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도심부 대심도 터널의 방재시설 설치 기준에 관한 연구 (부산 승학터널 사례를 중심으로)
이수범(Lee, Soobeom),김정현(Kim, JeongHyun),김정식(Kim, Jungsik),김도훈(Kim, Dohoon),임준범(Lim, Joonbum) 대한토목학회 2021 대한토목학회논문집 Vol.41 No.6
국내 도로터널은 2010년과 2019년과 비교시 1,300개소, 1,102 km 증가하고 있으며, 연평균 7.6 %씩 증가하고 있는 수치이다. 또한, 도로터널 연장이 3,000 m이상 되는 장대터널도 64개소, 276.7 km에 달하고 있다. 도로터널은 폐쇄적인 공간적 특성으로 인해 화재사고 발생시 대형 인명피해로 연결될 가능성이 높으므로 안전시설 설치를 고려해야 한다. 현재 국토교통부의 지침을 통하여 방재시설 설치 기준이 제시되고 있으나, 대심도의 특성을 반영하는데 한계가 있는 것으로 사료된다. 본 연구에서는 다양한 피난연결통로의 설치간격과 피난연결문의 폭을 적용한 시뮬레이션을 통하여, 적정한 기준값을 도출하고자 하였다. 안전성의 척도가 되는 피난시간 산정은 피난 분석 시뮬레이션 소프트웨어 building EXODUS Ver.6.3과 화재/연기 분석 소프트웨어 SMARTFIRE Ver.4.1을 활용하였다. 시나리오는 피난연결문 폭 0.9 m, 1.2 m 두 종류와 피난연결통로간격 150~250 m를 20 m간격으로 설정하였다. 또한, 대심도 특성인 경사도를 고려하기 위해서 종단경사 6 %와 0 %를 각각 적용하였다. 피난완료시간이 연기확산시간보다 짧은 경우 “안전”으로 판단하였다. 시뮬레이션 결과 종단경사 6 %인 경우, 피난연결통로 간격이 150 m인 경우에는 피난연결문 너비에 상관없이 연기확산 전에 모든 재실자들이 피난을 완료할 수 있었다. 종단경사 0 %인 경우, 피난연결통로 간격이 200 m이고 피난연결문의 폭이 1.2 m인 경우 모든 재실자가 피난을 완료할 수 있었다. 종단경사에 따른 피난 속도의 차이로 0 % 경사에서는 6 %에 비해 대피시간이 114초(190 m연결통로 기준) 단축되는 것으로 나타났다. 피난연결통로 간격이 짧아질 수록 빠르게 대피할 수 있으나 경제적, 구조적인 문제로 연결통로를 촘촘하게 배치하기는 어렵다. 피난연결문의 폭이 1.2 m로 늘어난다면 0.9 m 폭인 경우와 비교하여 재실자들이 더 빠르게 대피가 가능할 것이다. 연결통로간격을 적정하게 유지하면서 1.2 m폭의 연결문을 적용한다면, 피난 안전을 확보하면서 경제성을 높이고 구조적인 안전까지 해결하는 방법이 될 것이다. Road tunnel lengths are increasing. Some 1,300 tunnels with 1,102 km in length had been increased till 2019 from 2010. There are 64 tunnels over 3,000 m in length, with their total length adding up to 276.7 km. Safety facilities in the event of a tunnel fire are critical so as to prevent large-scale casualties. Standards for installing disaster prevention facilities are being proposed based on the guidelines of the Ministry of Land, Infrastructure and Transport, but they may be limited to deep underground tunnels. This study was undertaken to provide guidelines for the spacing of evacuation connection passages and the widths of evacuation connection doors. Evacuation with various spacing and widths was simulated in regards to evacuation time, which is the measure of safety, using the evacuation analysis simulation software EXODUS Ver.6.3 and the fire/smoke analysis software SMARTFIRE Ver.4.1. Evacuation connection gates with widths of 0.9 m and 1.2 m, and spacings of 150 m to 250 m, were set to every 20 m. In addition, longitudinal slopes of 6 % and 0 % were considered. It was determined to be safe when the evacuation completion time was shorter than the delay diffusion time. According to the simulation results, all occupants could complete evacuation before smoke spread regardless of the width of the evacuation connection door when the longitudinal slope was 6 % and the interval of evacuation connection passage was 150 m. When the evacuation connection passage spacing was 200 m and the evacuation connection gate width was 1.2 m, all occupants could evacuate when the longitudinal slope was 0 %. Due to difference in evacuation speed according to the longitudinal slope, the evacuation time with a 6 % slope was 114 seconds shorter (with the 190 m connection passage) than with a 0 % slope. A shorter spacing of evacuation connection passages may reduce the evacuation time, but this is difficult to implement in practice because of economic and structural limitations. If the width of the evacuation junction is 1.2 m, occupants could evacuate faster than with a 0.9 m width. When the width of a connection door is 1.2 m with appropriate connection passage spacing, it might provide a means to increase economic efficiency and resolve structural limitations while securing evacuation safety.
이수범(Lee Soobeom),김태희(Kim Taehee),이수일(Lee Sooil),김주영(Kim Juyoung) 대한토목학회 2007 대한토목학회논문집 D Vol.27 No.5D
고속도로의 효율적인 교통관리를 위해 진출입램프간 OD정보가 요구되는데, 지난 몇 십년간 지점 및 구간 교통자료를 이용한 동적OD 추정모형 개발에 관한 연구가 다수 수행되어 왔다. 초기에는 자료수집의 한계로 정적 OD추정모형이 주를 이루었으나 ITS의 도입으로 다양한 실시간 교통자료의 수집이 가능해짐에 따라 점차적으로 동적OD 추정모형에 대한 연구가 활발해지기 시작하였다. 동적 교통류모형과 최적해 알고리즘을 이용하여 교통자료의 추정치와 관측치간 오차를 최소화하는 OD를 산출하는 동적OD추정모형으로 구성된다. 본 연구에서 제안된 동적OD 추정모형은 RFID시스템의 도입으로 인한 기존의 bi-level문제를 해소함으로써 VDS에서 수집되는 교통자료를 이용하여 동적 교통류를 쉽게 구현함으로써 컴퓨팅 시간을 줄일 수 있다는데 의의를 두고 있다. 제안된 모형은 주요 교통축의 동적OD를 지속적으로 추정하고, 분석가가 요구하는 추정력을 확보하기 위한 RFID시스템 설치방안 마련시 활용될 수 있다. Recently Freeway Traffic Management System has been extended to most freeway sections and puts it to several desirable means dealing with congestion management in Korea. Dynamic OD is necessary demand between on and off-ramps to build the more effective traffic management strategies. To collect the OD demand, Radio Frequency Identification(RFID) should be equipped at the entire on and off-ramps. Nonetheless RFID systems have been partially installed because of the limitation of construction and maintenance costs. The detectors are constructed at the whole section of mainline as an identical gap and ramps. Meanwhile, the current consideration involved with the estimation of freeway dynamic OD matrices have been taken increasing attention through the applicability to on-line traffic management systems. The proposed model focused on solving the bi-level problem between dynamic traffic flow module and dynamic OD estimation module and improving the accuracy of estimation by using VDS and RFID data to add more constraint to the objective function.