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화재가 발생하면 인명 피해를 줄이기 위해 먼저 화재경보 비상벨을 누르고, 다른 사람에게 신속하게 알려야 한다. 화재 장소로부터 대피하기 위하여, 낮은 자세로 계단을 이용하여 화재 발생 지역으로부터 대피한다. 화재로 인한 연기가 많을 때에는 열기층 아래에 맑은 공기를 최대한 이용할 수 있도록 낮은 자세로 팔과 무릎으로 기어서 대피해야 한다[2].

가스가 누출되면 가스에 포함된 냄새로부터 누출을 감지할 수 있다. LPG(Liquid Petroleum Gas)는 바닥으로 먼저 쌓이고, LNG(Liquid Natural Gas)는 천정으로 모이기 때문에 냄새를 통해 가스 누출여부를 확인하고, 만약 가스 냄새가 난다면 신속하게 창문을 열어 신선한 공기로 실내를 환기시키고, 가스로 인한 추가 피해가 발생하지 않도록 대처해야 한다[2].

지진이 발생하면 땅이 흔들리고, 건물이 흔들리는 등 흔들리는 현상을 느끼게 된다. 지진이 진행되는 중에는 위에 있는 물건이 떨어지거나, 건물이 부서지는 등의 사고가 생길 수 있으므로, 떨어지는 물건이나 건물로부터 몸을 보호하기 위해 책상 등의 밑에 들어가 몸을 숨겨야한다. 또한 지진으로 인해 화재가 발생할 수 있는데, 이때는 화재를 조기에 진압하여 화재로 인한 피해를 줄일 수 있도록 한다. 그리고, 추가적인 피해를 줄이기 위해 전기와 가스를 차단하고, 출구를 통해 건물 밖 안전한 장로로 대피한다[2].

화재는 초기의 작은 불꽃에서 시작하여 대형 화재로 발전하기까지 발화기(incipient), 성장기(growth), 최성기(fully developed), 감쇠기(decay) 순으로 4 단계에 걸쳐서 진행한다[3]. 발화기 단계는 촛불과 같은 작은 불씨에서 시작하여 발화되므로 불꽃감지 센서나 적외선 센서를 이용하여 불꽃 또는 열발생을 통해서 감지할 수 있다. 성장기 단계는 화재가 커지는 단계이므로, 주변에 있는 물건들이 불 타고 화재가 진행되는 과정에서 이로 인한 연기 및 먼지가 급격하게 증가하는 시기이다. 따라서 성장기 단계에서는 화재로 인한 먼지를 모니터링하는 먼지 센서를 이용하여 갑자기 증가된 먼지 수치의 값을 측정하여 감지할 수 있으며, 온도 센서를 이용하여 급격히 증가하는 온도를 통해 화재로 인한 온도의 한계치를 기준으로 큰 화재로 성장하고 있다는 것을 감지할 수 있다. 화재가 계속 커지고 플래시오버 단계로 이르게 되면 빠른 속도로 큰 화재로 성장하게된다. 플래시오버가 발생된 시점부터는 최성기단계가 되고 온도도 최고로 올라간다. 감쇠기 단계는 화재로 인해 물건들이 거의 타거나, 화재가 진압되면서 정상범위의 온도가 측정되면 화재가 서서히 수그러지는 것을 감지할 수 있다.

이런 화재의 성장 단계에 따라 불꽃, 먼지, 온도 센서 등을 활용하며 화재를 감지할 수 있다. 그림 2는 화재로 인한 재난 탐지 대응 과정을 단계 별로 보여주고 있다.

Fig. 2. 
Disaster detection and response process by fire

가스 누출 사고는 가정과 공장 등 가스를 사용하는 환경에서 발생 할 수 있으며, 가스 누출이 폭발로 이어지는 경우 큰 재산 피해와 인명 피해를 가져온다. 일반적인 가정에서는 LNG 또는 LPG를 사용하고 있으며, 해당하는 가스의 누출을 감지할 수 있는 센서를 이용하여 가스 누출 상황을 감지할 수 있다. 가스 누출 사고 중 인화성 가스 누출로 인한 폭발사고는 큰 인명피해가 발생시킬 수 있으므로 안전하게 관리할 필요가 있다.

그림 3은 가스 누출 단계별 센서의 감지 및 대응 과정을 단계별로 보여주고 있다. 초기 누출 단계에서는 가스 센서의 값이 200 이상 증가하며 가스 검출량이 증가함으로써 누출을 감지하고 이에 대한 대처를 안내한다. 가스 누출량이 증가하면서 500 이상의 값이 감지가 되면 위험 단계에 해당하고 가스 누출에 따른 경고 및 위험을 예방할 수 있는 대응 방법을 안내한다.

Fig. 3. 
The process of detecting and responding to disasters caused by gas leakage

지진이 발생하면 건물이 흔들리고 기울어지는 현상이 발생한다. 따라서, 지진의 감지를 위해서 지진으로 인한 진동을 감지하거나 건물 및 물체가 기울어지는 것을 감지함으로서 지진의 발생을 감지할 수 있다. 진도 3이상의 지진이 발생하면 보통 사람이 느낄 수 있는 정도의 흔들림이 발생하게 되고, 진도 5이상의 지진이 발생하면 오래된 건물 또는 내진 설계가 안된 건물은 무너질 수 있는 정도의 흔들림이 발생한다. 본 시스템에서는 지진 발생을 감지하기 위해서 이로 인한 흔들림을 감지할 수 있는 가속도 센서와 자이로 센서를 이용한다. 지진으로 인한 흔들림이 발생하면 흔들리는 강도에 따라 움직임의 가속도 값이 커지게 되는데, 이 때 변화되는 값을 이용하여 지진 발생을 감지한다. 또한 지진으로 인한 변화는 건물이나 물체가 기울어지는 현상이 발생한다. 건물이 크게 기우는 경우 육안으로 쉽게 파악할 수 있지만 미세한 기울어짐은 육안으로 느낄 수 없는 경우도 있다. 하지만, 건물이 기울어짐에 따라 건물 바닥의 자이로센서 값이 변화하는데, 이 변화하는 값을 인식하면 건물의 기울어짐과 기울어진 각도를 구할 수 있다.

그림 4는 가속도 센서를 이용한 지진 감지 및 대응 과정을 보여 준다. 진도 1정도의 아주 미미한 지진은 가속도 센서 0.1 정도에서 감지되면 거의 피해를 주지 않으므로 안전한 상태로 대응하지만, 가속도 센서 0.5 이상에 해당하는 진도 3이상의 지진이 발생하는 경우 지진으로 인한 피해를 줄 일 수 있도록 지진 발생 가능성을 안내하고 피해를 줄일 수 있도록 대응한다.

Fig. 4. 
Earthquake detection and response process using an acceleration sensor

그림 5는 자이로 센서를 이용한 지진 감지 및 대응 과정을 보여주고 있다. 자이로 센서는 건물의 기울어짐을 감지하기 때문에 지진으로 인한 건물의 흔들림이 심한 경우 피해를 줄이기 위해서 기울어지는 정도에 따라 건물이 심하게 기우는 경우 붕괴 등의 추가 피해가 발생하기 전에 신속하게 대피할 수 있도록 안내한다.

Fig. 5. 
Earthquake detection and response process using a Gyro sensor