KR101919362B1 - 지하철 역사의 안전 모니터링 및 피난유도 시스템 - Google Patents

지하철 역사의 안전 모니터링 및 피난유도 시스템 Download PDF

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Abstract

본 발명은 지하철 역사의 안전 모니터링 및 피난유도 시스템에 관한 것이다. 보다 구체적으로, 지하철 역사에서 발생하는 화재를 감지하여, 화재가 발생한 것으로 판단되면 사용자를 탈출구로 유도하는 피난유도부를 제어하고, 지하철 역사에 가해지는 진동을 감지하고 수집하여 기저장된 진동기준정보와 비교하여 지하철 역사의 이상현상을 예측하며, 지하철 역사 사각지대의 인체를 감지하여 범죄관리대상을 판단할 수 있는 지하철 역사의 안전 모니터링 및 피난유도 시스템에 관한 것이다.

Description

지하철 역사의 안전 모니터링 및 피난유도 시스템{SAFETY MONITORING AND EVACUATION GUIDANCE SYSTEMS IN SUBWAY STATIONS}
본 발명은 지하철 역사의 안전 모니터링 및 피난유도 시스템에 관한 것이다. 보다 구체적으로, 지하철 역사에서 발생하는 화재를 감지하여, 화재가 발생한 것으로 판단되면 사용자를 탈출구로 유도하는 피난유도부를 제어하고, 지하철 역사에 가해지는 진동을 감지하고 수집하여 기저장된 진동기준정보와 비교하여 지하철 역사의 이상현상을 예측하며, 지하철 역사 사각지대의 인체를 감지하여 범죄관리대상을 판단할 수 있는 지하철 역사의 안전 모니터링 및 피난유도 시스템에 관한 것이다.
지하철은 수송분담률이 가장 높은 대중교통으로 하루 평균 약 1500만명의 사람들이 이용하고 있다. 특히, 지하철은 역사 내부에서 다른 지하철로의 환승이 가능함에 따라 역사 내부를 이동하는 승객들도 많다. 이에, 지하철 역사의 유동인구가 많은 것을 활용하여 지하철 역사와 함께 쇼핑몰 등의 대형건물이 함께 존재하는 곳이 많다. 따라서, 지하철 역사를 포함하는 건물의 안전 관리가 인재를 막기 위한 중요 요소로 대두되고 있다.
한편, 이러한 지하철 및 지하철 역사에서 발생하는 문제점으로는 화재 발생시에 대피 방법, 인적이 드문 시각 CCTV가 촬영되지 않는 곳에서의 범죄, 지진 또는 지하철의 이동시의 진동에 따른 역사의 붕괴 및 침하와 같은 이상 현상 등이 있다.
이에 따라, 화재 발생시에 승객들을 유도하기 위한 시스템 및 지진감지가 가능한 방제 시스템 등이 개발되었으나, 각각의 시스템들은 개별적으로 이루어지어 관리자가 시스템을 관리하기가 어렵고 각 시스템별 관리하는 인력이 필요하다는 문제점이 있다.
본 출원인은 지하철 역사에서 발생하는 안전사고를 전반적으로 모니터링하고 사고를 사전에 방지하거나 최소화 할 수 있는 지하철 역사의 안전 모니터링 시스템을 제공하고자 한다.
이하, 선행기술을 살펴보면 대한민국 등록특허공보 제10-0763823호에는 승객 대피경로 안내기능을 갖는 지하철 역사 및 터널화재방재 시스템에 대해 기재되어 있다. 내용을 개략적으로 살펴보면, 선로에서 화재가 발생시 이를 감지하고 화재발생정보를 이용하여 화재로 인한 연기의 예상진행경로를 계산하고 계산된 경로에 따라 유도등 및 환풍기의 동작을 제어하는 화재방제 시스템에 관한 것으로, 화재 발생시의 유도등 및 설비를 제어하는 것에 대해서 기재되어 있을뿐, 유도등이 지시하는 바가 명확하도록 연기속에서 시인성을 해결하기 위한 수단인 레이저 지시기와 상기 레이저 지시기를 제어하는 방법에 대해서는 기재되어 있지 않다. 또한, 지하철 역사에서 일어날 수 있는 사각지대 범죄 및 지하철 역사의 지하철 출입 및 지진에 따른 건물의 이상 발생을 감지하고 예방할 수 있는 것에 대해서는 기재되어 있지 않다.
1. 대한민국 등록특허공보 제10-0763823호 (2007.10.05.)
본 발명의 기술적 과제는 지하철 역사에서 발생할 수 있는 화재 및 사각지대 범죄를 모니터링하여, 화재로 인한 피해를 줄이고 범죄를 예방할 수 있는 시스템을 제공하는 것이다.
또한, 화재시 사용자에게 안전하게 대피할 수 있는 이동경로를 제공하는 시스템을 제공하는 것이다.
또한, 지하철 역사에 지하철 출입시 가해지는 진동과 지진발생시 가해지는 진동을 측정하여 수치화하여 데이터로 저장하고, 지하철 역사 건물의 상태를 예측하여 관리할 수 있는 시스템을 제공하는 것이다.
또한, 지하철 역사 건물의 화재, 붕괴 및 침하 현상의 발생시 전기, 가스 및 환풍 시설들을 자동으로 컨트롤할 수 있는 시스템을 제공하는 것이다.
본 발명은 화재를 감지하는 화재감지모듈, 건물에 가해지는 진동을 감지하는 진동감지모듈 및 인체를 감지하는 인체감지모듈을 포함하는 감지부; 상기 화재감지모듈에서 화재가 감지되면 화재발생 여부를 판단하고, 화재가 발생하였다고 판단되는 경우 피난유도부를 제어하여 사용자에게 피난경로를 제공하며, 상기 진동감지모듈에서 감지되는 진동을 수치화하여 DB에 저장하고 기저장된 안전기준과 비교하여 지하철 역사 건물의 이상현상을 예측하며, 상기 인체감지모듈에서 감지되는 인체감지시간에 따라 범죄관리대상을 판단하는 관리서버; 및 상기 관리서버의 제어신호에 따라 동작되어 사용자의 피난을 유도하는 피난유도부;를 포함하고, 상기 피난유도부는, 유도등, 레이저 지시기, 음향출력수단 및 방화셔터 중에서 적어도 하나 이상의 수단을 포함하되, 상기 레이저 지시기는, 사용자가 직진이동하여야하는 거리의 길이를 레이저 광선을 통해 제공할 수 있는 것을 특징으로 하는, 지하철 역사의 안전 모니터링 및 피난유도 시스템을 제공하여 기술적 과제를 해결하고자 한다.
본 발명에서 상기 레이저 지시기는, 레이저 광선을 발사하는 레이저 광원부 및 레이저 광선의 직진을 차단할 수 있는 가림막을 구비하되, 복수의 레이저 지시기가 일정간격을 두고 수평방향으로 나란하게 구비되어, 하나의 레이저 지시기에서 발사된 레이저 광선이, 레이저 광선이 발사되는 방향에서 가장 인접한 레이저 지시기의 가림막에 의해 상기 레이저 광선의 길이가 제한되는 것을 특징으로 한다.
본 발명에서 상기 관리서버는, 화재감지모듈에서 감지되는 측정 값을 기설정기준과 비교하여 화재여부를 판단하고, 화재가 발생한 것으로 판단된 경우, 화재 발생위치 및 화재가 번져가는 방향을 판단하고, 상기 화재가 번져가는 방향의 판단은, 화재가 처음 감지된 화재감지모듈을 기준으로, 다음 화재가 감지되는 화재감지모듈이 구비된 방향인 것을 특징으로 한다.
본 발명에서 상기 관리서버는, 상기 진동감지모듈에서 기설정기준 이상의 진동이 기설정기간 동안 및 기설정횟수 이상 감지되는 경우, 건물의 이상현상이 발생될 것으로 판단하고 관리자 단말기로 알림을 전송하는 것을 특징으로 한다.
본 발명에서 상기 관리서버는, 상기 인체감지모듈에서 인체가 기설정시간 이상 감지되는 경우, 범죄관리대상으로 판단하여 관리자 단말기로 알림을 전송하며, 상기 인체가 감지되는 시간이 출퇴근 시간인지 아닌지 여부에 따라 범죄관리대상을 판단하는 기설정시간이 상이한 것을 특징으로 한다.
본 발명의 실시예에 따른 지하철 역사 안전 모니터링 및 피난유도 시스템은 지하철 역사에서 일어날 수 있는 재해(화재, 건물 붕괴, 사각지대 범죄)등을 예방하고, 재해 발생시에 사용자들을 피난유도할 수 있는 효과가 있다.
또한, 지하철 출입시 발생하는 진동하중 및 지진시 발생하는 진동을 측정하여 데이터화하고, 지하철 역사 및 주변건물의 상태를 예측할 수 있는 효과가 있다.
또한, 사각지대 범죄를 사전에 예측함으로써, 범죄를 예방할 수 있는 효과가 있다.
또한, 재해 발생시 건물의 설비를 자동으로 제어하여 추가적인 피해 발생을 줄일 수 있는 효과가 있다.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 지하철 역사의 안전 모니터링 및 피난유도 시스템의 블록도이다.
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 피난유도부를 나타낸 블록도이다.
도 3은 본 발명의 실시예에 따른 유도등을 나타낸 도면이다.
도 4는 본 발명의 실시예에 따른 레이저 지시기를 이용한 피난유도 지시방법을 나타낸 도면이다.
도 5는 본 발명의 실시예에 따른 레이저 지시기를 이용한 또 다른 피난유도 지시방법을 설명하기 위한 도면이다
도 6은 본 발명의 실시예에 따른 면발광 지시기를 나타낸 도면이다.
도 7은 본 발명의 실시예에 따른 방화셔터를 이용한 피난유도방법을 설명하기 위한 도면이다.
도 8은 본 발명의 실시예에 따른 지하철 역사의 안전 모니터링 및 피난유도 시스템의 피난유도 방법의 흐름도이다.
도 9는 본 발명의 실시예에 따른 지하철 역사의 안전 모니터링 및 피난유도 시스템의 범죄관리대상을 판단하기 위한 흐름도이다.
본 명세서 및 청구범위에 사용된 용어나 단어는 통상적이거나 사전적인 의미로 한정해서 해석되어서는 안 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 실시예, 참조예 및 도면에 기술된 사항은 본 발명의 가장 바람직한 일 예에 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.
이하, 도면을 참조하여 설명하기에 앞서, 본 발명의 요지를 드러내기 위해서 필요하지 않은 사항, 즉 통상의 지식을 가진 당업자가 자명하게 부가할 수 있는 공지 구성에 대해서는 도시하지 않거나, 구체적으로 기술하지 않았음을 밝혀둔다.
본 발명의 실시예에 따른 지하철 역사의 안전 모니터링 및 피난유도 시스템은 지하철 역사에서 일어날 수 있는 화재, 지하철 출입에 따른 진동, 사각지대 범죄로 인한 피해를 줄일 수 있도록 사용자들의 피난을 유도하고, 건물의 이상현상을 예측하며, 사고위험을 예측할 수 있는 시스템이 될 수 있다.
또한, 본 발명의 실시예에 따른 안전 모니터링 및 피난유도 시스템은 지하철 역사에만 한정되는 것이 아니라, 지하철 역사와 연계된 복합 건축물 및 많은 사람들이 방문하는 다양한 건축물에도 적용할 수 있다.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 지하철 역사의 안전 모니터링 및 피난유도 시스템을 개략적으로 도시한 블록도이다.
도 1을 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 지하철 역사의 안전 모니터링 및 피난유도 시스템은 감지부(100), 관리서버(200), 피난유도부(300), 건물설비부(400), DB(500) 및 관리자 단말기(600)를 포함할 수 있다.
감지부(100)는 지하철 역사 내부의 상태를 감지하는 센서들을 포함할 수 있으며, 감지부(100)에서 감지된 지하철 역사 내부의 상태정보는 관리서버(200)로 전송되며, 관리서버(200)는 감지된 상태정보에 따라 피난유도장치(300)를 제어할 수 있다. 이때, 감지부(100)에서 감지된 상태정보는 유/무선 통신을 통하여 관리서버(200)로 전송될 수 있다.
관리서버(200)는 지하철 역사의 화재 발생시 화재의 영향을 받지 않기 위하여 역사 외부에 존재할 수 있다. 또한, 관리서버(200)는 피난유도장치(300) 및 관리자 단말기(600)를 유/무선 통신을 이용하여 제어하고 알림을 전송할 수 있다.
피난유도부(300)는 지하철 역사 내부 및 역사와 연결된 건물의 사용자들을 재난상황에서 피난유도하기 위한 장치로 유도등, 음향출력수단 등의 장치를 포함할 수 있다.
건물설비부(400)는 지하철 역사 및 역사와 연결된 건물의 전기설비, 가스설비, 환풍설비, 수도설비 등 건물의 설비시설을 포함할 수 있다.
DB(500)에는 화재감지모듈(110), 진동감지모듈(130) 및 인체감지모듈(150)의 설치 위치 및 각각 모듈을 식별할 수 있는 ID가 저장되어 있으며, 감지부(100)에서 감지되는 화재를 판단하기 위한 기준 데이터가 저장되어 있을 수 있다. 또한, 건물에 가해지는 진동에 따른 건물의 상태예측정보가 저장되어 있을 수 있다. 또한, 사각지대의 범죄를 판단하기 위한 인체감지모듈(150)에서 감지되는 인체정보에 따라 범죄를 예측할 수 있는 정보가 저장될 수 있다.
관리자 단말기(600)는 관리서버(200)에 접속하여 지하철 역사 내부의 안전 모니터링을 할 수 있는 PC, 노트북, 태블릿, 스마트폰 등이 될 수 있으며, 단순한 정보의 수신만을 수행할 수 있는 무전기, 무선호출기, 피처폰 등이 될 수도 있다.
이하, 본 발명의 실시예에 따른 안전 모니터링 시스템(1000)을 보다 상세하게 설명한다.
감지부(100)는 지하철 역사 내부의 상태를 감지하는 센서들을 포함할 수 있다. 보다 구체적으로 본 발명의 실시예에서는 화재감지모듈(110), 진동감지모듈(130) 및 인체감지모듈(150)을 포함할 수 있다. 감지부(100)는 지하철 역사 및 지하철 역사와 연결된 건물에 설치될 수 있다.
또한, 감지부(100)의 각각의 모듈들은 모듈이 설치된 위치를 식별하기 위한 식별ID가 부여되어 있으며, DB(500)에는 각각의 감지부의 모듈의 식별ID를 구별하기 위한 데이터가 저장되어 있을 수 있다. 이에 따라, 관리서버(200)는 감지부(100)에서 감지되는 상태정보가 역사 내부의 어느 위치에서 감지되었는지를 알 수 있다.
또한, 감지부(100)는 각각의 모듈에서 감지된 상태정보를 관리서버(200)로 전송하기 위한 유/무선 통신모듈(미도시)을 더 포함할 수 있다. 통신모듈은 CDMA(Code Division Multiple Access), WCDMA(Wideband Code Division Multiple Access), GSM(Global System For Mobile Communication), LTE(Long Term Evolution), EPC(Evolved Packet Core), Wi-Fi(Wireless Fidelity), LoRa(Long Range) 등이 사용될 수 있으나 이에 한정되는 것은 아니다.
화재감지모듈(110)은 열을 이용하여 화재를 감지하는 열감지기, 연기를 이용하여 화재를 감지하는 연기감지기, 불꽃을 이용하여 화재를 감지하는 불꽃감지기 중를 적어도 하나 이상의 감지기를 포함할 수 있다. 또한, 연기감지기는 화재에 의해 발생하는 연기(연소생성물)의 농도를 검출하는 기능을 포함할 수 있다. 바람직하게 열감지기는 정온식 센서 및 연기감지기는 광전식 센서를 사용할 수 있다.
또한, 화재감지모듈(110)은 건축물 내의 미세먼지 농도를 감지할 수 있는 미세먼지 센서, 화재시 현장상황을 촬영할 수 있는 촬영수단을 더 포함할 수 있다. 촬영수단은 CMOS 카메라 등이 될 수 있으며, 촬영수단에서 촬영된 영상이 스냅샷 형태로 관리서버(200)에 전송될 수 있다.
진동감지모듈(130)은 건물의 지진동을 감지하는 센서를 포함할 수 있으며, 상기 지진동 센서는 X, Y 두 축의 1/1000°및 0.02mm의 변위 변화를 감지하고 X, Y, Z 3개의 축의 가속도를 감지하는 센서일 수 있다.
또한, 진동감지모듈(130)은 건축물의 변위를 측정할 수 있는 변위센서를 더 포함할 수 있으며, 상기 변위센서는 X, Y 두 축의 1/1000°및 0.02mm의 변위 변화를 감지할 수 있는 센서일 수 있다.
상기 진동감지모듈(130)은 지하철의 역사 통과에 의하여 진동이 발생하는 진동 및 지진의 진동을 감지할 수 있다. 상기 진동의 변위는 시간과 함께 시시각각으로 변화하고, 변위의 시간에 대한 비율을 진동 속도라고 하며, 진동속도가 시간과 함께 변화할 때의 시간적 변화의 비율을 진동 가속도라고 한다.
여기서, 진동감지모듈(130) 상기한 센서에 한정되는 것은 아니며, 진동감지모듈(130)은 지하철 역사 건물 및 지하철 역사와 인접한 건물의 진동, 진동속도 또는 진동 가속도를 검출할 수 있는 진동감지기일 수도 있다. 이때, 진동감지기는 진동속도계, 진동가속도계, 가동 코일형 진동센서 등을 사용할 수 있고, 지진계는 헬트 지진계, 갈찐 지진계, 우드안더스의 비틀림 지진계 등을 사용할 수 있다.
진동감지모듈(130)은 건물이 다층으로 이루어져 있을 경우 각 층마다 구비되어 각 층에 가해지는 진동을 검출하도록 할 수 있다. 또한, 고층건물의 경우 각 층마다 가해지는 진동이 상이하며, 층 마다 가해지는 진동하중, 진동 속도 또는 진동 가속도를 검출하는 진동감지기가 설치될 수 있다.
인체감지모듈(150)은 인체의 존재여부를 식별할 수 있는 센서일 수 있으며, 바람직하게는 적외선 센서와 마이크로웨이브센서 또는 써미스터센서를 포함함으로써 적외선 센서와 마이크로웨이브 센서 또는 써미스터센서에서 동시에 감지되었을 때 인체가 감지되는 것으로 판단하여 오동작을 줄일 수 있다.
한편, 인체감지모듈(150)은 지하철 역사 내부의 사각지대, 즉 화장실, 계단, 플랫폼의 구석진 곳 등에 설치될 수 있으며, 또한 상술한 구역 이외에도 CCTV가 설치될 수 없거나 CCTV로 판독이 어려우며 인적이 드문 곳에 설치될 수 있다.
상술한 감지부(100)의 각 모듈은 지하철 역사 내부의 각각의 감지가 적합한 부분에 적어도 하나이상, 복수의 모듈이 일정간격 또는 감지에 적합한 설계에 따라 필요한 위치에 구비될 수 있다.
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 피난유도부를 나타낸 블록도이고, 도 3은 본 발명의 실시예에 따른 유도등을 나타낸 도면이며, 도 4는 본 발명의 실시예에 따른 레이저 지시기를 이용한 피난유도 지시방법을 나타낸 도면이고, 도 5는 본 발명의 실시예에 따른 레이저 지시기를 이용한 또 다른 피난유도 지시방법을 설명하기 위한 도면이며, 도 6은 본 발명의 실시예에 따른 면발광 지시기를 나타낸 도면이다.
도 2를 참고하면, 피난유도부(300)는 유도등(310), 레이저 지시기(330), 면발광 지시기(340), 음향출력수단(350) 및 방화셔터(370)로 구성될 수 있다.
유도등(310)은 도 3에 도시된 바와 같이, 한 방향만을 지시하는 유도등(310)이 아니라 양방향을 지시할 수 있는 형태이되, 한 방향씩 지시할 수 있도록 구비되며, 관리서버(200)의 제어에 따라 피난에 적합한 방향으로 사용자들을 유도할 수 있도록 점등될 수 있다.
레이저 지시기(330)는 유도등이 연기 및 유독가스에 의해 시인성이 떨어지는 것을 대비하여 구비되는 수단으로, 레이저 광선(335)을 이용하여 사용자의 피난 방향을 지시한다. 레이저 광선(335)은 세기가 일정하고 빛이 분산되지 않으며, 멀리까지 전달되는 단색광을 발사하고, 발사되는 광선은 지름의 변화가 거의 없이 원거리까지 전달되는 특성을 지니고 있다. 따라서, 다른 광원과 달리 연기 및 유독가스가 가득하고 어두운 곳에서도 탁월한 시인성을 보유한다.
본 발명의 실시예에 따른 레이저 지시기(330)는 하기에 기재된 방법으로 레이저 광선(335)를 발광하여 사용자 피난을 유도할 수 있다.
일 예로, 레이저 지시기(330)는 세기를 조절할 수 있는 기능을 포함하여, 상기 레이저 광선이 도달하는 마지막 곳의 위치를 조절함으로써, 레이저 광원의 직진성으로 인한 방향제어의 어려움이 없도록 할 수 있다.
이때, 레이저 지시기(330)는 도 4에 (a)에 도시된 바와 같이, 레이저 광선(335)을 레이저 지시기(330)에서 탈출구 방향으로 넓게 지시할 수 있다. 또는, 도 4에 (b)에 도시된 바와 같이, 레이저 지시기(330)에서 탈출구 방향을 향하여 일정간격으로 복수의 화살표 모양이 표현되도록 레이저 광선(335)을 발광할 수 있다.
또 다른 예로, 레이저지시기(300)는 도 5에 도시된 바와 같이, 벽에 설치되고 레이저 광원이 도달하는 마지막 곳의 위치를 조절하기 위하여 레이저 광선(335)을 가로막는 가림막(331)을 구비하는 형태로 구비될 수도 있다.
상기 가림막(331)을 구비하여 레이저 광선(335)의 길이를 제한하는 경우, 레이저 지시기(330)는 레이저 광원부(미도시) 및 가림막(331)을 포함하며, 레이저 지시기(330)는 복수의 레이저 지시기(330)가 일정 간격을 두고 수평방향으로 나란하게 벽에 부착되는 형태로 구비될 수 있다. 이를 통해, 하나의 레이저 지시기에서 발사된 레이저 광선(335)이 발사되는 방향에서 가장 인접한 레이저 지시기의 가림막(331)에 의해 광선의 길이가 제한되게 된다.
이를 통해, 레이저 지시기(330)를 통한 직진방향 이동거리를 구체적으로 제공함으로써, 단순한 방향제시에 따른 직진 이동거리에 대한 사용자 혼란 및 사용자 불안감을 줄여 사용자의 빠른 대피를 유도할 수 있다.
면발광 지시기(340)는 도 6을 참고하면, 스크린 또는 패널에 피난방향을 지시하는 화살표, 달리고 있는 사람의 형상 등을 표시하여 사용자를 피난방향으로 유도할 수 있다. 상기 스크린 및 패널은 LED광원을 포함하여 연기 및 유독가스가 가득한 상황에서도 시인성이 확보되도록 할 수 있다.
이때, 면발광 지시기(340)는 계단, 벽면, 기둥 등에 설치될 수 있으며, 일반적인 유도등보다 더 넓은 면적을 통해 사용자 유도를 할 수 있으므로, 사용자 시인성 및 인지성이 증가하게 되는 효과가 있다. 또한, 면발광 지시기(340)의 스크린 또는 패널은 유도등과 같이 화살표 모양으로 한정하여 사용자 피난을 유도하는 것이 아니라 다양한 모양을 표시하여 사용자를 피난유도할 수 있다.
음향출력수단(350)은 피난유도를 소리로 알리기 위한 스피커, 경종 등이 될 수 있다. 스피커에 의한 피난유도의 알림의 경우, 음성칩에 의한 음성녹음 후 이를 출력으로 내보낼 수 있다.
방화셔터(370)는 화재가 번져가는 것을 차단하기 위한 방화장치로, 화재가 발생한 부분과 화재가 번지지 않은 부분을 셔터로 구획하여 차단할 수 있다. 평상시에는 천장 및 벽에 숨겨진 상태이다. 방화셔터(370)가 구비되는 상단에는 유도등(310)이 설치되어 방화셔터(370)가 역사 내부를 구획하여 차단하였을 때, 사용자들이 길을 차단한 방화셔터에 의해 당황하거나 길을 잃지 않고, 유도등(310)이 지시하는 방향에 따라 피난하도록 할 수 있다.
한편, 관리서버(200)는 화재감지모듈(110)에서 감지되는 측정 값을 기설정기준과 비교하여 화재여부를 판단하고, 화재발생시 지하철 역사 내부의 사용자들이 안전하게 대피하도록 유도하는 피난유도부(300)을 제어할 수 있다.
관리서버(200)는 피난유도부(300)의 제어를 통해 화재발생구역의 반대방향 중 현재 사용자가 위치한 위치에서 가장 가까운 탈출구로 사용자를 유도하되, 화재가 번져가는 방향 및 유독가스의 이동방향을 고려하여 탈출구로 사용자를 유도할 수 있다.
본 발명의 실시예에서 화재감지모듈(110)은 일정간격을 두고 지하철 역사의 천장에 구비될 수 있으며, 화재가 번져감에 따라 화재를 감지하는 화재감지모듈(110)의 개수가 증가하게 되고, 관리서버(200)는 화재를 감지하는 화재감지모듈(110)의 증가 방향에 따라 화재의 진출방향을 판단 및 화재의 규모를 판단할 수 있다. 예를 들어, 화재가 처음 감지된 화재감지모듈(110)을 기준으로 다음으로 화재가 감지되는 화재감지모듈(110), 그 다음으로 화재가 감지되는 화재감지모듈(110)을 판단하여 화재가 번져가는 방향을 판단할 수 있다.
이에, 관리서버(200)는 화재가 감지된 경우, 화재가 번져가는 방향의 반대방향 및 화재의 반대방향으로 사용자들을 유도할 수 있도록 피난유도부(300)을 제어하여 사용자들의 피난을 유도할 수 있다. 이때, 화재 시작점과 화재가 번져가는 구간을 중심으로 적어도 2개 이상의 탈출구가 존재하고, 탈출구와 화재가 발생하지 않은 구역 사이에 방화셔터(370)가 존재하는 경우, 방화셔터(370)를 작동하여 화재가 발생할 구역과 발생하지 않은 구역으로 분리하고, 사용자들의 피난을 유도할 수 있다.
또한, 화재가 번져가는 방향에 위치한 사용자들에게는 화재가 발생점 방향으로 피난유도 하지 않되, 가장 가까운 탈출구로 사용자를 유도할 수 있다. 이때 관리서버(200)는 레이저지시기(300)를 이용하여 피난시 사용자를 탈출구로 유도하기 위한 직진거리를 구체적으로 제공할 수 있다. 관리서버(200)는 사용자에게 탈출구를 안내하기 위한 경로를 점등되는 레이저지시기(300)의 위치 및 개수를 조절하여 레이저 광선(335)를 통해 제공할 수 있다.
또한, 관리서버(200)는 화재감지모듈(110)에서 감지되는 유독가스 농도를 판단하여, 기설정농도 이상인 구역으로는 사용자들을 유도하지 않을 수 있다. 보다 구체적으로, 사용자를 탈출구로 유도하기 위한 구간 중에 유독가스 농도가 기설정범위 이상인 구간이 기설정거리 이상일 경우, 해당 구간으로는 사용자가 이동하지 않도록 피난유도부(300)을 제어할 수 있다.
이에 사용자들의 빠른 피난을 유도하되 가스질식과 같은 신체의 손상을 입지 않고 대피할 수 있도록 유도할 수 있다.
한편, 관리서버(200)는 진동감지모듈(130)에서 감지된 지하철 역사 건물에 가해지는 진동을 수집하고 수치화 하여 DB(500)에 저장하고, 수집된 정보들을 하기 표 1 및 2에 근거하여 설정된 기설정기준과 비교하여, 기설정기간동안 및 기설정횟수 이상 지속되는 경우에 건물의 이상현상(붕괴, 침하)이 발생될 것으로 판단하고, 건물점검 안내를 제공할 수 있다.
Figure 112018042678314-pat00001
[진동 수치에 따른 건물 피해 정도]
[ 허용각 변위 한계 (Bjerrum,1963) ]
변위(δ/L) 내용
1/750 침하에 예민한 기게기초의 작업곤란 한계
1/600 사재를 가진 뼈대의 위험 한계
1/500 균열을 허용할 수 없는 빌딩에 대한 안정 한계
1/400 칸막이벽에 첫 균열이 예상되는 한계
1/300 고가크레이느이 작업 곤란이 예상되는 한계
1/250 강성의 고층빌딩의 전도가 눈에 듸일수 있는 한계

1/150		 칸막이벽이나 벽돌벽의 상당한 균열이 있는 한계
가소성 벽돌벽의 안전 한계 일반적인 건물의 구조적 손상이 예상되는 한계
여기서, 관리서버(200)는 건물의 이상현상을 예측하기 위하여 건물의 상태를 입력받는 과정을 관리자 단말기(600)로 요청하는 과정을 더 포함할 수 있다. 하기 표 3에 기재된 바와 같이 건물의 상태에 따라 견딜 수 있는 진동하중이 상이하기 때문이다.
[국내 허용 건물 진동 기준]
최대지반속도 적용대상
mm/sec dB
2 106 역사적으로 매우 가치있는 사적이나 상당히 노후된 건물
5 114 눈에 보이는 균열과 같은 결함이 있는 벽돌로 지은 건물
10 120 작은 결함도 없는 구조적으로 매우 안정적인 건물
10~40 120-132 철근콘크리트나 강구조로 된 공업용 건물과 같이 매우 강한 건물
건물의 상태에 따른 최대 허용 지반진동 (DIN 4150 드래프트)
관리서버(200)는 진동감지모듈(130)에서 감지된 건물에 가해지는 진동을 표 1, 2 또는 3의 기준을 기반으로 설정된 기설정기준과 비교하여 관리자 단말기(600)로 건물의 상태를 제공할 수 있다.
한편, 관리서버(200)는 인체감지모듈(150)에서 감지되는 인체를 감지하여 범죄발생을 예측할 수 있다. 인체감지모듈(150)에서 감지되는 인체가, 특정 인체감지모듈(150)이 감지할 수 있는 범위 내에서 기설정시간 이상 감지되는 경우, 감지된 인체를 범죄관리대상으로 판단할 수 있다. 여기서 범죄관리대상은 사각지대에 의도적으로 숨어있다가 인적이 드문시간을 틈타 사용자에게 절도, 상해 등의 피해를 입히고자 하는 의도를 가진 예비 범죄자이다.
인체감지모듈(150)이 주로 설치되는 화장실, 계단, 플랫폼의 구석진 곳 등은 사람이 존재할 수 있으나, 일반적인 사용자는 오래 머무를 이유가 없으며, 오래 머무르는 사용자는 인적이 드문시간을 이용하여 범죄를 저지르고자 범죄대상을 물색하는 중이던가, 거주지가 없는 노숙자 또는 아파서 쓰러진 사람일 가능성이 높기 때문이다. 따라서, 인체감지모듈(150)에서 인체가 기설정시간 이상 감지될 경우 범죄관리대상이 있는 것으로 판단할 수 있다.
또한, 관리서버(200)는 각각의 인체감지모듈(150)에서 감지되는 인체에 대한 범죄관리대상 판단 기준을 동일하게 적용하지 않고, 인체감지모듈(150)이 설치된 위치마다 다르게 적용하여 범죄관리대상이라고 판단할 수 있다. 예를 들어, 화장실과 계단의 범죄관리대상 판단 기준을 다르게 적용할 수 있다. 또한, 인적이 드문 역사의 경우 범죄관리대상 판단 기준의 시간을 더 짧게 설정할 수 있다.
또한, 관리서버(200)는 범죄관리대상의 판단 기준을 시간별로 다르게 적용할 수 있다. 예를 들어, 출퇴근 시간에는 지하철 역사를 방문하는 사람이 많으므로 범죄관리대상 판단 기준의 시간을 길게 설정하거나, 범죄관리대상의 판단을 중지할 수도 있다.
또한, 관리서버(200)는 인체감지모듈(150)에서 감지되는 인체를 범죄관리대상이라 판단했을 경우, 관리자 단말기(600)으로 알림을 전송할 수 있다. 이에, 관리자가 범죄관리대상이 있는 것으로 판단된 구역에 가서 확인하고 범죄를 사전에 예방할 수 있다.
특히, 화장실은 CCTV와 같은 촬영장치를 통해 내부를 감시할 수 없으므로, 예비 범죄자들이 숨기에 적합한 장소이다. 화장실의 경우 각 칸마다 인체감지모듈(150)을 구비하고 범죄관리대상을 판단할 수 있다.
이때, 단순한 정보의 수신만을 수행하는 관리자 단말기(600)의 경우, 관리서버(200)에서 사각지대 범죄가 일어나는 것으로 판단되었을 때, 범죄의 장소가 될 것으로 판단되는 장소를 알림받는 알림을 전송받을 수 있다.
이를 통해, 관리자는 관리서버(200)를 관리할 수 있는 관제실이 아닌 역내 순찰 중 범죄 위험의 가능성 정보를 획득하고, 범죄 예측 구역으로 이동하여 순찰할 수 있다.
한편, 관리서버(200)는 화재가 발생했다고 판단 및 건물의 이상현상이 발생할 것으로 판단하는 경우에 건물설비부(400)를 제어할 수 있다. 가스설비, 전기설비, 환풍설비, 수도설비 등의 건물의 설비를 제어할 수 있다. 보다 구체적으로, 유독가스가 감지되었을 때는 환풍설비가 작동되도록 하여, 역사 내부의 유독가스가 외부로 배출되고 신선한 공기가 유입될 수 있도록 한다. 또한, 건물의 붕괴가 예상되는 경우에는 가스설비의 작동을 중단하여 2차적인 피해가 발생하지 않도록 할 수 있다.
도 7은 본 발명의 실시예에 따른 방화셔터를 이용한 피난유도방법을 설명하기 위한 도면이고, 도 8는 본 발명의 실시예에 따른 지하철 역사의 안전 모니터링 및 피난유도 시스템의 피난유도 방법의 흐름도이다.
도 7 및 8을 참고하면, 화재감지모듈(110)에서 화재가 감지되면(S710), 관리서버(200)는 화재가 감지된 화재감지모듈(110)의 식별ID를 확인하여 화재가 발생한 위치를 확인한다.(S720)
화재가 발생한 위치가 플랫폼이 아닌 지하철 역사 내부이면(S730:Y), 화재가 발생한 위치를 중심으로 화재가 번져가고 있는 방향을 판단하고(S740), 화재가 발생한 위치를 중심으로 적어도 2개 이상의 탈출구가 존재하면(S750:Y), 화재가 발생한 곳과 가장 가깝되, 화재가 번져가는 반대방향의 방화셔터(370)가 내려오도록 한다.(S760)
한편, 화재가 발생한 위치가 플랫폼이면(S730:N), 플랫폼에서 나오는 사용자들이 가장 가까운 탈출구로 피난하도록 피난유도부(300)를 제어한다.(S780)
사용자를 화재방향과 반대의 가장 가까운 탈출구로 피난유도부(300)을 제어하되, 유독가스의 농도가 일정농도 이상인 구간이 존재하는 경우(S770:Y), 상기 구간으로는 사용자가 이동하지 않도록 피난유도부(300)를 제어한다.(S790)
도 9는 본 발명의 실시예에 따른 지하철 역사의 안전 모니터링 및 피난유도 시스템의 범죄관리대상을 판단하기 위한 흐름도이다.
인체감지모듈(150)에서 인체가 감지되면(S810), 현재 시간이 출퇴근 시간인지 아닌지 판단하며(S820), 출퇴근 시간이 아니고(S820:N) 기설정시간 동안 인체가 감지되면(S830:Y), 범죄관리대상이 발생한 것으로 판단하여 관리서버(200)로 알림을 전송한다.
한편, 출퇴근 시간이고(S820:Y) 출퇴근시간에 따른 기설정시간 동안 인체가 감지되면(S825:Y) 범죄관리대상이 발생한 것으로 판단하여 관리서버(200)로 알림을 전송한다.(S840)
본 발명의 실시예에 따른 안전 모니터링 및 피난유도 시스템을 지하철 역사를 기준으로 설명하였으나, 지하철 역사에 한정되는 것은 아니며 지하철 역사와 연계된 복합 건축물 및 다양한 건축물에 적용하여 재난발생을 예측 및 예방할 수 있고, 재난발생시 사용자 피난을 유도하여 피해를 줄일 수 있다.
상기에서 도 1 내지 9를 이용하여 서술한 것은, 본 발명의 주요 사항만을 서술한 것으로, 그 기술적 범위 내에서 다양한 설계가 가능한 만큼, 본 발명이 도 1 내지 9의 구성에 한정되는 것이 아님은 자명하다.
10 ; 역사 내부 11 : 계단(탈출구)
13 : 벽
100 : 감지부 110 : 화재감지모듈
130 : 진동감지모듈 150 : 인체감지모듈
200 : 관리서버 300 : 피난유도부
310 : 유도등 330 : 레이저 지시기
331 : 가림막 335 : 레이저 광선
340 : 면발광 지시기 350 : 음향출력수단
370 : 방화셔터 371 : 방화셔터가 내려오는 곳
400 : 건물설비부 500 : DB
600 : 관리자 단말기

Claims (5)

  1. 화재를 감지하는 화재감지모듈, 건물에 가해지는 진동을 감지하는 진동감지모듈 및 인체를 감지하는 인체감지모듈을 포함하는 감지부;
    상기 화재감지모듈에서 화재가 감지되면 화재발생 여부를 판단하고, 화재가 발생하였다고 판단되는 경우 피난유도부를 제어하여 사용자에게 피난경로를 제공하며, 상기 진동감지모듈에서 감지되는 진동을 수치화하여 DB에 저장하고 기저장된 안전기준과 비교하여 지하철 역사 건물의 이상현상을 예측하며, 상기 인체감지모듈에서 감지되는 인체감지시간에 따라 범죄관리대상을 판단하는 관리서버; 및
    상기 관리서버의 제어신호에 따라 동작되어 사용자의 피난을 유도하는 피난유도부;를 포함하고,
    상기 피난유도부는,
    유도등, 레이저 지시기, 음향출력수단 및 방화셔터 중에서 적어도 하나 이상의 수단을 포함하되,
    상기 레이저 지시기는,
    사용자가 직진이동하여야하는 거리의 길이를 레이저 광선을 통해 제공할 수 있고, 레이저 광선을 발사하는 레이저 광원부 및 레이저 광선의 직진을 차단할 수 있는 가림막을 구비하되,
    복수의 레이저 지시기가 일정간격을 두고 수평방향으로 나란하게 구비되어, 하나의 레이저 지시기에서 발사된 레이저 광선이, 레이저 광선이 발사되는 방향에서 가장 인접한 레이저 지시기의 가림막에 의해 상기 레이저 광선의 길이가 제한되는 것을 특징으로 하는, 지하철 역사의 안전 모니터링 및 피난유도 시스템.
  2. 화재를 감지하는 화재감지모듈, 건물에 가해지는 진동을 감지하는 진동감지모듈 및 인체를 감지하는 인체감지모듈을 포함하는 감지부;
    상기 화재감지모듈에서 화재가 감지되면 화재발생 여부를 판단하고, 화재가 발생하였다고 판단되는 경우 피난유도부를 제어하여 사용자에게 피난경로를 제공하며, 상기 진동감지모듈에서 감지되는 진동을 수치화하여 DB에 저장하고 기저장된 안전기준과 비교하여 지하철 역사 건물의 이상현상을 예측하며, 상기 인체감지모듈에서 감지되는 인체감지시간에 따라 범죄관리대상을 판단하는 관리서버; 및
    상기 관리서버의 제어신호에 따라 동작되어 사용자의 피난을 유도하는 피난유도부;를 포함하고,
    상기 피난유도부는,
    유도등, 레이저 지시기, 음향출력수단 및 방화셔터 중에서 적어도 하나 이상의 수단을 포함하되,
    상기 레이저 지시기는,
    사용자가 직진이동하여야하는 거리의 길이를 레이저 광선을 통해 제공할 수 있고,
    상기 관리서버는,
    화재감지모듈에서 감지되는 측정 값을 기설정기준과 비교하여 화재여부를 판단하고, 화재가 발생한 것으로 판단된 경우, 화재 발생위치 및 화재가 번져가는 방향을 판단하며,
    상기 화재가 번져가는 방향의 판단은,
    화재가 처음 감지된 화재감지모듈을 기준으로, 다음 화재가 감지되는 화재감지모듈이 구비된 방향인 것을 특징으로 하는, 지하철 역사의 안전 모니터링 및 피난유도 시스템.
  3. 삭제
  4. 청구항 1에 있어서,
    상기 관리서버는,
    상기 진동감지모듈에서 기설정기준 이상의 진동이 기설정기간 동안 및 기설정횟수 이상 감지되는 경우, 건물의 이상현상이 발생될 것으로 판단하고 관리자 단말기로 알림을 전송하는 것을 특징으로 하는, 지하철 역사의 안전 모니터링 및 피난유도 시스템.
  5. 청구항 1에 있어서,
    상기 관리서버는,
    상기 인체감지모듈에서 인체가 기설정시간 이상 감지되는 경우, 범죄관리대상으로 판단하여 관리자 단말기로 알림을 전송하며,
    상기 인체가 감지되는 시간이 출퇴근 시간인지 아닌지 여부에 따라 범죄관리대상을 판단하는 기설정시간이 상이한 것을 특징으로 하는, 지하철 역사의 안전 모니터링 및 피난유도 시스템.

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