KR102574441B1 - 수소 설비 실시간 위험성 예측 시스템, 방법 및 이를 이용한 애플리케이션 - Google Patents

수소 설비 실시간 위험성 예측 시스템, 방법 및 이를 이용한 애플리케이션 Download PDF

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Abstract

수소 설비 실시간 위험성 예측 시스템, 방법 및 이를 이용한 애플리케이션이 제공된다. 본 발명의 실시예에 따른 수소 설비 실시간 위험성 예측 시스템은 수소 기반 시설에 설치되는 복수개의 센서를 이용하여 상기 수소 기반 설비의 현재 상태를 실시간으로 모니터링하는 현재 상태 측정부; 상기 수소 기반 시설맵, 상기 수소 기반 시설 설계 규격 및 상기 수소 기반 시설에 공급되는 수소의 양을 이용하여 상기 수소 기반 시설의 위험성을 평가하는 위험성 평가부; 및 상기 수소 기반 시설의 위험성을 이용하여 사고 시나리오를 생성 및 구체화하고, 생성된 상기 사고 시나리오에 대응하는 사고 대응 시나리오를 생성하는 사고 대응부;를 포함한다.

Description

수소 설비 실시간 위험성 예측 시스템, 방법 및 이를 이용한 애플리케이션{Hydrogen facility real-time risk prediction system, method and application using the same}
본 발명은 수소 설비 실시간 위험성 예측 시스템, 방법 및 이를 이용한 애플리케이션에 관한것으로 특히, 실시간으로 수소 설비의 상태를 모니터링하고 기 생성해 놓은 맞춤형 수소 설비 사고 시나리오에 대응하는 대응 방안을 사고가 발생하는 경우 관리자에게 제공할 수 있는 수소 설비 실시간 위험성 예측 시스템, 방법 및 이를 이용한 애플리케이션에 관한 것이다.
현재 수소 기반시설에는 고압가스법에 따라 고장진단 및 사고 모니터링이 실시되고 있다. 여기서 고장 진단은 유량, 압력, 온도 등을 체크하여 이상이 발생할 경우 밸브 등을 작동시키는 형태로 이루어지고 있다. 사고 모니터링의 경우에는 수소농도, 불꽃 감지기 및 CCTV 등이 설치되어 이상징후가 발생하는 경우 알람을 통해 관리자에게 이상을 통보하고 긴급 차단을 수행하는 형태로 이루어지고 있다.
하지만 이러한 기술들은 기본적인 모니터링만 실시되고 있을 뿐 위험성에 대한 안내나 사고 대응 부분에서는 미흡한 상태이다. 따라서, 모니터링 데이터를 기반으로 위험성 평가를 실시간으로 수행하여 위험 반경을 예측하고, 그에 따른 안전 대책을 제시하여 사고 대응이 빠르게 이루어지게 하는 기술이 요구되고 있다.
한국공개특허공보 제10-2022-0165393호
상기와 같은 종래 기술의 문제점을 해결하기 위해, 본 발명의 일 실시예는 수소기반시설(생산, 저장, 이송, 활용 등 전 분야)에서 발생 가능한 사고(수소 누출, 화재 및 폭발 등)의 위험성을 안전관리시스템과 실시간으로 연동하여 위험도를 제공할 수 있는 수소 설비 실시간 위험성 예측 시스템, 방법 및 이를 이용한 애플리케이션을 제공하고자 한다.
위와 같은 과제를 해결하기 위한 본 발명의 일 측면에 따르면, 수소 설비 실시간 위험성 예측 시스템이 제공된다. 상기 수소 설비 실시간 위험성 예측 시스템은, 수소 기반 시설에 설치되는 복수개의 센서를 이용하여 상기 수소 기반 설비의 현재 상태를 실시간으로 모니터링하는 현재 상태 측정부; 상기 수소 기반 시설맵, 상기 수소 기반 시설 설계 규격 및 상기 수소 기반 시설에 공급되는 수소의 양을 이용하여 상기 수소 기반 시설의 위험성을 평가하는 위험성 평가부; 및 상기 수소 기반 시설의 위험성을 이용하여 사고 시나리오를 생성 및 구체화하고, 생성된 상기 사고 시나리오에 대응하는 사고 대응 시나리오를 생성하는 사고 대응부;를 포함한다.
상기 현재 상태 측정부는, 상기 복수개의 센서 및 상기 수소 기반 시설맵을 이용하여 수소의 누출 정보를 획득하는 수소 측정 모듈; 및 상기 수소의 누출 정보를 이용하여 상기 수소 기반 설비의 상기 현재 상태를 관리자 단말기로 전달하는 현재 상태 출력 모듈;을 포함할 수 있다.
상기 수소의 누출 정보는 상기 센서에서 측정되는 수소 농도 정보, 온도 정보, 압력 정보 및 유량 정보 중 적어도 하나를 이용하여 획득될 수 있다.
상기 위험성 평가부는, 상기 위험성을 평가하기 위해 사용되는 요소인 위험성 평가 요소를 획득하는 위험성 평가 요소 획득 모듈; 상기 위험성 평가 요소를 이용하여 위험성 평가 기준을 설정하는 위험성 평가 기준 설정 모듈; 및 상기 현재 상태의 실시간 변화를 이용하여 상기 수소 기반 시설의 실시간 위험성을 판단하는 실시간 위험성 판단 모듈;을 포함할 수 있다.
상기 사고 대응부는, 상기 위험성을 이용하여 사고 시나리오를 생성하며, 상기 사고 시나리오의 세부 구성을 사건수분석(Even tree) 또는 결함수분석(Fault tree) 중 하나를 이용하여 구체화된 상기 사고 시나리오를 생성하는 시나리오 구체화 모듈; 구체화된 상기 사고 시나리오에 기 설정된 알고리즘을 적용하여 해당 사고 시나리오에 대응하는 상기 사고 대응 시나리오를 생성하는 사고 대응 시나리오 생성 모듈; 및 상기 현재 상태와 상기 구체화된 상기 사고 시나리오의 유사도를 확인하고, 가장 유사한 임의의 사고 시나리오를 현재 사고 상태로 판단하며, 상기 현재 사고 상태에 대응하는 상기 사고 대응 시나리오를 획득하고 제안하는 사고 대응 수행 모듈;을 포함할 수 있다.
본 발명의 일 측면에 따르면, 수소 설비 실시간 위험성 예측 방법이 제공된다. 상기 수소 설비 실시간 위험성 예측 방법은, 현재 상태 측정부에서 수소 기반 시설에 설치되는 복수개의 센서를 이용하여 상기 수소 기반 설비의 현재 상태를 실시간으로 모니터링하는 단계; 위험성 평가부에서 상기 수소 기반 시설맵, 상기 수소 기반 시설 설계 규격 및 상기 수소 기반 시설에 공급되는 수소의 양을 이용하여 상기 수소 기반 시설의 위험성을 평가하는 단계; 및 사고 대응부에서 상기 수소 기반 시설의 위험성을 이용하여 사고 시나리오를 생성 및 구체화하고, 생성된 상기 사고 시나리오에 대응하는 사고 대응 시나리오를 생성하는 단계;를 포함한다.
본 발명의 일 측면에 따르면, 수소 설비 실시간 위험성 예측 방법을 이용한 애플리케이션이 제공된다. 상기 수소 설비 실시간 위험성 예측 방법을 이용한 애플리케이션은, 수소 기반 시설에 설치되는 복수개의 센서를 이용하여 상기 수소 기반 설비의 현재 상태를 실시간으로 모니터링하는 단계; 상기 수소 기반 시설맵, 상기 수소 기반 시설 설계 규격 및 상기 수소 기반 시설에 공급되는 수소의 양을 이용하여 상기 수소 기반 시설의 위험성을 평가하는 단계; 및 상기 수소 기반 시설의 위험성을 이용하여 사고 시나리오를 생성 및 구체화하고, 생성된 상기 사고 시나리오에 대응하는 사고 대응 시나리오를 생성하는 단계;를 실행시키기 위하여 컴퓨터의 저장매체에 저장된다.
본 발명의 일 실시예에 따른 수소 설비 실시간 위험성 예측 시스템, 방법 및 이를 이용한 애플리케이션은, 수소 기반 시설을 대상으로 실시간 안전관리(고장진단 및 긴급안전진단)가 연동된 위험성 평가체계를 구축하고 이를 기반으로 대응 방법을 제시하여 수소 기반시설 대상 재난의 모니터링, 예측 및 대응을 함께 제공하여 사고에 따른 인적/물적 피해를 최소화 할 수 있는 효과가 있다.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 수소 설비 실시간 위험성 예측 시스템의 블록도이다.
도 2는 도 1의 현재 상태 측정부의 블록도이다.
도 3은 도 1의 위험성 평가부의 블록도이다.
도 4는 도 1의 사고 대응부의 블록도이다.
도 5는 본 발명의 실시예에 따른 수소 설비 실시간 위험성 예측 방법의 순서도이다.
도 6은 도 5의 단계 S11의 순서도이다.
도 7은 도 5의 단계 S13의 순서도이다.
도 8은 도 5의 단계 S15의 순서도이다.
이하, 본 개시의 일부 실시예들을 예시적인 도면을 참조하여 상세하게 설명한다. 각 도면의 구성 요소들에 참조부호를 부가함에 있어서, 동일한 구성 요소들에 대해서는 비록 다른 도면상에 표시되더라도 가능한 한 동일한 부호를 가질 수 있다. 또한, 본 실시예들을 설명함에 있어, 관련된 공지 구성 또는 기능에 대한 구체적인 설명이 본 기술 사상의 요지를 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명은 생략할 수 있다. 본 명세서 상에서 언급된 "포함한다", "갖는다", "이루어진다" 등이 사용되는 경우 "~만"이 사용되지 않는 이상 다른 부분이 추가될 수 있다. 구성 요소를 단수로 표현한 경우에 특별한 명시적인 기재 사항이 없는 한 복수를 포함하는 경우를 포함할 수 있다.
또한, 본 개시의 구성 요소를 설명하는 데 있어서, 제1, 제2, A, B, (a), (b) 등의 용어를 사용할 수 있다. 이러한 용어는 그 구성 요소를 다른 구성 요소와 구별하기 위한 것일 뿐, 그 용어에 의해 해당 구성 요소의 본질, 차례, 순서 또는 개수 등이 한정되지 않는다.
구성 요소들의 위치 관계에 대한 설명에 있어서, 둘 이상의 구성 요소가 "연결", "결합" 또는 "접속" 등이 된다고 기재된 경우, 둘 이상의 구성 요소가 직접적으로 "연결", "결합" 또는 "접속" 될 수 있지만, 둘 이상의 구성 요소와 다른 구성 요소가 더 "개재"되어 "연결", "결합" 또는 "접속"될 수도 있다고 이해되어야 할 것이다. 여기서, 다른 구성 요소는 서로 "연결", "결합" 또는 "접속" 되는 둘 이상의 구성 요소 중 하나 이상에 포함될 수도 있다.
구성 요소들이나, 동작 방법이나 제작 방법 등과 관련한 시간적 흐름 관계에 대한 설명에 있어서, 예를 들어, "~후에", "~에 이어서", "~다음에", "~전에" 등으로 시간적 선후 관계 또는 흐름적 선후 관계가 설명되는 경우, "바로" 또는 "직접"이 사용되지 않는 이상 연속적이지 않은 경우도 포함할 수 있다.
한편, 구성 요소에 대한 수치 또는 그 대응 정보(예: 레벨 등)가 언급된 경우, 별도의 명시적 기재가 없더라도, 수치 또는 그 대응 정보는 각종 요인(예: 공정상의 요인, 내부 또는 외부 충격, 노이즈 등)에 의해 발생할 수 있는 오차 범위를 포함하는 것으로 해석될 수 있다.
도 1 내지 도 4에는 본 발명의 일 실시예에 따른 수소 설비 실시간 위험성 예측 시스템이 도시되고 있다. 도 1은 본 발명의 실시예에 따른 수소 설비 실시간 위험성 예측 시스템의 블록도이고, 도 2는 도 1의 현재 상태 측정부의 블록도이며, 도 3은 도 1의 위험성 평가부의 블록도이고, 도 4는 도 1의 사고 대응부의 블록도이다. 이하에서는 도 1 내지 도 4를 이용하여 본 발명의 시스템에 대하여 상세하게 설명하도록 한다.
본 발명의 일 실시예에 따른 수소 설비 실시간 위험성 예측 시스템(1, 이하 설명의 편의상 시스템이라 함)은 수소 기반 시설에서 수소 보관 상태를 측정 및 모니터링하여 수소 기반 시설의 위험성을 평가하고, 사고 대응 시나리오를 생성하고, 실제 사고가 발생하는 경우 기 생성된 사고 대응 시나리오에 따라 사고 대응 방법을 관리자에게 제공하도록 형성된다. 이를 위해 본 발명의 일 실시예에 따른 시스템(1)은 도 1에 도시된 바와 같이 현재 상태 측정부(11), 위험성 평가부(13) 및 사고대응부(15)를 포함하도록 형성될 수 있다.
현재 상태 측정부(11)는 수소 기반 시설에 설치되는 복수개의 센서를 이용하여 수소 기반 설비의 현재 상태를 실시간으로 모니터링하도록 형성된다. 현재 상태 측정부(11)는 이를 위해 도 2에 도시된 바와 같이 수소 측정 모듈(111) 및 현재 상태 출력 모듈(113)을 포함하여 형성될 수 있다.
수소 측정 모듈(111)은 복수개의 센서 및 수소 기반 시설 맵을 이용하여 수소의 누출 정보를 획득하도록 형성된다. 수소의 누출 정보는 복수개의 센서에서 측정되는 수소 농도 정보, 온도 정보, 압력 정보 및 유량 정보를 이용하여 획득될 수 있다. 수소 농도 정보는 센서가 측정하는 수소의 농도와 관련된 정보이고, 온도 정보, 압력 정보 및 유량 정보는 파이프 또는 수소 보관 챔버의 정보이다.
보다 쉽게 설명하면 수소 농도 정보는 수소 기반 시설 내부에서 검출되는 수소의 농도에 관련된 정보일 수 있으며, 나머지 정보는 수소 기반 시설 내부에 구비되는 수소 저장/운반 장치의 상태에 관한 정보일 수 있다. 수소가 고압 또는 저온으로 관리되어야 하기 때문에, 누출 등이 발생하는 경우 압력이 낮아지거나 온도가 올라가는 현상이 발생할 수 있기 때문에 이러한 간접 측정 정보를 통해 수소의 누출 정보를 확인할 수 있다.
수소 측정 모듈(111)은 복수개의 센서와 수소 기반 시설 맵을 이용하여 어느 위치에서 수소가 누출되었는지 확인하도록 형성될 수도 있다. 센서들에서 측정되는 정보들은 정상 상태를 기준으로 하며, 이상이 생기는 경우 각 센서들에서 측정되는 값이 서로 다르게 나타날 수 있다. 따라서, 이를 이용하여 일 예로 수소 농도 등고선을 자동으로 그림으로서 농도가 높은 곳에서 수소가 누출되고 있다는 정보를 획득할 수도 있으며, 이러한 정보에 내부 구조를 반영하기 위해 수소 기반 시설 맵이 사용될 수도 있다.
현재 상태 출력 모듈(113)은 수소의 누출 정보를 이용하여 수소 기반 설비의 현재 상태를 관리자 단말기로 전달하도록 형성된다. 수소 기체의 경우 가연성 기체이며, 고압으로 운반 또는 보관되기 때문에 수소가 누출되는 경우 큰 사고로 진행될 수 있다. 따라서, 이러한 사고 발생을 방지하기 위해 현재 상태 출력 모듈(113)은 수소 측정 모듈(111)에서 측정되는 수도의 누출 정보를 이용하여 수소 기반 설비의 현재 상태를 실시간으로 관리자 단말기로 전달함으로써, 현재 수소 기반 설비의 상태를 관리자가 실시간으로 파악할 수 있도록 형성될 수 있다.
위험성 평가부(13)는 수소 기반 시설 맵, 수소 기반 시설 설계 규격 및 수소 기반 시설에 공급되는 수소의 양을 이용하여 수소 기반 시설의 위험성을 평가하도록 형성된다. 이를 위해 본 발명의 일 실시예에 따른 위험성 평가부(13)는 도 3에 도시된 바와 같이 위험성 평가 요소 획득 모듈(131), 위험성 평가 기준 설정 모듈(133) 및 실시간 위험성 판단 모듈(135)을 포함하도록 형성될 수 있다.
위험성 평가 요소 획득 모듈(131)은 위험성을 평가하기 위해 사용되는 요소인 위험성 평가 요소를 획득하도록 형성된다. 위험성 평가 요소는 일 예로 누출 위치, 누출 사이즈, 점화 확률, 사고 영향, 사고 위험 반경, 추정 사망자 및 날씨 중 적어도 하나일 수 있다. 각 요소들은 독립적으로 위험성 평가에 영향을 미치며, 이들은 후술되는 위험성 평가 기준 설정 모듈(133)로 전달될 수 있다.
위험성 평가 기준 설정 모듈(133)은 위험성 평가 요소 획득 모듈(131)에서 획득한 위험성 평가 요소를 이용하여 위험성 평가 기준을 설정하도록 형성된다. 위험성 평가 기준은 각 위험성 평가 요소가 독립적으로 작용하여 생성되며, 기 설정된 알고리즘을 통해 획득될 수 있다.
실시간 위험성 판단 모듈(135)은 현재 상태의 실시간 변화를 이용하여 수소 기반 시설의 실시간 위험성을 판단하도록 형성된다. 현재 상태는 실시간으로 복수개의 센서를 통해 획득되고 있으며, 이를 이용하면 실시간 위험성 판단 모듈(135)은 센서들로부터 측정되는 값들의 변화가 이상 수치로 변화하는지를 추적하고, 기 설정된 안전 범위를 벗어나는 값들이 측정되거나, 안전 범위를 벗어나는 기울기로 값들이 변화하는 경우 등을 계산하여 실시간으로 수소 기반 시설의 위험 여부를 판단하도록 형성될 수 있다.
사고 대응부(15)는 수소 기반 시설의 위험성을 이용하여 사고 시나리오를 생성 및 구체화하고, 생성된 사고 시나리오에 대응하는 사고 대응 시나리오를 생성하도록 형성된다. 도 4를 참고하면, 본 발명의 사고 대응부(15)는 시나리오 구체화 모듈(151), 사고 대응 시나리오 생성 모듈(153) 및 사고 대응 수행 모듈(155)을 포함하도록 형성된다.
시나리오 구체화 모듈(151)은 위험성을 이용하여 사고 시나리오를 생성하며, 사고 시나리오의 세부 구성을 사건수분석(event tree) 또는 결함수분석(Fault tree) 중 하나를 이용하여 구체화된 사고 시나리오를 생성하도록 형성된다. 사건수분석은 초기 사건으로부터 발생되는 사건의 순서 및 상관 관계를 파악하는 방식이며, 결함수분석은 고장을 구체적으로 정의하고 그러한 사건을 발생시킨 가능한 모든 원인을 결정하는 방식이다.
시나리오 구체화 모듈(151)은 기 설정된 조건에 따라 사건수분석 또는 결함수분석 중 어느 하나를 이용하여 구체화 된 사고 시나리오를 생성하도록 형성될 수 있다.
사고 대응 시나리오 생성 모듈(153)은 시나리오 구체화 모듈(151)에서 구체화 된 사고 시나리오에 기 설정된 알고리즘을 적용하여 해당 사고 시나리오에 대응하는 사고 대응 시나리오를 생성하도록 형성된다. 사고 대응 시나리오 생성 모듈(153)은 구체화 된 사고 시나리오가 존재하기 때문에 해당 사고에 대응할 수 있는 최적의 대응 방법을 사고 대응 시나리오로 생성함으로써 실제 유사 사고가 발생하는 경우 관리자들이 사고에 유연하게 대응할 수 있는 자료를 제공하도록 할 수 있다.
사고 대응 수행 모듈(155)은 현재 상태와 구체화된 사고 시나리오의 유사도를 확인하고 가장 유사한 임의의 사고 시나리오를 현재 사고 상태로 판단하며, 현재 사고 상태에 대응하는 사고 대응 시나리오을 획득 및 제안하도록 형성된다. 여기서, 사고 대응 수행 모듈(155)은 시간에 따른 사고 위험 반경 및 위험성(사망자 추정 포함)을 더 반영하여 실시간으로 변화하는 사고 상황이 반영된 사고 대응 방법을 제안하도록 형성될 수도 있다.
한편, 도 5 내지 도 8에는 본 발명의 일 실시예에 따른 수소 설비 실시간 위험성 예측 방법이 도시되고 있다. 도 5는 본 발명의 실시예에 따른 수소 설비 실시간 위험성 예측 방법의 순서도이고, 도 6은 도 5의 단계 S11의 순서도이며, 도 7은 도 5의 단계 S13의 순서도이고, 도 8은 도 5의 단계 S15의 순서도이다.
이하에서는 설명의 편의상 도 1의 시스템을 이용하여 본 발명의 방법에 대하여 설명하지만, 본 발명이 반드시 이에 한정되어 사용되는 것은 아니다.
본 발명의 일 실시예에 따른 수소 설비 실시간 위험성 예측 방법(10, 이하 설명의 편의상 방법이라 함)는 수소 기반 시설에서 수소 보관 상태를 측정 및 모니터링하여 수소 기반 시설의 위험성을 평가하고, 사고 대응 시나리오를 생성하고, 실제 사고가 발생하는 경우 기 생성된 사고 대응 시나리오에 따라 사고 대응 방법을 관리자에게 제공하도록 형성된다. 이를 위해 본 발명의 일 실시예에 따른 방법(10)은 도 5에 도시된 바와 같이 현재 상태를 측정하는 단계(S11), 위험성 평가를 수행하는 단계(S13) 및 사고에 대응하는 단계(S15)를 포함하도록 형성될 수 있다.
현재 상태를 측정하는 단계(S11)는 현재 상태 측정부에서 수소 기반 시설에 설치되는 복수개의 센서를 이용하여 수소 기반 설비의 현재 상태를 실시간으로 모니터링하도록 형성된다. 현재 상태를 측정하는 단계(S11)는 이를 위해 도 6에 도시된 바와 같이 수소 측정을 수행하는 단계(S111) 및 현재 상태를 출력하는 단계(S113)를 포함하여 형성될 수 있다.
수소 측정을 수행하는 단계(S111)는 복수개의 센서 및 수소 기반 시설 맵을 이용하여 수소의 누출 정보를 획득하도록 형성된다. 수소의 누출 정보는 복수개의 센서에서 측정되는 수소 농도 정보, 온도 정보, 압력 정보 및 유량 정보를 이용하여 획득될 수 있다. 수소 농도 정보는 센서가 측정하는 수소의 농도와 관련된 정보이고, 온도 정보, 압력 정보 및 유량 정보는 파이프 또는 수소 보관 챔버의 정보이다.
보다 쉽게 설명하면 수소 농도 정보는 수소 기반 시설 내부에서 검출되는 수소의 농도에 관련된 정보일 수 있으며, 나머지 정보는 수소 기반 시설 내부에 구비되는 수소 저장/운반 장치의 상태에 관한 정보일 수 있다. 수소가 고압 또는 저온으로 관리되어야 하기 때문에, 누출 등이 발생하는 경우 압력이 낮아지거나 온도가 올라가는 현상이 발생할 수 있기 때문에 이러한 간접 측정 정보를 통해 수소의 누출 정보를 확인할 수 있다.
수소 측정을 수행하는 단계(S111)는 복수개의 센서와 수소 기반 시설 맵을 이용하여 어느 위치에서 수소가 누출되었는지 확인하도록 형성될 수도 있다. 센서들에서 측정되는 정보들은 정상 상태를 기준으로 하며, 이상이 생기는 경우 각 센서들에서 측정되는 값이 서로 다르게 나타날 수 있다. 따라서, 이를 이용하여 일 예로 수소 농도 등고선을 자동으로 그림으로서 농도가 높은 곳에서 수소가 누출되고 있다는 정보를 획득할 수도 있으며, 이러한 정보에 내부 구조를 반영하기 위해 수소 기반 시설 맵이 사용될 수도 있다.
현재 상태를 출력하는 단계(S113)는 수소의 누출 정보를 이용하여 수소 기반 설비의 현재 상태를 관리자 단말기로 전달하도록 형성된다. 수소 기체의 경우 가연성 기체이며, 고압으로 운반 또는 보관되기 때문에 수소가 누출되는 경우 큰 사고로 진행될 수 있다. 따라서, 이러한 사고 발생을 방지하기 위해 현재 상태를 출력하는 단계(S113)는 수소 측정을 수행하는 단계(S111)에서 측정되는 수도의 누출 정보를 이용하여 수소 기반 설비의 현재 상태를 실시간으로 관리자 단말기로 전달함으로써, 현재 수소 기반 설비의 상태를 관리자가 실시간으로 파악할 수 있도록 형성될 수 있다.
위험성 평가를 수행하는 단계(S13)는 위험성 평가부에서 수소 기반 시설 맵, 수소 기반 시설 설계 규격 및 수소 기반 시설에 공급되는 수소의 양을 이용하여 수소 기반 시설의 위험성을 평가하도록 형성된다. 이를 위해 본 발명의 일 실시예에 따른 위험성 평가를 수행하는 단계(S13)는 도 7에 도시된 바와 같이 위험성 평가 요소를 획득하는 단계(S131), 위험성 평가 기준을 설정하는 단계(S133) 및 실시간으로 위험성을 판단하는 단계(S135)를 포함하도록 형성될 수 있다.
위험성 평가 요소를 획득하는 단계(S131)는 위험성을 평가하기 위해 사용되는 요소인 위험성 평가 요소를 획득하도록 형성된다. 위험성 평가 요소는 일 예로 누출 위치, 누출 사이즈, 점화 확률, 사고 영향, 사고 위험 반경, 추정 사망자 및 날씨 중 적어도 하나일 수 있다. 각 요소들은 독립적으로 위험성 평가에 영향을 미치며, 이들은 후술되는 위험성 평가 기준을 설정하는 단계(S133)로 전달될 수 있다.
위험성 평가 기준을 설정하는 단계(S133)는 위험성 평가 요소를 획득하는 단계(S131)에서 획득한 위험성 평가 요소를 이용하여 위험성 평가 기준을 설정하도록 형성된다. 위험성 평가 기준은 각 위험성 평가 요소가 독립적으로 작용하여 생성되며, 기 설정된 알고리즘을 통해 획득될 수 있다.
실시간으로 위험성을 판단하는 단계(S135)는 현재 상태의 실시간 변화를 이용하여 수소 기반 시설의 실시간 위험성을 판단하도록 형성된다. 현재 상태는 실시간으로 복수개의 센서를 통해 획득되고 있으며, 이를 이용하면 실시간으로 위험성을 판단하는 단계(S135)는 센서들로부터 측정되는 값들의 변화가 이상 수치로 변화하는지를 추적하고, 기 설정된 안전 범위를 벗어나는 값들이 측정되거나, 안전 범위를 벗어나는 기울기로 값들이 변화하는 경우 등을 계산하여 실시간으로 수소 기반 시설의 위험 여부를 판단하도록 형성될 수 있다.
사고에 대응하는 단계(S15)는 사고 대응부에서 수소 기반 시설의 위험성을 이용하여 사고 시나리오를 생성 및 구체화하고, 생성된 사고 시나리오에 대응하는 사고 대응 시나리오를 생성하도록 형성된다. 도 8을 참고하면, 본 발명의 사고에 대응하는 단계(S15)는 시나리오를 구체화하는 단계(S151), 사고 대응 시나리오를 생성하는 단계(S153) 및 사고 대응을 수행하는 단계(S155)를 포함하도록 형성된다.
시나리오를 구체화하는 단계(S151)는 위험성을 이용하여 사고 시나리오를 생성하며, 사고 시나리오의 세부 구성을 사건수분석(event tree) 또는 결함수분석(Fault tree) 중 하나를 이용하여 구체화된 사고 시나리오를 생성하도록 형성된다. 사건수분석은 초기 사건으로부터 발생되는 사건의 순서 및 상관 관계를 파악하는 방식이며, 결함수분석은 고장을 구체적으로 정의하고 그러한 사건을 발생시킨 가능한 모든 원인을 결정하는 방식이다.
시나리오를 구체화하는 단계(S151)는 기 설정된 조건에 따라 사건수분석 또는 결함수분석 중 어느 하나를 이용하여 구체화 된 사고 시나리오를 생성하도록 형성될 수 있다.
사고 대응 시나리오를 생성하는 단계(S153)는 시나리오를 구체화하는 단계(S151)에서 구체화 된 사고 시나리오에 기 설정된 알고리즘을 적용하여 해당 사고 시나리오에 대응하는 사고 대응 시나리오를 생성하도록 형성된다. 사고 대응 시나리오를 생성하는 단계(S153)는 구체화 된 사고 시나리오가 존재하기 때문에 해당 사고에 대응할 수 있는 최적의 대응 방법을 사고 대응 시나리오로 생성함으로써 실제 유사 사고가 발생하는 경우 관리자들이 사고에 유연하게 대응할 수 있는 자료를 제공하도록 할 수 있다.
사고 대응을 수행하는 단계(S155)는 현재 상태와 구체화된 사고 시나리오의 유사도를 확인하고 가장 유사한 임의의 사고 시나리오를 현재 사고 상태로 판단하며, 현재 사고 상태에 대응하는 사고 대응 시나리오을 획득 및 제안하도록 형성된다. 여기서, 사고 대응을 수행하는 단계(S155)는 시간에 따른 사고 위험 반경 및 위험성(사망자 추정 포함)를 더 반영하여 실시간으로 변화하는 사고 상황이 반영된 사고 대응 방법을 제안하도록 형성될 수도 있다.
이상에서 전술한 본 발명의 실시예들에 따른 수소 설비 실시간 위험성 예측 방법은 컴퓨터의 저장매체에 저장된 애플리케이션(컴퓨터 프로그램)으로 구현될 수 있다.
여기서, 컴퓨터는 수소 설비 실시간 위험성 예측 시스템을 포함할 수 있다.
컴퓨터의 운영체제는, 데스크 탑, 랩 탑 등의 일반 PC에 설치되는 윈도우(Window), 매킨토시(Macintosh) 등의 운영체제이거나, 스마트폰, 태블릿 PC 등의 모바일 단말기에 설치되는 iOS, 안드로이드(Android) 등의 모바일 전용 운영체제 등일 수도 있다.
전술한 본 발명의 실시예들에 따른 수소 설비 실시간 위험성 예측 방법은 컴퓨터에 기본적으로 설치되거나 사용자에 의해 설치된 애플리케이션(즉, 컴퓨터 프로그램)으로 구현되고, 컴퓨터로 읽을 수 있는 저장매체에 저장(기록)될 수 있다
본 발명의 실시예들에 따른 수소 설비 실시간 위험성 예측 방법을 구현하고 컴퓨터의 저장매체에 저장되어 실행된 애플리케이션(컴퓨터 프로그램)은, 수소 기반 시설에 설치되는 복수개의 센서를 이용하여 수소 기반 설비의 현재 상태를 실시간으로 모니터링하는 단계, 수소 기반 시설맵, 수소 기반 시설 설계 규격 및 상기 수소 기반 시설에 공급되는 수소의 양을 이용하여 수소 기반 시설의 위험성을 평가하는 단계 및 수소 기반 시설의 위험성을 이용하여 사고 시나리오를 생성 및 구체화하고, 생성된 사고 시나리오에 대응하는 사고 대응 시나리오를 생성하는 단계 등을 수행할 수 있다.
이와 같이, 컴퓨터가 저장매체에 기록된 프로그램을 읽어 들여 프로그램으로 구현된 본 실시예들에 따른 수소 설비 실시간 위험성 예측 방법을 실행시키기 위하여, 전술한 애플리케이션(응용 프로그램)은 컴퓨터의 프로세서(CPU)가 읽힐 수 있는 C, C++, JAVA, 기계어 등의 컴퓨터 언어로 코드화된 코드(Code)를 포함할 수 있다.
이러한 코드는 전술한 기능들을 정의한 함수 등과 관련된 기능적인 코드(Function Code)를 포함할 수 있고, 전술한 기능들을 컴퓨터의 프로세서가 소정의 절차대로 실행시키는데 필요한 실행 절차 관련 제어 코드를 포함할 수도 있다.
또한, 이러한 코드는 전술한 기능들을 컴퓨터의 프로세서가 실행시키는데 필요한 추가 정보나 미디어가 컴퓨터의 내부 또는 외부 메모리의 어느 위치(주소 번지)에서 참조 되어야 하는지에 대한 메모리 참조 관련 코드를 더 포함할 수 있다.
또한, 컴퓨터의 프로세서가 전술한 기능들을 실행시키기 위하여 원격(Remote)에 있는 어떠한 다른 컴퓨터나 서버 등과 통신이 필요한 경우, 코드는 컴퓨터의 프로세서가 컴퓨터의 통신 모듈(예: 유선 및/또는 무선 통신 모듈)을 이용하여 원격(Remote)에 있는 어떠한 다른 컴퓨터나 서버 등과 어떻게 통신해야만 하는지, 통신 시 어떠한 정보나 미디어를 송수신해야 하는지 등에 대한 통신 관련 코드를 더 포함할 수도 있다.
그리고, 본 실시예들을 구현하기 위한 기능적인(Functional) 프로그램과 이와 관련된 코드 및 코드 세그먼트 등은, 저장매체를 읽어서 프로그램을 실행시키는 컴퓨터의 시스템 환경 등을 고려하여, 본 발명이 속하는 기술분야의 프로그래머들에 의해 용이하게 추론되거나 변경될 수도 있다.
또한 전술한 바와 같은 프로그램을 기록한 컴퓨터로 읽힐 수 있는 저장매체는 네트워크로 커넥션된 컴퓨터 시스템에 분산되어, 분산방식으로 컴퓨터가 읽을 수 있는 코드가 저장되고 실행될 수 있다. 이 경우, 다수의 분산된 컴퓨터 중 어느 하나 이상의 컴퓨터는 상기에 제시된 기능들 중 일부를 실행하고, 그 결과를 다른 분산된 컴퓨터들 중 하나 이상에 그 실행 결과를 전송할 수 있으며, 그 결과를 전송 받은 컴퓨터 역시 상기에 제시된 기능들 중 일부를 실행하여, 그 결과를 역시 다른 분산된 컴퓨터들에 제공할 수 있다.
이상에서 전술한 바와 같은, 본 발명의 실시예들에 따른 수소 설비 실시간 위험성 예측 방법을 실행시키기 위한 애플리케이션을 기록한 컴퓨터로 읽힐 수 있는 저장매체는, 일 예로, ROM, RAM, CD-ROM, 자기 테이프, 플로피디스크, 광 미디어 저장장치 등을 포함할 수 있다.
또한, 본 발명의 실시예들에 따른 수소 설비 실시간 위험성 예측 방법을 실행시키기 위한 프로그램인 애플리케이션을 기록한 컴퓨터로 읽을 수 있는 저장매체는, 애플리케이션 스토어 서버(Application Store Server), 애플리케이션 또는 해당 서비스와 관련된 웹 서버(Web Server) 등을 포함하는 애플리케이션 제공 서버(Application Provider Server)에 포함된 저장매체(예: 하드디스크 등)이거나, 애플리케이션 제공 서버 그 자체일 수도 있으며, 프로그램을 기록한 다른 컴퓨터 또는 그 저장매체일 수도 있다.
본 발명의 실시예들에 따른 수소 설비 실시간 위험성 예측 방법을 실행시키기 위한 프로그램인 애플리케이션을 기록한 저장매체를 읽을 수 있는 컴퓨터는, 일반적인 데스크 탑이나 노트북 등의 일반 PC 뿐만 아니라, 스마트 폰, 태블릿 PC, PDA(Personal Digital Assistants) 및 이동통신 단말기 등의 모바일 단말기를 포함할 수 있으며, 이 뿐만 아니라, 컴퓨팅(Computing) 가능한 모든 기기로 해석되어야 할 것이다.
이상의 설명은 본 발명의 기술 사상을 예시적으로 설명한 것에 불과한 것으로서, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 본 발명의 본질적인 특성에서 벗어나지 않는 범위에서 다양한 수정 및 변형이 가능할 것이다. 따라서, 본 발명에 개시된 실시예들은 본 발명의 기술 사상을 한정하기 위한 것이 아니라 설명하기 위한 것이고, 이러한 실시예에 의하여 본 발명의 기술사상의 범위가 한정되는 것은 아니다. 본 발명의 보호 범위는 아래의 청구범위에 의하여 해석되어야 하며, 그와 동등한 범위 내에 있는 모든 기술 사상은 본 발명의 권리범위에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다.
1: 수소 설비 실시간 위험성 예측 시스템
11; 현재 상태 측정부
13: 위험성 평가부
15: 사고 대응부
111: 수소 측정 모듈
113: 현재 상태 출력 모듈
131: 위험성 평가 요소 획득 모듈
133: 위험성 평가 기준 설정 모듈
135: 실시간 위험성 판단 모듈
151: 시나리오 구체화 모듈
153: 사고 대응 시나리오 생성 모듈
155: 사고 대응 수행 모듈

Claims (7)

  1. 수소 기반 시설에 설치되는 복수개의 센서를 이용하여 수소 기반 설비의 현재 상태를 실시간으로 모니터링하는 현재 상태 측정부;
    수소 기반 시설맵, 수소 기반 시설 설계 규격 및 수소 기반 시설에 공급되는 수소의 양을 이용하여 상기 수소 기반 시설의 위험성을 평가하는 위험성 평가부; 및
    상기 수소 기반 시설의 위험성을 이용하여 사고 시나리오를 생성 및 구체화하고, 생성된 상기 사고 시나리오에 대응하는 사고 대응 시나리오를 생성하는 사고 대응부;를 포함하며,
    상기 위험성 평가부는,
    상기 수소 기반 시설에 설치되는 실시간으로 복수개의 센서를 통해 획득되는 현재 상태의 실시간 변화를 이용하여 상기 수소 기반 시설의 실시간 위험성을 판단하는 실시간 위험성 판단 모듈;을 포함하며,
    상기 실시간 위험성 판단 모듈은,
    상기 수소 기반 시설에 설치되는 복수개의 센서들로부터 측정되는 값들의 변화가 이상 수치로 변화하는지를 추적하고, 기설정된 안전 범위를 벗어나는 값들이 측정되거나, 안전 범위를 벗어나는 기울기로 값들이 변화하는 경우를 계산하여 실시간으로 수소 기반 시설의 위험 여부를 판단하며,
    상기 사고 대응부는,
    상기 위험성을 이용하여 사고 시나리오를 생성하며, 상기 사고 시나리오의 세부 구성을 사건수분석(Even tree) 또는 결함수분석(Fault tree) 중 하나를 이용하여 구체화된 상기 사고 시나리오를 생성하는 시나리오 구체화 모듈; 구체화된 상기 사고 시나리오에 기 설정된 알고리즘을 적용하여 해당 사고 시나리오에 대응하는 상기 사고 대응 시나리오를 생성하는 사고 대응 시나리오 생성 모듈; 및 상기 현재 상태와 상기 구체화된 상기 사고 시나리오의 유사도를 확인하고, 가장 유사한 임의의 사고 시나리오를 현재 사고 상태로 판단하며, 상기 현재 사고 상태에 대응하는 상기 사고 대응 시나리오를 획득하고 제안하는 사고 대응 수행 모듈;을 포함하는 수소 설비 실시간 위험성 예측 시스템.
  2. 제 1항에 있어서,
    상기 현재 상태 측정부는,
    상기 복수개의 센서 및 상기 수소 기반 시설맵을 이용하여 수소의 누출 정보를 획득하는 수소 측정 모듈; 및
    상기 수소의 누출 정보를 이용하여 상기 수소 기반 설비의 상기 현재 상태를 관리자 단말기로 전달하는 현재 상태 출력 모듈;을 포함하는 수소 설비 실시간 위험성 예측 시스템.
  3. 제 2항에 있어서,
    상기 수소의 누출 정보는 상기 센서에서 측정되는 수소 농도 정보, 온도 정보, 압력 정보 및 유량 정보 중 적어도 하나를 이용하여 획득되는 수소 설비 실시간 위험성 예측 시스템.
  4. 제 1항에 있어서,
    상기 위험성 평가부는,
    상기 위험성을 평가하기 위해 사용되는 요소인 위험성 평가 요소를 획득하는 위험성 평가 요소 획득 모듈;
    상기 위험성 평가 요소를 이용하여 위험성 평가 기준을 설정하는 위험성 평가 기준 설정 모듈; 및
    상기 현재 상태의 실시간 변화를 이용하여 상기 수소 기반 시설의 실시간 위험성을 판단하는 실시간 위험성 판단 모듈;을 포함하는 수소 설비 실시간 위험성 예측 시스템.
  5. 삭제
  6. 현재 상태 측정부에서 수소 기반 시설에 설치되는 복수개의 센서를 이용하여 수소 기반 설비의 현재 상태를 실시간으로 모니터링하는 단계;
    위험성 평가부에서 상기 수소 기반 시설맵, 상기 수소 기반 시설 설계 규격 및 상기 수소 기반 시설에 공급되는 수소의 양을 이용하여 상기 수소 기반 시설의 위험성을 평가하는 단계; 및
    사고 대응부에서 상기 수소 기반 시설의 위험성을 이용하여 사고 시나리오를 생성 및 구체화하고, 생성된 상기 사고 시나리오에 대응하는 사고 대응 시나리오를 생성하는 단계;를 포함하며,
    상기 위험성 평가부는, 상기 수소 기반 시설에 설치되는 실시간으로 복수개의 센서를 통해 획득되는 현재 상태의 실시간 변화를 이용하여 상기 수소 기반 시설의 실시간 위험성을 판단하는 단계;를 포함하며,
    상기 실시간 위험성 판단하는 단계는, 상기 수소 기반 시설에 설치되는 복수개의 센서들로부터 측정되는 값들의 변화가 이상 수치로 변화하는지를 추적하고, 기설정된 안전 범위를 벗어나는 값들이 측정되거나, 안전 범위를 벗어나는 기울기로 값들이 변화하는 경우를 계산하여 실시간으로 수소 기반 시설의 위험 여부를 판단하며,
    상기 사고 대응부는, 상기 수소 기반 시설의 위험성을 이용하여 사고 시나리오를 생성하고, 상기 사고 시나리오의 세부 구성을 사건수분석(Even tree) 또는 결함수분석(Fault tree) 중 하나를 이용하여 구체화된 상기 사고 시나리오를 생성하며, 구체화된 상기 사고 시나리오에 기 설정된 알고리즘을 적용하여 해당 사고 시나리오에 대응하는 상기 사고 대응 시나리오를 생성하며, 상기 현재 상태와 상기 구체화된 상기 사고 시나리오의 유사도를 확인하고, 가장 유사한 임의의 사고 시나리오를 현재 사고 상태로 판단하며, 상기 현재 사고 상태에 대응하는 상기 사고 대응 시나리오를 획득하고 제안하는 단계;
    를 실행시키기 위하여 컴퓨터의 저장매체에 저장된 애플리케이션.
  7. 삭제
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