산불확산을 고려한 입산객 대피경로 도출 연구(2021)

<연구자>

경희대학교 지리학과 이창규

ehlfrksk@khu.ac.kr

 

1.연구배경

  • 우리나라는 산불이 발생하기 쉬운 환경으로, 매년 산불로 인한 많은 피해 발생
  • 대피는 산불에 대한 대응의 일환이나, 잘못된 대피는 오히려 위험을 초래
  • 산불 발생 초기부터 확산에 따른 위험이 없는 대피 안내 필요
  • 본 연구는 산불의 확산을 고려해 입산객에게 안전한 대피경로 제공 목적
  • 산불의 확산과 사람의 이동을 동시에 고려하고 네트워크 사전 구축 불필요
  • 안전 경로 도출 모델 구현 및 도구 제작을 통한 사용자 접근성, 활용성 확장

 

2. 연구방법

  • 연구범위 : 안동시 임동면 망천리, 풍천면 인금리

최근 산불 발생 지역이자, 도로 혹은 임도의 선 사상 네트워크 미구축 지역

  • Python 언어 및 GIS 기법을 활용한 대피경로 도출 자동화 모델 및 도구 제작

  • 산불확산을 고려한 대피경로 도출 모델

1) 산불확산 및 도달 시간 계산

– 임상도와 수치표고모형에서 산출된 경사 정보 활용, 산불확산식(안상현 외, 2007) 적용

– 각 셀마다 산불의 확산 소요 시간 계산

– 확산 소요 시간을 누적하여 화재 최초 위치에서 주변 셀로의 도달 시간 계산

2) 입산객 도달 시간 계산

– 수치표고모형 정보 활용, 각 셀마다 입산객의 이동 소요 시간 계산

– 각 셀의 지형 경사에 따라 이동거리 가중(Satoh et al., 2006)

– 이동 소요 시간을 누적하여 입산객 최초 위치에서 주변 셀로의 도달 시간 계산

3) 안전지역 구축 및 대피경로 도출

– 산불 도달 시간과 입산객 도달 시간을 활용하여 안전지역 및 위험지역 구축

– 지도 대수(map algebra)를 통해 입산객 도달 전 산불이 먼저 확산되는 셀 제외

– 산불 우선 확산 지역이 제외된 안전지역을 기반으로 대피경로 도출

3. 연구결과

  • 모델을 실제 산불 발생 지역(망천리 산 329번지, 인금리 산 109번지)에 적용
  • 화재 발생 위치 기준 대피소 반대 방향에 입산객 위치 가정
  • 산불확산을 고려한 안전 경로와 그렇지 않은 최단 경로 도출 후 비교

1) 망천리 지역

  • 대피 완료까지 4개의 시점으로 구분하여 시점별 상황을 표현
  • 최단 경로의 경우 3분 45초와 7분 30초 사이에 산불확산 범위 내에 존재
  • 안전 경로 사용 시 대피소까지 안전하게 이동 가능

2) 인금리 지역

  • 대피 완료까지의 4개 지점 중 완료

직전 시점부터 완료 시점까지의 결과

  • 최단 경로는 산불 확산 범위를 경유
Figure 8. 인금리 지역 대피경로 도출 결과
  • 종합 결과, 시간 및 이동 거리는 안전 경로에서 비교적 크게 요구
  • 안전 경로에서 많은 비용이 요구되지만, 화재의 위험이 닿지 않는다는 점에서 최단 경로보다는 안전 경로의 필요성 제시

4. 결론

  • 우리나라는 매년 산불에 의한 많은 피해를 받아 적절한 대응이 중요
  • 대응은 주민 및 입산객의 대피를 포함, 정확한 대피 안내 필요
  • 산불의 확산과 사람의 이동을 동시에 고려하며 사전에 구축된 네트워크를 필요로 하지 않는 모델 제안 및 도구 제작
  • 산불의 확산을 고려하여 입산객이 안전하게 대피할 수 있는 경로를 도출
  • 사례 지역에 적용 시 도출된 안전 경로가 최단 경로보다 많은 비용을 요구하였으나 안전성을 보장
  • 모델을 화재 진압 경로 도출 및 다른 재난 유형에 확장 가능

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