위험 관리 시스템에서의 지리정보시스템 적용에 관한 연구

이정우, 김윤화, 김기수, 고재욱

광운대학교 화학공학과

A Study on Applying Geographic Information System

for Emergency Management System

Jeungwoo Lee, Yunhwa Kim, Kysoo Kim, Jaewook Ko

Department of Chemical Engineering, Kwangwoon University

서론

산업의 발달에 따라 설비규모의 증대와 함께 위험물질의 사용량은 점차 증가하게 되었고, 이에 따라 필연적으로 잠재적 위험은 증가할 수밖에 없게 되었다. 산업 현장에서 사용되고 있는 가연성 물질과 같은 위험물질에 의한 사고는 화재·폭발등 중대 재해를 유발하게 되어 근로자는 물론 지역주민에게도 피해를 주는 사례가 있으며, 경우에 따라서는 지역환경에도 심각하게 영향을 미치게 되므로 이에 대한 예방대책 수립이 필요하게 되었다.

이러한 중대산업사고와 관련한 상공자원부, 내무부 등 7개 관련부처가 유해 또는 위험물질, 고압가스 등 부분적으로 중대산업사고관련 정보를 각기 따로 보유하는 등으로 관련기관의 정보공유체계 확립이 극히 미흡한 실정이다.

또한 관련부처에 따라 예방, 경보, 소방, 대피, 부상자 후송 등 책임한계가 불분명하고 각기 다른 법에 의해 동일대상에 대해 중복해서 상이한 기준에 따라 관리되고 있는 문제점이 있다.

한편 90년대 초반부터 국내의 지리정보시스템 열기가 불기 시작했는데, 많은 연구자와 실무자들의 노력으로 인해 최근 □국가지리정보체계 구축(NGIS)'이라는 목표 하에 수치지도를 작성 중에 있다.

본 연구에서는 유해물질을 다루고 있는 산업시설물들에 대한 기존에 연구·개발된 정량적 위험성 평가 기법과 방재 계획에 이러한 수치지도를 이용한 지리정보시스템을 적용하고자 한다.

그리하여 유해 물질을 다루고 있는 산업시설물들의 일관성 있는 안전 관리를 할 수 있고, 안전 관리를 위한 부족한 전문인력 및 예산을 체계적으로 사용하여 행정상의 효율성을 높일 수 있을 것으로 기대된다. 뿐만 아니라 중대산업사고 관련기관들이 각기 다른 정보를 보유하지 않고 지리정보시스템을 이용하여 정보공유체계를 마련하여 필요한 정보만을 가져와 사용할 수 있으며 다른 기관의 정보 또한 같이 참조할 수 있을 것으로 기대된다.

국내 산업시설물의 위험 관리의 문제점

1976년 이탈리아 Soveso에서 일어난 반응폭주에 의한 TCDD의 방출 사고, 1984년의 인도 Bopal에서 일어난 이소시안산메칠의 유출 사고등에서도 알수 있듯이 화학공장에서 사고가 발생하게 되면 주변 사회에 미치는 영향은 대단히 크고 경우에 따라서는 사고 후 몇십년에 걸쳐 그 주변 사회에 영향을 계속 미치게 한다. 이런 것이 화학공장에서 일어나는 사고의 커다란 특징이다.

최근 우리나라의 화학산업은 그 규모가 엄청나게 확산 일로에 있고 이에 따른 사고의 발생 및 위험성 또한 증가일로에 있다. 특히 새로운 기술과 제품, 화학물질 등에 의한 인간이 새롭게 만들어 내는 Risk는 도입 초기에는 영향의 예측이 곤란하여 결과적으로 커다란 피해를 가져올 가능성을 간직하고 있다.

이러한 사고 방지를 위하여 산업안전보건법 등의 여러 가지 법규의 규제가 있으나 현행의 법규는 과거의 사고를 자료로 하여 만들어 졌기 때문에 매일 같이 변하는 기술의 발전에 대응할 수 없는 실정이다. 또한 여러 가지의 위험에 대응하기 위하여 위험성 평가(Risk Assessment) 수법의 연구를 통하여 정확한 잠재 위험 요소의 색출과 안전대책을 강구하고자 하고 있다.

지리정보시스템의 개요

지리정보시스템은 공간상에 분포하는 제반 요소의 정보를 압축하여 의사결정을 보조하는 시스템이다. 따라서 지리정보시스템을 하나의 시스템이라는 견지에서 시스템의 구성 부분과 시스템의 기능을 중심으로 정의하면 다음과 같다.

□지리정보시스템이란 지리적으로 참조 가능한 모든 형태의 정보를 효과적으로 수집·저장·갱신·조정·분석·표현할 수 있도록 설계된 컴퓨터 하드웨어, 소프트웨어, 지리적 자료 그리고 인적 자원의 통합체이다.□

한편 지리정보시스템을 보는 관점도 다양하다. 그러나 일반적으로 세 가지 관점으로 분류된다. 우선 지리정보시스템이 지도를 다루는 측면을 강조한 견해(Map View)가 있다. 또 하나는 지리정보시스템이 수행하는 데이터베이스 처리 측면을 강조(Database View)한다. 그리고 마지막은 지리정보시스템이 공간분석의 수단으로 활용되는 측면을 강조(Spatial Analysis View)한다.

지도정보의 처리 측면을 강조하는 관점은 지도의 제작이나 지도의 관리 그리고 지도의 출력수단으로써 지리정보시스템을 인식한다. 따라서 여기에서는 다양한 지리정보시스템의 모형화(Modelling)기능이라든가 분석기능보다는 지도를 정확하고 정밀하며 쉽게 관리할 수 있는 기능들이 더욱 중요하게 된다.

지리정보시스템을 데이터베이스의 관점에서 바라보는 견해는 공간자료를 효과적으로 처리해줄 수 있는 하나의 자료 구조적 차원에서 지리정보시스템을 바라본다. 이러한 견해는 특히 전산과학을 배경으로 갖는 사람들이 주로 받아들이는데, 이들에게 있어서는 효율적인 자료의 관리와 추출이 주요한 관심사가 된다.

마지막으로 공간분석의 수단이라는 측면에 중점을 두는 입장은 지리정보시스템을 하나의 정보과학이라든지 기술이라는 차원을 뛰어넘어 지리적 자료의 분석과 Modelling 기능을 강조한다.

지리정보시스템의 기본적인 기능 중 가스 산업 시설에의 적용 방향

⑴ 자료관리기능

공간좌표계로 등록된 공간자료와 속성자료는 서로 다른 체계(model)로 관리되지만, 상호연계가 이루어진다. 대표적인 속성자료 관리체계로는 RDBMS (Relational DataBase Management System)가 있으며, 공간자료의 관리 체계에는 X-Y Model, Spaghetti Model, Topology(위상) Model등이 있다.

즉, 이미 구축하여 사용중에 있는 문자위주의 Database는 업무에 도움을 주는 문자와 숫자 형태의 data만 가지고 있을 뿐 지리적인 요소를 내포하고 있지 않고, CAD에 기반을 둔 Database는 지도의 관리와 조회에는 도움을 주지만 지도 상의 요소에 대한 속성의 검색을 할 수는 없다. 하지만 국내에서 사용되고 있는 지리정보시스템의 S/W에서는 이미 구축되어 사용중인 Database에 속성자료 또는 공간자료에 대한 Database만 새롭게 구축하게 되면 하나의 지리정보시스템이 구축되어진다.

⑵ 자료변환기능

국내에서 사용되고 있는 지리정보시스템 관련 S/W는 각각의 독특한 자료구조 (Data Format)를 지니고 있는데 지리정보시스템에는 이러한 자료구조를 호환 가능하게 변환시켜주는 기능이 있다.

이 기능을 사용하게 되면, 지리정보시스템을 구축한 기관에서 기관에서 추가적으로 다른 기관에서 구축한 지리정보시스템의 공간자료와 속성자료중 필요한 부분만 가져와 참고하고자 할 때 지리정보시스템을 구축한 S/W를 따질 필요가 없다는 것이다. 그러므로 서로 다른 기관에서 서로의 정보를 공유할 수 있어서 같은 정보를 이중으로 구축하지 않아도 된다는 이점이 있다.

⑶ 자료분석기능

지역분석에 꼭 필요한 기능으로 점, 선, 다각형, 가중치(Weight) 완충 지역 분석이 있다. 예를 들면 정량적 위험성 평가의 결과로 어떤 지역의 사고 예상 지점으로 부터 피해 반경이 20Km라는 결과를 얻었을 경우에 실제 도면에 이 피해 예상 지역을 나타내줄 수 있는 기능이다.

가중치 완충 지역 분석은 점, 선, 다각형의 자료에 파급효과와 관련되는 속성에 따라 가중치를 다르게 적용할 수 있는 분석기능이다. 이 기능은 앞의 예에서 피해 예상 지역내에 어떤 종류의 방재 대책을 하였을 경우에 얻을 수 있는 피해의 감소 결과를 실제 도면에 나타내 방재 대책의 효율을 높일 수 있다.

또한 도형과 속성자료가 각기 구축된 레이어를 중첩시켜 새로운 형태의 도형과 속성 레이어를 생성하는 기능이 있다. 즉, 도면으로 작업하는 경우 여러 가지 도면을 옆에 나란히 놓고 비교해가며 작업해야 할 것을 각 도면중 필요한 정보들만 골라 한 도면으로 중첩시켜 작업할 수 있는 기능이다. 그리고 앞의 예에서는 방재 대책을 하였을 경우와 하지 않았을 경우를 서로 비교·검토하기 쉽도록 한 도면에 같이 나타내줄 수 있는 기능이다.

선분자료의 각각에 가중치를 부여하고 최적의 가중치를 합산하는 등의 과정을 통하여 최적경로를 찾아주는 기법이 있다. 예를 들어 사고가 있어날 때, 가로망도를 참고로 하여 가장 빠른 시간 내에 사고처리를 해줄 수 있는 사고대책본부를 찾아서 가장 빠른 경로를 나타내줄 수 있는 기능이다.

결론

산업시설물의 위험관리에서 지리정보시스템 이용에 따른 정량적으로 파악할 수 있는 효과로는 다음과 같다.

산업시설물을 관리하는데 있어서 시간 감축과 산업장에서 작업 감독하는데  시간 절감의 효과가 있다. 그리고, 시설물의 효율적 유지 관리에 따른 비용 절감, 효과적 계획과 엔지니어링으로 비용 절감을 들수가 있다. 또한 다른 산업장과 정보의 표준화와 정확도를 향상시킬 수가 있으며, 최신의 정보를 획득하기 쉽고, 원하는 정보에의 신속한 접근을 기대할 수 있다.

또한, 정성적으로 파악할 수 있는 효과로는 다음과 같다.

보다 많은 정보 획득과 작은 노동시간의 투여로 더 효과적 분석을 할 수 있고 불가능했던 분석을 수행할 수 있는 능력이 생길 수 있다. 그리고 의사결정에 있어서 정확도와 신뢰도를 향상시킬 수 있다.

참고문헌

□유근배 □지리정보론□ 상조사

□□서울시 지리정보시스템 구축에 관한 연구□ 서울시정개발연구원 1993

□□지리정보시스템 활용기법□ 과학기술원 1993

□□중대산업사고 예방대책□ 한국산업안전공단 1993

□□선진국의 중대산업사고예방제도 및 위험성평가기법과 국내도입 방안□ 한국산       업안전공단 1994

그림 . 지리정보시스템 구축의 기본 구조

그림  지리정보시스템에서의 DBMS와 CAD 기반의 Database의 융합