KR20190060650A - 시나리오 기반의 재난 확산 예측 방법, 재난 확산 예측 장치 및 재난 확산 예측 시스템 - Google Patents

시나리오 기반의 재난 확산 예측 방법, 재난 확산 예측 장치 및 재난 확산 예측 시스템 Download PDF

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Abstract

본 발명은 복합 재난 확산 예측을 수행하는 재난 확산 예측 방법, 장치 및 시스템에 관한 것이다. 본 발명의 복합 재난 확산 예측 방법은 재난 관련 정보를 제공 받는 단계, 상기 재난 관련 정보에 해당 지역 특성 및 재난간 연계성을 적용하여, 재난 연계 시나리오를 생성하는 단계, 상기 재난 연계 시나리오를 구성하는 각 재난별 모델링을 수행하는 단계, 및 상기 각 재난별 모델링을 통합하여, 복합 재난 확산을 예측하는 단계를 포함한다. 본 발명의 실시예에 따르면 단일 재난 상황에서 파생되는 복합 재난확산을 사전에 실시간으로 예측하여 제공하는 것이 가능하게 된다. 또한, 본 발명의 실시예에 따르면 실시간으로 예측된 복합 재난 상황을 확인하고 미리 자연 재난 및 복합 재난에 대비하는 것이 가능하게 된다.

Description

시나리오 기반의 재난 확산 예측 방법, 재난 확산 예측 장치 및 재난 확산 예측 시스템 {Scenario based Disaster Prediction System and the Method}
본 발명은 복합 재난 확산 예측을 수행하는 재난 확산 예측 장치 및 방법에 관한 것이다. 또한, 복합 재난 확산 예측을 수행하는 재난 확산 예측 시스템에 관한 것이다.
국내외에서 발생하고 있는 국가적 재난의 양상은 갈수록 복합화, 대형화, 다양화 되어가고 있는 추세이다. 따라서 과거 재난 이력에 대한 정보를 기반으로 재난을 대비하던 것만으로는 미래의 재난을 예측, 예방하기에 한계가 있다. 대표적인 예로, 2017년 7월에 있었던 청주 지역의 집중호우 경우에도 50년 빈도를 기반으로 호우 예방 시설 구축하였으나 100년 빈도의 호우로 인해 침수뿐만 아니라 산사태, 지반 침하,철도 및 통신망 유실과 같은 다양한 피해를 발생시킨 바 있다.
또한, 기후 변화 및 도시의 복잡화 과밀화로 인해 재난 발생에 있어서 재난간 연계가 증가하여 연쇄적 재난 형태로 발생하는 경우가 증대하고 있다. 특히, 최근엔 지진대의 활성화에 따른 대규모 재난 발생 가능성이 증가하고 있어서 이를 사전에 예측하고 대응하는 국가 차원의 필요성과 요구가 높아지고 있다.
관련하여, 지자체별로 또는 국가차원에서 모든 자연재난과 사회재난이 발생 가능하다고 가정하고 예측 및 대비하기에는 그 종류와 경우의 수가 너무 다양하여 한계가 있기에 개연성 있는 시나리오를 기반으로 한 재난 예측과 이를 통한 사전 대비책이 요구되고 있으며, 이를 수행하는 재난 확산 예측 시스템의 중요성 및 필요성이 확대되고 있는 실정이다.
즉, 기존에는 태풍, 호우, 지진 등과 같은 단일 재난에 대해서만 사전 예측했으나, 다수의 자연재난간 또는 자연재난으로 인해 연계되는 사회재난에 대해서는 예측하는 방식 및 시스템이 존재하지 않았다.
특히, 도시화 및 인구 밀집 현상으로 인하여 자연재난에서 시작한 재난은 연쇄적으로 다른 자연재난 및 사회재난으로 연계되고 있으며, 이로 인한 경제적, 사회적 피해 역시 급속하게 증가하는 추세이다. 때문에, 대형 재난에 대해 예방하는 단계로서, 재난의 예측, 예방, 대비, 대응, 복구, 평가의 6단계 중에서 예측의 중요성이 증대하고 있으며, 따라서 재난 예측 단계에 활용되는 실시간 시스템이 요구되는 실정이다.
또한, 개별 자연재난 및 사회재난 모델링은 격자 크기 및 입력 데이터의 종류에 따라 결과값을 산출하는데 짧게는 수 시간에서 길게는 일주일 이상이 소요된다(예: 지진해일 및 폭풍해일 모의에 사용되는 Deft3D는 보통 3일 소요). 따라서 모델링 처리 속도를 단축시키는 재난 확산 예측 시스템이 요구되는 실정이다.
따라서, 본 발명의 목적은, 전술한 종래 기술의 문제점을 해결하기 위해, 실시간으로 복합 재난 확산 예측을 수행하는 재난 확산 예측 장치 및 방법을 제공하는 데 있다. 또한, 본 발명의 목적은, 실시간으로 복합 재난 확산 예측을 수행하는 재난 확산 예측 시스템을 제공하는 데 있다.
또한, 본 발명은 단일 자연재난에서 시작하여 다른 재난으로 연계되는 개연성 있는 시나리오를 기반으로 재난 확산 예측을 수행하는 방법, 장치 및 시스템을 제공하는 데 있다.
또한, 본 발명의 목적은 국가 차원에서 관리해야 할 재난 (개별 자연재난, 개별 사회재난 및 복합재난 포함)을 사전에 확인하고 재난을 예측하는 재난 확산 예측 방법, 장치 및 시스템을 제공하는 데 있다.
또한, 본 발명의 목적은 해당 지역의 특성(시설물, 인구, 산업 구조, 농업 및 축산업 참여 형태 등)과 과거 재난 이력을 반영하여 개연성 있는 재난 시나리오를 생성한 후, 재난 확산 상황을 지역별 특성에 맞추어 예측함으로써 사전 재난 대비 및 재난 대응 단계에서 활용 가능하도록 하는 재난 확산 예측 방법, 장치 및 시스템을 제공하는 데 있다.
또한, 본 발명의 다른 목적은, 하나의 자연재난에서 연계할 수 있는 다른 자연재난 및 사회재난으로의 흐름으로 연계하는 시나리오 생성 기능을 포함하는 재난 확산 예측 시스템을 제공하고, 재난 확산 예측 시스템이 효율적으로 활용 및 사용하기 위한 모델링 결과 관리 기법을 제공하는 데 있다.
또한, 본 발명의 또 다른 목적은, 상기 모델링 결과 관리 기법을 통해 기존에 수행했던 동일한 환경의 모델링이 서로 다른 재난 연계 시나리오에 의해 재 수행되지 않도록 재난 모델링 결과에 대한 이력을 관리하고, 저장된 재난 모델링 결과 이력을 통해서 모델링 수행 시간을 단축시킬 수 있는 재난 확산 예측 방법, 장치 및 시스템을 제공하는 데 있다.
본 발명의 다른 목적 및 장점들은 하기의 설명에 의해서 이해될 수 있으며, 본 발명의 실시예에 의해 보다 분명하게 알게 될 것이다. 또한, 본 발명의 목적 및 장점들은 특허청구범위에 나타낸 수단 및 그 조합에 의해 실현될 수 있음을 쉽게 알 수 있을 것이다.
상기 목적을 달성하기 위한, 본 발명의 시나리오 기반 재난 확산 예측 방법은, 재난 관련 정보를 제공 받는 단계, 상기 재난 관련 정보에 해당 지역 특성 및 재난간 연계성을 적용하여, 재난 연계 시나리오를 생성하는 단계, 상기 재난 연계 시나리오를 구성하는 각 재난별 모델링을 수행하는 단계, 및 상기 각 재난별 모델링을 통합하여, 복합 재난 확산을 예측하는 단계를 포함한다.
또한, 상기 재난 연계 시나리오를 생성하는 단계는, 과거 재난 사례 이력 및 과거 재난 시나리오 이력을 확인하는 단계를 더 포함할 수 있다.
또한, 상기 재난별 모델링을 수행하는 단계는, 자연재난별 모델링을 수행하는 단계 및 사회재난별 모델링을 수행하는 단계를, 포함한다.
또한, 상기 재난별 모델링을 수행하는 단계는, 과거 각 재난별 모델링 수행 이력을 확인하는 단계를 더 포함할 수 있다.
또한, 상기 시나리오 기반 재난 확산 예측 방법은 상기 생성된 재난 연계 시나리오 결과, 재난별 모델링 수행 결과 및 복합 재난 통합 모델링 수행 결과를 각각 저장하는 단계를 포함한다.
또한, 상기 시나리오 기반 재난 확산 예측 방법은 상기 복합 재난 확산 예측 결과를 시각적 화면으로 제공하는 단계를 포함한다.
또한, 본 발명에 따른, 시나리오 기반 재난 확산 예측 장치는, 사용자로부터 재난 관련 정보를 제공 받는 정보 수신부, 제공된 재난 관련 정보에 해당 지역 특성 및 재난간 연계성을 적용하여, 재난 연계 시나리오를 생성하는 시나리오 생성부, 상기 재난 연계 시나리오를 구성하는 각 재난별 모델링 및 각 재난별 모델링 결과를 통합하여 복합 재난 확산을 예측하는 복합 재난 통합 모델링부, 및 상기 예측된 복합 재난 결과를 저장하는 저장부를 포함한다.
또한, 상기 시나리오 기반 재난 확산 예측 장치는, 상기 예측된 복합 재난 결과를 시각적 화면으로 제공하는 디스플레이 수단을 더 포함한다.
또한, 상기 시나리오 기반 재난 확산 예측 장치는, 상기 재난 연계 시나리오 결과를 저장하는 시나리오 이력 데이터베이스(DB)와, 상기 재난별 이력을 저장하는 개별 재난 이력 데이터베이스(DB), 및 복합 재난 예측 결과를 저장하는 재난 확산 예측 결과 데이터베이스(DB)를 포함한다.
또한, 상기 저장부는, 상기 지역별 특성을 저장하는 지역계수 데이터베이스(DB)를 더 포함할 수 있다.
또한, 상기 정보 수신부는, 사용자 재난 관련 정보를 제공받는 사용자 인터페이스(UI) 또는 원격 사용자로부터 재난 관련 정보를 제공받는 무선 통신수단을 포함할 수 있다.
또한, 본 발명에 따른, 시나리오 기반 재난 확산 예측 시스템은, 재난 관련 정보를 유무선 통신수단을 통해 제공하는 사용자 단말기, 및 제공된 재난 관련 정보에 해당 지역 특성 및 재난간 연계성을 적용하여, 재난 연계 시나리오를 생성하고, 상기 재난 연계 시나리오를 구성하는 각 재난별 모델링 및 각 재난별 모델링 결과를 통합하여 복합 재난 확산을 예측하고, 상기 예측된 결과를 상기 사용자 단말기로 전송하는 복합 재난 예측 서버를 포함한다.
또한, 상기 시나리오 기반 재난 확산 예측 시스템은, 상기 복합 재난 예측 서버 의해 생성된 재난 연계 시나리오 및 각 재난별 모델링 결과를 저장하는 데이터베이스를, 상기 복합 재난 예측 서버내에 구비하는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 시나리오 기반 재난 확산 예측 시스템은, 상기 복합 재난 예측 서버에 의해, 생성된 재난 연계 시나리오 및 각 재난별 모델링 결과를 저장하는 데이터베이스를, 상기 복합 재난 예측 서버와 유무선 통신이 가능한 외부 기관에 구비하는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 실시예에 따르면 단일 재난 상황에서 파생되는 복합 재난확산을 사전에 실시간으로 예측하여 제공하는 것이 가능하게 된다. 또한, 본 발명의 실시예에 따르면 실시간으로 예측된 복합 재난 상황을 확인하고 미리 자연재난에 대비하는 것이 가능하게 된다.
도 1은 본 발명에 따른, 복합 재난 확산 예측 장치의 구성을 예를 들어 도시한 것이다.
도 2는 본 발명에 따른, 복합 재난 확산 예측 방법의 흐름도를 예를 들어 도시한 것이다.
도 3 및 도 4는 본 발명에 따른, 복합 재난 확산 예측 방법 중, 연계 시나리오를 자동 생성하는 단계의 흐름도를 예를 들어 도시한 것이다.
도 5는 본 발명에 따라 생성된 복합 재난 확산 연계 시나리오를 예를 들어 도시한 것이다.
도 6은 본 발명에 따른, 복합 재난 확산 예측 방법 중, 개별 재난별 모델링을 수행하는 단계의 흐름도를 예를 들어 도시한 것이다.
도 7은 본 발명에 따른, 과거 시나리오 이력 및/또는 과거 개별 재난 이력을 활용한 복합 재난 확산 예측 방법의 흐름도를 예를 들어 도시한 것이다.
도 8 및 도 9는 본 발명에 따른, 과거 시나리오 이력 및 개별 재난 이력 확인 과정 및 데이터베이스 업데이트 과정을 활용한 복합 재난 예측 방법을 예를 들어 도시한 것이다.
도 10은 본 발명에 따른, 복합 재난 확산 예측 시스템의 또 다른 사용예를 예시적으로 도시한 것이다.
이하에서는 첨부한 도면을 참고로 하여 본 발명의 실시 예에 대하여 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 상세히 설명한다. 그러나, 본 발명은 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며 여기에서 설명하는 실시 예에 한정되지 않는다.
본 발명의 실시 예를 설명함에 있어서 공지 구성 또는 기능에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그에 대한 상세한 설명은 생략한다. 그리고, 도면에서 본 발명에 대한 설명과 관계없는 부분은 생략하였으며, 유사한 부분에 대해서는 유사한 도면 부호를 붙였다.
본 발명에 있어서, 서로 구별되는 구성요소들은 각각의 특징을 명확하게 설명하기 위함이며, 구성요소들이 반드시 분리되는 것을 의미하지는 않는다. 즉, 복수의 구성요소가 통합되어 하나의 하드웨어 또는 소프트웨어 단위로 이루어질 수도 있고, 하나의 구성요소가 분산되어 복수의 하드웨어 또는 소프트웨어 단위로 이루어질 수도 있다. 따라서, 별도로 언급하지 않더라도 이와 같이 통합된 또는 분산된 실시 예도 본 발명의 범위에 포함된다.
본 발명에 있어서, 다양한 실시 예에서 설명하는 구성요소들이 반드시 필수적인 구성요소들은 의미하는 것은 아니며, 일부는 선택적인 구성요소일 수 있다. 따라서, 일 실시 예에서 설명하는 구성요소들의 부분집합으로 구성되는 실시 예도 본 발명의 범위에 포함된다. 또한, 다양한 실시 예에서 설명하는 구성요소들에 추가적으로 다른 구성요소를 포함하는 실시 예도 본 발명의 범위에 포함된다.
이하, 첨부한 도면을 참조하여 본 발명의 실시 예들에 대해서 설명한다.
도 1은 본 발명에 따른 복합 재난 확산 예측 장치(10)의 구성을 예를 들어 도시한 것이다.
도 1을 참조하면, 본 발명의 복합 재난 확산 예측 장치(10)는, 자연재난 모델링부(110), 사회재난 모델링부(120) 및 통합 모델링 가속기(130)를 포함하는 복합 재난 통합 모델링부(100)와, 복합 재난 시나리오를 생성하는 연계 시나리오 생성부(140)를 포함한다. 관련하여, 상기 복합 재난 통합 모델링부(100) 및 연계 시나리오 생성부(140)는 설명의 편의상 구분하여 도시하였으나, 실제 구현에 있어서는 하나의 프로세서내에 프로그램되어 동작되도록 구현하는 것이 가능하다. 또한, 상기 복합 재난 통합 모델링부(100)내의 자연재난 모델링부(110), 사회재난 모델링부(120) 및 통합 모델링 가속기(130)도 설명의 편의상 구분하여 도시하였으나, 실제 구현에 있어서는 하나의 프로세서내에 프로그램되어 동작되도록 구현하는 것이 가능하다.
또한, 본 발명의 복합 재난 확산 예측 장치(10)는, 사용자 인터페이스(161, UI, User Interface), 외부 사용자와의 유무선 통신이 가능한 통신부(162) 및 시각적인 예측 결과 및 관련 정보를 제공하는 디스플레이 수단(163)을 포함하는 가시화 및 외부연동 수단(160)을 포함한다. 관련하여, 상기 사용자 인터페이스(161) 및 통신부(162)는 사용자의 재난 관련 정보를 수신하는 '정보 수신부' 기능으로 명명할 수 있다. 예를 들어, 본 발명의 복합 재난 확산 예측 장치(10)를 사용자가 동일한 물리적 공간에서 직접 활용하는 경우에는 사용자 인터페이스(161)를 통한 정보 입력이 가능하게 되고, 또한 사용자가 분리된 공간에서 원격적으로 활용하는 경우에는 사용자 단말기(예, 도 10의 1600, 1700)와 상기 통신부(162)간의 유무선 통신을 통해 재난 정보를 제공하거나, 제공받는 것이 가능하게 된다. 또한, 상기 사용자 인터페이스(161)는 구체적으로 그래픽 유저 인터페이스(GUI)로 구성하는 것이 가능하다.
또한, 본 발명의 복합 재난 확산 예측 장치(10)는, 재난 연계 시나리오 결과를 저장하는 시나리오 이력 데이터베이스(DB, 170)와, 상기 재난별 이력 및 복합 재난 예측 결과를 저장하는 재난 확산 예측 결과 데이터베이스(DB, 150) 및 지역별 특성을 저장하는 지역계수 데이터베이스(DB, 180)를 포함하는 저장부를 포함한다. 단, 도 1에서 상기 저장부의 각 데이터베이스(150, 170, 180)는 설명의 편의상 분리하여 도시하였으나, 반드시 물리적으로 분리된 공간에 위치하는 것을 의미하지 않으며, 하나의 데이터베이스내의 구획된 공간에 집합적으로 구성되는 경우를 포함한다.
관련하여, 상기 복합 재난 확산 예측 장치(10)내 각 구성의 독립성을 고려하여, 도 1의 복합 재난 확산 예측 장치(10)는 '복합 재난 확산 예측 시스템'으로 구성하는 것도 가능하다. 예를 들어, 전술한 복합 재난 확산 예측 장치(10)내 각 구성들은 복합 재난 확산 예측 시스템(10)을 구성하는 독립적 개별 시스템으로 물리적으로 분리된 원격상에 각각 구성하는 것도 가능하다. 이에 대해서는 도 10을 참조하여 상세히 후술하고자 한다.
도 2는 본 발명에 따른, 복합 재난 확산 예측 방법의 흐름도를 예를 들어 도시한 것이다. 이하, 도 1의 구성 및 도 2의 흐름도를 참조하여 설명한다.
본 발명의 복합 재난 확산 예측 장치 또는 시스템을 활용하는 사용자/관리자는 사용자 권한에 따라 관리자와 사용자로 구분할 수 있으며, 상기 사용자/관리자는 상기 가시화 및 외부연동수단(160)에서 제공하는 UI (161), 예를 들어, 그래픽 유저 인터페이스(GUI)를 통해서 재난 확산 예측 시스템에 접근하여 시나리오를 생성하고 모델링된 결과를 제공받게 된다.
우선, 사용자/관리자에 의해 선택된 지역, 재난 종류, 재난 정도와 관련된 재난 관련 정보를 수신한다(210).
상기 수신된 재난 관련 정보에 따라 연계 시나리오 생성부(140)는 제공된 재난 관련 정보와 연계된 재난 시나리오를 자동으로 생성하게 된다(220). 단, 자동 생성이 아니고 관리자/사용자에 의한 일부 직접 수동 시나리오 생성도 가능할 수 있다.예를 들어, 재난 관련 정보를 특정 분류 기준으로 분류한 후, 관리자/사용자에 의해 입력된 단계별 정보를 제공받아 연계 시나리오 생성부(140)에서 단계적으로 재난 연계 시나리오를 생성하는 것이 가능하다. 상기 재난 연계 시나리오 생성 단계(220)는 도 3 내지 도 5에서 상세히 후술하고자 한다.
상기 재난 연계 시나리오가 생성되면, 해당 시나리오를 기반으로 개별 재난 모델링을 수행한다(230). 상기 개별 재난 모델링 수행 단계(230)는 전술한 도 1의 자연재난 모델링부(110) 및 사회재난 모델링부(120)에 의해, 각각 자연재난별 모델링 수행 및 사회재난별 모델링 수행이 이루어진다. 상기 개별 재난별 모델링 수행 단계(230)는 도 6에서 상세히 후술하고자 한다.
상기 개별 재난별 모델링 수행이 완료되면, 상기 통합 모델링 가속기(130)를 상기 개별 재난별 모델링 수행 결과를 통합하는 복합 재난확산 예측을 수행하게 된다(240). 관련하여, 상기 개별 재난별 모델링 수행 단계(230) 및 복합 재난확산 예측 단계(240)는 복합 재난 모델링부(100)에 의해 통합적으로 구현하는 것이 가능하다. 또는, 도 1에서 자연재난 모델링부(110)와 사회재난 모델링부(120)는 그 특성에 따라 직접 물리적인 시스템내에 통합될 수도 있고, 외부에 존재하면서 인터페이스 연계를 통해 정보를 교환하는 형태로도 구성 가능하다.
또한, 상기 연계 시나리오 생성 단계(220), 상기 개별 재난별 모델링 수행 단계(230) 및 복합 재난확산 예측 단계(240)를 수행함에 있어, 과거 이력을 참조하는 것이 가능하다. 예를 들어, 상기 통합 모델링 가속기(130)를 통해 기존 시나리오 이력 및 해당 개별 재난 모델링이 수행된 적이 있는지 확인하는 과정을 거칠 수 있다.이를 통해 불필요하게 같은 모델링이 반복 처리되는 것을 예방할 수 있으며,시스템 사용 기간이 증가할수록 누적된 모델링 결과로 인해 모의 결과를 사용자와 관리자에게 빠르게 제공할 수 있다는 장점을 가지게 된다. 관련하여, 과거 이력을 확인하는 모델링 방법 및 데이터베이스 관리 기법에 대해서는 도 7 내지 도 9에서 상세히 후술하고자 한다.
상기 복합 재난확산 예측이 완료되면, 예측된 결과는 재난 확산 예측 결과 데이터베이스(150)에 저장되고, 아울러 가시화 및 외부연동 수단(160)내의 디스플레이 수단(163)을 통해 관리자/사용자에게 시각적인 화면으로 제공된다. 여기서, 디스플레이 수단(163)은 사운드를 출력하는 스피커를 포함할 수 있으며, 필요시 재난 상황별 또는 위급도에 따라 경고음을 달리하여 관리자/사용자에게 제공하는 것도 가능하다.
도 3 및 도 4는 본 발명에 따른, 복합 재난 확산 예측 방법 중, 연계 시나리오를 자동 생성하는 단계(220)의 흐름도를 상세히 도시한 것이다. 또한, 도 5는 본 발명에 따라 생성된 복합 재난 확산 연계 시나리오의 일 예를 예시적으로 도시한 것이다.
예를 들어, 관리자 또는 사용자가 재난 대책 수립 및 재난 예방을 위한 목적으로 지역 특성에 맞는 재난 예측을 수행하고자 하면, 사용자는 확인하고자 하는 재난 관련 정보를 입력한다(210). 구체적으로, 집중호우가 발생했을 경우 특정 지역 (예, 대전 유성구)에서 발생 가능한 상황과 연계될 수 있는 재난 정보를 확인하고자 하면, 지역 정보에 해당 지역명(예, 대전 유성구), 재난 정보에 예상 재난 상황 (예, 시간당 호우 100ml)를 입력할 수 있다. 도 1의 재난 확산 예측 장치 또는 시스템(10)은, 상기 제공 받은 재난 관련 정보를 재난 종류, 재난 강도, 지역정보 등으로 분류한 후(221), 예상 재난 상황 (예, 집중호우)에 따른 선택 지역의 특성 정보를 확인하고(223), 집중호우로 인해 발생할 수 있는 해당 지역의 재난 연계성을 계산한다(225). 이 때 재난 연계성은 지역의 특성, 재난 이력, 개별 재난 간의 기본 연계를 활용한 가중치 기반으로 계산되어 적용될 수 있다.
여기서 지역 특성은 인구규모 및 구성, 주요 시설물 정보, 산업 정보, 축산업 및 농업 활용 정보, 토지 활용도 등을 포함할 수 있다. 특히, 상기 각 지역 특성은 지역계수로 수치화하여 지역계수 데이터베이스(180)에 저장된 후 활용될 수 있다. 예를 들어, 전국 226개 지방자치 지역을 도농복합형, 대도시형, 소도시형, 공원도시형, 중소도시형 등으로 분류하여 데이터베이스에 저장하여 활용하는 것이 가능하다.
상기 지역 특성 및 재난간 연계 지수를 적용하여, 최종적으로 재난 연계 시나리오를 생성하게 된다(227). 상기 생성된 재난 연계 시나리오 결과는 도 1의 시나리오 이력 데이터베이스(170)에 저장된 후, 활용된다.
여기서, 재난 연계 시나리오를 생성함에 있어, 과거에 발생한 재난 이력을 더 참고할 수도 있다. 예를 들어, 도 4에 의하면, 재난 정보가 분류되고, 이후 지역 특성이 적용되면, 상기 재난 정보와 관련되어 해당 지역에서 과거에 발생한 재난 이력을 확인하는 과정을 더 포함할 수 있다(224). 예를 들어, 특정 지역(예, 대전 유성구)에서 과거 집중호우 발생 이력을 확인함에 따라, 더욱 지역 특성에 적합한 재난 연계 시나리오 생성이 가능하게 된다. 단, 본 발명의 복합 재난 예측 장치 또는 시스템(10)의 설계 운용 방식을 고려하여, 상기 과거 재난 이력 확인 과정(224)을 시나리오 생성 단계에서는 생략하고, 상기 개별 재난별 모델링에서 적용하도록 하는 것도 가능하다.
도 5는, 상기 과정을 통해 생성된 재난 연계 시나리오(220)의 일 예를 예시적으로 도시한 것이다. 도 5 (a)는 ①'집중호우 발생'-> ②'강풍'-> ③'홍수'-> ④'사외인프라유실'-> ⑤'화학공장 폭발'순으로 재난 시나리오가 생성된 경우를 예를 들어 도시한 것이다. 구체적으로, 태풍 또는 허리케인에 의한 ①집중호우 발생이 예상되면, 이후 ②강풍에 의한 자연재난, ③홍수에 의한 자연재난, 정수시설 및 폐수유입으로 인한 수질오염(④사회인프라 유실)에 의한 사회재난, 상기 자연재난에 따라 지역내 존재하는 ⑤화학공장 폭발과 같은 사회재난이, 연속적 또는 독립적으로 발생 가능한 복합 재난 연계 시나리오로 예측 생성될 수 있다.
또한, 도 5 (b)는 ①'집중호우 발생'-> ②'홍수'-> ③'산사태'-> ④'지반침하'-> ⑤'사회재난'순으로 재난 시나리오가 생성된 경우를 예를 들어 도시한 것이다. 구체적으로 ①집중호우 발생이 예상되면, 이후 지역적 특성에 의한 ②홍수 발생에 의한 자연재난, 산사태 위험 지역으로 분류된 지역 특성에 따른 ③산사태에 의한 자연재난, 도로 환경의 지역 특성에 따른 ④지반침하에 의한 자연재난, 상기 자연재난에 따라 지역내 철도 및 통신망 유실(⑤사회인프라 유실)등과 같은 사회재난이, 연속적 또는 독립적으로 발생 가능한 복합 재난 연계 시나리오로 생성될 수 있다.
관련하여, 일반적으로는 개별 자연재난 발생 후, 사회재난이 발생되는 경우가 대부분이나, 반드시 이에 한정되는 것은 아니다. 따라서, 자연재난과 사회재난간의 상호 연계성에 따라, 상호 종속적 또는 독립적으로 재난 연계 시나리오가 생성될 수 있다.
도 6은 본 발명에 따른, 복합 재난 확산 예측 방법 중, 개별 재난별 모델링을 수행하는 단계의 흐름도를 예를 들어 도시한 것이다.
우선, 도 1에서 전술한 바와 같이, 재난 연계 시나리오가 생성된 후(220), 시나리오내 개별 재난별 모델링을 수행하게 된다(230). 여기서 개별 재난 모델링은 자연재난 모델링 (231)과 사회재난 모델링 (235)으로 구분되어, 순차적 또는 병렬적으로 수행될 수 있다.
예를 들어, 상기 생성된 시나리오내 개별 재난 중, 자연재난에 해당하는 재난에 대해, 각 자연재난 모델링을 수행하고(231), 그 모델링 결과를 상기 재난 확산 예측 결과 데이터베이스(150)내에 개별 재난으로 저장한다(233). 또한, 상기 생성된 시나리오내 개별 재난 중, 사회재난에 해당하는 재난에 대해서, 각 사회재난 모델링을 수행하고(237), 그 모델링 결과를 상기 재난 확산 예측 결과 데이터베이스(150)내에 개별 재난으로 저장한다(233). 여기서, 상기 재난 확산 예측 모델링 결과는 데이터베이스(150)에 저장하고, 생성된 시나리오에 대한 이력은 데이터베이스(170)내에 저장한다.
즉, 상기 재난별 모델링 수행은, 생성된 재난 연계 시나리오에 존재하는 각 자연재난과 사회재난의 개수만큼 순차적 또는 병렬적으로 반복 수행된다. 또한, 상기 재난 모델링 수행(231, 235)이 완료되고, 그 결과를 저장한 후에는(233, 237), 해당 결과를 전술한 도 1의 디스플레이 수단(163)을 통해 바로 가시화하는 것도 가능하다. 예를 들어, 개별 재난에 대한 예측 모델링 결과를, GIS (Geographic Information System)기반으로 피해 범위, 시계열 기반의 피해 확산 정도, 예측되는 피해액 등의 정보를 사용자에게 제공해 줄 수 있다. 이 때 제공되는 정보에는 개별 재난에 대한 정보뿐만 아니라 생성된 재난 연계 시나리오에 의해 발생하는 통합된 정보를 포함할 수 있다.
도 7은 본 발명에 따른, 과거 시나리오 이력 및/또는 과거 개별 재난 이력을 활용한 복합 재난 확산 예측 방법의 흐름도를 예를 들어 도시한 것이다. 특히, 도 7은 재난 연계 시나리오가 생성된 이후에 재난 모델링 수행시 기존에 수행했던 이력이 있는지를 확인하여 처리하는 방법에 대해 상세히 도시한 것이다. 이를 통해 재난 확산 예측을 위한 반복적인 개별 모델링 수행을 제거함으로써 전체 재난 확산 예측 시간을 감소시키고 시스템 운영 기간이 늘어날수록 축적되어 저장된 결과를 이용하여 빠른 재난 확산 예측이 가능하도록 지원하는 효과가 있다. 이를 상세히 설명하면 다음과 같다.
우선 사용자 또는 관리자가 예측하고자 하는 재난 관련 정보를 입력(310)하면 전술한 도2 내지 도 5에서 언급한 과정을 거쳐 재난 연계 시나리오가 생성된다(320). 이후 개별 재난 모델링을 수행하기 앞서 시나리오 이력을 확인한다(330). 즉, 생성된 재난 연계 시나리오가 기존에 수행한 적이 있는지 여부를 저장된 시나리오 이력 DB(170)를 통해 검색한다. 만약 동일한 재난 연계 시나리오가 존재하면, 재난 확산 예측 결과 DB(150)에서 해당 결과 내용을 추출하여(340), 이를 시각적으로 가시화하는 디스플레이 수단(163)으로 전달하여(350), 시각적 화면으로 사용자에게 바로 제공하는 것이 가능하게 된다(360). 따라서, 기존 시나리오 이력이 존재하는 경우에는 불필요하게 같은 작업이 반복되는 것을 방지하고, 결과를 확인하기 위한 처리 시간을 향상시킬 수 있게 된다. 만약 시나리오 이력을 확인 결과(330), 동일한 재난 연계 시나리오가 존재하지 않는다면, 대신 해당 생성된 재난 연계 시나리오를 시나리오 이력 DB(170)에 업데이트하여(370) 추후 활용 가능하도록 한다.
또한, 개별 재난 모델링을 수행하기 앞서, 전체 시나리오가 동일하지 않더라도 개별 재난 모델링이 동일한 재난 이력이 존재하는지 여부를, 재난 확산 예측 결과 DB 또는 재난 이력 DB를 검색하여 확인하는 작업을 수행한다. 즉, 단계적으로 자연재난 모델링을 수행하기 앞서 동일한 개별 자연재난 이력이 존재하는지를 확인한다(380). 이는 동일한 시나리오는 아니더라도 동일한 개별 자연재난 이력은 존재할 수 있음을 활용하여 처리시간을 단축하고자 하는 것이다.
여기서, 만약 상기 단계 380 확인 결과, 기존에 저장된 동일한 개별 자연재난이 존재하면, 해당 예측 결과를 추출하여(390) 이를 시각적으로 가시화하는 디스플레이 수단(163)으로 전달하여(350) 시각적 화면으로 사용자에게 바로 제공한다(360). 따라서 처리 시간을 향상시킬 수 있게 됨에 따라, 사용자에게 실시간으로 예측 결과를 제공하는 것이 가능하게 된다.
반면, 상기 단계 380 확인 결과, 동일한 개별 자연재난 이력이 존재하지 않으면, 개별 자연재난 모델링을 수행한 후(381), 해당 개별 재난 모델링 결과를 저장하고(382), 이를 시각적으로 가시화하는 디스플레이 수단(163)으로 전달하여(350) 시각적 화면으로 사용자에게 제공한다(360).
동일한 방식으로, 자연재난 이력을 확인한 후에는, 사회재난 이력 정보를 확인하는 작업을 수행한다. 즉, 사회재난을 모델링하기 앞서 동일한 개별 사회재난 이력이 존재하는지를 확인한 후(383), 기존에 저장된 동일한 개별 사회재난이 존재하면, 해당 예측 결과를 추출하여(391), 이를 시각적으로 가시화하는 디스플레이 수단(163)으로 전달하여(350) 시각적 화면으로 사용자에게 바로 제공한다(360). 반면, 상기 단계 383 확인 결과, 동일한 개별 사회재난 이력이 존재하지 않으면, 개별 사회재난 모델링을 수행한 후(384), 재난 확산 예측 결과를 저장하고(382), 이를 시각적으로 가시화하는 디스플레이 수단(163)으로 전달하여(350) 시각적 화면으로 사용자에게 제공한다(360).
도 8 및 도 9는 본 발명에 따른, 과거 시나리오 이력 및 개별 재난 이력 확인 과정 및 데이터베이스 업데이트 과정을 활용한 복합 재난 예측 방법을 예를 들어 도시한 것이다. 특히, 본 발명의 이해를 위해, 도 9의 과정은 시간적으로 도 8의 과정 이후에 수행되는 경우를 예를 들어 도시한 것이다.
도 8을 참고하면, 예를 들어, 재난 연계 시나리오가 A->B->C->D->E 로 생성되면(410), 기존 시나리오 이력 DB(170)에 상기 시나리오 A->B->C->D->E 이력이 존재하는 지를 확인한다(420). 만약 상기 시나리오 이력 DB(170-1)에는 아무런 시나리오가 저장되지 않은 상태라면, 상기 생성된 시나리오 A->B->C->D->E 를 상기 시나리오 이력 DB(170-2)에 업데이트 한다.
이후, 생성된 시나리오를 재난별 이력 A, B, C, D, E 로 각각 분류하고(430), 상기 각 개별 재난 이력이 기존 재난 확산 예측 결과 DB 또는 개별 재난 이력 DB(150)내에 존재하는 지를 확인한다(440). 만약 상기 개별 재난 이력 DB(150-1)에 개별 재난중, A 및 B만이 존재하는 경우에는, 해당 A 및 B 재난 이력을 활용하고, 존재하지 않는 개별 재난 이력 C, D, E 는, 개별 재난 모델링 후, 해당 모델링 결과를 상기 개별 재난 이력 DB(150-2)에 업데이트 한다. 이후, 상기 모델링된 개별 재난 이력을 통합하여 최종적인 복합 재난 확산 예측 결과를 생성하고 이를 사용자에게 제공한다.
도 9는 전술한 도 8의 과정에 의해, 상기 시나리오 이력 DB(170-2) 및 상기 개별 재난 이력 DB(150-2)가 업데이트된 상태에서, 동일한 복합 재난 예측 과정을 예를 들어 도시한 것이다.
도 9를 참고하면, 만약, 예를 들어, 재난 연계 시나리오가 A->B'->C->D'->F 로 생성되면(510), 상기 시나리오 이력 DB(170-2)에 상기 시나리오 A->B'->C->D'->F 이력이 존재하는 지를 확인한다(520). 만약 상기 시나리오 이력 DB(170-2)에는 A->B->C->D->E 시나리오 이력 만이 저장된 상태라면, 상기 생성된 시나리오 A->B'->C->D'->F 를 시나리오 이력 DB(170-3)에 업데이트 한다.
이후, 생성된 시나리오를 재난별 이력 A, B', C, D', F 로 각각 분류하고(530), 상기 각 개별 재난 이력이 기존 재난 확산 예측 결과 DB 또는 개별 재난 이력 DB(150)내에 존재하는 지를 확인한다(540). 여기서, 개별 재난 이력 중 B' 또는 D'는 개별 재난 이력 B 또는 D와는 동일하지는 않으나 유사한 개별 재난 이력을 의미한다.
만약 기존 개별 재난 이력 DB(150-2)에 개별 재난중 A, B, C, D, E가 저장되어 있는 경우에는, 동일한 개별 재난 이력 A 및C는 저장된 DB(150-2) 로부터 그대로 추출하여 활용하되, 상기 개별 재난 이력 DB(150-2)에 저장되지 않은, 개별 재난 이력 B', D', F 는 새로 모델링한 후, 해당 모델링된 결과를 상기 개별 재난 이력 DB(150-3)에 업데이트 한다. 이후, 상기 모델링된 개별 재난 이력을 통합하여 최종적인 복합 재난 확산 예측 결과를 생성하고 이를 사용자에게 제공한다.
또 다른 대안으로, 본 발명의 복합 재난 예측 장치 또는 시스템(10)의 운용 방식에 따라서는, 개별 재난 이력 간의 유사 정도를 판단하여, 관련 유사성이 매우 높은 경우에는, 개별 재난 이력을 새로 모델링하지 않고 기존 개별 재난 이력 DB(150-2)에 저장된 모델링 결과를 그대로 추출하여 활용하는 것도 가능하다. 예를 들어, 개별 재난 이력 B와 B' 및 D와 D'간에는 동일하지는 않으나 상호 유사성이 높은 경우에 해당되므로, 이 경우 기존 개별 재난 이력 DB(150-2)에 저장된 모델링 결과 B 및 D를 그대로 또는 보완적으로 활용하는 것이 가능하다.
도 10은 본 발명에 따른, 복합 재난 확산 예측 시스템의 또 다른 사용예를 예시적으로 도시한 것이다. 특히 도 10은 사용자 또는 관리자 등이 원격으로 분리된 경우를 상정한 것이다.
우선, 전술한 도 1의 복합 재난 예측 장치 또는 시스템(10)은 도 10의 복합 재난 예측 서버(1100)에 대응될 수 있다. 전술한 바와 같이, 상기 복합 재난 예측 서버(1100)는 적어도 도 1의 복합 재난 통합 모델링부(100) 및 연계 시나리오 생성부(140)를 포함할 수 있다. 반면, 전술한 다양한 데이터베이스를 포함하는 저장부(150, 170, 180) 및 가시화 및 외부 연동수단(160)은 필요에 따라 서버(1100)내에 구비하거나 또는 외부 다른 기관(예, 1200, 1300, 1400) 및 사용자 단말기(1600, 1700)를 활용하는 것이 가능하다.
사용자는 사용자 단말기(1600, 1700)에 저장된 복합 재난 예측 어플리케이션 프로그램(예, 재난예측App)을 실행하여, 재난 관련 정보를 입력하여 통신 네트워크(1500)을 통해 상기 서버(1100)에 제공할 수 있다. 또한, 사용자 단말기(1600, 1700)는 상기 서버(1100) 로부터 제공되는 재난 예측 결과를 포함한 각종 재난 관련 출력 정보를 통신 네트워크(1500)을 통해 제공받을 수 있다. 또한, 상기 제공 받은 정보는 상기 사용자 단말기(1600, 1700)내 디스플레이 화면을 통해 사용자에게 제공하게 된다.
상기 복합 재난 예측 서버(1100)는 상기 사용자로부터 재난 관련 정보를 제공 받으면, 전술한 도2 내지 도9 에서 설명한 복합 재난 예측 흐름도 및 데이터베이스 업데이트 방법을 통해 복합 재난 예측을 수행하고 저장할 수 있다. 또한 생성된 재난 연계 시나리오 및 재난 이력 모델링 결과를 포함하는 복합 재난 예측 결과를 다른 외부기관 예를 들어, 경찰서, 학교, 소방서 등 (1200, 1300, 1400)에 제공하여 예상 재난에 대비하도록 할 수 있다. 이 때, 생성된 재난 연계 시나리오 및 재난 이력 모델링 결과는 상기 서버(1100)내에 직접 저장하거나, 또는 외부 다른 기관에 저장한 후 호출하여 활용하는 것이 모두 가능하다.
반면, 상기 복합 재난 확산 예측 장치 또는 시스템을 구성하는 각 블록은 설명의 편의를 위해 개별적인 블록으로 도시하였으나, 소프트웨어가 프로그램된 하나의 매체에서 구현하는 것도 가능하다. 상기 프로그램된 매체는, ROM 메모리를 포함할 수 있다.
이상에서 설명한 본 발명은, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 있어 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위 내에서 여러 가지 치환, 변형 및 변경이 가능하므로 전술한 실시예 및 첨부된 도면에 의해 한정되는 것이 아니다.
100 : 복합 재난 통합 모델링부
140 : 연계 시나리오 생성부
150 : 재난 확산 예측 결과 DB

Claims (15)

  1. 재난 관련 정보를 제공 받는 단계,
    상기 재난 관련 정보에 해당 지역 특성 및 재난간 연계성을 적용하여, 재난 연계 시나리오를 생성하는 단계,
    상기 재난 연계 시나리오를 구성하는 각 재난별 모델링을 수행하는 단계, 및
    상기 각 재난별 모델링을 통합하여, 복합 재난 확산을 예측하는 단계를 포함하는 시나리오 기반 재난 확산 예측 방법.
  2. 제 1항에 있어서,
    상기 재난 연계 시나리오를 생성하는 단계는, 과거 재난 시나리오 이력을 확인하는 단계를 더 포함하는 시나리오 기반 재난 확산 예측 방법.
  3. 제 1항에 있어서,
    상기 재난별 모델링을 수행하는 단계는, 자연재난별 모델링을 수행하는 단계 및 사회재난별 모델링을 수행하는 단계를, 포함하는 시나리오 기반 재난 확산 예측 방법.
  4. 제 1항에 있어서,
    상기 재난별 모델링을 수행하는 단계는, 과거 각 재난별 이력을 확인하는 단계를 더 포함하는 시나리오 기반 재난 확산 예측 방법.
  5. 제 1항에 있어서,
    상기 생성된 재난 연계 시나리오 결과, 재난별 모델링 수행 결과 및 복합 재난 통합 모델링 수행 결과를 각각 저장하는 단계를 더 포함하는 시나리오 기반 재난 확산 예측 방법.
  6. 제 1항에 있어서,
    상기 복합 재난 확산 예측 결과를 시각적 화면으로 제공하는 단계를 더 포함하는 시나리오 기반 재난 확산 예측 방법.
  7. 사용자로부터 재난 관련 정보를 제공 받는 정보 수신부,
    제공된 재난 관련 정보에 해당 지역 특성 및 재난간 연계성을 적용하여, 재난 연계 시나리오를 생성하는 시나리오 생성부,
    상기 재난 연계 시나리오를 구성하는 각 재난별 모델링 및 각 재난별 모델링 결과를 통합하여 복합 재난 확산을 예측하는 복합 재난 통합 모델링부, 및
    상기 예측된 복합 재난 결과를 저장하는 저장부를 포함하는 시나리오 기반 재난 확산 예측 장치.
  8. 제 7항에 있어서,
    상기 예측된 복합 재난 결과를 시각적 화면으로 제공하는 디스플레이 수단을 더 포함하는 시나리오 기반 재난 확산 예측 장치.
  9. 제 7항에 있어서, 상기 저장부는,
    상기 재난 연계 시나리오 결과를 저장하는 시나리오 이력 데이터베이스(DB)와, 상기 재난별 이력을 저장하는 개별 재난 이력 데이터베이스(DB), 및 복합 재난 예측 결과를 저장하는 재난 확산 예측 결과 데이터베이스(DB)를 포함하는 시나리오 기반 재난 확산 예측 장치.
  10. 제 7항에 있어서, 상기 저장부는,
    상기 지역별 특성을 저장하는 지역계수 데이터베이스(DB)를 더 포함하는 시나리오 기반 재난 확산 예측 장치.
  11. 제 7항에 있어서, 상기 정보 수신부는,
    사용자 재난 관련 정보를 제공 받는 사용자 인터페이스(UI)를 포함하는 시나리오 기반 재난 확산 예측 장치.
  12. 제 7항에 있어서, 상기 정보 수신부는,
    원격 사용자로부터 재난 관련 정보를 제공 받는 무선 통신수단을 포함하는 시나리오 기반 재난 확산 예측 장치.
  13. 재난 관련 정보를 유무선 통신수단을 통해 제공하는 사용자 단말기, 및
    제공된 재난 관련 정보에 해당 지역 특성 및 재난간 연계성을 적용하여, 재난 연계 시나리오를 생성하고, 상기 재난 연계 시나리오를 구성하는 각 재난별 모델링 및 각 재난별 모델링 결과를 통합하여 복합 재난 확산을 예측하고, 상기 예측된 결과를 상기 사용자 단말기로 전송하는 복합 재난 예측 서버를 포함하는 시나리오 기반 재난 확산 예측 시스템.
  14. 제 13항에 있어서,
    상기 복합 재난 예측 서버에 의해, 생성된 재난 연계 시나리오 및 각 재난별 모델링 결과를 저장하는 데이터베이스를, 상기 복합 재난 예측 서버내에 구비하는 것을 특징으로 하는 시나리오 기반 재난 확산 예측 시스템.
  15. 제 13항에 있어서,
    상기 복합 재난 예측 서버에 의해, 생성된 재난 연계 시나리오 및 각 재난별 모델링 결과를 저장하는 데이터베이스를, 상기 복합 재난 예측 서버와 유무선 통신이 가능한 외부 기관에 구비하는 것을 특징으로 하는 시나리오 기반 재난 확산 예측 시스템.
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