KR101937350B1 - Electrical safety automation system and method based on ICT - Google Patents
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Abstract
Description
본 발명은 ICT 기반의 전기안전 자동화 시스템 및 방법에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 전기재해 예방을 위해 사물인터넷(Internet of Things)을 활용하여 실시간으로 전기안전 정보를 계측하고 관리하는 ICT 기반의 전기안전 자동화 시스템 및 방법에 관한 것이다.The present invention relates to an ICT-based electric safety automation system and method, and more particularly, to an ICT-based electric safety automation system and method for measuring and managing electric safety information in real time using an Internet of Things And an automation system and method.
전기재해는 다양한 요인으로 인하여 끊임없이 발생하고 있으며, 최근 여러지역에서 발생한 전통시장의 전기화재는 그 규모와 피해정도가 매우크다. 이러한 전기재해를 예방하기 위해 종래에는 누전차단기 및 배선용 차단기 등이 사용되었으나 이와 같은 방법으로는 전기재해 예방에 한계가 있다.Electrical disasters are constantly occurring due to various factors, and electric fires in traditional markets in recent years are very large in scale and damage. In order to prevent such an electric disaster, an electric leakage breaker and a wiring breaker have been conventionally used, but such a method has a limitation in preventing electric disaster.
현재는 전기재해 예방을 위해 주기적으로 전기안전 전문가가 방문하여 전기안전점검을 실시하고 있다. 하지만, 방문점검은 부재가구의 증가 및 긴 점검주기로 인하여 갑작스럽게 발생하는 전기사고를 예방하는데 많은 어려움이 있다. 또한, 전기설비의 복잡 다양화에 따라 안전점검을 실시하는 전기안전 전문가가 모든 전기설비의 상태를 알 수가 없고, 사고 징후를 사전에 예상하기 어려워 인력기반의 전기안전관리기술로는 전기재해를 예방하는데 한계가 있다.Currently, electric safety experts visit the electric power safety inspection periodically to prevent electric disaster. However, the visit inspection has many difficulties in preventing sudden electric accidents due to an increase in the number of household members and a long inspection cycle. In addition, electric safety experts who perform safety inspections according to the complexity of electric facilities can not know the status of all electric facilities and can not predict signs of accidents. Personnel-based electric safety management technologies prevent electric accidents There is a limit.
또한, 누전, 정전 및 아크 등 전기사고의 종류는 다양하게 존재하고, 이론적으로는 상기 전기사고의 종류가 발생하는 원인에 대하여 잘 알려져 있다.In addition, there are various types of electrical accidents such as electric leakage, power failure, and arc, and theoretically, the cause of the type of electric accident is well known.
하지만 실제 상황에서 어떠한 요인이 전기사고를 유발할 수 있는지에 대한 연구는 많이 진행되고 있지 않아서 각 전기사고에 대한 원인 분석을 하는데 어려움이 있다.However, there is not much research on what factors can cause electric accidents in actual situation, so it is difficult to analyze the causes of each electric accidents.
한편, 전기사고를 예방하기 위해서는 실시간으로 전기안전 데이터에 대한 모니터링이 필요하다. 또한, 전기안전 데이터의 분석을 통해 전기사고를 사전에 예측할 수 있도록 많은 사례에 대한 데이터가 필요하다.On the other hand, in order to prevent electric accidents, it is necessary to monitor electric safety data in real time. In addition, data on many cases are needed to predict electrical accidents through analysis of electrical safety data.
그러나, 전기사고 예방을 위한 데이터 분석에 있어서 가장 핵심적인 문제점은 분석을 위한 데이터가 부족하다는 점이다. 이는 전기사고의 빈도수가 많지 않고, 실시간으로 측정되는 데이터 값이 없기 때문이다.However, the most important problem in analyzing data for electric accident prevention is lack of data for analysis. This is because the frequency of electric accidents is not large and there is no data value measured in real time.
따라서, 본 발명이 이루고자 하는 기술적 과제는 종래의 단점을 해결한 것으로서, 전기재해를 예방하기 위해 실시간으로 전기안전 데이터에 대한 모니터링을 하고자 하는데 그 목적이 있다.SUMMARY OF THE INVENTION Accordingly, the present invention has been made in view of the above problems, and it is an object of the present invention to monitor electric safety data in real time in order to prevent an electric disaster.
또한, 전기안전 데이터와 위치정보, 실시간 기상정보 및 설비정보 등을 종합적으로 분석함으로써 전기재해에 대한 전조를 예측하고, 전기안전을 확보할 수 있도록 하는데 그 목적이 있다.In addition, the purpose of the present invention is to predict electrical precautions and to secure electrical safety by comprehensively analyzing electrical safety data, location information, real-time weather information, and facility information.
이러한 기술적 과제를 이루기 위한 본 발명의 특징에 따른 ICT 기반의 전기안전 자동화 시스템은 전기안전IoT장치, IoT플랫폼 및 전기안전자동화 서버를 포함할 수 있다.According to an aspect of the present invention, there is provided an ICT-based electrical safety automation system including an electrical safety IoT device, an IoT platform, and an electrical safety automation server.
상기 전기안전IoT장치는 전기설비에 설치되어 사물인터넷(IoT)을 기반으로 전기안전 정보를 측정하고, 측정된 정보를 전송할 수 있다. 상기 IoT플랫폼은 통신망을 통해 상기 전기안전IoT장치에 연결되어 사물인터넷(IoT)을 구동할 수 있도록 제어신호를 전송할 수 있다.The electrical safety IoT device may be installed in an electrical facility to measure electrical safety information based on the Internet (IoT) and transmit the measured information. The IoT platform may be connected to the electrical safety IoT device through a communication network to transmit a control signal to drive the Internet (IoT).
또한, 상기 전기안전자동화 서버는 ICT 서버, 데이터베이스 서버 및 모니터링 서버를 포함할 수 있다. 상기 ICT 서버는 상기 IoT플랫폼을 통해 전기안전IoT장치를 제어하여 상기 전기안전 정보를 측정할 수 있다.The electrical safety automation server may include an ICT server, a database server, and a monitoring server. The ICT server can measure the electrical safety information by controlling the electrical safety IoT device through the IoT platform.
또한, 상기 데이터베이스 서버는 상기 전기안전IoT장치로부터 측정된 전기안전 정보를 입력받아 저장하고, 상기 전기안전 정보를 분석할 수 있다. 상기 모니터링 서버는 상기 전기안전IoT장치로부터 측정된 전기안전 정보와 상기 데이터베이스 서버로부터 분석된 결과를 입력받아 실시간으로 전기설비를 모니터링하고 이상여부를 판단할 수 있다.Also, the database server receives and stores electrical safety information measured from the electrical safety IoT device, and analyzes the electrical safety information. The monitoring server receives the electrical safety information measured from the electrical safety IoT device and the analyzed result from the database server, monitors the electrical equipment in real time, and can determine the abnormality.
본 발명의 특징에 따른 ICT 기반의 전기안전 자동화 방법은 ICT 서버에서 IoT플랫폼을 통해 전기안전 정보를 요청하는 단계(S10), 상기 IoT플랫폼에서 전기안전IoT장치를 제어하여 상기 요청된 전기안전 정보를 측정하는 단계(S20) 및 상기 측정된 전기안전 정보를 상기 ICT 서버에 전송하는 단계(S30)를 포함할 수 있다.An ICT-based electrical safety automation method according to an aspect of the present invention includes: requesting electrical safety information through an IOT platform in an ICT server (S10); controlling the electrical safety IoT device in the IoT platform to transmit the requested electrical safety information (S20), and transmitting the measured electrical safety information to the ICT server (S30).
또한, 상기 ICT 서버에서 상기 측정된 전기안전 정보를 데이터베이스 서버 및 모니터링 서버에 전송하는 단계(S40) 및 상기 데이터베이스 서버에서 상기 측정 데이터를 저장하고 분석하는 단계(S50)를 포함할 수 있다.In addition, the ICT server may include transmitting the measured electrical safety information to a database server and a monitoring server (S40), and storing and analyzing the measurement data in the database server (S50).
또한, 상기 데이터베이스 서버에서 상기 분석결과를 토대로 전기재해에 대한 전조를 예측하는 단계(S60) 및 상기 모니터링 서버에서 상기 측정 데이터를 실시간으로 모니터링하고, 상기 모니터링 결과 및 상기 전조 예측 결과를 토대로 전기설비의 이상여부를 판단하는 단계(S70)를 포함할 수 있다.The monitoring server may monitor the measurement data in real time, and may be configured to monitor the measurement data in real time based on the monitoring result and the precursor prediction result, And determining whether there is an abnormality (S70).
이상에서 설명한 바와 같이, 본 발명에 따른 ICT 기반의 전기안전 자동화 시스템 및 방법은 전기재해의 예측 및 관리를 통해 전기재해를 감소시키고 예방할 수 있는 효과가 있다.As described above, the ICT-based electric safety automation system and method according to the present invention have an effect of reducing and preventing electric disaster through prediction and management of electric disaster.
또한, 본 발명에 따른 ICT 기반의 전기안전 자동화 시스템 및 방법을 통한 효율적인 전기안전 관리로 전기안전관리 비용을 감소시킬 수 있는 효과가 있다.In addition, the electric safety management cost can be reduced by efficient electric safety management through the ICT-based electric safety automation system and method according to the present invention.
또한, 실시간으로 전기안전 데이터를 수집하고 빅데이터를 분석하여 전기재해에 대한 전조를 예측함으로써 전기안전을 확보할 수 있는 효과가 있다.In addition, electric safety data can be acquired in real time by analyzing big data and predicting the precursor to an electric disaster.
도 1은 본 발명의 일 실시 예에 따른 ICT 기반의 전기안전 자동화 시스템을 개략적으로 나타내는 구성도이다.
도 2a와 도 2b는 본 발명의 다른 실시 예에 따른 ICT 기반의 전기안전 자동화 시스템을 나타내는 도면이다.
도 3은 본 발명의 일 실시 예에 따른 ICT 기반의 전기안전 자동화 시스템에서 데이터 베이스의 구성을 나타내는 도면이다.
도 4는 본 발명의 일 실시 예에 따른 ICT 기반의 전기안전 자동화 시스템에서 조인연산에 의한 데이터베이스 테이블 구성의 예를 나타내는 도면이다.
도 5는 본 발명의 일 실시 예에 따른 ICT 기반의 전기안전 자동화 방법을 나타내는 순서도이다.1 is a block diagram schematically showing an ICT-based electrical safety automation system according to an embodiment of the present invention.
2A and 2B illustrate an ICT-based electrical safety automation system according to another embodiment of the present invention.
3 is a diagram illustrating a configuration of a database in an ICT-based electrical safety automation system according to an embodiment of the present invention.
4 is a diagram illustrating an example of a database table configuration by a join operation in an ICT-based electrical safety automation system according to an embodiment of the present invention.
5 is a flowchart illustrating an ICT-based electrical safety automation method according to an embodiment of the present invention.
아래에서는 첨부한 도면을 참고로 하여 본 발명의 실시 예에 대하여 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 상세히 설명한다. 그러나 본 발명은 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며 여기에서 설명하는 실시 예에 한정되지 않는다. 그리고 도면에서 본 발명을 명확하게 설명하기 위해서 설명과 관계없는 부분은 생략하였으며, 명세서 전체를 통하여 유사한 부분에 대해서는 유사한 도면부호를 붙였다.Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings so that those skilled in the art can easily carry out the present invention. The present invention may, however, be embodied in many different forms and should not be construed as limited to the embodiments set forth herein. In order to clearly illustrate the present invention, parts not related to the description are omitted, and similar parts are denoted by like reference characters throughout the specification.
명세서 전체에서, 어떤 부분이 어떤 구성요소를 "포함"한다고 할 때, 이는 특별히 반대되는 기재가 없는 한 다른 구성요소를 제외하는 것이 아니라 다른 구성요소를 더 포함할 수 있는 것을 의미한다. 또한, 명세서에 기재된 "…부", "…기", "…모듈" 등의 용어는 적어도 하나의 기능이나 동작을 처리하는 단위를 의미하며, 이는 하드웨어나 또는 소프트웨어 또는 하드웨어 및 소프트웨어의 결합으로 구현될 수 있다.Throughout the specification, when an element is referred to as "comprising ", it means that it can include other elements as well, without excluding other elements unless specifically stated otherwise. Also, the terms " part, "" ... "," module ", and the like described in the specification mean units for processing at least one function or operation, and may be implemented by hardware or software or a combination of hardware and software .
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시 예를 설명함으로써, 본 발명을 상세히 설명한다.Hereinafter, the present invention will be described in detail with reference to the preferred embodiments of the present invention with reference to the accompanying drawings.
각 도면에 제시된 동일한 참조 부호는 동일한 부재를 나타낸다.Like reference symbols in the drawings denote like elements.
본 발명은 ICT 기반의 전기안전 자동화 시스템 및 방법에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 전기재해 예방을 위해 사물인터넷(IoT)을 활용하여 실시간으로 전기안전 정보를 계측하고 모니터링하는 ICT(Information and Communication Technology) 기반의 전기안전 자동화 시스템 및 방법에 관한 것이다.The present invention relates to an ICT-based electrical safety automation system and method, and more particularly, to an ICT (Information and Communication Technology) system for measuring and monitoring electrical safety information in real time using an Internet (IoT) Based electrical safety automation system and method.
도 1은 본 발명의 일 실시 예에 따른 ICT 기반의 전기안전 자동화 시스템을 개략적으로 나타내는 구성도이고, 도 2a와 도 2b는 본 발명의 다른 실시 예에 따른 ICT 기반의 전기안전 자동화 시스템을 나타내는 도면이다.1 is a block diagram schematically showing an ICT-based electrical safety automation system according to an embodiment of the present invention, and FIGS. 2A and 2B are diagrams showing an ICT-based electrical safety automation system according to another embodiment of the present invention to be.
도 1 내지 도 2에서 도시된 바와 같이 본 발명의 일 실시 예에 따른 ICT 기반의 전기안전 자동화 시스템은 전기안전IoT장치(200), IoT플랫폼(300) 및 전기안전자동화 서버(400)를 포함할 수 있다. 바람직하게는, 전기안전자동화 서버(400)의 판단결과를 토대로 하는 출동서비스(500)를 더 포함할 수 있다.1 and 2, an ICT-based electric safety automation system according to an embodiment of the present invention includes an electric
전기안전IoT장치(200)는 사물인터넷(IoT)을 기반으로 전기설비(100)에 연결되어 실시간으로 전기안전상태를 감지하고 전기안전 정보를 측정할 수 있다. 전기안전IoT장치(200)는 절연저항, 전압, 과전류, 부하전류, 성분별 누설전류 및 역률을 측정할 수 있다. 즉, 전기안전IoT장치(200)에서 측정하는 상기 측정 데이터 항목에는 수전전압, 부하전류, 영상전류, 용량성 누설전류, 저항성 누설전류, 전력량, 절연저항, 누전트립, 과부하/단락트립, 단순정전, 역률 및 전기안전상태가 포함될 수 있다.The electrical
바람직하게는, 전기안전IoT장치(200)는 전력량계의 외함이나 분전함의 내부에 설치되어 수전전압, 부하전류, 영상전류, 용량성 누설전류, 저항설 누설전류, 역률 및 전기안전상태를 측정할 수 있다.Preferably, the electrical
또한, 전기안전IoT장치(200)는 측정부(210), 보정부(220), 제어부(230), 통신부(240) 및 저장부(250)를 포함할 수 있다. 측정부(210)는 전기설비(100)에 연결되어 전기설비(100)에서 발생하는 전기안전 정보를 측정할 수 있다. 또한, 제어부(230)는 측정부(210), 보정부(220), 통신부(240) 및 저장부(250)를 제어하고, 측정부(210)에서 측정된 전기안전 정보를 ADC(Analog-digital converter)를 통해 디지털 정보로 변환하며, 측정부(210)에서 측정된 전기안전 정보를 토대로 연산을 수행하여 전기안전 연산정보를 산출할 수 있다.The electric
또한, 보정부(220)는 측정부(210)에서 상기 전기안전 정보를 측정하는 측정 주기를 조정할 수 있다. 또한, 통신부(240)는 무선 통신으로 제어신호를 수신하고, 측정부(210)로부터 측정된 전기안전 정보와 제어부(230)에서 산출된 전기안전 연산정보를 원격으로 전송할 수 있다.In addition, the
여기에서, 상기 측정된 전기안전 정보를 통신망을 통해 실시간으로 전송할 수 있다. 상기 통신망에는 와이파이(WiFi), 이더넷(Ethernet), 지그비(Zigbee), LoRa(Long Range) 무선통신 및 MQTT(Message Queuing Telemetry Transport)프로토콜 등이 포함될 수 있다.Here, the measured electrical safety information can be transmitted in real time through a communication network. The communication network may include WiFi, Ethernet, Zigbee, LoRa (Long Range) wireless communication, and MQTT (Message Queuing Telemetry Transport) protocol.
저장부(250)는 상기 ADC를 통해 변환된 디지털 정보와 제어부(230)에서 산출된 상기 전기안전 연산정보를 저장할 수 있다. The
또한, 전기안전IoT장치(200)는 전원공급부(260)를 더 포함할 수 있다. 전원공급부(260)는 정전상황이 발생시에 상기 전기안전 정보가 통신부(240)를 통해 정상적으로 전송될 수 있도록 기 설정된 데이터 전송시간동안 작동상태를 유지하는 유지 전원을 공급할 수 있다.In addition, the electrical
또한, IoT플랫폼(300)은 상기 통신망을 통해 전기안전IoT장치(200)에 연결되어 사물인터넷(IoT)을 구동할 수 있도록 제어신호를 전송할 수 있다.Also, the IoT
또한, 전기안전자동화 서버(400)는 IoT플랫폼(300)을 통해 전기안전IoT장치(200)를 제어하며, 전기안전IoT장치(200)로부터 측정된 상기 전기안전 정보를 입력받아 저장하고 분석하여 이상여부를 판단할 수 있다.In addition, the electrical
전기안전자동화 서버(400)는 ICT 서버(410), 데이터베이스 서버(420) 및 모니터링 서버(430)를 포함할 수 있다. ICT 서버(410)는 IoT플랫폼(300)을 통해 전기안전IoT장치(200)를 제어하여 상기 전기안전 정보를 측정할 수 있다.The electrical
또한, 데이터베이스 서버(420)는 전기안전IoT장치(200)로부터 측정된 상기 전기안전 정보를 입력받아 저장하고, 상기 전기안전 정보를 분석할 수 있다.In addition, the
또한, 데이터베이스 서버(420)는 고객정보, 고장발생기록 및 데이터 분산처리 저장과 이벤트 데이터 처리 분석 등을 수행할 수 있다. 즉, 데이터베이스 서버(420)는 데이터의 수집, 분산 데이터의 저장, 분산 데이터의 처리, 이벤트 데이터의 처리 및 데이터 분석을 수행할 수 있다.In addition, the
또한, 데이터베이스 서버(420)는 상기 분석 결과를 토대로 전기재해에 대한 전조를 예측할 수 있다.In addition, the
또한, 데이터베이스 서버(420)는 전기안전IoT장치(200)로부터 측정되는 모든 전기안전 정보를 저장하는 분산 파일 시스템 및 사고발생과 같은 이벤트 발생 시점의 디바이스 데이터를 저장하는 관계형 데이터베이스를 포함할 수 있다. In addition, the
본 발명에 따른 일 실시 예로 데이터베이스 서버(420)는 데이터의 저장과 분석을 빠르게 수행하기 위하여 하둡(Hadoop)과 스파크(Spark)를 포함할 수 있다.In an embodiment of the present invention, the
여기에서, 데이터베이스 서버(420)는 빅데이터 분석을 통해 축적된 전기안전 정보를 활용할 수 있다.Here, the
또한, 모니터링 서버(430)는 전기안전IoT장치(200)로부터 측정된 상기 전기안전 정보와 데이터베이스 서버(420)로부터 분석된 결과를 입력받아 실시간으로 전기설비(100)를 모니터링하고 이상여부를 판단할 수 있다.In addition, the
모니터링 서버(430)는 웹 기반으로 구성되어 관리자가 지리정보를 바탕으로 고객을 관리할 수 있다. 즉, GIS(Geographic Information System)를 통한 지역별 양호/위험 지역 정보를 제공하는 전기안전지도를 제공할 수 있다.The
또한, 모니터링 서버(430)는 전기설비(100)에 이상이 발생한 경우 전기설비(100) 담당자에게 알림 메시지를 전송하고, 출동서비스(500)를 통해 신속한 현장조치가 수행되도록 할 수 있다.In addition, the
출동서비스(500)에는 전기안전IoT장치(200)의 관리, 전기설비(100)의 관리 및 사용전 점검이 포함될 수 있다.The
도 3은 본 발명의 일 실시 예에 따른 ICT 기반의 전기안전 자동화 시스템에서 데이터 베이스의 구성을 나타내는 도면이다. 즉, 도 3은 전기안전IoT장치(200)에서 측정된 데이터의 이동경로를 나타내는 도면이다.3 is a diagram illustrating a configuration of a database in an ICT-based electrical safety automation system according to an embodiment of the present invention. 3 is a diagram showing a movement path of data measured by the electric
도 3에서 도시된 바와 같이 본 발명의 일 실시 예에 따른 ICT 기반의 전기안전 자동화 시스템에서 데이터 베이스의 구성은 서버(Server) 역할을 하는 ICT 서버(410)와 클라이언트(Client) 역할을 하는 IoT플랫폼(300) 및 데이터베이스 서버(420)를 통해 나타낼 수 있다.3, the configuration of the database in the ICT-based electrical safety automation system according to the embodiment of the present invention includes an
ICT 서버(410)는 IoT플랫폼(300)에 데이터를 요청할 수 있다. IoT플랫폼(300)은 요청된 데이터를 전기안전IoT장치(200)를 통해 측정하고 측정된 데이터를 ICT 서버(410)에 전달할 수 있다. 또한, 데이터베이스 서버(420)에서는 ICT 서버(410)로 구독을 요청할 수 있다.The
ICT 서버(410)는 측정된 데이터를 데이터베이스 서버(420)에 전달하고, 데이터베이스 서버(420)에 상기 측정된 데이터를 저장할 수 있다.The
한편, 본 발명의 일 실시 예에 따른 ICT 기반의 전기안전 자동화 시스템은 전기안전IoT장치(200)에서 측정된 데이터를 전송하기 위해 무선장거리통신(LoRa) 또는 MQTT(Message Queuing Telemetry Transport)가 사용될 수 있다.Meanwhile, an ICT-based electrical safety automation system according to an embodiment of the present invention can use a wireless long distance communication (LoRa) or a message queuing telemetry transport (MQTT) to transmit measured data in the electric
본 발명의 일 실시 예에 따라 MQTT를 이용한 통신의 경우를 예로 들어 설명하면, 상기 도 3에서 ICT 서버(410)는 MQTT 브로커(Broker)가 될수 있고, IoT플랫폼(300)은 ThingPlug일 수 있다. 또한, 데이터베이스 서버(420)에는 분산 파일 시스템인 HDFS와 관계형 데이터베이스인 MariaDB가 포함될 수 있다.3, the
데이터를 측정하기 위한 전기안전IoT장치(200)의 측정주기가 짧아지고, 설치되는 전기안전IoT장치(200)의 수가 증가하게 되면 측정되는 데이터의 양은 관계형 데이터베이스로 처리할 수 있는 범위를 초과할 수 있다. 이를 위해 상기 HDFS와 같은 대용량의 분산 파일 시스템을 활용하여 전기안전 데이터의 저장을 위한 시스템을 구축할 수 있다.When the measurement period of the electrical
이와 같이 빅데이터용의 데이터베이스와 관계형의 데이터베이스를 함께 사용함으로써 실시간으로 발생하는 데이터 및 고객정보와 같이 관리가 필요한 데이터를 더욱 효과적으로 관리하고 운영할 수 있다.By using the database for the big data and the relational database together, it is possible to more effectively manage and operate data requiring management such as data and customer information generated in real time.
ICT 서버(410)인 MQTT 브로커는 클라이언트(Client)가 수행하는 발행(Publish) 및 구독(Subscribe) 동작이 가능하도록 중간에서 수집하고 분해하는 작업을 담당할 수 있다. IoT플랫폼(300)인 발행자(Publisher)와 데이터베이스 서버(420)인 구독자(Subscriber)는 브로커(Broker)의 클라이언트(Client)에 해당한다. 발행자가 토픽과 토픽의 데이터를 브로커로 전송하면, 구독자는 구독하고자 하는 토픽을 브로커에게 요청하고 해당 데이터를 구독할 수 있다.The MQTT broker which is the
다시 말하면, 전기안전IoT장치(200)에서 활용하는 MQTT 프로토콜을 이용한 데이터 전송 과정은 상기 도 3과 같다. 발행자는 전기안전IoT장치(200)에서 발생한 데이터를 저장하고 있는 ThingPlug(IoT플랫폼(300))에 해당되고, 서버(Server) 측에서 브로커 역할을 하여 데이터를 받아오며, 브로커는 구독자(Subscriber) 역할을 하는 HDFS(데이터베이스 서버(420))가 구독 요청을 하면 데이터를 전달해 HDFS(데이터베이스 서버(420))에 최종 저장하도록 할 수 있다.In other words, the data transmission process using the MQTT protocol utilized in the electrical
한편, MQTT를 통한 데이터 저장에서 상기 HDFS는 전기안전IoT장치(200)에서 측정하는 모든 데이터를 저장하고, MariaDB는 사고발생과 같은 이벤트 발생 시점의 디바이스 데이터를 저장하는 것이 바람직하다.Meanwhile, in the data storage through the MQTT, the HDFS preferably stores all data measured by the electric
데이터베이스 서버(420)에는 전기안전IoT장치(200)에서 측정된 데이터를 분석하기 위해 다음과 같은 정보들이 저장될 수 있다. 즉, 데이터베이스 서버(420)에는 전기안전IoT장치(200)에서 측정된 측정정보, 월별 전기안전점검의 부적합 통계 정보, 이상신호 발생으로 인한 알람로그 및 건물형태별 코드 정보인 공동시설코드를 포함할 수 있다.The following information may be stored in the
또한, 데이터베이스 서버(420)에는 전기안전IoT장치(200)의 관리자정보, 이상신호 발생의 유형 코드 정보인 공통코드 정보, 전기안전IoT장치(200)가 설치된 고객정보 및 전기안전IoT장치(200)에 관련된 정보인 장치정보를 포함할 수 있다. 또한, 데이터베이스 서버(420)에는 전기안전IoT장치(200)에서 최근 측정한 정보인 장치상태 정보, 전국의 동단위 코드 정보인 동코드 정보, 공지 내용에 관한 공지 정보, 전국 시단위 조직코드 정보 및 전국 동별 날씨 정보를 포함할 수 있다.The
여기에서, 상기 장치정보를 나타내는 장치정보 테이블에는 전기안전IoT장치(200)의 장치일련번호, 설치일시, 설치위치 및 시설유형 정보를 포함할 수 있고, 상기 고객정보를 나타내는 고객정보 테이블에는 고객명, 고객 전화번호, 고객 주소, 건물유형 및 담당자 정보를 포함할 수 있다. 또한, 상기 측정정보를 나타내는 측정정보 테이블에는 전기안전IoT장치(200)의 장치 일련번호, 측정일시, 고객번호 및 전기안전IoT장치(200)의 측정 데이터가 포함될 수 있다.Here, the device information table indicating the device information may include device serial number, installation date and time, installation location, and facility type information of the electric
한편, 상기 장치정보와 고객정보 및 측정정보는 일련번호와 고객번호를 통해 테이블간의 연결을 이룰수 있다. 이러한 테이블간의 연결을 위해 조인연산이 사용될 수 있다. 조인연산은 두 개 이상의 테이블에서 테이블에 공통으로 존재하는 속성 값을 기준으로 조건에 맞는 새로운 테이블을 생성하는 연산이다.Meanwhile, the device information, the customer information, and the measurement information can be linked between the tables through the serial number and the customer number. A join operation can be used for the connection between these tables. A join operation is an operation that creates a new table that satisfies a condition based on attribute values common to two or more tables.
ANSI(American National Standards Institute) 표준 SQL(Structured Query Language)에서는 이너(INNER) 조인, 아우터(OUTER) 조인, 레프트(LEFT) 조인 및 라이트(RIGHT) 조인의 4가지 유형으로 조인연산을 구분하고 있다.In the American National Standards Institute (ANSI) Standard Structured Query Language (SQL), join operations are classified into four types of INNER, OUTER, LEFT, and RIGHT joins.
본 발명의 일 실시 예에 따라 상기 이너(INNER) 조인을 예로 들어 설명하면 다음과 같다. 상기 이너(INNER) 조인은 어플리케이션 개발에 보편적으로 사용되는 연산으로 여러 테이블의 속성들을 결합하여 조건을 충족하는 레코드의 교집합으로 테이블을 생성함으로써 사용자가 원하는 정보를 효과적으로 파악할 수 있다.An INNER join according to an embodiment of the present invention will now be described. The INNER join is an operation that is commonly used in application development. The INNER join is an operation that combines the attributes of several tables and creates a table with an intersection of the records satisfying the condition, thereby effectively grasping the information desired by the user.
본 발명의 일 실시 예에 따른 데이터베이스 테이블은 아래의 표 1과 같이 나타낼 수 있다.The database table according to one embodiment of the present invention can be represented as shown in Table 1 below.
표 1. 데이터베이스 테이블 Table 1. Database tables
도 4는 본 발명의 일 실시 예에 따른 ICT 기반의 전기안전 자동화 시스템에서 조인연산에 의한 데이터베이스 테이블 구성의 예를 나타내는 도면이다. 즉, 상기 표 1의 데이터베이스 테이블에서 장치정보 테이블, 고객정보 테이블 및 측정정보 테이블의 3개 테이블에 대해 조인연산을 수행하여 하나의 결합된 테이블을 생성할 수 있다.4 is a diagram illustrating an example of a database table configuration by a join operation in an ICT-based electrical safety automation system according to an embodiment of the present invention. That is, in the database table of Table 1, a combined table can be created by performing a join operation on three tables of the device information table, the customer information table, and the measurement information table.
전기안전IoT장치(200)를 통해 이상신호를 감지하는 경우 도 4에서 도시된 바와 같이 상기 장치정보, 고객정보 및 측정정보 테이블에 대한 조인연산을 수행하여 필요한 정보를 한번에 제공할 수 있다.In the case of detecting an abnormal signal through the electrical
도 4에서 도시된 바와 같이 장치정보 테이블에서는 이상을 감지한 장치가 설치된 위치, 고객정보 테이블에서는 고객의 연락처, 측정정보 테이블에서는 측정일시와 측정데이터를 결합하여 나타냄으로써 문제가 발생한 시각과 처리를 위해 연락해야하는 고객정보 및 처리위치정보를 한번에 파악할 수 있어 모니터링에 용이하다.As shown in FIG. 4, in the device information table, the location where the abnormality is detected, the customer's contact information in the customer information table, and the measurement date and time in the measurement information table, The customer information to be contacted and the processing position information can be grasped at a time, which facilitates monitoring.
또한, 이러한 정보들을 날씨정보와 결합하여 연산을 수행할 경우 이상상태가 발생한 시점과 기후정보를 함께 파악함으로써 전기안전상태와 기후상태와의 연관관계를 분석할 수 있다. 이와 같이 하나의 테이블에 모든 데이터를 저장하는 것보다 다양한 테이블을 구성하고 테이블 사이의 관계를 생성하는 것이 분석 및 비용의 측면에서 매우 효과적이다.In addition, when this information is combined with weather information, the correlation between the electrical safety state and the climatic condition can be analyzed by grasping the time of occurrence of the anomalous state and the climatic information. It is very effective in terms of analysis and cost to construct various tables and to create relations between tables rather than storing all data in one table like this.
한편, 전기안전IoT장치(200)로부터 실시간으로 측정된 전기안전 데이터를 전기사고의 종류별로 구분하고, 해당 데이터를 각 전기사고에 대한 원인 분석을 위해 사용할 수 있다.On the other hand, the electrical safety data measured in real time from the electrical
여기에서, 원인 분석을 위한 분석도구로는 선형 회귀(Linear Regression)와 같은 상관관계 분석에 용이한 데이터 분석기법을 사용하는 것이 바람직하다. 상기 선형 회귀 분석은 특정 사고에 영향을 미치는 속성 값들을 찾을 수 있고, 해당 속성 값이 실제사고에 얼마나 영향을 미치는지에 대한 가중치를 계산할 수 있는 장점이 있다.Here, it is desirable to use an easy data analysis method for correlation analysis such as linear regression as an analysis tool for cause analysis. The linear regression analysis has an advantage in that it can find the property values affecting the specific accident and calculate the weight of how the property value affects the actual accident.
또한, 본 발명은 전기사고의 예방을 위한 전기사고예측 모델을 생성할 수 있다. 즉, 전기사고가 발생한 시점 이전에 저장된 데이터 사이의 상관관계 분석을 통해 전기사고 이전의 예후를 분석할 수 있다. 이때 분석 도구로는 다양한 데이터를 기반으로 모델을 학습하여 가장 최적의 답을 찾는 방법인 인공신경망(Artificial Neural Network)을 적용하는 것이 바람직하다.Further, the present invention can generate an electric accident prediction model for prevention of an electric accident. In other words, it is possible to analyze the prognosis before the electric accident through the correlation analysis between the data stored before the electric accident occurred. At this time, it is desirable to apply Artificial Neural Network, which is a method of finding the most optimal answer by learning models based on various data.
또한, 본 발명은 전기안전IoT장치(200)를 통해 실시간 데이터 측정이 가능하여 이를 기반으로 특정 전기사고 발생 시의 데이터 값을 확보할 수 있다. 여기에서, 이러한 데이터가 분석이 가능할 만큼 충분히 축적되면 다양한 분석뿐만 아니라, 분석을 통해 만든 예측 모델들을 테스트할 수 있다.In addition, according to the present invention, real-time data measurement is possible through the electric
바람직하게는, 교차 타당화(Cross Validation)와 같은 접근 방법을 사용할 수 있다. 상기 교차 타당화는 데이터의 90%를 예측을 위한 분석 데이터로 사용하고, 나머지 10%의 테스트 데이터를 통해 예측하고자 하는 결과를 검증하는 방법이다.Preferably, an approach such as Cross Validation can be used. The cross validation is a method of using 90% of the data as the analysis data for prediction and verifying the result to be predicted through the remaining 10% of the test data.
도 5는 본 발명의 일 실시 예에 따른 ICT 기반의 전기안전 자동화 방법을 나타내는 순서도이다.5 is a flowchart illustrating an ICT-based electrical safety automation method according to an embodiment of the present invention.
본 발명의 특징에 따른 ICT 기반의 전기안전 자동화 방법은 ICT 서버(410)에서 IoT플랫폼(300)을 통해 전기안전 정보를 요청하는 단계(S10), IoT플랫폼(300)에서 전기안전IoT장치(200)를 제어하여 상기 요청된 전기안전 정보를 측정하는 단계(S20) 및 상기 측정된 전기안전 정보를 ICT 서버(410)에 전송하는 단계(S30)를 포함할 수 있다.The ICT-based electrical safety automation method according to an aspect of the present invention includes the steps of: requesting electrical safety information from the
또한, ICT 서버(410)에서 상기 측정된 전기안전 정보를 데이터베이스 서버(420) 및 모니터링 서버(430)에 전송하는 단계(S40)와 데이터베이스 서버(420)에서 상기 측정 데이터를 저장하고 분석하는 단계(S50)를 포함할 수 있다.In addition, the
또한, 데이터베이스 서버(420)에서 상기 분석결과를 토대로 전기재해에 대한 전조를 예측하는 단계(S60) 및 모니터링 서버(430)에서 상기 측정 데이터를 실시간으로 모니터링하고, 상기 모니터링 결과 및 상기 전조 예측 결과를 토대로 전기설비(100)의 이상여부를 판단하는 단계(S70)를 포함할 수 있다.In addition, the
이와 같이 본 발명에 따른 ICT 기반의 전기안전 자동화 시스템은 전기안전 데이터와 전기안전IoT장치(200)의 위치정보, 실시간 기상정보 및 전기설비(100) 정보 등을 종합적으로 분석할 수 있는 효과가 있다. 또한, 조인연산을 통해 전기안전상태의 전조 예측과 이상상태가 발생한 원인 분석 등의 예외상황처리가 가능한 효과가 있다.As described above, the ICT-based electrical safety automation system according to the present invention has the effect of comprehensively analyzing the electric safety data, the position information of the electric
이상으로 본 발명에 관한 바람직한 실시예를 설명하였으나, 본 발명은 상기 실시예에 한정되지 아니하며, 본 발명의 실시예로부터 당해 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의한 용이하게 변경되어 균등하다고 인정되는 범위의 모든 변경을 포함한다.While the present invention has been described in connection with what is presently considered to be practical exemplary embodiments, it is to be understood that the invention is not limited to the disclosed embodiments, but, on the contrary, And all changes to the scope that are deemed to be valid.
100 : 전기설비 200 : 전기안전IoT장치
210 : 측정부 220 : 보정부
230 : 제어부 240 : 통신부
250 : 저장부 260 : 전원공급부
300 : IoT플랫폼 400 : 전기안전자동화 서버
410 : ICT 서버 420 : 데이터베이스 서버
430 : 모니터링 서버 500 : 출동서비스100: Electrical equipment 200: Electrical safety IoT device
210: measuring unit 220:
230: control unit 240: communication unit
250: storage part 260: power supply part
300: IoT platform 400: Electrical safety automation server
410: ICT server 420: database server
430: monitoring server 500: dispatch service
Claims (9)
통신망을 통해 상기 전기안전IoT장치에 연결되어 사물인터넷(IoT)을 구동할 수 있도록 제어신호를 전송하는 IoT플랫폼; 및
상기 IoT플랫폼을 통해 전기안전IoT장치를 제어하며, 상기 전기안전IoT장치로부터 측정된 전기안전 정보를 입력받아 저장하고 분석하는 전기안전자동화 서버를 포함하되,
상기 전기안전IoT장치는 정전상황이 발생시 상기 전기안전 정보가 정상적으로 전송될 수 있도록 기설정된 데이터 전송시간 동안 작동상태를 유지할 수 있는 유지 전원을 공급하는 전원공급부를 포함하고,
상기 전기안전자동화 서버는
상기 IoT플랫폼을 통해 전기안전IoT장치를 제어하여 상기 전기안전 정보를 측정하는 ICT 서버;
상기 전기안전IoT장치로부터 측정된 전기안전 정보를 입력받아 저장하고, 상기 전기안전 정보를 분석하는 데이터베이스 서버; 및
상기 전기안전IoT장치로부터 측정된 전기안전 정보와 상기 데이터베이스 서버로부터 분석된 결과를 입력받아 실시간으로 전기설비를 모니터링하고 이상 여부를 판단하는 모니터링 서버를 포함하며,
상기 데이터베이스 서버는 상기 전기안전 정보를 기능에 따라 각각의 데이터베이스 테이블로 구성하고 상기 각 데이터베이스 테이블의 연관 관계를 토대로 조인연산을 수행하여 결합되는 전기안전 정보 테이블을 생성하며, 데이터의 저장과 분석을 빠르게 수행하기 위하여 상기 전기안전IoT장치로부터 측정되는 모든 전기안전 정보를 저장하는 분산 파일 시스템 및 사고발생과 같은 이벤트 발생 시점의 디바이스 데이터를 저장하는 관계형 데이터베이스를 포함하고, 상기 전기안전IoT장치로부터 실시간으로 측정된 전기안전 데이터를 전기사고의 종류별로 구분하고 구분된 해당 데이터를 통해 각 전기사고에 대한 원인 분석을 위해 상관관계 분석에 용이한 선형 회귀(Linear Regression) 분석을 수행하며,
상기 모니터링 서버는 웹 기반으로 구성되어 관리자가 지리정보를 바탕으로 고객을 관리할 수 있도록 GIS(Geographic Information System)를 통한 지역별 양호/위험 지역 정보를 제공하는 전기안전지도를 포함하고,
상기 데이터베이스 테이블은 상기 전기안전IoT장치로부터 측정되는 측정정보를 저장하는 측정정보 테이블, 상기 전기안전IoT장치에 대한 관련 정보를 저장하는 장치정보 테이블 및 상기 전기안전IoT장치가 설치된 고객정보를 저장하는 고객정보 테이블을 포함하는 ICT 기반의 전기안전 자동화 시스템.
An electrical safety IoT device installed in an electrical facility and measuring and transmitting electrical safety information based on the Internet (IoT);
An IoT platform connected to the electric safety IoT device through a communication network to transmit a control signal so as to drive the Internet of interest (IoT); And
And an electrical safety automation server for controlling the electrical safety IoT device through the IoT platform and for receiving, storing and analyzing electrical safety information measured from the electrical safety IoT device,
Wherein the electrical safety IoT device includes a power supply unit for supplying a maintenance power source capable of maintaining an operating state for a predetermined data transmission time so that the electrical safety information can be normally transmitted when a power failure occurs,
The electrical safety automation server
An ICT server for controlling the electrical safety IoT device through the IoT platform to measure the electrical safety information;
A database server for receiving and storing electrical safety information measured from the electrical safety IoT device and analyzing the electrical safety information; And
And a monitoring server for receiving the electrical safety information measured by the electrical safety IoT device and the analyzed result from the database server and monitoring the electrical equipment in real time and determining the abnormality,
The database server configures the electrical safety information into respective database tables according to functions and performs a join operation based on the association of the database tables to generate an electrical safety information table to be combined, A distributed file system for storing all electrical safety information measured from the electrical safety IoT device for performing an operation and a relational database for storing device data at the time of occurrence of an event such as an accident occurrence, The results of this study are as follows. First, the electric safety data are classified by type of electric accident, and through the corresponding data, a linear regression analysis is easily performed for the cause analysis of each electric accident,
The monitoring server includes a web-based electric safety map that provides local good / dangerous area information through a geographic information system (GIS) so that an administrator can manage customers based on geographical information.
Wherein the database table comprises a measurement information table for storing measurement information measured from the electrical safety IoT device, a device information table for storing relevant information about the electrical safety IoT device, An ICT-based electrical safety automation system including an information table.
상기 전기안전IoT장치로부터 측정되는 전기안전 정보는
절연저항, 전압, 과전류, 부하전류, 성분별 누설전류 및 역률을 포함하는 ICT 기반의 전기안전 자동화 시스템.
The method according to claim 1,
The electrical safety information measured from the electrical safety IoT device
An ICT-based electrical safety automation system including insulation resistance, voltage, overcurrent, load current, leakage current per component and power factor.
상기 데이터베이스 서버는
상기 분석 결과를 토대로 전기재해에 대한 전조를 예측하는 것을 특징으로 하는 ICT 기반의 전기안전 자동화 시스템.
The method according to claim 1,
The database server
Based on the result of the analysis, predicts a precursor to an electric disaster.
상기 데이터베이스 테이블은
월별 전기안전점검 부적합 통계 정보를 저장하는 부적합통계 테이블;
이상신호 발생으로 인한 알람로그 정보를 저장하는 알람로그 테이블;
건물형태별 코드 정보를 저장하는 공동시설코드 테이블;
상기 전기안전IoT장치의 관리자 정보를 저장하는 관리자정보 테이블;
이상신호 발생 유형 코드 정보를 저장하는 공통코드 테이블;
상기 전기안전IoT장치에서 최근 측정한 정보를 저장하는 장치상태 테이블;
전국의 동단위 코드 정보를 저장하는 동코드 테이블;
공지 내용을 저장하는 공지 테이블;
전국 시단위 조직코드 정보를 저장하는 조직코드 테이블; 및
전국 동별 날씨정보를 저장하는 날씨정보 테이블을 더 포함하는 ICT 기반의 전기안전 자동화 시스템.
The method according to claim 1,
The database table
A non-compliant statistics table storing monthly electrical safety check non-compliance statistical information;
An alarm log table for storing alarm log information due to abnormal signal generation;
A common facility code table for storing code information for each building type;
An administrator information table storing manager information of the electric safety IoT device;
A common code table storing abnormal signal generation type code information;
A device state table storing information recently measured in the electric safety IoT device;
A code table for storing the unit code information of the whole country;
A notification table storing notification contents;
An organization code table for storing organizational code information on a nationwide initiative; And
An ICT-based electrical safety automation system further comprising a weather information table storing weather information by national dong.
상기 IoT플랫폼에서 전기안전IoT장치를 제어하여 상기 요청된 전기안전 정보를 측정하는 단계(S20);
상기 측정된 전기안전 정보를 상기 ICT 서버에 전송하는 단계(S30);
상기 ICT 서버에서 상기 측정된 전기안전 정보를 데이터베이스 서버 및 모니터링 서버에 전송하는 단계(S40);
상기 데이터베이스 서버에서 상기 측정 데이터를 저장하고 분석하는 단계(S50);
상기 데이터베이스 서버에서 상기 분석결과를 토대로 교차 타당화(Cross Validation)의 접근 방법을 이용하여 전기재해에 대한 전조를 예측하는 단계(S60); 및
상기 모니터링 서버에서 상기 측정 데이터를 실시간으로 모니터링하고, 상기 모니터링 결과 및 상기 전조 예측 결과를 토대로 전기설비의 이상여부를 판단하는 단계(S70)를 포함하고,
상기 데이터베이스 서버는 데이터의 저장과 분석을 빠르게 수행하기 위하여 상기 전기안전IoT장치로부터 측정되는 모든 전기안전 정보를 저장하는 분산 파일 시스템 및 사고발생과 같은 이벤트 발생 시점의 디바이스 데이터를 저장하는 관계형 데이터베이스를 포함하고, 상기 전기안전IoT장치로부터 실시간으로 측정된 전기안전 데이터를 전기사고의 종류별로 구분하고 구분된 해당 데이터를 통해 각 전기사고에 대한 원인 분석을 위해 상관관계 분석에 용이한 선형 회귀(Linear Regression) 분석을 수행하며,
상기 모니터링 서버는 웹 기반으로 구성되어 관리자가 지리정보를 바탕으로 고객을 관리할 수 있도록 GIS(Geographic Information System)를 통한 지역별 양호/위험 지역 정보를 제공하는 전기안전지도를 포함하는 것을 특징으로 하는 ICT 기반의 전기안전 자동화 방법.
(S10) requesting electrical safety information from the ICT server through the IoT platform;
(S20) controlling the electrical safety IoT device in the IoT platform to measure the requested electrical safety information;
Transmitting the measured electrical safety information to the ICT server (S30);
Transmitting the measured electrical safety information from the ICT server to a database server and a monitoring server (S40);
Storing and analyzing the measurement data in the database server (S50);
(S60) of predicting a precursor to an electrical disaster using an approach of cross validation based on the analysis result in the database server; And
Monitoring the measurement data in real time by the monitoring server, and determining whether the electrical equipment is abnormal based on the monitoring result and the predictive prediction result (S70)
The database server includes a distributed file system that stores all electrical safety information measured from the electrical safety IoT device to quickly store and analyze data, and a relational database that stores device data at the time of occurrence of an event such as an accident occurrence The electric safety data measured in real time from the electric safety IoT device are classified into types of electric accidents, and a linear regression which is easy to perform correlation analysis for the cause analysis of each electric accident is made through the divided data. Analysis,
The monitoring server includes a web-based electric safety map that provides local good / dangerous area information through a geographic information system (GIS) so that an administrator can manage customers based on geographical information. Based electrical safety automation method.
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KR1020170140424A KR101937350B1 (en) | 2017-10-26 | 2017-10-26 | Electrical safety automation system and method based on ICT |
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KR102448724B1 (en) * | 2022-05-11 | 2022-09-29 | 주식회사 대건소프트 | Supply resource ai controling system of smart-city based digital twin |
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