초록 ▼

연구목적
○ 가상환경에서 화재를 재현, 체험 및 소방훈련을 수행할 수 있는 실감영상기반 소방안전 대응 훈련 시뮬레이터 개발
연구내용
○ 화재 대응 시나리오 지침 설계
○ 가상현실 시뮬레이터 요소기술 개발
○ 팀 훈련 소방훈련 시뮬레이터 설계
○ 팀 훈련 소방안전 대응 시뮬레이터 시스템 개발
기대효과 및 활용방안
○ 화재위험도가 높은 대형 소방대상물 화재 발생시, 그 대피경로의 파악, 진화 훈련과 같은 전문지식 습득이나 신속한 의사결정을 위한 소방훈련에 활용 - 소방관 안전 및 재난 대처 능

연구목적
○ 가상환경에서 화재를 재현, 체험 및 소방훈련을 수행할 수 있는 실감영상기반 소방안전 대응 훈련 시뮬레이터 개발
연구내용
○ 화재 대응 시나리오 지침 설계
○ 가상현실 시뮬레이터 요소기술 개발
○ 팀 훈련 소방훈련 시뮬레이터 설계
○ 팀 훈련 소방안전 대응 시뮬레이터 시스템 개발
기대효과 및 활용방안
○ 화재위험도가 높은 대형 소방대상물 화재 발생시, 그 대피경로의 파악, 진화 훈련과 같은 전문지식 습득이나 신속한 의사결정을 위한 소방훈련에 활용 - 소방관 안전 및 재난 대처 능력 향상.
○ 다양한 사고 시나리오에 의한 시뮬레이션을 통해 일원화된 지휘, 통제로 소방 자원의 상호 협조체제 극대화, 재난현장 정보 및 지원 정보의 절차적 지원 방안 확보를 통해 한국형 표준 작전절차의 확립에 활용.
○ 국가적 안전 요구사항 대응 및 전문 소방인력 확충을 꽤할 수 있는 재난 대처 및 산업 인프라 형성에 공헌

목차 Contents

• 표지 ... 1
• 제출문 ... 3
• 보고서 초록 ... 5
• 요약문 ... 7
• 목 차 ... 11
• 표 목차 ... 15
• 그림 목차 ... 17
• 제 1 장 서 론 ... 21
• 1.1 연구개발의 필요성 ... 21
• 1.1.1 기술적 측면 ... 21
• 1.1.2 경제ㆍ산업적 측면 ... 24
• 1.1.3 사회ㆍ문화적 측면 ... 26
• 1.2 연구개발의 목표 및 내용 ... 27
• 1.2.1 연구개발의 최종목표 ... 27
• 1.2.2 연차별 연구개발 목표 및 내용 ... 28
• 제 2 장 국내외 기술개발 현황 ... 31
• 2.1 시뮬레이터 기술 관련 현황 ... 31
• 2.2 현기술상태의 취약성 ... 37
• 2.3 앞으로의 전망 ... 38
• 제 3 장 연구개발 수행 내용 및 결과 ... 39
• 3.1 소방훈련 시나리오 구축 ... 39
• 3.1.1 소방대상물 DB 구축 ... 39
• 가. 건물, 지하역사 DB 구축 ... 39
• 나. 소방관 소화활동장비 DB 구축 ... 44
• 3.1.2 화재성상 분석 ... 46
• 가. 화재성장곡선 ... 46
• 나. 산소소모법에 의한 발열량 측정법 ... 48
• 다. 화재 특성 ... 52
• 라. 화재시 인명피해 요인 ... 56
• 3.1.3 소방대응 훈련 분석 ... 60
• 가. 대구지하철 화재 사건 분석 ... 60
• 나. 교육훈련 요구 조건 ... 68
• 다. 소방훈련 대응 기본 방향 ... 72
• 라. 교육훈련 시나리오 ... 76
• 마. 표준작전절차 (SOP, Standard Operation Procedure) 분석 ... 83
• 바. 훈련 절차 ... 85
• 3.2 화재전산해석 및 VR 요소기술 개발 ... 101
• 3.2.1 화재전산해석 ... 101
• 가. 화재전산해석 방법 ... 101
• 나. 고층빌딩 화재 모델링 및 시뮬레이션 ... 108
• 다. 지하역사 화재 모델링 및 시뮬레이션 ... 124
• 라. Flash Over, Back Draft ... 131
• 3.2.2 지하역사 재난 상황에 대한 피난시뮬레이션 ... 134
• 가. 시뮬레이션 프로그램 개요 ... 134
• 나. 수치해석 개요 ... 136
• 다. 결과 및 분석 ... 138
• 라. 소 결 ... 143
• 3.2.3 VR 가시화 요소기술 개발 ... 145
• 가. FDS를 이용한 화재시뮬레이션 ... 145
• 나. 해석결과의 분석 ... 145
• 다. 데이터 전처리 및 저장 ... 146
• 라. 그리드기반 볼륨 렌더링 (Volume Rendering) 기술 ... 147
• 3.3 VR 팀 소방훈련 시뮬레이터 개발 ... 154
• 3.3.1 시스템 설계 ... 154
• 3.3.2 하드웨어/소프트웨어 구성도 ... 167
• 가. 하드웨어 구성 및 계통도 ... 167
• 나. 교관 시스템 구성 사양 ... 168
• 다. 훈련생 시스템 구성 ... 169
• 라. 기타 제원 ... 170
• 마. 하드웨어 계통도 ... 171
• 3.3.3 소프트웨어 구성도 ... 172
• 3.3.4 훈련용 VR 컨텐츠 개발 ... 173
• 가. 개요 ... 173
• 나. 세부내역 ... 173
• 다. 제작결과 ... 174
• 3.3.4 S/W 개발용 화재상황 가상공간 구현 시스템 제작 ... 176
• 가. 시뮬레이터 H/W, S/W 플랫폼 구축 ... 176
• 나. 시작품 구성 및 설계 제작 ... 176
• 3.3.5 시뮬레이션 제어모듈 개발 ... 183
• 가. 개요 ... 183
• 나. 세부 제작 내역 ... 184
• 3.3.6 실감영상생성시스템 개발 ... 198
• 가. 개요 ... 198
• 나. 세부내역 ... 198
• 다. 제작결과 ... 199
• 3.3.7 훈련관리모듈 개발 ... 205
• 3.3.8 물리체험모듈 개발 ... 214
• 3.3.9 사용자 매뉴얼 ... 215
• 가. 교관프로그램 ... 215
• 나. 훈련생 프로그램 ... 232
• 제 4 장 목표달성도 및 관련분야에의 기여도 ... 239
• 4.1 목표달성도 ... 239
• 4.2 관련분야에의 기여도 ... 241
• 제 5 장 연구개발결과의 활용계획 ... 243
• 제 6 장 참고문헌 ... 245