KR102098888B1 - 재난 피해 예측 및 분석 시스템, 방법 및 상기 방법을 실행시키기 위한 컴퓨터 판독 가능한 프로그램을 기록한 기록 매체 - Google Patents
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Abstract
실시 예는, 복수의 재난 시나리오를 건축물의 거동모델에 적용하여 상기 건축물의 응답 데이터베이스를 구축하는 응답 데이터베이스 구축부; 실제 계측된 재난 데이터와 가장 매칭되는 재난 시나리오를 선택하고, 선택된 상기 재난 시나리오에 의해 미리 설정된 재난 위험 분석 정보를 산출하는 위험 정보 산출부; 상기 실제 계측된 재난 데이터를 분석하여 재난 위험 분석 정보를 산출하는 계측값 분석부; 및 상기 계측값 분석부에서 산출한 제1 재난 위험 분석 정보 및 상기 위험 정보 산출부에서 산출한 제2 재난 위험 분석 정보를 시각화하는 재난 피해 제공부를 포함하는 재난 피해 예측 및 분석 시스템, 방법 및 상기 방법을 실행시키기 위한 컴퓨터 판독 가능한 프로그램을 기록한 기록 매체를 개시한다.
Description
실시 예는 재난 피해 예측 및 분석 시스템, 방법 및 상기 방법을 실행시키기 위한 컴퓨터 판독 가능한 프로그램을 기록한 기록 매체에 관한 것이다.
일반적으로, 건축물에서의 지진 피해 대책은 내진 설계와 같이 건축물 설계를 통해 미리 반영되고 있으며, 준공 완료된 건축물에 대한 지진 피해 분석은 발생 지진의 규모와 내진설계 규모의 단순 비교나, 지진 피해 건축물에 대한 사후 검사 등을 통해 수행되고 있다.
그런데, 발생 지진의 규모와 내진설계 규모를 단순 비교하는 방법은, 설계 단계의 건축물과 준공완료된 실제 건축물이 건물 강성, 재하하중, 조적벽체 및 비구조체 영향 등으로 서로 상이한 특성(고유주파수 등)을 보이므로, 지진 피해 분석에 대한 불확실성이 높다는 문제가 있다.
또한, 경미한 피해에 대해 수행되는 육안검사는 정량적 수치 및 이론적 분석법에 대비하여 정확성이 부족하며, 실제 현장 검사시 건축물 내의 천정이나 마감재로 인해 육안 검사를 수행할 수 없는 등의 한계점을 지닌다.
심각한 균열 등이 발견되었을 경우 수행되는 정밀 검사(사후검사)는, 전문가의 과학적 분석이 가능하기는 하지만, 장시간의 검사기간 동안 건축물을 사용할 수 없어 이에 따른 경제적 손해가 크다는 문제점이 있다.
실시 예는 재난 피해에 대한 실측 결과와 예측 분석 결과를 시각화할 수 있는 시스템 및 방법을 제공할 수 있다.
실시 예는 설계단계와 시공 중 또는 준공 완료된 실제 건축물의 특성을 모두 반영하여, 정확하고 신속하게 지진 피해에 대한 예측 및 분석을 제공할 수 있는 시스템 및 방법을 제공할 수 있다.
실시 예는 재난 피해에 대한 실측 결과와 예측 분석 결과를 제공하는 시스템 및 방법을 제공할 수 있다.
실시 예에서 해결하고자 하는 과제는 이에 한정되는 것은 아니며, 아래에서 설명하는 과제의 해결수단이나 실시 형태로부터 파악될 수 있는 목적이나 효과도 포함된다고 할 것이다.
본 발명의 일 특징에 따른 재난 피해 예측 및 분석 시스템은, 복수의 재난 시나리오를 건축물의 거동모델에 적용하여 상기 건축물의 응답 데이터베이스를 구축하는 응답 데이터베이스 구축부; 실제 계측된 재난 데이터와 가장 매칭되는 재난 시나리오를 선택하고, 선택된 상기 재난 시나리오에 의해 미리 설정된 재난 위험 분석 정보를 산출하는 위험 정보 산출부; 상기 실제 계측된 재난 데이터를 분석하여 재난 위험 분석 정보를 산출하는 계측값 분석부; 및 상기 계측값 분석부에서 산출한 제1 재난 위험 분석 정보 및 상기 위험 정보 산출부에서 산출한 제2 재난 위험 분석 정보를 시각화하는 재난 피해 제공부를 포함한다.
실시 예에 의하면, 계측 데이터의 분석 결과와 지진 시나리오에 대응하는 분석 결과를 시각화함으로써 재난 피해에 대한 즉각적인 판단이 가능해질 수 있다.
또한, 건축물의 설계 모델에 시공 중 또는 준공 완료된 실제 건축물의 특성과 현장 동특성 계측 정보를 모두 반영한 새로운 해석 모델(거동모델)을 구축하고, 대상 지역의 지진 시나리오에 대응하는 분석 결과를 미리 지진 발생 전에 저장함으로써, 지진 발생 후 5~10분 내에 지진 발생 시 실시간 계측된 데이터를 참값(기준)으로 하여 정확하고 신속하게 지진 피해에 대한 예측 및 분석을 제공할 수 있게 된다.
또한, 지진 발생 후 건축물의 피해 분석을 위해 별도의 사후점검 또는 분석 시스템을 구매하지 않아도 되고, 피해 분석에 소요되는 장기간의 시간과 비용을 절감할 수 있게 된다.
또한, 지진 발생 태양이나 건축물의 거동 태양에 따라 최적의 대응 매뉴얼을 신속하게 제공할 수 있게 되어 인명 피해의 우려와 경제적 손실을 최소화할 수 있게 된다.
본 발명의 다양하면서도 유익한 장점과 효과는 상술한 내용에 한정되지 않으며, 본 발명의 구체적인 실시형태를 설명하는 과정에서 보다 쉽게 이해될 수 있을 것이다.
도 1은 본 발명의 일 실시 예에 따른 재난 피해 예측 및 분석 시스템의 블록도이고,
도 2는 계측값 분석부의 블록도이고,
도 3은 본 발명의 일 실시 예에 따른 재난 피해 분석 서비스를 보여주는 도면이고,
도 4a는 지진파 PGA 임계값 미만의 지진파가 실제 계측될 경우 건물의 거동을 보여주는 시뮬레이션 결과이고,
도 4b는 지진파 PGA 임계값 이상의 지진파가 실제 계측될 경우 건물의 거동을 보여주는 시뮬레이션 결과이고,
도 5는 재난 위험 분석 결과 대피가 필요한 경우 각 층별 재실자의 대피를 유도하는 도면이고,
도 6은 재실자의 대피 경로를 보여주는 도면이고,
도 7은 본 발명의 다른 실시 예에 따른 재난 피해 예측 및 분석 시스템의 블록도이고,
도 8은 도 7의 거동 모델 구축부에서 수행되는 거동 모델 구축의 과정을 개략적으로 도시한 도면이고,
도 9는 거동 모델 구축을 위해 반영되는 건축물 설계 해석 모델의 요소들의 예가 도시된 표이고,
도 10은 도 7의 변형 형상 추정부에서 수행되는 건축물 변형 형상 추정 과정을 개략적으로 도시한 도면이고,
도 11은 본 발명의 일 실시 예에 따른 건축물 지진 피해 예측 및 분석 방법의 개략적인 흐름도이다.
도 2는 계측값 분석부의 블록도이고,
도 3은 본 발명의 일 실시 예에 따른 재난 피해 분석 서비스를 보여주는 도면이고,
도 4a는 지진파 PGA 임계값 미만의 지진파가 실제 계측될 경우 건물의 거동을 보여주는 시뮬레이션 결과이고,
도 4b는 지진파 PGA 임계값 이상의 지진파가 실제 계측될 경우 건물의 거동을 보여주는 시뮬레이션 결과이고,
도 5는 재난 위험 분석 결과 대피가 필요한 경우 각 층별 재실자의 대피를 유도하는 도면이고,
도 6은 재실자의 대피 경로를 보여주는 도면이고,
도 7은 본 발명의 다른 실시 예에 따른 재난 피해 예측 및 분석 시스템의 블록도이고,
도 8은 도 7의 거동 모델 구축부에서 수행되는 거동 모델 구축의 과정을 개략적으로 도시한 도면이고,
도 9는 거동 모델 구축을 위해 반영되는 건축물 설계 해석 모델의 요소들의 예가 도시된 표이고,
도 10은 도 7의 변형 형상 추정부에서 수행되는 건축물 변형 형상 추정 과정을 개략적으로 도시한 도면이고,
도 11은 본 발명의 일 실시 예에 따른 건축물 지진 피해 예측 및 분석 방법의 개략적인 흐름도이다.
본 발명은 다양한 변경을 가할 수 있고 여러 가지 실시 예를 가질 수 있는 바, 특정 실시예들을 도면에 예시하고 설명하고자 한다. 그러나, 이는 본 발명을 특정한 실시 형태에 대해 한정하려는 것이 아니며, 본 발명의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변경, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다.
본 출원에서 사용한 용어는 단지 특정한 실시예를 설명하기 위해 사용된 것으로, 본 발명을 한정하려는 의도가 아니다. 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다. 본 출원에서, "포함하다" 또는 "가지다" 등의 용어는 명세서상에 기재된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.
다르게 정의되지 않는 한, 기술적이거나 과학적인 용어를 포함해서 여기서 사용되는 모든 용어들은 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 일반적으로 이해되는 것과 동일한 의미를 가지고 있다. 일반적으로 사용되는 사전에 정의되어 있는 것과 같은 용어들은 관련 기술의 문맥 상 가지는 의미와 일치하는 의미를 가지는 것으로 해석되어야 하며, 본 출원에서 명백하게 정의하지 않는 한, 이상적이거나 과도하게 형식적인 의미로 해석되지 않는다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 실시예를 상세히 설명하되, 도면 부호에 관계없이 동일하거나 대응하는 구성 요소는 동일한 참조 번호를 부여하고 이에 대한 중복되는 설명은 생략하기로 한다.
도 1은 본 발명의 일 실시 예에 따른 재난 피해 예측 및 분석 시스템의 블록도이고, 도 2는 계측값 분석부의 블록도이다.
도 1을 참조하면, 실시 예에 따른 재난 피해 예측 및 분석 시스템(100)은, 복수의 재난 시나리오를 건축물의 거동모델에 적용하여 건축물의 응답 데이터베이스를 구축하는 응답 데이터베이스 구축부(150), 실제 계측된 재난 데이터와 가장 매칭되는 재난 시나리오를 선택하고, 선택된 상기 재난 시나리오에 의해 미리 설정된 재난 위험 분석 정보를 산출하는 위험 정보 산출부(160), 실제 계측된 재난 데이터를 분석하여 재난 위험 분석 정보를 산출하는 계측값 분석부(170), 및 계측값 분석부(170)에서 산출한 제1 재난 위험 분석 정보 및 위험 정보 산출부(160)에서 산출한 제2 재난 위험 분석 정보를 시각화하는 재난 피해 정보 제공부(180)를 포함한다.
이때, 건축물 지진 피해 예측 및 분석 시스템(100)의 각 구성 요소들은 하드웨어만으로도 구현할 수 있으나, 하드웨어 및 하드웨어상에서 동작하는 소프트웨어로 함께 구현할 수도 있다.
실시 예에 따른 재난 피해 예측 및 분석 시스템은 대상 지역의 재난 시나리오에 대응하는 분석 결과를 미리 지진 발생 전에 저장하므로 실제 재난이 발생한 이후에 건물의 위험도를 분석하는 기술에 비해 신속하게 재난을 예측할 수 있는 장점이 있다.
이하에서는 재난이 지진인 경우를 예시하여 설명하나, 실시 예에서 정의하는 재난은 지진에 한정하지 않는다. 예시적으로 재난은 지진 이외에도 화재, 침수 및 이들의 복합적인 재난을 더 포함할 수 있다.
예시적으로 재난이 화재인 경우 건물 해석 모듈에 화재 시나리오를 적용하여 화재 시나리오 별로 건물의 손상도 등의 데이터를 미리 분석할 수 있다. 따라서, 실제 화재가 발생하면 가장 유사한 화재 시나리오를 선택하여 건물에 어떤 피해가 발생할지 미리 예측할 수도 있다.
응답 데이터베이스 구축부(150)는 지진 시나리오를 건축물의 거동모델에 적용하여 건축물의 응답 데이터베이스를 구축할 수 있다.
예시적으로 지진 발생 이전 발생 가능 지진 시나리오(하중 입력값)를 가정하고, 일반 상용 비선형 해석 SW(Perform 3D 등)를 사용하여 거동 모델에 대한 비선형 정밀 해석(거동모델의 동특성, 부재별 이력곡선, 층간변위 등 전부재 해석값) 수행으로 거동 DB를 구축할 수 있다. 또한, 층별 부재 하중저항능력(DCR), 층 또는 Zone별 손상도(Index), 층간변위, 최대변위, 건축물 붕괴(파괴) 확률 분석 등 다양한 구조 안전성 판정기준별로 해석 결과(거동 DB)를 분석한 관리 DB를 구축하여, 거동 DB + 관리 DB로 구성된 응답 DB를 구축할 수 있다.
그러나, 거동 DB와 응답 DB를 구하는 방법은 반드시 이에 한정하지 않는다. 즉, 다양한 거동 모델 해석 방법 등을 이용하여 지진 시나리오 별로 데이터 베이스를 구축할 수 있다. 또한, 이러한 데이터 베이스는 미리 구축된 DB를 이용할 수도 있다.
위험 정보 산출부(160)는 지진 발생 후 5~10분 내에 지진 발생 시 실시간 계측된 데이터를 참값(기준)으로 하여 지진 발생 전 구축한 응답 데이터 베이스 중 측정 계측 데이터와 오차가 가장 적은 지진 시나리오를 선정하고, 해당지진 시나리오에 대응하는 응답 데이터베이스의 지진 피해 예측 및 분석 정보를 산출할 수 있다. 시공 중 또는 준공 완료된 실제 건축물에 계측기를 설치하고 서버 컴퓨터로 계측 데이터 수집 후 분석할 수 있다.
보다 구체적으로, 지진 가속도 계측기를 통한 건축물 1층 또는 지하층 PGA 계측값과 소량의 변위, 경사 등의 계측자료를 활용하여, 응답 DB 중 계측 PGA에 맞는 케이스로 1차 선별하고, 계측 변위, 경사 등의 계측자료에 정합하거나, 편차가 적은 케이스로 2차 선별 후, 소량의 계측자료를 활용하여 변위 기반, 모드 형상 기반, 변형률 기반 등 관련 학계 최신 기법을 적용한 전체 건축물의 변형형상 및 모드 거동에 부합하는 케이스로 3차 선별하는 과정을 거쳐 최종적으로 가장 합리적인 사전 지진 피해 응답 DB의 케이스를 선정할 수 있다. 그러나, 이외에도 가장 근사한 케이스를 선별하는 과정은 다양한 기술이 적용될 수 있다.
계측값 분석부(170)는 실제 계측된 데이터를 분석하여 건물의 손상도 등을 예측 및 분석할 수 있다. 계측 데이터는 수초 또는 수분 내에서 최대 지진 가속도를 기반으로 분석할 수 있다.
계측값 분석부(170)는 실제 계측된 데이터에 따른 건물의 위험도를 보수적으로 판단할 수 있다. 즉, 계측 데이터에 따라 건물이 손상될 수 있는 최대 범위로 건물의 손상도를 산출할 수 있다. 예를 들면, 종래에는 지진 가속도가 100 gal, cm/sec²으로 측정된 경우 건물의 위험도를 10레벨 기준으로 3레벨 정도로 판단하였다면, 실시 예에 따른 계측값 분석부(170)는 4레벨 또는 5레벨로 더 높게 판단할 수 있다. 따라서, 재난에 대한 안정적인 대응이 가능해질 수 있다.
도 2를 참조하면, 계측값 분석부(170)는 비교부(171)와 메모리부(172)를 포함할 수 있다. 비교부(171)는 건물에 배치된 센서부(10)로부터 지반 가속도를 수신하고, 이를 미리 저장된 임계치와 비교하여 건물의 안전성을 평가할 수 있다.
비교부(171)는 건물에서 측정된 지반 가속도를 메모리부(172)에 미리 저장된 지반 가속도 임계치와 비교할 수 있다. 지반 가속도 임계치는 건물의 실제 설계 (또는 계측) 자료를 기반으로 설정될 수 있다.
예시적으로 비교부(171)는 측정된 지반 가속도가 지반 가속도 임계치의 50%보다 작은 경우 건물이 안전한 것으로 판단할 수 있고, 측정된 지반 가속도가 지반 가속도 임계치의 50%보다 크고 100%보다 작은 경우 건물에 손상이 발생할 것으로 판단할 수 있고, 측정된 지반 가속도가 지반 가속도 임계치의 100%보다 큰 경우 건물이 붕괴될 것으로 판단할 수 있다. 그러나 이러한 단계 및 판단 기준치는 건물의 종류, 형태, 높이 등 다양한 인자에 따라 적절하게 변형될 수 있다.
또한, 비교부(171)는 센서부(10)로부터 층별 가속도 정보를 수신할 수도 있다. 이때, 센서부(10)는 건물의 각 층마다 배치될 수 있다. 지진 발생시 각 층마다 수평과 회전 이동의 방향 값이 서로 상이할 수 있다.
비교부(171)는 층별 가속도 정보를 이용하여 층간 변위를 계산하고, 이를 메모리부(172)에 미리 저장된 층간 변위 임계치와 비교할 수 있다. 층간 변위 임계치는 건물의 실제 설계 (또는 계측) 자료를 기반으로 설정될 수 있다.
예시적으로 비교부(171)는 계산된 층간 변위가 층간 변위 임계치의 10%보다 작은 경우 건물이 안전한 것으로 판단할 수 있고, 계산된 층간 변위가 층간 변위 임계치의 10%보다 크고 20%보다 작은 경우 강풍이 부는 것으로 판단할 수 있고, 계산된 층간 변위가 층간 변위 임계치의 20%보다 크고 30%보다 작은 경우 전등이 흔들릴 것으로 판단할 수 있고, 계산된 층간 변위가 층간 변위 임계치의 40%보다 크고 50%보다 작은 경우 책상이 전도(옆으로 넘어짐)될 것으로 판단할 수 있고, 계산된 층간 변위가 층간 변위 임계치의 50%보다 크고 60%보다 작은 경우 유리창 깨짐이 발생할 것으로 판단할 수 있다.
또한, 비교부(171)는 계산된 층간 변위가 층간 변위 임계치의 60%보다 크고 90%보다 작은 경우 건물이 파손될 것으로 판단할 수 있고, 계산된 층간 변위가 층간 변위 임계치의 90%보다 큰 경우 건물이 붕괴될 위험이 있다고 판단할 수 있다. 그러나 이러한 판단기준 및 판단 기준치는 건물의 종류, 형태, 높이 등 다양한 인자에 따라 적절하게 변형될 수 있다.
재난 피해 정보 제공부(180)는 계측값 분석부(170)에서 산출한 제1 재난 위험 분석 정보 및 위험 정보 산출부(160)에서 산출한 제2 재난 위험 분석 정보를 시각화할 수 있다. 또는, 재난 피해 정보 제공부(180)는 계측값 분석부(170)에서 산출한 제1 재난 위험 분석 정보 및 위험 정보 산출부(160)에서 산출한 제2 재난 위험 분석 정보를 수집하여 오퍼레이터(재난 관리자 등)에게 시각화 자료로 제공할 수 있다.
도 3은 본 발명의 일 실시 예에 따른 재난 피해 분석 서비스를 보여주는 도면이고, 도 4a는 지진파 PGA 임계값 미만의 지진파가 실제 계측될 경우 건물의 거동을 보여주는 시뮬레이션 결과이고, 도 4b는 지진파 PGA 임계값 이상의 지진파가 실제 계측될 경우 건물의 거동을 보여주는 시뮬레이션 결과이다.
도 3을 참조하면, 재난 피해 정보 제공부(180)가 제공하는 시각화 정보는 제1 재난 위험 분석 정보(11)와 제2 재난 위험 분석 정보(12)를 동시에 출력할 수 있다. 이러한 구성에 의하면, 실측 데이터를 이용한 위험도 예측 정보와 건물 모델 해석에 의한 위험도 예측 정보를 비교함으로써 보다 정확하게 건축물의 상태를 판단할 수 있는 장점이 있다.
제1 재난 위험 분석 정보(11)와 제2 재난 위험 분석 정보(12)는 서로 보완적일 수 있다. 예를 들면, 실측 데이터를 기반으로 분석한 제1 재난 위험 분석 정보(11)와 건물 모델을 이용하여 분석한 제2 재난 위험 분석 정보(12)에서 모두 건물의 상태가 안전한 것으로 판단된 경우, 지휘자는 건물이 안전하다고 판단할 수 있다.
또한, 실측 데이터를 기반으로 분석한 제1 재난 위험 분석 정보(11)와 건물 모델을 이용하여 분석한 제2 재난 위험 분석 정보(12)에서 모두 건물의 상태가 위험한 것으로 판단된 경우, 지휘자는 건물이 위험하다고 하다고 판단할 수 있다. 따라서, 재실자의 대피 명령 및 대피 경로를 신속하게 안내할 수 있다.
또한, 실측 데이터를 기반으로 분석한 제1 재난 위험 분석 정보(11)에서는 안전으로 판단하였으나 건물 모델을 이용하여 분석한 제2 재난 위험 분석 정보(12)에서는 건물의 안전하지 않은 것으로 판단된 경우, 지휘자는 보수적으로 판단하여 건물이 안전하지 않은 것으로 판단한 제2 재난 위험 분석 정보를 기준으로 재난 대책을 수립할 수 있다. 따라서, 재난에 대한 안정적인 대처가 가능해질 수 있다. 즉, 두 가지 정보 중 최악의 정보를 대비하도록 대처함으로써 안전한 재난 대응이 가능해질 수 있다.
그러나, 반드시 이에 한정하는 것은 아니고 재난 피해 정보 제공부(180)는 제1 재난 위험 분석 정보(11)와 제2 재난 위험 분석 정보(12) 중 어느 하나만을 제공하거나, 제1 재난 위험 분석 정보(11) 또는 제2 재난 위험 분석 정보(12)를 순차적으로 제공할 수도 있다. 예시적으로 제1 재난 위험 분석 정보(11)를 우선적으로 출력한 후, 제2 재난 위험 분석 정보(12)의 분석이 완료되면 이를 출력할 수도 있다.
제1 재난 위험 분석 정보(11)는, 건축물의 상태를 단계별로 구분한 제1 판정 기준을 표시하는 제1 분석 정보(201), 제1 판정 기준에 따라 건축물의 상태를 표시한 제2 분석 정보(202), 건축물의 층별로 지진 가속도를 보여주는 제3 분석 정보(203), 및 제1 판정 기준에 따라 건축물의 층별 상태를 표시한 제4 분석 정보(204)를 포함할 수 있다.
제1 분석 정보(201)는 계측 데이터에 따라 안전, 경고, 대피 단계인 제1 판정 기준에 따라 구분할 수 있다. 또한, 각 레벨을 더욱 세부적으로 구분할 수 있다. 예시적으로 안전은 안전 및 강풍으로 구분할 수 있으며, 경고는 전등 흔들림, 책장 전도, 및 유리창 깨짐 등으로 구분할 수 있고, 대피는 EV 이용, 계단 이용, 및 출구 확보 등의 단계로 구분할 수 있다.
제2 분석 정보(202)는 수초 또는 수분 동안 측정된 계측 데이터 중에서 최대 지진 가속도를 기반으로 현재 건축물의 상태가 제1 판정 기준 중 어디에 해당하는지를 표시할 수 있다.
제3 분석 정보(203)는 건축물의 층별로 지진 가속도를 표시하고, 제4 분석 정보(204)는 제1 판정 기준에 따라 건축물의 층별 상태를 표시할 수 있다. 따라서, 고층 건물의 경우 어느 층이 위험한지에 대한 직관적으로 확인이 가능해질 수 있다.
제2 재난 위험 분석 정보(12)는, 건축물의 상태를 단계별로 구분한 제2 판정 기준을 포함하는 제5 분석 정보(205), 재난 시나리오의 응답 결과를 제2 판정 기준 중 어느 하나로 표시한 제6 분석 정보(206), 건축물의 층별로 측정된 재난 가속도를 환산한 변위 환산값을 표시하는 제7 분석 정보(207), 및 건축물의 층별로 재난 시나리오의 응답 결과를 제2 판정 기준에 따라 표시한 제8 분석 정보(208)를 포함할 수 있다.
제5 분석 정보(205)는 분석 결과에 따라 안전, 재사용, 붕괴 단계로 구분한 제2 판정 기준을 포함할 수 있다. 또한, 각 단계를 더욱 세부적으로 구분할 수 있다. 예시적으로 안전은 탄성, 및 항복으로 구분할 수 있으며, 재사용은 부분 보수, 구조 보강, 정밀 진단 등으로 구분할 수 있고, 붕괴는 소파, 중파, 및 완파로 구분할 수 있다. 그러나, 이에 한정하는 것은 아니고 제2 판정 정보는 제1 판정 정보와 동일한 단계로 구분될 수도 있다.
제6 분석 정보(206)는 재난 시나리오의 응답 결과를 제2 판정 기준 중 어느 하나로 표시할 수 있다. 예시적으로 계측된 데이터와 가장 매칭되는 지진 시나리오를 산출하고, 산출된 지진 시나리오에 따른 건물의 위험도를 산출한 결과를 제2 판정 기준에 따라 표시할 수 있다.
제7 분석 정보(207)는 건축물의 층별로 측정된 재난 가속도를 환산한 변위 환산값을 표시할 수 있다. 제8 분석 정보(208)는 건축물의 층별로 재난 시나리오의 응답 결과를 제2 판정 기준에 따라 표시할 수 있다. 따라서, 각 층별로 건물의 위험 정도를 직관적으로 인식할 수 있다. 또한, 도 4a 및 도 4b와 같이 지진파 PGA 임계값 미만의 지진파가 실제 계측될 경우와 지진파 PGA 임계값 이상의 지진파가 실제 계측될 경우의 건물 거동을 함께 시각화할 수도 있다.
계측값 분석부(170)는 위험 정보 산출부(160)에서 산출한 정보를 학습할 수 있다. 예시적으로 계측값 분석부(170)는 측정한 지반 가속도가 임계치의 52%에 해당하여 건물이 파손될 것으로 판단하였으나, 위험 정보 산출부(160)에서 산출한 정보에 의하면 건물이 안전할 것으로 판단될 수 있다. 따라서, 계측값 분석부(170)는 측정한 지반 가속도가 임계치의 52%에 해당하여도 건물이 안전하다고 학습할 수 있다.
메모리부(172)에는 지반 가속도별 안전 단계가 룩업 테이블 형식으로 저장될 수 있다. 따라서, 계측값 분석부(170)는 측정된 지반 가속도가 임계치의 52%인 경우에도 건물이 안전한 것으로 룩업 테이블을 갱신할 수 있다. 이러한 구성에 의하면 계측값 분석부(170)가 위험 정보 산출부(160)의 결과를 학습하게 되어 점차 계측값 분석부(170)와 위험 정보 산출부(160)의 판단 결과가 유사해질 수 있다. 따라서, 관리자는 신속히 재난 대책을 수립할 수 있다.
도 5는 재난 위험 분석 결과 대피가 필요한 경우 각 층별 재실자의 대피를 유도하는 도면이고, 도 6은 재실자의 대피 경로를 보여주는 도면이다.
도 5를 참조하면, 재난 피해 예측 및 분석 시스템은 재난 위험 분석 결과 대피가 필요하다고 판단한 경우, 재실자의 대피를 유도할 수 있다. 예시적으로 제1 재난 위험 분석 정보(11)와 제2 재난 위험 분석 정보(12) 분석 결과, 124층이 위험한 것으로 판단되면, 디스플레이에 124층의 CCTV의 영상을 송출하여 현재 재실자의 위치를 파악할 수 있다. 이때, 해당층에 구비된 지시등(DP1)을 제어하여 재실자에게 대피 경로를 안내할 수도 있다. 또한, 도 6과 같이 재실자(M01)의 현 위치에서 최적의 대피 경로를 산출하여 출력할 수도 있다.
도 7은 본 발명의 다른 실시 예에 따른 재난 피해 예측 및 분석 시스템의 블록도이다.
도 7을 참조하면, 건축물 지진 피해 예측 및 분석 시스템(100)은, 설계 해석 모델 구축부(110), 계측 동특성 정보 획득부(120), 거동 모델 구축부(130), 지진 시나리오 결정부(140), 응답 데이터베이스 구축부(150), 위험 정보 산출부(160), 계측값 분석부(170), 및 재난 피해 정보 제공부(180)를 포함할 수 있다.
이때, 건축물 지진 피해 예측 및 분석 시스템(100)의 각 구성 요소들은 하드웨어만으로도 구현할 수 있겠으나, 하드웨어 및 하드웨어상에서 동작하는 소프트웨어로 함께 구현하는 것이 보다 일반적일 것이다.
설계 해석 모델 구축부(110)는 건축물의 설계 정보로부터 건축물의 설계 해석 모델을 구축한다. 이를 위해, 일반 상용 선형 해석 SW(MIDAS GEN 등)를 사용하여 설계 모델링을 수행할 수 있으며, 설계 모델의 고유주기 등 동특성을 분석한다.
계측 동특성 정보 획득부(120)는 건축물의 계측 정보로부터 건축물의 계측 동특성(고유주파수 등) 정보를 획득한다. 시공 중 또는 준공완료된 실제 건축물의 고유주파수 등 동특성을 계측하는 것으로서, 이때의 계측 결과는 건물 강성, 재하하중, 조적벽체 및 비구조체 영향 등으로 설계 해석 모델의 해석 결과와 서로 상이하다.
보다 구체적으로, 건축물 (원)설계 해석 모델과 실제 건축물은 재료강도, 재료 탄성계수, (슬래브, 조적벽 영향 등으로) 건물 강성, 재하 하중이 서로 상이하므로, 건축물 (원)설계 해석 모델의 동특성(고유주파수 등)과 실제 건축물의 동특성을 비교하기 위해, 가속도계를 사용하여 측정 시간 이력별 (층)가속도를 계측하고, 계측된 가속도를 FFT(퓨리에르 변환)을 통해 주파수 영역으로 변환하여 실제 건축물의 모드별 고유주파수를 분석하고, 모드별 변형형상을 얻는다.
거동 모델 구축부(130)는 계측 동특성 정보에 맞게 건축물의 설계 해석 모델을 수정하여 건축물의 거동모델을 구축한다. 설계 모델의 강성, 중량, 감쇠를 수정하여 시공 중 또는 준공 완료된 실제 건축물의 계측 동특성과 동일한 거동모델 구축하는 것으로서, 부재치수, 재료특성, 지점조건, 재하하중, 조적벽체 및 비구조체 영향 등을 수정한다.
도 8은 도 7의 거동 모델 구축부에서 수행되는 거동 모델 구축의 과정을 개략적으로 도시한 도면이다.
보다 구체적으로, 실제 건축물 동특성 분석결과를 참값으로 가정하고, 건축물 (원)설계 해석 모델의 질량, 강성, 감쇠, 경계조건, 재료강도, 탄성계수를 조정하거나, 슬래브 MESH 해석 또는 대체 구조 부재 가감, 비구조체의 강성 기여 효과 반영 등의 방법을 기여도 우선순위별로 적용하여, 실제 건축물 동특성 분석결과와 동일하거나 유사한 수준의 해석 동특성(고유주파수 등)이 도출되도록 수정한다.
이와 같이 도출된 건축물 해석 모델이 거동 모델이며, 이러한 일련의 과정을 거동모델 수립 또는 동기화 과정이라 한다. 도 9는 거동 모델 구축을 위해 반영되는 건축물 설계 해석 모델의 요소들의 예가 도시된 표이다.
지진 시나리오 결정부(140)는 건축물의 대상 지역에서의 발생 가능 지진 시나리오를 결정한다. 이를 위해, 확률론적 지진재해분석(PSHA, Probabilistic Seismic Hazard Analysis)을 통한 대상 지역에 발생가능 지진 시나리오(M-R, 규모-거리, 최고, 최하, 최악조건) 정보를 제공할 수 있다.
보다 구체적으로, 지진목록(역사, 계기), 단층목록의 자료 및 지진원 구역별 전문가의 감쇠, 가중 의견에 기초한 지진 위험도(Seismic Hazard Map)에 확률론적 지진재해분석(Probabilistic Seismic Hazard Analysis, PSHA)을 통한 대상 지역에 발생가능 지진 시나리오(M-R, 규모-거리 등) 정보를 제공하는 것이다.
응답 데이터베이스 구축부(150)는 지진 시나리오를 건축물의 거동모델에 적용하여 건축물의 응답 데이터베이스를 구축한다. 이때, 응답 데이터베이스는 거동 데이터베이스와 관리 데이터베이스로 구성될 수 있다.
이를 위해, 먼저 일반 상용 비선형 해석 SW(Perform 3D 등)를 사용하여 거동 모델에 대해 지진 시나리오별 비선형 정밀 해석을 수행하여 응답 DB의 거동 DB 자료를 구축한다. 이때, 거동 DB 자료는 거동모델의 동특성, 부재별 이력 곡선, 층간변위 등 전부재 해석값을 포함할 수 있다. 거동 DB는 상기 해석 결과이며, 관리 DB는 관리기준별 거동 DB의 수치연산 값으로서, 층별 부재 연직하중 저항 능력(DCR), 층 또는 Zone별 손상도(Index), 층간변위, 최대변위 등이나, 건축물 붕괴(파괴) 확률 분석 정보를 포함할 수 있다.
다시 말해, 지진 발생 이전 발생 가능 지진 시나리오(하중 입력값)를 가정하고, 일반 상용 비선형 해석 SW(Perform 3D 등)를 사용하여 거동 모델에 대한 비선형 정밀 해석(거동모델의 동특성, 부재별 이력곡선, 층간변위 등 전부재 해석값) 수행으로 거동 DB를 구축하고, 층별 부재 하중저항능력(DCR), 층 또는 Zone별 손상도(Index), 층간변위, 최대변위, 건축물 붕괴(파괴) 확률 분석 등 다양한 구조 안전성 판정기준별로 해석 결과(거동 DB)를 분석한 관리 DB를 구축하여, 거동 DB + 관리 DB로 구성된 응답 DB를 구축한다.
위험 정보 산출부(160)는 지진 발생 후 5~10분 내에 지진 발생 시 실시간 계측된 데이터를 참값(기준)으로 하여 지진 발생 전 구축한 응답 데이터 베이스 중 측정 계측 데이터와 오차가 가장 적은 지진 시나리오를 선정하고, 해당지진 시나리오에 대응하는 응답 데이터베이스의 지진 피해 예측 및 분석 정보를 산출한다. 시공 중 또는 준공 완료된 실제 건축물에 계측기를 설치하고 서버 컴퓨터로 계측 데이터 수집 후 분석하는 것이다.
보다 구체적으로, 지진 가속도 계측기를 통한 건축물 1층 또는 지하층 PGA 계측값과 소량의 변위, 경사 등의 계측자료를 활용하여, 응답 DB 중 계측 PGA에 맞는 케이스로 1차 선별하고, 계측 변위, 경사 등의 계측자료에 정합하거나, 편차가 적은 케이스로 2차 선별 후, 소량의 계측자료를 활용하여 변위 기반, 모드 형상 기반, 변형률 기반 등 관련 학계 최신 기법을 적용한 전체 건축물의 변형형상 및 모드 거동에 부합하는 케이스로 3차 선별하는 과정을 거쳐 최종적으로 가장 합리적인 사전 지진 피해 응답 DB의 케이스 선정을 수행하는 것이다.
이때, 건축물에 작용하는 하중(외력)은 지진계 (지진 가속도계), 풍향/풍속/풍압계를 사용하여 측정할 수 있고, 하중(외력)에 의한 건축물 거동 응답은 (층)가속도계, (층)경사계, 변위계(GPS 등)를 사용하여 측정할 수 있으며, 건축물 변형 거동에 의한 주요 구조부재 안전성 응답은 축응력계, 변형률계를 사용하여 측정할 수 있다.
계측 데이터는 상시환경 및 지진 발생시 계측 관리기준으로 2원화하여 계측 데이터 수집 후 분석할 수 있으며, 상시환경시의 계측 데이터는 센서 간 연계 등을 통한 이상센서(계측값) 검출 등에 이용될 수 있고, 지진 발생 시의 계측 데이터는 위험감지, 위험판단, 위험 단계별 Trigger Level 선정 등에 이용될 수 있다.
변형 형상 추정부(162)는 거동 응답 계측 데이터를 이용하여 건축물의 변형 형상을 추정한다. 소량의 계측자료(계측기 설치 및 측정)로 전체 거동 유추하는 것으로서, 변위 기반, 모드 형상 기반, 변형률 기반 등 관련 학계 최신 기법을 적용할 수 있다.
도 10은 도 7의 변형 형상 추정부에서 수행되는 건축물 변형 형상 추정 과정을 개략적으로 도시한 도면이다.
위험 정보 산출부(160)는 지진계의 계측(정보수집) 정보, 변형 형상 추정 결과를 활용하여 응답 DB 결과와 연계하여 지진 위험 분석 정보를 산출할 수 있다. 다시 말해, 지진 발생 시 계측자료, 변형형상 및 응답 DB 연계를 통해 지진 피해 예측 및 분석 결과를 산출할 수 있다.
이때의 지진 위험 분석 정보는 건축물의 위험성, 사용성, 및 손상 위치 중 하나 이상의 정보를 포함할 수 있다. 즉, 지진 피해 예측 및 분석결과는 건축물 붕괴(파괴) 확률, 거동 DB 결과에 기초하여 손상위치 등의 시각화, 관리 DB 결과에 기초한 위험성, 사용성 등의 형태로 산출될 수 있다.
또한, 지진 위험 분석 정보는 사용자의 대피, 재사용 및 재입실 중 하나 이상의 매뉴얼 정보를 포함할 수 있다. 예를 들어, 이와 같은 매뉴얼 정보는 지진 발생 후 5~10분 사이에 지진 피해 예측 및 분석 자료(수치 등) 결과 등과 연동하여 산출될 수 있다.
계측값 분석부(170)는 실제 계측된 데이터를 분석하여 건물의 손상도 등을 예측 및 분석할 수 있다. 계측 데이터는 수초 또는 수분 내에서 최대 지진 가속도를 기반으로 분석할 수 있다.
계측값 분석부(170)는 실제 계측된 데이터에 따른 건물의 위험도를 보수적으로 판단할 수 있다. 즉, 계측 데이터에 따라 건물이 손상될 수 있는 최대 범위로 건물의 손상도를 산출할 수 있다. 예를 들면, 종래에는 지진 가속도가 100 gal, cm/sec²으로 측정된 경우 건물의 위험도를 10레벨 기준으로 3레벨 정도로 판단하였다면, 실시 예에 따른 계측값 분석부(170)는 4레벨 또는 5레벨로 더 높게 판단할 수 있다. 따라서, 재난에 대한 안정적인 대응이 가능해질 수 있다.
재난 피해 정보 제공부(180)는 계측값 분석부(170)에서 산출한 제1 재난 위험 분석 정보 및 위험 정보 산출부(160)에서 산출한 제2 재난 위험 분석 정보를 시각화할 수 있다. 또는, 재난 피해 정보 제공부(180)는 계측값 분석부(170)에서 산출한 제1 재난 위험 분석 정보 및 위험 정보 산출부(160)에서 산출한 제2 재난 위험 분석 정보를 수집하여 오퍼레이터(재난 관리자 등)에게 시각화 자료로 제공할 수 있다.
도 11은 본 발명의 일 실시예에 따른 건축물 지진 피해 예측 및 분석 방법의 개략적인 흐름도이다. 도 11에서, 건축물 지진 피해 예측 및 분석 방법(Earthquake Damage Prediction and Analysis System of Structures; EDPASS)은 기능 구현을 위한 사전 단계(1단계)와 EDPASS 운영 단계(2단계)의 두 단계로 구성되어 있다.
EDPASS 기능 구현을 위한 사전 단계(1단계)는 EDPASS 운영 단계를 위한 필수 요소로서, 1차 해석, 동특성 계측, 거동모델 구축, 지진 시나리오 결정, 2차 해석, 응답 DB 구축의 세부 6개 과정으로 구성되어 있다.
응답 DB 구축이 EDPASS 기능 구현을 위한 사전 단계(1단계)의 최종 결과물(아웃풋)이고, 거동모델, 지진 시나리오, 관련 학계 최신 기술 및 해석 방법이 입력조건(인풋)이며, 입력조건에 따라 응답 DB (수치 등) 결과가 연동되어 반영된다.
EDPASS 운영 단계(2단계)는 서버 컴퓨터 등 전산장치에 탑재한 SW를 활용하여, 지진 발생 시 계측자료와 1단계 응답 DB를 활용하여 지진 피해 예측 및 분석하는 단계로서, 계측, 변형형상 추정, 응답 DB 연계, 지진 피해 예측 및 분석, 대피 및 재사용(입주) 판단의 세부 5개 과정으로 구성된다.
지진 피해 예측 및 분석이 EDPASS 운영 단계(2단계)의 최종 결과물 (아웃풋)이고, 지진 발생 시 계측자료가 입력조건(인풋)이며, 입력조건에 따라 지진 피해 예측 및 분석 (수치 등) 결과가 연동되어 반영된다.
지진 피해 예측 및 분석의 정확도는 1단계 응답 DB 결과 내에서 변형형상 추정 및 응답 DB 연계 기법에 좌우되며, 인명 대피, 건물 재사용 및 재입주 판정은 지진 피해 예측 및 분석 결과(아웃풋)의 활용이다. 수직(최상층에서 지상까지) 및 수평(층별 대피구 분산) 대피 동선을 판정할 수 있으며, 지진 발생 후 5~10분 사이에 건물 건전성(안전성), 재사용 및 재입주 여부 판단자료는 지진 피해 예측 및 분석 자료 (수치 등) 결과와 연동되어 반영된다.
정리하자면, 본 발명은 지진 규모의 단순 비교나 육안검사의 한계점을 극복하기 위한 국내외 최초 준공완료된 실제 건축물의 계측 자료를 활용한 지진 피해 예측 및 분석 시스템 및 방법을 제시한다. 본 발명에 의하면, 사전 지진 피해 응답 DB(해석, 분석, 예측, 평가) 구축 후 실시간 계측 자료와 응답 DB 연계로 정밀검사 전문성(건축물 재사용 및 입주자 재입실 여부 판단) 수준의 지진 피해 예측 및 분석이 가능해진다.
보다 구체적으로, 내진 설계 모델에 SHM(Structure Health Monitoring; 실제 건물 센서의 계측값에 기반한 일상환경의 유지관리 기술) 기법과 기술을 반영하여 시공 중 또는 준공 완료된 실제 건축물 동특성(고유주파수 등) 측정을 통해 건물 거동(해석) 모델을 수립하고, 다양한 지진 발생 시나리오를 가정하고 지진 시나리오별 건물 거동모델 사전 지진 피해 응답 DB(해석, 분석, 예측, 평가)를 구축한 후, 지진 발생 시 실시간 계측 자료(값)와 응답 DB 연계를 통해, 전문가 정밀검사 수준의 DATA 기반 건물 건전성, 사용 및 재입주 여부 등의 판단 자료를 제공할 수 있게 된다.
상술한 재난 피해 예측 및 분석 방법은 컴퓨터로 읽을 수 있는 기록매체에 컴퓨터가 읽을 수 있는 프로그램(코드)로서 구현하는 것이 가능하다. 컴퓨터가 읽을 수 있는 기록매체는 컴퓨터 시스템에 의하여 읽혀질 수 있는 데이터가 저장되는 모든 종류의 기록장치를 포함한다. 컴퓨터가 읽을 수 있는 기록매체의 예로는 ROM, RAM, CD-ROM, 자기 테이프, 플로피디스크, 광데이터 저장장치 등이 있다. 또한 컴퓨터가 읽을 수 있는 기록매체는 네트워크로 연결된 컴퓨터 시스템에 분산되어 분산방식으로 컴퓨터가 읽을 수 있는 코드가 저장되고 실행될 수 있다
본 실시예에서 사용되는 '~부'라는 용어는 소프트웨어 또는 FPGA(field-programmable gate array) 또는 ASIC과 같은 하드웨어 구성요소를 의미하며, '~부'는 어떤 역할들을 수행한다. 그렇지만 '~부'는 소프트웨어 또는 하드웨어에 한정되는 의미는 아니다. '~부'는 어드레싱할 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.
상기에서는 본 발명의 바람직한 실시예를 참조하여 설명하였지만, 해당 기술 분야의 숙련된 당업자는 하기의 특허 청구의 범위에 기재된 본 발명의 사상 및 영역으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명을 다양하게 수정 및 변경시킬 수 있음을 이해할 수 있을 것이다.
Claims (11)
- 복수의 재난 시나리오를 건축물의 거동모델에 적용하여 상기 건축물의 응답 데이터베이스를 구축하는 응답 데이터베이스 구축부;
실제 계측된 재난 데이터와 가장 매칭되는 재난 시나리오를 선택하고, 선택된 상기 재난 시나리오에 의해 미리 설정된 재난 위험 분석 정보를 산출하는 위험 정보 산출부;
상기 실제 계측된 재난 데이터를 분석하여 재난 위험 분석 정보를 산출하는 계측값 분석부; 및
상기 계측값 분석부에서 산출한 제1 재난 위험 분석 정보 및 상기 위험 정보 산출부에서 산출한 제2 재난 위험 분석 정보를 시각화하는 재난 피해 제공부를 포함하고,
상기 제1 재난 위험 분석 정보는 상기 제2 재난 위험 분석 정보 보다 빠르게 산출되는 재난 피해 예측 및 분석 시스템.
- 제1항에 있어서,
상기 계측값 분석부는 비교부와 메모리부를 포함하고,
상기 비교부는 건축물에 배치된 가속도 센서로부터 수신한 값을 상기 메모리부에 미리 저장된 임계치와 비교하여 건축물의 안전성을 평가하고,
상기 제1 재난 위험 분석 정보는 상기 제2 재난 위험 분석 정보보다 빠르게 산출되어 상기 제2 재난 위험 분석 정보보다 먼저 시각화되고,
상기 메모리부에 저장된 임계치는 상기 제2 재난 위험 분석 정보를 기초로 보정되는 재난 피해 예측 및 분석 시스템.
- 제1항에 있어서,
상기 제1 재난 위험 분석 정보는 상기 건축물의 각 층별 최대 지진 가속도, 및 상기 건축물의 각 층별 위험도 정보를 포함하는 재난 피해 예측 및 분석 시스템.
- 제1항에 있어서,
상기 제1 재난 위험 분석 정보는,
상기 건축물의 상태를 단계별로 구분한 제1 판정 기준을 표시하는 제1 분석 정보,
상기 제1 판정 기준에 따라 상기 건축물의 상태를 표시한 제2 분석 정보,
상기 건축물의 층별로 지진 가속도를 보여주는 제3 분석 정보, 및
상기 제1 판정 기준에 따라 건축물의 층별 상태를 표시한 제4 분석 정보를 포함하는 재난 피해 예측 및 분석 시스템.
- 제4항에 있어서,
상기 제2 재난 위험 분석 정보는,
상기 건축물의 상태를 단계별로 구분한 제2 판정 기준을 포함하는 제5 분석 정보,
상기 재난 시나리오의 응답 결과를 상기 제2 판정 기준 중 어느 하나로 표시한 제6 분석 정보,
상기 건축물의 층별로 측정된 재난 가속도를 환산한 변위 환산값을 표시하는 제7 분석 정보, 및
상기 건축물의 층별로 상기 재난 시나리오의 응답 결과를 상기 제2 판정 기준에 따라 표시한 제8 분석 정보를 포함하는 재난 피해 예측 및 분석 시스템.
- 제1항에 있어서,
상기 건축물의 설계 정보로부터 상기 건축물의 설계 해석 모델을 구축하는 설계 해석 모델 구축부;
상기 건축물의 계측 정보로부터 상기 건축물의 계측 동특성 정보를 획득하는 계측 동특성 정보 획득부;
상기 계측 동특성 정보에 따라 상기 건축물의 설계 해석 모델을 수정하여 상기 건축물의 거동모델을 구축하는 거동 모델 구축부; 및
상기 건축물의 대상 지역에서의 재난 시나리오를 결정하는 재난 시나리오 결정부를 더 포함하는 재난 피해 예측 및 분석 시스템.
- 제1항에 있어서,
상기 위험 정보 산출부는 상기 건축물에 작용하는 외력 계측 데이터 및 상기 외력에 의한 상기 건축물의 거동 응답 계측 데이터를 기준으로 하여 재난 발생 전 구축한 응답 데이터 베이스 중 계측 데이터와 오차가 가장 적은 재난 시나리오에 대응하는 재난 피해 예측 및 분석 정보를 산출하는 재난 피해 예측 및 분석 시스템.
- 제7항에 있어서,
상기 위험 정보 산출부는 상기 거동 응답 계측 데이터를 이용하여 상기 건축물의 변형 형상을 추정하는 변형 형상 추정부를 포함하는 것을 특징으로 하는 재난 피해 예측 및 분석 시스템.
- 재난 피해 예측 및 분석 시스템이,
재난 시나리오를 건축물의 거동모델에 적용하여 상기 건축물의 응답 데이터베이스를 구축하는 응답 데이터베이스를 구축 단계;
실제 계측된 재난 데이터와 가장 매칭되는 재난 시나리오를 선택하고, 선택된 상기 재난 시나리오에 의해 미리 설정된 재난 위험 분석 정보를 산출하는 위험 정보 산출 단계;
상기 실제 계측된 재난 데이터를 분석하여 재난 위험 분석 정보를 산출하는 계측값 분석 단계; 및
상기 계측값 분석 단계에서 산출한 제1 재난 위험 분석 정보 및 상기 위험 정보 산출 단계에서 산출한 제2 재난 위험 분석 정보를 시각화하는 단계를 포함하고,
상기 제1 재난 위험 분석 정보는 상기 제2 재난 위험 분석 정보보다 빠르게 산출되는 재난 피해 예측 및 분석 방법.
- 제9항에 있어서,
상기 응답 데이터베이스 구축 단계 이전에,
상기 건축물의 설계 정보로부터 상기 건축물의 설계 해석 모델을 구축하는 단계;
상기 건축물의 계측 정보로부터 상기 건축물의 계측 동특성 정보를 획득하는 단계;
상기 계측 동특성 정보에 따라 상기 건축물의 설계 해석 모델을 수정하여 상기 건축물의 거동모델을 구축하는 단계; 및
상기 건축물의 대상 지역에서의 재난 시나리오를 결정하는 단계를 더 포함하고,
상기 계측값 분석 단계는, 비교부가 건축물에 배치된 가속도 센서로부터 수신한 값을 메모리부에 미리 저장된 임계치와 비교하여 건축물의 안전성을 평가하고,
상기 시각화하는 단계에서, 제1 재난 위험 분석 정보는 상기 제2 재난 위험 분석 정보보다 빠르게 산출되어 상기 제2 재난 위험 분석 정보보다 먼저 시각화되고,
상기 메모리부에 저장된 임계치는 상기 제2 재난 위험 분석 정보를 기초로 보정되는 재난 피해 예측 및 분석 방법.
- 제9항 또는 제10항 중 어느 한 청구항의 방법을 실행시키기 위한 컴퓨터 판독 가능한 프로그램을 기록한 기록 매체.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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| KR1020180143932A KR102098888B1 (ko) | 2018-11-20 | 2018-11-20 | 재난 피해 예측 및 분석 시스템, 방법 및 상기 방법을 실행시키기 위한 컴퓨터 판독 가능한 프로그램을 기록한 기록 매체 |
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