KR101721546B1 - Ｒｔｌｓ를 이용한 산업 안전관리 시스템 - Google Patents

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Abstract

본 발명의 RTLS를 이용한 산업 안전관리 시스템은, 특정 작업장 실내 또는 실외에 있는 작업자의 상태를 실시간으로 감지하고, 감지된 작업자의 상태 데이터를 외부로 실시간으로 전송하는 작업자 모니터링 시스템; 및 상기 작업자 모니터링 시스템으로부터 작업자의 상태 데이터를 실시간으로 취득하고, 분석하여 작업자의 비상상태 여부, 위험 정도 및 위험 정도에 상응하는 맞춤식 응급조치 매뉴얼을 제공하는 작업장 안전관리 시스템을 포함하는 기술을 제공함에 기술적 특징이 있다.

Description

ＲＴＬＳ를 이용한 산업 안전관리 시스템{INDUSTRY SAFETY MANAGEMENT SYSTEM USING RTLS}
본 발명은 RTLS를 이용한 산업 안전관리 시스템에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 특정 작업장 실내 또는 실외에 있는 작업자의 상태를 실시간으로 감지하고, 감지된 작업자의 상태 데이터를 외부로 실시간으로 전송하는 작업자 모니터링 시스템과, 상기 작업자 모니터링 시스템으로부터 작업자의 상태 데이터를 실시간으로 취득하고, 분석하여 작업자의 비상상태 여부, 위험 정도 및 위험 정도에 상응하는 맞춤식 응급조치 매뉴얼을 제공하는 작업장 안전관리 시스템을 구축하여, 사고 현장 인근에 있는 근로자 또는 관리자를 통해 재해자를 신속히 구호하여 응급조치 시간을 줄여 사망사고 발생률을 감소시킬 수 있는, RTLS를 이용한 산업 안전관리 시스템에 관한 것이다.
최근, 무선인식을 이용한 위치 확인 기술이 여러 분야에서 이용되고 있다.
예를 들어, 컨테이너의 현재위치 파악이나, 재고 파악, 주차위치 확인 등에 많이 적용된다.
특히, 이송대상물에 부착되는 태그는 인식을 위한 별도의 행위 없이 이동노드와 고정노드 간에 무선통신을 수행하면서 인식과 위치추적이 실시간으로 이루어지기 때문에 그 활용도는 대단히 넓다.
그러나 기존의 무선인식 기술은 주로 게이트나 통제구역에 설치되어 출입의 인증에만 제한적으로 적용되고 있다.
예를 들어, 직원이나 작업자가 출입구에서 인증되어 통과하고 나면 작업장 내에서 실시간 위치확인 외에는 작업자에 대하여 별다른 안전 관리가 이루어지지 않고 있다.
건설업이나 제조업 등 중공업 작업장에서 발생하는 사망사고는 전체 산업 사망사고의 72% 차지하며, 사망사고의 주요 원인이 추락사고인데, 추락사고 중 10m 미만 추락이 전체 추락사고의 70% 이상을 차지한다.
비교적 높지 않은 곳에서 추락이 사망사고로 이어지는 것은, 빠른 시간 내에 재해자를 발견 구호조치를 못하는 경우로 인한 것이다.
이로 인해, 종래에는 안전사고 방지를 위한 예방 시설 강화를 위해 많은 인력과 자원을 투자하고 있으나, 작업장 내에서 작업자의 추락 사고 등을 감지 및 경보하여 신속한 응급조치를 취할 수 있도록 해주는 작업장 안전관리 시스템의 부재로 인해, 추락 사고 등으로 인한 사망 사고의 비율을 줄이지 못하는 문제점이 있었다.
대한민국 공개특허 제10-2013-0007367호
본 발명이 해결하고자 하는 기술적 과제는, 특정 작업장 실내 또는 실외에 있는 작업자의 상태를 실시간으로 감지하고, 감지된 작업자의 상태 데이터를 외부로 실시간으로 전송하는 작업자 모니터링 시스템과, 상기 작업자 모니터링 시스템으로부터 작업자의 상태 데이터를 실시간으로 취득하고, 분석하여 작업자의 비상상태 여부, 위험 정도 및 위험 정도에 상응하는 맞춤식 응급조치 매뉴얼을 제공하는 작업장 안전관리 시스템을 구축하여, 사고 현장 인근에 있는 근로자 또는 관리자를 통해 재해자를 신속히 구호하여 응급조치 시간을 줄여 사망사고 발생률을 감소시킬 수 있는, RTLS를 이용한 산업 안전관리 시스템을 제공하는데 있다.
상기 기술적 과제를 이루기 위한 본 발명에 따른 RTLS를 이용한 산업 안전관리 시스템은, 특정 작업장 실내 또는 실외에 있는 작업자의 상태를 실시간으로 감지하고, 감지된 작업자의 상태 데이터를 외부로 실시간으로 전송하는 작업자 모니터링 시스템; 및 상기 작업자 모니터링 시스템으로부터 작업자의 상태 데이터를 실시간으로 취득하고, 분석하여 작업자의 비상상태 여부, 위험 정도 및 위험 정도에 상응하는 맞춤식 응급조치 매뉴얼을 제공하는 작업장 안전관리 시스템을 포함하는 기술을 제공한다.
본 발명은 사고 현장 인근에 있는 근로자 또는 관리자를 통해 재해자를 신속히 구호하여 응급조치 시간을 줄여 사망사고 발생률을 감소시킬 수 있는 기술적 효과가 있다.
도 1은 본 발명에 따른 작업자 모니터링 시스템 및 작업장 안전관리 시스템의 관계를 계략적으로 나타낸 것이다.
도 2a는 본 발명에 따른 일 실시예로, 작업자의 작업상태를 실시간 모니터링 하기 위한 작업장 내의 통신장치를 나타낸 것이다.
도 2b는 본 발명에 따른 작업자 모니터링 시스템의 구성을 상세히 나타낸 것이다.
도 3은 본 발명에 따른 작업장 안전관리 시스템의 구성을 상세히 나타낸 것이다.
도 4a는 본 발명에 따른 일 실시예로, 작업자의 비상상태 데이터 패킷 구조를 나타낸 것이다.
도 4b는 본 발명에 따른 일 실시예로, 작업자의 몸에 부착된 RF 태그를 이용하여 작업 현장에서 작업자의 상태를 실시간 모니터링 하는 것을 나타낸 것이다.
도 4c는 본 발명에 따른 일 실시예로, 작업자의 몸에 부착된 RF 태그를 이용하여 작업자가 작업 현장을 이탈하는 경우 이를 모니터링 하는 것을 나타낸 것이다.
도 4d는 본 발명에 따른 일 실시예로, 작업자의 몸에 부착된 RF 태그를 이용하여 작업자에게 추락사고가 발생한 경우 이를 모니터링 하는 것을 나타낸 것이다.
도 5a는 본 발명에 따른 일 실시예로, 작업자의 추락 사고 시 안전을 위해 작업자에 착용되는 인플레이터가 구비된 안전 조끼의 구조를 나타낸 것이다.
도 5b는 추락 사고 발생 시 도 5a의 인플레이터가 구비된 안전 조끼의 작동 원리를 설명하기 위한 도면을 나타낸 것이다.
이하에서는 본 발명의 구체적인 실시예를 도면을 참조하여 상세히 설명하도록 한다.
도 1은 본 발명에 따른 작업자 모니터링 시스템 및 건설현장 안전관리 시스템의 관계를 계략적으로 나타낸 것이다.
도 1을 참조하면, 본 발명의 RTLS를 이용한 산업 안전관리 시스템은 작업자 모니터링 시스템(110) 및 작업장 안전관리 시스템(200)을 포함한다.
작업자 모니터링 시스템(110)은 특정한 작업장 내에서 작업자의 작업 상태를 실시간 감지하고, 감지된 작업자 상태 데이터를 실시간으로 작업장 안전관리 시스템(200)을 전송하는데, 이에 대한 구체적인 설명은 도 2a 및 도 2b에서 후술한다.
작업장 안전관리 시스템(200)은 작업자 모니터링 시스템(110)로부터 실시간으로 작업자 상태 데이터를 수신하고, 이를 분석하여 작업자의 비상상태 여부, 위험 정도에 대한 정보를 제공할 뿐 만 아니라, 위험 정도에 따른 적절한 응급 조치를 구현할 수 있도록 해주는 데, 이에 대한 상세한 설명은 도 3에서 후술한다.
도 2a는 본 발명에 따른 일 실시예로, 작업자의 작업상태를 실시간 모니터링 하기 위한 작업장 내의 통신장치를 나타낸 것이다.
도 2a를 참조하면, 작업자가 근무하는 작업장(이를테면, 건물 공사 현장 등) 내에는, 여러 명의 작업자의 몸(또는 작업모자 등)에 각각 부착된 액티브 태그(active tag, 10a)와 비상 호출기(10b) 및, 상기 액티브 태그(active tag, 10a) 또는 상기 비상 호출기(10b)와 무선 통신을 수행하여 외부의 건설현장 안전관리 시스템(200)과 각종 데이터를 송수신하기 위한 복수개의 리시버(receiver, 11)를 포함한다.
이 경우 액티브 태그(active tag, 10a)는 고정 노드인 리시버(11)에 대해 이동 노드의 역할을 하며, RTLS(Real Time Locating System)를 이용하여 작업자의 위치를 실시간으로 추적하여 작업자의 비상상태(이를테면, 추락사고, 작업장 이탈 등)를 체크할 수 있도록 해준다.
비상 호출기(10b)는 작업자가 소지한 통신 장치로, 작업자에게 비상사태가 발생한 경우, 작업자가 의식을 가지고 능동적으로 버튼을 눌러 비상상황을 외부로 알리거나, 또는 추락 사고 등에 의해 의식이 없는 체로 버튼이 눌린 경우 리시버(11)와의 무선통신을 통해 작업자의 비상상황을 자동으로 외부에 알리는 기능을 한다.
이하 본 발명에 적용된 RTLS(Real Time Locating System)에 대해 간단히 부연 설명한다.
RTLS(Real Time Locating System)은 무선인식기술을 이용하여 실시간으로 위치를 추적하는 기술로, 이의 구현을 위해 다양한 기술들이 적용될 수 있는데, 이를테면 수동형 및 능동형 RFID(Radio Frequency IDentification), 지그비(Zigbee), CSS(Chirp Spread Spectrum), IR-UWB 등의 무선인식기술이 적용될 수 있고, 또한 GPS(Global Positioning System) 기술이 적용될 수도 있다.
이들 방식 중 CSS(Chirp Spread Spectrum)는 지그비(Zigbee) 방식을 보완한 것으로, 통신 도달거리의 확장, 극심한 다중경로 및 방해전파에 대한 견고성, 다른 통신 방식과의 상호 공존성, 정밀 거리 측정 기능 등의 장점을 가진 네트워킹 기술이고, 또한 IR-UWB 방식은 상대적으로 전력소모가 낮고, 이동 중에도 방해전파의 영향이 거의 없는 장점을 가진 네트워킹 기술로, 본 발명의 경우 CSS(Chirp Spread Spectrum) 또는 IR-UWB 방식을 사용함이 바람직하다.
한편 작업자의 위치 좌표를 도출하기 위한 무선 측위 기술로, 이를테면 Cell-ID 기술, AOA(Angle Of Arrival) 기술, TOA(Time Of Arrival) 기술, TDOA(Time Difference Of Arrival) 기술, RSSI(Received Signal Strength Indicaton) 기술, TOF(Time Of Flight) 기술, Fingerprint 기술 등을 사용할 수 있다.
이들 기술 중 특히 TOA(Time Of Arrival) 기술은 태그가 전송하는 RF 신호가 수신리더에 도달하는 시간을 측정하여 태그와 리더간 거리를 구하고 위치를 계산하는 방식으로, 정확도 측면에서도 양호하며, 또한 위치추적 범위에서도 비교적 넓은 범위의 위치 추적이 가능함으로, 본 발명의 경우 TOA(Time Of Arrival)를 사용함이 바람직하다.
도 2b는 본 발명에 따른 작업자 모니터링 시스템의 구성을 상세히 나타낸 것이다.
도 2b를 참조하면, 본 발명에 따른 작업자 모니터링 시스템(100)은 전원부(110), 작업자 상태 감지부(120), 무선 통신부(130), 알람부(140), 인플레이터 구동부(150), 저장부(160) 및 제어부(170)를 포함한다.
전원부(110)는 일정한 전력을 공급하여 내부의 각종 전기기기들이 작동되도록 해준다.
작업자 상태 감지부(120)는 추락 감지부(121) 및 위치 감지부(122)를 포함한다.
여기서 추락 감지부(121)는 이를테면, 가속도 센서(accelerometer)를 이용하여 작업자의 추락 상태를 감지하는데, 이하 가속도 센서(accelerometer)의 원리를 설명한다.
가속도 센서는 작업자의 몸에 부착된 액티브 태그(10a)의 위(+)/아래(-)방향을 향한 움직임을 측정하여, 하기 수학식1의 Z축 가속도 값을 얻는다.
[수학식1]
Figure 112016050935979-pat00001
여기서, Az 은 Z축 가속도 값, △z는 z축 변위차, △t는 z축 변위 동안의 시간을 의미한다.
이 경우 작업자가 추락 시 수직방향(z축 방향)에 대한 중력 가속도는 9.8 m/s2 이므로, 작업자의 추락 속도는 상기 중력 가속도를 더한 값 즉, 대략 10 m/s 이상을 가지므로, 작업자의 이동 속도가 10 m/s 이상을 가질 경우 작업자가 추락되었다고 판단하여 추락 감지신호를 발생시킨다.
반면, 작업자의 이동 속도가 6 m/s ~ 7 m/s 인 경우, 작업자가 뛰고 있다고 판단하고, 2 m/s ~ 3 m/s 인 경우 작업자가 걷고 있다고 판단할 뿐, 추락이 아니라고 판단하여 별도의 추락 감지신호를 발생시키지 않는다.
한편 작업자의 이동 속도가 일정 시간(이를테면, 5분 이상) 0 m/s 인 경우 즉 작업자가 특정 장소에서 일정시간 움직이지 않고 있는 경우, 작업자의 작업 환경(이를테면, 독가스 등을 취급하는 경우)을 고려하여 작업자가 질식사 등의 위험에 처해 있다고 판단하여 비상사태 감지신호를 발생시킨다.
위치 감지부(122)는 이를테면, GPS(Global Positioning System) 센서를 이용하여 작업자의 위치를 실시간으로 감지하며, 감지된 위치 정보는 실시간으로 건설현장 안전관리 시스템(200)으로 전송되어, 작업자의 작업장 내에서의 각종 상태(도 4b ~ 도 4d 참조)를 분석할 수 있도록 해준다.
무선 통신부(130)는 작업장 내에 설치된 리시버(11)와 무선 통신을 수행할 수 있도록 해주는데, 이 경우 무선통신 모듈로 이를테면, 지그비(Zigbee), 알에프(RF), 와이파이(WiFi), 3G, 4G, LTE, LTE-A, 와이브로(Wireless Broadband Internet) 등을 사용할 수 있다.
알람부(140)는 작업자에게 비상상태(이를테면, 추락 사고, 질식 사고 등)가 발생한 경우, 알람(alarm)을 발생시키는데, 이 경우 알람 수단으로 이를테면, 청각(부저, 사이렌 등), 시각(경광 램프, 비상안내 문자 발송, 낮 시간에 사고발생 위치 식별을 위한 연기 발생 등) 등을 이용할 수 있다.
이 경우 작업자의 비상상태의 정도에 따라 등급을 부여하여(이를테면, 추락사고는 1등급, 근무지 이탈 등은 2 등급 등) 알람 발송 수단, 알림 대상, 알림 횟수, 알림 시간 간격 등을 차등적으로 실시함이 바람직하다.
인플레이터 구동부(150)는 추락이 발생한 경우 즉 추락 감지신호가 발생한 경우 제어부(170)에 의해 자동으로 인플레이터 구동신호를 전송하여 작업자가 착용한 안전 조끼 내에 구비된 인플레이터(일종의 에어 백)를 작동 시킴으로, 추락 사고 시 충격으로 인한 신체의 위해를 최소화 시키는데, 이에 대한 상세한 설명은 도 5a 및 도 5b에서 후술한다.
저장부(160)는 작업자의 ID 정보 및 처리한 각종 데이터들을 저장하는데, 저장매체로, 이를테면 플래시 메모리 등을 사용할 수 있다.
제어부(170)는 전원부(110), 작업자 상태 감지부(120), 무선 통신부(130), 알람부(140), 인플레이터 구동부(150) 및 저장부(160)를 제어한다.
도 3은 본 발명에 따른 작업장 안전관리 시스템의 구성을 상세히 나타낸 것이다.
도 3을 참조하면, 본 발명에 따른 작업장 안전관리 시스템(200)은 인터페이스 모듈(210), 데이터 수집모듈(220), 데이터 저장모듈(230), 비상상태 분석모듈(240), 비상상태 처리모듈(250), 비상상태 보고모듈(260), BIM 모니터링 모듈(270) 및 제어모듈(280)을 포함한다.
인터페이스 모듈(210)은 작업장 내에 설치된 리시버(11) 또는 외부 단말(사용자 단말, 관리자 단말 등)과 데이터를 송수신 할 수 있도록 인터페이스를 제공하는데, 이 경우 인터페이스 방식으로 이를테면, 지그비(Zigbee), 알에프(RF), 와이파이(WiFi), 3G, 4G, LTE, LTE-A, 와이브로(Wireless Broadband Internet) 등의 무선통신, 또는 인터넷, SNS(Social Network Service) 등을 사용할 수 있다.
데이터 수집모듈(220)은 작업자 모니터링부(100)의 작업자 상태 감지부(120)를 통해 감지된 작업자 상태 데이터를 상기 인터페이스 모듈(210)을 통해 실시간으로 수신한다.
이 경우 작업자 상태 데이터는 작업자의 비상상태 데이터 뿐 만 아니라 작업자의 통상적인 위치정보를 포함하는 통상상태 데이터를 포함한다.
데이터 저장모듈(230)은 데이터 수집모듈(220), 비상상태 분석모듈(240), 비상상태 처리모듈(250), 비상상태 보고모듈(260)을 통해 처리된 각종 데이터들을 저장하며, 저장매체로 비휘발성 메모리 이를테면, 플래시 메모리 등을 사용할 수 있다.
비상상태 분석모듈(240)은 상기 데이터 수집모듈(220)이 취득한 작업자 상태 데이터들을 분석하여, 작업자의 비상상태 여부 및 위험정도 정보를 포함하는 일정한 포맷을 갖는 비상상태 데이터 패킷(packet)을 제공하는데, 이에 대한 상세한 설명은 도 4a에서 후술한다.
비상상태 처리모듈(250)은 상기 비상상태 분석모듈(240)에서 제공한 비상상태 데이터 패킷(packet)의 내용에 따라 작업자가 처한 비상상황에 적절한 대응 조치를 할 수 있도록 해준다.
이를테면, 비상상태 처리모듈(250)은 작업자가 처한 위험도(상, 중, 하) 정도에 따라 비상조치 신호를 외부의 관리자 단말로 전송하면, 관리자는 전송받은 비상상태 데이터 패킷(packet)을 통해 작업자의 인적사항, 작업 내용, 3차원 위치 정보 및 비상상태 정보 등을 파악하고, 또한 위험 등급(상, 중, 하)에 상응하는 맞춤식 매뉴얼(이를테면, 위험도 상급(1등급)에 해당하는 추락 사고 또는 가스 중독 시 제공되는 응급조치 매뉴얼 등)을 참조하여 외부의 응급 기관(병원, 119 구조대 등)과 협력하여 신속한 작업자 응급 조치를 취할 수 있다.
비상상태 보고모듈(260)은 상기 비상상태 처리모듈(250)에 의해 작업자의 비상상태에 대한 응급 조치가 취해진 경우, 일정한 형식의 처리결과 보고서를 작성하여 외부의 관리자 단말로 전송하여 차후 발생될 작업장 안전사고 예방에 이용될 수 있도록 해준다.
여기서 처리결과 보고서는 작업자에게 비상상태가 발생한 시점부터 응급 조치를 마친 최종 결과까지의 내용이 기록되며, 응급조치 과정 중 실수, 개선점 등을 PDF 파일 형태로 제공함이 바람직하다.
BIM 모니터링 모듈(270)은 BIM(Building Information Modeling) 툴을 이용하여 작업자가 위치한 작업장을 모델링 하고, 모델링 된 건물의 x좌표, y좌표, 층 정보를 폴리건 좌표로 도출하여 작업자의 위치를 3차원(3D)으로 디스플레이 될 수 있도록 해준다.
제어모듈(280)은 인터페이스 모듈(210), 데이터 수집모듈(220), 데이터 저장모듈(230), 비상상태 분석모듈(240), 비상상태 처리모듈(250), 비상상태 보고모듈(260) 및 BIM 모니터링 모듈(270)을 제어한다.
도 4a는 본 발명에 따른 일 실시예로, 작업자의 비상상태 데이터 패킷 구조를 나타낸 것이다.
도 4a를 참조하면, 본 발명의 비상상태 분석모듈(240)에 의해 제공되는 작업자의 비상상태 데이터 패킷은 프로젝트 ID, 태그 ID, 발신시각, X좌표, Y좌표, 층 정보 및 위험도 정보 항목을 포함한다.
이 경우 프로젝트 ID는 해당 프로젝트의 코드를 지정하기 위한 것으로, 프로젝트 ID 정보를 통해 작업자의 작업 내용 이를테면, 10층 건물 신축 공사 작업 등의 정보를 알 수 있다.
태그 ID는 작업자에게 부착된 액티브 태그의 식별정보(ID)를 지정하기 위한 것으로, 태그 ID 정보를 통해, 이를테면 특정 작업자의 신원정보(이름, 성별, 나이, 근무 경력 등)를 알 수 있다.
발신시각은 특정의 작업자에 부착된 액티브 태그(10a)에서 리시버(11)를 통해 작업자 상태 정보를 전송할 때의 시간 정보(이를테면, 오전 10시 29분 31초에 발신 함)를 제공한다.
X좌표 및 Y좌표는 모델링된 건물의 도면 정보를 기본으로 평면 상의 위치 정보를 제공하며, 층 정보는 지상 또는 지하의 높이 정보를 제공함으로, 작업자의 실시간 3차원 위치 정보를 파악할 수 있게 된다.
위험도는 작업자가 처한 비상상태를 단계별(이를테면, 상(1등급~3등급), 중(4등급~6등급), 하(7등급~9등급))로 표시함으로, 작업자의 비상 상황에 대한 응급조치를 취할 때, 해당 응급조치 매뉴얼을 이용하여 신속하고, 적절한 대응이 이루어 질 수 있도록 해준다.
이를테면, 작업자가 추락한 경우 추락한 높이, 작업 내용 등에 따라 위험도를 상, 중, 하로 구별하고, 대응 조치도 구별된 위험도(상, 중, 하)에 따라 달리 운용함으로, 작업자의 생존 확률을 보다 높일 수 있도록 함이 바람직하다.
도 4b는 본 발명에 따른 일 실시예로, 작업자의 몸에 부착된 RF 태그를 이용하여 작업 현장에서 작업자의 상태를 실시간 모니터링 하는 것을 나타낸 것이다.
도 4b를 참조하면, 건설현장 안전관리 시스템(200)의 비상상태 분석모듈(240)은 작업자의 몸에 부착된 RF 태그에서 실시간으로 전송되는 위치 정보(3차원)를 분석함으로, 작업자가 정해진 작업 장 내에서 정상적인 작업 상태에 있다는 정보를 제공한다.
도 4c는 본 발명에 따른 일 실시예로, 작업자의 몸에 부착된 RF 태그를 이용하여 작업자가 작업 현장을 이탈하는 경우 이를 모니터링 하는 것을 나타낸 것이다.
도 4c를 참조하면, 건설현장 안전관리 시스템(200)의 비상상태 분석모듈(240)은 작업자의 몸에 부착된 RF 태그에서 실시간으로 전송되는 위치 정보(3차원)를 분석함으로, 작업자가 정해진 작업장을 이탈한 비상상태에 있다는 정보를 제공한다.
이 경우, 관리자는 해당 작업장 이탈 후 정해진 일정한 시간 내에 작업자가 작업장으로 복귀하지 않을 시, 작업자의 근무 태만으로 판단할 수 있다.
한편, 관리자는 작업자가 작업장 이탈 후 일정 시간 동안 움직임이 없는 경우, 이를테면, 해당 작업이 위험 물질(독가스 등)을 취급하는 경우, 작업자가 가스 중독 등의 비상상태에 있다고 판단하고, 앞에서 설명한 일정한 응급조치를 취할 수 있다.
도 4d는 본 발명에 따른 일 실시예로, 작업자의 몸에 부착된 RF 태그를 이용하여 작업자에게 추락사고가 발생한 경우 이를 모니터링 하는 것을 나타낸 것이다.
도 4c를 참조하면, 건설현장 안전관리 시스템(200)의 비상상태 분석모듈(240)은 작업자의 몸에 부착된 RF 태그에서 실시간으로 전송되는 추락 감지 신호를 분석함으로, 작업자의 추락 정보(추락위치, 추락 시간, 추락 높이 등)를 제공한다.
도 5a는 본 발명에 따른 일 실시예로, 작업자의 추락 사고 시 안전을 위해 작업자에 착용되는 인플레이터가 구비된 안전 조끼의 구조를 나타낸 것이고, 도 5b는 추락 사고 발생 시 도 5a의 인플레이터가 구비된 안전 조끼의 작동 원리를 설명하기 위한 도면을 나타낸 것이다.
도 5a 및 도 5b를 참조하면, 작업자가 착용하는 안전 조끼(1)는 인플레이터 백(inflator bag, B), 인플레이터 구동스위치(21), 인플레이터 팽창기(22), 주입구(I), 연결관 체부(F), 유로(F), 전기 모터(M), 수납공간(5)을 포함한다.
이 경우 인플레이터 백(B)의 1개 이상의 주입구(I)에는 팽창이 가능하도록 하는 팽창수단으로, 인플레이터 팽창기(22)가 연결되어 있다.
주입구(I)는 신속한 인플레이터 백(B)의 팽창을 위하여 다수개의 주입노즐체로 구성하는 것이 바람직하나, 주입구(I)의 내경의 크기에 따라서는 반드시 필요한 것은 아니다.
인플레이터 백(B)에는 팽창용 가스를 수납하는 봄베 등의 인플레이터 팽창기(22)가 연결되는데, 이를테면 이산화탄소, 고압질소 등의 가스를 고압축하여 수납하는 카트리지형의 가스 카트리지를 구비할 수 있다.
인플레이터 백(B)과 유체 연결되는 인플레이터 팽창기(22)사이에는 연결관체부(N)의 유로(F)를 개폐하기 위하여 기계적인 회동을 수행하는 전기 모터(M) 및 솔레노이드와 같은 개폐 스위치로서 역할을 수행하는 인플레이터 구동스위치(21)가 장착된다.
이와 같은 구조 및 기능을 갖는 안전 조끼(1)를 작업자가 착용한 경우, 건물 신축 공사 시 작업자에게 추락 사고가 발생한 경우, 도 2b에 도시된 인플레이터 구동부(150)를 구동시켜 상기 인플레이터 구동스위치(21)를 턴 온 시켜 전기 모터(M)를 작동시키면, 인플레이터 팽창기(22) 안에 있는 가스가 인플레이터 백(B)으로 주입되어 순식간에 부피를 팽창 시킬 수 있음으로 인해, 작업자가 추락 시 바닥 등의 충격을 대폭 완화 시켜 작업자의 생명 또는 부상을 최소화 할 수 있는 장점을 갖는다.
이상에서는 본 발명에 대한 기술사상을 첨부 도면과 함께 서술하였지만 이는 본 발명의 바람직한 실시 예를 예시적으로 설명한 것이지 본 발명을 한정하는 것은 아니다. 또한 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 누구나 본 발명의 기술적 사상의 범주를 이탈하지 않는 범위 내에서 다양한 변형 및 모방이 가능함은 명백한 사실이다.
10a : 액티브 태그
10b : 비상 호출기
11 : 리시버
100 : 작업자 모니터링 시스템
110 : 전원부 120 : 작업자 상태 감지부
121 : 추락 감지부 122 : 위치 감지부
130 : 무선 통신부 140 : 알람부
150 : 인플레이터 구동부 160 : 저장부
170 : 제어부
200 : 작업장 안전관리 시스템
210 : 인터페이스 모듈 220 : 데이터 수집모듈
230 : 데이터 저장모듈 240 : 비상상태 분석모듈
250 : 비상상태 처리모듈 260 : 비상상태 보고모듈
270 : BIM 모니터링 모듈
280 : 제어모듈

Claims (8)

  1. 특정 작업장 실내 또는 실외에 있는 작업자의 상태를 실시간으로 감지하고, 감지된 작업자의 상태 데이터를 외부로 실시간으로 전송하는 작업자 모니터링 시스템; 및
    상기 작업자 모니터링 시스템으로부터 작업자의 상태 데이터를 실시간으로 취득하고, 분석하여 작업자의 비상상태 여부, 위험 정도 및 위험 정도에 상응하는 맞춤식 응급조치 매뉴얼을 제공하는 작업장 안전관리 시스템을 포함하고,
    상기 작업자 모니터링 시스템은,
    작업자의 추락 상태 여부 및 작업자의 실시간 위치를 감지하는 작업자 상태 감지부;
    상기 작업장 내에 설치된 통신장치를 통해, 상기 작업장 안전관리 시스템과 데이터를 송수신 할 수 있도록 무선 통신 인터페이스를 제공하는 무선 통신부;
    작업자의 비상상태의 정도에 따라 차등을 두고, 자동 또는 수동으로 경보 신호를 발생시키는 알람부;
    작업자에게 추락이 발생한 경우 작업자의 충격으로 인한 신체의 위해를 최소화 시키도록, 인플레이터 구동신호를 자동으로 전송시켜 작업자가 착용한 안전 조끼 내에 구비된 인플레이터를 작동시키는 인플레이터 구동부; 및
    상기 작업자 상태 감지부, 상기 무선 통신부, 상기 알람부 및 상기 인플레이터 구동부를 제어하는 제어부를 포함하며,
    상기 작업자 상태 감지부는,
    작업자의 추락 상태 여부를 감지하기 위한 추락 감지센서; 및
    작업자의 실시간 위치를 추적하기 위한 위치 감지센서를 포함하되,
    상기 추락 감지센서는,
    가속도 센서를 이용하여, 작업자의 추락 속도가 중력 가속도의 크기보다 큰 값을 갖는 경우, 추락 감지신호를 발생시키며,
    상기 알람부는,
    작업자의 비상상태의 정도에 따라 등급을 부여하고, 알람 발송 수단, 알림 대상, 알림 횟수 또는 알림 시간 간격을 차등적으로 실시하고,
    상기 작업장 안전관리 시스템은,
    상기 작업자 모니터링 시스템 또는 외부 단말과 통신을 수행할 수 있는 인터페이스를 제공하는 인터페이스 모듈;
    상기 작업자 모니터링 시스템으로부터 작업자의 상태 데이터를 실시간으로 수집하는 데이터 수집모듈;
    수집된 작업자의 상태 데이터를 분석하여 작업자의 비상상태 여부 및 위험정도 정보를 포함하는 비상상태 데이터 패킷을 제공하는 비상상태 분석모듈;
    상기 비상상태 데이터 패킷의 내용에 따라 작업자가 처한 비상상황에 대응 조치를 할 수 있도록 명령하는 비상상태 처리모듈;
    상기 작업장을 모델링 하고, 모델링 된 건물의 x좌표, y좌표, 층 정보를 폴리건 좌표로 도출하여 작업자의 위치를 3차원으로 실시간으로 디스플레이 해주는 BIM 모니터링 모듈; 및
    상기 인터페이스 모듈, 상기 데이터 수집모듈, 상기 비상상태 분석모듈, 상기 비상상태 처리모듈 및 상기 BIM 모니터링 모듈을 제어하는 제어모듈을 포함하며,
    상기 비상상태 데이터 패킷은,
    프로젝트 ID, 태그 ID, 발신시각, X좌표, Y좌표, 층 정보 및 위험도 정보 항목을 포함하고,
    상기 위험도 정보는,
    작업자가 처한 비상상태를 단계별로 표시하여, 단계별로 맞춤식으로 제공되는 응급조치 매뉴얼에 따라 작업자의 응급조치를 취할 수 있도록 해주는 것을 특징으로 하는 RTLS를 이용한 산업 안전관리 시스템.
  2. 삭제
  3. 삭제
  4. 삭제
  5. 삭제
  6. 삭제
  7. 삭제
  8. 제 1항에 있어서,
    상기 작업장 내에 설치되어, 상기 작업장 안전관리 시스템과 무선통신을 수수행하는 복수개의 리시버들; 및
    상기 작업자의 몸에 부착되며, 상기 리시버들에 대해 이동노드 역할을 하는 액티브 태그(active tag)를 포함하는 것을 특징으로 하는 RTLS를 이용한 산업 안전관리 시스템.
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