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운영환경특성을 반영한 HAZOP 기반 무인이동체시스템의 위험원 분석에 관한 연구
임상연(Sang Yeon Im),김상헌(Sang Hun Kim),박진규(Jin Gyu Park),정호전(Ho Jeon Jeong),장홍석(Hong Seok Jang) 대한기계학회 2021 대한기계학회 춘추학술대회 Vol.2021 No.4
기존에 영상촬영, 레저용으로 주로 활용되어왔던 무인이동체시스템을 재난 ·치안, 배송, 감시정찰 등의 공공임무에 활용하기 위한 연구들이 진행되고 있다. 이로 인해 다양한 환경에서의 무인이동체시스템의 운용이 요구되고 있다. 특히 해당 공공임무들이 도심 및 해상에서 진행됨에 따라, 운용환경특성을 반영한 무인이동체시스템의 개발은 필수적이다. 도심환경에서는 인구밀집지역에서의 비행과 함께, 전파 간섭 및 항법교란 등에 대한 대처가 필요하며, 해상환경에서는 내식성과 함께, 해상에서의 통신을 고려한 시스템 구성이 필요하다. 이러한 운용환경의 반영은 개발되는 무인이동체시스템의 안전성 및 신뢰성 확보에 중요한 요인이 된다. 본 논문에서는 운용환경특성을 반영한 HAZOP 기반의 무인이동체시스템의 위험원을 도출하였다. 이를 위해 대표적인 위험원 분석 기법인 HAZOP을 활용하여, 운용환경을 반영한 정상상태 시나리오를 도출하였으며, 이를 기반으로 무인이동체의 이탈 등을 식별하여 위험원을 도출하였다. 이를 통해 무인이동체시스템에 내재되어 있는 위험원 뿐만 아니라 운영환경에서 발현될 수 있는 위험원을 식별하여 무인이동체의 안전성확보에 활용할 수 있을 것이다. Research is being conducted to utilize the unmanned aircraft system, which has been mainly used for video shooting and leisure, for public missions such as disaster, security, delivery, surveillance, and reconnaissance. For this reason, the operation of the unmanned aircraft system in various environment is required. In particular, as the public missions are carried out in the inner city and at sea, it is essential to develop an unmanned aircraft system that reflects the characteristics of the operating environment. In an urban environment, it is necessary to cope with radio wave interference and navigation disturbances, along with flying in densely populated areas, and in a marine environment, it is necessary to configure a system that considers corrosion resistance and communication at sea. This reflection of the operating environment becomes an important factor in securing the safety and reliability of the unmanned aircraft system being developed. In this paper, the risk sources of the HAZOP-based unmanned aircraft system reflecting the characteristics of the operating environment were derived. To this end, HAZOP, a representative risk source analysis technique, was used to derive a steady state scenario reflecting the operating environment, and based on this, the risk source was derived by identifying the departure of the unmanned aircraft system. Through this, it will be possible to identify not only the risk sources inherent in the unmanned aircraft system, but also the risk sources that may arise in the operating environment and utilize them to secure the safety of the unmanned aircraft system.
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김상활(Sang-hwal Kim),김상헌(Sang-hun Kim),박진규(Jin-kyu Park),정호전(Ho-jeon Jeong),임상연(Sang-yeon Im) 대한기계학회 2021 대한기계학회 춘추학술대회 Vol.2021 No.4
공공수요기관에서는 기존에 수행하고 있는 공공의 임무를 효율적으로 수행하기 위하여 임무에 맞도록 개발된 무인이동체 시스템을 적용하여 활용하고 있다. 무인이동체 시스템을 적용하여 대체하고자 하는 공공임무에 따라서 다양한 운영개념과 시스템의 구성을 복합적으로 구성될 수 있으며, 공공수요기관은 무인이동체 시스템을 도입하기 전에 수행하는 임무에 대한 운영개념서의 개발과 기관이 활용하여야 하는 시스템을 명확하게 제시하여야 한다. 하지만 공공수요기관에서는 수행하는 임무가 많아 명확한 운영개념 도출과 시스템을 도입하기 전에 조직 개편, 구성 등이 어려운 실정이다. 본 연구에서는 공공수요기관이 무인이동체 시스템을 도입하여 산불 대응 임무를 수행하고자 할 때를 고려하여 시스템을 통하여 수행이 가능한 임무를 정의하였다. 또한, 정의된 임무개념에 대하여 도출되는 요구사항 항목을 기반으로 검증 목록을 개발하고 시스템의 적합성 검증을 수행하기 위한 세부적인 방안에 대한 연구를 수행하였다. 향후 연구결과를 적용하여 무인이동체의 적합성 검증을 수행한다면 무인이동체 시스템의 개발이 종료됨과 동시에 운영환경에 즉각적으로 적용되어도 운용성이 확보된 시스템이 개발될 수 있을 것이며, 연구 개발된 제품이 바로 실용화될 수 있을 것으로 기대된다. In order to efficiently perform the existing public missions, public institutions apply and utilize the unmanned aircraft system developed for the mission. Depending on the public mission to be replaced by applying the unmanned aircraft system, various operational concepts and system configurations can be combined. The system to be used must be clearly presented. However, due to the large number of tasks performed by public institutions, it is difficult to deduce a clear operating concept and reorganize and organize the system before introducing the system. In this study, the tasks that can be performed through the system are defined in consideration of when public institutions intend to perform wildfire response tasks by introducing an unmanned aircraft system. In addition, a verification list was developed based on the requirements items derived for the defined mission concept, and a study was conducted on a detailed plan for performing system conformity verification. If future research results are applied to verify the suitability of the unmanned vehicle, it is expected that a system with operability can be developed even when the development of the unmanned aircraft system is terminated and immediately exposed to the operating environment.
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