──가리아 교수님이 EXODUS 개발을 시작한 계기는 무엇이었나요?
| 가리아 | 현재, 나는 영국 그리니치 대학교에서 화재 안전 공학 그룹 디렉터를 맡고 있으며 연구실에는 스탭이 32명있습니다. 여기서 피난
시뮬레이션 소프트웨어 「EXODUS」와 화재 시뮬레이션 소프트웨어「SMARTFIRE」를 개발합니다. 학창시적은 대학교에서 2과목 전공을 했었습니다. 박사호를 땄을 때엔 별의 모델링을 하고 있었습니다. 별 회전을 고려해서 수치 유체 해석 (CFD)와 좌기 유체 역학에서 거동을 표현하는 것입니다. 그 후 나는 철강 회사에서 좌기를 포함한 유체를 해석하는 CFD에서 해석하는 기술자로서 일하고 있었습니다. 제강로에서 녹은 철강을 연속적으로 슬랩상으로 가공하는「연속 주조」라는 과정을 시뮬레이션했습니다. 그리고 세인트 앤 드루즈대학교에서는 좌기 유체 해석으로 태양의 흑점 생성 과정을 연구했습니다. 그 후 그리니지대학교에 옮겼을 때였습니다. 1985년에 맨체스처공항에서 보일737형기가 지상 활주중에 화재가 발생한다는 사고가 나서 55명이나 사망했습니다. 항공기는 90초로 모든 승객, 승무원들이 비행기 밖으로 피난할 수 있도록 설계되어 있었습니다. 그런데도 불구하고 55명이나 사망했다는 것이 신기했습니다. 이 사고가 동기가 되어 EXODUS 프로토타입이 되는 소프트웨어를 개발하기 시작했습니다. |
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| ▲EXODU 폭넓은 용도에 대해서 설명하는 가리아 교수님(포렘이이트 도쿄 본사에서 ) |
──왜 90초로 사람들 모두 피난하지 못 했을 까요?
| 가리아 | 보잉 737형기 사고에서는 자리가 옆자리였다는 2명 중 1명은 살아남고 또 한명은 죽을 경우도 있었습니다. 그래서 나는 사고로
살아남은 사람들한테 물어보고 조사를 했습니다. 그러면서 생각치도 못 한 사실을 알게 되었습니다. 살아남은 사람은 옆에 있는 사람이 움직이지 않았기 때문에 피난하고 싶어도 자리에서 움직일 수 없었습니다. 그래서 그가 한 행동은 자리를 뛰어 넘어 이동했습니다. 그것으로 인해 비상구까지 갈 수 있었습니다. 자리를 뛰어 넘어 이동한 사람들 중 대부분은 젊은 사람들이었습니다. 그리고 보잉사와 더글러스사 등 각 비행기 기업들이 「90초 테스트」를 했을 때 찍은 비디오도 입수해서 한 명 한 명이 피난하는 모습을 해석했습니다. 그 결과 탈출구에서 미끄럼대같은 탈출 슛으로 지상에 내려올 때도 많은 사람들이 망설이기 때문에 탈출 시간이 길어졌다는 것도 밝혀졌습니다. 이 시간도 비상구 폭이 2명 서서 탈출할 수 있는 지 아니면 한 명씩 탈출구에서 직접 지상에 내려오게 되어 있는지 한번 주익 위에 올라간 다음에 내리는 지 등으로 인해 많이 달라집니다. 그 결과 탈출하는데에 걸리는 시간과 인원수는 「정규 분포」로 나타낼 수 있는 것을 알게 되었습니다. 화재가 가 발생했을 때 1분당 몇명이 비상구에서 도망갈 수 있는지는 비상구 면적과 폭 등으로 단순히 산출 할 수 있는 것이 아닙니다. 이런 긴급시의 사람 심리와 행동 특징을 집어 넣은 소프트웨어는 「Air EXODUS」로서 1992년에 완성했습니다. 이 해석 정밀도는 실제 결과랑 거의 일치했습니다. 다음으로 생각한 것이 빌딩과 선박에 적용한다는 것이었습니다. 항공기와 달라서 층이 여러 층이 있고 다양한 통로과 계단을 골라가면서 피난을 하기 때문에 피난 경로도 복잡합니다. 그리고 선박일 경우엔 배가 기울면 방향에 따라 도망가는 속도가 달라집니다. 그래서 항공기보다도 복잡한 모델을 만들 필요가 있었습니다. 그리고 이 소프트웨어를 건물용으로 한 「building EXODUS」, 선박용으로 한「maritime EXODUS」를 개발했습니다. 한편으로 건물과 선박 내부에서 화재가 발생해서 연기와 불이 퍼져 가는 과정을 수치 화재 동력학으로 시뮬레이션하는 「SMARTFIRE」라는 소프트웨어도 개발했습니다. EXODUS는 다양한 건물과 항공기 설계를 하는데에 사용되고 있습니다. 호주 시드리 올림픽과 중국 북경 올림픽 스타디움, 뉴욕 자유의 여신 , 그리고 에어버스 등에 사용되었습니다. 여태까지 35개국에서 사용되고 있습니다. 설계 기분으로 대응할 수 있는 단순한 건물이나 시설이 아니라 성능 설계가 적용되는 건물과 항공기 설계에서 사용될 예가 많습니다. |
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| ▲2003년에 한국에서 발생한 지하철 화재 현장, 화재 발생 당시 바로 도망간 사람은 7%밖에 안 되어 절반 이상은 가만히 있었을 뿐이었다. | ▲광장에서의 군집 움직임(왼쪽)과 Exodus로 인한 해석 결과(오른쪽)은 정량저그 정성적으로 놀랄 정도 일치되었다. (자료 제공：Edwin R Galea) | |||
──긴급시에는 빨리 도망가려고 해도 사람의 흐름은 유체가 흐르듯 단순한 이론으로는 해석할 수 없군요.
| 가리아 | 네. 전에 긴급 사태가 일어나도 탈출 시간에 영향을 주는 근본적인 원인으로서 피난해야 할 상황이 돼도 바로 사람들이 움직이지
않다는 문제가 있습니다. 이것을 「응답 시간」이라고 부릅니다. 일반적으로는 사고가 일어나면 사람들은 바로 피난하기 시작한다, 즉
응담 시간은 제로라는 전제로 탈출 시간 등을 생각하기 마련이지만 실제 행동은 크게 다릅니다. 나는 지금까지 화재와 사고로 살아남은 사람과 1000명 이상 만나서 조사를 했습니다. 그 행동 데이터는「ASK 데이터 베이스」에 기록하고 있습니다. 예를 들어 2001년에 미국 뉴욕에서 일어난 동시 다발 테러에서 붕괴한 월드 트레이드 센터 빌딩에서 탈출한 300명에게 3년을 걸어 인터뷰하고 조사를 한 결과 알게 된 것은 사고 발생한 지 15분 동안 행동을 하지 않았다는 사람도 있었습니다. 응답 시간 등의 피난 행동에는 사람들 문화 차이가 굉장히 크며 「안전 문화 연구국(Bureau of Security and Culture)」이라는 조직에서는 이것을 알아보기 위해서 체코, 폴란드, 타키, 영국 4개국 대학교 도서관에서 피난 실험을 실시했습니다. 실험 전날 밤 늦은 시간에 각 도서관에는 50대 몰래 카메라를 설치해 갑자기 피난 경보를 울립니다. 그리고 학생들이 어떤 피난 행동을 할 지 기록해 해석한 것입니다. 사전 예상으로는 영국 학생들이 가장 먼저 도망갈 거라고 생각했습니다. 하지만 실제로 가장 우수한 학생은 타키 학생들이었습니다. 그 이유는 잘 모르겠지만 과거에 큰 지진을 경험했던 것이 영향을 받았을 수지도 모릅니다. 그리고 두 번째가 폴란드, 세번째가 영국, 네번째가 체코라는 결과가 나왔습니다. 알아본 결과 피난 경보를 들어본 적이 없다는 학생이 영국에선 70%、체코에서는 90%나 있었습니다. |
──사함들 행동에는 문화 차이 등도 크게 영향을 미치는 거죠?
| 이마무라 | 맞아요. 예를 들어 거리에서 군집 움직임에 영향을 주는 것들 중에 에스컬레이터가 있습니다. 흥미로운 것은 에스컬레이터에 그대로
서 있는 사람과 걸어가는 사람의 비율이 나라마다 다르다는 것입니다. 스페인 바르셀로나, 중국 상해, 영국 런던에서 조사를 한 결과
상해에서는 90프로 사람들이 그대로 에스컬레이터에서 서 있다는 결과가 나왔습니다. 반대로 거든 사람이 많은 것은 런던입니다. 바르셀로나에서도
걷는 사람은 많았지만 런던만큼은 아니었습니다. 그리고 고픙 빌딩 화재로 인한 피난에서는 엘레베이터를 이용하는 사람이 얼마나 있는지에따라 피난 시뮬레이션 결과가 달라집니다. 엘레베이터를 기다리는 시간과 자신이 있는 층의 높이가 포인트로 됩니다. 이것을 알아보기 위해 인터넷에서 세계적인 설문조사를 실시했습니다. 전제 조건으로서 화재시에도 엘레베이터 안전성은 확보되는 것으로 했습니다. 그 결과 3명 중에 한 명이 엘레베이터를 사용한다고 대답했습니다. 나라별로 보면 미국은 이분의 일, 중국은 사분의 일, 영국은 삼분의 일, 독일은 삼분의 일약이라는 결과처럼 여기서도 문화 차이가 엘레비이터 이용률에 반영되었습니다. 좀더 자세히 계별로 살펴보면 일반적으로 높은 층에 있는 사람들만큼 엘레베이터를 사용합니다. 하지만 30층이상이라고 절대로 엘레베이터를 사용하지 않다는 사람이 20%이나 되는 것을 알게 되었습니다. 그리고 기다리는 시간이 길어지면 엘레베이터를 타는 사람은 지수 관수적으로 줄어갑니다. 대부분 사람들은 10분 지나면 계단을 선택하고 아무리 오래 기다린 사람이라도 15분이 한계였습니다. EXODUS에는 이런 나라와 문화 차이로 인한 사람들의 행동 패턴을 데이터로 집어 넣었습니다. |
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| ▲나카메구로 여객 유동 시뮬레이션 EXODUS와 UC-win/Road를연계함으로써 군집 움직임을 가시화 |
──EXODUS는 유체 역학이나 구조 역학이라고 한 순수한 물리 법칙으로 일을 시뮬레이션하는 소프트웨어가 아니라 문화 차이, 국가 차이로 인한 인간 심리와 행동 차이에 대한 동찰을 생각하고 해석을 하는 소프트웨어라는 점이 가장 큰 특징이겠네요. は
| 가리아 | 그러네요. 그리고 오른손집이, 왼손잡이, 생활 습관 등도 피난 행동에 영향을 끼칩니다. 예를 들어 도망가는 길이 2개로 갈라져
있을 경우 어느 쪽을 선택한다는 법칙이 있습니다. 36개국 사람들을 대상으로 알아본 결과 오른손잡이 사람은 64%가 오른 쪽 길을
선택했습니다. 그 비율은 교통 규칙으로 인해 바뀝니다. 미국, 중국 등 오른 쪽 통행 나라 사람들은 무려 75% 사람들이 오른
쪽 길을 선택했습니다. 한 편 일본, 영국 등 왼 쪽 통행을 하는 나라 사람들은 60%이었습니다. 이 얘기를 영국 BBC 방송에서 했더니 뉴지랜드의 심림 수색원에게서 메일 받았습니다. 산속에서 길을 잃어버린 사람을 찾을 때 70～80%는 오른 쪽에 가면 발견할 수 있었다고 합니다. 그는 그것을 계속 신기해 하다가 내 얘기를 듣고 납득이 갔다고 합니다. 다음에 릴리스될 EXODUS 최신판에서는 이 연구 성과를 집어 넣은 「경로 탐색 기능(Way Finding)」이라는 기능을 탑재합니다. 평소엔 안내 표식과 최단 거리, 다른 사람들 정보로 피난할 수 있도록 프로그램되어 있습니다. 그것 때문에 경로 탐색을 「오프」로 하면 군집은 최단 거리 경로에서 피난을 하려고 합니다. 하지만「온」으로 하면 최단 경로 외에 좌우에 갈라져서 도망가는 사람들도 나오는 것을 확인할 수 있습니다. |
──이번 동일본 대지진 재해에서는 쓰나미로 인해 큰 피해를 입었습니다. 쓰나미 피해를 경감하기 위해서 EXODUS를 사용할 수 있을 까요?
| 가리아 | 나는 쓰나미 전문가는 아니지만 쓰나미의 피난에도 EXODUS는 사용할 수 있다고 봅니다. 그런 경우 EXODUS를 몇 킬로미터
사방이라는 큰 규모의 문제를 취급할 수 있도록 기능을 확장할 필요가 있을 겁니다. 피난소 위치와 경로, 경보 울림, 응답 타임 등을 설정하면 쓰나미 피난 시뮬레이션과 피난 전략 책정에 EXODUS는 사용할 수 있을 겁니다. 이때 사람뿐만 아니라 차 움직임과 같이 생각할 필요가 있습니다. 예를 들어 EXODUS과 UC-win/Road를 연계해서 사람과 차 움직임을 시뮬레이션하는 방법 등도 생각할 수 있습니다. 응답 시간에 대해서는 쓰나미일 경우는 모르겠지만 BESECU에는 유럽에서는 홍수중의 피난 데이터가 있습니다. |
──지금까지 긴급시 탄출에 성공한 사람들에게 인터뷰 조사를 했다고 하셨지만 살아남기 위해서 필요한 테크닉같은 것은 있나요?
| 가리아 | 대규모 재해가 일어났을 때엔 트위터와 페이스북, 유튜브 등 소셜 네트 워크 서비스 (SNS)와 휴대 전화가 피해지와 행정 사이에서
쌍방향 통신 수단으로서 기능해 동영상과 사진, GIS등 정보 교환을 가능하게 합니다. 이것들의 통신 수단은 평소부터 자주 이용하는
것이기 때문에 피래시에도 기능하기 쉽습니다. 다만 재해가 일어났을 때엔 우선 안전한 곳으로 도망가는 것이 가장 중요합니다. 그 그 후 정보 발신을 하도록 해야 합니다. 뉴욕 동시 다발 테러가 일어났을 때 월드 트레이드 센터 빌딩에 있던 많은 사람들이 우선 휴대폰으로 「SOS」를 발신했습니다. 이것은 순서가 반대라고 할 수 있습니다. 이런 경우 우선 건물부터 나오는 것이 최우선으로 해야 합니다. |
──EXODUS를 기존의 건물과 시설을 이용해서 사람 목숨을 구하는 방법은 있습니까?
| 가리아 | 행정등 거대한 재해에 지휘를 담당하는 사람들은 바로 판단을 할 수 있도록 평소에도 훈련을 하는 것이 중요합니다. 실지에 가서
경험을 쌓을 기회는 거의 없기 때문에 UC-win/RoadやEXODUS에서 재해시를 재현하고 시시각각 변해가는 상황을 토대로 피난하는
사람들과 구조대에 대한 지령을 어떻게 할 것인지 훈련하는 것입니다. 예를 들어 화재가 발생하는 빌딩 25층에 소방소를 보낼 것인지를 판단하는 훈련입니다. 고정밀도의 모델과 표현력이 높은 시스템을 사용함으로써 유효한 훈련을 할 수 있습니다. 2년전에 앞에서 논한 맨체스터 공항에서 일어날 B737 형기 화재 사고에 대해서 다시 SMARTFIRE와 EXODUS로 시뮬레이션을 했습니다. 그 결과는 사망자가 50～61명이며 평균은 57명이었던 것 같습니다. 불이 난 데나 비상구 위차를 알고 있으면 고정 밀도로 결과를 예측할 수 있는 시대가 왔습니다. 앞으로 EXODUS 적용 분야로서는 시설 설계뿐만 아니라 일어난 사고 등의 검증도 중요하게 될 것입니다. 그리고 화학 병기를 사용한 테러에의 대책도 생각할 수 있습니다. 예를 들어 유독 가스를 지하철역이나 회사 공조 시스템에 분출했을 때 입을 피해를 상정해서테러리스트 대책을 검토하는 것입니다. |
──감사합니다.
(취재/질필●이에이리 료타)
