KR102018281B1 - Method and system for analysing behavior of hazardous chemical - Google Patents

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KR102018281B1
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서재민
임동연
용종원
최정우
정우열
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주식회사 세이프티아
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Abstract

According to an aspect of the present invention, a hazardous chemical behavior analysis system driven in an electronic device comprises a memory for storing a hazardous chemical behavior analysis program and a processor for executing the program. When the program is executed, the processor provides a user interface for setting leak information on leak locations, leak chemicals, and leak timing, and container information on the size of a container in which the leak chemicals are stored, the container pressure, and the leak height of the container, generates wind fields for a surrounding area of the leak location based on the leak information, and terrain information and weather observation information obtained from a server, calculates a leak rate of the leak chemical based on the container information, and performs modeling for a diffusion state of the leaked chemical based on the wind field and the calculated leak rate, wherein the leak rate is calculated repeatedly until a liquid level is lowered below the leak height of the container.

Description

유해화학물질 거동 해석 방법 및 시스템{METHOD AND SYSTEM FOR ANALYSING BEHAVIOR OF HAZARDOUS CHEMICAL}Hazardous Chemical Behavior Analysis and System {METHOD AND SYSTEM FOR ANALYSING BEHAVIOR OF HAZARDOUS CHEMICAL}

유해화학물질 거동 해석 방법 및 시스템에 관한 것이다. A method and system for analyzing the behavior of hazardous chemicals.

전 세계적으로 1,500만여 종 이상의 화학물질이 상업적으로 이용되고 있으며, 약 200~ 1,000 여 종의 화학 물질이 매년 1톤 이상 생성되고 있다. 국내에서도 약 43,000 종의 화학 물질이 유통되고 있다. 화학 물질은 제조, 사용, 폐기 등 전 과정에서 다양한 경로를 통하여 인체와 환경에 노출되어 영향을 미칠 수 있으며, 특히 화학 물질 사고는 치명적 재난을 가져올 잠재력을 가지고 있기 때문에 철저한 관리 및 대응 방안 마련이 필요하다. 그러나, 이러한 유해화학물질을 관리하는 관계 부처가 독립적으로 운영되고 있어 재난 관리의 유기적 관계를 통한 효율적인 제도 운영이 어려운 실정이다. More than 15 million chemicals are used commercially around the world, with about 200 to 1,000 chemicals being produced in more than 1 tonne per year. About 43,000 chemicals are distributed in Korea. Chemicals can be exposed to humans and the environment through various routes throughout the manufacturing, use, and disposal process.In particular, chemical accidents have the potential to cause catastrophic disasters, requiring thorough management and response measures. Do. However, since the ministries that manage these hazardous chemicals are operated independently, it is difficult to operate an efficient system through the organic relationship of disaster management.

이와 관련하여 기상 진단 모델을 구동하여 화학물질 누출사고 발생 지역의 풍향 및 풍속을 진단하고, 이후 대기 확산 모델을 구동하여 구동된 대기 확산 모듈에 진단된 풍향 및 풍속과 화학물질 정보를 적용하여 화학물질의 확산을 예측하는 방안이 제안되고 있다. 그러나 기상 진단 모델의 구동에 이어지는 대기 확산 모델의 구동에 상당한 시간이 소요되기 때문에 실제 화학물질 누출 사고 발생시 즉시 대응하지 못하는 문제가 있다. In this regard, the wind direction and wind speed of the area where a chemical leakage accident occurs by driving a meteorological diagnosis model is performed, and then the air diffusion model is driven to apply the diagnosed wind direction and wind speed and chemical information to the driven air diffusion module. A method for predicting the spread of is proposed. However, since the air diffusion model takes a considerable time to drive the weather diagnosis model, there is a problem in that an immediate chemical leakage accident does not occur immediately.

따라서, 관계 부처들의 관련 정보를 일원화하고 신속한 초동 대응을 위해 대응 정보의 실효성을 추구할 수 있는 일원화된 시스템의 도입이 필요하다. Therefore, it is necessary to introduce a unified system that can unify related information of related ministries and pursue effectiveness of corresponding information for quick initial response.

대한민국 공개특허 제 10-2016-0116675 호 (발명의 명칭: 누출사고 대응시스템 및 방법)Republic of Korea Patent Application Publication No. 10-2016-0116675 (Name of the invention: Leak incident response system and method)

본 발명은 전술한 종래 기술의 문제점을 해결하기 위한 것으로서, 입력된 유해화학물질 및 누출 위치에 대한 정보를 기초로 지형 정보 및 기상 관측 정보를 확인하여 누출 위치의 주변 영역에 대한 바람장을 예측하고, 누출 화학 물질이 저장된 저장 용기로부터의 누출률을 기초로 누출 화학 물질의 확산 결과를 제공하는데에 그 목적이 있다. The present invention is to solve the above-mentioned problems of the prior art, to determine the topographic information and weather observation information based on the information on the harmful chemicals and the location of the leak to predict the wind field for the surrounding area of the leak location The aim is to provide a diffusion result of the leaking chemical based on the leak rate from the storage container in which the leaking chemical is stored.

다만, 본 실시예가 이루고자 하는 기술적 과제는 상기된 바와 같은 기술적 과제로 한정되지 않으며, 또 다른 기술적 과제들이 존재할 수 있다. However, the technical problem to be achieved by the present embodiment is not limited to the technical problem as described above, and other technical problems may exist.

상술한 기술적 과제를 달성하기 위한 기술적 수단으로서, 본 발명의 일 측면에 따른 전자 장치에서 구동되는 유해 화학 물질 거동 해석 시스템은 유해화학물질 거동 해석 프로그램을 저장하는 메모리 및 프로그램을 실행하는 프로세서를 포함하되, 프로세서는, 프로그램이 실행됨에 따라, 누출 위치, 누출 화학 물질 및 누출 시점에 대한 누출 정보와 누출 화학 물질이 저장된 용기 크기, 용기 압력 및 용기의 누출 높이에 대한 용기 정보를 설정하는 사용자 인터페이스를 제공하고, 누출 정보와 서버로부터 획득된 지형 정보 및 기상 관측 정보를 기초로 누출 위치의 주변 영역에 대한 바람장을 생성하고, 용기 정보를 기초로 누출 화학 물질의 누출률을 산출하며, 바람장 및 산출된 누출률을 기초로 누출 화학 물질의 확산 상태를 모델링하되, 누출률 산출 시에 액위가 용기의 누출 높이 이하로 낮아질 때까지 누출률을 반복 계산한다. As a technical means for achieving the above technical problem, the hazardous chemical behavior analysis system driven in the electronic device according to an aspect of the present invention includes a memory for storing the hazardous chemical behavior analysis program and a processor for executing the program; The processor provides a user interface that, as the program runs, sets leak information for leak locations, leak chemicals, and timing of leaks, as well as container information for the container size, container size, container pressure, and leak height of the container where the leak chemicals are stored. Generate a wind field for the surrounding area of the leak location based on the leak information and the terrain information and weather observation information obtained from the server, calculate the leak rate of the leaked chemical based on the container information, Model the diffusion of leaking chemicals based on the leak rate At the same time, the leak rate is repeated until the liquid level drops below the leak height of the vessel.

또한, 본 발명의 다른 측면에 따른 유해 화학 물질 거동 해석 시스템의 동작 방법은 누출 위치, 누출 화학 물질 및 누출 시점에 대한 누출 정보와 누출 화학 물질이 저장된 용기 크기, 용기 압력 및 용기의 누출 높이에 대한 용기 정보를 설정하는 사용자 인터페이스를 제공하는 단계; 누출 정보와 서버로부터 획득된 지형 정보 및 기상 관측 정보를 기초로 누출 위치의 주변 영역에 대한 바람장을 생성하는 단계; 용기 정보를 기초로 누출 화학 물질의 누출률을 산출하는 단계; 및 바람장 및 산출된 누출률을 기초로 누출 화학 물질의 확산 상태를 모델링하는 단계를 포함하되, 누출률을 산출하는 단계는 액위가 용기의 누출 높이 이하로 낮아질 때까지 누출률을 반복 계산한다. In addition, the operating method of the hazardous chemical behavior analysis system according to another aspect of the present invention is the leakage information on the leak location, the leak chemical and the timing of the leak and the size of the container in which the leak chemical is stored, the container pressure and the leak height of the container Providing a user interface for setting container information; Generating a wind field for the surrounding area of the leak location based on the leak information and the terrain information and the weather observation information obtained from the server; Calculating a leak rate of the leaked chemical based on the container information; And modeling the diffusion state of the leaking chemical based on the wind field and the calculated leak rate, wherein calculating the leak rate repeatedly calculates the leak rate until the liquid level drops below the leak height of the vessel.

전술한 본 발명의 과제 해결 수단에 의하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 유해 화학 물질 거동 해석 시스템은 누출 위치 및 누출된 화학 물질(즉, 누출 정보)이 입력됨에 따라 서버로부터 획득된 지형 정보 및 기상 관측 정보를 기초로 누출 위치의 주변 영역에 대한 바람장을 예측하고, 누출 물질의 확산 상태를 실시간으로 가시화하여 제공함으로써 본 시스템에 접근하는 사용자에게 누출 위치 및 누출된 화학 물질에 대한 직관적이고 일원화된 정보를 제공할 수 있다. According to the above-described problem solving means of the present invention, the hazardous chemical behavior analysis system according to an embodiment of the present invention and the terrain information obtained from the server as the leak location and the leaked chemicals (that is, leak information) and Intuitive and unifying of leak location and leaked chemicals for users accessing the system by predicting wind fields for the surrounding area of the leak location based on weather observation information and providing a real-time visualization of the diffusion of the leaked material Information can be provided.

더불어, 누출 화학 물질이 저장된 용기의 누출률 뿐만 아니라 지표면으로 유입된 누출 화학 물질의 풀 증발률까지 산출하여 가시적으로 제공함으로써, 시간 경과에 따른 유해 화학 물질의 누출 결과를 직관적으로 파악할 수 있다. In addition, by calculating and visually providing not only the leak rate of the container in which the leaked chemical is stored but also the full evaporation rate of the leaked chemical introduced into the ground, it is possible to intuitively grasp the leakage result of the harmful chemical over time.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 유해화학물질 거동 해석 시스템의 구성을 도시한 블록도이다.
도 2a는 본 발명의 일 실시예에 따른 바람장 생성시 관측 영역과 비관측 영역으로 구분되는 것을 설명하기 위한 도면이다.
도 2b는 본 발명의 일 실시예에 따른 지형조건에 따라 바람(풍향/풍속)에 영향을 미치는 각 파라미터를 도시한 도면이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따라 누출 화학 물질의 확산 상태를 설명하기 위한 도면이다.
도 4a는 본 발명의 일 실시예에 따른 용기의 누출률 산출결과가 출력되는 화면을 도시한 일례이다.
도 4b는 본 발명의 일 실시예에 따른 풀의 증발률 산출결과가 출력되는 화면을 도시한 일례이다.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따라 유해화학물질 거동 해석 프로세스가 수행됨에 따라 디스플레이부에서 출력되는 화면을 도시한 일례이다.
도 6은 본 발명의 일 실시예에 따라 도 1의 프로세서가 유해화학물질 거동 해석 프로세스를 수행하는 동작 방법을 설명하기 위한 순서도이다.
1 is a block diagram showing the configuration of a hazardous chemical substance behavior analysis system according to an embodiment of the present invention.
2A is a view for explaining that the wind field generation according to an embodiment of the present invention is divided into an observation region and an unobserved region.
Figure 2b is a diagram showing each parameter affecting the wind (wind direction / wind speed) according to the terrain conditions according to an embodiment of the present invention.
3 is a view for explaining the diffusion state of the leak chemical in accordance with an embodiment of the present invention.
4A illustrates an example of a screen on which a leak rate calculation result of a container according to an embodiment of the present invention is output.
Figure 4b is an example showing a screen on which the evaporation rate calculation result of the pool according to an embodiment of the present invention is output.
5 is an example showing a screen output from the display unit as the hazardous chemical behavior analysis process is performed according to an embodiment of the present invention.
FIG. 6 is a flowchart illustrating an operation method of performing a hazardous chemical behavior analysis process by the processor of FIG. 1 according to an exemplary embodiment of the present invention.

아래에서는 첨부한 도면을 참조하여 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 본 발명의 실시예를 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. DETAILED DESCRIPTION Hereinafter, exemplary embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings so that those skilled in the art may easily implement the present invention. As those skilled in the art would realize, the described embodiments may be modified in various different ways, all without departing from the spirit or scope of the present invention. In the drawings, parts irrelevant to the description are omitted in order to clearly describe the present invention, and like reference numerals designate like parts throughout the specification.

명세서 전체에서, 어떤 부분이 다른 부분과 "연결"되어 있다고 할 때, 이는 "직접적으로 연결"되어 있는 경우뿐 아니라, 그 중간에 다른 소자를 사이에 두고 "전기적으로 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 포함할 수 있는 것을 의미하며, 하나 또는 그 이상의 다른 특징이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부분품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.Throughout the specification, when a part is "connected" to another part, this includes not only "directly connected" but also "electrically connected" with another element in between. . In addition, when a part is said to "include" a certain component, which means that it may further include other components, except to exclude other components, unless specifically stated otherwise, one or more other features It is to be understood that the present disclosure does not exclude the possibility of the presence or the addition of numbers, steps, operations, components, parts or combinations thereof.

본 명세서에 있어서 '부(部)'란, 하드웨어에 의해 실현되는 유닛(unit), 소프트웨어에 의해 실현되는 유닛, 양방을 이용하여 실현되는 유닛을 포함한다. 또한, 1 개의 유닛이 2 개 이상의 하드웨어를 이용하여 실현되어도 되고, 2 개 이상의 유닛이 1 개의 하드웨어에 의해 실현되어도 된다. 한편, '~부'는 소프트웨어 또는 하드웨어에 한정되는 의미는 아니며, '~부'는 어드레싱 할 수 있는 저장 매체에 있도록 구성될 수도 있고 하나 또는 그 이상의 프로세서들을 재생시키도록 구성될 수도 있다. 따라서, 일 예로서 '~부'는 소프트웨어 구성요소들, 객체지향 소프트웨어 구성요소들, 클래스 구성요소들 및 태스크 구성요소들과 같은 구성요소들과, 프로세스들, 함수들, 속성들, 프로시저들, 서브루틴들, 프로그램 코드의 세그먼트들, 드라이버들, 펌웨어, 마이크로코드, 회로, 데이터, 데이터베이스, 데이터 구조들, 테이블들, 어레이들 및 변수들을 포함한다. 구성요소들과 '~부'들 안에서 제공되는 기능은 더 작은 수의 구성요소들 및 '~부'들로 결합되거나 추가적인 구성요소들과 '~부'들로 더 분리될 수 있다. 뿐만 아니라, 구성요소들 및 '~부'들은 디바이스 또는 보안 멀티미디어카드 내의 하나 또는 그 이상의 CPU들을 재생시키도록 구현될 수도 있다.In the present specification, the term 'unit' includes a unit realized by hardware, a unit realized by software, and a unit realized by both. In addition, one unit may be realized using two or more pieces of hardware, and two or more units may be realized by one piece of hardware. Meanwhile, '~' is not limited to software or hardware, and '~' may be configured to be in an addressable storage medium or may be configured to reproduce one or more processors. Thus, as an example, '~' means components such as software components, object-oriented software components, class components, and task components, and processes, functions, properties, procedures, and the like. Subroutines, segments of program code, drivers, firmware, microcode, circuits, data, databases, data structures, tables, arrays, and variables. The functionality provided within the components and the 'parts' may be combined into a smaller number of components and the 'parts' or further separated into additional components and the 'parts'. In addition, the components and '~' may be implemented to play one or more CPUs in the device or secure multimedia card.

이하 첨부된 도면을 참고하여 본 발명의 일 실시예를 상세히 설명하기로 한다.Hereinafter, an embodiment of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 유해화학물질 거동 해석 시스템의 구성을 도시한 블록도이다.1 is a block diagram showing the configuration of a hazardous chemical substance behavior analysis system according to an embodiment of the present invention.

도 1을 참조하면, 본 발명의 유해 화학 물질 거동 해석 시스템(100)은 유해화학물질 거동 해석 프로그램을 저장하는 메모리(110) 및 프로그램을 실행하는 프로세서(130)를 포함하되, 프로세서(130)는, 프로그램이 실행됨에 따라, 누출 위치, 누출 화학 물질 및 누출 시점에 대한 누출 정보와 누출 화학 물질이 저장된 용기 크기, 용기 압력 및 용기의 누출 높이에 대한 용기 정보를 설정하는 사용자 인터페이스를 제공하고, 누출 정보와 서버(10)로부터 획득된 지형 정보 및 기상 관측 정보를 기초로 누출 위치의 주변 영역에 대한 바람장을 생성하고, 용기 정보를 기초로 누출 화학 물질의 누출률을 산출하며, 바람장 및 산출된 누출률을 기초로 누출 화학 물질의 확산 상태를 모델링하되, 누출률 산출 시에 액위가 용기의 누출 높이 이하로 낮아질 때까지 누출률을 반복 계산할 수 있다. Referring to FIG. 1, the hazardous chemical behavior analysis system 100 of the present invention includes a memory 110 for storing a hazardous chemical behavior analysis program and a processor 130 for executing the program. As the program runs, it provides a user interface for setting leak information on leak locations, leak chemicals, and timing of leaks, as well as container information on the container size, container pressure, and the leak height of the container where the leak chemicals are stored. Generate wind fields for the surrounding area of the leak location based on the information and the topographical information and weather observation information obtained from the server 10, calculate the leak rate of the leaked chemicals based on the container information, Model the diffusion of the leaking chemicals based on the leak rate, but calculate the leak rate until the liquid level drops below the leak level of the vessel. It can be calculated repeatedly.

여기서, 누출 정보 중 누출 위치에 대한 지도 정보는 GIS(Geographic Information System) 정보로서 외부 지리정보 제공 서버(미도시)로부터 획득할 수 있다. 예시적으로, 누출 위치는 도 5를 참조하여 후술하는 누출 지점(x, y) 및 누출 높이(m)로 이루어질 수 있으며, 이때 누출 높이는 용기가 위치하는 지형 또는 건물 상에서의 높이를 의미하며, 전술한 용기의 누출 높이와 다른 것이다. 또한, 지형 정보 및 기상 관측 정보는 지리정보 제공 서버 및 기상 관측 서버와 같은 외부 서버(10)로부터 획득할 수 있으며, 지형 정보는 땅의 쓰임새 및 고도 등을 포함하는 토지 이용 토폴로지 정보를 포함한다.Here, the map information on the leak location of the leak information may be obtained from an external geographic information providing server (not shown) as GIS (Geographic Information System) information. For example, the leak location may be composed of a leak point (x, y) and a leak height (m) which will be described later with reference to FIG. 5, where the leak height means a height on a terrain or a building where a container is located. The leak height of one container and the other. In addition, the terrain information and weather observation information may be obtained from an external server 10 such as a geographic information providing server and a weather observation server, and the terrain information includes land use topology information including land use and altitude.

구체적으로, 유해화학물질 거동 해석 시스템(100)은 메모리(110), 통신부(120) 및 프로세서(또는 제어부)(130)를 포함하며, 데스크탑 컴퓨터, 랩탑(laptop) 컴퓨터, 서버, 휴대용 단말기 등과 같은 통신 기능을 구비한 전자 장치에서 구동될 수 있다. Specifically, the hazardous chemical behavior analysis system 100 includes a memory 110, a communication unit 120, and a processor (or control unit) 130, such as a desktop computer, a laptop computer, a server, a portable terminal, and the like. It may be driven in an electronic device having a communication function.

메모리(110)는 유해화학물질 거동 해석 프로그램(또는 적어도 하나의 인스트럭션(instruction))을 저장한다. 이때, 메모리(110)는 전원이 공급되지 않아도 저장된 정보를 계속 유지하는 비휘발성 저장장치 및 저장된 정보를 유지하기 위하여 전력이 필요한 휘발성 저장장치를 통칭하는 것이다.The memory 110 stores a hazardous chemical behavior analysis program (or at least one instruction). In this case, the memory 110 refers to a nonvolatile storage device that maintains stored information even when power is not supplied, and a volatile storage device that requires power to maintain stored information.

통신부(120)는 지형 정보 및 기상 관측 정보를 제공하는 서버(10)와 같은 외부와 통신을 하게하는 하나 이상의 구성요소를 포함할 수 있다. 예를 들어, 통신부(120)는 유선 또는 무선 데이터 통신을 수행하는 LAN(Local Area Network) 이나 블루투스(Bluetooth), BLE(Bluetooth Low Energy), 적외선(IrDA, infrared Data Association), 지그비(Zigbee) 통신 중 적어도 하나를 수행할 수 있는 구성 요소를 포함할 수 있다. 또는 통신부(120)는 이동 통신망 또는 방송 통신망을 통해 무선 신호를 송수신할 수도 있다.The communicator 120 may include one or more components for communicating with the outside, such as the server 10 providing terrain information and weather observation information. For example, the communication unit 120 performs a local area network (LAN) or a Bluetooth (Bluetooth), BLE (Bluetooth Low Energy), infrared (IrDA), or Zigbee communication that performs wired or wireless data communication. It may include a component capable of performing at least one of. Alternatively, the communication unit 120 may transmit and receive a wireless signal through a mobile communication network or a broadcast communication network.

프로세서(130)는 유해화학물질 거동 해석 시스템(100)의 전반적인 동작을 제어한다. 이를 위해, 프로세서(130)는 RAM(Random Access Memory), ROM(Read-Only Memory), CPU, GPU(Graphic Processing Unit) 및 버스(bus) 중 적어도 하나를 포함 할 수 있다.The processor 130 controls the overall operation of the hazardous chemical behavior analysis system 100. To this end, the processor 130 may include at least one of a random access memory (RAM), a read-only memory (ROM), a CPU, a graphic processing unit (GPU), and a bus.

또한, 프로세서(130)는 메모리(110)에 저장된 프로그램을 실행함으로써, 유해화학물질 거동 해석 프로세스를 수행한다. In addition, the processor 130 executes a program stored in the memory 110 to perform a process of analyzing harmful chemical behavior.

도 2a는 본 발명의 일 실시예에 따른 바람장 생성시 관측 영역과 비관측 영역으로 구분되는 것을 설명하기 위한 도면이다. 도2b는 본 발명의 일 실시예에 따른 지형조건에 따라 바람(풍향/풍속)에 영향을 미치는 각 파라미터를 도시한 도면이다. 도 3은 본 발명의 일 실시예에 따라 누출 화학 물질의 확산 상태를 설명하기 위한 도면이다.2A is a view for explaining that the wind field generation according to an embodiment of the present invention is divided into an observation region and an unobserved region. Figure 2b is a diagram showing each parameter affecting the wind (wind direction / wind speed) according to the terrain conditions according to an embodiment of the present invention. 3 is a view for explaining the diffusion state of the leak chemical in accordance with an embodiment of the present invention.

프로세서(130)는 누출 위치, 누출 화학 물질 및 누출 시점에 대한 누출 정보와 누출 화학 물질이 저장된 용기 크기, 용기 압력 및 용기의 누출 높이에 대한 용기 정보를 설정하는 사용자 인터페이스를 제공하고, 누출 정보, 용기 정보, 지형 정보 및 기상 관측 정보를 제공하는 서버(10)로부터 획득된 정보를 기초로 누출 위치의 주변 영역에 대한 바람장을 생성하고, 용기 정보를 기초로 액위가 용기의 누출 높이 이하로 낮아질 때까지 반복하여 누출 화학 물질의 누출률을 산출하며, 바람장 및 산출된 누출률을 기초로 누출 화학 물질의 확산 상태를 모델링할 수 있다. 여기서, 누출 화학 물질의 누출률은 용기로부터 누출된 인화성 액체 누출률 뿐만 아니라 지표면에 풀(Pool)을 형성하였을 경우의 증발률도 포함하며, 용기 정보를 출력하는 사용자 인터페이스에 대한 상세한 설명은 도 4a 및 도 4b를 참조하여 후술하도록 한다. 또한, 바람장은 풍속/풍향의 공간적 분포가 위치함수로 표현되는 것을 의미하며, 누출 정보를 출력하는 사용자 인터페이스에 대한 상세한 설명은 도 5를 참조하여 후술하도록 한다.The processor 130 provides a user interface for setting leak information on the leak location, the leak chemical and the timing of the leak, and the container information on the container size, the container pressure and the leak height of the container in which the leak chemical is stored, the leak information, Based on the information obtained from the server 10 providing vessel information, terrain information and weather observation information, a wind field is generated for the surrounding area of the leak location, and the liquid level is lowered below the leak height of the container based on the container information. Iterate over to calculate the leak rate of the leaking chemical, and model the diffusional state of the leaking chemical based on the wind field and the calculated leak rate. Here, the leak rate of the leaked chemical includes not only the leak rate of flammable liquid leaked from the container but also the evaporation rate when a pool is formed on the surface, and a detailed description of the user interface for outputting container information is shown in FIG. 4A. And it will be described later with reference to Figure 4b. In addition, the wind field means that the spatial distribution of the wind speed / wind direction is represented by the position function, and a detailed description of the user interface for outputting leak information will be described later with reference to FIG. 5.

도 2a를 참조하면, 프로세서(130)는 바람장 생성 시에 누출 위치의 주변 영역을 기설정된 크기의 격자로 구분하고, 격자로 구분된 영역을 관측 영역(322)과 비관측 영역(321)으로 구분하며, 서버(10)로부터 획득된 관측 영역(322)의 지형 정보 및 기상 관측 정보와 비관측 영역(321)의 지형 정보를 이용하여 비관측 영역(321)의 대기 정보를 예측할 수 있다. 여기서, 격자는 평방미터(m2)의 면적을 갖도록 미터(m)단위로 설정될 수 있다.Referring to FIG. 2A, the processor 130 divides the surrounding area of the leak location into a grid having a predetermined size when generating the wind field, and divides the grid divided area into the observation area 322 and the unobserved area 321. The atmospheric information of the unobserved region 321 may be predicted by using the terrain information and the weather observation information of the observation region 322 obtained from the server 10 and the terrain information of the non-observation region 321. Here, the grid may be set in meters (m) to have an area of square meters (m 2 ).

프로세서(130)는 비관측 영역의 대기 정보 예측 시에, 운동학적 영향, 경사류 및 지형 조건 중 적어도 하나 이상을 기초로 비관측 영역의 풍향 및 풍속을 예측할 수 있다. 여기서, 운동학적 영향(Kinematic Effect)은 지면 높이(고도)에 따라 발생되는 풍향/풍속 변화량을 의미한다. 경사류(slop flow)는 지형조건이 변화함에 따라 단순한 속도의 방향전환 이외에 경계층의 구조가 변화하게 되어 발생되는 풍향/풍속 변화량을 의미한다. 지형 조건(Blocking Effect)은 예를 들어 호수, 건물, 목초지 등의 땅의 쓰임새에 따라 발생되는 풍향/풍속 변화량을 의미한다.The processor 130 may predict the wind direction and the wind speed of the unobserved region based on at least one or more of kinematic effects, slope flow, and terrain conditions when predicting atmospheric information of the unobserved region. Here, the kinematic effect refers to the amount of wind direction / wind speed change generated according to the ground height (altitude). Slop flow refers to the amount of wind direction / wind speed change caused by the change of the boundary layer structure in addition to the simple change of direction as the terrain conditions change. Blocking Effect refers to the amount of wind direction / wind change that occurs according to the use of land, such as lakes, buildings, grasslands, for example.

예시적으로, 프로세서(130)는 관측 영역(322)의 지형 정보(땅의 쓰임새 및 고도) 및 기상 관측 정보(대기 정보)와 비관측 영역(321)의 지형 정보를 이용하여, 비관측 영역(321)의 대기 정보를 예측한다. 이때, 프로세서(130)는 바람의 운동학적 영향, 경사류, 지형 조건(즉, 호수, 건물, 목초지 등) 등을 기초로 비관측 영역(321)의 풍향/풍속을 포함하는 대기정보를 예측할 수 있다. For example, the processor 130 may use the terrain information (land use and altitude) of the observation area 322 and the weather observation information (atmosphere information) and the terrain information of the non-observation area 321. The atmospheric information of 321 is predicted. In this case, the processor 130 may predict the atmospheric information including the wind direction / wind speed of the unobserved region 321 based on the kinematic influence of the wind, the slope flow, the terrain condition (that is, the lake, the building, the meadow, etc.). have.

이하에서는 운동학적 영향, 경사류 및 지형조건에 따른 수학식에 대하여 상세히 설명하도록 한다. Hereinafter, the equations according to kinematic influences, slopes and topographic conditions will be described in detail.

하기의 수학식 1에 의해, 운동학적 영향을 산출한다.Kinematic influence is calculated by the following equation (1).

<수학식1> <Equation 1>

Figure 112019010506118-pat00001
Figure 112019010506118-pat00001

V는 영역 평균풍속(domain-mean wind)를 나타내며, ht는 지형높이(terrain height)를 나타내며, k는 지수함수형 붕괴의 안전성 의존 계수(stability-dependent coefficient of exponential decay)를 나타내고, z는 수직 좌표(vertical coordinate)를 나타낸다.V stands for domain-mean wind, h t stands for terrain height, k stands for stability-dependent coefficient of exponential decay, z stands for vertical Represents a vertical coordinate.

또한, 하기의 수학식 2에 의해, 경사류를 산출한다.In addition, the inclined flow is calculated by the following expression (2).

<수학식2><Equation 2>

Figure 112019010506118-pat00002
Figure 112019010506118-pat00002

Se는 경사흐름의 평형 속도(equilibrium speed of the slope flow)를 나타내고, Le는 평형길이 스케일(equilibrium length scale)을 나타내며, x는 산마루까지의 거리(distance to the crest of the hill)를 나타내고, Δθ는 환경에 대한 결손 온위(potential temperature deficit with respect to the environment)를 나타내고, θ는 환경 온위(potential temperature of the environment)를 나타내고, CD는 표면항력계수(surface drag coefficient)를 나타내고, h는 경사흐름의 깊이를 나타내고, α는 수평면에 대한 지형의 각도(angle of the terrain relative to the horizontal)를 나타내고, k는 경사흐름 층의 유입 계수(entrainment coefficient at the top of the slope flow layer)를 나타내며, g는 중력가속도(9.8m/s2)를 나타낸다.S e represents the equilibrium speed of the slope flow, L e represents the equilibrium length scale, and x represents the distance to the crest of the hill. Δθ represents the potential temperature deficit with respect to the environment, θ represents the potential temperature of the environment, C D represents the surface drag coefficient, h Denotes the depth of the slope flow, α denotes the angle of the terrain relative to the horizontal, and k denotes the entrainment coefficient at the top of the slope flow layer. And g represents gravitational acceleration (9.8 m / s 2 ).

도2b는 지형조건(땅의 쓰임새)에 따라 바람(풍향/풍속)에 미치는 영향의 각 파라미터를 나타낸 것이며, 예시적으로, 도시, 농지, 호수, 습지, 황무지 등의 땅의 쓰임새에 따른 표면거칠기(Surface Roughness), 알베도(Albedo), 보웬 비(Bowen Raito), 토양열 플럭스 파라미터(Soil Heat Flux Parameter), 인위적 열 플럭스(Anthropogenic Heat Flux), 엽면적지수(Leaf Area Index)에 대한 각각의 파라미터 값을 나타낸다.Figure 2b shows each parameter of the impact on the wind (wind direction / wind speed) according to the topographic conditions (land use), for example, the surface roughness according to the land use of the city, farmland, lakes, wetlands, wasteland, etc. Respective parameter values for Surface Roughness, Albedo, Bowen Raito, Soil Heat Flux Parameter, Anthropogenic Heat Flux, and Leaf Area Index Indicates.

다음으로, 프로세서(130)는 누출 화학 물질의 확산 상태 모델링 시에 바람장에서의 누출 화학 물질의 농도를 산출할 수 있다.Next, the processor 130 may calculate the concentration of the leaking chemical in the wind field when modeling the diffusion state of the leaking chemical.

예시적으로, 프로세서(130)는 누출 화학 물질의 누출률(kg/sec) 즉, 단위 초(sec)당 누출량(kg)을 산출하고, 산출된 누출률과 바람장을 기초로 입자 확산 모델을 적용하여 누출 화학 물질의 확산 상태(즉, 바람장에서의 화학 물질 농도)를 모델링할 수 있다. In exemplary embodiments, the processor 130 calculates a leak rate (kg / sec) of leaked chemicals, that is, a leak amount per second (kg), and generates a particle diffusion model based on the calculated leak rate and wind field. It can be applied to model the diffusion state of leaking chemicals (ie, chemical concentrations in the wind field).

하기의 수학식 3은 입자 확산 모델을 나타낸다. Equation 3 below represents a particle diffusion model.

<수학식 3><Equation 3>

Figure 112019010506118-pat00003
Figure 112019010506118-pat00003

Cp 는 시간 t, 위치 (x,y,z) 에서의 누출 화학 물질의 농도(kg/m3)를 나타내며, HE는 유효 높이를 나타내며, Q 는 누출량을 나타낸다. 또한, σx는 바람방향(즉, 풍향)의 확산계수, σy는 바람단면방향의 확산계수, σz는 바람단면방향의 확산계수를 나타낸다. 또한, u 는 실제 누출 높이(Hs)에서의 풍속을 나타내며, Hm 는 혼합높이, t는 화학 물질이 누출된 이후에 측정된 시간을 나타낸다.C p represents the concentration of the leaking chemical (kg / m 3 ) at time t, position (x, y, z), H E represents the effective height, and Q represents the leakage. Further, σ x is the diffusion coefficient in the wind direction (ie, wind direction), σ y is the diffusion coefficient in the wind cross section direction, and σ z is the diffusion coefficient in the wind cross section direction. In addition, u represents the wind speed at the actual leak height (H s ), H m is the mixing height, t is the time measured after the chemical leaks.

이때, 상기한 입자 확산 모델은 시간에 따른 바람장의 변화를 고려하지 않는다. 이를 통해, 프로세서(130)는 실시간으로 누출 화학 물질의 확산 상태를 모델링할 수 있다. 여기서, 실시간이라고 하는 것은 사고 시나리오가 입력된 이후의 수 분 이내의 시간으로서, 누출된 화학 물질에 대한 초동 대응이 가능한 임계 시간일 수 있다.In this case, the particle diffusion model does not consider the change in the wind field over time. Through this, the processor 130 may model the diffusion state of the leaked chemical in real time. Here, the real time is a time within several minutes after the incident scenario is input, and may be a threshold time for initial response to the leaked chemical.

도 3은 누출 위치 주변 영역에 대한 바람장(302) 상에서 입자 확산 모델을 통해 획득된 누출 화학 물질의 확산 상태(410, 420)를 도시한 일례이다. 도 3에 도시된 바와 같이, 프로세서(130)는 입자 확산 모델을 통해 화학 물질이 누출된 이후의 시간 경과에 따른 확산 상태를 예측할 수 있다. 바람장(302)의 격자 별 누출 화학 물질의 농도를 합하여 경과 시간에 따른 확산 농도를 산출할 수 있다. 예시적으로, 1차 누출에 따라 누출 입자가 확산(410)되고, 2차 누출에 따라 누출 입자가 1차 누출 입자와 시간(바람직하게 1초) 간격을 두고, 확산됨에 따라 1, 2차 누출은 상술한 입자 확산 모델에 의해 독립적인 농도분포를 가진다. 이로 인해, 누출 화학 물질의 전체 농도는 1, 2차 누출 농도의 합(420)으로 이루어질 수 있다.FIG. 3 is an example showing the diffusion states 410, 420 of the leaking chemical obtained through the particle diffusion model on the wind field 302 for the area around the leak location. As shown in FIG. 3, the processor 130 may predict the diffusion state over time after the chemical leakage through the particle diffusion model. Diffusion concentrations over time can be calculated by summing the concentrations of leaking chemicals for each lattice of the wind field 302. For example, the leaked particles are diffused 410 according to the first leak, and the leaked particles are spaced at a time (preferably 1 second) from the leaked particles according to the second leak, and the first and second leaks are diffused. Has independent concentration distribution by the particle diffusion model described above. Because of this, the total concentration of the leaking chemical may consist of the sum 420 of the primary and secondary leak concentrations.

또한, 유해화학물질 거동 해석 시스템(100)은 선택적으로 디스플레이부(140)를 포함할 수 있다. 디스플레이부(140)는 프로세서(130)에서 처리된 영상 신호를 입력받아 디스플레이 영역에 출력하며, PDP, LCD, OLED, 플렉서블 디스플레이(flexible display), 3차원 디스플레이 등으로 구현될 수 있다. In addition, the toxic chemical behavior analysis system 100 may optionally include a display unit 140. The display unit 140 receives an image signal processed by the processor 130 and outputs the image signal to the display area, and may be implemented as a PDP, an LCD, an OLED, a flexible display, or a 3D display.

한편, 유해화학물질 거동 해석 시스템(100)이 디스플레이부(140)를 포함하지 않는 경우, 프로세서(130)에서 처리된 영상 신호는 통신부(120)를 통해 외부 디스플레이 장치로 제공되고, 외부 디스플레이 장치를 통해 출력될 수도 있다.On the other hand, when the toxic chemical behavior analysis system 100 does not include the display unit 140, the image signal processed by the processor 130 is provided to the external display device through the communication unit 120, the external display device It can also be output.

도 4a는 본 발명의 일 실시예에 따른 용기의 누출률 산출결과가 출력되는 화면을 도시한 일례이다.4A illustrates an example of a screen on which a leak rate calculation result of a container according to an embodiment of the present invention is output.

도 4b는 본 발명의 일 실시예에 따른 풀의 증발률 산출결과가 출력되는 화면을 도시한 일례이다.Figure 4b is an example showing a screen on which the evaporation rate calculation result of the pool according to an embodiment of the present invention is output.

프로세서(130)는 용기 정보를 기초로 액위가 용기의 누출 높이 이하로 낮아질 때까지 반복하여 누출 화학 물질의 누출률을 산출할 수 있다. The processor 130 may repeatedly calculate the leak rate of the leaked chemical material until the liquid level is lowered below the leak height of the container based on the container information.

구체적으로, 먼저 설정된 용기 정보에 기초하여 용기의 누출률(kg/sec)을 산출한다. 이어서, 용기 내부의 액위가 낮아짐에 따라 변화된 용기의 밀도를 산출한다. 다음으로 변화된 밀도로부터 용기 온도 및 용기 압력을 다시 산출하고, 다시 산출된 온도 및 압력에 기초하여 액위가 용기의 누출 높이의 이하로 낮아질 때까지 누출률을 반복 계산할 수 있다. 또한, 도 4a를 참조하면 용기 정보는 용기 크기(용기의 부피), 용기 압력(용기 내부 압력) 및 용기의 누출 높이를 포함하며 사용자에 의해, 설정될 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다. 예시적으로, 상기 설정된 값에 따라 누출 화학 물질, 액위, 누출면적(용기 상의 누출 직경) 및 저장온도(기온)가 자동으로 입력되거나 사용자에 의해 설정될 수도 있다. Specifically, the leak rate (kg / sec) of the container is calculated based on the previously set container information. Then, the density of the changed container is calculated as the liquid level inside the container is lowered. The vessel temperature and vessel pressure can then be recalculated from the changed density and the leak rate can be calculated repeatedly until the liquid level drops below the vessel's leak height based on the calculated temperature and pressure again. In addition, referring to FIG. 4A, the container information includes a container size (volume of a container), a container pressure (pressure inside a container), and a leak height of the container, and may be set by a user, but is not limited thereto. For example, the leak chemical, the liquid level, the leak area (leak diameter on the container) and the storage temperature (temperature) may be automatically input or set by a user according to the set value.

프로세서(130)는 액위의 변화에 따른 용기의 밀도, 온도 및 압력 변화량에 기초하여 하기 수학식 4에 의해, 용기의 누출률을 산출할 수 있다.The processor 130 may calculate the leak rate of the container by the following Equation 4 based on the density, temperature, and pressure change amount of the container according to the change of the liquid level.

<수학식 4><Equation 4>

Figure 112019010506118-pat00004
Figure 112019010506118-pat00004

여기서, Cd 는 누출계수, Ah는 누출면적, P0은 용기 내부 압력, T는 저장온도, Cp는 물질의 정압비열, Cv 는 물질의 정적비열, Γ는 비열비 Cv/Cp, R은 기체상수, K는

Figure 112019010506118-pat00005
, V는 용기의 부피,
Figure 112019010506118-pat00006
은 누출률, To는 용기의 초기온도, T1은 용기의 변화된 온도, Po는 용기의 초기 압력, P1은 용기의 변화된 압력, ρo는 용기의 초기밀도, ρ1은 용기의 변화된 밀도를 나타낸다. Where C d is the leakage coefficient, A h is the leakage area, P 0 is the internal pressure of the container, T is the storage temperature, C p is the static specific heat of the material, C v is the static specific heat of the material, and Γ is the specific heat ratio C v / C p , R is gas constant, K is
Figure 112019010506118-pat00005
, V is the volume of the vessel,
Figure 112019010506118-pat00006
Is the leak rate, T o is the vessel's initial temperature, T 1 is the vessel's changed temperature, P o is the vessel's initial pressure, P 1 is the vessel's changed pressure, ρ o is the vessel's initial density, ρ 1 is the vessel's varied Indicates density.

또한 프로세서(130)는 누출률 산출 시에 누출 화학 물질이 지표면에 누출되어 풀(Pool)을 형성하는 경우, 풀의 표면적을 산출하고, 풀의 표면적에 기초한 풀의 증발률을 산출하되, 풀의 직경이 변화되지 않을 때까지 반복 수행할 수 있다.When the leak rate is calculated, the processor 130 calculates the surface area of the pool and calculates the evaporation rate of the pool based on the surface area of the pool when the leaked chemical leaks to the ground to form a pool. It may be repeated until the diameter does not change.

구체적으로, 먼저, 도 4b를 참조하면 풀의 직경에 기초하여 지표면에 형성된 풀의 표면적을 산출하고, 풀의 증발률을 계산한다. 이어서, 변화된 풀의 표면적으로부터 풀의 증발률을 다시 산출하며, 지표면에 형성된 풀의 직경이 변화되지 않을 때(모든 물질이 증발할 때)까지 반복 수행하여 풀의 증발률을 산출할 수 있다.Specifically, referring first to FIG. 4B, the surface area of the pool formed on the ground surface is calculated based on the diameter of the pool, and the evaporation rate of the pool is calculated. Subsequently, the evaporation rate of the pool can be calculated again from the surface area of the changed pool, and the evaporation rate of the pool can be calculated by repeating until the diameter of the pool formed on the ground surface does not change (when all materials evaporate).

예시적으로 풀 형성모델은 풀의 확장과 지면 또는 수면 위의 액체 물질의 증발에 대해 계산할 수 있는 모델이며, 지면 위에 누출된 경우 지면으로부터 열전도(Heat conduction), 대기 중으로부터 대류(Convection), 복사열과 증기의 확산에 대해 반영한다. 이러한 요소들이 끓음(Boiling)과 증발에 대한 주요 메커니즘이다.For example, the pool formation model is a model that can be calculated for the expansion of the pool and the evaporation of the liquid substance on the ground or the water surface, and in case of leakage on the ground, heat conduction from the ground, convection from the atmosphere, and radiant heat And reflects on the diffusion of steam. These factors are the main mechanisms for boiling and evaporation.

또한, 수면 위에 누출되는 경우 액체 물질의 가능한 반응과 용해를 고려하며 이는 일부 화학물질에 대하여 중요한 사항이다. 이러한 영향들은 끓거나 증발하는 풀에 대한 열 및 질량수지식을 유지하여 수치적으로 모델링할 수 있다. 예를 들어, 지면 위에서 끓는 경우 지면으로부터의 열전도는 풀이 확장되는 균일한 반무한체(Semi-infinite medium)를 가정하여 모델링할 수 있으며, 고정된 반경(풀이 방유둑의 벽에 닿거나 또는 최소 두께에 도달하는 경우)과 지표면의 종류(습토, 건토, 콘크리트, 절연콘크리트 등)에 따른 인자를 파라미터(거칠기인자, 열전도도, 열확산도)를 고려하여 증발률을 산출할 수 있으며, 이 외에도 지면 위에서 증발되는 경우, 지면 또는 수면에서의 대류, 태양복사, 수면 위에서 끓는 경우 및 수면에서 증발하는 경우에 따른 풀에 영향을 주는 요인을 고려하여 모델링할 수 있다.It also takes into account the possible reaction and dissolution of liquid substances in case of spillage on the water surface, which is important for some chemicals. These effects can be modeled numerically by maintaining the heat and mass balance equations for the boiling or evaporating pool. For example, when boiling on the ground, the heat conduction from the ground can be modeled assuming a uniform semi-infinite medium in which the grass expands, and has a fixed radius (the grass touches the wall of the effluent or has a minimum thickness). Evaporation rate can be calculated by considering parameters (coarse factor, thermal conductivity, thermal diffusivity) and parameters according to the type of surface and surface type (wet soil, dry soil, concrete, insulating concrete, etc.). When evaporated, it can be modeled by taking into account the factors that affect the pool as a result of convection on the ground or surface, solar radiation, boiling on the surface, and evaporation from the surface.

누출된 액체에 흡수되는 열이나 또는 증발되는 동안 잃는 열들을 모두 고려하여 풀의 온도를 계산하게 된다. 이와 같은 풀 증발의 원리는 에너지 보존의 법칙으로 설명 가능하며, 액상 풀이 가질 수 있는 최대 에너지는 끓는 점에서의 에너지이다. 즉 외부(지표면, 태양, 대기등)에서 유입되는 에너지를 액상에 계속해서 누적할 수 없으므로 에너지를 보존하기 위해 증발이라는 메카니즘을 통해 들어오는 에너지를 다시 방출하는 것이다.The temperature of the pool is calculated by considering both the heat absorbed by the leaked liquid or the heat lost during evaporation. The principle of pool evaporation can be explained by the law of energy conservation, and the maximum energy that a liquid pool can have is its energy at boiling point. In other words, energy from outside (surface, sun, atmosphere, etc.) cannot accumulate continuously in the liquid phase, and thus, to conserve energy, it releases energy coming back through a mechanism called evaporation.

이하 수학식5에 의해, 풀의 증발률을 산출한다.The evaporation rate of the pool is calculated by the following expression (5).

<수학식5><Equation 5>

Figure 112019010506118-pat00007
Figure 112019010506118-pat00007

구체적으로 수치 계산의 각 시간 단계에서 풀의 열수지를 평가하고 이에 증발 메커니즘과 증발속도 및 풀 온도가 결정된다. 초기 풀 온도인 Tpool은 누출된 액체의 온도인 Tspill온도와 같다고 가정한다. 풀의 전체 열흐름은 식(1)과 같이 계산된다. Specifically, at each time step of the numerical calculation, the heat balance of the pool is evaluated and the evaporation mechanism, evaporation rate and pool temperature are determined. The initial pool temperature, T pool, is assumed to be equal to the T spill temperature, the temperature of the leaked liquid. The total heat flow of the pool is calculated as shown in equation (1).

여기서, Qcond(W)는 전도로부터 열유속, Qconv(W)는 대류로부터 열유속, Qrad(W)는 태양복사열로부터 열유속(W), Qsol(W)은 용해로부터 열유속, Qspill(W)은 누출된 액체로부터 열유속 그리고 Qevap(W)는 증발로부터 열유속을 의미한다.Where Q cond (W) is heat flux from conduction, Q conv (W) is heat flux from convection, Q rad (W) is heat flux from solar radiation (W), Q sol (W) is heat flux from melt, Q spill (W ) Is the heat flux from the leaked liquid and Q evap (W) is the heat flux from the evaporation.

지면 위에 누출이 될 경우 용해로인한 열 유속 Qsol은 0이며, 연속 및 시변 누출의 경우 Qspill은 식(2)와 같이 계산된다.If there is a leak on the ground, the heat flux Q sol due to the melting furnace is zero, and for continuous and time-varying leaks, the Q spill is calculated as shown in Eq. (2).

CpL(Tspill)은 누출 시점에서 액체의 열용량(J/kgK)이며 누출이 종료되거나 순간적인 누출인 경우 Qspill은 0이다. 풀 온도의 변화는 풀에 들어오는 전체 열 유속으로부터 계산된다. C pL (T spill ) is the heat capacity of the liquid at the time of leakage (J / kgK), and Q spill is zero if the leak ends or is a transient leak. The change in pool temperature is calculated from the total heat flux entering the pool.

식(3)에서 Mpool은 계산 시점에서의 액체 풀의 질량이다. 이 수식은 시간의 함수로써 풀의 온도를 얻을 수 있으며 액체의 끓는점을 초과할 수 없다. 만약 풀의 온도가 끓는점에 도달하면 액체는 끓게 되고 이때의 풀에 들어가는 열 유속은 식(4)와 같으며, 증발율은 식(5)와 같다. In equation (3), M pool is the mass of the liquid pool at the time of calculation. This equation gives the pool temperature as a function of time and cannot exceed the boiling point of the liquid. If the temperature of the pool reaches the boiling point, the liquid boils, and the heat flux entering the pool at this time is given by equation (4), and the evaporation rate is given by equation (5).

ΔHv는 증발열(J/kg)이다. 만약 풀의 온도가 끓는점보다 낮다면 그 시점의 온도에서 증발이 발생한다고 가정하며 이때의 증발율은 식(6)과 같이 계산된다.ΔHv is the heat of evaporation (J / kg). If the temperature of the pool is lower than the boiling point, it is assumed that evaporation occurs at that temperature, and the evaporation rate is calculated as shown in Eq. (6).

도 4a 및 도 4b를 참조하면, 사용자 인터페이스(300)는 시뮬레이션 영상을 출력하는 영상 출력 영역(210)과 시뮬레이션 결과를 제공하는 제1 차트 영역(221) 및 제 2 차트 영역(222)을 포함하도록 구성될 수 있다. 여기서, 제1 및 제 2 차트 영역(221, 222)은 용기액상누출 및 풀증발 식별정보에 의해 동일한 영역에서 전환되도록 구성될 수 있다. 4A and 4B, the user interface 300 includes an image output area 210 for outputting a simulation image and a first chart area 221 and a second chart area 222 for providing a simulation result. Can be configured. Here, the first and second chart areas 221 and 222 may be configured to be switched in the same area by the container liquid leakage and the pool evaporation identification information.

예시적으로, 영상 출력 영역(210)은 사용자 인터페이스(300)의 상단 영역에 위치하며 사용자 설정에 따른 용기 정보 및 결과값을 표시하고, 유해화학물질의 누출 전 과정(용기의 누출/풀의 증발)을 시뮬레이션하는 영상을 출력할 수 있다. 또한 사용자 인터페이스(300)는 시뮬레이션 영상의 재생, 멈춤, 구간 이동 및 출력 배속을 설정하는 버튼을 포함하도록 구성될 수 있다. 일 예로, 누출 시뮬레이션 영상이 재생되는 경우, 영상 출력 영역(210)의 화면 상에 물질(누출 화학 물질), 탱크규격(용기 크기), 누출위치(용기의 누출 높이) 및 기온(용기 온도)을 포함하는 용기 정보와 사고발생 경과시간, 누적 증발량, 누출량 및 풀직경을 포함하는 결과값이 사고발생 경과시간과 연동되어 표시될 수 있다. For example, the image output area 210 may be located at an upper area of the user interface 300 to display container information and result values according to a user setting, and may include a process of leaking hazardous chemicals (evaporation of a leak / pool of a container). ) Can be used to output an image that simulates. In addition, the user interface 300 may be configured to include a button for setting play, stop, section movement, and output speed of the simulation image. For example, when a leak simulation image is reproduced, a material (leak chemical), a tank size (a container size), a leak location (a leak height of a container), and an air temperature (a container temperature) are displayed on a screen of the image output area 210. The container information and the resulting value including the elapsed time of accident occurrence, cumulative evaporation amount, leakage amount and the pool diameter can be displayed in conjunction with the elapsed time of accident occurrence.

또한, 도4a에 도시된 것처럼, 제1 차트 영역(221)은 사용자 인터페이스(300)의 하단 영역에 위치하며 용기의 액상 누출에 대하여 시간(s)의 흐름에 따른 용기의 액위(m), 누출률(kg/s), 온도(℃) 및 압력(atm)을 포함하는 결과를 표시할 수 있다. 마찬가지로, 도 4b에 도시된 것처럼, 제2 차트 영역(222)은 제1 차트 영역(221)과 동일한 영역에 위치하며 풀의 증발에 대하여 시간(s)의 흐름에 따른 풀직경(m) 및 풀증발률(kg/s)을 포함하는 결과를 표시할 수 있다. 예를 들어, 제1 및 제 2 차트 영역(221, 222)은 결과값을 도표 또는 그래프의 형태로 표시할 수 있다.In addition, as shown in Figure 4a, the first chart area 221 is located in the lower area of the user interface 300 and the liquid level (m), leakage of the container over time (s) with respect to the liquid leakage of the container Results may include the rate (kg / s), temperature (° C.) and pressure (atm). Similarly, as shown in FIG. 4B, the second chart area 222 is located in the same area as the first chart area 221 and the pool diameter m and the pool over time (s) with respect to the evaporation of the pool. The results including the evaporation rate (kg / s) can be displayed. For example, the first and second chart areas 221 and 222 may display the result in the form of a chart or graph.

이와 같이 누출 화학 물질이 저장된 용기의 누출률 뿐만 아니라 지표면으로 유입된 누출 화학 물질의 풀 증발률까지 산출하여 가시적으로 제공함으로써, 시간 경과에 따른 유해 화학 물질의 누출 결과를 직관적으로 파악할 수 있다.Thus, by calculating and visually providing not only the leak rate of the leaked chemicals but also the full evaporation rate of the leaked chemicals introduced into the ground, it is possible to intuitively grasp the leakage of the harmful chemicals over time.

도 5는 본 발명의 일 실시예에 따라 유해화학물질 거동 해석 프로세스가 수행됨에 따라 디스플레이부에서 출력되는 화면을 도시한 일례이다.5 is an example showing a screen output from the display unit as the hazardous chemical behavior analysis process is performed according to an embodiment of the present invention.

도 5를 참조하면, 출력되는 사용자 인터페이스(300)는 누출 정보를 입력하도록 제공되는 제 1 영역(310), 격자 형태에 각 바람장(풍속/풍향의 공간적 분포가 위치함수로 표시) 및 농도분포 정보가 제공되는 제 2 영역(320)을 포함하여 구성될 수 있다. Referring to FIG. 5, the output user interface 300 includes a first region 310 provided to input leakage information, each wind field (spatial distribution of wind velocity / wind direction as a position function) and concentration distribution in a grid form. It may be configured to include a second area 320 provided with information.

예시적으로, 도 5에 도시된 바와 같이, 사용자 인터페이스(300)의 환경설정을 통하여, 관심지역 중심 경도 및 위도, 대상 범위(Km), 관측시간(min)을 통하여 본 유해화학물질 거동 해석 시스템을 통해 모델링된 누출 물질의 확산 상태를 예측하고 싶은 관심지역 정보를 설정할 수 있다.For example, as shown in FIG. 5, through the configuration of the user interface 300, the hazardous chemical behavior analysis system viewed through the center of longitude and latitude of the region of interest, the target range (Km), and the observation time (min) Through this, you can set the region of interest information that you want to predict the diffusion state of the modeled leaked material.

이어서, 누출 지점(x, y), 누출 높이(m) 등의 누출 위치를 입력하고, 누출 화학 물질(예를 들어, 염소 등) 및 누출 시점(예를 들어 년, 월, 일, 시간)을 입력할 수 있다. 한편, 사용자 인터페이스(300) 내에서의 격자의 크기는 확산모델 구동 격자(m) 항목을 통한 사용자 입력에 따라 변경될 수 있으며, 특정한 기상정보(풍속 및 풍향)을 적용할 수도 있다.Then enter the leak location, such as leak point (x, y), leak height (m), and specify the leak chemical (e.g. chlorine) and the leak point (e.g. year, month, day, time). You can enter Meanwhile, the size of the grid in the user interface 300 may be changed according to a user input through the diffusion model driving grid (m) item, and specific weather information (wind speed and wind direction) may be applied.

따라서, 개시된 실시예에 따른 시스템은 누출 위치, 누출 화학 물질 및 누출 시점(즉, 누출 정보)을 설정함에 따라 서버로부터 획득된 지형 정보 및 기상 관측 정보를 기초로 누출 위치의 주변 영역에 대한 바람장을 예측하고, 누출 물질의 확산 상태를 실시간으로 가시화하여 제공함으로써 본 시스템에 접근하는 사용자에게 누출 위치 및 누출된 화학 물질에 대한 직관적이고 일원화된 정보를 제공할 수 있다.Thus, the system according to the disclosed embodiment sets the wind field for the surrounding area of the leak location based on topographical information and weather observation information obtained from the server as it sets the leak location, leak chemicals and the time of the leak (ie, leak information). By predicting and providing real-time visualization of the diffusion of leaked materials, users can access the system with intuitive, unified information about leaked locations and leaked chemicals.

상술한 도 1내지 도 5에 도시된 구성 중 동일한 기능을 수행하는 구성의 경우 설명을 생략하기로 한다.In the case of the configuration performing the same function among the components shown in FIGS. 1 to 5 described above, description thereof will be omitted.

도 6은 본 발명의 일 실시예에 따라 도 1의 프로세서가 유해화학물질 거동 해석 프로세스를 수행하는 동작 방법을 설명하기 위한 순서도이다.FIG. 6 is a flowchart illustrating an operation method of performing a hazardous chemical behavior analysis process by the processor of FIG. 1 according to an exemplary embodiment of the present invention.

본 발명의 유해 화학 물질 거동 해석 시스템의 동작 방법은 누출 위치, 누출 화학 물질 및 누출 시점에 대한 누출 정보와 누출 화학 물질이 저장된 용기 크기, 용기 압력 및 용기의 누출 높이에 대한 용기 정보를 설정하는 사용자 인터페이스를 제공하는 단계 (S110), 누출 정보와 지형 정보 및 기상 관측 정보를 제공하는 서버(10)로부터 획득된 정보를 기초로 누출 위치의 주변 영역에 대한 바람장을 생성하는 단계(S120), 용기 정보를 기초로 누출 화학 물질의 누출률을 산출하는 단계 (S130) 및 바람장 및 산출된 누출률을 기초로 누출 화학 물질의 확산 상태를 모델링하는 단계(S140)를 포함하며, 누출률을 산출하는 단계(S130)는 액위가 용기의 누출 높이 이하로 낮아질 때까지 누출률을 반복 계산할 수 있다.The operation method of the hazardous chemical behavior analysis system of the present invention is a user who sets the leak information on the leak location, the leak chemical and the time of the leak and the container information on the container size, the container pressure and the leak height of the container in which the leak chemical is stored. Providing an interface (S110), generating a wind field for the surrounding area of the leak location based on the information obtained from the server 10 providing the leak information and terrain information and weather observation information (S120), the container Calculating a leak rate of the leaked chemical based on the information (S130) and modeling a diffusion state of the leaked chemical based on the wind field and the calculated leak rate (S140), and calculating the leak rate. Step S130 may repeat the calculation of the leak rate until the liquid level is lowered below the leak height of the container.

바람장을 생성하는 단계(S120)는 누출 위치의 주변 영역을 기설정된 크기의 격자로 구분하는 단계, 격자로 구분된 영역을 관측 영역과 비관측 영역으로 구분하는 단계 및 서버(10)로부터 획득된 관측 영역의 지형 정보 및 기상 관측 정보와 비관측 영역의 지형 정보를 이용하여 비관측 영역의 대기 정보를 예측하는 단계를 포함할 수 있다.Generating the wind field (S120) is a step of dividing the surrounding area of the leak location into a grid of a predetermined size, dividing the grid divided area into an observation area and an unobserved area, and obtained from the server 10 The method may include predicting atmospheric information of the unobserved region by using the topographic information of the observation region and the weather observation information and the topographic information of the non-observation region.

비관측 영역의 대기 정보를 예측하는 단계는 운동학적 영향, 경사류 및 지형 조건 중 적어도 하나 이상을 기초로 비관측 영역의 풍향 및 풍속을 예측하는 단계를 포함할 수 있다.Predicting atmospheric information of the unobserved region may include predicting wind direction and wind speed of the unobserved region based on at least one of kinematic effects, slope flow, and terrain conditions.

누출 화학 물질의 누출률을 산출하는 단계(S130)는 용기 정보를 기초로 용기의 누출 화학 물질의 저장량, 용기의 누출 직경(면적) 및 저장 용기 압력 중 적어도 하나를 기초로 누출 화학 물질의 단위 시간 당 누출량을 산출할 수 있다. 또한 S130단계는 누출 화학 물질이 지표면에 누출되어 풀(Pool)을 형성하는 경우, 풀의 표면적을 산출하고, 풀의 표면적에 기초한 풀의 증발률을 산출하는 단계를 포함하며, 풀의 증발률을 산출하는 단계는 풀의 직경이 변화되지 않을 때까지 반복 수행할 수 있다.Calculating the leak rate of the leaked chemical (S130) is based on the container information, the unit time of the leaked chemical based on at least one of the storage amount of the leaked chemical of the container, the leak diameter (area) of the container and the storage container pressure The amount of sugar leak can be calculated. In addition, step S130 includes calculating the surface area of the pool, and calculating the evaporation rate of the pool based on the surface area of the pool, when the leaked chemicals leak to the ground to form a pool. The calculating step may be repeated until the diameter of the pool does not change.

누출 화학 물질의 확산 상태를 모델링하는 단계(S140)는 바람장에서의 누출 화학 물질의 농도를 산출하는 단계를 포함할 수 있다.Modeling the diffusion state of the leaked chemical (S140) may include calculating the concentration of the leaked chemical in the wind field.

한편, 본 발명의 일 실시예는 컴퓨터에 의해 실행되는 프로그램 모듈과 같은 컴퓨터에 의해 실행가능한 명령어를 포함하는 기록 매체의 형태로도 구현될 수 있다. 컴퓨터 판독 가능 매체는 컴퓨터에 의해 액세스될 수 있는 임의의 가용 매체일 수 있고, 휘발성 및 비휘발성 매체, 분리형 및 비분리형 매체를 모두 포함한다. 또한, 컴퓨터 판독가능 매체는 컴퓨터 저장 매체를 포함할 수 있다. 컴퓨터 저장 매체는 컴퓨터 판독가능 명령어, 데이터 구조, 프로그램 모듈 또는 기타 데이터와 같은 정보의 저장을 위한 임의의 방법 또는 기술로 구현된 휘발성 및 비휘발성, 분리형 및 비분리형 매체를 모두 포함한다. Meanwhile, an embodiment of the present invention may also be implemented in the form of a recording medium including instructions executable by a computer, such as a program module executed by the computer. Computer readable media can be any available media that can be accessed by a computer and includes both volatile and nonvolatile media, removable and non-removable media. In addition, the computer readable medium may include a computer storage medium. Computer storage media includes both volatile and nonvolatile, removable and non-removable media implemented in any method or technology for storage of information such as computer readable instructions, data structures, program modules or other data.

본 발명의 방법 및 시스템은 특정 실시예와 관련하여 설명되었지만, 그것들의 구성 요소 또는 동작의 일부 또는 전부는 범용 하드웨어 아키텍쳐를 갖는 컴퓨터 시스템을 사용하여 구현될 수 있다.Although the methods and systems of the present invention have been described in connection with specific embodiments, some or all of their components or operations may be implemented using a computer system having a general purpose hardware architecture.

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.The foregoing description of the present invention is intended for illustration, and it will be understood by those skilled in the art that the present invention may be easily modified in other specific forms without changing the technical spirit or essential features of the present invention. will be. Therefore, it should be understood that the embodiments described above are exemplary in all respects and not restrictive. For example, each component described as a single type may be implemented in a distributed manner, and similarly, components described as distributed may be implemented in a combined form.

본 발명의 범위는 상기 상세한 설명보다는 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. The scope of the present invention is shown by the following claims rather than the above description, and all changes or modifications derived from the meaning and scope of the claims and their equivalents should be construed as being included in the scope of the present invention. do.

100: 유해 화학 물질 거동 해석 시스템
110: 메모리
120: 통신부
130: 프로세서
140: 디스플레이부
100: Hazardous Chemical Behavior Analysis System
110: memory
120: communication unit
130: processor
140: display unit

Claims (12)

전자 장치에서 구동되는 유해 화학 물질 거동 해석 시스템에 있어서,
유해화학물질 거동 해석 프로그램을 저장하는 메모리; 및
상기 프로그램을 실행하는 프로세서;를 포함하되,
상기 프로세서는, 상기 프로그램이 실행됨에 따라,
누출 위치, 누출 화학 물질 및 누출 시점에 대한 누출 정보와 상기 누출 화학 물질이 저장된 용기 크기, 용기 압력 및 용기의 누출 높이에 대한 용기 정보를 설정하는 사용자 인터페이스를 제공하고,
상기 누출 정보와 서버로부터 획득된 지형 정보 및 기상 관측 정보를 기초로 상기 누출 위치의 주변 영역에 대한 바람장을 생성하고, 상기 용기 정보를 기초로 상기 누출 화학 물질의 누출률을 산출하며, 상기 바람장 및 상기 산출된 누출률을 기초로 상기 누출 화학 물질의 확산 상태를 모델링하되,
액위의 변화에 따른 용기의 밀도, 온도 및 압력 변화량에 기초하여 하기 [수학식 1]에 의해, 상기 용기의 누출률을 산출하는 것이며,
상기 누출률 산출 시에 상기 액위가 상기 용기의 누출 높이 이하로 낮아질 때까지 반복 계산하는 것이되,
상기 누출률 산출 시에 상기 누출 화학 물질이 지표면에 누출되어 풀(Pool)을 형성하는 경우,
상기 풀의 직경을 기초로 상기 풀의 표면적을 산출하고, 상기 풀의 표면적에 기초한 상기 풀의 증발률을 산출하되,
시간 경과에 따른 상기 풀의 열수지, 증발 속도 및 온도에 기초하여 상기 풀의 증발률을 산출하는 것이며, 상기 풀의 직경이 변화되지 않을 때까지 반복 수행하는 것이고,
상기 사용자 인터페이스는
시뮬레이션 영상을 출력하는 영상 출력 영역과 시뮬레이션 결과를 제공하는 제1 차트 영역 및 제 2 차트 영역을 포함하되,
상기 영상 출력 영역은 상기 사용자 인터페이스의 상단 영역에 위치하며 사용자 설정에 따른 용기 정보, 풀의 직경 및 결과값을 표시하고, 상기 용기의 누출 및 상기 풀의 증발을 포함하는 유해화학물질의 누출의 전 과정을 시뮬레이션하는 영상을 출력하며, 시뮬레이션 영상의 재생, 멈춤, 구간 이동 및 출력 배속을 설정하는 버튼을 포함하도록 구성되는 것이고,
상기 제1 및 제2 차트 영역은 상기 사용자 인터페이스의 하단 영역에 위치하되 동일한 영역에서 전환되도록 구성되는 것이며,
상기 제1 차트 영역은 상기 용기의 누출에 대하여 시간의 흐름에 따른 용기의 액위, 누출률, 온도 및 압력을 포함하는 결과를 표시하는 것이고,
상기 제2 차트 영역은 상기 풀의 증발에 대하여 시간의 흐름에 따른 풀의 직경 및 증발률을 포함하는 결과를 표시하는 것인 유해화학물질 거동해석 시스템.
[수학식1]
Figure 112019058991130-pat00022

(여기서, Cd 는 누출계수, Ah는 누출면적, P0은 용기 내부 압력, T는 저장온도, Cp는 물질의 정압비열, Cv 는 물질의 정적비열, Γ는 비열비 Cv/Cp, R은 기체상수, K는
Figure 112019058991130-pat00023
, V는 용기의 부피,
Figure 112019058991130-pat00024
은 누출률, To는 용기의 초기온도, T1은 용기의 변화된 온도, Po는 용기의 초기 압력, P1은 용기의 변화된 압력, ρo는 용기의 초기밀도, ρ1은 용기의 변화된 밀도)
In a hazardous chemical behavior analysis system driven by an electronic device,
A memory for storing the hazardous chemical behavior analysis program; And
Including; processor for executing the program;
The processor, as the program is executed,
Providing a user interface for setting leak information on leak locations, leak chemicals and timing of leaks and container information on the container size, container pressure and leak height of the container where the leak chemicals are stored,
Generate a wind field for the surrounding area of the leak location based on the leak information and terrain information and weather observation information obtained from the server, calculate a leak rate of the leak chemical based on the container information, Model the diffusion state of the leaking chemical based on the field and the calculated leak rate,
The leakage rate of the container is calculated by the following Equation 1 based on the density, temperature, and pressure change of the container according to the change of the liquid level.
When calculating the leak rate is to repeat the calculation until the liquid level is lower than the leak height of the container,
When the leaking chemical leaks to the ground surface to form a pool when calculating the leak rate,
Calculating the surface area of the pool based on the diameter of the pool and calculating the evaporation rate of the pool based on the surface area of the pool,
It is to calculate the evaporation rate of the pool based on the heat balance, evaporation rate and temperature of the pool over time, iterate repeatedly until the diameter of the pool does not change,
The user interface is
An image output area for outputting a simulation image and a first chart area and a second chart area for providing a simulation result,
The image output area is located in the upper area of the user interface and displays the container information, the diameter and the resultant value of the pool according to a user setting, and the leakage of the hazardous chemicals including the leak of the container and the evaporation of the pool. Outputs a simulation image of the process, and is configured to include buttons for setting the play, stop, section movement and output speed of the simulated image,
The first and second chart areas are positioned in the lower area of the user interface but are configured to be switched in the same area.
The first chart area is to display a result including the liquid level, leak rate, temperature and pressure of the container over time with respect to the leak of the container,
Wherein the second chart area displays a result including the diameter and evaporation rate of the pool over time for the evaporation of the pool.
[Equation 1]
Figure 112019058991130-pat00022

Where C d is the leak coefficient, A h is the leak area, P 0 is the pressure inside the vessel, T is the storage temperature, C p is the static specific heat of the material, C v is the static specific heat of the material, and Γ is the specific heat ratio C v / C p , R is gas constant, K is
Figure 112019058991130-pat00023
, V is the volume of the vessel,
Figure 112019058991130-pat00024
Is the leak rate, T o is the vessel's initial temperature, T 1 is the vessel's changed temperature, P o is the vessel's initial pressure, P 1 is the vessel's changed pressure, ρ o is the vessel's initial density, ρ 1 is the vessel's varied density)
제 1 항에 있어서,
상기 프로세서는
상기 바람장 생성 시에 상기 누출 위치의 주변 영역을 기설정된 크기의 격자로 구분하고, 상기 격자로 구분된 영역을 관측 영역과 비관측 영역으로 구분하며,
상기 서버로부터 획득된 상기 관측 영역의 지형 정보 및 기상 관측 정보와 상기 비관측 영역의 지형 정보를 이용하여 상기 비관측 영역의 대기 정보를 예측하는 것인, 유해화학물질 거동해석 시스템.
The method of claim 1,
The processor is
When generating the wind field, the surrounding area of the leak location is divided into a grid having a predetermined size, and the area divided by the grid is divided into an observation area and an unobserved area,
To predict the atmospheric information of the unobserved region using the terrain information and weather observation information of the observation area and the observation information obtained from the server, hazardous chemicals behavior analysis system.
제 2 항에 있어서,
상기 프로세서는
상기 비관측 영역의 대기 정보 예측 시에, 운동학적 영향, 경사류 및 지형 조건 중 적어도 하나 이상을 기초로 상기 비관측 영역의 풍향 및 풍속을 예측하는 것인, 유해화학물질 거동해석 시스템.
The method of claim 2,
The processor is
And when predicting atmospheric information of the unobserved region, predicting the wind direction and the wind speed of the unobserved region based on at least one of kinematic effects, slope flow and terrain conditions.
삭제delete 삭제delete 제 1 항에 있어서,
상기 프로세서는
상기 누출 화학 물질의 확산 상태 모델링 시에 상기 바람장에서의 누출 화학 물질의 농도를 산출하는 것인, 유해화학물질 거동해석 시스템.
The method of claim 1,
The processor is
To calculate the concentration of leaking chemicals in the wind field when modeling the diffusion state of the leaking chemicals, hazardous chemical behavior analysis system.
유해 화학 물질 거동 해석 시스템의 동작 방법에 있어서,
누출 위치, 누출 화학 물질 및 누출 시점에 대한 누출 정보와 상기 누출 화학 물질이 저장된 용기 크기, 용기 압력 및 용기의 누출 높이에 대한 용기 정보를 설정하는 사용자 인터페이스를 제공하는 단계;
상기 누출 정보와 서버로부터 획득된 지형 정보 및 기상 관측 정보를 기초로 상기 누출 위치의 주변 영역에 대한 바람장을 생성하는 단계;
상기 용기 정보를 기초로 상기 누출 화학 물질의 누출률을 산출하는 단계; 및
상기 바람장 및 상기 산출된 누출률을 기초로 상기 누출 화학 물질의 확산 상태를 모델링하는 단계를 포함하되,
상기 누출률을 산출하는 단계는
액위의 변화에 따른 용기의 밀도, 온도 및 압력 변화량에 기초하여 하기 [수학식 1]에 의해, 상기 용기의 누출률을 산출하는 것이며,
상기 액위가 상기 용기의 누출 높이 이하로 낮아질 때까지 반복 계산하는 것이되,
상기 누출 화학 물질이 지표면에 누출되어 풀(Pool)을 형성하는 경우,
상기 풀의 표면적을 산출하고, 상기 풀의 표면적에 기초한 상기 풀의 증발률을 산출하는 단계를 포함하되,
상기 풀의 증발률을 산출하는 단계는
시간 경과에 따른 상기 풀의 열수지, 증발 속도 및 온도에 기초하여 상기 풀의 증발률을 산출하는 것이며,
상기 풀의 직경이 변화되지 않을 때까지 반복 수행하는 것이고,
상기 사용자 인터페이스는
시뮬레이션 영상을 출력하는 영상 출력 영역과 시뮬레이션 결과를 제공하는 제1 차트 영역 및 제 2 차트 영역을 포함하되,
상기 영상 출력 영역은 상기 사용자 인터페이스의 상단 영역에 위치하며 사용자 설정에 따른 용기 정보, 풀의 직경 및 결과값을 표시하고, 상기 용기의 누출 및 상기 풀의 증발을 포함하는 유해화학물질의 누출의 전 과정을 시뮬레이션하는 영상을 출력하며, 시뮬레이션 영상의 재생, 멈춤, 구간 이동 및 출력 배속을 설정하는 버튼을 포함하도록 구성되는 것이고,
상기 제1 및 제2 차트 영역은 상기 사용자 인터페이스의 하단 영역에 위치하되 동일한 영역에서 전환되도록 구성되는 것이며,
상기 제1 차트 영역은 상기 용기의 누출에 대하여 시간의 흐름에 따른 용기의 액위, 누출률, 온도 및 압력을 포함하는 결과를 표시하는 것이고,
상기 제2 차트 영역은 상기 풀의 증발에 대하여 시간의 흐름에 따른 풀의 직경 및 증발률을 포함하는 결과를 표시하는 것인 동작 방법.
[수학식1]
Figure 112019058991130-pat00025

(여기서, Cd 는 누출계수, Ah는 누출면적, P0은 용기 내부 압력, T는 저장온도, Cp는 물질의 정압비열, Cv 는 물질의 정적비열, Γ는 비열비 Cv/Cp, R은 기체상수, K는
Figure 112019058991130-pat00026
, V는 용기의 부피,
Figure 112019058991130-pat00027
은 누출률, To는 용기의 초기온도, T1은 용기의 변화된 온도, Po는 용기의 초기 압력, P1은 용기의 변화된 압력, ρo는 용기의 초기밀도, ρ1은 용기의 변화된 밀도)
In the operation method of the toxic chemical behavior analysis system,
Providing a user interface for setting leak information on a leak location, leak chemical and a time of leak and container information on the container size, container pressure and leak height of the container in which the leak chemical is stored;
Generating a wind field for a surrounding area of the leak location based on the leak information, terrain information obtained from the server, and weather observation information;
Calculating a leak rate of the leaked chemical based on the container information; And
Modeling a diffusion state of the leaking chemical based on the wind field and the calculated leak rate,
The step of calculating the leak rate
The leakage rate of the container is calculated by the following Equation 1 based on the density, temperature, and pressure change of the container according to the change of the liquid level.
Repeat the calculation until the liquid level drops below the leak height of the vessel,
If the leaking chemical leaks to the ground and forms a pool,
Calculating a surface area of the pool, and calculating an evaporation rate of the pool based on the surface area of the pool,
Calculating the evaporation rate of the pool
Calculating the evaporation rate of the pool based on the heat balance, evaporation rate and temperature of the pool over time,
Repeat until the diameter of the pool does not change,
The user interface is
An image output area for outputting a simulation image and a first chart area and a second chart area for providing a simulation result,
The image output area is located in the upper area of the user interface and displays the container information, the diameter and the resultant value of the pool according to a user setting, and the leakage of the hazardous chemicals including the leak of the container and the evaporation of the pool. Outputs a simulation image of the process, and is configured to include buttons for setting the play, stop, section movement and output speed of the simulated image,
The first and second chart areas are positioned in the lower area of the user interface but are configured to be switched in the same area.
The first chart area is to display a result including the liquid level, leak rate, temperature and pressure of the container over time with respect to the leak of the container,
And the second chart area displays a result including the diameter and evaporation rate of the pool over time for the evaporation of the pool.
[Equation 1]
Figure 112019058991130-pat00025

Where C d is the leak coefficient, A h is the leak area, P 0 is the pressure inside the vessel, T is the storage temperature, C p is the static specific heat of the material, C v is the static specific heat of the material, and Γ is the specific heat ratio C v / C p , R is gas constant, K is
Figure 112019058991130-pat00026
, V is the volume of the vessel,
Figure 112019058991130-pat00027
Is the leak rate, T o is the vessel's initial temperature, T 1 is the vessel's changed temperature, P o is the vessel's initial pressure, P 1 is the vessel's changed pressure, ρ o is the vessel's initial density, ρ 1 is the vessel's varied density)
제 7 항에 있어서,
상기 바람장을 생성하는 단계는
상기 누출 위치의 주변 영역을 기설정된 크기의 격자로 구분하는 단계;
격자로 구분된 영역을 관측 영역과 비관측 영역으로 구분하는 단계; 및
상기 서버로부터 획득된 상기 관측 영역의 지형 정보 및 기상 관측 정보와 상기 비관측 영역의 지형 정보를 이용하여 상기 비관측 영역의 대기 정보를 예측하는 단계를 포함하는 것인 동작 방법.
The method of claim 7, wherein
Generating the wind field
Dividing the area around the leak location into a grid of a predetermined size;
Dividing the grid-divided area into an observation area and an unobserved area; And
Predicting atmospheric information of the unobserved region by using the terrain information and weather observation information of the observation region and the terrain information of the non-observation region obtained from the server.
제 8 항에 있어서,
상기 비관측 영역의 대기 정보를 예측하는 단계는
운동학적 영향, 경사류 및 지형 조건 중 적어도 하나 이상을 기초로 상기 비관측 영역의 풍향 및 풍속을 예측하는 단계를 포함하는 것인 동작 방법.
The method of claim 8,
Predicting atmospheric information of the unobserved region
Predicting wind direction and wind speed of the unobserved region based on at least one or more of kinematic effects, slope flow and terrain conditions.
삭제delete 삭제delete 제 7 항에 있어서,
상기 누출 화학 물질의 확산 상태를 모델링하는 단계는
상기 바람장에서의 누출 화학 물질의 농도를 산출하는 단계를 포함하는 것인 동작 방법.
The method of claim 7, wherein
Modeling the diffusion state of the leaking chemicals
Calculating a concentration of leaking chemical in the wind field.
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