KR102215368B1 - 화학사고 피해영향범위 산정을 위한 자동 기상정보 제공시스템 - Google Patents

Abstract

본 발명은 화학물질사고대응을 위한 기상정보 제공시스템에 관한 것으로, 보다 상세하게는 화학물질 누출과 같은 사고발생시에 사고발생지역의 기상정보를 취득하기 위하여 최단거리 관측시스템 및 해당 관측시스템에서 관측한 기상정보를 제공하기 위한 기상정보 제공시스템에 관한 것이다.
본 발명의 일 실시예에 따른 화학물질사고대응을 위한 기상정보 제공시스템은, 화학물질누출사고가 발생하면 상기 화학물질누출사고가 발생한 지역에 대한 위치값을 입력하는 위치입력부와, 상기 위치입력부로부터 입력된 위치값을 중심으로 최단거리에 위치하는 기상관측소의 위치정보를 제공하는 기상관측소 위치제공부와, 상기 기상관측소에서 측정된 기상정보를 획득하는 기상정보획득부 및 상기 기상정보획득부로부터 획득한 기상정보를 통해 화학물질 누출사고 발생지역으로부터 누출된 화학물질의 확산범위 및 확산농도를 산정하는 피해영향범위산정부를 포함한다.

Description

화학사고 피해영향범위 산정을 위한 자동 기상정보 제공시스템{Weather information provision system for estimating the extent of chemical accident damage}

본 발명은 화학사고 피해영향범위 산정을 위한 자동 기상정보 제공시스템에 관한 것으로, 보다 상세하게는 화학물질 누출과 같은 사고발생시에 사고발생지역의 기상정보를 취득하기 위하여 최단거리 관측시스템 및 해당 관측시스템에서 관측한 기상정보를 제공하기 위한 기상정보 제공시스템에 관한 것이다.

본 명세서에서 달리 표시되지 않는 한, 이 섹션에 설명되는 내용들은 이 출원의 청구항들에 대한 종래 기술이 아니며, 이 섹션에 포함된다고 하여 종래 기술이라고 인정되는 것은 아니다.

최근 화학물질사용이 증가하고 사용범위도 다양해지면서 화학물질 누출사고로 인한 물적/인적피해가 증가하고 있다. 이러한 화학물질 사고는 단순히 화학물질이 저장된 탱크 등 취급시설이 설치된 생산현장뿐만 아니라 화학물질을 운송하는 과정이나 폐기하는 과정 등 여러 산업과정에 걸쳐 전반적으로 발생하고 있는 실정이다. 특히 유독가스나 화재, 폭발의 우려가 있는 화학물질이 유출됨에 따라 많은 물적/인적피해를 가져오게 되므로 적절한 대응시스템이 마련되어 있지 않으면 추가적인 사고를 막을 수 없어 대형사고로 이어질 수 있게 된다.

또한, 상기와 같은 대응시스템은, 화학물질 누출 시 초기대응이 매우 중요하며 화학물질이 누출되자마자 이를 감지하고 사고대응 담당자에게 누출된 정보를 전달하게 되는데, 종래 누출된 화학물질의 종류, 누출량, 누출조건, 지표면 굴곡도 뿐만 아니라 사고발생지역의 풍향이나 풍속과 같은 기상정보가 포함된 화학물질 확산을 예측하는 확산모델이 존재하였다. 상기 확산모델은 대기 중으로 누출된 화학물질의 입자가 바람 방향으로 이동하면서 수평 방향과 수직방향으로 퍼져 나가는 현상으로 정의되며, 누출원 주변의 농도 분포와 기상 정보를 분석하여 누출된 화학물질이 어느 정도의 속도로 어느 지역까지 확산될지를 예측하고 화학물질 확산범위에 대응되는 피해영향범위를 산정하여, 상기 피해영향범위에 대응되는 지역에 거주하는 사람들에게 신속하게 대피명령을 내릴 필요가 있으며, 소방, 경찰 등 사고대응 유관기관이 통제선을 설치할 필요가 있다.

이러한 피해영향 범위산정은 누출된 화학물질명, 누출량, 누출조건(취급시설 운전압력, 운전온도 등), 지표면 굴곡도, 기상조건 등을 고려하여 종합적으로 산정되는데, 전술한 기상정보를 제공하는 대응시스템의 경우, 사용자가 수동으로 기상정보를 찾아서 입력할 수도 있지만 기상정보를 획득하기 위하여 전국에 설치된 관측소로부터 기상데이터를 활용하게 되는데, 사고지점을 중심으로 가장 가까운 관측소가 기상청에서 제공하는 기상정보를 가져와서 풍속이나 풍향에 대한 정보를 전달해주었다. 그러나 기상청에서 관리하는 상기 관측소는 국토면적 대비 그 숫자가 너무 적어, 사고 지점의 기상정보를 정확하게 제공하지 못한다는 문제점이 있었다. 또한, 사고지점을 중심으로 최단거리에 있는 관측소가 상기 확산모델 구동시에 필요한 4가지 필수인자(온도, 습도, 풍향, 풍속)중에 어느 하나라도 존재하지 않는다면 상기 최단거리 관측소의 정보를 통해 피해영향범위를 산출하기 어렵다는 문제점이 존재한다.

1. 한국 공개특허 제10-2016-0116675호(2016.10.10 공개)

화학물질 누출시에 사고발생지역의 기상정보를 취득하기 위하여 최단거리 관측시스템 및 해당 관측시스템에서 관측한 기상정보를 제공하기 위한 화학사고 피해영향범위 산정을 위한 자동 기상정보 제공시스템을 제공하고자 한다.

또한, 상술한 바와 같은 기술적 과제들로 한정되지 않으며, 이하의 설명으로부터 또 다른 기술적 과제가 도출될 수도 있음은 자명하다.

본 발명의 일 실시예에 따른 화학사고 피해영향범위 산정을 위한 기상정보 제공시스템은, 화학물질누출사고가 발생하면 상기 화학물질누출사고가 발생한 지역에 대한 위치값을 입력하는 위치입력부와, 상기 위치입력부로부터 입력된 위치값을 중심으로 최단거리에 위치하는 기상관측소의 위치정보를 제공하는 기상관측소 위치제공부와, 상기 기상관측소에서 측정된 기상정보를 획득하는 기상정보획득부 및 상기 기상정보획득부로부터 획득한 기상정보를 통해 화학물질 누출사고 발생지역으로부터 누출된 화학물질의 확산범위 및 확산농도를 산정하는 피해영향범위산정부를 포함한다.

본 발명의 바람직한 특징에 따르면, 상기 기상정보획득부는, 상기 기상관측소로부터 온도, 습도, 풍향, 풍속에 대한 기상정보데이터를 획득하는 것을 특징으로 한다.

본 발명의 바람직한 특징에 따르면, 상기 피해영향범위산정부는, 상기 기상정보획득부로부터 획득한 온도, 습도, 풍향, 풍속에 대한 기상정보데이터 전부를 포함하는 경우 상기 기상정보획득부로부터 획득한 기상정보를 통해 피해영향범위를 산정하고, 상기 온도, 습도, 풍향, 풍속에 대한 기상정보데이터 중 하나 이상의 데이터가 존재하지 않는 경우 상기 위치입력부로부터 입력된 화학물질누출사고가 발생한 지역의 위치값을 중심으로 두 번째 가까운 거리에 위치하는 기상관측소로부터 상기 존재하지 않는 기상정보데이터를 획득하고, 그대로 채용하여 피해영향범위를 산정하는 것을 특징으로 한다.

본 발명의 바람직한 특징에 따르면, 상기 피해영향범위산정부는, 최단거리에 위치하는 기상관측소로부터 획득한 기상정보데이터를 우선적으로 입력하고, 상기 두 번째 가까운 거리에 위치하는 기상관측소로부터 획득한 나머지 기상정보데이터를 입력하여 화학물질 누출사고 발생지역으로부터 누출된 화학물질의 확산범위 및 확산농도를 산정하는 것을 특징으로 한다.

본 발명의 바람직한 특징에 따르면, 상기 피해영향범위산정부는, 상기 누출된 화학물질의 확산범위 및 확산농도를 산정하고, 화학물질 누출사고 발생지역으로부터 풍향, 풍속, 거리에 따라 위험, 준위험, 완충지역으로 구분하여 피해영향범위를 결정하는 것을 특징으로 한다.

본 발명의 바람직한 특징에 따르면, 상기 피해영향범위산정부를 통해 산정된 피해영향범위 내에 위치하는 지역 주민들에게 재난문자를 발송하는 것을 특징으로 한다.

본 발명의 실시예에 의하면, 화학물질누출사고 발생지역으로부터 최단거리에 위치한 기상관측소로부터 기상정보를 획득하며, 이에 대한 온도, 습도, 풍향, 풍속에 대한 필수인자 중 하나라도 없을 시에 다음 최단거리의 기상관측소로부터 기상정보를 획득하는 방식을 통해 기상정보의 정확성을 증대시킬 수 있다는 장점이 있다.

또한, 본 발명의 실시예에 의하면, 상기와 같은 기상정보의 정확성을 증대시킴으로써 화학물질사고를 빠른시간안에 대응함으로써 인명피해를 최소화시킬 수 있다는 장점이 있다.

본 발명의 효과는 상기한 효과로 한정되는 것은 아니며, 본 발명의 상세한 설명 또는 특허청구범위에 기재된 발명의 구성으로부터 추론 가능한 모든 효과를 포함하는 것으로 이해되어야 한다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 기상정보 제공시스템의 개념도.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 기상정보 제공시스템의 개념상세도.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 기상정보 제공시스템에 있어서, 피해영향범위가 산정된 개략도.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 바람직한 실시예에 따른 화학사고 피해영향범위 산정을 위한 기상정보 제공시스템의 구성, 동작 및 작용효과에 대하여 살펴본다. 참고로, 이하 도면에서, 각 구성요소는 편의 및 명확성을 위하여 생략되거나 개략적으로 도시되었으며, 각 구성요소의 크기는 실제 크기를 반영하는 것은 아니다. 또한, 명세서 전체에 걸쳐 동일 참조 부호는 동일 구성요소를 지칭하며 개별 도면에서 동일 구성에 대한 도면 부호는 생략하기로 한다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 기상정보 제공시스템의 개념도를 도시하고, 도 2는 개념상세도를 나타낸다.

본 발명의 일 실시예에 따른 화학물질사고대응을 위한 기상정보 제공시스템(100)은, 화학물질누출사고가 발생하면 상기 화학물질누출사고가 발생한 지역에 대한 위치값을 입력하는 위치입력부(110)와, 상기 위치입력부(110)로부터 입력된 위치값을 중심으로 최단거리에 위치하는 기상관측소의 위치정보를 제공하는 기상관측소 위치제공부(120)와, 상기 기상관측소에서 측정된 기상정보를 획득하는 기상정보획득부(130) 및 상기 기상정보획득부(130)로부터 획득한 기상정보를 통해 화학물질 누출사고 발생지역으로부터 누출된 화학물질의 확산범위 및 확산농도를 산정하는 피해영향범위산정부(140)를 포함한다.

우선 특정지역에 설치된 화학물질 취급시설에서 누출사고가 발생하거나, 화학물질 운송중에 누출사고가 발생하게 되면 해당 지역에 대한 좌표값 등 위치정보를 입력받을 필요가 있다. 그에 따라, 상기 기상정보 제공시스템(100)은 화학물질 누출사고가 발생한 지역에 대한 위치값을 전달받아 그 위치값을 입력하는 위치입력부(110)를 포함한다.

다음으로, 상기 위치입력부(110)로부터 입력된 위치값을 중심으로 하여 최단거리에 위치하는 기상관측소의 위치정보를 제공하는 기상관측소 위치제공부(120)를 포함한다. 상기 관측소는 전국에 위치하며 기상청에서 관리하는 약 560여개의 관측소로 이루어질 수 있다. 또한, 상기 기상청에서 관리하는 관측소의 수는 국토 전체 면적 대비 너무 적어 사고지점으로부터 상당히 멀리 떨어진 관측소로부터 기상정보를 가져오게 됨에 따른 기상정보의 오차 등을 줄이기 위하여 기상청과 지자체를 통합하여 관리하는 약 3900여개의 관측지점으로 이루어질 수도 있으며, 이는 후술하는 화학물질 피해영향범위를 산정하기 위한 인자들을 측정할 수 있는 관측소면 전부 가능하다. 따라서, 상기 위치입력부(110)로부터 입력된 위치값으로부터 가장 가까이에 위치한 기상관측소의 위치정보를 제공하는 기상관측소 위치제공부(120)를 통해 최단거리 관측소의 위치를 바로 파악할 수 있다.

다음으로, 상기 기상관측소에서 측정된 기상정보를 획득하는 기상정보획득부(130)를 더 포함한다. 상기 기상정보획득부(130)는 최단거리에 위치하는 기상관측소의 위치를 전달받고 해당 기상관측소에서 측정된 기상정보를 획득하기 위한 구성이다.

본 발명의 바람직한 특징에 따르면, 상기 기상정보획득부(130)는, 상기 기상관측소로부터 온도, 습도, 풍향, 풍속에 대한 기상정보데이터를 획득하는 것을 특징으로 한다.

상기 기상관측소로부터 획득하는 기상정보는 화학물질 피해영향범위를 산정함에 있어 중요한 4대요소인 온도, 습도, 풍향, 풍속에 대한 기상정보 데이터로 이루어질 수 있다. 우선 대기의 온도나 상대습도와 같은 정보에 의하여 누출된 화학물질이 포함된 대기가 어느 정도의 농도를 갖는지 또는 확산속도가 얼마나 빠른지를 계산할 수 있으며, 풍향이나 풍속정보에 의하여 화학물질누출사고 발생지점으로부터 어떤 방향으로 어느 정도의 속도를 가지며 이동하는지를 계산할 수 있다.

마지막으로, 상기 기상정보획득부(130)로부터 획득한 기상정보를 통해 화학물질 누출사고 발생지역으로부터 누출된 화학물질의 확산범위 및 확산농도를 산정하는 피해영향범위산정부(140)를 포함할 수 있다. 상기 피해영향범위산정부(140)는 기상정보획득부(130)로부터 획득한 온도, 습도, 풍향, 풍속에 대한 기상정보데이터를 통해 화학물질 누출사고 발생지역으로부터 누출된 화학물질의 확산범위나 확산농도를 산정할 수 있다. 상기 확산범위나 확산농도를 산정하기 위한 일 실시예로 확산모델을 사용할 수 있다. 상기 확산모델은 대기 중으로 누출된 화학물질의 입자가 바람 방향으로 이동하면서 수평방향과 수직방향으로 퍼져 나가는 현상으로 정의되며, 이러한 현상학적 해석에 의해 누출된 지역을 중심으로 주변의 농도 분포를 계산하며, 바람이 부는 방향을 X축으로, 바람이 부는 방향의 수직방향을 Y축으로 간주하여 특정위치의 농도를 측정할 수 있어 누출된 화학물질이 확산된 범위나 농도값을 결정할 수 있게 된다.

본 발명의 바람직한 특징에 따르면, 상기 피해영향범위산정부(140)는, 상기 기상정보획득부(130)로부터 획득한 온도, 습도, 풍향, 풍속에 대한 기상정보데이터 전부를 포함하는 경우 상기 기상정보획득부(130)로부터 획득한 기상정보를 통해 피해영향범위를 산정하고, 상기 온도, 습도, 풍향, 풍속에 대한 기상정보데이터 중 하나 이상의 데이터가 존재하지 않는 경우 상기 위치입력부로부터 입력된 화학물질누출사고가 발생한 지역의 위치값을 중심으로 두 번째 가까운 거리에 위치하는 기상관측소로부터 상기 존재하지 않는 기상정보데이터를 획득하여 피해영향범위를 산정하는 것을 특징으로 한다.

상기와 같은 확산모델을 적용함에 있어 필수적 요소인 온도, 습도, 풍향, 풍속에 해당하는 4가지 기상정보데이터가 최단거리에 위치하는 기상관측소에 모두 존재하는 경우 상기 기상정보획득부(130)가 기상정보를 획득할 수 있지만, 이 중에서 어느 하나의 데이터라도 존재하지 않는 경우 확산모델을 적용시키기 어려워 다른 기상관측소의 정보를 취득해야하는 단점이 있다. 그에 따라, 우선적으로 최단거리에 위치하는 기상관측소로부터 기상정보를 획득하고 존재하지 않는 기상정보데이터는 그 다음 최단거리에 위치하는 기상관측소로부터 상기 존재하지 않는 기상정보데이터를 획득하고, 이를 그대로 채용하여 종합함으로써 피해영향범위를 산정할 수 있게 된다.

본 발명의 바람직한 특징에 따르면, 상기 피해영향범위산정부(140)는, 최단거리에 위치하는 기상관측소로부터 획득한 기상정보데이터를 우선적으로 입력하고, 상기 두 번째 가까운 거리에 위치하는 기상관측소로부터 획득한 나머지 기상정보데이터를 입력하여 화학물질 누출사고 발생지역으로부터 누출된 화학물질의 확산범위 및 확산농도를 산정하는 것을 특징으로 한다. 전술한 바와 같이, 상기 피해영향범위산정부(140)는 우선 최단거리에 위치하는 기상관측소로부터 획득할 수 있는 기상정보데이터를 우선적으로 입력하고 포함되지 않는 기상정보는 다음으로 가까운 위치에 있는 기상관측소로부터 나머지 기상정보데이터를 입력하여 이를 종합하여 화학물질의 확산범위나 확산농도를 산정함으로써 보다 정확한 정보를 제공할 수 있게 된다.

도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 기상정보 제공시스템에 있어서, 피해영향범위가 산정된 개략도를 도시한다.

본 발명의 바람직한 특징에 따르면, 상기 피해영향범위산정부(140)는, 상기 누출된 화학물질의 확산범위 및 확산농도를 산정하고, 화학물질 누출사고 발생지역으로부터 풍향, 풍속, 거리에 따라 위험, 준위험, 완충지역으로 구분하여 피해영향범위를 결정하는 것을 특징으로 한다.

상기와 같은 누출된 화학물질의 확산범위나 확산농도를 산정하게 되면 위험지역에 대한 전체면적을 계산할 수 있으며, 이 중에서 풍향이나 풍속, 누출사고 지점으로부터의 거리에 따라 위험한 지역, 위험에 준한 지역 및 완충 지역 등으로 구분하여 피해영향범위를 산정할 수 있으며 이는 기설정된 제어값에 의해 해당 지역을 구분할 수 있다. 그에 따라, 위험지역에 위치하는 시민들에게는 최단시간에 대피할 수 있도록 안내해줄 수 있으며, 완충지역에 위치하는 시민들에게는 창문을 닫거나 외부활동을 자제시키는 등의 조치를 취할 수 있다.

본 발명의 바람직한 특징에 따르면, 상기 피해영향범위산정부(140)를 통해 산정된 피해영향범위 내에 위치하는 지역 주민들에게 긴급 재난문자를 발송하여 주민대피 관련 원활한 후속조치가 이루어지도록 하는것을 특징으로 한다.

상기 피해영향범위산정부(140)를 통해 산정된 위험, 준위험, 완충지역으로 구분된 피해영향범위 내에 위치하는 지역 주민들에게 긴급재난문자를 발송하여 화학물질이 누출된 사실을 신속하게 알리고 기상상황에 따라서 얼마나 빠른 속도로 어느 지역까지 확산될 지에 대한 정보를 긴급재난문자로 알림으로써 피해를 최소화할 수 있게 된다.

또한, 상기 피해영향범위 결과를 활용하여 소방에서 위험지역을 중심으로 1차 오염통제선과 경찰에서 2, 3차 현장통제선을 설치하는 등 신속하고 정확한 사고대응을 할 수 있게 된다.

이상 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 설명하였지만, 본 명세서에 기재된 실시예와 도면에 도시된 구성은 본 발명의 가장 바람직한 일 실시예에 불과할 뿐이고 본 발명의 기술적 사상을 모두 대변하는 것은 아니므로, 본 출원시점에 있어서 이들을 대체할 수 있는 다양한 균등물과 변형예들이 있을 수 있음을 이해하여야 한다. 그러므로 이상에서 기술한 실시예들은 모든 면에서 예시적인 것이며 한정적인 것이 아닌 것으로서 이해되어야 하고, 본 발명의 범위는 상세한 설명보다는 후술하는 특허청구범위에 의하여 나타내어지며, 특허청구범위의 의미 및 범위 그리고 그 등가 개념으로부터 도출되는 모든 변경 또는 변형된 형태가 본 발명의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 한다.

100 : 기상정보 제공시스템
110 : 위치입력부
120 : 위치제공부
130 : 기상정보획득부
140 : 피해영향범위산정부

Claims (6)

1. 화학물질누출사고가 발생하면 상기 화학물질누출사고가 발생한 지역에 대한 위치값을 입력하는 위치입력부;
   상기 위치입력부로부터 입력된 위치값을 중심으로 최단거리에 위치하는 기상관측소의 위치정보를 제공하는 기상관측소 위치제공부;
   상기 기상관측소에서 측정된 기상정보를 획득하는 기상정보획득부; 및
   상기 기상정보획득부로부터 획득한 기상정보를 통해 화학물질 누출사고 발생지역으로부터 누출된 화학물질의 확산범위 및 확산농도를 산정하는 피해영향범위산정부;
   를 포함하는 화학사고 피해영향범위 산정을 위한 기상정보 제공시스템.
2. 제1항에 있어서,
   상기 기상정보획득부는,
   상기 기상관측소로부터 온도, 습도, 풍향, 풍속에 대한 기상정보데이터를 획득하는 것을 특징으로 하는 화학사고 피해영향범위 산정을 위한 기상정보 제공시스템.
3. 제2항에 있어서,
   상기 피해영향범위산정부는,
   상기 기상정보획득부로부터 획득한 온도, 습도, 풍향, 풍속에 대한 기상정보데이터 전부를 포함하는 경우 상기 기상정보획득부로부터 획득한 기상정보를 통해 피해영향범위를 산정하고,
   상기 온도, 습도, 풍향, 풍속에 대한 기상정보데이터 중 하나 이상의 데이터가 존재하지 않는 경우 상기 위치입력부로부터 입력된 화학물질누출사고가 발생한 지역의 위치값을 중심으로 두 번째 가까운 거리에 위치하는 기상관측소로부터 상기 존재하지 않는 기상정보데이터를 획득하여 피해영향범위를 산정하는 것을 특징으로 하는 화학사고 피해영향범위 산정을 위한 기상정보 제공시스템.
4. 제3항에 있어서,
   상기 피해영향범위산정부는,
   최단거리에 위치하는 기상관측소로부터 획득한 기상정보데이터를 우선적으로 입력하고,
   상기 두 번째 가까운 거리에 위치하는 기상관측소로부터 획득한 나머지 기상정보데이터를 입력하여 화학물질 누출사고 발생지역으로부터 누출된 화학물질의 확산범위 및 확산농도를 산정하는 것을 특징으로 하는 화학사고 피해영향범위 산정을 위한 기상정보 제공시스템.
5. 제1항에 있어서,
   상기 피해영향범위산정부는,
   상기 누출된 화학물질의 확산범위 및 확산농도를 산정하고,
   화학물질 누출사고 발생지역으로부터 풍향, 풍속, 거리에 따라 위험, 준위험, 완충지역으로 구분하여 피해영향범위를 결정하는 것을 특징으로 하는 화학사고 피해영향범위 산정을 위한 기상정보 제공시스템.
6. 제1항에 있어서,
   상기 피해영향범위산정부를 통해 산정된 피해영향범위 내에 위치하는 지역 주민들에게 재난문자를 발송하는 것을 특징으로 하는 화학사고 피해영향범위 산정을 위한 기상정보 제공시스템.

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