KR101973612B1 - 위치추적 기능을 갖는 개인선량계 및 이를 이용한 실시간 해체작업자 안전관리 시스템 - Google Patents
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Abstract
본 발명은 위치추적이 가능한 개인선량계에 있어서, UWB 통신 기반으로 다수의 발신기와 무선 송수신을 수행하는 통신부; 발신기와 개인선량계 사이의 거리를 이용하여 상기 개인선량계의 위치정보를 검출하는 컨트롤유닛; 방사능 여부를 검출하고, 검출된 방사능의 방사선 수치정보를 검출하는 방사능검출부; 상기 개인선량계의 위치정보와 방사선 수치정보를 표시하는 디스플레이부; 및 상기 방사선 수치정보의 위험도를 알림하여 주는 알림부;를 포함하여 구성되는 것을 기술적 특징으로 한다.
또한, 본 발명은 개인선량계를 이용한 실시간 해체작업자 안전관리 시스템에 있어서, 개인선량계; 및 상기 개인선량계로부터 위치정보와 방사선 수치정보를 수신받아 저장 및 관리할 수 있도록 하는 안전관리부;을 포함하여 구성되는 것을 기술적 특징으로 한다.
또한, 본 발명은 개인선량계를 이용한 실시간 해체작업자 안전관리 시스템에 있어서, 개인선량계; 및 상기 개인선량계로부터 위치정보와 방사선 수치정보를 수신받아 저장 및 관리할 수 있도록 하는 안전관리부;을 포함하여 구성되는 것을 기술적 특징으로 한다.
Description
본 발명은 원자력발전소 및 관련시설 그리고 이의 해체작업에서 발생할 수 있는 작업자의 안전사고를 예방하기 위한 개인선량계 및 안전관리 시스템에 관한 것이다.
더욱 상세하게는, 실시간 위치추적이 가능한 개인선량계를 통해 해체작업자의 위치정보와 방사선 수치정보(방사선량)를 실시간으로 모니터링하고, 이를 관리하는 안전관리부에 전송함으로써, 안전관리부로 전송된 정보와 시설의 설계 및 운영 정보를 종합하여 해체작업 정보 및 안전관리 정보를 작업자에게 전달하여 안전한 작업이 이루어질 수 있도록 하는 위치추적 기능을 갖는 개인선량계 및 이를 이용한 실시간 해체작업자 안전관리 시스템에 관한 것이다.
방사선은 불안정한 방사성 핵종이 좀 더 안정한 핵종으로 변환될 때 방출되는 입자나 전자파의 형태를 갖고있는 에너지의 집합체로서, 어떤 매질을 직접 또는 간접으로 전리시킬 수 있는 에너지의 흐름이다. 방사선은 크게 이온화 방사선과 비이온화 방사선으로 나뉘는데, 흔히 우리가 '방사선'이라고 부르는 것은 '이온화 방사선'을 의미하는 경우가 많다. 이온화 방사선이란 강력한 에너지를 가지고 있어 물질을 통과할 때 이들을 이온화시킨다는 뜻에서 붙여진 이름이며, 알파 입자나 베타 입자, 엑스선, 감마선 등이 이온화 방사선의 대표적인 종류들이다.
방사성 물질에서 발생하는 이온화 방사선(방사선으로 통칭)에 노출되면, 이에 의해 생체 조직 구성 성분들이 이온화되는 현상이 나타난다. 직접적으로 생체를 구성하는 단백질이나 세포막, DNA 등이 직접 이온화되기도 하지만, 더욱 많이 발생하고 더 심한 손상을 입히는 것은 물의 이온화 현상으로 알려져 있다. 물은 신체의 70% 이상을 차지할 정도로 가장 많이 존재하는 분자이며, 물의 이온화는 강력한 산화 효과를 지닌 과산화물을 생성하기 때문이다.
이러한 위험성으로 인해, 해체작업자 등 방사선 종사자의 안전을 위해서 누적 방사선 피폭량을 실시간으로 알려주는 개인선량계(Automated Desiometry Record: ADR)가 이용되고 있다.
그러나 종래 개인선량계는 작업자가 소지한 채 작업을 하는 과정에서 단순히, 현재 위치에서의 방사능 수치만을 알림하여 주기 때문에 사고가 발생되어 방사능 수치가 급격하게 올라가거나 또는 해체작업 중 나타날 수 있는 건물 붕괴와 같은 안전사고에 대처가 어려운 문제점이 있다.
본 발명은 위와 같은 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로, 본 발명에서 해결하고자 하는 과제는 실시간 위치추적이 가능한 개인선량계를 통해 해체작업자의 위치정보와 방사선 수치정보(방사선량)를 실시간으로 모니터링하고, 이를 관리하는 안전관리부에 전송함으로써, 안전관리부로 전송된 정보와 시설의 설계 및 운영 정보를 종합하여 해체작업 정보 및 안전관리 정보를 작업자에게 전달하여 안전한 작업이 이루어질 수 있도록 하는 위치추적 기능을 갖는 개인선량계 및 이를 이용한 실시간 해체작업자 안전관리 시스템을 제공하는 데 있다.
위와 같은 과제를 해결하기 위하여 본 발명에 따른 위치추적 기능을 갖는 개인선량계는 UWB 통신 기반으로 다수의 발신기와 무선 송수신을 수행하는 통신부; 발신기와 개인선량계 사이의 거리를 이용하여 개인선량계의 위치정보를 검출하는 컨트롤유닛; 방사능 여부를 검출하고, 검출된 방사능의 방사선 수치정보를 검출하는 방사능검출부; 개인선량계의 위치정보와 방사선 수치정보를 표시하는 디스플레이부; 및 방사선 수치정보의 위험도를 알림하여 주는 알림부;를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 위치추적 기능을 갖는 개인선량계를 제공함으로써, 기술적 과제를 해결하고자 한다.
또한, 본 발명은 개인선량계를 이용한 실시간 해체작업자 안전관리 시스템에 있어서, 개인선량계; 및 상기 개인선량계로부터 위치정보와 방사선 수치정보를 수신받아 저장 및 관리할 수 있도록 하는 안전관리부;을 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 위치추적 기능을 갖는 개인선량계를 이용한 실시간 해체작업자 안전관리 시스템를 제공함으로써, 기술적 과제를 해결하고자 한다.
본 발명은 실시간 위치추적이 가능한 개인선량계를 통해 해체작업자의 위치정보와 방사선 수치정보(방사선량)를 실시간으로 모니터링하고, 이를 관리하는 안전관리부에 전송함으로써, 안전관리부로 전송된 정보와 시설의 설계 및 운영 정보를 종합하여 해체작업 정보 및 안전관리 정보를 작업자에게 전달하여 안전한 작업이 이루어질 수 있도록 하는 현저한 효과를 보유하고 있다.
또한, TDOA(time different of arrive) 또는 TOA(time or arrive) 방식을 통한 삼각측위 방법과 UWB 통신 방법을 이용하여 개인선량계의 위치를 파악함으로써, 발전소 건물의 두꺼운 외벽으로 인해 외부와 통신이 이루어지지 않는 문제점을 방지하고, 사고 발생시에도 작업자의 위치를 용이하게 확인할 수 있도록 하는 현저한 효과를 보유하고 있다.
또한, 주행로봇을 통해 발전소 설계자료와 결합하여 임시지도를 생성하고, 작업자가 이동할 수 없는 협소한 위치에서도 방사선 수치정보의 취득이 가능함으로써, 작업하고자 하는 발전소 내부 전역에서의 방사능량을 정량화할 수 있는 현저한 효과를 보유하고 있다.
도 1은 본 발명에 따른 위치추적 기능을 갖는 개인선량계 및 이를 이용한 실시간 해체작업자 안전관리 시스템의 개략 구성도이다.
도 2는 본 발명에 따른 위치추적 기능을 갖는 개인선량계를 나타낸 개략 구성도이다.
도 3은 본 발명에 따른 위치추적 기능을 갖는 개인선량계가 시설 내에 위치한 예를 나타낸 도면이다.
도 4는 본 발명에 따른 위치추적 기능을 갖는 개인선량계를 이용한 실시간 해체작업자 안전관리 시스템을 나타낸 개략 구성도이다.
도 5는 본 발명에 따른 위치추적 기능을 갖는 개인선량계 및 이를 이용한 실시간 해체작업자 안전관리 시스템이 적용되는 사례를 나타낸 도면이다.
도 2는 본 발명에 따른 위치추적 기능을 갖는 개인선량계를 나타낸 개략 구성도이다.
도 3은 본 발명에 따른 위치추적 기능을 갖는 개인선량계가 시설 내에 위치한 예를 나타낸 도면이다.
도 4는 본 발명에 따른 위치추적 기능을 갖는 개인선량계를 이용한 실시간 해체작업자 안전관리 시스템을 나타낸 개략 구성도이다.
도 5는 본 발명에 따른 위치추적 기능을 갖는 개인선량계 및 이를 이용한 실시간 해체작업자 안전관리 시스템이 적용되는 사례를 나타낸 도면이다.
본 발명의 실시예들에 대한 이점 및 특징, 그리고 그것들을 달성하는 방법은 첨부되는 도면과 함께 상세하게 후술되어 있는 실시예들을 참조하면 명확해질 것이다. 그러나 본 발명은 이하에서 개시되는 실시예들에 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 구현될 수 있으며, 단지 본 실시예들은 본 발명의 개시가 완전하도록 하고, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 발명의 범주를 완전하게 알려주기 위해 제공되는 것이며, 본 발명은 청구항의 범주에 의해 정의될 뿐이다. 명세서 전체에 걸쳐 동일 참조 부호는 동일 구성요소를 지칭한다.
본 발명의 실시예들을 설명함에 있어서 공지 기능 또는 구성에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명을 생략할 것이다. 그리고 본 명세서 및 청구범위에 사용된 용어나 단어는 본 발명의 실시예에서의 기능을 고려하여 정의된 용어들로서, 통상적이거나 사전적인 의미로 한정해서 해석되어서는 안되며, 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 실시예와 도면에 도시된 구성은 본 발명의 가장 바람직한 실시예에 불과할 뿐이고 본 발명의 기술적 사상을 모두 대변하는 것이 아니므로, 본 출원시점에 있어서 이들을 대체할 수 있는 다양한 균등물과 변형 예들이 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.
먼저, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 여러 실시예들을 상세히 설명하기 전에, 다음의 상세한 설명에 기재되거나 도면에 도시된 구성요소들의 방향(예를 들어 "전", "후", "좌", "우", "위", "아래", "상", "하", "횡", "종", "정면", "배면", "일측", "타측", "내측" 및 "외측") 등과 같은 용어들에 관하여 단순히 특정 방향을 가져야 함을 나타내거나 의미하지 않으며, 이러한 방향의 기재는 첨부된 도면을 참조하여 구성간의 설명을 용이하게 하기 위함을 밝혀둔다.
본 발명에 따른 위치추적 기능을 갖는 개인선량계 및 이를 이용한 실시간 해체작업자 안전관리 시스템은 실시간 위치추적이 가능한 개인선량계(10)를 통해 해체작업자의 위치정보와 방사선 수치정보(방사선량)를 실시간으로 모니터링하고, 이를 관리하는 안전관리부(30)에 전송함으로써, 안전관리부(30)으로 전송된 정보와 시설의 설계 및 운영 정보를 종합하여 해체작업 정보 및 안전관리 정보를 작업자에게 전달하여 안전한 작업이 이루어질 수 있도록 하는 위치추적 기능을 갖는 개인선량계 및 이를 이용한 실시간 해체작업자 안전관리 시스템에 관한 것이다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명에 따른 위치추적 기능을 갖는 개인선량계 및 이를 이용한 실시간 해체작업자 안전관리 시스템에 대해 상세히 설명한다.
먼저, 본 명세서에서 위치정보는 작업자의 현재 위치를 좌표화한 것을 의미한다.
도 1은 본 발명에 따른 위치추적 기능을 갖는 개인선량계 및 이를 이용한 실시간 해체작업자 안전관리 시스템의 개략 구성도이다.
본 발명에 따른 위치추적 기능을 갖는 개인선량계 및 이를 이용한 실시간 해체작업자 안전관리 시스템은 해체작업 중 나타날 수 있는 안전사고는 크게 방사능누출, 건물붕괴로 인한 사고로 볼 수 있으며, 작업자가 이를 미리 감지하고 대책을 마련할 수 있도록 하여 안전을 확보할 수 있도록 하는 것으로, 개인선량계(10), 주행로봇(20), 안전관리부(30) 및 스마트안경(40)을 포함하여 구성된다.
이하, 도 2 및 도 3을 참조하여 개인선량계(10)에 대해 상세히 설명한다.
도 2는 본 발명에 따른 위치추적 기능을 갖는 개인선량계를 나타낸 개략 구성도이며, 도 3은 본 발명에 따른 위치추적 기능을 갖는 개인선량계가 시설 내에 위치한 예를 나타낸 도면이다.
개인선량계(10)는 거리에 따른 신호의 지연 및 도착시간을 활용하여 위치추적이 가능하며, 작업자가 소지한 채 해체작업에 임하게 됨으로써, 방사선 수치정보와 위험 여부를 알림하여 주는 기능을 수행하는 것으로, 통신부(11), 컨트롤유닛(12), 방사능검출부(13), 디스플레이부(14) 및 알림부(15)를 포함하여 구성된다.
통신부(11)는 개인선량계(10)와 다수의 발신기(50) 간 무선 송수신이 이루어지도록 하여, 상기 개인선량계(10)의 위치추적이 이루어질 수 있도록 한다.
이러한 통신부(11)는 UWB 통신 기반으로 도 3에 도시된 바와 같이, 다수의 발신기(50)와 무선 송수신이 이루어지도록 하며, 상세하게는 후술되는 컨트롤유닛(12)에서 측정된 다수의 발신기(50) 신호의 관계에 의해 상기 개인선량계(10)의 위치를 측정할 수 있도록 하는 것으로, 설정 방식에 따라 신호의 도달시간(TOA, Time of Arrival) 또는 신호의 도달 시간차(TDOA, Time Difference of Arrival) 중 선택된 하나에 기초하여 거리 정보를 계산할 수 있다.
즉 개인선량계(10)는 UWB(Ultra-WideBand) 기술 기반의 삼각측량과 TOA(Time of Arrival) 또는 TDOA(Time Difference of Arrival) 방식에 의한 정밀 측위를 통해 정확한 위치를 검출할 수 있다.
이때, TOA(Time of Arrival)를 이용하는 경우, 하나의 발신기(50)에서 수신한 개인선량계(10)의 UWB 신호의 도달시간, UWB 측위 구간에 배치된 나머지 2개 이상의 발신기(50)에서 수신한 UWB 신호의 도달 시간의 차이에 기초하여 개인선량계(10) 위치정보가 결정될 수 있다.
예를 들어, 다수의 발신기(50) 각각을 중심으로 신호 도달 시간 값에 해당하는 거리를 반지름으로 하는 원이 가상으로 생성될 수 있으며, 다수의 발신기(50)가 3개인 경우, 3개의 원이 생성될 수 있고, 기준이 되는 하나의 발신기(50)는 3개의 원들이 교점을 개인선량계(10)의 위치정보로 결정할 수 있다. 이때, 다수의 발신기(50)들 및 개인선량계(10) 간에는 시간 동기가 이루어질 있다.
또한, TDOA(Time Difference of Arrival)를 이용하는 경우, 하나의 발신기(50)에서 수신한 UWB 신호의 도달 시간 및 이웃한 다른 발신기(50)에서의 UWB 신호의 도달시간 차이에 기초하여 여러 개의 쌍곡선이 생성될 수 있으며, 생성된 쌍곡선들의 교점이 개인선량계(10)의 위치로 결정될 수 있다.
예를 들어, 기준이 되는 하나의 발신기(50)에서 UWB 신호를 수신한 이후, 이웃한 다른 발신기(50)에서 UWB 신호를 수신한 경우, 기준이 되는 하나의 발신기(50)에서 UWB 신호를 수신한 시각을 기준으로 이웃한 다른 발신기(50)에서 UWB 신호를 수신한 시각 간의 차이를 계산할 수 있다. 상기 차이는 TDOA 측정값이 되며, 2개 이상의 측정값이 존재하는 경우, 기준이 되는 하나의 발신기(50)는 상기 2개 이상의 측정값을 이용하여 개인선량계(10)와의 거리를 계산할 수 있다. 이때, 2개의 거리가 계산될 수 있으며, 기준이 되는 하나의 발신기(50)는 생성된 2개의 거리 중 어느 하나를 이용하여 개인선량계(10)의 위치정보를 결정할 수 있다.
설계조건에 따라, 2개의 거리 중 어느 하나를 개인선량계(10)의 위치정보에 해당하는 거리 파라미터로 선별하는 별도의 프로세스가 구비되어 이용될 수 있다.
다른 예로, 3개 이상의 TDOA 측정값이 생성된 경우, 기준이 되는 하나의 발신기(50)는 3개 이상의 TDOA 측정값을 이용하여 개인선량계(10)와의 거리를 한번에 계산하여 개인선량계(10)의 위치정보를 결정할 수 있다.
이외에도, 다수의 발신기(50)에서 개인선량계(10)의 UWB 신호를 수신한 방향에 기초하여 상기 개인선량계(10)의 위치정보가 결정될 수도 있다.
예를 들어, 예를 들어, AOA(Angle of Arrival)에 기초하여, 두 개 이상의 발신기(50)에서 개인선량계(10)로부터 전송된 UWB 신호의 방향을 배열 안테나를 이용하여 업링크(uplink) 신호의 도달각을 측정함에 따라 방향각을 계산할 수 있다. 기준이 되는 하나의 발신기(50)는 2개 이상의 방향각에 기초하여 개인선량계(10)의 위치정보를 결정할 수 있으며, 기준이 되는 하나의 발신기(50)는 개인선량계(10)의 UWB 신호를 수신한 신호의 세기에 기초하여 개인선량계(10)의 위치정보를 결정할 수도 있다.
이와 같이, 다수의 발신기(50)들에서 수신된 개인선량계(10)의 UWB 신호에 기반하는 TOA(Time of Arrival) 또는 TDOA(Time Difference of Arrival)에 기초하여 개인선량계(10)의 위치정보가 결정되면, 해당 위치정보를 통신부(11)를 통해 후술되는 안전관리부(30)로 송신하고, 이에, 실시간 모니터링이 이루어질 수 있도록 할 수 있다.
설계조건에 따라, 통신부(11)는 다수의 발신기(50)와 UWB 통신이 가능한 구성으로 명시하였으나, 후술되는 주행로봇(20), 안전관리부(30) 또는 스마트안경(40)과도 통신이 가능하도록 구성될 수 있음은 물론이다.
컨트롤유닛(12)은 발신기(50)와 개인선량계(10) 사이의 거리를 이용하여 상기 개인선량계(10)의 위치정보를 검출하는 기능을 수행한다.
이때, 검출된 개인선량계(10)의 위치정보는 (x, y)의 좌표 형태로 표시되도록 이루어질 수 있으며, 후술되는 안전관리부(30)에서 생성된 방사능지도에 함께 표시되도록 구성될 수 있다.
방사능검출부(13)는 방사능 여부를 검출하고, 검출된 방사능의 방사선 수치정보를 검출하는 기능을 수행한다.
이때, 방사능 여부 및 방사선 수치정보 검출을 위해서 방사능 센서가 구비될 수 있다.
디스플레이부(14)는 개인선량계(10)의 위치정보와 방사선 수치정보를 표시하여 작업자가 현재 위치와 방사선 수치정보를 인지할 수 있도록 하는 기능을 수행한다.
이러한 디스플레이부(14)는 위치정보와 방사선 수치정보가 (x, y, dose) 형태로 표시되도록 이루어질 수 있다.
예를 들어, 위치정보에 대한 좌표가 (4.04, 2.7) 이며, 방사선 수치정보가 0.1949인 경우, 디스플레이부(14)를 통해 (4.04, 2.7, 0.1949) 순으로 표시되도록 함으로써, 작업자가 한눈에 현재상황을 인지할 수 있도록 할 수 있다.
알림부(15)는 방사선 수치정보의 위험도를 알림하여 주는 기능을 수행한다.
이때, 방사능검출부(13)에서 검출된 방사선 수치정보의 크기에 따라 5단계로 구분하여 알림이 이루어지도록 구성될 수 있다.
바람직하게는, 각각의 단계마다 서로 다른 알림이 이루어지도록 하되, 상기 서로 다른 알림은 LED 불빛의 색깔 종류, LED 불빛의 세기, LED 불빛의 깜빡임 정도, 음성 알림 또는 진동의 세기 중 선택된 하나 이상으로 이루어질 수 있다.
예를 들어, LED 불빛의 색깔 종류를 다르게 하여 알림하여 주는 경우, 방사선 수치정보의 크기가 낮을 때 옅은 색인 노랑색을 1단계로 하고, 반대로, 방사선 수치정보의 크기가 높을 때 진한 색인 적색을 5단계로 하여 알림하여 줌으로써, 작업자는 개인선량계(10)에 표시된 LED 색깔을 확인하는 것만으로도 위험 정도를 파악하여 작업을 지속하거나 또는 대피가 이루어지도록 하여 안전사고 발생을 미연에 방지할 수 있다.
설계조건에 따라, 개인선량계(10)가 결합되어 이동이 가능한 주행로봇(20)이 구비될 수 있다.
주행로봇(20)은 개인선량계(10)가 결합된 채 작업자가 직접 이동하지 못하는 협소한 장소나 방사선 수치정보가 높아 위험도가 높은 장소 또는 높을 것으로 예상되는 장소로 이동되어 작업자 대신 위치정보 검출 및 방사선 수치정보 검출이 이루어지도록 할 수 있다.
이때, 주행로봇(20)은 SLAM(Simultaneous Localization And Map-building) 기술을 이용하여 임시지도를 생성하는 임시지도생성모듈(21)을 포함하여 구성될 수 있다.
여기에서, SLAM 기술은 주행로봇(20)이 현재시간 동안 자신의 위치를 계측하면서 동시에 주변환경의 지도를 작성하는 기술을 의미하며, 바람직하게는, 카메라와 레이저센서가 구비될 수 있으며, 이를 이용하여 주변 환경과의 거리를 측정함으로써, 임시지도가 생성되도록 한다.
이하, 도 4 및 도 5를 참조하여 위치추적 기능을 갖는 개인선량계(10)를 이용한 안전관리 시스템에 대해 설명한다.
먼저, 도 1 및 도 2에서 이미 언급한 사항 중에서 중복되는 내용은 언급하지 않았음을 밝혀둔다.
도 4는 본 발명에 따른 위치추적 기능을 갖는 개인선량계를 이용한 실시간 해체작업자 안전관리 시스템을 나타낸 개략 구성도이며, 도 5는 본 발명에 따른 위치추적 기능을 갖는 개인선량계 및 이를 이용한 실시간 해체작업자 안전관리 시스템이 적용되는 사례를 나타낸 도면이다.
본 발명에 따른 위치추적 기능을 갖는 개인선량계를 이용한 실시간 해체작업자 안전관리 시스템는 개인선량계(10), 주행로봇(20), 안전관리부(30) 및 스마트안경(40)을 포함하여 구성된다.
안전관리부(30)는 개인선량계(10)로부터 위치정보와 방사선 수치정보를 수신받아 저장 및 관리할 수 있도록 하는 것으로, 통신모듈(31), 모니터링모듈(32), 데이터베이스(33) 및 방사능지도생성모듈(34)을 포함하여 구성된다.
통신모듈(31)은 개인선량계(10)의 위치정보와 방사선 수치정보를 수신하는 기능을 수행한다.
즉 개인선량계(10)에 구비된 통신부(11)와 통신하되, 무선통신 또는 라우터(touter)에 의해 정송하는 방식으로 이루어질 수 있다.
모니터링모듈(32)은 수신된 개인선량계(10)의 위치정보와 방사선 수치정보를 이미지화하여 출력하는 기능을 수행하는 것으로, 작업이 이루어지고 있는 시설 외부에서 확인이 가능하여 실시간 모니터링이 이루어지도록 할 수 있다.
데이터베이스(33)는 건물 및 기기의 설계도면 등과 같은 시설의 설계정보가 저장된다.
방사능지도생성모듈(34)은 SLAM(Simultaneous Localization And Map-building) 기술을 이용하는 주행로봇(20)으로부터 생성된 임시지도를 수신받아 방사능지도를 생성하는 기능을 수행한다.
이러한 방사능지도생성모듈(34)에서 생성된 방사능지도는 작업자가 직접 이동하지 못하는 협소한 장소나 방사선 수치정보가 높아 위험도가 높은 장소 또는 높을 것으로 예상되는 장소를 포함한 시설 내의 모든 장소의 생성이 가능함으로써, 작업자의 이동경로를 미리 파악하도록 하여 효율적인 작업이 이루어지도록 할 수 있다.
이와 같은 구성으로 이루어진 안전관리부(30)는 작업자의 현재 위치, 즉 개인선량계(10)가 위치한 위치정보와 방사선 수치정보를 수신받아 모니터링 할 수 있도록 함으로써, 이를 관리하고, 후술되는 스마트안경(40)을 통해 작업자에게 작업지시 등을 수행하도록 하여 정확하고 안전한 작업이 이루어지도록 할 수 있다.
스마트안경(AR Glasses, 40)은 안전관리부(30)와 무선통신이 가능한 관리자통신모듈(41)을 포함하여 구성되는 것으로, 안전관리부(30)로부터 다양한 정보를 수신받아 원활한 작업이 이루어질 수 있도록 한다.
즉 안전관리부(30)는 개인선량계(10)의 위치정보와 방사선 수치정보, 상기 데이터베이스(33)에 저장된 시설의 설계정보 및 방사능지도생성모듈(34)로부터 생성된 방사능지도에 기초하여 작업에 대한 정보를 수립하고, 수립된 작업에 대한 정보를 관리자통신모듈(41)을 통해 스마트안경(40)으로 피드백하여 줌으로써, 작업자에게 작업대상의 특성을 전달할 수 있으며, 전문가와 현장관리자와의 교신을 통해 보다 정확하고 안전한 작업이 이루어지도록 할 수 있다.
이러한 구성에 따라, 본 발명에 따른 위치추적 기능을 갖는 개인선량계 및 이를 이용한 실시간 해체작업자 안전관리 시스템은 실시간 위치추적이 가능한 개인선량계(10)를 통해 해체작업자의 위치정보와 방사선 수치정보(방사선량)를 실시간으로 모니터링하고, 이를 관리하는 안전관리부(30)에 전송함으로써, 안전관리부(30)로 전송된 정보와 시설의 설계 및 운영 정보를 종합하여 해체작업 정보 및 안전관리 정보를 작업자에게 전달하여 안전한 작업이 이루어질 수 있도록 한다.
또한, TDOA(time different of arrive) 또는 TOA(time or arrive) 방식을 통한 삼각측위 방법과 UWB 통신 방법을 이용하여 개인선량계(10)의 위치를 파악함으로써, 발전소 건물의 두꺼운 외벽으로 인해 외부와 통신이 이루어지지 않는 문제점을 방지하고, 사고 발생시에도 작업자의 위치를 용이하게 확인할 수 있도록 한다.
또한, 주행로봇(20)을 통해 발전소 설계자료와 결합하여 임시지도를 생성하고, 작업자가 이동할 수 없는 협소한 위치에서도 방사선 수치정보의 취득이 가능함으로써, 작업하고자 하는 발전소 내부 전역에서의 방사능량을 정량화할 수 있다.
이상의 설명에서는 본 발명의 다양한 실시예들을 제시하여 설명하였으나 본 발명이 반드시 이에 한정되는 것은 아니며, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위 내에서 여러 가지 치환, 변형 및 변경이 가능함을 알 수 있다.
10 : 개인선량계 11 : 통신부
12 : 컨트롤유닛 13 : 방사능검출부
14 : 디스플레이부 15 : 알림부
20 : 주행로봇 21 : 임시지도생성모듈
30 : 안전관리부 31 : 통신모듈
32 : 모니터링모듈 33 : 데이터베이스
34 : 방사능지도생성모듈 40 : 스마트안경
41 : 관리자통신모듈 50 : 발신기
12 : 컨트롤유닛 13 : 방사능검출부
14 : 디스플레이부 15 : 알림부
20 : 주행로봇 21 : 임시지도생성모듈
30 : 안전관리부 31 : 통신모듈
32 : 모니터링모듈 33 : 데이터베이스
34 : 방사능지도생성모듈 40 : 스마트안경
41 : 관리자통신모듈 50 : 발신기
Claims (7)
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- 위치추적이 가능한 개인선량계(10);
상기 개인선량계(10)가 결합되어 이동이 가능한 주행로봇(20);
상기 개인선량계(10)로부터 위치정보와 방사선 수치정보를 수신받아 저장 및 관리할 수 있도록 하는 안전관리부(30); 및
상기 안전관리부(30)와 무선통신이 가능한 관리자통신모듈(41)을 포함하는 스마트안경(40);을 포함하여 구성되되,
상기 개인선량계(10)는
UWB 통신 기반으로 다수의 발신기(50)와 무선 송수신을 수행하는 통신부(11);
발신기(50)와 개인선량계(10) 사이의 거리를 이용하여 상기 개인선량계(10)의 위치정보를 검출하는 컨트롤유닛(12);
방사능 여부를 검출하고, 검출된 방사능의 방사선 수치정보를 검출하는 방사능검출부(13);
상기 개인선량계(10)의 위치정보와 방사선 수치정보를 표시하는 디스플레이부(14); 및
상기 방사선 수치정보의 위험도를 알림하여 주는 알림부(15);를 포함하여 구성되되,
상기 개인선량계(10)의 위치정보는
다수의 발신기(50)가 상기 개인선량계(10)의 통신부(11)로부터 수신된 신호에 기반하는 TOA(Time of Arrival)에 기초하여 결정되며, TOA(Time of Arrival)를 이용하는 경우, 하나의 발신기(50)에서 수신한 개인선량계(10)의 UWB 신호의 도달시간과 UWB 측위 구간에 배치된 나머지 2개 이상의 발신기(50)에서 수신한 UWB 신호의 도달시간의 차이에 기초하여, 다수의 발신기(50) 각각을 중심으로 신호 도달 시간 값에 해당하는 거리를 반지름으로 하는 원을 생성하되, 다수의 원들이 교차하는 교점을 개인선량계(10)의 위치정보로 결정하고,
상기 디스플레이부(14)는
위치정보와 방사선 수치정보가 (x, y, dose) 형태로 표시되도록 하며,
상기 알림부(15)는
상기 방사능검출부(13)에서 검출된 방사선 수치정보의 크기를 5단계로 구분하고, 각각의 단계마다 서로 다른 알림이 이루어지도록 하되,
상기 서로 다른 알림은
LED 불빛의 색깔 종류, LED 불빛의 세기, LED 불빛의 깜빡임 정도, 음성 알림 또는 진동의 세기 중 선택된 하나 이상으로 이루어지고,
상기 주행로봇(20)은
SLAM(Simultaneous Localization And Map-building) 기술을 이용하여 임시지도를 생성하는 임시지도생성모듈(21);을 포함하여 구성되며,
상기 안전관리부(30)는
상기 개인선량계(10)의 위치정보와 방사선 수치정보를 수신하되, 무선통신 또는 라우터(router)에 의해 전송하는 방식으로 이루어지는 통신모듈(31);
수신된 개인선량계(10)의 위치정보와 방사선 수치정보를 이미지화하여 출력하는 모니터링모듈(32);
시설의 설계정보가 저장되는 데이터베이스(33); 및
SLAM(Simultaneous Localization And Map-building) 기술을 이용하는 주행로봇(20)으로부터 생성된 임시지도를 수신받아 방사능지도를 생성하는 방사능지도생성모듈(34);을 포함하여 구성되고,
상기 안전관리부(30)는
상기 개인선량계(10)의 위치정보와 방사선 수치정보, 상기 데이터베이스(33)에 저장된 시설의 설계정보 및 방사능지도생성모듈(34)로부터 생성된 방사능지도에 기초하여 작업에 대한 정보를 수립하고, 수립된 작업에 대한 정보를 관리자통신모듈(41)을 통해 스마트안경(40)으로 피드백하여 주는 것을 특징으로 하는 위치추적 기능을 갖는 개인선량계를 이용한 실시간 해체작업자 안전관리 시스템. - 삭제
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