KR102374165B1 - 화생방 탐지기를 활용하는 화생방 감시 장치 및 화생방 탐지기 배치 방법 - Google Patents
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Abstract
본 발명은 화생방 탐지기를 활용하는 화생방 감시 장치 및 화생방 탐지기 배치 방법에 관한 것으로, 자세하게는 화학, 생물학, 방사능 등 오염원에 의해 발생 가능한 화생방 위기 상황 시, 최대 탐지 및 조기 경보 확률을 최대화하여 신속하게 화생방 작전 및 대응 계획을 수립할 수 있는 방법 및 장치이다.
Description
본 발명은 화생방 탐지기를 활용하는 화생방 감시 장치 및 화생방 탐지기 배치 방법에 관한 것으로, 보다 구체적으로는 오염원에 의해 발생 가능한 화생방 사건을 보다 신속하게 탐지하기 위해 설치 가능한 화생방 탐지기를 최적의 장소에 배치하는 화생방 감시 장치 및 화생방 탐지기 배치 방법에 관한 것이다.
화생방(CBRN: Chemical, Biological, Radiological and Nuclear)은 화학(Chemical), 생물학(Biological), 방사능(Radiological) 및, 원자력(Nuclear)을 아울러 이르는 말로, 대량 · 무차별 살상 무기에 해당한다. 이는 통상의 무기와 구별되는 무기로써, 적지에 운반 · 살포함으로써, 시설이나, 건물을 파괴함이 없이 인원이나, 동물을 발명 · 상해 · 착란 · 치사케하는 무기로, 비인도적인 무차별 학살을 뜻한다.
이를 방지하기 위해 화생방 탐지기를 이용한 감시 시스템을 이용한다. 감시 시스템은 화생방 사건을 신속히 탐지하고 위기에 대처하기 위한 시스템으로, 적정한 감시 능력을 발휘하기 위해서는 화생방 탐지기가 적재적소에 배치되어야 한다. 자세하게, 감시 시스템은 생화학 테러 등의 오염원의 누출을 초기에 발견하고, 발견 시, 최대 탐지 및 조기 경보 확률을 최대화하며, 보다 신속하게 화생방 작전 및 대응 계획을 수립해야 한다.
그러나, 오염원의 누출을 초기에 발견하기 위해서는 복수의 화생방 탐지기가 필요로 하나, 예산 혹은 운영상의 제약 등으로 인해서 설치 가능한 화생방 탐지기의 종류와 개수에는 제약이 있다. 또한, 한정된 화생방 탐지기를 최적의 장소에 배치하기 위해 사용할 수 있는 최적 배치 도구가 존재하지 않는다.
본 발명은 오염원의 누출에 관한 복수의 시나리오에 기초한 확산 모델링 데이터를 이용함으로써, 오염원을 탐지하는 화생방 탐지기를 배치하기 위한 최적화된 배치 기준을 결정하는 화생방 감시 장치 및 화생방 탐지기 배치 방법을 제공할 수 있다.
본 발명은 배치 가능한 화생방 탐지기의 개수와 종류를 기반으로 배치 기준에 따른 최적화된 화생방 탐지기의 위치를 화면에 표시함으로써, 화생방 위기 상황 발생 시, 최대 탐지 및 조기 경보 확률을 최대화하며, 보다 신속하게 화생방 작전 및 대응 계획을 수립하는 화생방 감시 장치 및 화생방 탐지기 배치 방법을 제공할 수 있다.
본 발명은 기 측정된 기상 관측 자료를 토대로 화생방 사건이 발생할 확률을 가중치로 부여하여 화생방 탐지기의 배치를 평가함으로써, 실제로 화생방 사건이 발생했을 때의 기상 정보를 확률적으로 가장 정확히 예측하는 화생방 감시 장치 및 화생방 탐지기 배치 방법을 제공할 수 있다.
일실시예에 따른 화생방 탐지기 배치 방법은 기상 관측 자료를 이용하여 오염원의 누출과 관련된 복수의 확산 시나리오를 생성하는 단계; 상기 복수의 확산 시나리오에 따른 확산 모델링 데이터를 획득하는 단계; 위성 지도를 이용하여 공기 중에 노출된 오염원을 탐지하는 복수의 화생방 탐지기를 배치하기 위한 복수의 배치 가능 지역을 설정하는 단계; 상기 화생방 탐지기의 개수 및 종류에 기초하여 화생방 탐지기를 배치하기 위한 배치 기준을 결정하는 단계; 상기 배치 기준에 따른 확산 모델링 데이터를 이용하여 상기 복수의 배치 가능 지역 내 후보 위치들 간에 배치 효과 점수를 계산하는 단계; 및 상기 계산된 배치 효과 점수에 기초하여 오염원을 탐지하기에 적합한 화생방 탐지기의 위치를 화면에 표시하는 단계;를 포함할 수 있다.
일실시예에 따른 확산 시나리오를 생성하는 단계는, 결합 도수 함수를 적용하여 기상 관측 자료의 특정 기간 내 기상 환경이 변화하는지에 대한 확률을 나타내는 도수 분포 테이블을 생성하는 단계; 및 도수 분포 테이블의 계급별 기상 조건을 적용하여 복수의 확산 시나리오를 생성하는 단계;를 포함할 수 있다.
일실시예에 따른 확산 모델링 데이터를 획득하는 단계는, 오염원이 노출된 장소를 중심으로 복수의 확산 시나리오마다 시간별 오염원에 의한 오염 농도, 노출량 및 침적량을 포함하는 확산 모델링 데이터를 획득할 수 있다.
일실시예에 따른 배치 가능 지역을 설정하는 단계는, 위성 지도 상에 배치 가능 지역을 결정하기 위한 경계 구간을 지정하고, 상기 지정된 경계 구간 내 복수의 격자를 형성하는 단계; 및 복수의 격자 각각을 상기 화생방 탐지기의 배치가 가능한 배치 가능 지역으로 설정하거나 또는, 위성 지도 상에 입력된 좌표 지점을 배치 가능 지역으로 설정하는 단계;를 포함할 수 있다.
일실시예에 따른 배치 기준을 결정하는 단계는, 오염원을 탐지하기 위해 배치 가능한 화생방 탐지기의 개수와 종류를 식별하는 단계; 오염원을 탐지하는 화생방 탐지기의 개수와 종류를 고정하는 단계; 및 고정된 개수와 종류를 기반으로 복수의 화생방 탐지기 간에 배치를 최적화하기 위한 배치 기준을 설정하는 단계;를 포함할 수 있다.
일실시예에 따른 배치 기준을 결정하는 단계는, 오염원을 탐지하기 위해 배치 가능한 화생방 탐지기를 구매하기 위한 예산을 식별하는 단계; 식별된 예산에 기초하여 오염원을 탐지하는 화생방 탐지기의 개수와 종류를 설정하는 단계; 및 상기 설정된 화생방 탐지기의 개수와 종류를 고정하고, 상기 고정된 종류와 개수에 따른 화생방 탐지기 간에 배치를 최적화하기 위한 배치 기준을 설정하는 단계;를 포함할 수 있다.
일실시예에 따른 효과 점수를 계산하는 단계는, 도수 분포 테이블을 기반으로 복수의 배치 가능 지역 내 후보 위치들 간 위치에 따른 오염원의 탐지 가능 여부 또는, 탐지 소요 시간을 고려하여 후보 위치들 각각에 대응하는 배치 효과 점수들을 계산할 수 있다.
일실시예에 따른 표시하는 단계는, 후보 위치들 각각에 대해 계산된 배치 효과 점수들을 비교하여 화생방 탐지기의 위치를 결정하기 위한 하나의 배치 효과 점수를 판단하는 단계; 및 하나의 배치 효과 점수에 해당하는 후보 위치에 대응하여 오염원을 탐지하기에 적합한 화생방 탐지기의 위치를 화면에 표시하는 단계;를 포함할 수 있다.
일실시예에 따른 프로세서는, 기상 관측 자료를 이용하여 오염원의 누출과 관련된 복수의 확산 시나리오를 생성하고, 상기 복수의 확산 시나리오에 따른 확산 모델링 데이터를 획득하고, 위성 지도를 이용하여 공기 중에 노출된 오염원을 탐지하는 복수의 화생방 탐지기를 배치하기 위한 복수의 배치 가능 지역을 설정하고, 상기 화생방 탐지기의 개수 및 종류에 기초하여 화생방 탐지기를 배치하기 위한 배치 기준을 결정하고, 상기 배치 기준에 따른 확산 모델링 데이터를 이용하여 상기 복수의 배치 가능 지역 내 후보 위치들 간에 배치 효과 점수를 계산하고, 상기 계산된 배치 효과 점수에 기초하여 오염원을 탐지하기에 적합한 화생방 탐지기의 위치를 화면에 표시할 수 있다.
일실시예에 따른 프로세서는, 결합 도수 함수를 적용하여 기상 관측 자료의 특정 기간 내 기상 환경이 변화하는지에 대한 확률을 나타내는 도수 분포 테이블을 생성하고, 도수 분포 테이블의 계급별 기상 조건을 적용하여 복수의 확산 시나리오를 생성할 수 있다.
일실시예에 따른 프로세서는, 오염원이 노출된 장소를 중심으로 복수의 확산 시나리오마다 시간별 오염원에 의한 오염 농도, 노출량 및 침적량을 포함하는 확산 모델링 데이터를 획득할 수 있다.
일실시예에 따른 프로세서는, 위성 지도 상에 배치 가능 지역을 결정하기 위한 경계 구간을 지정하고, 상기 지정된 경계 구간 내 복수의 격자를 형성하고, 복수의 격자 각각을 상기 화생방 탐지기의 배치가 가능한 배치 가능 지역으로 설정하거나 또는, 위성 지도 상에 입력된 좌표 지점을 배치 가능 지역으로 설정할 수 있다.
일실시예에 따른 프로세서는, 오염원을 탐지하기 위해 배치 가능한 화생방 탐지기의 개수와 종류를 식별하고, 오염원을 탐지하는 화생방 탐지기의 개수와 종류를 고정하고, 고정된 개수와 종류를 기반으로 복수의 화생방 탐지기 간에 배치를 최적화하기 위한 배치 기준을 설정할 수 있다.
일실시예에 따른 프로세서는, 오염원을 탐지하기 위해 배치 가능한 화생방 탐지기를 구매하기 위한 예산을 식별하고, 식별된 예산에 기초하여 오염원을 탐지하는 화생방 탐지기의 개수와 종류를 설정하고, 설정된 화생방 탐지기의 개수와 종류를 고정하고, 상기 고정된 종류와 개수에 따른 화생방 탐지기 간에 배치를 최적화하기 위한 배치 기준을 설정할 수 있다.
일실시예에 따른 프로세서는, 도수 분포 테이블을 기반으로 복수의 배치 가능 지역 내 후보 위치들 간 위치에 따른 오염원의 탐지 가능 여부 또는, 탐지 소요 시간을 고려하여 후보 위치들 각각에 대응하는 배치 효과 점수들을 계산할 수 있다.
일실시예에 따른 프로세서는, 후보 위치들 각각에 대해 계산된 배치 효과 점수들을 비교하여 화생방 탐지기의 위치를 결정하기 위한 하나의 배치 효과 점수를 판단하고, 하나의 배치 효과 점수에 해당하는 후보 위치에 대응하여 오염원을 탐지하기에 적합한 화생방 탐지기의 위치를 화면에 표시할 수 있다.
본 발명의 일실시예에 의하면, 화생방 탐지기 배치 방법은 오염원의 누출에 관한 복수의 시나리오에 기초한 확산 모델링 데이터를 이용함으로써, 오염원을 탐지하는 화생방 탐지기를 배치하기 위한 최적화된 배치 기준을 결정할 수 있다.
본 발명의 일실시예에 의하면, 화생방 탐지기 배치 방법은 배치 가능한 화생방 탐지기의 개수와 종류를 기반으로 배치 기준에 따른 최적화된 화생방 탐지기의 위치를 화면에 표시함으로써, 화생방 위기 상황 발생 시, 최대 탐지 및 조기 경보 확률을 최대화하며, 보다 신속하게 화생방 작전 및 대응 계획을 수립할 수 있다.
본 발명의 일실시예 의하면, 화생방 탐지기 배치 방법은 기 측정된 기상 관측 자료를 토대로 화생방 사건이 발생할 확률을 가중치로 부여하여 화생방 탐지기의 배치를 평가함으로써, 실제로 화생방 사건이 발생했을 때의 기상 정보를 확률적으로 가장 정확히 예측할 수 있다.
도 1은 본 발명의 일실시예에 따른 화생방 감시 장치를 설명하기 위해 도시한 도면이다.
도 2는 본 발명의 일실시예에 따른 화생방 감시 장치의 프로세서를 설명하기 위한 도면이다.
도 3은 본 발명의 일실시예에 따른 목적함수에 따른 도수 분포 테이블을 활용하여 화생방 탐지기의 탐지 결과를 설명하기 위한 예를 도시한 도면이다.
도 4는 본 발명의 일실시예에 따른 화생방 탐지기의 위치를 화면에 표시하는 예를 도시한 도면이다.
도 5는 본 발명의 일실시예에 따른 화생방 탐지기 배치 방법을 설명하기 위한 흐름도이다.
도 2는 본 발명의 일실시예에 따른 화생방 감시 장치의 프로세서를 설명하기 위한 도면이다.
도 3은 본 발명의 일실시예에 따른 목적함수에 따른 도수 분포 테이블을 활용하여 화생방 탐지기의 탐지 결과를 설명하기 위한 예를 도시한 도면이다.
도 4는 본 발명의 일실시예에 따른 화생방 탐지기의 위치를 화면에 표시하는 예를 도시한 도면이다.
도 5는 본 발명의 일실시예에 따른 화생방 탐지기 배치 방법을 설명하기 위한 흐름도이다.
이하, 본 발명의 실시예를 첨부된 도면을 참조하여 상세하게 설명한다.
도 1은 본 발명의 일실시예에 따른 화생방 감시 장치를 설명하기 위해 도시한 도면이다.
도 1을 참고하면, 화생방 감시 장치(101)는 오염원의 누출과 관련된 복수의 확산 시나리오에 기초하여 오염원을 탐지하기에 적합한 화생방 탐지기의 위치를 화면에 표시할 수 있다.
보다 구체적으로, 화생방 감시 장치(101)는 기상 관측 자료(102)를 이용하여 오염원의 누출과 관련된 복수의 확산 시나리오를 생성할 수 있다. 여기서, 기상 관측 자료(102)는 기상 환경에 기반하여 재해 가능성을 판단하기 위해 수집되는 자료로써, 기상 현상이 일어날 가능성을 지시해주는 기압, 습도, 풍속 등의 측정도를 포함할 수 있다.
화생방 감시 장치(101)는 기상 관측 자료(102)를 결합 도수 함수(JFF: Joint Frequency Function)로 분석할 수 있다. 화생방 감시 장치(101)는 결합 도수 함수를 적용하여 기상 관측 자료(102)의 특정 기간 내 풍향, 풍속 및 대기 안정도에 따른 기상 환경의 변화를 분석할 수 있다.
그리고, 화생방 감시 장치(101)는 기상 환경의 변화에 대한 확률을 나타내는 도수 분포 테이블을 생성할 수 있다. 도수 분포 테이블은 기상 관측 자료(102)를 일정한 수의 범위로 나누어 분류하고, 각 범위별 수량을 정리한 표일 수 있다. 화생방 감시 장치(101)는 도수 분포 테이블의 계급 구간에 도수를 식별할 수 있다. 여기서, 계급은 변량을 일정한 간격으로 나눈 구간이며, 계급 구간에 도수는 계급 구간에 해당하는 횟수 또는, 계급 구간에 속하는 자료의 개수를 의미할 수 있다.
화생방 감시 장치(101)는 식별된 도수의 총합으로 나누어 최종적인 도수 분포 테이블을 생성할 수 있다. 화생방 감시 장치(101)는 도수 분포 테이블의 계급별 기상 조건을 적용하여 복수의 확산 시나리오를 생성할 수 있다. 복수의 확산 시나리오는 도수 분포 테이블의 계급별 기상 조건에 따른 오염 확산 모델링 소프트웨어에서 계산에 필요로 하는 인자들의 값을 포함하는 가성적인 결과들일 수 있다. 기상 조건에 따른 오염확산 모델링의 주요 인자는 방위별 풍향(예. 4방위(동/서/남/북), 16방위, 32방위 등), 계급별 풍속(예. 무풍/1.5/2.5/3/5 m/s), 기온, 습도 및 대기안정도(매우 안정/안정/중립/불안정/매우 불안정)을 포함할 수 있다.
화생방 감시 장치(101)는 생성된 복수의 확산 시나리오에 따른 확산 모델링 데이터를 획득할 수 있다. 화생방 감시 장치(101)는 복수의 확산 시나리오를 오염 확산 모델링 소프트웨어에 적용하여 오염원에 관한 확산 모델링 데이터를 획득할 수 있다. 오염 확산 모델링 소프트웨어는 오염원 누출 시, 작용제 물성, 지형 및 기상 조건, 특히 바람의 변동에 따라 최적의 기상 진단 및 확산 알고리즘을 자동으로 선택하여 모델링을 실행하는 소프트웨어일 수 있다. 확산 모델링 데이터는 공기 중에 누출된 오염운의 시공간에 대한 농도/노출량/침적량의 분포이다.
화생방 오염확산 모델은 다중 물리 지배방정식을 전산 모의하여 화생방 사건 발생지역의 난류 및 유동장, 오염확산 분포를 계산하는 공학 모델로서 다음과 같은 지배방정식을 수치적으로 해석할 수 있다.
평탄지형에서 기상변수의 연직분포를 Monin-Obukohov 상사 이론을 가정하여 평균 분속의 연직분포는 다음의 수학식 1과 같이 나타낼 수 있다.
여기서, z와 z0는 각각 연직고도, 표면 거칠기 길이이며, HC와 zi는 각각 캐노피(수목 혹은 건물)높이와 대기 혼합고일 수 있다. U*와 L은 각각 마찰속도와 Monin-Obukohov 길이이다. 
은 대기안정도에 의한 풍속분포 변화를 반영하기 위한 함수일 수 있다.
이를 바탕으로 화생방 감시 장치(101)는 대기안정도에 따른 평탄 지형에서의 풍속 분포를 계산하고 지형에 따른 풍속변화를 아래의 식을 이용하여 계산할 수 있다. 화생방 감시 장치(101)는 복잡지형에 대해서는 지형을 따라 굽은 연직좌표의 모델 좌표계를 사용할 수 있으며, 지형을 따라 굽은 연직좌표의 모델 좌표계는 다음의 수학식 2와 같이 나타낼 수 있다.
여기서, z는 지형을 따라 굽은 연직좌표의 모델 좌표계(m)이고, zp는 직교좌표계(m)이며, hT는 지형 개발 고도(m)일 수 있다. 모델 좌표계에서 연직 풍속(w)은 다음의 수학식 3과 같이 나타낼 수 있다.
여기서, wp는 직교 좌표계에서의 연직풍속(m/s)이고, u, v는 속도벡터의 동서 및 남북방향 수평성분일 수 있다. 지형에 의한 3D 유동장을 수치모의하기 위해 오염확산 모델은 운동학적 효과, 산곡풍, 지형에 의한 차단 효과를 계산하고 지형효과가 반영된 바람장의 발산이 0에 가깝도록 발산을 최소화할 수 있다.
초기 오염운은 위의 과정으로 시간에 따라 수치 모의된 평균속도장에 의해서 이동하고 오염운의 크기는 난류 속도장과 시간의 함수로 성장할 수 있다. 펍의 크기는 다음의 수학식 4와 같이 나타낼 수 있다.
여기서, 
는 펍의 크기(m2)를 나타내며, TLu는 수평 방향 라그랑지안 시간척도(Lagrangian Time Scale)일 수 있다. 오염운의 농도 및 분포는 시간에 따라 이동, 확산, 증발, 침적 등의 수치모의 과정을 거쳐 변화하게 될 수 있다.
이와 같이 화생방 감시 장치(101)는 오염원이 노출된 장소를 중심으로 복수의 확산 시나리오마다 시간별 오염원에 의한 오염 농도, 노출량 및 침적량을 포함하는 확산 모델 데이터를 획득할 수 있다.
화생방 감시 장치(101)는 위성 지도를 이용하여 공기 중에 노출된 오염원을 탐지하는 복수의 화생방 탐지기를 배치하기 위한 복수의 배치 가능 지역을 설정할 수 있다. 화생방 감시 장치(101)는 위성 지도 상에 배치 가능 지역으로 결정하기 위한 직사각형의 경계 구간을 지정할 수 있다. 화생방 감시 장치(101)는 지정된 경계 구간 내 복수의 격자를 형성하여 복수의 모든 격자를 화생방 탐지기의 배치가 가능한 배치 가능 지역으로 설정할 수 있다. 또한, 화생방 감시 장치(101)는 이용자가 직접 지도 상에 마우스 클릭 또는, 좌표 입력을 통하여 생성한 지점을 화생방 탐지기의 배치가 가능한 배치 가능 지역으로 설정할 수 있다.
화생방 감시 장치(101)는 배치할 화생방 탐지기의 개수의 종류를 결정하거나, 선택적으로 예산과 배치 가능한 화생방 탐지기의 종류를 입력할 수 있다. 자세하게, 화생방 감시 장치(101)는 오염원을 탐지하기 위해 배치 가능한 화생방 탐지기의 개수와 종류를 식별할 수 있다. 화생방 감시 장치(101)는 오염원을 탐지하는 화생방 탐지기의 개수와 종류를 고정하고, 고정된 개수와 종류에 기초해 복수의 화생방 탐지기 간에 배치를 최적화하기 위한 배치 기준을 설정할 수 있다.
또한, 화생방 감시 장치(101)는 오염원을 탐지하기 위해 배치 가능한 화생방 탐지기를 구매하기 위한 예산을 식별할 수 있다. 화생방 감시 장치(101)는 식별된 예산에 기초하여 오염원을 탐지하는 화생방 탐지기의 개수와 종류를 설정할 수 있다. 화생방 감시 장치(101)는 설정된 화생방 탐지기의 개수와 종류를 고정하고, 고정된 종류와 개수에 따른 화생방 탐지기 간에 배치를 최적화하기 위한 배치 기준을 설정할 수 있다.
이 때, 화생방 감시 장치(101)는 확산 모델링 데이터에 대하여 복수의 배치 가능 지역 내 화생방 탐지기의 탐지 여부가 최대가 되도록 설정하거나, 또는, 화생방 탐지기의 소요 시간이 최소가 되도록 설정할 수 있다. 화생방 감시 장치(101)는 화생방 탐지기의 탐지 여부 또는, 소요 시간을 기준으로 임의의 가중치로 합성할 수 있다.
화생방 감시 장치(101)는 오염 확산 모델링 데이터를 이용하여 화생방 탐지기의 배치 가능 지역 내의 모든 후보 위치의 조합에 대해서 탐지 여부나 탐지 소요 시간을 도수 분포 테이블과 결합하여 배치 효과 점수를 계산할 수 있다. 화생방 감시 장치(101)는 복수의 화생방 탐지기의 배치 가능 지역 내 모든 좌표에 대한 배치 조합에 대해 배치 효과 점수를 비교하여 최댓값을 결정할 수 있다. 화생방 감시 장치(101)는 배치 효과 점수의 최댓값에 해당하는 화생방 탐지기의 배치 조합에 대해 지도(104) 상에 위치를 표시할 수 있다.
결국, 본 발명은 화생방 위기 상황 시 최대 탐지 및 조기 경보 확률을 최대화하여 신속한 화생방 작전 및 대응 계획을 수립할 수 있다.
도 2는 본 발명의 일실시예에 따른 화생방 감시 장치의 프로세서를 설명하기 위한 도면이다.
도 2를 참고하면, 오염물 감시 장치(202)는 프로세서(201)를 포함할 수 있다. 프로세서(201)는 기상 관측 자료를 결합 도수 함수(JFF: Joint Frequency Function)로 분석할 수 있다. 프로세서(201)는 기상 관측 자료에 따른 풍향, 풍속 및 대기 안정도에 대하여 계급별로 특정 기간 내 몇 번이나 기상 환경이 발생할 수 있을 지에 관한 확률을 계산할 수 있다. 여기서, 확률은 계급별로 일어난 횟수를 총횟수로 나누어 계산할 수 있다.
여기서, 기상 관측 자료는 결합 도수 함수로 분석하기 위해 표, 또는, 논리적으로 이에 상응하는 분류 체계를 완성하는 작업을 거쳐야 하며, 본 발명은 해당 표 혹은 논리적으로 이에 상응하는 분류체계를 도수 분포 테이블(JFF 표)라 통칭할 수 있다.
프로세서(201)는 도수 분포 테이블을 기반으로 복수의 오염 확산 시나리오를 생성할 수 있다. 본 발명은 화생방 사건을 정의하기 위해서 위치와 시간, 무기 정보 및 작용제 정보의 입력 정보가 필요하다. 여기서, 화생방 사건은 동일한 화생방 조건이라 해도 기상 조건에 따라 오염 확산 모델링 소프트웨어의 탐지 결과가 상이할 수 있다. 이에, 프로세서(201)는 사용자가 지정한 화생방 사건에 도수 분포 테이블 의 계급별 기상 조건을 적용하여 복수의 오염 확산 시나리오를 생성할 수 있다.
프로세서(201)는 오염 확산 모델링 소프트웨어를 이용하여 복수의 오염 확산 시나리오에 대응하는 확산 모델링 데이터를 획득할 수 있다. 프로세서(201)는 획득한 복수의 오염 확산 시나리오를 오염 확산 모델링 소프트웨어에 입력 조건으로 이용할 수 있다. 그리고, 프로세서(201)는 오염 확산 모델링 소프트웨어를 통한 모델링 결과로, 오염 확산 시나리오마다 화생방 사건 주변의 시간별 오염원을 구성하는 물질의 농도, 노출량 및 침적량을 포함하는 산출물로 확산 모델링 데이터를 생성할 수 있다.
프로세서(201)는 소프트웨어 내의 지도나 위성 정보(GPS)를 이용하여 화생방 탐지기(203)가 배치 가능한 배치 가능 지역을 설정할 수 있다. 프로세서(201)는 화생방 탐지기(203)를 배치하는 후보 위치를 지정함에 있어, 2가지의 방법으로 진행할 수 있다.
프로세서(201)는 한 영역 내의 모든 위치를 후보 위치로 설정하는 목적으로, 지도 상에 직사각형의 경계 구간을 지정한 후, 경계 구간 내 복수의 격자를 생성하여 복수의 모든 격자를 후보 위치로 결정할 수 있다. 또한, 프로세서(201)는 임의의 위치만을 후보 위치로 설정하는 목적으로, 지도 상에 마우스 클릭 또는 좌표 입력을 통해 생성한 지점을 화생방 탐지기(203)의 배치가 가능한 배치 가능 지역에 포함시킬 수 있다.
프로세서(201)는 배치할 화생방 탐지기(203)의 개수를 결정할 수 있다. 프로세서(201)는 화생방 탐지기(203)의 개수를 결정하는데 있어, 2가지의 방법으로 진행할 수 있다.
프로세서(201)는 사용자로부터 직접 화생방 탐지기(203)의 종류와 개수를 입력받을 수 있다. 프로세서(201)는 입력된 화생방 탐지기(203)의 종류와 개수가 고정되는 조합을 설정하고, 화생방 탐지기(203)의 배치만 최적화할 수 있다.
또한, 프로세서(201)는 사용자로부터 화생방 탐지기를 구매하기 위한 예산을 입력받을 수 있다. 프로세서(201)는 입력된 예산에 바탕으로 화생방 탐지기(203)의 가격을 바탕으로 화생방 탐지기(203)의 가격에 따른 화생방 탐지기(203)의 종류와 개수가 변경되는 조합을 설정하고, 화생방 탐지기(203)의 종류, 개수, 배치가 모두를 최적화할 수 있다.
프로세서(201)는 화생방 탐지기(203)의 배치를 최적화함으로써, 화생방 탐지기(203)에 관한 배치 목록이 생성될 수 있다. 여기서, 배치 목록은 화생방 탐지기(203)의 배치 순번(index)과 화생방 탐지기(203)별 순번((index), 화생방 탐지기(203)의 종류, 화생방 탐지기(203)의 좌표 정보를 포함할 수 있다.
프로세서(201)는 화생방 탐지기(203)의 배치를 최적화하기 위한 배치 기준을 설정할 수 있다. 프로세서(201)는 화생방 탐지기(203)의 배치를 평가할 시, 배치 기준을 어디에 둘 것인지를 사용자가 결정할 수 있다. 프로세서(201)는 확산 시나리오에 대해 화생방 탐지기(203)의 탐지 횟수가 많은 쪽이 높은 평가를 받도록 하는 제1 기준을 설정하거나, 또는,탐지 소요시간이 짧은 쪽이 높은 평가를 받도록 하는 제2 기준을 설정할 수 있다. 또한, 사용자는 제1 기준 및 제2 기준을 임의에 따른 가중치로 합성하여 평가할 수 있다.
프로세서(201)는 복수의 확산 모델링 데이터를 이용하여 화생방 탐지기의 배치 가능 지역 내의 모든 후보 위치의 조합에 대해서 탐지 여부나 탐지 소요 시간을 도수 분포 테이블과 결합하여 배치 효과 점수를 계산할 수 있다.
프로세서(201)는 확산 모델링 데이터를 이용하여 화생방 탐지기(203)의 배치를 평가할 수 있다. 프로세서(201)는 화생방 탐지기(203)에 대한 배치의 가짓수는 배치 가능 지역 내의 모든 후보 위치의 조합을 의미하며, 평가 기준은 상기 설정한 탐지기 배치 최적화 기준을 의미할 수 있다.
프로세서(201)는 평가를 하기 위해 확산 모델링 데이터를 이용하며 화생방 탐지기(203)의 탐지 결과를 생성해야 하며, 탐지 결과로 탐지기 순번별 탐지 여부 및 탐지 시간을 산출할 수 있다.
프로세서(201)는 복수의 목적 함수들에 기초하여 화생방 탐지기(203)의 배치를 평가할 수 있다. 자세하게, 프로세서(201)는 최적화의 목적에 맞게 목적 함수를 설정하고, 설정된 목적 함에 따른 제한 조건을 설정할 수 있다.
1) 목적 함수: 시나리오 발생확률 * 탐지 여부
프로세서(201)는 주어진 예산 내에서 탐지기를 이용하여 배치하였을 때, 다음의 수학식 5 내지 수학식 9에 기초하여 시나리오의 발생 확률에 따라 가장 높은 탐지확률을 갖는 배치 안을 찾을 수 있다. 수학식 5 내지 수학식 9는 L에 포함된 모든 i에 대하여 si값을 찾는 수학식으로 모든 센서 중 하기(下記)의 목적 함수의 값이 최대가 되도록 하는 센서를 선택하는 과정을 표현한 식일 수 있다. 여기서, L 은 모든 센서 후보군일 수 있다.
수학식 5를 참고하면, A는 발생할 수 있는 모든 사건이고, a는 A에 포함된 단일 사건이고, 
는 
의 발생 확률(
)이고, 
는 
의 탐지 여부일 수 있다.
여기서, 수학식 5는 최적화의 목적에 대응하여 설정된 목적 함수를 나타낸 식일 수 있다. 자세하게, 목적 함수는 시나리오 발생 확률에 따른 탐지 여부를 나타내며, 이를 수학식 1과 같이 표현될 수 있다. 일례로, 수학식 5는 목적함수로, 단일 사건 a에 대하여 시나리오 발생확률과 탐지여부를 곱하는 과정을 A에 포함된 모든 단일 사건 a에 대하여 반복 후 계산된 값들의 합으로 표현될 수 있다.
수학식 6을 참고하면, 
는 
의 탐지 여부이고, 
는 
의 선택 여부(선택된 경우 
=1, 선택되지 않은 경우 
= 0)이고, 
는 
중 
를 탐지한 모든 센서 후보군이고, 
는 발생할 수 있는 모든 사건이고, 
는 
에 포함된 단일 사건일 수 있다.
여기서, 수학식 6은 목적 함수에 따른 제한 조건 1을 나타낸 식일 수 있다. 자세하게, 수학식 6은 
의 탐지여부가 
를 탐지한 모든 센서 중 선택된 센서의 수보다 작거나 같아야 한다는 조건을 나타낸 식일 수 있다.
하기의 수학식 11가 나타내는 제한 조건 4에 의하여 부등호의 좌변 
은 0 이상 1 이하의 값만을 가질 수 있고, 하기의 수학식 10가 나타내는 제한 조건 3에 의하여 부등호의 우변 
은 0 이상의 정수만을 값으로 가질 수 있으므로, 제한 조건 1에 의해서는 
를 탐지한 센서 중 선택된 센서가 없을 경우(
), 
가 0이어야 하고, 
를 탐지한 센서 중 선택된 센서가 있을 경우(
), 
의 정의에 따라 
이므로 목적함수가 최대가 되기 위해서는 
가 1이 되어야한다.
따라서, 제한 조건 1을 적용하는 경우, 본 발명은 
를 탐지한 센서 중 선택된 센서의 유무에 따라 
의 탐지여부의 값을 0 또는 1로 결정해주는 효과를 가질 수 있다. 여기서, 
는 
에 포함된 모든 
에 대하여 상기 부등호가 성립하여야 한다는 의미한다.
수학식 7을 참고하면, 
는 
의 선택 여부(선택된 경우 
=1, 선택되지 않은 경우 
= 0)이고, 
는 
의 가격이고, 
는 사용 가능 예산일 수 있다.
여기서, 수학식 7은 목적 함수에 따른 제한 조건 2를 나타낸 식일 수 있다. 자세하게, 수학식 7은 선택된 모든 센서의 가격의 합이 사용 가능 예산 이내에 존재해야 한다는 조건을 나타낸 식이며, 이에, 본 발명은 선택될 센서의 개수를 제한하는 효과를 가질 수 있다.
수학식 8을 참고하면, 
는 
의 선택 여부(선택된 경우 
=1, 선택되지 않은 경우 
= 0)일 수 있다.
여기서, 수학식 8은 목적 함수에 따른 제한 조건 3을 나타낸 식일 수 있다. 자세하게, 수학식 8은 
의 선택 여부 
에 따라 '0' 또는, '1' 의 값을 갖는 조건을 나타낸 식일 수 있다. 본 발명은 
의 선택여부에 따른 값을 규정하는 효과를 가질 수 있다. 여기서, 
는 
에 포함된 모든 
에 대하여 상기 부등호가 성립하여야 한다는 의미한다.
수학식 9를 참고하면, 
는 
의 탐지 여부일 수 있다.
수학식 9는 목적 함수에 따른 제한 조건 4를 나타낸 식일 수 있다. 자세하게, 수학식 9는 
의 탐지여부 
가 0 이상 1 이하의 값 만을 가질 수 있다는 조건을 나타낸 식일 수 있다. 이에, 본 발명은 
의 탐지여부에 따른 
에 대한 값을 규정하는 효과를 가질 수 있다. 여기서, 
는 
에 포함된 모든 
에 대하여 상기 부등호가 성립하여야 한다는 의미이다.
2) 목적 함수: 시나리오 발생 확률 * 피해 평가 요소
프로세서(201)는 사건 발생으로 시간에 따라 누적되는 피해를 최소화하기 위하여 수학식 10 내지 수학식 15를 활용할 수 있다. 수학식 10 내지 수학식 15는 목적함수는 시나리오 발생확률에 최초탐지 때까지 받은 피해를 곱한 것을 나타낸 식들일 수 있다.
수학식 10 내지 수학식 15는 
에 포함된 모든 
에 대하여 
값을 찾는 수학식으로 모든 센서 중 하기(下記) 목적함수의 값이 최소가 되도록 하는 센서를 선택하는 과정을 표현한 식일 수 있다. 여기서, 
: 모든 센서 후보군일 수 있다.
수학식 10을 참고하면, A는 발생할 수 있는 모든 사건이고, a는 A에 포함된 단일 사건이고, 
는 
의 발생 확률(
)이고, 
는 
중 
를 탐지한 모든 센서 후보군이고, 
은 
에 대한 
의
여기서, 수학식 10은 최적화의 목적에 대응하여 설정된 목적 함수를 나타낸 식일 수 있다. 자세하게, 목적 함수는 상기 
가 최초 탐지될 때까지 발생한 피해량에 
의 발생확률을 곱하는 과정을 
에 포함된 모든 단일 사건 
에 대하여 반복 후 계산된 값들의 합으로 표현한 식으로, 수학식 10과 같이 표현할 수 있다. 일례로, 수학식 10은 
에 대한 
의 최초 탐지여부와 그 때의 피해량을 곱하는 과정을 
를 탐지한 모든 센서들에 대해서 반복함으로써 센서에 관계없이 
가 최초 탐지될 때까지 발생한 피해량을 의미할 수 있다.
[수학식 11]
수학식 11을 참고하면, 
는 
중 
를 탐지한 모든 센서 후보군이고, 
은 
에 대한 
의 최초 탐지여부(
가 
를 모든 센서 중 최초로 탐지했을 경우 
=1, 그렇지 않을 경우 
=0)일 수 있다.
여기서, 수학식 11은 목적 함수에 따른 제한 조건 1을 나타낸 식일 수 있다. 자세하게, 수학식 11은 단일 사건 
를 탐지한 모든 센서들에 대해서 
에 대한 
의 최초 탐지여부 
의 합이 1이 되어야 한다는 조건을 나타낸 식일 수 있다.
따라서, 제한조건 1에 의하여 본 발명은 
가 0 또는 1만을 값으로 갖고 
를 탐지한 모든 센서들 중 최초 탐지한 센서를 1개로 제한하는 효과를 가질 수 있다. 여기서, 
는 
에 포함된 모든 
에 대하여 상기 부등호가 성립하여야 한다는 의미한다.
[수학식 12]
수학식 12를 참고하면, 
은 
에 대한 
의 최초 탐지여부(
가 
를 모든 센서 중 최초로 탐지했을 경우 
=1, 그렇지 않을 경우 
=0)이고, 
는 
의 선택여부(선택된 경우 
=1, 선택되지 않은 경우 
=0)일 수 있다.
여기서, 수학식 12는 목적 함수에 따른 제한조건 2를 나타낸 식일 수 있다. 자세하게, 수학식 12는 
에 대한 
의 최초 탐지여부 
가 
의 선택여부 
보다 작거나 같아야 한다는 조건을 나타낸 식일 수 있다. 하기 수학식 15가 나타내는 제한조건 5에 의하여 부등호의 좌변 
은 0 이상 1 이하의 값만을 가질 수 있고, 하기의 수학식 14가 나타내는 제한 조건 4에 의하여 부등호의 우변 
은 0 또는 1 만을 값으로 가질 수 있으므로, 제한조건 2에 의해서는 센서 
가 선택되지 않은 경우(
=0), 
가 0 이어야 한다.
따라서, 제한조건 2를 적용하는 경우, 본 발명은 
가 선택되지 않았을 때 
에 대한 
의 최초 탐지가 불가능하도록 제한하는 효과를 가질 수 있다. 여기서, 
는 
에 포함된 모든 
에 대하여, 그리고 
에 포함된 모든 
에 대하여 상기 부등호가 성립하여야 한다는 의미한다.
[수학식 13]
수학식 13을 참고하면, 
은 
의 가격이고, 
은 
의 선택여부(선택된 경우 
= 1, 선택되지 않은 경우 
=0)이고, 
은 사용 가능 예산일 수 있다.
여기서, 수학식 13은 목적 함수에 따른 제한 조건 3을 나타낸 식일 수 있다. 자세하게, 수학식 13은 선택된 모든 센서의 가격의 합이 사용 가능 예산 이내에 있어야 한다는 조건을 나타낸 식일 수 있다. 이에, 본 발명은 선택될 센서의 개수를 제한하는 효과를 가질 수 있다.
[수학식 14]
수학식 14를 참고하면, 
은 
의 선택여부(선택된 경우 
= 1, 선택되지 않은 경우 
=0)일 수 있다.
여기서, 수학식 14는 목적 함수에 따른 제한 조건 4를 나타낸 식일 수 있다. 자세하게, 수학식 14는 
의 선택여부에 따라 
는 0 또는 1 의 값을 갖는 조건을 나타낸 식일 수 있다. 이에, 본 발명은 
의 선택여부에 따른 값을 규정하는 효과를 가질 수 있다. 여기서, 
는 
에 포함된 모든 
에 대하여 상기 부등호가 성립하여야 한다는 것을 의미한다.
[수학식 15]
수학식 15를 참고하면, 
은 
에 대한 
의 최초 탐지여부(
가 
를 모든 센서 중 최초로 탐지했을 경우 
=1, 그렇지 않을 경우 
=0)일 수 있다.
여기서, 수학식 15는 목적 함수에 따른 제한 조건 5를 나타낸 식일 수 있다. 자세하게, 수학식 15는 
에 대한 
의 최초 탐지여부 
가 0 이상 1 이하의 값을 갖는 조건을 나타낸 식일 수 있다. 이에, 본 발명은 
에 대한 
의 최초 탐지여부에 따른 값을 규정하는 효과를 가질 수 있다. 여기서, 
는 
에 포함된 모든 
에 대하여, 그리고 
에 포함된 모든 
에 대하여 상기 부등호가 성립하여야 한다는 것을 의미한다.
프로세서(201)는 최적화가 진행됨에 따라 발생할 확률이 높은 시나리오를 위주로 피해량이 줄어드는 탐지기의 배치 형태를 형성할 수 있다. 프로세서(201)는 목적 함수를 사건 발생 후 최초 탐지까지 걸리는 소요시간 최소화로 하거나, 사건 발생 후 보호 대상 지역까지 도달하는 시간에서 소요시간을 뺀 경고 시간 최대화로 설정하여 피해를 최소화하고 준비태세를 갖출 시간을 확보할 수 있을 것이다.
도 3은 본 발명의 일실시예에 따른 목적함수에 따른 도수 분포 테이블을 활용하여 화생방 탐지기의 탐지 결과를 설명하기 위한 예를 도시한 도면이다.
도 3을 참고하면, 화생방 감시 장치는 다음의 수학식 16을 참고하여 화생방 탐지기(203)의 배치를 평가할 수 있다.
여기서, 수학식 16은 도 2의 수학식 5 내지 수학식 9를 기반으로 x, y, z 관점에서 화생방 탐지기(203)의 배치를 평가하기 위한 수식일 수 있다. x, y, z 각각은 풍향, 풍속, 대기안정도를 의미하며, x, y, z는 X, Y, E 각각에 포함된 단일 사건을 나타낼 수 있다.
또한, 
는 도 2의 수학식 5에 기재된 수식의 
와 대응하는 수식으로, x, y, z 각각의 발생 확률
을 나타낼 수 있다. 
는 도 2의 수학식 5에 기재된 수식의 
와 대응하는 수식으로, x, y, z의 탐지 여부를 나타낼 수 있다.
화생방 감시 장치는 수학식 5 내지 수학식 9를 기초한 상기의 수학식 16을 참고하여, 풍향, 풍속, 안정대기도를 포함하는 기상 조건에 따른 화생방 탐지기의 탐지 결과를 도출할 수 있다.
이에 따른, 화생방 감시 장치는 복수의 화생방 탐지기(203)가 배치 가능한 배치 가능 지역 내의 모든 좌표에서의 배치 조합에 대해 배치 효과 점수를 비교하여 배치 효과 점수에서의 최댓값을 결정할 수 있다.
일례로, 화생방 감시 장치는 복수의 배치 가능 지역 내 화생방 탐지기의 탐지 여부를 기준으로 평가할 경우, 화생방 탐지기의 배치 조합 36번에 대한 탐지 결과를 설정할 수 잇다.
1) 확산 모델링 데이터가 (풍향 90도, 풍속 2단계, 대기안정도 'B')인 경우, 프로세서(201)는 오염 확산 데이터에 대하여 탐지 결과로써, (화생방 탐지기 A, 화생방 탐지기 C)가 반응하는 것을 확인할 수 있다.
2) 확산 모델링 데이터가 (풍향 90도, 풍속 3단계, 대기안정도 'A')인 경우, 프로세서(201)는 오염 확산 데이터에 대하여 탐지 결과로써, (화생방 탐지기 C)가 반응하는 것을 확인할 수 있다.
3) 확산 모델링 데이터가 (풍향 90도, 풍속 3단계, 대기안정도 'B')인 경우, 프로세서(201)는 오염 확산 데이터에 대하여 탐지 결과로써, 반응 없음을 확인할 수 있다.
또한, 화생방 감시 장치는 도수 분포 테이블 상의 각 조건이 해당하는 값이 다음과 같을 수 있다.
(풍향 90도, 풍속 2단계, 대기안정도 'B') : 0.0179
(풍향 90도, 풍속 3단계, 대기안정도 'A') : 0.0082
(풍향 90도, 풍속 3단계, 대기안정도 'B') : 0.0105
이에, 화생방 감시 장치는 다음의 수학식 17과 같은 방식으로 계산하여 화생방 탐지기(203)의 배치를 평가할 수 있다.
소요 시간을 기준으로 화생방 탐지기(203)의 배치를 평가할 경우, 프로세서(201)는 수학식 17과 유사한 방식으로 사용되나, 배치 점수가 '0' 또는 '1'이 아닌, '1/(소요시간, 단위는 초)'로 점수가 계산되어, 0 ~ 1의 값을 가질 수 있다. 또한, 프로세서(201)는 오염원이 탐지되지 않을 경우, '0'으로 처리하여 화생방 탐지기(203)의 배치를 평가할 수 있다.
화생방 감시 장치는 모든 화생방 탐지기(203)의 배치에 대해 평가된 점수를 비교하여 최댓값을 갖는 탐지기 배치를 선정할 수 있다. 프로세서(201)는 배치 효과 점수의 최댓값에 해당하는 화생방 탐지기(203)의 배치 조합에 대해 소프트웨어 내의 지도상에 위치를 표시할 수 있다.
도 4는 본 발명의 일실시예에 따른 화생방 탐지기의 위치를 화면에 표시하는 예를 도시한 도면이다.
도 4를 참고하면, 화생방 감시 장치는 오염원의 누출과 관련된 복수의 확산 시나리오에 기초하여 오염원을 탐지하기에 적합한 화생방 탐지기의 위치를 화면에 표시할 수 있다. 화생방 감시 장치는 화생방 탐지기의 위치를 결정하기 위한 결정된 하나의 배치 효과 점수에 해당하는 후보 위치에 대응하여 화생방 탐지기의 위치를 화면에 표시할 수 있다.
화생방 감시 장치는 후보 위치에 대응하는 화생방 탐지기의 순번, 화생방 탐지기의 종류를 소프트웨어 내 지도에 표시할 수 있다. 화생방 감시 장치는 후보 위치에 대응하는 화생방 탐지기의 위치를 나타내는 좌표를 이용하여 지도 상에 화생방 탐지기의 위치를 표시할 수 있다. 화생방 감시 장치는 사용자로 하여금 오염원을 중심으로 화생방 탐지기의 위치를 확인하기 위한 시각적 정보를 제공할 수 있다.
소프트웨어 내 지도에는 플래그(Flag)를 이용해 오염원이 누출된 발원지가 표시될 수 있으며, 발원지를 중심으로 오염원의 규모 및 확산 농도를 나타낸 곡선이 표시될 수 있다. 지도에 표시된 곡선은 오염원의 확산 농도가 같은 지점을 연결한 선으로, 오염원의 성분이 포함된 정도에 따라 서로 다른 색상으로 표시될 수 있다.
화생방 감시 장치는 지도 상에 표시된 화생방 탐지기의 각 위치에 대응하는 순번을 표시할 수 있다.
결국, 화생방 감시 장치는 일정 범위로 흩어져 퍼진 오염원이 특정 지역 내 분포되어 있는 상태를 알아볼 수 있도록 공기 중에 노출된 오염원을 탐지하기에 적합한 화생방 탐지기의 위치를 화면에 표시할 수 있다.
도 5는 본 발명의 일실시예에 따른 화생방 탐지기 배치 방법을 설명하기 위한 흐름도이다.
단계(501)에서 화생방 감시 장치는 기상 관측 자료를 이용하여 오염원의 누출과 관련된 복수의 확산 시나리오를 생성할 수 있다. 화생방 감시 장치는 결합 도수 함수를 적용하여 기상 관측 자료의 특정 기간 내 기상 환경이 변화하는지에 대한 확률을 나타내는 도수 분포 테이블을 생성할 수 있다. 화생방 감시 장치는 도수 분포 테이블의 계급별 기상 조건을 적용하여 복수의 확산 시나리오를 생성할 수 있다.
단계(502)에서 화생방 감시 장치는 복수의 확산 시나리오에 따른 확산 모델링 데이터를 획득할 수 있다. 화생방 감시 장치는 오염원이 노출된 장소를 중심으로 복수의 확산 시나리오에 따른 확산 모델링 데이터를 획득할 수 있다. 여기서, 확산 모델링 데이터는 복수의 확산 시나리오 각각에 대응하여 각 확산 시나리오의 시간별 오염원에 의한 오염 농도, 노출량 및 침적량을 포함할 수 있다.
단계(503)에서 화생방 감시 장치는 위성 지도를 이용하여 공기 중에 노출된 오염원을 탐지하는 복수의 화생방 탐지기를 배치하기 위한 복수의 배치 가능 지역을 설정할 수 있다. 화생방 감시 장치는 위성 지도 상에 배치 가능 지역을 결정하기 위한 경계 구간을 지정하고, 지정된 경계 구간 내 복수의 격자를 형성할 수 있다. 화생방 감시 장치는 복수의 격자 각각을 화생방 탐지기의 배치가 가능한 배치 가능 지역으로 설정할 수 있다. 또한, 화생방 감시 장치는 위성 지도 상에 입력된 좌표 지점을 배치 가능 지역으로 설정할 수 있다.
단계(504)에서 화생방 감시 장치는 화생방 탐지기의 개수 및 종류에 기초하여 화생방 탐지기를 배치하기 위한 배치 기준을 결정할 수 있다. 화생방 감시 장치는 화생방 탐지기의 개수와 종류가 고정된 경우, 또는, 화생방 탐지기의 개수와 종류가 변경되는 경우를 고려하여 배치 기준을 결정할 수 있다.
화생방 탐지기의 개수와 종류가 고정된 경우, 화생방 감시 장치는 오염원을 탐지하기 위해 배치 가능한 화생방 탐지기의 개수와 종류를 식별할 수 있다. 화생방 감시 장치는 오염원을 탐지하는 화생방 탐지기의 개수와 종류를 고정할 수 있다. 화생방 감시 장치는 고정된 개수와 종류를 기반으로 복수의 화생방 탐지기 간에 배치를 최적화하기 위한 배치 기준을 설정할 수 있다.
화생방 탐지기의 개수와 종류가 변경되는 경우, 화생방 감시 장치는 오염원을 탐지하기 위해 배치 가능한 화생방 탐지기를 구매하기 위한 예산을 식별할 수 있다. 화생방 감시 장치는 식별된 예산에 기초하여 오염원을 탐지하는 화생방 탐지기의 개수와 종류를 설정할 수 있다. 화생방 감시 장치는 설정된 화생방 탐지기의 개수와 종류에 대응하여 배치 기준을 설정하기 위한 화생방 탐지기의 개수와 종류를 변경시킬 수 있다. 화생방 감시 장치는 변경된 종류와 개수에 따른 화생방 탐지기 간에 배치를 최적화하기 위한 배치 기준을 설정할 수 있다.
단계(505)에서 화생방 감시 장치는 배치 기준에 따른 확산 모델링 데이터를 이용하여 상기 복수의 배치 가능 지역 내 후보 위치들 간에 배치 효과 점수를 계산할 수 있다. 화생방 감시 장치는 도수 분포 테이블을 기반으로 복수의 배치 가능 지역 내 후보 위치들 간 위치에 따른 오염원의 탐지 가능 여부 또는, 탐지 소요 시간을 고려하여 후보 위치들 각각에 대응하는 배치 효과 점수들을 계산할 수 있다.
단계(506)에서 화생방 감시 장치는 계산된 배치 효과 점수에 기초하여 오염원을 탐지하기에 적합한 화생방 탐지기의 위치를 화면에 표시할 수 있다. 화생방 감시 장치는 후보 위치들 각각에 대해 계산된 배치 효과 점수들을 비교하여 화생방 탐지기의 위치를 결정하기 위한 하나의 배치 효과 점수를 판단할 수 있다. 화생방 감시 장치는 하나의 배치 효과 점수에 해당하는 후보 위치에 대응하여 오염원을 탐지하기에 적합한 화생방 탐지기의 위치를 화면에 표시할 수 있다.
한편, 본 발명에 따른 방법은 컴퓨터에서 실행될 수 있는 프로그램으로 작성되어 마그네틱 저장매체, 광학적 판독매체, 디지털 저장매체 등 다양한 기록 매체로도 구현될 수 있다.
본 명세서에 설명된 각종 기술들의 구현들은 디지털 전자 회로조직으로, 또는 컴퓨터 하드웨어, 펌웨어, 소프트웨어로, 또는 그들의 조합들로 구현될 수 있다. 구현들은 데이터 처리 장치, 예를 들어 프로그램가능 프로세서, 컴퓨터, 또는 다수의 컴퓨터들의 동작에 의한 처리를 위해, 또는 이 동작을 제어하기 위해, 컴퓨터 프로그램 제품, 즉 정보 캐리어, 예를 들어 기계 판독가능 저장 장치(컴퓨터 판독가능 매체) 또는 전파 신호에서 유형적으로 구체화된 컴퓨터 프로그램으로서 구현될 수 있다. 상술한 컴퓨터 프로그램(들)과 같은 컴퓨터 프로그램은 컴파일된 또는 인터프리트된 언어들을 포함하는 임의의 형태의 프로그래밍 언어로 기록될 수 있고, 독립형 프로그램으로서 또는 모듈, 구성요소, 서브루틴, 또는 컴퓨팅 환경에서의 사용에 적절한 다른 유닛으로서 포함하는 임의의 형태로 전개될 수 있다. 컴퓨터 프로그램은 하나의 사이트에서 하나의 컴퓨터 또는 다수의 컴퓨터들 상에서 처리되도록 또는 다수의 사이트들에 걸쳐 분배되고 통신 네트워크에 의해 상호 연결되도록 전개될 수 있다.
컴퓨터 프로그램의 처리에 적절한 프로세서들은 예로서, 범용 및 특수 목적 마이크로프로세서들 둘 다, 및 임의의 종류의 디지털 컴퓨터의 임의의 하나 이상의 프로세서들을 포함한다. 일반적으로, 프로세서는 판독 전용 메모리 또는 랜덤 액세스 메모리 또는 둘 다로부터 명령어들 및 데이터를 수신할 것이다. 컴퓨터의 요소들은 명령어들을 실행하는 적어도 하나의 프로세서 및 명령어들 및 데이터를 저장하는 하나 이상의 메모리 장치들을 포함할 수 있다. 일반적으로, 컴퓨터는 데이터를 저장하는 하나 이상의 대량 저장 장치들, 예를 들어 자기, 자기-광 디스크들, 또는 광 디스크들을 포함할 수 있거나, 이것들로부터 데이터를 수신하거나 이것들에 데이터를 송신하거나 또는 양쪽으로 되도록 결합될 수도 있다. 컴퓨터 프로그램 명령어들 및 데이터를 구체화하는데 적절한 정보 캐리어들은 예로서 반도체 메모리 장치들, 예를 들어, 하드 디스크, 플로피 디스크 및 자기 테이프와 같은 자기 매체(Magnetic Media), CD-ROM(Compact Disk Read Only Memory), DVD(Digital Video Disk)와 같은 광 기록 매체(Optical Media), 플롭티컬 디스크(Floptical Disk)와 같은 자기-광 매체(Magneto-Optical Media), 롬(ROM, Read Only Memory), 램(RAM, Random Access Memory), 플래시 메모리, EPROM(Erasable Programmable ROM), EEPROM(Electrically Erasable Programmable ROM) 등을 포함한다. 프로세서 및 메모리는 특수 목적 논리 회로조직에 의해 보충되거나, 이에 포함될 수 있다.
또한, 컴퓨터 판독가능 매체는 컴퓨터에 의해 액세스될 수 있는 임의의 가용매체일 수 있고, 컴퓨터 저장매체 및 전송매체를 모두 포함할 수 있다.
본 명세서는 다수의 특정한 구현물의 세부사항들을 포함하지만, 이들은 어떠한 발명이나 청구 가능한 것의 범위에 대해서도 제한적인 것으로서 이해되어서는 안되며, 오히려 특정한 발명의 특정한 실시형태에 특유할 수 있는 특징들에 대한 설명으로서 이해되어야 한다. 개별적인 실시형태의 문맥에서 본 명세서에 기술된 특정한 특징들은 단일 실시형태에서 조합하여 구현될 수도 있다. 반대로, 단일 실시형태의 문맥에서 기술한 다양한 특징들 역시 개별적으로 혹은 어떠한 적절한 하위 조합으로도 복수의 실시형태에서 구현 가능하다. 나아가, 특징들이 특정한 조합으로 동작하고 초기에 그와 같이 청구된 바와 같이 묘사될 수 있지만, 청구된 조합으로부터의 하나 이상의 특징들은 일부 경우에 그 조합으로부터 배제될 수 있으며, 그 청구된 조합은 하위 조합이나 하위 조합의 변형물로 변경될 수 있다.
마찬가지로, 특정한 순서로 도면에서 동작들을 묘사하고 있지만, 이는 바람직한 결과를 얻기 위하여 도시된 그 특정한 순서나 순차적인 순서대로 그러한 동작들을 수행하여야 한다거나 모든 도시된 동작들이 수행되어야 하는 것으로 이해되어서는 안 된다. 특정한 경우, 멀티태스킹과 병렬 프로세싱이 유리할 수 있다. 또한, 상술한 실시형태의 다양한 장치 컴포넌트의 분리는 그러한 분리를 모든 실시형태에서 요구하는 것으로 이해되어서는 안되며, 설명한 프로그램 컴포넌트와 장치들은 일반적으로 단일의 소프트웨어 제품으로 함께 통합되거나 다중 소프트웨어 제품에 패키징 될 수 있다는 점을 이해하여야 한다.
한편, 본 명세서와 도면에 개시된 본 발명의 실시 예들은 이해를 돕기 위해 특정 예를 제시한 것에 지나지 않으며, 본 발명의 범위를 한정하고자 하는 것은 아니다. 여기에 개시된 실시 예들 이외에도 본 발명의 기술적 사상에 바탕을 둔 다른 변형 예들이 실시 가능하다는 것은, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 자명한 것이다.
101: 화생방 감시 장치
102: 기상 관측 자료
103: 위성 지도
104: 화생방 탐지기가 표시된 지도
102: 기상 관측 자료
103: 위성 지도
104: 화생방 탐지기가 표시된 지도
Claims (16)
- 기상 관측 자료를 이용하여 오염원의 누출과 관련된 복수의 확산 시나리오를 생성하는 단계;
상기 복수의 확산 시나리오에 따른 확산 모델링 데이터를 획득하는 단계;
위성 지도를 이용하여 공기 중에 노출된 오염원을 탐지하는 복수의 화생방 탐지기를 배치하기 위한 복수의 배치 가능 지역을 설정하는 단계;
상기 화생방 탐지기의 개수 및 종류에 기초하여 화생방 탐지기를 배치하기 위한 배치 기준을 결정하는 단계;
상기 배치 기준에 따른 확산 모델링 데이터를 기반으로 복수의 배치 가능 지역 내 후보 위치들 간 조합에 따른 도수 분포 테이블과 결합하여 배치 효과 점수를 계산하는 단계-상기 도수 분포 테이블은 결합 도수 함수를 적용하여 기상 관측 자료의 특정 기간 내 기상 환경이 변화하는지에 대한 확률을 나타냄-; 및
상기 계산된 배치 효과 점수에 기초하여 오염원을 탐지하기에 적합한 화생방 탐지기의 위치를 화면에 표시하는 단계
를 포함하고,
상기 배치 기준을 결정하는 단계는,
상기 확산 모델링 데이터를 기반으로 화생방 탐지기의 개수 및 종류에 따른 복수의 배치 가능 지역 내 화생방 탐지기에 관한 배치 목록을 생성하고,
상기 배치 목록에 따른 화생방 탐지기의 탐지 여부가 최대가 되도록 배치 기준을 결정하거나 또는, 화생방 탐지기의 소요 시간이 최소가 되도록 배치 기준을 결정하며,
상기 배치 효과 점수를 계산하는 단계는,
탐지 여부 또는, 소요 시간 중 하나에 의해 결정된 배치 기준에 기상 관측 자료에 따른 화생방 사건이 발생할 확률에 관한 가중치를 부여하고,
상기 가중치가 부여된 배치 기준과 도수 분포 테이블을 이용하여 복수의 배치 가능 지역 내 모든 후보 위치의 조합에 따른 후보 위치들 각각의 배치 효과 점수를 계산하는 화생방 탐지기 배치 방법. - 삭제
- 제1항에 있어서,
상기 확산 모델링 데이터를 획득하는 단계는,
상기 오염원이 노출된 장소를 중심으로 복수의 확산 시나리오마다 시간별 오염원에 의한 오염 농도, 노출량 및 침적량을 포함하는 확산 모델링 데이터를 획득하는 화생방 탐지기 배치 방법. - 제1항에 있어서,
상기 배치 가능 지역을 설정하는 단계는,
상기 위성 지도 상에 배치 가능 지역을 결정하기 위한 경계 구간을 지정하고, 상기 지정된 경계 구간 내 복수의 격자를 형성하는 단계; 및
상기 복수의 격자 각각을 상기 화생방 탐지기의 배치가 가능한 배치 가능 지역으로 설정하거나 또는, 위성 지도 상에 입력된 좌표 지점을 배치 가능 지역으로 설정하는 단계;
를 포함하는 화생방 탐지기 배치 방법. - 제1항에 있어서,
상기 배치 기준을 결정하는 단계는,
상기 오염원을 탐지하기 위해 배치 가능한 화생방 탐지기의 개수와 종류를 식별하는 단계;
상기 오염원을 탐지하는 화생방 탐지기의 개수와 종류를 고정하는 단계; 및
상기 고정된 개수와 종류를 기반으로 복수의 화생방 탐지기 간에 배치를 최적화하기 위한 배치 기준을 설정하는 단계;
를 포함하는 화생방 탐지기 배치 방법. - 제1항에 있어서,
상기 배치 기준을 결정하는 단계는,
상기 오염원을 탐지하기 위해 배치 가능한 화생방 탐지기를 구매하기 위한 예산을 식별하는 단계;
상기 식별된 예산에 기초하여 오염원을 탐지하는 화생방 탐지기의 개수와 종류를 설정하는 단계; 및
상기 설정된 화생방 탐지기의 개수와 종류를 고정하고, 상기 고정된 종류와 개수에 따른 화생방 탐지기 간에 배치를 최적화하기 위한 배치 기준을 설정하는 단계;
를 포함하는 화생방 탐지기 배치 방법. - 삭제
- 제1항에 있어서,
상기 표시하는 단계는,
상기 후보 위치들 각각에 대해 계산된 배치 효과 점수들을 비교하여 화생방 탐지기의 위치를 결정하기 위한 하나의 배치 효과 점수를 판단하는 단계; 및
상기 하나의 배치 효과 점수에 해당하는 후보 위치에 대응하여 오염원을 탐지하기에 적합한 화생방 탐지기의 위치를 화면에 표시하는 단계;
를 포함하는 화생방 탐지기 배치 방법. - 프로세서를 포함하는 화생방 감시 장치에 있어서,
상기 프로세서는,
기상 관측 자료를 이용하여 오염원의 누출과 관련된 복수의 확산 시나리오를 생성하고,
상기 복수의 확산 시나리오에 따른 확산 모델링 데이터를 획득하고,
위성 지도를 이용하여 공기 중에 노출된 오염원을 탐지하는 복수의 화생방 탐지기를 배치하기 위한 복수의 배치 가능 지역을 설정하고,
상기 화생방 탐지기의 개수 및 종류에 기초하여 화생방 탐지기를 배치하기 위한 배치 기준을 결정하고,
상기 배치 기준에 따른 확산 모델링 데이터를 기반으로 복수의 배치 가능 지역 내 후보 위치들 간 조합에 따른 도수 분포 테이블과 결합하여 배치 효과 점수를 계산하고,
상기 계산된 배치 효과 점수에 기초하여 오염원을 탐지하기에 적합한 화생방 탐지기의 위치를 화면에 표시하며,
상기 도수 분포 테이블은 결합 도수 함수를 적용하여 기상 관측 자료의 특정 기간 내 기상 환경이 변화하는지에 대한 확률을 나타내고,
상기 배치 기준을 결정함에 있어,
상기 확산 모델링 데이터를 기반으로 화생방 탐지기의 개수 및 종류에 따른 복수의 배치 가능 지역 내 화생방 탐지기에 관한 배치 목록을 생성하고,
상기 배치 목록에 따른 화생방 탐지기의 탐지 여부가 최대가 되도록 배치 기준을 결정하거나 또는, 화생방 탐지기의 소요 시간이 최소가 되도록 배치 기준을 결정하며,
상기 배치 효과 점수를 계산함에 있어,
탐지 여부 또는, 소요 시간 중 하나에 의해 결정된 배치 기준에 기상 관측 자료에 따른 화생방 사건이 발생할 확률에 관한 가중치를 부여하고,
상기 복수의 배치 가능 지역 내 모든 후보 위치의 조합에 따른 가중치가 부여된 배치 기준과 도수 분포 테이블을 결합하여 후보 위치들 간의 배치 효과 점수를 계산하는 화생방 감시 장치. - 삭제
- 제9항에 있어서,
상기 프로세서는,
상기 오염원이 노출된 장소를 중심으로 복수의 확산 시나리오마다 시간별 오염원에 의한 오염 농도, 노출량 및 침적량을 포함하는 확산 모델링 데이터를 획득하는 화생방 감시 장치. - 제9항에 있어서,
상기 프로세서는,
상기 위성 지도 상에 배치 가능 지역을 결정하기 위한 경계 구간을 지정하고, 상기 지정된 경계 구간 내 복수의 격자를 형성하고,
상기 복수의 격자 각각을 상기 화생방 탐지기의 배치가 가능한 배치 가능 지역으로 설정하거나 또는, 위성 지도 상에 입력된 좌표 지점을 배치 가능 지역으로 설정하는 화생방 감시 장치. - 제9항에 있어서,
상기 프로세서는,
상기 오염원을 탐지하기 위해 배치 가능한 화생방 탐지기의 개수와 종류를 식별하고,
상기 오염원을 탐지하는 화생방 탐지기의 개수와 종류를 고정하고,
상기 고정된 개수와 종류를 기반으로 복수의 화생방 탐지기 간에 배치를 최적화하기 위한 배치 기준을 설정하는 화생방 감시 장치. - 제9항에 있어서,
상기 프로세서는,
상기 오염원을 탐지하기 위해 배치 가능한 화생방 탐지기를 구매하기 위한 예산을 식별하고,
상기 식별된 예산에 기초하여 오염원을 탐지하는 화생방 탐지기의 개수와 종류를 설정하고,
상기 설정된 화생방 탐지기의 개수와 종류를 고정하고, 상기 고정된 종류와 개수에 따른 화생방 탐지기 간에 배치를 최적화하기 위한 배치 기준을 설정하는 화생방 감시 장치. - 삭제
- 제9항에 있어서,
상기 프로세서는,
상기 후보 위치들 각각에 대해 계산된 배치 효과 점수들을 비교하여 화생방 탐지기의 위치를 결정하기 위한 하나의 배치 효과 점수를 판단하고,
상기 하나의 배치 효과 점수에 해당하는 후보 위치에 대응하여 오염원을 탐지하기에 적합한 화생방 탐지기의 위치를 화면에 표시하는 화생방 감시 장치.
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| KR101716084B1 (ko) * | 2016-05-04 | 2017-03-13 | 한국원자력안전기술원 | 오염 분포 측정을 이용한 가상 훈련 방법 및 시스템 |
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| KR101716084B1 (ko) * | 2016-05-04 | 2017-03-13 | 한국원자력안전기술원 | 오염 분포 측정을 이용한 가상 훈련 방법 및 시스템 |
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