KR102037204B1 - 실 지형, 실시간 교통 및 기상 정보 및 예보에 따른 대피 통제 기능을 가진 통합원자력방재시스템 - Google Patents
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Abstract
본 발명은 대기확산 정보를 이용하여 시간대별 지정공간의 방사능 농도를 검출하는 대기정보처리부; 교통통제 정보를 이용하여 대상(Agent)의 시간대별 위치를 검출하는 도로네트웍정보처리부; 시간대별 지정공간의 방사능 농도 및 대상(Agent)의 시간대별 위치를 통합하여 각 대상(Agent)별 방사능 피폭량을 산출하고, 이를 이용하여 모든 대상(Agent)에 대한 전체 집단의 방사능 피폭량을 산출하는 통합부; 및 상기 통합부에서 산출된 결과에 근거하여 대상(Agent)에서 알림하여 주는 정보처리부;를 포함하여 구성되는 것을 기술적 특징으로 한다.
Description
본 발명은 원자력시설의 방사능 재난 사고 시 방사선학적 정보, 기상정보 및 실제 지형을 고려한 도로네트웍정보를 이용하여 주민의 대피 및 소개를 통제하는 실 지형, 실시간 교통 및 기상 정보 및 예보에 따른 대피 통제 기능을 가진 통합원자력방재시스템에 관한 것이다.
원자력 사고 발생 시, 원자력 시설에서의 방사능 방출로 인한 초기 인명 구난을 위한 대응 시스템이 필수되며, 이러한 시스템을 구성하기 위해서는 지리학적 정보, 방사선학적 정보 및 기상학적 정보가 요구된다.
여기에서, 지리학적 정보는 원자력 시설지역 인근에서 사고로 인한 행동을 하게 될 대상(Agent)인 주민의 위치 및 분포, 이동 경로가 될 도로와 그 현황에 대한 입력으로 구성된다.
또한, 방사선학적 정보는 사고 시점이후 원자력시설의 운영 중 발생할 수 있는 방사선 누출에 관한 포괄적인 정보로서 시설에 존재하는 방사성 핵종의 구성, 방사선 특징, 화학적/물리적 특성, 이동 및 방출의 현상학적 특성, 이동 경로, 방출량 등을 포괄하는 종합적인 정보 중에서 시간대별 누출 방사선 핵종 및 그 양과 형태에 대한 정보로 구성된다.
또한, 기상학적 정보는 원자력 시설의 사고에 따른 방사성 물질이 주민을 피폭시키는 과정이 폭발 과정에서 비산하는 고체상의 방사성 물질로 인한 외부 피폭보다 기체나 미립자 형태의 확산 과정을 통한 내.외부 피폭이 대부분을 차지함에 따라 물질의 확산에 가장 큰 영향을 미치는 자료이다.
한편, 현재 정부는 원자력 사고 시 확산 및 피폭평가를 통하여 방사능 비상 대책 수립 및 주민 보호조치를 지원하기 위한 원자력 재난관리시스템을 개발 운영하고 있다. 그러나 즉각적인 기상과 예측을 통한 위험 전파평가 기능과 실 지형 반영을 통한 현장 적응성에 제한이 있으며, 방사능 확산의 예측과 주민의 동적인 대피, 이동 모델이 부재함에 따라 실 재난 시 적용성이 낮아 이를 이용한 사전 대비, 훈련 기능이 극히 제한적인 문제점이 있다.
이에, 상기에서 서술한 바와 같이, 초기 인명 구난을 위한 대응 시스템 구성을 위하여 지리학정 정보, 방사선학적 정보 및 기상학적 정보의 통합을 통해 방사능 피폭을 최소화하면서 최단시간 내에 대피할 수 있도록 하는 시스템이 요구된다.
본 발명은 위와 같은 요구에 부응하기 위하여 안출된 것으로, 본 발명에서 해결하고자 하는 과제는 원자력시설의 방사능 재난 사고 시 방사선학적 정보, 기상정보 및 실제 지형을 고려한 도로네트웍정보를 이용하여 주민의 대피 및 소개를 통제할 수 있는 실 지형, 실시간 교통 및 기상 정보 및 예보에 따른 대피 통제 기능을 가진 통합원자력방재시스템을 제공하는 데 있다.
위와 같은 과제를 해결하기 위하여 본 발명에 따른 실 지형, 실시간 교통 및 기상 정보 및 예보에 따른 대피 통제 기능을 가진 통합원자력방재시스템은 대기확산 정보를 이용하여 시간대별 지정공간의 방사능 농도를 검출하는 대기정보처리부; 교통통제 정보를 이용하여 대상(Agent)의 시간대별 위치를 검출하는 도로네트웍정보처리부; 시간대별 지정공간의 방사능 농도 및 대상(Agent)의 시간대별 위치를 통합하여 각 대상(Agent)별 방사능 피폭량을 산출하고, 이를 이용하여 모든 대상(Agent)에 대한 전체 집단의 방사능 피폭량을 산출하는 통합부; 및 통합부에서 산출된 결과에 근거하여 대상(Agent)에서 알림하여 주는 정보처리부;를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 실 지형, 실시간 교통 및 기상 정보 및 예보에 따른 대피 통제 기능을 가진 통합원자력방재시스템을 제공함으로써, 기술적 과제를 해결하고자 한다.
본 발명은 대기확산 정보를 이용하여 시간대별 지정공간의 방사능 농도를 검출하고, 교통통제 정보를 이용하여 대상(Agent)의 시간대별 위치를 검출한 후, 이를 통합한 결과를 바탕으로 방사능 피폭을 최소화하면서 최단시간 내에 대피할 수 있도록 하는 현저한 효과를 보유하고 있다.
또한, 주민 대피 통제는 물론, 본 시스템을 사전 대비 및 훈련에 활용할 수 있는 현저한 효과를 보유하고 있다.
도 1은 본 발명에 따른 실 지형, 실시간 교통 및 기상 정보 및 예보에 따른 대피 통제 기능을 가진 통합원자력방재시스템의 개략 구성도이다.
도 2는 본 발명에 따른 실 지형, 실시간 교통 및 기상 정보 및 예보에 따른 대피 통제 기능을 가진 통합원자력방재시스템의 상세한 구성을 나타낸 구성도이다.
도 3은 본 발명에 따른 실 지형, 실시간 교통 및 기상 정보 및 예보에 따른 대피 통제 기능을 가진 통합원자력방재시스템에서 특정 지역의 연간 풍향을 나타낸 도면이다.
도 4는 본 발명에 따른 실 지형, 실시간 교통 및 기상 정보 및 예보에 따른 대피 통제 기능을 가진 통합원자력방재시스템에서 풍향이 계산된 예를 나타낸 도면이다.
도 5는 본 발명에 따른 실 지형, 실시간 교통 및 기상 정보 및 예보에 따른 대피 통제 기능을 가진 통합원자력방재시스템에서 CALPUFF 농도 분석 결과를 나타낸 도면이다.
도 6은 본 발명에 따른 실 지형, 실시간 교통 및 기상 정보 및 예보에 따른 대피 통제 기능을 가진 통합원자력방재시스템에서 시간대별 CALPUFF 방사능 농도를 나타낸 도면이다.
도 7은 본 발명에 따른 실 지형, 실시간 교통 및 기상 정보 및 예보에 따른 대피 통제 기능을 가진 통합원자력방재시스템에서 특정 지역(고리지역)의 최근 풍향 통계를 나타낸 도면이다.
도 8은 본 발명에 따른 실 지형, 실시간 교통 및 기상 정보 및 예보에 따른 대피 통제 기능을 가진 통합원자력방재시스템에서 TRANSIMS을 이용하여 대상(Agent)의 시간대별 위치를 나타낸 도면이다.
도 9는 본 발명에 따른 실 지형, 실시간 교통 및 기상 정보 및 예보에 따른 대피 통제 기능을 가진 통합원자력방재시스템에서 도로 네트윅 모델을 나타낸 도면으로, 도 9a는 특정 지역에서의 교통통제 모델, 도 9b는 전국 도로 네트윅 모델, 도 9c는 고리 지역의 네트윅 모델을 나타낸 도면이다.
도 10은 본 발명에 따른 실 지형, 실시간 교통 및 기상 정보 및 예보에 따른 대피 통제 기능을 가진 통합원자력방재시스템에서 울산 지역에서의 인구분포를 나타낸 도면이다.
도 11은 본 발명에 따른 실 지형, 실시간 교통 및 기상 정보 및 예보에 따른 대피 통제 기능을 가진 통합원자력방재시스템에서 울산 지역에서의 차량등록현황을 나타낸 도면이다.
도 12는 본 발명에 따른 실 지형, 실시간 교통 및 기상 정보 및 예보에 따른 대피 통제 기능을 가진 통합원자력방재시스템에서 고리 지역의 TRANSIMS 모델을 나타낸 도면이다,
도 13은 본 발명에 따른 실 지형, 실시간 교통 및 기상 정보 및 예보에 따른 대피 통제 기능을 가진 통합원자력방재시스템에서 대피에 따른 여유시간의 예를 나타낸 도면이다.
도 14는 본 발명에 따른 실 지형, 실시간 교통 및 기상 정보 및 예보에 따른 대피 통제 기능을 가진 통합원자력방재시스템에서 특정 지역에서의 소개시간이 산출된 예를 나타낸 도면이다.
도 15는 본 발명에 따른 실 지형, 실시간 교통 및 기상 정보 및 예보에 따른 대피 통제 기능을 가진 통합원자력방재시스템에서 특정 지역에서의 정체도가 파악된 예를 나타낸 도면이다.
도 16은 본 발명에 따른 실 지형, 실시간 교통 및 기상 정보 및 예보에 따른 대피 통제 기능을 가진 통합원자력방재시스템에서 위험도 정령화의 예를 나타낸 도면이다.
도 17은 본 발명에 따른 실 지형, 실시간 교통 및 기상 정보 및 예보에 따른 대피 통제 기능을 가진 통합원자력방재시스템에서 가상도로가 안내되는 예를 나타낸 도면이다.
도 18은 본 발명에 따른 실 지형, 실시간 교통, 기상 정보 및 예보에 따른 대피 통제 기능을 가진 통합원자력방재시스템이 활용되는 기능의 예를 나타낸 도면이다.
도 2는 본 발명에 따른 실 지형, 실시간 교통 및 기상 정보 및 예보에 따른 대피 통제 기능을 가진 통합원자력방재시스템의 상세한 구성을 나타낸 구성도이다.
도 3은 본 발명에 따른 실 지형, 실시간 교통 및 기상 정보 및 예보에 따른 대피 통제 기능을 가진 통합원자력방재시스템에서 특정 지역의 연간 풍향을 나타낸 도면이다.
도 4는 본 발명에 따른 실 지형, 실시간 교통 및 기상 정보 및 예보에 따른 대피 통제 기능을 가진 통합원자력방재시스템에서 풍향이 계산된 예를 나타낸 도면이다.
도 5는 본 발명에 따른 실 지형, 실시간 교통 및 기상 정보 및 예보에 따른 대피 통제 기능을 가진 통합원자력방재시스템에서 CALPUFF 농도 분석 결과를 나타낸 도면이다.
도 6은 본 발명에 따른 실 지형, 실시간 교통 및 기상 정보 및 예보에 따른 대피 통제 기능을 가진 통합원자력방재시스템에서 시간대별 CALPUFF 방사능 농도를 나타낸 도면이다.
도 7은 본 발명에 따른 실 지형, 실시간 교통 및 기상 정보 및 예보에 따른 대피 통제 기능을 가진 통합원자력방재시스템에서 특정 지역(고리지역)의 최근 풍향 통계를 나타낸 도면이다.
도 8은 본 발명에 따른 실 지형, 실시간 교통 및 기상 정보 및 예보에 따른 대피 통제 기능을 가진 통합원자력방재시스템에서 TRANSIMS을 이용하여 대상(Agent)의 시간대별 위치를 나타낸 도면이다.
도 9는 본 발명에 따른 실 지형, 실시간 교통 및 기상 정보 및 예보에 따른 대피 통제 기능을 가진 통합원자력방재시스템에서 도로 네트윅 모델을 나타낸 도면으로, 도 9a는 특정 지역에서의 교통통제 모델, 도 9b는 전국 도로 네트윅 모델, 도 9c는 고리 지역의 네트윅 모델을 나타낸 도면이다.
도 10은 본 발명에 따른 실 지형, 실시간 교통 및 기상 정보 및 예보에 따른 대피 통제 기능을 가진 통합원자력방재시스템에서 울산 지역에서의 인구분포를 나타낸 도면이다.
도 11은 본 발명에 따른 실 지형, 실시간 교통 및 기상 정보 및 예보에 따른 대피 통제 기능을 가진 통합원자력방재시스템에서 울산 지역에서의 차량등록현황을 나타낸 도면이다.
도 12는 본 발명에 따른 실 지형, 실시간 교통 및 기상 정보 및 예보에 따른 대피 통제 기능을 가진 통합원자력방재시스템에서 고리 지역의 TRANSIMS 모델을 나타낸 도면이다,
도 13은 본 발명에 따른 실 지형, 실시간 교통 및 기상 정보 및 예보에 따른 대피 통제 기능을 가진 통합원자력방재시스템에서 대피에 따른 여유시간의 예를 나타낸 도면이다.
도 14는 본 발명에 따른 실 지형, 실시간 교통 및 기상 정보 및 예보에 따른 대피 통제 기능을 가진 통합원자력방재시스템에서 특정 지역에서의 소개시간이 산출된 예를 나타낸 도면이다.
도 15는 본 발명에 따른 실 지형, 실시간 교통 및 기상 정보 및 예보에 따른 대피 통제 기능을 가진 통합원자력방재시스템에서 특정 지역에서의 정체도가 파악된 예를 나타낸 도면이다.
도 16은 본 발명에 따른 실 지형, 실시간 교통 및 기상 정보 및 예보에 따른 대피 통제 기능을 가진 통합원자력방재시스템에서 위험도 정령화의 예를 나타낸 도면이다.
도 17은 본 발명에 따른 실 지형, 실시간 교통 및 기상 정보 및 예보에 따른 대피 통제 기능을 가진 통합원자력방재시스템에서 가상도로가 안내되는 예를 나타낸 도면이다.
도 18은 본 발명에 따른 실 지형, 실시간 교통, 기상 정보 및 예보에 따른 대피 통제 기능을 가진 통합원자력방재시스템이 활용되는 기능의 예를 나타낸 도면이다.
본 발명의 실시예들에 대한 이점 및 특징, 그리고 그것들을 달성하는 방법은 첨부되는 도면과 함께 상세하게 후술되어 있는 실시예들을 참조하면 명확해질 것이다. 그러나 본 발명은 이하에서 개시되는 실시예들에 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 구현될 수 있으며, 단지 본 실시예들은 본 발명의 개시가 완전하도록 하고, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 발명의 범주를 완전하게 알려주기 위해 제공되는 것이며, 본 발명은 청구항의 범주에 의해 정의될 뿐이다. 명세서 전체에 걸쳐 동일 참조 부호는 동일 구성요소를 지칭한다.
본 발명의 실시예들을 설명함에 있어서 공지 기능 또는 구성에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명을 생략할 것이다. 그리고 본 명세서 및 청구범위에 사용된 용어나 단어는 본 발명의 실시예에서의 기능을 고려하여 정의된 용어들로서, 통상적이거나 사전적인 의미로 한정해서 해석되어서는 안되며, 발명자는 그 자신의 발명을 가장 최선의 방법으로 설명하기 위해 용어의 개념을 적절하게 정의할 수 있다는 원칙에 입각하여 본 발명의 기술적 사상에 부합하는 의미와 개념으로 해석되어야만 한다.
따라서 본 명세서에 기재된 실시예와 도면에 도시된 구성은 본 발명의 가장 바람직한 실시예에 불과할 뿐이고 본 발명의 기술적 사상을 모두 대변하는 것이 아니므로, 본 출원시점에 있어서 이들을 대체할 수 있는 다양한 균등물과 변형 예들이 있을 수 있음을 이해하여야 한다.
이하, 도면을 참조하여 설명하기에 앞서, 본 발명의 요지를 드러내기 위해서 필요하지 않은 사항, 즉 통상의 지식을 가진 당업자가 자명하게 부가할 수 있는 공지 구성에 대해서는 도시하지 않거나, 구체적으로 기술하지 않았음을 밝혀둔다.
먼저, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 여러 실시예들을 상세히 설명하기 전에, 다음의 상세한 설명에 기재되거나 도면에 도시된 구성요소들의 방향(예를 들어 "전", "후", "좌", "우", "위", "아래", "상", "하", "횡", "종", "정면", "배면", "일측", "타측", "내측" 및 "외측") 등과 같은 용어들에 관하여 단순히 특정 방향을 가져야 함을 나타내거나 의미하지 않으며, 이러한 방향의 기재는 첨부된 도면을 참조하여 구성간의 설명을 용이하게 하기 위함을 밝혀둔다.
본 발명에 따른 실 지형, 실시간 교통 및 기상 정보 및 예보에 따른 대피 통제 기능을 가진 통합원자력방재시스템은 원자력시설의 방사능 재난 사고 시 방사선학적 정보, 기상정보 및 실제 지형을 고려한 도로네트웍정보를 이용하여 주민의 대피 및 소개를 통제하는 실 지형, 실시간 교통 및 기상 정보 및 예보에 따른 대피 통제 기능을 가진 통합원자력방재시스템에 관한 것이다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명에 따른 실 지형, 실시간 교통 및 기상 정보 및 예보에 따른 대피 통제 기능을 가진 통합원자력방재시스템에 대해 상세히 설명한다.
먼저, 본 명세서에서 대상(Agent)은 동적 대피 대상(Agent)인 차량 또는 개인을 의미하는 용어로 사용되었다.
도 1은 본 발명에 따른 실 지형, 실시간 교통 및 기상 정보 및 예보에 따른 대피 통제 기능을 가진 통합원자력방재시스템의 개략 구성도이며, 도 2는 본 발명에 따른 실 지형, 실시간 교통 및 기상 정보 및 예보에 따른 대피 통제 기능을 가진 통합원자력방재시스템의 상세한 구성을 나타낸 구성도이다.
본 발명에 따른 실 지형, 실시간 교통 및 기상 정보 및 예보에 따른 대피 통제 기능을 가진 통합원자력방재시스템은 대기정보처리부(10), 도로네트웍정보처리부(20), 통합부(30) 및 정보처리부(40)를 포함하여 구성된다.
도 3은 본 발명에 따른 실 지형, 실시간 교통 및 기상 정보 및 예보에 따른 대피 통제 기능을 가진 통합원자력방재시스템에서 특정 지역의 연간 풍향을 나타낸 도면이며, 도 4는 본 발명에 따른 실 지형, 실시간 교통 및 기상 정보 및 예보에 따른 대피 통제 기능을 가진 통합원자력방재시스템에서 풍향이 계산된 예를 나타낸 도면이고, 도 5는 본 발명에 따른 실 지형, 실시간 교통 및 기상 정보 및 예보에 따른 대피 통제 기능을 가진 통합원자력방재시스템에서 CALPUFF 농도 분석 결과를 나타낸 도면이며, 도 6은 본 발명에 따른 실 지형, 실시간 교통 및 기상 정보 및 예보에 따른 대피 통제 기능을 가진 통합원자력방재시스템에서 시간대별 CALPUFF 방사능 농도를 나타낸 도면이다.
대기정보처리부(10)는 대기확산 정보를 이용하여 시간대별 지정공간의 방사능 농도를 검출하는 것으로, 대기확산모듈(11)을 포함하여 구성된다.
대기확산모듈(11)은 CALMET 모델(진단 3차원 기상 모델), CALPUFF 모델(공기 품질 분산모델) 및 CALPOST 모델(후 처리 패키지)을 포함하여 구성되는 것으로, 기상 정보를 처리하기 위한 모델들로 WRF(펜실베이니아 주/NCAR 메소 스케일) 모델, NCEP(National Center for Environmental Prediction) 모델, WRF(weather research and forecasting) 모델 및 RAMS(Regional Atmospheric Meteorological System) 기상 모델 중 선택된 하나 이상의 모델을 이용하여 시간대별 지정공간의 방사능 농도를 검출하는 기능을 수행한다.
이러한 대기확산모듈(11)에 포함되는 CALMET 모델, CAKPUFF 모델 및 CALPOST 각각의 프로그램에는 그래픽 사용자 인터페이스(GUI)가 구성될 수 있으며, 상기 구성 이외에도 기상 데이터(지표면, 상공 대기, 강수량 및 부표 데이터) 및 지구 물리학(토지 이용 및 지형) 데이터를 처리할 수 있는 프로세서가 더 구성될 수 있음은 물론이다.
여기에서, CALPUFF 모델은 부력, 퍼프 또는 연속 점 및 지역 오염원의 분산뿐만 아니라 부력이 있는 연속 선로의 분산을 시뮬레이션하도록 설계된 모델로, 이 모델에는 오염 플룸의 경로에 있는 인근 건물의 다운 워시 효과를 처리하는 알고리즘을 포함한다.
이러한 CALPUFF 모델은 배출된 퍼프 덩어리가 공간적으로 생성된 바람장을 따라서 이동 및 확산이 될 때 퍼프가 미치는 영향을 누적하여 농도를 계산하는 모델로, CALPUFF 모델에서 바람장이 차지하는 비중은 상당히 크다고 할 수 있다.
즉 CALPUFF는 퍼프의 이동이 있어서 시간 및 공간에 따른 바람장의 변화를 고려할 수 있기 때문에 일반적인 정상상태 모델보다 시간에 따른 풍향 및 풍속의 변화를 확산에 반영할 수 있으며, 또한, 대한민국 국가의 경우는 바다로 둘러 쌓여있는 전형적인 해륙풍의 영향을 받는 지형이므로, 해안가 근처에서의 폐쇄적인 국지 순환으로 대기확산이 어렵기 때문에 발생할 수 있는 대기오염물질의 축적현상을 보다 정확히 모사할 수 있는 이점이 있다. 이와 같은 이점 때문에 미국 EPA에서는 CALPUFF 모델링 시스템을 비정상상태의 효과(기상장의 공간변화나 무풍(calm winds), 연기침강(Fumigation), 재순환(recirculation)과 정체현상(stagnation), 지형이나 해안 효과)가 크게 나타날 수 있는 곳에 대한 사례연구를 함에 있어 규제용 기본 모델로 제안하고 있다.
(비교예 1)
하기 표 1은 본 발명에서 이용되는 CALPUFF 모델과 타 모델과의 특성을 비교하여 나타낸 것으로, 각각의 모델에 해당하는 입자의 확산 방법, 확산 범위 및 수평/수직 바람 이류 현상에 대한 비교를 실시하였다.
| 모델명 | 입자의 확산 방법 | 확산 범위 | 수평/수직 바람 이류 |
| PUFF | 라그랑지안 방식 | 전역적 범위 | 수평/수직 |
| FALL3D | 오일러방식 | 지역적 범위(1000km 이내) | 수평/수직 |
| CMAQ | 오일러리안 방식 | 지역적 범위(1000km 이내) | 수평/수직 |
| LADAS-VA | 라그랑지안 방식 | 국지, 지역, 전지구 범위 | 수평/수직 |
| FLEXPART | 라그랑지안 방식 | 전역적 범위 | 수평/수직 |
| CALPUFF | 혼합 방식 | 지역적 범위(1000km) 이내 | 수평/수직 |
| Tephra, Tephra2 | 이류 확산 방식 | 지역적 범위(100km) 이내 | 수평 |
| HYSPLIT | 혼합 방식 | 전역적 범위 | 수평/수직 |
상기 표 1에서와 같이, CALPUFF 모델은 타 모델에 비해 복잡한 지형에서 산곡풍, 해안가의 해륙풍 순환과 같은 급격한 바람장 변화를 나타내는 지역에 유용하게 적용이 가능하며, 시간과 공간에 대한 제약이 낮아 건물을 포함한 복잡한 지형에서도 모사가 가능하여 산악지대가 많은 대한민국 국가 환경에 유리한 이점이 있다.
이와 같은 대기정보처리부(10)는 대기확산모듈(11)을 이용하여 시간대별 지정공간의 방사능 농도를 검출 할 수 있으며, 이러한 과정을 도 3 내지 도 6을 참조하여 상세히 설명한다.
먼저, 특정 지역에 대한 실제 지형을 고려하여 대기확산 모델인 CALPUFF를 적용하기 위해서 지리 정보는 국토지리원이 발간한 수치 지형도와 Google Map 자료를 적용하였으며, 기상 자료는 미 기상연구센타(NCAR)과 기상청 3차원 수치 바람장 정보(WRF, MM5)를 활용하였다.
도 3에 도시된 특정 지역에서의 연간 풍향을 통해 도 4와 같이 MM5/WRF를 이용하여 풍향을 계산하고, 도 5와 같이 CALPUFF 농도 분석 결과를 통해 도 6에 도시된 시간대별 지정공간의 방사능 농도를 검출할 수 있다.
이는, 후술되는 통합부(30)에서 대상(Agent)에 대한 방사능 피폭량을 산출하는데 활용된다.
이때, 특정 지역에서의 연간 풍향은 계절/시간 별로 구분지어 활용되도록 이루어질 수 있다.
예를 들어, 도 7에 도시된 바와 같이, 특정 지역이 고리 지역에 대한 최근 풍향 통계를 활용하여 방사능 피폭량이 산출되도록 할 수 있으며, 기간은 과거 5년간의 바람장의 분석 결과를 통합하여 활용되도록 이루어질 수 있다.
도 7은 고리지역의 최근 풍향 통계를 나타낸 도면으로, 도 7을 참조하여 특정 지역에서의 바람장의 분석 결과를 상세하게 설명하면, 가을의 낮시간 일부를 제외하고는 울산방향으로의 바람이 거의 없는 것으로 나타났으며, 울산 남부에 위치한 고리원전에서의 바람이 울산지역에 영향을 주기 위해서는 남풍이 우세한 봄, 여름의 낮 시간대가 위험도가 높은 것을 알 수 있다.
즉 방사능 재난 사고 시, 사고가 발생된 계절과 시간에 대비하여, 고리 근교의 울산 지역에 영향을 미치는 정도에 따라 위험도를 부여함으로써, 울산에 많은 영향을 주는 계절과 시간에 사고가 발생된 경우, 울산에 위치한 대상(Agent)에게 높은 위험도를 알림하여 주고 보다 빠른 대피가 이루어질 수 있도록 할 수 있다.
도 8은 본 발명에 따른 실 지형, 실시간 교통 및 기상 정보 및 예보에 따른 대피 통제 기능을 가진 통합원자력방재시스템에서 TRANSIMS을 이용하여 대상(Agent)의 시간대별 위치를 나타낸 도면이며, 도 9는 본 발명에 따른 실 지형, 실시간 교통 및 기상 정보 및 예보에 따른 대피 통제 기능을 가진 통합원자력방재시스템에서 도로 네트윅 모델을 나타낸 도면으로, 도 9a는 특정 지역에서의 교통통제 모델, 도 9b는 전국 도로 네트윅 모델, 도 9c는 고리 지역의 네트윅 모델을 나타낸 도면이고, 도 10은 본 발명에 따른 실 지형, 실시간 교통 및 기상 정보 및 예보에 따른 대피 통제 기능을 가진 통합원자력방재시스템에서 울산 지역에서의 인구분포를 나타낸 도면이며, 도 11은 본 발명에 따른 실 지형, 실시간 교통 및 기상 정보 및 예보에 따른 대피 통제 기능을 가진 통합원자력방재시스템에서 울산 지역에서의 차량등록현황을 나타낸 도면이고, 도 12는 본 발명에 따른 실 지형, 실시간 교통 및 기상 정보 및 예보에 따른 대피 통제 기능을 가진 통합원자력방재시스템에서 고리 지역의 TRANSIMS 모델을 나타낸 도면이다.
도로네트웍정보처리부(20)는 교통통제 정보를 이용하여 대상(Agent)의 시간대별 위치를 검출하는 것으로, 도로네트웍정보저장모듈(21)을 포함하여 구성된다.
이러한 도로네트웍정보처리부(20)는 미항공우주국 NASA의 공개 협약하에 개발된 TRANSIMS(TRansportation ANalysis SIMulation System) 및 MATSIM(multi-agent transport simulation) 모델 중 선택된 하나 이상을 이용하여 대상(Agent)의 시간대별 위치를 검출하도록 이루어질 수 있다.
한편, 기존의 교통수요분석 프로그램들은 출발지역의 zone centroid에서 도착지역의 zone centroid로 이동하는 형태를 띤다. 이러한 형태의 프로그램들을 통행기반모형(Trip Based Model)이라고 하는데, 대표적으로 Emme/2, TransCAD, TSIS 등이 있으며, 미시적 교통류 모의실험에 있어서 4단계 수요예측에 기반을 둔 경로선택을 바탕으로 VISSIM과 같은 별도의 프로그램을 이용하여 국소적인 가로교통의 교통류 현상을 분석한다.
그러나 분석결과 기존 모형들은 개개인의 통행특성을 반영하지 못했기 때문에 실제 교통 조사량과 많은 차이를 나타내는 문제점이 있다.
이에, 본 발명에서는 TRANSIMS 및 MATSIM 모델 중 선택된 하나 이상을 이용하여 대상(Agent)의 시간대별 위치를 검출할 수 있도록 함으로써, 개개인의 통행특성을 반영한 모델링이 가능하도록 한다.
여기에서, TRANSIMS는 Los Alamos 연구소에서 초기 NaSch모형(Kai Nagel et al, 1992)을 개량한 TRansportation ANalysis and SIMulation System(TRANSIMS)이라는 모형을 개발하였으며, 이 모형은 기존의 프로그램들과 달리 대규모 네트워크를 미시적으로 분석 가능하며, 활동기반모형(Activity Based Model)으로서 전체인구와 그 인구들 각각의 활동을 바탕으로 통행 수단과 개개인의 특성을 반영할 수 있다. 또한, 차량 시뮬레이션은 CA(Cellular Automata) 이론을 토대로 비교적 빠른 시간에 넓은 지역을 분석할 수 있으며, 이 프로그램의 가장 큰 장점은 Source Code가 공개되어 있기 때문에 사용자가 네트워크나 통행특성의 차이를 반영 및 수정하여 사용할 수 있으므로, 피드백을 통한 정보의 정확성을 향상시킬 수 있다.
또한, MATSIM은 활동기반 교통 모형(MATSim, multi-agent transport simulation)으로, 인간활동기반(Agent Based Modeling, ABM)에 근거하여 교통수요모델링이 가능하다.
(비교예 2)
하기 표 2는 본 발명에서 이용되는 TRANSIMS와 MATSIM 모델을 포함하는 다양한 교통통제 모델을 비교하여 나타낸 것으로, Simulation scale과 Domain에 대한 비교를 실시하였다.
| Name(Developed) | Simulation scale |
Domain |
| VISSIM(1970) | micro | traffic simulation |
| TSIS-CORSIM(1996)basedonNETSIM(1973), FRESIM |
micro | traffic simulation |
| PCDYNEVbasedonIDYNEV(1980), DYNEV(1978),TRAD |
meso/macro | evacuation planning |
| CLEAR(1981) | micro | evacuation planning |
| NETVACl (1982) | macro |
evacuation planning |
| INTEGRATI ON(1983) | micro | traffic simulation |
| TEDSS (1994)based on MASSVAC (1985) | macro | evacuation planning |
| SNEM (1989) | micro | evacuation planning |
| Paramics(1990) | micro | traffic simulation |
| REMS(1991) | macro | evacuation planning |
| TRANSIMS(1992) | micro/meso | traffic simulation |
| OREMS(1994)basedonNETFLOW,FREEFLOW | meso/macro | evacuation planning |
| Dynasmart-P/Dynasmart-X(1994) | micro/meso | traffic simulation/ traffic management |
| DRACULA(1995) | micro | traffic simulation |
| CEMPS(1996) | micro | evacuation planning |
| ETIS(1998) | macro | evacuation planning |
| AimsunNG(1998) | micro | traffic simulation |
| MITSIMLab(1999) | micro | traffic simulation |
| DynaMIT-P/DynaMIT-R(2000) | micro/meso | evacuation planning/ evacuation management |
| MATSim(2003) | micro/meso | traffic simulation |
| DynusT(2007) | meso | traffic simulation |
| EVAQ(2008) | micro | evacuation planning |
| HEADSUP | macro | evacuation management |
| TransCAD | macro | evacuation planning |
상기 표 2에서와 같이, 도로네트웍정보처리부(20)는 TRANSIMS 및 MATSIM 모델을 이용함으로써, 대상(Agent) 각각의 시간대별 위치 검출이 가능하다.
이때, 도로네트웍정보처리부(20)는 대상(Agent)의 시간대별 위치를 검출하는 과정에서 국가통계 포탈(KOSIS)와 같은 다양한 포탈에서 공개하고 있는 교통 DB 등의 정보를 활용할 수 있으나, 자체적으로 도로네트웍정보저장모듈(21)을 구비하여 도로 네트윅 모델, 인구분포 및 차량등록현황을 관리하고, 이를 통해 대상(Agent)의 시간대별 위치를 검출하도록 이루어질 수 있음은 물론이다.
이를, 도 9 내지 도 12를 참조하여 상세히 설명하면, 도로 네트윅 모델은 도 9에 도시된 바와 같이, 국가교통 DB로부터 전국과 특정 지역별 행정 및 도로망을 적용할 수 있다.
또한, 인구분포는 국가통계 포탈(KOSIS)을 기준으로 하여 동(읍, 면) 단위의 인구분포가 사용될 수 있으며, 일 예로, 울산 지역의 경우, 도 10에 도시된 바와 같이, 1차적으로 구 단위로 구분한 후, 후술되는 도 에서와 같이, 동 단위로 상세하게 구분하여 인구분포를 파악함으로써, 해당 지역에서의 인구수 및 가구수를 파악할 수 있다.
이때, 각 지역별 상세 분포는 Openstreet Map 정보상의 아파트, 학교, 병원 등의 인구 집중 시설을 기준으로 하되, 도 10과 같이, 울산 지역의 인구수와 가구수의 비율이 약 2.7로 이루어짐에 따라, 한 가구당 또는 한 차량당 3인이 동승하여 대피가 가능하다고 판단한다.
또한, 차량등록현황은 국가통계 포탈(KOSIS)을 기준으로 하여 특정 지역에서의 차량등록현황을 파악할 수 있다.
일 예로, 울 산 지역의 경우, 도 11에 도시된 바와 같이, 전체 차량 등록은 약 55만대 이루어졌으며, 이중에서 승용차(자가용) 등록수가 약 45만대가 등록되었음을 알 수 있다.
이와 같은, 도로 네트윅 모델, 인구분포 및 차량등록현황으로 이루어진 교통통제 정보를 이용하여 TRANSIMS 및 MATSIM 모델 중 선택된 하나 이상을 통해 교통통제 모델을 구축하고, 시간대별 대상(Agent)의 위치를 추출하여 각 대상(Agent)의 누적 방사능 피폭을 계산할 수 있으며, 시간대별 도로의 차단, 통제 및 우회를 모사할 수 있으므로, 대상(Agent)의 대피가 이루어질 수 있도록 할 수 있다.
일 예로, 도 12에 도시된 바와 같이, 고리 지역의 TRANSIMS 모델링 결과를 살펴보면, 특정 지역에서의 시간대별 대상(Agent)의 위치를 검출할 수 있다.
바람직하게는, 후술되는 정보처리부(40)는 정보를 수신 또는 송신하는 통신모듈(41)을 포함하여 구성될 수 있다.
이에, 도로네트웍정보저장모듈(21)은 상기 통신모듈(41)을 통해 실시간으로 정보가 업로드 되도록 구성됨으로써, 상기 도로 네트윅 모델은 국가교통 DB로부터 실시간 정보를 수신하고, 인구분포 및 차량등록현황은 KOSIS(국가통계 포탈)로부터 실시간 정보를 수신하여 실시간 반영이 이루어지도록 이루어질 수 있다.
설계조건에 따라, 본 발명에서는 도로 네트윅 모델, 인구분포 및 차량등록현황은 도로네트웍정보저장모듈(21)에 저장되고, 통신모듈(41)을 통해 실시간 업로드가 이루어지도록 명시하였으나, 상기 도로 네트윅 모델, 인구분포 및 차량등록현황은 별도의 서버에 저장되고, 필요한 정보만 업로드가 이루어지도록 구성될 수 있다.
도 13은 본 발명에 따른 실 지형, 실시간 교통 및 기상 정보 및 예보에 따른 대피 통제 기능을 가진 통합원자력방재시스템에서 대피에 따른 여유시간의 예를 나타낸 도면이며, 도 14는 본 발명에 따른 실 지형, 실시간 교통 및 기상 정보 및 예보에 따른 대피 통제 기능을 가진 통합원자력방재시스템에서 특정 지역에서의 소개시간이 산출된 예를 나타낸 도면이고, 도 15는 본 발명에 따른 실 지형, 실시간 교통 및 기상 정보 및 예보에 따른 대피 통제 기능을 가진 통합원자력방재시스템에서 특정 지역에서의 정체도가 파악된 예를 나타낸 도면이며, 도 16은 본 발명에 따른 실 지형, 실시간 교통 및 기상 정보 및 예보에 따른 대피 통제 기능을 가진 통합원자력방재시스템에서 위험도 정령화의 예를 나타낸 도면이고, 도 17은 본 발명에 따른 실 지형, 실시간 교통 및 기상 정보 및 예보에 따른 대피 통제 기능을 가진 통합원자력방재시스템에서 가상도로가 안내되는 예를 나타낸 도면이며, 도 18은 본 발명에 따른 실 지형, 실시간 교통 및 기상 정보 및 예보에 따른 대피 통제 기능을 가진 통합원자력방재시스템이 활용되는 예를 나타낸 도면이다.
통합부(30)는 대기정보처리부(10)에서 검출된 시간대별 지정공간의 방사능 농도와 도로네트웍정보처리부(20)에서 검출된 대상(Agent)의 시간대별 위치를 통합하여 각 대상(Agent)별 방사능 피폭량을 산출하고, 이를 이용하여 모든 대상(Agent)에 대한 전체 집단의 방사능 피폭량을 산출하는 기능을 수행함으로써, 특정 지역에서의 위험도를 부여하고, 이에, 방사능 방출을 인지하고 대상(Agent)이 대피하는데 소모되는 시간지연을 최소화하여 주민 생존이라는 목적에 부합하기 위한 것으로, 사고진원지파악모듈(31), 여유시간산출모듈(32), 소개시간산출모듈(33), 정체도파악모듈(34), 위험도정량화모듈(35) 및 가상도로안내모듈(36)을 포함하여 구성된다.
이러한 통합부(30)는 다음식을 이용하여 특정시점에서의 각 대상(Agent) 별 방사능 피폭량을 산출할 수 있다.
[수학식 1]
(여기에서, D는 Dose이며, i는 agent 번호이고, α는 비례상수이며, DF는 선량환산인자이고, C는 시간대별 지정된 공간의 방사능 농도이며, p는 path(도로)이다.
또한, 각 대상(Agent) 별 누적 피폭량은 다음식을 이용하여 산출할 수 있다.
[수학식 2]
(여기에서, RE는 시간대별 방사능 피폭량이며, T는 대피 완료시간이고, L은 path length이며, v는 path에서의 이동속도(path velocity)이다.)
이를, 다음식을 이용하여 모든 대상(Agent)에 대하여 시간에 따라 적분함으로써, 모든 대상(Agent)에 대한 전체 집단의 방사능 피폭량을 산출할 수 있다.
이를, 다음식을 이용하여 모든 대상(Agent)의 방사능 피폭이 최소화가 되는 통제, 유도의 경우를 파악할 수 있도록 함으로써, 실제 대응에 적용할 수 있도록 한다.
[수학식 3]
(여기에서, min는 방사능 피폭이 최소가 되는 대피경로에 대한 피폭량을 의미한다.)
이에, 후술되는 도 16과 같이, 대기확산 정보와 교통통제 정보를 통합하여 특정 지역에서의 위험도를 부여할 수 있으며, 특정 지역에서의 대피에 필요한 시간을 산출하여 알림하여 줄 수 있다.
즉 후술되는 정보처리부(40)를 통해 특정 지역에 위치한 대상(Agent)에게 현재 지역에서의 위험도와 대피시간을 알림하여 주고, 대피가능한 대피로를 알림하여 줌으로써, 보다 빠른 대피가 이루어질 수 있도록 할 수 있다.
사고진원지파악모듈(31)은 사고의 진원지를 파악하는 기능을 수행한다.
이러한 사고진원지파악모듈(31)은 도로네트웍정보처리부(20)의 도로 네트윅 모델을 이용하여 사고가 발생된 진원지를 확정짓고, 후술되는 여유시간산출모듈(32)을 통해 해당 진원지로부터 대피에 따른 여유시간을 산출하도록 이루어질 수 있다.
여유시간산출모듈(32)은 도 13을 참조하여 설명하면, 울산 지역을 나타낸 지도로, 고리 지역의 원전에서 사고가 발생되었음을 가정하여 울산 지역에서의 대피에 따른 산출된 여유시간을 나타낸다.
즉 여유시간산출모듈(32)은 사고진원지로 파악된 장소를 중심으로 대피 여유시간을 산출함에 따라, 상기 여유시간 내에 대피가 이루어져야 함을 대상(Agent)에게 알림하여 줄 수 있다.
이때, 여유시간산출모듈(32)에서 산출되는 여유시간은 사고진원지로부터 일정한 거리만큼 이격된 장소에서의 여유시간을 의미하는 것으로, 도로네트웍정보처리부(20)를 통해 여유시간 내에 대피 장소로 대피가 완료될 수 있도록 이동 경로를 알림하여 주도록 이루어질 수 있음은 물론이다.
소개시간산출모듈(33)은 대피시 지역별 소개시간을 산출하는 기능을 수행하는 것으로, 상세하게는, 도 14를 참조하여 설명하면, 특정 지역에서 대상(Agent)의 밀집 정도에 따라 대피에 따른 소개시간을 각각 산출함으로써, 대상(Agent)이 밀집해 있는 밀집 지역에서 대피를 위한 소개시간을 산출하여 밀집에 따른 정체 및 대피지연의 높고 낮음을 파악할 수 있도록 한다.
예를 들어, 도 14에 도시된 바와 같이, 특정 지역에 1단계(연두색), 2단계(명황색), 3단계(유황색), 4단계(주황색) 또는 5단계(적색)로 나타낼 수 있으며, 각 간계별로 1단계는 해당지역에서 바로 소개가 가능한 상태이며, 2단계는 소개하는데 소요되는 시간이 약 3시간 41분 소요되고, 3단계는 소개하는데 소요되는 시간이 약 13시간 16분 소요되고, 4단계는 소개하는데 소요되는 시간이 약 23시간 51분 소요되며, 5단계는 소개하는데 소요되는 시간이 약 29시간 24분 소요되는 것을 알 수 있다.
이와 같이, 5단계에서 소개하는데 소요되는 시간이 많은 이유는 해당 지역에서의 인구밀도가 높기 때문에 정체 및 대피지연이 높게 나타난다.
정체도파악모듈(34)은 대피시 도로별 정체가 발생되는 정도를 파악하는 기능을 수행하는 것으로, 상세하게는, 도 15를 참조하여 설명하면, 특정 지역에서 대상(Agent)의 이동시 발생되는 정체 정도를 파악할 수 있도록 한다.
예를 들어, 소개시간산출모듈(33)의 단계별 소개시간과 동일하게 표시될 수 있으며, 바람직하게는, 도 15에 도시된 바와 같이, 도로 네트윅 모델을 이용하여 도로별 정체도가 표시되도록 이루어질 수 있다.
이와 같이, 5단계에서 정체가 높게 나타나는 이유는 특정 지역에서의 높은 인구밀도로 인해 해당 지역을 빠져 나오는 대상(Agent)의 교통 집중에 따라 정체와 지연이 발생함을 알 수 있다.
위험도정량화모듈(35)은 소개시간산출모듈(33)에서 산출된 지역별 소개시간과 정체도파악모듈(34)에서 파악된 도로별 정체도에 근거하여 지역별 위험도를 정량화하는 기능을 수행한다.
예를 들어, 도 16을 참조하여 설명하면, 특정 지역에서의 대피시간, 및 위험도 등을 정량화하고, 해당 지역에 위치하고 있는 대상(Agent)이 대피가 이루어질 수 있도록 알림하여 줌으로써, 사고 피해를 최소화하면서 신속한 대피가 이루어질 수 있도록 할 수 있다.
이때, 대상(Agent)의 대피가 완료되는 종착점은 특정 지역의 경계로 이루어지거나 방사능 재난 사고의 사고진원지로부터 일정한 거리만큼 이격된 장소로 이루어질 수 있다.
일 예로, 대상(Agent)의 대피가 특정 지역의 경계에서 완료되는 경우, 고리 원전에서 사고가 발생되어 울산의 북쪽으로 대피가 이루지는 과정에서 울산 지역의 북쪽 경계에 도착하면 대피가 완료된 것으로 판단한다.
다른 예로, 대상(Agent)의 대피가 사고진원지로부터 일정한 거리만큼 이격된 장소로 이루어지는 경우, 도 13에 도시된 바와 같이, 방향과 관계없이 고리 원전을 중심으로 일정한 거리만큼 이격된 장소에 도착하면 대피가 완료된 것으로 판단한다. 바람직하게는, 도로네트웍정보처리부(20)를 통해 방사능 재난 사고가 발생되는 시점에서의 대상(Agent) 위치를 파악하고, 상기 대상(Agent)이 위치하고 있는 장소를 기준으로 대상(Agent)이 대피를 위해 이동하는 방향과 고리 원전이 위치한 방향이 일직선상에 위치하도록 대피 방향을 설정할 수 있다. 예를 들어, 고리 원전을 중심으로 대상(Agent)의 위치가 북서쪽에 위치한 경우, 해당 대상(Agent)은 고리 원전을 뒤로하여 북서쪽 방향으로 대피가 이루어지도록 하며, 다른 예로, 고리 원전을 중심으로 대상(Agent)의 위치가 남서쪽에 위치한 경우, 해당 대상(Agent)은 고리 원전을 뒤로하여 남서쪽 방향인 부산 방향으로 대피가 이루어지도록 할 수 있다.
이때, 통합부(30)는 위험도정량화모듈(35)에서 파악된 지역별 위험도에 따라, 대상(Agent)에게 현재 각 대상(Agent)이 위치하고 있는 지역의 위험도를 알림하여 주되, 위험도가 높게 파악된 지역에서의 대피에 따른 혼잡이 예상되므로, 상기 위험도가 높게 파악된 지역에서의 대피로를 모두 파악한 후, 해당 대피로의 계수만큼 분할하여 위험도가 높게 파악된 지역에 위치하고 있는 모든 대상(Agent)에게 대피로를 알림하여 주도록 구성될 수 있다.
예를 들어, 위험도가 높게 파악된 지역에서 대피가 필요한 대상(Agent)이 약 50대(차량을 기준)인 경우, 해당 지역을 빠져나가기 위한 대피로가 총 5개인 경우, 이를 분할하여 대상(Agent) 차량 10대마다 각각 서로 다른 대피로를 알림하여 줄 수 있다.
다른 예로, 대피로가 5개인 경우, 각각의 대피로와 가까운 거리에 위치한 대상(Agent)이 해당 대피로로 대피할 수 있도록 서로 다른 대피로를 알리하여 주도록 구성될 수 있음은 물론이다.
즉 위험도가 높게 파악된 지역을 대피로의 개수만큼 분할하여 구획하고, 구획된 각각의 지역에 위치한 대상(Agent)이 해당 대피로로 이동할 수 있도록 알림하여 줄 수 있다.
설계조건에 따라, 통합부(30)는 가상도로안내모듈(36)을 더 포함하여 구성될 수 있다.
이러한 가상도로안내모듈(36)은 도 17을 참조하여 설명하면, 정체구간에 개상된 가상의 도로를 안내해주는 기능을 수행하는 것으로, 이용량이 적은 도로 또는 도로로 구분지어지지 않으나, 차량 이동이 가능한 비포장 도로, 농지, 공사장, 골목길, 미개통된 도로 등을 이용하여 가상의 도로를 선점하고, 이를 대상(Agent)에상 알림하여 줌으로써, 인구밀집 지역에서의 대피에 소요되는 시간을 감축하고, 대피가 보다 원활하게 이루어지도록 할 수 있다.
정보처리부(40)는 통합부(30)에서 산출된 결과에 근거하여 대상(agent)에게 알림하여 주는 기능을 수행하는 것으로, 유선 및 무선 통신이 가능한 통신모듈(41)이 구비됨으로써, 정보를 수신 또는 송신할 수 있도록 한다.
이러한 정보처리부(40)는 대상(Agent)에게 알림이 가능한 영상 출력용 디스플레이, 스마트폰, 태블릿, 노트북 등 무선 통신이 가능한 단말기 등을 통해 대피를 위한 정보를 알림하여 주도록 이루어질 수 있다.
이와 같은 구성으로 이루어진 실 지형, 실시간 교통, 기상 정보 및 예보에 따른 대피 통제 기능을 가진 통합원자력방재시스템이 활용되는 기능의 예를 도 18을 참조하여 설명하면, 첫 번째 그림에서와 같이, 지형이 반영된 3차원 대기 확산 평가 및 예측이 가능한 기능과 두 번째 그림에서와 같이, 기도입 되어 적용되고 있는 교통 네트웍 평가 기능을 활용함으로써, 세 번째 그림에서와 같이, 확산 예측 및 대피/통제 프로그램과의 연계가 가능하여 신뢰성 있는 결과 검증 및 예측 기능 구현이 가능한 이점이 있다.
이러한 구성에 따라, 본 발명에 따른 실 지형, 실시간 교통 및 기상 정보 및 예보에 따른 대피 통제 기능을 가진 통합원자력방재시스템은 대기확산 정보를 이용하여 시간대별 지정공간의 방사능 농도를 검출하고, 교통통제 정보를 이용하여 대상(Agent)의 시간대별 위치를 검출한 후, 이를 통합함으로써, 방사능 피폭을 최소화하면서 최단시간 내에 대피가 이루어질 수 있도록 할 수 있다.
또한, 주민 대피 통제는 물론, 본 시스템을 사전 대비 및 훈련에 활용할 수 있어 활용도가 우수한 이점이 있다.
이상의 설명에서는 본 발명의 다양한 실시예들을 제시하여 설명하였으나 본 발명이 반드시 이에 한정되는 것은 아니며, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위 내에서 여러 가지 치환, 변형 및 변경이 가능함을 알 수 있다.
10 : 대기정보처리부 11 : 대기확산모듈
20 : 도로네트웍정보처리부 21 : 도로네트웍정보저장모듈
30 : 통합부 31 : 사고진원지파악모듈
32 : 여유시간산출모듈 33 : 소개시간산출모듈
34 : 정체도파악모듈 35 : 위험도정량화모듈
36 : 가상도로안내모듈 40 : 정보처리부
41 : 통신모듈
20 : 도로네트웍정보처리부 21 : 도로네트웍정보저장모듈
30 : 통합부 31 : 사고진원지파악모듈
32 : 여유시간산출모듈 33 : 소개시간산출모듈
34 : 정체도파악모듈 35 : 위험도정량화모듈
36 : 가상도로안내모듈 40 : 정보처리부
41 : 통신모듈
Claims (9)
- 대기확산 정보를 이용하여 시간대별 지정공간의 방사능 농도를 검출하는 대기정보처리부(10);
교통통제 정보를 이용하여 대상(Agent)의 시간대별 위치를 검출하는 도로네트웍정보처리부(20);
시간대별 지정공간의 방사능 농도 및 대상(Agent)의 시간대별 위치를 통합하여 각 대상(Agent)별 방사능 피폭량을 산출하고, 이를 이용하여 모든 대상(Agent)에 대한 전체 집단의 방사능 피폭량을 산출하는 통합부(30); 및
상기 통합부(30)에서 산출된 결과에 근거하여 대상(Agent)에서 알림하여 주는 정보처리부(40);를 포함하여 구성되되,
상기 대기정보처리부(10)는
CALMET 모델(진단 3차원 기상 모델), CALPUFF 모델(공기 품질 분산모델) 및 CALPOST 모델(후 처리 패키지)을 포함하는 대기확산모듈(11);을 포함하여 구성되며,
상기 대기확산모듈(11)은
기상 정보를 처리하기 위한 모델들로 WRF(펜실베이니아 주/NCAR 메소 스케일) 모델, NCEP(National Center for Environmental Prediction) 모델, WRF(weather research and forecasting) 모델 및 RAMS(Regional Atmospheric Meteorological System) 기상 모델 중 선택된 하나 이상의 모델을 이용하여 시간대별 지정공간의 방사능 농도를 검출하고,
상기 도로네트웍정보처리부(20)는
미항공우주국 NASA의 공개 협약하에 개발된 TRANSIMS(TRansportation ANalysis SIMulation System) 및 MATSIM(multi-agent transport simulation) 모델 중 선택된 하나 이상을 이용하여 대상(Agent)의 시간대별 위치를 검출하며,
상기 도로네트웍정보처리부(20)는
도로 네트윅 모델, 인구분포 및 차량등록현황이 저장되는 도로네트웍정보저장모듈(21);을 포함하여 구성되고,
상기 정보처리부(40)는
정보를 수신 또는 송신하는 통신모듈(41);을 포함하여 구성되되,
상기 도로네트웍정보저장모듈(21)은
상기 통신모듈(41)을 통해 실시간으로 정보가 업로드 되도록 구성됨으로써, 상기 도로 네트윅 모델은 국가교통 DB로부터 실시간 정보를 수신하고, 인구분포 및 차량등록현황은 KOSIS(국가통계 포탈)로부터 실시간 정보를 수신하여 구성되며,
상기 통합부(30)는
다음식,
(여기에서, D는 Dose이며, i는 agent 번호이고, α는 비례상수이며, DF는 선량환산인자이고, C는 시간대별 지정된 공간의 방사능 농도이며, p는 path(도로)이다.)
을 이용하여 특정시점에서의 각 대상(Agent) 별 방사선량을 산출하고,
다음식,
(여기에서, RE는 시간대별 방사능 피폭량이며, T는 대피 완료시간이고, L은 path length이며, v는 path에서의 이동속도(path velocity)이다.)
을 이용하여, 각 대상(Agent) 별 누적 피폭량을 산출하며,
이를 다음식,
(여기에서, min는 방사능 피폭이 최소가 되는 대피경로에 대한 피폭량을 의미한다.)
을 이용하여 모든 대상(Agent)의 방사능 피폭이 최소화가 되는 통제, 유도의 경우를 파악하여 이를 실제 대응에 적용할 수 있도록 하는 것을 특징으로 하고,
상기 통합부(30)는
사고의 진원지를 파악하는 사고진원지파악모듈(31);
사고진원지로 파악된 장소를 중심으로 대피 여유시간을 산출하는 여유시간산출모듈(32);
대피시 지역별 소개시간을 산출하는 소개시간산출모듈(33);
대피시 도로별 정체가 발생되는 정도를 파악하는 정체도파악모듈(34);
산출된 지역별 소개시간과 파악된 도로별 정체도에 근거하여 지역별 위험도를 정량화하는 위험도정량화모듈(35); 및
정체구간에 개설된 가상의 도로를 안내해주는 가상도로안내모듈(36);을 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 실 지형, 실시간 교통, 기상 정보 및 예보에 따른 대피 통제 기능을 가진 통합원자력방재시스템. - 삭제
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Citations (2)
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|---|---|---|---|---|
| KR20080007821A (ko) * | 2006-07-18 | 2008-01-23 | 한국원자력안전기술원 | 방사능방재대책 기술지원 전산 시스템 |
| KR20160035361A (ko) * | 2014-09-23 | 2016-03-31 | 전자부품연구원 | 원전사고 통합 대응 시스템 |
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