[논문]교육시설 재난안전관리를 위한 데이터 표준화 및 활용방안 연구

강성경; 이영재

doi:10.5859/kais.2018.27.2.175

문제 정의

따라서 본 연구에서는 현행 교육시설 사고이력 관리의 문제점을 도출하여 이를 해결하기 위한 데이터 표준을 제시한다. 또한 체계적인 데이터 관리를 통한 데이터 품질 확보 및 외부데이터 연계, 분석 등을 통해 효율적인 업무처리를 지원하기 위한 의사결정 지원방안을 모색하여 선제적이고 통합적인 교육시설 재난안전관리의 기틀을 제안하고자 한다.
따라서 본 연구에서는 현행 교육시설 사고이력 관리의 문제점을 도출하여 이를 해결하기 위한 데이터 표준을 제시한다. 또한 체계적인 데이터 관리를 통한 데이터 품질 확보 및 외부데이터 연계, 분석 등을 통해 효율적인 업무처리를 지원하기 위한 의사결정 지원방안을 모색하여 선제적이고 통합적인 교육시설 재난안전관리의 기틀을 제안하고자 한다.
또한 정립된 표준 용어에 따라 축적된 데이터를 정제하여 엑셀 DB를 구축하였으며, 정리된 데이터를 기반으로 지난 10여 년간의 교육시설 사고발생 패턴 등을 살펴보았다. 마지막으로 표준 데이터관리 및 분석에 의한 사업연계 방안 제시를 통해 본 연구의 당위성을 제시하였다.
본 연구에서는 선행연구 재난안전사고 온톨로지 분류체계를 참조하여 다음 과 같이 교육시설 주제영역에 적합하도록 기본요소를 정의하였다.
본 연구에서는 위와 같은 데이터 관리 상의 문제를 해결하기 위해 교육시설 재난안전관리 관련 데이터 용어 표준 분류체계를 제시하고, 이를 활용한 사업연계 방안을 모색하였다. 관계 법령, 매뉴얼, 교육시설 사고 및 공제이력 데이터 등의 문헌분석 및 필터링작업을 통해 6개 교육시설 안전관리 기본요소(이해관계자, 취약성,자원, 재난, 조치사항, 재해) 분류체계를 정립하고, 사업 담당자와의 수차례 워크숍을 통해 용어 분류체계를 재정비 하였다.

제안 방법

각종 문헌분석을 통해 6개 교육시설 재난안전관리와 관련한 기본요소의 세부 카테고리 및 용어를 추출하는 과정에서 해당 요소와 관련 있는 특징이나 성질을 나타내는 속성을 함께 도출하였다. 하지만 각 문헌에서 나타내고 있는 용어들은 공통적으로 사용되는 경우도 있으나 유사어, 동의어 등으로 다르게 사용되는 경우가 있어 용어의 표준화를 통해 분류체계를 정립하는 과정이 필요하다.
본 연구에서는 위와 같은 데이터 관리 상의 문제를 해결하기 위해 교육시설 재난안전관리 관련 데이터 용어 표준 분류체계를 제시하고, 이를 활용한 사업연계 방안을 모색하였다. 관계 법령, 매뉴얼, 교육시설 사고 및 공제이력 데이터 등의 문헌분석 및 필터링작업을 통해 6개 교육시설 안전관리 기본요소(이해관계자, 취약성,자원, 재난, 조치사항, 재해) 분류체계를 정립하고, 사업 담당자와의 수차례 워크숍을 통해 용어 분류체계를 재정비 하였다. 또한 정립된 표준 용어에 따라 축적된 데이터를 정제하여 엑셀 DB를 구축하였으며, 정리된 데이터를 기반으로 지난 10여 년간의 교육시설 사고발생 패턴 등을 살펴보았다.
자산등록은 설치시기, 형식, 규격 등의 정보 입력과 상태데이터가 포함된다. 다음으로 서비스수준, 위험도 기준을 통해 해당 건축물의 유지관리 전략을 수립하기 위한 도면, 유지보수 내역, 안전진단보고서, 민원접수 내역, 공사내역서 등을 수집하고 분석하였다. 또한 건축물을 구성하는 각 자산의 기능적인 요소를 상세히 분류하기 위해 도면 및 안전진단 항목을 분석하여 계층적인 공공건축물 자산 위계도를 제시하였다.
다음으로 서비스수준, 위험도 기준을 통해 해당 건축물의 유지관리 전략을 수립하기 위한 도면, 유지보수 내역, 안전진단보고서, 민원접수 내역, 공사내역서 등을 수집하고 분석하였다. 또한 건축물을 구성하는 각 자산의 기능적인 요소를 상세히 분류하기 위해 도면 및 안전진단 항목을 분석하여 계층적인 공공건축물 자산 위계도를 제시하였다.
관계 법령, 매뉴얼, 교육시설 사고 및 공제이력 데이터 등의 문헌분석 및 필터링작업을 통해 6개 교육시설 안전관리 기본요소(이해관계자, 취약성,자원, 재난, 조치사항, 재해) 분류체계를 정립하고, 사업 담당자와의 수차례 워크숍을 통해 용어 분류체계를 재정비 하였다. 또한 정립된 표준 용어에 따라 축적된 데이터를 정제하여 엑셀 DB를 구축하였으며, 정리된 데이터를 기반으로 지난 10여 년간의 교육시설 사고발생 패턴 등을 살펴보았다. 마지막으로 표준 데이터관리 및 분석에 의한 사업연계 방안 제시를 통해 본 연구의 당위성을 제시하였다.
법령 및 매뉴얼 외에 공제회에서 보유하고 있거나 제공하고 있는 정보자료(기록물)를 함께 분석하였다. 기본요소 도출을 위해 검토한 문서는 재난복구비 지급결정내역, 재난복구비 지급 신청 및 결정, 재난상황조서, 재난발생 및 복구비 지급현황(2007～²⁰¹⁷⁾, 연구실 안전공제 보상현황 (2008～²⁰¹⁷⁾, 교육시설재난 사례집, 한파 피해사례집이다.
본 연구에서는 기본요소 표준화 작업을 통해 수집되고 있는 데이터 및 정보를 일관성 있게 변환하여 사고이력 및 공제데이터 엑셀자료를 새롭게 구축하였다. 표준화를 통해 정형화․명목화된 데이터들은 분석의 기반자료가 된다.
본 연구에서는 표준화된 관리체계를 정립하기 위해 ‘온톨로지’개념을 활용하여 분류체계를 제시한다.
한 예로 태풍 발생 시 건물 세부 피해장소의 약 68%가량이 ‘공용공간’ 및 ‘기타(건물외부)’에서 피해가 발생하는 만큼 상위 관리그룹으로 지정하여 타 장소보다 우선적으로관리하도록 지도할 수 있으며, 건물 피해부분의 경우 ‘지붕’이 약 40% 가량 피해를 입는 것으로 보아 구조물 중 지붕을 상위 관리대상으로 둘 수 있다. 상-중위 그룹의 분류는 발생비율을 내림차순으로 정렬하여 값 사이 편차가 큰 부분을 구분점으로 하였으며, 편차가 뚜렷하지 않은 경우 담당부서와의 협의를 통해 일부 결정하였다.
새로 제안하는 데이터 수집 템플릿은 6개 기본요소 중 현장출장 및 회원 신청서류를 통해 파악할 수 있는 ‘재난, 재해, 자원’ 정보를 우선적으로 반영하였으며, 이 외 기관정보(이해관계자), 가입정보 등 필요한 기본사항을 포함하였다.
앞서 정의한 6개 온톨로지 기본요소를 구성하는 세부요소를 도출하기 위해 교육시설 재난안전관리와 관련한 법령, 제도, 관계 기준, 지침, 계획, 매뉴얼, 체크리스트, 재난사례, 공제자료 등의 문헌을 분석하였다.
필터링의 경우 다수 문헌에서 도출된 기본요소를 한데 모아 동일․유사한 단어들을 집합시키고, 같은 특성의 용어 집합에는 특정 카테고리 이름을 부여하는 과정을 반복 시행하였다. 이 과정을 거쳐 계층화된 기본요소 온톨로지 표준(안)을 바탕으로 사업 담당자들과의 워크숍을 통해 표준으로 지정할 용어를 선정하였다.
국내 화학공장 운영이 많아지면서 크고 작은 사고이력이 생성되고, 이를 대비하고 대응하기 위한 노하우가 축적되고 있지만 데이터 관리 미흡으로 정보로서의 가치가 저하된다고 지적하고 있다. 이 연구에서는 사고이력을 기반으로 화학물질 취급 사업장에서 발생할 수 있는 사고의 원인, 유형, 발생시간, 분야, 장치 등을 분류하였다. 통합된 사고이력에 따라 복구가이드라인을 수립할 수 있도록 하고 작은 규모의 사업장도 최소한의 사고 예방, 대응, 복구 가이드라인을 받을 수 있도록 하는 사업장 관리 지원시스템을 개발함으로써 이력관리, 대응관리,복구관리, DB관리가 가능하도록 하였다.
공공건축물의 기능저하와 노후화를 예방하기 위해서는 적절한 유지관리가 필요하다. 이를 위해 저자는 건축물 구성요소별 상태와 가치 정보를 정량적으로 기록하기 위한 DB구축 기초방안을 제시하였다. 공공건축물 자산관리 시스템 개발을 위해 주요 자산에 대한 자산등록이 선행되었다.
재난전조자료를 분류하고 DB를 구축하기 위해 사고이력(데이터)을 활용하였으며, 사고사례 텍스트마이닝을 통해 온톨로지 기본요소를 ‘이해관계자, 취약성, 자원, 재난, 조치사항, 재해’로 구분하였다.
세부요소 도출은 교육부 및 교육청에서 발간한 학교 안전관련 매뉴얼에서도 동일한 방식으로 진행하였다. 주요 시설물에 대한 카테고리 혹은 용어(명칭)를 각 매뉴얼에서 어떻게 사용하고 있는지를 파악하여 공통적으로 사용하고 있는 카테고리(용어)와 개별적으로 상이하게 사용하고 있는 카테고리(용어)를 분류하였다(표 2 참조). 분류결과 ‘건축, 토목, 기계, 전기, 통신, 소방, 가스, 승강기, 놀이시설’의 경우 동일 용어 또는 유사어를 이용해 공통적으로 사용하고 있었으며, 그 외 ‘새학교 증후군, 안전점검, 각종 설비/기계점검, 기타 생활안전 관련 용어’는 필요에 따라 별도로 구성해 사용하고 있었다.
이 연구에서는 사고이력을 기반으로 화학물질 취급 사업장에서 발생할 수 있는 사고의 원인, 유형, 발생시간, 분야, 장치 등을 분류하였다. 통합된 사고이력에 따라 복구가이드라인을 수립할 수 있도록 하고 작은 규모의 사업장도 최소한의 사고 예방, 대응, 복구 가이드라인을 받을 수 있도록 하는 사업장 관리 지원시스템을 개발함으로써 이력관리, 대응관리,복구관리, DB관리가 가능하도록 하였다.

대상 데이터

자연재해로 인한 위험 증가는 명백한 사실이 되었고, 태풍, 지진, 홍수 등의 자연재해 발생빈도 및 피해가 증가함에 따라 학교시설의 안전 또한 위협받고 있다. 1998년 7월 17일 발생한 쓰나미로 파푸아 뉴기니 Wanapu와 Arop 전 지역이 피해를 입었으며, 233명의 학생과 5명의 교사가 사망했다. 1994년 1월 17일 발생한 Northridge 지진은 LA지역 900여개 학교에, 1999년 9월 30일 발생한 멕시코 Oaxaca 지진은 1,500여개의 학교에 피해를 입혔다(김지명, 2016).
법령 및 매뉴얼 외에 공제회에서 보유하고 있거나 제공하고 있는 정보자료(기록물)를 함께 분석하였다. 기본요소 도출을 위해 검토한 문서는 재난복구비 지급결정내역, 재난복구비 지급 신청 및 결정, 재난상황조서, 재난발생 및 복구비 지급현황(2007～²⁰¹⁷⁾, 연구실 안전공제 보상현황 (2008～²⁰¹⁷⁾, 교육시설재난 사례집, 한파 피해사례집이다. 두 종류의 사례집은 과거 교육시설 피해발생 사례를 분석한 자료이며, 나머지 문서들은 재난 사고이력 및 공제내용을 포함하고 있다.

이론/모형

이러한 문제를 해결하기 위해서는 도출된 기본요소 관련 용어들을 표준화하여 수집․관리하는 데이터 및 정보에 대한 일관성을 유지하고, 데이터의 품질향상을 도모하는 것이 필요하다. 교육시설 재난 안전관리 기본요소 용어의 표준화 작업은 수차례의 필터링과 사업 담당자 대상 워크숍(델파이기법)을 통해 진행 되었다. 필터링의 경우 다수 문헌에서 도출된 기본요소를 한데 모아 동일․유사한 단어들을 집합시키고, 같은 특성의 용어 집합에는 특정 카테고리 이름을 부여하는 과정을 반복 시행하였다.

성능/효과

분류결과 ‘건축, 토목, 기계, 전기, 통신, 소방, 가스, 승강기, 놀이시설’의 경우 동일 용어 또는 유사어를 이용해 공통적으로 사용하고 있었으며, 그 외 ‘새학교 증후군, 안전점검, 각종 설비/기계점검, 기타 생활안전 관련 용어’는 필요에 따라 별도로 구성해 사용하고 있었다.
사고 및 공제이력에서 사용되는 용어를 기반으로 표준 분류체계를 제시하였고, 데이터 정제과정을 통해 정형 데이터베이스를 구축하면서 개별 관리되던 자료를 통합적인 관점에서 활용할 수 있게 되었다. 공제사업 담당자는 기존 공제상품 변경이나 새로운 공제상품을 제공하고자 할 때 정제된 사고 및 공제이력 정보를 참조할 수 있다.
이번 연구는 현재 수집되고 있는 교육시설의 사고 및 공제이력 데이터 관리의 문제점을 파악하고, 종합적인 데이터 관리를 위한 일관된 표준 용어 분류체계 및 데이터 수집 템플릿을 제시한데에 가장 큰 의의가 있다. 하지만 본 표준화 과정은 개별적으로 분산되어 관리되던 교육시설 사고․공제이력들을 통합적인 관점에서 관리할 수 있도록 지원하기 위한 초기과정이라고 할 수 있다.
지난 ’07～’16년까지 10년 간 태풍으로 인한 교육 시설의 2차 위험(연속위험)은 이탈․탈락이 약 65%로 가장 발생빈도가 높았으며, 침수, 붕괴,누수, 유실이 6～8% 수준으로 발생한 것으로 나타났다.
지난 ’07～’16년까지 10년 간 태풍으로 인한 교육 시설의 2차 위험(연속위험)은 이탈․탈락이 약 65%로 가장 발생빈도가 높았으며, 침수, 붕괴,누수, 유실이 6～8% 수준으로 발생한 것으로 나타났다. 태풍의 피해 유형을 살펴보면 약 95%가 파손․훼손이며, 물품의 경우 냉․난방설비, 차량이, 부속물의 경우 옥외토목시설물과 옥외시설물이 파손․훼손으로 인한 피해가 높은 것으로 집계되었다. 태풍 피해 장소의 세부용도는 공용공간 및 건물외부가 약 33～34%를 차지하는데, 본 연구에서 제시한 분류체계 중공용공간은 현관(출입구), 옥상, 복도, 계단 등을, 건물외부는 지붕이나 외벽 등이 포함된다.

후속연구

위와 같은 현행 데이터 수집과 관련한 문제를 해결하기 위해서는 표준화된 용어 분류체계를 기반으로 한 데이터수집 템플릿을 개발해야 한다. 데이터 수집 템플릿을 새로 구성하는 과정에서는 기존에 수집되고 있는 데이터의 특성을 파악하여 지속적으로 수집할 항목과 수집 불필요한 항목을 분류하고, 향후 교육시설 안전관리를 위해 추가적으로 수집할 항목을 반영해야한다. 새로 제안하는 데이터 수집 템플릿은 6개 기본요소 중 현장출장 및 회원 신청서류를 통해 파악할 수 있는 ‘재난, 재해, 자원’ 정보를 우선적으로 반영하였으며, 이 외 기관정보(이해관계자), 가입정보 등 필요한 기본사항을 포함하였다.
따라서 색채, 도표, 그래프, 이미지 등을 활용해 요약적으로 표현할 수 있는 ‘정보 시각화 도구’와 실험결과 및 시뮬레이션 데이터 등 복잡한 데이터를 쉽게 탐색할 수 있는 ‘과학적 시각화 도구’, 다량의 정보를차트나 지도, 다이어그램, 일러스트레이션 등을 이용하여 한눈에 파악할 수 있도록 해주는 ‘인포그래픽스(인포메이션+그래픽 합성어) 시각화 도구’(최광선 등, 2013) 등이 탑재된다면 데이터 분석 결과를 더욱더 효과적으로 전달할 수 있을 것이다.
또한 본 연구에서 제시한 6개 기본요소(이해관계자, 취약성, 자원, 재난, 조치사항, 재해)는각종 사고이력 및 공제자료 외에도 관계 법령 및 계획, 매뉴얼 등에서 도출한 용어를 기반으로 분류되었기 때문에 사고․공제 이력관리 외에 교육시설 자산관리에 활용할 수 있다. 현재 우리나라 교육시설의 경우 시공된 지 오래 된 노후시설이 대부분이나 물리적인 개선을 위한 예산 부족 등의 한계로 재난 발생 시 물리적으로 취약할 수밖에 없다.
시스템을 가장 많이 사용할 유저인 공제회 내부 담당자가 다양한 사고이력에 대한 조회, 검색을 통해 원하는 카테고리 항목에 대한 통합정보를 획득할 수 있도록 하고, 다양한 데이터 조합에 의한 분석결과 조회 및 가시화 기능을 통해 의사결정을 할 수 있도록 하는 통찰력이 제공되어야 한다. 또한 시스템의 일부 기능을 활용할 수 있는 외부 사용자 전용기능도 마련되어야 할 것이다. 교육시설 안전관리를 실질적으로 담당하는 각 시설 안전관리인력을 위한 교육시설 재난안전관련 정보공시를 통해 사전에 필요한 내용을 습득하고 위험에 대비할 수 있도록 하여 사후적인 재난관리가 아닌 선제적인 재난관리가 이루어질 수 있도록 해야 한다
향후 교육시설 재난안전관리를 위한 정보시스템 구축 시에는 내부데이터 및 관련 외부데이터를 수집․연계하여 교육시설의 사고 및 공제이력을 통합적으로 관리하기 위한 기능과 데이터 분석을 위한 분석도구 및 가시화 기능이 탑재되어야 할 것이다. 장영재(2015)는 기존의 데이터분석이 정형화된 데이터와 과거 제한적 데이터를 기반으로 ‘현상을 파악하는 탐험적분석’이라면 향후의 데이터분석은 실시간으로 유입되는 대용량 데이터를 자신의 목적에 맞게 처리해 상황을 분석하는 ‘예측형 분석’을 지향하며, 실시간 의사결정을 지원하는 알고리즘을 개발하는 것이라고 언급했다.
이를 바탕으로 한 실질적인 데이터 관리와 활용을 위해서는 정보시스템의 구축이 필수적이다. 향후에는 본 연구의 데이터표준 분류체계를 기반으로 한 정보시스템 구축사업이 필요할 것으로 판단된다. 박준기 등(2010)은 기업의 적극적인 정보시스템 활용이 조직 형태, 운영프로세스 뿐만 아니라 의사결정 구조 등 기업 전반에 변화를 가져오고 있다고 언급하였으며, 정보시스템 구축 시 사용자의 업무 요구사항을 반영하여 비즈니스와 기술의 조화를 이루어야 한다고 강조한바 있다.

핵심어	질문	논문에서 추출한 답변
	교육시설을 재난위험시설로 지정해 관리해야하지만 어려운 이유는?	특히 이 중 가장 어린 학생이 다니는 초등학교의 노후도는 약 55% 수준에 육박한다. 학교시설은 「재난 및 안전관리 기본법」 에 따라 재난위험 수준을 A등급부터 E등급까지 분류하는데, 이중 D, E등급은 위험수준이 높아 재난위험시설로 지정해 특별 관리해야하나 무상급식 등의 교육복지사업 확대로 학교시설물 안전과 관련한 교육환경개선 시설사업비는 지속적으로 감소하고 있어 시설 개선이 어려운 실정이다(유웅상, 2014). 이는 곧 노후시설이 증가함에도 불구하고 보수․보강 및 개축 등이 지연되어 재난에 더욱 취약한 환경에 노출될 수밖에 없음을 보여준다.
	교육시설의 문제점은?	문제는 이러한 교육시설이 재난 및 안전사고에 취약한 환경에 노출되어 있다는 것이다. 일반적으로 시설물은 완공 후 시간이 지나면 노후가 진행되는데, 한국교육개발원(2016)에 의하면 국내 초중고 학교건물의 약 30% 가랑은 시설 경과연수가 30년 이상 된 노후시설이다.
	교육시설의 활용도를 알 수 있는 부분은?	교육시설은 미성년 학생뿐만 아니라 교직원이 학습공간으로 사용하고 있으며, 매일 약 860만 명 이상이 시설을 이용하고 있다. 또한 학습공간 외에도 지역공동체 공간, 스포츠 및 체육활동시설, 문화활동시설 등의 지역 커뮤니티 공간 및 지역 방재거점 시설, 재난 대피소, 이재민 구호 등을 위한 시설로도 활용되고 있어 교육 시설의 활용도가 얼마나 높은지 알 수 있다.

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