KR101923151B1 - 아이오티 기반 지능형 재난 대피 시스템 및 방법 - Google Patents

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박종관
이태현
윤형섭
곽현준
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주식회사 디케이이앤씨
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Abstract

재난 대피 시스템은 건조물 내부 각 구획 공간에 분포되어 위치하고, 위치한 구획 공간의 상태를 측정하여 제1 감지 신호를 생성하고, 상기 제1 감지 신호 및 분포된 위치에 따른 식별 신호를 송신하는 복수의 감지 장치; 상기 복수의 감지 장치 중 적어도 하나 이상의 감지 장치로부터 상기 제1 감지 신호 및 상기 식별 신호를 수신하고, 상기 제1 감지 신호 및 상기 식별 신호를 취합하여 제2 감지 신호를 생성하고, 상기 제2 감지 신호를 송신하는 제1 경보 장치; 상기 제1 경보 장치로부터 상기 제2 감지 신호를 수신하여 저장하고, 상기 제2 감지 신호를 분석하여 화재 및 재난의 발생 여부를 확인하며, 다익스트라(Dijkstra) 알고리즘을 적용하여 최단 탈출 경로를 산출하고, 상기 산출된 상기 최단 탈출 경로를 상기 제1 경보 장치에 송신하는 통제 서버를 포함하되, 상기 제1 경보 장치는 표시 수단 및 음향 출력 수단 중 적어도 하나 이상을 포함하고, 상기 표시 수단 및 상기 음향 출력 수단 중 적어도 하나 이상을 사용하여 상기 최단 탈출 경로를 피난자에게 제공한다. 상기 재난 대피 시스템은 재난 상황이 초기 상황뿐만 아니라 시시각각 변화하는 진행 상황을 충분히 반영하여, 안전하고 가장 빠른 탈출 경로를 산출하여 피난자에게 제공할 수 있다.

Description

아이오티 기반 지능형 재난 대피 시스템 및 방법{System and method for IoT based intelligent disaster evacuation}
본 발명은 대피 시스템 및 방법에 관한 것으로, 보다 상세하게는 화재 등의 재난 상황 발생시 피난자를 안전하게 대피시킬 수 있는 시스템 및 방법에 관한 것이다.
[국가지원 연구개발에 대한 설명]
본 연구는 중소기업기술정보진흥원의 주관 하에 중소기업청의 중소기업융복합기술개발(화재진행에 따른 최적 대피경로 안내 기능을 갖는 IoT 연동 지능형 스마트 경보시스템, 과제 고유번호: 1425106231)의 지원에 의하여 이루어진 것이다.
현대사회가 도시집중화 및 광역화면서 산업 전반에 걸쳐 각종 재난 및 안전사고가 빈발하고 있으며, 재난 및 사고의 형태도 점차 대형화 및 불특정 다수를 대상으로 진행되어가는 추세이다.
더욱이, 점점 복잡화, 대형화되는 현대 건물의 구조적 특성상 실재 화재 시 폭발 등으로 전력이 끊어지거나 연기에 의해 비상 유도등의 식별이 어려워질 경우 비상구를 신속히 찾지 못하거나 비상구를 찾았더라도 안전한 탈출로가 아니어서 건물을 빠져 나오지 못해 인명사고의 빈도가 늘고 있고 있다.
건물 내에서 화재가 발생하게 되면 피해자들은 당황한 나머지 판단의식이 흐려져 출입구의 위치를 제대로 찾지 못하게 된다. 따라서 피난자들을 긴급히 안전한 대피 장소로 이동시켜 인명피해를 줄이는 방법이 가장 큰 예방책이라 할 수 있다.
한국등록특허공보 제10-1145438호
본 발명은 상술한 문제점을 해결하기 위해 안출된 것으로, 건물의 화재 발생시 감지 장치에 의해 수신되는 정보를 분석하여 최단거리의 탈출 경로를 피난자에게 제공할 수 있는 아이오티 기반 지능형 재난 대피 시스템 및 방법을 제공한다.
본 명세서의 일 실시예에 따른 재난 대피 시스템은 건조물 내부 각 구획 공간에 분포되어 위치하고, 위치한 구획 공간의 상태를 측정하여 제1 감지 신호를 생성하고, 상기 제1 감지 신호 및 분포된 위치에 따른 식별 신호를 송신하는 복수의 감지 장치; 상기 복수의 감지 장치 중 적어도 하나 이상의 감지 장치로부터 상기 제1 감지 신호 및 상기 식별 신호를 수신하고, 상기 제1 감지 신호 및 상기 식별 신호를 취합하여 제2 감지 신호를 생성하고, 상기 제2 감지 신호를 송신하는 제1 경보 장치; 상기 제1 경보 장치로부터 상기 제2 감지 신호를 수신하여 저장하고, 상기 제2 감지 신호를 분석하여 화재 및 재난의 발생 여부를 확인하며, 다익스트라(Dijkstra) 알고리즘을 적용하여 최단 탈출 경로를 산출하고, 상기 산출된 상기 최단 탈출 경로를 상기 제1 경보 장치에 송신하는 통제 서버를 포함하되, 상기 제1 경보 장치는 표시 수단 및 음향 출력 수단 중 적어도 하나 이상을 포함하고, 상기 표시 수단 및 상기 음향 출력 수단 중 적어도 하나 이상을 사용하여 상기 최단 탈출 경로를 피난자에게 제공한다.
일 실시예에서, 상기 제1 경보 장치는 상기 제1 감지 신호와 상기 식별 신호를 무선 수신하는 제1 통신 모듈, 상기 제2 감지 신호를 생성하는 제어부 및 상기 통제 서버로 상기 제2 감지 신호를 무선 송신하고, 상기 통제 서버로부터 상기 최단 탈출 경로를 무선 수신하는 제2 통신 모듈을 포함하되, 상기 제1 통신 모듈과 상기 제2 통신 모듈은 서로 상이한 무선 통신 모듈일 수 있다.
일 실시예에서, 상기 제1 통신 모듈은 Zigbee 모듈이고, 상기 제2 통신 모듈은 LTE 모듈이며, 상기 경보 장치는 상기 제1 통신 모듈과 상기 제2 통신 모듈 간의 주파수 간섭을 최소화하는 안테나를 더 포함할 수 있다.
일 실시예에서, 상기 제1 경보 장치 및 상기 복수의 감지 장치는 전원 공급 차단을 대비하기 위한 보조 배터리를 각각 더 포함할 수 있다.
일 실시예에서, 상기 복수의 감지 장치는 위치한 구획 공간의 상태를 감지하는 센서부를 포함하고, 상기 센서부는 적어도 위치한 구획 공간의 온도, 습도, 일산화탄소 농도, 이산화탄소 농도, 연기 발생 정도 중 적어도 하나 이상을 감지할 수 있다.
일 실시예에서, 상기 통제 서버는 상기 복수의 감지 장치를 각각의 노드로 설정하고, 각 감지 장치의 제1 감지 신호에 따라 노드의 웨이트 값을 결정하며, 상기 결정된 웨이트 값이 일정 값 이상인 노드를 제외하고, 제외되지 않은 노드간의 거리를 에지 웨이트로 설정하며, 시작점에서 비상구까지의 에지 웨이트의 합산 값이 최소가 되는 이동 경로를 상기 최단 탈출 경로로 산출할 수 있다.
일 실시예에서, 상기 통제서버는 상기 제1 경보 장치를 상기 시작점으로 설정하여 상기 최단 탈출 경로를 산출할 수 있다.
일 실시예에서, 상기 제1 경보 장치는 상기 최단 탈출 경로를 상기 표시 수단 상에 표시하고, 상기 최단 탈출 경로를 반영하여 새로 생성된 탈출 경로와 관련된 음성 파일을 상기 음향 출력 수단을 통해 출력할 수 있다.
일 실시예에서, 상기 음향 출력 수단은 피난자의 휴대 장치에 기설치된 탈출 어플리케이션을 활성화시키는 일정 주파수의 음성 신호를 출력할 수 있다.
일 실시예에서, 상기 제1 경보 장치는 상기 피난자의 상기 활성화된 탈출 애플리케이션을 통한 탈출 경로 요청에 대응하여, 상기 최단 탈출 경로를 상기 피난자에게 무선 송신할 수 있다.
일 실시예에서, 상기 제1 경보 장치는 상기 음성 신호에 의한 상기 탈출 애플리케이션의 활성화와 동시에 상기 최단 탈출 경로를 상기 피난자에게 무선 송신할 수 있다.
일 실시예에서, 상기 복수의 감지 장치는 무선 통신 모듈을 포함하며, 상기 무선 통신 모듈을 통해 서로간에 신호의 송수신이 가능한 메쉬 네트워크를 구성하고, 상기 제1 경보 장치는 상기 메쉬 네트워크에 연결될 수 있는 중계기를 더 포함할 수 있다.
본 명세서의 일 실시예에 따른 재난 대피 방법은 건조물 내부 각 구획 공간에 분포되어 위치하는 복수의 감지 장치에서 각 구획 공간의 상태를 측정한 제1 감지 신호 및 분포된 위치에 따른 식별 신호를 경보 장치로 무선 송신하는 단계; 상기 경보 장치에서 무선 수신한 상기 제1 감지 신호 및 상기 식별 신호를 취합하여 제2 감지 신호를 생성하고 상기 제2 감지 신호를 통제 서버로 무선 송신하는 단계; 상기 경보 장치로부터 상기 제2 감지 신호를 수신하여 저장하고, 상기 제2 감지 신호를 분석하여 화재 및 재난의 발생 여부를 확인하는 단계; 상기 화재 및 재난의 발생이 확인된 경우, 다익스트라(Dijkstra) 알고리즘을 적용하여 최단 탈출 경로를 산출하는 단계; 상기 산출된 상기 최단 탈출 경로를 상기 경보 장치에 무선 송신하고, 상기 경보 장치에 포함된 표시 수단 및 음향 출력 수단 중 적어도 하나 이상을 사용하여 상기 최단 탈출 경로를 피난자에게 제공하는 단계를 포함한다.
일 실시예에서, 상기 제1 감지 신호 및 상기 식별 신호를 무선 수신하는 제1 통신 모듈과 상기 제2 감지 신호를 송신하는 제2 통신 모듈은 서로 상이한 무선 통신 모듈일 수 있다.
일 실시예에서, 상기 복수의 감지 장치를 각각의 노드로 설정하고, 각 감지 장치의 제1 감지 신호에 따라 노드의 웨이트 값을 결정하며, 상기 결정된 웨이트 값이 일정 값 이상인 노드를 제외하고, 제외되지 않은 노드간의 거리를 에지 웨이트로 설정하며, 시작점에서 비상구까지의 에지 웨이트의 합산 값이 최소가 되는 이동 경로를 상기 최단 탈출 경로로 산출할 수 있다.
일 실시예에서, 상기 시작점은 상기 경보 장치가 배치된 위치일 수 있다.
일 실시예에서, 상기 복수의 감지 장치는 위치한 구획 공간의 상태를 감지하는 센서부를 포함하고, 상기 센서부는 적어도 위치한 구획 공간의 온도, 습도, 일산화탄소 농도, 이산화탄소 농도, 연기 발생 정도 중 적어도 하나 이상을 감지할 수 있다.
일 실시예에서, 상기 음향 출력 수단은 피난자의 휴대 장치에 기설치된 탈출 어플리케이션을 활성화시키는 일정 주파수의 음성 신호를 출력할 수 있다.
일 실시예에서, 상기 제1 경보 장치는 상기 피난자의 상기 활성화된 탈출 애플리케이션을 통한 탈출 경로 요청에 대응하여, 상기 최단 탈출 경로를 상기 피난자에게 무선 송신할 수 있다.
일 실시예에서, 상기 제1 경보 장치는 상기 음성 신호에 의한 상기 탈출 애플리케이션의 활성화와 동시에 상기 최단 탈출 경로를 상기 피난자에게 무선 송신할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른 아이오티 기반 지능형 재난 대피 시스템 및 방법에 의하면, 각 구성들이 무선 연결되어 건조물 내의 배치가 용이하며, 감지 장치는 메쉬 네트워크를 형성하여 무선 통신에 따른 장애가 일시적으로 발생하더라도 우회 경로로 연동될 수 있어 안정적인 시스템 구축이 가능한 장점이 있다.
또한, 감지 장치와 경보 장치 간의 무선 통신 모듈과 경보 장치와 통제 서버 간의 무선 통신 모듈이 서로 상이하여, 서로간의 신호 중첩이 방지될 수 있고, 화재 및 재난과 같이 통신 사용량이 급증하는 상황에서의 신호 혼선 및 병목 현상 등을 방지할 수 있다.
또한, 재난 상황이 초기 상황뿐만 아니라 시시각각 변화하는 진행 상황을 충분히 반영하여, 안전하고 가장 빠른 탈출 경로를 산출하여 피난자에게 제공할 수 있다.
나아가, 산출된 최단 탈출 경로는 표시 수단 및 음향 출력 수단뿐만 아니라 피난자의 휴대 장치와 연동되어 제공될 수 있는바, 보다 효과적인 인명 구조가 가능하다.
재난 상황 발생시 안전하고 가장 빠른 탈출 경로를 피난자에게 제공할 수 있다.
도 1은 일 실시예에 따른 재난 대피 시스템의 개략적인 블록도이다.
도 2는 감지 장치의 구성을 개략적으로 도시한 블록도이다.
도 3은 경보 장치의 구성을 개략적으로 도시한 블록도이다.
도 4는 통제 서버의 구성을 개략적으로 도시한 블록도이다.
도 5(a) 및 도 5(b)는 최단 탈출 경로 산출 과정을 예시적으로 나타내는 도면이다.
도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 재난 대피 방법의 순서도이다.
후술하는 본 발명에 대한 상세한 설명은, 본 발명이 실시될 수 있는 특정 실시예를 예시로서 도시하는 첨부 도면을 참조한다. 이들 실시예는 당 업자가 본 발명을 실시할 수 있기에 충분하도록 상세히 설명된다. 본 발명의 다양한 실시 예는 서로 다르지만 상호 배타적일 필요는 없다. 예를 들어, 여기에 기재되어 있는 특정 형상, 구조 및 특성은 일 실시예와 관련하여 본 발명의 정신 및 범위를 벗어나지 않으면서 다른 실시예로 구현될 수 있다. 또한, 각각의 개시된 실시예 내의 개별 구성요소의 위치 또는 배치는 본 발명의 정신 및 범위를 벗어나지 않으면서 변경될 수 있다. 따라서, 후술하는 상세한 설명은 한정적인 의미로 기술된 것이 아니며, 본 발명의 범위는 청구항들이 주장하는 것과 균등한 모든 범위와 더불어 첨부된 청구항에 의해서만 한정된다. 도면에서 유사한 참조부호는 여러 측면에서 동일하거나 유사한 기능을 지칭한다.
본 명세서에서 사용되는 용어는 기능을 고려하면서 가능한 현재 널리 사용되는 일반적인 용어를 선택하였으나, 이는 당 분야에 종사하는 기술자의 의도 또는 관례 또는 새로운 기술의 출현 등에 따라 달라질 수 있다. 또한, 특정한 경우는 출원인이 임의로 선정한 용어도 있으며, 이 경우 해당되는 명세서의 설명 부분에서 그 의미를 기재할 것이다. 따라서 본 명세서에서 사용되는 용어는, 단순한 용어의 명칭이 아닌 그 용어가 가지는 실질적인 의미와 본 명세서의 전반에 걸친 내용을 토대로 해석되어야 한다.
도 1은 일 실시예에 따른 재난 대피 시스템의 개략적인 블록도이고, 도 2는 감지 장치의 구성을 개략적으로 도시한 블록도이며, 도 3은 경보 장치의 구성을 개략적으로 도시한 블록도이고, 도 4는 통제 서버의 구성을 개략적으로 도시한 블록도이며, 도 5(a) 및 도 5(b)는 최단 탈출 경로 산출 과정을 예시적으로 나타내는 도면이다.
도 1 내지 도 5를 참조하면, 본 실시예에 따른 재난 대피 시스템은 복수의 감지 장치(100), 경보 장치(110), 통제 서버(120)를 포함한다. 실시예들에 따른 재난 대피 시스템 및 이를 구성하는 각각의 장치 또는 부(unit)는, 전적으로 하드웨어이거나, 또는 부분적으로 하드웨어이고 부분적으로 소프트웨어인 측면을 가질 수 있다. 예컨대, 재난 대피 시스템의 각각의 구성요소는 하드웨어 및 해당 하드웨어에 의해 구동되는 소프트웨어의 조합을 지칭하는 것으로 의도된다. 하드웨어는 CPU(Central Processing Unit) 또는 다른 프로세서(processor)를 포함하는 데이터 처리 기기일 수 있다. 또한, 하드웨어에 의해 구동되는 소프트웨어는 실행중인 프로세스, 객체(object), 실행파일(executable), 실행 스레드(thread of execution), 프로그램(program) 등을 지칭할 수 있다. 예를 들어, 복수의 감지 장치(100)는, 외부 신호를 측정하기 위한 하드웨어인 센서 및 해당 센서를 제어하여 센싱을 수행하고 측정값을 처리함으로써 후속 처리를 위한 형태로 변환하는 소프트웨어의 조합을 지칭할 수 있다.
복수의 감지 장치(100)는 건조물 내부 각 구획 공간에 분포되어 위치할 수 있다. 여기서 건조물이란 인위적으로 조성된 물리적인 공간으로, 복수개의 세부 공간으로 구획될 수 있고, 상업적 용도의 건물뿐만 아니라 아파트나 집단 주거 시설을 포함하며, 화재 및 재난 발생시 탈출을 위한 비상구를 포함할 수 있다.
각 감지 장치(100)는 각 구획 공간의 상황 및 상태를 실시간으로 감지할 수 있으며, 각 구획 공간에 대응하는 식별번호를 가질 수 있다. 감지 장치(100)는 각 구획 공간의 상황 및 상태를 감지하고, 이를 제1 감지 신호(S1)로 변환할 수 있으며, 분포된 위치에 따른 식별 신호를 제1 감지 신호(S1)와 함께 송신할 수 있다.
구체적으로, 감지 장치(100)는 센서부(101), 통신 모듈(102), 제어부(103), 표시부(104), 전원부(105)를 포함한다.
센서부(101)는 각 구획 공간의 상황 및 상태를 실시간으로 감지할 수 있다. 센서부(101)는 위치한 공간의 온도, 습도, 일산화탄소 농도, 이산화탄소 농도, 연기 발생 정도 중 적어도 하나 이상을 감지할 수 있다. 몇몇 실시예에서 각 구획 공간은 특정 물질을 보관하는 밀폐 공간일 수도 있고, 센서부(101)는 해당 물질의 유출 정도를 감지할 수도 있다. 센서부(101)는 감지한 신호를 제어부(103)로 전달할 수 있다.
제어부(103)는 감지 장치(100)의 동작 전반을 제어할 수 있다. 제어부(103)는 전달된 아날로그 신호를 디지털 신호로 변환할 수 있으며, 센서부(101)로부터 전달된 신호를 디지털화하여 제1 감지 신호(S1)를 생성하여 통신 모듈(102)로 전달할 수 있다. 제1 감지 신호(S1)는 감지 장치(100)가 위치한 공간의 온도, 습도, 일산화탄소 농도, 이산화탄소 농도, 연기 발생 정도 중 적어도 하나 이상을 포함할 수 있다. 제어부(103)는 제1 감지 신호(S1)와 함께 해당하는 식별 신호(Id)를 통신 모듈(102)로 전달할 수 있다.
통신 모듈(102)은 무선 통신 모듈일 수 있으며, 전달받은 제1 감지 신호(S1) 및 식별 신호(Id)를 경보 장치(110)로 송신할 수 있다. 통신 모듈(102)은 후술할 경보 장치(110)의 제1 통신 모듈과 동일할 수 있으며, Zigbee 모듈일 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다. 일 실시예에서 통신 모듈(102)은 Zigbee 모듈과 Wifi 모듈을 함께 포함할 수 있고, Wifi 모듈은 Zigbee 모듈의 통신 불가할 경우 가용되는 백업 모듈일 수 있다. 복수의 감지 장치(100)에 포함된 통신 모듈(102)은 메쉬 형태로 서로 연결되는 로컬 네트워크를 구성할 수 있다. 건조물 내부 공간은 방해하는 요소들에 의한 무선 통신의 장애가 발생할 수 있으나, 본 실시예에 따른 통신 모듈(102)은 설정된 통신 경로에 문제가 생기더라고 즉각적으로 우회 경로를 만들 수 있는 바 안정적인 무선 통신 환경을 유지할 수 있다.
표시부(104)는 감지 장치(100)의 현재 상태를 표시할 수 있다. 즉, 신호 송신에 대응하여 점등될 수 있으며, 신호 점등을 통해 정상 작동 여부가 확인될 수 있다. 또한, 몇몇 실시예에서 표시부(104)는 화재 및 재난 상황 발생시 일반 작동과는 다른 색으로 표시될 수도 있다. 예시적으로 정상 상태에서는 초록색으로 점등될 수 있으나 화재 및 재난 상황 발생시에는 빨간색으로 바뀌어 피난자에게 비상 상황 발생을 알릴 수도 있다. 즉, 제어부(103)는 통신 모듈(102)을 통해 화재 및 재난 상황 발생 사실을 전달받을 수 있고, 표시부(104)의 색상 변경을 지시할 수 있다.
전원부(105)는 화재 및 재난 상황 발생시 감지 장치(100)에 연결된 전원이 차단되는 경우 작동되는 비상 배터리일 수 있다.
경보 장치(110)는 복수의 감지 장치(100)로부터 제1 감지 신호(S1)와 식별 신호(Id)를 수신할 수 있다. 여기서 경보 장치(110) 또한 복수개일 수 있으며 분산되어 건조물 내부의 주요 이동 경로 상에 위치할 수 있다. 경보 장치(110)가 복수개인 경우 각 경보 장치(110)는 서로 다른 감지 장치로부터 상기 신호들을 수신받을 수 있다. 경보 장치(110)는 건조물 내부의 사람들에게 눈에 잘 띄는 장소에 위치할 수 있다. 경보 장치(110)는 복수의 감지 장치(100)로부터 송신되는 제1 감지 신호(S1) 및 식별 신호(Id)를 취합하여 제2 감지 신호(S2)로 생성하고, 제2 감지 신호(S2)를 통제 서버(120)로 송신할 수 있다.
경보 장치(110)는 제1 통신 모듈(111), 제어부(112), 제2 통신 모듈(113)을 포함하고, 표시 수단(114) 및 음향 출력 수단(115) 중 적어도 하나 이상을 포함한다. 경보 장치(110)는 표시 수단(114), 음향 출력 수단(115) 중 적어도 하나 이상을 사용하여 최단 탈출 경로(E)를 피난자에게 제공한다.
제1 통신 모듈(111)은 감지 장치(100)의 통신 모듈(102)과의 신호의 무선 송신 및 수신을 위한 수단일 수 있다. 제1 통신 모듈(111)은 통신 모듈(102)과 동일할 수 있으며, Zigbee 모듈일 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다. 일 실시예에서 통신 모듈(102)은 Zigbee 모듈과 Wifi 모듈을 함께 포함할 수 있고, Wifi 모듈은 Zigbee 모듈의 통신 불가할 경우 가용되는 백업 모듈일 수 있다. 제1 통신 모듈(111)을 통해 수신된 제1 감지 신호(S1)와 식별 신호(Id)는 제어부(112)로 전달될 수 있다. 여기서, 제1 통신 모듈(111)은 Zigbee 네크워크의 END 노드 기능을 수행할 수 있다. 즉, 경보 장치(110)는 연결된 감지 장치(100)와 하나의 메쉬 네트워크를 형성할 수 있으며, 우회 경로를 위한 중계기(미도시)를 포함할 수 있다.
제어부(112)는 경보 장치(110)의 동작 전반을 제어할 수 있다. 제어부(112)는 전달된 제1 감지 신호(S1)와 식별 신호(Id)를 취합하여 제2 감지 신호(S2)를 생성할 수 있다. 여기서, 제2 감지 신호(S2)는 각 식별 신호(Id)에 따른 제1 감지 신호(S1)를 매칭한 데이터일 수 있으며, 몇몇 실시예에서 제어부(112)는 이러한 제2 감지 신호(S2)의 생성 없이 제1 감지 신호(S1)와 식별 신호(Id)를 그대로 통제 서버(120)로 전달할 수 있다.
생성된 제2 감지 신호(S2)는 제2 통신 모듈(113)을 통해 통제 서버(120)로 송신될 수 있다. 또한 제어부(112)는 통제 서버(120)로부터 전달되는 최단 탈출 경로(E)를 변환하여 표시 수단(114) 및 음향 출력 수단(115)으로 제공할 수 있다. 본 실시예에 따른 경보 장치(110)는 상술한 데이터들이 임시로 저장될 수 있고, 제어부(112)의 정상적인 동작에 필요한 메모리부(미도시)를 더 포함할 수도 있다.
제2 통신 모듈(113)은 통제 서버(120)와의 신호의 무선 송신, 수신을 위한 수단일 수 있으며, 제1 통신 모듈(111)과는 상이한 무선 통신 모듈일 수 있다. 예시적으로 제1 통신 모듈(111)은 Zigbee 모듈이고, 제2 통신 모듈(113)은 LTE 모듈일 수 있으나 이에 한정되는 것은 아니다.
몇몇 실시예에서 경보 장치(110)는 제1 통신 모듈(111)과 제2 통신 모듈(113)간의 주파수 간섭을 최소화하는 안테나(미도시)를 더 포함할 수 있다.
표시 수단(114) 및 음향 출력 수단(115)은 화재 및 재난이 발생되지 않은 상황에서는 작동되지 않을 수 있다. 표시 수단(114) 및 음향 출력 수단(115)은 통제 서버(120)로부터 수신된 최단 탈출 경로(E)에 대응한 제어부(112)의 컨트롤 신호에 의해 활성화될 수 있으며, 화재 및 재난의 발생 시 피난자에게 최단 탈출 경로(E)를 전달하는 수단일 수 있다.
표시 수단(114)은 피난자가 이를 쉽게 인지할 수 있는 장치로서, 예를 들어 경보 장치(110)의 외면에 표시되는 디스플레이 장치일 수 있다. 일 실시예에서 경보 장치(110)로부터 비상구까지 안전하고 가장 가까운 경로를 화면에 표시할 수 있다. 다만, 이에 한정되는 것은 아니며 경보 장치(110)는 복수개로 구성될 수 있는 바, 복수의 경보 장치(110)는 전체로서 탈출 경로를 함께 표시할 수도 있으며, 이때 하나의 표시 수단(114)은 피난자의 이동 방향을 나타내는 화살표 방향을 화면에 표시할 수 있다.
또한, 몇몇 실시예에서 표시 수단(114)은 레이저 빔일 수 있으며, 레이저 빔을 바닥을 향해 투사하여 대피 방향을 피난자에게 알려줄 수 있다.
또한, 몇몇 실시예에서 경보 장치(110)는 감지 장치(100)로 화재 및 재난 발생 사실을 전달할 수 있으며, 이에 대응하여 감지 장치(100)는 표시부(105)의 색깔, 점등 상태 등을 변경하여 피난자에게 화재 및 재난 발생 사실을 알릴 수도 있다.
음향 출력 수단(115)은 화재 및 재난의 발생 사실을 피난자에게 알리고, 탈출 경로에 대한 안내를 송출할 수 있다. 화재 및 재난의 발생 사실에 관한 내용은 미리 저장된 음성 파일일 수 있으며, 탈출 경로와 관련된 내용은 통제 서버(120)로부터 전달된 최단 탈출 경로(E)를 변형하여 생성된 음성 파일일 수 있다.
또한, 본 발명의 일 실시예에 따른 음향 출력 수단(115)은 일정 주파수의 음성 신호를 출력할 수 있으며, 상기 일정 주파수의 음성 신호는 피난자의 휴대 장치에 기 설치된 탈출 어플리케이션을 활성화 시킬 수 있다.
피난자는 활성화된 애플리케이션을 통해 탈출 경로를 경보 장치(110)로 요청할 수 있으며, 경보 장치(110)는 상기 요청에 대응하여 최단 탈출 경로에 대한 정보를 제2 통신 모듈(113)을 통해 피난자의 휴대 장치로 전송할 수 있다. 예시적으로 활성화된 애플리케이션을 통한 요청은 적어도 피난자의 휴대 전화번호와 관련된 정보를 포함할 수 있으며, 경보 장치(110)는 제2 통신 모듈(113)을 통해 확인된 휴대 전화 번호로 최단 탈출 경로(E)를 포함하는 SMS 메시지를 전송할 수 있다.
다른 실시예에서 일정 주파수의 음성 신호에 따른 애플리케이션 활성화와 동시에 최단 탈출 경로에 대한 정보가 피난자의 휴대 장치로 수신될 수도 있다. 피난자는 수신된 최단 탈출 경로(E)를 활용하여 안전하고 빠르게 건조물에서 탈출할 수 있다.
또한, 몇몇 실시예에서 경보 장치(110)는 통제 서버(120)와의 연락이 두절된 상황이 발생하더라도, 통제 서버(120)와의 통신 재개를 재시도함과 동시에 표시 수단(114)과 음향 출력 수단(115)은 계속해서 활성화될 수 있다. 즉, 경보 장치(110)는 차단된 상황에서도 상술한 음향 출력 및 탈출 경로의 표시를 독립적으로 유지할 수 있다. 이를 위해, 경보 장치(110)는 전원이 차단되는 경우 작동되는 전원부(미도시)를 비상 배터리로서 더 포함할 수 있다.
통제 서버(120)는 경보 장치(110)로부터 제2 감지 신호(S2)를 수신하여 저장하고, 제2 감지 신호(S2)를 분석하여 화재 및 재난의 발생 여부를 확인하며, 다익스트라(Dijkstra) 알고리즘을 적용하여 최단 탈출 경로(E)를 산출하고, 산출된 최단 탈출 경로(E)를 경보 장치(110)로 송신한다.
통제 서버(120)는 통신 모듈(121), 제어부(122), 메모리부(123)를 포함한다. 통제 서버(120)는 제2 감지 신호(S2)에 기초하여 건조물의 각 구획 영역을 모니터링할 수 있다.
통신 모듈(121)은 경보 장치(110)와의 통신을 위한 것으로 LTE 모듈일 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다. 통신 모듈(121)은 관리자 및 건조물의 사용자와의 통신을 수행할 수도 있다.
메모리부(123)는 일정 주기에 따라 수신되는 제2 감지 신호(S2)를 저장할 수 있다. 또한, 메모리부(123)는 각 감지 장치(100)의 위치, 복수의 경보 장치(110)의 위치 및 비상구의 위치를 포함하고 있는 건조물 내부의 평면 정보를 포함할 수 있다. 몇몇 실시예에서 메모리부(123)는 해당 건조물을 이용하고 있는 이용자들의 휴대 전화 번호를 포함할 수도 있다.
제어부(122)는 메모리부(123)에 저장된 제2 감지 신호(S2)에 기초하여 건조물의 각 구획 영역을 모니터링할 수 있다. 각 감지 장치(100)의 정상 작동 여부, 화재 및 재난의 발생 여부 등을 모니터링할 수 있다. 이러한 모니터링 결과(M)는 통신 모듈(121)을 통해 해당 건조물의 관리자의 휴대 장치(130)로 제공할 수 있다. 관리자는 휴대 장치(130)를 통해 원격으로 해당 건조물의 상태를 확인할 수 있으며, 원격으로 제어부(122)의 설정 변경을 수행할 수도 있다. 그리고, 원격지에서도 화재 및 재난 발생 상황을 실시간으로 확인할 수 있어 이에 대한 즉각적인 대처도 가능하다.
제어부(122)는 식별된 각 구획 영역의 현 상태 정보를 인식하여 화재 및 재난의 발생 여부를 확인할 수 있다. 제2 감지 신호(S2)에 포함된 특정 영역의 감지된 수치가 기준 허용치 이상인 경우 제어부(122)는 화재 및 재난 상황을 판단할 수 있다. 또한, 몇몇 실시예에서 제어부(122)는 해당 구역의 현재 측정된 수치와 직전 수치와의 비교를 통해서 화재 및 재난 발생 여부를 확인할 수 있다. 즉, 수치의 지속적인 증가 및/또는 급작스러운 변동이 확인되는 경우 화재 및 재난 발생 여부를 확인할 수 있다. 제어부(122)의 화재 및 재난의 발생 여부 인지 방법은 상술한 바에 한정되는 것은 아니며, 건조물에 특성 및 환경을 고려하여 다양하게 적용될 수 있다.
몇몇 실시예에서, 제어부(122)는 통신 모듈(121)을 통해 메모리부(123)에 저장된 이용자들의 휴대 전화번호로 SMS 메시지를 발송하여 화재 및 재난 발생 사실을 통지할 수도 있다. SMS 메시지는 화재 및 재난 발생 시간 및 장소, 비상구 위치 등과 관련된 정보를 포함할 수 있다.
또한, 몇몇 실시예에서 제어부(122)는 통신 모듈(121)을 통해 화재 및 재난 발생 사실을 소방방재청으로 자동 통지할 수도 있다.
제어부(122)는 화재 및 재난 상황을 인지한 경우, 다익스트라(Dijkstra) 알고리즘을 적용하여 최단 탈출 경로(E)를 산출할 수 있으며, 최단 탈출 경로(E)를 경보 장치(110)로 제공할 수 있다. 여기서, 최단 탈출 경로(E)는 특정 시작점에서 비상구까지의 이동 경로를 의미할 수 있다.
제어부(122)는 건조물 주요 경로 상에 분포되어 있는 각 경보 장치(110)를 시작점으로 설정하여 최단 탈출 경로(E)를 산출할 수 있다. 즉, 제어부(122)는 서로 다른 위치에 존재하는 제1 경보 장치와 제2 경보 장치에 최단 탈출 경로(E)를 각각 제공하되, 제1 경보 장치에는 제1 경보 장치로부터 비상구까지의 최단 탈출 경로를 제공하고, 제2 경보 장치에는 제2 경보 장치로부터 비상구까지의 최단 탈출 경로를 제공할 수 있다. 다만, 이는 예시적인 것으로 최단 탈출 경로(E)의 시작점은 이에 한정되지 않으며, 몇몇 실시예에서 시작점은 건조물 내의 사용자 간에 합의된 특정 공간일 수도 있다.
제어부(122)는 상기 건조물의 내부 평면 정보와 제2 감지 신호(S2)에 포함된 식별 신호(Id)와 제1 감지 신호(S1)를 이용하여 노드를 설정하고, 노드의 웨이트 값을 설정할 수 있다. 즉, 제어부(122)는 각 감지 장치(100)를 노드로 하는 가상의 방향성 그래프를 설정할 수 있다. 제어부(122)는 각 감지 장치(100)별 제1 감지 신호(S1)에 따라 노드의 웨이트 값을 결정할 수 있다. 여기서 웨이트 값이 일정 값 이상인 경우를 화재 및 재난이 발생한 상태로 정의하며, 웨이트 값이 일정 값 이상인 노드는 에지 웨이트 계산에서 제외될 수 있다. 제어부(122)는 제외되지 않은 노드간의 거리를 에지 웨이트로 설정할 수 있다. 여기서 에지 웨이트는 노드간의 수직 거리가 아닌 실제 내부 평면 정보의 이동 거리를 고려한 수치일 수 있다. 이후, 제어부(122)는 시작점에서 비상구까지의 에지 웨이트의 합산 값이 최소가 되는 이동 경로를 산출할 수 있다.
도 5(a)에 도시된 제1 노드는 시작점일 수 있고, 제31 노드 및 제30 노드는 각각 비상구일 수 있다. 각 노드간의 에지 웨이트가 10으로 동일한 것으로 가정할 때, 제어부(122)는 에지 웨이트의 합계가 최소가 되는 제31 노드로의 이동 경로를 최단 탈출 경로(E)로 산출할 수 있다. 그리고, 도 5(b)에 도시된 바와 같이 화재 및 재난이 발생한 지점에 해당되는 제4 노드 및 제2 노드를 제외하고 최단 탈출 경로(E)를 산출한 경우, 제어부(122)는 제30 노드로의 이동 경로를 최단 탈출 경로(E)로 산출할 수 있다.
이러한 최소 이동 경로 산출은 일정 주기에 따라 제2 감지 신호(S2)가 새로 수신되는 경우 반복하여 이루어질 수 있다. 통제 서버(120)는 새로 산출된 최단 탈출 경로(E)를 경보 장치(110)로 제공할 수 있으며, 경보 장치(110) 이러한 최단 탈출 경로(E)를 상술한 바와 같이 표시 수단(114) 및 음향 출력 수단(115) 중 적어도 하나를 통해 피난자에게 제공할 수 있다.
상술한 바와 같이, 본 발명의 일 실시예에 따른 재난 대피 시스템은 각 구성들이 무선 연결되어 건조물 내의 배치가 용이하며, 감지 장치(100)는 메쉬 네트워크를 형성하여 무선 통신에 따른 장애가 일시적으로 발생하더라도 우회 경로로 연동될 수 있어 안정적인 시스템 구축이 가능한 장점이 있다.
또한, 본 발명의 일 실시예에 따른 재난 대피 시스템은 감지 장치(100)와 경보 장치(110) 간의 무선 통신 모듈과 경보 장치(110)와 통제 서버(120)간의 무선 통신 모듈이 서로 상이하여, 서로간의 신호 중첩이 방지될 수 있고, 화재 및 재난과 같이 통신 사용량이 급증하는 상황에서의 신호 혼선 및 병목 현상 등을 방지할 수 있다.
또한, 본 발명의 일 실시예에 따른 재난 대피 시스템은 재난 상황이 초기 상황뿐만 아니라 시시각각 변화하는 진행 상황을 충분히 반영하여, 안전하고 가장 빠른 탈출 경로를 산출하여 피난자에게 제공할 수 있다.
그리고, 본 발명의 일 실시예에 따른 재난 대피 시스템에서 산출된 최단 탈출 경로(E)는 표시 수단 및 음향 출력 수단뿐만 아니라 피난자의 휴대 장치와 연동되어 제공될 수 있는 바, 보다 효과적인 인명 구조가 가능하다.
이하, 본 발명의 일 실시예에 따른 재난 대피 방법에 대해 설명하도록 한다. 도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 재난 대피 방법의 순서도이다.
도 6을 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 재난 대피 방법은 제1 감지 신호 및 식별 신호 송신 단계(S110), 제2 감지 신호 생성 및 송신 단계(S120), 화재 및 재난 발생 여부 확인 단계(S130), 최단 탈출 경로 산출 단계(S140), 최단 탈출 경로 제공 단계(S150)를 포함한다.
여기서, 상술한 각 단계를 수행하는 재난 대피 시스템은 상술한 도 1 내지 도 5의 재난 대피 시스템일 수 있으며, 이에 대한 구체적인 설명은 생략하도록 한다. 또한, 본 실시예의 설명을 위해 도 1 내지 도 5가 참조될 수 있다.
먼저, 제1 감지 신호 및 식별 신호를 송신한다(S110).
복수의 감지 장치(100)는 건조물 내부 각 구획 공간에 분포되어 위치할 수 있다. 각 감지 장치(100)는 각 구획 공간의 상황 및 상태를 실시간으로 감지할 수 있으며, 각 구획 공간에 대응하는 식별번호를 가질 수 있다. 감지 장치(100)는 각 구획 공간의 상황 및 상태를 감지하고, 이를 제1 감지 신호(S1)로 변환할 수 있으며, 분포된 위치에 따른 식별 신호를 제1 감지 신호(S1)와 함께 송신할 수 있다. 복수의 감지 장치(100)의 센서부(101)는 각 구획 공간의 상황 및 상태를 실시간으로 감지할 수 있다. 각 구획 공간의 온도, 습도, 일산화탄소 농도, 이산화탄소 농도, 연기 발생 정도 중 적어도 하나 이상을 감지할 수 있다. 몇몇 실시예에서 각 구획 공간은 특정 물질을 보관하는 밀폐 공간일 수도 있고, 감지 장치(100)는 해당 물질의 유출 정도를 감지할 수도 있다.
감지된 신호는 감지 장치의 제어부(103)로 전달되어 제1 감지 신호(S1)로 변환될 수 있다. 제1 감지 신호(S1) 및 식별 신호(Id)는 통신 모듈(102)을 통해 경보 장치(110)로 제공될 수 있다. 여기서 통신 모듈(102)은 무선 통신 모듈로서, Zigbee 모듈일 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다. 일 실시예에서 통신 모듈(102)은 Zigbee 모듈과 Wifi 모듈을 함께 포함할 수 있고, Wifi 모듈은 Zigbee 모듈의 통신 불가할 경우 가용되는 백업 모듈일 수 있다.
이어서, 제2 감지 신호를 생성하고, 이를 송신한다(S120).
경보 장치(110)는 제1 통신 모듈(111)을 제1 감지 신호(S1) 및 식별 신호(Id)를 수신할 수 있다. 제1 통신 모듈(111)은 감지 장치(100)의 통신 모듈(102)과의 신호의 무선 송신 및 수신을 위한 수단일 수 있다. 제1 통신 모듈(111)은 통신 모듈(102)과 동일할 수 있으며, Zigbee 모듈일 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다. 일 실시예에서 통신 모듈(102)은 Zigbee 모듈과 Wifi 모듈을 함께 포함할 수 있고, Wifi 모듈은 Zigbee 모듈의 통신 불가할 경우 가용되는 백업 모듈일 수 있다. 제1 통신 모듈(111)을 통해 수신된 제1 감지 신호(S1)와 식별 신호(Id)는 제어부(112)로 전달될 수 있다.
경보 장치(110)의 제어부(112)는 전달된 제1 감지 신호(S1)와 식별 신호(Id)를 취합하여 제2 감지 신호(S2)를 생성할 수 있다. 여기서, 제2 감지 신호(S2)는 각 식별 신호(Id)에 따른 제1 감지 신호(S1)를 매칭한 데이터일 수 있으며, 몇몇 실시예에서 제어부(112)는 이러한 제2 감지 신호(S2)의 생성 없이 제1 감지 신호(S1)와 식별 신호(Id)를 그대로 통제 서버(120)로 전달할 수 있다.
생성된 제2 감지 신호(S2)는 제2 통신 모듈(113)을 통해 통제 서버(120)로 송신될 수 있다. 제2 통신 모듈(113)은 통제 서버(120)와의 신호의 무선 송신, 수신을 위한 수단일 수 있으며, 제1 통신 모듈(111)과는 상이한 무선 통신 모듈일 수 있다. 예시적으로 제1 통신 모듈(111)은 Zigbee 모듈이고, 제2 통신 모듈(113)은 LTE 모듈일 수 있으나 이에 한정되는 것은 아니다.
이어서, 화재 및 재난 발생 여부를 확인한다(S130).
통제 서버(120)는 통신 모듈(121)을 통해 경보 장치로(110)부터 제2 감지 신호(S2)를 수신하여 메모리부(123)에 저장할 수 있다. 통신 모듈(121)은 경보 장치(110)와의 통신을 위한 것으로 LTE 모듈일 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다. 통신 모듈(121)은 관리자 및 건조물의 사용자와의 통신을 수행할 수도 있다. 메모리부(123)는 일정 주기에 따라 수신되는 제2 감지 신호(S2)를 저장할 수 있다. 또한, 메모리부(123)는 각 감지 장치(100)의 위치, 복수의 경보 장치(110)의 위치 및 비상구의 위치를 포함하고 있는 건조물 내부의 평면 정보를 포함할 수 있다. 몇몇 실시예에서 메모리부(123)는 해당 건조물을 이용하고 있는 이용자들의 휴대 전화번호를 포함할 수도 있다.
통제 서버(120)의 제어부(122)는 메모리부(123)에 저장된 제2 감지 신호(S2)에 기초하여 건조물의 각 구획 영역을 모니터링할 수 있다.
통제 서버(120)의 제어부(122)는 식별된 각 구획 영역의 현 상태 정보를 인식하여 화재 및 재난의 발생 여부를 확인할 수 있다. 제2 감지 신호(S2)에 포함된 특정 영역의 감지된 수치가 기준 허용치 이상인 경우 제어부(122)는 화재 및 재난 상황을 판단할 수 있다. 또한, 몇몇 실시예에서 제어부(122)는 해당 구역의 현재 측정된 수치와 직전 수치와의 비교를 통해서 화재 및 재난 발생 여부를 확인할 수 있다. 즉, 수치의 지속적인 증가 및/또는 급작스러운 변동이 확인되는 경우 화재 및 재난 발생 여부를 확인할 수 있다. 제어부(122)의 화재 및 재난의 발생 여부 인지 방법은 상술한 바에 한정되는 것은 아니며, 건조물에 특성 및 환경을 고려하여 다양하게 적용될 수 있다.
몇몇 실시예에 따른 재난 대피 방법은 화재 및 재난 상황 발생 확인 이후, 통신 모듈(121)을 통해 메모리부(123)에 저장된 이용자들의 휴대 전화번호로 SMS 메시지를 발송하여 화재 및 재난 발생 사실을 통지하는 단계를 더 포함할 수도 있다. SMS 메시지는 화재 및 재난 발생 시간 및 장소, 비상구 위치 등과 관련된 정보를 포함할 수 있다.
또한, 몇몇 실시예에서, 재난 대피 방법은 화재 및 재난 상황 발생 확인 이후, 통신 모듈(121)을 통해 화재 및 재난 발생 사실을 소방방재청으로 자동 통지하는 단계를 더 포함할 수 있다.
다음으로, 최단 탈출 경로를 산출한다(S140).
통제 서버(120)의 제어부(122)는 화재 및 재난 상황을 인지한 경우, 다익스트라(Dijkstra) 알고리즘을 적용하여 최단 탈출 경로(E)를 산출할 수 있다. 여기서, 최단 탈출 경로(E)는 특정 시작점에서 비상구까지의 이동 경로를 의미할 수 있다. 제어부(122)는 건조물 주요 경로 상에 분포되어 있는 각 경보 장치(110)를 시작점으로 설정하여 최단 탈출 경로(E)를 산출할 수 있다. 상술한 바와 같이 경보 장치(110)는 감지 장치(100)와 함께 메쉬 네트워크를 형성할 수 있어 하나의 노드로 설정될 수 있다. 다만, 이는 예시적인 것으로 최단 탈출 경로(E)의 시작점은 이에 한정되지 않으며, 몇몇 실시예에서 시작점은 건조물 내의 사용자 간에 합의된 특정 공간일 수도 있다.
통제 서버(120)의 제어부(122)는 상기 건조물의 내부 평면 정보와 제2 감지 신호(S2)에 포함된 식별 신호(Id)와 제1 감지 신호(S1)를 이용하여 각 감지 장치(100)를 노드 및 노드의 웨이트 값을 설정할 수 있다. 제어부(122)는 각 감지 장치(100)를 노드로 하는 가상의 방향성 그래프를 설정할 수 있다. 제어부(122)는 제2 감지 신호(S2)에 포함된 식별 신호(Id)에 따라 노드를 설정하고, 제1 감지 신호(S1)에 따라 노드의 웨이트 값을 결정할 수 있다. 여기서 웨이트 값이 일정 값 이상인 경우를 화재 및 재난이 발생한 상태로 정의하며, 웨이트 값이 일정 값 이상인 노드는 에지 웨이트 계산에서 제외될 수 있다.
제어부(122)는 제외되지 않은 노드간의 거리를 에지 웨이트로 설정할 수 있다. 여기서 거리는 노드간의 수직 거리가 아닌 실제 내부 평면 정보의 이동 경로를 고려한 거리일 수 있다. 이후, 제어부(122)는 시작점에서 비상구까지의 에지 웨이트의 합산 값이 최소가 되는 이동 경로를 산출한다. 여기서, 비상구가 복수인 경우 제어부(122)는 시작점에서 가장 가까운 위치의 비상구로의 대피 경로를 최단 탈출 경로(E)로 산출할 수 있다. 통제 서버(120)는 산출된 최단 탈출 경로(E)를 경보 장치(110)로 제공할 수 있다.
마지막으로, 최단 탈출 경로를 피난자에게 제공한다(S150).
경보 장치(110)는 표시 수단(114), 음향 출력 수단(115) 중 적어도 하나 이상을 사용하여 최단 탈출 경로(E)를 피난자에게 제공할 수 있다. 표시 수단(114) 및 음향 출력 수단(115)은 화재 및 재난이 발생되지 않은 상황에서는 작동되지 않을 수 있다. 표시 수단(114) 및 음향 출력 수단(115)은 통제 서버(120)로부터 수신된 최단 탈출 경로(E)에 대응한 제어부(112)의 컨트롤 신호에 의해 활성화될 수 있으며, 화재 및 재난의 발생 시 피난자에게 최단 탈출 경로(E)를 전달하는 수단일 수 있다.
표시 수단(114)은 피난자가 이를 쉽게 인지할 수 있는 장치로서, 예를 들어 경보 장치(110)의 외면에 표시되는 디스플레이 장치일 수 있다. 일 실시예에서 경보 장치(110)로부터 비상구까지 안전하고 가장 가까운 경로를 화면에 표시할 수 있다. 다만, 이에 한정되는 것은 아니며 경보 장치(110)는 복수개로 구성될 수 있는 바, 복수의 경보 장치(110)는 전체로서 탈출 경로를 함께 표시할 수도 있으며, 이때 하나의 표시 수단(114)은 피난자의 이동 방향을 나타내는 화살표 방향을 화면에 표시할 수 있다.
또한, 몇몇 실시예에서 표시 수단(114)은 레이저 빔일 수 있으며, 레이저 빔을 바닥을 향해 투사하여 대피 방향을 피난자에게 알려줄 수 있다.
또한, 몇몇 실시예에서 경보 장치(110)는 감지 장치(100)로 화재 및 재난 발생 사실을 전달할 수 있으며, 이에 대응하여 감지 장치(100)는 표시부(105)의 색깔, 점등 상태 등을 변경하여 피난자에게 화재 및 재난 발생 사실을 알릴 수 있다.
음향 출력 수단(115)은 화재 및 재난의 발생 사실을 피난자에게 알리고, 탈출 경로에 대한 안내를 송출할 수 있다. 화재 및 재난의 발생 사실에 관한 내용은 미리 저장된 음성 파일일 수 있으며, 탈출 경로와 관련된 내용은 통제 서버(120)로부터 전달된 최단 탈출 경로(E)를 반영하여 생성된 음성 파일일 수 있다.
또한, 본 발명의 일 실시예에 따른 음향 출력 수단(115)은 일정 주파수의 음성 신호를 출력할 수 있으며, 상기 일정 주파수의 음성 신호는 피난자의 휴대 장치에 기 설치된 탈출 어플리케이션을 활성화 시킬 수 있다.
피난자는 활성화된 애플리케이션을 통해 탈출 경로를 경보 장치(110)로 요청할 수 있으며, 경보 장치(110)는 상기 요청에 대응하여 최단 탈출 경로에 대한 정보를 제2 통신 모듈(113)을 통해 피난자의 휴대 장치로 전송할 수 있다. 예시적으로 활성화된 애플리케이션을 통한 요청은 적어도 피난자의 휴대 전화번호와 관련된 정보를 포함할 수 있으며, 경보 장치(110)는 제2 통신 모듈(113)을 통해 확인된 휴대 전화번호로 최단 탈출 경로(E)를 포함하는 SMS 메시지를 전송할 수 있다. 다른 실시예에서 일정 주파수의 음성 신호에 따른 애플리케이션 활성화와 동시에 최단 탈출 경로에 대한 정보가 피난자의 휴대 장치로 수신될 수도 있다. 피난자는 휴대 장치로 수신된 최단 탈출 경로(E)를 활용하여 안전하고 빠르게 건조물에서 탈출할 수 있다.
또한, 몇몇 실시예에서 경보 장치(110)는 통제 서버(120)와의 연락이 두절된 상황이 발생하더라도, 통제 서버(120)와의 통신 재개를 재시도함과 동시에 표시 수단(114)과 음향 출력 수단(115)은 계속해서 활성화될 수 있다. 즉, 경보 장치(110)는 차단된 상황에서도 상술한 음향 출력 및 탈출 경로의 표시를 독립적으로 유지할 수 있다.
본 실시예에 따른 재난 대피 방법은 주기성을 가지고 반복될 수 있으며, 재난 상황이 초기 상황뿐만 아니라 시시각각 변화하는 진행 상황을 충분히 반영하여, 안전하고 가장 빠른 탈출 경로를 산출하여 피난자에게 제공할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른 재난 대피 방법에서 산출된 최단 탈출 경로(E)는 표시 수단 및 음향 출력 수단뿐만 아니라 피난자의 휴대 장치와 연동되어 제공될 수 있는 바, 보다 효과적인 인명 구조가 가능한 장점이 있다.
이상에서는 실시예들을 참조하여 설명하였지만 본 발명은 이러한 실시예들 또는 도면에 의해 한정되는 것으로 해석되어서는 안 되며, 해당 기술 분야의 숙련된 당업자는 하기의 특허 청구 범위에 기재된 본 발명의 사상 및 영역으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명을 다양하게 수정 및 변경시킬 수 있음을 이해할 수 있을 것이다.
100: 감지 장치
110: 경보 장치
120: 통제 서버
130: 휴대 장치

Claims (20)

  1. 건조물 내부 각 구획 공간에 분포되어 위치하고, 위치한 구획 공간의 상태를 측정하여 제1 감지 신호를 생성하며, 상기 제1 감지 신호 및 분포된 위치에 따른 식별 신호를 송신하는 복수의 감지 장치;
    상기 복수의 감지 장치 중 적어도 하나 이상의 감지 장치로부터 상기 제1 감지 신호 및 상기 식별 신호를 수신하고, 상기 제1 감지 신호 및 상기 식별 신호를 취합하여 제2 감지 신호를 생성하고, 상기 제2 감지 신호를 송신하는 제1 경보 장치;
    상기 제1 경보 장치로부터 상기 제2 감지 신호를 수신하여 저장하고, 상기 제2 감지 신호를 분석하여 화재 및 재난의 발생 여부를 확인하며, 다익스트라(Dijkstra) 알고리즘을 적용하여 최단 탈출 경로를 산출하고, 상기 산출된 상기 최단 탈출 경로를 상기 제1 경보 장치에 송신하는 통제 서버를 포함하되,
    상기 통제 서버는 상기 제2 감지 신호에 기초하여 상기 건조물의 내부 각 구획 공간을 모니터링하고, 모니터링 결과를 상기 건조물의 관리자의 휴대 장치에 제공하며,
    상기 제1 경보 장치는 표시 수단 및 음향 출력 수단 중 적어도 하나 이상을 포함하고, 상기 표시 수단 및 상기 음향 출력 수단 중 적어도 하나 이상을 사용하여 상기 최단 탈출 경로를 피난자에게 제공하고,
    상기 음향 출력 수단은 피난자의 휴대 장치에 기설치된 탈출 애플리케이션을 활성화시키는 일정 주파수의 음성 신호를 출력하며,
    상기 복수의 감지 장치는 무선 통신 모듈을 포함하며, 상기 무선 통신 모듈을 통해 서로간에 신호의 송수신이 가능한 메쉬 네트워크를 구성하고,
    상기 제1 경보 장치는 상기 메쉬 네트워크에 연결될 수 있는 중계기를 더 포함하는 재난 대피 시스템.
  2. 제1 항에 있어서,
    상기 제1 경보 장치는 상기 제1 감지 신호와 상기 식별 신호를 무선 수신하는 제1 통신 모듈,
    상기 제2 감지 신호를 생성하는 제어부 및
    상기 통제 서버로 상기 제2 감지 신호를 무선 송신하고, 상기 통제 서버로부터 상기 최단 탈출 경로를 무선 수신하는 제2 통신 모듈을 포함하되,
    상기 제1 통신 모듈과 상기 제2 통신 모듈은 서로 상이한 무선 통신 모듈인 재난 대피 시스템.
  3. 제2 항에 있어서,
    상기 제1 통신 모듈은 Zigbee 모듈이고, 상기 제2 통신 모듈은 LTE 모듈이며,
    상기 제1 경보 장치는 상기 제1 통신 모듈과 상기 제2 통신 모듈 간의 주파수 간섭을 최소화하는 안테나를 더 포함하는 재난 대피 시스템.
  4. 제3 항에 있어서,
    상기 제1 경보 장치 및 상기 복수의 감지 장치는 전원 공급 차단을 대비하기 위한 보조 배터리를 각각 더 포함하는 재난 대피 시스템.
  5. 제1 항에 있어서,
    상기 복수의 감지 장치는 위치한 구획 공간의 상태를 감지하는 센서부를 포함하고,
    상기 센서부는 적어도 위치한 구획 공간의 온도, 습도, 일산화탄소 농도, 이산화탄소 농도, 연기 발생 정도 중 적어도 하나 이상을 감지하는 재난 대피 시스템.
  6. 제1 항에 있어서,
    상기 통제 서버는 상기 복수의 감지 장치를 각각의 노드로 설정하고, 각 감지 장치의 제1 감지 신호에 따라 노드의 웨이트 값을 결정하며, 상기 결정된 웨이트 값이 일정 값 이상인 노드를 제외하고, 제외되지 않은 노드간의 거리를 에지 웨이트로 설정하며, 시작점에서 비상구까지의 에지 웨이트의 합산 값이 최소가 되는 이동 경로를 상기 최단 탈출 경로로 산출하는 재난 대피 시스템.
  7. 제6 항에 있어서,
    상기 통제 서버는 상기 제1 경보 장치를 상기 시작점으로 설정하여 상기 최단 탈출 경로를 산출하는 재난 대피 시스템.
  8. 제1 항에 있어서,
    상기 제1 경보 장치는 상기 최단 탈출 경로를 상기 표시 수단 상에 표시하고,
    상기 최단 탈출 경로를 반영하여 새로 생성된 탈출 경로와 관련된 음성 파일을 상기 음향 출력 수단을 통해 출력하는 재난 대피 시스템.
  9. 삭제
  10. 제1 항에 있어서,
    상기 제1 경보 장치는 상기 피난자의 상기 활성화된 탈출 애플리케이션을 통한 탈출 경로 요청에 대응하여, 상기 최단 탈출 경로를 상기 피난자에게 무선 송신하는 재난 대피 시스템.
  11. 제1 항에 있어서,
    상기 제1 경보 장치는 상기 음성 신호에 의한 상기 탈출 애플리케이션의 활성화와 동시에 상기 최단 탈출 경로를 상기 피난자에게 무선 송신하는 재난 대피 시스템.
  12. 삭제
  13. 건조물 내부 각 구획 공간에 분포되어 위치하는 복수의 감지 장치에서 각 구획 공간의 상태를 측정한 제1 감지 신호 및 분포된 위치에 따른 식별 신호를 제1 경보 장치로 무선 송신하는 단계;
    상기 제1 경보 장치에서 무선 수신한 상기 제1 감지 신호 및 상기 식별 신호를 취합하여 제2 감지 신호를 생성하고 상기 제2 감지 신호를 통제 서버로 무선 송신하는 단계;
    상기 통제 서버가, 상기 제1 경보 장치로부터 상기 제2 감지 신호를 수신하여 저장하고, 상기 제2 감지 신호를 분석하여 화재 및 재난의 발생 여부를 확인하는 단계;
    상기 통제 서버가, 상기 화재 및 재난의 발생이 확인된 경우, 다익스트라(Dijkstra) 알고리즘을 적용하여 최단 탈출 경로를 산출하는 단계;
    상기 통제 서버가, 상기 산출된 상기 최단 탈출 경로를 상기 제1 경보 장치에 무선 송신하고, 상기 제1 경보 장치에 포함된 표시 수단 및 음향 출력 수단 중 적어도 하나 이상을 사용하여 상기 최단 탈출 경로를 피난자에게 제공하는 단계를 포함하고,
    상기 통제 서버는 상기 제2 감지 신호에 기초하여 상기 건조물의 내부 각 구획 공간을 모니터링하고, 모니터링 결과를 상기 건조물의 관리자의 휴대 장치에 제공하며,
    상기 음향 출력 수단은 피난자의 휴대 장치에 기설치된 탈출 애플리케이션을 활성화시키는 일정 주파수의 음성 신호를 출력하며,
    상기 복수의 감지 장치는 무선 통신 모듈을 포함하며, 상기 무선 통신 모듈을 통해 서로간에 신호의 송수신이 가능한 메쉬 네트워크를 구성하고,
    상기 제1 경보 장치는 상기 메쉬 네트워크에 연결될 수 있는 중계기를 더 포함하는 재난 대피 방법.
  14. 제13 항에 있어서,
    상기 제1 경보 장치는 상기 제1 감지 신호와 상기 식별 신호를 무선 수신하는 제1 통신 모듈, 상기 제2 감지 신호를 생성하는 제어부 및 상기 통제 서버로 상기 제2 감지 신호를 무선 송신하고, 상기 통제 서버로부터 상기 최단 탈출 경로를 무선 수신하는 제2 통신 모듈을 포함하되,
    상기 제1 통신 모듈과 상기 제2 통신 모듈은 서로 상이한 무선 통신 모듈인 재난 대피 방법.
  15. 제13 항에 있어서,
    상기 통제 서버는, 상기 복수의 감지 장치를 각각의 노드로 설정하고, 각 감지 장치의 제1 감지 신호에 따라 노드의 웨이트 값을 결정하며, 상기 결정된 웨이트 값이 일정 값 이상인 노드를 제외하고, 제외되지 않은 노드간의 거리를 에지 웨이트로 설정하며, 시작점에서 비상구까지의 에지 웨이트의 합산 값이 최소가 되는 이동 경로를 상기 최단 탈출 경로로 산출하는 재난 대피 방법.
  16. 제15 항에 있어서,
    상기 시작점은 상기 제1 경보 장치가 배치된 위치인 재난 대피 방법.
  17. 제13 항에 있어서,
    상기 복수의 감지 장치는 위치한 구획 공간의 상태를 감지하는 센서부를 포함하고,
    상기 센서부는 적어도 위치한 구획 공간의 온도, 습도, 일산화탄소 농도, 이산화탄소 농도, 연기 발생 정도 중 적어도 하나 이상을 감지하는 재난 대피 방법.
  18. 삭제
  19. 제13 항에 있어서,
    상기 제1 경보 장치는 상기 피난자의 상기 활성화된 탈출 애플리케이션을 통한 탈출 경로 요청에 대응하여, 상기 최단 탈출 경로를 상기 피난자에게 무선 송신하는 재난 대피 방법.
  20. 제13 항에 있어서,
    상기 제1 경보 장치는 상기 음성 신호에 의한 상기 탈출 애플리케이션의 활성화와 동시에 상기 최단 탈출 경로를 상기 피난자에게 무선 송신하는 재난 대피 방법.
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