KR101955420B1 - 방사능 재난 대응 시뮬레이터 시스템 및 시뮬레이션 방법 - Google Patents

방사능 재난 대응 시뮬레이터 시스템 및 시뮬레이션 방법 Download PDF

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KR101955420B1 KR1020170152528A KR20170152528A KR101955420B1 KR 101955420 B1 KR101955420 B1 KR 101955420B1 KR 1020170152528 A KR1020170152528 A KR 1020170152528A KR 20170152528 A KR20170152528 A KR 20170152528A KR 101955420 B1 KR101955420 B1 KR 101955420B1
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차민호
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Abstract

본 발명은 방사능 재난 대응 시뮬레이터 시스템 및 시뮬레이션 방법에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 시스템 다이내믹스 개념을 활용하여, 방사능 재난 시, 주민 대피 과정을 예측할 수 있는 방사능 재난 대응 시뮬레이터 시스템 및 시뮬레이션 방법에 관한 것이다. 본 발명의 일 실시예는 주민 보호 조치에 대한 복수의 이벤트에서 주민의 거동에 관한 수치모델이 저장된 모델링부와, 수치모델의 연산에 필요한 데이터를 입력하는 설정부와, 수치모델에 데이터를 바탕으로 주민의 거동을 연산하고, 연산결과를 외부 장치로 송신하는 시뮬레이션부를 포함하고, 수치모델은 예방적 보호 조치 구역 내에 위치한 주민수의 시간에 대한 변화율을 나타내는 수학적 모델이고, 연산결과는 시간에 따른 예방적 보호 조치 구역 내에 위치한 주민수의 변화인 방사능 재난 대응 시뮬레이터 시스템을 제공한다.

Description

방사능 재난 대응 시뮬레이터 시스템 및 시뮬레이션 방법{SIMULATOR SYSTEM AND SIMULATION METHOD FOR THE PUBLIC EVACUATION RESPONSE SYSTEM DURING A RADIOLOGICAL EMERGENCY}
본 발명은 방사능 재난 대응 시뮬레이터 시스템 및 시뮬레이션 방법에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 시스템 다이내믹스 개념을 활용하여, 방사능 재난 시, 주민 보호 조치와 대피 과정을 예측할 수 있는 방사능 재난 대응 시뮬레이터 시스템 및 시뮬레이션 방법에 관한 것이다.
방사능 누출 사고가 발생되는 경우를 대비하여, 방사능에 의한 피해를 최소화하기 위한 국가 방사능 방재 체계가 작동하도록 법으로 규정하고 있다.
원자력안전위원회에서는 사고가 발생한 원전 지역 인근에 방사능 비상 현장 지휘 센터를 설치 및 가동하고, 필요 시 주민 보호 조치를 결정하게 된다. 이때, 실직적인 주민 보호 조치는 원자력시설이 위치한 지방자치단체의 중앙 방사능 방재 대책 본부에서 수행한다.
중앙 방사능 방재 대책 본부는 비상의 종류(백색비상, 청색비상, 적색비상)에 따라 적절한 조치를 실시한다. 이때, 적색비상의 경우, 구체적으로 예방적 보호 조치 구역에 위치한 주민을 방사능 영향이 배제된 지역에 위치한 구호소로 대피시켜야 한다. 이를 위해서 중앙 방사능 방재 대책 본부는 이미 지정해놓은 예방적 보호 조치 구역 내의 집결지에 다수의 대형버스를 배치하여 주민들을 대피시키거나, 자가용을 이용해 직접 대피하는 주민들을 안내해야 한다.
그런데, 현장 조치 매뉴얼에 근거한 이러한 일련의 보호 조치 과정이 의도한대로 작동할 것인가에 대한 검토가 충분치 않으며, 보호 조치 과정 중 발생하는 돌발상황에 대한 고려가 충분치않으며, 진행 중 발생하는 돌발상황으로 인하여 보호 조치 소요시간에 미치는 영향 등에 대한 해석이 매우 미흡하다. 즉, 돌발상황 발생 시, 효율적인 대응 방안 모색에 어려움이 있을 수밖에 없다.
따라서, 보호 조치 과정이 의도한 대로 작동할 것인가에 대한 검토와, 돌발상황 발생 시, 주민 보호 조치 소요시간 및 소요시간 단축에 필요한 리소스를 예측할 수 있는 방사능 재난 대응 시뮬레이터 시스템에 관한 요구가 생기게 되었다.
본 발명이 이루고자 하는 기술적 과제는 현 방사능 방재 체계의 성공 가능성을 평가하고, 돌발상황 발생 시, 주민 보호 조치 소요시간 및 소요시간 단축에 필요한 리소스를 예측할 수 있는 방사능 재난 대응 시뮬레이터 시스템 및 시뮬레이션 방법을 제공하는 것이다.
본 발명이 이루고자 하는 기술적 과제는 이상에서 언급한 기술적 과제로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 기술적 과제들은 아래의 기재로부터 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
상기 기술적 과제를 달성하기 위하여, 본 발명의 일 실시예는 주민 보호 조치에 대한 복수의 이벤트에서 주민의 거동에 관한 복수의 수치모델이 저장된 모델링부와, 수치모델의 연산에 필요한 데이터를 입력하는 설정부와, 수치모델에 데이터를 바탕으로 주민의 거동을 연산하고, 연산결과를 외부 장치로 송신하는 시뮬레이션부를 포함하고, 수치모델은 예방적 보호 조치 구역 내에 위치한 주민수의 시간에 대한 변화율을 나타내는 수학적 모델이고, 연산결과는 시간에 따른 예방적 보호 조치 구역 내에 위치한 주민수의 변화를 제공하는 방사능 재난 대응 시뮬레이터 시스템을 제공한다.
본 발명의 일 실시예에 있어서, 시뮬레이션부는 각 이벤트에서 예방적 보호 조치 구역 내에 위치한 주민수가 미리 설정한 값 이하가 될 때까지 주민 보호 조치와 관련된 리소스를 변경하며 연산을 수행할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 있어서, 복수의 이벤트는 주민이 자가용을 이용해 예방적 보호 조치 구역 내에서 외부로 이동하는 제1이벤트와, 주민이 집결지에서 버스를 이용해 예방적 보호 조치 구역 내에서 외부로 이동하는 제2이벤트를 포함할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 있어서, 제1이벤트에서 주민의 거동에 관한 수치모델은
Figure 112017113671887-pat00001
이고,
Figure 112017113671887-pat00002
는 자가용을 이용해 외부로 이동할 주민수이며,
Figure 112017113671887-pat00003
는 주민이 단위시간에 예방적 보호 조치 구역 내에서 자가용을 이용해 외부로 이동할 확률일 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 있어서, 제2이벤트는 시계열적인 순서로 연결된 복수의 서브이벤트를 포함하고, 복수의 서브이벤트는 주민이 집에서부터 집결지로 이동하는 제2-1이벤트와, 집결지에 위치한 주민이 버스를 이용해 예방적 보호 조치 구역 내에서 외부로 이동하는 제2-2이벤트를 포함할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 있어서, 제2이벤트에서 주민의 거동에 관한 수치모델은
Figure 112017113671887-pat00004
Figure 112017113671887-pat00005
이고,
Figure 112017113671887-pat00006
는 집결지로 이동할 주민수이며,
Figure 112017113671887-pat00007
는 주민이 단위 시간에 집결지로 이동할 확률이고,
Figure 112017113671887-pat00008
는 버스를 이용해 집결지에서 외부로 이동할 주민수이며,
Figure 112017113671887-pat00009
는 주민이 단위 시간에 예방적 보호 조치 구역 내에서 버스를 이용해 외부로 이동할 확률일 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 있어서, 시뮬레이션부는 각 이벤트의 주민수와 단위시간에 외부로 이동할 확률의 상관관계를 나타내는 상관관계 함수가 저장된 함수부를 더 포함하고, 시뮬레이션부는 설정부로부터 각 이벤트의 주민수가 입력되면, 상관관계 함수 및 수치모델을 통해 주민의 거동을 연산할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 있어서, 상관관계 함수는 독립변수로서 집결지로 유입되는 버스의 수를 더 포함할 수 있으며, 시뮬레이션부는 모델링부로부터 유입 및/또는 유출되는 버스의 수 변화모델을 제공받을 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 있어서, 시뮬레이션부는 예방적 보호 조치 구역 내에 위치한 주민수가 미리 설정한 값 이하가 될 때의 시간이 기설정된 범위 이내 인지를 판단하고, 기설정된 범위 이내가 아닌 경우, 버스의 수를 변화시켜가며, 상관관계 함수 및 수치모델의 연산을 수행하고, 주민수가 미리 설정한 값 이하가 될 때의 시간이 기설정된 범위 이내인 경우, 이와 관련된 버스공급율 정보를 외부 장치로 송신할 수 있다.
상기 기술적 과제를 달성하기 위하여, 본 발명의 일 실시예는 시뮬레이션부가 설정부로부터 수치모델의 연산에 필요한 데이터를 획득하는 단계와, 시뮬레이션부가 모델링부로부터 수치모델을 획득하는 단계와, 시뮬레이션부가 수치모델 및 데이터를 바탕으로 연산을 진행하여, 연산결과를 도출하는 단계와, 시뮬레이션부가 연산결과를 외부 장치로 송신하는 단계를 포함하고, 수치모델은 예방적 보호 조치 구역 내에 위치한 주민수의 시간에 대한 변화율을 나타내는 수학적 모델이며, 연산결과는 시간에 따른 예방적 보호 조치 구역 내에 위치한 주민 수의 변화이고, 수치모델이 저장된 모델링부, 데이터를 입력하는 설정부 및 수치모델 에 대한 연산을 진행하며, 외부 장치와 연결되는 시뮬레이션부를 포함하는 방사능 재난 대응 시뮬레이터 시스템의 시뮬레이션 방법을 제공한다.
본 발명의 실시예에 따르면, 현 방사능 방재체계의 성공가능성을 평가하고, 돌발상황 시, 주민 보호 조치에 걸리는 시간을 예측하는 것은 물론, 이를 극복하는데 요구되는 리소스 투입 시점과 양을 예측할 수 있다.
본 발명의 효과는 상기한 효과로 한정되는 것은 아니며, 본 발명의 상세한 설명 또는 특허청구범위에 기재된 발명의 구성으로부터 추론 가능한 모든 효과를 포함하는 것으로 이해되어야 한다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 방사능 재난 대응 시뮬레이터 시스템의 구성도이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 방사능 재난 대응 시뮬레이터 시스템의 해석 모델링을 도시하는 도면이다.
도 3은 이동수단으로 버스를 이동하는 경우에 대한 시뮬레이션부의 연산 결과를 도시하는 도면이다.
도 4는 이동수단으로 자가용을 이동하는 경우에 대한 시뮬레이션부의 연산결과를 도시하는 도면이다.
도 5는 주민 보호 조치에 대한 시뮬레이션부의 연산결과를 도시하는 도면이다.
도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 방사능 재난 대응 시뮬레이터 시스템의 시뮬레이션 방법을 도시하는 도면이다.
이하에서는 첨부한 도면을 참조하여 본 발명을 설명하기로 한다. 그러나 본 발명은 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며, 따라서 여기에서 설명하는 실시예로 한정되는 것은 아니다. 그리고 도면에서 본 발명을 명확하게 설명하기 위해서 설명과 관계없는 부분은 생략하였으며, 명세서 전체를 통하여 유사한 부분에 대해서는 유사한 도면 부호를 붙였다.
명세서 전체에서, 어떤 부분이 다른 부분과 "연결(접속, 접촉, 결합)"되어 있다고 할 때, 이는 "직접적으로 연결"되어 있는 경우뿐 아니라, 그 중간에 다른 부재를 사이에 두고 "간접적으로 연결"되어 있는 경우도 포함한다. 또한 어떤 부분이 어떤 구성요소를 "포함"한다고 할 때, 이는 특별히 반대되는 기재가 없는 한 다른 구성요소를 제외하는 것이 아니라 다른 구성요소를 더 구비할 수 있다는 것을 의미한다.
본 명세서에서 사용한 용어는 단지 특정한 실시예를 설명하기 위해 사용된 것으로, 본 발명을 한정하려는 의도가 아니다. 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다. 본 명세서에서, "포함하다" 또는 "가지다" 등의 용어는 명세서상에 기재된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.
이하 첨부된 도면을 참고하여 본 발명의 실시예를 상세히 설명하기로 한다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 방사능 재난 대응 시뮬레이터 시스템(1)의 구성도이다. 도 1은 방사능 재난 대응 시뮬레이터 시스템(1)과 유선 또는 무선으로 연결된 외부 장치(2)도 함께 도시한다.
방사능 재난 대응 시뮬레이터 시스템(1)은 주민 보호 조치 시간에 소요되는 시간을 연산하여 제공하는 것으로, 모델링부(10), 설정부(11) 및 시뮬레이션부(12)를 포함할 수 있다.
모델링부(10)는 주민의 거동에 관한 수치모델을 저장하는 구성요소이다. 이때, 수치모델은 예방적 보호 조치 구역 내에 위치한 주민 수의 시간에 대한 변화율을 나타낸 수학적 모델이다. 모델링부(10)는 주민 보호 조치에 대한 복수의 이벤트마다 상이한 수치모델을 저장할 수 있다.
본 발명에서 주민 보호 조치에 대한 복수의 이벤트는 주민이 자가용을 이용해 예방적 보호 조치 구역 내에서 외부로 이동하는 제1이벤트와, 주민이 집결지에서 버스를 이용해 예방적 보호 조치 구역 내에서 외부로 이동하는 제2이벤트를 포함할 수 있다. 이때, 제2이벤트는 시계열적인 순서로 연결된 복수의 서브이벤트를 포함할 수 있다. 복수의 서브 이벤트는 주민이 집결지로 이동하는 제2-1이벤트와, 집결지에 위치한 주민이 버스를 이용해 예방적 보호 조치 구역 내에서 외부로 이동하는 제2-2이벤트를 포함할 수 있다. 본 발명의 실시예는 복수의 이벤트로 버스 및 자가용을 이용한 이벤트에 대해서만 기재하였으나 이에 한정되는 것은 아니다. 예컨대, 기차나 배를 포함할 수 있으며, 방사능 재난 시 발생할 수 있는 이벤트로는 백색비상 발령, 청색비상 발령, 적색비상 발령, 비상인지, 옥내대피, 보호조치, 보호약품처지, 오염검사 등이 있을 수 있으며, 이러한 이벤트는 시간에 종속되어 변화할 수 있다.
제1이벤트에서 주민의 거동에 관한 수치모델은
Figure 112017113671887-pat00010
일 수 있으며,
Figure 112017113671887-pat00011
는 자가용을 이용해 외부로 이동할 주민수이고,
Figure 112017113671887-pat00012
는 단위시간에 예방적 보호 조치 구역 내에서 자가용을 이용해 외부로 이동할 확률일 수 있다.
제2이벤트에서 주민의 거동에 관한 수치모델은
Figure 112017113671887-pat00013
Figure 112017113671887-pat00014
일 수 있다.
Figure 112017113671887-pat00015
는 집결지로 이동할 주민수이며,
Figure 112017113671887-pat00016
는 집결지로 이동할 주민이 단위시간에 집결지로 이동하는 확률이고,
Figure 112017113671887-pat00017
는 버스를 이용해 집결지에서 외부로 이동할 주민수이며,
Figure 112017113671887-pat00018
는 집결지에서 단위시간에 버스를 이용해 외부로 이동하는 확률일 수 있다. 제2이벤트에 관한 수치모델을 통해서 알 수 있듯이, 제2-1이벤트와 제2-2이벤트는 상호 유기적인 관계를 가질 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따라, 모델링부(10)는 유입 및/또는 유출되는 버스의 수에 관한 변화모델을 저장할 수 있으며, 이를 시뮬레이션부(12)에 제공할 수 있다.
설정부(11)는 수치모델의 연산에 필요한 데이터를 입력하는 구성요소로서, 입력부(20)가 형성된 외부 장치(2)와 무선 또는 유선으로 연결될 수 있다. 설정부(11)는 연산에 필요한 데이터로 각 이벤트의 주민수(
Figure 112017113671887-pat00019
, X=H, N, D) 및 단위 시간에 주민이 외부로 이동할 확률(
Figure 112017113671887-pat00020
, X=H, N, D)을 입력 받거나, 실시예에 따라 각 이벤트의 주민수(
Figure 112017113671887-pat00021
)만을 입력 받을 수 있다.
시뮬레이션부(12)는 설정부(11)로부터 입력 받은 데이터를 모델링부(10)에 저장된 수치모델에 대입하여 연산하는 구성요소로서, 모델링부(10) 및 설정부(11)와 연결될 수 있다. 또한, 시뮬레이션부(12)는 표시부(21)가 형성된 외부 장치(2)와 연결될 수 있으며, 데이터를 수치모델에 대입하여 얻은 연산결과를 외부 장치(2)로 송신할 수 있다. 이때, 연산결과는 시간에 따른 예방적 보호 조치 구역 내에 위치한 주민수의 변화일 수 있다.
더욱 상세하게, 시뮬레이션부(12)는 설정부(11)로부터 각 이벤트의 주민수(
Figure 112017113671887-pat00022
) 및 단위시간에 주민이 외부로 이동할 확률(
Figure 112017113671887-pat00023
)을 입력 받는 경우, 모델링부(10)에 저장된 각 이벤트에 대한 수치모델에 입력된 각 이벤트의 주민수(
Figure 112017113671887-pat00024
) 및 단위시간에 주민이 외부로 이동할 확률(
Figure 112017113671887-pat00025
)을 대입하고, 각 수치모델을 방사성 핵종의 연쇄붕괴법칙(Chain decay rule)을 활용해 정리하며, t에 대해 적분한 후, 양변에 지수를 취한다. 이와 같은 과정을 거치면서, 시뮬레이션부(12)는 특정시간에 예방적 보호 조치 구역 내에 위치한 주민수를 연산할 수 있는 수학식을 도출할 수 있다. 다시 말해, 시뮬레이션부(12)는 시간에 따른 주민의 거동을 연산할 수 있다.
이후, 시뮬레이션부(12)는 도출된 수학식에 주민보호 조치와 관련된 리소스 즉, 시계열별 이벤트의 특성을 의미하는 확률(
Figure 112017113671887-pat00026
, X=H, N, D)을 변경하며 대입하여, 특정시간에 예방적 보호 조치 구역 내에 위치한 주민수를 연산할 수 있다. 시뮬레이션부(12)는 예방적 보호 조치 구역 내에 위치한 주민수가 미리 설정된 수 이하가 될 때까지, 시계열별 이벤트의 특성을 의미하는 확률(
Figure 112017113671887-pat00027
, X=H, N, D)을 변경해가며 연산을 계속 실행할 수 있다. 이때, 이벤트 각각의 종속변수에 목적 값을 설정하고, 이를 만족시키는 각 이벤트의 확률을 역계산할 수도 있다. 다시 말해, 시뮬레이션부(12)는 주민 보호 조치와 관련된 리소스의 종류와 양을 결정하기 위해 연산을 수행할 수 있다.
시뮬레이션부(12)는 예방적 보호 조치 구역 내에 위치한 주민수가 미리 설정된 수 이하 즉, 주민 소개가 완료되면, 연산을 종료한다. 이후, 시뮬레이션부(12)는 연산결과를 외부 장치(2)로 송신할 수 있다. 이때, 외부 장치(2)는 표시부(21)를 통해 연산결과를 적어도 하나의 그래프로 표시할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따라, 시뮬레이션부(12)는 함수부(120)를 포함할 수 있다. 함수부(120)는 각 이벤트의 주민수(
Figure 112017113671887-pat00028
)에 따라 단위시간에 외부로 이동할 확률(
Figure 112017113671887-pat00029
)을 연산하는 구성요소이다. 더욱 상세하게 함수부(120)는 이벤트 별로 각 이벤트의 주민수(
Figure 112017113671887-pat00030
)와 단위시간에 외부로 이동할 확률(
Figure 112017113671887-pat00031
)의 관계를 나타내는 상관관계 함수가 저장될 수 있다. 이때, 제2이벤트의 집결지에서 단위시간에 주민이 외부로 이동할 확률(
Figure 112017113671887-pat00032
)은 버스의 수에 따라 변화될 수 있기 때문에, 시뮬레이션부(12)는 연산에 필요한 데이터로 설정부(11)로부터 버스의 수를 입력 받을 수 있다. 이때, 버스의 수는 외부 장치(2)로부터 입력될 수 있다.
즉, 시뮬레이션부(12)는 설정부(11)로부터 각 이벤트의 주민수(
Figure 112017113671887-pat00033
) 및 버스의 수가 입력되면, 함수부(120)에 저장된 상관관계 함수를 통해 집결지에서 단위시간에 주민이 외부로 이동할 확률(
Figure 112017113671887-pat00034
)을 연산할 수 있다.
다시 말해, 시뮬레이션부(12)는 설정부(11)로부터 입력된 각 이벤트의 주민수(
Figure 112017113671887-pat00035
) 및 함수부(120)로부터 연산된 단위시간에 외부로 이동할 확률(
Figure 112017113671887-pat00036
)을 바탕으로 수치모델의 연산을 수행할 수 있다.
실질적인 대피 상황에서 자가용을 이용해 이동하는 주민수가 많은 경우, 차량의 이동량에 의해 교통체증이 발생할 수 있고, 이에 따라 자가용 및 버스의 이동속도는 영향을 받는다. 즉, 단위시간에 예방적 보호 조치구역 내에서 외부로 이동할 확률이 변화할 수밖에 없다.
또한, 집결지에 위치하는 주민수가 증가하게 되는 경우, 현장 유도 요원에 의한 현장 관리가 지연되어, 버스에 승차 또는 하차하는 시간이 지연될 수 밖에 없으며, 이로 인해 단위시간에 예방적 보호 조치 구역 내에서 버스를 이용해 이동할 확률도 영향을 받을 수밖에 없는데, 본 발명은 이들에 대한 영향을 함수부(120)에서 고려함으로써, 보다 현실적인 주민 보호 조치 소요시간을 예측할 수 있다. 한편, 시뮬레이션부(12)에 함수부(120)가 형성된 경우, 설정부(11)를 통해 단위시간에 외부로 이동할 확률(
Figure 112017113671887-pat00037
)은 설정부(11)를 통해 입력되지 않는다.
본 발명의 일 실시예에 따라, 시뮬레이션부(12)는 제2이벤트에 따른 예방적 보호 조치 구역 내에 위치한 주민수(
Figure 112017113671887-pat00038
, 버스를 타고 이동할 주민수)가 미리 설정한 값 이하가 될 때의 시간(이하, 대피 완료 시간)이 기설정된 범위 이내 인지를 판단할 수 있다. 이때, 기설정된 범위는 예방적 보호 조치 구역 내에 위치한 주민이 최소한의 방사능 노출로 안전하게 이동할 수 있는 시간일 수 있다.
시뮬레이션부(12)는 대피 완료 시간이 기설정된 범위 이내가 아닌 경우, 함수부(120)에서 버스의 수 등을 변화시켜 단위시간에 외부로 이동할 확률(
Figure 112017113671887-pat00039
)을 재연산한 후, 수치모델의 연산을 수행하는 과정을 수행한다. 이때, 버스의 수를 변화시켜 단위시간에 외부로 이동할 확률(
Figure 112017113671887-pat00040
)을 재연산하는 과정은 대피 완료 시간이 기설정된 범위 이내가 될 때까지 반복될 수 있다.
이후, 대피 완료 시간이 기설정된 범위 이내인 경우, 시뮬레이션부는(12) 이에 해당하는 버스의 수를 포함한 정보들을 외부 장치(2)로 송신하여, 사용자에게 표시할 수 있다. 이와 같이 본 발명의 사용자는 안전한 대피에 필요한 버스의 수와 관련된 리소스를 별도의 계산 없이 확인할 수 있기 때문에, 빠른 보호 조치를 실시할 수 있다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 재난 대응 시뮬레이터 시스템(1)의 해석 모델링을 도시하는 도면이다.
재난 대응 시뮬레이터 시스템(1)은 제1이벤트에 관해 자가용을 이용하는 주민수, 대피 준비 모델, 주민 대피 모델 및 자가용 공급 모델을 고려하여 해석을 진행할 수 있으며, 제2이벤트에 관해 버스를 이동하는 주민수, 집결지로의 이동 모델, 주민 대피 모델 및 버스 공급 모델을 고려하여 해석을 진행할 수 있다. 이때, 자가용을 이용하는 주민 수, 버스를 이동하는 주민수는 예방적 보호 조치 구역 내에 위치한 총 주민수와 각 이동수단을 이용하는 비율을 통해 구할 수 있다.
더욱 상세하게, 재난 대응 시뮬레이터 시스템(1)은 비상 인지한 주민수 및 비상 인지 후 단위시간에 준비를 완료할 확률을 고려하여 비상 인지 후 대피 준비 모델에 대한 연산을 진행하고, 예방적 보호 조치 구역 외부에 위치한 자가용의 수, 자가용이 단위시간에 예방적 보호 조치 구역으로 이동할 확률, 예방적 보호 조치 구역 내부에 위치한 자가용의 수, 단위시간에 주민이 자가용으로 이동할 확률을 고려하여 자가용 공급 모델에 대한 연산을 진행하고, 상술한 연산결과를 바탕으로 제1이벤트에 관해 주민 대피 모델에 관한 주민의 거동을 연산 및 해석할 수 있다.
또한, 재난 대응 시뮬레이터 시스템(1)은 집결지로 이동할 주민수 및 단위시간에 주민이 집결지로 이동할 확률을 고려하여 집결지로의 이동 모델에 대한 연산을 진행하고, 버스 공급률, 주민이 단위시간에 버스로 이동할 확률을 고려하여 버스 공급 모델에 대한 연산을 진행하고, 상술한 연산결과를 바탕으로 제2이벤트에 관해 주민 대피 모델에 관한 주민의 거동을 연산 및 해석할 수 있다.
본 발명은 주민 대피 시간에 영향을 줄 수 있는 모든 조건을 고려하여 연산을 진행하기 때문에, 시뮬레이션의 정확도가 높다.
도 3은 이동수단으로 버스를 이용하는 경우에 대한 시뮬레이션부(12)의 연산결과를 도시하는 도면이다. 즉, 도 3은 제2이벤트에 따른 시뮬레이션부(12)의 연산결과이다.
도 3의 (a)의 시간에 따른 파란 실선은 예방적 보호 조치 구역 내에 위치한 주민수(
Figure 112017113671887-pat00041
)의 변화를 나타내는 것이며, 빨간 짧은 점선은 시간에 따른 집결지에 위치한 주민수의 변화(
Figure 112017113671887-pat00042
)를 나타내는 것이다. 집결지에 위치한 주민수(
Figure 112017113671887-pat00043
)는 초기에 많은 주민이 집결지로 이동하게 되어 일정시간까지 증가하나, 집결지에 위치한 주민은 버스를 이용해 집결지를 떠나 구호소로 이동하기 때문에 서서히 감소한다.
도 3의 (b)는 시간에 따른 집결지에 배차된 버스의 수의 변화를 나타내는 것이다. 시뮬레이션 초기에 버스는 일정한 값에서 시작하게 되는데, 이는 집결지로 일정 수의 버스가 이미 배차된 경우를 의미하는 것이다. 또한, 주민 소개가 시작된 5시간 이후부터 10시 사이에 버스가 증가세를 보이게 되는데, 이는 외부에서 버스가 유입되었기 때문이다.
도 4는 이동수단으로 자가용을 이용하는 경우에 대한 시뮬레이션부(12)의 연산결과를 도시하는 도면이다. 즉, 도 4는 제1이벤트에 따른 시뮬레이션부(12)의 연산결과이다.
도 4의 (a)의 파란 실선은 시간에 따른 예방적 보호 조치 구역 내에 위치한 주민수(
Figure 112017113671887-pat00044
)의 변화를 나타내는 것이며, 빨간 짧은 점선은 시간에 따른 소개를 준비하지 못한 주민수의 변화를 나타내는 것이고, 빨간 긴 점선은 시간에 따른 소개 준비를 마쳤으나 아직 집에 머무르는 주민수를 나타내는 것이다. 시간에 따라 비상을 인지하고 소개 준비를 마친 주민들이 일정시간까지 증가하나, 동시에 소개가 시작되어 구호소로 이동하는 주민들에 의해 다시 감소한다.
도 4의 (b)는 시간에 따른 예방적 보호 조치 구역 내의 자가용의 수의 변화를 나타내는 것이다. 자가용의 수는 초기에 예방적 보호 조치 구역 외부에 있던 자가용의 유입되어 일정시간까지 증가하나, 구호소로의 이동이 시작되면서 감소하기 시작한다. 도 5는 주민 보호 조치에 대한 시뮬레이션부(12)의 연산결과를 도시하는 도면으로, 도 3 및 도 4의 연산결과를 합산한 것일 수 있다. 도 5의 빨간 짧은 점선은 예방적 조치 구역 내에서 버스를 이동수단으로 하여 구호소로 이동하는 주민수의 시간에 따른 변화를 나타내는 것이고, 빨간 긴 점선은 예방적 조치 구역 내에서 자가용을 이동수단으로 하여 구호소로 이동하는 주민수의 시간에 따른 변화를 나타내는 것이며, 파란 실선은 이들 두 경우의 합을 나타내는 것이다.
한편, 도 5에 도시된 도면은 외부 장치(2)의 표시부(21)에 표시되는 화면일 수 있다. 본 발명의 시뮬레이션부(12)는 각 이벤트에 따른 연산결과 및 이들의 합을 제공하기 때문에, 사용자는 각 이벤트의 주민수의 변화를 용이하게 파악할 수 있으며, 시간에 따른 총 주민수의 변화도 용이하게 파악할 수 있다.
도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 방사능 재난 대응 시뮬레이터 시스템(1)의 시뮬레이션 방법을 도시하는 도면이다. 여기서, 도 6에 도시된 시뮬레이션 방법은 시뮬레이션부(12) 위주로 설명한다.
S100단계에서 시뮬레이션부(12)는 설정부(11)를 통해 외부 장치(2)로부터 수치모델의 연산에 필요한 각 이벤트의 주민수(
Figure 112017113671887-pat00045
) 또는 각 이벤트의 주민수(
Figure 112017113671887-pat00046
)와 단위시간에 외부로 이동할 확률(
Figure 112017113671887-pat00047
)을 입력 받을 수 있다. 또한, 도 6에는 도시되어 있지 않지만, 시뮬레이션부(12)는 설정부(11)를 통해 후술할 S110단계에서 단위시간에 외부로 이동할 확률 계산 시에 필요한, 버스의 수를 입력 받을 수 있다.
시뮬레이션부(12)는 설정부(11)를 통해 각 이벤트의 주민수(
Figure 112017113671887-pat00048
)를 입력 받으면, S110단계에서 시뮬레이션부(12)는 내부에 형성된 함수부(120)를 구동하여, 각 이벤트에 맞는 상관관계 함수에 주민수(
Figure 112017113671887-pat00049
)를 대입하여, 각 이벤트에서 단위시간에 외부로 이동할 확률(
Figure 112017113671887-pat00050
)을 연산할 수 있다. 본 발명의 일 실시예에 따라, 시뮬레이션부(12)는 각 이벤트의 주민수(
Figure 112017113671887-pat00051
)와 함께 집결지로 유입되는 버스의 수를 입력 받는 경우, 각 이벤트에 맞는 상관관계 함수에 주민수(
Figure 112017113671887-pat00052
) 및 집결지로 유입되는 버스의 수를 대입하여, 각 이벤트에서 단위시간에 외부로 이동할 확률(
Figure 112017113671887-pat00053
)을 연산할 수 있다. 즉, 상관관계 함수는 독립변수로 집결지로 유입되는 버스의 수를 더 포함할 수 있다.
한편, 설정부(11)를 통해 각 이벤트의 주민수(
Figure 112017113671887-pat00054
)와 함께 단위시간에 외부로 이동할 확률이 같이 입력되는 경우, S110단계는 생략될 수 있다.
이후, S120단계에서 시뮬레이션부(12)는 모델링부(11)로부터 각 이벤트에 따른 수치모델을 획득하고, 수치모델에 그에 맞는 주민수(
Figure 112017113671887-pat00055
)와 단위시간에 외부로 이동할 확률(
Figure 112017113671887-pat00056
)을 대입하고, 시간에 따른 주민수의 변화를 연산한다. 예방적 보호 조치 구역 내에 위치한 주민수가 미리 설정된 수 이하가 되는 경우, 연산이 종료될 수 있다.
연산이 종료되면, S130단계에서 시뮬레이션부(12)는 획득한 연산결과를 외부 장치(2)로 송신하여, 연산결과가 외부 장치(2)의 표시부(21)에 표시될 수 있도록 한다.
본 발명의 실시예에 따르면, 돌발상황을 고려하여, 주민 보호 조치에 걸리는 시간을 예측할 수 있기 때문에, 주민들의 안전한 보호 조치 가능 여부를 확인할 수 있다.
전술한 본 발명의 설명은 예시를 위한 것이며, 본 발명이 속하는 기술분야의 통상의 지식을 가진 자는 본 발명의 기술적 사상이나 필수적인 특징을 변경하지 않고서 다른 구체적인 형태로 쉽게 변형이 가능하다는 것을 이해할 수 있을 것이다. 그러므로 이상에서 기술한 실시예들은 모든 면에서 예시적인 것이며 한정적이 아닌 것으로 이해해야만 한다. 예를 들어, 단일형으로 설명되어 있는 각 구성 요소는 분산되어 실시될 수도 있으며, 마찬가지로 분산된 것으로 설명되어 있는 구성 요소들도 결합된 형태로 실시될 수 있다.
본 발명의 범위는 후술하는 특허청구범위에 의하여 나타내어지며, 특허청구범위의 의미 및 범위 그리고 그 균등 개념으로부터 도출되는 모든 변경 또는 변형된 형태가 본 발명의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 한다.
1 : 방사능 재난 대응 시뮬레이터 시스템
10 : 모델링부
11 : 설정부
12 : 시뮬레이션부
120 : 함수부

Claims (10)

  1. 주민 보호 조치에 대한 이벤트에서 주민의 거동에 관한 수치모델이 저장된 모델링부, 데이터를 입력하는 설정부 및 상기 수치모델에 대한 연산을 진행하며, 외부 장치와 연결되는 시뮬레이션부를 포함하는 방사능 재난 대응 시뮬레이터의 시뮬레이션 방법에 있어서,
    상기 시뮬레이션부가 상기 모델링부로부터 상기 수치모델을 획득하는 단계;
    상기 시뮬레이션부가 상기 설정부로부터 상기 수치모델의 연산에 필요한 데이터를 획득하는 단계;
    상기 시뮬레이션부가 상기 수치모델 및 상기 데이터를 바탕으로 연산을 진행하여, 연산결과를 도출하는 단계; 그리고
    상기 시뮬레이션부가 상기 연산결과를 상기 외부 장치에 송신하는 단계를 포함하고,
    상기 이벤트는,
    주민이 자가용을 이용해 예방적 보호 조치 구역 내에서 외부로 이동하는 경우인 제1이벤트를 포함하고,
    상기 수치모델은,
    상기 제1이벤트에서 주민의 거동에 관한 제1수치모델을 포함하며,
    상기 제1수치모델은,
    Figure 112018083510381-pat00072
    이고,
    상기
    Figure 112018083510381-pat00073
    는 자가용을 이용해 외부로 이동할 주민수이며,
    상기 는 주민이 단위시간에 예방적 보호 조치 구역 내에서 자가용을 이용해 외부로 이동할 확률인,
    방사능 재난 대응 시뮬레이터의 시뮬레이션 방법.
  2. 제1 항에 있어서,
    상기 이벤트는,
    주민이 집결지에서 버스를 이용하여 상기 예방적 보호 조치 구역 내에서 외부로 이동하는 경우인 제2이벤트를 포함하고,
    상기 수치모델은,
    상기 제2이벤트에서 주민의 거동에 관한 제2수치모델을 포함하며,
    상기 제2수치모델은,
    Figure 112018083510381-pat00075
    이고,
    상기
    Figure 112018083510381-pat00076
    는 집결지로 이동할 주민수이며,
    상기
    Figure 112018083510381-pat00077
    는 주민이 단위시간에 집결지로 이동할 확률이고,
    상기
    Figure 112018083510381-pat00078
    는 버스를 이용해 집결지에서 외부로 이동할 주민수이며,
    상기
    Figure 112018083510381-pat00079
    는 주민이 단위 시간에 예방적 보호 조치 구역 내에서 버스를 이용해 외부로 이동할 확률인,
    방사능 재난 대응 시뮬레이터의 시뮬레이션 방법.
  3. 삭제
  4. 삭제
  5. 제2 항에 있어서,
    상기 제2이벤트는 시계열적인 순서로 연결된 복수의 서브이벤트를 포함하고,
    상기 복수의 서브이벤트는
    주민이 집에서부터 집결지로 이동하는 제2-1이벤트와,
    상기 집결지에 위치한 주민이 버스를 이용해 예방적 보호 조치 구역 내에서 외부로 이동하는 제2-2이벤트를 포함하는 것을 특징으로 하는,
    방사능 재난 대응 시뮬레이터의 시뮬레이션 방법.
  6. 삭제
  7. 제5 항에 있어서,
    상기 시뮬레이션부는,
    상기 제1 및 제2 이벤트에서 주민수와 주민이 단위시간에 외부로 이동할 확률의 상관관계를 나타내는 상관관계 함수가 저장된 함수부를 더 포함하고,
    상기 시뮬레이션부는 상기 설정부로부터 상기 제1 및 제2 이벤트에서의 주민수를 획득하면, 상기 상관관계 함수 및 상기 제1 및 제2 수치모델을 통해 주민의 거동을 연산하는 것을 특징으로 하는,
    방사능 재난 대응 시뮬레이터의 시뮬레이션 방법.
  8. 제7항에 있어서,
    상기 상관관계 함수는 독립변수로서 상기 집결지로 유입되는 버스의 수를 더 포함할 수 있으며,
    상기 시뮬레이션부는 상기 모델링부로부터 유입 또는 유출되는 버스의 수 변화모델을 제공받는 것을 특징으로 하는,
    방사능 재난 대응 시뮬레이터의 시뮬레이션 방법.
  9. 제8항에 있어서,
    상기 시뮬레이션부는 상기 제2이벤트에서 상기 예방적 보호 조치 구역 내에 위치한 주민수가 미리 설정한 값 이하가 될 때의 시간이 기설정된 범위 이내 인지를 판단하고, 기설정된 범위 이내가 아닌 경우, 상기 버스의 수를 변화시켜가며, 상관관계 함수 및 수치모델의 연산을 수행하고, 상기 주민수가 미리 설정한 값 이하가 될 때의 시간이 기설정된 범위 이내인 경우, 이와 관련된 버스공급율 정보를 외부 장치로 송신하는 것을 특징으로 하는,
    방사능 재난 대응 시뮬레이터의 시뮬레이션 방법.
  10. 삭제
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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