KR20230096403A - 화학사고 모형 통합 시스템 - Google Patents

화학사고 모형 통합 시스템 Download PDF

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KR20230096403A
KR20230096403A KR1020210185854A KR20210185854A KR20230096403A KR 20230096403 A KR20230096403 A KR 20230096403A KR 1020210185854 A KR1020210185854 A KR 1020210185854A KR 20210185854 A KR20210185854 A KR 20210185854A KR 20230096403 A KR20230096403 A KR 20230096403A
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chemical
chemical accident
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KR1020210185854A
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김윤관
김희석
이동수
이철민
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서경대학교 산학협력단
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Abstract

본 발명에 따른 화학사고 모형 통합시스템은 화학사고모형 입력 데이터베이스, GIS(Geographic Information System) 데이터베이스, 화학사고모형 결과 데이터베이스를 포함하는 데이터 저장부; 화학사고에 대응하는 모형 입력 데이터를 생성하는 입력 데이터 생성부; 상기 입력 데이터 생성부에서 생성된 상기 모형 입력 데이터를 이용해 상기 화학사고로 인하여 유출된 유해화학물질에 대한 거동 결과정보를 산출하는 화학사고모형 구동부; 및 상기 화학사고모형 구동부의 상기 거동 결과정보를 지도 데이터와 결합한 거동 이미지 정보를 생성하는 거동 이미지 생성부를 포함하는 포함하는 것을 특징으로 한다.

Description

화학사고 모형 통합 시스템{Integrated Model System for Simulating Chemical Accidents}
본 발명은 공장이나 유해물질 운반 차량 등에서 화학물질이 누출되어 발생하는 화학사고의 처리를 위하여 화학물질의 거동에 대한 모사를 위한 기술에 관한 것이다.
화학사고를 통해 유해물질이 배출되어 환경에서 거동하며 환경과 생태계, 더 나아가 인체에게 영향을 주고 있는데, 이러한 사고를 통한 생태계와 인체에 어떤 영향을 주는가를 추적하는 것이 필요하다.
화학사고 모형의 원활한 모사를 지원하기 위하여 기본 누출정보를 입력하고, 사고지역 기상정보와 공간정보를 불러와서 강우 유출량 산정을 시행하는 작업이 필요하다. 화학사고 당시의 기상과 공간 정보에 따라 유해화학물질의 거동이 영향을 받기 때문에 최대한 사고 시점의 기상 정보를 제공하는 것이 중요하며, 사고 지점 주변의 공간 정보를 획득하여 제공하는 것이 필요하다.
대한민국 공개특허공보 제10-2021-0033634호 (2021.03.29)
본 발명이 해결하고자 하는 과제는 우리 사회에서 발행할 수 있는 화학사고에 대한 평가 관리가 가능한 화학사고 모형 통합시스템을 제공하는데 있다.
상기의 과제를 해결하기 위한 본 발명에 따른 화학사고 모형 통합시스템은 화학사고모형 입력 데이터베이스, GIS(Geographic Information System) 데이터베이스, 화학사고모형 결과 데이터베이스를 포함하는 데이터 저장부; 화학사고에 대응하는 모형 입력 데이터를 생성하는 입력 데이터 생성부; 상기 입력 데이터 생성부에서 생성된 상기 모형 입력 데이터를 이용해 상기 화학사고로 인하여 유출된 유해화학물질에 대한 거동 결과정보를 산출하는 화학사고모형 구동부; 및 상기 화학사고모형 구동부의 상기 거동 결과정보를 지도 데이터와 결합한 거동 이미지 정보를 생성하는 거동 이미지 생성부를 포함하는 포함하는 것을 특징으로 한다.
상기 화학사고모형 입력 데이터베이스는, 화학물질 정보, 전국 기상측정소 정보, 전국 기상정보, 사고지점정보, 사고지점 기상정보, 사고지점 공간정보 및 사고지점 강우흐름정보 중 적어도 하나 이상을 포함하는 것을 특징으로 한다.
상기 GIS 데이터베이스는, 모델링 대상 공간을 만드는데 사용하는 벡터 주제도정보 및 전국을 대상으로 한 라스터 주제도 정보 중 적어도 하나 이상을 포함하는 것을 특징으로 한다.
상기 화학사고모형 결과 데이터베이스는, 상기 화학사고 모형 구동부에서 산출되는 상기 거동 결과정보에 대응하는 연속시간 변수, 자료시간 구분, 매체 구분, 시간별 농도자료 파일명 정보 중 적어도 하나 이상을 포함하는 것을 특징으로 한다.
상기 입력 데이터 생성부는, 화학사고 모형에 필요한 화학사고 상황에 대한 기본 누출정보를 입력하기 위한 데이터 입력모듈; 사고지역 공간 정보를 불러오는 공간정보 처리모듈; 및 사고지역 기상 정보를 불러오는 기상정보 처리모듈을 포함하는 것을 특징으로 한다.
상기 데이터 입력모듈은, 사고 발생시간과 사고 물질의 누출속도, 누출 시간, 사고 물질의 그룹과 물질 정보, 화학사고 모형 모사 시간, 사고 물질 소멸 판단 기준 중 적어도 하나 이상을 입력받는 것을 특징으로 한다.
상기 공간정보 처리모듈은, 강우유출량 산정용 래스터 데이터 처리기, 사고지점 격자 생성기, 강우유출량 산정용 변수 추출기 및 강우유출량 산정기 중 적어도 하나 이상을 포함하는 것을 특징으로 한다.
상기 강우유출량 산정용 래스터 데이터 처리기는, 모델링 대상지역 격자와 전국 단위 수치고도 정보, 토지피복도, 경사길이 정보, 경사퍼센트 정보, K 정보의 래스터 주제도 정보를 생성하는 것을 특징으로 한다.
상기 강우유출량 산정용 변수 추출기는, 화학사고 모형 대상 격자에 해당하는 공간에 대한 격자정보와 수치고도 정보, 토지피복도 정보, 경사길이 정보, 경사퍼센트 정보, K 값 정보를 이용하여 강우유출량 산정을 위한 변수인 DR과 C, P, CN 값들을 산출하는 하는 것을 특징으로 한다.
상기 기상정보 처리모듈은, 기본 기상 정보 처리기, 누적 5일 강수량 정보 처리기, 수평과 수직 바람 선속도 정보 처리기 및 강우 에너지 계수 정보 처리기 중 적어도 하나 이상을 포함하는 것을 특징으로 한다.
상기 기본 기상 정보 처리기는, 전국 기상 정보에서 측정시간과 기온, 강수량, 풍속, 풍향, 상대습도, 운량 정보를 가져와서 사고시점부터 일련시간정보에 기상 정보를 연결하는 방식으로 기상 정보를 처리하는 것을 특징으로 한다.
상기 수평과 수직 바람 선속도 정보 처리기는, 기본 기상 정보 중 풍속과 풍향 정보를 바탕으로 현재 시점에서 수평과 수직 방향 바람 선속도를 산출하는 것을 특징으로 한다.
상기 강우 에너지 계수 정보 처리기는, 강우 유출 중 강우에 의한 토양침식 에너지 계수(R)를 1 시간 동안 내린 강수 정보를 활용하여 산출하는 것을 특징으로 한다.
본 발명에 따르면, 화학사고 후 환경 및 생태계 중 매체 내 또는 매체간 거동의 결과로 유해화학물질에 대한 매체별 농도 산정이 가능하며, 이를 활용하여 우리 사회에서 발행할 수 있는 화학사고에 대한 평가 관리가 가능하다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 화학사고 모형 통합시스템을 설명하기 위한 구성 블록도이다.
도 2는 도 1의 화학사고 모형 통합시스템의 동작 과정을 설명하기 위한 흐름도이다.
도 3a 내지 도 3f는 도 1의 화학사고 모형 통합시스템의 동작 과정에 따른 시스템 화면을 예시하는 참조도이다.
도 4는 공간정보 처리모듈의 동작 과정을 예시하는 참조도이다.
도 5는 기상정보 처리모듈의 동작 과정을 예시하는 참조도이다.
도 6은 수평과 수직 바람선속도 정보 처리기에 의해 산출되는 선속도를 설명하기 위한 참조도이다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 상세히 설명하기로 한다.　
본 발명의 실시예들은 당해 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 본 발명을 더욱 완전하게 설명하기 위하여 제공되는 것이며, 아래의 실시예들은 여러 가지 다른 형태로 변형될 수 있으며, 본 발명의 범위가 아래의 실시예들로 한정되는 것은 아니다. 오히려, 이들 실시예는 본 개시를 더욱 충실하고 완전하게 하며 당업자에게 본 발명의 사상을 완전하게 전달하기 위하여 제공되는 것이다.　
본 명세서에서 사용된 용어는 특정 실시예를 설명하기 위하여 사용되며, 본 발명을 제한하기 위한 것이 아니다. 본 명세서에서 사용된 바와 같이 단수 형태는 문맥상 다른 경우를 분명히 지적하는 것이 아니라면, 복수의 형태를 포함할 수 있다. 또한, 본 명세서에서 사용되는 경우 "포함한다(comprise)" 및/또는 "포함하는(comprising)"은 언급한 형상들, 숫자, 단계, 동작, 부재, 요소 및/또는 이들 그룹의 존재를 특정하는 것이며, 하나 이상의 다른 형상, 숫자, 동작, 부재, 요소 및/또는 그룹들의 존재 또는 부가를 배제하는 것이 아니다. 본 명세서에서 사용된 바와 같이, 용어 "및/또는"은 해당 열거된 항목 중 어느 하나 및 하나 이상의 모든 조합을 포함한다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 화학사고 모형 통합시스템을 설명하기 위한 구성 블록도이고, 도 2는 도 1의 화학사고 모형 통합시스템의 동작 과정을 설명하기 위한 흐름도이다. 또한, 도 3a 내지 도 3f는 도 1의 화학사고 모형 통합시스템의 동작 과정에 따른 시스템 화면을 예시하는 참조도이다.
도 1을 참조하면, 화학사고 모형 통합시스템(100)은 데이터 저장부(110), 입력 데이터 생성부(120), 화학사고모형 구동부(130) 및 거동 이미지 생성부(140)를 포함한다.
데이터 저장부(110)는 화학사고모형 입력 DB(110-1), GIS DB(110-2), 화학사고모형 결과 DB(110-3)를 포함한다.
화학사고모형 입력 DB(110-1)는 화학사고 모형의 입력 자료로서 활용되며 화학물질 정보 테이블, 전국 기상측정소정보 테이블, 전국 기상정보 테이블, 사고지점정보 테이블, 사고지점 기상정보 테이블, 사고지점 공간정보 테이블, 사고지점 강우흐름정보 테이블로 구성된다.
화학사고모형 입력 DB(110-1) 중 화학물질정보는 화학사고에서 모사되는 유해화학물질의 물리화학적 특성정보로 구성된다. 분자량, Kow, 증기압, Henry상수, 매체별 분해속도 등의 정보로 구성되며, 화학물질 정보의 데이터 예시는 다음의 표 1과 같다.
Figure pat00001
화학사고모형 입력 DB(110-1) 중 전국 기상측정소정보의 경우, 전국 시군구별 기상 측정소의 코드로 구성되며, 시군구별 최대 2개의 기상 측정소 코드 정보를 가지고 있다. 전국 기상측정소정보 데이터의 일부의 예시는 다음의 표 2와 같다.
Figure pat00002
화학사고모형 입력 DB(110-1) 중 전국 기상정보의 경우, 전국의 기상정보를 기상측정소별 시간별 측정 데이터를 저장하고 있으며, 기상측정소와 측정시간 기온, 강수량, 풍속, 풍향, 상대습도 등으로 구성된다. 전국 기상정보 데이터의 구성은 다음의 표 3과 같다.
번호 변수 변수 설명 데이터 형식
1 st_no 기상 측정소 ID Number
2 st_name 기상 측정소 명 Text
3 date_time 기상 측정 일시 Text
4 temp 시간별 평균 기온 Text
5 rain 시간별 강수량 Number
6 wind_speed 시간별 평균 풍속 Number
7 wind_dir 시간별 평균 풍향 Number
8 rh 시간별 평균 상대습도 Number
9 doc 시간별 평균 운량 Number
화학사고모형 입력 DB(110-1) 중 사고지점정보의 경우, 화학사고가 일어난 곳의 정보인 시도, 시군구, 주소, 사고발생년도, 사고발생월, 사고발생일, 사고발생시간, 사고발생분, 사고 지속시간 등으로 구성된다. 사고지점정보 데이터의 구성은 다음의 표 4와 같다.
번호 변수 변수 설명 데이터 형식
1 sido 기상 측정소 ID Text
2 sigungu 기상 측정소 명 Text
3 address 기상 측정 일시 Text
4 date_time 사고발생 일시 Text
5 simulation_duration 사고 지속시간 Number
화학사고모형 입력 DB(110-1) 중 사고지점 기상정보의 경우, 사고지점의 기상정보를 전국 기상자료에서 추출하고 처리하여 생성한다. 사고지점에 가장 가까운 기상측정소의 시간별 측정 데이터를 추출하여 가져오며, 최근 5일 누적 강수량 정보와 수평 바람 선속도, 수직 바람 선속도, 강수 에너지 계수 등을 산정하여 테이블에 저장한다. 사고지점 기상정보 데이터의 구성은 다음의 표 5와 같다.
번호 변수 변수 설명 데이터 형식
1 year 연 Number
2 month 월 Number
3 day 일 Number
4 hour 시 Number
5 ltime 직렬시간 Number
6 temp 시간별 평균 기온 Number
7 rain 시간별 강수량 Number
8 cum_5d_rain 현재 시간까지 5일 누적 강수량 Number
9 windX 바람의 수평 선 속도 Number
10 windY 바람의 수직 선 속도 Number
11 rh 시간별 평균 상대습도 Number
12 doc 시간별 평균 운량 Number
13 R 강수 에너지 계수 Number
화학사고모형 입력 DB(110-1) 중 사고지점 강우흐름정보의 경우, 화학사고가 일어난 곳의 주변 토양격자 간 강우흐름방향을 산출하여 저장한 정보이며, 구분번호, 도착 격자번호, 도착 격자번호로 구성된다. 사고지점 강우흐름정보 데이터의 구성은 다음의 표 6과 같다.
번호 변수 변수 설명 데이터 형식
1 id 강우흐름 구분 번호 Number
2 toGrid 도착 격자 번호 Number
3 fromGrid 출발 격자 번호 Number
데이터 저장부(110) 중 GIS DB(110-2)는 모델링 대상 공간을 만드는데 사용하는 벡터 주제도와 전국을 대상으로 한 라스터 주제도로 구성되어 있다. 벡터 주제도는 양변이 15km인 정사각형 폴리곤으로 내부는 100m× 100m 격자가 22,500개로 구성되어 있는 기본 벡터 파일로서 이 벡터 주제도는 울산시를 중심으로한 공간 정보를 가지고 있다. 전국을 대상으로 한 라스터 주제도는 수치고도 데이터, 토양 K 데이터, 토지피복도 데이터, 경사길이 데이터, 경사퍼센트 데이터로 구성된다.
데이터 저장부(110) 중 화학사고모형 결과 DB(110-3)는 화학사고 모형 구동부(130)에서 수행되는 화학사고 모형이 구동되어 산정되는 결과가 저장되는 공간이며, 화학사고 모형 결과 DB(110-3)의 주요 구성 요소에는 연속시간 변수, 자료시간 구분, 매체 구분, 시간별 농도자료 파일명 정보가 포함되며, 그 구성은 다음의 표 7과 같다.
번호 변수 변수 설명 데이터 형식
1 time_id 연속 시간 변수 Number
2 time_type 자료시간 구분(시간 단위/분 단위) Text
3 media 매체 구분(대기/토양) Text
4 nfile_name 시간별 농도자료 파일명(넘파이형식) Text
입력 데이터 생성부(120)는 화학사고 모형 구동부(130)에 입력 자료를 생성해주는 역할을 수행하며 화학사고 상황에 맞는 입력 데이터를 자동으로 생성한다. 입력 데이터 생성부(120)는 화학사고 모형에 필요한 화학사고 상황에 대한 기본 누출정보 입력모듈, 사고지역 공간 정보를 불러오는 공간정보 처리모듈 및 사고지역 기상 정보에 대해 사고 발생 시간에 측정된 기상값을 가져와서 처리하는 기상정보 처리모듈을 포함한다.
입력 데이터 생성부(120) 중 기본 누출정보 입력모듈은 사고 발생시간과 사고 물질의 누출속도, 누출 시간, 사고 물질의 그룹과 물질 정보, 화학사고 모형 모사 시간, 사고 물질 소멸 판단 기준을 입력하도록 구성된 입력기이다. 도 3b를 참조하면, 기본 누출정보 입력모듈의 화면 구성을 확인할 수 있다.
기본 누출정보 입력모듈에서 화학사고 모형의 입력값으로 사용되는 변수들에 대한 설명은 다음의 표 8과 같다. 화학사고 모형이 모사를 시작하기 전에 사고 정보에 대한 정보를 기본 누출정보 입력모듈에서 저장한 변수값을 읽어들여서 사용한다.
번호 입력항목 입력변수 설명 데이터 형식
1 사고발생시간 연월일시분의 시간형태.
콤보박스에서 각각 선택함		 Text
2 누출속도 화학사고 현장에서 사고물질의 누출속도(g/sec) Number
3 누출시간 화학사고 현장에서 사고물질의 누출된 시간(min) Number
4 대상물질별 그룹 사고 물질이 속한 그룹명.
콤보박스에서 선택함		 Text
5 대상물질 선택 사고 물질을 콤보박스에서 선택함 Text
6 시뮬레이션 시간 화학사고 모형에서 모사할 시간(hour) Number
7 소멸판단 기준농도 대기와 토양 매체에서 사고물질이 소멸되었음을 판단하는 기준 농도 Number
공간정보 처리모듈은 강우유출량 산정용 래스터 데이터 처리기, 사고지점 격자 생성기, 강우유출량 산정용 변수 추출기, 강우유출량 산정기로 구성된다.
도 4는 공간정보 처리모듈의 동작 과정을 예시하는 참조도이다.
공간 정보 처리모듈 중 강우유출량 산정용 래스터 데이터 처리기는 총 5가지의 래스터 주제도를 생성하기 위하여 데이터 처리를 자동화하여 입력데이터를 이용하여 자료 처리를 하여 모델링 대상지역 격자와 전국 단위 수치고도 정보, 토지피복도, 경사길이 정보, 경사퍼센트 정보, K 정보의 래스터 주제도를 생성한다. 다음의 표 9는 강우유출량 산정용 래스터 데이터 처리기에 의해 생성되는 래스터 주제도를 예시하는 표이다.
래스터 주제도 데이터 처리 내용 입력 데이터
모델링 대상지역 격자 15 km × 15 km 전체 격자를 100 m × 100 m의 소격자로 쪼개고, 이를 래스터 주제도로 변환 15 km × 15 km
벡터 자료(shape file)
수치고도 정보 전국 수치고도정보를 담고 있는 래스터 주제도를 해상도 100 m × 100 m로 변환하여 사용 DEM 래스터 자료
(해상도 30 m× 30 m)
토지피복도 전국 대분류 토지피복도정보를 담고 있는 래스터 주제도로 해상도 100 m × 100 m로 변환하여 사용 대분류 토지피복도
(해상도 30 m× 30 m)
경사길이 정보 해상도 100 m × 100 m 격자가 기울어진 정도를 경사길이로 표현한 래스터 주제도 DEM 래스터 자료
(해상도 100 m× 100 m)
경사퍼센트 정보 해상도 100 m × 100 m 격자가 기울어진 정도를 경사길이로 표현한 래스터 주제도 DEM 래스터 자료
(해상도 100 m× 100 m)
K 정보 해상도 100 m × 100 m 격자의 토양 중 K값 래스터 주제도를 생성 정밀토양도 벡터 자료
DEM 래스터 자료
(해상도 100 m× 100 m)
공간 정보 처리모듈 중 사고지점 격자 생성기는 사고지점을 검색하여 화학사고 발생지점을 선택하면 화학사고 모형 대상 지역으로 사고지점을 중심으로 15 km × 15 km 래스터 격자가 자동으로 생성한다. 도 3c 및 도 3d는 사고지점 격자 생성기에 의해 생성되는 래스터 격자를 예시하는 참조도이다.
공간 정보 처리모듈 중 강우유출량 산정용 변수 추출기는 화학사고 모형 대상 격자에 해당하는 공간에 대한 격자정보와 수치고도 정보, 토지피복도 정보, 경사길이 정보, 경사퍼센트 정보, K 값 정보를 공간 처리 모듈을 이용하여 공간 정보를 추출하여 데이터베이스에 저장하고, 이 추출된 값을 이용하여 강우유출량 산정을 위한 변수인 DR과 C, P, CN 값들을 산정하여 자동으로 테이블에 저장한다.
공간 정보 처리모듈 중 강우유출량 산정기는 DB 테이블에 저장된 강우유출량 산정용 변수를 가져와서 토양 강우유출량과 물 강우유출량을 산정하는 기능을 담당한다. 22,500개 격자에 대한 강우유출량 정보는 자료가 방대하여 파이썬 넘파이 파일로 저장하여 사용한다.
기상정보 처리모듈은 화학사고모형 입력 DB 중 사고지점 기상정보를 생성하는 자동화 프로세스로서, 전국 기상정보 테이블에서 기상정보를 가져와서 기본 누출정보 입력모듈에서 입력된 사고발생시간과 공간정보 처리모듈에서 입력된 사고지점을 기준으로 하여 사고지점 기상정보를 호출하여 기본 기상정보를 사용한다. 기상 정보 처리모듈은 기본 기상정보 처리기, 누적 5일 강수량 정보 처리기, 수평과 수직 바람 선속도 정보 처리기, 강우 에너지 계수 정보 처리기로 구성된다.
도 5는 기상정보 처리모듈의 동작 과정을 예시하는 참조도이다.
기상정보 처리모듈 중 기본 기상 정보 처리기는 전국 기상 정보에서 측정시간과 기온, 강수량, 풍속, 풍향, 상대습도, 운량 정보를 가져와서 사고시점부터 일련시간정보에 기상 정보를 연결하는 방식으로 기상 정보를 처리하여 테이블에 저장한다.
기상정보 처리모듈 중 누적 5일 강수량 정보 처리기는 현재 시점으로부터 이전 5일 동안 강수량을 조회하여 산정하여 테이블에 저장한다.
기상 정보 처리모듈 중 수평과 수직 바람선속도 정보 처리기는 기본 기상 정보 중 풍속과 풍향 정보를 바탕으로 현재 시점에서 수평과 수직 방향 바람 선속도를 추출하여 계산한다.
도 6은 수평과 수직 바람선속도 정보 처리기에 의해 산출되는 선속도를 설명하기 위한 참조도이다.
도 6은 남서풍의 수평과 수직 바람 선속도를 계산하는 알고리즘의 예시이다. 남서풍의 각도(θ)는 정북 방향을 0으로 하고 바람이 불어오는 곳을 중심으로 하여 바람이 향하는 방향을 정북 방향과 차이로 각도(θ)를 계산한다(정북은 0, 정동은 90, 정남은 180, 정서는 270으로 설정함). 바람의 각도(θ)가 결정되면 수평 선속도(x)와 수직 선속도(y)는 다음의 수식으로 산정하며, 이를 테이블에 자동으로 저장한다.
Figure pat00003
여기서, wind는 시간당 풍속(m/hour), θ는 풍향값(정북에서 멀어지는 각도)을 나타낸다.
기상 정보 처리모듈 중 강우 에너지 계수 정보 처리기는 강우 유출 중 강우에 의한 토양침식 에너지 계수(R)를 산정하는 기능이며, 1 시간 동안 내린 강수 정보를 활용하여 다음의 수식으로 산정하여 자동으로 테이블에 저장한다.
Figure pat00004
여기서
Figure pat00005
는 1시간 동안 내린 최고 강수(mm/hour),
Figure pat00006
은 1시간 강수량(mm/hour)이다.
화학사고 모형 구동부(130)는 입력 데이터 생성부(120)에서 설정된 입력 자료를 사용하여 화학사고로 인하여 유출된 유해화학물질의 환경 중 거동 연산 과정이 수행되도록 구성한다.
화학사고 모형 구동부(130)의 연산과 관련한 입출력 자료는 다음의 표 10과 같다.
자료 구분 구성요소 저장
위치 		입출력 구분
모형 입력
정보		 사고지점 격자 정보 화학사고모형
입력 DB
(110-1)		 입력
사고지점 공간 정보
사고지점 기상 정보
사고지점 강우유출 정보
화학사고
모형 결과		 유해물질농도(매체별, 시간대별) 화학사고 모형
결과 DB
(110-3)		 출력
화학사고 모형 구동부(130)는 사고 지점의 공간 정보와 기상 정보, 강우 유출 정보를 입력 자료로 사용하여 화학사고시 배출되는 유해화학물질이 토양과 대기, 수체의 다매체로 퍼져나가는 현상을 모사하여 화학사고 후 유해물질의 농도를 매체별 시간별로 표출하는 기능을 담당한다. 화학사고 모형 구동부(130)에 사용되는 모형 프로그램은 독립 형태의 소프트웨어로 구성되어 통합 시스템에서 실행파일을 호출하는 형태로 모형을 구동하도록 구성된다.
거동 이미지 생성부(140)는 화학사고 모형 구동부(130)의 거동 결과값을 공간 이미지와 결합한 거동 이미지 정보를 생성한다. 거동 이미지 생성부(140)는 화학사고 모형 구동부(130)의 결과를 도표와 그래프 정보로 생성하고, 매체별 농도와 지도 데이터와 결합한 이미지 정보를 출력한다.
거동 이미지 생성부(140)는 입출력 인터페이스부를 포함한다. 입출력 인터페이스부는 시스템 사용자의 입력을 처리하고, 생성된 거동 이미지 정보를 출력(표시)한다. 즉, 입출력 인터페이스부는 거동모형 프로세스의 구동을 위한 정보를 사용자로부터 입력받는다. 또한, 입출력 인터페이스부는 거동 이미지 생성부(140)에서 화학사고모형 구동부(130)의 결과를 도표와 그래프로 생성하거나, 화학사고모형과 공간 이미지 데이터와 결합한 거동 이미지 정보를 생성하면, 생성된 도표, 그래프 또는 이미지 정보 등을 디스플레이 화면을 통해 출력한다. 도 3a 내지 도 3f는 도 1의 화학사고 모형 통합시스템의 동작 과정에 따른 시스템 화면을 예시하는 참조도이다. 도 3f에 도시된 바와 같이, 거동 이미지 정보가 디스플레이 화면 상에 표시되는 것을 확인할 수 있다.
본 발명은 소프트웨어적인 프로그램으로 구현하여 컴퓨터로 읽을 수 있는 소정 기록매체에 기록해 둠으로써 다양한 재생장치에 적용할 수 있다. 다양한 재생장치는 PC, 노트북, 휴대용 단말 등일 수 있다. 예컨대, 기록매체는 각 재생장치의 내장형으로 하드디스크, 플래시 메모리, RAM, ROM 등이거나, 외장형으로 CD-R, CD-RW와 같은 광디스크, 콤팩트 플래시 카드, 스마트 미디어, 메모리 스틱, 멀티미디어 카드일 수 있다.
이상과 같이 본 발명의 실시예를 설명하였으나, 본 발명의 명세서에 개시된 실시예들은 본 발명을 한정하는 것이 아니다. 본 발명의 범위는 아래의 특허청구범위에 의해 해석되어야 하며, 그와 균등한 범위 내에 있는 모든 기술도 본 발명의 범위에 포함되는 것으로 해석해야 할 것이다.
100: 화학사고 모형 통합시스템
110: 데이터 저장부
120: 입력 데이터 생성부
130: 화학사고모형 구동부
140: 거동 이미지 생성부

Claims (13)

  1. 화학사고모형 입력 데이터베이스, GIS(Geographic Information System) 데이터베이스, 화학사고모형 결과 데이터베이스를 포함하는 데이터 저장부;
    화학사고에 대응하는 모형 입력 데이터를 생성하는 입력 데이터 생성부;
    상기 입력 데이터 생성부에서 생성된 상기 모형 입력 데이터를 이용해 상기 화학사고로 인하여 유출된 유해화학물질에 대한 거동 결과정보를 산출하는 화학사고모형 구동부; 및
    상기 화학사고모형 구동부의 상기 거동 결과정보를 지도 데이터와 결합한 거동 이미지 정보를 생성하는 거동 이미지 생성부를 포함하는 포함하는 것을 특징으로 하는 화학사고모형 통합 시스템.
  2. 청구항 1에 있어서,
    상기 화학사고모형 입력 데이터베이스는,
    화학물질 정보, 전국 기상측정소 정보, 전국 기상정보, 사고지점정보, 사고지점 기상정보, 사고지점 공간정보 및 사고지점 강우흐름정보 중 적어도 하나 이상을 포함하는 것을 특징으로 하는 화학사고모형 통합 시스템.
  3. 청구항 1에 있어서,
    상기 GIS 데이터베이스는,
    모델링 대상 공간을 만드는데 사용하는 벡터 주제도정보 및 전국을 대상으로 한 라스터 주제도 정보 중 적어도 하나 이상을 포함하는 것을 특징으로 하는 화학사고모형 통합 시스템.
  4. 청구항 1에 있어서,
    상기 화학사고모형 결과 데이터베이스는,
    상기 화학사고 모형 구동부에서 산출되는 상기 거동 결과정보에 대응하는 연속시간 변수, 자료시간 구분, 매체 구분, 시간별 농도자료 파일명 정보 중 적어도 하나 이상을 포함하는 것을 특징으로 하는 화학사고모형 통합 시스템.
  5. 청구항 1에 있어서,
    상기 입력 데이터 생성부는,
    화학사고 모형에 필요한 화학사고 상황에 대한 기본 누출정보를 입력하기 위한 데이터 입력모듈;
    사고지역 공간 정보를 불러오는 공간정보 처리모듈; 및
    사고지역 기상 정보를 불러오는 기상정보 처리모듈을 포함하는 것을 특징으로 하는 화학사고모형 통합 시스템.
  6. 청구항 5에 있어서,
    상기 데이터 입력모듈은,
    사고 발생시간과 사고 물질의 누출속도, 누출 시간, 사고 물질의 그룹과 물질 정보, 화학사고 모형 모사 시간, 사고 물질 소멸 판단 기준 중 적어도 하나 이상을 입력받는 것을 특징으로 하는 화학사고모형 통합 시스템.
  7. 청구항 5에 있어서,
    상기 공간정보 처리모듈은,
    강우유출량 산정용 래스터 데이터 처리기, 사고지점 격자 생성기, 강우유출량 산정용 변수 추출기 및 강우유출량 산정기 중 적어도 하나 이상을 포함하는 것을 특징으로 하는 화학사고모형 통합 시스템.
  8. 청구항 7에 있어서,
    상기 강우유출량 산정용 래스터 데이터 처리기는,
    모델링 대상지역 격자와 전국 단위 수치고도 정보, 토지피복도, 경사길이 정보, 경사퍼센트 정보, K 정보의 래스터 주제도 정보를 생성하는 것을 특징으로 하는 화학사고모형 통합 시스템.
  9. 청구항 7에 있어서,
    상기 강우유출량 산정용 변수 추출기는,
    화학사고 모형 대상 격자에 해당하는 공간에 대한 격자정보와 수치고도 정보, 토지피복도 정보, 경사길이 정보, 경사퍼센트 정보, K 값 정보를 이용하여 강우유출량 산정을 위한 변수인 DR과 C, P, CN 값들을 산출하는 하는 것을 특징으로 하는 화학사고모형 통합 시스템.
  10. 청구항 5에 있어서,
    상기 기상정보 처리모듈은,
    기본 기상 정보 처리기, 누적 5일 강수량 정보 처리기, 수평과 수직 바람 선속도 정보 처리기 및 강우 에너지 계수 정보 처리기 중 적어도 하나 이상을 포함하는 것을 특징으로 하는 화학사고모형 통합 시스템.
  11. 청구항 10에 있어서,
    상기 기본 기상 정보 처리기는,
    전국 기상 정보에서 측정시간과 기온, 강수량, 풍속, 풍향, 상대습도, 운량 정보를 가져와서 사고시점부터 일련시간정보에 기상 정보를 연결하는 방식으로 기상 정보를 처리하는 것을 특징으로 하는 화학사고모형 통합 시스템.
  12. 청구항 10에 있어서,
    상기 수평과 수직 바람 선속도 정보 처리기는,
    기본 기상 정보 중 풍속과 풍향 정보를 바탕으로 현재 시점에서 수평과 수직 방향 바람 선속도를 산출하는 것을 특징으로 하는 화학사고모형 통합 시스템.
  13. 청구항 10에 있어서,
    상기 강우 에너지 계수 정보 처리기는,
    강우 유출 중 강우에 의한 토양침식 에너지 계수(R)를 1 시간 동안 내린 강수 정보를 활용하여 산출하는 것을 특징으로 하는 화학사고모형 통합 시스템.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20210033634A (ko) 2019-09-19 2021-03-29 대한민국(환경부 화학물질안전원장) 화학사고 평가 시스템 및 방법

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* Cited by examiner, † Cited by third party
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