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논문 기본 정보
- 자료유형
- 학위논문
- 저자정보
- 지도교수
- 박승준
- 발행연도
- 2023
- 저작권
- 한국공학대학교 논문은 저작권에 의해 보호받습니다.
이용수501
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인공지능(AI)과 빅데이터를 활용한 화학사고 예측
- 기상상태와 물질 특성이 화학사고 발생에 미치는 영향 -
과거 화학사고로 인한 재난을 거울삼아 국내외 화학물질 관리 체계가 고도화하고 있으며, 국내에서도 소관 부처별로 직접적인 사고 원인인 불안전한 행동·상태에 집중하여 화학물질을 관리하고 있다. 예방·대비·대응·복구의 4단계 모두 중요하며 특히 화학사고가 발생하지 않도록 예방하는 것이 최우선의 목표가 되어야 한다.
화학물질을 다루는 공정의 위험성 평가를 통해 인적·물적 요인 외에도 기상요소, 물질의 특성이나 양 등이 유해·위험 요소로 작용한다는 것이 알려졌다. 본 연구에서는 2014년부터 2021년까지 국내에서 발생한 673건의 화학사고 정보, 화학물질 통계조사 결과, 기상정보, 법령정보, 화학물질 국제분류체계, 한국표준산업분류 및 지역 정보를 이용하여 화학사고 발생과 관계가 있는 요인을 찾고 이를 이용하여 사전에 화학사고를 예측 가능한지를 알아보았다. 이를 위해 각 데이터를 시각화, 정규화하였고, 빅데이터와 인공지능 관련 분석 방법을 이용한 예측모형을 구축하여 상관관계 분석, 로지스틱 회귀분석, K-최근접이웃기법, 의사결정트리 등의 방법으로 화학사고 발생을 예측하였다.
본 연구에서는 화학사고와 관련된 주요 요인을 기상요인, 물질의 물리·화학적 성질 및 양, 산업, 지역으로 파악하였다. 먼저 기상청에서 측정한 기온, 기압, 상대습도, 시정 등의 기상요인을 구간으로 나누고, 각 구간의 비율을 확인하므로써 어떤 기상요인이 화학사고의 발생과 상관관계가 있는지 알아보았다. 둘째, 화학물질의 물리적·화학적 유해성을 표현하는 GHS 등의 분류코드를 이용하여 피부부식성 물질, 압축가스 등 어떤 물질이 많을 때 화학사고의 가능성이 높은지 알아보았다. 셋째, 화학사고가 발생한 지역과 업종별 화학사고 빈도를 따져보아 집중적이고 전문적인 관리가 필요한 지역과 업종을 제시하였다.
본 연구를 통해 밝힌 기상요인, 물질의 물리·화학적 특성, 취급량, 지역 및 업종에 따른 사고확률을 사업장 자체의 공정 및 설비로 인한 사고확률에 반영하면 화학사고를 보다 빠르고 확실하게 예측할 수 있을 것으로 기대된다.
- 기상상태와 물질 특성이 화학사고 발생에 미치는 영향 -
과거 화학사고로 인한 재난을 거울삼아 국내외 화학물질 관리 체계가 고도화하고 있으며, 국내에서도 소관 부처별로 직접적인 사고 원인인 불안전한 행동·상태에 집중하여 화학물질을 관리하고 있다. 예방·대비·대응·복구의 4단계 모두 중요하며 특히 화학사고가 발생하지 않도록 예방하는 것이 최우선의 목표가 되어야 한다.
화학물질을 다루는 공정의 위험성 평가를 통해 인적·물적 요인 외에도 기상요소, 물질의 특성이나 양 등이 유해·위험 요소로 작용한다는 것이 알려졌다. 본 연구에서는 2014년부터 2021년까지 국내에서 발생한 673건의 화학사고 정보, 화학물질 통계조사 결과, 기상정보, 법령정보, 화학물질 국제분류체계, 한국표준산업분류 및 지역 정보를 이용하여 화학사고 발생과 관계가 있는 요인을 찾고 이를 이용하여 사전에 화학사고를 예측 가능한지를 알아보았다. 이를 위해 각 데이터를 시각화, 정규화하였고, 빅데이터와 인공지능 관련 분석 방법을 이용한 예측모형을 구축하여 상관관계 분석, 로지스틱 회귀분석, K-최근접이웃기법, 의사결정트리 등의 방법으로 화학사고 발생을 예측하였다.
본 연구에서는 화학사고와 관련된 주요 요인을 기상요인, 물질의 물리·화학적 성질 및 양, 산업, 지역으로 파악하였다. 먼저 기상청에서 측정한 기온, 기압, 상대습도, 시정 등의 기상요인을 구간으로 나누고, 각 구간의 비율을 확인하므로써 어떤 기상요인이 화학사고의 발생과 상관관계가 있는지 알아보았다. 둘째, 화학물질의 물리적·화학적 유해성을 표현하는 GHS 등의 분류코드를 이용하여 피부부식성 물질, 압축가스 등 어떤 물질이 많을 때 화학사고의 가능성이 높은지 알아보았다. 셋째, 화학사고가 발생한 지역과 업종별 화학사고 빈도를 따져보아 집중적이고 전문적인 관리가 필요한 지역과 업종을 제시하였다.
본 연구를 통해 밝힌 기상요인, 물질의 물리·화학적 특성, 취급량, 지역 및 업종에 따른 사고확률을 사업장 자체의 공정 및 설비로 인한 사고확률에 반영하면 화학사고를 보다 빠르고 확실하게 예측할 수 있을 것으로 기대된다.
목차
목 차List of Tables ⅲList of Figures ⅴ국문요약 ⅷ제1장 서론 11. 연구의 배경 12. 연구의 목적 5제2장 선행연구 6제1절 관련제도 및 선행연구 61. 화학물질 관리제도 및 화학사고 예방 제도 62. 화학물질 위험성 평가 방법 9제2절 연구방향 설정 131. 화학사고 현황 132. 화학사고 요인 및 근본적 원인 193. 빅데이터와 인공지능의 활용 21가. 빅데이터 21나. 인공지능 22제3장 연구방법 29제1절 연구방법 및 과정(개요) 29제2절 기상정보 및 화학물질 데이터 수집 311. 화학사고 및 화학물질 데이터 등의 수집 312. 기상정보 데이터 수집 36제3절 데이터 시각화와 분석 411. 데이터 시각화 41가. 업종별 사업장 현황 분석 41나. 화학물질 관리 법령 형태소 분석 43다. 기상정보의 시각화 48라. 화학물질 분포의 시각화 512. 회귀분석 등 인공지능 분석 60제4장 연구결과 63제1절 기상정보에 따른 화학사고 발생 예측 63제2절 화학물질 특성에 따른 화학사고 발생 예측 681. 화학사고 발생 물질에 대한 고찰 68가. 국내법 상 특정물질과 화학사고와의 관계 70나. GHS 구분과 화학사고의 관계 76다. NFPA 구분과 화학사고의 관계 992. 업종에 대한 고찰 103제5장 결론 107제6장 제언 110참고문헌 111Abstract 118
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