이동통신기지국의 지진피해 복구절차 개선방안 = A Study on Enhancement of Recovery Procedure of Mobile Communication Base stations Subjected to Seismic Loads

국문 초록 (Abstract)

본 연구의 목적은 지진재해예측시스템에서 라이프라인에 해당되는 정보통신망 중 이동통신망의 지진재해 발생시 기지국의 신속한 복구 방안을 제시하는데 있다. 대규모 지진에 의하여 재난이 발생한 경우 사용되는 정보통신망의 종류에는 재난구조 활동에 사용되는 재난안전무선통신망과 피해주민들이 사용하는 유선통신망 및 이동통신망이 있다. 지진에 의하여 서비스가 중단된 이동통신망을 신속하게 복구하면 재난안전무선통신망의 역할을 할 수 있다.

재난안전무선통신망과 이동통신망의 서비스기술과 운용현황을 분석한 결과 대규모 지진에 의하여 서비스가 중단된 이동통신망은 기지국을 신속하게 복구하는 것이 재난안전무선통신망의 역할을 대부분 수행하는 것으로 분석 되었다. 지진에 의하여 피해가 발생하는 이동통신기지국은 기지국 건물피해와 건물에 설치된 기지국 설비 피해로 구분 할 수 있다. 기지국의 건물 피해를 평가하기 위하여 건물의 위도, 경도, 건물구조, 층수, 준공연도 등을 정보가 포함된 기지국건물DB를 구축하였다.

기지국건물DB를 공개 프로그램인 Quantum-GIS 프로그램을 이용하여 MAEViz시스템에 입력하면 기지국 건물별 최대지반가속도(PGA)의 g 값과 지진에 의한 피해가 경미, 보통, 심각, 완전파괴로 구분되는 지진 피해등급별로 피해발생 확률값을 구한다.
MAEViz시스템에서 구한 최대지반가속도(PGA)의 g값과 4단계로 구분된 지진피해등급별 피해발생 확률에 따라 HAZUS에서 정의된 건물 정전 등의 건물피해 규모를 평가하여 긴급출동 우선순위를 결정하고, 통신장비의 파손 규모를 평가 하여 복구에 필요한 장비를 예측 하였다.

서울시 강남구 기지국의 지진피해 시물레이션을 위하여 경기도광주 남한산성 규모 6.3 지진, 서울지역 동부단층에서 규모 5.0 지진, 서부단층에서 규모 5.0 지진 등 3개 지역에서 가상지진 시나리오를 적용하여 시뮬레이션을 실시하였다. 가상지진 발생지역과 피해지역간의 감쇠식은 한반도 지질특성과 유사한 감쇠식인 ‘ sadigh et al’식을 적용하였다. 평가된 기지국 피해 결과에 따라 피해 기지국별 복구장비와 기술인력을 사전에 결정한 후 이동통신기지국의 현장출동 우선순위를 결정하는 방안을 제시 하였다. 긴급출동 우선순위는 기지국 건물 및 통신시설물 피해가 적어서 복구가 용이한 기지국부터 긴급복구를 실시하되, 정부에서 정한 중요기관과 지진피해가 큰 지역을 고려하여 긴급출동 우선순위를 조정하는 긴급복구 프로세스를 제안 하였다.

목차 (Table of Contents)

• Ⅰ. 서 론 1
• 1. 연구의 배경 및 목적 1
• 2. 연구의 방법 및 범위 14
• 3. 선행 연구 20
• Ⅱ. 지진재해대응시스템과 이동통신망 22
• 1. 국내외 지진재해예측시스템 22
• 2. 재난안전무선통신망 기술 33
• 3. 이동통신망 기술 49
• Ⅲ. 기지국 및 통신시설물 피해평가 59
• 1. HAZUS에 의한 건물 및 통신시설물 피해평가 59
• 2. MAEViz에 의한 건물별 피해평가 67
• 3. 가상지진 피해평가 방법 72
• 4. 3개 지진별 강남구 지진피해 평가 84
• IV. 건물피해등급별 기지국신속복구 방안 99
• 1. 기지국건물 지진피해 평가 99
• 2. 기지국장비 지진피해 평가 103
• 3. 긴급복구 우선순위결정 요소 108
• 4. 기지국 신속복구 우선순위 결정 115
• Ⅴ. 결 론 121
• 1. 연구 결과 121
• 2. 연구한계점 및 향후 과제 125
• 참고문헌 126
• ABSTRACT 135