KR101914228B1 - Ｉｏｔ기반 건설현장 실시간 위치추적 및 영상 안전관제 시스템 - Google Patents
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Abstract
본 발명은 건설 및 산업 현장에서 발생할 수 있는 안전사고에 대해 위치정보와 영상정보를 활용하여 위험요소를 분석하고, 다양한 서비스모델을 통해 작업자 및 관리자에게 위험경고 및 메시지를 안내하여 현장 내 안전사고를 효율적으로 예방함을 제공하도록, 현장의 안전관제영역 내 유해 또는 위험 정보를 획득하여 신호를 주기적으로 송신하는 AP송신기와, 현장 안전관제영역 내 위험 객체정보를 검출하고 이벤트 발생에 따른 사고발생시 위치를 추적하며 영상을 촬영하는 영상감시모듈과, 작업자가 보유하며 상기 AP송신기의 신호를 수신하되 상기 AP송신기의 신호 세기를 감지하여 위험구역의 진입 여부를 판단함과 동시에 상기 AP송신기의 감지신호를 송신하는 워커단말기를 포함하여 구성하는 센싱모듈부와; 상기 센싱모듈부로부터 신호를 수신받아 데이터를 수집함과 동시에 영상신호를 출력가능하고, 안전사고에 대한 위험발생 예상 및 발생위치 기반의 사고대응정보를 실시간으로 출력하는 통합안전관제부;를 포함하는 IOT기반 건설현장 실시간 위치추적 및 영상 안전관제 시스템을 제공한다.
Description
본 발명은 IOT기반 건설현장 실시간 위치추적 및 영상 안전관제 시스템에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 건설 및 산업 현장에서 발생할 수 있는 안전사고에 대해 위치정보와 영상정보를 활용하여 위험요소를 분석하고, 다양한 서비스모델을 통해 작업자 및 관리자에게 위험경고 및 메시지를 안내하여 현장 내 안전사고를 효율적으로 예방하는 것이 가능한 IOT기반 건설현장 실시간 위치추적 및 영상 안전관제 시스템에 관한 것이다.
일반적으로 건설 및 산업 현장은 수많은 작업 인력이 투입되어 동시에 여러 작업이 진행되는 노동집약적인 산업의 장소로서, 투입되는 인력에 대한 체계적이며 효과적인 안전관리가 무엇보다도 중요하다.
그런데 건설 및 산업 현장은 현장 자체에 내재되어 있는 다양한 환경으로부터 기인하는 위험성이나 작업자의 사소한 부주의로 인하여 안전사고가 빈번하게 발생하여 귀중한 인적자원이 손실되는 치명적인 문제점을 가지고 있다.
또한, 건설 및 산업 현장에는 다양한 분야의 작업자들이 배치되어져서 각자의 작업을 수행하게 되는데, 이러한 작업자들의 수에 비해 상대적으로 관리자의 수가 극히 적고, 실외 작업시 현장 관리자의 통제와 관리가 제한되는 영역이 발생하게 되어 현장 내 인력에 대한 효율적이고 정확한 관리가 이루어지지 않고 있으며, 건설현장 인력에 대한 안전사고나 비효율적인 인력관리는 전체적인 공사비의 상승과 생산성의 저하 그리고 공사기간의 연장 등의 문제점을 야기하게 되는 문제가 있었다.
상기와 같은 문제를 해결하기 위하여 개시되어 있었던 종래기술로써, 대한민국 등록특허공보 제740144호(2007.07.10.)에는 복수 작업자의 업무현장 위치를 무선으로 감지하여 원거리의 관리서버를 통해 근태 및 업무상태를 파악하는 건설현장 관리 시스템에 있어서, 작업자 고유의 ID코드와 근무상태정보를 결합하여 특정 주파수로 무선 송신하도록 안전모의 소정 위치에서 감지센서를 구동시키도록 부착되어 있는 RFID태그와; 상기 RFID태그로부터 무선으로 전송받은 ID코드와 근무상태정보를 판독한 후 기 저장되어 있는 위치정보와 대응시켜 업무상태정보로 결합시키는 중계기와; 복수 개의 상기 중계기로부터 판독되어 결합된 업무상태정보를 무선으로 전송받는 집중기와; 상기 집중기로 전송된 작업자의 업무상태정보를 입력받고, 관리자가 필요로 하는 데이타를 추출하여 관리자의 응용프로그램을 수행시키는 관리서버와; 상기 관리서버로 전송된 업무상태정보를 저장시키고 추출시키는 데이타베이스서버와; 상기 관리서버에 의해 수행되는 응용프로그램을 인터넷을 통해 화면상으로 출력시켜주는 원격관리조회단말을 더 포함하여 구성됨에 따라 인력투입량, 작업자 분포도, 작업진척 정도를 한눈에 파악할 수 있는 RFID태그 부착 안전모를 이용한 건설현장 안전관리 시스템이 공지되어 있다.
또한, 등록특허공보 제966892호(2010.06.22.)에는 작업자가 착용한 안전벨트와 연결된 로프 단부에 설치되어 현장에 설치된 안전장비에 걸기 위한 안전고리; 상기 안전고리에 구비되어 추락방지용 안전장비에 안전고리가 걸린 경우 그에 해당하는 센싱신호를 발생하는 제1센서; 상기 안전고리에 설치되고, 상기 제1센서로부터 감지된 센싱신호가 프로세서로 입력되면, 프로세서가 ID 저장부에 저장된 ID를 무선으로 출력하는 서브 RFID 태그; 작업자의 신체에 착용되고, 상기 서브 RFID 태그로부터 전송되는 ID를 송수신부를 통해 프로세서에서 입력받아 자신의 ID 저장부에 저장된 ID를 비교하여 일치하는 경우 그 ID를 송수신부를 통하여 RFID 리더로 무선전송하는 메인 RFID 태그; 상기 메인 RFID 태그로부터 입력되는 ID를 입력받아 원격지로 무선 또는 유선을 통하여 전송하는 RFID 리더;로 구성됨에 따라 추락사고 및 안전사고를 방지할 수 있는 RFID를 이용한 건설현장의 안전관리장치가 공지되어 있다.
그러나, 상기한 종래 안전관리시스템의 경우에는 무선인식기술로서 태그(tag) 기반의 RFID기술을 적용하고 있기 때문에 태그 자체만을 인식할 뿐 사람을 인식하지 못하여 작업에 따른 움직임이 많은 현장 내 인식용도로 부적합하며 RFID의 인식률 저하 및 인식거리의 한계로 인해 실시간 위치 추적이 불가하여 데이터 수집에 한계가 발생하고, RFID 인식을 위한 리더기를 포함하여 별도의 전원 및 네트워크 공사가 필요하기 때문에 고비용의 부가시설로 인한 공사비가 증대되는 문제가 있었다.
또한, 종래에는 현장 내 위험지역을 감시하기 위한 장비로서 다수의 CCTV를 장착하여 사용하지만 개개의 설치위치에 고정형태의 CCTV를 적용하기 때문에 사각지대가 발생함에 따른 감시효율이 현저히 떨어지며, 무전서비스 형태인 PTT(push to talk) 기반으로 모든 작업자와 중장비에 대해 확실한 모니터링이 불가하고, 현장 내 안전사고에 대한 예방적 차원의 사전 위험인지 기술이 부재된 기술적인 한계가 있다는 문제가 있었다.
본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위한 것으로서, 위치측위가 가능한 작업자용 장비와 지능형 안전감시수단을 통해 실시간 위치추적 기술을 활용하므로 건설 및 산업 현장에서 근로자/장비/위험시설에서 발생할 수 있는 위험요소를 사전에 감지하고 작업자에게 위험경고 및 메시지를 전송하여 안전상황 파악이 용이한 안전관리환경을 개선할 수 있는 IOT기반 건설현장 실시간 위치추적 및 영상 안전관제 시스템을 제공하는데, 그 목적이 있다.
본 발명이 제안하는 IOT기반 건설현장 실시간 위치추적 및 영상 안전관제 시스템은 현장의 안전관제영역 내 유해 또는 위험 정보를 획득하여 신호를 주기적으로 송신하는 AP송신기와, 현장 안전관제영역 내 위험 객체정보를 검출하고 이벤트 발생에 따른 사고발생시 위치를 추적하며 영상을 촬영하는 영상감시모듈과, 작업자가 보유하며 상기 AP송신기의 신호를 수신하되 상기 AP송신기의 신호 세기를 감지하여 위험구역의 진입 여부를 판단함과 동시에 상기 AP송신기의 감지신호를 송신하는 워커단말기를 포함하여 구성하는 센싱모듈부와; 상기 센싱모듈부로부터 신호를 수신받아 데이터를 수집함과 동시에 영상신호를 출력가능하고, 안전사고에 대한 위험발생 예상 및 발생위치 기반의 사고대응정보를 실시간으로 출력하는 통합안전관제부;를 포함하여 이루어진다.
상기 AP송신기는 안전관제영역의 매핑된 위치에 설치되고 해당 위치의 유해요소에 대한 센싱 정보를 획득하는 포지션AP송신기와, 안전관제영역 중 위험구역 또는 중장비에 설치되고 자이로스코프(gyroscope) 정보를 획득하는 경계AP송신기를 포함하고, 상기 포지션AP송신기 및 상기 경계AP송신기에서는 각각 획득된 정보와 함께 기기자체의 보유 배터리정보를 취합할 수 있게 배터리 잔량을 검출하도록 구성한다.
상기 센싱모듈부에는 상기 AP송신기 및 상기 워커단말기에 비콘(beacon)신호를 무선통신망으로 이용하여 상호 무선 송신할 수 있게 내장되는 비콘센서를 포함하고, 상기 워커단말기에서는 상기 비콘센서에 따른 비콘신호가 감지되면 작업자로부터 확인가능한 자체적인 경보와 함께 상기 통합안전관제부에 경보메시지를 송신하도록 구성한다.
상기 워커단말기는 단말본체와, 상기 AP송신기의 신호를 수신하여 기기ID정보 및 센서 값을 확인하는 신호검출수단과, 상기 신호검출수단에 수신된 센서 값의 신호 세기를 측정하여 해당 위험구역의 진입 여부를 판단하는 신호판단수단과, 상기 신호판단수단의 판단결과에 따라 위험구역으로의 진입시 자체적인 알림 구동가능하게 형성하는 알림수단과, 상기 AP송신기의 센서 값 정보 및 ID 정보를 전송가능하게 형성하는 로라통신수단을 구비한다.
상기 센싱모듈부에는 상기 워커단말기의 로라통신수단으로부터 전송된 통신신호를 상기 통합안전관제부로 전달하되 통신신호를 이더넷 신호로 변환하여 전달하는 게이트웨이를 구성한다.
상기 통합안전관제부는 기본데이터 입력정보와 함께 상기 센싱모듈부로부터 수집된 데이터 수집정보를 획득 저장하는 데이터수집서버와, 상기 센싱모듈부로부터 수집된 수집정보를 실시간으로 출력하는 데이터출력부와, 상기 센싱모듈부로부터 수집된 수집정보를 통해 안전관제영역 내 각 구간별 상황을 감지하여 분석하는 데이터분석부와, 상기 데이터분석부의 분석결과에 따라 상기 데이터수집서버로부터 해당 서비스정보를 불러와 안전을 위한 대응시나리오를 안내토록 출력하는 플랫폼로딩부를 구비한다.
상기 통합안전관제부에서는 현장 안전관제영역 내 위험구역을 향한 작업자의 접근 여부를 상기 센싱모듈부의 신호로 확인하고, 상기 데이터분석부에서 해당 위험구역에 대한 작업자의 인가 여부를 분석확인한 후 상기 플랫폼로딩부를 통해 작업자의 진입 또는 출입 여부를 관리하도록 이루어진다.
상기 통합안전관제부에서는 상기 데이터분석부에서 재난신호를 분석하여 확인되면 상기 플랫폼로딩부를 통해 재난 정보를 시뮬레이션하여 최적의 피난경로를 생성시키도록 이루어짐을 포함하고, 상기 통합안전관제부에서는 작업자의 피난위치정보를 실시간으로 확인하여 피난유도정보를 상기 센싱모듈부의 워커단말기에 송신하도록 이루어진다.
상기 통합안전관제부에서는 상기 데이터수집서버에 상기 센싱모듈부로부터 매몰사고정보가 수신되면 상기 센싱모듈부의 워커단말기에 신호를 송신하여 상기 워커단말기의 수신신호 유무에 따른 매몰자정보를 역탐색가능하게 이루어진다.
그리고 본 발명에 따른 IOT기반 건설현장 실시간 위치추적 및 영상 안전관제 시스템은 작업자 또는 관리자의 이동통신단말기에 프로그램을 다운로드 가능하며, 상기 통합안전관제부로부터 전송된 송신신호를 인식하여 작업자 또는 관리자의 이동통신단말기에 현장 안전관제영역 내 유해 또는 위험 상황정보를 출력하는 통합안전애플리케이션을 더 포함하여 구성하는 것도 가능하다.
상기 통합안전애플리케이션에는 상기 통합안전관제부에 따른 현장 안전관제영역 내 안내지도를 공유하여 작업자와 관리자 간에 상호 참여가능한 커뮤니티맵핑기능을 구비한다.
본 발명에 따른 IOT기반 건설현장 실시간 위치추적 및 영상 안전관제 시스템에 의하면 건설 및 산업 현장의 근로자중장비 위치를 실시간으로 파악하여 인력 및 장비관리에 대한 정확성을 강화할 수 있는 기술적 효과를 도모함과 동시에 과학적이고 체계적인 현장관리와 관계자 간에 신속한 의사소통으로 안전 건설을 구현할 수 있는 사회적 효과를 도모하고, 현장별 안전사고에 대한 사전점검과 조치강화로 인해 공정 내 중공율을 제고하면서 예산을 절감할 수 있는 경제적 효과를 도모함은 물론 새로운 시장을 개척할 수 있는 산업적 효과를 얻는다.
도 1은 본 발명에 따른 일실시예를 개략적으로 나타내는 구성도.
도 2는 본 발명에 따른 일실시예를 개략적으로 나타내는 블록도.
도 3은 본 발명에 따른 일실시예에서 센싱모듈부를 나타내는 구성도.
도 4는 본 발명에 따른 일실시예에서 AP송신기를 나타내는 블록도.
도 5는 본 발명에 따른 일실시예에서 워커단말기를 나타내는 블록도.
도 6은 본 발명에 따른 일실시예에서 게이트웨이를 나타내는 블록도.
도 7은 본 발명에 따른 일실시예에서 통합안전관제부의 위치측위상태를 개략적으로 나타내는 예시도.
도 8은 본 발명에 따른 다른 실시예를 개략적으로 나타내는 블록도.
도 2는 본 발명에 따른 일실시예를 개략적으로 나타내는 블록도.
도 3은 본 발명에 따른 일실시예에서 센싱모듈부를 나타내는 구성도.
도 4는 본 발명에 따른 일실시예에서 AP송신기를 나타내는 블록도.
도 5는 본 발명에 따른 일실시예에서 워커단말기를 나타내는 블록도.
도 6은 본 발명에 따른 일실시예에서 게이트웨이를 나타내는 블록도.
도 7은 본 발명에 따른 일실시예에서 통합안전관제부의 위치측위상태를 개략적으로 나타내는 예시도.
도 8은 본 발명에 따른 다른 실시예를 개략적으로 나타내는 블록도.
본 발명은 현장의 안전관제영역 내 유해 또는 위험 정보를 획득하여 신호를 주기적으로 송신하는 AP송신기와, 현장 안전관제영역 내 위험 객체정보를 검출하고 이벤트 발생에 따른 사고발생시 위치를 추적하며 영상을 촬영하는 영상감시모듈과, 작업자가 보유하며 상기 AP송신기의 신호를 수신하되 상기 AP송신기의 신호 세기를 감지하여 위험구역의 진입 여부를 판단함과 동시에 상기 AP송신기의 감지신호를 송신하는 워커단말기를 포함하여 구성하는 센싱모듈부와; 상기 센싱모듈부로부터 신호를 수신받아 데이터를 수집함과 동시에 영상신호를 출력가능하고, 안전사고에 대한 위험발생 예상 및 발생위치 기반의 사고대응정보를 실시간으로 출력하는 통합안전관제부;를 포함하는 IOT기반 건설현장 실시간 위치추적 및 영상 안전관제 시스템을 기술구성의 특징으로 한다.
다음으로 본 발명에 따른 IOT기반 건설현장 실시간 위치추적 및 영상 안전관제 시스템의 바람직한 실시예를 도면을 참조하여 상세하게 설명한다.
먼저 본 발명에 따른 IOT기반 건설현장 실시간 위치추적 및 영상 안전관제 시스템의 일실시예는 도 1 및 도 2에 나타낸 바와 같이, 센싱모듈부(100)와, 통합안전관제부(200)를 포함하여 이루어진다.
상기 센싱모듈부(100)는 안전사고나 위험 등 현장 내 작업환경에서 발생할 수 있는 다양한 상황을 작업자 및 관리자가 실시간으로 인지할 수 있는 형태로 감지하는 기능을 수행한다.
상기 센싱모듈부(100)는 도 3에 나타낸 바와 같이, 현장의 안전관제영역 내 고정된 위치에 설치되는 AP송신기(110) 및 영상감시모듈(120)과, 작업자가 보유할 수 있는 형태로 구비되는 워커단말기(130)를 구성한다.
상기 AP송신기(110)는 도 4에 나타낸 바와 같이, 현장 안전관제영역 내 유해 또는 위험 정보를 획득하여 신호를 주기적으로 송신하도록 구성된 장비로서, 포지션AP송신기(111) 및 경계AP송신기(113)로 구분하여 구성한다.
상기 AP송신기(110)는 외부가 모듈형태를 이루되 설치위치에서 탈부착가능한 구조로 구성한다.
상기 포지션AP송신기(111)는 안전관제영역의 매핑된 위치 곳곳에 설치되고 해당 위치의 유해요소(예를 들면, 온도, 습도, 유해가스 등)에 대한 센싱 정보를 획득하여 상기 워커단말기(130)를 향해 송신한다.
상기 경계AP송신기(113)는 안전관제영역 중 위험구역 또는 중장비에 설치되고, 해당 위험구역이나 중장비의 자이로스코프(gyroscope) 정보를 획득하여 상기 워커단말기(130)를 향해 송신한다.
상기 센싱모듈부(100)에는 상기 AP송신기(110) 및 상기 워커단말기(130)에 비콘(beacon)신호를 무선통신망으로 이용하여 상호 무선 송신할 수 있게 내장되는 비콘센서(도면에 미도시)를 구성한다. 즉 상기 AP송신기(110)에서 획득정보를 송신함에는 상기 비콘센서의 무선 송신기능에 따른 BLE(bluetooth low energy) 기술을 활용하여 주기적으로 송신하므로, 무상시 전원 구축을 도모하면서 인식가능거리를 개선하는 것이 가능하다.
상기 워커단말기(130)에서는 상기 비콘센서에 따른 비콘신호가 감지되면 작업자로부터 확인가능한 자체적인 경보와 함께 상기 통합안전관제부(200)에 경보메시지를 송신하도록 구성하므로, 작업자 및 관리자가 모두 실시간으로 정보를 확인할 수 있는 구조를 이룬다.
상기 AP송신기(110)는 안전관제영역 내 구분된 영역으로 배치된 기기(포지션AP송신기(111) 및 경계AP송신기(113))마다 고유의 아이디(ID)를 갖으며, 상기 AP송신기(110)의 모든 아이디는 상기 통합안전관제부(200)에 등록저장되되 상기 AP송신기(110)에서 획득정보를 송신함에는 해당 아이디와 함께 송신하도록 형성한다.
상기 AP송신기(110)의 상기 포지션AP송신기(111) 및 상기 경계AP송신기(113)에서는 각각 획득된 정보와 함께 기기자체의 보유 배터리정보를 취합할 수 있게 배터리 잔량을 검출하므로, 상기 AP송신기(110)의 송신신호에는 감지된 획득정보와 함께 해당 기기의 아이디 및 배터리 잔량을 송신하여 관리자가 일괄적인 정보를 확인함에 따른 방대한 관리영역 내 원활한 관리업무를 도모하는 것이 가능하다.
도면에 나타내지는 않았지만 상기 AP송신기(110)에는 화재나 가스유출과 같은 위험상황이 감지될 경우 대피 경로를 안내토록 유도하는 레이저모듈을 구성하는 것도 가능하다.
상기에서 레이저모듈은 외부에 피난유도를 위한 레이저를 조사하는 구조로서, 외부에 대피방향을 향한 안내문양(예를 들면, 화살표 등)의 형상이 새겨지고, 상기 AP송신기(110)의 설치위치에 대피방향을 향해 레이저 빔을 점등시키므로, 안내문양에 맞는 레이저가 조사될 수 있게 형성한다.
상기 레이저모듈에 따른 레이저를 조사함에는 상하 좌우 다방향을 향한 조사가 이뤄질 수 있게 구성하는 것이 효율적인 대피경로를 안내할 수 있어 바람직하다.
상기 영상감시모듈(120)은 현장 안전관제영역 내 위험 객체정보를 검출하고 이벤트 발생에 따른 사고발생시 위치를 추적하며 영상을 촬영하도록 구성한다.
상기 영상감시모듈(120)은 위험지역으로 지정된 영역마다 설치되고, 상기 통합안전관제부(200)에서 실시간으로 모니터링할 수 있게 송신한다.
상기 영상감시모듈(120)에서는 크기가 고정되지 않은 물체를 정해진 크기의 윈도우로 검출하기 위하여 영상의 크기를 조절하는 영상스케일링, 잘라진 윈도우 내의 영상을 이용해 약속된 방식으로 통하여 벡터화하는 특징벡터 추출, 추출된 벡터의 분류, 분류된 결과의 정제를 위한 물체 국부화(object localization)로 구현한다.
상기 영상감시모듈(120)은 상하 좌우로 피사체를 따라가며 확대/축소 기능을 갖는 구조로서, 일반적인 PTZ(pan-tilt-zoom)카메라와 동일한 구성으로 실시하는 것이 가능하므로 상세한 설명은 생략한다.
상기 워커단말기(130)는 현장 내에서 작업자가 항시 소지할 수 있는 형상 및 크기로 이루어진 단말기구조로서, 상기 AP송신기(110)의 신호를 수신함과 동시에 상기 통합안전관제부(200)에 신호를 송신할 수 있는 기능을 수행한다. 보다 구체적으로는, 상기 워커단말기(130)의 경우 상기 AP송신기(110) 중 상기 포지션AP송신기(111) 및 상기 경계AP송신기(113)에서 송신하는 모든 신호를 수신함과 동시에 그 송신신호에 대한 신호세기를 감지하여 위험구역의 진입 여부를 판단가능하며, 상기 AP송신기(110)의 감지신호를 상기 통합안전관제부(200)에서 수신할 수 있는 신호로 송신하는 기능을 수행한다.
상기 워커단말기(130)는 도 5에 나타낸 바와 같이, 작업자가 휴대 또는 착용가능한 구조를 갖는 단말본체(131)와, 신호 수신을 위한 신호검출수단 및 수신신호를 판단하는 신호판단수단(135)과, 작업자가 확인가능한 형태로 정보를 출력하는 알림수단(137)과, 신호 송신을 위한 로라통신수단(139)을 구비토록 구성한다.
상기 단말본체(131)에는 전원을 온/오프 제어하기 위한 전원버튼과 함께 단자연결에 의해 충전가능한 구조를 갖는 배터리가 내장된다. 또한, 도면에 나타내지는 않았지만 상기 단말본체(131)에는 상기 알림수단(137)에 의한 신호를 작업자가 확인가능한 형태로 출력할 수 있게 문자출력이 가능한 표시창을 비롯하여 복수 개의 램프 및 스피커를 구비토록 구성하고, 스피커의 경우 볼륨을 조절할 수 있는 볼륨조절기를 구비토록 구성한다.
상기 신호검출수단(133)은 상기 AP송신기(110)의 송신신호를 수신하여 상기 AP송신기(110)의 기기ID정보 및 센서 값을 확인한다.
상기 신호판단수단(135)은 상기 신호검출수단(133)에 수신된 센서 값의 신호 세기 즉 상기 AP송신기(110)와의 수신전파감도(RSSI) 신호로부터 세기를 측정하여 상호 간에 거리가 환산됨에 따라 해당 위험구역의 진입 여부를 판단할 수 있게 구성한다.
상기 알림수단(137)은 상기 신호판단수단(135)의 판단결과에 따라 위험구역으로의 진입시 자체적인 알림 구동가능하게 형성한다.
예를 들면, 위험상황이 발생한 영역의 상기 AP송신기(110)로부터 신호를 수신하되 상기 신호판단수단(135)에서 확인되는 신호 세기에 따른 환산거리가 설정거리 이내로 확인되면 상기 알림수단(137)을 통해 위험상황 발생구역으로의 진입을 알릴 수 있게 형성한다.
상기 알림수단(137)으로는 작업자가 확인가능한 유형의 구조로서, 음성출력에 따른 경보음이 울리도록 부저(buzzer)를 구비하고, 상기 단말본체(131)를 통한 진동을 감지할 수 있게 바이브레이터를 구비하며, RGB방식의 점등출력이 가능한 구조로 구성한다.
상기 로라통신수단(139)은 상기 AP송신기(110)의 센서 값 정보 및 ID 정보 즉 상기 AP송신기(110)의 수신신호로부터 상기 신호판단수단(135)을 거친 센서 값 정보와 함께 상기 AP송신기(110)의 기기ID 정보 및 상기 워커단말기(130)의 기기ID 정보를 전송가능하게 형성한다.
상기 워커단말기(130)에는 상기 통합안전관제부(200)를 향해 신호를 송신하기 위한 상기 로라통신수단(139)과 함께 상기 AP송신기(110)의 비콘 신호를 수신하기 위한 블루투스 수신모듈을 구비토록 구성한다.
또한 상기 워커단말기(130)에는 상기 AP송신기(110)의 수신신호와는 무관하게 작업자가 자체적으로 상기 통합안전관제부(200)를 향해 긴급상황임을 알리는 정보를 송신할 수 있도록 상기 단말본체(131) 상에 누름 조작가능한 SOS버튼을 구비하므로, 혹여 감지못한 상황에 대응하여 보다 효율적인 안전관리를 도모할 수 있어 바람직하다.
상기 센싱모듈부(100)에는 상기 워커단말기(130)의 로라통신수단(139)으로부터 전송된 통신신호를 상기 통합안전관제부(200)로 전달하는 게이트웨이(140)를 구성한다. 즉 상기 게이트웨이(140)는 도 6에 나타낸 바와 같이, 상기 워커단말기(130)와 상기 통합안전관제부(200) 간에 통신신호가 전달될 수 있게 연결하는 수단으로서, 상기 워커단말기(130)의 로라통신수단(139)에 따른 로라 통신신호를 이더넷(ethernet) 신호로 변환하여 전달한다.
상기 통합안전관제부(200)는 관리자로부터 현장 안전관제영역의 다양한 종합적인 상황을 상기 센싱모듈부(100)를 통해 실시간으로 확인하는 동시에 작업자를 향해 메시지를 전달하여 현장 전체를 일괄적으로 관리하는 기능을 수행한다.
상기 통합안전관제부(200)는 상기 센싱모듈부(100)의 상기 게이트웨이(140)로부터 송신되는 신호를 수신받아 현장 안전관제영역 내 관련데이터를 실시간으로 수집함과 동시에 영상신호를 출력가능하게 프로그램화된 시스템을 이룬다.
상기 통합안전관제부(200)는 도 2에 나타낸 바와 같이, 수집데이터를 바탕으로 안전사고에 대한 위험발생 예상 및 발생위치 기반의 사고대응정보를 실시간으로 출력시키는 구조로서, 데이터수집서버(210)와, 데이터출력부(220) 및 데이터분석부(230)와, 플랫폼로딩부(240)를 구비토록 구성한다.
상기 데이터수집서버(210)는 외부 입력절차를 거쳐 저장되는 기본데이터 입력정보(예를 들면, 작업자정보, 중장비정보, 위치정보, 서비스정보 등)와 함께 상기 센싱모듈부(100)로부터 실시간으로 수집되는 데이터 수집정보(예를 들면, 분석정보, 클라우드정보 등)를 획득 저장하여 구분수집하도록 구성한다.
예를 들면, 상기 데이터수집서버(210)에는 작업자의 출입관리를 위하여 상기 워커단말기(130)를 소지한 작업자의 신상을 상기 워커단말기(130)의 고유 아이디별로 구분하여 입력저장하고, 중장비를 종류별 및 작업영역별로 구분하여 입력저장하며, 현장 안전관제영역 내 위험구역(화재, 폭발, 감전, 질식 등)이나 위험시설물 등을 지정하여 신고저장한다.
상기 데이터출력부(220)는 상기 센싱모듈부(100)로부터 수집된 수집정보 즉 위치측위정보 및 영상관제정보 등을 관리자가 모니터링할 수 있게 화면상에 실시간으로 출력한다.
상기 데이터분석부(230)는 상기 센싱모듈부(100)로부터 수집된 수집정보를 통해 안전관제영역 내 각 구간별 상황을 감지하여 분석한다. 즉 상기 데이터분석부(230)에서는 상기 센싱모듈부(100)를 통해 위치측위정보 및 영상관제정보를 비롯한 현장상황에 대한 여러 수집정보로부터 안전상황 유무를 감시할 수 있게 분석한다.
상기 통합안전관제부(200)에서는 도 7에 나타낸 바와 같이, 상기 데이터분석부(230)에서 분석된 위치측위 결과를 작업자가 확인가능하도록 상기 데이터출력부(220)를 통해 일괄적으로 확인할 수 있게 출력한다.
상기에서 통합안전관제부(200)로부터 위치측위 결과를 출력함에는 현장 안전관제영역 내 모든 영역을 축약하여 작업자를 비롯한 중장비 및 사고발생에 따른 이벤트 위치 등을 그물형 토폴로지(mesh topology) 형태로 맴핑하여 출력하고, 작업자들의 정보를 목록별로 분류하여 표 형태로 일괄출력하도록 구성한다.
상기 플랫폼로딩부(240)는 상기 데이터분석부(230)의 분석결과에 따라 상기 데이터수집서버(210)로부터 해당 서비스정보를 불러와 안전을 위한 대응시나리오 즉 사고유형(예를 들면, 떨어짐, 깔림, 무너짐, 화재, 폭발, 감전 등)에 대응된 사고대응시나리오를 안내토록 출력한다.
상기 통합안전관제부(200)에서는 현장 안전관제영역 내 위험구역을 향한 작업자의 접근 여부를 상기 센싱모듈부(100)의 신호로 확인하고, 상기 데이터분석부(230)에서 해당 위험구역에 대한 작업자의 인가 여부를 분석확인한 후 상기 플랫폼로딩부(240)를 통해 작업자의 진입 또는 출입 여부를 관리하도록 이루어진다.
예를 들면, 작업자 중에서도 위험구역 내 진입을 인가받은 작업자인지를 확인하기 위하여 작업자의 워커단말기(130) 아이디를 확인한 후 출입 여부를 결정하고, 위험구역으로의 출입을 인가받지 않은 작업자가 접근하는 경우 그 위치를 추적하면서 설정거리 이내까지 작업자가 접근하면 출입을 통제함과 동시에 관리자에 알림신호를 전달한다.
상기에서 위험구역이 터널 또는 밀폐공간인 경우에는 상기 AP송신기(110)를 통한 위험구역 내 유해물질의 농도 측정치로부터 기준치 초과시 작업자 및 관리자에게 경고를 알리도록 신호하므로, 그에 따른 예방조치가 이뤄질 수 있게 안내한다.
또한 상기 통합안전관제부(200)에서는 위험시설물로의 접근을 경고할 수 있게 이루어진다. 즉 작업자가 위험물을 향해 접근하는 경우 상기 센싱모듈부(100)의 AP송신기(110)와 워커단말기(130) 간에 신호 세기를 바탕으로 한 상호 거리를 측정하여 위치를 추적하며 설정거리 이내까지 작업자가 접근하면 작업자 및 관리자에게 알람신호하므로, 그에 따른 예방조치가 이뤄질 수 있게 안내한다. 반면, 위험시설물이 아닌 작업자가 중장비를 향해 접근하는 경우에는 작업자 및 관리자뿐만 아니라 중장비 운전자에게도 알람신호가 이뤄질 수 있게 안내한다.
상기 통합안전관제부(200)에서는 상기 데이터분석부(230)에서 재난신호를 분석하여 확인되면 상기 플랫폼로딩부(240)를 통해 재난 정보를 시뮬레이션하여 최적의 피난경로를 생성시키도록 이루어진다.
상기 통합안전관제부(200)에서는 작업자의 피난위치정보를 실시간으로 확인하여 피난유도정보를 상기 센싱모듈부(100)의 워커단말기(130)에 송신하도록 이루어지므로, 작업자의 안전한 대피를 도모하는 것이 가능하다. 이때, 현장에서는 상기 AP송신기(110)의 레이저모듈을 통해 올바른 대피경로를 레이저빔으로도 안내되므로, 보다 효율적인 대피를 도모하는 것이 가능하다.
상기 통합안전관제부(200)에서는 상기 데이터수집서버(210)에 상기 센싱모듈부(100)로부터 매몰사고정보가 수신되면 상기 센싱모듈부(100)의 워커단말기(130)에 신호를 송신하여 상기 워커단말기(130)의 수신신호 유무에 따른 매몰자정보를 역탐색가능하게 이루어진다.
상기에서 통합안전관제부(200)로부터 역탐색 신호가 송신되면 상기 워커단말기(130)에 알람이 울리도록 제어하므로, 매몰자에 대한 구호를 원활하게 진행하는 것이 가능하다.
즉 상기와 같이 구성되는 본 발명에 따른 IOT기반 건설현장 실시간 위치추적 및 영상 안전관제 시스템에 의하면 건설 및 산업 현장의 근로자중장비 위치를 실시간으로 파악하여 인력 및 장비관리에 대한 정확성을 강화할 수 있는 기술적 효과를 도모함과 동시에 과학적이고 체계적인 현장관리와 관계자 간에 신속한 의사소통으로 안전 건설을 구현할 수 있는 사회적 효과를 도모하고, 현장별 안전사고에 대한 사전점검과 조치강화로 인해 공정 내 중공율을 제고하면서 예산을 절감할 수 있는 경제적 효과를 도모함은 물론 새로운 시장을 개척할 수 있는 산업적 효과를 도모하는 것이 가능하다.
그리고 본 발명에 따른 IOT기반 건설현장 실시간 위치추적 및 영상 안전관제 시스템의 다른 실시예는 도 8에 나타낸 바와 같이, 작업자 또는 관리자의 이동통신단말기(A)에 프로그램을 다운로드 가능하며, 상기 통합안전관제부(200)로부터 전송된 송신신호를 인식하여 작업자 또는 관리자의 이동통신단말기(A)에 현장 안전관제영역 내 유해 또는 위험 상황정보를 출력하는 통합안전애플리케이션(300)을 더 포함하여 이루어진다.
상기 통합안전애플리케이션(300)은 작업자와 관리자가 서로 구분된 앱을 다운로드하여 사용하도록 구성한다. 즉 상기 통합안전애플리케이션(300)은 작업자용 애플리케이션(300a)과 관리자용 애플리케이션(300b)으로 구분하여 구성하므로 서로 용도에 맞게 다운로드하여 사용한다.
상기 통합안전애플리케이션(300)에는 상기 통합안전관제부(200)에 따른 현장 안전관제영역 내 안내지도를 공유하여 작업자와 관리자 간에 상호 참여가능한 커뮤니티맵핑기능을 구현한다. 즉 현장 안전관제영역의 위험지도를 작성하여 업데이트가능하되 새로이 위험구역을 신고 및 지정가능하며, 위험작업에 대한 정보를 서로 공유가능하게 구현한다.
상기에서 작업자용 애플리케이션(300a)은 위험상황을 안내받거나 위험상황에 따른 SOS요청하기 위한 알림 기능을 실행가능하고, 위험시설물 및 위험지역의 위치임을 확인하거나 신고할 수 있게 실행가능하며, 안전도구의 위치 및 사고상황에 따른 대처방법을 안내받을 수 있게 실행하거나 위험지역 출입 여부를 관리할 수 있게 실행가능한 구조로 구성한다.
상기에서 관리자용 애플리케이션(300b)은 작업자나 위험지역, 중장비의 위치를 확인가능함은 물론 위험지역으로의 관리자 출입 여부를 관리할 수 있게 실행가능하고, 위험시설물 및 위험지역을 등록하거나 해지할 수 있게 실행가능하며, 긴급한 상황전파 및 건설현장 안전관리와 관련된 인허가 업무, 작업자의 불안전한 행동 및 상태 발견시 경고장 발부 업무를 실행가능한 구조로 구성한다.
상기 통합안전애플리케이션(300)에는 재난상황시 작업자의 위치 정보와 피난유도 경로를 결합하여 화면상에 출력하므로, 작업자의 원활한 대피를 도모하는 것이 가능하다.
즉 상기한 다른 실시예와 같이 본 발명을 구성하면, 이동통신단말기를 사용하여 보다 효율적으로 안전관리하면서 관리의 이동성을 향상시키고, 작업자의 경우 보다 확실하면서도 폭넓은 정보를 인식가능하다.
상기한 다른 실시예에 있어서도 상기한 구성 이외에는 상기한 일실시예와 마찬가지의 구성으로 실시하는 것이 가능하므로 상세한 설명은 생략한다.
상기에서는 본 발명에 따른 IOT기반 건설현장 실시간 위치추적 및 영상 안전관제 시스템의 바람직한 실시예에 대하여 설명하였지만, 본 발명은 이에 한정되는 것이 아니고 특허청구범위와 명세서 및 첨부한 도면의 범위 안에서 여러가지로 변형하여 실시하는 것이 가능하고, 이 또한 본 발명의 범위에 속한다.
100 : 센싱모듈부 110 : AP송신기
111 : 포지션AP송신기 113 : 경계AP송신기 120 : 영상감시모듈
130 : 워커단말기 131 : 단말본체 133 : 신호검출수단
135 : 신호판단수단 137 : 알림수단 139 : 로라통신수단
140 : 게이트웨이 200 : 통합안전관제부 210 : 데이터수집서버
220 : 데이터출력부 230 : 데이터분석부 240 : 플랫폼로딩부
300 : 통합안전애플리케이션
111 : 포지션AP송신기 113 : 경계AP송신기 120 : 영상감시모듈
130 : 워커단말기 131 : 단말본체 133 : 신호검출수단
135 : 신호판단수단 137 : 알림수단 139 : 로라통신수단
140 : 게이트웨이 200 : 통합안전관제부 210 : 데이터수집서버
220 : 데이터출력부 230 : 데이터분석부 240 : 플랫폼로딩부
300 : 통합안전애플리케이션
Claims (11)
- 현장의 안전관제영역 내 유해 또는 위험 정보를 획득하여 신호를 주기적으로 송신하는 AP송신기와, 현장 안전관제영역 내 위험 객체정보를 검출하고 이벤트 발생에 따른 사고발생시 위치를 추적하며 영상을 촬영하는 영상감시모듈과, 작업자가 보유하며 상기 AP송신기의 신호를 수신하되 상기 AP송신기의 신호 세기를 감지하여 위험구역의 진입 여부를 판단함과 동시에 상기 AP송신기의 감지신호를 송신하는 워커단말기를 포함하여 구성하는 센싱모듈부와; 상기 센싱모듈부로부터 신호를 수신받아 데이터를 수집함과 동시에 영상신호를 출력가능하고, 안전사고에 대한 위험발생 예상 및 발생위치 기반의 사고대응정보를 실시간으로 출력하는 통합안전관제부;를 포함하여 이루어지고,
상기 AP송신기는, 안전관제영역의 매핑된 위치에 설치되고 해당 위치의 유해요소에 대한 센싱 정보를 획득하는 포지션AP송신기와, 안전관제영역 중 위험구역 또는 중장비에 설치되고 자이로스코프(gyroscope) 정보를 획득하는 경계AP송신기를 포함하고, 상기 포지션AP송신기 및 상기 경계AP송신기에서는 각각 획득된 정보와 함께 기기자체의 보유 배터리정보를 취합할 수 있게 배터리 잔량을 검출하도록 이루어지며, 상기 AP송신기에는 위험상황이 감지될 경우 대피 경로를 안내토록 유도하되 외부에 대피방향을 향한 안내문양이 새겨져 레이저 빔을 점등시킴에 따라 안내문양의 레이저가 조사될 수 있게 피난유도하는 레이저모듈을 구성하고,
상기 센싱모듈부에는 상기 AP송신기 및 상기 워커단말기에 비콘(beacon)신호를 무선통신망으로 이용하여 상호 무선 송신할 수 있게 내장되는 비콘센서를 포함하고, 상기 워커단말기에서는 상기 비콘센서에 따른 비콘신호가 감지되면 작업자로부터 확인가능한 자체적인 경보와 함께 상기 통합안전관제부에 경보메시지를 송신하도록 구성하며,
상기 워커단말기는, 단말본체와, 상기 AP송신기의 신호를 수신하여 기기ID정보 및 센서 값을 확인하는 신호검출수단과, 상기 신호검출수단에 수신된 센서 값의 신호 세기를 측정하여 해당 위험구역의 진입 여부를 판단하는 신호판단수단과, 상기 신호판단수단의 판단결과에 따라 위험구역으로의 진입시 자체적인 알림 구동가능하게 형성하는 알림수단과, 상기 AP송신기의 센서 값 정보 및 ID 정보를 전송가능하게 형성하는 로라통신수단을 포함하여 이루어지고,
상기 센싱모듈부에는 상기 워커단말기의 로라통신수단으로부터 전송된 통신신호를 상기 통합안전관제부로 전달하되 통신신호를 이더넷 신호로 변환하여 전달하는 게이트웨이를 포함하며,
상기 통합안전관제부는, 기본데이터 입력정보와 함께 상기 센싱모듈부로부터 수집된 데이터 수집정보를 획득 저장하는 데이터수집서버와, 상기 센싱모듈부로부터 수집된 수집정보를 실시간으로 출력하는 데이터출력부와, 상기 센싱모듈부로부터 수집된 수집정보를 통해 안전관제영역 내 각 구간별 상황을 감지하여 분석하는 데이터분석부와, 상기 데이터분석부의 분석결과에 따라 상기 데이터수집서버로부터 해당 서비스정보를 불러와 안전을 위한 대응시나리오를 안내토록 출력하는 플랫폼로딩부를 포함하여 이루어지고,
상기 통합안전관제부로부터 위치측위 결과를 출력함에는 현장 안전관제영역 내 모든 영역을 축약하여 작업자를 비롯한 중장비 및 사고발생에 따른 이벤트 위치를 그물형 토폴로지(mesh topology) 형태로 맴핑하여 출력하고, 작업자들의 정보를 목록별로 분류하여 표 형태로 일괄출력하도록 구성하며,
상기 플랫폼로딩부는 상기 데이터분석부의 분석결과에 따라 상기 데이터수집서버로부터 해당 서비스정보를 불러와 안전을 위한 대응시나리오로서, 사고유형에 대응된 사고대응시나리오를 안내토록 출력하고,
상기 통합안전관제부에서는 현장 안전관제영역 내 위험구역을 향한 작업자의 접근 여부를 상기 센싱모듈부의 신호로 확인하고, 상기 데이터분석부에서 해당 위험구역에 대한 작업자의 인가 여부를 분석확인한 후 상기 플랫폼로딩부를 통해 작업자의 진입 또는 출입 여부를 관리하도록 이루어지며,
상기 통합안전관제부에서는 상기 데이터분석부에서 재난신호를 분석하여 확인되면 상기 플랫폼로딩부를 통해 재난 정보를 시뮬레이션하여 최적의 피난경로를 생성시키도록 이루어짐을 포함하고, 상기 통합안전관제부에서는 작업자의 피난위치정보를 실시간으로 확인하여 피난유도정보를 상기 센싱모듈부의 워커단말기에 송신하도록 이루어지며,
상기 통합안전관제부에서는 상기 데이터수집서버에 상기 센싱모듈부로부터 매몰사고정보가 수신되면 상기 센싱모듈부의 워커단말기에 신호를 송신하여 상기 워커단말기의 수신신호 유무에 따른 매몰자정보를 역탐색가능하게 이루어지고,
작업자 또는 관리자의 이동통신단말기에 프로그램을 다운로드 가능하며, 상기 통합안전관제부로부터 전송된 송신신호를 인식하여 작업자 또는 관리자의 이동통신단말기에 현장 안전관제영역 내 유해 또는 위험 상황정보를 출력하는 통합안전애플리케이션을 포함하여 이루어지고,
상기 통합안전애플리케이션에는 상기 통합안전관제부에 따른 현장 안전관제영역 내 안내지도를 공유하여 작업자와 관리자 간에 상호 참여가능한 커뮤니티맵핑기능을 포함하여 이루어지는 IOT기반 건설현장 실시간 위치추적 및 영상 안전관제 시스템.
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