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SUMMARY

목차

제1장 연구개발과제의 개요 26

1. 연구의 배경 및 필요성 26

1.1. 기술적 측면 26

1.2. 경제·산업적 측면 31

1.3. 사회·문화적 측면 34

2. 연구의 목적 36

3. 연구의 범위 37

제2장 연구개발 수행 내용 및 결과 42

1. U-건물 재실자 소방안전 정보 시스템 42

1.1. 건물 재실자 위치 정보 시스템 44

1.2. 비상대응매뉴얼 작성 시스템 48

1.2.1. 비상조치계획의 접근방법 48

1.2.2. 비상대응계획의 특징 49

1.2.3. 비상대응계획수립 시스템 체계 정립 56

1.2.4. 유비쿼터스 기술에 의한 비상 대응 매뉴얼 59

1.2.5. 비상대응메뉴얼 컨텐츠 구성 61

1.2.6. 비상대응메뉴얼 작성 시스템 63

1.3. 실시간 소방안전 정보 제공 시스템 69

1.4. U-건물 재실자 소방안전정보시스템 71

1.4.1. 실시간 소방안전정보제공 시스템 실물모형 제작 72

2. U-건물 소방 관리 운용시스템 85

2.1. 실시간 모니터링시스템 87

2.1.1. 시스템 성능유지 효율 지수화 88

2.2. 소방관리 전문가 시스템 93

2.3. 소방시설 원격조정 시스템 94

2.3.1. 원격성능시험 순서도 95

2.3.2. 정보접근수준 등급화 101

2.4. U-건물 소방관리 운용 시스템 122

2.4.1. U-건물 소방관리 운용 시스템 실물모형제작 124

3. U-건물 화재피난정보 시스템 155

3.1. U-건물 소방시설 관리시스템 156

3.1.1. 건물 소방시설과 화재안전 전략 156

3.1.2. 건물 화재발생 실시간 정보전달 시스템의 구성 158

3.1.3. 화재 정보 전달 수준 구성 164

3.1.4. 실시간 정보 전달 시스템의 구성 166

3.1.5. 화재 시 건물 소방시설 동작 상황 모니터링 체계 설계 169

3.2. U-화재 피난정보 시스템 175

3.2.1. 재실자의 피난유도 시스템 체계 개발 175

3.2.2. 화재 시 무선기기 전파(2.4 GHZ) 특성 실험 187

3.3. 시제품 현장설치 시험 207

3.3.1. 전체 시스템의 개요 207

3.3.2. 실험 장소 개요 208

3.3.3. U-건물소방시설관리 시스템의 구성 및 설치 213

3.3.4. U-화재피난정보시스템의 구성 및 설치 220

4. U-건물 화재안전 교육 프로그램 223

4.1. U-러닝(U-Learning)의 정의 223

4.2. 국내외 u-러닝 동향 및 사례 224

4.3. U-건물 화재안전 교육 프로그램 228

4.3.1. 기존 소방안전교육의 문제점 229

4.3.2. U-건물 화재안전 교육 훈련시스템의 구성 234

5. U-지역건물소방모니터링 시스템 251

5.1. 시스템의 개요 251

5.2. 건물화재안전상태 지수 개발 253

5.3. 소방대 대응능력지수 255

5.3.1. 소방대 대응능력지수 개요 255

5.3.2. 방호실무의 관련내용분석 256

5.3.3. 소방대 화재대응능력지수 258

5.4. U-지역별 건물소방 모니터링 시스템 개발 262

5.4.1. 개발 및 운영환경 262

5.4.2. 시스템 흐름도 263

5.4.3. 테이블 설계 263

5.4.4. 시스템 화면 및 기능설계 272

5.4.5. OpenAPI를 이용한 지도API 279

6. U-건물 화재안전관리 통합 시스템 283

6.1. 전체 시스템 개요 283

6.1.1. 전체 시스템 개발 목표 283

6.1.2. 전체 시스템 구성도 284

6.1.3. 시스템별 개요 285

6.2. U-건물 화재안전관리 표준 통합시스템 287

6.2.1. 개발 및 운영환경 287

6.2.2. 시스템 흐름도 288

6.2.3. 테이블 설계 289

6.2.4. 시스템 화면 및 기능설계 298

6.2.5. 화재상황 대응 및 화재유형별 시나리오 307

6.3. U-건물 화재안전 관리 시스템 표준화 계획 317

6.3.1. 구성 및 범위 317

6.3.2. U-건물 화재안전 관리시스템 319

제3장 기대효과 및 활용 계획 344

1. 연구개발 목표 달성도 344

2. 기대 효과 347

3. 활용 계획 350

4. 향후 계획 351

제4장 참고 문헌 352

판권기 355

표 1.1. 건물 수명에서 단계별 화재안전 문제점과 방안 28

표 2.1. 유비쿼터스 시스템 응용 후 차이 60

표 2.2. 화재안전에 대한 개인의 기여 요소 분석 65

표 2.3. 실시간 소방안전정보 제공 항목 설정 68

표 2.4. 실시간 소방안전정보 항목 및 제공 주체 70

표 2.5. 실시간 소방안전정보 제공정보 항목 70

표 2.6. 소방시설 이상 정보 103

표 2.7. 소방시설 이상원인 정보 104

표 2.8. 소방시설 이상조치 정보 106

표 2.9. 건물의 소방시설 이상이력정보 107

표 2.10. 소방시설 이상 미조치 정보 108

표 2.11. 소방시설 성능시험 조정 권한 110

표 3.12. 건물의 기본정보 111

표 2.13. 건물 소방시설 및 방화시설 현황정보 112

표 2.14. 소방안전 교육 및 훈련수행 결과정보 114

표 2.15. 소방조직 구성 및 대응 정보 115

표 2.16. 가스 및 위험물 정보 117

표 2.17. 화기책임자 지정 현황정보 118

표 2.18. 피난유도 시스템 관련 연구 176

표 2.19. 테스트 노드 (Nano-24XC) 제품 사양 191

표 2.20. Case 별 가연물의 특성 198

표 2.21. 유아기 발달 특성 212

표 2.22. U-러닝 국내 사례 225

표 2.23. U-러닝 컨텐츠의 개발 방향 231

표 2.24. 기존 소방 교육 시스템과 U-러닝 소방 교육 시스템의 비교 233

표 2.25. 소방대 화재대응능력지수를 위한 3가지 산정항목 및 내용 259

표 2.26. 접근용이성 260

표 2.27. 진입용이성 260

표 2.28. 진압용이성 261

표 2.29. 항목에 따른 소방법규의 구성 324

표 2.30. 관측 관련 법규 326

표 2.31. 화재 위험도에 따른 적용 사항 328

그림 1.1. USN기반의 응용기술 30

그림 1.2. u-IT839전략 31

그림 1.3. U-건물 화재안전관리 표준 시스템 36

그림 1.4. 3개년도 통합 연구 추진 체계도 40

그림 2.1. U-건물 재실자 소방안전 정보 시스템의 구성 43

그림 2.2. 위치인식기술 RSSI (Received Signal Strength Indication) 응용 45

그림 2.3. 위치정보시스템의 구조도 45

그림 2.4. 이동경로 추정 및 주 거주지역 선정 47

그림 2.5. 비상대응의 4단계 접근 49

그림 2.6. Emergency Plan Development Model 55

그림 2.7. 비상대응계획수립 및 운용 모델 57

그림 2.8. 건물 화재에 대한 비상대응계획수립 및 운용 모델 58

그림 2.9. 비상대응메뉴얼 작성시스템 63

그림 2.10. The Decision Tree for Fire Safety Systems 66

그림 2.11. 출화방지 부분 66

그림 2.12. 화재관리부분 67

그림 2.13. 대상물 관리부분 67

그림 2.14. 실시간 소방안전정보제공 시스템 69

그림 2.15. U-건물 재실자 소방안전 정보 시스템의 구성 71

그림 2.16. 모니터링 화면 73

그림 2.17. Building Navigation 74

그림 2.18. 태그 제작 76

그림 2.19. 라우터 및 라우터 내부 77

그림 2.20. 게이트웨이 78

그림 2.21. 설치도 79

그림 2.22. 교육장 내부 80

그림 2.23. 설치 장소 2 - 교육장 외부 복도 80

그림 2.24. 설치 장소 3 - 교육장 외부 복도 81

그림 2.25. 설치 장소 4 - 계단 81

그림 2.26. 라우터 설치 1 82

그림 2.27. 라우터 설치 2 82

그림 2.28. 라우터 설치 3 83

그림 2.29. 라우터 설치 4 83

그림 2.30. 게이트웨이 설치 1 84

그림 2.31. U-건물 소방 관리 운용시스템의 구성 86

그림 2.32. 실시간 모니터링 시스템 87

그림 2.33. 시스템 성능 효율(효울) 지수 88

그림 2.34. 시스템 성능 효율(효울) 지수단위 구분 89

그림 2.35. 세부단위의 점수 90

그림 2.36. 구성단위의 점수 91

그림 2.37. 성능지수 표시 92

그림 2.38. 소방관리 전문가 시스템 93

그림 2.39. 소방시설 원격조정 시스템 94

그림 2.40. 원격성능 동작시험 95

그림 2.41. 원격성능 펌프성능시험 96

그림 2.42. 원격성능 자동화탐지설비시험 97

그림 2.43. 원격성능 방화구획시험 98

그림 2.44. 원격성능 제연시험 99

그림 2.45. 원격성능 가스계 소화설비 주변 성능시험(성능시험시험) 100

그림 2.46. 정보접근수준 등급화 구성도 101

그림 2.47. 소방시설 이상 정보 103

그림 2.48. 소방시설 이상원인 정보 104

그림 2.49. 소방시설 이상조치 정보 105

그림 2.50. 건물의 소방시설 이상이력정보 107

그림 2.51. 소방시설 이상 미조치 정보 108

그림 2.52. 소방시설 성능시험 조정 권한 109

그림 2.53. 건물의 기본정보 111

그림 2.54. 건물 소방시설 및 방화시설 현황정보 112

그림 2.55. 소방안전 교육 및 훈련수행 결과정보 114

그림 2.56. 소방조직 구성 및 대응 정보 115

그림 2.57. 가스 및 위험물 정보 116

그림 2.58. 화기책임자 지정 현황정보 118

그림 2.59. 설문조사 결과 119

그림 2.60. A 영역의 허가/불허가 120

그림 2.61. B 영역의 허가/불허가 121

그림 2.62. C 영역의 허가/불허가 121

그림 2.63. 건물소방관리 시스템 123

그림 2.64. 한국소방검정공사 소방설비교육장 125

그림 2.65. 소방설비교육장 스프링클러 실습설비 125

그림 2.66. 시스템 체계 구성 126

그림 2.67. U-건물 소방관리 운용 시스템 실물모형의 Main System UI 구성도 127

그림 2.68. 메인화면 128

그림 2.69. 화재안전성능현황 화면 129

그림 2.70. 업무 화면 130

그림 2.71. 업무 화면 131

그림 2.72. 동작시험 화면 132

그림 2.73. 성능시험 화면 133

그림 2.74. 원격제어 화면 134

그림 2.75. 보안모드 화면 135

그림 2.76. 로그인 창 136

그림 2.77. U-건물 소방관리 운용 시스템 실물모형의 센서 설치 위치 137

그림 2.78. 방화문 자동폐쇄장치 145

그림 2.79. 자동화재 탐지설비 보드 설치 사진 146

그림 2.80. 컴퓨터 설치 화면 147

그림 2.81. 컴퓨터 설치 화면 148

그림 2.82. 유량계, 성능시험밸브 제어기 설치 전, 후 148

그림 2.83. 무선송신기, 유량계, 압력계, 성능시험밸브 제어기 설치 후 149

그림 2.84. 기동용수압개폐장치 설치 전 150

그림 2.85. 기동용수압개폐장치 설치 후 151

그림 2.86. 알람밸브 설치 전 152

그림 2.87. 알람밸브 설치 후 153

그림 2.88. 동작시험밸브 설치 154

그림 2.89. 저수위경보장치 설치 154

그림 2.90. 대상적용을 위한 U-건물화재안전관리 시스템 구성 155

그림 2.91. 화재진행과 소방설비의 적용 및 소방대 활동단계에 대한 시간 비교 157

그림 2.92. 화재 단계와 정보전달 수준 166

그림 2.93. 화재발생의 실시간 정보전달 시스템 체계 168

그림 2.94. 실시간 소방시설 상황 정보 제공 시스템 172

그림 2.95. 실시간 소방시설 동작상황 모니터링 체계 173

그림 2.96. IEGS (Integrated Egress Guide System)의 개념도 180

그림 2.97. IEGS와 PEGS의 정보흐름 181

그림 2.98. 피난경로의 구성 182

그림 2.99. 피난경로선택의 알고리즘 183

그림 2.100. 인명구조정보제공시스템의 구성 184

그림 2.101. 인명 구조정보 제공 체계 개념도 185

그림 2.102. 의왕시 철도기술연구원 시험동 188

그림 2.103. 실험 구조물 (좌-외부. 우-화재실과 연결된 덕트 부분) 189

그림 2.104. 실험 구조물 도면 (전체) 189

그림 2.105. 실험 구조물 도면 (화재실 - 세부) 190

그림 2.106. 테스트 노드 (Nano-24XC) 190

그림 2.107. K-type TC의 설치 위치 및 데이터 측정 기기 192

그림 2.108. CCTV-Recorder에 IR Camera가 연결된 화면 193

그림 2.109. 실험에 사용된 연료 194

그림 2.110. 실험 환경도 195

그림 2.111. 노드 설치 196

그림 2.112. 노드 및 열전대의 기구물 내 설치 장면 196

그림 2.113. 외부에서의 마감 197

그림 2.114. 화재실 및 가연물 197

그림 2.115. LQI 설명 관련 그림 199

그림 2.116. RECV COUNT 설명 관련 그림 200

그림 2.117. Case 1의 내부 온도 및 전파강도의 변화 201

그림 2.118. Case 2의 내부 온도 및 전파강도의 변화 202

그림 2.119. Case 3의 내부 온도 및 전파강도의 변화 203

그림 2.120. Case 4의 내부 온도 및 전파강도의 변화 204

그림 2.121. 적외선 카메라 촬영에 의한 연기농도 비교 (1) 205

그림 2.122. 적외선 카메라 촬영에 의한 연기농도 비교 (2) 206

그림 2.123. 적외선 카메라 촬영에 의한 연기농도 비교 (3) 206

그림 2.124. 대상적용을 위한 U-건물화재안전관리 시스템 구성 208

그림 2.125. S의료원 부설 어린이집 210

그림 2.126. U-건물 소방시설관리 시스템의 대상 설치 설계 개념도 214

그림 2.127. 대상 건물의 소방시설 계통도 및 센서 부착 부분 215

그림 2.128. R형수신반의 설치 모습 216

그림 2.129. 1층 P형수신반 217

그림 2.130. Main Server 임시 설치 218

그림 2.131. 알람밸브 압력센서 및 무선모듈 설치 218

그림 2.132. 소방용 펌프 및 압력센서 설치 219

그림 2.133. 건물 재실자 위치 정보 시스템 구성도 220

그림 2.134. 실내 라우터 설치 221

그림 2.135. 게이트웨이 설치 222

그림 2.136. S/W 설치 222

그림 2.137. 일본의 E-러닝 체계 구성 227

그림 2.138. U-건물 화재안전 교육 훈련시스템 구성 234

그림 2.139. 교육 및 훈련 시나리오 작성 235

그림 2.140. U-건물 화재안전교육 프로그램 예시 237

그림 2.141. 소화기 사용방법 240

그림 2.142. 투척용 소화기 사용방법 241

그림 2.143. 옥내소화전설비 계통도 242

그림 2.144. 옥내소화전 사용방법 243

그림 2.145. 통보훈련 및 교육 244

그림 2.146. 피난 훈련 및 교육 245

그림 2.147. 알람밸브 오작동으로 인한 작업 흐름도 250

그림 2.148. 화재시 관계인(방화관리자) 작업 흐름도 250

그림 2.149. U-지역건물 소방모니터링 시스템 개념도 252

그림 2.150. 건물화재안전상태지수(FSSi) 산정 개념 254

그림 2.151. 소방대 화재대응능력지수 산정을 위한 항목 구분과 내용 258

그림 2.152. U-지역별 건물소방 모니터링 시스템 기능흐름 263

그림 2.153. 로그인 화면(화명) 구성 272

그림 2.154. 지역 건물 소방(소망) 모니터링 시스템 273

그림 2.155. 건축물별 소방설비 이상발생 현황조회 274

그림 2.156. 건축물별 소방설비 이상조치 현황조회 275

그림 2.157. 소방대대응 능력지수 현황조회 276

그림 2.158. 소방대대응 능력지수 현황조회 277

그림 2.159. 화재발생 시, 출동경로 및 출동차량 표시 278

그림 2.160. 전체 시스템의 구성 284

그림 2.161. U-건물화재 안전관리 표준시스템 기능흐름 288

그림 2.162. 시스템 로그인화면 구성 298

그림 2.163. 지역건물 소방모니터링 시스템 메인화면 구성 299

그림 2.164. 거주자 정보관리 300

그림 2.165. 거주자 소방안전 시스템 영상정보 301

그림 2.166. 고장설비 조치현황 조회 302

그림 2.167. 시스템별 설비현황 조회 303

그림 2.168. 소방설비 설치위치 확인 304

그림 2.169. 설비고장 발생이력 조회 305

그림 2.170. 건물 소방안전 관리시스템 영상정보 306

그림 2.171. 시스템 별 로그인 화면 307

그림 2.172. 평상시 시스템별 메인 화면 308

그림 2.173. 평상시 화재안전관리 시나리오 309

그림 2.174. 설비 이상시 시스템별 화면 구성-1 310

그림 2.175. 설비 이상시 시스템별 화면 구성-2 311

그림 2.176. 설비 이상시 시스템별 화면 구성-3 312

그림 2.177. 화재발생시 비상모드 시나리오 313

그림 2.178. 화재시 시스템별 화면 구성-1 314

그림 2.179. 화재시 시스템별 화면 구성-2 315

그림 2.180. 화재시 시스템별 화면 구성-3 316

그림 2.181. 시스템 전체 구성도 320

I. 연구제목

U-건물 화재안전관리 표준시스템 구축

II. 연구목적

USN 기술을 통한 건물 내 화재의 예방, 시스템관리, 비상대응, 비상상황 관리를 실시간으로 운용하는 새로운 개념의 Ubiquitous-Building Fire Safety System을 구현

1. U-건물 재실자 소방안전정보 시스템

2. U-건물 소방관리 운용시스템

3. U-화재피난정보 시스템

4. U-건물 화재안전 교육 시스템

5. U-지역별 건물소방 모니터링 시스템

III. 연구내용

1. U-건물 재실자 소방안전정보 시스템

가. 위치인식기술을 이용한 정보 수집 체계 정립

나. 유비쿼터스 비상대응매뉴얼 작성 계획 수립

다. 개인에게 필요한 맞춤형 정보 제공 구상

2. U-건물 소방관리 운용시스템

가. 실시간 소방 모니터링의 효율 등급 설정

나. 소방시설의 원격제어 설계

다. 건물관계자의 정보 접근 수준 체계 정립

3. U-화재피난정보시스템

가. 화재발생의 실시간 정보전달 시스템 체계 수립

나. 기존 개발 피난유도 시스템 이론 및 체계 검토

다. 인명구조 정보 제공 체계 설계

라. 화재 시 무선기기 전파(2.4 GHZ) 특성 실험

4. U-건물 화재안전 교육 시스템

가. U-러닝 현황 검토 및 추진방향 제시

나. U-건물 화재안전 교육 훈련시스템 구상

5. U-지역별 건물소방 모니터링 시스템

가. 건물화재안전상태 지수 및 소방대응능력지수 정립

나. 지역별 건물소방 모니터링 시스템 계획

IV. 주요 연구성과

- 유비쿼터스 기술을 이용한 건물의 유지관리기술에 있어 새로운 방향을 제시하였으며 종합적인 화재 안전관리시스템을 구축함

1. U-건물 재실자 소방안전정보 시스템

2. U-건물 소방관리 운용시스템

3. U-화재피난정보시스템

4. U-건물 화재안전 교육 시스템

5. U-지역별 건물소방 모니터링 시스템