KR20220132817A - 위험도 기반의 쉐이크맵을 이용한 지진대응 시스템 - Google Patents

위험도 기반의 쉐이크맵을 이용한 지진대응 시스템 Download PDF

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Abstract

본 발명은 지진 발생시 얻어지는 지진 발생 정보와 지진 발생 후 얻어지는 액상화 값을 반영한 쉐이크맵을 반영하여 각 기관별로 분산되어 있는 시설물 정보와 공간 정보를 통합하고 현재 운영 중인 국토지반정보와 연계하여 응급대응방안 등을 제공하여 재난대응 의사결정자에게 기초 정보를 제공하고, 지진 발생 시 시설물 관리자 및 유관기관의 적극적인 대응을 위한 시설물별 EAP를 제시하여 담당자로 하여금 신속하고 정확한 행동이 가능한 위험도 기반의 쉐이크맵을 이용한 지진대응 시스템에 관한 것이다.

Description

위험도 기반의 쉐이크맵을 이용한 지진대응 시스템{A SUPPORT SYSTEM FOR RISK AND GEOTECHNICAL INFORMATION-BASED DISASTOR DECISION}
본 발명은 지진대응 시스템에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 지진 발생시 얻어지는 지진 발생 정보와 지진 발생 후 얻어지는 액상화 값을 반영한 쉐이크맵을 반영하여 각 기관별로 분산되어 있는 시설물 정보와 공간 정보를 통합하고 현재 운영 중인 국토지반정보와 연계하여 응급대응방안 등을 제공하여 재난대응 의사결정자에게 기초 정보를 제공하고, 지진 발생 시 시설물 관리자 및 유관기관의 적극적인 대응을 위한 시설물별 EAP를 제시하여 담당자로 하여금 신속하고 정확한 행동이 가능한 위험도 기반의 쉐이크맵을 이용한 지진대응 시스템에 관한 것이다.
최근 전세계적으로 지진으로 인한 대규모의 인명피해와 시설물 피해가 속출하고 있으며 사회 전반적으로 핵심적인 기능을 수행하는 많은 구조물들의 피해가 발생하고 있다. 한반도는 유라시아판의 안쪽에 위치하여 주변국에 비해 그동안 지진 안전지대로 평가되어 왔으나, 최근 크고 작은 지진 발생빈도가 증가 추세에 있고, 2017년 경상북도 포항에서는 규모 5.4의 계기지진 관측 이래 두 번째로 큰 규모의 지진이 발생하였다.
이에 우리나라도 선진국과 같이 여러 데이터를 활용하여 재난/재해를 인지 및 예측하기 위한 다양한 연구가 본격적으로 논의되기 시작하였다.
미국 Purdue 대학에서 개발한 재난의사결정 지원시스템인 DIMSuS (Disaster Mitigation Support System)[5]는 지역사회 및 산업사회의 활동이 도로, 제방, 전력, 가스, 전기통신 등 주요 인프라에 의존하는 정도를 정량적으로 표시한 중요도와 재해로 인해 사회 및 산업에 가해지는 위험의 정도를 주요 시설물의 상태 및 확률에 의한 위험도를 산출하여 개발되었다.
그러나 DIMSuS는 대상 지역의 피해규모 파악과 이에 근거한 의사결정 지원이 부족한 문제점이 있다.
본 발명이 해결하고자 하는 기술적 과제는 지진 발생시 얻어지는 지진 발생 정보와 지진 발생 후 얻어지는 액상화 값을 반영한 쉐이크맵을 반영하여 각 기관별로 분산되어 있는 시설물 정보와 공간 정보를 통합하고 현재 운영 중인 국토지반정보와 연계하여 응급대응방안 등을 제공하여 재난대응 의사결정자에게 기초 정보를 제공하고, 지진 발생 시 시설물 관리자 및 유관기관의 적극적인 대응을 위한 시설물별 EAP를 제시하여 담당자로 하여금 신속하고 정확한 행동이 가능한 위험도 기반의 쉐이크맵을 이용한 지진대응 시스템을 제공하는 것이다.
전술한 기술적 과제를 해결하기 위한 본 발명에 따른 위험도 기반의 쉐이크맵을 이용한 지진대응 시스템은, 지진 발생 당시 및 지진 발생 이후 관련 빅데이터를 수집하고 전처리하는 지진 빅데이터 수집 처리 모듈; 지진 재난의 영향이 높은 시설물을 선별하여 지진 재난 대응의 우선 순위를 제공하고, 지진 재난 발생시 인명대피 및 보호에 활용 가능성이 높은 시설물을 선정하는 지반 안전 의사 결정 모듈; 상기 지반 안전 의사 결정 모듈에 의하여 선정된 결과와 관심 지역의 현재 지진 재난 단계 별로 대응 방안을 실시간으로 표출 확산하는 원스탑(one-stop) 모바일 지원 확산 모듈;을 포함한다.
그리고 본 발명에서 상기 지진 빅데이터 수집 처리 모듈은, 침하 감지기, 센서/변위 감지기 및 지진 계측기에서 감지된 지진 정보를 포함하는 지진 발생 정보 데이터 베이스; 지진 발생 후 지반의 액상화 정도를 측정하여 지도에 표시한 쉐이크맵을 생성하는 쉐이크맵 생성 모듈; 시설물 아이디, 시설물명칭, 주소, 좌표 등의 데이터를 포함하는 시설물 정보 데이터 베이스; 상기 시설물 아이디별 시설물 구분, 시설물 등급, 중요도 순위, 중요도 등급, 기능적 위험도, 구조적 위험도 및 종합 위험도를 포함하는 중요도/위험도 데이터 베이스;를 포함하는 것이 바람직하다.
또한 본 발명에서 상기 지진 발생 정보 데이터 베이스에는, 침하 계측, 변위 계측, 가스 누출 정보가 더 포함되는 것이 바람직하다.
또한 본 발명에서 상기 쉐이크맵 생성 모듈은, 해당 지역을 1×1km 크기의 격자 형태로 나누는 격자 생성 모듈; 각 격자의 중앙을 굴착 및 지반 조사하여 액상화 값을 산출하는 액상화 값 산출 모듈; 각 격자 별로 산출된 액상화 값을 기준으로 해당 격자의 위험 단계를 결정하고 지도에 표시하는 위험 단계 표시 모듈;을 포함하는 것이 바람직하다.
또한 본 발명에서 상기 액상화 값 산출 모듈은, 지층별 N값, 토질 종류, 밀도를 수집하고, 수치해석을 통해 지진 강도에 따른 액상화 값을 산출하는 것이 바람직하다.
또한 본 발명에서 상기 지진 빅데이터 수집 처리 모듈에는, 공간 도시 정보 인벤토리와 정원 공간 정보를 포함하는 공간 데이터 베이스가 더 포함되는 것이 바람직하다.
또한 본 발명에서 상기 지반 안전 의사 결정 모듈은, 각 시설물에 대한 중요도를 평가하고, 시설물 등급을 단계별로 나누어 검색하며, 시설물 순위 별로 평가점/ 등급을 표출하는 지진 중요도 평가 모듈; 주요 대상 시설물 정보 인터페이스를 제공하고, 각 시설물에 대한 중요도를 평가하며, 기본 정보, 지진 정보를 반영하여 위험도를 평가하고 표출하는 지진 위험도 평가 모듈;을 포함하는 것이 바람직하다.
또한 본 발명에서 상기 기본 정보는 수신 시간, 주소, 좌표 등인 것이 바람직하다.
또한 본 발명에서 상기 원스탑 지원 확산 모듈은 FCM(Firebase Cloud Messaging) 기술을 활용하여 구현되는 것이 바람직하다.
본 발명의 위험도 기반의 쉐이크맵을 이용한 지진대응 시스템에 따르면 지진 발생시 얻어지는 지진 발생 정보와 지진 발생 후 얻어지는 액상화 값을 반영한 쉐이크맵을 반영하여 각 기관별로 분산되어 있는 시설물 정보와 공간 정보를 통합하고 현재 운영 중인 국토지반정보와 연계하여 응급대응방안 등을 제공하여 재난대응 의사결정자에게 기초 정보를 제공하고, 지진 발생 시 시설물 관리자 및 유관기관의 적극적인 대응을 위한 시설물별 EAP를 제시하여 담당자로 하여금 신속하고 정확한 행동이 가능한 장점이 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 위험도 기반의 쉐이크맵을 이용한 지진대응 시스템의 구성을 도시하는 블럭도이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 공간 데이터 베이스에서 제공하는 인벤토리 기반으로 이루어지는 ER 다이어그램을 도시한 것이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 원스탑 지원 확산 모듈에 의하여 표출되는 화면 예시이다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 격자 생성 모습을 도시하는 화면 예시이다.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 격자 좌표의 생성 및 저장 화면 예시이다.
이하에서는 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 구체적인 실시예를 상세하게 설명한다.
본 실시예에 따른 위험도 기반의 쉐이크맵을 이용한 지진대응 시스템(100)은 도 1에 도시된 바와 같이, 지진 빅데이터 수집 처리 모듈(110), 지반 안전 의사 결정 모듈(120) 및 원스탑 모바일 지원 확산 모듈(130)을 포함하여 구성된다.
먼저 상기 지진 빅데이터 수집 처리 모듈(110)은 지진 관련 빅데이터를 수집하고 전처리하는 구성요소이며, 도 1에 도시된 바와 같이, 침하 감지기(141), 지진 계측기(142)를 비롯한 센서/변위 감지기 등의 지진 감지부(140)에서 감지되는 지진 발생 당시 얻어지는 지진 발생 관련 빅데이터 뿐만 아니라 지진 발생 이후 얻어지는 지반의 액상화 관련 데이터 및 상기 지반 안전 의사 결정 모듈(120)에서 제공되는 정보까지 총 망라하여 저장하고 전처리하는 것이다.
이를 위하여 본 실시예에서는 상기 지진 빅데이터 수집 처리 모듈(110)을 구체적으로 도 1에 도시된 바와 같이, 지진 정보 데이터 베이스(111), 시설물 정보 데이터 베이스(112), 중요도/위험도 데이터 베이스(113), 공간 정보 데이터베이스(114) 및 쉐이크맵 생성 모듈(115)을 포함하여 구성할 수 있다.
먼저 상기 지진 정보 데이터 베이스(111)는 상기 침하 감지기(141), 센서/변위 감지기 및 지진 계측기(142)에서 감지된 각종 지진 정보를 포함하는 정보들을 전달받아서 전처리하고 저장하는 구성요소이다. 따라서 상기 지진 정보 데이터 베이스(111)에는 예를 들어 침하 계측 raw data, 변위 계측 raw data, 지진계측 raw data, 가스 누출 raw data 등이 저장된다.
다음으로 상기 시설물 정보 데이터 베이스(112)는 관할 지역의 시설물 아이디, 시설물명칭, 주소, 좌표 등의 데이터를 포함하는 시설물 정보들이 저장되는 구성요소이다. 즉, 상기 시설물 정보 데이터 베이스(112)에는 각 기관별로 분산되어 있는 시설물 정보와 공간 정보를 통합하여 각 시설물 별로 명칭, 주소, 좌표 등의 데이터를 매칭시켜 저장하는 것이다.
다음으로 상기 중요도/위험도 데이터 베이스(113)는 도 1에 도시된 바와 같이, 상기 지진 빅데이터 수집 처리 모듈(110) 내에 설치되며, 상기 지반 안전 의사 결정 모듈(120)에 의하여 제공되는 상기 시설물 아이디별 시설물 구분, 시설물 등급, 중요도 순위, 중요도 등급, 기능적 위험도, 구조적 위험도 및 종합 위험도를 포함하는 정보들을 저장한다.
한편 본 실시예에서 상기 지진 빅데이터 수집 처리 모듈(110)에는, 도 1에 도시된 바와 같이, 공간 도시 정보 인벤토리와 정원 공간 정보를 포함하는 공간 정보 데이터베이스(114)가 더 포함되는 것이 바람직하다. 즉, 상기 공간 정보 데이터베이스(114)는 관할 지역 내의 시설물들 중 피해 영향이 큰 시설물과 활용도 높은 시설물들을 내진설계 유무, 구조 형식, 시설물 위치 및 용도, 노후도, 반/지형 특성 등으로 분류하고 선별하여 데이터베이스를 구성하는 것이다.
도 2에서는 이러한 공간 정보 데이터베이스(114)에서 제공하는 인벤토리 기반으로 이루어지는 ER 다이어그램을 도시한다.
다음으로 상기 쉐이크맵 생성 모듈(115)은 지진 발생 후 지반의 액상화 정도를 측정하여 지도에 표시한 쉐이크맵을 생성하는 구성요소이다. 즉, 상기 쉐이크맵 생성 모듈(115)은 지진이 발생한 이후에 실제 지반을 조사하여 얻어지는 액상화값을 산출하고 이를 지도 상에 표시하는 것이다.
이를 위하여 본 실시예에서는 상기 쉐이크맵 생성 모듈(115)을 구체적으로 도 1에 도시된 바와 같이, 격자 생성 모듈(115a)과 액상화값 산출 모듈(115b) 및 위험 단계 표시 모듈(115c)를 포함하여 구성한다. 먼저 상기 격자 생성 모듈(115a)은 도 4에 도시된 바와 같이, 쉐이크맵을 생성할 해당 지역을 1×1km 크기의 격자 형태로 나누어 격자를 생성하는 구성요소이다. 그리고 상기 격자 생성 모듈(115a)은 도 5에 도시된 바와 같이, 생성된 격자에 대해서 격자 좌표를 경위도 좌표로 변환하여 좌표 데이터를 데이터베이스에 저장한다.
다음으로 상기 액상화값 산출 모듈(115b)은 각 격자의 중앙을 굴착 및 지반 조사하여 액상화 값을 산출하는 구성요소이다. 즉, 상기 액상화 값 산출 모듈(115 b)은 상기 격자 생성 모듈(115a)에 의하여 생성된 각 격자의 좌표값을 이용하여 각 격자에 대하여 1×1km 크기의 격자의 중앙 지점을 굴착하고 지반 조사를 실시하여 실제 각 격자의 액상화 상태를 조사하여 그 값을 산출하는 것이다.
구체적으로 상기 액상화 값 산출 모듈(115b)은 굴착 작업에 의하여 얻어지는 지층별 N값, 토질 종류, 밀도를 수집하고, 수치해석을 통해 지진 강도에 따른 액상화 값을 산출하는 것이다.
다음으로 상기 위험 단계 표시 모듈(115c)은 각 격자 별로 산출된 액상화 값을 기준으로 해당 격자의 위험 단계를 결정하고 지도에 표시하는 구성요소이다. 즉, 상기 위험 단계 표시 모듈(115c)은 액상화값에 따른 위험 단계를 관심, 주의, 경계, 심각의 4 단계로 구분하고, 상기 액상화값 산출 모듈(115b)에 의하여 산출되는 각 격자별 액상화값을 토대로 각 격자의 위험 단계를 판정하고 이를 색상을 달리하여 지도에 표시하는 것이다.
다음으로 상기 지반 안전 의사 결정 모듈(120)은 도 1에 도시된 바와 같이, 상기 지진 빅데이터 수집 처리 모듈(110)과 연결되어 설치되며, 지진 재난의 영향이 높은 시설물을 선별하여 지진 재난 대응의 우선 순위를 제공하고, 지진 재난 발생시 인명대피 및 보호에 활용 가능성이 높은 시설물을 선정하는 구성요소이다. 이를 위하여 본 실시예서는 상기 지반 안전 의사 결정 모듈(120)을 도 1에 도시된 바와 같이, 구체적으로 지진 중요도 평가 모듈(121)과 지진 위험도 평가 모듈(122)을 포함하여 구성할 수 있다.
먼저 상기 지진 중요도 평가 모듈(121)은 각 시설물에 대한 중요도를 평가하고, 시설물 등급을 단계별로 나누어 검색하며, 시설물 순위 별로 평가점/등급을 표출하는 구성요소이다. 즉, 상기 지진 중요도 평가 모듈(121)은 주요 대상 시설물 정보, 시설물 구분, 시설물 명칭, 시설물 등급 등의 시설물 정보와 중요도 항목, 평가 점수 및 평가 등급을 포함하는 중요도 정보를 표출하는 것이다.
다음으로 상기 지진 위험도 평가 모듈(122)은 주요 대상 시설물 정보 인터페이스를 제공하고, 각 시설물에 대한 중요도를 평가하며, 기본 정보, 지진 정보를 반영하여 위험도를 평가하고 표출하는 구성요소이다. 즉, 상기 지진 위험도 평가 모듈(122)은 기능적/구조적 위험도, 종합 위험도 등을 각 시설물 정보에 대응되도록 평가하여 표출하는 것이다.
이때 상기 기본 정보는 수신 시간, 주소, 좌표 등이다.
다음으로 상기 원스탑 모바일 지원 확산 모듈(130)은 도 1에 도시된 바와 같이, 상기 지진 빅데이터 수집 처리 모듈(110)과 연결되어 설치되며, 상기 지반 안전 의사 결정 모듈(120)에 의하여 선정된 결과와 관심 지역의 현재 지진 재난 단계에 따른 대응 방안을 실시간으로 표출 확산하는 구성요소이다. 즉, 상기 원스탑(one-stop) 모바일 지원 확산 모듈(130)은 전송 지연을 최소화하기 위한 Push Notification 기술 적용하고, 안드로이드 기반의 모바일 앱 시스템으로 사용자가 접속한 지역 또는 관심 지역의 현재 지진 재난 단계 및 해당 단계에 따른 대응 방안을 표출하고 지진 또는 위험 상황 발생시 관련 정보를 신속히 알림으로써 재난에 대한 대응력을 높일 수 있는 것이다.
본 실시예에서는 각종 정보를 신속히 전파하기 위해 전송 지연을 최소화할 수 있도록 상기 원스탑 지원 확산 모듈(130)은 FCM(Firebase Cloud Messaging) 기술을 활용하여 구현되는 것이 바람직하다.
이러한 원스탑 지원 확산 모듈(130)에 의하여 표출되는 화면 예시는 도 3에 도시된 바와 같다.
100 : 본 발명의 일 실시예에 따른 위험도 기반의 쉐이크맵을 이용한 지진대응 지원시스템
110 : 지진 빅데이터 수집 처리 모듈
120 : 지반 안전 의사 결정 모듈
130 : 원스탑 모바일 지원 확산 모듈
140 : 지진 감지부

Claims (4)

  1. 지진 발생 당시 및 지진 발생 이후 관련 빅데이터를 수집하고 전처리하는 지진 빅데이터 수집 처리 모듈;
    지진 재난의 영향이 높은 시설물을 선별하여 지진 재난 대응의 우선 순위를 제공하고, 지진 재난 발생시 인명대피 및 보호에 활용 가능성이 높은 시설물을 선정하는 지반 안전 의사 결정 모듈;
    상기 지반 안전 의사 결정 모듈에 의하여 선정된 결과와 관심 지역의 현재 지진 재난 단계 별로 대응 방안을 실시간으로 표출 확산하는 원스탑(one-stop) 모바일 지원 확산 모듈;을 포함하는 위험도 기반의 쉐이크맵을 이용한 지진대응 지원시스템.
  2. 제1항에 있어서, 상기 지진 빅데이터 수집 처리 모듈은,
    침하 감지기, 센서/변위 감지기 및 지진 계측기에서 감지된 지진 정보를 포함하는 지진 발생 정보 데이터 베이스;
    지진 발생 후 지반의 액상화 정도를 측정하여 지도에 표시한 쉐이크맵을 생성하는 쉐이크맵 생성 모듈;
    시설물 아이디, 시설물명칭, 주소, 좌표 등의 데이터를 포함하는 시설물 정보 데이터 베이스;
    상기 시설물 아이디별 시설물 구분, 시설물 등급, 중요도 순위, 중요도 등급, 기능적 위험도, 구조적 위험도 및 종합 위험도를 포함하는 중요도/위험도 데이터 베이스;를 포함하는 것을 특징으로 하는 위험도 기반의 쉐이크맵을 이용한 지진대응 지원시스템.
  3. 제2항에 있어서, 상기 지진 발생 정보 데이터 베이스에는,
    침하 계측, 변위 계측, 가스 누출 정보가 더 포함되는 것을 특징으로 하는 위험도 기반의 쉐이크맵을 이용한 지진대응 지원시스템.
  4. 제2항에 있어서, 상기 쉐이크맵 생성 모듈은,
    해당 지역을 1×1km 크기의 격자 형태로 나누는 격자 생성 모듈;
    각 격자의 중앙을 굴착 및 지반 조사하여 액상화 값을 산출하는 액상화 값 산출 모듈;
    각 격자 별로 산출된 액상화 값을 기준으로 해당 격자의 위험 단계를 결정하고 지도에 표시하는 위험 단계 표시 모듈;을 포함하는 것을 특징으로 하는 위험도 기반의 쉐이크맵을 이용한 지진대응 지원시스템.
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KR102474552B1 (ko) 2022-12-06

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