KR20220013768A - 화학재난 통합관리 시스템 및 방법 - Google Patents

화학재난 통합관리 시스템 및 방법 Download PDF

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이명인
김강한
최성득
김성준
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울산과학기술원
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Abstract

본 발명은 화학재난 통합관리 시스템에 관한 것이다. 본 시스템은 화학물질의 사고에 대한 정보가 입력될 수 있는 정보입력부, 정보를 적어도 하나의 대기확산 모델에 입력하여, 입력에 대응되는 출력값을 통해 시간 경과에 따른 화학물질의 확산을 예측하는 정보처리부 및 정보처리부에서 예측된 결과를 출력하는 디스플레이부를 포함할 수 있다.

Description

화학재난 통합관리 시스템 및 방법{Chemical disaster integrated management system and method}
본 발명은 화학재난 통합관리 시스템 및 방법에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 화학재난 발생 시 대기확산 모델을 이용한 화학물질의 예측경로를 모델링하여, 화학물질의 확산을 예측하는 화학재난 통합관리 시스템 및 방법에 관한 것이다.
화학재난 사고 발생 시, 발생지역 주변에 화학물질의 방출로 인한 초기 인명 구난을 위한 대응 시스템이 필수적으로 요구된다.
과학의 기술이 발전할수록 화학물질의 종류가 증가하고 있다. 이 중 일부 화학물질은 접촉 또는 흡입을 통해 사람에게 노출되었을 때 피부 조직을 손상시키거나 심한 경우 사망을 유발한다.
이러한 화학물질을 위험·유해물질(HNS: Hazardous and Noxious Substances)이라고 하는데, 위험·유해물질(HNS)로 인한 사고 발생 건수는 연도를 거듭할수록 증가하고 있는 추세이다.
이에 따라, 위험·유해물질(HNS) 유출 사고들의 사전 예방 방안과 사후 대책에 대해서는 지속적으로 연구되어 왔고, 사고 대응을 위하여 환경부에서 개발한 서비스(화학사고대응정보시스템: CARIS 등) 또한 운영 중에 있다.
다만 기존 시스템의 경우 사전 위험성 평가와 같은 분야에 주로 사용되며 사고 발생 시 실시간으로 위험도를 모의하고 현장에 정보를 전달하기 위한 모델이 존재하지 않으며 시스템 체계 또한 미흡하다.
이 서비스는 3종류의 서로 다른 화학물질 확산 모델을 통해 화학물질로 인한 사고·테러 발생 시 대응기관 및 유관기관을 통해 화학물질정보와 취급업체정보, 피해예측범위 산정결과를 제공한다.
또한, 사고 상황 공유 어플리케이션을 운용하여 화학사고 발생 시 화학물질안전원의 화학안전종합상황실, 환경부, 유관기관의 현장대응 요원 간 현장정보 공유와 사고 물질 정보, 피해예측범위, 방재방법 등과 같은 정보를 제공하고 있다.
화학재난 사고 발생시, 빠른 대응과 판단을 위해서 각각의 대기확산 모델의 모델링 결과를 통합하여 관리할 필요성이 있다.
[특허문헌 1] 한국공개특허 제2019-0115384호. 2019. 10.11. 공개.
본 발명은 전술한 문제점을 해결하기 위하여 창출된 것으로, 화학재난 통합관리 시스템 및 방법을 제공하는 것을 그 목적으로 한다.
본 발명의 목적들은 이상에서 언급한 목적들로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 목적들은 아래의 기재로부터 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
상기한 목적들을 달성하기 위하여, 본 발명의 일 실시 예에 따른 화학재난 통합관리 시스템이 개시된다. 상기 시스템은 화학물질의 사고에 대한 정보가 입력될 수 있는 정보입력부, 정보를 적어도 하나의 대기확산 모델에 입력하여, 입력에 대응되는 출력값을 통해 시간 경과에 따른 화학물질의 확산을 예측하는 정보처리부 및 정보처리부에서 예측된 결과를 출력하는 디스플레이부를 포함할 수 있다.
또한, 본 발명의 일 실시 예에 따르면, 입력된 정보에 대응되는 지역에 대한 기상정보를 외부의 서버로부터 수신 받는 기상정보 수신부를 더 포함할 수 있다.
또한, 본 발명의 일 실시 예에 따르면, 소정지역의 형상에 관한 수치 데이터를 지도 데이터로 저장하고 있는 지리정보저장부를 더 포함할 수 있다.
또한, 본 발명의 일 실시 예에 따르면, 정보처리부는 수신한 기상정보를 이용하여 시간 경과에 따른 기상 상황 변화의 예측, 화학물질의 누출량 및 시간 경과에 따른 지역별 위험도를 연산하는 전처리부 및 전처리부에 의해 전처리한 정보에 기반하여, 대기확산 모델의 출력값을 통해 시간 경과에 따른 화학물질의 확산을 예측하는 시뮬레이션부를 포함할 수 있다.
또한, 본 발명의 일 실시 예에 따르면, 시뮬레이션부는 AERMOD 모델(대기 분산모델), CALPUFF 모델(공기 품질 분산모델) 또는 WRF-Chem 모델(Weather Research and Forecasting-Chemistry) 중 적어도 어느 하나에 사고에 대한 정보를 입력하여, 입력에 대응되는 출력값을 통해 시간 경과에 따른 화학물질의 확산을 예측할 수 있다.
또한, 본 발명의 일 실시 예에 따르면, 정보처리부는 예측된 화학물질의 확산을 미리 저장된 지도 데이터에 매칭시켜서 시간 경과에 따른 지역별 위험도가 표시된 지도를 생성할 수 있다.
또한, 본 발명의 일 실시 예에 따르면, 정보처리부는 AERMOD 모델(대기 분산모델), CALPUFF 모델(공기 품질 분산모델) 또는 WRF-Chem 모델(Weather Research and Forecasting-Chemistry)의 각각의 출력값을 분할된 하나의 화면에 표시되도록 출력 또는 적어도 하나 이상의 출력값을 통합하여 하나의 결과값을 생성하여 출력시킬 수 있다.
또한, 본 발명의 일 실시 예에 따르면, 화학물질의 사고에 대한 정보는 화학물질의 확산을 예측하는데 필요한 정보인, 사고 발생시간, 사고위치, 화학물질의 배출높이, 화학물질의 종류, 화학물질의 누출량 또는 누출시 화학물질의 온도 중 적어도 하나를 포함할 수 있다.
또한, 본 발명의 일 실시 예에 따른 화학재난 통합관리 방법이 개시된다. 상기 방법은 화학물질의 사고에 대한 정보가 입력될 수 있는 정보입력단계, 정보를 적어도 하나의 대기확산 모델에 입력하여, 입력에 대응되는 출력값을 통해 시간 경과에 따른 화학물질의 확산을 예측하는 정보처리단계 및 정보처리단계에서 예측된 결과를 출력하는 디스플레이단계를 포함할 수 있다.
또한, 본 발명의 일 실시 예에 따르면, 상기 방법은 입력된 정보에 대응되는 지역에 대한 기상정보를 외부의 서버로부터 수신하는 기상정보 수신단계를 더 포함할 수 있다.
또한, 본 발명의 일 실시 예에 따르면, 상기 방법은 소정지역의 형상에 관한 수치 데이터를 지도 데이터로 저장하고 있는 지리정보저장단계를 더 포함할 수 있다.
또한, 본 발명의 일 실시 예에 따르면, 정보처리단계는 수신한 기상정보를 이용하여 시간 경과에 따른 기상 상황 변화의 예측, 화학물질의 누출량 및 시간 경과에 따른 지역별 위험도를 연산하는 전처리단계 및 전처리단계에서 전처리한 정보에 기반하여, 대기확산 모델의 출력값을 통해 시간 경과에 따른 화학물질의 확산을 예측하는 시뮬레이션단계를 포함할 수 있다.
또한, 본 발명의 일 실시 예에 따르면, 시뮬레이션단계는 AERMOD 모델(대기 분산모델), CALPUFF 모델(공기 품질 분산모델) 또는 WRF-Chem 모델(Weather Research and Forecasting-Chemistry) 중 적어도 어느 하나에 사고에 대한 정보를 입력하여, 입력에 대응되는 출력값을 통해 시간 경과에 따른 화학물질의 확산을 예측하는 단계일 수 있다.
또한, 본 발명의 일 실시 예에 따르면, 정보처리단계는 예측된 화학물질의 확산을 미리 저장된 지도 데이터에 매칭시켜서 시간 경과에 따른 지역별 위험도가 표시된 지도를 생성하는 단계일 수 있다.
또한, 본 발명의 일 실시 예에 따르면, 정보처리단계는 AERMOD 모델(대기 분산모델), CALPUFF 모델(공기 품질 분산모델) 또는 WRF-Chem 모델(Weather Research and Forecasting-Chemistry)의 각각의 출력값을 분할된 하나의 화면에 표시되도록 출력 또는 적어도 하나 이상의 출력값을 통합하여 하나의 결과값을 생성하여 출력시키는 단계일 수 있다.
또한, 본 발명의 일 실시 예에 따르면, 화학물질의 사고에 대한 정보는 화학물질의 확산을 예측하는데 필요한 정보인, 사고 발생시간, 사고위치, 화학물질의 배출높이, 화학물질의 종류, 화학물질의 누출량 또는 누출시 화학물질의 온도 중 적어도 하나를 포함할 수 있다.
상기한 목적들을 달성하기 위한 구체적인 사항들은 첨부된 도면과 함께 상세하게 후술될 실시 예들을 참조하면 명확해질 것이다.
그러나, 본 발명은 이하에서 개시되는 실시 예들에 한정되는 것이 아니라, 서로 다른 다양한 형태로 구성될 수 있으며, 본 발명의 개시가 완전하도록 하고 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자(이하, "통상의 기술자")에게 발명의 범주를 완전하게 알려주기 위해서 제공되는 것이다.
본 발명의 일 실시 예에 의하면, 화학재난 발생시 예측되는 대기확산 모델을 이용하여 모델링을 통해 대기확산을 예측할 수 있다.
또한, 본 발명의 일 실시 예에 의하면, 규모가 서로 다른 대기확산 모델을 통해 모델링한 결과를 통합하여 하나의 화면에 출력시킴으로써, 상황판단 및 그에 대한 대응력을 높일 수 있다.
본 발명의 효과들은 상술된 효과들로 제한되지 않으며, 본 발명의 기술적 특징들에 의하여 기대되는 잠정적인 효과들은 아래의 기재로부터 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
상기 언급된 본 발명 내용의 특징들이 상세하게, 보다 구체화된 설명으로, 이하의 실시 예들을 참조하여 이해될 수 있도록, 실시 예들 중 일부는 첨부되는 도면에서 도시된다. 또한, 도면과의 유사한 참조번호는 여러 측면에 걸쳐서 동일하거나 유사한 기능을 지칭하는 것으로 의도된다. 그러나 첨부된 도면들은 단지 본 발명 내용의 특정한 전형적인 실시 예들만을 도시하는 것일 뿐, 본 발명의 범위를 한정하는 것으로 고려되지는 않으며, 동일한 효과를 갖는 다른 실시 예들이 충분히 인식될 수 있다는 점을 유의하도록 한다.
도 1은 본 발명의 일 실시 예에 따른 화학재난 통합관리 시스템의 블록도를 도시한 도면이다.
도 2는 본 발명의 일 실시 예에 따른 화학재난 통합관리 시스템의 구동을 위해서 정보를 입력을 도시한 도면이다.
도 3은 본 발명의 일 실시 예에 따른 화학재난 통합관리 시스템의 입력된 정보에 따라 출력되는 결과를 도시한 도면이다.
도 4는 본 발명의 일 실시 예에 따른 화학재난 통합관리 시스템의 농도 및 위험도를 도시한 도면이다.
도 5는 본 발명의 일 실시 예에 따른 화학재난 통합관리 시스템의 각각의 대기확산 모델을 이용한 모델링의 결과를 통합한 결과를 도시한 도면이다.
도 6은 본 발명의 일 실시 예에 따른 화학재난 통합관리 방법의 순서도를 도시한 도면이다.
본 발명은 다양한 변경을 가할 수 있고, 여러 가지 실시 예들을 가질 수 있는 바, 특정 실시 예들을 도면에 예시하고 이를 상세히 설명하고자 한다.
청구범위에 개시된 발명의 다양한 특징들은 도면 및 상세한 설명을 고려하여 더 잘 이해될 수 있을 것이다. 명세서에 개시된 장치, 방법, 제법 및 다양한 실시 예들은 예시를 위해서 제공되는 것이다. 개시된 구조 및 기능상의 특징들은 통상의 기술자로 하여금 다양한 실시 예들을 구체적으로 실시할 수 있도록 하기 위한 것이고, 발명의 범위를 제한하기 위한 것이 아니다. 개시된 용어 및 문장들은 개시된 발명의 다양한 특징들을 이해하기 쉽게 설명하기 위한 것이고, 발명의 범위를 제한하기 위한 것이 아니다.
본 발명을 설명함에 있어서, 관련된 공지기술에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우, 그 상세한 설명을 생략한다.
이하, 본 발명의 일 실시 예에 따른 화학재난 통합관리 시스템 및 방법을 설명한다.
도 1은 본 발명의 일 실시 예에 따른 화학재난 통합관리 시스템의 블록도를 도시한 도면이다.
또한, 도 2는 본 발명의 일 실시 예에 따른 화학재난 통합관리 시스템의 구동을 위해서 정보를 입력을 도시한 도면이고, 도 3은 본 발명의 일 실시 예에 따른 화학재난 통합관리 시스템의 입력된 정보에 따라 출력되는 결과를 도시한 도면이며, 도 4는 본 발명의 일 실시 예에 따른 화학재난 통합관리 시스템의 농도 및 위험도를 도시한 도면이고, 도 5는 본 발명의 일 실시 예에 따른 화학재난 통합관리 시스템의 각각의 대기확산 모델을 이용한 모델링의 결과를 통합한 결과를 도시한 도면이다.
도 1 내지 도5를 참조하면, 화학재난 통합관리 시스템(100)은 화학물질의 사고에 대한 정보가 입력될 수 있는 정보입력부(110), 정보를 3개의 대기확산 모델에 입력하여, 입력에 대응되는 출력값을 통해 시간 경과에 따른 화학물질의 확산을 예측하는 정보처리부(170) 및 정보처리부(170)에서 예측된 결과를 출력하는 디스플레이부(190)를 포함할 수 있다. 또한, 화학재난 통합관리 시스템(100)은 상기 입력된 정보에 대응되는 지역에 대한 기상정보를 외부의 서버로부터 수신하는 기상정보 수신부(130) 및 소정지역의 형상에 관한 수치 데이터를 지도 데이터로 저장하고 있는 지리정보저장부(150)를 더 포함할 수 있다.
일 실시 예에서, 정보입력부(110)는 화학물질의 사고에 대한 정보가 입력될 수 있다.
보다 구체적으로, 화학물질의 사고에 대한 정보는 대기확산 모델을 통해 모델링하는데 필요한 정보일 수 있다. 화학물질의 사고에 대한 정보는 화학물질의 확산을 예측하는데 필요한 정보일 수 있다. 즉, 화학물질의 사고에 대한 정보는 사고 시작일시, 사고 종료일시, 사고 위치(위도, 경도), 지면 고도(m), 온도(K), 배출량(gram/s), 화학물질의 배출 고도(m), 배출 속도(m/s), 배출구 지름(m), 사고 물질의 종류, 사고 유형, 사고 원인 중 적어도 하나를 포함할 수 있다. 상기 예시는 본 개시를 설명하기 위한 예시일 뿐, 본 개시는 이에 제한되지 않는다.
일 실시 예에서, 기상정보 수신부(130)는 정보입력부(110)를 통해 입력된 사고지역에 대응되는 지역에 대한 기상정보를 외부의 서버(예컨대, 기상청 서버)로부터 수신할 수 있다. 화학재난 통합관리 시스템(100)은 정확한 예측을 위해서 화학물질의 확산을 예측할 당시, 현재의 기상 상태의 변화를 반영하기 위해서, 외부의 서버로부터 최신의 기상정보를 수신하는 것이다.
일 실시 예에서, 지리정보저장부(150)는 소정지역의 형상에 관한 수치 데이터를 지도 데이터로 저장할 수 있다.
일 실시 예에서, 정보처리부(170)는 정보입력부(110)를 통해 입력된 화학물질의 사고에 대한 정보를 3개의 대기확산 모델에 입력하고, 대기확산 모델의 입력에 대응되는 출력값을 이용하여 시간 경과 및 모델 규모에 따른 화학물질의 확산을 예측할 수 있다.
보다 구체적으로, 정보처리부(170)는 기상정보 수신부(130)를 통해 수신받은 기상정보를 이용하여 시간 경과에 따른 기상 상황 변화의 예측, 화학물질의 누출량 및 시간 경과에 따른 지역별 위험도를 연산하는 전처리부 및 전처리부에 의해 전처리한 정보에 기반하여, 대기확산 모델의 출력값을 통해 시간 경과에 따른 화학물질의 확산을 예측하는 시뮬레이션부를 포함할 수 있다.
또한, 전처리부는 시간 경과에 따른 기상 상황 변화를 계산할 수 있다. 또한, 전처리부는 시간 경과에 따른 화학물질의 누출량을 계산할 수 있다. 또한, 전처리부는 계산한 시간 경과에 따른 기상 상황 변화와 계산된 시간 경과에 따른 화학물질의 누출량에 기반하여 사고 발생지점에서부터 거리 및 시간 경과에 따른 위험도를 계산할 수 있다. 상기 전처리부에서 계산된 위험도는 위험의 정도에 따라 색상을 구분하여 시각화하여 디스플레이 할 수 있다.
예컨대, 전처리부에서 계산한 결과를 바탕으로, 정보처리부(170)는 발생지에서부터 일정거리 내에 있으며, 바람 방향이 향하는 곳은 빨간색으로 시각화하여 위험지역임 표시할 수 있고, 그 외의 일정범위 지역까지는 노란색으로 시각화하여 경고지역임을 표시할 수 있다. 상기와 같은 시각화를 통해 시스템을 사용하는 사용자에게 재난 상황을 직관적으로 확인하게 하여 재난상황에 따른 후속 조치를 하는데 도움을 줄 수 있다. 상기 예시는 본 개시를 설명하기 위한 예시일 뿐, 본 개시는 이에 제한되지 않는다.
또한, 시뮬레이션부는 AERMOD 모델(대기 분산모델), CALPUFF 모델(공기 품질 분산모델) 또는 WRF-Chem 모델(Weather Research and Forecasting-Chemistry)의 3개 모델에 화학물질 사고에 대한 정보를 입력하여, 입력에 대응되는 출력값을 통해 시간 경과에 따른 화학물질의 확산을 예측할 수 있다.
화학재난 통합관리 시스템(100)은 복수의 대기확산 모델 중 입력된 사용자의 선택 신호에 따라 복수의 대기확산 모델 중 선택된 대기확산 모델을 이용하여 모델링을 수행하여 화학물질의 확산을 예측할 수 있다. 화학재난 통합관리 시스템(100)은 복개의 대기확산 모델을 동시에 구동하여 각각 모델별로 예측된 출력값을 통해 복수의 화학물질 확산 결과를 예측할 수 있다.
여기서, AERMOD 모델(대기 분산모델)은 단순지형에서 ISC3 모델의 단점과 복잡지형에서 CTDMPLUS 모형의 복잡성을 보완하기 위해서 미국기상학회와 미국환경부(AERMIC; American Meteorological Society/EPA Regulatory Model Improvement Committee)가 공동으로 개발한 대기 확산모델이다(EPA, 1998a). AERMOD 모델에서는 고도에 따른 연기확산계수 및 풍속의 변화를 대기경계층 상사이론(similarity theory)을 이용, 계산하여 확산모델에 반영하도록 개정된 모델이다. 즉 AERMOD 모델은 ISC3 모델의 가장 큰 단점이었던 대기상태가 공간적으로 균일하다는 가정과 복잡지형에서 적용 문제점을 보완한 모델이다.
또한, CALPUFF 모델(공기 품질 분산모델)은 시간 및 공간에 따른 바람장의 변화를 퍼프의 이동에 고려할 수 있기 때문에 비정상상태(Unsteady state) 모델이다. 따라서 정상상태 모델보다 정확히 시간에 따른 풍향 및 풍속의 변화를 확산에 반영할 수 있다. 또한, CALPUFF 모델은 복잡지형에서 산곡풍이나 해륙풍 순환과 같은 급격한 바람장 변화를 나타내는 지역에 유용한 모델이다. 또한, CALPUFF 모델에서는 해안가에서 연기침강현상 등을 고려할 수 있는 장점이 있다. 따라서 CALPUFF 모델은 우리나라와 같이 삼면이 바다로 되어있고 도시나 공단 등이 해안지역에 위치한 경우 해륙풍 순환의 영향을 받는 풍하측에서의 농도 예측에 적합한 모델이다.
또한, WRF-Chem 모델(Weather Research and Forecasting-Chemistry)은 화학과 결합 된 기상 연구 및 예측(WRF) 모델입니다. WRF-Chem 모델은 기상과 동시에 미량 가스 및 에어로졸의 방출, 운송, 혼합 및 화학적 변환을 모의하는 모델로, 지역 규모의 대기 질, 현장 프로그램 분석 및 구름과 화학 간의 구름 규모 상호 작용을 조사하는 데 사용될 수 있다.
또한, 정보처리부(170)는 예측된 화학물질의 확산 경로를 지리정보저장부(150)에 미리 저장된 지도 데이터에 매칭시켜서 시간 경과에 따른 해당 지역별 위험도가 표시된 지도를 생성할 수 있다. 정보처리부(170)는 위험도가 표시된 지도는 사고 발생지를 기점으로 기상 상황의 변화를 반영하고, 전처리부에서 연산한 시간 경과에 따른 위험도를 색상을 이용하여 위험의 정도 표시를 시각화할 수 있다.
또한, 정보처리부(170)는 AERMOD 모델(대기 분산모델), CALPUFF 모델(공기 품질 분산모델) 또는 WRF-Chem 모델(Weather Research and Forecasting-Chemistry)의 각각의 출력값을 분할된 하나의 화면에 표시되도록 출력 또는 적어도 하나 이상의 출력값을 통합하여 하나의 결과값을 생성하여 출력시킬 수 있다.
보다 구체적으로, 정보처리부(170)는 AERMOD 모델(대기 분산모델), CALPUFF 모델(공기 품질 분산모델) 및 WRF-Chem 모델(Weather Research and Forecasting-Chemistry)의 각각의 결과값을 분할된 하나의 화면에 표시할 수 있다. 정보처리부(170)는 AERMOD 모델(대기 분산모델), CALPUFF 모델(공기 품질 분산모델) 및 WRF-Chem 모델(Weather Research and Forecasting-Chemistry) 각각의 출력값을 하나의 화면에 표시하기 위해 후처리를 수행할 수 있다. 정보처리부(170)는 상기 각각의 AERMOD 모델(대기 분산모델), CALPUFF 모델(공기 품질 분산모델) 및 WRF-Chem 모델(Weather Research and Forecasting-Chemistry)은 규모의 차이를 극복하기 위해서 각각의 모델을 통한 출력값에 후처리하는 과정을 거쳐서 하나의 화면에 표시할 수 있다. 또한, 정보처리부(170)는 AERMOD 모델(대기 분산모델), CALPUFF 모델(공기 품질 분산모델) 및 WRF-Chem 모델(Weather Research and Forecasting-Chemistry) 각각의 출력값을 통합하여 하나의 결과값을 도출할 수 있다. 정보처리부(170)는 각각의 모델이 가지는 장점을 통합하여 하나의 결과물을 도출함으로써, 재난관리를 보다 정확하고 효과적으로 할 수 있다.
일 실시 예에서, 디스플레이부(190)는 정보처리부(170)에서 예측된 시간 경과에 따른 화학물질의 확산 경로를 지도 데이터에 결합하여 출력할 수 있다. 또한, 디스플레이부(190)는 지리정보저장부(150)에 저장된 지도 데이터와 정보처리부(170)에서 연산한 누출된 화학물질의 농도 및 위험도를 수치 또는 색상을 이용하여 시각화된 화면을 출력할 수 있다.
도 6은 본 발명의 일 실시 예에 따른 화학재난 통합관리 방법의 순서도를 도시한 도면이다.
도 6을 참조하면, 화학재난 통합관리 방법(S200)은 화학물질의 사고에 대한 정보가 입력될 수 있는 정보입력단계(S210), 정보를 적어도 하나의 대기확산 모델에 입력하여, 입력에 대응되는 출력값을 통해 시간 경과에 따른 화학물질의 확산을 예측하는 정보처리단계(S230) 및 정보처리단계(S230)에서 예측된 결과를 출력하는 디스플레이단계(S250)를 포함할 수 있다. 또한, 화학재난 통합관리 방법(S200)은 입력된 정보에 대응되는 지역에 대한 기상정보를 외부의 서버로부터 수신하는 기상정보 수신단계 및 소정지역의 형상에 관한 수치 데이터를 지도 데이터로 저장하고 있는 지리정보저장단계를 더 포함할 수 있다.
일 실시 예에서, 정보입력단계(S210)는 화학물질의 사고에 대한 정보가 입력되는 단계일 수 있다.
보다 구체적으로, 화학물질의 사고에 대한 정보는 대기확산 모델을 통해 모델링하는데 필요한 정보일 수 있다. 화학물질의 사고에 대한 정보는 화학물질의 확산을 예측하는데 필요한 정보인, 사고시간, 사고위치, 사고위치 굴뚝 높이, 화학물질의 종류, 누출량 또는 누출환경 중 적어도 하나를 포함할 수 있다. 화학물질의 사고에 대한 정보는 화학물질의 확산을 예측하는데 필요한 정보일 수 있다. 즉, 화학물질의 사고에 대한 정보는 사고 시작일시, 사고 종료일시, 사고 위치(위도, 경도), 지면 고도(m), 온도(K), 배출량(gram/s), 화학물질의 배출 고도(m), 배출 속도(m/s), 배출구 지름(m), 사고 물질의 종류, 사고 유형, 사고 원인 중 적어도 하나를 포함할 수 있다. 상기 예시는 본 개시를 설명하기 위한 예시일 뿐, 본 개시는 이에 제한되지 않는다.
일 실시 예에서, 기상정보 수신단계는 정보입력단계(S210)를 통해 입력된 사고지역에 대응되는 지역에 대한 기상정보를 외부의 서버(예컨대, 기상청 서버)로부터 수신할 수 있다. 화학재난 통합관리 방법(S200)은 정확한 예측을 통한 화학재난을 대응하기 위한 것으로, 화학물질의 확산을 예측할 당시의 기상 상태의 변화를 반영하기 위해서 외부의 서버로부터 최신의 기상정보를 수신하는 것이다.
일 실시 예에서, 지리정보저장단계는 소정지역의 형상에 관한 수치 데이터를 지도 데이터로 저장하는 단계일 수 있다.
일 실시 예에서, 정보처리단계(S230)는 정보입력단계(S210)에서 입력된 화학물질의 사고에 대한 정보를 적어도 하나의 대기확산 모델에 입력하고, 대기확산 모델의 입력에 대응되는 출력값을 통해 시간 경과에 따른 화학물질의 확산을 예측하는 단계일 수 있다.
보다 구체적으로, 정보처리단계(S230)는 기상정보 수신단계를 통해 수신받은 기상정보를 이용하여 시간 경과에 따른 기상 상황 변화의 예측, 화학물질의 누출량 및 시간 경과에 따른 지역별 위험도를 연산하는 전처리단계 및 전처리단계에서 전처리한 정보에 기반하여, 대기확산 모델의 출력값을 통해 시간 경과에 따른 화학물질의 확산을 예측하는 시뮬레이션단계를 포함할 수 있다.
또한, 전처리단계는 시간 경과에 따른 기상 상황 변화를 계산하는 단계일 수 있다. 또한, 전처리단계는 시간 경과에 따른 화학물질의 누출량을 계산하는 단계일 수 있다. 또한, 전처리단계는 계산한 시간 경과에 따른 기상 상황 변화와 계산된 시간 경과에 따른 화학물질의 누출량에 기반하여 사고 발생지점에서부터 거리 및 시간 경과에 따른 위험도를 계산하는 단계일 수 있다. 상기 전처리단계에서 계산된 위험도는 위험의 정도에 따라 색상을 구분하여 시각화하여 디스플레이 할 수 있다.
예컨대, 전처리단계에서 계산한 결과를 바탕으로, 정보처리단계(S230)는 발생지에서부터 일정거리 내에 있으며, 바람 방향이 향하는 곳은 빨간색으로 시각화하여 위험지역임 표시할 수 있고, 그 외의 일정범위 지역까지는 노란색으로 시각화하여 경고지역임을 표시하는 단계일 수 있다. 상기와 같은 시각화를 통해 화학재난 통합관리 방법(S200)을 사용하는 사용자에게 재난 상황을 직관적으로 확인할 수 있게 하여 화학물질 재난 상황에 따른 후속 조치판단에 도움을 줄 수 있다. 상기 예시는 본 개시를 설명하기 위한 예시일 뿐, 본 개시는 이에 제한되지 않는다.
또한, 시뮬레이션단계는 AERMOD 모델(대기 분산모델), CALPUFF 모델(공기 품질 분산모델) 또는 WRF-Chem 모델(Weather Research and Forecasting-Chemistry) 중 적어도 어느 하나에 사고에 대한 정보를 입력하여, 입력에 대응되는 출력값을 통해 시간 경과에 따른 화학물질의 확산을 예측하는 단계일 수 있다.
화학재난 통합관리 방법(S200)은 복수의 대기확산 모델 중 입력된 사용자의 선택 신호에 따라 복수의 대기확산 모델 중 선택된 대기확산 모델을 이용하여 모델링을 수행하여 화학물질의 확산을 예측할 수 있다. 화학재난 통합관리 방법(S200)은 복개의 대기확산 모델을 동시에 구동하여 각각 모델별로 예측된 출력값을 통해 복수의 화학물질 확산 결과를 예측할 수 있다.
또한, 정보처리단계(S230)는 시간 경과에 따라 예측된 화학물질의 확산 경로를 지리정보저장단계에서 미리 저장된 지도 데이터에 매칭시켜서 시간 경과에 따른 해당 지역별 위험도가 표시된 지도를 생성하는 단계일 수 있다. 정보처리단계(S230)는 위험도가 표시된 지도는 사고 발생지를 기점으로 기상 상황의 변화를 반영하고, 전처리단계에서 연산한 시간 경과에 따른 위험도를 색상을 이용하여 위험의 정도 표시를 시각화할 수 있다.
또한, 정보처리단계(S230)는 AERMOD 모델(대기 분산모델), CALPUFF 모델(공기 품질 분산모델) 또는 WRF-Chem 모델(Weather Research and Forecasting-Chemistry)의 각각의 출력값을 분할된 하나의 화면에 표시되도록 출력 또는 적어도 하나 이상의 출력값을 통합하여 하나의 결과값을 생성하여 출력시키는 단계일 수 있다.
보다 구체적으로, 정보처리단계(S230)는 AERMOD 모델(대기 분산모델), CALPUFF 모델(공기 품질 분산모델) 및 WRF-Chem 모델(Weather Research and Forecasting-Chemistry)의 각각의 결과값을 분할된 하나의 화면에 표시하는 단계일 수 있다. 정보처리단계(S230)는 AERMOD 모델(대기 분산모델), CALPUFF 모델(공기 품질 분산모델) 및 WRF-Chem 모델(Weather Research and Forecasting-Chemistry) 각각의 출력값을 하나의 화면에 표시하기 위해 후처리를 수행하는 단계일 수 있다. 정보처리단계(S230)는 상기 각각의 AERMOD 모델(대기 분산모델), CALPUFF 모델(공기 품질 분산모델) 및 WRF-Chem 모델(Weather Research and Forecasting-Chemistry)은 규모의 차이를 극복하기 위해서 각각의 모델을 통한 출력값에 후처리하는 과정을 거쳐서 하나의 화면에 표시하는 단계일 수 있다. 또한, 정보처리단계(S230)는 AERMOD 모델(대기 분산모델), CALPUFF 모델(공기 품질 분산모델) 및 WRF-Chem 모델(Weather Research and Forecasting-Chemistry) 각각의 출력값을 통합하여 하나의 결과값을 도출할 수 있다. 정보처리단계(S230)는 각각의 모델이 가지는 장점을 통합하여 하나의 결과물을 도출하는 단계를 거침으로써, 재난관리를 보다 정확하고 효과적으로 할 수 있다.
일 실시 예에서, 디스플레이단계(S250)는 정보처리단계(S230)에서 예측된 시간 경과에 따른 화학물질의 확산 경로를 지도 데이터에 결합하여 출력하는 단계일 수 있다. 또한, 디스플레이단계(S250)는 지리정보저장단계에 저장된 지도 데이터와 정보처리단계(S230)에서 연산한 누출된 화학물질의 농도 및 위험도를 수치 또는 색상을 이용하여 시각화된 화면을 출력하는 단계일 수 있다.
이상의 설명은 본 발명의 기술적 사상을 예시적으로 설명한 것에 불과한 것으로, 통상의 기술자라면 본 발명의 본질적인 특성이 벗어나지 않는 범위에서 다양한 변경 및 수정이 가능할 것이다.
따라서 본 명세서에 개시된 실시 예들은 본 발명의 기술적 사상을 한정하기 위한 것이 아니라, 설명하기 위한 것이고, 이러한 실시 예들에 의하여 본 발명의 범위가 한정되는 것은 아니다.
본 발명의 보호범위는 청구범위에 의하여 해석되어야 하며, 그와 동등한 범위 내에 있는 모든 기술 사상은 본 발명의 권리범위에 포함되는 것으로 이해되어야 한다.

Claims (16)

  1. 화학물질의 사고에 대한 정보가 입력될 수 있는 정보입력부;
    상기 정보를 적어도 하나의 대기확산 모델에 입력하여, 상기 입력에 대응되는 출력값을 통해 시간 경과에 따른 화학물질의 확산을 예측하는 정보처리부; 및
    상기 정보처리부에서 예측된 결과를 출력하는 디스플레이부를 포함하는,
    화학재난 통합관리 시스템.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 입력된 정보에 대응되는 지역에 대한 기상정보를 외부의 서버로부터 수신하는 기상정보 수신부를 더 포함하는,
    화학재난 통합관리 시스템.
  3. 제1항에 있어서,
    소정지역의 형상에 관한 수치 데이터를 지도 데이터로 저장하고 있는 지리정보저장부를 더 포함하는,
    화학재난 통합관리 시스템.
  4. 제2항에 있어서,
    상기 정보처리부는,
    상기 수신한 기상정보를 이용하여 시간 경과에 따른 기상 상황 변화의 예측, 화학물질의 누출량 및 시간 경과에 따른 지역별 위험도를 연산하는 전처리부; 및
    상기 전처리부에 의해 전처리한 정보에 기반하여, 대기확산 모델의 출력값을 통해 시간 경과에 따른 화학물질의 확산을 예측하는 시뮬레이션부를 포함하는,
    화학재난 통합관리 시스템.
  5. 제4항에 있어서,
    상기 시뮬레이션부는,
    AERMOD 모델(대기 분산모델), CALPUFF 모델(공기 품질 분산모델) 또는 WRF-Chem 모델(Weather Research and Forecasting-Chemistry) 중 적어도 어느 하나에 상기 사고에 대한 정보를 입력하여, 상기 입력에 대응되는 출력값을 통해 시간 경과에 따른 화학물질의 확산을 예측하는,
    화학재난 통합관리 시스템.
  6. 제5항에 있어서,
    상기 정보처리부는,
    상기 예측된 화학물질의 확산을 미리 저장된 지도 데이터에 매칭시켜서 시간 경과에 따른 지역별 위험도가 표시된 지도를 생성하는,
    화학재난 통합관리 시스템.
  7. 제5항에 있어서,
    상기 정보처리부는,
    상기 AERMOD 모델(대기 분산모델), CALPUFF 모델(공기 품질 분산모델) 또는 WRF-Chem 모델(Weather Research and Forecasting-Chemistry)의 각각의 출력값을 분할된 하나의 화면에 표시되도록 출력 또는 적어도 하나 이상의 출력값을 통합하여 하나의 결과값을 생성하여 출력시키는,
    화학재난 통합관리 시스템.
  8. 제1항에 있어서,
    상기 화학물질의 사고에 대한 정보는,
    화학물질의 확산을 예측하는데 필요한 정보인, 사고 발생시간, 사고위치, 화학물질의 배출높이, 화학물질의 종류, 화학물질의 누출량 또는 누출시 화학물질의 온도 중 적어도 하나를 포함하는,
    화학재난 통합관리 시스템.
  9. 화학물질의 사고에 대한 정보가 입력될 수 있는 정보입력단계;
    상기 정보를 적어도 하나의 대기확산 모델에 입력하여, 상기 입력에 대응되는 출력값을 통해 시간 경과에 따른 화학물질의 확산을 예측하는 정보처리단계; 및
    상기 정보처리단계에서 예측된 결과를 출력하는 디스플레이단계를 포함하는,
    화학재난 통합관리 방법.
  10. 제9항에 있어서,
    상기 방법은,
    상기 입력된 정보에 대응되는 지역에 대한 기상정보를 외부의 서버로부터 수신하는 기상정보 수신단계를 더 포함하는,
    화학재난 통합관리 방법.
  11. 제9항에 있어서,
    상기 방법은,
    소정지역의 형상에 관한 수치 데이터를 지도 데이터로 저장하는 지리정보저장단계를 더 포함하는,
    화학재난 통합관리 방법.
  12. 제10항에 있어서,
    상기 정보처리단계는,
    상기 수신한 기상정보를 이용하여 시간 경과에 따른 기상 상황 변화의 예측, 화학물질의 누출량 및 시간 경과에 따른 지역별 위험도를 연산하는 전처리단계; 및
    상기 전처리단계에서 전처리한 정보에 기반하여, 대기확산 모델의 출력값을 통해 시간 경과에 따른 화학물질의 확산을 예측하는 시뮬레이션단계를 포함하는,
    화학재난 통합관리 방법.
  13. 제12항에 있어서,
    상기 시뮬레이션단계는,
    AERMOD 모델(대기 분산모델), CALPUFF 모델(공기 품질 분산모델) 또는 WRF-Chem 모델(Weather Research and Forecasting-Chemistry) 중 적어도 어느 하나에 상기 사고에 대한 정보를 입력하여, 상기 입력에 대응되는 출력값을 통해 시간 경과에 따른 화학물질의 확산을 예측하는 단계인,
    화학재난 통합관리 방법.
  14. 제13항에 있어서,
    상기 정보처리단계는,
    상기 예측된 화학물질의 확산을 미리 저장된 지도 데이터에 매칭시켜서 시간 경과에 따른 지역별 위험도가 표시된 지도를 생성하는 단계인,
    화학재난 통합관리 방법.
  15. 제13항에 있어서,
    상기 정보처리단계는,
    상기 AERMOD 모델(대기 분산모델), CALPUFF 모델(공기 품질 분산모델) 또는 WRF-Chem 모델(Weather Research and Forecasting-Chemistry)의 각각의 출력값을 분할된 하나의 화면에 표시되도록 출력 또는 적어도 하나 이상의 출력값을 통합하여 하나의 결과값을 생성하여 출력시키는 단계인,
    화학재난 통합관리 방법.
  16. 제9항에 있어서,
    상기 화학물질의 사고에 대한 정보는,
    화학물질의 확산을 예측하는데 필요한 정보인, 사고 발생시간, 사고위치, 화학물질의 배출높이, 화학물질의 종류, 화학물질의 누출량 또는 누출시 화학물질의 온도 중 적어도 하나를 포함하는,
    화학재난 통합관리 방법.
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