KR102070523B1

KR102070523B1 - 풍력 발전식 지하철 비상대피 안내 시스템

Info

Publication number: KR102070523B1
Application number: KR1020180159751A
Authority: KR
Inventors: 강현지; 송수빈; 하윤경
Original assignee: 강현지; 송수빈; 하윤경
Priority date: 2018-12-12
Filing date: 2018-12-12
Publication date: 2020-01-28

Abstract

본 발명에 따른 지하철 비상대피 안내 시스템은 지하철 터널의 벽이나 천장에 일정 간격을 두고 복수 개로 설치된 것으로서, 지하철 주행 시 발생된 풍력으로 회전되는 터빈과, 상기 터빈의 회전력을 전기 에너지로 변환하는 풍력발전부 및, 상기 풍력발전부에서 발전된 전기 에너지를 전원으로 저장한 배터리를 구비한 풍력발전기 및, 상기 터빈의 일 측에 구비된 것으로, 대피경로를 표시한 반투명 재질의 표시부와, 상기 표시부의 배면에서 전방으로 상기 풍력발전기의 전기 에너지를 매개로 발광하는 LED 모듈을 구비한 대피 안내부를 구비한 본체; 위급 상황을 판단하는 위급상황 판단 모듈과, 상기 위급 상황 판단 모듈에서 위급 상황을 판단 시 상기 LED 모듈의 발광을 제어하는 발광 제어모듈을 구비한 컨트롤러;를 포함하는 것을 특징으로 한다.

Description

풍력 발전식 지하철 비상대피 안내 시스템{EMERGENCY EVACUATION GUIDE SYSTEM FOR SUBWAY OF WIND POWER GENERATING}

본 발명은 지하철 비상대피 안내 시스템에 관한 것으로, 보다 상세하게는 지하철 터널 내부의 벽, 천장 등에 설치되며, 지하철이 진행되는 경우 발생되는 바람을 이용하여 에너지를 생성하고, 상기 에너지를 비상유도등의 전원으로 이용하는 풍력 발전식 지하철 비상대피 안내 시스템에 관한 것이다.

일반적으로, 많은 사람들이 사용하는 건물 및 숙박 시설이나 지하철 및 지하상가 등과 같이 유동 인구가 많은 장소의 경우 화재 등의 재난 발생 시 사람들을 대피시키기 위한 비상구 또는 대피로가 설치되고, 이러한 비상구 또는 대피로의 위치 및 방향을 사람들에게 알리기 위한 안내판이나 유도등이 해당 건축물의 내부에 설치되어 있다.

상기 안내판이나 상기 유도등은 화재나 정전에 의해 전원이 차단되더라도 일정 시간 이상 점등되어 건물 내부의 사람들로 하여금 비상구를 쉽게 발견할 수 있도록 하는 역할을 수행하고 있다.

이와 관련 선행문헌으로는 대한민국 등록특허 제10-0891250호, 대한민국 등록특허공보 제20-0462003호 등이 있다.

그러나, 이러한 종래 비상대피 안내 시스템에서는 지하철역 등의 이용자수가 많고, 다양하고 복잡하게 지어진 구조물에서는 상기와 같은 안내판이나 유도등만으로는 재난발생 시에 이용자들을 보다 더 안전한 장소로 효과적으로 빠르게 대피시키는 데에 한계가 있다.

대한민국 등록특허공보 제10-0891250호 대한민국 등록특허공보 제20-0462003호

본 발명은 상기 기술의 문제점을 극복하기 위해 안출된 것으로, 지하철이 진행되는 경우 발생되는 바람을 이용하여 에너지를 생성하고, 상기 에너지를 비상유도등의 전원으로 이용하는 풍력 발전식 지하철 비상대피 안내 시스템을 제공하는 것을 주요 목적으로 한다.

상기 목적을 달성하기 위하여, 본 발명에 따른 풍력 발전식 지하철 비상대피 안내 시스템은, 지하철 터널의 벽이나 천장에 일정 간격을 두고 복수 개로 설치된 것으로서, 지하철 주행 시 발생된 풍력으로 회전되는 터빈과, 상기 터빈의 회전력을 전기 에너지로 변환하는 풍력발전부 및, 상기 풍력발전부에서 발전된 전기 에너지를 전원으로 저장한 배터리를 구비한 풍력발전기 및, 상기 터빈의 일 측에 구비된 것으로, 대피경로를 표시한 반투명 재질의 표시부와, 상기 표시부의 배면에서 전방으로 상기 풍력발전기의 전기 에너지를 매개로 발광하는 LED 모듈을 구비한 대피 안내부를 구비한 본체; 위급 상황을 판단하는 위급상황 판단 모듈과, 상기 위급 상황 판단 모듈에서 위급 상황을 판단 시 상기 LED 모듈의 발광을 제어하는 발광 제어모듈을 구비한 컨트롤러;를 포함하는 것을 특징으로 한다.

더불어, 상기 터빈은, 프레임을 매개로 상기 본체의 양 측에 2개로 설치된 것을 특징으로 한다.

추가적으로, 상기 대피 안내부는, 상기 터빈 사이에 구비된 상태에서, 상기 LED 모듈의 배면에 반사판을 추가로 구비한 것을 특징으로 한다.

본 발명에 따른 풍력 발전식 지하철 비상대피 안내 시스템은, 표시부와 풍력발전기를 결합하여 형성함으로써, 지하철이 상기 이동경로를 따라 진행하는 과정에서 발생되는 바람을 풍력 에너지원으로 이용하여 전기 에너지를 생성하고, 상기 전기 에너지를 표시부에 공급하여 대피방향을 출력함으로써, 화재, 재난 등으로 인해 외부로부터 상기 표시부로의 전원공급이 차단된 경우에도 표시부를 구동시킬 수 있다.

또한, 상기 표시부를 통해 대피방향을 표시하여 제공함으로써 지하철을 이용하는 승객이 재해 또는 사고가 발생한 구역으로 따라가는 것을 방지하여 상기 승객이 상기 대피방향을 따라 신속하게 대피하도록 할 수 있다.

또한, 축전기에서 상기 그룹 처리된 본체로부터 전원을 축전하면, 전원 공급부는 상기 축전기에 저장된 전원을 다시 본체 각각에 각각의 본체 에서 필요로 하는 만큼만 전원을 공급할 수 있다.

아울러, 발광 제어모듈은 그룹 처리된 본체 별 상기 축전기에 저장된 전원량의 고저에 따라 상기 본체 별로 상기 LED 모듈의 광량을 차등 조절할 수 있다.

나아가, 상기 발광 제어모듈은 거리 센서 및 본체 정보 데이터베이스와 연동되어 그룹 처리된 본체들 중에서 위급 상황 발생 지점을 기준으로 가장 먼 지점의 본체로부터 가장 가까운 지점의 본체까지의 순서로 상기 LED 모듈의 광량을 차등적으로 상승 조절시킬 수 있다.

더 나아가, 상기 발광 제어모듈은 상기 위급 상황 발생 지점을 기준으로 본체들 각각의 거리에 따라, 상기 본체들 각각의 LED 모듈의 발광량에 가중치를 부여하여 상기 본체들 각각의 LED 모듈의 발광량을 조절할 수 있다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 의한 풍력 발전식 지하철 비상대피 안내 시스템이 지하철 터널에 설치된 상태를 도시한 이미지이다.
도 2는 도 1의 지하철 터널을 통해 사람이 대피하는 상태를 도시한 이미지이다.
도 3은 도 1의 풍력 발전식 지하철 비상대피 안내 시스템을 도시한 블록도이다.
도 4는 도 1의 풍력 발전식 지하철 비상대피 안내 시스템의 본체를 도시한 분해 구성도이다.
도 5는 도 4의 본체가 지하철 터널의 길이 방향을 따라 각각 일정 각도를 가지면서 서로 다른 거리로 배치된 상태를 도시한 모식도이다.

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 의한 풍력 발전식 지하철 비상대피 안내 시스템이 지하철 터널에 설치된 상태를 도시한 이미지이고, 도 2는 도 1의 지하철 터널을 통해 사람이 대피하는 상태를 도시한 이미지이다.

도 1 및 도 2를 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 의한 풍력 발전식 지하철 비상대피 안내시스템(10)은 도시된 바와 같이 지하철 터널(3)의 벽에 설치될 수 있으며, 이외 지하철 터널(3)의 천장, 바닥면 등에 설치될 수도 있고, 상기 지하철 터널(3)을 통해 대피하는 사람들의 눈에 잘 보일 수 있는 곳이면 어느 곳이든 설치가 가능하다.

즉, 상기 풍력 발전식 지하철 안내 시스템(10)은 지하철(열차, 5) 내에서나 지하철(5)의 이동경로 상에서 발생되는 재해 또는 사고로부터 승객들을 안전하게 대피시킬 수 있도록 대피방향을 안내하는 시스템(10)으로서, 도시된 바와 같이 표시부를 통해 대피방향을 표시하여 제공함으로써 상기 지하철(5)을 이용하는 승객(7)이 재해 또는 사고가 발생한 구역으로 따라가는 것을 방지하여 상기 승객(7)이 상기 대피방향을 따라 신속하게 대피하도록 할 수 있다.

나아가, 상기 풍력 발전식 지하철 안내 시스템(10)은 후술하는 표시부와 풍력발전기를 결합하여 형성하는 것으로, 상기 지하철(5)이 상기 이동경로를 따라 진행하는 과정에서 발생되는 바람을 풍력 에너지원으로 이용하여 상기 풍력발전기를 통해 전기 에너지를 생성하고, 상기 전기 에너지를 상기 표시부에 공급하여 상기 대피방향을 출력함으로써 화재, 재난 등으로 인해 외부로부터 상기 표시부로의 전원공급이 차단된 경우에도 상기 표시부를 구동시킬 수 있다.

도 3은 도 1의 풍력 발전식 지하철 비상대피 안내 시스템을 도시한 블록도이고, 도 4는 도 1의 풍력 발전식 지하철 비상대피 안내 시스템의 본체를 도시한 분해 구성도이고, 도 5는 도 4의 본체가 지하철 터널의 길이 방향을 따라 각각 일정 각도를 가지면서 서로 다른 거리로 배치된 상태를 도시한 모식도이다.

도 3 및 도 4를 참조하면, 상기 풍력 발전식 지하철 비상대피 안내 시스템(10)은 본체(100), 컨트롤러(200), 축전기(300) 및 전원 공급부(400)를 포함한다.

상기 본체(100)는 앞서 도 1 및 도 2에서 지하철 터널(3)의 벽이나 천장에 단일개로 설치되는 것으로 도시하였으나, 이와 달리 지하철 터널(3)의 벽이나 천장 등에 일정 간격을 두고 복수개로 설치될 수도 있다.

상기 본체(100)는 풍력발전기(110), 프레임부(130), 대피 안내부(150) 및 반사판(170)을 포함하며, 이 경우, 상기 풍력발전기(110)는 터빈(111), 풍력발전부(113) 및 배터리(115)를 포함하고, 상기 대피 안내부(150)는 표시부(151) 및 LED 모듈(157)을 포함한다.

상기 터빈(111)은 복수의 날개를 포함하며, 도시된 바와 같이 상기 프레임부(130)의 개구부(131)에 위치될 수 있고, 상기 프레임부(130)의 양 측에 각각 개구부(131)가 형성된 경우, 상기 프레임부(130)의 양 측 각각에 서로 대칭적으로 위치될 수 있다. 즉, 상기 터빈(111)은 상기 프레임을 매개로 상기 본체(100)의 양 측에 2개로 설치될 수 있다.

지하철(열차)이 터널(3)의 내부와 같은 구역을 통과하며 이동 경로를 따라 진행하는 경우, 상기 지하철(5)의 진행에 따라 발생하는 바람들에 의해 상기 터빈(111)의 상기 날개들이 회전되며, 상기 풍력발전부(113)는 상기 터빈(111)의 회전력을 통해 전기 에너지를 생성할 수 있게 된다.

즉, 상기 풍력발전부(113)는 상기 터빈(111)의 회전력을 전기 에너지로 변환한 후 상기 변환한 전기 에너지를 상기 배터리(115)에 전원으로 저장한다. 이 때, 상기 배터리(115)에 저장된 전기 에너지는 후술하는 상기 표시부(151)로 제공되며, 상기 표시부(151)는 상기 전기 에너지를 이용하여 빛을 발광시킴에 따라 화살표와 같은 대피 안내 문자 등을 출력할 수 있게 된다.

한편, 상기 프레임부(130)의 중앙에는 관통부(133)가 형성되며, 배터리홀더(116)가 상기 관통부(133)에 위치되어 상기 프레임부(130)에 결합될 수 있다. 상기 배터리홀더(116)는 상기 배터리(115)를 상기 프레임부(130)와 결합시키기 위한 것으로, 상기 배터리(115)는 직접적으로 상기 프레임부(130)의 관통부(133)에 위치될 수 있으나 도시한 바와 같이 상기 배터리홀더(116)에 수용되는 형태로 장착되어 상기 프레임부(130)에 결합될 수도 있다.

상기 표시부(151)는 상기 터빈(111)의 일 측에 구비된 것으로, 상기 터빈(111)은 바람에 의해 회전되어야 하므로 상기 터빈(111)과는 중첩되지 않고 상기 프레임부(130)의 중앙에 상기 배터리(115)에 중첩되는 형태로 위치되어 전체적으로 상기 프레임부(130)에 결합될 수 있다.

상기 표시부(151)는 여러 곳에 분산 설치되어 있는 복수의 비상구의 방향을 안내하기 위한 것으로서 그 위치에서 비상구로의 방향으로 안내가 가능하도록 구현된다. 이러한 상기 표시부(151)는 비상구로의 방향을 가르키는 것이라면 어느 것이든 가능하며, 해당 위치에서 비상구가 여러 방향으로 존재할 경우에는 그 다양한 방향으로 안내하도록 한다.

상기 표시부(151)는 일 예로, 대피 경로로서 비상구를 향하는 방향을 양 방향으로 표시할 수 있으며, 이를 위해 상기 양 방향 중 어느 일 방향을 나타내는 제1 표시부재(152)와 상기 일 방향과 다른 방향을 나타내는 제2 표시부재(153)를 포함할 수 있다. 이 경우, 상기 표사부가 양 방향을 나타내는 경우 상기 다른 방향은 상기 일 방향과 반대방향일 수도 있고 일정한 각도를 갖는 또 다른 방향일 수도 있다.

다만, 이러한 양 방향은 예시에 불과하며 더 많은 방향을 표시하는 표시부재가 포함될 수도 있다. 즉, 도면에는 제1 및 제2 표시부재들(152, 153)만 도시되어 있으나, 둘 이상의 방향을 표시하는 표시부재를 포함할 수 있고, 예컨대, 3개나 4개의 방향을 각각 표시하는 표시부재를 포함할 수 있다. 이는 어느 위치에서 볼 때 비상구가 세 방향 또는 네 방향으로 위치할 수도 있기 때문이다.

또한, 상기 표시부(151)는 상기 제1 및 제2 표시부재들(152, 153) 각각의 하부에, 비상구까지의 거리를 나타낼 수도 있다.

한편, 이러한 상기 표시부(151)는 상기 대피 안내부(150)의 상기 LED 모듈(157)을 통해 야간에도 출력되어 승객들에게 대피 경로를 제공할 수 있는 것으로, 특히 대피 경로를 나타내는 상기 제1 및 제2 표시부재들(152, 153)과 같은 안내 문자는 상기 LED 모듈(157)로부터 조사되는 빛이 투과될 수 있도록 투명 재질 또는 반투명 재질로 형성될 수 있다.

상기 LED 모듈(157)은 비상상황 발생 영역을 회피하는 방향으로 비상구를 안내하도록 상기 표시부(151)의 상기 제1 및 제2 표시부재들(152, 153)을 점등하도록 한다. 이로써 비상상황 발생에 따라 실시간으로 비상구까지의 대피 방향을 표시하도록 하여 빠르고 효율적인 대피가 가능하다.

여기서, 상기 LED 모듈(157)은 상기 표시부(151)의 배면에 위치되는 것으로, 즉, 상기 배터리(115)와 상기 표시부(151)의 사이에 위치되는 것으로, 상기 표시부(151)의 배면에서 전방을 향해 빛을 조사하는 LED 모듈(157)을 구비한다. 상기 LED 모듈(157)은 상기 풍력발전기(110)의 전기 에너지를 매개로 발광하는 것으로 상기 풍력발전기(110)에서 생성된 전기 에너지를 직접 이용하거나 상기 배터리(115)에 축전된 전기 에너지를 이용할 수 있다.

나아가, 상기 표시부(151)의 전측에는 아크릴과 같은 투명한 플라스틱 재질로 구성된 커버부(160)가 형성되어 상기 표시부(151)를 커버하여 보호할 수 있다.

더 나아가, 도시한 바와 같이 상기 배터리(115)와 상기 표시부(151)의 사이에는 상기 반사판(170)이 형성될 수 있다. 상기 LED 모듈(157)은 상기 표시부(151)의 배면을 향하는 방향으로 빛을 조사할 수 있으나, 이와 달리 배면에 형성된 상기 반사판(170)에 빛을 조사하여 상기 반사판(170)으로부터 반사된 빛을 상기 표시부(151)로 제공할 수도 있다.

한편, 상기 컨트롤러(200)는 위급상황 판단 모듈(210), 발광 제어모듈(230) 및 본체 정보 데이터베이스(250)를 포함한다.

상기 위급상황 판단 모듈(210)은 위급 상황을 판단하며, 상기 발광 제어모듈(230)은 상기 위급 상황 판단 모듈에서 위급 상황을 판단 시 상기 LED 모듈(157)의 발광을 제어하는 역할을 한다.

보다 구체적으로, 상기 위급상황 판단 모듈(210)은 센서부(211), 위급 상황 판단부(213) 및 위급 상황 지점 판단부(215)를 포함한다.

상기 센서부(211)는 열차의 이동경로 또는 지하철 내에서 발생되는 재해 또는 사고 감지할 수 있도록 상기 이동경로 또는 지하철 내에 복수개로 마련되는 감시 카메라(미도시), 화재 감지 센서(미도시), 연기 감지 센서(220), 거리 센서(222), 열 감지 센서(미도시) 등으로 구현될 수 있으며, 이외에 화재, 침수, 정전 등과 같은 각종 상황의 감지가 가능한 다양한 센서를 포함할 수 있음은 물론이다.

즉, 상기 센서부(211)는 열차의 이동경로 또는 열차 내에서의 재해 또는 사고 발생 유무를 실시간 감지하고, 재해 또는 사고 발생 시에는 재해 또는 사고 발생지점의 위치정보를 포함하는 감지신호를 전달할 수 있다.

특히, 상기 감시 카메라, 상기 연기 감지 센서(220) 등을 통해 연기 발생 지점 및 연기량을 감지할 수 있으며, 상기 연기 발생 지점이 감지되면 상기 감시 카메라, 상기 거리 센서(222) 등을 통해 상기 연기 발생 지점과 상기 본체(100) 사이의 거리를 판단할 수 있다.

이 경우, 전술한 바와 같이 상기 본체(100)는 상기 지하철 터널(3)의 벽이나 천장에 일정 간격을 두고 복수 개로 설치되는 것으로서, 상기 본체(100)가 복수 개로 설치되는 경우 본 실시예에서는 상기 거리 센서(222)를 통해 상기 연기 발생 지점과 상기 본체(100) 별 거리를 판단할 수 있다.

상기 위급 상황 판단부(213)는 상기 센서부(211)를 통한 감지 신호를 판단하여 위급 상황 여부를 판단할 수 있으며, 중앙 관제 센터로부터 비상상황 감지신호 및 각 역사 및 선로에서의 재해 또는 사고 발생 상황 및 열차 운전 상태에 대한 정보를 전달받아, 위급 상황 여부를 판단할 수도 있다.

상기 위급 상황 지점 판단부(215)는 상기 센서부(211)를 통해 위급 상황 지점을 파악할 수 있다. 예를 들어, 상기 위급 상황 지점 판단부(215)는 상기 센서부(211)의 상기 감시 카메라를 통해 재해 또는 사고 발생지점에서의 공간 정보를 획득함으로써 위급 상황 지점을 파악할 수 있다.

한편, 도 5를 참조하면, 상기 본체(100)는 지하철 터널(3) 내에 설치되는 경우, 상기 지하철 터널(3) 내의 특정 면적을 기준으로 복수 개로 그룹 처리되어 설치될 수 있다. 예를 들어, 상기 지하철 터널(3)의 벽면에 서로 소정 거리 이격되어 설치된 4개의 본체가 그룹으로 구성될 수 있다.

이 때, 상기 축전기(300)는 그룹 처리된 본체(190)의 상기 배터리(115) 각각에 저장된 전원을 공급받아 축전할 수 있다. 즉, 예를 들어 상기 축전기(300)는 상기 그룹으로 처리된 4개의 본체들(190) 각각으로부터 전원을 공급받아 축전할 수 있다.

한편, 상기 축전기(300)에서 상기 그룹 처리된 본체(190)로부터 전원을 축전한 후, 상기 전원 공급부(400)는 상기 축전기(300)에 저장된 전원을 다시 상기 본체들(190) 각각에 필요로 하는 만큼만 전원을 공급할 수 있다.

나아가, 상기 발광 제어모듈(230)은 상기 그룹 처리된 본체(190) 별 상기 축전기(300)에 저장된 전원량의 고저에 따라 각 본체 별로 상기 LED 모듈(157)의 광량을 차등 조절할 수 있다.

한편, 도 5에 도시된 바와 같이 상기 그룹 처리된 상기 본체(190)는 상기 지하철 터널(3)의 길이 방향을 따라 각각 일정 각도를 가지면서 서로 다른 거리로 배치될 수 있다.

이 때, 상기 4개의 본체(190), 즉 제1 내지 제4 본체(191, 192, 193, 194)가 그룹으로 구성된 경우, 상기 제1 본체(191)와 상기 제2 본체(192) 사이의 거리, 상기 제2 본체(192)와 상기 제3 본체(193) 사이의 거리 및 상기 제3 본체(193)와 상기 제4 본체(194) 사이의 거리는 서로 다를 수 있다.

또한, 상기 제2 본체(192)는 인접하게 위치한 상기 제1 본체(191)까지의 거리와 상기 제3 본체(193)까지의 거리는 제1 각도(θ2)를 형성하고, 상기 제3 본체(193)로부터 인접하게 위치한 상기 제2 본체(192)까지의 거리와 상기 제4 본체(194)까지의 거리는 상기 제1 각도(θ2)와 서로 다른 제2 각도(θ3)를 형성할 수 있다.

이와 같이, 상기 그룹 처리된 본체(190)가 각각 서로 다른 위치를 가지며 서로 다른 거리로 배치되는 경우, 상기 컨트롤러(200)의 상기 본체 정보 데이터베이스(250)는 상기 그룹 별 상기 본체(190) 간의 위치와 거리 데이터를 저장한다. 즉, 상기 본체 정보 데이터베이스(250)는 제1 내지 제4 본체(194)가 그룹으로 구성된 경우, 상기 제1 내지 제4 본체(194)들 각각의 지면을 기준으로 한 높이 등을 포함하는 위치에 관한 정보, 및 상기 제1 본체(191)와 상기 제2 본체(192) 사이의 거리, 상기 제2 본체(192)와 상기 제3 본체(193) 사이의 거리, 상기 제3 본체(193)와 상기 제4 본체(194) 사이의 거리에 관한 정보를 데이터화하여 저장할 수 있다.

한편, 상기 발광 제어모듈(230)은 상기 거리 센서(222) 및 상기 본체 정보 데이터베이스(250)와 연동되어 상기 그룹 처리된 본체(190)들 중에서 상기 위급 상황 발생 지점을 기준으로 가장 먼 지점의 본체로부터 가장 가까운 지점의 본체까지의 순서로 상기 LED 모듈(157)의 광량을 차등적으로 상승 조절시킬 수 있다.

즉, 상기 발광 제어모듈(230)은, 상기 위급 상황 발생 지점을 기준으로 상기 그룹 처리된 본체(190)들 간의 거리에 따라, 상기 그룹 처리된 본체(190)들 각각의 상기 LED 모듈의 발광량에 가중치를 부여하는 기능을 포함할 수 있다.

이러한 상기 가중치는 다음의 수학식 1에 의해 산출될 수 있다.

수학식 1.

여기서,

는 특정 그룹 내에서

번째 본체의 LED 모듈에 대한 발광량의 가중치,

는 특정 그룹 내에서

-1번째 LED 모듈에 대한 발광량의 가중치,

은

번째 본체가 이루는 각도인 열각(°),

은 특정 그룹 내에서

번째 본체와

번째 본체 간의 거리(m),

은 특정 그룹 내에서

번째 본체와

번째 본체 간의 거리(m),

는 특정 그룹 내 본체의 총 길이(m)이며, 특정 그룹 내 본체의 개수가 총

개일 때

을 의미하고, 1번째 본체는 상기 위기 상황 발생 지점에서 가장 먼 지점에 위치하고 2번째 본체부터는 상기 위기 상황 발생 지점 측을 향한 방향으로 배치된다.

이 때, 본체 간의 각도는 본체의 ‘중심’을 연결한 선이 이루는 각도를 의미한다.

상기 수학식 1은 본체 간의 거리와 각도를 기반으로 어느 하나의 본체에 포함된 LED 모듈의 발광량에 대한 가중치를 산출하는 식이다.

즉, 수학식 1에 의하면, 본체 간에 서로 가깝고 각도가 작을수록 어느 하나의 본체를 기준으로 하였을 때(n-5라 가정) 이 양 측에 위치하는 본체(n-4 및 n-6이라 가정) 간의 관계성이 높다고 판단하고, 서로 멀고 그 각도가 클수록 본체 상호 간의 관계성이 낮다고 판단하여 가중치를 산출할 수 있다. 더불어, 예를 들어 2번째 본체(상기 제2 본체)의 가중치부터는 그 직전 본체 즉, 1번째 본체(상기 제1 본체)의 누적값이 더해지기 때문에 n이 증가할수록, 다시 말해 위급 상황 발생 지점에 가까운 본체일수록 LED 모듈의 발광량이 증가된다.

이러한 가중치는 상대적인 값으로서, 예를 들어 1번 본체의 LED 모듈의 발광량이 10이라는 상대 수치로 가정할 경우, 상기 수학식 1을 통해 2번 본체에는 1.2 또는 0.5와 같은 상대적인 수치가 도출될 수 있고 이로써 해당 본체의 LED 모듈의 발광량을 이 가중치를 기반으로 산출할 수 있다.

이로써, 상기 그룹 처리 된 본체들은 일정 간격으로 배치되는 것이 아닌, 서로 인접한 본체들 사이의 거리가 서로 다르게 배치됨으로써 비상상황 시 대피하려는 승객의 주의를 보다 더 끌 수 있어, 보다 더 안정적인 대피 효과를 향상시킬 수 있다.

이에 더하여, 상기 위급상황 판단모듈은 상기 연기 발생 지점과 각각의 상기 본체 간의 각도를 판단하는 각도 판단부를 구비할 수 있으며, 상기 발광 제어모듈은, 상기 가중치를 보정한 보정치를 다음의 수학식 2를 통해 산출하는 기능을 포함할 수 있다.

수학식 2.

여기서,

는 특정 그룹 내에서

번째 본체의 LED 모듈에 대한 발광량의 보정치,

은 수학식 1의 가중치,

는 상기 연기 감지 센서에서 감지한 연기량,

는 특정 그룹 내 터널의 체적(m3),

는 특정 그룹 내

번째 본체와 연기 발생 지점 간의 각도(°)를 의미하며, 특정 그룹 내 본체의 개수가 총

개일 때

이다.

상기 수학식 2는 연기량 및 터널의 면적을 기반으로 상기 수학식 2의 가중치를 보정한 보정치를 산출하는 식으로서 터널에 닿는 연기량에 따라 LED 모듈의 발광 시 각도 변위에 오차가 발생할 수 있으므로 수학식 2의 가중치를 보정한 보정치를 산출하는 기능을 수행한다.

이로써, 예를 들어 지하철 터널 내에 화재가 발생되어 연기가 감지된 경우, 상기 연기는 비교적 선형적으로 이동하는데, 상기 그룹 처리 된 본체들의 경우 선형적으로 배치되지 않고 도시된 바와 같이 지그재그 형태로 배치됨으로써, 승객이 상연기 발생 지점으로부터 멀어지는 방향으로 대피하는 경우, 상기 그룹 처리된 본체를 따라 이동하면서 본체를 확인하기 위해 본체들 각각의 배치방향을 따라 시선이 자연스럽게 이동되며, 이에 따라 상대적으로 상기 승객은 연기를 보다 적게 흡입하게 되는 효과가 있다.

지금까지 설명한 바와 같이, 본 발명에 따른 풍력 발전식 지하철 비상대피 안내 시스템(10)의 구성 및 작용을 상기 설명 및 도면에 표현하였지만 이는 예를 들어 설명한 것에 불과하여 본 발명의 사상이 상기 설명 및 도면에 한정되지 않으며, 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위 내에서 다양한 변화 및 변경이 가능함은 물론이다.

100 : 본체 110 : 풍력발전기
111 : 터빈 113 : 풍력발전부
115 : 배터리 130 : 프레임부
150 : 대피 안내부 151 : 표시부
157 : LED 모듈 170 : 반사판
200 : 컨트롤러 210 : 위급상황 판단 모듈
211 : 센서부 213 : 위급 상황 판단부
215 : 위급 상황 지점 판단부 220 : 연기 감지 센서
222 : 거리 센서 230 : 발광 제어모듈
250 : 본체 정보 데이터베이스 300 : 축전기
400 : 전원 공급부

Claims

풍력 발전식 지하철 비상대피 안내 시스템으로서,
상기 지하철 터널 내의 특정 면적을 기준으로 지하철 터널의 벽이나 천장에 복수 개로 그룹 처리되되 상기 지하철 터널의 길이 방향을 따라 각각 일정 각도를 가지면서 서로 다른 거리로 배치된 것으로서,
지하철 주행 시 발생된 풍력으로 회전되는 터빈과, 상기 터빈의 회전력을 전기 에너지로 변환하는 풍력발전부 및, 상기 풍력발전부에서 발전된 전기 에너지를 전원으로 저장한 배터리를 구비한 풍력발전기 및,
상기 터빈의 일 측에 구비된 것으로, 대피경로를 표시한 반투명 재질의 표시부와, 상기 표시부의 배면에서 전방으로 상기 풍력발전기의 전기 에너지를 매개로 발광하는 LED 모듈을 구비한 대피 안내부를 구비한 본체;
상기 그룹 처리된 상기 본체의 배터리 각각에 저장된 전원을 공급받아 축전하는 축전기;
상기 축전기에 저장된 전원을 다시 상기 본체 각각에 공급하는 전원 공급부;
그룹 별 상기 본체 간의 위치와 거리 데이터를 저장한 본체 정보 데이터베이스 및, 위급 상황을 판단하는 위급상황 판단 모듈과, 상기 위급 상황 판단 모듈에서 위급 상황을 판단 시 상기 LED 모듈의 발광을 제어하는 발광 제어모듈을 구비한 컨트롤러;를 포함하되,
상기 위급상황 판단모듈은,
연기 발생 지점 및 연기량을 감지하는 연기 감지 센서 및, 상기 연기 발생 지점과 상기 본체 별 거리를 판단하는 거리 센서를 구비한 센서부 및, 상기 센서부를 통한 감지 신호를 판단하거나 지하철 중앙 관제 센터와 통신하여 위급 상황 여부를 판단하는 위급 상황 판단부와, 상기 센서부를 통해 위급 상황 지점을 파악하는 위급 상황 지점 판단부를 포함하고,
상기 발광 제어모듈은,
상기 그룹 처리된 본체 별 상기 축전기에 저장된 전원량의 고저에 따라 상기 본체 별로 상기 LED 모듈의 광량을 차등 조절하는 기능과,
상기 거리 센서 및 상기 본체 정보 데이터베이스와 연동되어 상기 그룹 처리된 본체들 중에서 상기 위급 상황이 발생된 지점을 기준으로 가장 먼 지점의 상기 본체로부터 가장 가까운 지점의 상기 본체까지의 순서로 상기 LED 모듈의 광량을 차등적으로 상승 조절시키는 기능을 포함한 상태에서, 상기 LED 모듈의 발광량에 가중치를 부여하되,
상기 가중치는 다음의 수학식 1에 의해 산출되는 것을 특징으로 하는, 지하철 비상대피 안내 시스템.
수학식 1.

(여기서,
는 특정 그룹 내에서
번째 본체의 LED 모듈에 대한 발광량의 가중치,
는 특정 그룹 내에서
-1번째 LED 모듈에 대한 발광량의 가중치,
은
번째 본체가 이루는 각도인 열각(°),
은 특정 그룹 내에서
번째 본체와
번째 본체 간의 거리(m),
은 특정 그룹 내에서
번째 본체와
번째 본체 간의 거리(m),
는 특정 그룹 내 본체의 총 길이(m)이며, 특정 그룹 내 본체의 개수가 총
개일 때
을 의미하고, 1번째 본체는 상기 위급 상황이 발생된 지점에서 가장 먼 지점에 위치하고 2번째 본체부터는 상기 위급 상황이 발생된 지점 측을 향한 방향으로 배치된다.)
제 1항에 있어서,
상기 터빈은,
프레임을 매개로 상기 본체의 양 측에 2개로 설치된 것을 특징으로 하는, 지하철 비상대피 안내 시스템.
제 1항에 있어서,
상기 대피 안내부는,
상기 터빈 사이에 구비된 상태에서, 상기 LED 모듈의 배면에 반사판을 추가로 구비한 것을 특징으로 하는, 지하철 비상대피 안내 시스템.
삭제
삭제
삭제
삭제
삭제
제 1항에 있어서,
상기 위급상황 판단모듈은,
상기 연기 발생 지점과 각각의 상기 본체 간의 각도를 판단하는 각도 판단부를 구비하고,
상기 발광 제어모듈은,
상기 가중치를 보정한 보정치를 다음의 수학식 2를 통해 산출하는 기능을 포함하는 것을 특징으로 하는, 지하철 비상대피 안내 시스템.
수학식 2.

(여기서,
는 특정 그룹 내에서
번째 본체의 LED 모듈에 대한 발광량의 보정치,
은 수학식 1의 가중치,
는 상기 연기 감지 센서에서 감지한 연기량,
는 특정 그룹 내 터널의 체적(m3),
는 특정 그룹 내
번째 본체와 연기 발생 지점 간의 각도(°)를 의미하며, 특정 그룹 내 본체의 개수가 총
개일 때
이다.)