생몰정보
소속
직위
직업
활동분야
주기
서지
국회도서관 서비스 이용에 대한 안내를 해드립니다.
검색결과 (전체 1건)
원문 있는 자료 (1) 열기
원문 아이콘이 없는 경우 국회도서관 방문 시 책자로 이용 가능
목차보기더보기
표제지
제출문
[보고서 초록]
요약문
SUMMARY
목차
제1장 서론 24
1.1. 연구개발의 필요성 24
1.1.1. 기술적 측면 24
1.1.2. 경제·산업적 측면 27
1.1.3. 사회·문화적 측면 29
1.2. 연구개발의 목표 및 내용 30
1.2.1. 연구개발의 최종목표 30
1.2.2. 연차별 연구개발 목표 및 내용 31
제2장 국내외 기술개발 현황 34
2.1. 시뮬레이터 기술 관련 현황 34
2.2. 현기술상태의 취약성 40
2.3. 앞으로의 전망 41
제3장 연구개발 수행 내용 및 결과 42
3.1. 소방훈련 시나리오 구축 42
3.1.1. 소방대상물 DB 구축 42
가. 건물, 지하역사 DB 구축 42
나. 소방관 소화활동장비 DB 구축 47
3.1.2. 화재성상 분석 49
가. 화재성장곡선 49
나. 산소소모법에 의한 발열량 측정법 51
다. 화재 특성 55
라. 화재시 인명피해 요인 59
3.1.3. 소방대응 훈련 분석 63
가. 대구지하철 화재 사건 분석 63
나. 교육훈련 요구 조건 71
다. 소방훈련 대응 기본 방향 75
라. 교육훈련 시나리오 79
마. 표준작전절차 [SOP, Standard Operation Procedure] 분석 87
바. 훈련 절차 89
3.2. 화재전산해석 및 VR 요소기술 개발 105
3.2.1. 화재전산해석 105
가. 화재전산해석 방법 105
나. 고층빌딩 화재 모델링 및 시뮬레이션 112
다. 지하역사 화재 모델링 및 시뮬레이션 128
라. Flash Over, Back Draft 135
3.2.2. 지하역사 재난 상황에 대한 피난시뮬레이션 138
가. 시뮬레이션 프로그램 개요 139
나. 수치해석 개요 140
다. 결과 및 분석 142
라. 소결 147
3.2.3. VR 가시화 요소기술 개발 148
가. FDS 기반 가시화 시스템의 개요 148
나. FDS를 이용한 화재시뮬레이션 149
다. 해석결과의 분석 149
라. 데이터 전처리 및 저장 150
마. 그리드기반 볼륨 렌더링 [Volume Rendering] 기술 152
3.3. VR 기반 소방훈련 시뮬레이터 개발 159
3.3.1. 시스템 설계 159
3.3.2. 하드웨어 구성도 163
3.3.3. 소프트웨어 구성도 165
3.3.4. 데이터베이스 설계 167
3.3.5. 시뮬레이터 VR-ROOM 설계 173
가. 룸 레이아웃 설계 173
나. 배선 설계 및 전력 공급 176
다. 장비 설치 세부 178
3.3.6. 시뮬레이터 구축을 위한 VR 컨텐츠 개발 180
가. 개요 180
나. 개발결과 180
3.3.7. 시뮬레이션 제어 및 시나리오 가시화 모듈 개발 183
가. 개요 183
나. 개발결과 185
3.3.8. 실감영상 생성 시스템 개발 198
가. 개요 198
나. 개발결과 199
3.3.9. 훈련관리 모듈 개발 203
가. 개요 203
나. 개발결과 204
3.3.10. 물리체험모듈 개발 210
가. 개요 210
나. 개발결과 211
3.3.11. 사용자 매뉴얼 212
가. 교관 프로그램 212
나. 훈련자 프로그램 230
제4장 목표달성도 및 관련분야에의 기여도 240
4.1. 목표달성도 240
4.2. 관련분야에의 기여도 242
제5장 연구개발결과의 활용계획 244
제6장 참고문헌 246
연구개발결과 활용계획서 250
표 1.1. 국내 가상현실 시장 전망 28
표 3.1.1. 가상현실 적용 소방대상물 개요 43
표 3.1.2. 소방대상물 평면도 DB 45
표 3.1.3. 대구 지하철 화재의 화원 발열량 64
표 3.2.1. SIMULEX, EXODUS의 입력변수 140
표 3.2.2. SIMULEX 적용 신체 크기 141
표 3.2.3. 행동특성 입력변수 142
표 3.2.4. 행동특성 입력변수의 수치 144
표 3.2.5. 행동특성 변수 적용 시뮬레이션 결과 145
표 3.2.6. PL3D 출력파일의 구성 150
표 3.3.1. 시스템 기능 160
표 3.3.2. 시스템 H/W 환경 161
표 3.3.3. 시스템 S/W 환경 161
표 3.3.4. 하위 시스템 사양 164
표 3.3.5. 데이터베이스 테이블 목록 167
표 3.3.6. 데이터베이스 테이블 168
표 3.3.7. 훈련 룸 소비전력 산정 177
표 3.3.8. VR 컨텐츠 목록 180
그림 1.1. 가상현실 소방훈련시뮬레이터 개념도 30
그림 2.1. 화재현상체험 및 소방훈련 시뮬레이터 35
그림 2.2. 주방화재 시뮬레이션 및 가시화 35
그림 2.3. 지하철 대피 체험 시뮬레이션 및 가시화 36
그림 2.4. SmokeView에 의한 화염 및 연기 가시화 37
그림 2.5. 중앙소방학교의 소방 지휘훈련시뮬레이터 40
그림 3.1.1. 백화점 3-D 모델링 44
그림 3.1.2. 지하역사 3-D 모델링 44
그림 3.1.3. 소방활동장비 사진 48
그림 3.1.4. Heat release rate by t square curve 50
그림 3.1.5. 산소소모법에 의한 발열량 측정 설비 53
그림 3.1.6. 장롱에 대한 연소실험 54
그림 3.1.7. 냉장고에 대한 연소실험 54
그림 3.1.8. 화재의 진행 개념도 55
그림 3.1.9. 주택실물화재실험 Flash Over 온도 변화 57
그림 3.1.10. 주택실물화재실험 flash over 이후의 화염 출화 58
그림 3.1.11. 대구 지하철 화재사고 개요도 63
그림 3.2.1. FDS의 Hydrodynamic 모델중 하나인 LES 개념도 106
그림 3.2.2. FDS의 소화 Mechanism 110
그림 3.2.3. 고층빌딩 FDS 모델 112
그림 3.2.4. 고층빌딩 연기전파 (2MW fire) 114
그림 3.2.5. 고층빌딩 (7층) 온도분포 (2MW fire) 116
그림 3.2.6. 고층빌딩 (8층) 온도분포 (2MW fire) 118
그림 3.2.7. 고층빌딩 (9층) 온도분포 (2MW fire) 120
그림 3.2.8. 고층빌딩 연기전파 (30MW fire) 121
그림 3.2.9. 고층빌딩 (7층) 온도분포 (30MW fire) 123
그림 3.2.10. 고층빌딩 (8층) 온도분포 (30MW fire) 125
그림 3.2.11. 고층빌딩 (9층) 온도분포 (30MW fire) 127
그림 3.2.12. 지하역사 FDS 모델 128
그림 3.2.13. 지하역사 화재 화원 위치 128
그림 3.2.14. 지하역사 연기전파 (2MW fire) 129
그림 3.2.15. 지하역사 (지하2층) 온도분포 (2MW fire) 130
그림 3.2.16. 지하역사 (지하1층) 온도분포 (2MW fire) 131
그림 3.2.17. 지하역사 연기전파 (2MW fire) 132
그림 3.2.18. 지하역사 (지하2층) 온도분포 (14MW fire) 133
그림 3.2.19. 지하역사 (지하1층) 온도분포 (14MW fire) 134
그림 3.2.20. Flash Over 시뮬레이션 결과 136
그림 3.2.21. Back Draft 시뮬레이션 결과 137
그림 3.2.22. 지하역사의 평면도 140
그림 3.2.23. 시간별 누적피난인원 그래프 142
그림 3.2.24. 병목현상 구간 143
그림 3.2.25. 밀집인구회피 기능에 따른 경로 비교 145
그림 3.2.26. 상선 재실자의 피난 출구별 인원 비율 146
그림 3.2.27. FDS 기반 가시화 시스템 개요 148
그림 3.2.28. FDS 데이터 전처리 과정 151
그림 3.2.29. FDS 데이터 자동 변환 프로그램 151
그림 3.2.30. 독립 프로세스를 이용한 대용량 메모리 관리 154
그림 3.2.31. 볼륨 렌더링을 위한 선형보간 과정 154
그림 3.2.32. Splatting 방식의 볼륨 렌더링 기술 155
그림 3.2.33. 볼륨 렌더링을 이용한 유해가스 가시화 156
그림 3.2.34. 가시화 및 훈련 평가를 위한 시뮬레이션 데이터 처리 과정 157
그림 3.2.35. Virtools 내에서의 PointCloud가시화 157
그림 3.2.36. PointCloud를 이용한 물리량 가시화 158
그림 3.2.37. FDS 연기 및 온도 가시화 158
그림 3.3.1. VR 기반 소방훈련 시뮬레이터 개념도 159
그림 3.3.2. 시뮬레이터 구성 및 모듈 인터페이스 162
그림 3.3.3. 하드웨어 구성도 163
그림 3.3.4. 소프트웨어 구성도 165
그림 3.3.5. VR 훈련룸 공간 활용 계획도 173
그림 3.3.6. 장비 설치 도면 (스크린과 프로젝터) 174
그림 3.3.7. 장비 설치 도면 (PC 등 장비 설치) 175
그림 3.3.8. 훈련 룸 레이아웃 설계 (렌더링 이미지) 175
그림 3.3.9. 4분할 화면을 위한 배선도 176
그림 3.3.10. 4분할 화면 예 177
그림 3.3.11. 시뮬레이터 VR ROOM 178
그림 3.3.12. 소방시설물 VR 컨텐츠 181
그림 3.3.13. 소방활동장비 VR 컨텐츠 181
그림 3.3.14. 고층건물 VR 컨텐츠 182
그림 3.3.15. 지하역사 VR 컨텐츠 182
그림 3.3.16. 시뮬레이션 제어 및 시나리오 생성/가시화 모듈 구성도 183
그림 3.3.17. Virtools 개발환경 및 프로그램 소스 184
그림 3.3.18. 화재지역 외부 시나리오 185
그림 3.3.19. 화재지역 내부 시나리오 186
그림 3.3.20. 3인칭 시점 - 교관용 화면 189
그림 3.3.21. 1인칭 시점 - 교관용 화면 189
그림 3.3.22. FDS 물리량 가시화 - 고층건물 내부 190
그림 3.3.23. FDS 물리량 가시화 - 지하역사 내부 191
그림 3.3.24. FDS 물리량 가시화 - Back draft, flash over 191
그림 3.3.25. 미니맵을 이용한 소방관 위치 표시 192
그림 3.3.26. 훈련자 이동경로 표시 192
그림 3.3.27. 고층건물 층별 보기 193
그림 3.3.28. 지하역사 층별보기 193
그림 3.3.29. 훈련자 화면에서의 카메라 제어 194
그림 3.3.30. 훈련자 산소탱크량 표시 194
그림 3.3.31. 훈련자 스포트라이트 구현 195
그림 3.3.32. 인명구조 임무 - 고층빌딩 195
그림 3.3.33. 배연 임무 - 고층빌딩 196
그림 3.3.34. 화재진압 임무 - 고층빌딩 196
그림 3.3.35. Back draft 구현 - 고층빌딩 197
그림 3.3.36. Flash over 구현 - 고층빌딩 197
그림 3.3.37. 실감영상 생성 시스템 구성도 198
그림 3.3.38. 실감영상 생성 시스템 흐름도 199
그림 3.3.39. 실감영상 관리 200
그림 3.3.40. 실감영상용 슬라이드 생성 및 관리 절차 201
그림 3.3.41. 실감영상용 슬라이드 추가 201
그림 3.3.42. 실감영상 구현 - 시간대별 연기 확산 202
그림 3.3.43. 실감영상 구현 - 고층건물 연기 가시화 202
그림 3.3.44. 실감영상 구현 - 지하역사 화재 가시화 202
그림 3.3.45. 훈련진행 모델 및 개념도 203
그림 3.3.46. 훈련관리 모듈의 데이터 처리 흐름도 204
그림 3.3.47. 신뢰성 있는 메시지 전송 처리를 위한 절차 205
그림 3.3.48. 사용자 관리 프로그램 및 처리도 206
그림 3.3.49. 팀 훈련 진행 - 교관화면 207
그림 3.3.50. 팀 훈련 종료 시 처리 흐름도 207
그림 3.3.51. 팀 훈련 결과 조회 208
그림 3.3.52. 훈련 재현(리플레이) 209
그림 3.3.53. 훈련 재현(리플레이) 기능 구현을 위한 흐름도 209
그림 3.3.54. 물리체험모듈 구성도 210
그림 3.3.55. 열기체험 시스템 및 설치 예 211
그림 3.3.56. 로그인 화면 212
그림 3.3.57. 잘못된 로그인 212
그림 3.3.58. 메인 화면 212
그림 3.3.59. 훈련 생성 213
그림 3.3.60. 훈련 화면 214
그림 3.3.61. 훈련 관리 216
그림 3.3.62. 훈련자 점수 조회 217
그림 3.3.63. 훈련자 리플레이 218
그림 3.3.64. 선택한 기존의 훈련 재현(리플레이) 219
그림 3.3.65. 시나리오 개요 220
그림 3.3.66. 사용자 관리 221
그림 3.3.67. 코드 관리 222
그림 3.3.68. 시나리오 관리 224
그림 3.3.69. 피난 인원 관리 225
그림 3.3.70. 피난 인원 관리 227
그림 3.3.71. 실감 영상 관리 228
그림 3.3.72. 환경 설정 229
그림 3.3.73. 로그인 화면 230
그림 3.3.74. 잘못된 로그인 230
그림 3.3.75. 메인 화면 230
그림 3.3.76. 훈련 참여 - 대기화면 231
그림 3.3.77. 훈련 참여 - 시나리오 선택 232
그림 3.3.78. 훈련 화면 233
그림 3.3.79. 이벤트 235
그림 3.3.80. 백화점 피난임무 236
그림 3.3.81. 지하철 피난임무 236
그림 3.3.82. 백화점 화재진압 236
그림 3.3.83. 지하철 화재진압 236
그림 3.3.84. 배연 임무 237
그림 3.3.85. Back draft 237
그림 3.3.86. Flash over 237
그림 3.3.87. 훈련자 이력 조회 238
그림 3.3.88. 시스템 관리 239
그림 4.1. VR 기반 소방훈련 시뮬레이터 240
초록보기 더보기
I. 연구제목
VR 기반 소방안전대응 시뮬레이터 프로그램 개발
II. 연구목적
고층빌딩 및 지하역사에서의 가상훈련 기반 6팀 소방훈련 시스템 개발
III. 연구 내용
1. 시뮬레이터 요소기술 개발
1) 화재전산 시뮬레이션
- 고층빌딩, 지하역사 각 2가지 시나리오 해석
- Flash over 해석, Back draft 가상 재현
2) 렌더링 자료처리 시스템 개발
- FDS 대용량 data의 실시간 자료처리 기술 개발
3) 전산해석 데이터를 이용한 실시간 Volume-Rendering 기술 개발 (24fps 이상)
4) 사용자 시점에 연동된 Rendering 기술 개발
2. 화재대응 시나리오 및 교육훈련방안 구축
1) 지하역사, 고층빌딩 화재대응 시나리오 구축
2) 표준작전절차 분석을 통한 교육훈련 방안 도출
3) 소방서, 소방학교, 일반인 대상 발표/간담회를 통한 교육훈련방안 도출
3. 가상현실소방시스템 설계
1) 팀훈련 시뮬레이터 설계
2) 시뮬레이터 세부 모듈 설계
4. 팀훈련 가상현실 소방대응 시뮬레이터 개발
1) H/W 구축
- 실감영상 생성시스템
- 시뮬레이션 메인서버
- 운용자 콘솔 6 set
- 물리체험모듈 6 set
- Large 화면 display
- 영상분배장치
- 팀훈련 시뮬레이션 룸 공사
2) S/W 구축
- 시나리오생성 및 가시화 모듈
- 시뮬레이션 제어모듈
- 팀훈련 관리모듈
- 훈련용 VR 콘텐츠 제작
IV. 결론
1. 개발결과
- 가상현실을 이용한 고층빌딩 및 지하역사에서의 6팀 소방훈련 시스템 시제품 개발
2. 개발결과 활용 방안
- 화재 체험 및 대피 훈련 : 소방관 및 일반 대중들이 주요충지에 설치된 가상환경 시스템을 통해, 화재를 직접 경험하여 화재 위험성 인식 및 대응 요령을 습득
- 진화 훈련 : 주요 소방소에 설치된 가상환경 시스템을 통해, 화재발생 현장의 가시거리 및 열분포를 제공하여, 진화지점 파악 및 진화요령 등을 교육할 수 있는 안전하고 전문적인 훈련시스템을 소방관에게 제공
- 재난 대처 시스템에 응용 : 확보된 시스템 요소기술을 이용하거나 확장하여, 과학적 현실감의 제공이 가능한 다양한 재난 대처 시스템 개발에 활용 가능
- 개발된 기술은 참여기업에 기술 이전하여 실용화시킴
이용현황보기
원문구축 및 2018년 이후 자료는 524호에서 직접 열람하십시요.
도서위치안내: / 서가번호:
우편복사 목록담기를 완료하였습니다.
* 표시는 필수사항 입니다.
* 주의: 국회도서관 이용자 모두에게 공유서재로 서비스 됩니다.
저장 되었습니다.
로그인을 하시려면 아이디와 비밀번호를 입력해주세요. 모바일 간편 열람증으로 입실한 경우 회원가입을 해야합니다.
공용 PC이므로 한번 더 로그인 해 주시기 바랍니다.
아이디 또는 비밀번호를 확인해주세요
