소음 시험을 진행하여 해당 위치에서의 음압신호를 얻었다.
본 연구에서는 Proportional Dose 후처리 기법을 실제 측정 결과에 적용해 보고 기존의 방법(worst case)과 비교하여 어떤 차이가 나타났는지 분석 하였다. 측정 위치에서 마이크로폰 배열을 이용해 측정한 결과를 바탕으로 각각의 위험 지수를 계산한 것이다. 1일 허용 횟수를 위험성 지수로 다음의 Table 3에서 표기하였다.

이론/모형

MIL-STD-1474D의 평가 방법을 적용하여 실내 충격 소음에 대한 위험성 평가를 실시하였다. 이를 위해 소음원에서 30cm 떨어진 양쪽 위치에 각각 다섯 개의 마이크로폰(제품번호: B&K4944A-125342∼11)으로 구성된 마이크로폰 배열을 설치하여 총 10개의 채널에서 10회 충격소음 시험을 진행하여 해당 위치에서의 음압신호를 얻었다.
Proportional Dose 후처리 기법은 Patterson이 제안한 기법으로 위험 지수(hazard indicator, HI)를 이용하여 각각의 위치에서 나타나는 위험성을 평가한다. 위험 지수는 다음과 같이 정의한다⁷⁾.
실내 충격소음원이 동일한 운용 조건(고각 0도, 방향 각 0도)에서 얻은 100개의 매개 변수 조합에서 다소 편차가 발생하였으나, 1일 허용 횟수를 산정하기 위한 최적의 방안으로 Proportional Dose 후처리 기법을 사용하였다. 기존의 MIL-STD-1474D를 적용할 경우, 84회가 산출되었다.
지속시간에 따라 어떤 값을 해당 체계의 대표 값으로 지정해야 하는지 결정하는 과정에서 어려움이 예상된다. 이러한 문제에 따라, Patterson이 제안 했던 Proportional Dose 후처리 기법을 적용하였다. 그 결과, 실내 충격소음측정 결과에 Proportional Dose 후처리 기법을 적용해 본 결과 기존의 방법으로 산출한 1일 허용 횟수에 비해 1횟수 증가한 결과 값을 얻었다.

성능/효과

누적 위험 지수가 1이 되는 경우가 중요한 이유는 1을 기준으로 해서 실내 충격소음 노출 불가와 노출 가능이 결정되기 때문인데, 만약 누적 위험 지수가 1을 넘어서게 되면 그 역수인 1일 허용 횟수는 1보다 작아지기 때문에 실내 충격소음 노출 불가라는 결과를 얻게 된다. 결과적으로 누적 위험 지수가 1보다 작으면서 최대값을 가질 때, 누적된 위험 지수의 개수를 Proportional Dose 후처리 기법을 적용한 1일 허용 횟수로 정의한다. 이를 바탕으로 생각해보면 위험 지수를 큰 순서대로 누적시킨 것은 위험성이 큰 결과부터 고려한다는 뜻이므로 최악의 경우를 고려하는 방법과도 어느 정도 관련이 있다고 할 수 있다.
이러한 문제에 따라, Patterson이 제안 했던 Proportional Dose 후처리 기법을 적용하였다. 그 결과, 실내 충격소음측정 결과에 Proportional Dose 후처리 기법을 적용해 본 결과 기존의 방법으로 산출한 1일 허용 횟수에 비해 1횟수 증가한 결과 값을 얻었다. 거의 유사한 결과치임을 알 수 있다.
본 연구에서 분석한 MIL-STD-1474D의 경우 B-지속시간에 대한 최고 소음도 그래프에서 측정 결과가 제한 선을 넘어 갔는지 여부로 위해성 여부를 판단 할 수 있어 매우 직관적으로 위해성 여부를 판단 할 수 있었다. 측정 위치에 마이크로폰을 설치하여 측정한 결과에 해당 규정을 적용하여 위험성을 분석한 결과, 모든 결과가 허용 범위 내에 위치하고 있으므로 실내 충격소음은 측정위치에서 안전성이 확보되었다고 해석 할 수 있다.
Patterson은 Proportional Dose 후처리 기법을 제안하면서 “최악의 경우가 위험성 규정의 허용 범위를 초과하지 않는 경우”에만 Proportional Dose 후처리 기법을 적용할 수 있다고 언급하고 있다. 본 연구의 상황에 맞춰서 해석해 보면, 최악의 경우에 대한 측정 결과를 이용하여 산출한 1일 허용 횟수가 MIL-STD-1474D에서 한계값으로 정의하는 5회 이상인 경우에만 Proportional Dose 후처리 기법을 적용할 수 있다는 의미이다. 앞에서 위험성 평가에 적용했던 측정 결과를 살펴보면 최악의 경우에 해당하는 1일 허용횟수가 7회로 나타났고 Proportional Dose 후처리 기법을 적용할 수 있다는 결론을 얻게 된다.
앞에서 위험성 평가에 적용했던 측정 결과를 살펴보면 최악의 경우에 해당하는 1일 허용횟수가 7회로 나타났고 Proportional Dose 후처리 기법을 적용할 수 있다는 결론을 얻게 된다.
이 평가방법에 따른 1일 허용 횟수의 분석결과, 1일 허용 횟수가 가장 작은 경우와 가장 큰 경우는 각각 7회와 84회로 나타났다.
이것을 종합해 보면, 유도무기에 대한 인체 위험성 평가에는 미국의 MIL-STD-1474D가 8시간 평균 등가소음도 보다 적합한 것으로 판단된다. 그리고 등가소음도의 경우에는 측정 결과를 이용한 평가에 한해 비교 분석 용도로 적용하는 것을 고려해 볼 수 있다¹⁹⁾.
2는 MIL-STD-1474D를 이용한 위험 평가에 사용되는 두 매개변수, 최고 소음도와 B-지속시간을 정의한 것이다. 지속시간에는 4가지 종류(A, B, C, D)가 있는데 MIL-STD-1474D에 적용되는 B-지속시간은 음원에서 발생한 충격파의 에너지 뿐 만 아니라 지면 반사와 같은 주변 환경의 영향도 함께 고려한 것으로, 본 연구에서 다루는 실내 공간에서의 충격소음에 대한 위험성 평가에 가장 적합하다고 할 수 있다.
본 연구에서 분석한 MIL-STD-1474D의 경우 B-지속시간에 대한 최고 소음도 그래프에서 측정 결과가 제한 선을 넘어 갔는지 여부로 위해성 여부를 판단 할 수 있어 매우 직관적으로 위해성 여부를 판단 할 수 있었다. 측정 위치에 마이크로폰을 설치하여 측정한 결과에 해당 규정을 적용하여 위험성을 분석한 결과, 모든 결과가 허용 범위 내에 위치하고 있으므로 실내 충격소음은 측정위치에서 안전성이 확보되었다고 해석 할 수 있다.

후속연구

이러한 연구결과는 안전성 측면에서는 검증하여 타당함을 보였다. 본 연구의 결과를 훈련이나 실제 현장에서의 사용성을 고려하여 이어지는 Proportional Dose 후처리 기법을 순차적으로 적용하는 방법에 대한 사례연구를 지속적으로 수행할 예정이다.
첫 번째의 MIL-STD-1474D방법은 간단하게 위험평가 방법으로 활용할 수 있겠으나 심도 깊은 위험성을 평가하는 방법으로 후처리 기법을 포함하는 순차적인 방법을 적용할 것을 제안한다. 본 연구의 제안방법을 통하여 합리적인 1일 허용 횟수를 산출 할 수 있을 것으로 판단된다.
첫 번째의 MIL-STD-1474D방법은 간단하게 위험평가 방법으로 활용할 수 있겠으나 심도 깊은 위험성을 평가하는 방법으로 후처리 기법을 포함하는 순차적인 방법을 적용할 것을 제안한다. 본 연구의 제안방법을 통하여 합리적인 1일 허용 횟수를 산출 할 수 있을 것으로 판단된다.

질의응답

핵심어	질문	논문에서 추출한 답변
	현재 보병이 운용하는 대전차 무기체계로는 어떠한 것들이 있습니까?	현재 보병이 운용하는 대전차 무기체계로는 RPG-7이나 106 mm 무반동총, TOW 등과 같은 무기체계 등이 있다. 실내 공간(벙커, 시가전에서 일반 건축물 등)에서 운용할 목적으로 체계를 개발하는 경우, 실내 공간의 특성으로 인해 영구적 청력 손실이나 내부 장기(호흡기, 순환계 등)의 손상, 그리고 그 밖의 심각한 외상(화상 등) 등의 위험성을 고려한다1-4).
	국방분야의 무기체계에서 발생한 소음에 대한 평가기준은 어떻게 나눌 수 있습니까?	국방분야의 무기체계에서 발생한 소음에 대한 평가기준은 크게 파형을 기초로 한 모델(waveform parameterbased damage risk criteria)과 에너지양을 기초로 한 모델(equivalent-based damage risk criteria)으로 나눌 수 있다9). 두 모델에 대한 설명과 각각의 장점과 단점, 그리고 대표적인 평가 기준 몇 가지를 다음의 Table 1에 정리하였다.
	무반동특성을 구현하려면 어떻게 해야 합니까?	운용자의 안전을 위하여 체계 설계시에는 무반동특성을 구현한다. 이러한 무반동 특성을 구현하기 위해 후방으로 연소 가스를 방출한다. 정확하게는 사출 모타의 노즐에서 발생하는 제트 유동(후폭풍)을 형성하는 방법을 사용하는 것이다. 음향학적인 관점에서 실외 공간과 뚜렷하게 비교되는 실내 공간만의 특성은 음파의 발산현상에서 확인할 수 있다.

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저자의 다른 논문 :

표제어: PCR

동의어: Packet Collision Rate

용어 설명 출처 목록 (6)

용어 설명: PCR은 세균 특이성이 있는 primer를 이용하여 적은 수의 세균이 있을지라도 쉽게 검출할 수 있는 유용한 방법이며, 이를 이용하여 구강 내 치면세균막이나 타액에서 직접 세균을 검출할 수 있게 되었다[8].

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