KR102030006B1

KR102030006B1 - 도로 터널의 지능형 통합 화재소화시스템

Info

Publication number: KR102030006B1
Application number: KR1020190066758A
Authority: KR
Inventors: 박용호; 조경래; 강영모
Original assignee: 주식회사 리트코이엔에스
Priority date: 2019-06-05
Filing date: 2019-06-05
Publication date: 2019-11-11

Abstract

본 발명은 도로 터널내의 안전장치나 구호장치와 같은 기계설비에 관한 것으로서, 특히, 도로 터널내에 화재가 발생하면 이를 마스터 게이트장치가 1차로 화재발생 여부를 판단하고, 화재 현장의 촬영 영상에 근거하여 원격 통합방재서버가 딥러닝 기반의 인공지능을 이용하여 2차로 화재여부를 판단한 후, 상기 마스터 게이트장치가 상기 원격 통합방재서버가 수립한 화재진압 계획정보에 기반하여 적어도 하나 이상의 이동방재장치를 터널의 천장에 설치된 궤도레일을 통해 상기 화재 현장으로 이동시켜 제연하고, 소화약제를 분사하는 것에 의해 신속하게 화재를 진압하도록 제어하는 것을 특징으로 하는 도로 터널의 지능형 통합 화재소화시스템에 관한 것이다.

Description

도로 터널의 지능형 통합 화재소화시스템{An INTEGRATED FIREFIGHTING INTELLIGENT SYSTEM OF TUNNEL FOR TRAFFIC}

본 발명은 도로 터널내의 안전장치나 구호장치와 같은 기계설비에 관한 것으로서, 특히, 딥러닝 기반 인공지능과 사물인터넷(IOT)을 이용하여 터널내의 화재를 조기에 정확하게 감지하고, 신속하게 화재를 진압할 수 있는 터널내 화재 탐지 및 소화를 위한 통합 기계설비 시스템에 관한 것이다.

우리나라에는 2016년 12월 현재 2,189 개소의 터널이 건설되어 있고, 그 길이는 1,626km에 달하고 있다. 교통량의 급격한 증가에 따라 도로 건설이 증가되고, 이때, 자연 환경 파괴의 최소화 등 환경 친화적인 도로 건설과 도로 이용자의 안전을 고려하여 건설되고 있다.

이러한 터널은 2006년말 932개소에 불과하던 것에 비교하여 볼 때 1,257개소(135%)가 증가하였고, 연장은 151%가 증가하였다. 전세계적으로도 해저 터널 등 10Km 이상의 장대 터널이 약 40여개 건설 계획 중에 있다.

교통안전공단의 최근 터널내 교통사고 현황에 따르면, 2013년 539건(사망자수 23명), 2014년 539건(사망자수 20명), 2015년 638건(사망자수 32명)으로 교통사고 발생이 점점 더 증가하는 추세이고, 치사율 역시 일반 교통사고에 비해 약 23배 높다. 이러한 터널 내 교통사고는 화재 사고로 이어지는 경우가 많다.

터널 내 교통사고, 특히, 화재 사고는 터널 구조물의 특성상 차량사고 발생 후 화재로 확대 시 터널 내 화재현상은 농도가 짙은 연기 및 유독가스를 배출하는 농연과 열기가 발생하여 매우 위험한 상태에 이르게 된다. 다시 말하면, 외기의 공급이 한정되어 있기 때문에 시간의 경과에 따라 연소상태가 불안전하여 대량의 연기 및 유독가스를 발생시키며 이와 같은 농연(농도가 짙은 연기 및 유독가스)과 열 기류는 급속히 확산되고 터널내부의 구조자의 피난장애와 소방대원의 신속한 진입 곤란을 가져다 준다. 예를 들어, 프랑스 몽블랑 터널화재사고의 경우 차량의 연소에 의한 터널내부의 온도가 1,000～1,200℃의 고온과 농연으로 피난자의 피난장애로 많은 사상자가 발생하였으며 소방대원의 현장접근이 매우 어려워 터널 내부 전체가 화염에 휩싸여서 총 39 명의 사망자 등 수 많은 사상자 등 경제적 손실이 발생하게 된다.

또한, 터널 내 사고가 발생한 경우 화재진압 및 구조구급을 위해 터널 내 소방대원의 진입은 불가피하지만, 화재 현상과 터널내부의 환경적 영향에 따라 환기류의 방향변화로 소방대원의 진입방향과 역행하는 결과로 피난자의 혼란과 외부 광선의 차단 등으로 암흑화가 일어날 수 있으며 터널 외부와의 통신 장애로 효율적인 진압작전 전개가 이루어 질 수 없는 상태에 이르게 된다. 더욱이, 우선 무엇보다도 사고현장 접근이 용이하여야 함에도 불구하고, 대다수의 터널이 산 속에 위치하고 있어 현장 접근이 신속하지 못하고, 더욱이 고속도로의 경우는 계속되는 차량의 정체로 신고를 받고 출동하는 소방이나 경찰 또한 어려움이 예상되며, 사고 현장 도착 까지는 많은 시간이 지체되고 있다.

따라서, 국토교통부에서는 2004년에 터널 등급별 방재시설 설치 기준을 제정하여 2009년 및 2016년 개정을 통해 터널의 안전 기준을 높이고 있고, 한편으로는 2019년까지 약 1906억원의 예산을 지원하여 터널 내 교통 사고 및 화재사고에 대비한 안전 관리 수준을 한 단계 상향 조정하고자 하고 있다.

그럼에도 불구하고, 각각의 방재 시스템이 개별적으로 설치되어 있고 운영되고 있기 때문에, 방재 시설의 설치비용이 증가할 뿐만 아니라, 방재 시설의 운영 효율성이 떨어지는 상태이다.

또한, 차량 사고 및 그로 인한 화재 발생 시, 인명 및 시설물의 피해를 최소화하기 위한 골든 타임이 약 5분이므로, 골든 타임 내에 화재를 초기에 진압하는 것이 바람직하다.

그러나, 기존의 방재 시설의 경우, 부근을 지나가는 운전자가 비상벨, 소화시설 등을 작동하지 않는 한, 소방차가 화재 사고에 도달하기까지는 약 30분 이상이 소요되고 있다. 또한, 터널의 특성상 터널내 화재 사고 후 30분이 경과하면, 화재는 초기 진압이 안되어 많은 량의 농연으로 인해 수 많은 질식 피해자를 발생시킬 수 있으며, 화재의 열기로 인해 터널 시설물에도 막대한 피해가 발생할 수 있다.

따라서, 터널 내 화재 발생시, 화재의 확산을 방지할 수 있는 화재의 초기 진압 수단이 중요하다. 또한, 방재시설의 설치를 유기적이고, 통합적으로 운영할 필요가 있으며, 터널 내 교통 사고 및 그로 인한 화재 사고 시에 효과적으로 대비할 수 있으며, 설치 비용을 줄일 수 있는 방안을 모색할 필요성이 제기되고 있는 실정이다.

특히, 터널내에 화재가 발생하는 경우에는 빠른 신고 접수가 이루어진다 하더라도 소방차와 구급차 등의 차량 접근이 용이하지 못하여 화재 진압에 큰 불편함을 제공하는 것은 물론 무엇보다 빠른 화재 진압이 이루어지지 못하였다. 따라서, 실시간으로 화재를 감지하여 화재가 발생하는 순간에 신속하게 화재를 진압할 수 있는 시스템이 필요한 실정이다.

이러한 기술적 요구에 부응하기 위해 터널내 화재를 효과적으로 감지하고, 신속하게 소화시키기 위한 다양한 기술들이 개발되고있다.

먼저, 특허문헌 1(한국 등록특허공보 제 10-1590344 호)은 터널 내의 화재가 발생한 경우 열 감지센서, 아크 감지센서 및 가스감지센서 등을 이용하여 이를 감지하고, 감지된 신호에 따라 화재가 발생된 구역에 설치된 소방로봇을 이용하여 화재를 자동으로 진압하고, 또한 터널 내부로 진입하는 차량들에게 비상상태를 알림으로, 터널 내부의 화재로 인한 인명 및 재산피해를 최소화 할 수 있는 도로터널의 화재 소화장치를 제공한다. 특히, 특허문헌 1의 소방로봇은 화재구역에 화재발생 시 자동으로 화점을 추적하여 화재를 진압하기 위한 로봇으로, 화재구역의 천장에 설치된 레일(rail)을 따라 자유로이 이동하면서 화점을 향해 소화약제를 분출하여 화재를 진압한다.

그러나, 특허문헌 1은 화재진압 조정장치가 화재를 감지한 후 소방로봇을 화점으로 이동시켜 이산화탄소, 물 등의 소화약제(extinguishing agent)를 자동으로 분사하여 화재를 진압하는 시스템으로서 화재 여부의 감지에 에러가 날 염려가 있고, 터널의 길이가 길 경우 소화로봇의 이동거리가 길어져서 화재 진압의 골든타임을 놓칠 우려가 있는 문제점이 있다.

특허문헌 2(한국 공개특허공보 제 2019-0023580 호)는 터널의 천정 상부에 형성된 궤도 레일; 및 상기 궤도 레일을 주행함으로써 사고 위치로 이동하여 사고 현장을 실시간 감시하고, 화재 발생시, 소화액을 분사하여 화재를 진압하며, 화재 발생시 발생되는 농연으로 인한 피난자가 발생하는 경우, 비상용품을 투하하여 제공함으로써, 피난자를 구재할 수 있는 방재 장치를 제공한다.

또한, 특허문헌 3(한국 공개특허공보 제 2017-0100199 호)은 터널 내에 레일을 구성하고, 레일을 통해 자유롭게 이동할 수 있는 스마트소화로봇수단을 통해 화재를 감지하고 화재 감지순간에 신속하게 화재 진압이 가능하며, 주변에 레일을 따라 위치하고 있는 다수의 스마트소화로봇수단들과 함께 화재를 협업하여 진압할 수 있으며, 원격지에 구성된 중앙관제수단에 터널 내 상황 정보를 제공하면서 동시에 제어 신호를 다수의 스마트소화로봇수단들로 제공할 수 있도록 함으로서, 사고의 원활한 수습과 신속한 후속조치로 사고 피해를 최소화시킬 수 있는 레일 이동을 이용한 터널 내 화재 탐지 및 소화시스템을 제공한다.

특히, 상기 특허문헌 3은 스마트소화로봇수단이 터널내의 레일을 통해 자유롭게 이동하면서 주변의 다른 스마트소화로봇수단에 위치정보와 화재발생정보를 제공하여 해당 위치로 스마트소화로봇수단들을 이동시켜 화재를 협업하여 진압할 수 있다는 점에서 진일보 되어 있다.

그러나, 특허문헌 3은 스마트 소화로봇수단들 사이에 화점의 위치정보와 화재발생정보만을 서로 공유한 상태에서 화재 진압을 무작위적으로 협업하고 있지만, 그 협업의 정도가 무질서한 원시적인 상태로서 역할과 소화위치를 분업화한 상태의 계획적인 소방과는 거리가 멀어 그 진압 효과가 의심스럽다.

한편, 최근에 4차산업혁명에 따른 인공지능(AI)기술의 발전에 따라 화재 영상데이터를 기반으로 딥러닝 기반의 인공지능을 적용하여 보다 정밀하게 화재를 탐지하는 방안들이 소개되고 있다. 이러한 기술들은 대표적으로 한국 등록특허공보 제 10-1934700 호(특허문헌 4), 한국 공개특허공보 제 2018-0105787 호(특허문헌 5), 한국 등록특허공보 제 10-1932543 호(특허문헌 6) 등에 잘 나타나 있다.

KR

10-1590344

B1

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2017-0100199

A

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2019-0023580

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10-1934700

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2018-0105787

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10-1932543

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본 발명은 상기한 기술적 문제점을 극복하기 위해 안출된 것으로, 본 발명의 제 1 목적은 사물인터넷(IOT)과 인공지능(AI)을 이용하여 초연결적이고, 초지능적인 터널내 화재 탐지 및 화재 진압 방안을 제공하는 것이다.

본 발명의 제 2 목적은 터널내에 설치된 궤도 레일을 통해 터널내를 자유롭게 이동할 수 있는 이동소화장치를 이용하여 화재발생지점에 실시간으로 신속하게 이동하여 화재를 초기에 진압하는 것이다.

본 발명의 제 3 목적은 열감지, 불꽃감지, 연기감지 등의 센서네트워크를 이용한 사전(1차) 화재탐지기술과 딥러닝에 기반한 영상분석을 통한 최종(2차) 화재탐지기술을 활용하여 중복 체크함으로써 에러없는 정확한 화재탐지를 가능하게 하는 것이다.

본 발명의 제 4 목적은 터널내에 발생한 화재의 화재장소, 화재범위, 화재종류 등 화재유형을 분석하여 화재 진압 계획을 수립하고, 이 화재 진압 계획에 입각하여 이동소화장치를 그 역할과 기능에 맡게 지능적으로 배치함으로써 통합적이고, 일사불란한 화재 진압을 가능하게 하는 것이다.

본 발명 제 5 목적은 다수의 이동소화장치를 원격에서 제어하는 것이 아니라 화재 진압 계획에 맞게 근거리 무선통신을 이용하여 로컬에서 다수의 이동소화장치를 제어함으로써 불필요한 통신트래픽을 줄이고, 화재진압의 현장성과 근접성을 높이는 것이다.

본 발명의 제 6 목적은 소화약제의 수용용량에 한계가 있는 이동소화장치를 다수개 연결하여 이동소화장치 트레인(train)을 형성함으로써 단위 화점에 투여할 수 있는 소화약제의 양을 극대화하는 것이다.

본 발명의 제 7 목적은 이동소화장치가 이동할 수 있는 궤도레일을 터널의 천정부와 양쪽 측면에 X, Y, Z축 방향으로 모두 형성하는 것에 의해 화재탐지의 정확성과 화재진압의 효율성을 극대화하는 것이다.

상기한 목적을 달성하기 위한 본 발명의 제 1 양태는, 도로 터널(1)의 천정부(10)와 양 측면부(20)에 터널의 길이방향으로 연장되는 다수의 궤도레일(11, 21)과; 불꽃, 연기, 열, 아크, 가스를 감지하기 위하여 상기 도로 터널(1)의 천정부(10)와 양 측면부(20)에 걸쳐 구역별로 설치된 복수의 화재감지센서(2, 3, 4)로 이루어지는 다수의 무선 센서 네트워크(50a, 50b)와; 상기 궤도레일(11, 21)을 따라 상기 도로 터널(1)의 길이방항으로 이동하면서 화재를 제연하거나 소화시키는 복수의 이동방재장치(200)와; 상기 적어도 하나 이상의 무선 센서 네트워크(50a, 50b)와 근거리 무선통신으로 매핑(mapping)되어 상기 무선 센서 네트워크의 센서 노드로부터 화재감지신호(불꽃감지신호, 열감지신호, 연기감지신호, 아크감지신호, 가스감지신호)를 수신하고, 상기 이동방재장치(200)와 무선 근거리통신을 이용하여 정보를 송,수신하는 적어도 하나 이상의 마스터 게이트장치(100)와; 상기 마스터 게이트장치(100)와 무선 통신망(400)을 경유하여 정보를 송,수신하는 원격 통합방재서버(300)를 포함하는 도로 터널의 지능형 통합 화재소화시스템에 관한 것이다.

상기 제 1 양태에 따른 상기 마스터 게이트장치(100)는, 상기 무선 센서 네트워크(50a, 50b)로부터 상기 화재감지신호를 수신하고, 상기 이동방재장치(200)와 근거리 무선통신을 이용하여 정보를 송,수신하기 위한 근거리 무선통신부(120)와; 상기 무선 통신망(400)을 통해 원격지에 존재하는 상기 원격 통합방재서버(300)와 정보를 송,수신하기 위한 원거리 무선통신부(130)와; 상기 매핑되어 있는 센서 네트워크(50a, 50b)로부터 수신한 상기 화재감지신호를 기준값과 비교하여 화재발생 여부를 1차적으로 판단하고, 화재발생위치와 화재발생형태를 포함하는 예비 화재발생 상태정보를 생성하는 1차 화재판단부(140)와; 상기 예비 화재발생 상태정보에 근거하여 상기 화재발생위치 인근에 존재하는 적어도 하나 이상의 이동방재장치(200)를 상기 궤도레일(11, 21)을 이용하여 화재발생위치로 이동시키고, 상기 이동방재장치(200)로 하여금 화재발생위치 부근의 화재 영상을 촬영하여 전송하도록 제어하는 영상촬영 제어부(150)와; 상기 적어도 하나 이상의 이동방재장치(200)로부터 상기 근거리 무선통신부(120)를 통해 수신되는 상기 화재 영상을 이미지 처리한 후 상기 원거리 무선통신부(130)를 통해 상기 원격 통합방재서버(300)로 전송하는 영상 전송부(160)와; 상기 원격 통합방재서버(300)로부터 전송되는 화재 진압을 위해 동원되어야 할 이동방재장치의 갯수, 이동방재장치의 배치 위치, 소화약제의 종류, 소화약제의 투입량, 제연수단의 가동여부를 포함하는 화재진압 계획정보에 근거하여 적어도 하나 이상의 이동방재장치(200)를 선택하여 화재현장으로 이동시키고, 화재를 진압할 수 있도록 상기 이동된 이동방재장치들(200)을 제어하는 마스터 화재진압제어부(170); 및 이러한 상기 기능 유닛들을 총괄 제어하는 메인 컨트롤러(110)를 포함한다.

또한, 상기 제 1 양태에 따른 상기 이동방재장치(200)는, 상기 마스터 게이트장치(100)와 근거리 무선통신을 이용하여 정보를 송,수신하기 위한 근거리 무선통신부(230)와; 상기 마스터 게이트장치(100)의 영상촬영 제어부(150)의 컨트롤에 따라 화재발생지점의 화재 영상을 촬영하는 영상 촬영부(240)와; 상기 궤도레일(11, 21)을 타고 상기 이동방재장치(200)를 정해진 위치로 이동시키기 위하여 모터, 기어 및 바퀴로 이루어진 이동 활차(221)와; 상기 이동활차(221)의 모터의 회전방향과 속도(rpm)를 제어하는 구동부(280)와; 화재를 진압하기 위한 다양한 소화약제를 수용하는 저장탱크와, 이 저장탱크 내부의 소화약제를 다른 이동방재장치(200)의 저장탱크로 공급하기 위한 충전 커넥터(261), 및 다른 이동방재장치(200)의 저장탱크(260)의 소화약제를 상기 충전 커넥터(261)를 통해 공급받기 위한 충전 포트(262)를 포함하는 소화약제 저장탱크(260)와; 화재시 제연 및 진화를 겸하는 제연수단(252)과; 상기 소화약제 저장탱크(260)의 소화약제를 충전 커넥터(261)를 통해 외부로 펌핑하기 위한 펌핑수단과, 소화약제를 화점에 분사하기 위한 복수의 노즐을 포함하는 소화약제 분사수단(251); 및 이러한 상기 기능 유닛들을 총괄 제어하는 메인 컨트롤러(210)를 포함한다.

또한, 상기 제 1 양태에 따른 상기 원격 통합방재서버(300)는, 상기 무선통신망(400)을 경유하여 터널(1)내의 상기 마스터 게이트장치(100)와 정보를 송,수신하기 위한 무선통신부(320)와; 상기 마스터 게이트장치(100)의 영상 전송부(160)로부터 전송되는 영상 데이터를 합성하거나 변환하여 이미지 프로세싱하는 영상 처리부(330)와; 상기 영상처리부(330)에 의해 이미지 프로세싱된 화재 영상을 딥러닝 기반의 인공지능을 이용하여 2차로 화재여부를 최종적으로 판단하고, 화재위치, 화재크기(불꽃의 크기나 세기, 연기량), 화재형태(아크로 인한 화재, 차량사고로 인한 화재), 주변환경(화재 발생지점의 차량이나 사람의 존재 여부)에 대한 데이터를 포함하는 화재상태정보를 생성하는 2차 화재판단부(340)와; 상기 2차 화재판단부(340)로부터 전달받은 상기 화재상태정보에 근거하여 화재를 효과적으로 진압할 수 있도록 화재 진압을 위해 동원되어야 할 이동방재장치의 갯수, 이동방재장치의 배치 위치, 소화약제의 종류, 소화약제의 투입량, 제연수단의 가동여부를 포함하는 상기 화재진압 계획정보를 생성하는 화재진압 플래닝부(350); 및 이러한 상기 기능 유닛들을 총괄 제어하는 메인 컨트롤러(310)를 포함한다.

이에 따라, 본 발명의 제 1 양태에 따른 도로 터널의 지능형 통합 화재소화시스템은, 상기 도로 터널(1)내에 화재(8)가 발생하면 상기 무선 센서 네트워크(50a, 50b)로부터 수신한 상기 화재감지신호에 근거하여 상기 마스터 게이트장치(100)가 1차로 화재발생 여부를 판단하고, 화재 현장의 촬영 영상에 근거하여 상기 원격 통합방재서버(300)가 딥러닝 기반의 인공지능을 이용하여 2차로 화재여부를 판단한 후, 상기 마스터 게이트장치(100)가 상기 원격 통합방재서버(300)가 수립한 상기 화재진압 계획정보에 기반하여 상기 적어도 하나 이상의 이동방재장치(200)를 상기 화재 현장으로 이동시켜 제연하고, 소화약제를 분사하는 것에 의해 신속하게 화재를 진압하도록 제어하되, 상기 마스터 게이트장치(100)의 마스터 화재진압제어부(170)는 상기 화재진압 계획정보의 소화약제 투입량에 근거하여 필요시 복수의 이동방재장치(200, 200', 200'')의 상기 충전 커넥터(261, 261', 261'')와 상기 충전 포트(262, 262', 262'')를 연속적으로 연결하는 것에 의해 상기 복수의 이동방재장치가 일렬로 연결된 이동방재장치 트레인(train)(2000)을 구성하여 하나의 화재 현장에 사용할 수 있는 소화약제 투입량을 극대화하는 것을 특징으로 한다.

본 발명의 다른 제 2 양태에 따른 상기 마스터 게이트장치(100)의 영상촬영 제어부(150)는 상기 예비 화재발생 상태정보에 근거하여 상기 적어도 하나 이상의 이동방재장치(100) 각각이 위치할 위치좌표와 상기 영상 촬영부(240)의 카메라 각도, 포커싱, 트레싱을 포함하는 촬영 제어 정보를 상기 이동방재장치(100)의 영상 촬영부(240)에 전송하는 것을 특징으로 한다.

본 발명의 다른 제 3 양태에 따른 상기 제연수단(252)은 화재 현장의 연기나 가스를 내부로 빨아들여 물과 믹싱(mixing)하여 액체 미립자계 유독 가스는 물에 용해, 희석되어 제거되도록 하고, 고체미립자계 그을음, 검댕, 초 미세먼지는 물에 물리 흡착되도록 하여 그 물을 다시 화점에 분사하는 것을 특징으로 한다.

본 발명의 다른 제 4 양태에 따른 상기 소화약제는 물, 이산화탄소, 황산알루미늄·탄산수소나트륨 수용액, 브로민화염화메테인·이브로민화사플루오린화에테인, 인산이수소암모늄, 수산화나트륨 분말소화제를 포함하는 것을 특징으로 한다.

본 발명에 따른 도로 터널의 지능형 통합 화재소화시스템은 사물인터넷(IOT)과 인공지능(AI)을 이용하여 초연결적이고, 초지능적인 터널내 화재 탐지 및 화재 진압 방안을 제공한다.

또한, 터널내에 설치된 궤도 레일을 통해 터널내를 자유롭게 이동할 수 있는 이동소화장치를 이용하여 화재발생지점에 실시간으로 신속하게 이동하여 화재를 초기에 진압하는 것을 가능하게 한다.

또한, 본 발명은 열감지, 불꽃감지, 연기감지 등의 센서 네트워크를 이용한 사전(1차) 화재탐지기술과 딥러닝에 기반한 영상분석을 통한 최종(2차) 화재탐지기술을 활용하여 터널래 화재를 중복 체크함으로써 에러없는 정확한 화재탐지를 가능하게 한다.

또한, 본 발명은 터널내에 발생한 화재의 화재장소, 화재범위, 화재종류 등 화재유형을 분석하여 화재 진압 계획을 수립하고, 이 화재 진압 계획에 입각하여 이동소화장치를 그 역할과 기능에 맡게 지능적으로 배치함으로써 통합적이고, 일사불란한 화재 진압을 가능하게 한다.

또한, 본 발명은 다수의 이동소화장치를 원격에서 제어하는 것이 아니라 화재 진압 계획에 맞게 근거리 무선통신을 이용하여 로컬에서 다수의 이동소화장치를 제어함으로써 불필요한 통신트래픽을 줄이고, 화재진압의 현장성과 근접성을 높인다.

또한, 소화약제의 수용용량에 한계가 있는 이동소화장치를 다수개 연결하여 이동소화장치 트레인(train)을 형성함으로써 단위 화점에 투여할 수 있는 소화약제의 양을 극대화할 수 있다.

본 명세서에 첨부되는 다음의 도면들은 본 발명의 바람직한 실시예를 예시하는 것이며, 후술되는 발명의 상세한 설명과 함께 본 발명의 기술사상을 더욱 이해시키는 역할을 하는 것이므로, 본 발명은 그러한 도면에 기재된 사항에만 한정되어 해석되어서는 아니된다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 궤도레일(11, 21)에 이동방재장치(200)가 설치된 상태를 설명하기 위한 도로 터널(1)의 개략적인 종 단면도이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 지능형 통합 화재소화시스템의 개략 구성 설명도이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 무선 센서 네트워크(50a, 50b)의 네트워크 구성도이다.
도 4는 본 발명에 따른 마스터 게이트장치(100)의 기능 블록도이다.
도 5는 본 발명에 따른 이동방재장치(200)의 기능 블록도이다.
도 6은 본 발명에 따른 원격 통합방재서버(300)의 기능 블록도이다.
도 7은 다수의 이동방재장치(200, 200', 200'')의 충전 포트(262, 262', 262'')와 충전 커넥터(261, 261', 261'')가 연속적으로 연결되어 이동방재장치 트레인(train)(2000)을 형성하고 있는 상태도이다.
도 8은 마스터 게이트장치(200)가 화재진압 계획정보에 근거하여 다수의 이동방재장치(200)를 화재 현장에 배치한 네트워크 상태도이다.

이하, 본 발명의 실시 예를 첨부된 도면들을 참조하여 더욱 상세하게 설명한다. 본 발명의 실시 예는 여러 가지 형태로 변형할 수 있으며, 본 발명의 범위가 아래의 실시예들로 한정되는 것으로 해석되어서는 안 된다. 본 실시예는 당업계에서 평균적인 지식을 가진 자에게 본 발명을 더욱 완전하게 설명하기 위해 제공되는 것이다. 또한, 본 발명의 도면과 명세서에서 특정한 용어들이 사용되었으나, 이는 단지 본 발명을 설명하기 위한 목적에서 사용된 것이지 의미 한정이나 특허청구범위에 기재된 본 발명의 범위를 제한하기 위하여 사용된 것은 아니다. 그러므로 본 기술 분야의 통상의 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 타 실시예가 가능하다는 점을 이해할 것이다. 따라서 본 발명의 진정한 기술적 보호범위는 첨부된 특허청구범위의 기술적 사상에 의해 정해져야 할 것이다.

이하 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 상세하게 설명하도록 한다. 첨부된 도면은 축척에 의하여 도시되지 않았으며, 각 도면의 동일한 참조 번호는 동일한 구성 요소를 지칭한다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 도로 터널(1)의 개략적인 종 단면도이다. 도 1을 참조하면, 본 발명에 따른 도로 터널(1)에는 터널의 천정부(10)와 터널의 양 측면부(20)에 각각 궤도 레일(11, 21)이 설치되어 있다. 이 궤도 레일(11, 21)은 터널의 천정부(10)와 터널의 양 측면부(20)에 터널의 길이방향으로 설치되는 종방향 궤도레일(11, 21)로서 필요시 터널의 천정부(10)와 양 측면부(20)를 연결하는 폭방향 궤도레일(미도시)도 설치될 수 있다. 또한, 본 발명의 궤도 레일(11, 21)은 터널의 천정부(10)를 따라 또는 터널의 양 측면부(20)를 따라 지그 재그 형상의 경로로 형성되거나 순환형으로 형성될 수 있으며, 터널 상황에 따라 궤도 레일을 자유롭게 설치 구성할 수도 있다.

상기 궤도 레일(11, 21)에는 이 궤도 레일을 따라 터널내를 자유롭게 이동할 수 있는 이동방재장치(200)가 복수개 배치된다. 또한, 상기 터널(1)의 천정부(10)나 양 측면부(20)의 복수 지점에는 후술하는 본 발명의 센서 네트워크(50a, 50b)의 게이트 노드 역할과 더불어 원격 통합방재서버(300)와 화재 탐지 및 화재진압을 위한 정보를 송,수신하고, 정해진 화재진압 계획정보에 따라 상기 이동방재장치(200)를 제어하는 복수개의 마스터 게이트장치(100)가 설치된다.

도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 지능형 통합 화재소화시스템의 개략 구성 설명도이고, 도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 무선 센서 네트워크(50a, 50b)의 네트워크 구성도이다.

도 2를 참조하면, 도로 터널(1)의 천정부(10)와 양 측면부(20)에는 다수의 종방향 궤도 레일(11, 21)이 설치되어 있고, 이 궤도 레일(11, 21)에는 궤도 레일을 따라 터널의 길이방향으로 이동할 수 있는 다수의 이동방재장치(200)가 배치되어 있다. 이 이동방재장치(200)는 궤도 레일(11, 21)을 자유롭게 이동할 수 있도록 하는 구동수단과, 상기 마스터 게이트장치(100)와의 근거리 무선통신을 위한 근거리 무선통신수단 및 화재발생시 화점에 소화약제를 분사하기 위한 소화약제 분사수단을 구비하고 있다. 또한, 터널(1)의 천정부(10)와 양 측면부(20)의 소정 지점에는 상기 이동방재장치들(100)을 근거리 무선통신을 이용하여 제어하고, 원격의 통합방재서버(300)와 원거리 무선통신을 통해 정보를 송,수신하는 마스터 게이트장치(100)가 적어도 하나 이상 배치되어 있다.

터널(1)의 각 지점에는 복수개의 화재감지센서들(2, 3, 4)이 설치되는데 이들 화재감지센서들(2, 3, 4)은 도 3과 같이 무선 센서 네트워크(50a, 50b)를 형성하고 있다. 무선 센서 네트워크(50a, 50b)는 센싱한 정보를 센싱하는 센서 노드, 데이터의 전달을 담당하는 라우팅 노드, 그리고 게이트웨이로의 전달을 담당하는 싱크 노드로 구분된다. 이런 구분은 논리적인 기능에 따라 나눠지는 것으로서 보통 센싱하는 센싱 기능과 라우팅을 담당하는 라우팅 기능 등이 하나의 노드에서 동작하는 경우가 많다. 수많은 센서들(2, 3, 4)이 터널 특정지점의 화재 상태 변화(불꽃감지, 열감지, 연기감지, 아크감지 등)를 감지하고, 센싱된 데이터를 싱크 노드를 통해 인근의 마스터 게이트장치(100)에 전달한다.

본 발명의 화재감지센서(2, 3, 4)는 도 2와 같이 터널(1)의 천정 및 좌우 측벽에 각각 설치될 수 있다. 화재감지센서(2, 3, 4)의 설치 위치는 재량사항이며 필요에 따라 설치개수와 위치가 조정될 수 있으며, 화재를 감지하는 방식도 다양할 수 있다. 예를 들어 불꽃을 감지하거나, 열을 감지하거나, 연기(또는 가스)를 감지하는 것일 수 있다. 경우에 따라 복합적으로 감지하여 화재의 범위(크기) 내지 특성을 파악하는데 도움을 주도록 할 수도 있다. 여러개의 화재감지센서들(2, 3, 4)은 구역별로 센서 네트워크(50a, 50b)를 형성하기 위한 센서 그룹을 구성하고, 각 센서 그룹의 인근에는 이들 센서 그룹으로부터 화재감지신호를 수신하기 위한 마스터 게이트장치(100)가 배치된다.

본 발명에 따른 화재감지센서(2, 3, 4)는 불꽃 감지센서, 연기 감지센서, 열 감지센서, 가스 감지센서, 아크 감지센서, 온도 센서 등을 포함하는데, 이들 센서의 구체적인 구성 및 종류에 대해서는 대한민국 등록특허공보 제 10-1590344 호, 대한민국 등록특허공보 제 10-1827746 호 등을 참조할 수 있다. 또한, 본 발명에 따른 화재감지센서(2, 3, 4)는 대한민국 등록특허공보 제 10-1433176 호에 기재된 광섬유 센서를 채택할 수도 있다.

하나의 센서 네트워크(50a, 50b)에는 불꽃 감지센서, 연기 감지센서, 열 감지센서, 가스 감지센서, 아크 감지센서, 온도 센서 등의 화재감지센서(2, 3, 4)들이 균등하게 포함되어서 일정한 터널 구역의 화재 환경 상태를 정확하게 감지할 수 있도록 구성되는 것이 바람직하다. 적어도 하나 이상의 센서 네트워크(50a, 50b)들이 특정 마스터 게이트장치(100)에 매핑되어 있다. 따라서, 무선 센서 네트워크(50a, 50b)의 싱크노드는 해당 센서 네트워크의 센싱 데이터를 매핑된 마스터 게이트장치(100)로 전송한다. 즉, 마스터 게이트장치(100)는 적어도 하나 이상의 무선 센서 네트워크(50a, 50b)들의 게이트웨이로서 역할을 수행할 수 있다.

도 4는 본 발명에 따른 마스터 게이트장치(100)의 기능 블록도이다. 마스터 게이트장치(100)는 중앙처리장치(CPU)와 메모리 등을 포함하는 마이크로 제어기와 메모리내에 중앙처리장치에 의해 도 4에 도시된 기능 유닛들에 의해 실행되는 소프트웨어 프로그램을 포함하는 장치이다.

상기 도 4를 참조하면, 본 발명의 마스터 게이트장치(100)는 아래의 기능 유닛들을 총괄 제어하는 메인 컨트롤러(MCU : Main Controller)(110), 근거리 무선통신부(120), 원거리 무선통신부(130), 1차 화재판단부(140), 영상촬영 제어부(150), 영상 전송부(160), 마스터 화재진압제어부(170) 및 전원 공급부(180)를 포함한다.

마스터 게이트장치(100)의 근거리 무선통신부(120)는 무선 센서 네트워크(50a, 50b)로부터의 센싱 데이터를 수신하고, 이동방재장치(200)와 근거리 무선통신을 이용하여 정보를 송,수신하기 위한 것이다. 근거리 무선통신부(120)에 적용될 수 있는 통신규격으로는 지그비, 블루투스, 적외선 통신, WIFI, 무선랜, RF 등을 터널의 상황을 고려하여 적절히 선택할 수 있다.

상기 원거리 무선통신부(130)는 무선 통신망(400)을 통해 원격지에 존재하는 원격 통합방재서버(300)와 정보를 송,수신하기 위한 것이다. 원거리 무선통신부(130)에 적용할 수 있는 통신규격으로는 4G, 5G 등의 이동통신 프로토콜이 바람직하지만, 반드시 이에 한정되는 것은 아니며 마스터 게이트장치(100)와 원격 통합방재서버(300)간의 데이터 통신을 위해 적용 가능한 모든 유,무선 통신규격이 채택될 수 있다.

상기 1차 화재판단부(140)는 해당 마스터 게이트장치(100)와 매핑되어 있는 센서 네트워크(50a, 50b)로부터 수신한 화재감지신호(불꽃감지신호, 열감지신호, 연기감지신호, 아크감지신호, 가스감지신호 등)에 기반하여 예비적으로 화재발생여부를 판별한다. 즉, 1차 화재판단부(140)는 특정 센서 네트워크(50a, 50b)의 특정한 센서 노드로부터 불꽃을 감지하거나, 열을 감지하거나 연기(또는 감스)를 감지하거나 아크를 감지하는 경우 예비적 화재발생상황으로 판단하고, 이를 메인 컨트롤러(110)에 통지한다. 즉, 상기 1차 화재판단부(140)는 상기 예비적 화재발생상황을 판별하고, 화재발생위치(센서노드의 ID), 화재발생형태(열, 불꽃, 연기, 아크)를 포함하는 예비 화재발생상태정보를 메인 컨트롤러(110)에 통지한다.

상기 영상촬영 제어부(150)는 상기 예비 화재발생상태정보에 근거하여 상기 화재발생위치 인근에 존재하는 적어도 하나 이상의 이동방재장치(200)를 화재발생위치로 이동시키고, 이동방재장치(200)의 영상촬영부(240)로 하여금 화재발생위치 부근의 화재 영상을 촬영하여 상기 마스터 게이트장치(100)로 전송하도록 제어한다.

상기 영상 전송부(160)는 상기 적어도 하나 이상의 이동방재장치(200)의 영상촬영부(240)로부터 상기 근거리 무선통신부(120)를 경유하여 수신되는 화재 영상을 이미지 처리한 후 상기 원격 통합방재서버(300)로 전송한다.

상기 마스터 화재진압제어부(170)는 상기 원격 통합방재서버(300)의 화재진압 플래닝부(350)에 의해 수립된 화재진압 계획정보에 따라 상기 적어도 하나 이상의 이동방재장치(200)가 상기 화재발생지점의 화재를 신속하고, 효과적으로 진압할 수 있도록 상기 적어도 하나 이상의 이동방재장치(200)를 제어한다. 여기서, 화재진압 계획정보에는 화재 진압을 위해 동원되어야 할 이동방재장치의 갯수, 이동방재장치의 배치 위치, 소화약제의 종류, 소화약제의 투입량, 제연수단의 가동여부 등을 포함한다. 따라서, 상기 마스터 화재진압제어부(170)는 이러한 화재진압 계획정보에 따라 상기 적어도 하나 이상의 이동방재장치(200)를 화재 진압 위치에 적절히 배치한 후 화재를 신속하게 진압하도록 제어한다.

상기 전원공급부(180)는 상기 마스터 게이트장치(100)의 각 기능 유닛들이 작동될 수 있도록 전원을 공급하는 것으로서 고용량 배터리로 이루어지는 것이 바람직하다. 상기 고용량 배터리는 별도의 전원 공급선을 통해 상시 전원을 공급받아 방전되지 않도록 충전된다.

도 5는 본 발명에 따른 이동방재장치(200)의 기능 블록도이다. 이동방재장치(200)는 중앙처리장치(CPU)와 메모리로 이루어진 마이크로 제어기와, 카메라, 저장탱크, 이동 활차 등의 하드웨어와 상기 메모리내에 중앙처리장치에 의해 도 5에 도시된 기능 유닛들에 의해 실행되는 소프트웨어 프로그램을 포함하는 장치이다.

도 5를 참조하면, 본 발명의 이동방재장치(200)는 아래의 기능 유닛들을 총괄 제어하는 메인 컨트롤러(Main Controller)(210), 전원공급부(220), 이동활차(221), 근거리 무선통신부(230), 영상촬영부(240), 소화방재부(250), 소화약제 저장탱크(260), 조명부(270) 및 구동부(280)를 포함한다.

이동방재장치(200)의 근거리 무선통신부(230)는 상기 마스터 게이트장치(100)와 근거리 무선통신을 이용하여 정보를 송,수신하기 위한 것이다. 근거리 무선통신부(230)에 적용될 수 있는 통신규격으로는 지그비, 블루투스, 적외선 통신, WIFI, 무선랜, RF 등을 터널의 상황을 고려하여 적절히 선택할 수 있다.

상기 영상 촬영부(240)는 상기 마스터 게이트장치(100)의 영상촬영 제어부(150)의 지시에 따라 화재발생지점의 화재 영상을 촬영하기 위하여 촬상소자로 이루어진 카메라와 촬상소자가 촬영한 영상정보를 인가받는 수신수단 및 수신된 영상정보를 저장하는 저장수단을 포함한다. 영상 촬영부(240)는 카메라 각도 변화, 포커싱, 트래킹 등의 동작을 통하여 상기 카메라가 화재발생지점을 촬영하여 입수할 수 있도록 제어하는 기능도 병행한다.

상기 조명부(270)는 이동방재장치(200)가 화재발생지점으로 이동한 후 화재발생지점에 조명(예를들어, LED)을 제공하여 상기 영상 촬영부(240)가 깨끗한 화질의 영상을 획득하도록 돕는다.

상기 이동 활차(221)는 이동방재장치(200)가 궤도레일(11, 21)을 타고 이동할 수 있도록 돕는 것으로서, 예를 들어, 모터, 기어 및 바퀴로 구성되어 모터의 정/역회전에 의해 기어가 회전함에 따라 바퀴가 궤도레일을 타고 이동하게 된다.

상기 전원공급부(220)는 상기 이동방재장치(200)의 각 기능 유닛들이 작동될 수 있도록 전원을 공급하는 것으로서 고용량 배터리로 이루어지는 것이 바람직하다. 상기 고용량 배터리는 예를 들어 궤도 레일(11, 21)에 매립된 전원 공급선을 이용하여 상시 전원을 공급받아 방전되지 않도로 충전된다.

상기 구동부(280)는 상기 이동방재장치(200)를 원하는 위치로 이동시킬 수 있도록 상기 이동활차(221)의 모터의 회전방향과 속도(rpm)를 제어한다.

상기 소화약제 저장탱크(260)는 화재를 진압하기 위한 다양한 소화약제를 수용하는 저장탱크로서, 소화약제로는 물, 이산화탄소, 황산알루미늄·탄산수소나트륨 수용액, 브로민화염화메테인·이브로민화사플루오린화에테인, 인산이수소암모늄, 수산화나트륨 분말소화제 등이 있다. 또한, 상기 소화약제 저장탱크(260)에는 저장탱크 내부의 소화약제를 다른 이동방재장치(200)의 소화약제 저장탱크(260)로 공급하기 위한 충전 커넥터(261)와 다른 이동방재장치(200)의 소화약제 저장탱크(260)의 소화약제를 상기 충전 커넥터(261)를 통해 공급받기 위한 충전 포트(262)를 포함한다. 따라서, 제 1 이동방재장치(200)의 충전 커넥터(261)를 제 2 이동방재장치(200')의 충전 포트(262')에 연결하고 펌핑하게 되면 제 1 이동방재장치(200)의 소화약제 저장탱크(260)에 있던 소화약제가 제 2 이동방재장치(200')의 소화약제 저장탱크(260')로 이동하여 충전된다. 이러한 펌핑 작용은 소화약제를 이동시키고자 하는 상기 제 1 이동방재장치(200)의 소화약제 분사수단(251)에 의해 이루어진다. 이렇게 적어도 2개 이상의 이동방재장치(200, 200', 200'')들간에 충전 커넥트(261, 261', 261'')와 충전 포트(262, 262', 262'')를 연속적으로 연결하는 것에 의해 도 7과 같은 이동방재장치 트레인(train)(2000)을 형성할 수 있다. 이렇게 이동방재장치 트레인(2000)을 형성하는 것에 의해 화재 현장에 투입되는 이동방재장치(200)의 소화약제 투입량을 극대화할 수 있다. 또한, 터널 내 어느 일측에 소화약제 충전탱크를 배치하고, 이를 통해 소화약제 충전탱크의 일측에 형성된 충전 노즐에 상기 이동방재장치 트레인(2000)의 일측에 구성된 충전 포트(262)를 연결시켜 소화 약제를 소화약제 저장탱크(260)에 실시간으로 충전할 수 있다. 상기 소화약제 충전 스케쥴은 마스터 게이트장치(200)의 메인 컨트롤러(210)에서 제어하게 될 것이다.

상기 소화 방재부(250)는 터널에 발생한 화재를 신속하고, 확실하게 진압하기 위한 각종 소화 방재 수단을 포함하고 있다. 예를 들어, 소화 방재부(250)는 도 5와 같이 제연수단(252), 소화약제 분사수단(251)을 포함할 수 있다.

상기 제연수단(252)은 화재시 제연(除煙, Smoke Removal) 및 진화(鎭火, Fire Evolution)를 겸하는 장치로서 화재 현장의 연기나 가스를 내부로 빨아들여 물과 믹싱(mixing)하여 액체 미립자계 유독 가스는 물에 용해(dissolution), 희석(dilution)되어 제거되도록 하고, 고체미립자계 그을음, 검댕, 초 미세먼지 등은 물에 물리 흡착(physical adsorption) 되도록 하여 연기 속에서 유독성을 제거 하면서 그 물(수증기)을 화점에 분사한다. 이 때, 화재 연기 속에 포함 되어있는 기체상의 분자 질소 가스(N2)와 열기(Heat, 복사열, Radiant heat, 단열재에 의한 열 반사, Heat-reflective insulation)는 재활용(Recycling)되며, 불활성 가스인 질소(N2)가스와 물은 믹싱(Mixing)되고 연기 온도(열기) 100℃ 이상에서 수증기화 되어 수증기와 질소가 혼합되며 화점에 분사되어, 화재 질식 소화를 수행한다.

상기 소화약제 분사수단(251)은 소화약제 저장탱크(260)의 소화약제를 충전 커넥터(261)를 통해 외부로 펌핑하기위한 펌핑수단과, 소화약제를 화점에 분사하기 위한 복수의 노즐을 포함한다. 상기 복수의 노즐은 화재 사고 발생시 화점을 향해 노즐의 분사 각도를 조절하면서 분사할 수 있다.

도 6은 본 발명에 따른 원격 통합방재서버(300)의 기능 블록도이다. 도 6을 참조하면, 본 발명의 원격 통합방재서버(300)는 아래의 기능 유닛들을 총괄 제어하는 메인 컨트롤러(310), 무선통신부(320), 영상처리부(330), 2차 화재판단부(340), 화재진압 플래닝부(350) 및 화재통보부(360)를 포함한다.

상기 무선통신부(320)은 무선통신망(400)을 경유하여 터널내의 상기 마스터 게이트장치(100)와 정보를 송,수신하기 위한 것이다. 무선통신부(320)에 적용할 수 있는 통신규격으로는 4G, 5G 등의 이동통신 프로토콜이 바람직하지만, 반드시 이에 한정되는 것은 아니며 마스터 게이트장치(100)와 원격 통합방재서버(300)간의 데이터 통신을 위해 적용 가능한 모든 유,무선 통신규격이 채택될 수 있다.

상기 영상처리부(330)는 상기 마스터 게이트장치(100)의 영상 전송부(160)로부터 전송되는 영상 데이터를 내부 데이터베이스에 저장한 후 저장된 영상 데이터를 불러들어 후술하는 2차 화재판단부(340)가 사전에 학습된 데이터를 통해 딥러닝 기반 인공지능을 통해 최종적인 화재여부를 판단하도록 영상 데이터를 합성하거나 변환한다. 예를 들어, 상기 영상처리부(330)는 원본 영상 데이터인 RGB 색상모델의 영상을 YCbCr 모델로 변환하거나 하나의 화재 현장을 여러 각도나 위치에서 촬영한 영상 데이터를 결합하여 하나의 화재 영상으로 합성할 수 있다.

상기 2차 화재판단부(340)는 상기 영상처리부(330)에 의해 이미지 프로세싱 처리된 화재 영상을 딥러닝 기반의 인공지능을 이용하여 2차로 화재여부를 최종적으로 결정하기 위한 것이다. 즉, 상기 2차 화재판단부(340)는 마스터 게이트장치(100)가 화재감지센서(2, 3, 4)의 센싱 데이터에 근거하여 1차로 화재를 판단한 예비 화재 현장의 촬영 영상을 딥러닝 기반의 인공지능을 이용하여 2차로 화재 여부(불꽃 판별, 연기 판별 등)에 대한 최종 결론을 내린다. 이렇게 2차에 걸친 화재 판단 절차를 거치는 것에 의해 외부와 차단되고, 밀폐되어 화재 여부를 정확하게 판단하기 어려운 터널 내 화재를 오류없이 정확하게 판별해낼 수 있는 효과를 가진다.

또한, 상기 2차 화재판단부(340)는 화재 영상을 딥러닝 기반의 인공지능을 이용하여 분석하는 것에 의해 화재상태정보를 생성한다. 여기서, 화재상태정보는 화재위치, 화재크기(불꽃의 크기나 세기, 연기량 등), 화재형태(아크로 인한 화재, 차량사고로 인한 화재 등), 주변환경(화재 발생지점의 차량이나 사람의 존재 여부)에 대한 데이터를 포함한다.

상기 2차 화재판단부(340)에 적용할 수 있는 딥러닝 기반 인공지능 엔진으로는 TensorFlow가 사용될 수 있고, Inception v3 모델이 사용될 수 있다. 조기 화재감지의 목적 달성을 위해, 정답을 알고 있는 훈련데이터를 이용한 머신러닝 모델을 학습시키는 방식인 지도학습을 사용할 수 있으며, 인공지능 모델의 구조, 가중치, 파라미터, 데이터 셋 등은 다양하게 설정될 수 있다. 이를 위해, 원격 통합방재서버(300)의 데이터베이스(미도시)에는 다량의 불꽃 이미지, 연기 이미지 등의 화재이미지 빅데이터가 저장되어 있고, 상기 2차 화재판단부(340)의 딥러닝 기반 인공지능 엔진은 이 빅데이터를 통해 학습하는 것에 의해 불꽃이나 연기 등을 인식하는 능력을 고도화할 수 있다. 또한, 상기 2차 화재판단부(340)는 마스터 게이트장치(100)에 지시하여 다수의 이동방재장치(200)를 통해 화재 이벤트와 무관하게 평상시 터널내 영상을 전송받아 이를 데이터베이스에 저장함으로써 많은 훈련 데이터(빅데이터)를 축적하여 화재 판단의 정확도를 상승시킬 수도 있다.

상기 화재진압 플래닝부(350)는 상기 2차 화재판단부(340)의 인공지능 엔진이 생성한 화재상태정보를 전달받고, 이 화재상태정보에 근거하여 화재를 효과적으로 진압할 수 있는 화재진압 플래닝을 수립한다. 화재진압 플래닝에는 화재 진압을 위해 동원되어야 할 이동방재장치의 갯수, 이동방재장치의 배치 위치, 소화약제의 종류, 소화약제의 투입량, 제연수단의 가동여부 등을 포함한다. 즉, 상기 화재진압 플래링부(350)는 상기 화재상태정보의 화재위치와 화재크기, 화재형태, 주변환경에 근거하여 화점을 분석하고, 이동방재장치의 갯수와 배치를 계산한다. 또한, 화재크기와 화재형태에 근거하여 소화약제의 종류와 소화약제의 투입량 및 제연수단의 가동여부를 계산한다.

상기 화재 진압 플래닝에 따른 데이터(화재진압 계획정보)의 구체적인 예로서 5대의 이동방재장치, 5대의 이동방재장치의 위치좌표, 이동방재장치의 역할분담(2대는 제연/소화, 1대는 물분사, 2대는 수산화나트륨 분말소화제 분사), 분말소화제의 총 투입량, 영상데이터 전송주기 등을 들 수 있다.

상기 화재진압 계획정보는 해당하는 마스터 게이트장치(100)의 마스터 화재진압제어부(170)로 전송된다. 이에 따라, 마스터 게이트장치(100)의 상기 마스터 화재진압제어부(170)는 상기 화재진압 계획정보에 근거하여 적어도 하나 이상의 이동방재장치(200)를 제어한다. 예를 들어, 상기 마스터 화재진압제어부(170)는 화점과 가까운 곳에 위치하고 있는 이동방재장치(200)중 5대를 선택하여 이동할 위치좌표와, 역할, 영상데이터 전송주기 등의 정보를 전송한다. 이를 수신한 이동방재장치(200)들은 해당하는 위치좌표로 이동한 후 지시된 역할에 따라 소화방재(제연/소화, 소화약제분사)와 주기적 영상촬영을 실행한다. 만약, 화재진압 계획정보의 소화약제 투입량이 5대분을 초과하는 경우에는 상기 마스터 화재진압제어부(170)는 도 7과 같이 이동방재장치 트레인(2000)를 형성하도록 해당하는 이동방재장치들(200, 200', 200'')에 지시한다. 이를 통해, 소화약제 저장탱크(260)의 저장용량의 한계를 극복할 수 있다. 또한, 이동방재장치(200)는 화재 방재와 더불어 주기적으로 방재 현장의 영상을 촬영하여 마스터 게이트장치(100)를 통해 원격 통합방재서버(300)에 전송함으로써 원격 통합방재서버(300)는 상기 화재진압 계획정보를 화재 현장의 변화에 연동되도록 실시간 갱신할 수 있다.

상기 화재 통보부(360)는 상기 2차 화재판단부(340)로부터 최종 화재발생 정보를 전달받고, 이 화재 사실을 화재가 발생한 도로 터널을 관리하는 한국도로공사 등의 관리주체와 소방방재청의 관할 소방서 등에 실시간 통보한다.

상술한 본 발명에 따른 도로 터널의 지능형 통합 화재소화시스템의 구성에 근거하여 도로 터널에 발생한 화재를 탐지하고, 진압하는 과정을 설명한다.

도 8을 참조하면, 본 발명에 따른 지능형 통합 화재소화시스템이 설치되어 있는 도로 터널(1)내에 화재(8)가 발생하면, 이를 1차적으로 먼저 도로 터널(1)내에 설치된 화재감지센서(2, 3, 4, 4')가 센싱하게 된다. 예를 들어, 도로 터널(1)내에서 차량의 이상으로 인해 차량에 화재가 발생하여 불꽃과 더불어 연기(또는 유독가스)가 발생한 경우를 가정한다. 이 경우 화재 발생 현장에 위치한 불꽃감지센서(2), 연기감지센서(3) 및 열감지센서(4, 4')는 불꽃, 연기, 열을 감지하고, 이 화재감지신호(불꽃, 연기, 열)를 해당 화재감지센서가 속해 있는 센서 네트워크(50a)의 싱크노드를 통해 해당 센서 네트워크(50a)와 매핑(mapping)되어 있는 마스터 게이트장치(100)로 전달한다.

상기 마스터 게이트장치(100)의 1차 화재판단부(140)는 상기 화재감지신호를 미리 설정되어 있는 기준값과 비교하여 1차적으로 화재여부를 판단하고, 예비적 화재발생상황으로 판단되면 예비 화재발생상태정보(화재발생위치, 화재발생형태)를 생성하고, 이를 메인 컨트롤러(110)에 통지한다.

상기 마스터 게이트장치(100)의 메인 컨트롤러(110)는 상기 예비 화재발생상태정보를 영상촬영 제어부(150)에 전달하고, 영상촬영 제어부(150)는 상기 예비 화재발생상태정보에 근거하여 상기 화재발생위치 인근에 존재하는 적어도 하나 이상의 이동방재장치(200-1, 200-2, 200-3, 200-4, 200-5)를 화재발생위치로 이동시키고, 이동발생장치(200-1, 200-2, 200-3, 200-4, 200-5)의 영상 촬영부(240)로 하여금 화재발생위치 부근의 화재 영상을 촬영하여 전송하도록 지시한다.

상기 영상촬영 제어부(150)로부터 화재 영상의 촬영을 지시받은 상기 적어도 하나 이상의 이동방재장치(200-1, 200-2, 200-3, 200-4, 200-5)는 화재발생위치로 이동하여 화재발생지점을 촬영하여 화재 영상을 획득하고, 이를 근거리 무선통신부(230)을 경유하여 상기 마스터 게이트장치(100)의 영상 전송부(160)로 전송한다. 이때, 상기 영상촬영 제어부(150)는 상기 예비 화재발생상태정보에 근거하여 상기 적어도 하나 이상의 이동방재장치(200-1, 200-2, 200-3, 200-4, 200-5) 각각이 위치할 위치좌표와 영상 촬영부(240)의 카메라 각도, 포커싱, 트레킹 등의 촬영 제어 정보를 상기 이동방재장치(200-1, 200-2, 200-3, 200-4, 200-5)에 전송한다. 이에 따라, 상기 이동방재장치(200-1, 200-2, 200-3, 200-4, 200-5)의 구동부(280)는 이동 활차(221)의 모터의 회전방향(정/역)과 회전속도를 조절하여 해당하는 위치좌표로 이동방재장치(200-1, 200-2, 200-3, 200-4, 200-5)가 궤도 레일(11, 21)을 따라 이동하도록 구동 제어한다. 또한, 상기 이동방재장치(200-1, 200-2, 200-3, 200-4, 200-5)가 해당하는 위치좌표에 도착하면, 상기 영상 촬영부(240)는 상기 촬영 제어 정보에 근거하여 카메라의 각도를 설정하고, 포커싱, 트래킹 등의 동작을 통하여 화재발생지점(8)의 영상을 정밀하게 촬영한다. 이때, 조명부(270)는 화재발생지점에 조명을 제공하여 깨끗한 화질의 영상을 얻도록 돕는 것이 바람직하다.

상기 적어도 하나 이상의 이동방재장치(200-1, 200-2, 200-3, 200-4, 200-5)의 영상 촬영부(240)로부터 화재발생지점의 화재 영상을 전달받은 상기 마스터 게이트장치(100)의 영상 전송부(160)는 상기 화재 영상을 이미지 처리하여 무선 통신망(400)을 경유하여 원격 통합방재서버(300)로 전송한다.

상기 영상 전송부(160)로부터 전송되는 화재 영상을 수신한 상기 원격 통합방재서버(300)의 영상 처리부(330)는 상기 화재 영상을 이미지 프로세싱한 후 2차 화재판단부(340)로 전달한다.

상기 2차 화재판단부(340)는 상기 영상처리부(330)에 의해 이미지 프로세싱 처리된 화재 영상을 딥러닝 기반의 인공지능을 이용하여 2차로 화재여부를 최종적으로 판단하고, 화재상태정보(화재위치, 화재크기, 화재형태, 주변환경 등)를 생성하여 이를 화재진압 플래닝부(350)에 전달한다. 즉, 상기 2차 화재판단부(340)는 마스터 게이트장치(100)가 화재감지센서(2, 3, 4)의 센싱 데이터에 근거하여 1차로 화재로 판단한 예비 화재 현장의 촬영 영상을 딥러닝 기반의 인공지능을 이용하여 화재 여부(불꽃 판별, 연기 판별 등)에 대한 최종 결론을 내린다. 이렇게 2차에 걸친 화재 판단 절차를 거치는 것에 의해 외부와 차단되고, 밀폐되어 화재 여부를 정확하게 판단하기 어려운 터널 내 화재를 오류없이 정확하게 판별해낼 수 있는 효과를 가진다. 또한, 상기 화재상태정보에는 화재위치, 화재크기(불꽃의 크기나 세기, 연기량 등), 화재형태(아크로 인한 화재, 차량사고로 인한 화재 등), 주변환경(화재 발생지점의 차량이나 사람의 존재 여부)에 대한 데이터가 포함될 수 있다.

상기 2차 화재판단부(340)로부터 상기 화재상태정보를 전달받은 상기 화재진압 플래닝부(350)는 이 화재상태정보에 근거하여 화재를 효과적으로 진압할 수 있는 화재진압 플래닝을 수립한다. 즉, 상기 화재진압 플래링부(350)는 상기 화재상태정보의 화재위치와 화재크기, 화재형태, 주변환경에 근거하여 화점을 분석하고, 투입할 이동방재장치의 갯수와 배치를 계산하고, 또한, 화재크기와 화재형태에 근거하여 소화약제의 종류와 소화약제의 투입량 및 제연수단의 가동여부를 계산하여 화재진압 계획정보(예를 들어, 5대의 이동방재장치, 5대의 이동방재장치의 위치좌표, 이동방재장치의 역할분담(2대는 제연/소화, 1대는 물분사, 2대는 수산화나트륨 분말소화제 분사), 분말소화제의 총 투입량, 영상데이터 전송주기)를 생성한다.

이렇게 생성된 화재진압 계획정보는 상기 마스터 게이트장치(100)로 전송되어 마스터 화재진압제어부(170)로 전달된다. 이에 따라, 마스터 게이트장치(100)의 상기 마스터 화재진압제어부(170)는 상기 화재진압 계획정보에 근거하여 적어도 하나 이상의 이동방재장치(200-1, 200-2, 200-3, 200-4, 200-5)를 제어한다. 예를 들어, 상기 마스터 화재진압제어부(170)는 화점(8)과 가까운 곳에 위치하고 있는 이동방재장치중 5대(200-1, 200-2, 200-3, 200-4, 200-5)를 선택하여 이동할 위치좌표와, 역할(제연/소화, 소화약제분사), 영상데이터 전송주기 등의 정보를 전송한다. 이를 수신한 이동방재장치(200-1, 200-2, 200-3, 200-4, 200-5)들은 해당하는 위치좌표로 이동한 후 지시된 역할에 따라 소화방재(제연/소화, 소화약제분사)와 주기적 영상촬영을 실행한다.

즉, 예를 들어, 상기 마스터 화재진압제어부(170)는 상기 화재진압 계획정보에 근거하여 제 1 이동방재장치(200-1)에는 이동할 위치좌표(X1,Y1), 제연/소화, 30초 단위로 영상촬영을 지시하고, 제 2 이동방재장치(200-2)에는 이동할 위치좌표(X2,Y2), 제연/소화, 30초 단위로 영상촬영을 지시하고, 제 3 이동방재장치(200-3)에는 이동할 위치좌표(X3,Y3), 물 200kg 분사, 30초 단위로 영상촬영을 지시하고, 제 4 이동방재장치(200-4)에는 이동할 위치좌표(X4,Y4), 수산화나트륨 분말소화제 250kg 분사, 30초 단위로 영상촬영을 지시하며 제 5 이동방재장치(200-5)에는 이동할 위치좌표(X5,Y5), 수산화나트륨 분말소화제 300kg 분사, 20초 단위로 영상촬영을 지시할 수 있다.

이에 따라, 상기 제 1 내지 제 5 이동방재장치(200-1, 200-2, 200-3, 200-4, 200-5)의 구동부(280)는 상기 위치좌표들에 근거하여 각각의 이동 활차(221)의 모터를 구동 제어하여 해당하는 위치좌표로 이동시키고, 상기 제 1 및 제 2 이동방재장치(200-1 및 200-2)의 소화 방재부(250)는 제연수단(252)을 이용하여 제연/소화 작업을 실행하고, 상기 제 3 이동방재장치(200-3)의 소화 방재부(250)는 소화약제 분사수단(251)의 노즐을 이용하여 소화약제 저장탱크(260)에 저장되어 있는 물을 화점(8)에 분사하고, 상기 제 4 및 제 5 이동방재장치(200-4 및 200-5)의 소화 방재부(250)는 소화약제 분사수단(251)의 노즐을 이용하여 소화약제 저장탱크(260)에 저장되어 있는 수산화나트륨 분말소화제를 화점(8)에 분사하고, 상기 제 1 내지 제 4 이동방재장치(200-1, 200-2, 200-3, 200-4)의 영상 촬영부(240)는 30초 단위로 화재 현장의 영상을 촬영하여 상기 마스터 게이트장치(100)의 영상전송부(160)로 전송하고, 상기 제 5 이동방재장치(200-5)의 영상 촬영부(240)는 20초 단위로 화재 현장의 영상을 촬영하여 상기 마스터 게이트장치(100)의 영상전송부(160)로 전송한다.

이렇게 30초 또는 20초 단위로 마스터 게이트장치(100)로 전송된 화재 영상은 무선 통신망(400)을 경유하여 원격 통합방재서버(300)의 2차 화재판단부(340)로 전송되고, 2차 화재판단부(340)는 새롭게 전송되는 화재 영상을 딥러닝 인공지능엔진을 이용하여 새로운 화재상태정보를 생성하고, 화재진압 플래닝부(350)는 이 새롭게 생성된 화재상태정보에 근거하여 상기 화재진압 계획정보를 갱신하고, 이렇게 갱신된 화재진압 계획정보를 상기 마스터 게이트장치(100)로 전송한다.

상기 갱신된 화재진압 계획정보를 전달받은 마스터 게이트장치(100)의 상기 마스터 화재진압제어부(170)는 갱신된 화재진압 계획정보에 근거하여 상기 제 1 내지 제 5 이동방재장치(200-1, 200-2, 200-3, 200-4, 200-5)의 위치나 역할 등을 변경할 수 있다.

한편, 상기 마스터 게이트장치의 마스터 화재진압제어부(170)는 상기 제 3 내지 제 5 이동방재장치(200-3, 200-4, 200-5)로부터 소화약제 저장탱크(260)의 저장용량을 전달받고, 상기 화재진압 계획정보에 따른 소화약제 투입량을 충분히 확보할 수 없다고 판단하는 경우에는 도 7과 같이 상기 제 3 내지 제 5 이동방재장치(200-3, 200-4, 200-5)에 이동방재장치 트레인(2000)을 구성할 것을 명령할 수 있다. 예를 들어, 상기 제 3 이동방재장치(200-3)에는 소화약제 저장탱크(260)에 물을 저장하고 있는 다른 인근의 이동방재장치 3개와 트레인을 형성할 것을 지시하고, 상기 제 4 이동방재장치(200-4)에는 소화약제 저장탱크에 수산화나트륨 분말소화제를 저장하고 있는 다른 인근의 이동방재장치 4개와 트레인을 형성할 것을 지시하며, 상기 제 5 이동방재장치(200-5)에는 소화약제 저장탱크에 수산화나트륨 분말소화제를 저장하고 있는 다른 인근의 이동방재장치 5개와 트레인을 형성할 것을 지시할 수 있다.

이러한 과정은 화재발생지점에 발생한 화재가 모두 소화될때까지 반복된다.

이상에서 본 발명은 비록 한정된 실시예와 도면에 의해 설명되었으나, 본 발명은 이것에 의해 한정되지 않으며 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 본 발명의 기술사상과 아래에 기재될 특허청구범위의 균등범위 내에서 다양한 수정 및 변형이 가능함은 물론이다.

1: 도로 터널, 2,3,4: 화재감지센서, 10: 천정부, 20: 양 측면부, 11,21: 궤도레일, 100: 마스터 게이트장치, 110,210,310: 메인 컨트롤러, 120,230: 근거리 무선통신부, 130: 원거리 무선통신부, 140: 1차 화재판단부, 150: 영상촬영 제어부, 160: 영상 전송부, 170: 마스터 화재진압제어부, 180,220: 전원 공급부, 200: 이동방재장치, 221: 이동 활차, 240: 영상 촬영부, 250: 소화 방재부, 251: 소화약제 분사수단, 252: 제연수단, 260: 소화약제 저장탱크, 261: 충전 커넥터, 262: 충전 포트, 270: 조명부, 280: 구동부, 300: 원격 통합방재서버, 320: 무선 통신부, 330: 영상 처리부, 340: 2차 화재판단부, 350: 화재진압 플래닝부, 360: 화재 통보부, 400: 무선 통신망, 2000 : 이동방재장치 트레인(train)

Claims

도로 터널(1)의 천정부(10)와 양 측면부(20)에 터널의 길이방향으로 연장되는 다수의 궤도레일(11, 21)과; 불꽃, 연기, 열, 아크, 가스를 감지하기 위하여 상기 도로 터널(1)의 천정부(10)와 양 측면부(20)에 걸쳐 구역별로 설치된 복수의 화재감지센서(2, 3, 4)로 이루어지는 다수의 무선 센서 네트워크(50a, 50b)와; 상기 궤도레일(11, 21)을 따라 상기 도로 터널(1)의 길이방항으로 이동하면서 화재를 제연하거나 소화시키는 복수의 이동방재장치(200)와; 상기 적어도 하나 이상의 무선 센서 네트워크(50a, 50b)와 근거리 무선통신으로 매핑(mapping)되어 상기 무선 센서 네트워크의 센서 노드로부터 불꽃감지신호, 열감지신호, 연기감지신호, 아크감지신호, 가스감지신호를 포함하는 화재감지신호를 수신하고, 상기 이동방재장치(200)와 무선 근거리통신을 이용하여 정보를 송,수신하는 적어도 하나 이상의 마스터 게이트장치(100)와; 상기 마스터 게이트장치(100)와 무선 통신망(400)을 경유하여 정보를 송,수신하는 원격 통합방재서버(300)를 포함하는 도로 터널의 지능형 통합 화재소화시스템에 있어서,
상기 마스터 게이트장치(100)는,
상기 무선 센서 네트워크(50a, 50b)로부터 상기 화재감지신호를 수신하고, 상기 이동방재장치(200)와 근거리 무선통신을 이용하여 정보를 송,수신하기 위한 근거리 무선통신부(120)와;
상기 무선 통신망(400)을 통해 원격지에 존재하는 상기 원격 통합방재서버(300)와 정보를 송,수신하기 위한 원거리 무선통신부(130)와;
상기 매핑되어 있는 센서 네트워크(50a, 50b)로부터 수신한 상기 화재감지신호를 기준값과 비교하여 화재발생 여부를 1차적으로 판단하고, 화재발생위치와 화재발생형태를 포함하는 예비 화재발생 상태정보를 생성하는 1차 화재판단부(140)와;
상기 예비 화재발생 상태정보에 근거하여 상기 화재발생위치 인근에 존재하는 적어도 하나 이상의 이동방재장치(200)를 상기 궤도레일(11, 21)을 이용하여 화재발생위치로 이동시키고, 상기 이동방재장치(200)로 하여금 화재발생위치 부근의 화재 영상을 촬영하여 전송하도록 제어하는 영상촬영 제어부(150)와;
상기 적어도 하나 이상의 이동방재장치(200)로부터 상기 근거리 무선통신부(120)를 통해 수신되는 상기 화재 영상을 이미지 처리한 후 상기 원거리 무선통신부(130)를 통해 상기 원격 통합방재서버(300)로 전송하는 영상 전송부(160)와;
상기 원격 통합방재서버(300)로부터 전송되는 화재 진압을 위해 동원되어야 할 이동방재장치의 갯수, 이동방재장치의 배치 위치, 소화약제의 종류, 소화약제의 투입량, 제연수단의 가동여부를 포함하는 화재진압 계획정보에 근거하여 적어도 하나 이상의 이동방재장치(200)를 선택하여 화재현장으로 이동시키고, 화재를 진압할 수 있도록 상기 이동된 이동방재장치들(200)을 제어하는 마스터 화재진압제어부(170); 및
상기 마스터 게이트장치(100)의 상기 근거리 무선통신부(120), 상기 원거리 무선통신부(130), 상기 1차 화재판단부(140), 상기 영상촬영 제어부(150), 상기 영상 전송부(160) 및 상기 마스터 화재진압제어부(170)를 총괄 제어하는 메인 컨트롤러(110)를 포함하고;
상기 이동방재장치(200)는,
상기 마스터 게이트장치(100)와 근거리 무선통신을 이용하여 정보를 송,수신하기 위한 근거리 무선통신부(230)와;
상기 마스터 게이트장치(100)의 영상촬영 제어부(150)의 컨트롤에 따라 화재발생지점의 화재 영상을 촬영하는 영상 촬영부(240)와;
상기 궤도레일(11, 21)을 타고 상기 이동방재장치(200)를 정해진 위치로 이동시키기 위하여 모터, 기어 및 바퀴로 이루어진 이동 활차(221)와;
상기 이동활차(221)의 모터의 회전방향과 속도(rpm)를 제어하는 구동부(280)와;
화재를 진압하기 위한 다양한 소화약제를 수용하는 저장탱크와, 이 저장탱크 내부의 소화약제를 다른 이동방재장치(200)의 저장탱크로 공급하기 위한 충전 커넥터(261), 및 다른 이동방재장치(200)의 저장탱크(260)의 소화약제를 상기 충전 커넥터(261)를 통해 공급받기 위한 충전 포트(262)를 포함하는 소화약제 저장탱크(260)와;
화재시 제연 및 진화를 겸하는 제연수단(252)과;
상기 소화약제 저장탱크(260)의 소화약제를 충전 커넥터(261)를 통해 외부로 펌핑하기 위한 펌핑수단과, 소화약제를 화점에 분사하기 위한 복수의 노즐을 포함하는 소화약제 분사수단(251); 및
상기 이동방재장치(200)의 상기 근거리 무선통신부(230), 상기 영상 촬영부(240), 상기 구동부(280), 상기 제연수단(252) 및 상기 소화약제 분사수단(251)을 총괄 제어하는 메인 컨트롤러(210)를 포함하고;
상기 원격 통합방재서버(300)는,
상기 무선통신망(400)을 경유하여 터널(1)내의 상기 마스터 게이트장치(100)와 정보를 송,수신하기 위한 무선통신부(320)와;
상기 마스터 게이트장치(100)의 영상 전송부(160)로부터 전송되는 영상 데이터를 합성하거나 변환하여 이미지 프로세싱하는 영상 처리부(330)와;
상기 영상처리부(330)에 의해 이미지 프로세싱된 화재 영상을 딥러닝 기반의 인공지능을 이용하여 2차로 화재여부를 최종적으로 판단하고, 화재위치, 화재크기, 화재형태, 주변환경에 대한 데이터를 포함하는 화재상태정보를 생성하는 2차 화재판단부(340)와; 여기서, 상기 화재크기는 불꽃의 크기나 세기 또는 연기량으로 정의되는 데이터이고, 상기 화재형태는 아크로 인한 화재, 차량사고로 인한 화재를 포함하는 데이터이고, 상기 주변환경은 화재 발생지점의 차량이나 사람의 존재여부를 포함하는 데이터이며,
상기 2차 화재판단부(340)로부터 전달받은 상기 화재상태정보에 근거하여 화재를 효과적으로 진압할 수 있도록 화재 진압을 위해 동원되어야 할 이동방재장치의 갯수, 이동방재장치의 배치 위치, 소화약제의 종류, 소화약제의 투입량, 제연수단의 가동여부를 포함하는 상기 화재진압 계획정보를 생성하는 화재진압 플래닝부(350); 및
상기 무선통신부(320), 상기 영상 처리부(330), 상기 2차 화재판단부(340) 및 상기 화재진압 플래닝부(350)를 총괄 제어하는 메인 컨트롤러(310)를 포함하며;
상기 도로 터널(1)내에 화재(8)가 발생하면 상기 무선 센서 네트워크(50a, 50b)로부터 수신한 상기 화재감지신호에 근거하여 상기 마스터 게이트장치(100)가 1차로 화재발생 여부를 판단하고, 화재 현장의 촬영 영상에 근거하여 상기 원격 통합방재서버(300)가 딥러닝 기반의 인공지능을 이용하여 2차로 화재여부를 판단한 후, 상기 마스터 게이트장치(100)가 상기 원격 통합방재서버(300)가 수립한 상기 화재진압 계획정보에 기반하여 상기 적어도 하나 이상의 이동방재장치(200)를 상기 화재 현장으로 이동시켜 제연하고, 소화약제를 분사하는 것에 의해 신속하게 화재를 진압하도록 제어하되,
상기 마스터 게이트장치(100)의 마스터 화재진압제어부(170)는 상기 화재진압 계획정보의 소화약제 투입량에 근거하여 필요시 복수의 이동방재장치(200, 200', 200'')의 상기 충전 커넥터(261, 261', 261'')와 상기 충전 포트(262, 262', 262'')를 연속적으로 연결하는 것에 의해 상기 복수의 이동방재장치가 일렬로 연결된 이동방재장치 트레인(train)(2000)을 구성하여 하나의 화재 현장에 사용할 수 있는 소화약제 투입량을 극대화하는 것을 특징으로 하는 도로 터널의 지능형 통합 화재소화시스템.
제 1 항에 있어서,
상기 마스터 게이트장치(100)의 영상촬영 제어부(150)는 상기 예비 화재발생 상태정보에 근거하여 상기 적어도 하나 이상의 이동방재장치(100) 각각이 위치할 위치좌표와 상기 적어도 하나 이상의 이동방재장치(100)의 카메라 각도, 포커싱, 트레싱을 포함하는 촬영 제어 정보를 상기 적어도 하나 이상의 이동방재장치(100)의 영상 촬영부(240)에 전송하는 것을 특징으로 하는 도로 터널의 지능형 통합 화재소화시스템.
제 2 항에 있어서,
상기 제연수단(252)은 화재 현장의 연기나 가스를 내부로 빨아들여 물과 믹싱(mixing)하여 액체 미립자계 유독 가스는 물에 용해, 희석되어 제거되도록 하고, 고체미립자계 그을음, 검댕, 초 미세먼지는 물에 물리 흡착되도록 하여 그 물을 다시 화점에 분사하는 것을 특징으로 하는 도로 터널의 지능형 통합 화재소화시스템.
제 3 항에 있어서,
상기 소화약제는 물, 이산화탄소, 황산알루미늄·탄산수소나트륨 수용액, 브로민화염화메테인·이브로민화사플루오린화에테인, 인산이수소암모늄, 수산화나트륨 분말소화제를 포함하는 것을 특징으로 하는 도로 터널의 지능형 통합 화재소화시스템.