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표제지 1

목차 1

화학사고 거동해석/피해예측 모델 및 환경위험지도 기술개발 최종보고서 2

제출문 4

환경기술개발사업 최종보고서 요약서 5

목차 9

1. 연구개발과제의 개요 19

가. 연구개발 목적 19

나. 연구개발의 필요성 20

다. 연구개발 범위 24

2. 연구수행내용 및 성과 27

가. 연구 내용 27

(1) 위험지수의 필요성 27

(2) 위험의 정의 및 위험지수 프레임워크 설계 27

(3) 지수 산출 알고리즘 설계 29

(4) 화학물질의 종합적 유해성 평가 35

(5) 지수 신뢰성 검증 52

(6) 전문가 의견 수렴을 통한 화학물질사고 예방/대비를 위한 위험지수 검증 54

(7) GIS 기반 화학물질사고 위험지도 구축 93

(8) GIS 기반 화학사고 위험지도 시스템[원문불량;p.112] 122

나. 연구 개발 성과 172

다. 연구 결과 175

3. 목표 달성도 및 관련 분야 기여도 196

가. 목표 196

나. 목표 달성여부 197

4. 연구개발성과의 활용 계획 등 205

참고문헌 208

화학사고 대응 환경기술개발사업 최종보고서 211

제출문 212

환경기술개발사업 최종보고서 요약서 213

목차 215

1. 연구개발과제의 개요 216

가. 연구개발 목적 216

나. 연구개발의 필요성 217

(1) 화학물질 유통 및 취급량의 증가 217

(2) 화학물질 취급 시설 노후화 및 관리 실태 미흡에 따른 사고 위험 219

(3) 화학사고의 증가 219

(4) 화학물질 취급업체내 피해뿐만 아니라 주변 환경 및 주민 피해로 확산 222

(5) 화학사고의 효과적 피해예방을 위한 피해예측 기술 필요 224

다. 연구개발 범위 226

2. 연구수행내용 및 성과 228

가. 연구 내용 228

(1) Task 1 :유해화학물질 실시간 대응모델 기술 개발 228

(2) Task 2 : 정밀분석 모델 기술 개발 274

(3) Task 3 : 유해화학물질 거동해석 모델구동을 위한 기반 구축 340

(4) Task 4 : 유해화학물질 거동해석 통합 시스템 구축 349

나. 연구 개발 성과 380

다. 연구 결과 384

3. 목표 달성도 및 관련 분야 기여도 386

가. 목표 386

나. 목표 달성여부 393

다. 목표 미달성 시 원인(사유) 및 차후대책(해당사항 없음) 400

4. 연구개발성과의 활용 계획 등 402

붙임. 참고문헌 403

화학사고 대응 환경기술개발사업 최종보고서 405

제출문 406

환경기술개발사업 최종보고서 요약서 407

목차 409

1. 연구개발과제의 개요 411

1-1. 연구개발 목적 411

1-2. 연구개발의 필요성 412

가. 기술적 필요성 415

나. 정책적 필요성 417

1-3. 연구개발 범위 417

2. 연구수행내용 및 성과 419

2-1. 연구 내용 419

가. 혼합물 혼합규칙 선정 419

나. Viscosity & 화재 폭발에 대한 Mixing rules 425

다. Flash 계산 426

라. 누출량 산정 모델 개발 및 검증 428

마. 화재, 폭발 모델 개발 469

바. 피해예측모델 구동데이터 정리 484

사. 피해예측 데이터 도출 관련 국내외 자료 조사 484

아. 화재피해예측 모델 484

자. 폭발피해예측 모델 487

차. 독성피해예측 모델 490

카. 피해예측 도시방안 연구 493

2-2. 연구 개발 성과 498

2-3. 연구 결과 498

3. 목표 달성도 및 관련 분야 기여도 501

3-1. 목표 501

3-2. 목표 달성여부 502

4. 연구개발성과의 활용 계획 등 503

가. 예상되는 연구개발성과 유형 503

나. 활용계획 및 기대효과 503

붙임. 참고문헌 504

뒷표지 505

표목차 11

〈표 1〉 안전 분야와 환경보건 분야에서 정의되는 위험 28

〈표 2〉 문헌조사 및 화학 전문가, 정부 화학물질 담당자와의 설문조사를 통해 추출한 지표의 종류 34

〈표 3〉 EURAM에서 물질별 노출이 갖는 기여도 36

〈표 4〉 EURAM에서의 건강 영향 점수 37

〈표 5〉 CHEMS-1에서의 독성 카테고리 별 점수화 방법 39

〈표 6〉 GHS 분류에 따른 건강유해성 변수의 종류 및 구분 42

〈표 7〉 화학물질 유해성 변수의 구분에 따른 점수화 방법 42

〈표 8〉 표준 공간 산정에 활용한 기준물질 선정 방법(해당 항목의 수) 44

〈표 9〉 가장 큰 MD를 가진 상위 10개 화학물질 목록 45

〈표 10〉 위험지수 산정 지표 별 등급 산출 기준과 등급 점수 49

〈표 11〉 구간화 방법과 가중방법에 따른 Kappa 통계량 50

〈표 12〉 화학물질관리법에 따른 화학물질의 분류별 유해성점수의 산술평균 및 95% 신뢰구간 51

〈표 13〉 화학물질관리법에서 관리중인 화학물질이 각 방법론에서 높은 등급으로 분류되는 비율 51

〈표 14〉 사고확률지수에 따른 2015-2018년 실제 화학사고 발생 건수에 대한 로지스틱 회귀분석 결과 54

〈표 15〉 계층화분석을 위한 항목별 계층구조 구성(물리화학적 특성) 58

〈표 16〉 계층화분석을 위한 항목별 계층구조 구성(물리화학적 특성) 59

〈표 17〉 계층화분석법에 따른 물리화학적 특성 및 건강 유해성의 가중치 72

〈표 18〉 세계조화시스템 분류 구분별 정량화 점수 72

〈표 19〉 집단 전체의 기하평균 쌍대비교행렬 73

〈표 20〉 화학물질 유해성 등급에 대한 마할라노비스 다구치 방법과 계층화분석법 간카파 값 80

〈표 21〉 집단 전체의 기하평균 쌍대비교행렬 83

〈표 22〉 집단 전체의 쌍대비교행렬로부터 구한 유해성 가중치 83

〈표 23〉 각 참여자의 대용가능지수 85

〈표 24〉 집단 전체의 쌍대비교행렬로부터 구한 유해성 가중치 85

〈표 25〉 가중산술평균을 이용하여 산출한 유해성 가중치 85

〈표 26〉 평가능력 가중치계수를 적용하여 산출한 유해성 가중치 86

〈표 27〉 각 계층화분석법 개인의사 종합 방법 및 마할라노비스 다구치법에 의해 선정된... 86

〈표 28〉 각 계층화분석법 개인의사 종합 방법 및 마할라노비스 다구치법에 의해 산출된... 87

〈표 29〉 전문가의 의견수렴을 위한 설문조사 진행 절차 87

〈표 30〉 개인판단 종합 방법을 적용하여 산출한 유해성 가중치 91

〈표 31〉 개인선호도 종합 방법을 적용하여 산출한 유해성 가중치 91

〈표 32〉 대용가능지수 개인의사 통합방법을 적용하여 산출한 유해성 가중치 91

〈표 33〉 가중산술평균 개인의사 통합방법을 적용하여 산출한 유해성 가중치 92

〈표 34〉 계층화분석법의 개인의사 종합 방법 및 마할라노비스 다구치법에 의해 선정된... 92

〈표 35〉 계층화분석법의 개인의사 종합 방법 및 마할라노비스 다구치법에 의해 산출된... 92

〈표 36〉 종사기관(기업, 학계)별 각 유해성 평가 기법에 의해 산출된 화학물질 유해성... 93

〈표 37〉 직책(관리자, 실무자)별 각 유해성 평가 기법에 의해 산출된 화학물질 유해성... 93

〈표 38〉 종사기간(5년 미만, 5년 이상)별 각 유해성 평가 기법에 의해 산출된 화학물질... 93

〈표 39〉 서버 구성요소 125

〈표 40〉 클라이언트 구성요소 126

〈표 41〉 타임라인 별 수행 내용 예시 128

〈표 42〉 타임라인 별 수행 내용 예시 130

〈표 43〉 타임라인 별 수행 내용 예시 132

〈표 44〉 서버 구성요소 134

〈표 45〉 시스템 설치를 위한 최소/권장 사양 166

〈표 47〉 위험지수 산정 지표 별 등급 산출 기준과 등급 점수 176

〈표 48〉 화학물질 유해성 변수의 구분에 따른 점수화 방법 178

〈표 50〉 사고확률지수에 따른 2015-2018년 실제 화학사고 발생 건수에 대한... 182

그림목차 13

[그림 1] 인명피해 및 환경생태학적 피해로 사회적 이슈가 된 구미 액체 불화수소... 21

[그림 2] 유해화학물질 관련 사고통계 21

[그림 3] Risk Map을 통한 화학사고 발생이 예상되는 위험지역과 위험요소 예측 23

[그림 4] 위험지수 프레임워크 개념도 29

[그림 5] 수요조사를 활용한 화학사고 위험지수 및 환경위험지도 개발 프로세스 29

[그림 6] 화학사고 위험지수 및 환경위험지도 개발을 위한 수요조사 샘플 31

[그림 7] 변수 선정 과정에 대한 흐름도 33

[그림 8] EURAM의 점수 산출 알고리즘 38

[그림 9] CHEMS-1의 점수 산출 알고리즘 39

[그림 10] Mahalanobis Space(MS)와 Mahalanobis Distance(MD) 40

[그림 11] 화학물질 등급화 방법론 1(Z score standardized method) 46

[그림 12] 화학물질 등급화 방법론 2, 3(Equal interval classification, Quartile... 47

[그림 13] 화학물질 등급화 방법론 4, 5(Jenks natural breaks classification,... 47

[그림 14] 세 가지 대리지표의 분포: (a) MD, (b) 취급량, (c) 화학물질 사고빈도 48

[그림 15] 화학물질 유해성 순위 산정 방법론에 따른 우선순위 결과의 상관분석... 50

[그림 16] 화학물질 종합 유해성(a), 연간... 53

[그림 17] 마할라노비스 다구치 방법 및 계층화분석법에 의해 선정된... 81

[그림 18] 연구 참여 전문가들의 성별 분포 88

[그림 19] 연구 참여 전문가들의 거주지 분포 89

[그림 20] 연구 참여 전문가들의 종사기관 분포 89

[그림 21] 연구 참여 전문가들의 직책 분포 90

[그림 22] 연구 참여 전문가들의 종사기간 분포 90

[그림 23] 화학물질사고 이력 DB의 형태별 백분율 94

[그림 24] GIS기반 위험지수 적용성 검토 알고리즘 94

[그림 25] 주제별 지표 분류 95

[그림 26] Pressure, State, Response 주제 병합 예시 95

[그림 27] 울산광역시 남구, 인천광역시 서구 선정 96

[그림 28] 울산시 남구 화학물질사고 위험지도 제작에 활용된 P, S, R 주제도 96

[그림 29] 울산 남구 화학물질사고 위험지도 97

[그림 30] 인천시 서구 화학물질사고 위험지도 제작에 활용된 P, S, R 주제도 97

[그림 31] 인천시 서구 화학물질사고 위험지도 98

[그림 32] 화학물질사고 이력 공간데이터 및 격자별 사고발생 횟수 99

[그림 33] 전국 화학물질사고 공간자기상관성 99

[그림 34] Kriging 보간법을 적용한... 100

[그림 35] 전국단위 화학물질사고 위험지도 제작 방법론 100

[그림 36] Hazard, Vulnerability, Safety 인자 지도 101

[그림 37] 수요자 선택 모식도(1) : 공장위치, 인구밀도, 소방서 선택 102

[그림 38] 수요자 선택 모식도(2) : 사고위치, 수자원, 소방서 선택 102

[그림 39] 지역단위 화학물질사고 위험지도 102

[그림 40] 풍속 및 지표면 온도 주제도 103

[그림 41] 화학공장 및 사고 위험지도와 풍속 및 지표면온도 자료가 추가 분석된 위험지도 104

[그림 42] 리스크 핫스팟 지도 작성 흐름도 105

[그림 43] 화학공장 및 화학물질사고 ANN 분석 결과 105

[그림 44] 화학공장과 화학물질사고 군집 주제도 106

[그림 45] Global Moran's I 기법에 기반한 인구분포 및 주거지 군집화 판단 107

[그림 46] 인구와 주거지 군집 주제도 107

[그림 47] WindNinja 프로그램 인터페이스 108

[그림 48] 지형에 따른 풍속 주제도 108

[그림 49] Near 기법의 최단거리 확정 모식도 109

[그림 50] 병원, 소방서, 주요도로별 거리 분석 주제도 109

[그림 51] Landsat 영상에서 추출한... 110

[그림 52] 9가지 요소를 결합한 리스크... 111

[그림 53] 리스크 소스, 조력, 대응으로 본 리스크 핫 스팟 지도 111

[그림 54] 서울의 풍속 및 지표면 온도 공간데이터 112

[그림 55] ANN기법을 활용한... 113

[그림 56] 서울시 화학공장 군집 주제도 113

[그림 57] Global Moran's I 기법을 통한 인구분포 (a) 및 주거지... 114

[그림 58] 서울시 인구(a)와 주거지(b) 군집 주제도서울시 인구와 주거지... 114

[그림 59] 서울시 병원(a), 소방서(b), 주요도로별(c) 거리분석 주제도 115

[그림 60] 8가지 인자를 결합한 화학물질사고 리스크... 115

[그림 61] 인천시 화학물질사고 리스크 핫스팟 주제도 116

[그림 62] 대전시 화학물질사고 리스크... 116

[그림 63] 부산시 화학물질사고 리스크... 117

[그림 64] Ordinary Kriging 기본 코드 118

[그림 65] Python기반 kriging프로그램 구동 결과(왼쪽)와 Arcgis... 118

[그림 66] ASOS, AWS,... 120

[그림 67] 전국 기온 및 풍속 공간데이터 예시 120

[그림 68] 울산 기온 및 풍속 공간데이터(2020년 4월 1일 01:00) 121

[그림 69] 방법론에 따른 리스크 핫스팟 지도 비교 122

[그림 70] GIS 기반 화학사고 위험지도 시스템 개요 123

[그림 71] 서버 아키텍처 124

[그림 72] 클라이언트 아키텍처 126

[그림 73] 위험지수 등록/산정 및 위험지도 그리기 시나리오 127

[그림 74] 사업장 검색을 구현하기 위한 서버-클라이언트의 의사소통 도식 129

[그림 75] GeoServer가 PostgreSQL에 질의 요청 130

[그림 76] Map Tile 예시 130

[그림 77] 위험지도 시점 변경에 따른 서버-클라이언트서버-클라이언트의... 131

[그림 78] GeoServer가 PostgreSQL에 질의 요청 132

[그림 79] Map Tile 예시 132

[그림 80] 서버 아키텍처 133

[그림 81] 서버의 핵심 구성요소 간의 관계도 134

[그림 82] 데이터베이스 내 다루어지는 객체 간의 상호관계 137

[그림 83] 구동 화면 153

[그림 84] 저장소 설정 154

[그림 85] 연결 파라미터 154

[그림 86] CAS 번호 예측 API 예제 159

[그림 87] 경기도 화성시의 실시간 응급 의료정보 160

[그림 88] GIS 기반 화학사고 위험지도 시스템 구성도 164

[그림 89] 클라이언트 아키텍처 164

[그림 90] 프로그램 설치 화면 167

[그림 91] GIS 기반 화학사고 위험지도... 167

[그림 92] GIS 기반 화학사고 위험지도 시스템 구동화면 168

[그림 93] 개발자 친화적인 Github 기반의 개발 매뉴얼 171

[그림 94] 화학물질 종합 유해성(a), 연간... 181

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