초록 ▼

□ 연구목적
○ 터널화재시 효과적인 탐색과 구조를 위한 터널현장 전용의 탐색/구조로봇 시스템 개발
○ 이동통신기반의 요구조자 및 소방대원 위치추적 및 데이터 통신시스템 개발
○ USN기반의 실시간 화재 모니터링 및 통합관제시스템 개발
○ 터널화재모사 필드 테스트베드의 구축

□ 연구내용
○ 터널내 USN기반의 실시간 화재 모니터링 및 통합관제시스템 개발
○ 터널 화재시 인명탐색/구조를 위한 로봇 및 무선제어 시스템 개발
○ 터널 화재극복을 위한 시스템의 방수, 방염, 내충격성 등 내구

□ 연구목적
○ 터널화재시 효과적인 탐색과 구조를 위한 터널현장 전용의 탐색/구조로봇 시스템 개발
○ 이동통신기반의 요구조자 및 소방대원 위치추적 및 데이터 통신시스템 개발
○ USN기반의 실시간 화재 모니터링 및 통합관제시스템 개발
○ 터널화재모사 필드 테스트베드의 구축

□ 연구내용
○ 터널내 USN기반의 실시간 화재 모니터링 및 통합관제시스템 개발
○ 터널 화재시 인명탐색/구조를 위한 로봇 및 무선제어 시스템 개발
○ 터널 화재극복을 위한 시스템의 방수, 방염, 내충격성 등 내구성기술 개발
○ 터널 화재시 인명탐색/구조를 위한 특수재난통신 및 네트워크시스템 개발
○ 이동통신기반의 근접거리 요구조자 탐색기술 개발
○ 터널내 최적 탐색공간 할당기술 및 탐색중복성 회피기술 개발
○ 터널내 화재모사 필드테스트베드 구축 및 테스트 매뉴얼 개발
○ 개발시스템의 상용화 및 양산화 준비

□ 기대효과 및 활용방안
✔ 기술적 기대성과
○ 소방관의 안전을 확보하면서 빠르고 효율적인 탐색/구조 작업을 수행할 수 있음
○ 화재의 예방효과 및 초기대응 효과가 우수함
○ 다양한 특수재난 환경에서도 적용이 가능하므로, 범용성 및 호환성이 매우 우수함
○ 화재 시나리오에 따라 맞춤형 탐색기법제공이 가능함
○ 재난대응기술뿐만 다양한 산업 기술의 발전을 촉진시킴
○ 필드 테스트베드의 사용으로 실물 화재상황 재현을 위한 고비용, 위험성, 환경오염 등을 방지
○ 평상시 재난현장의 모의훈련과 교육, 각종 관련 장비의 성능시험 등으로 활용
○ 여러 산업현장에서 안전을 위한 위험감지, 상황인지 및 대처에 활용될 수 있음
○ 현장 지휘소 및 소방관의 대응판단에 도움
○ 화재가 없는 일반 상황에서 시설물안전점검, 순찰, 경비, 방범 등에 활용될 수 있음

✔ 산업 및 경제적 기대성과
○ 국내 독자적인 기술개발을 통한 첨단장비의 수입을 대체하고 해외 진출이 가능함
○ 개발된 시스템을 활용하여, 소방관의 생명과 안전을 지키며 사고에 따른 위험비용을 최소화 함.
○ 탐색구조의 신속한 초기 대응이 가능함으로 사회적 손실비용을 최소화 함.
○ 각 부품별, 모듈별 제조산업체는 그 응용에 부합하는 새로운 제품을 출시하고 수익을 창출할 수 있음.
○ 로봇의 활용도를 극대화하고, 관련 장비의 운영에 따른 부대비용을 최소화할 수 있음.
○ 기존의 훈련 테스트베드를 대체하여 훈련과 관련된 인적/물적비용을 크게 절감할 수 있음.
○ 노후된 기존 탐색/구조장비의 대체를 통하여, 관련 특수장비시장의 활성화를 유도함.
○ 로봇, 통신단말, 센서, 관제시스템 등 첨단 기술의 조기확보를 통하여 국가 기술경쟁력을 제고함.
○ 유지보수를 위한 새로운 기술직종의 고용창출에 기여함.

(출처 : 초록 6p)

Abstract ▼

Ⅳ. Conclusions
1. Construct interworked and integrated system between control system and mobile communication equipment
2. Make evaluating items and techniques for performance of robot, sensor, transmission protocol and test it
3. Complete test bed environment and invent management technolo

Ⅳ. Conclusions
1. Construct interworked and integrated system between control system and mobile communication equipment
2. Make evaluating items and techniques for performance of robot, sensor, transmission protocol and test it
3. Complete test bed environment and invent management technology
4. Demonstrate and evaluate avoiding overlapping search technology
5. Submit report for industrialization research result
6. Make prototype of searching robot

(출처 : SUMMARY 11p)

목차 Contents

• 표지 ... 1
• 제 출 문 ... 2
• 최종보고서 초록 ... 6
• 요 약 문 ... 9
• SUMMARY ... 10
• 목차 ... 12
• 그림목차 ... 19
• 표목차 ... 67
• 제 1 장 서 론 ... 75
• 1.1 연구의 필요성 ... 75
• 1.2 연구목표 ... 96
• 1.3 연구범위 ... 96
• 제 2 장 재난상황 모델링 및 시나리오 개발 ... 109
• 2.1 재난상황 모델링 및 Use-Case ... 109
• 2.2 위험상황 지표 및 재난대응 시나리오 도출 ... 117
• 2.3 재난대응 시나리오 도출 ... 134
• 2.4 터널, 지하공간 적용을 위한 FDS 시뮬레이션 ... 180
• 2.5 소방 활동전략 및 확장 대응을 위한 시나리오 ... 217
• 제 3 장 상황 인식형 통합 관제 시스템구축 ... 234
• 3.1 탐색/구조 상황에서의 관제시스템 요구사항 파악 ... 234
• 3.2 상황 인식형 통합 관제 시스템 기초 연구 ... 251
• 3.3 구조/탐색 상황에서 동작할 모듈별 및 통신절차, 메시지 설계 ... 293
• 3.4 상황 인식형 통합 관제 시스템 설계 ... 303
• 3.5 상황 인식형 통합 관제 시스템구축 및 성능검증 ... 332
• 제 4 장 지상탐색로봇 분석 및 설계서 ... 397
• 4.1 지상 탐색로봇 요구 사항 분석 ... 397
• 4.2 지상 탐색 로봇 설계 ... 399
• 4.3 지상 탐색 로봇 제어 ... 435
• 4.4 지상 탐색 로봇 개별 및 통합 운용 시스템 개발 ... 447
• 제 5 장 비행탐색로봇 분석 및 설계서 ... 481
• 5.1 비행 탐색로봇 요구 사항 분석 ... 481
• 5.2 비행 탐색 로봇 설계 ... 485
• 5.3 비행 탐색로봇 제어기술 ... 508
• 제 6 장 시야확보용 열화상 카메라 및 전송모듈 개발 & 탐색로봇 성능지표 ... 542
• 6.1 열화상 카메라 및 WiFi전송모듈 개발 ... 542
• 6.2 영상처리 ... 556
• 6.3 탐색로봇 성능지표 ... 569
• 제 7 장 탐색 중복성 회피기술 시연 및 평가 ... 587
• 7.1 탐색 중복성 회피방안 및 기술개발 ... 587
• 7.2 탐색 중복성 회피기술 시연 및 평가 ... 590
• 제 8 장 긴급재난안전망 구성 기술 ... 608
• 8.1 후보 무선 통신 기술 동향 ... 608
• 8.2 긴급재난안전망 요구기술 정의 및 설계 ... 609
• 8.3 Wi-Fi 기반 긴급재난안전망의 구성 ... 611
• 제 9 장 음성 통신 및 영상 통신 모듈 구현 ... 618
• 9.1 구조대원 단말-지휘 PC 간 통신 프로토콜 개발 ... 618
• 9.2 긴급재난안전망에서의 음성 통신 모듈 개발 ... 621
• 9.3 구조대원 단말에서 지휘 PC로의 영상 전송 모듈 개발 ... 636
• 제 10 장 요구조자 파악 기술 정의 및 설계 ... 645
• 10.1 요구조자 파악 후보 기술 분석 및 적합 기술 선정 ... 645
• 10.2 Bluetooth 기반 요구조자 위치 추정 기술 개요 ... 647
• 10.3 Bluetooth 비콘 프레임 설계 ... 648
• 10.4 Bluetooth 기반 거리 추정 알고리즘 ... 649
• 10.5 추정된 거리 기반 위치 추정 알고리즘 ... 660
• 10.6 요구조자 파악 정보 전달 ... 664
• 10.7 사고 지점 내 Bluetooth 위치 추정 시스템 배치 설계 ... 669
• 10.8 요구조자 파악 성능 평가 ... 670
• 제 11 장 구조대원 위치 추정 기술 ... 674
• 11.1 구조대원 위치 추정 기술 적합성 검토 및 설계 ... 674
• 11.2 구조대원 단말 위치 추정 시스템 개요 ... 675
• 11.3 구조대원 단말 – 앵커 간 거리/위치 추정 알고리즘 ... 676
• 11.4 구조대원 위치 추정 정확성 평가 ... 680
• 11.5 사고 지점 내 UWB 위치 추정 시스템 배치 설계 ... 681
• 제 12 장 구조대원 단말 모듈 통합/기기 제작 ... 683
• 12.1 구조대원 단말 HW 구성 ... 683
• 12.2 구조대원 단말 통합 프로그램 구조 ... 685
• 12.3 구조대원 구조 신호 전송부 ... 687
• 12.4 구조대원 통합 모듈 비용 분석 ... 692
• 12.5 위치 추정용 비콘 비용 분석 ... 695
• 제 13 장 화재재난 사고 재현을 위한 성능장치 설계 ... 698
• 13.1 터널 및 지하공간의 화재 성능 평가 실험조사 ... 698
• 13.2 화재재난 사고 재현을 위한 성능장치 및 모델 제시 ... 701
• 제 14 장 차량화재모사 연소장치 개발 및 제작 ... 709
• 14.1 차량화재모사 연소장치 개발 ... 709
• 14.2 차량화재모사 연소시험 장치 제작 ... 720
• 14.3 차량화재모사 연소시험 장치 화재강도 평가 ... 722
• 제 15 장 터널 화재 모사 모니터링 시스템 개발 및 제작 ... 730
• 15.1 터널 화재 모사 측정시스템 개발 ... 730
• 15.2 터널 화재 모사 측정시스템 구성 ... 733
• 제 16 장 터널화재모사 측정시스템 성능평가 ... 743
• 16.1 터널화재모사 측정시스템 현장 실험(터널방재종합시험장) ... 743
• 16.2 터널 화재 모사 측정 시스템 현장 실험 ... 746
• 제 17 장 터널화재 모사장치를 활용한 모사시험 실시 ... 757
• 17.1 터널화재모사장치 ... 757
• 17.2 터널화재모사장치 현장 모사실험(KCL 삼척실화재시험장) ... 763
• 제 18 장 터널화재모사시험 운영 매뉴얼 ... 787
• 18.1 터널 화재 모사 운영 매뉴얼 ... 787
• 18.2 터널 화재 모사 장비 매뉴얼 ... 834
• 제 19 장 사업화를 위한 Usability Test 및 문조사 ... 899
• 19.1 설문조라를 위한 응답자 정보 ... 899
• 19.2 사용성 평가 결과 ... 902
• 19.3 사용성 평가 결과 종합 분석 ... 927
• 제 20 장 연구성과의 사업화 계획(안) ... 937
• 20.1 USN기반 통합관제 서버의 사업화 계획(DGIST) ... 937
• 20.2 탐색 및 구조 로봇의 사업화 계획 (서울과기대) ... 953
• 20.3 구조대원 단말 및 재난안전망 기술의 사업화 계획(POSTECH) ... 957
• 20.4 화재모사 테스트베드의 운영 계획안 (KCL 운영계획안) ... 967
• 끝페이지 ... 977