KR101946616B1 - 지능형 화재인식 관리 시스템 및 방법 - Google Patents

지능형 화재인식 관리 시스템 및 방법 Download PDF

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Abstract

지능형 화재인식 관리 시스템 및 방법에 관하여 개시한다. 본 발명은 건물에 기설정된 단위 영역별로 사용자 단말기 식별자 정보 및 실시간 환경 파라미터 정보를 수신하여 화재발생 상황정보를 분석하고 화재관리수단을 제어하는 관리서버; 및 상기 화재발생 상황정보와 이에 따라 제어되는 화재관리수단의 상태정보를 실시간으로 관리서버로부터 수신하고 상기 화재관리수단을 원격으로 제어할 수 있는 관리자 단말기;를 포함한다.

Description

지능형 화재인식 관리 시스템 및 방법{Intelligent fire recognition management system and method}
본 발명은 화재 발생 시 건물에 기설정된 단위 영역별로 사용자 단말기 식별자 정보 및 실시간 환경 파라미터 정보를 수신한 관리자 단말기가 시스템을 원격제어하는 지능형 화재인식 관리 시스템 및 방법에 관한 것이다.
건물에 화재 발생이 있을 경우 건물 내의 사람들이 인지할 수 있도록 유도하거나 안내하는 화재인식 시스템이 마련되어 있지만 화재 발생 위치를 기준으로 가까운 비상구의 방향만을 표시하는 경우 화재에 적극적으로 대응하기 어렵다. 화재 대피 유도 및 안내와 관련된 기술들이 소개되어 있다. 예를 들면, 휴대폰으로 화재 문자 메시지를 전송하여 대피를 유도하는 화재 자동 경보 및 피난 유도 장치, CCTV 입력 영상으로 대피자 수 및 이동 경로를 파악하여 최적 피난 경로를 생성한 후 디스플레이 장치에 표시하여 대피를 유도하는 방법 및 장치, 화재 위치와 대피 경로를 약도에 표시한 화면을 전송함으로써 대피를 유도하는 지능형 대피 유도 시스템에 관하여 개시된 바 있다. 기존의 화재대피 유도 및 안내 관련 기술들은 시스템 운영과 관리에서 안전관리자에 의존하도록 되어 있기 때문에 안전관리자 부재시 시스템의 운영과 관리가 정상적으로 이루어지기 어려운 실정이다.
특허문헌 1. 국내 등록특허공보 제10-0971623호(공고일 2010년07월21일)
특허문헌 2. 국내 등록특허공보 제10-1475134호(공고일 2014년12월23일)
특허문헌 3. 국내 등록특허공보 제10-1725802호(공고일 2017년04월11일)
본 발명에서 해결하고자 하는 과제 중 하나는, 화재 발생 시 건물에 기설정된 단위 영역별로 사용자 단말기 식별자 정보 및 실시간 환경 파라미터 정보를 수신한 관리자 단말기가 화재발생 상황정보에 따라 시스템을 원격 제어할 수 있도록 하는 것이다.
상기 목적들은, 본 발명에 따르면, 건물에 기설정된 단위 영역별로 사용자 단말기 식별자 정보 및 실시간 환경 파라미터 정보를 수신하여 화재발생 상황정보를 분석하고 화재관리수단을 제어하는 관리서버; 및 상기 화재발생 상황정보와 이에 따라 제어되는 화재관리수단의 상태정보를 실시간으로 관리서버로부터 수신하고 상기 화재관리수단을 원격으로 제어할 수 있는 관리자 단말기;를 포함하는, 지능형 화재인식 관리시스템으로부터 달성될 수 있다.
본 발명에 따르면, 상기 실시간 환경 파라미터 정보는 건물 내부에 기설정된 단위 영역별 센서들로부터 실시간으로 검출된 화재 발생 시 화염과 온도 및 연기밀도 정보 중 적어도 하나를 포함할 수 있다.
본 발명에 따르면, 상기 화재관리수단의 상태정보는 관리서버가 기설정된 단위 영역별로 화재발생 상황정보에 따라 셔터문 개폐 정보, 스프링쿨러 작동 정보, 가스공급 차단장치 작동 정보 중 적어도 하나를 포함할 수 있다.
본 발명에 따르면, 상기 관리자 단말기는 관리서버로부터 관리자 인증을 받아 화재관리수단을 원격으로 제어할 수 있다.
또한, 상기 목적들은, 본 발명에 따르면, 건물에 기설정된 단위 영역별로 사용자 단말기 식별자 정보 및 실시간 환경 파라미터 정보를 수신하여 화재발생 상황정보를 분석하는 단계; 및 상기 단계로부터 분석된 화재발생 상황정보와 이에 따라 제어되는 화재관리수단의 상태정보를 실시간으로 관리서버로부터 수신하여 상기 화재관리수단을 관리자 단말기를 통해 제어하는 단계;를 포함하는, 지능형 화재인식 관리방법으로부터 달성될 수 있다.
본 발명에 따르면, 상기 실시간 환경 파라미터 정보는 건물 내부에 기설정된 단위 영역별 센서들로부터 실시간으로 검출된 화재 발생 시 화염과 온도 및 연기밀도 정보 중 적어도 하나를 포함할 수 있다.
본 발명에 따르면, 상기 화재관리수단의 상태정보는 관리서버가 기설정된 단위 영역별로 화재발생 상황정보에 따라 셔터문 개폐 정보, 스프링쿨러 작동 정보, 가스공급 차단장치 작동 정보 중 적어도 하나를 포함할 수 있다.
본 발명에 따르면, 상기 관리자 단말기는 관리서버로부터 관리자 인증을 받아 화재관리수단을 원격으로 제어할 수 있다.
본 발명에 따르면, 화재발생 시 건물에 기설정된 단위 영역별로 사용자 단말기 식별자 정보 및 실시간 환경 파라미터 정보를 수신하고 화재발생 상황정보를 관리자에게 전송할 수 있으므로 안전관리자 부재 상태에서도 원격으로 관리자 단말기를 통해 화재 현장을 효과적으로 관리하고 대응할 수 있으므로 피해를 줄이는 효과가 있다.
도 1은 기존의 화재대피 경로 체계의 설명도이다.
도 2는 기존의 ICT 기반의 지능형 대피 안내 시스템의 화재대피 경로 체계의 설명도이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 지능형 화재인식 관리 시스템의 예시이다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 지능형 화재인식 관리 시스템 블럭도의 예시이다.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 지능형 화재인식 관리 시스템에서 사용자 단말기와 관리자 단말기로 화재 발생 상황정보를 출력하는 비교분석 출력부의 예시이다.
도 6은 일반적인 건물의 화재대피 안내도의 예시이다.
도 7은 도 6에서 본 발명의 지능형 화재인식 관리 시스템을 통해 최적의 화재대피 경로와 화재 발생 상황정보를 도출하기 위하여 건물 내부를 임의의 단위 영역으로 구획한 예시이다.
도 8은 본 발명의 지능형 화재인식 관리 시스템으로부터 출력되는 화재대피 경로 안내 화면의 예시이다.
도 9는 본 발명의 지능형 화재인식 관리 시스템으로부터 출력되는 화재대피 경로 안내 화면의 또 다른 예시이다.
도 10은 본 발명의 지능형 화재인식 관리 시스템으로부터 출력되는 화재대피 경로 안내 화면의 또 다른 예시이다.
도 11은 본 발명의 지능형 화재인식 관리 시스템에서 관리서버에 설정될 수 있는 단위 영역 구분 관리의 예시이다.
도 12는 본 발명의 지능형 화재인식 관리 시스템에서 관리서버에 설정될 수 있는 단위 영역 구분 및 구분된 단위 영역의 일부통합 관리의 예시이다.
도 13은 본 발명의 지능형 화재인식 관리 시스템에서 관리되는 화재대피 단위 영역별 온도 분포 맵의 예시이다.
도 14는 본 발명의 지능형 화재인식 관리 시스템에서 관리되는 화재대피 단위 영역별 온도 분포 맵에 화재대피 경로를 중첩시켜 관리하는 예시이다.
도 15는 본 발명의 지능형 화재인식 관리 시스템에서 관리되는 사용자 단말기 식별자 위치가 표시된 단위 영역별 온도 프로파일의 예시이다.
도 16은 본 발명의 지능형 화재인식 관리 시스템에서 관리되는 사용자 단말기 식별자 위치가 표시된 단위 영역별 온도 프로파일의 또 다른 예시이다.
도 17은 본 발명의 지능형 화재인식 관리 시스템에서 관리되는 사용자 단말기의 실시간 화면의 예시로서 화재대피 경로와 단위 영역별 온도 프로파일 및 사용자 단말기 식별자의 실시간 위치가 표시된 스마트폰 화면의 예시이다.
도 18은 본 발명의 지능형 화재인식 관리 시스템에서 관리되는 사용자 단말기 식별자 위치가 표시된 단위 영역별 실시간 사용자 단말기 식별자 분포 표시의 예시이다.
도 19는 본 발명의 지능형 화재인식 관리 시스템에서 관리되는 사용자 단말기의 실시간 화면의 예시로서 화재대피 경로와 단위 영역별 온도 프로파일 그리고 사용자 단말기 식별자 수 및 사용자의 실시간 위치가 표시된 스마트폰 화면의 예시이다.
도 20은 본 발명의 지능형 화재인식 관리 시스템에서 실시간 사용자 단말기 식별자 분포를 단위 영역별로 구분하여 보여주는 안전 관리자용 관리자 단말기 화면의 예시이다.
도 21은 본 발명의 지능형 화재인식 관리 시스템에서 단위 영역별 일정시간 동안 움직임이 없는 사용자 단말기 식별자들의 위치를 보여주는 안전관리자용 관리자 단말기 화면의 예시이다.
도 22는 본 발명의 지능형 화재인식 관리 시스템에서 안전관리자가 원격지에서 볼 수 있는 화재발생 상황정보 표시 화면의 예시이다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시 예에 따른 '지능형 화재인식 관리 시스템 및 방법'을 설명하면 다음과 같다.
도 1은 기존의 화재대피 경로 체계의 설명도 이다. 도 1에 도시된 바와 같이, 기존의 화재대피 경로 안내는 화재가 발생한 위치는 고려하지 않고 유도등과 가까운 비상구의 방향을 표시하도록 되어 있어 사용자에게 최적의 화재대피 경로를 제공하지 못하고 있다.
또한, 사용자 단말기로 단순한 화재 문자 메시지만를 전송하는 화재대피 안내 시스템의 경우, 화재가 발생한 긴급 상황에서 건물의 내부 구조를 숙지하지 않은 불특정 다수에게 최적의 화재대피 경로를 제공하지 못하고 있다.
또한, CCTV 입력 영상을 통해 피난자의 수 및 이동 경로를 파악하여 최적의 대피 경로를 생성한 후 디스플레이 장치에 표시하여 대피를 유도하는 화재대피 안내 시스템의 경우, 화재로 인한 정전시 CCTV와 디스플레이 장치의 전원이 모두 꺼지기 때문에 비상 상황에 대응하기 어려워 불특정 다수인들에게 최적의 화재대피 경로를 상시적으로 제공하지 못하고 있다.
도 2는 기존의 ICT 기반의 지능형 대피 안내 시스템의 화재대피 경로 체계의 설명도 이다.
도 2에 도시된 바와 같이, 기존의 ICT 기반의 지능형 대피 안내 시스템은, 사용자 단말기로 화재 발생 푸시 메시지를 전송하고 화재 위치와 대피로 경로를 건물 약도에 표시한 화면을 사용자 단말기로 전송하여 대피를 유도하고 있지만 화재 발생 푸시 메시지는 건물 내에 있는 모든 사용자들에게 동일한 내용을 전송하는 것이므로 각각의 사용자들의 현재위치와 화재발생 지점을 고려한 최적의 대피 경로를 제공하기 어렵다.
이와 같은 기존의 화재인식과 대피 안내 시스템들은 최적의 대피 경로를 효과적으로 제공하기 어려울 뿐만 아니라 스템 운영 및 관리에서 안전관리자에 의존하도록 되어 있기 때문에 안전관리자 부재시 시스템의 운영과 제어가 정상적으로 이루어지기가 어려운 상태이다.
본 발명은 화재발생 시 건물에 기설정된 단위 영역별로 사용자 단말기 식별자 정보 및 실시간 환경 파라미터 정보를 수신하여 화재발생 상황정보를 관리자에게 전송하여 부재 중이거나 원격에서 사용자 단말기 식별자들에 화재 상황정보 전송과 화재관리 수단을 관리자 단말기로 제어할 수 있는 지능형 화재인식 관리 시스템 및 방법으로 제시된다.
또한, 본 발명은 건물 내에서 기설정된 단위 영역별로 화재 발생 시 최적화된 맞춤형 화재대피 경로 및 실시간 환경 파라미터를 사용자 단말기를 통해 제공할 수 있도록 제시될 수 있다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 지능형 화재인식 관리 시스템의 예시이다. 도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 지능형 화재인식 관리 시스템 블럭도의 예시이다. 도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 지능형 화재인식 관리 시스템에서 사용자 단말기로 화재 발생 상황정보를 출력하는 비교분석출력부의 예시이다.
도 3 내지 도 5에 도시된 바와 같이 본 발명의 지능형 화재인식 관리 시스템(100)은, 건물에 기설정된 단위 영역별로 사용자 단말기(300) 식별자 정보 및 실시간 환경 파라미터 정보를 수신하고 화재관리 정보와 연동하여 화재발생 상황정보를 분석하는 관리서버(200), 상기 화재발생 상황정보를 관리서버(200)로부터 수신하고, 관리자 인증 후 화재관리 수단(미도시)을 제어하는 관리자 단말기(310)를 포함하여 구성될 수 있다.
여기서, 관리서버(200)가 관리자를 인증하는 방식은 관리자 단말기에 입력한 아이디와 기억가능한 패스워드를 전송받아 인증하거나, 관리자 단말기의 요청에 따라 시도값을 생성하여 전달하고, 상기 관리자 단말기로부터 응답값을 전달받으면, 상기 시도값에 대응되는 응답값 인지 판단하여 관리자 인증을 수행하는 오티피 인증 방식을 포함할 수 있다.
관리서버(200)는, 기설정된 단위 영역별로 사용자 단말기(300) 식별자와 실시간 환경 파라미터를 수신하여 기저장된 화재 대피유도 패턴 정보와 비교분석하고 도출된 화재대피 안내 정보를 사용자 단말기(300)에 제공하고 화재발생 상황정보를 관리자 단말기(310)에 제공할 수 있다.
또한, 관리서버(200)는, 화재 대피유도 패턴 정보로부터 최적의 화재대피 경로를 도출하고, 상기 최적의 화재대피 경로 이외에 적어도 하나 이상의 차선의 화재대피 경로를 도출하고 이를 사용자 단말기(300)로 송신하여 사용자가 휴대한 사용자 단말기(300)에 사용자 맞춤형의 최적의 화재대피 경로를 최적 경로-차선 경로-차차선 경로 등으로 자유롭게 표시할 수 있다(도 8 내지 도 10 참조).
또한, 관리서버(200)는, 사용자 단말기(300)의 현위치를 실시간으로 분석 판단하고, 그 분석된 위치정보를 사용자 단말기(300)로 송신하여 사용자가 휴대한 사용자 단말기(300)에 표시하도록 함으로써 자신의 현위치를 정확하게 인식하도록 하고 화재대피 경로를 이탈하지 않도록 유도하는 위치인식 정보를 제공할 수 있다(도 8 내지 도 10 참조).
또한, 관리서버(200)는, 최적의 화재대피 경로와 온도 프로파일 그래프를 기 설정된 단위 영역별로 사용자 단말기(300)로 송신하여 사용자가 휴대한 사용자 단말기(300)에 최적의 화재대피 경로와 온도 프로파일을 그래프로 표시하도록 함으로써, 건물에 기설정된 단위 영역에 존재하는 사용자로 하여금 긴급 상황에서 건물(A) 내부상황을 신속하게 파악, 화재에 대응하여 대피할 수 있도록 유도하는 최적의 화재대피 경로와 화재대피 정보를 제공할 수 있다(도 13 내지 도 19 참조).
또한, 관리서버(200)는, 건물(A) 내부의 기설정된 단위 영역들에 존재하는 사용자 단말기 식별자의 수를 판단하고 그 결과를 사용자 단말기(300)로 송신하여 사용자가 휴대한 사용자 단말기(300)에 최적의 화재대피 경로와 각각의 단위 영역들에 존재하는 사용자 단말기 식별자 분포를 그래프로 표시하도록 함으로써, 건물의 기 설정된 단위 영역에 존재하는 사용자로 하여금 긴급 상황에서 건물(A) 내부상황을 신속하게 파악, 화재에 대응하여 대피할 수 있도록 유도하는 최적의 화재대피 경로와 화재대피 정보를 제공할 수 있다(도 13 내지 도 19 참조).
또한, 관리서버(200)는, 건물(A) 내부의 단위 영역에서의 연기밀도를 판단하고 그 결과를 사용자 단말기(300)로 송신하여 사용자가 휴대한 사용자 단말기(300) 에 최적의 화재대피 경로와 각각의 단위 영역의 연기밀도 상태를 그래프로 표시하도록 함으로써, 건물의 기설정된 단위 영역에 존재하는 사용자로 하여금 긴급 상황에서 건물(A) 내부상황을 신속하게 파악, 화재에 대응하여 대피할 수 있도록 유도하는 사용자 맞춤형의 최적의 화재대피 경로와 화재대피 정보를 제공할 수 있다.
또한, 관리서버(200)는, 건물의 기설정된 단위 영역에는 고유주소가 할당되어 건물을 단위 영역별로 구분하여 관리할 수 있다.
또한, 관리서버(200)는, 실시간 환경 파라미터 정보를 건물 내부에 기설정된 단위 영역별 센서들로부터 실시간으로 검출된 화재 발생 시 화염과 온도 및 연기밀도 정보를 분석하고 관리하여 관리자 단말기(310)에 정보로 제공할 수 있다.
또한, 관리서버(200)는, 화재관리수단의 상태정보에 따라 기설정된 단위 영역별로 화재발생 상황정보와 연동하여 셔터문 개폐 정보, 스프링쿨러 작동 정보, 가스공급 차단장치 작동 정보를 관리자 단말기(310)에 정보로 제공할 수 있다.
또한, 관리자 단말기(310)는 관리서버(200)로부터 관리자 인증을 받아 화재관리수단을 원격으로 제어할 수 있다. 여기서, 화재관리수단은 셔터문 개폐 정보, 스프링쿨러 작동 정보, 가스공급 차단장치 작동 정보를 포함할 수 있다.
본 발명의 지능형 화재인식 관리 방법은, 건물(A)에 기설정된 단위 영역별로 사용자 단말기(300) 식별자 정보 및 실시간 환경 파라미터 정보를 수신하여 화재발생 상황정보를 분석하고, 분석된 화재발생 상황정보와 이에 따라 제어되는 화재관리수단의 상태정보를 실시간으로 관리서버(200)로부터 수신하여 화재관리수단을 관리자 단말기(310)를 통해 외부에서 시스템을 관리할 수 있다.
본 발명의 실시 예에 따른 지능형 화재인식 관리 시스템의 구성을 보다 구체적으로 살펴보면 다음과 같다.
본 발명의 지능형 화재인식 관리 시스템(300)은 도 3에 도시된 바와 같이, 통신 네트워크(110)와 통신하는 관리서버(200), 통신 네트워크(110)와 접속 가능한 사용자 단말기(300) 및 관리자 단말기(310), 통신 네트워크(110)와 통신하는 환경 파라미터 수집모듈(400), 사용자 단말기(300) 식별자의 위치를 추적하여 그 위치를 사용자 단말기(300)를 통해 관리서버(200)로 전송하는 위치추적 통신모듈(500)을 포함하여 구성될 수 있다. 통신 네트워크(110)는 통상의 근원거리 통신망을 포함할 수 있다.
사용자 단말기(300) 및 관리자 단말기(310)로는 디스플레이 활성화를 통해 화재 발생시 상황 파악 및 화재대피 안내 역할을 할 수 있는 다양한 형태의 무선통신기기가 이용될 수 있다. 예를 들면 일반적으로 사용되는 휴대 가능한 스마트폰 및 스마트 패드, GUI 등이 대표적이다. 사용자 단말기(300)에는 위치추적 통신모듈(500)과 무선통신을 위한 블루투스 모듈이 탑재될 수 있다. 관리자 단말기(300)에는 유무선 통신망과 통신할 수 있는 통신모듈이 탑재될 수 있다.
환경 파라미터 수집모듈(400)은 화염감지센서(미도시), 온도센서(미도시), 연기밀도검출센서(미도시) 중 적어도 하나를 포함할 수 있다. 화염감지센서나 온도센서 및 연기밀도검출센서들은 건물(A)의 내부를 단위 영역별도 구획한 해당 영역에 사전 설치되어 화재 발생 시 화염과 온도 및 연기밀도(상태)를 감지하여 관리서버(200)로 전송할 수 있다.
환경 파라미터 수집모듈(400)의 설치 위치는 건물(A)의 내부를 단위 영역별로 구획한 각각의 영역에 설치될 수 있다. 이 경우 건물(A)의 내부 발화 지점과 단위 영역별 온도 및 연기밀도를 보다 정교하게 판단하는데 유리할 수 있다.
위치추적 통신모듈(500)은 비콘, 와이파이, 블루투스, NFC, ZigBee, 측위센서, 양방향 무선 개인 영역 통신망(WPAN), 로컬 중계기를 포함할 수 있다.
위치추적 통신모듈(500)은 사용자 단말기(300) 식별자(예를 들면 무선통신이 가능한 블루투스 모듈 등)가 수신되는 경우 사용자 단말기(300)의 위치 신호를 관리서버(200)로 전송하여 사용자 단말기(300)의 위치를 알리게 된다.
예를 들면 위치추적 통신모듈(500)로서 선택 가능한 비콘은 블루투스 4.0(BLE) 프로토콜 기반의 근거리 무선통신기기로 사용될 수 있다. 이 경우 최대 70m 영역의 장치들과 교신될 수 있고 통신 가능영역으로 진입하는 모든 통신기기들이 연속적으로 연결되도록 하는 사물인터넷 구현에 용이하게 이용될 수 있다.
여기서, 건물(A) 내부의 기 설정된 가로세로 면적이 70 X 70m인 경우 위치추적 통신모듈(500)의 수는 적어도 1개 이상 설치될 수 있다. 바람직하게는 사용자 단말기(300) 식별자와 통신 가능 영역을 확장하고 위치 신호의 정확도를 고려하여 건물(A) 내부에 설치되는 위치추적 통신모듈(500)은 사용자 단말기(300) 식별자와 상기 통신에 유리한 삼각 배열로 설치하는 것이 바람직할 수 있다.
위치추적 통신모듈(500)은 사용자 단말기(300) 식별자 위치를 실시간으로 관리서버(200)로 중계할 수 있다. 관리서버(200)로 중계되는 사용자 단말기(300)의 위치신호는 관리서버(200)에 의해 분석되어 사용자 단말기(300)로 전송될 수 있다.
본 발명에 따른 지능형 화재인식 관리 시스템(100)은 건물(A)에 화재 발생 시 관리서버(200)를 통해 사용자 단말기(300) 식별자 위치를 파악하고 화재 발생 지점을 기준으로 도출된 최적 대피 경로와 대피 정보를 사용자 단말기(300)를 휴대한 사용자에게 실시간으로 제공하도록 되어 있다. 관리서버(200)로부터 도출되는 화재인식 대피 정보는 화재 예방 목적으로도 활용될 수 있다.
이와 동시에 본 발명에 따른 지능형 화재인식 관리 시스템(100)은 건물에 기설정된 단위 영역별로 사용자 단말기(300) 식별자 정보 및 실시간 환경 파라미터 정보를 수신하고 화재관리 정보와 연동하여 화재발생 상황정보를 분석하는 관리서버(200)를 통해 안전관리자가 휴대하는 관리자 단말기(310)에 화재발생 상황정보를 실시간으로 제공하도록 되어 있다. 여기서 관리자 단말기(310)는 관리자 인증 후 접속이 허용된 단말기일 수 있다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 지능형 화재인식 관리 시스템 블럭도의 예시이다.
도 4에 도시된 바와 같이 사용자 단말기(300) 및 관리자 단말기(310)는 관리서버(200)와 통신 네트워크(110)에 의해 연결될 수 있다. 관리자 단말기(310)의 위치는 통신 네트워크(110)로 관리서버(200)와 통신 가능한 전 영역 범위일 수 있다.
사용자 단말기(300) 식별자 위치는 위치추척 통신모듈(500)에 의해 관리서버(200)로 데이터를 전송될 수 있는 통신 가능 영역일 수 있다. 위치추적 통신모듈(500)은 건물(A)의 내부에 설치될 수 있으며 사용자 단말기(300)의 위치 인식에서 정확성을 기하기 위해 건물(A) 내부에 복수로 설치될 수 있다.
사용자 단말기(300)의 위치는 위치추적 통신모듈(500)에 의해 실시간으로 추적되어 통신 네트워크(110)를 통해 관리서버(200)에서 인식될 수 있다.
환경 파라미터 모듈(500)로부터 검출되는 신호는 통신 네트워크(110)를 통해 관리서버(200)로 전송될 수 있다. 건물(A) 내 구간 영역별로 구분되어 설치되는 환경 파라미터 모듈(400)은 화재 발생시 발화 상태를 검출하거나 해당 구간 영역의 온도를 검출하여 관리서버(200)로 검출된 정보를 전송할 수 있다.
관리서버(200)는 중앙처리부(210)와 화재 대피유도 패턴 저장부(220) 및 위치분석부(230), 비교분석부(240), 데이터 저장부(250)를 포함할 수 있다.
화재 대피유도 패턴 저장부(220)는 화재대피 경로를 도출하여 사용자에 제공하기 위하여 건물(A)의 내부 구조에 따른 사전 시뮬레이션에 의해 최적의 화재대피 경로로 설계된 임의의 화재 대피유도 패턴이 저장될 수 있다.
화재 대피유도 패턴 저장부(220)에 사전 저장되는 화재 대피유도 패턴의 유형은 단위 영역별로 임의로 구획한 건물(A)의 단위 영역을 기준으로 최선(1st)의 화재대피 경로이거나 차선(2st)의 화재대피 경로, 또는 차차선(3st)의 화재대피 경로...N(...st)의 화재대피 경로일 수 있다.
위치분석부(230)는 사용자 단말기(300) 식별자의 실시간 위치를 위치추적 통신모듈(500)로부터 수신받아 사용자의 위치를 실시간으로 인식하고 파악할 수 있다.
비교분석 출력부(240)는 화재 발생시 환경 파라미터 수집모듈(400)로부터 전송되어 수집되는 환경 파라미터 수집 정보(화재/온도/연기밀도 등)와 사용자 단말기(300) 식별자의 현재 위치를 판단하여 화재 대피유도 패턴 저장부(200)에 사전 저장되어 있는 사전 대피 경로와 비교분석 판단하여 사용자의 현 상황에 맞는 최적의 화재대피 경로를 사용자 단말기(300)로 전송할 수 있다. 여기서, 환경 파라미터 수집모듈(400)로부터 전송되어 수집되는 환경 파라미터 수집 정보(화재/온도/연기밀도 등)는 인가된 관리자 단말기(310)로 전송될 수 있다.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 지능형 화재인식 관리 시스템에서 사용자 단말기와 관리자 단말기에 화재발생 정보를 출력하는 비교분석 출력부의 예시이다.
비교분석 출력부(240)는 도 5에 도시된 바와 같이 사용자 단말기(300) 식별자의 현위치와 환경 파라미터 수집 정보에 따라 최선의 대피 경로를 맞춤형으로 사용자 단말기(300)로 전송하는 대피 경로 출력부(241)를 포함할 수 있다.
비교분석 출력부(240)는 환경 파라미터 수집모듈(400)로부터 수집되는 정보를 사용자 단말기(300)와 관리자 단말기(310)로 전송하는 온도 프로파일 출력부(242)를 포함할 수 있다.
비교분석 출력부(240)는 건물(A) 내 단위 영역별로 구획된 영역별로 사용자 단말기(300) 식별자의 수를 사용자 단말기(300) 식별자의 현위치를 통해 판단하여 기 설정된 단위 영역별 구간의 사용자 단말기 식별자 밀도를 분석한 후 사용자 단말기(300)와 관리자 단말기(310)로 전송하는 사용자 단말기 식별자 밀도 분포 출력부(243)를 포함할 수 있다.
비교분석 출력부(240)는 건물(A) 내 단위 영역으로 구획된 영역별로 발생 되는 연기의 밀도 및 분포를 환경 파라미터 수집모듈(400)로부터 전송받아 판단하여 사용자 단말기(300)와 관리자 단말기(310)로 전송하는 연기 밀도 분포 출력부(244)를 포함할 수 있다.
이와 같이 구성되는 본 발명의 지능형 화재인식 관리 시스템을 보다 구체적으로 살펴보면 다음과 같다.
도 6은 일반적인 건물의 화재대피 안내도의 예시이다. 도 7은 도 6의 화재대피 안내도에 본 발명의 지능형 화재인식 관리 시스템을 연동시켜 최적의 화재대피 경로를 도출하고 관리하기 위하여 건물 내부를 임의의 단위 영역별로 구획한 예시이다.
단위 영역별로 구획된 건물(A)의 내부는 화재 발생시 단위 영역별로 구분되어 화재 발생 지점을 판단할 수 있도록 해주고 화재 발생 지점을 포함하여 단위 영역별 환경 파라미터 정보를 구분 수집하여 최적의 화재대피 경로를 도출하고 이를 사용자 단말기(300)에 표시하도록 하는 동시에 단위 영역별 환경 파라미터 정보를 관리자 단말기(310)에 전송하여 관리자 부재 중 상태에서도 화재발생 상황정보에 따라 외부에서 원격으로 시스템 제어가 가능하도록 할 수 있다.
사용자 단말기(300)는 위치추적 통신모듈(500)에 의해 자신의 위치신호가 실시간으로 관리서버(200)에 전달하며, 화재 예방 또는 발생시 실시간으로 사용자 단말기(300)는 현위치에 속한 단위 영역별로 관리서버(200)로부터 최적의 화재대피 경로를 실시간으로 제공받을 수 있고, 사용자 단말기(300) 식별자의 위치 정보는 관리자 단말기(310)에서 파악될 수 있다.
사용자 단말기(300)에 표시되는 최적의 화재대피 경로 안내 화면은 도 8 내지 도 10에 도시된 바와 같다. 도 8 내지 도 10에서 최적의 화재대피 경로는 사용자 단말기(300)의 '최초 위치'를 기준으로 장애물을 피하여 '출입구'까지 도달하는 최단거리의 대피경로일 수 있다.
도 8은 본 발명의 맞춤형 화재인식 대피 안내 시스템으로부터 출력되는 화재대피 경로 안내 화면의 예시로서, 사용자 단말기(300)의 최초 위치(별 모양의 기호)를 기준으로 적색선이 '최적 경로'이고, 청색선이 '차선 경로'로 지정되어 표시된 예이다.
도 9는 본 발명의 맞춤형 화재인식 대피 안내 시스템으로부터 출력되는 화재대피 경로 안내 화면의 또 다른 예시로서, 사용자 단말기(300)의 최초 위치(별 모양의 기호)를 기준으로 적색선이 '최적 경로'이고, 청색선이 '차선 경로'로, 자주색선이 '차차선 경로'로 지정되어 표시된 예이다.
도 10은 본 발명의 맞춤형 화재인식 대피 안내 시스템으로부터 출력되는 화재대피 경로 안내 화면의 또 다른 예시로서, 사용자 단말기(300)의 최초 위치(별 모양의 기호)를 기준으로 적색선이 '최적 경로'이고, 청색선이 '차선 경로'로, 자주색선이 '차차선 경로'로 지정되어 표시되고 단위 영역 간 구획선이 표시된 예이다.
본 발명은 화재가 발생한 경우 도 10에 도시된 바와 같이 사용자의 최초 위치를 고려하여 최적, 차선 및 차차선 화재대피 경로를 사용자 어플리케이션을 통해 제공할 수 있다.
도 11은 본 발명의 맞춤형 화재인식 대피 안내 시스템에서 관리서버에 설정될 수 있는 단위 영역 구분 관리의 예시이다.
도 11에서 가로 단위는 영역(1,1) 내지 영역(7,1)이고, 세로 단위는 영역(1,1) 내지 영역(1,6)이다. 여기서, 사용자 단말기를 휴대한 사용자 위치는 영역(1,4)이고, 화재발생 위치는 영역(2,6)인 예이다.
도 11에 도시된 바와 같이 관리서버(200)의 화재 대피유도 패턴 저장부(220)에는 건물의 전 영역을 단위 영역으로 나눈 후 각 단위 영역에 고유주소를 할당하고 화재가 발생한 위치와 사용자의 현재 위치가 속한 단위 영역을 기준으로 최적, 차선, 차차선 화재대피 경로가 룩업 테이블 등으로 미리 설정되어 저장될 수 있다.
화재 등의 재난이 발생하는 경우 화재 대피유도 패턴 저장부(220)에 저장된 화재대피 경로들 중에서 사용자가 속한 영역과 화재발생 위치에 해당되는 최적, 차선 및 차차선 대피경로를 선택하여 어플리케이션을 활성화 시킨 사용자 단말기(300)의 화면에 표시할 수 있다. 화재 발생 문자경고 메시지의 발송도 포함할 수 있다. 이때 사용자가 이동하는 위치는 위치추적 통신모듈(500)과의 통신으로 해당 화면상에 실시간으로 표시될 수 있다.
도 11의 영역 구분은 하나의 예시이다. 실제로는 전체 영역을 더 세밀하게 나누어 관리서버(200)에 프로그래밍된 알고리즘에 의한 정밀 분석도 가능하므로 정교한 화재대피 경로들을 도출할 수 있다.
최적의 화재대피 경로는 사전 조건에 따라 다양한 인자가 포함된 함수를 반영하여 자동으로 도출될 수 있다. 방재전문가 또는 안전관리 전문가의 자문을 받아 특정 지역의 여러 조건 및 경우에 적합한 화재대피 경로를 사전 시뮬레이션 등을 통해 지정하여 자유롭게 도출할 수 있다. 도출된 경로들은 우선순위를 정하여 관리서버(200)의 데이터 저장부(250)에 저장될 수 있다.
도 12는 본 발명의 맞춤형 화재인식 대피 안내 시스템에서 관리서버에 설정될 수 있는 화재대피 관리용 단위영역 구분 및 구분된 단위영역의 일부통합 관리의 예시이다.
도 12에 도시된 바와 같이 단위 영역별로 구분된 각각의 영역 특성이 유사한 경우에는 통합하여 대피 경로를 안내함으로써 관리 효율을 높일 수 있다.
예를 들면 도 12에서 동일 영역에 있는 사용자들에게 동일한 대피 경로를 안내할 수 있다. 영역(1,1), 영역(1,2), 영역(1,3), 영역(2,1), 영역(2,2), 영역(2,3) 등과 같이 환경 프로파일 수집모듈(400)로부터 수집되는 정보를 활용하거나 동일한 기능을 가진 영역들을 분류하고 그 분류된 영역들은 통합하여 하나의 새로운 단위 영역으로 관리함으로써 화재대피 경로 안내를 보다 효율적으로 수행할 수 있다. 도 12에서 동일한 색상으로 표시된 단위 영역들은 서로 유사한 기능을 가진 단위 영역들로서 통합 관리가 가능할 수 있다.
또한 각 영역에 설치된 환경 프로파일 수집모듈(400) 중 온도검출센서와 연계하여 도 13에 도시된 바와 같이 단위 영역별 온도를 맵 상에 온도 구분 색도표로 사용자 단말기(300)에 표시해 줌으로써 사용자가 화재발생 지역과 위험지역을 쉽게 인지하고 우회할 수 있는 화재대피 정보를 제공할 수 있다.
도 13은 본 발명의 맞춤형 화재인식 대피 안내 시스템에서 관리되는 화재대피 관리용 단위 영역별 온도 분포 맵의 예시이다.
도 13에서 화재발생 위치는 영역(2,6)으로 구분될 수 있고 진한 적색으로 표시된 예이다. 여기서 색도가 진한 적색은 실내 평균기온보다 높은 정도를 나타낼 수 있다. 청색으로 표시된 부분은 실내 평균기온보다 낮은 온도로 나타낼 수 있다. 필요할 경우 온도를 숫자로 직접 단위 영역 안에 표시하여 화재대피 정보로 제공할 수 있다.
도 14는 본 발명의 맞춤형 화재인식 대피 안내 시스템에서 관리되는 화재대피 관리용 단위영역별 온도 분포 맵에 화재대피 경로를 중첩시켜 관리하는 예시이다.
도 14에서 도시된 바와 같이 본 발명은 영역별 온도 분포 맵에 최적, 차선 및 차차선 화재대피 경로를 중첩시켜 표시함으로써 사용자가 화재 상황을 판단하고 이해하면서 능동적으로 대피하도록 유도할 수 있다. 도 14를 참조하면 환경 파라미터 수집모듈(400)로부터 수집되는 온도 프로파일이 반영되어 도 10의 차차선 화재대피 경로가 점선으로 수정되어 표시된 것을 확인할 수 있다. 이때 화재대피 경로와 사용자의 실시간 현재 위치는 어플리케이션을 통하여 사용자 단말기(300) 화면에 표시될 수 있다.
도 15는 본 발명의 맞춤형 화재인식 대피 안내 시스템에서 관리되는 사용자 현위치가 표시된 단위 영역별 온도 프로파일의 예시이다. 도 16은 본 발명의 맞춤형 화재인식 대피 안내 시스템에서 관리되는 사용자 현위치가 표시된 단위 영역별 온도 프로파일의 또 다른 예시이다.
도 15 및 도 16에 도시된 바와 같이 사용자의 현재 위치가 표시된 온도 프로파일 그래프 도표는 어플리케이션을 통해 사용자 단말기(300)의 화면에 표시할 수 있다. 도 15 및 도 16을 참조하면 단위 영역 중 영역(2,4)의 온도가 피크를 이루고 있다.
도 17은 본 발명의 맞춤형 화재인식 대피 안내 시스템에서 관리되는 사용자의 실시간 화면의 예시로서 화재대피 경로와 단위 영역별 온도 프로파일 및 사용자의 실시간 위치가 표시된 스마트폰 화면의 예시이다.
본 발명은 사용자의 현재 위치가 표시된 영역별 사용자 분포가 표시된 화면을 어플리케이션을 통해 사용자 단말기 화면에 표시할 수 있다.
도 18은 본 발명의 맞춤형 화재인식 대피 안내 시스템에서 관리되는 사용자 현위치가 표시된 단위 영역별 실시간 사용자 단말기 식별자 분포 표시의 예시이다. 도 18을 참조하면 단위 영역 중 영역(3,2)에서 사용자 단말기 식별자 수(사용자 단말기의 수)가 피크를 이루고 있다.
도 19는 본 발명의 맞춤형 화재인식 대피 안내 시스템에서 관리되는 사용자의 실시간 화면의 예시로서 화재대피 경로와 단위 영역별 온도 프로파일 그리고 사용자 단말기 식별자의 수 및 사용자의 실시간 위치가 표시된 스마트폰 화면의 예시이다.
도 20은 본 발명의 지능형 화재인식 관리 시스템에서 실시간 사용자 단말기 식별자 분포를 단위 영역별로 구분하여 보여주는 안전 관리자용 관리자 단말기 화면의 예시이다.
도 21은 본 발명의 지능형 화재인식 관리 시스템에서 단위 영역별 일정시간 동안 움직임이 없는 사용자 단말기 식별자들의 위치를 보여주는 안전관리자용 관리자 단말기 화면의 예시이다.
도 20에 도시된 바와 같이 건물 내부에 단위 영역별로 구분되어 분포하는 대피자가 사용자 단말기(300)를 휴대한 경우 관리자 단말기(310)의 화면에 단위 영역별로 구분되어 보여 지게 된다.
관리자 단말기(310)에는 대피자의 동적 움직임 상태가 표시될 수 있다. 예를 들면 검정색 x 마킹을 동적 움직임이 있는 상태로, 일정시간 움직임이 없는 상태를 적색 x 마킹으로 가정하여 표시하는 경우, 안전관리자는 부재 중 외부에서도 관리자 단말기(310)의 화면을 보고 긴급 구조 위치가 어디인지를 정확하게 인지하고 판단하여 긴급 구조에 효과적으로 대응할 수 있으므로 피해를 줄일 수 있게 된다.
도 21은 본 발명의 지능형 화재인식 관리 시스템에서 단위 영역별 일정시간 동안 움직임이 없는 사용자 단말기 식별자들의 위치를 보여주는 안전관리자용 관리자 단말기 화면의 예시이다.
도 21에 도시된 바와 같이 관리자 단말기(310)의 화면에 일정시간 움직임이 없는 상태만을 추출하여 적색 x 마킹으로 표시하는 경우, 실시간 화재 현장 상황에 따른 긴급 구조를 보다 빠르게 하는데 유리할 수 있다.
또한, 사용자 단말기(300) 식별자의 위치는 그대로 관리자 단말기(310)에 표시될 수 있기 때문에 대피자가 많이 몰려있는 비상구의 병목현상으로 대피가 곤란하다고 판단되면 안전관리자는 화재대피 경로를 다양한 방법으로 화재 현장에 전달하여 피해를 줄일 수 있다.
도 22는 본 발명의 지능형 화재인식 관리 시스템에서 안전관리자가 원격지에서 볼 수 있는 화재발생 상황정보 표시 화면의 예시이다.
안전관리자는 원격지에서 관리서버(200)에 접속 인증을 받은 후 자신의 관리자 단말기(310)를 통해 화재 현장의 대피자 분포와 특정 대피자의 최적, 차선 및 차차선 화재대피 경로 안내 화면을 선택하여 볼 수 있기 때문에 화재 예방 및 대피 경로 안내 임무를 효과적으로 수행할 수 있다.
안전관리자는 관리자 단말기(310)를 통해 안전 관리 영역 내에 있는 모든 대피자들의 위치를 파악할 수 있어 대피자들이 밀집된 출구를 피할 수 있도록 기존의 최적 화재대피 경로를 무시하고 강제로 재설정할 수도 있다.
안전관리자는 화재발생 상황정보를 관리자 단말기(310)로 받아 즉각적으로 판단할 수 있기 때문에 화재관리수단들, 예를 들면 건물에 기설정된 단위 영역별 화재발생 상황정보에 따라 셔터문 작동, 스프링 쿨러 작동, 가스 공급 차단 등과 같은 화재 현장 관리 임무를 신속하고 효과적으로 수행할 수 있다.
이에 따라 관리자와 사용자는 화재 발생시 현장 화재 상황과 대피 상황 및 예상 피해 상황 등을 종합적으로 판단하여 실시간 현장 상황에 따라 능동적으로 대응할 수 있으므로 화재에 따른 피해를 최소화할 수 있게 된다.
상술한 바와 같이 본 발명은 도면으로 나타낸 실시 예를 참고로 설명되었으나 실시 예로 한정되지 않으며 본 발명의 요지를 벗어나지 않은 범위 내에서 수정 및 변형하여 실시할 수 있으며 수정과 변형이 이루어진 것은 본 발명의 기술 사상에 포함된다.
100: 맞춤형 화재인식 대피 안내 시스템
110: 통신 네트워크 200: 관리서버
210: 중앙처리부 220: 화재 대피유도 패턴 저장부
230: 위치분석부 240: 비교분석 출력부
241: 대피경로 출력부 242: 온도 프로파일 출력부
243: 사용자 단말기 식별자 밀도분포 출력부
244: 연기 밀도분포 출력부 250: 데이터 저장부
300: 사용자 단말기 310: 관리자 단말기
400: 환경 파라미터 수집모듈 500: 위치추적 통신모듈

Claims (8)

  1. 건물에 기설정된 단위 영역별로 사용자 단말기 식별자 정보 및 실시간 환경 파라미터 정보를 수신하여 화재발생 상황정보를 분석하고 화재관리수단을 제어하는 관리서버; 및 상기 화재발생 상황정보와 이에 따라 제어되는 화재관리수단의 상태정보를 실시간으로 관리서버로부터 수신하고 상기 화재관리수단을 원격으로 제어할 수 있는 관리자 단말기;를 포함하며,
    상기 관리서버는, 화재대피 경로를 도출하기 위하여 건물의 내부 구조에 따른 사전 시뮬레이션에 의해 최적의 화재대피 경로로 설계된 임의의 화재 대피유도 패턴이 저장되고, 화재가 발생한 위치와 사용자의 현재 위치가 속한 단위 영역을 기준으로 최적, 차선, 차차선 화재대피 경로가 설정되고 저장되는 화재 대피유도 패턴 저장부; 및 상기 건물 내 단위 영역별로 구획된 영역별로 사용자 단말기의 수를 사용자 단말기의 현위치를 통해 판단하여 기 설정된 단위 영역별 구간의 사용자 단말기 식별자 밀도를 분석한 후 사용자 단말기로 전송하는 사용자 단말기 식별자 밀도 분포 출력부로 이루어지는 비교분석 출력부;를 포함하는, 지능형 화재인식 관리시스템.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 실시간 환경 파라미터 정보는 건물 내부에 기설정된 단위 영역별 센서들로부터 실시간으로 검출된 화재 발생 시 화염과 온도 및 연기밀도 정보 중 적어도 하나를 포함하는, 지능형 화재인식 관리시스템.
  3. 제 1 항에 있어서,
    상기 화재관리수단의 상태정보는 관리서버가 기설정된 단위 영역별로 화재발생 상황정보에 따라 셔터문 개폐 정보, 스프링쿨러 작동 정보, 가스공급 차단장치 작동 정보 중 적어도 하나를 포함하는, 지능형 화재인식 관리시스템.
  4. 제 1 항에 있어서,
    상기 관리자 단말기는 관리서버로부터 관리자 인증을 받아 화재관리수단을 원격으로 제어하는, 지능형 화재인식 관리시스템.
  5. 건물에 기설정된 단위 영역별로 사용자 단말기 식별자 정보 및 실시간 환경 파라미터 정보를 수신하여 화재발생 상황정보를 분석하는 단계; 및 상기 단계로부터 분석된 화재발생 상황정보와 이에 따라 제어되는 화재관리수단의 상태정보를 실시간으로 관리서버로부터 수신하여 상기 화재관리수단을 관리자 단말기를 통해 제어하는 단계;를 포함하며,
    상기 제어 단계는, 건물의 내부 구조에 따른 사전 시뮬레이션에 의해 최적의 화재대피 경로로 설계된 임의의 화재 대피유도 패턴으로부터 화재가 발생한 위치와 사용자의 현재 위치가 속한 단위 영역을 기준으로 최적, 차선, 차차선 화재대피 경로를 사용자 단말기에 표시하는 단계; 및 상기 건물 내 단위 영역별로 구획된 영역별로 사용자 단말기의 수를 사용자 단말기의 현위치를 통해 판단하여 기 설정된 단위 영역별 구간의 사용자 단말기 식별자 밀도를 분석한 후 사용자 단말기로 전송하는 단계;를 포함하는, 지능형 화재인식 관리방법.
  6. 제 5 항에 있어서,
    상기 실시간 환경 파라미터 정보는 건물 내부에 기설정된 단위 영역별 센서들로부터 실시간으로 검출된 화재 발생 시 화염과 온도 및 연기밀도 정보 중 적어도 하나를 포함하는, 지능형 화재인식 관리방법.
  7. 제 5 항에 있어서,
    상기 화재관리수단의 상태정보는 관리서버가 기설정된 단위 영역별로 화재발생 상황정보에 따라 셔터문 개폐 정보, 스프링쿨러 작동 정보, 가스공급 차단장치 작동 정보 중 적어도 하나를 포함하는, 지능형 화재인식 관리방법.
  8. 제 5 항에 있어서,
    상기 관리자 단말기는 관리서버로부터 관리자 인증을 받아 화재관리수단을 원격으로 제어하는, 지능형 화재인식 관리방법.

















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