KR101723283B1 - 작업자 행동기반 안전 관리 시스템 및 방법 - Google Patents

작업자 행동기반 안전 관리 시스템 및 방법 Download PDF

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Abstract

본 발명은 작업자 행동기반 안전 관리 시스템 및 방법에 관한 것이다.
본 발명의 일 형태에 따른 작업자 행동기반 안전 관리 시스템은, 작업자 관련 정보를 수집하는 정보 수집 장치; 상기 수집된 작업자 관련 정보에 기초하여 작업자의 행동을 분석하고, 상기 분석된 작업자 행동이 기 설정된 불안전한 행동 정보에 해당될 경우 이에 상응하는 안전 관리 제어를 수행하는 안전 관리 장치; 및 상기 안전 관리 장치의 제어 하에 위험 경고 정보를 송출하는 정보 출력 장치를 포함하는 것을 특징으로 한다.

Description

작업자 행동기반 안전 관리 시스템 및 방법 {Worker Behavior Based Safety Management System and Method}
본 발명은 작업자 행동기반 안전 관리 시스템 및 방법에 관한 것으로, 보다 상세하게는 기존의 데이터와 사례 분석을 통해 불안전한 행동을 정의하고 실제 작업자의 행동이 불안전한 행동에 해당될 경우 안전 관리를 위한 제어를 수행하는 작업자 행동기반 안전 관리 시스템 및 방법에 관한 것이다.
산업 재해의 직접적인 원인은 주로 작업자의 불안전한 행동에 기인한다. 작업자의 불안전한 행동이란 안전하지 못한 방법의 작업으로 인해 산업 재해를 유발할 수 있는 행위를 의미하는데, 예컨대 안전장치를 무효화하는 행위, 안전조치를 불이행하는 행위, 보호장비를 잘못 선택하거나 잘못 사용하는 행위, 기계나 공구를 목적 외에 사용하는 행위, 위험장소에 접근하는 행위 등을 들 수 있다.
그리고, 이러한 작업자의 불안전한 행동은 반복적으로 발생되는 경향이 강하며, 경우에 따라서는 대형 사고로 이어질 수 있는 위험이 있다.
이와 관련하여, 종래기술의 경우, 작업 현장의 안전 관리는 주로 작업 감독자에 의해 인위적으로 이루어졌다. 그리고, 안전 관리 시스템을 갖춘 경우에도 현장 관리실(운전실)에서 관리자가 CCTV 등을 통해 영상으로 작업 현장을 관찰하고 관리하는 수준이었으며, 만약 위험한 상황이 발생할 경우 작업 현장의 스피커, 또는 무전기나 휴대폰 등을 통해 작업자에게 알려주는 수준이었다.
그러므로, 작업 현장의 안전을 체계적으로 관리할 수 있는 안전 관리 시스템이 요구되며, 특히 작업자의 불안전한 행동에 기인한 산업 재해를 예방하고 효율적으로 안전 관리를 수행할 수 있는 안전 관리 시스템이 절실히 요구된다.
한국 공개특허공보 제10-2014-0071578호
본 발명은 전술한 바와 같은 문제점을 해결하기 위해 창안된 것으로, 본 발명의 목적은 기존의 데이터와 사례 분석을 통해 불안전한 행동을 정의하고 실제 작업자의 행동이 불안전한 행동에 해당될 경우 안전 관리 제어를 수행하는 작업자 행동기반 안전 관리 시스템 및 방법을 제공하는 것이다.
본 발명의 다른 목적은 안전 관리 제어의 결과를 작업 이력으로 관리하고, 상기 작업 이력을 반영하여 작업자의 불안전한 행동을 재설정하여 개선시키는 작업자 행동기반 안전 관리 시스템 및 방법을 제공하는 것이다.
상기 목적을 위하여, 본 발명의 일 형태에 따른 작업자 행동기반 안전 관리 시스템은, 작업자 관련 정보를 수집하는 정보 수집 장치; 상기 수집된 작업자 관련 정보에 기초하여 작업자의 행동을 분석하고, 상기 분석된 작업자 행동이 기 설정된 불안전한 행동 정보에 해당될 경우 이에 상응하는 안전 관리 제어를 수행하는 안전 관리 장치; 및 상기 안전 관리 장치의 제어 하에 위험 경고 정보를 송출하는 정보 출력 장치를 포함하는 것을 특징으로 한다.
그리고, 본 발명의 일 형태에 따른 작업자 행동기반 안전 관리 시스템을 위한 안전 관리 장치는, 작업자에 대한 불안전한 행동 정보를 설정하는 작업자 행동 설정부; 적어도 하나의 정보 수집 장치로부터 작업자 관련 정보를 수집하는 정보 수집부; 상기 수집된 작업자 관련 정보에 기초하여 작업자의 행동을 분석하여 작업자 행동 정보를 생성하는 작업자 행동 분석부; 및 상기 생성된 작업자 행동 정보가 상기 설정된 불안전한 행동 정보에 해당될 경우 이에 상응하는 안전 관리 제어를 수행하는 안전 관리 제어부를 포함하는 것을 특징으로 한다.
한편, 본 발명의 일 형태에 따른 작업자 행동기반 안전 관리 방법은, 적어도 하나의 정보 수집 장치로부터 작업자 관련 정보를 수신하는 단계; 상기 작업자 관련 정보에 기초하여 작업자의 행동을 분석하여 작업자 행동 정보를 생성하는 단계; 상기 생성된 작업자 행동 정보가 기 설정된 불안전한 행동 정보에 해당되는지 여부를 판단하는 단계; 및 만약 불안전한 행동 정보에 해당될 경우, 상기 불안전한 행동 정보에 상응하는 안전 관리 제어를 수행하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 한다.
본 발명에 따르면, 기존의 데이터와 사례 분석을 통해 불안전한 행동을 정의하고 실제 작업자의 행동이 불안전한 행동에 해당될 경우 안전 관리를 위한 제어를 수행함으로써, 이전 발생한 사고 및 이와 유사한 사고가 재발되는 것을 방지하여 안전 사고를 예방할 수 있는 효과를 가진다.
그리고, 본 발명에 따르면, 안전 관리 제어의 결과를 작업 이력으로 관리하고 상기 작업 이력을 반영하여 작업자의 불안전한 행동을 재설정함으로써, 작업자 행동기반 안전 관리 시스템을 개선하여 안전하고 효율적인 관리를 수행할 수 있는 효과를 가진다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 작업자 행동기반 안전 관리 시스템의 개요를 설명하는 도면이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 작업자 행동기반 안전 관리 시스템의 개략적인 구성도이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 작업자 행동기반 안전 관리 방법의 흐름도이다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 작업자 행동기반 안전 관리 시스템이 크레인 작업 현장에 적용된 것을 설명하는 도면이다.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 작업자 행동기반 안전 관리 시스템이 지하 작업 현장에 적용된 것을 설명하는 도면이다.
도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 작업자 행동기반 안전 관리 시스템이 지상 작업 현장에 적용된 것을 설명하는 도면이다.
도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 입출력 통합 제어 장치가 적용된 경우 작업자 행동기반 안전 관리 시스템의 계략적인 구성도이다.
도 8은 본 발명의 일 실시예에 따른 입출력 통합 제어 장치의 개략적인 구성도이다.
이하에서는 첨부 도면 및 바람직한 실시예를 참조하여 본 발명을 상세히 설명한다. 참고로, 하기 설명에서 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있는 공지 기능 및 구성에 대한 상세한 설명은 생략한다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 작업자 행동기반 안전 관리 시스템의 개요를 설명하는 도면이다.
도 1을 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 작업자 행동기반 안전 관리 시스템은 산업 현장에 특화된 행동기반 안전 관리 체계와 ICT(Information and Communications Technologies) 기술을 활용한 작업자의 불안전한 행동 정보의 자동 수집 및 관제 기능을 접목시킨 것이다.
본 발명에 따른 작업자 행동기반 안전 관리 프로세스는 크게 ① 불안전한 행동 정의, ② 작업 안전 관찰/관제, ③ 행동 분석, ④ 커뮤니케이션 순으로 진행하며, 그 결과를 반영하여 다시 불안전한 행동을 정의함으로써 상기 프로세스를 되풀이하게 된다.
불안전한 행동 정의 단계에서는 기존 재해 및 경험적 사례를 참조하여 위험을 식별하고 안전한 행동과 불안전한 행동을 정의하고, 작업 안전 관찰/관제 단계에서는 ICT 기술을 접목한 스마트 센서 기술, 영상 인식 기술 등을 이용하여 자동으로 작업 정보를 수집하고 모니터링한다. 그리고, 행동 분석 단계에서는 현장 작업 행동을 데이터베이스화하고 불안전한 행동 개선을 위한 패턴 분석 등을 수행하며, 커뮤니케이션 단계에서는 행동기반 안전 관리 활동을 체계적으로 데이터베이스화하고 트래킹(Tacking) 및 성과관리를 수행한다.
이와 관련하여, 도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 작업자 행동기반 안전 관리 시스템의 개략적인 구성도이다. 그리고, 도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 작업자 행동기반 안전 관리 방법의 흐름도이다.
참고로, 도 2에 도시된 실시예에서는 본 발명에 따른 작업자 행동기반 안전 관리 시스템을 4개의 계층(Layer 0 ~ 3)으로 구분하여 나타내었는데, 카메라, 영상 처리 장치, 적외선 센서, 입출력 장치 등과 같은 정보 수집 장치와 스피커, 조명, 입출력 장치 등과 같은 정보 출력 장치는 Layer 0, 1에 해당하며, 안전 관리 장치는 Layer 2, 3에 해당한다. 그러나, 이는 본 발명에 대한 이해를 보다 쉽게 하기 위한 것으로 본 발명이 도 2에 예시된 계층 구조(Layer Structure)에 제한되는 것은 아니다.
도 2를 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 작업자 행동기반 안전 관리 시스템은, 작업자와 관련된 정보를 수집하는 정보 수집 장치, 안전 관리를 위한 제어를 수행하는 안전 관리 장치, 작업자에게 위험을 경고하는 정보 출력 장치 등으로 구성된다.
정보 수집 장치(111, 211, 112, 212, 162, 222, 113, 213)는 주로 작업 현장에 설치되며, 작업자와 관련된 다양한 정보(이하, "작업자 관련 정보"라 함)를 수집하여 안전 관리 장치(300)로 전송한다. 정보 수집 장치의 예로는 영상 카메라, 레이저 스캐너, 영상 처리 장치, 각종 센서, 스마트 폰, 생체정보 인식기, 유무선 통신모듈, 각종 입력 장치 등과 같이 작업자를 식별하거나, 작업자의 행동을 파악하거나, 작업자의 위치를 파악하는 등 작업자와 관련된 정보를 얻을 수 있는 다양한 장치가 해당될 수 있다.
안전 관리 장치(300)는 정보 수집 장치에서 전송된 작업자 관련 정보에 기초하여 작업자 행동을 분석하고, 만약 분석된 작업자 행동이 기 설정된 불안전한 행동에 해당될 경우 이에 상응하는 안전 관리 제어를 수행한다.
이를 위해, 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 안전 관리 장치(300)는 작업자 행동 설정부(310), 정보 수집부(320), 작업자 행동 분석부(330), 안전 관리 제어부(340), 작업 이력 관리부(350) 등을 포함한다.
도 2 및 도 3을 참조하면, 작업자 행동 설정부(310)는 기존의 데이터와 경험적인 사례 분석을 통해 작업자의 안전한 행동과 불안전한 행동을 식별하여 설정한다(단계 S310 참조). 안전한 행동은 해당 작업에 대한 모범적인 작업 행위(best practice)를 정의한 것이며, 불안전한 행동은 안전하지 못한 방법의 작업으로 인해 산업 재해를 유발할 수 있는 행위를 정의한 것이다. 불안전한 행동의 예로는, 전술한 바와 같이 안전장치를 무효화하는 행위, 안전조치를 불이행하는 행위, 보호장비를 잘못 선택하거나 잘못 사용하는 행위, 기계나 공구를 목적 외에 사용하는 행위, 위험장소에 접근하는 행위 등이 있으며, 이는 해당 작업의 특성, 공정(process), 현장 상황, 작업 환경, 작업 인원 등을 고려하여 적절하게 설정된다. 그리고, 불안전한 행동 정보는 이러한 불안전한 행동에 대해 정보 수집 장치의 식별 정보 및/또는 위치 정보, 그리고 정보 수집 장치가 전송한 영상 정보 및/또는 감지 정보를 조합하여 설정된다. 한편, 이와 같이 설정된 불안전한 행동은 안전 관리 제어를 수행하는 과정에서 그 결과(위험 이력)를 피드백 받아 재설정된다.
정보 수집부(320)는 정보 수집 장치에서 전송되는 작업자 관련 정보를 수집하여 작업자 행동 분석부(330)로 전송한다(단계 S320 참조). 정보 수집부(320)는, 예컨대 영상 카메라에서 영상 처리 장치를 통해 작업 현장의 영상이 전송된 경우, 해당 영상 카메라의 식별정보 및/또는 위치정보에 기초하여 작업 현장의 영상을 분석하고 모니터링하여 작업자의 위치, 작업자의 수, 작업자의 움직임, 작업장비(예, 크레인)의 위치, 작업장비의 움직임 등을 검출하고 그 결과를 작업자 행동 분석부(330)로 전송한다. 그리고, 정보 수집부(320)는, 예컨대, 적외선 센서로부터 입출력 장치를 통해 작업자의 출입 감지 정보를 수신한 경우, 해당 적외선 센서의 식별정보 및/또는 위치정보와 해당 적외선 센서가 설치된 건물의 구조정보 등에 기초하여 인원 카운팅(counting), 특정 구역 진입/진출 등을 검출하고 그 결과를 작업자 행동 분석부(330)로 전송한다. 참고로, 정보 수집부(320)는 정보 수집 장치에서 전송된 작업자 관련 정보가 이미 검출 결과를 포함하는 경우, 해당 정보를 바로 작업자 행동 분석부(330)로 전송한다.
작업자 행동 분석부(330)는 정보 수집부(320)에서 수집 및/또는 검출된 작업자 관련 정보에 기초하여 작업자의 행동을 분석하여 작업자 행동 정보를 생성하고(단계 S330 참조), 작업자 행동 설정부(310)와 연동하여 상기 분석된 작업자의 행동이 불안전한 행동에 해당되는지 여부를 판단한다(단계 S340 참조).
예컨대, 작업자 행동 분석부(330)는 정보 수집부(320)에서 전송된 작업자의 위치, 작업자의 수, 작업자의 움직임, 작업장비(예, 크레인)의 위치, 작업장비의 움직임, 특정 구역 진입/진출 등의 정보에 기초하여 작업자 행동 정보를 생성하고, 상기 생성된 작업자 행동 정보가 기 설정된 불안전한 행동 정보에 해당되는지(포함되는지) 여부를 판단한다. 참고로, 작업자 행동 정보는 작업자의 위치, 작업자의 수, 작업자의 움직임, 작업장비(예, 크레인)의 위치, 작업장비의 움직임 등에 대해 정보 수집 장치의 식별 정보 및/또는 위치 정보, 그리고 정보 수집 장치가 전송한 영상 정보 및/또는 감지 정보를 조합하여 설정된다
만약, 상기 분석된 작업자의 행동이 불안전한 행동에 해당하면, 작업자 행동 분석부(330)는 작업자 행동 정보에 상응하는 불안전한 행동 정보를 안전 관리 제어부(340)로 전송한다.
그러면, 안전 관리 제어부(340)는 작업자 행동 분석부(330)에 전송된 불안전한 행동 정보에 상응하는 안전 관리 제어를 수행한다(단계 S350 참조). 예컨대, 안전 관리 제어부(340)는 입출력 장치(221, 222, 223)를 통해 스피커(121, 122, 123)로 경고 음향이나 경고 메시지를 송출하거나, 입출력 장치(221)를 통해 조명(131)의 점등, 밝기, 깜빡임 등을 제어하여 경고하거나, 입출력 장치를 통해 디스플레이에 경고 메시지를 표시하는 등 안전 관리 제어를 수행한다. 이를 위해, 안전 관리 제어부(340)는 불안전한 행동 정보에 상응하는 위험 경고 정보를 데이터베이스로 관리한다.
작업 이력 관리부(350)는 안전 관리 제어의 결과, 예컨대 현장의 상황, 작업자의 행동, 위험 발생 여부 등을 데이터베이스화하여 작업 이력을 관리하고, 또한 불안전한 행동의 개선을 위해 "원인(Antecedents)-행동(Behavior)-결과(Consequence)"의 패턴 분석하고 그 결과(위험 이력)를 작업자 행동 설정부(310)로 피드백하여 불안전한 행동 설정시 반영한다(단계 S360 참조).
한편, 정보 출력 장치(221, 141, 121, 131, 222, 122, 223, 123)는 주로 작업 현장에 설치되며, 전술한 바와 같이, 안전 관리 장치(300)의 제어 하에 작업자에게 위험을 경고하거나 표시한다.
이하에서는 도 4 내지 도 6을 참조하여, 본 발명에 따른 작업자 행동기반 안전 관리 시스템이 실제 작업 현장에 적용된 예에 대해 설명한다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 작업자 행동기반 안전 관리 시스템이 크레인 작업 현장에 적용된 것을 설명하는 도면이다.
도 4를 참조하면, 작업자는 크레인이 있는 현장에서 설비 상단의 고소 작업(high place work)을 수행하고 있으며, 이 경우에는 예컨대 작업자가 설비 상단의 영역을 벗어나는 행위, 및 크레인이 작업자에게 소정 거리 이내로 접근하는 동작 등을 불안전한 행동으로 설정(정의)할 수 있다. 그리고, 예컨대 크레인이 움직이지 않는 상황에서 작업자가 설비 상단의 안전 영역에 위치하는 행위를 안전한 행동으로 설정(정의)할 수 있다.
도 4의 경우, 크레인 작업 현장에는 정보 수집 장치로서 영상 카메라(또는 레이저 스캐너)(111)가 설치되어 있으며, 영상 카메라(111)는 크레인 작업 현장의 영상을 안전 관리 장치(300)로 전송한다. 안전 관리 장치(300)의 정보 수집부(320)는 이를 수신하여 공지된 움직임 검출 기법 등을 이용하여 작업자의 위치, 작업자의 수, 작업자의 움직임, 크레인의 위치, 크레인의 움직임 등을 검출한다. 그리고, 그 검출 결과를 작업자 행동 분석부(330)로 전송한다.
한편, 작업자 행동 설정부(310)에는 불안전한 행동이 설정(정의)되어 있으며, 이 경우 전술한 바와 같이 작업자가 설비 상단의 영역을 벗어나는 행위, 및 크레인이 가상 팬스를 넘어 작업자에게 이동하는 동작 등을 예로 들 수 있다. 참고로, 이 경우 불안전한 행동의 실제 설정은 작업자(객체)가 영상 상의 소정 좌표(설비 상단 영역의 좌표)를 이탈하는 경우, 및 크레인(객체)이 영상 상의 소정 좌표(가상 팬스 영역의 좌표)로 진입하는 경우 등으로 설정될 수 있다.
작업자 행동 분석부(330)는 정보 수집부(320)에서 수집 및/또는 검출된 작업자 관련 정보에 기초하여 작업자의 행동을 분석하고, 작업자 행동 설정부(310)와 연동하여 상기 분석된 작업자의 행동이 불안전한 행동에 해당되는지 여부를 판단한다. 예컨대, 작업자(객체)가 영상 상의 소정 좌표(설비 상단 영역의 좌표)를 이탈하는지 여부, 및 크레인(객체)이 영상 상의 소정 좌표(가상 팬스 영역의 좌표)로 진입하는지 여부를 판단한다.
만약, 상기 분석된 작업자의 행동이 불안전한 행동에 해당하면, 작업자 행동 분석부(330)는 해당 불안전한 행동 정보를 안전 관리 제어부(340)로 전송하고, 안전 관리 제어부(340)는 상기 불안전한 행동 정보에 상응하는 안전 관리 제어를 수행한다. 예컨대, 스피커(121)를 통해 경고 음향이나 경고 메시지를 송출하거나, 조명(131)의 점등, 밝기, 깜빡임 등을 제어하여 작업자에게 경고한다.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 작업자 행동기반 안전 관리 시스템이 지하 작업 현장에 적용된 것을 설명하는 도면이다.
도 5를 참조하면, 지하 작업 현장은 소정의 몇몇 구역과 통로, 출입구 등으로 형성되어있으며, 이 경우에는 출입자 현황 관리, 고정 설비와의 충돌, 작업자 위험상황 파악, 화재 시 초등대응 등이 중요하다. 그리고, 예컨대 2인 1조 작업을 단독으로 작업하는 행위, 위험구역에 진입하는 행위, 동료 작업자들의 시야에서 벗어나는 행위 등을 불안전한 행동으로 설정(정의)할 수 있다.
도 5의 경우, 지하 작업 현장에는 정보 수집 장치로서 영상 카메라(112)와 적외선 센서(162)가 설치되어 있으며, 영상 카메라(111)는 지하 작업 현장의 영상을 안전 관리 장치(300)로 전송하고, 적외선 센서(162)는 소정 구역을 출입하는 작업자를 감지하여 안전 관리 장치(300)로 전송한다. 그러면, 안전 관리 장치(300)의 정보 수집부(320)는 영상 카메라(112)로부터 영상 정보를 수신하여 공지된 움직임 검출 기법 등을 이용하여 작업자의 위치, 작업자의 수, 작업자의 움직임 등을 검출하고 그 결과를 작업자 행동 분석부(330)로 전송한다. 또한, 정보 수집부(320)는 적외선 센서(162)로부터 감지 정보를 수신하여 인원 카운팅(counting), 특정 구역 진입/진출 등을 검출하고 그 결과를 작업자 행동 분석부(330)로 전송한다.
한편, 작업자 행동 설정부(310)에는 불안전한 행동이 설정(정의)되어 있으며, 이 경우 전술한 바와 같이 2인 1조 작업을 단독으로 작업하는 행위, 위험구역에 진입하는 행위, 동료 작업자들의 시야에서 벗어나는 행위 등을 예로 들 수 있다. 참고로, 이 경우 불안전한 행동의 실제 설정은 영상 상에서 작업자(객체)들의 좌표 분포, 특정 구역을 출입하는 인원 카운팅(counting) 등을 한정하여 설정될 수 있다.
작업자 행동 분석부(330)는 정보 수집부(320)에서 수집 및/또는 검출된 작업자 관련 정보에 기초하여 작업자의 행동을 분석하고, 작업자 행동 설정부(310)와 연동하여 상기 분석된 작업자의 행동이 불안전한 행동에 해당되는지 여부를 판단한다. 예컨대, 2인 1조 작업을 단독으로 작업하는 행위, 위험구역에 진입하는 행위, 동료 작업자들의 시야에서 벗어나는 행위 등에 해당하는지 여부를 판단한다.
만약, 상기 분석된 작업자의 행동이 불안전한 행동에 해당하면, 작업자 행동 분석부(330)는 해당 불안전한 행동 정보를 안전 관리 제어부(340)로 전송하고, 안전 관리 제어부(340)는 상기 불안전한 행동 정보에 상응하는 안전 관리 제어를 수행한다. 예컨대, 스피커(122)를 통해 경고 음향이나 경고 메시지를 송출하여 작업자에게 경고한다.
도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 작업자 행동기반 안전 관리 시스템이 지상 작업 현장에 적용된 것을 설명하는 도면이다.
도 6을 참조하면, 지상 작업 현장은 코일 감는 작업이 진행되는 현장이며, 조업 중 응급상황이 발생하여 작업자가 작업 불량을 현장 조치하는 경우이다. 이 경우에는 예컨대 작업자가 물리적 팬스 영역을 벗어나는 행위, 2인 1조 작업을 단독으로 작업하는 행위 등을 불안전한 행동으로 설정(정의)할 수 있다.
도 6의 경우, 지상 작업 현장에는 정보 수집 장치로서 영상 카메라(또는 레이저 스캐너)(113)가 설치되어 있으며, 영상 카메라(113)는 지상 작업 현장의 영상을 안전 관리 장치(300)로 전송한다. 안전 관리 장치(300)의 정보 수집부(320)는 이를 수신하여 공지된 움직임 검출 기법 등을 이용하여 작업자의 위치, 작업자의 수, 작업자의 움직임 등을 검출한다. 그리고, 그 검출 결과를 작업자 행동 분석부(330)로 전송한다.
한편, 작업자 행동 설정부(310)에는 불안전한 행동이 설정(정의)되어 있으며, 이 경우 전술한 바와 같이 작업자가 물리적 팬스 영역을 벗어나는 행위, 2인 1조 작업을 단독으로 작업하는 행위 등을 예로 들 수 있다. 참고로, 이 경우 불안전한 행동의 실제 설정은 작업자(객체)가 영상 상의 소정 좌표(가상 팬스 영역의 좌표)를 이탈하는 경우, 및 작업자(객체)의 수가 1인 경우 등으로 설정될 수 있다.
작업자 행동 분석부(330)는 정보 수집부(320)에서 수집 및/또는 검출된 작업자 관련 정보에 기초하여 작업자의 행동을 분석하고, 작업자 행동 설정부(310)와 연동하여 상기 분석된 작업자의 행동이 불안전한 행동에 해당되는지 여부를 판단한다. 예컨대, 작업자(객체)가 영상 상의 소정 좌표(가상 팬스 영역의 좌표)를 이탈하는지 여부, 및 작업자(객체)의 수가 1인지 여부 등을 판단한다.
만약, 상기 분석된 작업자의 행동이 불안전한 행동에 해당하면, 작업자 행동 분석부(330)는 해당 불안전한 행동 정보를 안전 관리 제어부(340)로 전송하고, 안전 관리 제어부(340)는 상기 불안전한 행동 정보에 상응하는 안전 관리 제어를 수행한다. 예컨대, 스피커(123)를 통해 경고 음향이나 경고 메시지를 송출하여 작업자에게 경고한다.
한편, 본 발명의 바람직한 실시예에 따르면, 크레인 작업 현장에 설치되는 제1 영상 카메라(111), 제1 스피커(121), 조명(131), 무선통신 모듈(141), 지하 작업 현장에 설치되는 제2 영상 카메라(112), 제2 스피커(122), 적외선 센서(162), 지상 작업 현장에 설치되는 제3 영상 카메라(113), 제3 스피커 등의 Layer 0 장치들에 대한 입출력을 통합적으로 제어하고 하나의 인터페이스를 통해 안전 관리 장치(300)와 연동할 수 있는 Layer 1의 입출력 통합 제어 장치(400)를 제공하는데, 이하에서는 이에 대해 설명한다.
도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 입출력 통합 제어 장치가 적용된 경우 작업자 행동기반 안전 관리 시스템의 계략적인 구성도이다. 그리고, 도 8은 본 발명의 일 실시예에 따른 입출력 통합 제어 장치의 개략적인 구성도이다.
도 7 및 도 8을 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 작업자 행동기반 안전 관리 시스템을 위한 입출력 통합 제어 장치(400)는 Layer 0 장치들과 직접 인터페이스하는 입출력 포트로서, TCP/IP 포트(421), 시리얼 포트(422), 오디오 포트(423), 비디오 포트(424), I/O 접점 포트(425) 등을 포함하며, 전술한 포트 외에도 추가적인 여분의 포트를 선택적으로 포함할 수 있다.
그리고, 상기 입출력 통합 제어 장치(400)는 안전 관리 제어를 위한 주요 기능을 수행하기 위해 위험 감지부(441), 인원 카운팅부(442), 위험 알림부(443), 디스플레이부(444) 등을 포함하고, 그 외에도 안전 관리 제어를 위한 추가적인 다양한 기능부, 예컨대 크레인 충돌 위험 감지부(445) 등을 포함할 수 있다.
위험 감지부(441)는 현장에 설치된 영상 카메라, 레이저 스캐너, 각종 센서 등으로부터 입출력 포트를 통해 정보를 수신하고 이를 분석하여 위험을 감지한다. 예컨대, 작업자의 접근이 제한되는 지역에 적외선 센서, 열감지 센서 등과 같이 작업자를 감지할 수 있는 센서를 설치한 경우, 만약 작업자가 제한구역 내로 진입하면 적외선 센서, 열감지 센서 등의 출력(상태값)이 변화하게 되고, 위험 감지부(441)는 이를 수신하여 작업자가 제한구역에 진입하여 위험하다는 것을 감지한다.
인원 카운팅(people counting)부(442)는 작업 현장(예, 공장 내부)에서 사고나 재해 위험 시 작업자의 위치와 인원을 신속하게 파악하기 위한 것으로, 인원 카운팅을 위한 장소에 설치된 센서 등으로부터 입출력 포트를 통해 정보를 수신하여 인원을 카운팅한다. 예컨대, 주요 통로나 출입구에 적외선 센서를 이동방향으로 2조 설치한 경우, 작업자가 지나가게 되면 2조의 적외선 센서가 작업자의 이동방향에 따라 순차적으로 출력(상태값)이 변화하게 되고, 인원 카운팅부(442)는 이를 수신하여 작업자의 이동을 감지하고 인원을 카운팅한다. 참고로, 적외선 센서의 특성상 나란히 이동하거나 붙어서 이동하는 경우의 오차 발생은 전체 인원 카운팅 지점을 관리하는 별도의 룰을 설정하여 보정하고, 경우에 따라서 관리자가 직접 오차를 보정하도록 구현할 수 있다.
위험 알림부(443)는 위험 감지부(441)가 위험을 감지하면 이에 상응하는 위험 경고 정보를 송출하여 스피커, 조명, 디스플레이 등을 통해 작업자에게 신속히 위험을 알리고 대피할 수 있도록 한다.
본 발명의 바람직한 실시예에 따르면, 위험 알림부(443)는 TTS(Text to Speech) 기능을 내장하여 사전에 입력된 음성 멘트나 안전 관리 장치(300)에서 제공되는 메시지를 실시간 음성으로 변환하여 스피커를 통해 위험을 알림으로써 각각의 현장 상황에 맞는 위험 알림 기능을 수행할 수 있다.
그리고, 조명을 활용한 위험 알림의 경우, 위험 알림부(443)는 조명의 밝기 제어, 깜빡임 제어, 시간 제어 등 현장에 맞게 위험을 작업자에게 알려주도록 구현될 수 있다. 예컨대, 아주 시끄러운 구간에서 작업자에게 위험 발생시 조명을 작업자에게 강하게 비추면 작업자가 더 큰 위험에 빠질 수 있는데, 이러한 경우에는 깜빡임 속도나 밝기를 현장에 맞게 제어하여 작업자에게 적절히 위험을 알린다.
디스플레이부(444)는 작업 지시나 위험 경고가 포함된 영상 정보를 비디오 포트(424)를 통해 디스플레이로 전송하여 작업자에게 알린다.
참고로, 종래기술의 경우 디스플레이는 PC(Personal Computer) 등에 전용 소프트웨어를 설치하고 대형 모니터에 화면을 표출하는 형태로 구성되었다. 그러나, PC를 활용하는 경우에는 OS(Operating System)나 응용 소프트웨어의 오류로 인해 장애가 발생하는 경우가 많은데, 위험한 작업 현장에서 이러한 장애는 인명 사고와 직결되기 때문에 본 발명에는 이를 개선한 방식을 사용한다.
즉, 본 발명에서는 안전 관리 장치(300)가 Web 페이지 기술을 이용하여 표출하고자 하는 정보를 Web 페이지로 구성하고, 디스플레이부(444)가 TCP/IP 포트(421)를 통해 해당 페이지 URL(Uniform Resource Locator)로부터 화면을 구성하여 디스플레이로 송출한다. 따라서, 종래기술의 경우에는 화면 구성을 바꾸거나 다른 정보를 표출할 경우 송신단과 수신단의 소프트웨어를 동시에 변경해야 하는 문제점이 있지만, 본 발명과 같이 Web페이지 방식을 사용할 경우 안전 관리 장치(300)에서 Web 페이지 변경만으로 현장 디스플레이의 화면을 변경할 수 있다.
한편, 전술한 주요 기능부 외에도 본 발명은 안전 관리 제어를 위한 추가적인 기능부를 구비할 수 있는데, 그 예로 크레인 충돌 위험 감지부(445)에 대해 설명한다.
크레인 충돌 위험 감지부(445)는 작업자가 크레인과 충돌할 수 있는 지역에서 있는 경우 충돌 위험을 감지하여 스피커, 조명 등을 통해 작업자에게 알려준다. 이동하는 크레인의 하부에는 레이저 신호를 발생하는 레이저 스캐너가 설치되며, 크레인 충돌 위험 감지부(445)는 레이저 스캐너로부터 스캔 정보를 수신하여 크레인과 충돌 반경 내의 작업자를 확인하고, 충돌 위험시 음성 및/또는 조명으로 작업자에게 위험을 알린다. 크레인의 충돌 위험 인식 방법은, 설비 상부에 작업자가 존재 시 크레인의 하부에 설치된 레이저 스캐너가 작업자를 감지하게 되는데, 이 경우 크레인이 정지한 상태에서 작업자가 접근하는지 작업자가 정지해 있는 상태에서 크레인이 접근하여 충돌 위험이 있는지를 판단하기 위하여, 본 발명에 따른 크레인 충돌 위험 감지부(445)는 크레인으로부터 주행신호(이동정보)를 수신하여 크레인 주행 중에만 위험을 감지하도록 구현하였다.
제어부(460)는 위험 감지부(441), 인원 카운팅부(442), 위험 알림부(443), 디스플레이부(444), 크레인 충돌 위험 감지부(445) 등과 연동되며, 본 발명에 따른 입출력 통합 제어 장치(400)를 전반적으로 제어한다. 또한, 제어부(460)는 상위 Layer의 안전 관리 장치(300)와 연동되어 상기 안전 관리 장치(300)의 제어 하에 Layer 0 장비들을 제어한다. 예컨대, 제어부(460)는 영상 카메라, 레이저 스캐너, 센서 등과 같은 Layer 0 장치로부터 정보를 수신하고, 만약 상기 수신된 정보가 입출력 통합 제어 장치(400)의 각 기능부(441, 442, 443, 444, 445)를 통해 자체적으로 처리가능한 위험 감지 정보인 경우 이에 상응하는 위험 경고 정보를 송출하여 스피커, 조명, 디스플레이 등과 같은 Layer 0 장치를 제어하여 이를 처리하고, 그 결과를 상기 안전 관리 장치(300)로 보고한다. 그러나, 만약 상기 수신된 정보가 입출력 통합 제어 장치(400)의 각 기능부(441, 442, 443, 444, 445)를 통해 자체적으로 처리할 수 없는 위험 감지 외의 정보인 경우 상기 수신된 정보를 안전 관리 장치(300)로 전송하고, 상기 안전 관리 장치(300)의 제어 하에 스피커, 조명, 디스플레이 등과 같은 Layer 0 장치를 제어한다.
지금까지 본 발명을 바람직한 실시예를 참조하여 상세히 설명하였지만, 본 발명이 속하는 기술분야의 통상의 기술자는 본 발명의 기술적 사상이나 필수적 특징들을 변경하지 않고서 다른 구체적인 다양한 형태로 실시할 수 있는 것이므로, 이상에서 기술한 실시예들은 모든 면에서 예시적인 것이며 한정적인 것이 아닌 것으로서 이해해야만 한다.
그리고, 본 발명의 범위는 상기 상세한 설명보다는 후술하는 특허청구범위에 의하여 특정되는 것이며, 특허청구범위의 의미 및 범위 그리고 그 등가개념으로부터 도출되는 모든 변경 또는 변형된 형태는 본 발명의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 한다.

Claims (14)

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  6. 작업자 행동기반 안전 관리 시스템으로서,
    영상 카메라, 레이저 스캐너, 영상 처리 장치, 센서, 스마트 폰, 생체정보 인식기, 유무선 통신모듈, 입력 장치 중 적어도 하나를 구비하여, 작업자 관련 정보를 수집하는 정보 수집 장치;
    상기 수집된 작업자 관련 정보에 기초하여 작업자의 행동을 분석하고, 상기 분석된 작업자 행동이 기 설정된 불안전한 행동 정보에 해당될 경우 이에 상응하는 안전 관리 제어를 수행하는 안전 관리 장치;
    스피커, 조명, 디스플레이 중 적어도 하나를 구비하여, 위험 경고 정보를 송출하는 정보 출력 장치; 및
    상위 레벨의 상기 안전 관리 장치와 연동되며, 하위 레벨의 상기 정보 수집 장치 및 정보 출력 장치에 대한 입출력을 통합 제어하는 입출력 통합 제어 장치를 포함하고,
    상기 입출력 통합 제어 장치는 상기 정보 수집 장치로부터 위험 감지 정보를 수신하면, 상기 입출력 통합 제어 장치가 자체적으로 처리가 가능한 경우 상기 정보 출력 장치를 통해 상기 위험 감지 정보에 상응하는 위험 경보 정보를 송출하고, 상기 입출력 통합 제어 장치가 자체적으로 처리할 수 없는 경우 상기 안전 관리 장치와 연동하여 처리하며,
    상기 안전 관리 장치는 작업자에 대한 불안전한 행동 정보를 설정하고, 상기 정보 수집 장치를 통해 수집된 작업자 관련 정보에 기초하여 안전 관리 제어를 수행하며, 상기 안전 관리 제어의 결과를 데이터베이스화하여 작업 이력을 관리하며,
    상기 불안전한 행동 정보는 가상 위험 영역으로 객체가 진입하는 행위, 가상 안전 영역으로부터 객체가 이탈하는 행위, 작업자 수가 적정인원에 미달하는 행위, 작업자 수가 적정인원을 초과하는 행위 중 적어도 하나에 대하여 상기 정보 수집 장치의 식별 정보 및 위치 정보 중 적어도 하나의 정보, 그리고 상기 정보 수집 장치가 전송한 영상 정보 및 감지 정보 중 적어도 하나의 정보를 조합하여 설정되고,
    상기 안전 관리 장치는 상기 작업 이력을 반영하여 상기 불안전한 행동 정보를 재설정하는 것을 특징으로 하는 작업자 행동기반 안전 관리 시스템.
  7. 제6항에 있어서,
    상기 작업자 행동 정보는 작업자의 위치, 작업자의 수, 작업자의 움직임, 작업장비의 위치, 작업장비의 움직임 중 적어도 하나에 대하여 상기 정보 수집 장치의 식별 정보 및 위치 정보 중 적어도 하나의 정보, 그리고 상기 정보 수집 장치가 전송한 영상 정보 및 감지 정보 중 적어도 하나의 정보를 조합하여 설정되는 것을 특징으로 하는 작업자 행동기반 안전 관리 시스템.
  8. 삭제
  9. 제6항 또는 제7항에 있어서,
    상기 안전 관리 장치는 크레인 작업 현장에 설치된 영상 카메라, 레이저 스캐너 중 적어도 하나로부터 작업 현장의 영상 정보를 수신하여 작업자의 위치, 작업자의 수, 작업자의 움직임, 크레인의 위치, 크레인의 움직임 중 적어도 하나를 검출하고 작업자의 행동을 분석하며, 상기 분석된 작업자 행동이 작업자가 설비 상단의 영역을 벗어나는 행위, 크레인이 가상 팬스를 넘어 작업자에게 이동하는 동작 중 적어도 하나에 해당될 경우 스피커, 조명, 디스플레이 중 적어도 하나를 통해 안전 관리 제어를 수행하는 것을 특징으로 하는 작업자 행동기반 안전 관리 시스템.
  10. 제6항 또는 제7항에 있어서,
    상기 안전 관리 장치는 지하 작업 현장에 설치된 영상 카메라, 적외선 센서 중 적어도 하나로부터 정보를 수신하여 작업자의 위치, 작업자의 수, 작업자의 움직임 중 적어도 하나를 검출하고 작업자의 행동을 분석하며, 상기 분석된 작업자 행동이 2인 1조 작업을 단독으로 작업하는 행위, 위험구역에 진입하는 행위, 동료 작업자들의 시야에서 벗어나는 행위 중 적어도 하나에 해당될 경우 스피커, 디스플레이 중 적어도 하나를 통해 안전 관리 제어를 수행하는 것을 특징으로 하는 작업자 행동기반 안전 관리 시스템.
  11. 제6항 또는 제7항에 있어서,
    상기 안전 관리 장치는 지상 작업 현장에 설치된 영상 카메라, 레이저 스캐너 중 적어도 하나로부터 작업 현장의 영상 정보를 수신하여 작업자의 위치, 작업자의 수, 작업자의 움직임 중 적어도 하나를 검출하고 작업자의 행동을 분석하며, 상기 분석된 작업자 행동이 작업자가 물리적 팬스 영역을 벗어나는 행위, 2인 1조 작업을 단독으로 작업하는 행위 중 적어도 하나에 해당될 경우 스피커, 디스플레이 중 적어도 하나를 통해 안전 관리 제어를 수행하는 것을 특징으로 하는 작업자 행동기반 안전 관리 시스템.
  12. 삭제
  13. 제6항 또는 제7항에 있어서,
    상기 입출력 통합 제어 장치는
    상기 영상 카메라, 레이저 스캐너, 센서 중 적어도 하나로부터 정보를 수신하고, 상기 수신된 정보를 분석하여 위험을 감지하는 위험 관리부; 및
    상기 위험 관리부의 감지 결과에 상응하여 위험 경고 정보를 송출하는 위험 알림부를 포함하는 것을 특징으로 하는 작업자 행동기반 안전 관리 시스템.
  14. 삭제
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