[표지] 1
제출문 2
최종보고서 3
요약문 4
목차 5
1. 연구개발과제의 개요 13
가. 연구개발 목표 13
(1) 연구개발의 최종 목표 13
(2) 연차별 개발목표 및 내용 13
나. 연구배경 및 필요성 14
(1) 재난 발생 추이 14
(2) 환경시설 재난관리의 필요성 16
다. 국내·외 시장 현황 및 기술 동향 분석 20
(1) 시장 현황 분석 20
(2) 기술 동향 분석 27
2. 연구개발과제의 수행 과정 및 수행 내용 36
가. 1차년도 36
(1) 전문가 시스템 구축을 위한 입력자료 확보 36
(2) 재난상황 인지 기술 개발 71
나. 2차년도 78
(1) 환경시설 재난 및 사고대응 전문가 시스템 구축을 위한 로직 개발 78
(2) 재난 피해상황에 따른 복구비용 산출 알고리즘 개발 96
다. 3차년도 101
(1) 환경시설 재난 대응 전문가시스템 관련 특허 분석 101
(2) 재난 상황 인지 알고리즘 개선 120
(3) 재난 상황 대응 로직 개선 123
(4) 피해/복구금액 산정 알고리즘 개발 143
(5) 결과 요약 145
3. 연구개발과제의 수행 결과 및 목표 달성 정도 147
1) 연구수행 결과 147
(1) 정성적 연구개발성과 147
(2) 정량적 연구개발성과[내용없음] 147
(3) 세부 정량적 연구개발성과 147
(4) 계획하지 않은 성과 및 관련 분야 기여사항[내용없음] 154
2) 목표 달성 수준 155
4. 목표 미달 시 원인분석 155
1) 목표 미달 원인(사유) 자체분석 내용 155
2) 자체 보완활동 155
3) 연구개발 과정의 성실성 155
5. 연구개발성과의 관련 분야에 대한 기여 정도 156
(1) 기술적 측면 156
(2) 경제·사회적 측면 156
(3) 환경적 측면 156
6. 연구개발성과의 관리 및 활용 계획 156
별첨 자료[내용없음] 157
참고문헌 158
[뒷표지] 159
[표 1] 전문가 시스템 구축을 위한 입력 자료와 출력 자료 36
[표 2] 국가상수도 정보시스템의 정수장별 시설정보 예시 38
[표 3] 수도시설 운영비 및 공사비 개략산정기준 38
[표 4] 계측지점에 따른 제어 설비의 종류 41
[표 5] 정수처리장 단위공정별 운영자료 43
[표 6] 상수도 종합관리시스템의 구성과 역할 43
[표 7] 기후관련 재난상황 인지 기술 확보를 위한 Open API 서버(동네예보)의 입력 가능 변수 45
[표 8] 정수처리장 재난·재해 발생 시 대응을 위한 실무 매뉴얼의 목적 48
[표 9] 환경부에서 제정한 정수처리장 재난대응 매뉴얼별 사고내용 48
[표 10] 재난재해 대응 의사결정 지원시스템 입력자료 확보를 위한 매뉴얼 상 정수처리장 사고유형 통합 내용 49
[표 11] 정수처리장 위기경보 수준 49
[표 12] 단위 공정 별 정수 수질 이상 시 대응 요령 53
[표 13] 정수장 수질항목 별 특성 및 처리방법 54
[표 14] 하수처리장 위기 경보 수준 64
[표 15] 상황보고 서식 65
[표 16] 하수처리장 위기 경보 수준에 따른 하수처리장 관리자 및 현장 근무자의 역할 66
[표 17] 시설고장·파괴, 정전, 지진발생 등으로 인한 하수처리장 운영 마비 대응 조치 및 절차 67
[표 18] 가상 시나리오에 의한 시설고장·파괴, 정전, 지진발생 등으로 발생하는 위기 현황, 대응 조치 및 절차 67
[표 19] 소화가스 폭발로 인한 하수처리장 운영 마비 대응 조치 및 절차 68
[표 20] 불법 동맹파업에 참여한 노동단체에서 하수처리장을 점거함에 따른 운영 마비 대응 조치 및 절차 69
[표 21] 가상 시나리오에 의한 시설고장·파괴, 정전, 지진발생 등으로 발생하는 위기 현황, 대응 조치 및 절차 69
[표 22] 악성폐수 유입 또는 독성화학물질 누출에 따른 수질기준 초과 방류시 대응 조치 및 절차 70
[표 23] 가상 시나리오에 의한 시설고장·파괴, 정전, 지진발생 등으로 발생하는 위기 현황, 대응 조치 및 절차 70
[표 24] 상수원 수질 악화 등 수질오염 발생 시 재난대응 매뉴얼 순서도 72
[표 25] 맛·냄새 별 주요 오염물질 종류 73
[표 26] 정수장 수질오염 물질별 특성에 따른 상황판단 기준 74
[표 27] 상수원수 수질검사 측정항목 및 측정횟수 75
[표 28] 공공하수처리시설 방류수질 76
[표 29] 분뇨처리시설 방류수질 수질 기준 76
[표 30] 폐수처리시설 방류수질 77
[표 31] 개인하수처리시설 방류수질 77
[표 32] 위기관리 매뉴얼의 종료 79
[표 33] 위기관리 매뉴얼 현황(2018년 6월 30일 기준) 79
[표 34] 풍수해 발생 시 하수처리장 내 단계별 대응 알고리즘 81
[표 35] 하수처리장 처리공정 별 점검사항 및 긴급복구 대책 87
[표 36] 수질이상 경보 발령기준 91
[표 37] 오염물질 별 긴급조치 방법 92
[표 38] 시설물 개요 138
[그림 1] 전 세계 자연재해 발생 건수 및 경제적 손실 추이 14
[그림 2] 전 세계 자연재난 종류별 추이 14
[그림 3] 전지구 온도 편차 그래프 15
[그림 4] 우리나라 자연재해 피해액 및 복구액(2010~2019) 15
[그림 5] 재해 별 인명피해(2010~2019) 16
[그림 6] 환경시설 재난 피해 사례 17
[그림 7] 환경시설별 재난피해 종류 18
[그림 8] 재난유형별 1차 피해와 2차 피해의 관계 19
[그림 9] 환경시설 전문가시스템 기능 및 필요성 19
[그림 10] 개편된 재난안전산업 특수분류 20
[그림 11] 세계 안전시장 지역별 규모 21
[그림 12] 안전 서비스 세계시장 지역별 규모 전망 22
[그림 13] 안전 제품 세계시장 지역별 규모 전망 22
[그림 14] 공공안전/재난예방 ICT 관련 세계 시장 규모 및 전망 23
[그림 15] 세계 환경시장 전망 23
[그림 16] 물산업 분야 세계시장 전망 24
[그림 17] 재난안전산업 국내 시장 규모 24
[그림 18] 재난안전산업 매출 유형 25
[그림 19] 재난안전산업 현황 25
[그림 20] 공공안전/재난예방 ICT 관련 국내 시장 규모 및 전망 26
[그림 21] 국내 환경시장 규모 27
[그림 22] 일본의 재난대응 의사결정 지원시스템 28
[그림 23] 일본의 지진방재 정보 시스템 28
[그림 24] 주요 선진국의 재난상황전파 기술개발 현황 29
[그림 25] US Drought Monitor 웹사이트 30
[그림 26] AHPS 30
[그림 27] Imprints 조기 홍수 경보 예방 시스템 31
[그림 28] 기술수준평가 결과 재구성 33
[그림 29] K-HIT 시스템 구성도 34
[그림 30] 전문가 시스템 구축을 위한 입력 자료와 출력 자료 37
[그림 31] 국가상수도 정보시스템의 정수장별 시설정보 목록 화면 38
[그림 32] 국가하수도 정보시스템의 하수처리장 별 시설정보 목록 화면 39
[그림 33] 정수처리장의 기본 구성도 40
[그림 34] 정수장내의 일반적인 계측과 제어의 항목 42
[그림 35] 하수처리시설 계통도 44
[그림 36] 기상청 날씨누리(동네예보)가 제공하는 날씨정보에 관한 Open API 화면 46
[그림 37] 환경부가 제정한 실무매뉴얼에 따른 정수처리장 재난·재해 발생 시 재난관리 체계도 50
[그림 38] 수질사고 대응체계 업무추진 흐름도 51
[그림 39] 상수원 수질 악화 등 수질오염 발생 시 재난대응 매뉴얼 순서도 52
[그림 40] 식용수 시설/설비 파괴 발생 시 재난대응 매뉴얼 순서도(대정전 사고) 58
[그림 41] 식용수 시설/설비 파괴 발생 시 재난대응 매뉴얼 순서도(화재 사고) 59
[그림 42] 식용수 시설/설비 파괴 발생 시 재난대응 매뉴얼 순서도(침수 사고) 60
[그림 43] 식용수 시설/설비 파괴 발생 시 재난대응 매뉴얼 순서도(염소가스 누출사고) 61
[그림 44] 식·용수 시스템 운영 중단 시 재난대응 매뉴얼 순서도(취수장애) 62
[그림 45] 식·용수 시스템 운영 중단 시 재난대응 매뉴얼 순서도(전산시스템마비, 소프트웨어의 에러) 63
[그림 46] 하수처리장 위기관리 업무처리 절차 65
[그림 47] 재난상황 인지 및 상황판단, 위기경보 발령 절차 71
[그림 48] 재난대응 전문가시스템을 위한 단계별 재난대응 과정 80
[그림 49] 재난 대응 의사결정 지원 전문가시스템 로직 구축을 위한 방법론 81
[그림 50] 하수처리장에서 풍수해 재난 발생 시 대응조치 로직 82
[그림 51] 하수처리장에서 정전 발생 시 대응조치 로직 83
[그림 52] 하수처리장 내 가스폭발 발생 시 대응조치 로직 83
[그림 53] 하수처리장 내 수질사고 발생 시 대응조치 로직 84
[그림 54] 하수처리장 내 화재사고 발생 시 대응조치 로직 85
[그림 55] 하수처리장 내 자동제어시스템 고장 시 대응조치 로직 85
[그림 56] 하수처리장 내 지진 발생 시 대응조치 로직 86
[그림 57] 하수처리장 재난대응 조직도 및 비상연락망(Test bed-강릉하수처리장) 88
[그림 58] 정수장에서 풍수해 재난 발생 시 대응조치 로직 89
[그림 59] 정수장에서 정전 재난 발생 시 대응조치 로직 90
[그림 60] 정수장에서 염소가스 누출(폭발) 시 대응조치 로직 91
[그림 61] 정수장에서 원수, 정수 수질이상 및 오염사고 발생 시 대응조치 로직 92
[그림 62] 정수장에서 화재사고 발생 시 대응조치 로직 93
[그림 63] 정수장에서 자동제어시스템 고장-사이버테러 시 대응조치 로직 94
[그림 64] 제어실로 입력되는 현장 자료가 표시가 되지 않는 경우의 대응조치 로직 94
[그림 65] 정수장에서 지진 발생 시 대응조치 로직 95
[그림 66] 정수장 재난대응 기본 조직도 95
[그림 67] 정수장 자위소방대 조직도 96
[그림 68] NDMS 기반 재해유형별 사고발생건수 및 정수장 강우량에 따른 사고 건수 97
[그림 69] NDMS 기반 시설규모 별 정수장의 피해액과 복구액 97
[그림 70] NDMS 기반 강우량에 따른 정수장의 피해액과 복구액 98
[그림 71] NDMS 기반 재해유형별 사고발생건수 및 정수장 강우량에 따른 사고 건수 99
[그림 72] NDMS 기반 시설규모 별 하수처리장의 피해액과 복구액 99
[그림 73] NDMS 기반 강우량에 따른 하수처리장의 피해액과 복구액 100
[그림 74] NDMS 기반 피해금액/복구금액 비교 100
[그림 75] 분석대상기술 101
[그림 76] 연도별 특허출원 103
[그림 77] 국가별 특허출원 104
[그림 78] 국내 특허출원 104
[그림 79] 일본 특허출원 105
[그림 80] 미국 특허출원 105
[그림 81] 유럽 특허출원 106
[그림 82] 기술성장단계 개요 107
[그림 83] 전체 기술성장단계 108
[그림 84] 한국 기술성장단계 108
[그림 85] 일본 기술성장단계 109
[그림 86] 미국 기술성장 단계 109
[그림 87] 유럽 기술성장단계 110
[그림 88] 주요출원인 순위 111
[그림 89] 주요출원인 동향 112
[그림 90] 한국의 주요출원인 112
[그림 91] 일본의 주요출원인 113
[그림 92] 미국의 주요출원인 113
[그림 93] 유럽의 주요출원인 113
[그림 94] 국내 출원인 비율 114
[그림 95] 국내 출원인별 출원 동향 114
[그림 96] HITACHI 연도별 특허출원동향 115
[그림 97] HITACHI 특허 116
[그림 98] TOSHIBA 연도별 특허출원동향 116
[그림 99] TOSHIBA 특허 116
[그림 100] 한국수자원공사 연도별 특허출원동향 117
[그림 101] 한국수자원공사 특허 117
[그림 102] 한국농어촌공사의 연도별 특허출원동향 118
[그림 103] 한국농어촌공사 특허 118
[그림 104] 한국건설기술연구원 연도별 특허출원동향 119
[그림 105] 한국건설기술연구원 특허 119
[그림 106] 수질사고(정수장/하수처리장) 및 침수사고(하수처리장) 인지 알고리즘 121
[그림 107] 지진(정수장/하수처리장) 및 가스누출/폭발(하수처리장) 인지 알고리즘 122
[그림 108] 화재사고 및 운영프로그램 고장 인지 알고리즘(정수장, 하수처리장) 122
[그림 109] 염소가스 누출 및 침수사고 인지 알고리즘(정수장) 123
[그림 110] 기술세미나 개최 사진 123
[그림 111] 강릉시 공공하수처리장 미팅 124
[그림 112] 조천정수장 시범사업 현장 124
[그림 113] 전문가시스템 기본 로직 125
[그림 114] 하수처리장 풍수해 대응 로직 125
[그림 115] 하수처리장 정전 대응 로직 126
[그림 116] 하수처리장 가스폭발 대응 로직 126
[그림 117] 하수처리장 수질사고 대응 로직 127
[그림 118] 하수처리장 화재사고 대응 로직 127
[그림 119] 하수처리장 운영프로그램 고장 대응 로직 128
[그림 120] 하수처리장 지진 대응 로직 128
[그림 121] 정수장 풍수해(침수) 대응 로직 129
[그림 122] 정수장 정전 대응 로직 129
[그림 123] 정수장 염소가스 누출 대응 로직 130
[그림 124] 정수장 수질사고 대응 로직 131
[그림 125] 정수장 침전수 탁도 기준 초과 대응 로직 131
[그림 126] 정수장 통합여과수 탁도 기준 초과 대응 로직 132
[그림 127] 정수장 정수 탁도 기준 초과 대응 로직 132
[그림 128] 정수장 공급과정 탁도 기준 초과 대응 로직 133
[그림 129] 정수장 정수 잔류염소 기준 초과 대응 로직 133
[그림 130] 정수장 공급과정 잔류염소 기준 초과 대응 로직 134
[그림 131] 정수장 모래여과지 유충발생 대응 로직 134
[그림 132] 정수장 활성탄 유충발생 대응 로직 135
[그림 133] 정수장 정수지 유충발생 대응 로직 135
[그림 134] 정수장 배수지 유충발생 대응 로직 136
[그림 135] 정수장 화재사고 대응 로직 136
[그림 136] 정수장 사이버테러에 의한 자동제어시스템 고장 대응 로직 137
[그림 137] 정수장 운영프로그램 고장 대응 로직 137
[그림 138] 하수처리장 지진 대응 로직 138
[그림 139] 공공폐수처리시설 위치도 139
[그림 140] 폐수처리장 풍수해(침수) 대응 로직 139
[그림 141] 폐수처리장 정전 대응 로직 140
[그림 142] 폐수처리장 수질사고 대응 로직 140
[그림 143] 폐수처리장 가스폭발 대응 로직 141
[그림 144] 폐수처리장 화재사고 대응 로직 141
[그림 145] 폐수처리장 운영프로그램 고장 대응 로직 142
[그림 146] 폐수처리장 지진 대응 로직 142
[그림 147] 정수장 피해금액 산정 방법 143
[그림 148] 하수처리장 피해금액 산정 방법 143
[그림 149] 정수장 피해금액 산정 수식 144
[그림 150] 하수처리장 피해금액 산정 수식 144
[그림 151] 정수장/하수처리장 복구금액 산정 수식 145