BIM기반 3차원 네트워크를 활용한 건축물의 물리적방호체계 정량적 평가시스템 개발

Abstract

우리나라는 경제가 성장하고 산업이 고도화됨에 따라 국가중요시설의 종류와 그 규모는 꾸준히 증가하였다. 특히 국가중요시설은 테러로 인해 시설의 기능이 상실했을 때 그 영향이 국가 전체에 미칠 수 있어 이에 대한 철저한 대비가 요구된다. 하지만 많은 시설들이 외부 침입이나 테러에 대한 고려 없이 설계되거나 기준에 미흡한 실정이다. 따라서 본 연구는 외부 침입으로부터 안전하게 설계되어야 하는 시설의 물리적방호체계를 정량적으로 평가하고 분석하는 시스템 개발에 목적이 있다. 또한 BIM(건설정보모델)을 활용하여 설계 초기 및 진행과정에서 시설에 대한 정보를 활용하여 정확하고 신속한 물리적방호체계분석이 가능한 도구를 개발하고자 하였다. 특정 시설의 물리적방호체계를 정량적으로 분석하는데 필요한 탐지, 지연 요소와 이들이 가지고 있는 속성을 Sandia National Lab.의 EASI 모델을 기반으로 평가하였다. EASI 모델은 외부 침입자의 동선을 Sequence Diagram을 기반으로 하기 때문에 BIM의 공간과 구성요소들을 네트워크(Edge+Node)로 재현하였다. 이렇게 재현된 네트워크는 Python기반 프로그래밍을 통해 모든 경로의 유효성 값과 취약경로를 찾아낼 수 있었다. 시뮬레이션을 통해 가상의 시설에 대한 물리적방호체계 취약성 분석을 수행하였고 3단계의 개선과정을 통해 설정한 기준에 도달될 수 있도록 개선안을 제안하였다.

In Korea, the types and sizes of important national facilities have steadily increased as the economy has grown and industry has advanced. Not only government facilities, but also private industrial facilities, there are a number of facilities that can affect the entire country when the facility's function is lost due to terrorism. However, many important national facilities are vulnerable to external attacks due to insufficient design considerations for external intrusion and terrorism. Therefore, this study aims to develop a system that quantitatively evaluates and analyzes the physical protection system of a facility that must be designed safely from external intrusion. In addition, this system makes it possible to accurately and quickly analyze the physical protection system information for the facility at the initial stage of design by using BIM. Through this, the designer can design a facility that can satisfy the required performance of the facility's physical protection system, and it can be used to reach the standard of an increasingly strengthened trend. The BIM-based physical protection system quantitative evaluation system analyzed detection and delay factors and their attributes based on the EASI model of Sandia Nation Lab. To this end, the sequence diagram of the external intruder of the EASI model was reproduced with the space and components of BIM as edges and nodes. The reproduced Edge and Node can find the physical protection system's effectiveness and weak paths of all paths through Python-based programming. Finally, the vulnerability analysis of the physical protection system for the sample facility was performed through simulation, and an improvement plan was proposed to reach the target value through three upgrade processes.