소형선박 기관실 내 화재 시 개구부 유동 및 온도에 대해 FDS(Fire Dynamics Simulator)를 이용하여 화재시뮬레이션을 수행하였다. 열방출률이 10 kW 급인 경유(Diesel) 화재를 대상으로 하였고, 천장 통풍통의 위치, 측면 개구부 유·무 및 크기에 대한 영향을 파악하였다. 측면 개구부의 유·무 및 크기는 연기 거동 뿐 아니라 개구부를 통한 질량 유량 및 온도에 지대한 영향을 미쳤다. 측면 개구부가 미설치되거나 크기가 작은 경우 연기층이 기관실 내 바닥까지 도달하였고, 측면 개구부의 크기가 증가함에 따라 개구부를 통한 질량 유량이 증가하고 온도는 감소하는 경향이 나타났다. 반면, 천장 통풍통의 위치가 연기 거동, 개구부를 통한 질량 유량 및 온도에 미치는 영향은 측면 개구부 크기에 비해 상대적으로 미미한 것으로 관찰되었다. 따라서 소형선박의 기관실 내 화재 시 안전성 향상을 위해서는 천장 통풍통 위치보다 측면 개구부의 크기가 더 중요한 설계 인자인 것으로 판단된다.

화재의 초기 검출은 인명과 재화의 손실을 최소화하기 위한 중요한 요소이다. 불꽃과 연기를 신속하면서 동시에 검출해야 하며 이를 위해 영상 기반의 화재 검출에 관한 연구가 다양하게 진행되고 있다. 기존의 화재 검출은 불꽃과 연기의 특징을 추출하기 위해 여러 알고리즘을 거쳐서 화재의 검출 유무를 판단하므로 연산량이 많이 소모되었으나, 딥러닝 알고리즘인 합성곱 신경망을 이용 하면 별도의 과정이 생략되므로 신속하게 검출할 수 있다. 본 논문에서는 선박 기관실에서 화재 영상을 녹화한 데이터로 실험을 수행 하였다. 불꽃과 연기의 특징을 외각 상자로 추출한 후 합성곱 신경망 중 하나인 욜로(YOLO)를 이용하여 학습하고 결과를 테스트하였 다. 실험 결과를 검출률, 오검출률, 정확도로 평가하였으며 불꽃은 0.994, 0.011, 0.998, 연기는 0.978, 0.021, 0.978을 나타내었고, 연산시간 은 0.009s를 소모됨을 확인하였다.

선박 거주구역에 화재발생 시 화재시뮬레이션 도구를 이용하여 화재확산형상을 실시간으로 예측하고 상황에 따른 적절한 대응방안을 제시할 수 있다면 화재사고로 인한 인명피해를 최소화시킬 수 있을 것으로 예상된다. 그러나 오늘날 화재시뮬레이션은 해 석대상공간의 크기와 그리드 개수에 따라 해석을 하는데 있어, 매우 장시간을 필요로 하는 현실적 한계가 있다. 이에 이 연구에서는 화재시뮬레이션 시간단축을 목적으로 선박 거주구역 화재시뮬레이션에 적용할 수 있는 격자크기와 생성방법에 대한 연구를 수행하였 다. 연구결과 선박 거주구역에 적용되는 격자크기는 0.25[m] 이내의 값을 사용하는 것이 가장 효율적인 것으로 판단되었다. 또한 single mesh 격자생성방법으로 수행했을 경우와 비교하여, multi mesh 격자생성방법으로 시뮬레이션을 수행하였을 때 가시거리 값은 4.3 %, 온 도 값은 8.3% 이내에서 유사하고 해석시간은 약 80% 감소하였기 때문에, multi mesh 방법으로 격자를 생성하는 것이 해석시간을 단축 하는데 있어 매우 효과적임을 확인하였다.

Special Conditions of the ship are required to establish sufficient prevention and preparation for emergency escapes, due to their limitations to escape on the presence of the sea and the lake. In the rapid ship fire as an accident at sea, it is hardly predicted to take time for rescue team and so the emergency plan should be established until rescued. Especially the passenger ship transporting many people, such as Sewal ship accident should be emphasized to establish the prevention and training plan for the ship fire.

소방선은 해상에서 발생한 화재와 같은 사고로 부터 인명과 재산을 보호하기 위하여 제작된 특수선이다. 이러한 소방선의 조작 능력 은 불의에 발생한 해상 사고에 대해 소중한 생명과 재산을 보호하는 대처 능력과 직결된다. 소방선 조작 능력의 향상을 위하여 자주 다양한 훈 련을 해야 하지만 출항에 따른 비용과 수반되는 위험, 해상의 기상과 시각에 따른 제약 등으로 현실 상황에서는 훈련에 제한이 있다. 따라서 적 은 비용으로 제한없이 다양한 훈련을 수행할 수 있는 소방선 훈련 시뮬레이터 시스템을 개발하였다.

항해 중 발생하는 선박의 화재는 외부로부터 소방 활동을 기대할 수 없으므로 선내에서 자체적으로 처리해야 하기 때문에 매우 위험하다. 더구나 여객선의 경우에는 재산상의 피해는 물론이고, 대형 인명 사고로 이어질 수 있으므로 더욱 심각하다 화재가 발생하며 연소과정에서 열 뿐만 아니라 많은 연기가 동시에 발생하고 다량의 유독성 연기는 질식사와 같은 인명피해를 가져오게된다. 이 연구의 목적은 선박의 실내공간에서 화재의 크기 및 위치에 따른 연기거동 특성을 규명하는 것이다. 화원의 크기를 두가지로 하고 세가지 형태의 화재 위치에 따라 실험적 연구를 수행하였다. 그 견과 연기 및 열의 확산 특성은 모서리형 화재에서 가장 가파른 상승 곡선을 보였다.

선박사고는 환경적인 요인으로 인해 경사가 항상 존재한다. 선박의 경사는 선내 재실자의 피난 이동속도뿐만 아니라 선내 화재성 장에도 영향을 미치기 때문에 화재해석 시 경사조건을 고려하여 위험분석을 할 필요가 있다. 이에 이 연구에서는 FLUENT를 이용하여 선박의 횡경사와 종경사 변화에 따라 산정된 온도결과 값에 의해 화재에 미치는 영향을 분석하였다. 화원의 위치를 기준으로 횡경사가 –10°일 때 37초, 종경사는 –10°일 때 36초 이내에 피난을 해야 하는 반면, 횡경사가 +10°, 종경사가 +10°인 경우 피난에 영향을 미치지 않을 것으로 예측되었다. 이와 같은 결과를 바탕으로, 선박화재 시 화재발생위치를 기준으로 횡경사와 종경사를 고려하여 피난유도 및 대책을 마련해야함을 확인하였다.

본 논문은 선박 화재 상황에 대한 비상 대처 훈련을 가상 환경에서 수행하는 가상 선원 훈련 플랫폼을 제안한다. 제안하는 플랫폼 은 HMD 기반의 몰입형 가상 환경을 제공하여 훈련 효과를 높일 뿐 아니라 네트워크를 통하여 다중 피훈련자가 함께 훈련에 참여하기 때문 에 가상 환경에서의 협동 훈련을 수행할 수 있다. 본 플랫폼은 FDS 및 CFAST 기반의 오프라인 화재 시뮬레이션 결과를 기반으로 사실적인 화재 확산 및 시각화를 제공한다. 선박 화재 상황에 대한 해양 안전 교육 기관의 교재 시나리오를 기반으로 구현한 본 훈련 플랫폼은 기존의 절차 숙달 훈련에 더불어 몰입형 가상 기술을 이용한 장비 숙달 및 환경 숙달 훈련을 제공한다. 구현된 가상 선원 훈련 플랫폼은 장비 작동, 환경 통제, 원격 현장감을 기반하여 선원의 훈련도를 향상시키고 다수의 피훈련자가 실시간으로 임무를 공동 수행하는 가상 협력 훈련이 가 능함을 보였다. 또한 구현된 플랫폼은 화재 진압 요령, 승객 유도 방법 등 다양하고 세부적인 기능 숙달 훈련이 가능함을 보였다