KR102177135B1 - Intelligent unmanned automated broadcasting system - Google Patents
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Abstract
Description
본 발명은 학교나 관공서에 구축되어 각종정보를 알리는 전관방송시스템에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 지진을 자동으로 감지하는데 이어 지진의 강도에 따라 대피를 알리는 안내음원을 자동 재생해줌으로써, 보다 신속한 전파로 인해 인명피해를 최소화할 수 있음은 물론 관리자가 지속 상주하지 않아도 됨에 따라 운영에 소요되는 비용을 최소화할 수 있고, 3축 가속도센서로 지진파를 측정함으로써, 지진의 실체파인 P파와 S파와 더불어 표면파인 L파와 R파를 동시 측정할 수 있음에 따라 측정감도를 향상할 수 있고, 실제로 발생된 역대 지진파를 기준으로 하여 측정되는 지진파가 실제지진인지 배경잡음인지를 정밀하게 판단해줌에 따라 지진 오인으로 인해 초래되는 피해를 예방할 수 있는 지능형 무인 자동화 방송시스템에 관한 것이다.The present invention relates to a public address system that is built in schools or government offices to notify various information, and more particularly, to automatically detect earthquakes and then to automatically reproduce a guide sound source notifying evacuation according to the intensity of the earthquake, thereby more rapid propagation. As a result, it is possible to minimize human damage and minimize the cost of operation as the manager does not have to stay permanently, and by measuring seismic waves with a 3-axis acceleration sensor, surface waves along with P and S waves, which are the real waves of earthquakes, are By being able to measure the L wave and R wave at the same time, the measurement sensitivity can be improved, and as it accurately judges whether the measured seismic wave is an actual earthquake or background noise based on the historical seismic wave generated It relates to an intelligent unmanned automated broadcasting system that can prevent damage caused by this.
전관방송시스템은 학교, 관공서, 빌딩, 항만, 공항 등에 구축되는 방송시스템이다. 이러한 방송시스템은 정보안내, 음악, 라디오 등의 구내방송은 물론 화재와 같은 긴급 상황발생 시 화재수신반과 연동하여 대피를 알리는 역할도 한다.The public address broadcasting system is a broadcasting system built in schools, government offices, buildings, ports, and airports. This broadcasting system serves to notify the evacuation in connection with the fire reception team in case of an emergency situation such as a fire as well as in-premises broadcasting such as information guide, music, and radio.
한편, 우리나라에서는 2016년과 2017년도에 경주와 포항에서 규모 5.0 이상의 지진이 두 차례 연이어 발생하였기에 더 이상 지진의 안전지대가 아니라는 사실을 확인한 바 있다.On the other hand, in Korea, it was confirmed that earthquakes with a magnitude of 5.0 or more occurred twice in succession in Gyeongju and Pohang in 2016 and 2017, so it is no longer a safe zone for earthquakes.
즉, 2016년 발생한 경주지진 당시 오랫동안 지진을 겪지 않았기 때문에 예보/경보 시스템의 필요성이 낮았기에 지진이 발생하고 10분이 지나서야 국민들에게 지진사실을 알리는 과실을 범하였다.In other words, at the time of the Gyeongju earthquake that occurred in 2016, the necessity of the forecast/alarm system was low because there was no earthquake for a long time, so he committed the negligence of notifying the public of the earthquake only 10 minutes after the earthquake occurred.
여기서 기존의 전관방송시스템은 지진 발생 시 관리자가 수동조작을 통해 지진대피 방송을 출력할 수밖에 없어 대피를 위한 골든타임을 놓치게 되는 문제가 있다.Here, in the existing public address system, there is a problem that when an earthquake occurs, the administrator has no choice but to output the earthquake evacuation broadcast through manual operation, so that the golden time for evacuation is missed.
무엇보다 지진이 발생할 당시 시스템 관리자가 자리를 비웠을 경우에는 지진대피 방송자체가 불가능함에 따라 상당한 인명피해를 초래할 수 있다는 문제가 있다.Above all, there is a problem that if the system administrator is away from the office at the time of the earthquake, it is impossible to broadcast the earthquake evacuation itself, which can cause considerable personal injury.
따라서 이러한 문제를 해결하기 위한 방안으로 대한민국 공개특허공보 제10-2018-0116973호 (발명의 명칭: 건물의 지진 알림 방송시스템)를 제안한 바 있다.Therefore, as a way to solve this problem, Korean Patent Application Publication No. 10-2018-0116973 (name of invention: earthquake notification broadcasting system for buildings) has been proposed.
제안된 문헌에 따르면, 건물에서 지진이 감지될 경우 지진 대피방송을 자동으로 출력하여 건물 내외의 사람들이 신속하게 대피할 수 있게 하였다.According to the proposed literature, when an earthquake is detected in a building, an earthquake evacuation broadcast is automatically output so that people inside and outside the building can quickly evacuate.
그러나 지진파를 측정하는 감지기가 단일 방향의 진동만을 측정함에 따라 측정감도의 저하와 함께 다양한 환경변수로 인해 무분별한 대피방송을 출력할 가능성이 높다.However, as the sensor measuring the seismic wave measures only vibration in a single direction, it is highly likely to output an indiscriminate evacuation broadcast due to various environmental variables along with a decrease in measurement sensitivity.
즉, 지진에 의해 발생하는 에너지 파장 이외에 외부로부터 발생하는 물리적 충격 또한 지진으로 오인되어 대피방송을 출력함에 따라 그로 인한 사회적 손실을 초래하는 문제가 있다.In other words, in addition to the energy waves generated by the earthquake, physical shocks generated from outside are also mistaken for earthquakes and output an evacuation broadcast, resulting in a social loss.
본 발명은 상기와 같은 문제를 해결하고자 제안된 것으로, 지진을 자동으로 감지하는데 이어 지진의 강도에 따라 대피를 알리는 안내음원을 자동 재생해줌으로써, 보다 신속한 전파로 인해 인명피해를 최소화할 수 있음은 물론 관리자가 지속 상주하지 않아도 됨에 따라 운영에 소요되는 비용을 최소화할 수 있는 지능형 무인 자동화 방송시스템을 제공하려는데 그 목적이 있다.The present invention has been proposed to solve the above problem, and by automatically reproducing an evacuation guide sound source according to the intensity of the earthquake following automatic detection of an earthquake, it is possible to minimize human damage due to faster radio waves. Of course, the goal is to provide an intelligent unmanned automated broadcasting system that can minimize the cost required for operation as the manager does not have to reside continuously.
또한, 본 발명은 3축 가속도센서로 지진파를 측정함으로써, 지진의 실체파인 P파와 S파와 더불어 표면파인 L파와 R파를 동시 측정할 수 있음에 따라 측정감도를 향상할 수 있고, 실제로 발생된 역대 지진파를 기준으로 하여 측정되는 지진파가 실제 지진인지 배경잡음인지를 정밀하게 판단해줌에 따라 지진 오인으로 인해 초래되는 피해를 예방할 수 있는 지능형 무인 자동화 방송시스템을 제공하려는데 그 목적이 있다.In addition, the present invention can improve the measurement sensitivity by measuring the seismic wave with a three-axis acceleration sensor, as well as the P wave and S wave, which are the real waves of the earthquake, and the L wave and the R wave, which are surface waves, can be simultaneously measured. The purpose of this is to provide an intelligent unmanned automated broadcasting system that can prevent damage caused by misidentification of earthquakes by accurately determining whether the seismic wave measured based on the seismic wave is an actual earthquake or background noise.
또한, 본 발명은 지진을 판단하는 과정에서 추출되는 배경잡음을 보행, 주행, 공사 등의 상황별로 분류하여 추후에 통계를 낼 수 있는 정보로 변환해줌에 따라 측정되는 주파수를 필터링하여 지진감지의 정확성을 향상하거나 주위환경을 파악할 수 있어 다양한 사회적정보로 활용할 수 있는 지능형 무인 자동화 방송시스템을 제공하려는데 그 목적이 있다.In addition, the present invention classifies the background noise extracted in the process of determining an earthquake by situation such as walking, driving, and construction, and converts it into information that can generate statistics later, and filters the measured frequency to ensure the accuracy of earthquake detection. The purpose of this is to provide an intelligent unmanned automated broadcasting system that can be used as a variety of social information because it is possible to improve or grasp the surrounding environment.
또한, 본 발명은 스피커 선로의 단선이나 단락을 검사해줌에 따라 무음사고를 예방할 수 있고, 스마트폰이나 태블릿과 같은 관리자단말기를 통해 무선으로 모니터링 및 제어할 수 있어 원거리에서도 신속한 조치 및 편리한 관리를 도모할 수 있는 지능형 무인 자동화 방송시스템을 제공하려는데 그 목적이 있다.In addition, the present invention can prevent silent accidents by inspecting a disconnection or short circuit of a speaker line, and it can be wirelessly monitored and controlled through a manager terminal such as a smartphone or tablet, thereby promoting quick action and convenient management even from a distance. Its purpose is to provide an intelligent unmanned automated broadcasting system that can be used.
상기의 해결과제를 달성하기 위하여 본 발명에서 제안하는 방송시스템은 다음과 같다.In order to achieve the above problem, the broadcasting system proposed by the present invention is as follows.
본 발명의 방송시스템은 학교나 관공서에 구축되어 각종정보를 알리는 전관방송시스템에 관한 것으로, 상기 구축장소의 건물이나 지반으로부터 전달되는 지진파를 실시간으로 측정하는 감지모듈; 상기 감지모듈로부터 측정되는 지진파와 기 입력된 기준 지진파와 비교하여 실제지진의 가부를 판단하는 판단모듈; 상기 판단모듈에 의해 실제지진으로 판단 시 측정되는 지진파로 지진강도를 산출하는 연산모듈; 상기 연산모듈에 의해 산출된 지진강도에 따라 기 입력된 음원파일을 자동으로 선택 재생하는 출력모듈; 상기 출력모듈과 유/무선으로 연결되어 재생되는 음원신호를 아날로그 신호로 증폭 변환시켜 복수의 스피커로 출력하는 음원출력기;를 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 한다.The broadcasting system of the present invention relates to a public address broadcasting system that is built in a school or public office to notify various types of information, and includes: a sensing module for measuring in real time a seismic wave transmitted from a building or ground at the construction site; A determination module that compares the seismic wave measured from the detection module with a reference seismic wave previously input to determine whether or not an actual earthquake is possible; A calculation module for calculating an earthquake intensity from an earthquake wave measured when the determination module determines that it is an actual earthquake; An output module that automatically selects and reproduces a previously input sound source file according to the earthquake intensity calculated by the calculation module; And a sound source output device that amplifies and converts the sound source signal reproduced by wired/wireless connection to the output module into an analog signal and outputs it to a plurality of speakers.
이때, 본 발명에 의한 상기 감지모듈은 3축 가속도센서로 구성하여 측정지점마다 동/서, 남/북, 상/하 진동주파수를 동시에 실시간 측정하는 것을 특징으로 한다.At this time, the detection module according to the present invention is characterized in that it is configured with a 3-axis acceleration sensor to simultaneously measure the east/west, south/north, and up/down vibration frequencies for each measurement point in real time.
또한, 본 발명에 의한 상기 판단모듈은 측정되는 지진파를 설정시간별로 버퍼메모리에 로드하여 평균진폭을 산출한 다음 산출된 평균진폭이 기준 지진파들의 평균진폭에 포함되는 경우 실제지진으로 판단하고, 불포함되는 경우 배경잡음으로 판단하는 것을 특징으로 한다.In addition, the determination module according to the present invention loads the measured seismic wave into the buffer memory for each set time to calculate the average amplitude, and then determines that it is an actual earthquake when the calculated average amplitude is included in the average amplitude of the reference seismic waves. The case is characterized in that it is determined as background noise.
또한, 본 발명에 의한 판단모듈은 감지모듈로부터 측정되는 지진파가 배경잡음으로 판단되는 경우 해당주파수를 사람이 걷거나 뛰는 보행주파수, 차량이 지나는 주행주파수, 건물이나 토목을 구축하는 공사주파수 등의 상황별로 분류하여 누적시키는 것을 특징으로 한다.In addition, when the seismic wave measured from the detection module is determined as background noise, the determination module according to the present invention is configured according to circumstances such as the walking frequency at which a person walks or runs, a driving frequency that a vehicle passes, and a construction frequency for building a building or civil engineering. It is characterized by classifying and accumulating.
또한, 본 발명에 의한 상기 판단모듈은 각 상황별로 누적되는 주파수를 시간, 일자, 월 단위로 통계할 수 있게 데이터베이스화하여 배경잡음이 많은 특정시간대에 측정되는 지진파 중 해당 배경잡음의 주파수를 자동으로 제거하는 것을 특징으로 한다.In addition, the determination module according to the present invention automatically calculates the frequency of the background noise among seismic waves measured in a specific time zone with a lot of background noise by making a database so that the accumulated frequencies for each situation can be statistically calculated in units of time, date, and month. It is characterized by removing.
또한, 본 발명에 의한 상기 연산모듈은 측정되는 동/서, 남/북, 상/하 주파수를 적분하여 지진속도를 구한 다음 지진속도를 진앙거리로 나눈 값을 제곱하여 지진강도를 산출하는 것을 특징으로 한다.In addition, the calculation module according to the present invention calculates the seismic strength by integrating the measured east/west, north/south, up/down frequencies to obtain an earthquake speed, and then squares the value obtained by dividing the earthquake speed by the epicenter distance. To do.
또한, 본 발명에 의한 상기 출력모듈은 진도계급에 따라 상황이나 대피정보가 담긴 음원파일들이 저장되어 산출된 지진강도별로 지정된 음원파일을 자동으로 선택 재생하는 것을 특징으로 한다.In addition, the output module according to the present invention is characterized in that the sound source files containing situation or evacuation information are stored according to the seismic level and automatically select and reproduce the sound source files designated by the calculated earthquake intensity.
또한, 본 발명에 의한 상기 음원출력기는 복수의 스피커가 병렬 연결되는 선로의 임피던스를 설정주기마다 확인하여 단선이나 단락을 검사하는 점검모듈;이 포함된 것을 특징으로 한다.In addition, the sound source output device according to the present invention includes a check module for checking for disconnection or short circuit by checking the impedance of a line through which a plurality of speakers are connected in parallel at each setting period.
또한, 본 발명에 의한 상기 방송시스템은 판단모듈 내지 출력모듈과 연동되어 관리자의 모바일단말기로 처리신호를 무선으로 주고받는 통신모듈;을 더 포함하는 것을 특징으로 한다.In addition, the broadcasting system according to the present invention may further include a communication module interlocking with a determination module or an output module to wirelessly transmit and receive processing signals to a mobile terminal of an administrator.
본 발명은 지진을 자동으로 감지하는데 이어 지진의 강도에 따라 대피를 알리는 안내음원을 자동 재생해줌으로써, 보다 신속한 전파로 인해 인명피해를 최소화할 수 있음은 물론 관리자가 지속 상주하지 않아도 됨에 따라 운영에 소요되는 비용을 최소화할 수 있는 효과가 있다.The present invention automatically detects an earthquake and then automatically reproduces a guide sound source notifying an evacuation according to the intensity of the earthquake, thereby minimizing human damage due to faster radio waves, as well as the need for an administrator to remain permanently in operation. There is an effect that can minimize the cost required.
또한, 본 발명은 3축 가속도센서로 지진파를 측정함으로써, 지진의 실제파인 P파와 S파와 더불어 표면파인 L파와 R파를 동시 측정할 수 있음에 따라 측정감도를 향상할 수 있고, 실제로 발생된 역대 지진파를 기준으로 하여 측정되는 지진파가 실제 지진인지 배경잡음인지를 정밀하게 판단해줌에 따라 지진 오인으로 인해 초래되는 피해를 예방할 수 있는 효과가 있다.In addition, the present invention can improve the measurement sensitivity by measuring the seismic wave with a three-axis acceleration sensor, as well as the P wave and S wave, which are the actual waves of the earthquake, and the L wave and the R wave, which are surface waves, can be simultaneously measured. By accurately judging whether the seismic wave measured based on the seismic wave is an actual earthquake or background noise, there is an effect of preventing damage caused by an earthquake mistake.
또한, 본 발명은 지진을 판단하는 과정에서 추출되는 배경잡음을 보행, 주행, 공사 등의 상황별로 분류하여 추후에 통계를 낼 수 있는 정보로 변환해줌에 따라 측정되는 주파수를 필터링하여 지진감지의 정확성을 향상하거나 주위환경을 파악할 수 있어 다양한 사회적정보로 활용할 수 있는 효과가 있다.In addition, the present invention classifies the background noise extracted in the process of determining an earthquake by situation such as walking, driving, and construction, and converts it into information that can generate statistics later, and filters the measured frequency to ensure the accuracy of earthquake detection. It has the effect of being able to use it as a variety of social information because it can improve or understand the surrounding environment.
또한, 본 발명은 스피커 선로의 단선이나 단락을 검사해줌에 따라 무음사고를 예방할 수 있고, 스마트폰이나 태블릿과 같은 관리자단말기를 통해 무선으로 모니터링 및 제어할 수가 있어 원거리에서도 신속한 조치 및 편리한 관리를 도모할 수 있는 효과가 있다.In addition, the present invention can prevent silent accidents by checking for disconnection or short circuit of the speaker line, and it is possible to monitor and control wirelessly through a manager terminal such as a smartphone or tablet, thus promoting quick action and convenient management even from a distance. There is an effect that can be done.
상술한 효과와 더불어 본 발명의 구체적인 효과는 이하 발명을 실시하기 위한 구체적인 사항을 설명하면서 함께 기술한다.In addition to the above-described effects, specific effects of the present invention will be described together while describing specific details for carrying out the present invention.
도 1은 본 발명에 따른 방송시스템을 전체적으로 나타내는 블록도이다.
도 2는 본 발명에 따른 감지모듈이 지진파를 측정하는 파형을 나타내는 참고도이다.
도 3은 본 발명에 따른 판단모듈이 측정 지진파가 실제지진인지 잡음인지를 판단하는 과정을 나타내는 참고도이다.
도 4는 본 발명에 따른 방송시스템의 변형 실시예를 전체적으로 나타내는 블록도이다.1 is a block diagram showing the overall broadcasting system according to the present invention.
2 is a reference diagram showing a waveform for measuring seismic waves by the detection module according to the present invention.
3 is a reference diagram showing a process in which the determination module according to the present invention determines whether a measured seismic wave is an actual earthquake or noise.
4 is a block diagram showing an overall modified embodiment of the broadcasting system according to the present invention.
이하, 본 문서의 다양한 실시예가 첨부된 도면을 참조하여 기재된다. 그러나 이는 본 문서에 기재된 기술을 특정한 실시 형태에 대해 한정하려는 것이 아니며, 본 문서의 실시예의 다양한 변경(modifications), 균등물(equivalents), 및/또는 대체물(alternatives)을 포함하는 것으로 이해되어야한다. 도면의 설명과 관련하여, 유사한 구성요소에 대해서는 유사한 참조 부호가 사용될 수 있다.Hereinafter, various embodiments of the present document will be described with reference to the accompanying drawings. However, this is not intended to limit the techniques described in this document to specific embodiments, and it is to be understood that various modifications, equivalents, and/or alternatives of the embodiments of this document are included. In connection with the description of the drawings, similar reference numerals may be used for similar elements.
또한, 본 문서에서 사용된 "제1," "제2," 등의 표현들은 다양한 구성요소들을, 순서 및/또는 중요도에 상관없이 수식할 수 있고, 한 구성요소를 다른 구성요소와 구분하기 위해 사용될 뿐 해당 구성요소들을 한정하지 않는다. 예를 들면, '제1 부분'과 '제2 부분'은 순서 또는 중요도와 무관하게, 서로 다른 부분을 나타낼 수 있다. 예를 들면, 본 문서에 기재된 권리 범위를 벗어나지 않으면서 제1구성요소는 제2 구성요소로 명명될 수 있고, 유사하게 제2 구성요소도 제1 구성요소로 바꾸어 명명될 수 있다.In addition, expressions such as "first," "second," and the like used in this document can modify various elements regardless of their order and/or importance, and to distinguish one element from other elements. It is used only and does not limit the components. For example, the'first part' and the'second part' may represent different parts regardless of order or importance. For example, without departing from the scope of rights described in this document, a first component may be named a second component, and similarly, a second component may be renamed to a first component.
또한, 본 문서에서 사용된 용어들은 단지 특정한 실시예를 설명하기 위해 사용된 것으로, 다른 실시예의 범위를 한정하려는 의도가 아닐 수 있다. 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함할 수 있다. 기술적이거나 과학적인 용어를 포함해서 여기서 사용되는 용어들은 본 문서에 기재된 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 일반적으로 이해되는 것과 동일한 의미를 가질 수 있다. 본 문서에 사용된 용어들 중 일반적인 사전에 정의된 용어들은, 관련 기술의 문맥상 가지는 의미와 동일 또는 유사한 의미로 해석될 수 있으며, 본 문서에서 명백하게 정의되지 않는 한, 이상적이거나 과도하게 형식적인 의미로 해석되지 않는다. 경우에 따라서, 본 문서에서 정의된 용어일지라도 본 문서의 실시예들을 배제하도록 해석될 수 없다.In addition, terms used in this document are only used to describe a specific embodiment, and may not be intended to limit the scope of other embodiments. Singular expressions may include plural expressions unless the context clearly indicates otherwise. Terms used herein, including technical or scientific terms, may have the same meaning as commonly understood by one of ordinary skill in the technical field described in this document. Among the terms used in this document, terms defined in a general dictionary may be interpreted as having the same or similar meanings as those in the context of the related technology, and unless explicitly defined in this document, an ideal or excessively formal meaning Is not interpreted as. In some cases, even terms defined in this document cannot be interpreted to exclude embodiments of the present document.
본 발명은 학교나 관공서에 구축되어 각종정보를 알리는 방송시스템에 관한 것으로, 도 1처럼 감지모듈(10)과 판단모듈(20) 및 연산모듈(30)과 출력모듈(40) 그리고 음원출력기(50)를 주요 구성으로 하는 지능형 무인 자동화 방송시스템이다.The present invention relates to a broadcasting system that is built in a school or public office to inform various types of information, and as shown in FIG. 1, a
이때, 본 발명의 음원출력기(50)는 기존의 옥내방송장비로써, 오디오 입력부, 제어부, 증폭부, 출력부로 구성되고, 화재수신반과 오디오를 연계하는 구조를 갖추고 있다. At this time, the sound
즉, 본 발명의 방송시스템은 화재수신반과 같이 음원출력기(50)와 연계하여 지진을 알리는 별도의 지진장치이다.That is, the broadcasting system of the present invention is a separate seismic device that notifies an earthquake in connection with the sound
따라서 본 발명의 시스템을 하드웨어 관점에서 보면, 감지모듈(10)과 판단모듈(20) 및 연산모듈(30)과 출력모듈(40)은 단일의 지진장치에 탑재되고, 이러한 지진장치는 음원출력기(50)의 입력부와 유/무선으로 연결되는 구조를 갖는다.Therefore, when the system of the present invention is viewed from a hardware point of view, the
먼저, 본 발명에 따른 감지모듈(10)은 시스템이 구축되는 장소의 건물이나 지반으로부터 전달되는 지진파를 실시간으로 측정한다.First, the
이러한 감지모듈(10)은 3축 가속도센서로 구성하여 도 2에 도시된 바와 같이 측정지점마다 동/서, 남/북, 상/하 진동주파수를 동시에 실시간 측정한다.This
즉, 동/서, 남/북, 상/하를 동시에 측정함에 따라 지진의 실체파인 P파와 S파는 물론 표면파인 L파와 R파를 측정할 수 있다.That is, by simultaneously measuring east/west, north/south, and top/bottom, it is possible to measure not only the P wave and the S wave, which are real waves of the earthquake, but also the L and R waves, which are surface waves.
따라서 기존의 단축 가속도센서 보다 측정감도를 향상할 수 있어 지진의 판단오류를 최소화할 수 있다.Therefore, it is possible to improve the measurement sensitivity compared to the conventional single-axis acceleration sensor, thereby minimizing the judgment error of earthquake.
이어서 본 발명에 따른 판단모듈(20)은 도 3처럼 감지모듈(10)로부터 측정되는 지진파와 기 입력된 기준 지진파와 비교하여 실제지진의 가부를 판단한다.Subsequently, the
즉, 감지모듈(10)로부터 측정되는 지진파를 설정시간별로 버퍼메모리에 로드하여 평균진폭을 산출한다.That is, the seismic wave measured from the
그리고 산출된 평균진폭이 기준 지진파들의 평균진폭에 포함되는 경우 실제지진으로 판단하고, 불포함되는 경우 배경잡음으로 판단한다.In addition, when the calculated average amplitude is included in the average amplitude of the reference seismic waves, it is determined as an actual earthquake, and when not included, it is determined as background noise.
여기서 기준 지진파는 국내에서 실제로 발생된 역대 지진파들로써, 한국지질자원연구원으로부터 배경잡음이 제거된 것을 이용한다.Here, the reference seismic waves are historical seismic waves actually generated in Korea, and the background noise removed from the Korea Institute of Geoscience and Mineral Resources is used.
따라서 기존에 단순 임계값만으로 지진파를 비교 판단하는 것에 비해 지진의 판단정확성을 대폭 향상할 수 있다.Therefore, it is possible to significantly improve the accuracy of earthquake judgment compared to the conventional seismic wave comparison with only a simple threshold.
이때, 본 발명에 따른 판단모듈(20)은 감지모듈(10)로부터 측정되는 지진파가 배경잡음으로 판단되는 경우 상황별로 분류하여 누적한다.At this time, the
즉, 기존에 연구 또는 수집된 표본주파수 정보를 근거로 하여 사람이 걷거나 뛰는 보행주파수, 차량이 지나는 주행주파수, 건물이나 토목을 구축하는 공사주파수 등으로 분류한다.That is, based on the sample frequency information previously researched or collected, it is classified into the walking frequency that people walk or run, the driving frequency that the vehicle passes, and the construction frequency that constructs a building or civil engineering.
이렇게 각 상황별로 누적되는 주파수를 시간, 일자, 월 단위로 통계할 수 있게 데이터베이스화하여 배경잡음이 많은 특정시간대에 측정되는 지진파 중 해당 배경잡음의 주파수를 자동으로 제거해준다.In this way, the accumulated frequency for each situation is made into a database so that statistics can be statistics based on time, date, and month, and the frequency of the corresponding background noise is automatically removed from among the seismic waves measured in a specific time zone with a lot of background noise.
예컨대, 학교의 경우 월요일 내지 금요일 중 오전 7시 30분부터 8시 30분까지는 보행에 의한 배경잡음이 많으므로 해당시간대에는 감지모듈(10)로부터 측정되는 지진파 중 보행주파수의 해당하는 주파수를 제거해준다.For example, in the case of a school, from 7:30 am to 8:30 am on Monday to Friday, there is a lot of background noise due to walking, so the frequency corresponding to the walking frequency is removed from the seismic waves measured by the
물론, 판단모듈(20)은 방범시스템과 연계하여 각종범죄를 예방하는데 활용하거나 소음환경을 파악하는데 활용될 수 있다.Of course, the
예컨대, 학교의 경우 토요일 및 일요일에는 보행주파수가 나타나지 않는 요일이므로 측정되는 지진파가 보행주파수로 나타날 시 방범시스템으로 신호를 출력하여 무단침입을 경고해준다.For example, in the case of schools, on Saturdays and Sundays, the walking frequency does not appear, so when the measured seismic wave appears as the walking frequency, a signal is output to the security system to warn of trespassing.
이어서 본 발명에 따른 연산모듈(30)은 판단모듈(20)에 의해 실제지진으로 판단 시 측정되는 지진파로 지진강도를 산출한다.Subsequently, the
즉, 측정되는 동/서, 남/북, 상/하 주파수를 적분하여 지진속도를 구한 다음 지진속도를 거리로 나눈 값을 제곱하여 각각의 지진강도를 산출한다.That is, the seismic velocity is obtained by integrating the measured east/west, north/north, and upper/lower frequencies, and then squares the seismic velocity divided by the distance to calculate each seismic intensity.
먼저, 실제 도달될 지진의 강도(E, 에너지)는 아래와 같은 수식관계를 가지고 있다.First, the actual earthquake intensity (E, energy) to be reached has a mathematical relationship as follows.
첫째, 도달될 지진강도(E)는 아래의 식과 같이 거리(r) 제곱에 반비례한다.First, the seismic strength (E) to be reached is inversely proportional to the square of the distance (r) as shown in the following equation.
둘째, 도달될 지진강도(E)는 아래의 식과 같이 지진속도(v) 제곱에 비례한다.Second, the earthquake intensity (E) to be reached is proportional to the square of the earthquake velocity (v) as shown in the following equation.
이와 같은 수식관계에서 알 수 있듯이 지진강도(E)는 아래의 식과 같이 속도(v)와 거리(r)가 반비례함을 알 수 있다.As can be seen from this mathematical relationship, it can be seen that the seismic intensity (E) is inversely proportional to the speed (v) and distance (r) as shown in the following equation.
여기서 측정되는 주파수를 아래의 식에 적용하면 지진속도를 알 수가 있다The seismic speed can be found by applying the measured frequency to the equation below.
그리고 P파가 측정된 이후 S파가 측정되기까지 걸리는 시간(PS)을 추출하면 측정지점으로부터 진원까지의 거리(r)를 구할 수 있다.And by extracting the time (PS) it takes from the measurement of the P wave to the measurement of the S wave, the distance (r) from the measurement point to the true circle can be obtained.
예컨대 P파는 초속 8㎞, S파는 초속 4㎞, PS가 180초인 경우 측정지점으로부터 진원까지의 거리(r)는 1.44㎞이다.For example, when the P wave is 8 km per second, the S wave is 4 km per second, and the PS is 180 seconds, the distance (r) from the measuring point to the true circle is 1.44 km.
즉, 아래의 식과 같이 속도(v)를 거리(r)로 나눈 값을 제곱하면 지진강도(E)를 산출할 수가 있다.In other words, the seismic intensity (E) can be calculated by squaring the value obtained by dividing the speed (v) by the distance (r) as shown in the following equation.
이어서 본 발명에 따른 출력모듈(40)은 연산모듈(30)에 의해 산출된 지진강도에 따라 기 입력된 음원파일을 자동으로 선택 재생한다.Subsequently, the
즉, 출력모듈(40)에는 진도계급별로 상황이나 대피정보가 담긴 음원파일들이 저장되어 있다.That is, the
따라서 출력모듈(40)은 산출된 진도계급별로 기 지정된 음원파일을 자동으로 선택 재생한다.Therefore, the
예컨대, 학교에서 진도3이나 진도4로 산출된 경우 사이렌과 함께 ‘책상 아래로 들어가 책상다리를 꼭 잡습니다. 흔들림이 멈추면 질서를 지키며 운동장으로 대피합니다’라는 음원을 반복 재생한다.For example, if the school calculates the
마지막으로 본 발명에 따른 음원출력기(50)는 출력모듈(40)과 유/무선으로 연결되어 재생되는 음원신호를 아날로그 신호로 증폭 변환시켜 복수의 스피커로 출력한다.Finally, the sound
즉, 음원출력기(50)는 전술한 바와 같이 옥내방송장비로써, 오디오 입력부, 제어부, 증폭부, 출력부를 구성하고 있다.That is, the sound
여기서 오디오 입력부는 국가통합경보발령시스템과 연계될 수 있으며 이를 통해 민방위경보방송을 수행할 수 있다.Here, the audio input unit can be linked with the national integrated alarm issuance system, and through this, civil defense alarm broadcasting can be performed.
그리고 스피커와 연결되는 오디오 출력부는 70V~100V, 100W 내지 300W로 구성된다.And the audio output unit connected to the speaker is composed of 70V ~ 100V, 100W ~ 300W.
이때, 음원출력기(50)는 도 4처럼 오디오 출력부로부터 복수의 스피커를 병렬 연결시키는 점검모듈(55)을 더 포함하는 것이 좋다.In this case, the sound
즉, 점검모듈(55)은 스피커 선로의 임피던스를 설정주기마다 확인하여 단선이나 단락을 검사해준다.That is, the
따라서 화재나 지진과 같은 위급경보 상황에서 무음사고를 예방하여 인명과 재산의 피해를 방지할 수 있다.Therefore, in the event of an emergency such as a fire or earthquake, silent accidents can be prevented to prevent damage to people and property.
한편, 본 발명에 따른 방송시스템은 도 4와 같이 판단모듈(20) 내지 출력모듈(40)과 연동되어 관리자의 모바일단말기로 처리신호를 무선으로 주고받는 통신모듈(60)을 더 포함할 수 있다.Meanwhile, the broadcasting system according to the present invention may further include a communication module 60 interlocking with the
즉, 통신모듈(60)은 사설 통신망에 상시 연결되어 관리자가 현장에 방문하지 않아도 원격으로 고장이나 진단을 수행할 수 있다.That is, the communication module 60 is always connected to a private communication network, so that a failure or diagnosis can be performed remotely without an administrator visiting the site.
물론, 지진을 감지하는 과정을 육안으로 판단하여 원격지에서 수동으로 조작할 수가 있고, 오작동시 복구나 초기화를 수행할 수 있다.Of course, the process of detecting an earthquake can be determined with the naked eye and manually operated at a remote location, and recovery or initialization can be performed in case of malfunction.
따라서 관리자가 현장에 지속 상주하지 않아도 됨에 따라 운영에 소요되는 비용을 최소화할 수 있으며 이상발생시 신속하게 대처할 수 있다.Therefore, it is possible to minimize the cost of operation as the manager does not have to remain resident on the site continuously, and when an abnormality occurs, it is possible to respond quickly.
이상에서는 본 발명의 바람직한 실시예에 대하여 도시하고 설명하였지만, 본 발명은 상술한 특정의 실시예에 한정되지 아니하며, 청구범위에서 청구하는 본 발명의 요지를 벗어남이 없이 당해 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 다양한 변형실시가 가능한 것은 물론이고, 이러한 변형 실시예들은 본 발명의 기술적 사상이나 전망으로부터 개별적으로 이해되어서는 안 될 것이다.In the above, preferred embodiments of the present invention have been illustrated and described, but the present invention is not limited to the specific embodiments described above, and is generally used in the technical field to which the present invention belongs without departing from the gist of the present invention claimed in the claims. Of course, various modifications may be implemented by those skilled in the art, and these modified embodiments should not be individually understood from the technical spirit or prospect of the present invention.
10: 감지모듈
20: 판단모듈
30: 연산모듈
40: 출력모듈
50: 음원출력기
55: 점검모듈
60: 통신모듈10: detection module
20: judgment module
30: calculation module
40: output module
50: sound source output device
55: inspection module
60: communication module
Claims (9)
구축장소의 건물이나 지반으로부터 전달되는 지진파를 실시간으로 측정하는 감지모듈(10);
상기 감지모듈(10)로부터 측정되는 지진파와 기 입력된 기준 지진파를 비교하여 실제지진의 가부를 판단하는 판단모듈(20);
상기 판단모듈(20)에 의해 실제지진으로 판단 시 측정되는 지진파로 지진강도를 산출하는 연산모듈(30);
상기 연산모듈(30)에 의해 산출된 지진강도에 따라 기 입력된 음원파일을 자동으로 선택 재생하는 출력모듈(40);
상기 출력모듈(40)과 유/무선으로 연결되어 재생되는 음원신호를 아날로그 신호로 증폭 변환시켜 복수의 스피커로 출력하는 음원출력기(50);
를 포함하며,
상기 감지모듈(10)은 3축 가속도센서로 구성하여 측정지점마다 동/서, 남/북, 상/하 진동주파수를 동시에 실시간 측정하는 것을 특징으로 하며,
상기 판단모듈(20)은 측정되는 지진파를 설정시간별로 버퍼메모리에 로드하여 평균진폭을 산출한 다음 산출된 평균진폭이 기준 지진파들의 평균진폭에 포함되는 경우 실제지진으로 판단하고, 불포함되는 경우 배경잡음으로 판단하는 것을 특징으로 하며,
상기 판단모듈(20)은 감지모듈(10)로부터 측정되는 지진파가 배경잡음으로 판단되는 경우 해당주파수를 사람이 걷거나 뛰는 보행주파수, 차량이 지나는 주행주파수, 건물이나 토목을 구축하는 공사주파수 등의 상황별로 분류하여 누적시키는 것을 특징으로 하며,
상기 판단모듈(20)은 각 상황별로 누적되는 주파수를 시간, 일자, 월 단위로 통계할 수 있게 데이터베이스화하여 배경잡음이 많은 특정시간대에 측정되는 지진파 중 해당 배경잡음의 주파수를 자동으로 제거하는 것을 특징으로 하며,
상기 연산모듈(30)은 측정되는 동/서, 남/북, 상/하 주파수를 적분하여 지진속도를 구한 다음 지진속도를 진앙거리로 나눈 값을 제곱하여 각각의 지진강도를 산출하는 것을 특징으로 하며,
상기 출력모듈(40)은 진도계급에 따라 상황이나 대피정보가 담긴 음원파일들이 저장되어 산출된 지진강도별로 지정된 음원파일을 자동으로 선택 재생하는 것을 특징으로 하며,
상기 음원출력기(50)는 복수의 스피커가 병렬 연결되는 선로의 임피던스를 설정주기마다 확인하여 단선이나 단락을 검사하는 점검모듈(55);이 포함된 것을 특징으로 하며,
상기 방송시스템은 판단모듈(20) 내지 출력모듈(40)과 연동되어 관리자의 모바일단말기로 처리신호를 무선으로 주고받는 통신모듈(60);을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 지능형 무인 자동화 방송시스템In an intelligent unmanned automated broadcasting system that is built in schools or government offices to inform various information,
A sensing module 10 for measuring in real time the seismic wave transmitted from the building or the ground at the construction site;
A determination module 20 that compares the seismic wave measured from the detection module 10 with a reference seismic wave previously input to determine whether or not an actual earthquake has occurred;
A calculation module 30 for calculating an earthquake intensity from an earthquake wave measured when it is determined by the determination module 20 as an actual earthquake;
An output module 40 for automatically selecting and reproducing a previously input sound source file according to the earthquake intensity calculated by the calculation module 30;
A sound source output device 50 for amplifying and converting the sound source signal reproduced by wired/wireless connection to the output module 40 into an analog signal and outputting it to a plurality of speakers;
Including,
The detection module 10 is composed of a 3-axis acceleration sensor, characterized in that it simultaneously measures the east/west, south/north, and up/down vibration frequencies for each measurement point in real time,
The determination module 20 loads the measured seismic wave into the buffer memory for each set time to calculate the average amplitude, and then determines that the calculated average amplitude is an actual earthquake if it is included in the average amplitude of the reference seismic waves, and if not, background noise It is characterized by judging by,
When the seismic wave measured from the detection module 10 is determined as background noise, the determination module 20 is a situation such as a walking frequency at which a person walks or runs, a driving frequency through which a vehicle passes, and a construction frequency for constructing a building or civil engineering. It is characterized by classifying and accumulating by each,
The determination module 20 automatically removes the frequency of the background noise from among the seismic waves measured in a specific time zone with a lot of background noise by making a database so that the accumulated frequencies for each situation can be statistically calculated on a time, date, and month basis. Characterized by,
The calculation module 30 is characterized in that the seismic intensity is calculated by integrating the measured east/west, north/south, and up/down frequencies to obtain an earthquake speed, and then squares a value obtained by dividing the earthquake speed by the epicenter distance. And
The output module 40 is characterized in that the sound source files containing situation or evacuation information are stored according to the seismic level and automatically select and reproduce the sound source files designated by the calculated earthquake intensity,
The sound source output device 50 includes a check module 55 for checking for a disconnection or a short circuit by checking the impedance of a line through which a plurality of speakers are connected in parallel at each setting period,
The broadcasting system further comprises a communication module 60 interlocking with the determination module 20 to the output module 40 to transmit and receive processing signals wirelessly to the mobile terminal of the administrator.
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| KR102177135B9 (en) | 2021-08-23 |
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