FDS 기반 화재⋅피난 시뮬레이션을 접목한 디지털 트윈 플랫폼 적용 기술 개발 = Development of digital twin platform application technology combining FDS-based fire and evacuation simulation

국문 초록 (Abstract)

디지털 트윈 기술은 현실과 같은 가상 환경을 구축하고, 현실에서 발생 가능한 상황을 컴퓨터 내 구축한 가상 환경에서 시뮬레이션함으로써 발생할 수 있는 상황 및 결과를 예측해볼 수 있는 기술이다. 현재 이러한 디지털 트윈 기반 재난 대응 플랫폼들은 화재 발생 시 피난 경로를 알려주거나 사고 예방을 위한 교육용으로 초점이 맞춰져 있고, 이마저도 화재를 모의하는 것에 있어서 FDS 기반이 아니라 단순 화재 상황 발생을 가정하여 피난 경로가 도출 되어지는 것에 그쳐있다. 하지만 실재 화재 상황 발생 시에는 단순 최단 거리의 대피 경로가 적용되기에는 화재가 발생한 위치와 가혹도에 따라 기존 피난 루트로의 대피가 불가능한 상황이 발생하기도 하고, 피난자의 행동에 따라 우발적인 상황이 발생하기도 하여 인명 피해로 이어질 수도 있다. 이에, 본 연구에서는 디지털 트윈 플랫폼 내 FDS 기반 화재 시뮬레이션 데이터를 적용하여 보다 현실성 있는 화재 확산 및 거동 가시화 적용 방안을 개발하고자 한다. 주요 수행 결과로는, 디지털 트윈 플랫폼 구축을 위해 구현하고자 대상 공간의 3D 모델을 적용하여 FDS 기반 시뮬레이션을 수행하며, 대상 공간에 맞는 화재 상황 모의을 위해 적합한 시나리오 적용이 필요하다. 따라서 대상 공간 내 재난 유발 위험요소/요인을 분류하고 화재 발생 가능성이 높은 Worst Case의 시나리오를 적용하기 위해 분석을 진행하며 최적의 시나리오를 반영하여 시뮬레이션을 수행한다. 이러한 시나리오를 반영한 시뮬레이션 결과를 통해 CFD 기반 시뮬레이션 데이터를 도출하게 된다. 이처럼 사전에 연산된 화재 시뮬레이션 결과와 디지털 트윈 플랫폼을 연계하면, 가상 공간에서의 현실적인 화재 모의가 가능하며 상황별 기존 대비 경로의 적합성 및 새로운 대피 계획 수립에 대한 타당성을 검토하여 피난 유형별 대피 형태에 따른 피해 정도를 분석하여 예측해볼 수 있다. 또한, 디지털 트윈 기반의 플랫폼 형태로 개발하기 위하여, 본 연구에서는 시뮬레이션 내 FDS 기반 시뮬레이션 데이터가 적용될 수 있고, Emulator 모듈을 개발하였다.