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사물인터넷 기반 지하철 역사공간 재난대응 시스템 개발에 관한 연구
A Study on Development of Interactive Smart Network(IoT)-based Subway Platform Disaster Response System 원문보기

한국방재안전학회논문집 = Journal of Korean Society of Disaster and Security, v.9 no.1, 2016년, pp.19 - 24  

박미연 ((주)승화기술정책연구소, 기술연구소) ,  구원용 ((주)이마이닝) ,  박완순 ((주)승화기술정책연구소, 기술연구소) ,  박은천 ((주)승화기술정책연구소, 기술연구소) ,  문병규 ((주)승화기술정책연구소, 기술연구소) ,  권세곤 (한국철도공사, 기술연구소)

초록
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본 연구에서는 사물인터넷 기반 재난 대응 시스템 개발에 관한 연구를 수행하였다. 센서 네트워크와 키퍼라고 하는 클라이언트 머신을 이용해서 네트워크 기반의 방재 시스템을 구축하는 방법에 대해서 연구하였으며, 또한 최적 피난을 위해서 신장 트리 기반의 피난 유도 알고리즘을 개발하여서 피난에 적용하였다. 개발 시스템은 실제 서울 개포동역에 테스트베드로 설치하여 검증을 하였으며, 실제로 지하철 안전을 위해서 유용한 시스템임을 확인할 수 있었다.

Abstract ▼ AI-Helper 아이콘AI-Helper

In this study, we conducted a study on the development of Internet of Things-based disaster response system. We researched the method of building the network-based disaster prevention system using a client machine that the sensor network and the keeper. Also, we developed the algorithm for optimal e...

주제어

#지하철 시설물   #재난전조   #사물인터넷   #센서   #피난  

AI 본문요약
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* AI 자동 식별 결과로 적합하지 않은 문장이 있을 수 있으니, 이용에 유의하시기 바랍니다.

문제 정의

  • 따라서, 본 연구에서는 지하철 등의 지하공간에서 발생 가능한 재난에 대응하기 위한 사물인터넷 기반 지하철 역사공간 재난대응 시스템을 개발하고, 이를 통해 재난 감지, 승객 대피 의사결정 등 재난 대응 중심의 선제적 재난관리체계 구축 및 신속한 의사결정 지원 할 수 있는 기술개발에 관한 연구를 수행하였다.
  • 본 연구에서 제안하는 사물인터넷 기반 재난 대응 시스템은 기존에 재난 발생 후 통신이 정지되면 마비되는 재난 대응시스템의 단점을 개선하기 위해서 현장에서 센서를 관리하는 기기 간 네트워크가 가능하도록 하는 와이파이 허브 기능을 추가한 스마트 센싱 네트워크디바이스를 정상적인 상황에서는 통합관리시스템에서 관리 및 제어를 통해서 제어하며, 방재 시스템이 정상적으로 작동하지 않는 상황에서는 스마트N키퍼의 피해를 최소화하는 초기 의사결정 및 피난 유도 자체 기능 등으로 이용해서 재난대응 기능을 자율적으로 수행할 수 있는 지능형 네트워크 시스템 개발에 관한 연구를 진행하였다.
  • 본 연구에서는 지하철 역사에서 최적 피난 경로를 제공하기 위해서 래프 구조의 각 노드에서 시작점(sink)로 이동하기 위한 최소거리 및 경로를 노드의 웨이트를 이용해서 산출할 수 있도록 한 Minimum Node Weighted Spanning Tree(MNWST) 알고리즘을 개발하였다.
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질의응답

핵심어 질문 논문에서 추출한 답변
MNWST란 무엇인가? MNWST는 신장 트리(spanning tree)의 일종인데 신장트리는 노드 V에 대해서 에지(E)의 개수가 |V| - 1인 트리로 두 노드를 이어주는 에지의 개수가 1개 이하인 트리이다. MNWST는 너비우선탐색(BFS) 혹은 깊이우선탐색(DFS)와 유사하게 각 노드를 탐색하면서 트리를 구현했는데 기본적으로 너비우선탐 알고리즘을 차용하며, 중복적으로 각 노드의 웨이트를 비교해서 최소 웨이트를 산출한다.
본 연구에서 개발한 시스템 구성은 어떠한가? 시스템 구성은 다음과 같다. 복수의 센서들이 TCP/IP로 연결된 센서네트워크들이 각 키퍼 및 마스터의 센서 데이터 수용모듈을 통해서 각 머신에 저장이 된다. 저장된 데이터는 JSON 형식으로 각 머신에서 제공이 된다. 키퍼 및 마스터는 각 SW가 설치된 머신의 로컬호스트를 통해서 JSON 형식으로 센싱 데이터를 제공받아 자체 DB에 저장을 하며 사용을 하며, 키퍼 및 마스터는 Ajax로 통신을 하며 필요한 정보를 교환한다.
본 연구에서 개발한 시스템에서 키퍼는 어떠한 역할을 수행하는가? 시스템은 크게 마스터와 키퍼의 2개로 구성된다. 키퍼는 역사 현장에 설치되어 있는 단말기로서 일정한 존 별로 설치가 되며 담당 존에 대해서 재난 정보 표출 및 피난 유도역할을 수행하고, 마스터는 키퍼들을 관리하는 역할과 전체 관제 역할을 하는 중앙관리 시스템으로 평상 시에는 센서 모니터링 시스템 역할 및 키퍼 관리 시스템 역할을 하며, 재난 상황 설정 등의 기능을 가진다. 재난 발생 시에는 관리자의 대응 요청 및 재난 관제 및 피난 유도 관제 시스템으로 사용된다.
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참고문헌 (3)

  1. Reinhard Diestel, Graph Theory, Springer Verlag Heidelberg, New York, 2005. 

  2. Thomas H. Cormen, Charles E. Leiserson, Ronald L. Rivest, and Clifford Stein, Introduction to Algorithms, The MIT Press, 2001. 

  3. 한학용, IT CookBook, 패턴인식 개론, 한빛미디어, 2014. 

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