KR100816920B1 - 자동대응 건물방어시스템 및 방법 - Google Patents

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Abstract

보호건물(10)의 외부와 내부에 대한 위험한 작용제 살포에 대응하는 빌딩보호시스템 및 방법이 제공된다. 외부 살표에 대해서는, 건물 주변을 둘러싸는 센서(12,14,16) 어레이를 작동시켜 외부사포가 있어났음을 표시한다. 주변센서의 임계치 보다 높은 농도의 살포를 먼저 탐지하면, 센서의 신호를 수신하도록 연결된 중앙처리장치(24)가 모든 외부통로를 닫고 고압시스템을 동작시켜 오염된 외부공기의 유입을 방지한다. 내부살포에 대해서는 내부센서(18,20,22)에 의해 중앙처리장치(24)가 오염지역을 밀폐하고, 고압시스템을 동작시켜 비오염지역을 가압한다. 중앙처리장치는 오염제거 분무시스템(62)을 작동시켜 오염지역의 오염을 제거할 수 있다.
건물, 방어, 테러리스트

Description

자동대응 건물방어시스템 및 방법{Automatic response building defense system and method}
본 발명은 외부로부터의 공격에 대비한 자동대응 건물방어시스템 및 그 방법에 관한 것이다.
과거, 건물에 대한 테러리스트들의 공격은 폭탄, 방화, 총기 등의 구형무기를 이용한 것이 대부분이었다. 따라서, 현재 이용중인 빌딩방어시스템들은 이런 구형무기에 대한 방어 위주로 고안되었고 물리적 장벽, 화재경보기, 금속탐지기, 보안체크시스템 및 무장경호원 등의 조치를 취하고 있다. 핵작용제의 개발과 핵무기의 개발 및 공중을 통한 화학, 생물학 오염물과 유독물들이 현재 빌딩방어조치로는 완전히 대응할 수 없는 복잡한 공격무기로서 테러리스트들에게 제공되고 있다. 여러가지 위험한 공중, 수중 또는 음식물을 통한 오염물들의 단독으로나 복합적인 공격이 건물내의 잠재적 희생자들이 그 위험을 감지하지도 못한채 발생할 수 있다. 이런 공격은, 이 공격으로 생명을 잃을 수도 있는 표적 건물 공간내의 희생자에게 행해질 때 특히 치명적일 수 있다.
외부공기의 연소성 오염물에 대응하여 건물 내부환경을 통제하는 시스템이 개발되고 있다. Kinkead의 미국특허 5,462,485에 기재된 이런 시스템은 외부공기의 단일 오염물의 농도에 반응해 건물내로 유입되는 공기량을 변화시킨다.
또, 스모그나 유해개스로 인한 긴급상태에 반응하여 건물내부로 조절된 공기를 제공하는 여러 시스템들이 개발되고 있다. Wicks의 미국특허 4,380,187, 5,720,659, Kiser의 미국특허 4,960,041, Eberhardt의 미국특허 5,215,499 모두 이런 시스템에 대해 설명하고 있다.
종래의 시스템 어떤 것도 건물 내부나 외부로부터의 핵, 생물 또는 화학 오염물에 의한 공격에 대해 건물을 효과적으로 보호하지 못한다. 또, 기존의 시스템들은 여러가지의 공중 오염물들을 복합적으로 사용할 경우에 대응할 수 없다.
본 발명의 주목적은, 건물 주변부 및/또는 건물내부에 외부로부터의 위험한 작용제가 존재할 때 자동으로 대응하는 새롭고 개량된 시스템과 방법을 제공하는데 있다.
본 발명의 다른 목적은, 건물 외부 및/또는 내부의 화학, 생물 및 핵 작용제들의 하나 또는 여러개의 유해 농도의 존재를 실시간으로 탐지하고, 오염되지 않은 건물이나 오염되지 않은 건물 일부를 즉각 밀폐하며 밀폐된 지역을 가압하여 외부의 오염된 공기의 진입과 분산을 방지함으로써, 이들 작용제로부터 건물 전체나 일부를 보호하기 위한 새롭고 개량된 시스템과 방법을 제공하는데 있다.
본 발명의 또다른 목적은, 중앙제어장치에 연결된 내부 및 외부 센서들의 네트웍을 이용해 공중 화학, 생물 및 핵 작용제로부터 건물을 보호하는 새롭고 개량된 시스템과 방법을 제공하는데 있다. 화학작용제, 생물작용제 및 핵 작용제용의 별도의 외부 센서들이 건물에서 떨어져 있고 가양성(false positive)을 방지하는 비교적 높은 임계 탐지값으로 설정되어 있다. 건물내의 비슷한 센서들도 각 작용제의 위험 범위보다 높은 값을 감지함은 물론 이 위험범위 밑의 안전값이 발생할 때를 감지하도록 설정되어 있다.
본 발명의 또다른 목적은, 중앙처리장치에 연결된 화학, 생물, 핵 작용제용 센서들의 네트웍을 이용해 이들 작용제로부터 건물을 보호하는 새롭고 개량된 시스템과 방법을 제공하는데 있다. 일단 작용제가 탐지되면, 이를 채취하고 중앙처리장치에 제공되고 있는 확인데이터를 이용해 작용제를 확인하며, 건물내의 사람들과 원격 운영센터에 작용제를 확인했음을 알려준다.
본 발명의 또다른 목적은, 중앙처리장치에 연결된 화학, 생물, 핵 작용제들용 센서의 네트웍을 포함하고, 이들 작용제로부터 건물을 보호하는 새롭고 개량된 시스템과 방법을 제공하는데 있다. 이들 센서는 빌딩의 모든 지역에 설치되고, 이들 지역이 오염되어 있고 그 오염종류와 농도를 확인했음을 중앙처리장치에 보낸다.
본 발명의 또다른 목적은, 화학, 생물, 핵작용제가 건물내에서 탐지되었을 때 중앙처리장치에 의해 오염제거시스템이 작동되어 이들 작용제로부터 건물을 보호하는 새롭고 개량된 방법과 시스템을 제공하는데 있다.
본 발명의 이런 제목적은 화학, 생물, 핵 공중작용제의 보호건물 외부와 내부에 대한 살포에 반응하는 건물보호시스템을 제공하여 달성된다. 외부살포에 대해서는, 건물 주변을 둘러싼 센서 어레이를 작동하여 외부살포가 발생했음을 확인한 다. 이런 외부센서들은 실시간으로 동작하고 가양성(false positive)을 방지하는 비교적 높은 임계치로 설정된다. 주변 센서의 임계치보다 높은 농도의 살포를 처음 탐지하면, 센서의 신호를 수신하도록 연결된 중앙처리장치에 의해 건물의 모든 외부 공기교환기들이 폐쇄되고 건물외부의 고압시스템이 작동하여 오염된 외부공기가 들어오지 못하도록 한다. 외부 샘플링 입구들을 감시하여, 주변센서에 의해 주어진 표시를 확인하여 작용제가 높은 농도로 존재하는지를 판단한다.
보호건물 입구에서 내부공격이 있으면, 내부센서시스템에 의해 중앙처리장치가 입구지역을 폐쇄하고 폐쇄된 지역에서 필터를 통해 공기를 배출하며, 고압시스템을 작동시킨다. 건물내 여러 지역에 연결된 샘플링 입구들에서 이들 지역을 감시하여, 이들 지역이 오염되었는지의 여부와 오염작용제의 농도와 종류를 판단한다. 중앙처리장치는 오염제거 분무시스템을 작동시켜 오염된 지역의 오염을 제거할 수 있다.
도 1은 본 발명의 자동대응방어시스테을 구비한 건물의 사시도;
도 2는 본 발명의 자동대응 건물방어시스템의 개략도;
도 3은 주변 센서에 응답한 도 2의 중앙처리장치의 동작을 도시한 플로어차트;
도 4는 내부센서에 응답한 도 2의 중앙처리장치의 동작을 도시한 플로어차트;
도 5는 본 발명의 자동대응 건물방어시스템에 사용되는 의료키트의 블록도.
도 1, 2에 따르면, 예컨대 화학작용제 센서(12), 생물작용제 센서(14) 및 핵작용제 센서(16)를 포함한 이격된 주변 센서들로 보호할 건물(10)을 둘러싼다. 알레르기 항원 등과 같은 다른 치명적인 무기에 대한 기타 센서들도 센서들(12,14,16,18,20,22)에 대해서 설명한 방식으로 기능하도록 제공될 수 있음은 물론이다. 마찬가지로, 건물 내부의 각각의 방에도 화학작용제 센서(18), 생물작용제 센서(20), 핵작용제 센서(22)가 있을 수 있다. 이들 센서는 모두 중앙처리장치(24)에 연결되고, 무기 확인데이터를 중앙처리장치에 보내주는 중앙 탐지/확인부(26)에 연결될 수 있다. 모든 센서들은 도 2의 선택된 센서들에 대해 도시된 방식으로 중앙처리장치와 중앙 탐지/확인부에 연결된다.
건물 외부로 연결된 외부공기통로는 로비(30)로 연결된 현관(28)과 천정 환기구(32)이다. 도어(34)는 현관을 닫고, 중앙처리장치(24)로부터 작동신호를 수신하는 신호작동 구동유니트(36)에 의해 닫힌 위치로 구동된다. 마찬가지로, 중앙처리장치(24)로부터 작동신호를 수신하는 신호작동 구동유니트(40)에 의해 구동되는 덮개(38)에 의해 천정 환기구(32)가 닫힌다. 물론, 외부와 통하는 다른 통로가 있을 수도 있지만, 모든 통로에는 중앙처리장치(24)의 작동신호를 수신하는 신호작동 구동유니트에 의해 밀폐 위치로 닫히는 덮개 부재가 있어야 한다. 그러나, 건물(10)을 효과적으로 밀폐하여 외부 공중으로부터의 위험한 오염물 진입을 방지하려면, 외부와의 통로를 최소한으로 제한하는 것이 바람직하다.
건물(10) 내부에는 여러개의 방이 있다. 로비(30) 이외에도, 복도(48)로 연 결되는 3개의 방(42,44,46)이 도시되어 있다. 물론, 비슷한 방이 더 많이 있을 수도 있다. 각 방의 외부와 통하는 통로를 도어(52)로 닫아 밀폐할 수 있는 출입구(50)로 표시했다. 각 도어(52)는 중앙처리장치(24)의 신호를 수신하는 신호작동 구동유니트(54)에 의해 닫혀 밀폐된다. 각 방에는 위험한 공중 작용제 센서들 외에도 중앙처리장치에 의해 가동되는 알람(56)과, 압축기(60)로부터 고압공기나 고압기체를 받도록 연결된 하나 이상의 압축공기 입구(58)가 있다. 각 방에는 또한 중앙처리장치에 의해 가동되는 오염방지시스템의 오염제거 입구(62)는 물론 중앙처리장치에 의해 가동되는 필터(64)가 더 있을 수 있다.
로비(30)와 각 방(42,44,46)에는 감지된 유해물질 각각의 피해를 처리하기 위한 치료 및 오염처리물질을 함유한 컬러코드 컨테이너부(65a,65b,65c)를 갖는 의료키트(65)가 있다. 예컨대, 컨테이너부(65a)는 노란색으로 칠해지고, 방사능 공격의 피해자를 치료하기 위한 물질을 함유하며, 컨테이너부(65b)는 생물작용제의 피해자를 치료하기 위한 물질을 포함하며 청색으로 칠해져 있고; 컨테이너부(65c)는 녹색으로 칠해져 화학작용제 공격의 피해자를 치료하기 위한 물질을 함유한다. 한편, 컨테이너부(65a,65b,65c) 대신에, 센서와 중앙탐지부(26)로부터의 집적데이터에 기초하여 감지된 유해물질에 대한 적절한 치료와 오염제거물질을 제공하도록 반응하고 중앙처리장치(24)로부터의 정보를 수신하는 집적된 컴퓨터화된 의약품 카트(67)가 의료키트(65)에 포함될 수도 있다.
탐지부(66)에는 화학적 생물학적 탐지장비가 들어 있으며, 건물내의 입구(로비, 환기덕트 등) 부근에 설치된다. 이들은 개량된 화학적 탐지부(26)를 구비한 Computing Device Canada(CDC)의 4WARN 집적 화학적/생물학적 탐지기를 기초로 한다.
개량된 화학적 탐지부(26)는 Orbital Science Corporations Gas Chromatograph/Ion Mobility Spectrometer(GC/IMS) 탐지기술을 기초로 한다. 이 기술은 증명된 저농도 탐지법을 갖고 새로운 가알람속도(false alarm rates)를 갖는다. GC/IMS 하위시스템은 직접적인 IMS 샘플링으로 그리고 극히 낮은 가양성 알람속도로 아주 낮은 농도에 대한 GC/IMS의 이용으로 고농도를 탐지한다.
방사능 오염은 기존의 증명된 탐지기술을 이용해 탐지부(66)에서 감시되고 건물의 환기구 입구에 위치한다. 이 장비는 중앙탐지부(26)와 간섭하여 알람정보를 중앙처리장치로 보낸다. Nuclear Research Corporation의 표준 군용 AN/VDR-2나 ADM-3000과 같은 방사능 오염 감시장비를 본 시스템에 병합할 수도 있다.
건물(10) 외부로부터의 화학적, 생물학적 또는 핵공격이 있을 경우, 감지된 유해공중 침투제의 농도가 관련된 특정 주변센서에 설정된 임계치를 초과하면 적절한 센서들(12,14,16)이 중앙처리장치(24)로 신호를 보낸다. 이런 공격이 성공하려면 각각의 침투제를 아주 높은 농도로 방출해야만 하므로, 주변센서(12,14,16)를 비교적 높은 임계치로 설정하고, 이 임계치를 넘으면 센서가 반응해야 한다. 이렇게 되면 대부분의 가양성(false positive)이 방지된다.
Graseby's ACADA 탐지기나 Environics M90 탐지기와 같은 하이레벨(ppt; parts per trillion) 화학적 센서(12,18)를 이용하면 빌딩 주변이나 내부 감시가 가능하다. 화학약품의 검출과 확인은 실시간으로 이루어져야 한다(즉, 정상적인 공 격농도에 대해서는 15초 이내에, 농도가 ppt 정도로 극히 낮은 경우에는 2분 정도). 따라서, 화학적 센서를 이용하면 ppt 농도를 검출할 수 있다. 그러나, 대개 공격중에 살포되는 약품의 높은 농도는 ppb(parts per billion)로 표시된다. 또, 센서들은 시설의 오염제거시 안전한 복귀를 보장하기 위해 ppt에 대한 TWA(time weighted average) 이하의 농도를 검출할 수 있어야만 한다. 화학적 센서들은 신경제(GA, GB, GD, GF, VX 등), 수포제(H, HG, L), 시안화물(AC, CK), 폐포제(CG, PFIB, HC 등), 라이어트(riot) 조절제(CS, CN 등), 표준 유해 화학약품(즉, 염소, 일산화탄소, 사염화탄소 등), 및 전술한 방식으로 전술한 레벨에서 유해한 기타 화학약품(즉, 다이옥신 등)을 검출할 수 있어야만 한다.
건물 주변이나 내부의 생물작용제 센서들(14,20)은 생물작용제를 실시간(15초내)으로 검출해야만 하고, 이런 생물작용제를 확인했음을 20분내에 받아야 한다. 바이오센서들은 생물작용제에 대해 10 ACPLA(agent containing particles per liter of air) 미만을 탐지하여, 하나의 입자라도 치명적일 수 있는 감염제에 대한 보호를 보장함은 물론, 안전한 재진입을 위한 감시와 성공적인 오염제제를 보장할 수 있고, 또한 장기간의 은밀한 생물학적 공격에 대한 보호를 보장할 수 있어야 한다. 또, 생물작용제에 대해서는 100 ACPLA가 정상적인 임계치인데, 이는 대부분의 테러리스트 공격시 생물작용제의 초기농도가 매우 높다고 추측되기 때문이다. 이런 전술은 이런 초기 개수가 초기 살포시 생물작용제에 대해 1000 ACPLA 이상이기 때문에 가양성(false positive)을 최소화한다. 따라서, 생물작용제에 대해 100 ACPLA로 설정된 생물학 센서들은 1000 이상의 레벨을 아주 잘 탐지할 수 있다.
이런 생물학 센서들은 다음을 탐지하여 확인할 수 있을 것인바, 즉 탄저균, 콜레라균, 발칸인플루엔자, 마비저(glanders), 페스트균, 브루셀라균, 바이러스뇌염군(VEE, WEE, EEE), VHF(viral hemoragic fevers; AHF, BHF, LASSA Fever, CCHF, RVF 등), 천연두균, 보툴리누스균, SEB(Staphylococcal enterotoxin B), 리신(ricin), 트리고테센 미코톡신(trichothecene mycotoxins)은 물론, 진드기매개뇌염 복합제, 황열병 바이러스, 뎅기바이러스, Francisella turarensis 등은 물론, 시가독소(shiga toxin), batrachotoxin, alpha conotoxin, taipoxin, 테트로도톡신, tityustoxin, saxitoxin, anatoxin, microcystin, 아코니틴(aconitine) 등의 독소도 검출할 수 있어야 한다.
끝으로, 건물 주변과 내부의 핵센서(16,22)는 알파선, 베타선 및 감마선을 탐지할 수 있다. (알파, 베타 또는 감마 방사능에 관한) 각각의 환경 기준을 넘어선 정의가능한 모든 알파, 베타 및/또는 감마 레벨의 실제 탐지는 양성감지라고 할 수 있고, 이로인해 경보가 발생될 것이다. 건물에 대한 테러리스트의 공격 시나리오는 이런 중성자나 기타 방사선 탐지까지 대비하지는 않는다고 보인다. 이런 알파, 베타 감마 감지는 실시간으로 일어나고, 따라서 실시간으로, 즉 7초 이내에 즉각적으로 경보를 발할 수 있다.
검출 및 경고에 이어 핵작용제 확인이 있다. 이런 확인은 15분 이내에 이루어지고, 아메리슘 241, 세슘 134-137, 코발트 60, 요오드 131, 탈륨, 인 32, 플루토늄 금속이나 염 238-239, 플루토늄 하이-파이어드 옥사이드(Plutonium high-fired oxides) 238-239, 폴로늄 210, 라듐 226, 스트론튬 90, 삼중수소, 우라늄 산 화물 및 니트레이트 238-235, 우라늄 하이 옥사이드 하이드리드, 카바이드, 폐재 238-235, 감손 우라늄 및 우라늄금속 238 등의 확인을 필요로 한다. 이런 확인에 의해 특정 작용제를 확인할 수 있어, 특정 알파, 베타 및/또는 감마 방사체에 관련된 임상 선량 예측과 더 큰 방사선 노출이 가능하고, 또한 각각의 뇌조촬영 일차 표적기관과 독성의 관점에서 내부 오염을 더 잘 예측할 수 있을 것이다. 예컨대, 요오드 131은 임계시간내에 특정 조치(즉, 1-3시간내 포타슘 요오드 300㎎)를 필요로 하는 갑상선에 큰 영향을 줄 것이고; (감마방사체라고 알려진) 코발트 60은 비슷한 즉각적인 보호대책(마스크와 개인보호장구)을 필요로 하지만, PPE에 더 관련이 있고 큰 보호효과를 가지며, 감마선의 침투성때문에 이후 오염제거 및 치료 조치를 취해야 한다.
화학, 생물학 및 핵 탐지시스템은 지역적인 알람/정보제공시스템과 연관될 수 있어야 하고, 탐지된 위협을 적시에 분명히 확인해야만 한다. 전반적인 시스템이 효과적으로 작용하여, (1) 작용제를 실시간으로 검출하여 사람들에게 보호조치를 취하라고 경고해야 하고, (2) 작용제를 제시간에 확인하여 감염된 모든 사람을 치료해야 하며, (3) 오염도를 감시하고, (4) 확인용 샘플들을 수집하며, (5) 결정에 영향을 미치는 중요한 정보를 제공해야 한다.
공중으로부터의 위험한 작용제 공격에 성공적으로 대처하기 위한 제시된 해결책은 중앙 위치에서 얻을 수 있는 사건관련 모든 정보를 훈련된 요원에게 전달해야만 한다. 이것은 펜티엄Ⅱ 마이크로프로세서를 기반으로 한 중앙처리장치(24)에 의해 이루어질 수 있다. 중앙처리장치는 건물 주변과 내부 전체에 사용된 모든 탐 지기와 센서들을 감시한다. 집합보호장비와 환기흡입제어장치같은 모든 보호시스템을 자동으로 제어할 수도 있고 알람장치를 갱신할 수도 있다. 또, 다른 지정된 중앙 명령/제어 장치에 모든 데이터를 위성을 통해 실시간으로 전달할 수도 있다.
중앙처리장치(24)가 68에서 주변 센서(12,14,16)중의 하나 이상으로부터 신호를 수신하면, 중앙처리장치는 70에서 신호구동유니트(36,40)에 작동신호를 보내 모든 외부연결통로를 밀폐한다. 다음, 72에서 중앙처리장치는 압축기(60)를 가동시키고, 압축기는 건물(10) 전체의 압축공기 입구(58)를 통해 압축공기나 압축기체를 공급하여 건물 내부압력을 건물 외부의 대기압보다 높게 급히 상승시킨다. 건물 내부압력은 주변 대기압보다 3-10 PSI 내에서 높아야만 하고, 이렇게 되면 화학, 생물학 또는 핵작용제를 포함한 외부진입 에어로졸로부터 빌딩 내부를 적극적으로 압력보호할 수 있다. 빌딩 내부의 압력이 가압될 수 없으면, 건물의 모든 균열과 작은 구멍에 이들 작용제 분무 필터를 설치해야 하지만, 이들로는 효과적으로 건물전체를 밀폐할 수 없다. 3-10 PSI 정도 높은 압력은 인체에 생리적으로나 의학적으로 어떤 영향도 미치지 않으며, 인체는 3-7 PSI 정도의 압력은 알아챌 수 없다. 따라서, 위험한 공중공격이 예상될 경우, 중앙처리장치(24)를 수동으로 작동시켜 건물(10)을 3-7 PSI의 범위내에서 미리 가압할 수 있다.
중앙 탐지/확인부(26)는 각각의 위험한 공중 살포 작용제에 대한 기본적인 위험 임계치로 탐지부(66)를 모니터하고 중앙처리장치에 데이터를 보내준다. 이 임계치를 넘으면, 중앙처리장치는 이를 74에서 감지하고 알람(56,76)으로 하여금 외부로부터 공격이 있음을 확인케 한다. 반대로, 74에서 중앙처리장치가 임계치가 아 직 넘지 않았고 주변 센서들이 위험한 상태임을 확인할 수 없다고 판단할 경우, 알람과 압축기(60)를 78에서 정지시키고 공기입구들을 80에서 재개방한다.
초기경보는 공중, 수중 또는 음식물중 작용제의 위험농도를 감지한 센서에 의해 직접 발해지지만, 중앙처리장치(24)가 공격에 대해 후속 반응하여 알람(56)이 건물 입주자에게 갱신된 정보를 제공하도록 한다. 위험농도를 실시간으로 탐지하자마자, 고음, 고음량, 고주파수를 갖는 알람을 내보낸다. 다음, 그 뒤 몇초내에 다음 두가지 형태중의 하나로 두번째 일반경보를 내보낸다. (1) 외부 위협에 대비한 저음, (2) 건물 내부 위협에 대비한 고음. 알람시스템의 일부로서 공중경보시스템과 개인 음성경보시스템을 가동할 수도 있다.
다음, 82에서 중앙처리장치에 의해 중앙 탐지/확인부(26)가 탐지된 위험 작용제를 채취/확인하고 중앙처리장치가 그 확인결과를 출력한다. 이 작업은 알람시스템의 음성칩 경보 및/또는 가청 경고음에 의해 이루어질 수 있다. 1회 경고음은 핵공격을, 2회 경고음은 생물학적 공격을, 3회 경고음은 화학적 공격을 의미하고, 또 고저음차에 따라 내부공격과 외부공격을 구분할 수도 있다. 또, 황색 프래시는 행곡격을, 청색 프래시는 생물학적 공격을, 녹색 프래시는 화학적 공격을 나타내도록 할 수도 있다. 이들 색상은 의료키트(65)의 색상에 일치하고 오염제거물질을 사용해 희생자를 치료하는 사람에게 알려준다.
또, 84에서, 중앙처리장치는 센서들과 중앙 탐지/확인부(26)를 같이 구비하여 검출된 유해 작용제의 농도를 제공할 수 있고, 이 정보가 86에서 알람시스템에 전송됨은 물론 모든 공격데이터가 원격지 운영센터로 전송된다.
도 4에 따르면, 로비(30)나 방(42,44,46) 등의 건물(10) 내부에서 공격이 일어날 경우, 중앙처리장치가 88에서 입구의 센서에 반응하거나 90에서 방의 센서에 반응한다. 물론 입구에서 공격이 일어나고 위험 농도의 작용제가 방으로 스며들면, 중앙처리장치는 입구와 감염된 방 모두의 센서들에 반응할 것이다.
센서(18,20,22)는 주변 탐지에 사용된 것과 비슷하거나, 또는 도 1에 도시된 중앙 탐지/확인부(26)에 연결된 샘플링 라인들에 의해 형성될 수도 있다. 위험한 작용제가 로비(30)에 살포되면, 중앙처리장치(24)가 92에서 동작하여 로비를 밀폐한다. 따라서, 도어(34,52)가 닫혀 현관(28)과 출입구(50)를 밀폐하여 입구부를 밀폐한다. 다음, 94에서 중앙처리장치에 의해 압축기(60)가 가동하여 아직 감염되지 않은 방(42,44,46)이나 복도(48) 등 건물 내부지역의 압력을 높인다. 이렇게 하면 상당량의 위험한 작용제가 이들 지역으로 침입하는 것을 방지할 수 있다.
전술한 바와 같이, 96에서 알람시스템이 작동하여 내부공격이 발생했음을 알리고, 98에서 작용제를 확인하며, 100에서 작용제 농도를 판단한다. 그 뒤 원격 운영센터가 102에서 이를 확인한다.
끝으로, 내부공격의 경우, 중앙처리장치의 제어하에 밀폐지역의 오염을 제거한다. 내부나 외부로부터의 오염에 대해서는, 비부식성, 비독성, 비도전성이고 환경적으로 안전한 오염제거용액을 포함한 1-4 마이크론 에어로졸 분무를 오염제거시스템(62)에서 분무할 수 있다. 물론 전술한 바와 같이 다른 물질이나 치료법을 이용할 수도 있다(즉, 인질구출용으로는 에어로졸 Sublimaze와 에어로졸 Narcan을, 화학작용제 공격용으로는 에어로졸 GD5). 또, 필터(64)를 가동해 오염지역에서 오 염물을 여과할 수 있다.
오염지역내의 센서들이 106에서 오염제거과정이 성공적이었고 작용제 농도가 위험값 밑으로 떨어졌음을 중앙처리장치에 알려주면, 중앙처리장치(24)는 108에서 압축기를 정지시키고 110에서 미리 밀폐되었던 지역을 개방한다. 이런 작업은 수동시스템에 의해 수동으로 이루어질 수도 있다.
건물(10)내의 다른 방들중 하나에 대한 공격이 일어나거나 이들 방이 입구와 같은 다른 지역의 공격에 의해 오염되면, 지역센서(90)는 112에서 오염지역을 폐쇄하라는 신호를 중앙처리장치(24)로 보낸다. 다음, 114에서 중앙처리장치는 비감염지역이 가압되었는지의 여부를 판단하고, 압축기(60)는 116에서 비감염 지역을 가압하도록 작동된다. 118에서, 중앙처리장치는 알람이 작동되었는지의 여부를 체크하고, 내부공격 지시를 받은 알람이 120에서 작동된다. 다음, 입구지역 공격에 대해 전술한 바와 같이, 중앙처리장치는 122에서 공격의 확인을, 124에서 농도 데이터를 수신하고, 126에서 원격 전송을 개시하며 128에서 감염된 지역 오염제거를 시작한다.
건물(10)내 오염되지 않은 "안전한 방", 공격에 사용된 작용제의 내역과 형식, 및 건물의 감염지역내의 작용제 농도를 확인하기 위한 센서(18,20,22) 및 중앙 탐지부(26)와 연계된 중앙처리장치(24)의 동작은 건물(10)내에서 공격이 일어났을 때 극히 중요하다. 이 정보는 특히 희생자에 대한 공격후 치료에 중요하다. 또, 중앙처리장치에 연결되어 건물내의 배지와 배지센서 확인에 기초한 사람 확인을 위한 자동 추적시스템을 이용해 건물내에 누가 있는지, 어느 지역이 공격받고 있는지, 공격후 누가 안전한 방에 들어갔는지를 알아낸다. 이 정보를 신속한 피해자 추적 및 치료에 도움을 준다.
중앙처리장치(24)에 자동 원격측정 피해자 구분 태그시스템을 연결할 수도 있다. 이 구분태그시스템은 모든 태그표시된 희생자에 대한 정보를 갱신하여 동적이고 실시간적인 보고를 한다. 각 희생자는 배터리 작동식 원격작동 태그 송신기를 받는다. 각종 희생자 상태, 즉 OK, 상태가 가벼움, 상태 보통, 심각, 사망 등에 해당하는 태그상의 버튼들을 색깔로 부호화한다. 각 희생자의 실시간 상태들을 태그의 해당 버튼을 눌러 주기적으로 전송할 수 있다.
핵공격에 대해서는, 선량계와 특정 작용제 확인 정보를 이용해 공격후 처음 한두 시간내에 초기 이차 치료가 필요한지를 결정한다. 예를 들어, 처음 공격에 노출된 뒤 1-2 시간내에 (1) 요오드 131로 상당히 오염되었으면 포타슘 요오드로 긴급히 치료할 필요가 있고, 또는 (2) 아메리슘 241이 살포되었으면 DTPA나 EDTA로 킬레이션 치료를 할 필요가 있다고 결정할 수 있다. 이 치료는 공격후 한두시간내에 실시되어야 할 이차 긴급치료제들을 보관할 수 있는 안전한 방(또는 경계선 밖)에서 시작될 수 있다.
생물학 작용제 희생자들에 대해서는 1-3시간내에 적절한 항생학적 및 기타 치료법을 시작해야 한다. 또, 작용제의 형식, 양 및 살포에 대한 정량적 바이오센서 데이터를 희생자 위치 관련 데이터와 연관시켜 상태가 양호하거나 적당하거나 심각한 경우의 치료법을 찾을 수도 있다. 예컨대, 탄저균 공격이 일어났고 로비(30)가 공기 1리터당 100,000 이상의 입자로 오염되었다고 판단되면, Ⅳ 항생학적 치료로 희생자들을 즉각 치료하고 그 다음 단계로 계획된 집중 치료과정을 통해 정밀 관찰하는 것이 현명할 것이다. 그러나, 42개의 방만이 단위당 3000개 입자로 오염되었을 경우에는, (덜 공격적인)오럴치료가 가능하다.
먼저 오염이 제거된 화학작용제의 희생자들은 추가 오염제거와 더이상의 치료가 필요한지의 여부를 판단하도록 15분내에 다시 체크할 필요가 있다. 이는 화학작용제중 많은 것(특히, 신경작용제, 피부 수포제 및 이들의 상호 내부작용)의 이차 증발때문에 일어난다. 화학 환자들(특히 신경작용제 환자의 경우)은 대량의 아트로핀과, 심각히 오염된 환자들에 대비한 후속적인 집중간호시설이 필요하다.

Claims (28)

  1. 건물 내부와 외부 사이를 연결하는 하나 이상의 공기통로를 구비한 건물을 위험한 공중 오염물 공격으로부터 보호하는 방법에 있어서:
    생물작용제, 화학작용제, 및 알파, 베타, 감마방사선의 일부나 전체를 포함한 위험한 공중 오염물의 농도를 건물에서 떨어진 부근 위치인 건물 외부로부터 감지하는 단계;
    상기 공중 오염물의 농도가 제1 오염치 이상인지를 판단하는 단계;
    상기 공중 오염물의 농도가 제1 오염치 이상일 때 상기 외부 공기통로들을 폐쇄하는 단계;
    상기 공기통로를 폐쇄한 뒤 건물 내부의 압력을 높이는 단계;
    건물 내부의 위험한 공중 오염물의 농도를 건물 내부에서 감지하는 단계; 및
    건물내부의 위험한 공중 오염물이 상기 제1 오염치보다 낮은 제2 오염치 이상인 때를 판단하는 단계;를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.를 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
  2. 제1항에 있어서, 건물 내부가 3-10 PSI의 범위에서 가압되는 것을 특징으로 하는 방법.
  3. 삭제
  4. 제1항에 있어서, 상기 제2 오염치가 위험한 공중 오염물이 인체에 해를 입히는 최소값인 것을 특징으로 하는 방법.
  5. 제1항에 있어서,
    상기 외부 공기통로들이 폐쇄된 후, 건물에 인접하면서 주변 위치에서 떨어진 한군데 이상의 건물 외부 위치에서 상기 위험한 공중 오염물의 농도를 감지하는 단계;
    건물 외부 위치의 상기 위험한 공중 오염물의 농도가 제2 오염치 이상인지 여부를 판단하는 단계; 및
    건물 외부의 위험한 공중 오염물의 농도가 상기 제2 오염치보다 낮으면 상기 외부 공기통로들을 개방하고 건물 내부압력을 낮추는 단계;를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
  6. 제5항에 있어서, 상기 제2 오염치가 상기 제1 오염치보다 낮은 것을 특징으로 하는 방법.
  7. 제6항에 있어서, 상기 제2 오염치가 상기 위험한 공중 오염물이 인체에 해를 입히는 최소값인 것을 특징으로 하는 방법.
  8. 삭제
  9. 삭제
  10. 삭제
  11. 삭제
  12. 외부와 통하는 하나 이상의 통로를 갖는 다수의 분리된 밀폐지역으로 내부가 분할되어 있는 건물을 위험한 공중 오염물 공격으로부터 보호하는 방법에 있어서:
    각 지역의 생물작용제, 화학작용제, 및 알파, 베타, 감마방사선의 일부나 전체를 포함한 위험한 공중 오염물의 농도를 감지하는 단계;
    상기 공중 오염물의 농도가 그 지역을 오염지역으로 만드는 제1 오염치 이상인 때를 판단하는 단계;
    오염지역의 외부로 통하는 통로를 폐쇄하는 단계; 및
    건물 내부의 나머지 비오염 지역들의 압력을 높이는 단계;를 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
  13. 제12항에 있어서, 비오염지역을 3-10 PSI의 범위의 압력까지 가압하는 것을 특징으로 하는 방법.
  14. 제12항에 있어서, 오염지역의 외부로 통하는 통로를 폐쇄한 뒤 오염지역에 오염제거제를 유입시키는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
  15. 제14항에 있어서, 위험한 공중 오염물이 인체에 해를 입히는 값 밑으로 오염지역내의 오염물의 농도가 오염제거제에 의해 낮아졌을 때를 판단하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
  16. 제12항에 있어서, 상기 분리된 밀폐 지역들중 한군데 이상에 건물 외부로 통하는 외부 통로가 있으며;
    건물에서 떨어진 한군데 이상의 주변 위치에서 위험한 공중 오염물의 농도를 건물 외부에서 감지하는 단계;
    주변 위치의 위험한 공중 오염물의 농도가 제2 오염치 이상인 때를 판단하는 단계;
    주변 위치의 오염도가 상기 제2 오염치 이상인 때 건물 외부로 통하는 상기 통로들을 폐쇄하는 단계; 및
    상기 외부 통로들을 폐쇄한 뒤 건물 내부를 가압하는 단계;를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
  17. 제16항에 있어서,
    상기 외부통로를 폐쇄한 뒤 건물에 인접하면서 주변 위치에서 떨어진 한 군데 이상의 외부 위치에서 위험한 공중 오염물의 농도를 감지하는 단계;
    건물 외부 위치의 상기 위험한 공중 오염물의 농도가 제3 오염치 이상인지를 판단하는 단계; 및
    건물 외부 위치의 상기 위험한 공중 오염물의 농도가 상기 제3 오염치 밑에 있을 때 상기 외부 통로들을 개방하고 건물 내부의 압력을 낮추는 단계;를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
  18. 제17항에 있어서, 상기 제3 오염치가 상기 제2 오염치보다 낮은 것을 특징으로 하는 방법.
  19. 제18항에 있어서, 상기 제3 오염치가 상기 위험한 공중 오염물이 인체에 해를 입히는 최소값인 것을 특징으로 하는 방법.
  20. 삭제
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  28. 위험한 공중 오염물 공격에 대해 적어도 하나의 외부 연결통로를 갖는 건물을 보호하기 위한 자동대응 건물방어시스템에 있어서:
    상기 외부 통로를 폐쇄하고, 작동신호에 응답하는 통로덮개와 덮개구동유니트를 포함한 통로덮개조립체를 구비하며, 상기 통로덮개를 닫아 상기 외부 연결통로를 밀폐하는 덮개조립체;
    생물작용제, 화학작용제, 및 알파, 베타, 감마방사선의 일부나 전체를 포함한 위험한 공중 오염물의 존재를 감지하고 이에 응답해 감지신호를 생성하는 적어도 하나의 센서를 구비한 위험오염물 센서조립체; 및
    상기 덮개조립체에 연결되고 상기 센서신호를 수신하며, 이 센서신호에 응답하여 상기 덮개구동유니트에 작동신호를 제공하는 중앙처리장치;를 포함하되,
    상기 위험오염물 센서조립체는 건물 외부에 장착된 외부센서와, 건물 내부에 장착된 내부센서를 포함하며;
    상기 외부센서는 제1 농도값 이상의 농도를 갖는 위험한 공중 오염물의 존재를 감지했을 때 센서신호를 생성하고, 내부센서는 제2 농도값 이상의 농도를 갖는 위험한 공중 오염물의 존재를 감지했을 때 감지신호를 생성하며, 상기 제2 농도값은 제1 농도값보다 낮은 것을 특징으로 하는 자동대응 건물방어시스템.
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