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요약문
SUMMARY
Contents
목차
제1장 연구개발과제 개요 22
제1절 연구의 배경 및 필요성 22
1. 연구의 배경 22
2. 연구의 필요성 24
제2절 연구의 목적 25
1. 연구개발 최종목표 25
2. 연차별 세부 목표 27
제3절 연구의 범위 29
제4절 관련분야 기술개발 현황 30
1. 국내외 관련 기술 및 R&D 동향 30
2. 국내외 시뮬레이션 개발 동향 32
3. 국내 관련 특허 동향 34
제5절 연구의 우수성 및 차별성 35
1. 연구의 우수성 35
2. 연구의 차별성 36
제2장 연구개발 수행 내용 및 결과 38
제1절 연구수행 전략 38
1. 연구 추진 체계 및 연차별 주요 연구내용 38
2. 연구 수행 방법 40
제2절 연구방법론 44
1. 분산형 시뮬레이션 44
2. 상위체계구조 (High Level Architecture) 44
3. Run-Time Infrastructure(RTI) 45
제3절 연구수행결과 47
1. 복합적 재난 발생 및 대응 시나리오 개발 47
2. 분산형 재난대응/관리 시뮬레이션 프레임워크 53
3. 분산형 시뮬레이션 테스트 및 검증 방법 수립 65
4. 재난대응/관리 시뮬레이션 모듈개발 및 테스트 70
5. 분산형 재난 대응/관리 시뮬레이션 객체모델 개발 및 플랫폼 구축 84
6. 분산형 시뮬레이션 기반 시설물 재난 대응 및 관리 시스템 구축 90
7. 분산형 시뮬레이션 기반 재난 대응/관리 시스템 활용 및 확장 94
제3장 최종 연구성과 및 적용실적 100
제1절 최종 연구성과 100
1. 핵심연구성과 100
2. 핵심요소기술 성과 100
제2절 핵심 연구성과 세부 설명 101
1. 분산형 재난 시뮬레이션 플랫폼 101
2. 시설물 재난 대응 및 관리시스템 102
3. 분산형 재난대응/관리 시뮬레이션 활용 및 확장 방안 103
제3절 성과 총괄표 104
1. 전체 연구기간 총괄성과 104
2. 전체 연구기간 질적성과 106
3. 전체 연구기간 양적성과 107
제4장 연구목표 달성 및 효과 108
제1절 연구개발 최종목표 달성도 108
1. 연구개발 수행 진도율 108
2. 연구개발 목표의 달성도 109
제2절 연구개발 성과의 기술적 효과분석 112
1. 직접효과 112
2. 간접효과 112
제3절 연구개발 성과의 경제적 효과분석 113
1. 직접효과 113
2. 간접효과 114
제4절 연구개발 성과의 정책적 효과분석 115
1. 직접효과 115
2. 간접효과 116
제5장 연구성과의 활용 및 추가연구 필요성 117
제1절 연구성과 향후 활용방안 117
1. 현장 적용 방안 117
2. 실용화·제품화 방안 119
3. 관련 시장 홍보 및 수출 방안 121
제2절 추가연구 필요성 122
제6장 참고문헌 124
[표 1-1] 재난 발생 및 피해요소 22
[표 1-2] 연구과제의 분석 범위 29
[표 1-3] 주요 5개국의 국가전략기술수준 30
[표 1-4] 재난대응 및 분석 관련 국내외 R&D 31
[표 1-5] 분산형 시뮬레이션 및 상위체계구조 관련 국내외 연구 동향 32
[표 1-6] 재난 요소 및 시설물 피해 분석 시뮬레이션 활용성 분석 33
[표 1-7] 본 연구과제와 관련한 국내 특허 등록 현황 34
[표 1-8] 본 연구과제의 유사과제 검색 결과 36
[표 1-9] 재난 시뮬레이션 관련 향후 활용 가능한 하위 시뮬레이터 37
[표 2-1] 분산 시뮬레이션의 특징 및 장점 44
[표 2-2] HLA의 구성요소 45
[표 2-3] RTI(Run-Time Infrastructure)의 주요 관리 기능 46
[표 2-4] RTI 소프트웨어 분류 46
[표 2-5] 개별 재난별 피해 유형 및 특징 47
[표 2-6] 복합적 재난 발생 및 피해 유형 47
[표 2-7] 분석 대상 시설물 특성 체계화 48
[표 2-8] 재난 단계 별 시설물 별 대응 시나리오 49
[표 2-9] 재난 발생/대응 시나리오 적정성 평가 51
[표 2-10] 재난 관련 기존 시뮬레이션 및 센싱 기술 54
[표 2-11] USGS 지진정보 센싱모듈의 입출력 데이터 56
[표 2-12] USGS 지진정보 센싱모듈의 입출력 데이터 예시(쿼리 파라미터) 56
[표 2-13] OpenSees 시설물 구조체 거동(피해) 시뮬레이션 모듈의 입출력 데이터 57
[표 2-14] FDS 시설물 내 화재 확산 시뮬레이션 모듈의 입출력 데이터 59
[표 2-15] 활용기술의 저작권 내용 60
[표 2-16] 시뮬레이션 모듈 간 교환되는 데이터 62
[표 2-17] 페더레이트 간 Interaction 생성과 교환 63
[표 2-18] 재난 대응활동 분석 시뮬레이션 개발 요구사항 64
[표 2-19] 분산형 재난 시뮬레이션의 하위 시뮬레이션 모듈 요약 65
[표 2-20] 하위 시뮬레이션 모듈 별 Conceptual Validation 체계 66
[표 2-21] 하위 시뮬레이션 모듈 별 Calibration/Validation 체계 67
[표 2-22] 분산형 시뮬레이션 검증 체계 68
[표 2-23] 분산형 재난 시뮬레이션 테스트/검증 절차 타당성 평가 69
[표 2-24] 피난 행태 예측 모듈 테스트 시나리오 72
[표 2-25] 시뮬레이션 결과와... 77
[표 2-26] 시설물 구조체피해 산정모듈 테스트 결과 81
[표 2-27] 지역 내 하위 지역별 피해 및 기능회복 현황 82
[표 2-28] 외부 복구환경제약을 반영한 시설물 복구공사 분석모듈 테스트 결과 82
[표 2-29] 분산형 재난 대응/관리 시뮬레이션 플랫폼 상호운용성 및 호환성 테스트 결과 89
[표 2-30] 본 연구에서 활용 가능한 GIS 데이터 속성정보 97
[표 4-1] 본 연구의 재난·재해 분야 국가기술수준 기여도 112
[표 4-2] 대표 시설물의 교체비용 예시 114
[표 4-3] 복구비용 산정을 위한 시설물... 114
[표 4-4] 기대되는 시설물 복구비용 절감 114
[표 4-5] 핵심기술 최종 사용자별 사용 매뉴얼 구성 115
[표 5-1] 시스템 성숙 단계에 따른 실용화 및 제품화 방안 120
[그림 1-1] 국내 지진 현황 22
[그림 1-2] 연구 개발 이슈 및 목적 25
[그림 1-3] 상위체계구조(HLA) 기반 분산형 시뮬레이션 기술 개념도 26
[그림 1-4] 연차별 연구내용 및 주요 성과물 28
[그림 1-5] 최고기술국 대비 재난·재해 세부 기술격차 30
[그림 1-6] 분산형 시뮬레이션으로의 패러다임 전환 35
[그림 2-1] High Level Architecture의 구조 45
[그림 2-2] 단계별 재난 대응 시나리오 50
[그림 2-3] 연구의 시나리오에 따른 분산형 재난대응/관리 시뮬레이션 기본구조 55
[그림 2-4] USGS 지진정보 센싱모듈의 지진 정보 표현 57
[그림 2-5] 지반 진동 가속도 데이터 예시 58
[그림 2-6] OpenSees 모델 예시 58
[그림 2-7] FDS 시뮬레이션 실행 예시 59
[그림 2-8] 유독가스 확산 화면 예시 59
[그림 2-9] 분산형 재난 대응 및 관리 시뮬레이션 프레임워크 61
[그림 2-10] 재실자 피난 행태 시뮬레이션 70
[그림 2-11] 재실자 피난 행태 예측 모듈 주요 개념 71
[그림 2-12] 피난 행태 예측 시뮬레이션 시나리오 예시 (노인시설) 73
[그림 2-13] 피난 행태 예측 시뮬레이션 시나리오 예시 (복합 쇼핑시설) 74
[그림 2-14] 피난 행태 예측 시뮬레이션 시나리오 예시 (오피스) 74
[그림 2-15] 시설물 기능(전력계통 중심) 긴급복구/비상운영 시뮬레이션 75
[그림 2-16] 발전시설 비상운영 분석 모델 76
[그림 2-17] 비상운영 단계 76
[그림 2-18] 변전시설의 상호의존성 및 연쇄피해 평가 77
[그림 2-19] 분석대상 지역 정전가구 수 분석 77
[그림 2-20] 시설물 구조체 복구공사 시뮬레이션 78
[그림 2-21] 시설물 주변지역 피해... 79
[그림 2-22] 과거 데이터를 활용하여 시설물... 79
[그림 2-23] 지역레벨의 시설물... 80
[그림 2-24] 시설물 복구공사 프로세스 분석 모델 80
[그림 2-25] 시설물 피해가 크고,... 83
[그림 2-26] 주변지역의 피해가 크나,... 83
[그림 2-27] 분산형 재난대응/관리 시뮬레이션(DPRS) 페더레이션의 커뮤니케이션 아키텍쳐 85
[그림 2-28] CERTI 기반 HLA... 85
[그림 2-29] DPRS 페더레이션의 클래스... 85
[그림 2-30] 분산형 재난 대응/관리 시뮬레이션 플랫폼 구동 87
[그림 2-31] DPRS 실행 시 OpenSees... 88
[그림 2-32] 피난 시뮬레이션을 위한... 88
[그림 2-33] FDS 페더레이트의 유독가스... 88
[그림 2-34] FDS 페더레이트에서 Damage... 88
[그림 2-35] 재실자 피난행태 시뮬레이션... 91
[그림 2-36] 단일 및 연쇄 재난 발생... 91
[그림 2-37] 시설물 기능 긴급복구... 92
[그림 2-38] 연쇄재난(본진과 여진) 발생에... 92
[그림 2-39] 시설물 구조체 복구공사... 93
[그림 2-40] 여진발생 시뮬레이션에 따른... 93
[그림 2-41] 분산형 시뮬레이션 기반 재난 대응/관리 시스템 활용 및 확장 94
[그림 2-42] 스마트폰 가속도계측기를 활용한 가속도데이터 출력 95
[그림 2-43] OpenSees 구조체 거동... 96
[그림 2-44] FDS 화재확산 시뮬레이션에서... 96
[그림 2-45] 시설물 정보모델 클래스 다이어그램 예시 96
[그림 2-46] 시각화 기술을 활용한 모듈별 분석 결과 98
[그림 2-47] 분산형 재난... 99
[그림 2-48] OpenSees의 다양한 재난 영향 반영 99
[그림 4-1] 시설물 피해 복구비용 산정... 114
[그림 5-1] 분산형 재난 시뮬레이션의 예시 118
[그림 5-2] 연구 결과의 활용 방안 118
[그림 5-3] 연구 결과의 정부/민간 최종 수요자 119
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