Minimax 분석을 통한 센서 배치 최적화와 비용절감에 관한 연구

Abstract

복합건축물의 수가 많이 밀집되어 있는 한국의 경우, 초기의 부적절한 대응으로 인한 초대형 재난으로 이루어질 확률이 높으며, 이때 조기 경보를 통한 재난전조 감시용 센서의 역할은 매우 중요하다. 사고감지에 있어 센서는 필수적이며, 실시간으로 유해물질의 농도를 기록하고 분석하여 사고를 예측 및 대응 할 수 있는 도구이다. 명백히, 센서의 설치 개수가 증가 할수록 더욱 정확하고 빠른 감지가 가능해진다. 하지만 이는 센서 당 감지 효율적인 측면과 설치 개수의 따른 비용증가를 초래하며, 감지가 중복이 되는 문제점이 발생함으로 적절치 못하다. 이에, 전체 비용을 줄이면서 센서의 감지 율을 높이기 위한 센서 배치의 최적화에 관련된 연구가 필요하다.

본 연구에서는 대기확산모델을 바탕으로 한 유해물질 별 확산도를 바탕으로 한 센서의 감지 확률을 구함으로서 센서 배치 최적화를 수치적인 계산으로 결정할 수 있는 방법에 관해 연구하였다. 이밖에 여러 참고 문헌을 바탕으로 단순히 수치적인 확률을 이용한 센서의 배치로 인한 단점을 경험적 지식을 포함하여 보완 하고자 했다. 이 모든 것을 바탕으로 최소의 비용으로 최대의 감지효과를 얻을 수 있는 최적의 센서 배치를 구할 수 있는 방법론은 formulation을 통하여 완성하는 것을 최종 목표로 잡았다. 또한 Case study를 통하여 그 방법론의 전체적인 논리의 타당성을 확인하였다. 이 방법은 실제 화학공장에서도 추가적인 요인을 첨가하면 복합건축물과 유사하게 적용 가능하며, 센서의 위치뿐만이 아닌 설치 개수까지 전체 비용을 바탕으로 선정할 수 있어 매우 유용하게 기여할 수 있을 것으로 기대된다.