KR101186127B1 - 명시적 화재전파 경로 탐색 방법 및 배중적 화재 시나리오 식별법 - Google Patents

명시적 화재전파 경로 탐색 방법 및 배중적 화재 시나리오 식별법 Download PDF

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Abstract

본 발명은 명시적 화재전파 경로 탐색 방법 및 배중적 화재 시나리오 식별법에 관한 것으로, 화재구역의 가능한 모든 화재전파 경로를 도출하며, 이를 통해 발생 가능한 모든 배중적 화재 시나리오를 도출하기 위한 방법을 포함한다. 또한, 본 발명의 핵심은 화재전파 경로를 찾는 방법과 이 사건들을 배중적 화재시나리오로 분류하는 수학적 공식이며, 이를 구현할 수 있는 알고리즘이다.

Description

명시적 화재전파 경로 탐색 방법 및 배중적 화재 시나리오 식별법{EXPLICIT FIRE PROPAGATION PATH SEAERCHING METHOD AND EXCLUSIVE FIRE SCENARIO IDENTIFICATION METHOD}
본 발명은 화재 리스크 분석을 위한 화재전파 경로 탐색 방법 및 배중적 화재 시나리오 식별법에 관한 것이다.
종래의 화재리스크 분석을 위한 화재시나리오 분석 방법은 이웃하는 화재 세부구역의 전파만을 고려하여 단순한 화재 시나리오를 분석하였다.
이는 각 화재 세부구역의 형태에 따른 복잡도 및 기계적인 화재 전파 시나리오의 분석 방법이 없기 때문이다. 또한 이에 따라 다중의 전파로 인한 화재 시나리오 및 동시 다발적인 화재 시나리오를 분석할 수 없었으며, 화재 리스크를 과소평가하는 경향을 가지고 있었다.
보다 구체적으로, 원자력 발전소에서 화재사고의 확률론적 안전성 평가를 수행하는 경우, 화재사건과 내부 확률론적 안전성 평가모델의 맵핑(전사)방식을 사용하고 있다. 이러한 방법은 화재사고의 확률론적 안전성평가에 드는 비용을 줄이기 위해 사용된다. 이 방법에서는 화재에 의한 초기사건 및 기기/시스템의 고장사건이 식별되어 이와 관련된 내부사건에 맵핑되어 내부사건의 고장수목을 화재사건의 고장수목으로 변환시키게 된다. 써로게이트 또는 손상항 방식이 기존의 주요한 사건 전사 방식으로 사용되었다. 써로게이트 또는 손상항은 특정 화재구역(compartment)에서 발생한 화재에 의해 기기/시스템이 화재에 의해 영향을 받았는지 아닌지를 판별하는 식별자(flag)의 역할을 수행한다. 이 방법을 사용하기 위해서는 화재 전구역에 존재하는 세부 화재구역의 상태를 명시적으로 찾아야 한다. 세부 화재구역의 상태가 명시적으로 판별된 후에는 각 세부 화재구역에 존재하는 기기/시스템들은 화재 물질, 화재 강도, 화재와 기기/시스템간의 거리 등으로 대표되는 변수에 따라 화재에 의한 기능의 실패 또는 성공이 결정된다. 화재 세부구역이란 주로 전 화재구역을 화재 리스크를 정량화하기 편한 상태로 인위적으로 구분된 지역을 지칭한다. 이 경우 화재는 특정 화재세부구역에서 최초 발화한 것으로 가정된다.
만일 한 세부 화재구역에서 화재가 발생했으며, 이 세부화재구역에 화재가 전파할 수 있는 인접한 다른 세부 화재구역이 존재하는 경우, 써로게이트 또는 손상항 방법은 두 가지의 화재 사건을 고려한다. 하나는 인전한 화재구역으로의 전파가 없는 단일한 화재사건이며, 나머지 하나는 인접한 세부화재구역으로 전파되는 사건이다. 일반적인 화재 리스크를 위한 사건은 다음의 식으로 표현된다.
Figure 112010078482217-pat00001
여기서 인덱스 i는 전 화재구역의 세부화재구역의 숫자를 의미하며, 인덱스 j는 i세부화재구역에 인접하는 세부화재구역을 의미한다. 여기서 CCDPi 및 CCDPij는 i세부화재구역에서 화재가 발생하고 전파되지 않은 경우의 조건부 화재손상 확률 및 화재가 이웃 구역으로 전파된 경우의 조건부 화재손상 확률을 의미한다.
식(1)에서 첫 번째 항은 전파가 없는 화재사건을 의미하며, 두 번째 항은 이웃한 구역에 일차 전파된 화재사건을 의미한다.
식(1)은 다음의 두 가지 문제를 가진다.
1. 식(1)은 이웃한 화재구역으로의 1차 전파 이상을 표현하지 못한다.(2차 전파이상의 사건)
2. 식(1)은 다중의 화재구역으로 동시에 전파하는 사건을 표현하지 못한다.(단일 화재구역에서 이웃한 여러 구역으로 동시전파)
일반적으로 화재사건은 이웃화재구역으로의 연속적으로 전파되어 확장되는 경향을 보인다. 만일 이웃 화재구역으로의 전파 가능성이 상대적으로 높으면 식(1)에 제외된 다중전파에 의한 화재 영향을 무시할 수 없게 된다. 이로 인해 식(1)의 방식은 실제의 화재 리스크 프로파일을 왜곡하여 화재사건을 과소평가할 수 있다.
또한 화재는 다중의 화재구역으로 동시에 전파할 수 있다. 이는 또한 화재 리스크를 과소평가할 수 있다. 동시적 화재사건은 다중의 기기들을 동시에 실패하게 할 수 있으며, 이로 인해 초기 화재는 직접적인 원전의 노심손상 사건으로 발전할 수 있다.
따라서, 상기 문제점을 해결하기 위하여 화재구역의 가능한 모든 화재전파 경로를 도출하며, 이를 통해 발생 가능한 모든 배중적 화재 시나리오를 도출하기 위한 방법이 고려될 수 있다.
본 발명은 일반적인 화재 전파방정식의 유도하며, 이를 통하여 명시적 화재전파 경로 탐색 방법 및 배중적 화재 시나리오 식별법을 제공하기 위한 것이다.
또한, 본 발명은 화재리스크 분석의 단순화 방법을 제공하기 위한 것이다.
이와 같은 본 발명의 해결 과제를 달성하기 위하여, 본 발명의 일 실시예에 따르는 명시적 화재전파 경로 탐색 방법 및 배중적 화재 시나리오 식별법은 배중적 화재시나리오로 분류하는 수학적 공식과 알고리즘을 이용하여 발생 가능한 모든 배중적 화재 시나리오를 도출한다.
상기와 같이 구성되는 본 발명에 관련된 명시적 화재전파 경로 탐색 방법 및 배중적 화재 시나리오 식별법은, 화재 전파방정식을 이용하여 화재구역의 동시전파 및 다중전파를 모두 고려할 수 있다.
또한 본 발명은 화재사건의 배반(排反)화 과정을 통하여 화재구역 상태를 결정할 수 있다.
또한 본 발명은 화재리스크 분석의 단순화를 통하여, 보다 신속한 명시적 화재전파 경로 탐색 방법 및 배중적 화재 시나리오 식별법을 구현한다.
도 1은 4개의 화재구역으로 이루어진 화재지역의 개념도.
도 2는 6개의 화재구역으로 이루어진 화재지역의 개념도.
도 3은 3개의 사건의 배반화를 나타내는 벤 다이어그램(venn diagram).
이하, 명시적 화재전파 경로 탐색 방법 및 배중적 화재 시나리오 식별법에 대하여 도면을 참조하여 보다 상세하게 설명한다. 본 명세서에서는 서로 다른 실시예라도 동일?유사한 구성에 대해서는 동일?유사한 참조번호를 부여하고, 그 설명은 처음 설명으로 갈음한다. 본 명세서에서 사용되는 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다.
도 1은 4개의 화재구역으로 이루어진 화재지역의 개념도이다.
보다 구체적으로, 도 1은 4개의 화재 세부구역을 갖는 화재구역이며 아라비아 숫자는 화재세부구역의 번호를 지칭한다. 초기 화재사건은 2번 세부화재구역에서 일어났다고 가정하고, 모든 화재세부구역은 서로간에 화재가 전파될 수 있다고 가정한다.
식(1)에 의하면, 이러한 초기 화재사건에 의한 화재리스크는 다음의 식(2)와 같이 쓰여질 수 있다.
Figure 112010078482217-pat00002
식 (2)에서 보여진 바와 같이 총 화재 리스크는 세 개의 사건으로 이루어 진다. 즉, 전파되지 않은 2번 구역 단일 화재사건, 1번 화재 구역으로 전파된 화재사건, 3번 화재구역으로 전파된 화재 사건이다. 총 노심손상빈도(CDF)는 단순히 이들 세 항에 조건부 노심손상 확률을 곱하고, 대수적으로 합하여 구하여 진다. 그러나, 2번 화재구역의 단독 화재사건, R2는 R21 및 R23와 배반사건(排反事件)이지만 전파된 사건들 간에는 배반사건이 아니며 이에 따라 이들 사건은 대수적으로 합하여질 수 없다. 또한, 식(2)는 1차 전파 이상의 다중 전파항을 포함하지 않고 있다.
다른 방법으로, 2번 화재구역에서 화재가 발생했을 경우에 발생 가능한 모든 경우를 고려해 보자. 이를 위해 Rij는 불리안 대수에서의 사건으로 정의된다. 그림1에서부터 가능한 모든 화재사건은 다음과 같이 기술할 수 있다.
Figure 112010078482217-pat00003
식(3)은 불리안 식이기 때문에 화재 리스크는 단순한 합으로 표시할 수 없다. 화재리스크를 구하기 위해서는 식(3)에 있는 항은 서로 배반적인 사건으로 분리되어야 한다. 식(3)은 배반사건의 합으로 다음과 같이 바꿀 수 있다.
Figure 112011004263472-pat00004
식(4)에서 다음의 규칙이 사건간의 배반성을 표시하기 위해 사용되었다.
Figure 112011004263472-pat00005
식(5)에서 Rij는 i화재구역에서 j화재구역으로 전파된 후 더 이상의 전파는 없는 사건으로 정의된다. 동일한 방법으로 Rijk는 i화재구역의 화재가 j화재구역을 통해 k화재구역으로 전파되었으며 더 이상의 전파는 없는 사건으로 정의된다. 이 두사건은 정의에 따라 서로 배반사건이 된다. 식(4)에 보이는 바와 같이, 화재사건은 상호 배반적인 6개의 세부화재 사건으로 분류된다.
1. 전파없는 단일화재 사건
2. 1번 화재구역으로만 전파된 사건
3. 3번 화재구역으로만 전파된 사건
4. 3번구역을 통해 4번 구역으로만 전파된 사건
5. 1,3번 구역으로 동시에 전파된 사건
6. 1번구역과 3,4구역에 동시 및 다중전파된 사건
식(4)의 사건은 상호 배반사건이므로 총 화재 리스크는 다음의 식으로 구할 수 있다.
Figure 112011004263472-pat00006
단순화를 위해 식(6)에 표현된 값은 발생빈도를 표시하는 것으로 가정하였다.
식(3)과 식(6)을 비교해 보면, 식(3)은 동시 및 다중 전파 항을 가지고 있지 않음을 알 수 있다. 또한 식(3)은 불리안 식이면서 대수적인 덧셈을 수행하는 오류도 가지고 있음을 알 수 있다.
본 발명은 화재에 대한 확률론적 안전성분석에서 필요한 모든 발생 가능한 화재사건을 명시적으로 찾을 수 있는 해석적 화재 전파 방정식을 제안한다. 또한 발생 가능한 화재 사건을 상호 배반화하여 화재사건을 단순한 대수적 합으로 구할 수 있는 방법을 개시한다.
또한, 본 발명은 발생 가능한 모든 화재사건이 개발된 방정식에 따라 식별되며. 식별된 화재사건은 배반성을 갖도록 재 공식화된다.
또한, 본 발명은 본 방법의 제한점이 화재구역의 개수가 증가하고 복잡해질 경우에 대해 기술한다. 일반적으로 화재구역이 증가하면 발생가능한 화재사건은 지수적으로 증가하게 된다. 이 경우 전산 분석이 불가능해진다. 이를 위해 가능한 근사적 방법을 제안한다.
앞에서 언급된 바와 같이, 화재 구역은 여러 구획들로 분리되고, 단일 구획에서 개시된 화재 사고는 확산 확률과 같은 확산 특성에 따라 확산될 수 있다. 한 구획으로부터의 화재 사고는 다른 구획에 대한 기하학적 배열 및 확산 특성에 따라 다수의 화재 확산 시나리오를 가질 수 있다. 명시적인 방법(대리 사고, 손상 항)을 사용한 화재 사고의 위험성을 평가하기 위해, 이 구획에 위치한 시스템/기능의 동작성을 지시하는데 사용되는 플래그를 지정하도록 모든 화재 구획의 상태를 알고 있어야 한다. 화재 확산 경로에 따라, 화재 구역은 그 구획에 다수의 상태를 가질 수 있다. 화재 구역에서 구획의 상태는 다음과 같은 상태 벡터로 교체할 수 있다.
Figure 112011004263472-pat00007
여기서, Si는 i번째 구획의 상태를 나타낸다. 보다 구체적으로, Si는 i’번째 지역의 위상(stature)을 나타내고, 화재 구역의 구획은 0 또는 1의 값을 가질 수 있다. 불리안 표기법(또는, 부울 표기 방법, Boolean notation convention)에 따르면, "1"은 화재 사고가 발생했거나 다른 화재 사고가 i번째 구획으로 확산된 경우를 의미한다. "0"는 화재 사고가 발생하지 않았거나 다른 구획으로부터 i번째 구획으로 확산이 없는 경우를 의미한다. 수식 (7)에서 아래 첨자 M은 화재 구역의 총 구획 수를 나타낸다. 이 상태 벡터는 노심 손상 빈도(core damage frequency, CDF)를 평가하기 위한 내부 사고 폴트 트리 (fault tree: FT)의 조절에 대한 입력이다. 상태 벡터를 FT에 매핑함으로써, i번째 구획에서 개시된 화재 사고의 화재 확산 시나리오의 조건 핵심 손상 확률(conditional core damage probability: CCDP)을 얻을 수 있다.
예를 들면, 도 1에 나타낸 바와 같이, 4개의 화재 구획을 갖는 화재 구역을 고려한다. 구획 2로부터 화재 사고가 개시된다고 가정하면, 표 1에 나타낸 바와 같이 6개의 배타적인 상태 벡터가 존재할 수 있다.
Figure 112011004263472-pat00008
경우에 따라서, 둘 이상의 화재 사고 시나리오가 동일한 상태 벡터를 가질 수 있다. 일부 화재 사고 시나리오가 동일한 상태 벡터를 가지고 있더라도, 화재 사고 시나리오가 상호 배타적이고 그들 중 하나가 다른 화재 사고 시나리오에 포함되지 않는 경우, 이들은 화재 위험성을 추정하기 위해 독립적으로 취급되어야 한다.
화재 확산 방정식의 전개를 위해, 다음 사항을 가정한다.
1. 구획은 하나 이상의 확산 경로를 동시에 허용할 수 없다.
2. 화재 확산은 후방으로 진행될 수 없다.
가정 1은 구획이 확산 경로를 통하여 다른 화재에 의해 초래된 화재를 갖는 경우 이 구획을 통한 다른 확산 경로가 동시에 존재할 수 없다는 것을 의미한다. 가정 2는 이미 방문한 확산 경로를 다시 방문할 수 없다는 것을 말한다.
i번째 구획에서 개시된 화재 사고는 FEi로, 그리고 i번째 구획으로부터 개시된 화재가 j번째 구획으로 확산되는 사고를 Fij로 정의된다. 이러한 사고는 불리안 표기법을 이용하여 다음과 같은 관계식을 갖는다.
Figure 112011004263472-pat00009
여기서, 합계 표시는 불리안 표기법으로 "OR" 연산을 의미하고, 합계 지수 Ci는 i번째 구획에 인접하는 구획의 전체 수를 나타낸다. 식 (8)의 우측의 제 1 항은 i번째 구획으로부터 화재 사고가 어떤 다른 인접 구획으로 확산되지 않았음을 의미한다. 이후 반복되는 아래 첨자는 최종 지시된 구획에서 중지된 화재 사고로 정의된다. 식 (8)의 우측의 제 2 항은 인접 구획으로 확산된 모든 사고의 합이다. 식 (8)의 우측의 두 항은 다른 구획으로 확산되지 않은 화재 사고 및 다른 구획으로 확산된 화재 사고가 동시에 발생할 수 없기 때문에 상호 배타적이다.
식 (8)은 j번째 구획으로부터 다음 구획까지의 화재 확산을 고려하여 더 확장할 수 있다.
Figure 112011004263472-pat00010
여기서, Cj는 j번째 구획에 인접하는 구획의 수를 나타낸다. 우측의 제 2 항을 2개의 사고 그룹으로 분리할 수 있다. 하나는 더 이상 확산이 발생하지 않는 사고에 대한 것이고, 다른 하나는 k번째 구획으로 확산되는 사고에 대한 것이다. 상기 분리된 방정식을 아래와 같이 기술할 수 있다.
Figure 112011004263472-pat00011
이러한 확장은 화재가 확산될 수 있는 구획이 없을 때까지 반복될 수 있다. 충분히 확장된 화재 확산 방정식의 최종 형태는 아래와 같이 기술할 수 있다.
Figure 112011004263472-pat00012
도 2는 6개의 화재구역으로 이루어진 화재지역의 개념도이고, 도 3은 3개의 사건의 배반화를 나타내는 벤 다이어그램(venn diagram)이다.
예를 들면, 화재 확산 및 그들의 하부 사고를 도 2에 나타낸 바와 같이 단순한 기하학으로 고려할 수 있다. 도 2는 6개의 구획으로 구성된 화재 구역이다. 상기 화재가 구획 1에서 개시되었다고 가정한다. 식 (8)을 적용하면, 상기 화재 사고는 아래와 같이 분리될 수 있다.
Figure 112011004263472-pat00013
제 2 및 제 3 항은 식 (10)에 나타낸 바와 같이 더 확장될 수 있다.
Figure 112011004263472-pat00014
상기 확장은 방문할 구획이 없을 때까지 반복된다. 따라서,
Figure 112011004263472-pat00015
식 (14)에 나타낸 바와 같이, 그들 경로에 18개의 화재 사고를 갖는 5개의 화재 경로, (1→2→3→6→5→4), (1→2→5→4), (1→2→5→6→3), (1→4→5→2→3→6), and (1→4→5→6→3→2)가 있다.
식 (11)의 화재 사고는 상호 배타적이 아니다. 각 화재 확산 시나리오를 위한 상태 벡터를 얻기 위해, 식 (11)의 사고는 모든 화재 사고가 서로 상호 배타적인 사고 집합으로 수정되어야 한다. 화재 확산 시나리오가 배타적인 사고로 분류되면, 모든 가능한 화재 확산 시나리오 빈도를 그들의 CCDP로 곱한 값을 단순히 더하여 CDF의 항으로 화재 위험성을 추정할 수 있다.
상호 배타적인 상태 벡터를 얻기 위해서는 식 (11)의 화재 사고들을 다시 체계적으로 만들어야 한다. 식 (11) 및 (14)를 통해, 동일한 확산 경로상의 사고들이 상호 배타적임을 알 수 있다. 예를 들어, 식 (14)의 제 1 경로상에는 f 11, f 122, f 1233, f 12366 f 123655 및 f 123654 사고들이 있으며, 이러한 6개의 사고들은 상호 배타적이다(항 1 참조).
동일한 확산 경로의 화재 사건들은 상호 배타적이므로, 상기 화재 사건들이 그들의 전파 경로에 따라 그룹화된다면 상태 벡터를 쉽게 얻을 수 있다. 상기 화재 확산 경로는 벡터로 나타낼 수 있으며, 확산 경로가 i 구획에서 시작하여 j 내지 m 구획을 거쳐 n 구획에서 끝나는 경로 벡터는 다음과 같이 정의된다:
Figure 112011004263472-pat00016
여기서, 아래첨자 k는 상기 경로 벡터의 시리얼 번호를 나타낸다. 일 예로, 도 2의 화재 구역내의 구획 1에서 시작된 화재 사건은 5개의 경로 벡터를 갖는다.
아래의 표 2는 각각의 경로 벡터와 그 화재 사고들을 보여주고 있다.
Figure 112011004263472-pat00017
상기 표에 도시된 바와 같이, 일부 화재 사고들은 다수의 경로 벡터들을 가질 수 있다. 화재 사고가 경로 벡터에 속할 경우, 이 사고는 다른 경로 벡터에서 제거된다.
상기 경로 벡터들은 식 (11)의 마지막 항들을 검사하여 얻을 수 있다. 더 이상의 확산 경로를 갖지 않는 지점까지 완전히 전개된 화재 사고의 아래첨자는 상기 화재 사고의 경로 벡터를 의미한다.
k번째 경로 벡터에 속하는 사고 그룹은 Φk 로 정의된다. 화재 구역에서 개시된 화재 사고는 “m”개의 경로 벡터들을 가지며, 이러한 화재 사고는 다음과 같이 나타낼 수 있다:
Figure 112011004263472-pat00018
다음 단계는 각각의 화재 사고 그룹(Φi)이 상호 배타적이 되도록 하는 것이다. 간단히 예를 들어, 3개의 사고 그룹 A1, A2 및 A3 을 생각해 보자. 각 사고 그룹은 두 가지 상태, 즉, 발생 혹은 미발생의 상태를 갖는다고 가정한다. 만약 상기 사고 그룹의 모든 상태들을 찾고자 할 경우, 그 상태들은 모든 사고 그룹들의 모든 가능한 조합으로 구분될 수 있다. 이러한 모든 가능한 조합들을 벤 다이아그램(Venn diagram)을 이용하여 도 3에 도시하고 있다.
도 3의 사고 그룹은 다음의 수식으로 나타낼 수 있다.
Figure 112011004263472-pat00019
수식 (17)은 임의의 수의 사고 집합에 대해 일반화될 수 있다. M개의 사고 집합의 경우, 상기 사고 그룹들은 상호 배타적이 되도록 다음과 같이 구분될 수 있다.
Figure 112011004263472-pat00020
수식 (18)에서 각각의 항은 상호 배타적이다. 이는 불대수(Boolean 1algebra) 표기법에서 두 개의 임의의 항들을 곱해보면 쉽게 알 수 있다. 수식 (18)은 명시적 처리를 위한 화재 사고 분리의 최종 형태이다. 수식 (18)의 총 항의 개수는 m개의 경로 벡터의 2m 이다. 사고 혹은 경로 벡터의 개수가 증가하므로, 이 방식을 화재 위험 정량화에 적용시키는 것은 어려운 일이다.
도 2에 도시된 바와 같이, 본 발명의 화재 확산 방정식은 2X3 기하학에 적용된다. 화재가 구획 1에서 발생된 것으로 가정한다. 이러한 화재 사건 시나리오의 경로 벡터는 이미 표 1에 제시되었다. 식 (18)을 적용하면, 상기 개시된 화재 사고는 5개의 경로 벡터가 존재하므로 각 경로 벡터내의 사고 그룹으로 환산하면 32개의 사고들로 분류된다.
표 3은 모든 가능한 배타적인 화재 사고들과 그들의 상태 벡터를 보여주고 있다.
Figure 112011004263472-pat00021
Figure 112011004263472-pat00022
Figure 112011004263472-pat00023
상기 표에 도시된 바와 같이, 18개의 사고가 존재하는 단일 확산 경로가 있고 28개의 동시 사고가 존재하는 하나 이상의 단일 확산 경로가 있다. 예상외로, 4개 이상의 확산 경로를 갖는 동시 확산 사고가 존재하지 않는다. 이것은 하나의 구획은 단 하나의 확산 경로만을 갖는다는 사실 때문이다.
이러한 조건하에서, 화재 위험 분석자들은 1 구획 에서 시작된 화재 위험 정량화를 위한 46개의 상태 벡터들에 대해 화재 위험 정량화를 46번 반복해야 한다.
항 2.4에 제시된 바와 같이, 명시적 화재 시나리오 식별 방식은 각 상태 벡터에 대해 많은 횟수의 반복적인 정량화를 요구한다. 확산 횟수에 제한이 없다면, 그 측정횟수가 급격히 증가할 것이다. 상기 절차에 따라, 화재 구역 내에서 구획의 수가 증가하면, 경로 벡터의 개수가 더 증가하게 된다. 또한, 화재 사고를 상호 배타적으로 만들기 위해서는 상기 사고를 식 (18)을 이용하여 분리시켜야 한다. 최종적으로, 상기 경로 벡터내의 사고들을 다른 경로 벡터와 곱해서 모든 가능한 시나리오를 생성해야 한다. 이러한 화재 확산 방정식과 파일롯 예시로부터 두 종류의 점근성 접근방식을 얻을 수 있다.
1. 확산 확률에 따른 경로 벡터내의 사고의 잘라버림
2. 경로 벡터의 조합의 잘라버림
제 1 접근방식을 적용할 경우, 경로 벡터내의 사고들의 개수를 줄일 수 있다. 이러한 잘라버림을 통해 측정 횟수를 현저하게 줄일 것이다. 제 2 접근 방식은 경로 벡터들내의 사고들의 다수의 조합을 잘라버리는 것이다. 하나의 확산 경로가 다른 확산 경로와 조합될 경우, 그 발생 빈도수가 줄어들 것이다. 앞의 예에서 보여준 바와 같이, 확산 개수를 제한하면 상태 벡터들의 수가 현저히 감소될 수 있다.
표 4는 화재 사고 시나리오의 잘라버림을 도시한 일 예이다.
Figure 112011004263472-pat00024
1E-9의 제한적인 빈도수를 적용하여 낮은 발생 빈도수를 보이는 화재 사고 시나리오를 제거하였다. 개시된 화재 사고의 빈도수와 확산 확률이 동일하게 1E-2를 갖는다고 가정하였다. 상기 표에 도시된 바와 같이, 1E-9보다 높은 발생 빈도수를 갖는 화재 사고 시나리오가 16개 남아있다. 발생 빈도의 절단 한도가 커짐에 따라, 화재 사고 시나리오가 감소될 것이다. 화재 시나리오 절단을 위한 값으로 공통적으로 사용되는 1E-7의 절단 한도를 적용할 경우, 7개의 화재 시나리오만 남을 것이다.
화재 확산 방정식은 화재 구역의 구획들의 명확한 상태를 식별하기 위하여 개발되었다. 화재 구역내의 임의의 구획에서 발생한 화재 사고는 그들의 확산 경로에 따라 하위 사고들로 다시 나누어졌다. 이후, 상기 화재 사고를 재그룹화하여 자신만의 확산 경로에 따른 배타적인 화재 사고를 얻게 되었다. 마지막으로, 경로 벡터내에 그룹화된 화재 사고를 다시 만들어 각각의 화재 사고들 간의 배타성을 얻게 되었다. 이렇게 개발된 화재 확산 방정식의 적합성을 제시하기 위하여, 간단한 2X3 직사각형 화재 구역에 대한 측정을 예시적으로 수행하였다.
상기 개발된 방정식을 모든 가능한 화재 사건을 명확히 식별하는데 적용할 수 있지만, 구획의 수의 따른 화재 사고 시나리오의 급격한 증가로 인해 화재 구역에서의 구획의 수가 증가할 경우에는 몇 가지 어려움이 있다.
그러나, 화재 사고 시나리오의 급격한 증가 문제는 화재 확산 경로 벡터와 그 연관 사고들의 개발과 배타적인 화재 사고 집합의 생성을 위한 경로 벡터의 조합에 추정법을 적용함으로써 완화될 수 있다.
이러한 화재 확산 방정식을 적용함으로써, 화재 위험 판단이 보다 실질적일 수 있으며, 경우에 따라서는 화재 사고 시나리오의 증가로 인한 화재 위험을 더욱 더 제거할 수 있을 것이다.
상기와 같은 명시적 화재전파 경로 탐색 방법 및 배중적 화재 시나리오 식별법은 위에서 설명된 실시예들의 구성과 방법에 한정되는 것이 아니라, 상기 실시예들은 다양한 변형이 이루어질 수 있도록 각 실시예들의 전부 또는 일부가 선택적으로 조합되어 구성될 수도 있다.

Claims (9)

  1. 화재가 발생한 지역을 복수의 구획으로 분할하는 단계;
    어느 구획에서 개시된 화재 사고를 확산 경로에 따라 하위 사고들로 분류하는 단계;
    상기 하위 사고들을 동일한 확산 경로를 따라 확산되는 각각의 사고 그룹으로 그룹핑하는 단계; 및
    상기 사고 그룹을 이용하여 상기 어느 구획에서 개시된 화재 사고를 상호 배타적인 항들의 대수합으로 모델링하는 단계를 포함하는 화재전파 경로 탐색 방법.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 하위 사고들은 다른 구획으로 확산되지 않는 사고와 다른 구획으로 확산되는 사고를 포함하는 것을 특징으로 하는 화재전파 경로 탐색 방법.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 분류하는 단계는,
    상기 어느 구획에서 개시된 화재 사고를 상기 하위 사고들의 대수합으로 정의하는 것을 특징으로 하는 화재전파 경로 탐색 방법.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 그룹핑하는 단계는,
    상기 확산 경로를 정의하는 경로 벡터를 이용하여 상기 하위 사고들을 그룹핑하는 것을 특징으로 하는 화재전파 경로 탐색 방법.
  5. 제4항에 있어서,
    상기 하위 사고들 중 어느 사고가 어느 경로 벡터에 속할 경우에 상기 어느 사고는 다른 경로 벡터에서 제거하는 것을 특징으로 하는 화재전파 경로 탐색 방법.
  6. 제1항에 있어서,
    상기 모델링하는 단계는,
    상기 어느 구획에서 개시된 화재 사고가 상호 배타적인 항들의 대수합으로 정의되도록 불리언 표기법을 이용하여 상기 각각의 사고 그룹을 조합하는 단계인 것을 특징으로 하는 화재전파 경로 탐색 방법.
  7. 제4항에 있어서,
    상기 경로 벡터 내의 사고들 중 적어도 일부를 확산 확률에 따라 제거하는 단계를 더 포함하는 화재전파 경로 탐색 방법.
  8. 화재가 발생한 지역을 복수의 구획으로 분할하는 단계;
    어느 구획에서 개시된 화재 사고를 확산 경로에 따라 하위 사고들로 분류하는 단계;
    자신만의 확산 경로에 따른 배타적인 화재 사고를 도출하도록 상기 확산 경로를 정의하는 경로 벡터를 이용하여 상기 하위 사고들을 각각의 사고 그룹으로 그룹핑하는 단계;
    상기 사고 그룹을 이용하여 상기 어느 구획에서 개시된 화재 사고를 일반화된 방정식으로 모델링하는 단계; 및
    상기 방정식을 이용하여 다중의 전파로 인한 화재 시나리오 또는 동시 다발적인 화재 시나리오를 분석하는 단계를 포함하는 화재 시나리오 식별법.
  9. 제8항에 있어서,
    상기 하위 사고들 중 어느 사고가 어느 경로 벡터에 속할 경우에 상기 어느 사고는 다른 경로 벡터에서 제거하는 것을 특징으로 하는 화재 시나리오 식별법.
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Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
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Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
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JP2009193549A (ja) 2008-02-18 2009-08-27 Secom Co Ltd 避難経路導出装置および避難経路導出方法
KR200442209Y1 (ko) 2008-03-21 2008-10-20 씨아이씨라이프(주) Ｔｔｓ를 이용한 화재 경보 시스템
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