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표제지
목차
요약문 4
SUMMARY 6
제1장 서론 19
1.1. 개요 20
1.1.1. 연구 배경 및 목적 20
1.1.2. 과업의 추진방향 21
1.2. 과업의 내용 및 범위 23
1.2.1. 다목적 재난조사 특수차량 설계ㆍ개발 중장기 로드맵 기획 23
1.2.2. 특수차량기반 현장운용 통합 인터페이스 개발 23
1.2.3. 특수차량 다중센서 통합운용 및 제어기술 구축 23
1.2.4. 첨단장비기반 재난현장 특수차량 통합활용ㆍ분석체계 구축 23
1.3. 기대효과 및 활용방안 24
1.3.1. 기대효과 24
1.3.2. 활용방안 24
제2장 다목적 재난조사 특수차량 설계ㆍ개발 기획연구 25
2.1. 다목적 재난원인조사 특수차량 설계ㆍ개발 중장기 로드맵 기획 26
2.1.1. 기존 국내 화학재난 사례 분석 26
2.1.2. 다목적 재난원인조사 특수차량 개발 현황 분석 39
2.1.3. 다목적 재난원인조사 특수차량 설계를 위한 분석 기술 조사 43
2.1.4. 화학재난 대응 절차에 따른 필수 장비 분석 59
2.1.5. 화학재난 특수차량 로드맵 기획 64
2.2. 다목적 재난원인조사 특수차량/탑재센서/무선통신체계 설계 69
2.2.1. 화학재난 대응을 위한 분석 기술 조사 69
2.2.2. 다목적 재난원인조사 특수차량 장비 분석 73
2.2.3. 다목적 재난원인조사 특수차량 장비 배치 설계안 92
2.3. 다목적 재난원인조사 특수차량의 운용 및 관리 역량 강화 방안 102
2.3.1. 화학 재난조사 및 대응 관련 법ㆍ제도 조사 102
2.3.2. 화학 재난관련 교육ㆍ훈련 조사 105
2.3.3. 재난 대응 훈련 사례 107
2.3.4. 다목적 재난원인조사 특수차량 운용 방안 110
2.3.5. 특수차량 장비관리 및 유지보수 체계 구축 113
2.3.6. 운용 역량 강화를 위한 상시운용방안 제시 115
2.4. 소결 122
제3장 특수차량기반 현장운용 통합 인터페이스 개발 124
3.1. 특수차량기반 현장운용 통합 인터페이스 개발 125
3.1.1. 특수차량 센서통합 제어 및 모 니터링 을 위한 인터페이스 설계 및 구현 125
3.1.2. 특수차량-조사차량-상황실 무선통신체계 개선 133
3.2. 특수차량 다중센서 통합운용 및 제어기술 구축 147
3.2.1. 재난현장 적시적 분석을 위한 센서 운용 현황 조사 147
3.2.2. 특수차량 탑재 다중센서간 통합운용 및 제어기술 개발 149
3.3. 첨단장비기반 재난조사 특수차량 통합활용ㆍ분석체계 구축 161
3.3.1. 현장조사차량/UAV 재난조사정보 공유환경 구축 161
3.3.2. 특수차량 탑재센서 현장정보 자료융합을 위한 업무환경 개발 162
3.4. 소결 209
제4장 결론 211
참고문헌 215
판권기 220
표 2.1. 국내 화학물질 관리 현황 27
표 2.2. 년도별 화학사고 발생건수 28
표 2.3. 사고 물질별 빈도 상위 10종 통계(총 192개) 28
표 2.4. 화학사고구분과 형태에 따른 통계 29
표 2.5. 주요 화재폭발 화학재난(2013-2016) 30
표 2.6. 누출로 인한 주요 화학사고 사례 31
표 2.7. 화학물질이 갖는 유해와 위험성 32
표 2.8. 폭발사고 사례: 1, 4-Dioxane 화재ㆍ폭발사고 33
표 2.9. 누출 사고 사례: 염산 누출 34
표 2.10. 누출 사고 사례: 불화수소 이송 작업 중 누출사고 35
표 2.11. 누출 사고 사례: 혼산(불산+황산) 36
표 2.12. 지역별 화학재난사고(2011-2015) 38
표 2.13. 탐지가능 화학물질 목록 40
표 2.14. 합동방재센터 화학구조팀 특수차량 41
표 2.15. 화학사고 분야 중분류별 주요국의 기술수준 44
표 2.16. SDR의 재해저감을 위한 도전과제 변화 45
표 2.17. 제2기 과학기술기본계획(2001)의 방재 분야 중점연구개발영역 48
표 2.18. 화학물질 탐지기술과 장비 51
표 2.19. 화학물질안전원 보유 정밀분석 장비 58
표 2.20. 대응 단계에 따른 예상 필수 요소 60
표 2.21. 위치기반 재난원인조사 특수차량 필수 기능 64
표 2.22. 화학재난조사 특수차량 차별화를 위한 로드맵 68
표 2.23. HI-90과 Rapid Plus의 장단점 비교 80
표 2.24. 기상관측장비 후보모델(WEATHERPAK-2000)의 세부사양 81
표 2.25. 중저가형 GPS/IMU 시스템 비교 83
표 2.26. 발전기 출력 산출을 위한 특수차량 장비의 전력 소모량(예) 87
표 2.27. 재난안전연구원이 보유하고 있는 보호장비 목록 88
표 2.28. 개인 휴대용 제독장비 88
표 2.29. 재난안전연구원이 보유한 시료채취 장비 목록 89
표 2.30. 재난안전연구원 기존차량(현대 카운티) 제원 92
표 2.31. 추가 도입 후보차량(현대 쏠라티) 제원 99
표 2.32. 차량 선정에 따른 특수차량 장단점 101
표 2.33. 운용관리 지침에서 사용하는 용어의 정의 102
표 2.34. 현장측정분석차량 운용시 고려 사항 103
표 2.35. 특수화학분석차량 운영 관련 용어의 정의 105
표 2.36. 지자체 도상훈련 평가지표 107
표 2.37. HSEEP의 구성내용 108
표 2.38. 독일의 재난대응훈련 시나리오 종류 109
표 2.39. 출동준비 단계 구성원별 임무 111
표 2.40. 출동준비 단계 구성원별 임무 112
표 2.41. 출동준비 단계 구성원별 임무 113
표 2.42. 특수차량 자체 점검을 위한 체크리스트 114
표 2.43. 기본교육 프로그램 예시 118
표 2.44. 화학재난물질 훈련 프로그램 예시 119
표 3.1. 특수차량 장착 장비 125
표 3.2. 카메라 장비 제원 127
표 3.3. 무선 브리지 제품 특징 139
표 3.4. 출력된 카메라 캘리 브레이션 결과 예시 166
표 3.5. 카메라 캘리 브레이션 입력정보 예시 167
표 3.6. 라이다-카메라 간 기하모델링 을 위한 기준점 입력 예시 169
표 3.7. 출력된 카메라 캘리 브레이션 결과 예시 169
표 3.8. 라이다-카메라 간 기하모델링 투영 오차 170
표 3.9. DJI Inspire 1 pro 제원 176
표 3.10. Zenmuse X5(카메라) 제원 177
표 3.11. Zenmuse X5(짐벌) 제원 177
표 3.12. 지상기준점 좌표 178
표 3.13. 비행고도 100m UAV 영상 GCP 개수 별 위치오차 183
표 3.14. 보정된 내부표정요소 및 렌즈 왜곡 보정계수(Zenmuse X5) 185
표 3.15. 내부표정요소 보정 후 GCP별 위치오차 185
표 3.16. 정사영상 제작 소프트웨어 전체 단계 진행 시 정사영상 생성 소요시간 186
표 3.17. 정사영상 소프트웨어 필수단계만 활용 시 정사영상 생성 소요시간 186
표 3.18. 표정요소를 고려한 최소 GCP 개수 190
표 3.19. 설정한 케이스별 보정결과 191
표 3.20. Case 별 위치오차 194
표 3.21. Case4 표정요소별 보정량 196
표 3.22. Case4 영상별 위치오차 197
표 3.23. Case6 표정요소별 보정량 197
표 3.24. Case6 영상별 위치오차 198
표 3.25. Case10 표정요소별 보정량 198
표 3.26. Case10 영상별 위치오차 199
표 3.27. GCP 개수 별 상용소프트웨어와 Fast Geocoding 위치오차 비교 202
표 3.28. 상용소프트웨어와 Fast Geocoding의 정사영상 생성 소요시간 비교 203
그림 1.1. 과업 추진방향 21
그림 1.2. 현장조사 플랫폼-상황실 간 연계 통합운영 방안 22
그림 2.1. 화학사고 발생유형별 통계 29
그림 2.2. 화학물질 분석 특수차량 사례 39
그림 2.3. M93A1/M93A1P1 Fox 42
그림 2.4. Hazmat 5 43
그림 2.5. 화학사고 분야 주요 5개국의 기술수준 44
그림 2.6. 일본의 4대 재난관리 분야별 예산투자 추세 47
그림 2.7. CARIS의 인터페이스 50
그림 2.8. 휴대용 GC/MS 52
그림 2.9. 휴대용 FT-IR 53
그림 2.10. 휴대용 XRD 53
그림 2.11. 사고대비물질 키인포가이드 사례 55
그림 2.12. 화학물질 제독ㆍ중화ㆍ흡착 장비 56
그림 2.13. 화학사고 인체보호 장비 57
그림 2.14. 화학사고 대응 절차에 따른 필수조사 항목 59
그림 2.15. 필수 분석 센서 종류 및 역할 61
그림 2.16. 필수 시료 채취 장비 종류 및 역할 61
그림 2.17. 필수 제독 장비 종류와 역할 62
그림 2.18. 필수 보호 장비 종류와 역할 62
그림 2.19. 필수 기타 장비 종류와 역할 63
그림 2.20. 재난원인조사 특수차량 구상안 64
그림 2.21. 위치기반 재난원인조사 특수차량 개념도 65
그림 2.22. 위치기반 재난원인조사 특수차량 구성 66
그림 2.23. 기존 화학재난 특수차량 운용 현황 66
그림 2.24. 화학재난 특수차량의 핵심 기능 및 차량 내부시설 67
그림 2.25. 의사결정지원을 위한 화학재난 특수차량 취득 데이터 개념도 68
그림 2.26. K-CALPUFF 구조도 72
그림 2.27. Syft 사의 SIFT-MS 장비 73
그림 2.28. SIFT-MS의 오염물질 관측 결과 인터페이스 75
그림 2.29. Bruker사의 HI-90 장비 76
그림 2.30. HI-90을 활용한 산업지역 에틸렌 및 암모니아 배출량 측정 사례 77
그림 2.31. HI-90을 활용한 화산 배출 SO2 측정 사례 77
그림 2.32. Bruker사의 Rapid Plus 장비 78
그림 2.33. Rapid Plus를 활용한 산업단지 암모니아 측정 사례 79
그림 2.34. 특수차량에 장착된 리프트 장치 사례 84
그림 2.35. 차량용 에어컨 85
그림 2.36. Dräger 사의 VS-2 차량보호 양압장치 86
그림 2.37. 화학재난 특수차량 네트워크 망 구성도 91
그림 2.38. 조사차량 활용 변경을 최소화한 특수차량 설계안(3D 모델) 93
그림 2.39. 조사차량 활용 변경을 최소화한 특수차량 설계안(평면도) 94
그림 2.40. 조사차량 활용 특수차량 설계안(3D 모델) 95
그림 2.41. 조사차량 활용 특수차량 설계안(평면도) 96
그림 2.42. 분석 및 제어용 PC 및 데스크 사례(해양과학연구소 특수차량) 97
그림 2.43. 조사차량(현대 카운티) 트렁크 98
그림 2.44. 추가차량 도입시 설계안(3D 모델) 100
그림 2.45. 추가차량 도입시 설계안(평면도) 100
그림 2.46. 유관기관의 실제와 도상훈련간의 연계 106
그림 2.47. 특수차량 내 구성원별 착석 위치 110
그림 2.48. 화학재난 교육훈련 사례 116
그림 2.49. 상해소방학교 저장탱크 사고대응 훈련장 117
그림 2.50. 울산석유화학공단 전경 120
그림 2.51. 화학안전지도 구상안 121
그림 3.1. 특수차량 장비 구성 126
그림 3.2. 특수차량 장비 인터페이스 개발 기본 프로세스 127
그림 3.3. 특수차량 장비 체크리스트 작성 128
그림 3.4. 특수차량 장비 활용 현황 검토 129
그림 3.5. 2M 카메라 상태점검 130
그림 3.6. 유사 IP기반 카메라 테스트 130
그림 3.7. TPV-IBD 열화상 카메라 131
그림 3.8. 열화상 카메라 테스트 132
그림 3.9. 클라이언트의 IP카메라 현황 132
그림 3.10. 특수차량 장착 카메라 통합 연동 133
그림 3.11. 현재 네트워크 시스템 개념도 134
그림 3.12. DDNS 구성 136
그림 3.13. VPN 연결 개요 137
그림 3.14. 멀티브리지 구성(iptime.com) 137
그림 3.15. 무선 브리지 제품들 138
그림 3.16. AP 멀티브리지 시스템 140
그림 3.17. 네트워크 데이터 흐름 개선안 141
그림 3.18. 네트워크망 구성 개념도 142
그림 3.19. 실시간 데이터 전송 143
그림 3.20. 선택적 데이터 전송 사례(열화상 카메라) 143
그림 3.21. 양방향 통신 기능 예시 144
그림 3.22. GIS상에 도식되는 장비 인식 예시 144
그림 3.23. IP기반 장비 및 차량 추가에 따른 네트워크 145
그림 3.24. VPN 활용 선택적 스트리밍 화면 146
그림 3.25. 16M 카메라의 현황 분석 147
그림 3.26. 16M 카메라 개선안 148
그림 3.27. 라이다 촬영 폐색영역(16M카메라, TBT 카메라) 149
그림 3.28. 라이다-카메라 간 투영 개념도 150
그림 3.29. 영상의 RGB 색상 레이어 정보와 라이다 3차원 XYZ 좌표 정보와의 연계 151
그림 3.30. 라이다-카메라 간 통합운용을 위한 기하모델링 프로세스 154
그림 3.31. ICE 수행 절차 155
그림 3.32. 파노라마 속성 정보 입력 156
그림 3.33. 파노라마 영상 유형 157
그림 3.34. 편집 방식에 따른 결과 비교 158
그림 3.35. 투영 방식별 생성된 파노라마 영상 159
그림 3.36. 최종 선정한 Spherical type의 파노라마 영상 160
그림 3.37. QGIS를 통해 시각화된 Geocoding된 UAV 영상 162
그림 3.38. 카메라 캘리 브레이션용 스티커 방식 체커보드 제작 163
그림 3.39. 카메라 캘리 브레이션 시 자동 추출된 체커점 164
그림 3.40. 엑셀을 이용한 영상 추출 시간 입력 기능 165
그림 3.41. 보정전후 렌즈왜곡 제거영상 167
그림 3.42. 라이다-카메라 간 기하모델링 을 위한 기준점 설치 168
그림 3.43. 라이다-카메라 간 기하모델링 투영 오차 예시 170
그림 3.44. 2M 카메라 영상과 라이다 자료간의 정합 171
그림 3.45. 자연물을 이용한 라이다 데이터와 카메라 영상 간의 기준점 추출 172
그림 3.46. 라이다-카메라 간 기하모델링용 스티커 방식 타겟 제작 173
그림 3.47. 라이다-카메라 간 투영 코드 예제 174
그림 3.48. UAV Geocoding 시범 적용 지역 175
그림 3.49. 연구에 사용된 UAV(DJI Inspire 1 pro) 176
그림 3.50. Zenmuse X5 177
그림 3.51. 지상기준점 취득 위치 180
그림 3.52. UAV 영상 정합용 소프트웨어 181
그림 3.53. SfM 기본 원리 182
그림 3.54. GCP 개수에 따른 분석 수행 절차 183
그림 3.55. 내부표정요소 보정 후 GCP 개수에 따른 분석 수행 절차 184
그림 3.56. 정합 소프트웨어를 사용한 정사영상 생성 순서 186
그림 3.57. 소프트웨어 필수단계 사용 정사영상 생성 결과 187
그림 3.58. UAV GPS/INS 정보 기반 수평위치 정보(X, Y) 188
그림 3.59. UAV GPS/INS 정보 기반 자세정보(Roll, Pitch) 189
그림 3.60. UAV GPS/INS 정보 기반 고도 및 방향각 정보(Z, Yaw) 189
그림 3.61. 영상 내 GCP 위치(3개일 때) 195
그림 3.62. 영상 내 GCP 위치(2개일 때) 195
그림 3.63. 영상 내 GCP 위치(1개일 때) 196
그림 3.64. Fast Geocoding을 활용하여 생성된 Geocoding 영상 201
그림 3.65. 전체 영상 중 일부만 생성하여 활용성 검토 203
그림 3.66. Geocoding 영상 QGIS NAVER API 적용(CAM3) 204
그림 3.67. Geocoding 영상 QGIS NAVER API 적용(전체영상) 204
그림 3.68. 차량상판에 타겟 설치 205
그림 3.69. GCP 타겟 설계도 206
그림 3.70. UAV 비행고도에 따른 타겟 육안 식별 비교 207
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