KR102177274B1 - 건물 외부의 무선중계기를 이용한 고층빌딩 화재 구난시스템 및 구난방법 - Google Patents

건물 외부의 무선중계기를 이용한 고층빌딩 화재 구난시스템 및 구난방법 Download PDF

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Abstract

본 발명은 건물 외부의 이동식 무선중계기를 이용한 고층빌딩 화재 구난시스템 및 구난방법에 관한 것으로, 고층빌딩의 화재 발생시 화재로 인한 건물의 정전 및 건물 내 장비들의 파손 여부와 관계없이 건물 외부의 이동식 무선중계기를 중심으로 무선통신망을 구축하고 반복적으로 갱신하면서 피구난자들의 실시간 위치를 정확하게 파악하여 높은 생존율을 갖는 최적의 구난루트 정보를 제공할 수 있도록 한 것이다.

Description

건물 외부의 무선중계기를 이용한 고층빌딩 화재 구난시스템 및 구난방법{HIGH-RISE BUILDING FIRE RESCUE SYSTEM AND RESCUE METHOD USING EXTERNAL MOBILE WIRELESS REPEATER}
본 발명은 고층빌딩 화재 구난시스템 및 구난방법에 관한 것으로, 특히 고층빌딩의 화재 발생시 화재로 인한 건물의 정전 및 건물 내 장비들의 파손 여부와 관계없이 건물 외부의 이동식 무선중계기를 중심으로 무선통신망을 구축하고 반복적으로 갱신하면서 피구난자들의 실시간 위치를 정확하게 파악하여 높은 생존율을 갖는 최적의 구난루트 정보를 제공할 수 있도록 한 건물 외부의 이동식 무선중계기를 이용한 고층빌딩 화재 구난시스템 및 구난방법에 관한 것이다.
현대에는 건축물 내부의 거주 공간을 확대함과 더불어 좁은 부지를 보다 효과적으로 이용하기 위해 건축 구조물이 점차 고층화되고 있으며 그에 따른 소방시설을 갖추고 있으나 한번 화재가 발생하면 대형 인명 피해로 이어질 수 있다는 문제점도 상존하고 있는 상황이다.
고층 빌딩에서 일단 화재가 발생하면 건물 내부에 갇힌 사람들은 자신의 위치에서 자신의 생존율을 높이기 위한 최적의 구난루트를 알 수 있는 방법이 없을 뿐만 아니라, 패닉으로 인해 우왕좌왕하다가 올바른 구난루트를 못하고 사망에 이르기 쉽다는 문제점이 있었다.
이같은 문제점을 해소하기 위한 방안으로 한국공개특허 제2017-0106665호의 '지능형 비상 대피 유도 방법 및 그 시스템'은 고층빌딩이나 사람이 많이 모이는 건물에서 화재가 발생할 경우 RFID 신호를 수신하여 건물 내 사람들의 위치를 파악하고 이들에게 대피로를 안내하도록 한 기술을 개시하였었다.
그러나, 이같은 종래기술의 경우 건물 내부에 설치된 장비들을 이용하여 RFID 신호를 수신하는 방법으로 사람들의 위치를 파악하고 이들에게 대피로를 안내하도록 하는 것을 의도하고 있음에도 불구하고, 일단 화재가 발생하면 건물 내 장비들의 파손으로 인해 제대로 된 동작을 보장받지 못하는데다가 RFID 신호의 수신거리가 매우 짧기 때문에 실제 현장에 적용해서 실효성을 거둘 수 없다는 문제점이 있었다.
한국공개특허 제2017-0106665호(2017.09.22)
이에 본 발명은 상기와 같은 종래의 제반 문제점을 해소하기 위해 제안된 것으로, 본 발명의 목적은 고층빌딩의 화재 발생시 화재로 인한 건물의 정전 및 건물 내 장비들의 파손 여부와 관계없이 건물 외부의 이동식 무선중계기를 중심으로 무선통신망을 구축하고 반복적으로 갱신하면서 피구난자들의 실시간 위치를 정확하게 파악하여 높은 생존율을 갖는 최적의 구난루트 정보를 제공할 수 있도록 한 건물 외부의 이동식 무선중계기를 이용한 고층빌딩 화재 구난시스템 및 구난방법을 제공하는 데 있다.
상기와 같은 목적을 달성하기 위하여 본 발명의 기술적 사상에 의한 고층빌딩 화재 구난시스템은, 고층빌딩에서 화재 발생시 건물 내부에 위치한 피구난자들을 구난하기 위한 고층빌딩 화재 구난시스템으로서, 화재가 발생한 고층빌딩의 건물 외부를 적어도 3대가 하나의 조를 이루어 편대 비행을 하면서 건물을 반복적으로 스캐닝할 수 있도록 한 드론; 편대 비행을 하는 같은 조의 드론 각각에 탑재되어 건물 내 위치한 피구난자들의 이동통신단말기로부터 송출되는 통신신호를 수집하여 무선통신망을 구축하고 드론의 스캐닝에 따라 무선통신망을 실시간 갱신하면서 이동통신단말기를 소지한 피구난자들의 정확한 위치를 실시간으로 파악할 수 있도록 해주는 적어도 3개의 무선중계기; 상기 무선중계기에 의해 실시간으로 갱신되는 무선통신망 정보로부터 산출된 피구난자들의 좌표값과 건물의 구조정보를 맵핑하여 건물 내 피구난자들의 위치정보를 실시간으로 생성하는 맵핑부; 상기 맵핑부에서 생성된 피구난자들의 위치정보와 함께 건물의 구조정보, 건물의 화재정보를 근거로 피구난자들 각자의 생존성이 높을 것으로 판단되는 맞춤식 구난루트 정보를 창출하는 구난루트 창출부; 상기 구난루트 창출부에서 창출한 맞춤식 구난루트 정보를 피구난자 각각의 이동통신단말기로 송출하는 통신부;를 포함하는 것을 그 기술적 구성상의 특징으로 한다.
여기서, 상기 드론 각각에 탑재되어 건물 내 각 영역에 위치하는 피구난자들을 감지하는 라이다를 더 구비하며, 상기 맵핑부는 피구난자들의 위치정보 생성시 무선통신망 정보와 함께 라이다에 의한 피구난자 감지정보까지 함께 고려하여 이동통신단말기를 소지하지 않은 피구난자들까지 포함하는 피구난자들의 위치정보를 생성하는 것을 특징으로 할 수 있다.
또한, 상기 라이다가 건물을 대상으로 3D 스캔하여 스캐닝 데이터를 생성하도록 하고, 상기 라이다가 생성한 스캐닝 데이터를 전송받아 건물의 구조정보를 생성하는 구조정보 생성부를 더 포함하여, 상기 구조정보 생성부는 상기 구난루트 창출부가 맞춤식 구난루트 정보를 창출할 때 건물의 구조정보를 제공하는 것을 특징으로 할 수 있다.
또한, 상기 구조정보 생성부에서 생성한 건물의 구조정보를 외부기관 DB로부터 제공받은 건물의 구조정보와 비교하거나, 상기 구조정보 생성부에서 시간차를 두고 생성한 건물의 구조정보를 비교하여 건물의 파손정보를 생성하는 파손정보 생성부를 더 포함하며, 상기 파손정보 생성부는 상기 구난루트 창출부에 건물의 파손정보를 제공하고, 상기 구난루트 창출부는 맞춤식 구난루트 정보를 창출할 때 건물의 파손정보를 반영하는 것을 특징으로 할 수 있다.
또한, 상기 드론 각각에 탑재되어 열감지에 의해 건물 내 각 영역에 위치하는 피구난자들을 감지하는 적외선 카메라를 더 구비하며, 상기 맵핑부는 피구난자들의 위치정보 생성시 무선통신망 정보와 함께 적외선 카메라에 의한 피구난자 감지정보까지 함께 고려하여 이동통신단말기를 소지하지 않은 피구난자들까지 포함하는 피구난자들의 위치정보를 생성하는 것을 특징으로 할 수 있다.
또한, 상기 적외선 카메라의 실시간 열감지에 의해 생성되는 건물의 열영상을 근거로 건물의 화재정보를 실시간 생성하는 화재정보 생성부를 포함하며, 상기 화재정보 생성부는 상기 구난루트 창출부가 맞춤식 구난루트 정보를 창출할 때 건물의 화재정보를 제공하는 것을 특징으로 할 수 있다.
또한, 상기 맵핑부, 구난루트 창출부, 통신부, 구조정보 생성부, 화재정보 생성부는 지상 컨트롤스테이션에 설치되며, 상기 지상 컨트롤스테이션에서는 피구난자들에게 제공하는 맞춤식 구난루트 정보를 외부 송출하여 소방대원들과 정보를 공유하도록 한 것을 특징으로 할 수 있다.
또한, 상기 지상 컨트롤스테이션에서는 피구난자들의 위치정보, 건물의 구조정보, 건물의 화재정보를 외부 송출하여 소방대원들과 정보를 공유하도록 한 것을 특징으로 할 수 있다.
또한, 상기 구난루트 창출부는 피구난자들을 건물 내 위치를 기준으로 하는 각각의 위치군으로 구분하고 각각의 위치군에 대한 위치정보, 건물의 구조정보, 빌딩의 화재정보를 화재 구난 시뮬레이션(Fire rescue simulation) 프로그램에 입력함으로써 각각의 위치군 별로 차별화하여 피구난자들의 맞춤식 구난루트 정보를 창출하는 것을 특징으로 할 수 있다.
또한, 상기 구난루트 창출부는 이동통신단말기를 소지한 피구난자들의 개인정보를 통신사로부터 제공받고, 피구난자들의 성별, 연령에 따라 상대적으로 신체활동이 가장 자유롭다고 판단되는 군으로부터 신체활동이 가장 자유롭지 못하다고 판단되는 군에 이르기까지 적어도 2종의 활동군으로 순차적으로 차별화하여 구분하고, 신체활동이 가장 자유롭지 못하다고 판단되는 활동군의 경우 맞춤식 구난루트 중 최단거리 구난루트에 배치하며, 나머지 활동군의 경우 다른 구난루트에 배치하여 구난루트를 분산시키는 것을 특징으로 할 수 있다.
또한, 상기 드론의 군집 자율비행을 관리하는 모선이 더 포함되는 것을 특징으로 할 수 있다.
또한, 상기 모선은 배터리 충전을 위해 편대에서 교대로 이탈하는 드론을 대신하여 남아 있는 드론들과 함께 편대 비행하면서 빌딩에 대한 스캐닝 작업을 지속하도록 한 것을 특징으로 할 수 있다.
또한, 상기 드론 각각에 대하여 전원을 공급하기 위한 전원공급부가 더 포함되며, 상기 드론은 상기 전원공급부와 유선으로 연결되어 비행 중에도 전원을 공급받는 것을 특징으로 할 수 있다.
또한, 상기 무선통신망 구축에 이용되는 통신신호는 LTE인 것을 특징으로 할 수 있다.
한편 본 발명에 의한 고층빌딩 화재 구난방법은, 고층빌딩에서 화재 발생시 건물 내부에 위치한 피구난자들을 구난하기 위한 고층빌딩 화재 구난방법으로서, 화재가 발생한 고층빌딩의 건물 외부를 적어도 3대의 드론이 하나의 조를 이루어 편대 비행을 하면서 건물을 반복적으로 스캐닝하고, 상기 드론 각각에 탑재되어 건물 외부에 적어도 3대 구비된 무선중계기가 건물 내 피구난자들의 이동통신단말기부터 송출되는 통신신호를 수집하여 무선통신망을 구축하고 반복 갱신함으로써 건물 내 위치한 피구난자들의 위치를 실시간 파악할 수 있도록 한 것을 그 기술적 구성상의 특징으로 한다.
여기서, 본 발명은 화재가 발생한 고층빌딩의 건물 외부를 적어도 3대의 드론이 하나의 조를 이루어 편대 비행을 하면서 건물을 반복적으로 스캐닝하는 단계; 편대 비행을 하는 같은 조의 드론 각각에 탑재된 적어도 3개의 무선중계기에 의해 건물 내 위치한 피구난자들의 정확한 위치를 실시간 파악할 수 있도록 이동통신단말기부터 송출되는 통신신호를 수집하여 무선통신망을 구축하고 반복 갱신하는 단계; 상기 무선중계기에 의해 실시간으로 갱신되는 무선통신망 정보로부터 산출된 피구난자들의 좌표값과 건물의 구조정보를 맵핑부가 맵핑하여 피구난자들의 건물 내 위치정보를 실시간으로 생성하는 단계; 상기 맵핑부에서 생성된 피구난자들의 위치정보와 함께 건물의 구조정보, 건물의 화재정보를 근거로 하여 구난루트 창출부가 피구난자들 각자의 생존성이 높을 것으로 판단되는 맞춤식 구난루트 정보를 창출하는 단계; 상기 구난루트 창출부에서 창출한 맞춤식 구난루트 정보를 통신부가 각 피구난자의 무선통신기기로 송출하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 할 수 있다.
본 발명에 의한 고층빌딩 화재 구난시스템 및 구난방법은, 고층빌딩의 화재 발생시 화재로 인한 건물의 정전 및 건물 내 장비들의 파손 여부와 관계없이 건물 외부의 이동식 무선중계기를 중심으로 무선통신망을 구축하고 반복적으로 갱신하면서 피구난자들의 실시간 위치를 정확하게 파악하여 높은 생존율을 갖는 최적의 구난루트 정보를 제공할 수 있다.
도 1은 본 발명의 실시예에 의한 고층빌딩 화재 구난시스템을 설명하기 위한 참조도
도 2는 본 발명의 실시예에 의한 고층빌딩 화재 구난시스템을 설명하기 위한 구성도
도 3은 본 발명의 실시예에 의한 고층빌딩 화재 구난방법을 설명하기 위한 흐름도
도 4는 본 발명의 실시예에 의한 고층빌딩 화재 구난방법에서 건물의 구조정보 취득 및 생성에 관해 설명하기 위한 참조도
도 5는 본 발명의 실시예에 의한 고층빌딩 화재 구난방법에서 피구난자 위치정보 생성방법을 설명하기 위한 참조도
도 6은 본 발명의 실시예에 의한 고층빌딩 화재 구난방법에서 건물의 화재정보 생성방법을 설명하기 위한 참조도
도 7은 본 발명의 실시예에 의한 고층빌딩 화재 구난방법에서 맞춤식 구난루트 생성방법을 설명하기 위한 참조도
도 8은 본 발명의 실시예에 의한 고층빌딩 화재 구난방법에서 피구난자 구난루트 분산방법을 설명하기 위한 참조도
첨부한 도면을 참조하여 본 발명의 실시예들에 의한 고층빌딩 화재 구난시스템 및 구난방법에 대하여 상세히 설명한다. 본 발명은 다양한 변경을 가할 수 있고 여러 가지 형태를 가질 수 있는바, 특정 실시예들을 도면에 예시하고 본문에 상세하게 설명하고자 한다. 그러나 이는 본 발명을 특정한 개시 형태에 대해 한정하려는 것이 아니며, 본 발명의 사상 및 기술범위에 포함되는 모든 변경, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다. 각 도면을 설명하면서 유사한 참조부호를 유사한 구성요소에 대해 사용하였다. 첨부된 도면에 있어서, 구조물들의 치수는 본 발명의 명확성을 기하기 위하여 실제보다 확대하거나, 개략적인 구성을 이해하기 위하여 실제보다 축소하여 도시한 것이다.
또한, 제1 및 제2 등의 용어는 다양한 구성요소들을 설명하는데 사용될 수 있지만, 상기 구성요소들은 상기 용어들에 의해 한정되어서는 안 된다. 상기 용어들은 하나의 구성요소를 다른 구성요소로부터 구별하는 목적으로만 사용된다. 예를 들어, 본 발명의 권리 범위를 벗어나지 않으면서 제1 구성요소는 제2 구성요소로 명명될 수 있고, 유사하게 제2 구성요소도 제1 구성요소로 명명될 수 있다. 한편, 다르게 정의되지 않는 한, 기술적이거나 과학적인 용어를 포함해서 여기서 사용되는 모든 용어들은 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 일반적으로 이해되는 것과 동일한 의미를 가지고 있다. 일반적으로 사용되는 사전에 정의되어 있는 것과 같은 용어들은 관련 기술의 문맥 상 가지는 의미와 일치하는 의미를 가지는 것으로 해석되어야 하며, 본 출원에서 명백하게 정의하지 않는 한, 이상적이거나 과도하게 형식적인 의미로 해석되지 않는다.
도 1은 본 발명의 실시예에 의한 고층빌딩 화재 구난시스템을 설명하기 위한 참조도이며, 도 2는 본 발명의 실시예에 의한 고층빌딩 화재 구난시스템을 설명하기 위한 구성도이다.
도시된 바와 같이, 본 발명의 실시예에 의한 고층빌딩 화재 구난시스템은, 고층빌딩(B11)의 건물 외부를 자율비행하면서 편대를 이루는 다수의 드론(110)과 모선(CS), 각각의 드론(110)에 장착된 무선중계기(120), 라이다(Light Detection And Ranging, Lidar)(130), 적외선 카메라(140), 구조정보 생성부(150a), 파손정보 생성부(150b), 맵핑부(160), 화재정보 생성부(170), 구난루트 창출부(180), 통신부(190)를 주요 구성요소로 포함한다.
본 발명은 이같은 주요 구성요소들에 의해 고층빌딩(B11)에서 화재 발생시 드론(110)에 탑재되어 건물 외부에서 이동하는 이동식 무선중계기(120)를 중심으로 피구난자들의 이동통신단말기와 통신신호를 기반으로 하는 무선통신망을 구축하고 이를 반복적으로 갱신하면서 피구난자들의 실시간 위치를 정확하게 파악하여 높은 생존율을 갖는 최적의 구난루트를 제공할 수 있도록 한다. 이로써, 건물 내 장비들이 화재로 인해 파손되었는지 여부와 전혀 관계없이 정상 작동하면서 피구난자들을 안전하게 대피시킬 수 있는 것이다.
이하, 상기 각 구성요소들을 중심으로 본 발명의 실시예에 의한 고층빌딩 화재 구난시스템에 대해 상세히 설명하기로 한다.
상기 드론(110)은 화재가 발생한 고층빌딩의 건물의 외부를 자율적으로 비행하면서 건물을 스캐닝하는 역할을 한다. 이를 위해 상기 드론(110)은 적어도 3대, 더 많은 대수의 드론(110)이 하나의 조를 이루어 편대 비행을 하며, 이같은 비행조는 건물을 신속하게 반복 스캐닝할 수 있도록 건물 규모에 따라 다수 구비되는 것이 바람직하다. 예컨대 30층 규모의 90미터 높이의 고층빌딩 건물인 경우 30미터씩 세 개의 영역으로 나누고 이들 영역에 편대 비행을 하는 비행조들을 각각 투입하여 각 비행조들은 자신에게 할당된 영역에 대해서만 이동하면서 건물 스캐닝 작업을 반복 실시한다. 이때 각 비행조에는 각각 적어도 3대의 드론(110)이 포함되어야 하는데 6대가 하나의 비행조에 포함된다면 3대인 경우보다 맡고 있는 영역에 대한 스캐닝을 보다 신속하게 보다 자주 실시할 수 있는 것이다.
이같은 드론(110)의 경우 군집 자율비행을 종합 관리하는 모선의 명령을 받으면서 건물을 따라 상하이동을 위주로 비행하고 건물의 둘레방향으로도 수평이동을 함께 병행하여 건물을 스캐닝할 수 있도록 한다. 단, 드론의 군집 자율비행시 위와 같이 모선이 관여하여 모든 드론을 제어하는 방식이 더 바람직할 수 있으나, 모선이 도착하지 않았거나 그 외 필요에 의해 모선을 배제한 상태에서 드론끼리 상호 통신하면서 본인의 위치를 파악하고 자율적으로 비행하는 일반적인 방식을 단독으로 실시하거나 위 전술된 모선 중심의 방식과 병행하여 실시할 수 있다. 상기 드론(110)에는 도 1에 도시된 것처럼 피구난자들의 이동통신단말기 통신신호를 기반으로 무선통신망을 구축해주는 무선중계기(120)와 더불어 라이다(130) 및 적외선 카메라(140)까지 탑재된다. 이같은 상태에서 드론(110)이 건물 외부를 인접하여 이동하면서 반복적으로 스캐닝 작업을 실시하게 되면 드론(110)에 탑재된 무선중계기(120)가 피구난자들에 대해 가까운 거리에서 지나칠 때 이동통신단말기의 통신신호를 강한 세기로 포착할 수 있으므로 무선통신망 구축을 통해 피구난자의 위치를 보다 정확하게 파악하는 것이 가능해진다. 또한, 라이다(130)에 의한 감지 및 적외선 카메라(140) 촬영도 보다 정확하고 세밀하게 이루어질 수 있다.
한편, 상기 드론(110)의 경우 배터리의 제약으로 인해 현시점에서 한번 충전으로 비행할 수 있는 시간이 30분 정도이므로 건물을 반복 스캐닝하는 중간에 충전을 위해 비행대열에서 이탈이 불가피하다. 이를 대비하여 편대 비행하고 있는 드론(110)들이 충전을 위해 동시에 비행 대열에서 이탈하는 대신 교대로 이탈하도록 하며, 이때 이탈한 드론(110)을 대신하여 모선이 나머지 드론(110)들과 편대를 이루면서 건물에 대한 스캐닝 작업을 계속 진행하도록 한다. 그러면 드론(110)의 배터리 충전으로 인한 작업의 지연을 방지할 수 있게 된다.
상기 무선중계기(120)는 편대 비행을 하는 갖은 조의 드론(110)에 각각에 탑재되어 건물 내 위치한 피구난자들의 이동통신단말기부터 송출되는 통신신호를 수집하고 이를 기반으로 하는 건물 내 피구난자들과의 무선통신망을 구축하게 된다. 그리고 건물에 대한 드론(110)의 이동을 통한 반복 스캐닝에 따라 기 구축된 무선통신망을 실시간 갱신한다. 드론(110)이 건물 외부를 인접하여 반복적으로 스캐닝하게 되면 드론(110)에 탑재된 무선중계기(120)는 피구난자들과 가장 인접한 거리가 되면 상대적으로 강한 세기를 갖는 이동통신단말기의 통신신호를 포착할 수 있으므로 피구난자들에 대한 정확한 좌표값을 얻을 수 있게 된다. 특히 적어도 3대를 한조로 하여 편대 비행하는 드론(110) 각각에 무선중계기(120)가 탑재되어 있기 때문에 피구난자들에 대한 정확한 x, y, z 좌표값을 얻을 수 있는 것이다. 그리고 이렇게 얻어진 좌표값은 드론(110)의 이동에 따른 반복적인 스캐닝 작업을 통해 실시간으로 갱신된다.
이같은 무선중계기(120)의 역할에서 주목할 점은 건물 내부에 고정적으로 설치된 장비를 이용하여 피구난자들의 위치를 파악하도록 한 것이 아니라 드론(110)에 탑재되어 동적 상태에 있는 무선중계기(120)를 이용하여 무선통신망을 구축한다는 점이다. 따라서 건물 내 피구난자들의 위치를 정확하게 파악하는 것이 가능하며 화재시 정전으로 인해 건물 내 시설들이 무용지물이 되는 치명적인 문제로부터 완전히 자유로울 수 있는 것이다.
여기서, 무선통신망 구축을 위해 사용하는 통신신호는 5G, LTE, WIFI 등 건물 내 피구난자들의 이동통신단말기가 사용하는 모든 통신신호들을 망라할 수 있으며, 특히 LTE의 경우 광대역이므로 신호거리가 길어 규모가 큰 고층빌딩의 건물에서도 무선통신망을 구축하여 피구난자들의 위치를 정확히 파악하는데 유리하다. 따라서 현시점에서 이동통신단말기가 사용하는 통신신호들 가운데 광대역 LTE를 무선통신망을 구축하기 위한 최우선 순위로 고려함을 마땅하다. 하지만, 본 발명이 의도하는 무선통신망을 구축하는데 더 유리한 통신신호가 있다면 그것을 사용할 수 있음은 물론이다.
상기 라이다(130)는 드론(110) 각각에 탑재된 상태에서 알려진 것처럼 펄스 레이저의 탐색기능을 이용하여 건물 내 각 영역에 위치하는 피구난자들을 감지하는 역할을 수행한다. 이를 위해 드론(110)이 건물 인근 외측을 따라 이동하면서 건물 유리창을 통해 라이다(130)로 건물 내 피구난자들을 감지하며, 이같은 라이다(130)에 의한 피구난자들의 감지정보는 이동통신단말기를 소지하지 않은 피구난자의 위치를 파악하는데 유용하므로 무선중계기(120)의 무선통신망을 통해 피구난자의 위치를 파악할 때의 단점을 보완할 수 있게 된다.
또한, 상기 라이다(130)는 건물 인근을 인접 이동하는 드론(110)에 탑재된 상태에서 건물을 3D 스캔하여 스캐닝 데이터를 생성하고 이를 구조정보 생성부(150a)에 전송하는 역할을 한다. 그러면 구조정보 생성부(150a)는 스캐닝 데이터를 전송받아 건물의 구조정보를 생성함으로써 맵핑부(160)가 피구난자들의 위치정보를 생성하거나 구난루트 창출부(180)가 맞춤식 구난루트 정보를 창출할 때 건물의 구조정보를 제공하게 된다. 라이다(130)의 경우 레이저를 발사하여 산란되거나 반사되는 레이저가 돌아오는 시간과 강도, 주파수의 변화, 편광 상태의 변화 등으로부터 측정 대상물의 거리와 농도, 속도, 형상 등 물리적 성질을 측정하기 때문에 화재로 인한 연기와 화염을 뚫고 정확한 감지 기능을 수행할 수 있다는 장점이 있다.
뿐만 아니라 상기 라이다(130)는 건물에 대한 스캐닝 데이터를 파손정보 생성부(150b)에도 전송하여 건물의 구조정보와는 별도로 건물의 파손정보를 생성하도록 돕기도 하는데 이처럼 건물의 파손정보를 생성하는 내용에 대해서는 차후에 상세히 다루기로 한다.
상기 적외선 카메라(140)는 드론(110) 각각에 탑재되어 촬영을 통해 열영상을 마련하고 이를 통해 건물 내 각 영역에 위치하는 피구난자들을 감지할 수 있도록 한다. 이로써, 맵핑부(160)가 무선통신망 정보를 기반으로 피구난자들의 위치정보를 생성할 때 라이다(130)에 의한 피구난들의 감지정보와 적외선 카메라(140)에 의한 피구난자들의 촬영정보를 함께 고려할 수 있게 되어 이동통신단말기를 소지하지 않은 피구난자들까지 포함하는 피구난자들의 위치정보를 보다 정확하게 생성할 수 있게 된다.
또한, 상기 적외선 카메라(140)는 열영상 정보를 전송하여 화재정보 생성부(170)가 화재정보를 생성할 수 있도록 해준다. 적외선 카메라(140)의 실시간 변화하는 열영상 정보는 시뮬레이션을 통해 화재상태가 어떻게 변화할지 예측하는데도 많은 도움이 된다.
상기 구조정보 생성부(150a)는 건물의 구조정보를 생성하는 역할을 하며, 드론(110)에 탑재된 라이다(130)가 건물을 3D 스캔하여 생성한 스캐닝 데이터를 전송받아 건물의 구조정보를 생성한다. 이때 생성된 구조정보는 맵핑부(160)가 피구난자들의 위치정보를 생성할 때와 구난루트 창출부(180)가 맞춤식 구난루트 정보를 창출할 때 필요한 건물의 구조정보를 제공하게 된다. 단, 상기 구조정보 생성부(150a)에서 생성된 건물의 구조정보는 보조적인 것으로 최우선적으로는 소방청 등의 외부기관 DB로부터 그대로 전달받은 것을 사용하는 것이 바람직하다. 하지만 만일 외부기관 DB에 해당 건물의 구조정보가 보관되어 있지 않다면 구조정보 생성부(150a)에 의해 생성된 건물의 구조정보를 사용할 수 있다.
상기 파손정보 생성부(150b)는 건물의 구조정보와는 별도로 건물의 파손정보를 생성하는 역할을 한다. 이를 위해 상기 파손정보 생성부(150b)는 건물을 반복적으로 3D 스캔하여 얻은 스캐닝 데이터를 건물의 구조정보와 비교하여 파손된 부위를 찾고 그 파손 부위의 위치와 파손 정도에 대한 정보를 포함하는 파손정보를 생성하게 된다. 이때 건물의 구조정보는 외부기관 DB로부터 제공받은 것일 수도 있고 구조정보 생성부(150a)에서 생성한 것일 수도 있다. 이렇게 생성된 건물의 파손정보는 구난루트 창출부(180)에 전송되어 맞춤식 구난루트를 생성하는데 반영할 수 있도록 한다.
상기 맵핑부(160)는 무선중계기(120)에 의해 구축되고 실시간으로 갱신되는 무선통신망 정보로부터 얻어진 피구난자들의 좌표값을 건물의 구조정보와 맵핑하여 건물 내 피구난자들의 위치정보를 실시간으로 생성하게 된다. 이같이 맵핑부(160)에서 생성된 피구난자들의 위치정보는 건물의 구조정보, 건물의 화재정보와 함께 구난루트 창출부(180)에서 맞춤식 구난루트 정보를 창출할 때 중요한 근거가 된다.
상기 화재정보 생성부(170)는 적외선 카메라(140)의 촬영을 통해 생성되는 열영상으로부터 건물의 화재정보를 실시간 생성한다. 상기 화재정보 생성부(170)는 이같이 생성된 건물의 화재정보를 구난루트 창출부(180)에 제공하여 맞춤식 구난루트 정보를 창출할 때 반영할 수 있도록 한다.
상기 구난루트 창출부(180)는 맵핑부(160)에서 생성된 피구난자들의 위치정보와 함께 건물의 구조정보, 건물의 파손정보, 건물의 화재정보를 근거로 피구난자들 각자의 생존성이 높을 것으로 판단되는 맞춤식 구난루트 정보를 창출한다. 이때 상기 구난루트 창출부(180)는 피구난자들을 건물 내 위치를 기준으로 하는 각각의 위치군으로 구분하고 각각의 위치군에 대한 위치정보, 건물의 구조정보, 건물의 파손정보, 빌딩의 화재정보를 화재 구난 시뮬레이션(Fire rescue simulation) 프로그램에 입력함으로써 각각의 위치군 별로 차별화하여 피구난자들의 맞춤식 구난루트 정보를 창출하게 된다. 여기서 구난루트 창출부(180)는 각각의 위치군에 대한 위치정보와 건물의 구조정보를 통해 건물의 최종 비상구가 위치한 지점까지 최단거리를 갖는 구난루트를 검색하되, 건물의 파손정보, 빌딩의 화재정보를 고려하여 피구난자들의 이동이 불가능한 구난루트들은 제거해나가는 방식으로 최종 구난루트를 선정할 수 있다.
이렇게 창출된 맞춤식 구난루트 정보는 통신부(190)를 통해 해당하는 피구난자들의 이동통신단말기로 송출된다. 그러면 피구난자들은 자신에게 최적화된 생존성 높은 맞춤형 구난루트 정보를 제공받고 맞춤형 구난루트를 따라 건물을 안전하게 탈출할 수 있게 된다.
나아가, 상기 구난루트 창출부(180)는 이동통신단말기를 소지한 피구난자들의 개인정보를 통신사로부터 제공받고, 피구난자들의 성별, 연령에 따라 상대적으로 신체활동이 가장 자유롭다고 판단되는 군으로부터 신체활동이 가장 자유롭지 못하다고 판단되는 군에 이르기까지 단계별로 차별화하여 구분하고, 신체활동이 가장 자유롭지 못하다고 판단되는 활동군의 경우 맞춤식 구난루트 중 최단거리 구난루트에 배치하며, 나머지 활동군의 경우 다른 구난루트에 배치하여 구난루트를 분산시킬 수도 있다. 이같은 구성에 따르면 구난루트를 분산함으로써 한 곳으로만 피구난자들이 몰리는 문제점을 차단하고 특히 연로자들을 배려하여 안전하게 건물을 탈출하는 것을 가능하게 한다.
상기 구조정보 생성부(150a), 파손정보 생성부(150b), 맵핑부(160), 화재정보 생성부(170), 구난루트 창출부(180), 통신부(190)는 지상 컨트롤스테이션(GCS)에 함께 설치되어 제어되며, 상기 지상 컨트롤스테이션(GCS)에서는 피구난자들(P1)에게 제공하는 맞춤식 구난루트 정보를 통신부(190)를 통해 외부 송출하여 소방대원들(P2), 구난 도우미들(P3), 구급부원들(P4)과도 정보를 공유하는 것이 바람직하다. 뿐만 아니라 지상 컨트롤스테이션(GCS)에서는 피구난자들에게 제공되지 않는 피구난자들의 위치정보, 건물의 구조정보, 건물의 파손정보, 건물의 화재정보의 경우에도 외부 송출하여 소방대원들(P2), 구난 도우미들(P3), 구급부원들(P4)이 정보를 공유할 수 있도록 하는 것이 바람직하다.
계속해서 아래에서는 전술된 고층빌딩 화재 구난시스템을 이용하여 이루어지는 고층빌딩 화재 구난방법에 대해 설명하기로 한다.
도 3은 본 발명의 실시예에 의한 고층빌딩 화재 구난방법을 설명하기 위한 흐름도이며, 도 4는 본 발명의 실시예에 의한 고층빌딩 화재 구난방법에서 건물의 구조정보 취득 및 생성에 관해 설명하기 위한 참조도, 도 5는 본 발명의 실시예에 의한 고층빌딩 화재 구난방법에서 피구난자 위치정보 생성방법을 설명하기 위한 참조도, 도 6은 본 발명의 실시예에 의한 고층빌딩 화재 구난방법에서 건물의 화재정보 생성방법을 설명하기 위한 참조도, 도 7은 본 발명의 실시예에 의한 고층빌딩 화재 구난방법에서 맞춤식 구난루트 생성방법을 설명하기 위한 참조도, 도 8은 본 발명의 실시예에 의한 고층빌딩 화재 구난방법에서 피구난자 구난루트 분산방법을 설명하기 위한 참조도이다.
본 발명의 실시예에 의한 고층빌딩 화재 구난방법은 도 3에 도시된 것처럼 드론의 건물 스캐닝 단계(S110), 무선통신망 구축 단계(S120), 감지 및 촬영 단계(S130), 구조정보 생성 단계(S140a), 파손정보 생성 단계(S140a), 위치정보 생성 단계(S150), 화재정보 생성 단계(S160), 맞춤식 구난루트 정보 창출 단계(S170), 맞춤식 구난루트 정보 송출 단계(S190)를 포함하여 이루어진다.
상기 드론(110)의 건물 스캐닝 단계(S110)에서는 화재가 발생한 고층빌딩의 건물 외부를 적어도 3대의 드론(110)이 하나의 조를 이루어 편대 비행을 하면서 건물을 반복적으로 스캐닝한다. 여기서 드론(110)의 비행조는 건물을 신속하게 반복 스캐닝할 수 있도록 건물 규모에 따라 다수 구비되는 것이 바람직하다. 이때 드론(110)은 군집 자율비행을 종합 관리하는 모선의 명령을 따라 비행하면서 건물을 따라 상하이동을 위주로 하고 건물의 둘레방향으로 수평이동을 함께 병행하면서 건물을 전체적으로 스캐닝할 수 있도록 한다. 상기 드론(110)에는 피구난자들의 이동통신단말기와 함께 무선통신망을 구축하는 무선중계기(120)를 포함하여 라이다(130) 및 적외선 카메라(140)가 탑재된 상태이다.
상기 드론(110)의 경우 배터리의 제약으로 인해 현시점에서 한번 충전으로 비행할 수 있는 시간이 30분 정도이므로 건물을 반복 스캐닝하는 중간에 충전을 위해 비행대열에서 이탈이 불가피하지만, 이를 대비하여 편대 비행하고 있는 드론(110)들이 충전을 위해 동시에 비행 대열에서 이탈하는 대신 교대로 이탈하도록 마련하며, 이때 이탈한 드론(110)을 대신하여 모선이 나머지 드론(110)들과 편대를 이루면서 건물에 대한 스캐닝 작업을 계속 진행하도록 한다. 그러면 드론(110)의 배터리 충전으로 인한 스캐닝 작업의 지연을 방지할 수 있게 된다.
상기 무선통신망 구축 단계(S120)에서는 편대 비행을 하는 같은 비행조의 드론(110) 각각에 탑재된 적어도 3개의 무선중계기(120)에 의해 건물 내 위치한 피구난자들의 정확한 위치를 실시간 파악할 수 있도록 이동통신단말기부터 송출되는 통신신호를 수집하여 무선통신망을 구축하고 이를 반복적으로 갱신하는 작업이 이루어진다. 이같은 무선통신망 구축은 드론(110)이 건물 외부를 인접하여 이동하면서 반복적으로 스캐닝하는 작업을 기반으로 이루어지게 되는데, 이때 드론(110)에 탑재된 무선중계기(120)는 피구난자들을 가까운 거리에서 지나갈 때 이동통신단말기의 통신신호를 강한 세기로 포착할 수 있으므로 피구난자들에 대한 정확한 좌표값을 얻을 수 있게 된다. 특히 적어도 3대를 한조로 하여 편대 비행하는 드론(110) 각각에 무선중계기(120)가 탑재되어 있기 때문에 3대의 무선중계기(120)가 피구난자들의 이동통신단말기의 통신신호를 포착하여 이들에 대한 정확한 x, y, z 좌표값을 얻게 된다. 그리고 이렇게 얻어진 좌표값은 드론(110)의 이동에 따른 반복적인 스캐닝을 통해 실시간으로 갱신된다.
이 단계에서 주목할 점은 피구난자들의 정확한 위치를 파악하기 위하여 건물 내부에 고정 설치된 장비를 이용하는 것이 아니라 드론(110)에 탑재되어 이동하는 무선중계기(120)를 이용하여 건물 외부에서 무선통신망을 구축한다는 점이다. 따라서 피구난자들에 대한 정확한 위치를 파악하는 것은 물론 화재시 정전으로 인해 건물 내 시설들이 무용지물이 되는 치명적인 문제로부터 자유로울 수 있는 것이다. 이때 무선통신망 구축을 위해 사용하는 통신신호는 5G, LTE, WIFI 등 건물 내 피구난자들의 이동통신단말기가 사용하는 모든 통신신호들을 망라할 수 있는데, LTE의 경우 광대역이므로 신호거리가 길어 규모가 큰 고층빌딩의 건물에서 피구난자들의 위치를 파악하는데 유리하다. 따라서 현시점에서 이동통신단말기가 사용하는 통신신호들 가운데 광대역 LTE를 무선통신망을 구축하기 최우선 순위로 고려할 수 있을 것이다. 하지만, 현시점이나 미래시점에서 본 발명이 의도하는 무선통신망을 구축하는데 더 유리한 통신신호가 존재한다면 그것을 사용할 수 있음은 물론이다.
상기 감지 및 촬영 단계(S130)에서는 드론(110)이 건물 외부를 이동하면서 건물을 스캐닝할 때 드론(110)에 탑재된 라이다(130) 및 적외선 카메라(140)를 이용하여 피구난자들과 건물을 감지 및 촬영함으로써, 건물에 대한 구조정보 생성, 피구난자들에 대한 위치정보 생성, 화재정보 생성, 맞춤식 구난루트 정보 창출 등의 작업을 원활하게 수행하는데 기반이 되는 정보를 마련하고 제공할 수 있도록 해준다.
먼저 라이다(130)를 이용하여 건물 내 각 영역에 위치하는 피구난자들을 감지하는 작업은 드론(110)이 건물 인근 외측을 따라 이동할 때 건물 유리창을 통해 이루어지며, 연기와 화염을 뚫고 피구난자들에 대한 감지를 수행하는 것이 가능하다. 이때 라이다(130)에 의한 피구난자들의 감지정보는 이동통신단말기를 소지하지 않은 피구난자의 위치를 파악하는데 유용하므로 무선중계기(120)의 무선통신망을 통해 피구난자의 위치를 파악할 때의 단점을 보완할 수 있게 된다. 또한 라이다(130)는 건물을 대상으로 3D 스캔하여 스캐닝 데이터를 생성하고 이를 구조정보 생성부(150a)와 파손정보 생성부(150b)에 전송하게 된다. 여기서 라이다(130)가 파손정보 생성부에 전송하는 스캐닝 데이터는 반복적인 3D 스캐닝을 통해 얻어진 최신의 데이터로서 실시간 변화하는 건물의 손상 및 파손 부위를 판단하고 손상평가를 수행하는데 중요한 자료가 된다.
한편, 적외선 카메라(140)를 이용한 열영상 촬영에 의해 건물 내 각 영역에 위치하는 피구난자들을 감지함으로써 차후에 맵핑부(160)가 무선통신망 정보를 기반으로 피구난자들의 위치정보를 생성할 때 라이다(130)에 의한 피구난들의 감지정보와 적외선 카메라(140)에 의한 피구난자들의 촬영정보를 함께 고려할 수 있게 되어 이동통신단말기를 소지하지 않은 피구난자들에 대해서도 위치정보를 정확히 생성하는데 도움이 된다. 또한, 상기 적외선 카메라(140)는 건물에 대한 열영상 촬영정보를 전송하여 화재정보 생성부(170)가 화재정보를 생성하는데 기반이 되는 중요한 정보를 제공하게 된다.
상기 구조정보 생성 단계(S140a)에서는, 도 4에 도시된 것처럼 라이다(130)가 건물을 3D 스캔하여 생성한 스캐닝 데이터를 기반으로 하여 구조정보 생성부(150a)가 건물의 구조정보를 생성하게 된다. 이때 생성된 구조정보는 맵핑부(160)가 피구난자들의 위치정보를 생성할 때와 구난루트 창출부(180)가 맞춤식 구난루트 정보를 창출할 때 사용된다. 구조정보 생성부(150a)에서 생성한 건물의 구조정보는 외부기관 DB에 해당 건물의 구조정보가 보관되어 있지 않은 경우 특히 유용하게 사용할 수 있다. 단, 해당 건물의 구조정보가 소방청 등의 외부기관 DB에 보관되어 있는 경우 해당 DB로부터 건물의 구조정보를 제공받아 구조정보 생성부(150a)에서 생성된 건물의 구조정보와 함께 병행 사용하는 것이 바람직하다. 외부기관 DB에 보관된 건물의 구조정보는 해당 건물에 대한 원상의 정보를 제공한다는 점에서 장점이 있는 반면, 구조정보 생성부(150a)에서 생성한 구조정보는 화재로 인한 파손 부위가 반영된 실시간 정보를 제공한다는 점에서 장점이 있으므로 상호 보완적인 관계에 있다.
상기 파손정보 생성 단계(S140b)에서는, 도 5에 도시된 것처럼 라이다(130)가 건물을 3D 스캔하여 생성한 스캐닝 데이터를 기반으로 하여 파손정보 생성부(150b)가 건물의 파손정보를 생성하게 된다. 이때 파손정보 생성부(150b)는 반복 갱신된 최신의 스캐닝 데이터와 기 구축된 건물의 구조정보를 비교하여 상이한 부위를 찾아 별도로 표시함으로써 건물의 파손된 부위를 판단하게 된다. 그리고 이같은 파손정보 생성 단계(S140b)의 경우 반복되면서 변이(evolution) 상태를 실시간으로 모니터링하게 된다. 파손정보 생성 단계(S140b)에서 얻어진 건물의 파손정보는 차후에 화재 구난 시뮬레이션(Fire rescue simulation) 프로그램에서 추가 파손을 고려해 구난루트를 선정하는데 중요한 자료가 된다.
상기 위치정보 생성 단계(S150)에서는, 도 5에 도시된 것처럼 무선통신망, 라이다(130) 감지, 적외선 카메라(140) 촬영을 기반으로 산출된 피구난자의 좌표값과 건물의 구조정보를 맵핑하여 건물 내 피구난자들의 위치정보를 생성하게 된다. 이때 맵핑부(160)에서 생성된 피구난자들의 위치정보는 드론(110)의 반복적인 스캐닝 작업에 따라 실시간으로 갱신되며 건물의 구조정보, 건물의 화재정보와 함께 구난루트 창출부(180)에서 맞춤식 구난루트 정보를 창출할 때 매우 중요한 근거가 된다.
상기 화재정보 생성 단계(S160)에서는, 도 6에 도시된 것처럼 건물의 구조정보, 적외선 카메라(140)의 열영상 촬영정보를 모두 고려하여 건물의 화재정보를 실시간으로 생성하게 된다.
상기 맞춤식 구난루트 정보 창출 단계(S170)에서는, 도 7에 도시된 것처럼 건물의 구조정보, 피구난자들의 위치정보, 건물의 화재정보, 건물의 파손정보를 근거로 피구난자들 각자의 생존성이 높을 것으로 판단되는 맞춤식 구난루트 정보를 구난루트 창출부(180)를 통해 창출하게 된다. 이때 구난루트 창출부(180)는 피구난자들을 건물 내 위치를 기준으로 하는 각각의 위치군으로 구분하고 각각의 위치군에 대한 위치정보, 건물의 구조정보, 건물의 파손정보, 빌딩의 화재정보를 화재 구난 시뮬레이션(Fire rescue simulation) 프로그램에 입력함으로써 각각의 위치군 별로 차별화하여 피구난자들의 맞춤식 구난루트 정보를 창출하게 된다.
나아가, 이같은 맞춤식 구난루트 정보 창출 단계(S170)에서는 도 8에 도시된 것처럼 구난루트 창출부(180)가 이동통신단말기를 소지한 피구난자들의 개인정보를 통신사로부터 제공받고, 피구난자들의 성별, 연령을 고려하여 상대적으로 신체활동이 가장 자유롭다고 판단되는 군으로부터 신체활동이 가장 자유롭지 못하다고 판단되는 군에 이르기까지 단계별로 차별화하여 구분한다. 그리고나서 신체활동이 가장 자유롭지 못하다고 판단되는 활동군의 경우에는 맞춤식 구난루트 중 최단거리 구난루트에 배치하며, 나머지 활동군의 경우 다른 구난루트에 배치하여 구난루트를 분산시키게 된다. 이같은 구성에 따르면 구난루트를 분산함으로써 한 곳으로만 피구난자들이 몰리는 문제점을 차단하고 특히 연로자들을 배려하여 안전하게 건물을 탈출하는 것을 가능하게 한다.
상기 맞춤식 구난루트 정보 송출 단계(S180)에서는, 창출된 맞춤식 구난루트 정보를 통신부(190)를 통해 해당하는 피구난자들의 이동통신단말기로 송출하게 된다. 그러면 피구난자들은 자신에게 최적화된 생존성 높은 맞춤형 구난루트 정보를 제공받고 맞춤형 구난루트를 따라 건물을 안전하게 탈출할 수 있게 된다. 이때 이동통신단말기를 소지하지 않은 피구난자들의 경우에도 이동통신단말기를 소유한 주변 피구난자들을 따라 안전하게 건물을 탈출할 수 있도록 유도할 수 있다.
여기서, 피구난자들의 이동통신단말기로 송출하는 맞춤식 구난루트 정보는 문자 및 음성통화를 비롯하여 영상 등의 멀티미디어 형태로 전달할 수 있다.
한편 상기 구조정보 생성부(150a), 맵핑부(160), 화재정보 생성부(170), 구난루트 창출부(180), 통신부(190)는 지상 컨트롤스테이션(GCS)에 함께 설치되어 제어되며, 상기 지상 컨트롤스테이션(GCS)에서는 피구난자들(P1)에게 제공하는 맞춤식 구난루트 정보를 통신부(190)를 통해 외부 송출하여 소방대원들(P2), 구난 도우미들(P3), 구급부원들(P4)과도 정보를 공유하며, 피구난자들(P1)에게 제공되지 않는 피구난자들(P1)의 위치정보, 건물의 구조정보, 건물의 화재정보의 경우에도 외부 송출하여 소방대원들(P2), 구난 도우미들(P3), 구급부원들(P4)이 정보를 공유할 수 있도록 하는 것이 바람직하다.
이상에서 본 발명의 바람직한 실시예를 설명하였으나, 본 발명은 다양한 변화와 변경 및 균등물을 사용할 수 있다. 본 발명은 상기 실시예를 적절히 변형하여 동일하게 응용할 수 있음이 명확하다. 따라서 상기 기재 내용은 하기 특허청구범위의 한계에 의해 정해지는 본 발명의 범위를 한정하는 것이 아니다.
110 : 드론 120 : 무선중계기
130 : 라이다 140 : 적외선 카메라
150a : 구조정보 생성부 150b : 파손정보 생성부
160 : 맵핑부 170 : 화재정보 생성부
180 : 구난루트 창출부 190 : 통신부

Claims (28)

  1. 고층빌딩에서 화재 발생시 건물 내부에 위치한 피구난자들을 구난하기 위한 고층빌딩 화재 구난시스템으로서,
    화재가 발생한 고층빌딩의 건물 외부를 적어도 3대가 하나의 조를 이루어 편대 비행을 하면서 건물을 반복적으로 스캐닝할 수 있도록 한 드론; 편대 비행을 하는 같은 조의 드론 각각에 탑재되어 건물 내 위치한 피구난자들의 이동통신단말기로부터 송출되는 통신신호를 수집하여 무선통신망을 구축하고 드론의 스캐닝에 따라 무선통신망을 실시간 갱신하면서 이동통신단말기를 소지한 피구난자들의 정확한 위치를 실시간으로 파악할 수 있도록 해주는 적어도 3개의 무선중계기; 상기 무선중계기에 의해 실시간으로 갱신되는 무선통신망 정보로부터 산출된 피구난자들의 좌표값과 건물의 구조정보를 맵핑하여 건물 내 피구난자들의 위치정보를 실시간으로 생성하는 맵핑부; 상기 맵핑부에서 생성된 피구난자들의 위치정보와 함께 건물의 구조정보, 건물의 화재정보를 근거로 피구난자들 각자의 생존성이 높을 것으로 판단되는 맞춤식 구난루트 정보를 창출하는 구난루트 창출부; 및 상기 구난루트 창출부에서 창출한 맞춤식 구난루트 정보를 피구난자 각각의 이동통신단말기로 송출하는 통신부;를 포함하며,
    상기 드론 각각에 탑재되어 건물 내 각 영역에 위치하는 피구난자들을 감지하는 라이다를 더 구비하며, 상기 맵핑부는 피구난자들의 위치정보 생성시 무선통신망 정보와 함께 라이다에 의한 피구난자 감지정보까지 함께 고려하여 이동통신단말기를 소지하지 않은 피구난자들까지 포함하는 피구난자들의 위치정보를 생성하며,
    상기 라이다가 건물을 대상으로 3D 스캔하여 스캐닝 데이터를 생성하도록 하고, 상기 라이다가 생성한 스캐닝 데이터를 전송받아 건물의 구조정보를 생성하는 구조정보 생성부를 더 포함하며, 상기 구조정보 생성부는 상기 구난루트 창출부가 맞춤식 구난루트 정보를 창출할 때 건물의 구조정보를 제공하며,
    상기 라이다가 반복적으로 생성한 스캐닝 데이터를 실시간으로 전송받고 이를 건물의 최초 구조정보와 비교하여 상이한 부위를 찾아 건물의 파손정보를 생성하는 파손정보 생성부를 더 포함하며, 상기 건물의 구조정보는 외부기관 DB에서 전달받은 것을 우선으로 하고 상기 구조정보 생성부에서 생성된 건물의 구조정보는 보조적인 것으로 하며, 상기 파손정보 생성부는 상기 구난루트 창출부가 맞춤식 구난루트 정보를 창출할 때 건물의 파손정보를 제공하며,
    상기 드론 각각에 탑재되어 열감지에 의해 건물 내 각 영역에 위치하는 피구난자들을 감지하는 적외선 카메라를 더 구비하며, 상기 맵핑부는 피구난자들의 위치정보 생성시 무선통신망 정보와 함께 적외선 카메라에 의한 피구난자 감지정보까지 함께 고려하여 이동통신단말기를 소지하지 않은 피구난자들까지 포함하는 피구난자들의 위치정보를 생성하며, 상기 드론에 탑재된 적외선 카메라의 실시간 열감지에 의해 생성되는 건물의 열영상을 근거로 건물의 화재정보를 실시간 생성하는 화재정보 생성부를 포함하며, 상기 화재정보 생성부는 상기 구난루트 창출부가 맞춤식 구난루트 정보를 창출할 때 건물의 화재정보를 제공하며,
    상기 구난루트 창출부는 피구난자들을 건물 내 위치를 기준으로 하는 각각의 위치군으로 구분하고 각각의 위치군에 대한 위치정보, 건물의 구조정보, 건물의 파손정보, 건물의 화재정보를 화재 구난 시뮬레이션(Fire rescue simulation) 프로그램에 입력함으로써 각각의 위치군 별로 차별화하여 피구난자들의 맞춤식 구난루트 정보를 창출하되, 건물의 파손정보를 근거로 건물의 추가 파손까지 고려하여 맞춤식 구난루트를 창출하며,
    상기 구난루트 창출부는 이동통신단말기를 소지한 피구난자들의 개인정보를 통신사로부터 제공받고, 피구난자들의 성별, 연령에 따라 적어도 2종의 활동군으로 순차적으로 구분하고, 이들 활동군들을 맞춤식 구난루트 중 최단거리 구난루트와 다른 구난루트에 분산 배치하여 구난루트를 분산시키며,
    상기 맵핑부, 구난루트 창출부, 통신부, 구조정보 생성부, 화재정보 생성부는 지상 컨트롤스테이션에 설치되며, 상기 지상 컨트롤스테이션에서는 피구난자들에게 제공하는 맞춤식 구난루트 정보를 외부 송출하여 소방대원들과 정보를 공유하도록 한 것을 특징으로 하는 고층빌딩 화재 구난시스템.
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  8. 제1항에 있어서,
    상기 지상 컨트롤스테이션에서는 피구난자들의 위치정보, 건물의 구조정보, 건물의 화재정보를 외부 송출하여 소방대원들과 정보를 공유하도록 한 것을 특징으로 하는 고층빌딩 화재 구난시스템.
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  11. 제1항에 있어서,
    상기 드론의 군집 자율비행을 관리하는 모선이 더 포함되는 것을 특징으로 하는 고층빌딩 화재 구난시스템.
  12. 제11항에 있어서,
    상기 모선은 배터리 충전을 위해 편대에서 교대로 이탈하는 드론을 대신하여 남아 있는 드론들과 함께 편대 비행하면서 빌딩에 대한 스캐닝 작업을 지속하도록 한 것을 특징으로 하는 고층빌딩 화재 구난시스템.
  13. 제1항에 있어서,
    상기 드론 각각에 대하여 전원을 공급하기 위한 전원공급부가 더 포함되며, 상기 드론은 상기 전원공급부와 유선으로 연결되어 비행 중에도 전원을 공급받는 것을 특징으로 하는 고층빌딩 화재 구난시스템.
  14. 제1항에 있어서,
    상기 무선통신망 구축에 이용되는 통신신호는 LTE인 것을 특징으로 하는 고층빌딩 화재 구난시스템.
  15. 고층빌딩에서 화재 발생시 건물 내부에 위치한 피구난자들을 구난하기 위한 고층빌딩 화재 구난방법으로서,
    화재가 발생한 고층빌딩의 건물 외부를 적어도 3대의 드론이 하나의 조를 이루어 편대 비행을 하면서 건물을 반복적으로 스캐닝하고, 상기 드론 각각에 탑재되어 건물 외부에 적어도 3대 구비된 무선중계기가 건물 내 피구난자들의 이동통신단말기부터 송출되는 통신신호를 수집하여 무선통신망을 구축하고 반복 갱신함으로써 건물 내 위치한 피구난자들의 위치를 실시간 파악할 수 있도록 하며,
    화재가 발생한 고층빌딩의 건물 외부를 적어도 3대의 드론이 하나의 조를 이루어 편대 비행을 하면서 건물을 반복적으로 스캐닝하는 단계; 편대 비행을 하는 같은 조의 드론 각각에 탑재된 적어도 3개의 무선중계기에 의해 건물 내 위치한 피구난자들의 정확한 위치를 실시간 파악할 수 있도록 이동통신단말기부터 송출되는 통신신호를 수집하여 무선통신망을 구축하고 반복 갱신하는 단계; 상기 무선중계기에 의해 실시간으로 갱신되는 무선통신망 정보로부터 산출된 피구난자들의 좌표값과 건물의 구조정보를 맵핑부가 맵핑하여 피구난자들의 건물 내 위치정보를 실시간으로 생성하는 단계; 상기 맵핑부에서 생성된 피구난자들의 위치정보와 함께 건물의 구조정보, 건물의 화재정보를 근거로 하여 구난루트 창출부가 피구난자들 각자의 생존성이 높을 것으로 판단되는 맞춤식 구난루트 정보를 창출하는 단계; 및 상기 구난루트 창출부에서 창출한 맞춤식 구난루트 정보를 통신부가 각 피구난자의 무선통신기기로 송출하는 단계;를 포함하며,
    상기 드론 각각에 탑재된 라이다에 의해 건물 내 각 영역에 위치하는 피구난자들을 추가적으로 감지하여, 상기 맵핑부가 피구난자들의 위치정보 생성시 무선통신망 정보와 함께 라이다에 의한 피구난자 감지정보까지 함께 고려하여 이동통신단말기를 소지하지 않은 피구난자들까지 포함하는 피구난자들의 위치정보를 생성하며,
    상기 라이다가 피구난자들을 감지할 때 건물을 대상으로 3D 스캔하여 스캐닝 데이터를 생성하도록 하고, 구조정보 생성부는 상기 라이다가 생성한 스캐닝 데이터를 전송받아 건물의 구조정보를 생성하는 단계;를 더 포함하여, 구난루트 창출부가 맞춤식 구난루트 정보를 창출할 때 건물의 구조정보를 제공하며,
    파손정보 생성부가 상기 라이다에서 반복적으로 생성한 스캐닝 데이터를 전송받고 이를 건물의 최초 구조정보와 비교하여 건물의 파손정보를 생성하는 단계;를 더 포함하며, 상기 건물의 구조정보는 외부기관 DB에서 전달받은 것을 우선으로 하고 상기 구조정보 생성부에서 생성된 건물의 구조정보는 보조적인 것으로 하며, 상기 파손정보 생성부는 상기 구난루트 창출부에 건물의 파손정보를 제공하여 상기 구난루트 창출부가 맞춤식 구난루트 정보를 창출할 때 건물의 파손정보를 반영할 수 있도록 해주며,
    상기 드론 각각에 탑재된 적외선 카메라가 열감지에 의해 건물 내 각 영역에 위치하는 피구난자들을 감지하며, 상기 맵핑부는 피구난자들의 위치정보 생성시 무선통신망 정보와 함께 적외선 카메라에 의한 피구난자 감지정보까지 함께 고려하여 이동통신단말기를 소지하지 않은 피구난자들까지 포함하는 피구난자들의 위치정보를 생성하며, 상기 드론에 탑재된 적외선 카메라의 실시간 열감지에 의해 생성되는 건물의 열영상을 근거로 화재정보 생성부가 건물의 화재정보를 실시간 생성하는 단계;를 더 포함하며, 상기 화재정보 생성부는 상기 구난루트 창출부가 맞춤식 구난루트 정보를 창출할 때 건물의 화재정보를 제공하며,
    상기 구난루트 창출부에 의해 피구난자들을 건물 내 위치를 기준으로 하는 각각의 위치군으로 구분하고 각각의 위치군에 대한 위치정보, 건물의 구조정보, 건물의 파손정보 및 건물의 화재정보를 화재 구난 시뮬레이션(Fire rescue simulation) 프로그램에 입력함으로써 각각의 위치군 별로 차별화하여 피구난자들의 맞춤식 구난루트 정보를 창출하되, 건물의 파손정보를 근거로 건물의 추가 파손까지 고려하여 맞춤식 구난루트를 창출하며,
    이동통신단말기를 소지한 피구난자들의 개인정보를 통신사로부터 제공받은 상기 구난루트 창출부에 의해, 피구난자들의 성별, 연령에 따라 적어도 2종의 활동군으로 차별화하여 구분하고, 이들 활동군들을 맞춤식 구난루트 중 최단거리 구난루트와 다른 구난루트에 배치하여 구난루트를 분산시키며,
    상기 맵핑부, 구난루트 창출부, 통신부, 구조정보 생성부, 화재정보 생성부를 구비하는 지상 컨트롤스테이션에 의해서 피구난자들에게 제공하는 맞춤식 구난루트 정보를 외부 송출하여 소방대원들과 정보를 공유하도록 한 것을 특징으로 하는 고층빌딩 화재 구난방법.
  16. 제15항에 있어서,
    상기 무선통신망 구축에 이용되는 통신신호는 LTE인 것을 특징으로 하는 고층빌딩 화재 구난방법.
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  24. 제15항에 있어서,
    상기 지상 컨트롤스테이션에 의해 피구난자들의 위치정보, 건물의 구조정보, 건물의 화재정보를 외부 송출하여 소방대원들과 정보를 공유하도록 한 것을 특징으로 하는 고층빌딩 화재 구난방법.
  25. 삭제
  26. 삭제
  27. 제15항에 있어서,
    모선에 의해 상기 드론의 군집 자율비행을 관리하며, 배터리 충전을 위해 편대에서 교대로 이탈하는 드론을 대신하여 상기 모선이 남아 있는 드론들과 함께 편대 비행하면서 빌딩에 대한 스캐닝 작업을 지속하도록 한 것을 특징으로 하는 고층빌딩 화재 구난방법.
  28. 제15항에 있어서,
    상기 드론 각각을 전원공급부와 유선으로 연결하여 드론이 비행 중에도 전원을 공급받도록 한 것을 특징으로 하는 고층빌딩 화재 구난방법.
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