KR100957552B1 - 제조업의 산업안전재해 예측 방법 - Google Patents

Abstract

본 발명에 따르면, 건조 중인 선박 내의 각 공간별 설치된 고정감지수단에서 감지된, 산소농도, 온도, 습도, 조도, 폭발성가스, 적외선, 연기, 불꽃 정보 중 선택된 복수 개의 정보에 관한, 각 정보별 감지값을 공간별 구별 가능한 공간식별번호와 연계하여 수신하는 감지값 수신 단계; 수신된 각 정보별 감지값이, 정상범위, 경고범위 및 위험범위 중 어떠한 범위에 포함되는지를 각각 판단하고, 정상범위와 위험범위를 이용하여 각 정보별 감지값을 0 내지 A의 범위 값으로 정규화하는 정규화 단계; 재해발생의 영향정도에 따라 각 정보별로 달리 반영된 가중치를 정규화가 수행된 각 정보별 감지값마다 각각 곱하고, 가중치가 적용된 각 정보별 감지값을 상호 합산하여 최종환산값을 연산하는 가중치 적용 단계; 및 최종환산값이 최종정상범위, 최종경고범위, 최종위험범위 중 어떠한 범위에 포함되는지에 관한 판단결과를 통보하는 최종결과 통보 단계를 포함하는 제조업의 산업안전재해 예측 방법이 제공된다. 개시된 제조업의 산업안전재해 예측 방법에 따르면, 각 센서요소별 정규화 과정 및 가중치 부여를 통해 재해예측의 신뢰성을 향상시킴에 따라, 보다 정확한 예측결과의 통보 및 그에 따른 신속한 대응이 가능하도록 한다.

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Description

제조업의 산업안전재해 예측 방법{Method for estimating industrial disaster in the manufacturing industry}

본 발명은 제조업의 산업안전재해 예측 방법에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 선박 건조작업 중에 발생될 수 있는 안전사고 등의 각종 재난에 관한 실시간 감지 및 그에 따른 위험 상황의 실시간 예측 통보를 통하여 긴급상황 발생시 신속한 대처가 가능하도록 하는 제조업의 산업안전재해 예측 방법에 관한 것이다.

일반적으로 초대형 선박은 그 규모가 상당하여 선박 내 각 구역별 전반적인 관리 및 감시가 용이하지 못하며 그에 따라 각종 안전사고 발생시 효과적인 대응이 어려운 문제점이 있다.

또한, 선박의 각 구역별 화재, 폭발, 질식 등의 예측을 수행하기 위하여 선박 내부에 센서를 장착하여 감시하는 것도 가능하나, 단순히 센서 하나하나의 임계값 초과 여부를 통해서는 정확한 화재, 폭발, 질식 등의 예측이 불가능하며, 오히려 전혀 문제가 없는 상황에서 필요치 않은 경보 발생에 따른 작업 효율의 저하, 인적, 물적 자원의 낭비 등의 문제를 초래할 수 있다.

물론, 이와는 대조적으로, 화재, 폭발 등의 심각한 재해가 발생 되었음에도 불구하고 정확한 사고 파악이 수행되지 않아 그에 따른 신속한 대처가 이행되지 못하고 인적, 물적 재산의 피해를 가중시킬 수 있는 문제점이 있다.

본 발명은 상술한 문제점을 해결하기 위하여 창출된 것으로서, 선박의 각 공간별 설치된 센서요소별로 감지값의 정규화를 거치고, 정규화된 감지값마다 재해예측의 중요도에 따른 가중치를 부여하고 최종 합산하는 것에 의해, 보다 신뢰성 있는 재해 예측 및 그에 따른 신속한 대응이 가능함에 따라 사고 발생시 인적, 물적 재산의 피해를 크게 절감할 수 있는 제조업의 산업안전재해 예측 방법을 제공하는 데 그 목적이 있다.

상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명의 제조업의 산업안전재해 예측 방법은, 건조 중인 선박 내의 각 공간별 설치된 고정감지수단에서 감지된, 산소농도, 온도, 습도, 조도, 폭발성가스, 적외선, 연기, 불꽃 정보 중 선택된 복수 개의 정보에 관한, 각 정보별 감지값을 상기 공간별 구별 가능한 공간식별번호와 연계하여 수신하는 감지값 수신 단계; 수신된 각 정보별 감지값이, 정상범위, 경고범위 및 위험범위 중 어떠한 범위에 포함되는지를 각각 판단하고, 상기 정상범위와 위험범위를 이용하여 각 정보별 감지값을 0 내지 A의 범위 값으로 정규화하는 정규화 단계; 재해발생의 영향정도에 따라 각 정보별로 달리 반영된 가중치를 정규화가 수행된 각 정보별 감지값마다 각각 곱하고, 가중치가 적용된 각 정보별 감지값을 상호 합산하여 최종환산값을 연산하는 가중치 적용 단계; 및 상기 최종환산값이 최종정상범위, 최종경고범위, 최종위험범위 중 어떠한 범위에 포함되는지에 관한 판단 결과를 통보하는 최종결과 통보 단계를 포함한다.

여기서, 상기 정규화 단계는, 수학식 1과 같이, 상기 정상범위에 대한 최상한값과 상기 위험범위에 대한 최상한값을 각각 이용하여, 상기 수신된 현재의 감지값(current value)을 0 내지 A의 범위값으로 정규화하되, 현재감지값이 정상범위의 최상한값보다 작은 경우는 0의 정규화값, 현재값지값이 위험범위의 최상한값보다 큰 경우는 A의 정규화값을 갖도록 정규화할 수 있다.

[수학식 1]

또한, 상기 감지값 수신 단계 이후에는, 상기 수신한 각 정보별 감지값이 상기 정상범위, 경고범위 및 위험범위 중 어떠한 범위에 포함되는지에 관한 각 정보별 판단결과를 통보하는 감지결과 통보 단계를 더 포함할 수 있다.

한편, 상기 최종결과 통보 단계는, 일정 시간간격으로 반복 연산되는 최종환산값이 복수 회 연속으로 상기 최종위험범위 내에 해당되는 경우, 위험경보를 통보할 수 있다.

뿐만 아니라, 상기 최종결과 통보 단계는, 일정 시간간격으로 반복 연산되는 최종환산값의 시간당 변화율이 복수 회 연속으로 양수의 값을 나타내고, 복수 회 중 마지막에 해당되는 현재 최종환산값이 상기 최종위험범위 내에 해당되는 경우, 위험경보를 통보할 수 있다.

한편, 본 발명에 있어서 상기 재해의 예측 대상은, 화재, 폭발 및 질식에 관 한 예측으로 구분될 수 있는데, 이때 상기 정규화 단계시, 상기 산소농도 및 폭발성가스의 감지값에 대한 정상범위, 경고범위 및 위험범위는, 폭발 및 질식 별로 서로 다른 범위값이 이용되고, 상기 가중치 적용 단계시 각 정보별 반영되는 가중치는, 상기 화재, 폭발 및 질식의 경우 각각에 대해 서로 다른 값이 이용되고, 상기 가중치 적용 단계 내지 상기 최종결과 통보 단계는, 상기 화재, 폭발 및 질식의 경우 각각에 대한 최종환산값을 개별 연산하고, 각 경우마다 서로 다른 범위 값으로 지정된 최종정상범위, 최종경고범위, 최종위험범위와의 비교를 통해, 해당 경우별 정상, 경고 또는 위험의 여부를 통보할 수 있다.

본 발명에 따른 제조업의 산업안전재해 예측 방법에 따르면, 선박의 각 공간별 설치된 센서요소별로 감지값의 정규화를 거치고, 정규화된 감지값마다 재해예측의 중요도에 따른 가중치를 부여하고 최종 합산하는 것에 의해, 보다 신뢰성 있는 재해 예측 및 그에 따른 신속한 대응이 가능함에 따라 사고 발생시 인적, 물적 재산의 피해를 크게 절감할 수 있다.

또한, 화재, 폭발, 질식의 각 재해 경우별로, 센서 감지값의 임계치와 가중치를 달리 부여하는 것에 의해, 해당 재해에 적합한 데이터 산출 및 위험 통보가 적절히 수행될 수 있어 보다 정확하고 신뢰성 있는 재해 예측이 가능한 이점이 있다.

이하 첨부된 도면을 참조하면서 본 발명에 따른 바람직한 실시예를 상세히 설명하기로 한다. 이에 앞서, 본 명세서 및 청구범위에 사용된 용어나 단어는 통상적이거나 사전적인 의미로 한정해서 해석되어서는 아니 되며, 발명자는 그 자신의 발명을 가장 최선의 방법으로 설명하기 위해 용어의 개념을 적절하게 정의할 수 있다는 원칙에 입각하여, 본 발명의 기술적 사상에 부합하는 의미와 개념으로 해석되어야만 한다.

따라서, 본 명세서에 기재된 실시예와 도면에 도시된 구성은 본 발명의 가장 바람직한 일 실시예에 불과할 뿐이고 본 발명의 기술적 사상을 모두 대변하는 것은 아니므로, 본 출원시점에 있어서 이들을 대체할 수 있는 다양한 균등물과 변형예들이 있을 수 있음을 이해하여야 한다.

도 1은 본 발명의 실시예에 따른 제조업의 산업안전재해 예측 방법의 흐름도, 도 2는 도 1의 다른 흐름도, 도 3은 도 1 또는 도 2의 예측 방법이 실시되는 감시 시스템의 예시도, 도 4는 도 3의 시스템이 선박에 배치된 예시도이다.

본 발명에 따른 산업안전재해 예측 방법의 상세한 설명에 앞서, 본 발명의 방법이 실현 가능한 선박 제조업의 산업안전재해 감시 시스템(100)에 관하여 도 3 내지 도 4를 참고로 하여 설명하고자 한다.

이러한 감시 시스템(100)은 도 3 또는 도 4과 같이, 건조 중인 선박(10) 내 소정 공간(11)의 사용자별로 착용되는 휴대감지수단(110), 각 공간(11)별로 설치되는 고정감지수단(120), 각 감지수단(110,120)의 감지값을 무선 수신하여 재해를 예측하는 종합관제수단(130)으로 크게 구분된다.

소정 공간(11)이란 사용자(20) 즉, 작업자가 배치되어 작업을 수행하는 작업 공간(11)을 의미할 수 있다. 그리고, 사용자(20)는 선박(10) 건조에 필요한 용접, 조립 등의 작업을 이행하는 작업자일 수 있으나 반드시 이에 한정되지 않으며 선박(10) 내에서 이루어지는 어떠한 작업도 작업 내용에 포함될 수 있다.

먼저, 휴대감지수단(110)은 휴대형 센서로서, 사용자(20)의 움직임에 의한 진동신호 및 착용주변의 산소농도정보를 감지하는 센서부(111), 감지된 진동신호 또는 산소농도정보가 기준범위를 이탈하는 경우 진동으로 알리는 진동발생부(112), 비상시 사용자(20)의 누름에 의해 비상신호가 출력되는 응급버튼부(113)를 구비한 부분이다. 물론, 센서부(111)는 진동센서와 산소센서로 세분화될 수 있다.

고정감지수단(120)은 고정형 센서로서, 공간 내의 산소농도, 온도, 습도, 조도, 폭발성가스, 연기, 불꽃 중 적어도 하나 이상의 정보를 감지하는 고정센서부(121) 및 적외선센서(122)가 구비된다. 여기서, 상기 적외선센서(122)에 의한 감지는, 발열성이 있는 발열체(인체, 불꽃 등)의 움직임 감지를 모두 포괄하는 개념에 해당될 수 있다.

그리고, 고정센서부(121)는 산소센서, 온도센서, 습도센서, 조도센서, 가스감지센서, 연기센서, 불꽃센서로 세분화될 수 있으며, 폭발성가스는 THC가스, 에틸렌가스 등일 수 있다.

한편, 휴대감지수단(110)의 진동신호, 산소농도정보 및 비상신호는 사용자별 구별가능한 독립된 사용자식별번호와 연계되어 종합관제수단(130)으로 무선 전송 가능하다. 고정감지수단(120)의 각 감지정보 또한 공간별 구별가능한 독립된 공간식별번호와 연계되어 종합관제수단(130)으로 무선 전송 가능하다.

이때, 종합관제수단(130)은, 휴대감지수단(110) 및 고정감지수단(120)과 서로 이격된 장소, 예를 들면 건조중인 선박(10) 외부에 위치한 종합관제실(12)에 위치할 수 있다.

이러한 종합관제수단(130)은 휴대감지수단(110)과 종합관제수단(130)에서 수신받은 각각의 감지정보를 각 감지정보별 지정된 임계범위와 비교하여 임계범위 이탈을 판단하는 판단부(131), 상기 임계범위 이탈시 또는 응급버튼부(113)에 의한 비상신호의 수신시 경보를 울리는 경보발생부(132), 수신받은 각각의 감지정보와 임계범위를 이용하여 화재, 폭발, 질식 등의 재해 상황을 판단하는 예측부(134), 각종 정보를 저장하고 표시하는 저장부(133) 및 화면표시부(136)를 포함한다.

여기서, 저장부(133)는, 사용자식별번호, 사용자별 인적사항, 사용자가 배치된 작업공간정보가 상호 연계되어 저장된 사용자 정보뿐만 아니라, 공간식별번호, 작업공간별 작업공간명, 작업공간위치와 지도, 각 작업공간에 배치된 사용자정보가 상호 연계되어 저장된 공간 정보가 저장될 수 있다.

물론, 저장부(133)는 휴대감지수단(110)에서 전송된 진동신호, 산소농도정보, 비상신호, 고정감지수단(120)에서 전송된 각 감지정보의 이력이, 날짜별 또는 시간별로 저장되어 관리 및 조회가 가능할 수 있다.

한편, 중계수단(160)은 휴대감지수단(110)과 종합관제수단(130) 간, 고정감지수단(120)과 종합관제수단(130) 간의 무선통신을 중계하는데, 무선랜(161) 방식 또는 CDMA(162) 방식 중 선택된 어느 하나의 방식에 의하여 통신이 수행되며, 어느 한 방식의 통신 중 장애가 발생되면 나머지 다른 한 방식으로 통신 연결 전환을 시 도함으로써 상시적인 무선 중계가 가능하다.

한편, 안전관리자 단말기(140)는 안전관리자 측에 구비되며, 종합관제수단(130)에서 분석/예측된 재해정보나 경보 등을 수신하여 화면으로 표시하는 디스플레이부(141)를 포함한다. 물론, 휴대감지수단(110) 또한, 종합관제수단(130)으로부터 분석/예측된 재해정보나 경보 등을 수신하여 화면으로 표시하는 표시부(114)를 포함할 수 있다.

그리고, 현장상황알림판(150)은, 선박(10) 내부 또는 외부에 하나 또는 복수 개로 설치되어, 종합관제수단(130)으로부터 수신받은 예측 정보를 실시간 문자 또는 그래픽 형식으로 화면으로 표시 제공한다. 선박(10) 내는 갖가지 소음으로 인해 사고발생의 청각적인 인지가 어려운 경우가 많으므로 이러한 현장상황알림판(150)이 제조 현장에서 유용하게 이용될 수 있다.

여기서, 종합관제수단(130)은, 휴대감지수단(110)으로부터 전송받은 진동신호, 산소농도정보 및 상기 고정감지수단(120)으로부터 전송받은 각각의 감지정보를 기초로 한, 사용자별 또는 공간별 상황 분석데이터를 안전관리자 단말기(140), 휴대감지수단(110), 현장상황알림판(150)으로 실시간 전송할 수 있다.

이하에서는, 이상과 같은 시스템(100)을 바탕으로 하여, 본 발명에 따른 제조업의 산업안전재해 예측 방법에 관하여 도 1 내지 도 4를 참고로 하여 보다 상세히 설명하고자 한다. 여기서, 본 발명에서 재해 예측은 종합관제수단(130)에서 수행되는데, 더 상세하게는 예측부(134)에서 수행 가능하다.

이러한 종합관제수단(130)은, 건조 중인 선박(10) 내의 각 공간(11)별 설치 된 고정감지수단(120)에서 감지된, 산소농도, 온도, 습도, 조도, 폭발성가스, 적외선, 연기, 불꽃 정보 중 선택된 복수 개의 정보에 관한, 각 정보별 감지값을 상기 공간별 구별 가능한 공간식별번호와 연계하여 수신한다(S110).

여기서, 공간식별번호와 연계하여 수신함으로써, 현재 수신된 정보들이 어떤 공간(11) 상의 고정감지수단(120)에서 전송된 값인지의 파악이 용이하도록 한다.

이러한 감지값 수신 단계(S110) 이후, 종합관제수단(130)은 수신된 각 정보별 감지값이, 정상범위, 경고범위 및 위험범위 중 어떠한 범위에 포함되는지를 각각 판단한다(S120).

각 정보별 감지값에 관한 정상범위, 경고범위, 위험범위에 관한 예는 표 1과 같다. 표 1의 각 범위는 아래 나열한 범위로 반드시 한정되는 것은 아니며, 종합관제수단(130)의 입력부(135)를 통해 언제든지 변경 입력 가능하고, 입력된 정보는 저장부(133)에 저장 가능하다.

[표 1]

여기서, 하나의 실시예로서 적외선 정보의 경우, 적외선센서(122)에 의한 감지값이 600초 동안(또는 그 이상으로) 지속되는 경우가 위험범위이고, 연기 또는 불꽃 정보의 경우에서도 연기 또는 불꽃의 감지가 600초 동안(또는 그 이상으로) 지속되는 경우를 위험범위이나, 후술하겠지만 이러한 적외선, 연기, 불꽃 감지값의 경우는 선박 내에서 일상적으로 감지되는 값으로서 위험범위를 초과하더라도 별도의 통보(경고 발령) 등에는 이용되지 않으며 추후 정규화값 도출에 이용될 값이다.

이러한 각각의 적외선, 연기, 불꽃 감지를 위한 센서들은, 해당 감지값을 일정 시간주기별로 센싱함으로써 해당 감지값이 지속적으로 감지되는 시간의 산출이 가능하게 되며, 감지되는 시간주기 값은 언제든지 변경 가능할 수 있다.

한편, 여기서 종합관제수단(130)은, 고정감지수단(120)으로부터 수신한 각 정보별 감지값이 정상범위, 경고범위 및 위험범위 중 어떠한 범위에 포함되는지에 관한 판단결과(정상/경고/위험상태 여부, 해당 감지값별 수치 등)를 통보할 수 있다(S130).

이때, 통보 대상으로는, 사용자별 소지한 휴대감지수단(110), 고정감지수단(120), 안전관리자 단말기(140), 현장상황알림판(150) 뿐만 아니라, 사용자(20) 또는 안전관리자(30) 측의 전자메일, SMS메시지 수신이 가능한 핸드폰, PDA 등의 수단일 수 있다.

예를 들어, 특정 감지값의 경고 또는 위험 상태를 통보받는 경우, 휴대감지수단(110)은 진동발생부(112)의 진동발생 및 표시부(114)를 통해 긴급상황의 알림이 가능하고, 안전관리자 단말기(140) 또한 디스플레이부(141)에 긴급 상황의 알림이 가능하며, 고정감지수단(120)은 긴급 상황시 알람 경보가 가능할 수 있다.

물론, 종합관제수단(130)에서도 상술한 통보 사항을 경보발생부(132)에 의해 알람으로 통보함과 동시에 화면표시부(136)를 통해 실시간 그래픽, 문자, 테이블 등의 형태로 표시하여 종합관제수단(130)측 관리자에게 실시간 알림 가능하다.

여기서, 상기 정상범위, 경고범위, 위험범위 각각에 관한 통보 주기가 달리 설정되는 것도 가능한데, 이는 종합관제수단(130)의 입력부(135)를 통해 각 범위별 통보주기를 개별 설정받는 것에 의해 가능하다.

그리고, 이러한 판단결과 통보 단계(S130)시, 정상상태로 판단된 감지값의 경우는 별도의 통보없이 진행이 가능하고 경고나 위험상태의 경우만이 통보가 가능하도록 변경 가능함은 물론이다.

이상과 같은 본 발명에서 정상, 경고, 위험범위로 구분되어 각 경우별 정상, 경고, 위험 통보가 가능할 수 있으나, 보다 상세하게는 위험하한, 경고하한, 정상, 경고상한, 위험상한과 같이 5단계로 더욱 정교하게 구분되어 분류 또는 통보가 가능함은 물론이다. 여기서, 이러한 단계의 세밀화는 본 발명의 기술범주를 벗어나지 않는 범위 내에서 당업자의 의해 언제든지 설계 변경 가능한 부분임은 자명하다.

한편, 상기 판단결과 통보 단계(S130)시, 상기 적외선, 불꽃, 연기 정보에 관한 판단결과(정상/경고/위험상태 여부, 해당 감지값별 수치 등)는 별도의 통보가 수행되지 않는다.

예를 들어, 특정 작업공간(11)에 사용자(20)가 용접 등과 같은 연기나 불꽃이 발생되는 작업을 수행하는 경우, 적외선센서(122), 불꽃센서(미도시) 및 연기센서(미도시)에 의한 감지값이 모두 600초 또는 그 이상동안 지속될 수 있는데, 이러한 사용자(20)의 정상적인 작업 중인 경우를 위험상태로 통보하는 것은 본 알고리즘 상에서 비효율적이기 때문이다. 물론, 해당 감지값별 수치에 해당되는 감지값 지속시간(600초, 등)은 별도로 통보되는 것도 가능한데 이는 단순 설계변경에 의해 언제든지 변경 가능한 부분이다.

또한, 표 1과 같이, 본 발명에서는 적외선, 불꽃, 연기 감지 정보에 관해서는 경고범위를 별도로 지정하지 않았으나, 추후 설계 변경으로 인해 경고범위의 값이 지정되고(예를 들어 0초와 600초 사이의 값) 각 범위별로 해당 수치가 통보되도록 하는 것도 충분히 가능하다.

뿐만 아니라, 적외선, 불꽃, 연기 감지 정보의 경우는 정상범위와 위험범위에 관하여 별도로 지정된 하나의 값(0초, 600초)을 가지고 있으나, 이 또한 0초 내 지 10초 이내, 등과 같이 특정범위를 갖는 값 즉, 각 범위별 상한치와 하한치를 갖는 값으로 변경 가능함은 물론이다.

한편, 도 2와 같이 본 발명은, 휴대감지수단(110)의 응급버튼부(113)에서 출력된 비상신호가 종합관제수단(130)에 수신되는 경우 또한 상술한 통보 단계(S130)를 수행할 수 있다.

예를 들어, 사용자(20)가 배치된 특정 작업공간(11) 상의 화재, 폭발 등의 재난 발생시 또는 사용자(20)의 개인적인 긴급상황 발생시, 사용자(20)가 위험환경을 탐지하여 응급버튼부(113)의 누름을 수행하여 비상 상황을 신속히 알리고, 종합관제수단(130)은 이를 각측에 통보하여 신속한 응급구난이 가능하도록 한다.

한편, 본 발명에서 종합관제수단(130)은, 상기 정상범위와 위험범위를 이용하여, 수신된 각 정보별 감지값을 0 내지 A의 범위 값으로 정규화한다(S140).

더 상세하게는, 수학식 1과 같이, 정상범위에 대한 최상한값과 위험범위에 대한 최상한값을 각각 이용하여, 수신된 현재의 감지값(current value)을 0 내지 A의 범위값으로 정규화한다. 여기서, 정규화값의 최대치인 A는 0보다 큰 어떠한 수라도 가능하다.

[수학식]

아래의 표 2는 수신된 감지값에 대비한 정규화값의 산출 예를 나타낸다.

본 발명의 아래 실시예는, A를 간단히 100으로 하여 정규화값의 인식이 용이 하도록 하였다.

[표 2]

[표 3]

이러한 정규화 과정을 통한다면, 표 3과 같이 정상범위의 경우는 0, 위험범 위의 경우는 100에 가깝거나 100, 경고범위는 정상범위와 위험범위의 사이 값을 가질 수 있다.

또한, 본 발명에서는 현재감지값이 정상범위의 최상한값보다 작거나 같은 경우는 0의 정규화값, 현재값지값이 위험범위의 최상한값보다 크거나 같은 경우는 A의 정규화값을 갖도록 정규화할 수 있다.

즉, 현재감지값이 정상범위 내에 해당되는 경우는, 별도의 정규화 계산 없이도 정규화값을 0으로 연산함으로써, 현재 감지값이 정상범위의 최상한값이 아니라도 정상범위라면 모두 0의 정규화값이 자동 산출되도록 규정할 수 있다. 또한, 감지값이 위험범위의 최상한값 이상으로 위험범위를 이탈(초과)하는 경우에도 이탈된 값은 모두 정규화값 중 가장 큰 A값으로 자동 산출되도록 규정 가능하다.

물론, 본 발명의 정규화 과정에서는 위험범위의 최상한값 대신 위험범위의 최하한값을 적용하는 것도 가능한데 이는 당업자에 의해 단순 설계 변경으로 가능하며, 이러한 경우 위험범위의 최하한값뿐만 아니라 위험범위에 해당되는 모든 값이 A 값으로 자동 산출되도록 규정 가능하다.

한편, 상기 표 2에서 각 정보별에 대응되어 구하여진 변환값(정규화값)의 산출식의 실시예에 관하여 아래의 수학식 2와 같이 표현 가능하다.

[수학식 2]

한편, 적외선, 연기, 불꽃의 경우는, 각각 정상범위에 해당되는 0초, 및 위험범위에 해당되는 600초를 기준으로 산정되며, 600초 또는 그 이상인 경우는 모두 100의 정규화값을 가지게 된다. 물론, 0초와 600초 사이의 값은 0 보다 크고 100보다 작은 정규화값이 산출될 수 있다.

한편, 본 발명에서는 산업안전재해 예측 대상으로서, 화재, 폭발 및 질식에 관한 예측으로 각각 구분되는데, 이러한 정규화 단계시, 상기 '산소농도' 및 '폭발성가스(THC)'의 감지값에 대한 정상범위, 경고범위 및 위험범위는, 폭발 및 질식 별로 서로 다른 범위값이 이용됨을 표 1 내지 표 3, 수학식 2를 통해 알 수 있다.

한편, 이상과 같은 정규화 단계(S140) 이후, 종합관제수단(130)은, 재해발생의 영향정도에 따라 각 정보별로 달리 반영된 가중치를, 정규화가 수행된 각 정보별 감지값마다 각각 곱하고, 가중치가 적용된 각 정보별 감지값을 상호 합산하여 최종환산값을 연산하게 되는데, 이는 수학식 3과 같이 표현 가능하다(S150).

[수학식 3]

아래의 표 4는, 수학식 3에 이용되는 각 감지요소별 가중치에 관한 실시예로서, 가중치 값은 반드시 이에 한정되는 것은 아니며 언제든지 가변 가능하다. 이러한 가중치 또한 종합관제수단(130)의 입력부(135)에 의해 입력가능하고 또한 저장부(133)에 저장되어 가중치 적용 단계(S150)시마다 이용 가능하다.

[표 4]

표 4와 같이, 감지요소(산소, 온도 등)별 가중치 값은, 화재, 폭발 및 질식의 경우 각각에 대해 서로 다른 값이 이용되어 각각의 상황별로 정상, 경고, 위험 판정이 이루어질 수 있도록 한다. 여기서 각각의 상황별 감지요소마다 부여되는 가중치의 산정은 관련 분야의 전문가 의견의 수렴에 의해 규정되는 것이 바람직하다.

표 4를 살펴보면, 화재 재해판단의 경우 온도, 연기, 불꽃의 감지요소가 비중있게 차지하고, 폭발 재해판단의 경우는 산소와 THC 정보가 상당부분 영향을 주며, 마지막으로 질식 재해판단의 경우는 산소, THC, 연기, 인체 감지 부분이 비중 있게 작용함을 알 수 있다.

폭발 재해판단의 경우의 일례를 들면, 산소농도(O), 온도(T), 조도(L), 습도(M), 폭발성가스(THC), 적외선(I) 모두 정상범위로서 각각의 정규화값이 0으로 산출된 경우는 가중치를 곱하여도 0으로서 이러한 각 감지요소는 최종환산값에 영향을 주지 않게 된다. 그러나, 여기서 연기(S), 불꽃(F) 부분의 감지값이 모두 위험범위(600초)를 초과하면 그 정규화값은 각각 100을 나타내고, 이때 표 4와 수학식 3을 참고한 최종환산값은 100×4+100×11=1500의 값을 나타낼 수 있다.

한편, 가중치 적용 단계(S150) 이후에는, 상기 합산된 최종환산값이 최종정상범위, 최종경고범위, 최종위험범위 중 어떠한 범위에 포함되는지에 관한 판단결과를 통보할 수 있다(S160).

여기서, 상기 가중치 적용 단계(S150)는 앞서 상술한 바와 같이, 화재, 폭발 및 질식의 경우 각각에 대한 최종환산값을 개별 연산하게 되고, 이때 최종 판단결과 통보(S160)는 각 경우마다 서로 다른 범위 값으로 지정된 최종정상범위, 최종경고범위, 최종위험범위와의 비교를 통해, 해당 경우별 정상, 경고 또는 위험의 여부를 통보하게 된다.

만약, 앞서 상술한 폭발 재해판단 경우의 실시예에서, 산출된 최종환산값인 상기 1500값이 최종경고범위 내에 해당되는 경우, '경고' 통보를 수행할 수 있다.

이상과 같은 최종 판단결과 통보(S160)의 구성에 따르면, 화재, 질식 또는 폭발에 관한 각각의 경보가 개별적 또는 동시적(화재+질식, 질식+폭발, 화재+폭발, 화재+질식+폭발)으로 이루어질 수 있게 된다.

물론, 이러한 최종결과 통보 단계(S160)에서의 통보 대상은, 감지결과 통보 단계(S130)에서 상술한 바와 같이, 휴대감지수단(110), 고정감지수단(120), 안전관리자 단말기(140), 현장상황알림판(150) 뿐만 아니라, 사용자 또는 관리자 측의 전자메일, SMS메시지를 수신하는 핸드폰, PDA 등의 수단일 수 있다.

예를 들어, 특정 재해(화재, 폭발, 질식)에 관한 최종경고 또는 최종위험 상태를 통보받은 경우, 휴대감지수단(110)은 진동발생부(112)의 진동발생 및 표시부(114)의 화면을 통해 긴급 상황(화재, 폭발, 질식 등)의 알림을 수행할 수 있다. 물론, 안전관리자 단말기(140)는 디스플레이부(141)에 긴급 상황의 알림이 가능하며, 고정감지수단(120)은 긴급 상황시 알람 경보를 수행할 수 있다.

물론, 이상과 같은 최종결과의 통보(S160)는, 종합관제수단(130)에 구비된 경보발생부(132)에 의해 알람으로 통보함과 동시에 종합관제수단(130) 자체의 화면표시부(136)의 모니터에 현재 상황을 실시간 그래픽, 문자, 테이블 등의 형태로 표시하여 알릴 수 있다.

여기서, 상기 최종정상범위, 최종경고범위, 최종위험범위 각각에 관하여 그 통보 주기가 달리 설정되는 것도 가능한데, 이는 종합관제수단(130)의 입력부(135)를 통해 각 범위별 통보주기를 개별 설정받는 것에 의해 가능하다.

한편, 이러한 최종결과 통보 단계(S160)에서도, 해당 재해대상에 관한 판단 결과인 최종환산값이 상기 최종정상범위 내에 해당되는 경우는 별도의 통보를 수행하지 않는 것도 가능하며, 최종경고범위, 최종위험범위 상태인 경우만 통보가 가능하도록 변경 가능함은 물론이다.

또한, 수신된 안전관리자 단말기(140) 내의 디스플레이부(141) 및 휴대감지수단(110)의 표시부(114), 현장상황알림판(150)에는, 위험이 예측되는 특정 공간(11)에 관한 정보뿐만 아니라 재해알림메시지(ex, '특정 공간(11)의 폭발(질식 또는 화재)의 위험이 예측됩니다. 인근의 작업자는 즉각 대피하여 주십시오', '현재 위험이 예측되는 C지점으로부터 즉각 대피하여 주십시오' 등)를 통한 알림도 가능할 수 있다.

물론, 화재, 질식, 폭발 등에 관한 경고상황 또는 위험상황으로 최종 판단된 경우, 경고 또는 위험이 예측되는 특정 작업공간(11), 그와 인접하여 위험 전파가 가능한 인접 작업공간, 그리고 상기 작업공간(11)과 인접 작업공간에 위치한 해당 사용자(20) 및 안전관리자(30)에게 통보가 가능하거나, 작업공간에 관계없이 모든 사용자(20) 및 안전관리자(30)에게 통보 가능한 것도 가능하다.

한편, 본 발명에서 상기 최종결과 통보 단계(S160)시, 일정 시간간격으로 반복 연산되는 최종환산값이 복수 회 연속으로 상기 최종위험범위 내에 해당되는 경우에 한하여, '위험경보'를 통보하도록 할 수 있다.`

화재 재해에 관한 최종환산값이 단 한번 최종위험범위에 포함된다고 하여 화재 위험경보를 통보하는 것은 시스템의 신뢰도를 떨어뜨리는 요인이 될 수도 있고 불필요한 대피 또는 대응을 요구하는 원인이 될 수 있으므로, 일정 시간간격(ex, 1 분 간격)으로 3회 또는 그 이상 연속적으로 최종위험범위에 해당되는 경우를 화재 위험상태로 확정하여 '위험경보'로 통보하도록 하는 구성도 가능하다.

또한, 이외에도 최종결과 통보 단계(S160)는, 일정 시간간격으로 반복 연산되는 최종환산값의 시간당 변화율이 복수 회 연속으로 양수의 값을 나타내고, 복수 회 중 마지막에 해당되는 현재 최종환산값이 상기 최종위험범위 내에 해당되는 경우를, '위험경보'로 통보하여 알리는 것도 가능하다.

예를 들어, 최종환산값이 1분간격으로 지속적으로 증가하여 그 변화율(현재 최종환산값-이전 최종환산값)이 3회 연속 양수 값을 가짐과 동시에, 마지막 3회째 최종환산값이 최종위험범위 내에 해당되면, 이를 위험상태로 확정지어 '위험경보'를 통보하도록 할 수 있다.

최종환산값이 지속적인 양수의 변화율을 갖는 경우이면서 마지막 최종환산값이 최종위험범위에 해당되는 경우는, 이후에도 계속적으로 양수의 변화율을 가지면서 지속적으로 최종위험범위 내의 최종환산값을 유지할 가능성이 높기 때문이다.

한편, 아래의 표 5-1 내지 5-3은 앞서 상술한 경우와는 상이한 정규화값(0~10000), 가중치, 정상범위, 경고범위, 위험범위를 기준으로 한 예측 데이터에 관한 것으로서, 가중치, 정규화값, 각 범위 등의 기준은 앞서 상술한 예와 서로 상이할 수 있으나 그 원리는 본 발명의 기술범주와 동일하다고 볼 수 있으며, 최종적인 화재, 질식, 폭발의 통보 실시예로서 아래의 실시예를 제시하고자 한다.

아래는 각각의 재해 경우별 최종환산값에 관한 '경고', '위험' 판단에 관한 임계값(최종경고범위, 최종위험범위)을 나타낸다.

- 화재: 최종환산값이 500000 이상이면 '경고', 600000이상이면 '위험'

- 폭발: 최종환산값이 250000 이상이면 '경고', 350000이상이면 '위험'

- 질식: 최종환산값이 250000 이상이면 '경고', 400000이상이면 '위험'

[표 5-1]

[표 5-2]

[표 5-3]

표 5-1 내지 표 5-3 모두, 화재, 폭발, 질식에 관하여 개별 범위(산소농도, 폭발성가스), 개별 가중치를 적용하여 최종환산값을 각 재해별로 환산한 것이다.

표 5-1은, 질식에 관한 최종환산값이 640000으로서 400000을 초과하여 '질식 위험'으로 분류된 경우이며, 표 5-2는 폭발에 관한 최종환산값이 460000으로서 350000을 초과하여 '폭발 위험'으로 분류된 경우이고, 표 5-3은 화재에 관한 최종환산값이 683430으로서 600000을 초과하여 '화재 위험'으로 분류된 경우이다.

앞서 상술한 바와 같이, 각각 재해 경우에 관하여 각 감지 정보별 부여되는 가중치, 각 감지값에 관한 정상범위, 경고범위 임계범위, 및 최종환산값에 관한 최종정상범위, 최종경고범위, 최종위험범위의 값은 지속적인 시스템 구축 및 시스템의 신뢰도 향상 개선 작업을 거쳐 최적의 값으로 언제든지 변경 가능한 부분이다.

참고로, 이러한 본 발명의 휴리스틱 알고리즘(Heuristic)을 위한 탐지 규칙으로서 화재, 폭발, 질식 각각에 관한 경고, 위험의 판단 기준에 관한 지침을 표 6에 소개하였다. 물론, 표 6의 규칙 또한 지속적인 분석을 통해 변경 가능하다.

[표 6]

이상과 같이, 본 발명은 비록 한정된 실시예와 도면에 의해 설명되었으나, 본 발명은 이것에 의해 한정되지 않으며 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지 식을 가진 자에 의해 본 발명의 기술 사상과 아래에 기재될 청구범위의 균등 범위 내에서 다양한 수정 및 변형이 가능함은 물론이다.

도 1은 본 발명의 실시예에 따른 제조업의 산업안전재해 예측방법의 흐름도,

도 2는 도 1의 다른 흐름도,

도 3은 도 1 또는 도 2의 예측 방법이 실시되는 감시 시스템의 예시도,

도 4는 도 3의 시스템이 선박에 배치된 예시도이다.

<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명>

10...선박 11...공간(작업공간)

12...종합관제실 20...사용자

30...안전관리자

100...제조업의 산업안전재해 감시 시스템 110...휴대감지수단

111...센서부 112...진동발생부

113...응급버튼부 114...표시부

120...고정감지수단 121...고정센서부

122...적외선센서 130...종합관제수단

131...판단부 132...경보발생부

133...저장부 134...예측부

135...입력부 136...화면표시부

140...안전관리자 단말기 141...디스플레이부

150...현장상황알림판 160...중계수단

161...무선랜모듈 162...CDMA모듈

Claims (6)

1. 건조 중인 선박 내의 각 작업공간(11)에 설치된 고정감지수단(120)에서 감지된 산소농도, 온도, 습도, 조도, 폭발성가스농도, 적외선 감지시간, 연기 감지시간, 불꽃 감지시간 정보에 관한 각 정보별 감지값을 상기 작업공간(11)의 공간식별번호와 연계하여 종합관제수단(130)에서 수신하는 감지값 수신 단계(S110);

   재해의 예측 대상을 화재, 폭발 및 질식에 관한 예측으로 구분하고, 상기 산소농도 및 폭발성가스농도의 감지값에 대한 정상범위, 경고범위 및 위험범위는 화재, 폭발, 질식의 경우에 서로 다른 범위값을 이용하며, 수신된 각 정보별 감지값이 화재, 폭발, 질식별로 정해진 정상범위, 경고범위 및 위험범위 중 어떠한 범위에 포함되는지를 상기 종합관제수단(130)에서 각각 판단하는 단계(S120);

   상기 종합관제수단(130)에서, 수학식 1과 같이, 상기 정상범위에 대한 최상한값과 상기 위험범위에 대한 최상한값을 각각 이용하여, 상기 수신된 현재의 감지값(current value)을 0 내지 임의의 양수인 A 사이의 값으로 정규화하되, 현재감지값이 정상범위의 최상한값보다 작은 경우는 0의 정규화값을 갖고, 현재감지값이 위험범위의 최상한값보다 큰 경우는 A의 정규화값을 갖도록 정규화하는 정규화 단계(S140);

   전체 가중치 총합을 100%로 하였을 때, 상기 종합관제수단(130)에서는

   화재 발생의 경우에는 산소농도 감지값의 가중치를 5%, 온도 감지값의 가중치를 26%, 습도 감지값의 가중치를 2%, 폭발성가스(THC)농도 감지값의 가중치를 12%, 적외선 감지시간 감지값의 가중치를 10%, 연기 감지시간 감지값의 가중치를 21%, 불꽃 감지시간 감지값의 가중치를 22%, 조도 감지값의 가중치를 2%로 하고,

   폭발의 경우에는 산소농도 감지값의 가중치를 28%, 온도 감지값의 가중치를 7%, 습도 감지값의 가중치를 3%, 폭발성가스(THC)농도 감지값의 가중치를 40%, 적외선 감지시간 감지값의 가중치를 3%, 연기 감지시간 감지값의 가중치를 4%, 불꽃 감지시간 감지값의 가중치를 11%, 조도 감지값의 가중치를 4%로 하며,

   질식의 경우에는 산소농도 감지값의 가중치를 49%, 온도 감지값의 가중치를 4%, 습도 감지값의 가중치를 3%, 폭발성가스(THC)농도 감지값의 가중치를 22%, 적외선 감지시간 감지값의 가중치를 5%, 연기 감지시간 감지값의 가중치를 10%, 불꽃 감지시간 감지값의 가중치를 4%, 조도 감지값의 가중치를 3% 로 하여 정규화가 수행된 각 정보별 감지값에 각각의 가중치를 곱하고, 가중치가 적용된 각 정보별 감지값을 상호 합산하여 최종환산값을 연산하는 가중치 적용 단계(S150); 및

   상기 종합관제수단(130)에서 상기 최종환산값이 산업재해가 화재, 폭발, 질식인지에 따라 정해진 각각의 최종정상범위, 최종경고범위, 최종위험범위 중 어떠한 범위에 포함되는지에 관한 판단결과를 통보하는 최종결과 통보 단계(S160)를 포함하는 제조업의 산업안전재해 예측 방법.

   
2. 삭제
3. 제 1항에 있어서, 상기 감지값 수신 단계 이후,

   상기 수신한 각 정보별 감지값이 상기 정상범위, 경고범위 및 위험범위 중 어떠한 범위에 포함되는지에 관한 각 정보별 판단결과를 통보하는 감지결과 통보 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 제조업의 산업안전재해 예측 방법.
4. 제 1항에 있어서, 상기 최종결과 통보 단계는,

   일정 시간간격으로 반복 연산되는 최종환산값이 복수 회 연속으로 상기 최종위험범위 내에 해당되는 경우, 위험경보를 통보하는 것을 특징으로 하는 제조업의 산업안전재해 예측 방법.
5. 제 1항에 있어서, 상기 최종결과 통보 단계는,

   일정 시간간격으로 반복 연산되는 최종환산값의 시간당 변화율이 복수 회 연속으로 양수의 값을 나타내고, 복수 회 중 마지막에 해당되는 현재 최종환산값이 상기 최종위험범위 내에 해당되는 경우, 위험경보를 통보하는 것을 특징으로 하는 제조업의 산업안전재해 예측 방법.
6. 삭제

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