소방안전관리자 소방시설 유지관리능력 향상을 위한증강현실 기반의 교육ㆍ훈련시스템 개발

최유정(Yoo-Jeong Choi),김시국(Si-Kuk Kim) 한국화재소방학회 2024 한국화재소방학회논문지 Vol.38 No.1

본 연구는 소방안전관리자 교육에 증강현실 기술을 접목하여 소방안전관리자가 소방시설 점검 및 작동에 친숙해질 수 있도록 교육ㆍ훈련시스템을 개발한 것으로 자동화재탐지설비를 바탕으로 구성하였다. 한국소방안전원이 소방안전관리자들에게 제공하는 교재를 바탕으로 작동원리 및 점검방법의 시퀀스를 설정하였으며 이를 증강현실로 구현하여 소방안전관리자에게 현실적인 점검방법 및 실습기회를 제공하는데 목적을 두었다. 교육·훈련프로그램은 구조및 작동원리 → 점검·실습 → 평가의 순으로 자동화재탐지설비를 익힐 수 있으며 구조 및 원리에서는 자동화재탐지설비의 역할, 설비의 구성요소, 회로 동작시험에 따른 작동원리 등을 배우고 점검 실습에서는 각 설비의 점검방법을 최소 3가지 이상 습득할 수 있도록 설정하였다. 마지막으로 평가에서는 한국소방안전원의 실제 평가항목 및 성취기준을 참고하여 점검·실습에서 익힌 점검방법을 바탕으로 주어진 미션에 안내설명 없이 설비를 점검하고 점검과정 중 퀴즈를 통해 이론에서 배운 내용을 실무에서 적용할 수 있도록 하여 숙련도를 향상시키고자 하였다. This study grafts fire safety manager education to augmented reality technology to increase the familiarity of fire safetymanagers with facility inspection and operation based on the automatic fire alarm system that plays the most critical rolein early fire situations. To design the education and training content, the Korea Fire Safety Institute, which educates andtrains fire safety managers, arranges the training content in the textbooks provided to actual fire safety managers and setsthe sequence of operating principles and inspection methods. The purpose is to provide fire safety managers with realisticinspection methods and practice opportunities by implementing them in augmented reality. The education and trainingprogram allows learning about automatic fire alarm systems in the following order: structure and operating principles →inspection and practice → assessment. In structure and operating principles, fire safety managers can acquaint themselveswith the role of automatic fire alarm systems and facility components and circuit tests according to operation principles. During inspection and practice, at least three inspection methods are learned for each facility. Finally, the assessment refersto the actual evaluation and achievement standards of the Korea Fire Safety Institute, checking a facility in a given missionwithout guidance or explanation based on the aspects learned in inspection and practice. In addition, it reviews the aspectslearned in theory by including a quiz during inspection to improve proficiency by setting it up to be applied in practice.

소방안전관리자의 역량 강화를 위한 VR 훈련교구 설계에 관한 연구

최유정(Yoo Jeong Choi),최수길(Su Gil Choi),김시국(Si Kuk Kim) 한국화재소방학회 2022 한국화재소방학회 학술대회 논문집 Vol.2022 No.춘계

2016년 발표한 ‘9대 국내전략’에서 VR 기술개발 및 산업 육성에 대한 정책지원을 본격화하였으며, VR은 가상현실(Virtual Reality)을 의미하며, 고글 형태의 기기를 머리에 착용하고 마치 현실처럼 구성된 가상 세계를 체험하는 것이다. 실제로 체험하기 어려운 군사훈련, 화학누출 대응훈련, 밀폐공간 훈련, 의료 훈련 등에 적용되어 사전에 발생할 수 있는 위험한 상황을 가상 세계에서 체험을 통해 역량 강화를 위해 많이 사용되고 있다. 특히, 소방분야에서는 화재⋅재난 현장 팀 단위 전술훈련 프로그램 연구개발 사업 및 실감형 소방훈련 시뮬레이터 개발사업에서 화재현장과 동일한 가상현실에서 실제 소방 도구를 활용해 소방훈련을 할 수 있는 시뮬레이터를 개발하였다. 해당 개발 시뮬레이터는 소방관들의 화재 상황에서의 대응력 향상을 위한 교육⋅훈련 시뮬레이터로 활용하고 있다. 하지만, 화재 상황에서 소방관이 도착하기 전에 화재 사실을 인지하여 건물 내 재실자에게 화재를 경보하고, 화재로부터 재실자들을 대피시켜 화재진압을 시도하거나, 연기나 화염으로 인해 피해가 확산하는 것을 막는 등의 매우 중요한 역할을 맡는 소방안전관리자의 교육⋅훈련 시뮬레이터 개발은 아직 진행되지 않았다. 따라서 본 연구에서는 소방안전관리자의 교육⋅훈련 시뮬레이터 개발을 위해 훈련교구 요소를 설계하고, VR을 활용해서 소방설비 및 방화시설이 설치되지 않은 상황이거나 점검이 되어있지 않은 상황에 대한 사전 체험을 통해 점검, 작동에 대한 중요성을 체험할 수 있도록 소방시설의 작동실패 요인을 도출하고자 하였다. 설계한 훈련교구 요소는 소화기, 방화문 및 방화셔터, 제연설비, 스프링클러설비로 해당 시설의 이벤트를 도출하였으며, 이를 바탕으로 소방안전관리자의 교육⋅훈련을 진행한다면, 소방안전관리자의 소방시설 유지관리 및 화재대응 역량을 강화할 수 있을 것으로 생각된다.

설문조사를 통한 소방안전관리자의 교육⋅훈련 시스템 개선안 도출에 관한 연구

최유정(Yoo Jeong Choi),최수길(Su Gil Choi),김시국(Si Kuk Kim) 한국화재소방학회 2022 한국화재소방학회 학술대회 논문집 Vol.2022 No.춘계

소방안전관리자는 소방안전관리와 관련이 없는 사람도 한국소방안전원의 강습교육을 받고 시험에 통과되면 소방안전관리자로 선임될 수 있다. 이로 인해 소방안전관리자가 소방시설의 원리와 개념을 이해하지 못하거나 유지관리 방법을 모르는 등의 문제가 발생되어 한국소방안전원에서는 이를 방지하고 역량을 강화하기 위해서 소방안전관리자로 선임된 후 6개월 이내 1회, 그 후로 2년에 1회 단위로 교육을 진행하고 있다. 하지만, 강습교육과 실무교육의 교육시간이 짧고 특히, 실무교육의 경우 소방시설의 규모 및 난이도와 관계없이 교육주기 및 교육시간이 동일하여 현재의 교육⋅훈련으로는 소방안전관리업무에 필요한 실질적인 교육의 한계가 있다. 이에 따라 소방안전관리자의 업무에 필요한 커리큘럼 개선이 필요하지만, 아직까지 제도적 개선을 위한 연구만 진행되었을 뿐 교육⋅훈련의 커리큘럼 개선에 관한 연구는 미비하다. 따라서 본 연구에서는 소방안전관리자를 대상으로 현재 업무의 어려움과 소방시설 작동 및 점검의 문제점 및 업무에서의 애로사항을 확인하여 실무에 필요한 교육내용을 파악하고자 한다. 이를 위해 소방안전관리자를 대상으로 설문조사를 진행하였으며, 설문을 통해 소방안전관리자의 인식도 및 소방시설관리능력 및 비상대응조치 숙련도 등을 분석하였다. 주요 결과로는 응답자의 70% 이상이 한국소방안전원 강습교육을 통해 자격을 취득하였으며, 소방안전관리자가 생각하는 업무 중 가장 중요한 것과 어려운 것은 동일하게 소방시설 유지관리도 나타났다. 이러한 결과들을 바탕으로 소방안전관리자의 교육 커리큘럼을 개선하기 위한 기초 데이터를 제공하고자 한다.

UL 268 비화재보실험에 따른 화재감지기 및 실내 공기질 측정 인자의 응답특성에 관한 연구

최유정(Yoo-Jeong Choi),최수길(Su-Gil Choi),남영재(Yeong-Jae Nam),유재현(Jae-Hyeon Yu),황의홍(Euy-Hong Hwang),이성은(Sung-Eun Lee),김시국(Si-Kuk Kim) 한국화재소방학회 2021 한국화재소방학회논문지 Vol.35 No.1

본 논문은 UL 268 비화재보실험에 따른 화재감지기 및 실내 공기질 측정 인자의 응답특성에 관한 연구이다. 2020년에 새롭게 도입된 미국 UL 268 Cooking nuisance test를 통해 화재감지기의 응답특성을 확인하였으며, 시험 내 연기농도는 최대 7.8 %/m로 나타났다. 연기감지기의 부작동(5 %/m) 및 1종 작동(7.5 %/m), 시험시간 내 측정된 연기 최대농도(7.8 %/m)에 매칭된 실내 공기질 측정 인자들의 응답특성을 분석하여 비화재보방지에 적용 가능한 인자를 도출하였다. 미세먼지센서(PMS)의 PM 1.0, PM 2.5, PM 10, 연소가스분석기(CGA)의 NO, SO2, 가스분석기(GA)의 CO,CO2, HCHO에서 변화량을 확인하였다. 특히 본 실험에서 측정된 가장 적응성이 우수한 인자로는 PM 2.5 및 PM 10으로 비화재보 방지 인자로 활용이 가능할 것으로 생각된다. The response characteristics of fire detectors and indoor air quality measurement factors were studied according to theUL 268 cooking nuisance test. The response characteristics of the fire detector were confirmed through the U.S. UL 268cooking nuisance test, newly introduced in 2020; the smoke concentration in the test was found to be a maximum of 7.8 %/m. The response characteristics of the indoor air quality measurement factors matched to the smoke detector s concentrationin the nonoperation test (5 %/m), type 1 smoke detector s concentration in the operation test (7.5 %/m), and maximumsmoke concentration (7.8 %/m) measured in the test were analyzed to derive factors applicable to avoiding unwanted firealarms. In this test, the variation was confirmed at PM 1.0, PM 2.5, and PM 10 of the fine dust sensor, for NO and SO2for the combustion gas analyzer, and for CO, CO2, and HCHO for the gas analyzer. In particular, the most-adaptable factorsmeasured in this experiment were PM 2.5 and PM 10, which can be utilized as unwanted-alarm factors.

스프레이형 폴리우레탄폼 시공중 발생하는 발포제의 화재 위험성에 관한 연구

최유정(Yoo-Jeong Choi),최수길(Su-Gil Choi),김시국(Si-Kuk Kim) 한국화재소방학회 2023 한국화재소방학회논문지 Vol.37 No.6

This study investigates the risk of fire explosion caused by the presence of combustible gas in the propellant of spray-type polyurethane foam and the ammonia gas generated during the curing of polyurethane foam. Analysis of domestic fire cases confirmed that when construction work using polyurethane foam spray and fire handling were conducted simultaneously, fire accidents repeatedly occurred because the welding sparks acted as an ignition source on the surface of the polyurethane foam. Experiments confirmed the possibility of fire explosion owing to the presence of flammable substances in the polyurethane foam and the combustible gas in the propellant. The production of ammonia gas increased during the polyurethane-foam-curing stage, and B3 was more dangerous than B1. 본 논문은 스프레이형 폴리우레탄폼의 추진제에 들어있는 가연성 가스와 폴리우레탄폼 경화 시 발생하는 암모니아 가스로 인한 화재폭발의 위험성을 알아보기 위한 연구이다. 국내 화재사례를 분석한 결과 폴리우레탄폼 스프레이폼을 이용한 시공작업과 화기 취급을 동시에 진행하여 가연성가스가 실내에 체류되며 용접불티 등이 폴리우레탄폼 표면에 점화원으로 작용해 화재사고가 반복적으로 일어난 것을 확인하였다. 이에 따라 난연 등급별 스프레이형 폴리우레탄폼을 이용하여 폴리우레탄폼 점화실험장치를 이용한 착화실험과 스프레이형 폴리우레탄폼의 실화재 실험을 진행하였다. 실험결과 폴리우레탄폼 내부에 함유된 인화성 물질의 양과 추진체에 들어 있는 가연성 가스에 의해 화재폭발 가능성을 확인하였고, 이후 폴리우레탄폼 경화 단계에서 암모니아 가스의 생성을 증가시켰으며 B1보다 B3가 위험성이 더욱 높은 것을 확인하였다.

UL 268 폴리우레탄폼 실화재실험을 통한 화재감지인자 도출에 관한 연구

최유정(Yoo-Jeong Choi),최수길(Su-Gil Choi),남영재(Yeong-Jae Nam),김시국(Si-Kuk Kim) 한국화재소방학회 2021 한국화재소방학회논문지 Vol.35 No.1

본 논문은 폴리우레탄폼 화재 시 발생하는 흑색연기로 인한 화재감지 적응성을 확인하고 연소생성물의 변화량을비교·분석하여 화재감지인자를 도출하기 위한 연구이다. UL 268 폴리우레탄폼 실화재 시험기준을 활용하여 화재감지인자 도출을 위한 실험을 진행하였으며, 미세먼지센서(PMS), 연소가스분석기(CGA) 및 가스분석기(GA)를 이용하여 연소생성물을 측정하였다. 실험 결과, 흑색연기 발생 시 기존 화재감지기의 적응성이 저하되는 것을 확인하였으며, 연소생성물 측정값을 통해 화재감지인자를 도출할 수 있었다. 특히, 측정되는 인자들 중 적응성이 가장 뛰어난연소생성물은 PM 2.5, PM 10, NO 및 CO로 기존 화재감지기와 병행측정을 통해 화재감지인자로 활용 시 신뢰성이향상될 것으로 생각된다. This study focused on fire detection factors by confirming the adaptation level of fire detection due to black smokegenerated in the case of polyurethane foam fire, and it compared and analyzed the change in combustion products. Anexperiment was conducted to derive fire detection factors using the UL 268 polyurethane foam real fire test standard. Combustion products were measured using a particulate matter sensor (PMS), combustion gas analyzer (CGA), and gasanalyzer (GA). As a result of the experiment, it was confirmed that the adaptability of the existing fire detector deterioratedwhen black smoke was generated. The fire detection factor was derived using the measured values of combustion products. In particular, among the measured factors, the most adaptable combustion products were found to be PM 2.5, PM 10, NO,and CO. They were considered to improve reliability when used as fire detection factors, as compared to existing firedetectors.

화학테러 발생 시 구조훈련을 위한 더미 개발에 관한 연구

최유정(Yoo Jeong Choi),최수길(Su Gil Choi),김시국(Si Kuk Kim),홍성철(Sung Chul Hong) 한국화재소방학회 2022 한국화재소방학회 학술대회 논문집 Vol.2022 No.춘계

유독가스로 인한 화학테러가 발생할 경우 대부분의 유독가스는 눈에 보이지 않으며 공기 중으로 광범위하게 확산되어 정체 공간을 따라 지역적으로 치명적인 농도를 가질 수 있다. 또한, 환기구나 냉⋅난방 장치에 의해 실내공간에서의 넓은 지역으로 빠르게 확산되는 특징이 있다. 이로 인해 화학테러 발생 시 신속⋅정확하게 부상자의 상태 파악, 추측 및 판단 이 인명피해를 저감하는 중요한 요소가 된다. 이를 위해서는 소방대원들의 요구조자 구출 훈련이 필수적이지만, 실제 훈련을 받는 소방대원과 요구조자를 위해 사람이 대신 요구조자가 되어 화학테러 훈련을 진행한다면 화학보호복의 미숙한 활동능력으로 인한 부상 및 훈련 중으로 인한 부상위험이 존재하기 때문에 현실적으로 불가능하다. 따라서 본 연구에서는 화학테러 요구조자의 구조훈련을 위한 인체모형의 더미를 개발하고자 하였다. 실제 화학테러 현장에서의 대응능력을 제고하기 위해서는 실제 사람을 구조한다는 느낌을 부여하는 것이 중요할 것으로 판단되었다. 실제 사람과 유사한 형태를 갖추기 위해 인체모형은 팔, 다리 모두 존재하는 사람과 동일한 형상을 갖춘 마네킹으로 제작을 진행하였으며, 다양한 연령대와 신체 사이즈(키, 몸무게), 성별을 달리하여 다양한 훈련상황을 연출할 수 있도록 하였다. 요구조자의 화학테러 시 노출된 가스의 종류, 노출량에 따라 요구조자의 상태가 달라지므로 센서를 통해 요구조자의 신체적 부담을 파악하고자 하였으며, 이를 위해 가스측정 및 흡입량이 가능한 더미 제작을 진행하였다. 더미에 내장한 가스 측정 센서는 질소, 이산화탄소, 헬륨으로 실제 유독가스로의 훈련은 불가능하므로 대체가스를 선정하였으며, 선정한 대체가스는 공기를 기준으로 비중을 다르게 하여 확산형태에 따른 노출 형태를 파악하고자 하였다. 추후 개발한 더미에 붕괴, 낙상, 추락 등의 요구조자의 부상 발생 및 요구조자 구조 과정에서 부상이 발생할 가능성을 확인할 수 있도록 제작하고자 한다.

소방안전관리자의 화재 시 상황인지 및피난유도 능력 향상을 위한 교육ㆍ훈련 시나리오 개발

최유정(Yoo-Jeong Choi),김시국(Si-Kuk Kim) 한국화재소방학회 2024 한국화재소방학회논문지 Vol.38 No.1

본 연구는 소방안전관리자의 화재 시 상황인지 및 피난유도 능력을 향상시키기 위한 교육·훈련 시나리오를 개발한논문으로 복합건축물의 피난시설 특성 및 재실자 특성을 반영하여 실제 피난 유도 시 발생할 수 있는 돌발상황들을통해 실제 상황과 같이 느낄 수 있는 시나리오를 설계하고자 하였다. 시나리오의 각 피난설비는 소방대상물의 설치장소별 피난기구의 적응성 제4조제1항을 참고하였으며 앞선 사례의 피난 영향 요인을 고려하여 추가적인 방법들을 적용하여 개발하였다. 개발한 시나리오는 필로티 구조의 지하 4층, 지상 50층으로 된 복합건축물로 피난유도를 위해 피난개시→ 피난유도 → 피난집결지 집결 → 요구조자 상황보고 순을 바탕으로 설계하였다. 세부적인 내용으로는 화재 층수에따른 피난시설을 활용한 피난유도와 다양한 재실자 특성을 통한 상황부여, 돌발상황을 통한 역할 갈등요소를 삽입함으로써 실제 상황에서 발생 가능한 요소를 부여함으로써 실무에 적용 가능한 훈련이 되도록 설계하였다. 이를 통해 소방안전관리자를 위한 실질적이고 실현 가능한 교육을 진행함으로써 근무 중 화재 발생 시 재실자를 피난유도하는 과정에서 발생할 수 있는 돌발상황을 유연하게 대처하고 피난시설 이용에 대한 숙련도를 향상시킬 수 있을 것으로 판단된다. This study developed an education and training scenario to improve the ability of fire safety managers to recognizesituations during a fire and induce evacuation. By reflecting on the characteristics of evacuation facilities and the occupantsof multi-occupancy buildings, a scenario similar to that of a real situation was designed through unexpected situations thatcould occur during actual evacuation induction. Each evacuation facility in the scenario was developed by applyingadditional methods considering the factors influencing the evacuation in the previous case, referring to Article 4 (1) of theadaptability of evacuation equipment according to the installation location of firefighting objects. The developed scenariowas a multi-occupancy building with four basement levels and 50 floors above the ground with a piloti structure and wasdesigned based on the order of evacuation initiation → induction of evacuation → gather at the evacuation site → rescuerecipient state report. The details were designed to be applied to practical training by assigning elements that can occurin real situations by causing evacuation using evacuation facilities according to the number of fire floors, assigningsituations through various characteristics of occupants, and inserting role conflict elements through unexpected situations. By conducting practical and feasible education for fire safety managers, they can flexibly cope with unexpected situationsthat may occur in the process of inducing occupants to evacuate in the event of a fire while on duty and improve theirskills in using evacuation facilities.

Size-exclusion chromatography법에 의한 식품 중 알긴산프로필렌글리콜 분석법 확립

정은정,최유정,이근영,윤상순,임호수,김용석,Jeong, Eun-Jeong,Choi, Yoo-Jeong,Lee, Gunyoung,Yun, Sang Soon,Lim, Ho Soo,Kim, Yong-Suk 한국식품위생안전성학회 2017 한국식품위생안전성학회지 Vol.32 No.5

HPLC-size-exclusion chromatography에 의해 가공식품에서 알긴산프로필렌글리콜의 함량을 분석하는 방법이 개발되었다. 알긴산프로필렌글리콜을 분석하기 위해 GF-7M HQ column과 LT-ELSD detector가 선정되었다. 알긴산프로필렌글리콜 분석을 위한 전처리 조건으로는 $20^{\circ}C$에서 150 rpm으로 3시간 동안 추출하는 방법이 선정되었다. 알긴산프로필렌글리콜을 5 농도(300, 500, 700, 1,000, and 1,500 mg/kg) 범위에서 검량선을 작성한 결과 직선성($R^2$)은 0.9873으로 측정되었다. HPLC system에 의한 알긴산프로필렌글리콜 분석시 검출한계(LOD) 및 정량한계(LOQ)는 각각 171.43 mg/kg 및 519.50 mg/kg이었다. Size-exclusion chromatography에 의해 얻은 회수율 및 변동 계수(coefficient of variation)는 각각 86.1~110.4% 및 4.1~13.5%이었다. 본 연구에서 개발된 HPLC-size-exclusion chromatography system을 적용하여 134 품목의 가공식품에서 알긴산프로필렌글리콜 함량을 분석하였다. 이 결과들은 이 방법이 가공식품에서 알긴산프로필렌글리콜 함량을 분석하는데 적용할 수 있는 방법이라는 것을 나타낸다. An analytical method for determination of propylene glycol alginate (PGA) in food products was developed by HPLC-size-exclusion chromatography. The GF-7M HQ column and LT-ELSD detector were determined by considering the instrumental analysis conditions for PGA analysis. The pretreatment method for the analysis of PGA was suitable for 3 hr extraction at $20^{\circ}C$ and 150 rpm according to the extraction temperature. Linearity ($R^2$) for the analysis of PGA was 0.9873 at calibration curve range of 300, 500, 700, 1,000, and 1,500 mg/kg (5 points). The limit of detection and limit of quantification of PGA on HPLC system was 171.43 and 519.50 mg/kg, respectively. The accuracy and coefficient of variation obtained by size-exclusion chromatography were 86.1~110.4% and 4.1~13.5%, respectively. By applying the HPLC-size-exclusion chromatography system, it was possible to analyze the contents of PGA in 134 different types of food products.

딥러닝 모델 기반 위성 영상 해상도 향상 기법

황지언,유초시,신요안 한국통신학회 2021 한국통신학회 학술대회논문집 Vol.2021 No.2

초고해상도 기법은 저해상도 영상을 고해상도 영상으로 해상도를 향상하는 기법이다. 본 논문에서는 딥러닝 모델 중 CNN (Convolutional Neural Network) 기반의 DBPN (Deep Back-Projection Network)을 이용하여 위성 영상의 해상도를 향상하는 기법을 제안한다. 업-샘플링 및 다운-샘플링 층을 사용하여 재구성 오류를 반복적으로 계산하여 고해상도 결과를 조정하는 방식으로 각 샘플링 속도가 증가한다. 실험 결과 고전 방식과 비교하여 해상도 향상을 확인하였다.