KR101881222B1 - 도시 화재 시뮬레이션 장치 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 도시 화재 시뮬레이션 장치에 관한 것으로, 구현할 지역의 위치를 수집하는 위치정보 수집모듈, 상기 지역의 건물 정보를 입력하는 정보 입력모듈, 및 상기 수집된 위치정보와 입력된 건물정보를 모델링하여 데이터화 시키는 데이터 출력모듈을 포함하여 구현할 지역의 건축물을 재현하는 모델링 제어부; 상기 모델링 제어부에서 모델링한 지역 건축 구조를 입력하고, 화재발생 계산 조건을 입력하는 데이터 입력모듈, 상기 입력된 지역의 건축 구조에 화재 시뮬레이션을 재현하는 시뮬레이션 재현 모듈, 및 상기 재현된 시뮬레이션 결과를 토대로 데이터를 출력하는 데이터 출력모듈을 포함하여 재현된 건축물에 화재 발생을 재현하는 시뮬레이션 제어부; 및 상기 모델링 제어부 및 상기 시뮬레이션 제어부에 필요한 전반적인 데이터를 저장하고 있는 저장부;를 포함하는 것을 특징으로 한다.

Description

도시 화재 시뮬레이션 장치{URBAN FIRE SIMULATION APPARATUS}
본 발명은 화재 시뮬레이션 장치에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 국내의 건축물간 화재 확대에 있어서 연소 확대 경로 및 성상을 파악하고, 국내의 실정을 고려하여 국내 실정에 적합한 화재 확대 예측 모델을 구축하기 위한 도시 화재 시뮬레이션 장치에 관한 것이다.
일반적으로 시뮬레이션은 실제로 구현하기 어려운 위험한 상황이나 많은 제약이 따르는 실험, 비용이 많이 발생하는 실험 등에 주로 적용되는 기술이다.
과거에는 간단한 시뮬레이션만이 가능하였으나 최근에는 컴퓨터 연산 속도가 향상됨에 따라 다양한 요소들을 고려한 복잡하고 수준 높은 시뮬레이션이 가능해 지게 되었다.
한편, 건축 기술의 발전에 기반하여 고층 건물이 늘어나고 있으며, 이러한 고층 건물들이 밀집되어 형성되어 있는 곳이 많아 지는 추세이다.
따라서 건물 한곳에서 화재가 발생하더라도 인접한 건물에 화재가 진화될 수 있고 많은 피해를 발생한다.
이러한 피해를 미리 대비하고 예측하는 기술이 미비하여 9.11테러, 대구 지하철 참사 등의 화재 사고 현장에서 대규모 인명 피해가 불가피한 문제가 발생하였다.
또한 국내의 경우, 수도권을 비롯하여 각 지역에 방화적으로 취약한 목조 시설물, 시장 또는 노후 시설물 등이 밀집된 지역이 존재하고 있으며, 이러한 지역에서 화재 발생시 심각한 도시 화재로 확대될 우려가 높으며, 그로 인한 인명 피해와 재산 피해가 막대할 것으로 예상되는 바이다.
이러한 문제를 해소하기 위해 화재 시뮬레이션이 개발되었지만 종래의 기술은 단일 건축물 내부의 화재 성상 예측이 목적이며, 복수의 건축물을 모델링 하여 건축물간 화재 전파 성상 예측이 불가능한 문제점이 발생하였다.
상기와 같은 문제점을 해결하기 위한 본 발명의 목적은 국내의 건축물의 구조, 건축재료 등 건축물의 정보를 바탕으로 하여 화재 진화를 예측할 수 있으며, 건축물간의 화재 진화를 예측하여 큰 화재로 이어지는 재난을 예방하고, 화재로 인한 인명 피해와 재산 피해를 예방할 수 있는 도시 화재 시뮬레이션 장치 및 그 방법을 제공하는 데 있다.
상기 목적을 달성하기 위한 일 실시예에 따른 본 발명은 구현할 지역의 위치를 수집하는 위치정보 수집모듈, 상기 지역의 건물 정보를 입력하는 정보 입력모듈, 및 상기 수집된 위치정보와 입력된 건물정보를 모델링하여 데이터화 시키는 데이터 출력모듈을 포함하여 구현할 지역의 건축물을 재현하는 모델링 제어부; 상기 모델링 제어부에서 모델링한 지역 건축 구조를 입력하고, 화재발생 계산 조건을 입력하는 데이터 입력모듈, 상기 입력된 지역의 건축 구조에 화재 시뮬레이션을 재현하는 시뮬레이션 재현 모듈, 및 상기 재현된 시뮬레이션 결과를 토대로 데이터를 출력하는 데이터 출력모듈을 포함하여 재현된 건축물에 화재 발생을 재현하는 시뮬레이션 제어부; 및 상기 모델링 제어부 및 상기 시뮬레이션 제어부에 필요한 전반적인 데이터를 저장하고 있는 저장부;를 포함하는 도시 화재 시뮬레이션 장치를 제공한다.
상기 정보 입력모듈은 구현할 지역에 있는 건물의 위치, 형상, 구조, 용도, 건축연도, 계단 수, 건축면적, 주변 도로교통, 및 건물인근 소화전 정보를 입력할 수 있다.
상기 데이터 입력모듈에 입력하는 화재 발생 계산 조건은 풍향, 풍속, 출화시각, 및 출화 구역을 임의로 입력할 수 있다.
즉, 구현할 지역의 건축물을 재현하는 모델링 제어부, 상기 재현된 건축물에 화재 발생을 재현하는 시뮬레이션 제어부, 및 상기 모델링 제어부와 상기 시뮬레이션 제어부에 필요한 전반적인 데이터를 저장하고 있는 저장부를 포함하되,
상기 모델링 제어부는 구현할 지역의 위치를 수집하는 위치정보 수집모듈, 상기 구현할 지역에 있는 건물의 위치, 형상, 구조, 용도, 건축연도, 계단 수, 건축면적, 주변 도로교통 및 건물인근 소화전의 정보를 입력한 정보 입력모듈을 구비하고, 상기 수집된 위치 정보와 입력된 건물 정보를 모델링하여 데이터화 시키는 데이터 출력모듈을 포함하며,
상기 시뮬레이션 제어부는 모델링 제어부에서 모델링한 지역 건축 구조를 입력하고, 풍향, 풍속, 출화 시각 및 출화 구역을 임의로 입력한 화재발생 계산 조건을 입력하는 데이터 입력모듈과,
상기 입력된 지역의 건축 구조에 화재 시뮬레이션을 재현하는 시뮬레이션 재현모듈 및 상기 재현된 시뮬레이션 결과를 토대로 데이터를 출력하는 데이터 출력모듈을 포함하되, 상기 재현된 시뮬레이션 결과를 토대로 출력되는 데이터는 출화시각, 화염 분출시각, 진화시각, 착화점, 최대 화염높이, 최고온도 및 최대피해구획인 것을 특징으로 한 도시 화재 시뮬레이션 장치.
또한 상기 목적을 달성하기 위한 다른 실시예에 따른 본 발명은 구현할 지역의 위치 데이터를 수집하는 단계; 상기 구현할 지역에 대한 데이터를 확보한 뒤, 지역의 건물에 대한 세부 정보를 입력하는 단계; 상기 수집한 위치 데이터와 건물에 대한 세부 정보를 바탕으로 모델링을 구축하는 단계; 상기 구축된 모델을 저장부에 저장하는 단계; 상기 저장된 모델 중 구현할 지역의 모델을 선택하는 단계; 상기 선택된 모델에 계산 조건을 입력하는 단계; 상기 계산 조건을 입력한 뒤 입력된 조건을 바탕으로 시뮬레이션을 실행하는 단계; 및 상기 시뮬레이션을 실행한 결과를 바탕으로 데이터를 출력하는 단계;를 포함하는 도시 화재 시뮬레이션 방법을 제공한다.
상기 출력하는 데이터는 출화 시각, 화염 분출 시각, 진화 시각, 착화점, 최대 화염 높이, 최고 온도, 및 최대 피해 구획일 수 있다.
상술한 바와 같이 본 발명에 따르면, 시뮬레이션을 통해 구체적인 화재 확대 성상을 파악하고 각 지역에 대한 위험성 평가 기준을 명확히 할 수 있고, 대책마련에 있어서 방화벽 설치, 도로의 정비, 건축물의 재건축 등에 대한 효과를 구체적으로 검증하고 이를 근거로 화재 안전 대책을 설정할 수 있는 효과가 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 한국형 도시 화재 시뮬레이션의 블록도이다.
도 2는 본 발명의 다른 실시예에 따른 한국형 도시 화재 시뮬레이션 방법의 동작 순서도이다.
아래에서는 첨부한 도면을 참고로 하여 본 발명의 실시예에 대하여 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 상세히 설명한다. 그러나 본 발명은 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며 여기에서 설명하는 실시예에 한정되지 않는다. 그리고 도면에서 본 발명을 명확하게 설명하기 위해서 설명과 관계없는 부분은 생략하였으며, 명세서 전체를 통하여 유사한 부분에 대해서는 유사한 도면 부호를 붙였다.
그러면 본 발명의 실시예에 따른 도시 화재 시뮬레이션 장치 및 그 방법에 대하여 설명한다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 한국형 도시 화재 시뮬레이션의 블록도이다.
도 1을 참조하면, 본 발명의 도시 화재 시뮬레이션 장치는 구현할 지역의 건축물을 재현하는 모델링 제어부(100), 상기 재현된 건축물에 화재 발생을 재현하는 시뮬레이션 제어부(200), 및 상기 모델링 제어부 및 상기 시뮬레이션 제어부에 필요한 전반적인 데이터를 저장하고 있는 저장부(300)를 포함하여 구성한다.
상기 모델링 제어부(100)는 구현할 지역의 위치를 수집하는 위치정보 수집모듈(110), 상기 지역의 건물 정보를 입력하는 정보 입력모듈(120), 및 상기 수집된 위치 정보와 입력된 건물 정보를 모델링하여 데이터화 시키는 데이터 출력모듈(130)을 포함할 수 있다.
여기서, 상기 정보 입력모듈(120)은 구현할 지역에 있는 건물의 위치, 형상, 구조, 용도, 건축연도, 계단 수, 건축면적, 주변 도로교통 및 건물인근 소화전 등의 정보를 입력하며 이에 한정하지 않는다.
상기 시뮬레이션 제어부(200)는 모델링 제어부(100)에서 모델링한 지역 건축 구조를 입력하고, 화재발생 계산 조건을 입력하는 데이터 입력모듈(210), 상기 입력된 지역의 건축 구조에 화재 시뮬레이션을 재현하는 시뮬레이션 재현모듈(220), 및 상기 재현된 시뮬레이션 결과를 토대로 데이터를 출력하는 데이터 출력모듈(230)을 포함할 수 있다.
여기서, 상기 데이터 입력모듈(210)에 입력하는 화재발생 계산 조건은 풍향, 풍속, 출화 시각 및 출화 구역을 임의로 입력할 수 있으며 이에 한정하지 않는다.
이때, 상기 재현된 시뮬레이션 결과를 토대로 출력되는 데이터는 출화시각, 화염 분출시각, 진화시각, 착화점, 최대 화염높이, 최고온도 및 최대피해구획일 수 있으며 이에 한정하지 않는다.
즉, 구현할 지역의 건축물을 재현하는 모델링 제어부(100), 상기 재현된 건축물에 화재 발생을 재현하는 시뮬레이션 제어부(200), 및 상기 모델링 제어부와 상기 시뮬레이션 제어부에 필요한 전반적인 데이터를 저장하고 있는 저장부(300)를 포함하되,
상기 모델링 제어부(100)는 구현할 지역의 위치를 수집하는 위치정보 수집모듈(110), 상기 구현할 지역에 있는 건물의 위치, 형상, 구조, 용도, 건축연도, 계단 수, 건축면적, 주변 도로교통 및 건물인근 소화전의 정보를 입력한 정보 입력모듈(120)을 구비하고, 상기 수집된 위치 정보와 입력된 건물 정보를 모델링하여 데이터화 시키는 데이터 출력모듈(130)을 포함하며,
상기 시뮬레이션 제어부(200)는 모델링 제어부(100)에서 모델링한 지역 건축 구조를 입력하고, 풍향, 풍속, 출화 시각 및 출화 구역을 임의로 입력한 화재발생 계산 조건을 입력하는 데이터 입력모듈(210)과,
상기 입력된 지역의 건축 구조에 화재 시뮬레이션을 재현하는 시뮬레이션 재현모듈(220) 및 상기 재현된 시뮬레이션 결과를 토대로 데이터를 출력하는 데이터 출력모듈(230)을 포함하되, 상기 재현된 시뮬레이션 결과를 토대로 출력되는 데이터는 출화시각, 화염 분출시각, 진화시각, 착화점, 최대 화염높이, 최고온도 및 최대피해구획인 것을 특징으로 한 도시 화재 시뮬레이션 장치로 이루어진다.
도 2는 본 발명의 다른 실시예에 따른 도시화재 시뮬레이션 방법의 동작 순서도이다.
도 2를 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 도시화재 시뮬레이션 방법은먼저, 구현할 지역의 위치 데이터를 수집한다(S100). 이때, 상기 위치데이터 수집은 GIS(Geographic Information System) 정보를 수집하며, 구현할 지역에 대한 구체적인 정보를 확보한다.
이어서, 구현할 지역에 대한 데이터를 확보한 뒤, 지역의 건물에 대한 세부정보를 입력한다(S110). 이때, 건물에 대한 세부정보는 위치, 형상, 구조, 용도, 건축연도, 계단 수, 건축면적, 개구부 위치 및 인근 건물과의 거리일 수 있으며 이에 한정하지 않는다.
다음으로, 상기 수집한 위치 데이터와 건물에 대한 세부정보를 바탕으로 모델링을 구축하고(S120), 상기 구축된 모델을 저장부(300)에 저장한다(S130).
그런 다음, 저장된 모델 중 구현할 지역의 모델을 선택하고(S200), 상기 선택된 모델에 계산 조건을 입력한다(S210). 이때, 입력할 계산 조건은 풍향, 풍속, 출화 시각 및 출화 구역을 임의로 입력할 수 있으며 이에 한정하지 않는다.
이어서, 상기 계산 조건을 입력한 뒤 입력된 조건을 바탕으로 시뮬레이션을 실행하고(S220), 상기 시뮬레이션을 실행한 결과를 바탕으로 데이터를 출력한다(S230). 이때 출력되는 데이터는 출화 시각, 화염 분출 시각, 진화 시각, 착화점, 최대 화염 높이, 최고 온도 및 최대 피해 구획일 수 있으며 이에 한정하지 않는다. 이때, 상기 출력된 데이터를 토대로 시가지 방화성능의 평가에 이용될 수 있다.
이상에서 본 발명의 실시예에 대하여 상세하게 설명하였지만 본 발명의 권리 범위는 이에 한정되는 것은 아니고 다음의 청구범위에서 정의하고 있는 본 발명의 기본 개념을 이용한 당업자의 여러 변형 및 개량 형태 또한 본 발명의 권리범위에 속하는 것이다.
100: 모델링 제어부 110: 위치정보 수집모듈
120: 정보 입력모듈 130: 데이터 출력모듈
200: 시뮬레이션 제어부 210: 데이터 입력모듈
220: 시뮬레이션 재현모듈 230: 데이터 출력모듈
3000: 저장부

Claims (5)

  1. 구현할 지역의 건축물을 재현하는 모델링 제어부(100), 상기 재현된 건축물에 화재 발생을 재현하는 시뮬레이션 제어부(200), 및 상기 모델링 제어부와 상기 시뮬레이션 제어부에 필요한 전반적인 데이터를 저장하고 있는 저장부(300)를 포함하되,
    상기 모델링 제어부(100)는 구현할 지역의 위치를 수집하는 위치정보 수집모듈(110), 상기 구현할 지역에 있는 건물의 위치, 형상, 구조, 용도, 건축연도, 계단 수, 건축면적, 주변 도로교통 및 건물인근 소화전의 정보를 입력한 정보 입력모듈(120)을 구비하고, 상기 수집된 위치 정보와 입력된 건물 정보를 모델링하여 데이터화 시키는 데이터 출력모듈(130)을 포함하며,
    상기 시뮬레이션 제어부(200)는 모델링 제어부(100)에서 모델링한 지역 건축 구조를 입력하고, 풍향, 풍속, 출화 시각 및 출화 구역을 임의로 입력한 화재발생 계산 조건을 입력하는 데이터 입력모듈(210)과,
    상기 입력된 지역의 건축 구조에 화재 시뮬레이션을 재현하는 시뮬레이션 재현모듈(220) 및 상기 재현된 시뮬레이션 결과를 토대로 데이터를 출력하는 데이터 출력모듈(230)을 포함하되, 상기 재현된 시뮬레이션 결과를 토대로 출력되는 데이터는 출화시각, 화염 분출시각, 진화시각, 착화점, 최대 화염높이, 최고온도 및 최대피해 구획인 것을 특징으로 한 도시 화재 시뮬레이션 장치.
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