초록 ▼

□ 최종목표
작업자가 소지하고 있는 스마트기기를 이용하여 도시가스 등의 누출감지가 가능한 초저전력 반도체식 가스센서검지 모듈과 작업자 안전 및 상황 전파를 위한 스마트 앱 개발로 국민편익을 위해 사회적으로더욱 안전한 가스사용 환경을 제공하고자 함.

□ 개발내용 및 결과
나노화 및 복합화를 이용한 초저전력 가스센서 개발
▪ MEMS 공정을 이용하여 소비전력 50 mW 이하 가스센서용 마이크로플랫폼 설계 / 제작
▪ 메탄 및 일산화탄소 가스감지용 고감도 반도체산화물 나노소재 개발 및 박막공정을 이용한

□ 최종목표
작업자가 소지하고 있는 스마트기기를 이용하여 도시가스 등의 누출감지가 가능한 초저전력 반도체식 가스센서검지 모듈과 작업자 안전 및 상황 전파를 위한 스마트 앱 개발로 국민편익을 위해 사회적으로더욱 안전한 가스사용 환경을 제공하고자 함.

□ 개발내용 및 결과
나노화 및 복합화를 이용한 초저전력 가스센서 개발
▪ MEMS 공정을 이용하여 소비전력 50 mW 이하 가스센서용 마이크로플랫폼 설계 / 제작
▪ 메탄 및 일산화탄소 가스감지용 고감도 반도체산화물 나노소재 개발 및 박막공정을 이용한 마운팅 기법 개발
▪ 가스센서 동작조건 최적화 및 신뢰성 연구
▪ 양산을 고려한 SMD 타입 MEMS 센서 패키징 설계 및 제작
결과- 개발 완료

나노기술을 이용한 센싱 칩 및 스마트 기기 연동 도시가스 모듈개발
▪ MEMS 가스센서 및 구동회로를 포함한 소형·경량의 동글 (Dongle) 형 모듈 회로 저 전력 설계
▪ 스마트 기기 (스마트 폰)와의 인터페이스 기술개발
▪ 도시가스 감지가 용이하도록 공기 순환형 동글(Dongle)형 가스센서 모듈의 최적 기구설계
결과- 개발 완료

도시가스 작업자 안전 스마트 앱 및 상황전파 시스템개발
▪ 작업자 위치정보, 정보수집, 분석, 예측, 결과 및 대응 알고리즘 수립
▪ 긴급 상황 관리/전파 및 최단거리 긴급 대응기술 개발
(상황진단 정보 메시지 포맷, 상황진단 정보 전송 프로토콜, 상황전파 정책 스크립트, 상황 전파 시스템 구조)
▪ 대국민 편익 정책 수립 및 개발 – 스마트폰 앱을 통한 대국민 요청, 요청에 대한 공급자(도시가스 사업자)대응 및 관리
▪ 스마트 기기 내장센서 (가속도, 자이로, 카메라 등)를 이용한 인명 및 주변환경 상태파악 모델 수립 및 작업안전 스마트 앱 연동설계
▪ 사용자 편익 및 보안성을 고려한 기술개발 - 권한레벨 (관리자, 작업자, 대국민)에 따른 시스템 접근기술,수동 Emergencay call 등
▪ 모바일 어플리케이션의 사용자 평가 및 시스템 실증을 통한 신뢰성 확보
결과- 개발 완료

□ 기술개발 배경
○ 가스사고는 최근 5년동안 739건으로 취급부주의에만 발생되는 사고가 약 41%이며, 도심지에 있는 도시가스나 밀집가스시설에 있는 고압가스에서는 주로 누출사고가 발생되어 직․간접적 피해와 규모가 심각한 수준임.
○ 구미불산사고의 경우 폭발이 아닌 유독가스 누출로 판명이 났으며, 누출가스의 비중이 공기보다 저농도로 빠르게 확산되었다. 이에 소방차를 통해 물을 뿌리는 희석작업으로 큰 피해구역은 줄어들었으나 작은 피해구역은 배 이상으로 늘어났다. 만일 기온역전층이 발행했다거나 강우상황이었다면 공장단지 주변에 고농도 오염지역이 형성되어 국지적인 규모에서 보팔 가스 누출 사고의 참사가 벌어질 수도 있었음.
○ 특히, 구미시 당국이 사건 축소에 급급한 사실이 보도 되었고, 중화작업에 필요한 석회가 떨어지자 물을 부어 중화가 아닌 희석을 시도한 것이 확인되어 불행한 사고가 아니라 방심이 낳은 인재라는 평가가 내려졌음. 즉, 초동대처의 미숙이 여실히 들어난 사건임, 또한 불산에 대한 위험성을 간과하여 사고 발생 하루 만에 대책본부를 축소하여 사실상 해체하다시피 하면서 대피했던 주민들을 집으로 돌려보내고 사고가 발생한 현장 바로 옆 업체를 포함해 사고지점 부근의 대다수 회사들이 직원들을 출근하게끔 하는 등, 발생하지 않아도 될 피해자들을 대량 양산하는 결과를 초래함.
○ 이는 긴급대피, 초등대응, 원격 작업자 안전파악, 상황전파 및 확산방지에 대해 전반적으로 미흡하게 대처함으로 인해 피해액이 560억, 사상자 2,500명의 사상자가 발생 되었으며, 가스에 노출된 피해자들 중 증상이 천천히 나타나게 될 사람들까지 생각하면 얼마나 많은 2차 피해가 발생할지는 예상 불가함.
○ 대구도시가스 폭발사고의 경우 공사현장작업 중 도시가스 배관에 구멍을 뚫어 가스 누출 및 인근 하수구를 통해 지하철공사장으로 유입된 가스가 작은 불씨에 의해 폭발한 사고로, 그 비해규모는 피해액 약 600억, 사상자 202명이 발생하였으며, 이는 가스누출에 따른 최급부주의,상황전파 및 확산방지에 대한 대책미흡으로 피해규모가 늘어난 사례임.
○ 2013년 1월 서울 지역 맨홀 도시가스 누출의 경우 작업자 1명 질식사 사고 발생하였으며 도시가스 작업자 사고 원인별 분석을 하면, 배관내 잔가스를 제거하지 않아 발생하 사고이며, 분기공사중 마감처리 불량으로 가스가 누출된 사고임. 또한 가스차단 불량과 천공작업 중 가스누출로 가스누출 및 중독에 의한 사고가 대부분 임.
○ 도시가스 작업자 사고는 가스 공급 압력을 고압에서 저압으로 변환하는 정압실과 가스 사용시설로 도시가스를 공급하는 매설배관 곳곳에 설치되어 있는 밸브실에서 대부분 사고가 발생하고 있는 추세 (그림 1.도시가스 공급체계도 참조)
○ 이에 밸브실 환경 즉, 가스누출, 방식전류 및 수위상태 등을 원격지에서 모니터링 하는 시스템이 개발되기도 하였으나 이는 시설물 상태를 감시하는 것이 주요 기능으로 작업자의 안전상태를 관리 또는 모니터링 하지는 못한 실정 임.
○ 상기 언급된 문제들의 해결을 위하여 본 기술개발에서는 가스누출위험이 있는 노출환경에서 작업자가 휴대기기를 이용해 빠르게 위험상항을 파악하고 긴급대피, 초등대응, 원격 작업자 안전파악, 상황전파 및 확산방지를 위해 작업자의 휴대기기를 이용한 가스누출 감지 및 상황 전파스마트 앱 기술개발을 제안하며, 이는 선택이 아닌 필수 사항임.

□ 핵심개발 기술의 의의
본 개발은 신규/자체 개발로, 최근 국내에 스마트폰은 5,000만대 이상 보급되어 있는 상황 임. 이를 토대로 초 저전력 MEMS 가스센서와 가스검지 동글을 개발하고, 스마트기기 연계 작업자 안전관리 기술의 개발을 통해, 대국민편익증진 도모와 도시가스 작업자의 사고를 미연에 방지하여 사회적으로 더욱 안전한 가스사용 환경을 제공하는데 의의가 있음. 전 세계적으로 스마트폰은 이미 대중화되어있으며, 즉,본 기술은 해외 수출가능성도 높을 것으로 사료됨.

□ 적용 분야
1. SMD type의 MEMS 가스센서 부품은 스마트폰 및 PDA등의 부품으로 사용 가능(스마트폰 제조사 및 PDA 제조사, 보일러 제조사)
2. 가스검지 동글은 대중적 보급이 일반화되어있는 스마트폰과 연계하여, 가스검지가 필요한 모든곳에서 일반 대국민이 쉽게 사용할 수 있음.(국내 도시가스 이용 일반주택 1,516만 가구)
3. 밸브실, 저압실, 중압실, 고압실 등(국내의 도시가스 사업자가 전국에 33개 및 가스사용시설 안전관리업무 대행 사업자가 278개)

( 출처 : 초록 )

목차 Contents

• 표지 ... 1제 출 문 ... 2기술개발사업 최종보고서 초록 ... 3기술개발사업 주요 연구성과 ... 10목차 ... 15제 1 장 서론 ... 16 제 1 절 과제의 개요 ... 16제 2 장 과제 수행의 내용 및 결과(기술개발 내용 및 방법) ... 19 제 1 절 최종 목표 및 평가 방법 ... 19 제 2 절 연차별 개발 내용 및 개발 범위 ... 24제 3 장 결과 및 사업화 계획 ... 33 제 1 절 연구개발 최종 결과 ... 33 1. 연구개발 추진 일정 ... 33 2. 연구개발 추진 실적 ... 35 제 2 절 연구개발 추진 체계 ... 150 제 3 절 자체보안관리진단표 ... 152 제4절 유형적 발생품(연구시설, 연구장비 등) 구입 및 관리현황 ... 153끝페이지 ... 154