KR101991258B1 - 피난 유도물 및 피난 유도원의 배치효율 평가 방법 - Google Patents

피난 유도물 및 피난 유도원의 배치효율 평가 방법 Download PDF

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Abstract

본 발명은 피난 유도물 및 피난 유도원의 배치효율 평가 방법에 관한 것으로서, 피난 유도원 및(또는) 피난 유도물을 대피 구조물의 적재적소에 배치함으로써 피난원이 최단시간에 탈출할 수 있는 탈출시간 및 탈출경로를 도출하는 피난 유도물 및 피난 유도원의 배치효율 평가 방법에 관한 것이다. 이를 위해 설계모듈로부터 피난 구조물의 설계도를 입력받아 노드를 배치하는 단계, 노드를 기준으로 탈출구 배치, 피난원 배치, 재난 구역을 설정하고 재난 종류를 설정하여 재난 상황을 발생시키는 단계, 피난원의 대조군 탈출시간 및 대조군 탈출 경로를 시뮬레이션하는 단계, 피난원의 대조군 탈출시간 및 대조군 탈출 경로를 산출하고, 정체구간을 인식하는 단계, 피난 유도물 및 피난 유도원의 설정요소를 설정하고, 정체구간을 해소하도록 노드를 기준으로 피난 유도물 및 피난 유도원을 배치 적용하는 단계, 피난원의 비교 탈출시간 및 비교 탈출 경로를 산출하도록 시뮬레이션하는 단계, 비교 탈출시간과 대조군 탈출시간을 기초로 1차 평가 탈출시간을 산출하고, 피난원의 탈출 경로 및 정체구간을 산출하는 단계, 1차 평가 탈출시간을 기준으로 피난 유도물의 배치가 관계 법령에 만족되는지 여부를 1차 평가하는 단계, 피난 유도물 및 피난 유도원의 설정요소를 재설정하고, 노드를 기준으로 피난 유도물 및 피난 유도원을 재배치 적용하는 단계, 피난원의 비교 탈출시간 및 비교 탈출 경로를 산출하도록 시뮬레이션함으로써 2차 평가 탈출시간을 재산출하고, 피난원의 전체 탈출 경로 및 정체구간을 재산출하는 단계, 및 2차 평가 탈출시간을 기준으로 피난 유도물의 재배치가 관계 법령에 만족되는지 여부를 2차 평가하고, 1,2차 평가 탈출시간을 토대로 최단 탈출시간 도출 및 정체구간의 해소 여부를 평가하는 것을 특징으로 하는 피난 유도물 및 피난 유도원의 배치효율 평가 방법이 개시된다.

Description

피난 유도물 및 피난 유도원의 배치효율 평가 방법{Evaluation method}
본 발명은 피난 유도물 및 피난 유도원의 배치효율 평가 방법에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 피난 유도원 및(또는) 피난 유도물을 대피 구조물의 적재적소에 배치함으로써 피난원이 최단시간에 탈출할 수 있는 탈출시간 및 탈출경로를 도출하는 피난 유도물 및 피난 유도원의 배치효율 평가 방법에 관한 것이다.
대형 건축물이나 대형 여객선과 같이 규모가 크고 복잡한 구조물의 경우에는 다수의 층으로 이루어져 있고, 복잡한 내부 구조를 가진다. 이로 인하여 재난사항이 발생하였을 경우 탈출을 위한 탈출경로가 매우 복잡하다. 또한, 다수의 인원이 한곳에 몰리는 혼잡한 상황에서 방향을 잃을 수도 있고, 화재 또는 정전으로 인하여 가시거리가 아주 좁아질 수 있다. 재난이 발생한 선박이나 건물에 익숙한 사람이라면 기억을 더듬어 탈출구로 쉽게 이동하는 것이 가능하겠지만, 그렇지 않은 사람은 탈출구를 찾기 위하여 많은 시간을 소비할 수 있어 피해가 커질 수 있으며, 더 나아가 탈출경로상에 정체를 야기할 수 있다.
이러한 상황을 대비하여 피난원을 탈출구로 유도하기 위하여 피난 유도등 및 표지판 등의 설치가 법령으로 제정되어 있다(소방방재청 고시 제 2009-44호 - 행정규칙 유도등 및 유도표지의 화재안전기준(NFSC 303)). 하지만 이 기준은 표본 및 통계를 기준으로 하여 보편적인 값을 설정한 것이지 개개의 구조물에서 최적의 위치를 설정한 것은 아니다. 따라서 이러한 표지물의 배치 위치 및 개수에 따라서 얼마나 탈출에 효율적인지를 측정하려고 해도 현실에서 재난 상황을 가정하는 것 자체가 어려울뿐더러 실시한다 하더라도 테스트를 수행하기에는 인원과 시간이 많이 소요된다. 이러한 단점을 보완하고 구조물에 대한 검증을 실시하기 위한 시뮬레이션 평가 프로그램이 요구되고 있다.
대한민국 등록특허공보 KR 10-1669455 대한민국 등록특허공보 KR 10-0653604 대한민국 등록특허공보 KR 10-1156288 대한민국 등록특허공보 KR 10-1261448 대한민국 등록특허공보 KR 10-1442658
따라서, 본 발명은 전술한 바와 같은 문제점을 해결하기 위하여 창출된 것으로서, 피난 유도원 및 피난 유도물을 대피 구조물에 배치함으로써 피난원이 최단 시간내에 탈출할 수 있는 최단 탈출시간 및 탈출경로를 산출하고 평가하는 방법을 제공하는데 그 목적이 있다.
그러나, 본 발명의 목적들은 상기에 언급된 목적으로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 목적들은 아래의 기재로부터 당업자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
전술한 본 발명의 목적은, 설계모듈로부터 피난 구조물의 설계도를 입력받아 노드를 배치하는 단계, 노드를 기준으로 탈출구 배치, 피난원 배치, 재난 구역을 설정하고 재난 종류를 설정하여 재난 상황을 발생시키는 단계, 피난원의 대조군 탈출시간 및 대조군 탈출 경로를 시뮬레이션하는 단계, 피난원의 대조군 탈출시간 및 대조군 탈출 경로를 산출하고, 정체구간을 인식하는 단계, 피난 유도물 및 피난 유도원의 설정요소를 설정하고, 정체구간을 해소하도록 노드를 기준으로 피난 유도물 및 피난 유도원을 배치 적용하는 단계, 피난원의 비교 탈출시간 및 비교 탈출 경로를 산출하도록 시뮬레이션하는 단계, 비교 탈출시간과 대조군 탈출시간을 기초로 1차 평가 탈출시간을 산출하고, 피난원의 탈출 경로 및 정체구간을 산출하는 단계, 1차 평가 탈출시간을 기준으로 피난 유도물의 배치가 관계 법령에 만족되는지 여부를 1차 평가하는 단계, 피난 유도물 및 피난 유도원의 설정요소를 재설정하고, 노드를 기준으로 피난 유도물 및 피난 유도원을 재배치 적용하는 단계, 피난원의 비교 탈출시간 및 비교 탈출 경로를 산출하도록 시뮬레이션함으로써 2차 평가 탈출시간을 재산출하고, 피난원의 전체 탈출 경로 및 정체구간을 재산출하는 단계, 및 2차 평가 탈출시간을 기준으로 피난 유도물의 재배치가 관계 법령에 만족되는지 여부를 2차 평가하고, 1,2차 평가 탈출시간을 토대로 최단 탈출시간 도출 및 정체구간의 해소 여부를 평가하는 것을 특징으로 하는 피난 유도물 및 피난 유도원의 배치효율 평가 방법을 제공함으로써 달성될 수 있다.
또한, 피난 유도원의 설정요소는 피난 유도원의 배치 위치, 인식 반경 및 대피 유도 탈출구를 설정하는 것으로서, 피난 유도원의 배치 위치는 산출된 정체구간 구역 중 선택된 구역에 노드를 기준으로 배치되며, 인식 반경은 피난 유도원이 피난원을 알아볼 수 있는 가시거리 반경이거나 또는 피난 유도원의 소리가 피난원에 들릴 수 있는 소리 반경이며, 대피 유도 탈출구는 피난 유도원의 지시에 따라 피난원이 피난 유도원 배치전의 탈출구와 다른 탈출구로 이동함으로써 정체구간 및 탈출시간이 줄어지도록 하는 탈출구이다.
또한, 피난 유도물의 설정요소는 피난 유도물의 크기, 종류, 밝기, 타입, 배치 위치, 가시거리, 및 방향과 대피 유도 탈출구를 설정하는 것으로서, 피난 유도물의 타입은 발광 표지타입 또는 반사 표지타입이고, 피난 유도물의 배치 위치는 산출된 정체구간 구역 중 선택된 구역에 노드를 기준으로 배치되며, 대피 유도 탈출구는 피난 유도물의 지시에 따라 피난원이 피난 유도물 배치전의 탈출구와 다른 탈출구로 이동함으로써 정체구간 및 탈출시간이 줄어지도록 하는 탈출구이다.
또한, 피난원이 피난 유도물에 근접하는 경우 피난 유도물을 식별하는 가시거리 산출은 수학식 1에 의해 산출된다.
또한, 피난 구조물, 재난 구역, 및 재난 종류 중 적어도 어느 하나에 따라 피난 유도물 및 피난 유도원의 배치 위치 및 배치 개수를 서로 달리 적용으로써 피난원의 탈출시간을 최소화하고 정체구간을 최소화하는 피난 유도물 및 피난 유도원의 배치 위치 및 배치 개수를 산출한다.
또한, 피난 구조물, 재난 구역, 및 재난 종류에 따라 피난원의 개인의 탈출시간 및 탈출경로와 평균 탈출시간 및 평균 탈출거리를 산출하며, 피난 유도물 또는 피난 유도원이 지시하는 대피 유도 탈출구는 탈출구까지 노드를 기반으로 산출된 최적 경로 기반 또는 최단 경로 기반의 탈출구와는 서로 다른 탈출구이다.
또한, 피난원의 탈출시간을 최소화하고 정체구간을 최소화하는 대피 유도 탈출구의 개수 및 위치를 산출한다.
또한, 경로 산출 모듈은 기 설정된 제1 목표 탈출구 및 피난원의 현재 위치를 기초로 피난 유도원 및 피난 유도물을 배치하기 전에 탐색된 제1 탈출경로를 탐색하고, 피난 유도원 및 피난 유도물을 배치한 후에 피난 유도원 및 피난 유도물 중 적어도 어느 하나가 지시하는 제2 목표 탈출구와 제1 목표 탈출구를 기초로 제2 탈출경로를 탐색하며, 산출 모듈은 제1 탈출경로 및 제2 탈출경로를 바탕으로 탈출시간 및 정체구간을 산출한다.
전술한 바와 같은 본 발명에 의하면 피난 유도원 및 피난 유도물을 대피 구조물에 효율적으로 배치함으로써 피난원이 최단 시간내에 탈출할 수 있는 최단 탈출시간과 탈출경로를 산출 및 탐색하여 재난 발생시 피해를 최소화할 수 있는 효과가 있다.
또한, 본 발명에 의하면 재난 발생시 개별 대피 구조물에 따라 피난원의 탈출 효율을 산출함으로써 재난을 사전에 예방할 수 있는 효과가 있다.
본 명세서에 첨부되는 다음의 도면들은 본 발명의 바람직한 일실시예를 예시하는 것이며, 발명의 상세한 설명과 함께 본 발명의 기술적 사상을 더욱 이해시키는 역할을 하는 것이므로, 본 발명은 그러한 도면에 기재된 사항에만 한정되어 해석 되어서는 아니 된다.
도 1은 본 발명의 일실시예에 따른 피난 유도물 및 피난 유도원의 배치효율 평가 시스템의 구성을 나타낸 구성도이고,
도 2는 본 발명의 일실시예에 따른 선박에 노드를 배치한 것을 도시한 도면이고,
도 3은 본 발명의 일실시예에 따른 선박에 피난원, 계단, 탈출구, 재난구역을 배치한 것을 도시한 도면이고,
도 4는 본 발명의 일실시예에 따른 탈출경로 및 정체구간을 도시한 도면이고,
도 5는 본 발명의 일실시예에 따른 피난 유도원 및 피난 유도물을 배치하기 전의 시뮬레이션 결과를 도시한 도면이고,
도 6은 본 발명의 일실시예에 따른 피난 유도원 또는 피난 유도원의 반경을 도시한 도면이고,
도 7은 본 발명의 일실시예에 따른 피난 유도물 또는 피난 유도물의 반경을 도시한 도면이다.
이하, 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 일실시예에 대해서 설명한다. 또한, 이하에 설명하는 일실시예는 특허청구범위에 기재된 본 발명의 내용을 부당하게 한정하지 않으며, 본 실시 형태에서 설명되는 구성 전체가 본 발명의 해결 수단으로서 필수적이라고는 할 수 없다. 또한, 종래 기술 및 당업자에게 자명한 사항은 설명을 생략할 수도 있으며, 이러한 생략된 구성요소(방법) 및 기능의 설명은 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 아니하는 범위내에서 충분히 참조될 수 있을 것이다.
본 발명은 본 발명의 출원인이 출원한 대한민국 특허출원번호 10-2016-0164125에 기재된 모든 내용을 포함한다. 본 발명의 일실시예에 따른 피난 유도물 및 피난 유도원의 배치효율 평가 방법은 대형 선박이나 대형 빌딩 등 내부구조가 복잡한 구조물에 재난이 발생한 경우에 피난원이 탈출구까지 탈출하는데 걸리는 시간을 최소화하도록 피난 유도물 및 피난 유도원을 구조물 내에 효율적으로 배치하는 방법에 관한 것이다. 이때, 피난원은 선박의 경우에는 승선한 승객과 선원이 될 수 있으며, 대형 빌딩의 경우에는 건물 내에 체류하는 회사원, 경비원, 방문객 등이 될 수 있다. 이하에서는 선박을 예로 들어 설명하기로 하나 구조물의 내부구조가 복잡한 경우에 동일한 원리가 적용될 수 있다.
이하에서는 다음과 같은 재난 시나리오를 상정하여 본 발명의 일실시예에 따른 피난 유도물 및 피난 유도원의 배치효율 평가 방법을 상세히 설명하기로 한다. 재난 시나리오를 설정하는 단계는 도 1에 도시된 바와 같이 시나리오 설정 모듈(700)에 의해 선박의 유형을 설정하고(이때 선박의 유형은 선박의 종류(크루저선 또는 여객선), 선박의 층수, 내부 구조의 복잡도, 선박의 길이 등), 재난 발생시의 목표 탈출구의 개수 및 위치와 1층에서 2층으로의 피난 계단의 위치 및 개수를 설정하고, 피난원 및 선원을 배치하고, 재난의 종류 및 위치(1층에서 침수가 일어나서 피난원(승객 및 선원)이 계단을 통해 2층의 탈출구로 대피하는 상황)를 설정한다. 이때, 재난의 종류는 선박의 일정 구역에 침수가 발생하거나 화재가 발생한 상황을 가정할 수 있다. 시나리오 설정 모듈(700)은 후술하는 설계기준 평가 모듈(600)의 평가 결과에 따라 목표 탈출구의 개수 및 위치를 변경할 수 있다.
시나리오의 설정이 완료되면, 설계 모듈(100)은 선박(피난 구조물)의 설계도를 데이터베이스로부터 로드하여 입력받는다. 이때, 선택된 설계도는 앞서 시나리오 설정 단계에서 설정된 선박의 유형과 상응하는 선박의 설계도이다. 다음으로, 도 2에 도시된 바와 같이 배치 모듈(200)은 로드된 설계도를 기준으로 당해 선박(11)에 노드(12)를 배치한다. 노드(12)는 자동 또는 수동으로 배치되며, 선박 내부의 사방으로 폐쇄된 공간 안에 피난원 한 사람이 차지하는 0.5m x 0.5m의 공간이다. 노드(12)는 피난원(또는 피난자) 1인이 점유하거나 활동할 수 있는 최소한의 공간(모의 피난자의 활동반경)이다. 노드의 일예로서 0.5m x 0.5m 크기의 정사각형으로 구체화될 수 있다. 따라서 노드는 선박의 빈 공간에 도 2와 같이 채워지게 되며 1개의 노드(12)는 모의 피난자 1인이 점유할 수 있는 공간이 된다. 이때, 최단 경로나 최적 경로의 산출, 정체구간 산출, 탈출 경로 및 탈출 시간을 산출하는 경우에는 이 노드(12)를 기준으로 산출된다.
한편, 배치 모듈(200)은 노드를 기준으로 탈출구를 기 설정된 조건에 따라 배치하고, 피난원(또는 모의 피난자)을 랜덤 또는 기 설정된 조건에 따라 배치한다. 또한, 재난구역 설정 모듈(300)은 도 3에 도시된 바와 같이 재난 구역 및 재난 종류를 기 설정된 조건에 따라 설정한다. 노드, 피난원 및 탈출구의 설정 및 배치가 완료되면 시나리오 설정 모듈(700)은 모의 선박에 재난 상황을 발생시킨다. 재난의 발생에 따라 경로 산출 모듈(800)은 노드를 기준으로 최단 경로 또는 최적 경로를 산출하여 피난원의 경로를 산출한다. 이때, 최단 경로 또는 최적 경로는 상응하는 알고리즘에 따라 산출된다.
산출 모듈(500)은 재난 발생에 따라 피난원의 대조군 탈출 시간 및 대조군 탈출 경로를 시뮬레이션한다. 대조군 탈출 경로는 일실시예로서 시나리오 설정 모듈(700)에서 설정된 목표 탈출구를 바탕으로 각 피난원의 개별 위치에서 목표 탈출구까지 경로 산출 모듈(800)에 의해 산출된 피난 경로이며, 대조군 탈출 시간은 경로 산출 모듈(800)에서 산출된 피난 경로를 바탕으로 산출 모듈(500)에서 산출한 탈출 시간이다. 대조군 탈출 경로 및 대조군 탈출 경로는 후술하는 비교 탈출 시간 및 비교 탈출 경로와 대비하기 위한 기준시간 및 기준경로로서 피난 유도원 및 피난 유도물을 배치하기 전에 도출된 시간 및 경로이다. 이때, 피난원 개인의 탈출시간 및 탈출경로와 평균 탈출시간 및 평균 탈출거리가 산출되며, 또한 선박의 유형, 재난 구역 및 재난 종류에 따라 각각 달리 산출될 수 있다. 이때, 다른 실시예로서 대조군 탈출경로는 경로 산출 모듈(800)에서 산출하지 않고 운용자로부터 입력을 받아 기 설정된 조건에 따라 산출된 경로일 수 있다. 한편, 목표 탈출구는 운용자에 의해 임의로 A 목표 탈출구가 설정될 수 있으며, 배치된 피난 유도원 및 피난 유도원은 B 목표 탈출구 또는 C 목표 탈출구로 유도함으로써 피난원을 A 목표 탈출구가 아닌 B 목표 탈출구 또는 C 목표 탈출구로 탈출하도록 유도한다. 이러한 탈출구 유도에 의해 탈출시간 및 탈출경로를 최적으로 시뮬레이션 한다.
산출 모듈(500)에 의해 대조군 탈출 시간 및 대조군 탈출 경로가 산출되며, 이를 화면상에 디스플레이한다. 따라서 평가자 또는 산출 모듈(500)은 피난자 개인의 탈출 시간 및 탈출 경로를 파악할 수 있고, 전체 피난자의 평균 탈출 시간 및 탈출 거리를 파악할 수 있다. 더 나아가 도 4에 도시된 바와 같이 선박의 어느 구역에서 정체(18, 도 4의 분홍색)가 발생되는지를 파악할 수 있다. 복수의 정체구간이 발생되면 산출 모듈(500)은 정체 정도에 따라 우선순위를 부여한다. 즉, 제일 심한 정체구간은 제1 정체구간, 그 다음에는 제2 정체구간 순으로 우선순위를 부여한다. 이렇게 우선순위를 부여함으로써 최우선 정체구간부터 피난 유도원 및 피난 유도물을 배치하여 시뮬레이션을 순차적으로 진행한다. 즉, 제1 정체구간에는 피난 유도원 및 피난 유도물을 배치하고, 제2 정체구간에는 피난 유도물만 배치할 수 있다. 따라서 피난 유도원 및 피난 유도물의 배치를 정체구간의 우선순위에 따라 다양하게 설정하여 시뮬레이션을 수행함으로써 탈출시간을 최소화하고, 정체구간을 해소할 수 있는 조건을 찾을 수 있다.
다음으로, 피난 유도원 설정 모듈 및 피난 유도물 설정 모듈(410,420)에 의해 피난 유도물 및 피난 유도원의 설정요소를 설정하고, 배치 모듈(200)에 의해 노드를 기준으로 피난 유도물 및 피난 유도원을 도 6 및 도 7과 같이 배치 적용한다. 이때, 피난 유도물 및 피난 유도원의 배치는 상술한 정체구간을 최대한 해소할 수 있는 정체구역 중에서 선정된 노드에 배치한다. 이렇게 정체구역에 피난 유도물 및 피난 유도원을 배치함으로써 시나리오 설정 모듈(700) 또는 배치 모듈(200)에서 설정한 "A 목표 탈출구(21)"로 향하는 피난원의 경로를 "B 목표 탈출구(22)"로 향하도록 경로를 변경할 수 있어 정체를 해소할 수 있다. 이때, 정체구간이 탈출경로를 따라 기 설정된 조건보다 긴 경우에는 목표 탈출구를 새롭게 생성(C 목표 탈출구)하도록 하거나 경로 산출 모듈(800)에 의해 산출되는 탈출경로를 정체구간에서 우회하도록 생성하거나 탈출경로가 긴 정체구간의 선정된 복수의 지점에 피난 유도물 및 피난 유도원을 배치하여 탈출시간을 최소화하도록 할 수 있다. 정체구간이 탈출경로를 따라 여러 구역에 걸쳐 존재하는 경우에는 상술한 바와 같이 정체구간에 우선순위를 부여할 수 있으며, 탈출경로가 긴 정체구간과 마찬가지의 설정에 의해 탈출시간을 최소화하도록 한다.
한편, 피난 유도원의 설정요소는 피난 유도원의 배치 위치, 배치 개수, 인식 반경 및 대피 유도 탈출구의 설정이다. 피난 유도원의 배치 위치 및 개수는 산출된 정체구간 구역 중 선택된 구역에 노드를 기준으로 배치한다. 피난 유도원의 배치를 통해 정체구간을 해소하고, 최적의 탈출시간을 도출하기 위해 배치 위치 및 개수를 조정하여 순차적으로 반복 시뮬레이션을 수행한다. 피난 유도원의 인식 반경은 피난 유도원이 피난원을 알아볼 수 있는 가시거리 반경이거나 또는 피난 유도원의 소리가 피난원에 들릴 수 있는 소리 반경이다. 피난 유도원의 반경 내에 진입하는 피난원은 피난 유도원에 의해 목표 탈출구까지 안내되어 빠른 시간 내에 무사히 탈출할 수 있다. 이때, 피난 유도원에 의해 안내되는 목표 탈출구는 최단 경로 또는 최적 경로 등 경로 산출 모듈(800)에 의해 산출된 목표 탈출구(A 목표 탈출구)와 다른 탈출구(B 목표 탈출구)인 것이 바람직하다. 따라서 대피 유도 탈출구는 피난 유도원의 지시에 따라 피난원이 피난 유도원 배치 전의 탈출구(A 목표 탈출구)와 다른 탈출구(B 목표 탈출구)로 이동함으로써 정체구간 또는 탈출시간이 줄어지도록 하는 탈출구이다.
한편, 피난 유도물의 설정요소는 피난 유도물의 크기, 개수, 종류, 밝기(Cd), 타입, 배치 위치, 가시거리, 및 방향과 대피 유도 탈출구의 설정이다. 피난 유도물의 타입은 발광 표지타입 또는 반사 표지타입이다. 각 타입에 따라 표지발견 임계거리 값이 달라질 수 있다. 피난 유도물의 배치 위치는 산출된 정체구간 구역 중 선택된 구역에 노드를 기준으로 배치된다. 이때, 정체구간을 줄이도록 하고 최단 탈출시간을 도출할 수 있는 위치에 배치되도록 반복적으로 시뮬레이션을 수행한다. 대피 유도 탈출구(B 목표 탈출구)는 피난 유도물의 지시에 따라 피난원이 피난 유도물 배치 전의 탈출구(A 목표 탈출구)와 다른 탈출구(B 목표 탈출구)로 이동함으로써 정체구간 및 탈출시간이 줄어지도록 하는 탈출구이다.
피난원은 선박에 화재가 발생한 경우에 피난 유도물을 식별하기가 어렵다. 이와 같은 시뮬레이션 조건을 설정하기 위해 선박에 화재가 나서 연기가 발생된 경우를 가정하여 피난 유도물의 식별 가시거리를 산출하는 수학식 1은 다음과 같다.
Figure 112018010501303-pat00001
이때, 연기의 짙은 정도(Cs)는 옅은 경우(0.5), 짙은 경우(1.5)의 사이 값을 적용하고(필요에 따라 좀 더 세분화할 수 있음), 표지의 밝기는 구조물의 밝기를 측정하여 입력하며, 발광계수는 평균값인 0.7을 적용하며, 표지발견계수는 0.01~0.05의 값을 가진다.
한편, 표지발견계수(확률인식거리) = 사람의 가시거리 - 표지인식 임계거리에 의해 산출되며, 표지인식 임계거리는 발광표지의 경우에는 (5~10)/Cs(m)이고, 반사표지의 경우에는 (2~4)/Cs(m)이다. 표지발견계수에 가중치를 두어 가시거리가 짧아지도록 할 수 있다.
한편, 피난 구조물, 재난 구역, 및 재난 종류 중 적어도 어느 하나에 따라 피난 유도물 및 피난 유도원의 배치 위치 및 배치 개수를 서로 달리 적용으로써 피난원의 탈출시간을 최소화하고 정체구간을 최소화하는 피난 유도물 및 피난 유도원의 배치 위치 및 배치 개수를 산출하도록 반복적으로 시뮬레이션한다. 즉, 최단 탈출경로와 정체구간의 해소는 당해 선박의 유형에 따라 달라질 수 있으며, 당해 선박에서 재난이 발생한 장소 또는 재난의 종류에 따라 달라질 수 있다. 일예로서 선박의 1층 선두에서 화재가 발생한 경우와 선박의 2층 선미에서 화재가 발생한 경우에 최단 탈출시간 도출 및 정체구간을 줄이기 위해 서로 피난 유도원 및 피난 유도물의 배치 및 개수가 달라질 수 있다.
산출 모듈(500)은 피난 구조물, 재난 구역, 및 재난 종류에 따라 피난원의 개인 탈출시간 및 탈출경로와 평균 탈출시간 및 평균 탈출거리를 도 5에 도시된 바와 같이 각각 산출한다. 피난 유도물 또는 피난 유도원이 지시하는 대피 유도 탈출구는 탈출구까지 노드를 기반으로 산출된 최적 경로 기반 또는 최단 경로 기반의 탈출구(A 목표 탈출구)와는 서로 다른 탈출구(B 목표 탈출구)인 것이 바람직하다.
다음으로, 산출모듈(500)은 피난 유도원 및 피난 유도물을 배치한 후에 피난원의 비교 탈출시간 및 비교 탈출 경로를 산출하도록 시뮬레이션한다. 선박의 유형, 재난 구역 및 재난 종류에 따라 피난 유도원 및 피난 유도물의 배치 위치 및 개수에 대한 다양한 시뮬레이션 결과를 도출할 수 있으며, 최단 탈출경로 및 정체구간을 해소할 수 있는 배치 결과를 도출한다. 피난 유도원 및 피난 유도물은 동시에 배치될 수도 있고, 필요에 따라 어느 하나가 선택되어 배치될 수도 있다. 동시에 배치하는 경우와 선택된 어느 하나를 배치하는 경우에 탈출시간이 바뀔 수 있다.
산출모듈(500)은 비교 탈출시간과 대조군 탈출시간을 기초로 제1 평가 탈출시간을 산출하고, 피난원의 전체 탈출 경로 및 정체구간을 산출한다. 즉, 산출모듈(500)은 선박의 유형, 재난 구역, 재난 종류, 및 피난 유도원과 피난 유도물의 배치에 따른 다양한 시뮬레이션 결과를 도출하며, 피난 유도원 및 피난 유도물의 배치 전의 탈출시간(정체구간 포함)과 배치 후의 탈출시간(정체구간 포함)을 서로 비교함으로써 최적의 배치를 도출할 수 있다.
설계기준 평가 모듈(600)은 제1 평가 탈출시간을 기준으로 피난 유도물의 배치가 관계 법령에 만족되는지 여부를 1차 평가한다. 즉, 관계 법령에는 피난 유도물의 배치를 표본 및 통계를 이용하여 보편적인 값이 정해져 있으며, 적어도 이러한 기준을 만족하는지 여부를 평가한다. 1차적으로 설정한 피난 유도물 및 피난 유도원의 배치에 따라 시뮬레이션 결과를 데이터베이스에 저장한다.
다음으로, 피난 유도물 및 피난 유도원의 설정요소를 재설정하고, 노드를 기준으로 피난 유도물 및 피난 유도원을 재배치하여 피난원의 비교 탈출시간 및 비교 탈출 경로를 산출하도록 시뮬레이션함으로써 제2 평가 탈출시간을 재산출하고, 피난원의 전체 탈출 경로 및 정체구간을 재산출한다. 제2 평가 탈출시간을 기준으로 피난 유도물의 재배치가 관계 법령에 만족되는지 여부를 2차 평가한다. 순차 반복적으로 피난 유도물 및 피난 유도원의 설정요소 및 배치를 재설정하여 3차 평가 탈출시간 및 정체구간을 도출한다. 이렇게 순차 반복적으로 제1,2,3 평가 탈출시간을 산출함으로써 관계 법령에 만족되는지 여부를 확인할 수 있고 더 나아가 최단 탈출시간 도출을 토대로 이를 선박의 설계도에 적용하도록 할 수 있다.
한편, 탈출시간은 개인별 탈출시간, 평균 탈출시간 및 최종 탈출시간(맨 마지막 피난원의 탈출시간)으로 산출될 수 있다. 이때, 피난 유도원 및 피난 유도물의 배치의 일예로서 평균 탈출시간이 줄어지는 방향으로 배치되거나, 다른 예로서 최종 탈출시간이 줄어지는 방향으로 배치되거나, 또 다른 예로서 재난 종류 및 재난 구역에 따라 평균 탈출시간 및 최종 탈출시간(정체구간의 정체 정도를 포함, 정체 정도는 순차적으로 정체 등급을 부여할 수 있음)을 설정하고 기 설정된 조건에 만족할때까지 시뮬레이션을 수행할 수도 있다.
한편, 경로 산출 모듈(800)은 A 목표 탈출구를 바탕으로 산출된 탈출경로를 A 목표 탈출구 및 B 목표 탈출구를 바탕으로 탈출경로를 재탐색할 수 있다. 즉, 경로 산출 모듈(800)은 피난 유도원 및 피난 유도원이 배치되기 전에 A 목표 탈출구를 바탕으로 탈출경로를 산출하며 이에 따라 정체구간도 산출된다. 이후에, 피난 유도원 및 피난 유도물을 배치함으로써 B 목표 탈출구 방향으로 피난원을 안내하게 되며, 이에 따라 일부는 A 목표 탈출구로 탈출하고(제1 탈출경로), 나머지는 B 목표 탈출구로 탈출한다(제2 탈출경로). 따라서 경로 산출 모듈(800)은 피난 유도원 및 피난 유도원의 배치 위치 및 개수에 따라 탈출경로를 재탐색하며, 이때에는 목표 탈출구의 지정개수 및 위치도 재탐색에 영향을 받게 되어 탈출경로가 재탐색 된다. 필요에 따라서는 설계도에 없는 새로운 목표 탈출구(C 목표 탈출구)를 생성 배치하여 설계도에 반영할 수도 있다.
한편, 정체구간을 해소하기 위해 피난 유도원 및 피난 유도물을 배치하는 경우에 정체구간의 여러 지점(또는 노드)에 피난 유도원 및 피난 유도물을 배치할 수 있다. 이때, 산출 모듈(5000은 정체구간을 파악하고, 정체구간에 따라 피난 유도원 및 피난 유도물을 배치할 수 있는 복수의 노드를 산출하여 디스플레이한다. 그리고 산출 모듈(500)은 복수의 노드에 순차적으로 우선순위를 정하여 피난 유도원 및 피난 유도물을 배치 적용하여 탈출시간 및 정체구간을 산출하도록 한다. 산출 모듈(500)은 피난 유도원 및 피난 유도물을 배치할 수 있는 복수의 노드 영역을 설정할 수 있고, 이 설정 영역에 피난 유도원 및 피난 유도물을 배치할 수 있다. 설정 영역은 우선순위에 따라 제1 설정영역, 제2 설정영역으로 나뉘어 디스플레이될 수도 있으며, 운용자가 지정한 노드가 먼저 배치되어 탈출시간 및 탈출경로를 산출할 수도 있다.
상술한 각 모듈(100,...,800)은 컴퓨터 프로그램에 의해 구체화될 수 있다. 본 발명을 설명함에 있어 종래 기술 및 당업자에게 자명한 사항은 설명을 생략할 수도 있으며, 이러한 생략된 구성요소(방법) 및 기능의 설명은 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 아니하는 범위내에서 충분히 참조될 수 있을 것이다.
상술한 각부의 구성 및 기능에 대한 설명은 설명의 편의를 위하여 서로 분리하여 설명하였을 뿐 필요에 따라 어느 한 구성 및 기능이 다른 구성요소로 통합되어 구현되거나, 또는 더 세분화되어 구현될 수도 있다.
이상, 본 발명의 일실시예를 참조하여 설명했지만, 본 발명이 이것에 한정되지는 않으며, 다양한 변형 및 응용이 가능하다. 즉, 본 발명의 요지를 일탈하지 않는 범위에서 많은 변형이 가능한 것을 당업자는 용이하게 이해할 수 있을 것이다. 또한, 본 발명과 관련된 공지 기능 및 그 구성 또는 본 발명의 각 구성에 대한 결합관계에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는, 그 구체적인 설명을 생략하였음에 유의해야 할 것이다.
11 : 선박
12 : 노드
13 : 피난원
14 : 계단
15 : 탈출구
16 : 재난구역
17 : 탈출경로
18 : 정체구간
19 : 피난 유도원(또는 피난 유도원 반경)
20 : 피난 유도물(또는 피난 유도물 반경)
21 : A 목표 탈출구
22 : B 목표 탈출구
100 : 설계 모듈(또는 설계부)
200 : 배치 모듈(또는 배치부)
300 : 재난구역 설정 모듈(또는 재난구역 설정부)
410 : 피난 유도물 설정 모듈(또는 피난 유도물 설정부)
420 : 피난 유도원 설정 모듈(또는 피난 유도원 설정부)
500 : 산출 모듈(또는 산출부)
600 : 설계기준 평가 모듈(또는 설계기준 평가부)
700 : 시나리오 설정 모듈(또는 시나리오 설정부)
800 : 경로 산출 모듈(또는 경로 산출부)
910 : 제1 데이터베이스
920 : 제2 데이터베이스

Claims (8)

  1. 배치모듈은 설계모듈로부터 피난 구조물의 설계도를 입력받아 피난원 1인이 점유하거나 활동하도록 정의된 기 설정된 격자 크기의 노드를 배치하는 단계,
    배치모듈은 상기 노드를 기준으로 탈출구 및 피난원을 배치하고, 재난구역 설정 모듈은 재난 구역 및 재난 종류를 설정하는 단계,
    시나리오 설정 모듈이 재난 상황을 발생시키는 단계,
    산출 모듈은 재난 발생에 따라 피난원의 대조군 탈출시간 및 대조군 탈출 경로를 시뮬레이션하는 단계,
    경로 산출 모듈은 피난 유도원 및 피난 유도물을 배치하기 전의 기준경로인 대조군 탈출 경로를 산출하고, 산출 모듈은 상기 대조군 탈출 경로를 바탕으로 피난 유도원 및 피난 유도물을 배치하기 전의 기준시간인 대조군 탈출 시간을 산출하고, 정체구간을 인식하는 단계,
    피난 유도물 설정 모듈 및 피난 유도원 설정 모듈에 의해 각각 피난 유도물 및 피난 유도원의 설정요소를 설정하고, 상기 정체구간을 해소하도록 산출 모듈에 의해 설정된 정체구간의 우선순위에 따라 상기 노드를 기준으로 배치 모듈이 상기 피난 유도물 및 피난 유도원을 배치 적용하는 단계,
    상기 산출 모듈은 상기 피난 유도물 및 피난 유도원을 배치한 후에 상기 피난원의 비교 탈출시간 및 비교 탈출 경로를 산출하도록 시뮬레이션하는 단계,
    상기 산출 모듈은 상기 피난 유도원 및 피난 유도물의 배치 전의 대조군 탈출시간과 상기 피난 유도원 및 피난 유도물의 배치 후의 비교 탈출시간을 서로 비교하여 1차 평가 탈출시간을 산출하고, 피난원의 전체 탈출 경로 및 정체구간을 산출하는 단계,
    설계기준 평가 모듈은 상기 1차 평가 탈출시간을 기준으로 상기 피난 유도물의 배치가 관계 법령에 만족되는지 여부를 1차 평가하는 단계,
    피난 유도물 설정 모듈 및 피난 유도원 설정 모듈에 의해 각각 상기 피난 유도물 및 피난 유도원의 설정요소를 재설정하고, 상기 노드를 기준으로 상기 배치 모듈이 상기 피난 유도물 및 피난 유도원을 재배치 적용하는 단계,
    상기 재설정 및 재배치에 따라 재설정 및 재배치 후의 상기 피난원의 비교 탈출시간 및 비교 탈출 경로를 산출하도록 시뮬레이션함으로써 상기 산출 모듈이 2차 평가 탈출시간을 산출하고, 피난원의 전체 탈출 경로 및 정체구간을 재산출하는 단계, 및
    상기 설계기준 평가 모듈은 상기 2차 평가 탈출시간을 기준으로 상기 피난 유도물의 재배치가 관계 법령에 만족되는지 여부를 2차 평가하고, 1,2차 평가 탈출시간을 토대로 최단 탈출시간 도출 및 정체구간의 해소 여부를 평가함으로써 피난 유도물 및 피난 유도원의 노드 배치 효율을 평가하며,
    피난원이 상기 피난 유도물에 근접하는 경우 상기 피난 유도물을 식별하는 가시거리 산출은,
    [수학식 1]
    Figure 112018109055700-pat00010
    에 의해 산출되는 것을 특징으로 하는 피난 유도물 및 피난 유도원의 배치효율 평가 방법.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 피난 유도원의 설정요소는 피난 유도원의 배치 위치, 인식 반경 및 대피 유도 탈출구를 설정하는 것으로서,
    상기 피난 유도원의 배치 위치는 산출된 상기 정체구간 구역 중 선택된 구역에 상기 노드를 기준으로 배치되며,
    상기 인식 반경은 상기 피난 유도원이 피난원을 알아볼 수 있는 가시거리 반경이거나 또는 상기 피난 유도원의 소리가 상기 피난원에 들릴 수 있는 소리 반경이며,
    상기 대피 유도 탈출구는 상기 피난 유도원의 지시에 따라 상기 피난원이 상기 피난 유도원 배치전의 탈출구와 다른 탈출구로 이동함으로써 상기 정체구간 및 탈출시간이 줄어지도록 하는 탈출구인 것을 특징으로 하는 피난 유도물 및 피난 유도원의 배치효율 평가 방법.
  3. 제 1 항에 있어서,
    상기 피난 유도물의 설정요소는 피난 유도물의 크기, 종류, 밝기, 타입, 배치 위치, 가시거리, 및 방향과 대피 유도 탈출구를 설정하는 것으로서,
    상기 피난 유도물의 타입은 발광 표지타입 또는 반사 표지타입이고,
    상기 피난 유도물의 배치 위치는 산출된 상기 정체구간 구역 중 선택된 구역에 상기 노드를 기준으로 배치되며,
    상기 대피 유도 탈출구는 상기 피난 유도물의 지시에 따라 상기 피난원이 상기 피난 유도물 배치전의 탈출구와 다른 탈출구로 이동함으로써 상기 정체구간 및 탈출시간이 줄어지도록 하는 탈출구인 것을 특징으로 하는 피난 유도물 및 피난 유도원의 배치효율 평가 방법.
  4. 삭제
  5. 제 2 항에 있어서,
    상기 피난 구조물, 재난 구역, 및 재난 종류 중 적어도 어느 하나에 따라 상기 피난 유도물 및 피난 유도원의 배치 위치 및 배치 개수를 서로 달리 적용으로써 피난원의 탈출시간을 최소화하고 정체구간을 최소화하는 피난 유도물 및 피난 유도원의 배치 위치 및 배치 개수를 산출하는 것을 특징으로 하는 피난 유도물 및 피난 유도원의 배치효율 평가 방법.
  6. 제 5 항에 있어서,
    상기 피난 구조물, 재난 구역, 및 재난 종류에 따라 피난원의 개인의 탈출시간 및 탈출경로와 평균 탈출시간 및 평균 탈출거리를 산출하며,
    상기 피난 유도물 또는 상기 피난 유도원이 지시하는 대피 유도 탈출구는 탈출구까지 상기 노드를 기반으로 산출된 최적 경로 기반 또는 최단 경로 기반의 탈출구와는 서로 다른 탈출구인 것을 특징으로 하는 피난 유도물 및 피난 유도원의 배치효율 평가 방법.
  7. 제 6 항에 있어서,
    피난원의 탈출시간 및 정체구간을 최소화하는 상기 대피 유도 탈출구의 개수 및 위치를 산출하는 것을 특징으로 하는 피난 유도물 및 피난 유도원의 배치효율 평가 방법.
  8. 제 6 항에 있어서,
    경로 산출 모듈은 기 설정된 제1 목표 탈출구 및 피난원의 현재 위치를 기초로 피난 유도원 및 피난 유도물을 배치하기 전에 탐색된 제1 탈출경로를 탐색하고,
    피난 유도원 및 피난 유도물을 배치한 후에 피난 유도원 및 피난 유도물 중 적어도 어느 하나가 지시하는 제2 목표 탈출구와 제1 목표 탈출구를 기초로 제2 탈출경로를 탐색하며,
    산출 모듈은 제1 탈출경로 및 제2 탈출경로를 바탕으로 탈출시간 및 정체구간을 산출하는 것을 특징으로 하는 피난 유도물 및 피난 유도원의 배치효율 평가 방법.
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