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요약문 4
SUMMARY 5
제1장 연구과제의 개요 20
1.1. 연구배경 및 필요성 21
1.1.1. 노후화된 사업단지의 증가 21
1.1.2. 국내 화학물질 관리 체계 22
1.1.3. 국내 화학물질 관련 사고현황 25
1.1.4. 국내 연구동향 27
1.1.5. 화학물질 유출사고 시 국민행동요령 28
1.2. 연구목적 및 범위 30
1.3. 연구방법 및 절차 32
제2장 화학사고 복합재난 발생가능성기반 피해확산 및 대피안내 맵핑기술 개발 33
2.1. 화학사고 시나리오 설정 방법 34
2.1.1. 사고발생 물질 및 사고발생 지점 설정 37
2.1.2. 피해예상범위 설정 45
2.2. 가상 화학물질 누출사고 위험지도 작성 52
2.2.1. 시나리오 1 : 확산속도가 빠른 화학물질의 화학사고 53
2.2.2. 시나리오 2 : 인체에 치명적인 화학물질의 화학사고 53
2.2.3. 시나리오 3 : 과거 발생하였던 화학사고 54
2.2.4. 시나리오 4 : 취급량이 많은 화학물질의 화학사고 55
2.2.5. 시나리오 5 : 장외영향평가결과를 활용 56
2.2.6. 시나리오 6 : 위해관리계획 주민고지시스템 활용 56
2.3. 대피안내 지도 작성 58
2.3.1. 공간데이터 구축방법 58
2.3.2. 대상지 적용 61
제3장 유해화학물질 유출사고에 대비한 위험지역 및 대피경로 선정 84
3.1. 대피경로 선정 기술 개발의 목적 및 방법 85
3.1.1. 연구 목적 85
3.1.2. 연구 방법 85
3.2. 위험지역 및 대피경로 선정 기술의 적용 96
3.2.1. 1차 대피경로 선정 96
3.2.2. 2차 대피경로 선정 134
제4장 실물대피실험을 통한 대피경로 관리방안 도출 163
4.1. 대피장소 안내방법에 따른 대피효율성 분석을 위한 실물대피실험 164
4.1.1. 실험대상지역 및 실험참가자 선정 164
4.1.2. 세부 실험 계획 166
4.1.3. 실물대피실험 결과 분석 170
4.2. 실험결과 분석을 통한 효율적인 대피정보 전달방법 도출 177
4.3. 대피경로 안내 시설물 관리 방안 도출 178
제5장 가상환경 대피체험장비 개발 179
5.1. 가상현실소프트웨어 UC-win/Road 개요 180
5.2. 가상현실 데이터 작성 범위 181
5.2.1. 울산화학산업단지 181
5.2.2. 실물대피실험 구간 184
5.3. 가상현실 보행 시뮬레이터 개발 186
5.3.1. 하드웨어 구성 186
5.3.2. UC-win/Road 연결 인터페이스 커스터마이징 187
제6장 화학사고 대비 대피계획 수립지원 지침 개발 192
6.1. 대피계획 수립지원 지침 개발 방안 193
6.2. 대피계획 수립지역 선정 196
6.2.1. 화학물질 누출사고 시나리오 설정 방법 196
6.2.2. 화학물질 누출사고 대상지 공간정보 및 위험지도 작성 200
6.3. 대피계획 수립방법 제시 206
6.3.1. 집결지 선정을 위한 공간데이터베이스 구축 및 네트워크 구축 206
6.3.2. 집결지 선정을 위한 피해예측지역 맵핑 213
6.3.3. Location-Allocation 분석을 통한 집결지 선정 215
6.4. 대피계획 적절성 검증 및 대피경로 설정 219
6.4.1. 시뮬레이션을 통한 대피인원을 고려한 대피경로 안전성 검증 방법 219
6.4.2. 대피경로 안내 지원 계획 수립 237
6.5. 의료지원ㆍ구호ㆍ수송 계획 수립 239
6.5.1. 의료지원 계획 수립 239
6.5.2. 구호 계획 수립 240
6.5.3. 수송 계획 수립 241
6.6. 소방 지원, 치안유지, 오염계획 통제 계획 수립 242
6.6.1. 소방지원 계획 수립 242
6.6.2. 치안유지ㆍ오염지역 통제 계획 수립 242
6.6.3. 해양교통 및 해양오염지역 통제계획 242
6.7. 홍보계획 수립 243
참고문헌 245
판권기 249
표 1.1. 산업단지별 화학물질 유통량 22
표 1.2. 화학물질관련 사고 현황 25
표 1.3. 과업 대상지의 최근 화학사고 발생현황 26
표 1.4. 국내 화학물질누출 관련 논문 27
표 1.5. 화학물질사고 행동요령 28
표 1.6. 구체적 연구목표 30
표 1.7. 세부목표별 연구내용 및 범위 31
표 2.1. 위해관리 계획서 내용 38
표 2.2. 사고발생 물질 및 사고발생 지점 설정 방법 39
표 2.3. 사고대비물질 69종의 특성 40
표 2.4. 지역사회에 고지하여야 하는 위해관리계획서 내용 47
표 2.5. 위험반경 관련 선행연구 및 사고조치 사례 49
표 2.6. 위험반경 비교 50
표 2.7. 화학사고 시나리오 분류 52
표 2.8. 노출기준의 정의 54
표 2.9. 최근 10년간 울산 남구지역 화학사고 발생 현황 55
표 2.10. 등급별 취급량 기준 56
표 2.11. 사용한 공간정보 목록 및 가공방법 58
표 2.12. 울산광역시 표준노드/링크 현황 59
표 2.13. 시나리오 분류 65
표 2.14. 소지역의 위계별 격자 크기 70
표 2.15. 시나리오 별 1차 집결지 분석 결과 74
표 3.1. 설정된 시나리오 86
표 3.2. 사용한 공간정보 목록 및 가공방법 87
표 3.3. Shoplist 파라미터 설정값 98
표 3.4. ActivityList 파라미터 설정값 98
표 3.5. AgentprobList 파라미터 설정값_에이전트 발생 수 99
표 3.6. AgentprobList 파라미터 설정값_에이전트 유형 발생비율 99
표 3.7. 집결지별 대피완료인구수와 대피소요시간 100
표 3.8. Shoplist 파라미터 설정값 105
표 3.9. ActivityList 파라미터 설정값 105
표 3.10. AgentprobList 파라미터 설정값_에이전트 발생 수 106
표 3.11. AgentprobList 파라미터 설정값_에이전트 유형 발생비율 106
표 3.12. 집결지별 대피완료인구수와 대피소요시간 107
표 3.13. Shoplist 파라미터 설정값 111
표 3.14. ActivityList 파라미터 설정값 111
표 3.15. AgentprobList 파라미터 설정값_에이전트 발생 수 112
표 3.16. AgentprobList 파라미터 설정값_에이전트 유형 발생비율 112
표 3.17. 집결지별 대피완료인구수와 대피소요시간 113
표 3.18. Shoplist 파라미터 설정값 117
표 3.19. ActivityList 파라미터 설정값 117
표 3.20. AgentprobList 파라미터 설정값_에이전트 발생 수 118
표 3.21. AgentprobList 파라미터 설정값_에이전트 유형 발생비율 118
표 3.22. 집결지별 대피완료인구수와 대피소요시간 119
표 3.23. Shoplist 파라미터 설정값 123
표 3.24. ActivityList 파라미터 설정값 124
표 3.25. AgentprobList 파라미터 설정값_에이전트 발생 수 124
표 3.26. AgentprobList 파라미터 설정값_에이전트 유형 발생비율 124
표 3.27. 집결지별 대피완료인구수와 대피소요시간 125
표 3.28. Shoplist 파라미터 설정값 129
표 3.29. ActivityList 파라미터 설정값 130
표 3.30. AgentprobList 파라미터 설정값_에이전트 발생 수 130
표 3.31. AgentprobList 파라미터 설정값_에이전트 유형 발생비율 130
표 3.32. 집결지별 대피완료인구수와 대피소요시간 131
표 3.33. Shoplist 파라미터 설정값 136
표 3.34. AgentprobList 파라미터 설정값_에이전트 발생 수 137
표 3.35. 1번 시나리오의 2차 대피소 분배 결과 140
표 3.36. Shoplist 파라미터 설정값 143
표 3.37. AgentprobList 파라미터 설정값_에이전트 발생 수 143
표 3.38. 2번 시나리오의 2차 대피소 분배 결과 144
표 3.39. Shoplist 파라미터 설정값 147
표 3.40. AgentprobList 파라미터 설정값_에이전트 발생 수 147
표 3.41. 3번 시나리오의 2차 대피소 분배 결과 148
표 3.42. Shoplist 파라미터 설정값 151
표 3.43. AgentprobList 파라미터 설정값_에이전트 발생 수 151
표 3.44. 4번 시나리오의 2차 대피소 분배 결과 152
표 3.45. Shoplist 파라미터 설정값 155
표 3.46. AgentprobList 파라미터 설정값_에이전트 발생 수 155
표 3.47. 5번 시나리오의 2차 대피소 분배 결과 156
표 3.48. Shoplist 파라미터 설정값 159
표 3.49. AgentprobList 파라미터 설정값_에이전트 발생 수 159
표 3.50. 6번 시나리오의 2차 대피소 분배 결과 160
표 4.1. 실험참가자의 연령 및 성별 분포 164
표 4.2. 실물대피실험 Case 분류 166
표 4.3. 실물실험결과 비교 177
표 5.1. 컴퓨터 최소 요구 사양 188
표 5.2. 보행장치로부터 UC-win/Road로 전송되는 데이터 종류 188
표 6.1. 관련기관의 임무와 역할 예시(여수국가산단 주민소산계획) 194
표 6.2. 화학사고 시나리오 분류 196
표 6.3. 노출기준의 정의 198
표 6.4. 등급별 취급량 기준 200
표 6.5. 지역사회에 고지하여야 하는 위해관리 계획서 내용 203
표 6.6. 위험반경 관련 선행연구 및 사고조치 사례 204
표 6.7. 사용한 공간정보 목록 및 가공방법 207
표 6.8. 표준노드/링크 현황 예시(울산광역시) 208
표 6.9. Shoplist 파라미터 설정값 224
표 6.10. ActivityList 파라미터 설정값 224
표 6.11. AgentprobList 파라미터 설정값_에이전트 발생 수 225
표 6.12. AgentprobList 파라미터 설정값_에이전트 유형 발생비율 225
표 6.13. 집결지별 대피완료인구수와 대피소요시간(예시) 227
표 6.14. Shoplist 파라미터 설정값(예시) 232
표 6.15. AgentprobList 파라미터 설정값_에이전트 발생 수 233
표 6.16. 2차 대피소 분배 결과(예시) 236
표 6.17. 확보하여야하는 응급구호세트 종류 및 기준(재해구호법) 240
표 6.18. 수송지원차량 배분계획 예시(여수국가산단 주민수산계획) 241
그림 1.1. 최근 10년간 전국의 화학사고 발생현황 21
그림 1.2. 화학물질관리법 체계도 23
그림 1.3. 국외 집결지 선정 사례(Stanford University) 29
그림 1.4. 과업흐름도 32
그림 2.1. 독성물질 누출과 화재(pool fire)의 피해영향범위 비교 36
그림 2.2. 위해관리계획 주민고지시스템을 이용한 울산지역 불산사고 위험범위 48
그림 2.3. 위험반경 비교 51
그림 2.4. 위해관리계획 주민고지시스템에 고지되어 사업장 E의 피해예상범위 57
그림 2.5. 도로명주소 전자지도 제공 DB 목록 60
그림 2.6. 사고결과 예측자료를 활용한 위험지도 작성 흐름도 61
그림 2.7. 연도별 사고발생과 유독물 유통량 현황(2000년~2008년) 62
그림 2.8. 지역별 화학물질 사고발생 현황(2000년~2008년) 62
그림 2.9. 지역별 화학물질 배출량 63
그림 2.10. 대상지 위치 및 현황(2016년 3월 기준) 63
그림 2.11. 대상지 주변 공업단지 또는 산업단지 분포 현황 64
그림 2.12. 대상지 내 각 시나리오별 사업장 위치 65
그림 2.13. 전체 대상 사업장의 피해반경 중첩 66
그림 2.14. 대상지 내 보행 네트워크 구축 67
그림 2.15. 노드/링크 개념 68
그림 2.16. 네트워크 분석을 위한 대상지 Network Data Set 구축 68
그림 2.17. 3km 반경 및 완충지역 내 격자 생성 69
그림 2.18. 격자 내 Point 생성 및 Network Data 중첩 70
그림 2.19. Location-Allocation 분석의 개념 71
그림 2.20. 1차 집결지 분석결과(시나리오 1) 72
그림 2.21. 1차 집결지 분석결과(시나리오 2) 72
그림 2.22. 1차 집결지 분석결과(시나리오 3) 73
그림 2.23. 1차 집결지 분석결과(시나리오 4) 73
그림 2.24. 1차 집결지의 간소화 결과 예시 75
그림 2.25. 10km Buffer 예시 76
그림 2.26. 10km내 2차 집결지 예시 77
그림 2.27. 2차 대피경로 분석(시나리오 1) 78
그림 2.28. 2차 대피경로 분석(시나리오 2) 79
그림 2.29. 2차 대피경로 분석(시나리오 3) 80
그림 2.30. 2차 대피경로 분석(시나리오 4) 81
그림 2.31. 화학물질 산단장외영향 사업자 사례 자료 분석결과 82
그림 2.32. 화학물질안전원 주민고지시스템 자료를 이용한 분석결과 83
그림 3.1. 위험지역 및 대피경로 선정 연구 흐름도 86
그림 3.2. 1차 집결지 자료 예시 87
그림 3.3. 2차 집결지 자료 예시 87
그림 3.4. 도로명 주소 전자지도 예시 88
그림 3.5. 네트워크맵 예시 88
그림 3.6. 주거시설 DB 예시 88
그림 3.7. 인구주택총조사 데이터 예시 88
그림 3.8. 가상공간의 기본단위 예시 89
그림 3.9. 기본단위별 인구데이터 구축 89
그림 3.10. 대피인원 발생 수 설정 예시 89
그림 3.11. 유형별 발생비율 설정 예시 89
그림 3.12. 시간에 따른 집결지별 피난인구 현황 예시 90
그림 3.13. 집결지별 대피 에이전트 유형별 인구수 예시 90
그림 3.14. 대피경로 맵핑 결과 예시 92
그림 3.15. 대피소요시간 예시 92
그림 3.16. 이재민임시주거시설현황 예시 93
그림 3.17. 대피소 분배 예시 93
그림 3.18. 시뮬레이션 실시 화면 예시 94
그림 3.19. 에이전트 유형 분류 95
그림 3.20. UrbanEXODUS 실행화면 95
그림 3.21. PATHFINDER 실행화면 95
그림 3.22. 1차 대피 시뮬레이션 네트워크맵 97
그림 3.23. 전체집결지의 시간대별 대피완료 인원수 101
그림 3.24. 집결지 0번의 시간대별 대피완료 인원수 101
그림 3.25. 집결지 10번의 시간대별 대피완료 인원수 101
그림 3.26. 집결지별 최단거리 대피지역 맵핑 결과 102
그림 3.27. 1번 시나리오의 1차 대피경로 선정 결과 103
그림 3.28. 1차 대피 시뮬레이션 네트워크맵 104
그림 3.29. 전체집결지의 시간대별 대피완료 인원수 107
그림 3.30. 집결지 0번의 시간대별 대피완료 인원수 108
그림 3.31. 집결지 2번의 시간대별 대피완료 인원수 108
그림 3.32. 집결지별 최단거리 대피지역 맵핑 결과 108
그림 3.33. 2번 시나리오의 1차 대피경로 선정 결과 109
그림 3.34. 1차 대피 시뮬레이션 네트워크맵 110
그림 3.35. 전체집결지의 시간대별 대피완료 인원수 113
그림 3.36. 집결지 1번의 시간대별 대피완료 인원수 114
그림 3.37. 집결지 6번의 시간대별 대피완료 인원수 114
그림 3.38. 집결지별 최단거리 대피지역 맵핑 결과 114
그림 3.39. 3번 시나리오의 1차 대피경로 선정 결과 115
그림 3.40. 1차 대피 시뮬레이션 네트워크맵 116
그림 3.41. 전체집결지의 시간대별 대피완료 인원수 119
그림 3.42. 집결지 1번의 시간대별 대피완료 인원수 120
그림 3.43. 집결지 2번의 시간대별 대피완료 인원수 120
그림 3.44. 집결지별 최단거리 대피지역 맵핑 결과 120
그림 3.45. 4번 시나리오의 1차 대피경로 선정 결과 121
그림 3.46. 1차 대피 시뮬레이션 네트워크맵 122
그림 3.47. 전체집결지의 시간대별 대피완료 인원수 125
그림 3.48. 집결지 1번의 시간대별 대피완료 인원수 126
그림 3.49. 집결지 5번의 시간대별 대피완료 인원수 126
그림 3.50. 집결지별 최단거리 대피지역 맵핑 결과 126
그림 3.51. 5번 시나리오의 1차 대피경로 선정 결과 127
그림 3.52. 1차 대피 시뮬레이션 네트워크맵 128
그림 3.53. 전체집결지의 시간대별 대피완료 인원수 131
그림 3.54. 집결지 0번의 시간대별 대피완료 인원수 132
그림 3.55. 집결지 2번의 시간대별 대피완료 인원수 132
그림 3.56. 집결지별 최단거리 대피지역 맵핑 결과 132
그림 3.57. 6번 시나리오의 1차 대피경로 선정 결과 133
그림 3.58. 2차 대피 시뮬레이션 네트워크맵 134
그림 3.59. 2차 대피 시뮬레이션 대피경로 분배 과정 138
그림 3.60. 2차 대피 시뮬레이션 대피경로 분배 과정 138
그림 3.61. 2차 대피 시뮬레이션 대피경로 분배 과정 139
그림 3.62. 1번 시나리오의 2차 대피경로 선정 결과 141
그림 3.63. 2차 대피 시뮬레이션 네트워크맵 142
그림 3.64. 1번 시나리오의 2차 대피경로 선정 결과 145
그림 3.65. 2차 대피 시뮬레이션 네트워크맵 146
그림 3.66. 3번 시나리오의 2차 대피경로 선정 결과 149
그림 3.67. 2차 대피 시뮬레이션 네트워크맵 150
그림 3.68. 4번 시나리오의 2차 대피경로 선정 결과 153
그림 3.69. 2차 대피 시뮬레이션 네트워크맵 154
그림 3.70. 5번 시나리오의 2차 대피경로 선정 결과 157
그림 3.71. 2차 대피 시뮬레이션 네트워크맵 158
그림 3.72. 6번 시나리오의 2차 대피경로 선정 결과 161
그림 4.1. 실험대상지 약도 165
그림 4.2. 실물대피실험 지역의 주요경로 168
그림 4.3. 안내표지판 설치 169
그림 4.4. 대피 성공 여부 판단 기준 170
그림 4.5. Case 1 : 대피계획 설문결과 171
그림 4.6. Case 2에서 대피에 실패한 실험참가자의 대피경로-1 172
그림 4.7. Case 2에서 대피에 실패한 실험참가자의 대피경로-2 173
그림 4.8. Case 3에서 대피에 실패한 실험참가자의 대피경로 174
그림 4.9. Case 4에서 대피에 실패한 실험참가자의 대피경로 175
그림 4.10. Case 6에서 대피에 실패한 실험참가자의 대피경로 176
그림 4.11. 집결지 표지판 178
그림 5.1. UC-win/Road 예시 180
그림 5.2. UC-win/Road를 활용한 가상현실 181
그림 5.3. 울산석유화학단지 VR 데이터 작성 범위 182
그림 5.4. 울산석유화학단지 VR 데이터 캡쳐 이미지 182
그림 5.5. 실제 현장과 VR 경관 비교 183
그림 5.6. 실물실험대피지역 VR 데이터 버드뷰 184
그림 5.7. 각 지점별 VR 데이터 캡쳐화면 185
그림 5.8. 버추얼라이저 186
그림 5.9. Oculus rift CV1 187
그림 5.10. 위성 모드 189
그림 5.11. Cyberith Tracking tab 189
그림 5.12. 교통과 환경/캐릭터 시작 190
그림 6.1. 화학안전정보공유시스템 사고사례 정보 199
그림 6.2. 화학물질 누출사고 위험지도 작성방법 비교결과 205
그림 6.3. 집결지 선정사례(Stanford University)(출처 : http://www.stanford.edu/) 206
그림 6.4. 도로명 주소 전자지도 제공 DB 목록 209
그림 6.5. 사고결과 예측자료를 활용한 위험지도 작성 흐름도 210
그림 6.6. 대상지 내 보행 네트워크 구축 210
그림 6.7. 노드/링크 개념 211
그림 6.8. 네트워크 분석을 위한 대상지 Network Data Set 구축 212
그림 6.9. 3km 반경 및 완충지역 내 격자 생성 213
그림 6.10. 격자 내 Point 생성 및 Network Data 중첩 214
그림 6.11. Location-Allocation 분석의 개념 215
그림 6.12. 1차 집결지 분석결과(예시) 216
그림 6.13. 1차 집결지 간소화 작업(예시) 217
그림 6.14. 10km Buffer 예시 217
그림 6.15. 10km밖 2차 집결지 예시 217
그림 6.16. 2차 피난경로 분석(시나리오1) 218
그림 6.17. 주거시설 DB 예시(교체) 219
그림 6.18. 인구주택총조사 데이터 예시 219
그림 6.19. 가상공간의 기본단위 예시 220
그림 6.20. 기본단위별 인구데이터 구축 220
그림 6.21. 시뮬레이션 실시 화면 예시 221
그림 6.22. 에이전트 유형 분류 222
그림 6.23. 1차 대피 시뮬레이션 네트워크맵(예시) 223
그림 6.24. 시간대별 시나리오 실시 화면 캡처(예시) 226
그림 6.25. 집결지별 최단거리 대피지역 맵핑 결과(예시) 228
그림 6.26. 1번 시나리오의 1차 대피경로 선정 결과 229
그림 6.27. 2차 대피 시뮬레이션 네트워크맵(예시) 230
그림 6.28. 수용인원 초과로 인한 대피경로 재설정 예시 234
그림 6.29. 2차 대피소 대피경로 1차 재설정 후 예시 234
그림 6.30. 2차 대피소 대피경로 2차 재설정 후 예시 235
그림 6.31. 2차 대피경로 선정 결과(예시) 236
그림 6.32. 집결지 표지판(예시) 237
그림 6.33. 대피안내지도(예시) 238
그림 6.34. 긴급의료본부 구축 예시(여수국가산단 주민소산계획) 239
그림 6.35. 대피소별 책임자 임명 예시 241
그림 6.36. 재난상황 및 발생 상황전파 체계 예시 243
그림 6.37. 대피 전파방송(안) 예시 244
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