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기계학습을 통한 전기화재 예측모델 연구
Electrical fire prediction model study using machine learning 원문보기

한국정보전자통신기술학회논문지 = Journal of Korea institute of information, electronics, and communication technology, v.11 no.6, 2018년, pp.703 - 710  

고경석 ,  황동현 (모바일웰컴) ,  박상준 (전북대학교 경영학과) ,  문가경 (연유아카데미)

초록
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매년 전기화재사고에 대한 사고유형 분석, 점검 등 전기적 화재사고를 줄이기 위해 다양한 노력이 있었으나, 효율적인 의사결정지원 체계 및 기존 누적 데이터 활용방안의 미비로 효과적인 대처방안이 부재한 현황이다. 본 연구는 전기안전점검데이터, 전기화재사고정보, 건축물정보, 기상청정보 등 데이터 기반의 전기화재를 예측하는 알고리즘을 개발하고 이를 활용하여 전기화재사고를 줄이는데 목적이 있다. 본 연구에서는 한국전기안전공사, 기상청, 국토교통부, 소방본부 등 기관별로 수집된 데이터를 전처리, 융합, 분석, 모델링, 검증 과정을 거쳐 전기화재에 영향을 끼치는 요인과 예측모델을 도출하였다. 주요요인으로 절연저항 값, 습도, 풍속, 건축물 노후년수, 용적율, 건폐율, 건축물용도로 나타났고, Random forest 알고리즘을 활용한 예측모델은 74.7%의 정확도를 얻었다.

Abstract AI-Helper 아이콘AI-Helper

Although various efforts have been made every year to reduce electric fire accidents such as accident analysis and inspection for electric fire accidents, there is no effective countermeasure due to lack of effective decision support system and existing cumulative data utilization method. The purpos...

주제어

표/그림 (12)

AI 본문요약
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문제 정의

  • 이러한 전기적 화재사고에 의한 문제를 인지하고, 데이터 기반 데이터마이닝 기술을 활용하여 전기안전사고 예측을 통해 선제적 대응체계가 필요하다. 본 연구는 전기화재와 관련된 데이터 기반으로 화재사고 패턴을 파악하고, 반복적으로 발생하는 사고 유형과 사고 위험도를 기계학습을 통해 예측 및 검증함으로써 전기적 화재사고를 줄이는데 목적이 있다.
  • 본 연구는 환경적‧전기적 요인에 따른 복합적인 이유에서 발생하는 전기화재사고를 데이터기반의 머신러닝기술을 적용하여 사고를 예측하고 이를 활용하여 사전에 예방점검을 통해 전기화재발생률을 줄이기 위함이다.
  • 대구광역시에서 발생한 3천 여건의 전기화재사고를 중심으로 건물속성, 전기안전점검데이터, 기상청데이터를 위치와 사고일자 기준으로 융합하였다. 전기화재가 발생했던 건물의 속성과 점검결과데이터, 기온, 습도, 강수량 등 기상정보를 알아보려고 함이다. 전기화재가 발생하지 않은 경우의 데이터셋을 만들기 위해 화재가 발생하지 않았던 건물공간정보 데이터에 전기안전점검데이터, 기상정보를 융합하였다.
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질의응답

핵심어 질문 논문에서 추출한 답변
한국전기안전공사는 전기안전사고에 대한 무슨역할을 하는가? 한국전기안전공사는 매년 전기안전사고(화재·감전 등)에 대한 정량화된 통계 기반의 데이터를 수집하고 관리하면서, 데이터 기반의 전기재해를 예방하기 위한 전기안전점검관련 1억 2천만 건의 누적 데이터 활용 필요성을 검토하였다.
전기화재사고가 일어나는 주요요인은 무엇인가? 본 연구에서는 한국전기안전공사, 기상청, 국토교통부, 소방본부 등 기관별로 수집된 데이터를 전처리, 융합, 분석, 모델링, 검증 과정을 거쳐 전기화재에 영향을 끼치는 요인과 예측모델을 도출하였다. 주요요인으로 절연저항 값, 습도, 풍속, 건축물 노후년수, 용적율, 건폐율, 건축물용도로 나타났고, Random forest 알고리즘을 활용한 예측모델은 74.7%의 정확도를 얻었다.
전기적 화재사고를 줄이기 위해선 해결해야할 문제점은 무엇인가? 매년 전기화재사고에 대한 사고유형 분석, 점검 등 전기적 화재사고를 줄이기 위해 다양한 노력이 있었으나, 효율적인 의사결정지원 체계 및 기존 누적 데이터 활용방안의 미비로 효과적인 대처방안이 부재한 현황이다. 본 연구는 전기안전점검데이터, 전기화재사고정보, 건축물정보, 기상청정보 등 데이터 기반의 전기화재를 예측하는 알고리즘을 개발하고 이를 활용하여 전기화재사고를 줄이는데 목적이 있다.
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참고문헌 (13)

  1. S. K. Lee, "A statistical Analysis on the electrical Accident", KESCO, Aug. 2016. 

  2. Breiman, L. Bagging predictors, Machine Learning, 24, 123-140. 1996 

  3. J. S. Ryu, S. T. Kim, "A conceptual Framework for spatial database structure", Korea Research Institute for Human Settlements., May 1996. 

  4. L. Breiman. "Random forests," Mach. Learn., vol. 45, no. 1, pp. 5-32, Oct. 2001 

  5. B. C. Ko, S. H. Kim, and J. Y. Nam, "X-ray image classification using random forests with local wavelet-based CS-local binary patterns," J. Digit. Imaging, vol. 24, no. 16, pp. 1141-1151, Oct. 2011 

  6. J. H. Hong, B. C. Ko, J. Y. Nam, "Human Action Recognition in Still Image Using Weighted Bag-of-Features and Ensemble Decision Trees",The Journal of Korea Information and Communications Society, Vol.38A(1), pp.1-9, Jan 2013. 

  7. H. Jung, and J. Kim, "A Machine Learning Approach for Mechanical Motor Fault Diagnosis," Society of Korea Indus. and Sys. Eng., vol. 40, no. 1, pp. 57-64, 2017. 

  8. F.Robert Jacobs, "Operations and Supply Management", McGrawHill, 2010 

  9. Y. T. Hur, D. I. Shin, S. K. Lee, "Data Mining of Gas Accident and Meteorological Data in Korea for a Prediction Model of Gas Accidents", Journal of the Korean Institute of Gas, Vol. 16, No. 1, Feb 2012. 

  10. D. S. Bea, "Statistical theory and application", chungmungak, 2003. 

  11. Jenks, George F., "The Data Model Concept in Statistical Mapping", International Yearbook of Cartography 7, pp. 186-190, 1967. 

  12. Ministry of Public Administration and Security, "Development of a Fire Risk Prediction System using Big Data", 2017. 

  13. Jae-Young Chang, 'An Experimental Evaluation of Box office Revenue Prediction through Social Bigdata Analysis and Machine Learning', The Journal of The Institute of Internet, Broadcasting and Communication VOL. 17 No. 3, 2017 

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