연안 도시는 태풍 발생 시 강풍의 영향에 취약한 지역이다. 영향을 예측하기 위해, 본 연구는 앙상블 k-최근접 이웃(ensemble k-Nearest Neighbors, k-NN)으로 생성된 태풍 진로 예측을 태풍 중심의 기준 위치로 통합하는 새로운 접근법을 제안한다. 앙상블 k-NN 기반 태풍 진로를 통해 보정한 전역 기상 예측 데이터를 OpenFOAM 모델 시뮬레이션으로 전환하여, 다수의 장애물이 존재하는 도시 스케일 바람을 산출하였다. 본 연구의 대상지인 부산광역시의 교량 중 동해를 마주하는 광안대교는 2007년 나리(Nari), 2016년 차바(Chaba), 2018년 시마론(Cimaron) 등 세 차례의 태풍 사건을 통해 본 접근법을 평가하는 데 사용되었다. 시뮬레이션 결과는 웹 프레임워크로 Node JS, 데이터베이스 관리로 PostgreSQL 및 PostGIS, 3차원 시각화를 위한 주요 JavaScript 라이브러리로 CesiumJS를 활용하여 3D 웹 애플리케이션 프레임워크에서 배포하였다. 연구 결과는 교량의 관측 풍속 관측소에 대해 상관계수, 평균절대오차(mean absolute error, MAE), 제곱근평균오차(root mean square error, RMSE)가 각각 0.902, 1.505, 1.927로서, 본 접근법이 관측된 풍속을 잘 재현할 수 있음을 보여주었다. 또한 OpenFOAM 입력을 위한 전역 기상 예측 데이터에 대해 앙상블 k-NN 기반 태풍 예측 모델로 격자 위치를 조정하는 과정은 도시 스케일 바람 예측의 정확도 향상에 유의미하게 기여하였다. 본 연구는 더 나아가, 현재 태풍 예측 및 과거 태풍을 시연하고, 앙상블 k-NN 알고리즘의 온라인 시뮬레이션 결과를 제공하며, 태풍과 풍속의 체적 단면 프로파일, 유선(streamlines), 건축물 및 교량 주변의 풍압, 경보 상태, 재난 조기경보 시스템 지원을 위한 예측 풍속 시간열을 포함하는 보다 정교한 웹 기반 가상 지구본 및 3D 도시 모델을 산출하였다.

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