KR102225146B1 - Mine Vehicle V2X System and Method for Management of Mine Safety - Google Patents
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Abstract
Description
본 개시는 광산 안전관리를 위한 갱내 차량의 V2X 시스템 및 광산 안전관리 방법에 관한 것으로 구체적으로, 광물 채굴을 위해 광산으로 진입한 갱내 차량들이 V2X 통신을 가능하게 하여, 채굴 작업에 필요한 다양한 정보들을 갱내 차량 및 관리 서버와 신속하게 통신할 수 있도록 한다. The present disclosure relates to a V2X system of a mine vehicle for mine safety management and a mine safety management method. Specifically, vehicles in the mine entering the mine for mineral mining enable V2X communication, so that various information required for mining operations is pitted. It enables rapid communication with the vehicle and management server.
본 명세서에서 달리 표시되지 않는 한, 이 섹션에 설명되는 내용들은 이 출원의 청구항들에 대한 종래 기술이 아니며, 이 섹션에 포함된다고 하여 종래 기술이라고 인정되는 것은 아니다.Unless otherwise indicated herein, the content described in this section is not prior art to the claims of this application, and inclusion in this section is not admitted to be prior art.
V2X(Vehicle to Everything communication)는 차량, 사물 통신으로서 차량을 중심으로 유무선망을 통해 정보를 제공하는 통신 시스템이다. V2X는 차량과 차량 사이의 무선 통신(V2V: Vehicle to Vehicle), 차량과 인프라 간 무선 통신(V2I: Vehicle to Infrastructure), 차량 내 유무선 네트워킹(IVN: In-Vehicle Networking), 차량과 이동 단말 간 통신(V2P: Vehicle to Pedestrian) 등을 총칭한다. V2X를 이용하여 차량과 도로의 정보 환경, 안정성, 편리성 등을 향상시킬 수 있다. V2X (Vehicle to Everything communication) is a communication system that provides information through wired/wireless networks centering on vehicles as vehicle and object communication. V2X is a vehicle-to-vehicle wireless communication (V2V: Vehicle to Vehicle), vehicle-to-infrastructure wireless communication (V2I: Vehicle to Infrastructure), in-vehicle wired and wireless networking (IVN: In-Vehicle Networking), vehicle-to-vehicle communication. (V2P: Vehicle to Pedestrian) is a generic term. V2X can be used to improve the information environment, stability, and convenience of vehicles and roads.
한편, 광산은 채굴작업 중 광산 붕괴, 채굴인력 질식사 등 갱내에서 다양한 종류의 사고가 발생할 가능성이 매우 높은 장소이다. 종래에는 광산 내 사고 위험을 감지하기 위해 센서 네트워크를 통해 갱내 모니터링을 수행하여 왔다. 하지만, 위험 신호가 측정 되더라도 광산 내 암반 및 지형적 특징에 따라 이를 관리자 및 갱내에 있는 인력에게 빠르게 알리는 못하는 문제가 있다.On the other hand, mines are places where there is a high possibility of various types of accidents in the mines, such as mine collapse and suffocation of miners during mining operations. Conventionally, in-pit monitoring has been performed through a sensor network to detect the risk of accidents in the mine. However, even if a danger signal is measured, there is a problem in that it is not quickly notified to managers and personnel in the mine according to the rock mass and topographic features in the mine.
또한, 광산 내부 환경 특성상 광산에 진입한 차량들 사이의 의사소통은 매우 제한적으로 이루어지게 된다. 이는 광산 내 예상치 못한 위험신호가 감지되거나, 채굴 진행 중 문제가 발생하거나 예상치 못한 응급상황이 발생하였을 때, 추가 인력 요청, 구조 요청 등 관련 대응 요청을 신속하게 진행하지 못하게 되어, 사고가 나는 경우 큰 인명 피해로 이어지게 하고, 채굴 작업의 효율성을 떨어뜨린다. In addition, communication between vehicles entering the mine is very limited due to the nature of the environment inside the mine. This is because when an unexpected danger signal in the mine is detected, a problem occurs during mining, or an unexpected emergency occurs, it is not possible to promptly process related response requests such as additional manpower requests and rescue requests. It leads to human damage and decreases the efficiency of mining operations.
실시예에 따른 광산 안전관리를 위한 갱내 차량 V2X 시스템 및 광산 안전 관리 방법은 광산 내 위험신호, 채굴 진행정보, 응급상황 정보, 추가인력 요청 정보 등을 갱내 위치 별로 설치된 센서와 채굴차량에 의해 실시간으로 감지하고 시스템에 포함된 통신 객체간 최적 주파수로 통신함으로써 응급상황정보, 추가인력 요청 정보 등을 신속히 전달할 수 있도록 한다.In the mine vehicle V2X system and mine safety management method for mine safety management according to the embodiment, the danger signal, mining progress information, emergency situation information, and additional manpower request information, etc., in the mine are stored in real time by sensors and mining vehicles installed at each location in the mine. It detects and communicates at the optimum frequency between communication objects included in the system, enabling rapid delivery of emergency situation information and additional manpower request information.
또한, 광산 내에서 수집되는 지진신호와 환경특성 정보를 지속적으로 모니터링 하여 기 저장된 지진신호와 비교하여 위험도를 산출함으로써, 지진 등 위험상황에 미리 대비할 수 있도록 한다.In addition, by continuously monitoring earthquake signals and environmental characteristic information collected in the mine and comparing them with pre-stored earthquake signals to calculate the risk, it is possible to prepare in advance for dangerous situations such as earthquakes.
또한, 통신 객체와 주파수 별 신호강도, 메시지 전송 속도 등 통신 효용성 정보를 파악하고 파악된 통신 효용성 정보를 기반으로 최적 주파수를 추출함으로써, 광산 내 채굴 차량의 위치에 상관없이 통신 품질을 유지할 수 있도록 한다. In addition, communication quality can be maintained regardless of the location of the mining vehicle in the mine by grasping communication utility information such as communication object, signal strength by frequency and message transmission speed, and extracting the optimum frequency based on the determined communication utility information. .
실시예에 따른 관리서버, 채굴차량 및 센서를 포함하는 광산 안전관리를 위한 갱내 채굴차량 V2X 시스템은 갱내에 설치되어 진동, 파형을 포함하는 지진신호를 감지하여 관리서버 및 채굴차량으로 전송하는 센서; 센서로부터 수신한 지진 신호를 통해 광산 영역별 위험수준을 산출하고, 산출된 위험수준이 일정 수준 이상인 고위험군 영역이 검출된 경우, 고위험군 근방의 채굴차량으로 위험 메시지를 전송하는 관리서버; 관리서버 및 다른 채굴차량과 V2X 통신하고, 갱내 진입 후 진입한 갱내 환경 위험도를 파악하는 채굴차량; 을 포함한다.An in-pit mining vehicle V2X system for safety management of a mine including a management server, a mining vehicle and a sensor according to an embodiment includes a sensor installed in the pit to detect earthquake signals including vibrations and waveforms and transmit them to the management server and the mining vehicle; A management server that calculates a risk level for each mine area through the seismic signal received from the sensor, and transmits a risk message to a mining vehicle in the vicinity of the high risk group when a high risk group area having the calculated risk level above a certain level is detected; A mining vehicle that V2X communicates with the management server and other mining vehicles, and understands the environmental risk in the pit after entering the pit; Includes.
바람직하게, 관리서버; 는 채굴차량의 실시간 위치 및 상기 채굴차량 위치의 기온, 습도, 광물, 지형을 포함하는 환경특성에 따라 통신 가능한 최적 V2X 통신프로토콜 및 주파수를 탐색한다.Preferably, the management server; Searches for an optimal V2X communication protocol and frequency capable of communication according to the real-time location of the mining vehicle and environmental characteristics including temperature, humidity, minerals, and topography of the location of the mining vehicle.
다른 실시예에 따른 관리서버, 채굴차량 및 센서를 포함하는 갱내 채굴차량 V2X 시스템의 광산 안전관리를 방법은 센서에서 갱내에 설치되어 진동, 파형을 포함하는 지진신호를 감지하여 관리서버 및 채굴차량으로 전송하는 제1단계; 관리서버에서 센서로부터 수신한 지진 신호를 통해 광산 영역별 위험수준을 산출하고, 산출된 위험수준이 일정 수준 이상인 고위험군 영역이 검출된 경우, 고위험군 근방의 채굴차량으로 위험 메시지를 전송하는 제2단계; 채굴차량에서 관리서버 및 다른 채굴차량과 V2X 통신하고, 갱내 진입 후 진입한 갱내 환경 위험도를 파악하는 제3단계; 를 포함한다.The mine safety management method of a mine vehicle V2X system including a management server, a mining vehicle, and a sensor according to another embodiment is installed in the pit by a sensor to detect an earthquake signal including vibrations and waveforms to the management server and the mining vehicle. A first step of transmitting; A second step of calculating a risk level for each mine area through the seismic signal received from the sensor in the management server, and transmitting a risk message to a mining vehicle in the vicinity of the high risk group when a high risk group area having the calculated risk level above a certain level is detected; A third step of V2X communication with the management server and other mining vehicles in the mining vehicle, and grasping the environmental risk in the pit after entering the pit; Includes.
바람직하게, 제2단계;는 관리서버에서 채굴차량의 실시간 위치 및 채굴차량 위치의 기온, 습도, 광물, 지형을 포함하는 환경특성에 따라 통신 가능한 최적 V2X 통신프로토콜 및 주파수를 탐색하는 단계;를 포함한다.Preferably, the second step; The step of searching the optimal V2X communication protocol and frequency capable of communication according to the environmental characteristics, including the temperature, humidity, minerals, and topography of the real-time location of the mining vehicle and the location of the mining vehicle in the management server; includes; do.
이상에서와 같은 광산 안전관리를 위한 채굴차량 V2X 시스템 및 광산 안전 관리 방법은 채굴차량과 센서에서 갱내 환경 특성 정보와 지진신호를 감지하여 위험상황발생을 미리 예측하고 이에 신속하게 대응할 수 있도록 하여, 광산 내 지진 등 재난에 의한 인명피해를 예방한다. The mining vehicle V2X system and mine safety management method for the safety management of mines as described above can predict the occurrence of a dangerous situation in advance and respond quickly by detecting the environmental characteristic information and earthquake signals in the mine by the mining vehicle and sensor. Prevents personal damage caused by disasters such as earthquakes.
또한, 광산 내 채굴차량 위치와 통신 객체에 따라 최적 통신 주파수를 추출하고 추출된 주파수로 위험 메시지 및 인력 요청 메시지를 송수신 할 수 있게 함으로써, 관리서버, 센서 및 다른 채굴차량으로부터 다양한 통신 메시지를 빠르게 송수신 할 수 있도록 한다.In addition, by extracting the optimal communication frequency according to the location of the mining vehicle in the mine and the communication object, and allowing the risk message and manpower request message to be transmitted and received at the extracted frequency, various communication messages can be quickly transmitted and received from the management server, sensors and other mining vehicles. To be able to do it.
또한, 채굴차량 간 통신 속도를 향상 시킴으로써 인력요청에 대한 대응 및 채굴 차량 별 작업 현황을 관리서버로 신속히 전달하여 채굴작업의 효율을 대폭 상승 시킬 수 있다. In addition, by improving the communication speed between mining vehicles, it is possible to significantly increase the efficiency of mining work by responding to manpower requests and quickly transferring the work status of each mining vehicle to the management server.
본 발명의 효과는 상기한 효과로 한정되는 것은 아니며, 본 발명의 상세한 설명 또는 특허청구범위에 기재된 발명의 구성으로부터 추론 가능한 모든 효과를 포함하는 것으로 이해되어야 한다.The effects of the present invention are not limited to the above effects, and should be understood to include all effects that can be inferred from the configuration of the invention described in the detailed description or claims of the present invention.
도 1은 실시예에 따른 광산 안전관리를 위한 갱내 채굴차량 V2X(Vehicle to Everything communication) 시스템을 나타낸 도면
도 2는 실시예에 따른 관리서버(100)의 데이터 처리블록을 나타낸 도면
도 3은 실시예에 따른 채굴차량의 데이터 처리 구성을 나타낸 도면
도 4는 실시예에 따른 광산 안전관리를 위한 갱내 채굴차량 V2X 시스템의 신호흐름을 나타낸 도면
도 5는 실시예에 따른 채굴차량의 위치 별 최적 주파수 탐색 과정을 나타낸 도면
도 6은 실시예에 따른 갱내 위치 별 위험도 산출과정을 나타낸 도면1 is a view showing a mine vehicle V2X (Vehicle to Everything communication) system for mine safety management according to an embodiment
2 is a view showing a data processing block of the
3 is a diagram showing a data processing configuration of a mining vehicle according to an embodiment
Figure 4 is a view showing the signal flow of the mine vehicle V2X system for mine safety management according to an embodiment
5 is a view showing an optimal frequency search process for each location of a mining vehicle according to an embodiment
6 is a diagram showing a process of calculating a risk level for each location in a pit according to an embodiment
본 발명의 이점 및 특징, 그리고 그것들을 달성하는 방법은 첨부되는 도면과 함께 상세하게 후술되어 있는 실시 예들을 참조하면 명확해질 것이다. 그러나 본 발명은 이하에서 개시되는 실시 예들에 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 구현될 수 있으며, 단지 본 실시 예들은 본 발명의 개시가 완전하도록 하고, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 발명의 범주를 완전하게 알려주기 위해 제공되는 것이며, 본 발명은 청구항의 범주에 의해 정의될 뿐이다. 명세서 전체에 걸쳐 동일 도면부호는 동일 구성 요소를 지칭한다.Advantages and features of the present invention, and a method of achieving them will become apparent with reference to the embodiments described below in detail together with the accompanying drawings. However, the present invention is not limited to the embodiments disclosed below, but may be implemented in various different forms, and only these embodiments make the disclosure of the present invention complete, and the general knowledge in the technical field to which the present invention pertains. It is provided to completely inform the scope of the invention to the possessor, and the invention is only defined by the scope of the claims. The same reference numerals refer to the same components throughout the specification.
본 발명의 실시 예들을 설명함에 있어서 공지 기능 또는 구성에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명을 생략할 것이다. 그리고 후술되는 용어들은 본 발명의 실시 예에서의 기능을 고려하여 정의된 용어들로서 이는 사용자, 운용자의 의도 또는 관례 등에 따라 달라질 수 있다. 그러므로 그 정의는 본 명세서 전반에 걸친 내용을 토대로 내려져야 할 것이다.In describing embodiments of the present invention, if it is determined that a detailed description of a known function or configuration may unnecessarily obscure the subject matter of the present invention, a detailed description thereof will be omitted. In addition, terms to be described later are terms defined in consideration of functions in an embodiment of the present invention, which may vary according to the intention or custom of users or operators. Therefore, the definition should be made based on the contents throughout the present specification.
도 1은 실시예에 따른 광산 안전관리를 위한 갱내 채굴차량 V2X(Vehicle to Everything communication) 시스템을 나타낸 도면이다.1 is a view showing a mine vehicle V2X (Vehicle to Everything communication) system for mine safety management according to an embodiment.
도 1을 참조하면, 실시예에 따른 갱내 채굴차량 V2X시스템은 관리서버(100), 센서(200), 채굴차량(300) 및 사용자 단말(400)을 포함하여 구성될 수 있다. Referring to FIG. 1, the V2X system for an in-pit mining vehicle according to an embodiment may include a
센서(200)는 갱내에 설치되어 진동, 파형을 포함하는 지진신호와 온도, 습도 등 센서가 설치된 영역의 환경특성 정보를 감지하여 감지된 정보를 관리서버(100) 및 채굴차량(300)으로 전송한다. 실시예에 따른 센서(200)는 지진신호 및 온도, 습도를 포함하는 갱내 환경 특성을 주기적으로 모니터링하고, 센서의 고장 여부를 확인하여 센서의 이상동작이 감지되는 경우, 센서 이상 신호를 관리서버로 전달하는 이상감지모듈; 을 포함하여 구성될 수 있다. The
실시예에서 센서(200)는 갱내 낙석이나 지반변위를 감지하여, 관리서버(100)로 전송하고 관리서버는 수집된 낙석 및 지반변위 데이터를 분석하여 채굴적 붕락 예측한다. 예컨대, 관리서버(100)는 저장된 낙석 및 지반변위 데이터와 수집된 데이터를 비교하여 비교 결과 일정 수준 이상의 차이가 산출되거나, 낙석이 모니터링 된 주기가 임계치 미만인 경우 위험 예측 신호를 생성하여 작업자 및 채굴차량에 전달할 수 있다. 또한, 관리서버(100)는 갱내 실시간 위치추적 등 기존 확보기술의 통신방식 고도화를 통한 정밀도를 개선하고 작업자와 광산장비 간 충돌방지, 디젤장비 운전에 따른 환경오염 물질 DPM(Diesel Particle Matter, 예컨대, COx, SOx, NOx 등), 지반변위에 따른 채굴적 붕락을 지속적으로 파악할 수 있다. In an embodiment, the
관리서버(100)는 센서로부터 수신한 지진 신호와 환경특성정보를 통해 광산 영역별 위험수준을 산출하고, 산출된 위험수준이 일정 수준 이상인 고위험군 영역이 검출된 경우, 고위험군 근방의 채굴차량으로 위험 메시지를 전송한다.The
채굴차량(300)은 관리서버 및 다른 채굴차량과 V2X 통신하고, 갱내 진입 후 진입한 갱내 환경 위험도를 파악한다.The
또한, 실시예에 따른 관리서버(100)는 채굴차량의 실시간 위치 및 채굴차량 위치의 기온, 습도, 광물, 지형을 포함하는 환경특성에 따라 통신 가능한 최적 V2X 통신프로토콜 및 주파수를 탐색한다.In addition, the
사용자 단말(400)은 광산으로 들어간 인력의 사용자 단말 및 채굴차량 운전자, 관리자, 관리서버 관리자의 디지털 단말을 포함한다. The
도 2는 실시예에 따른 관리서버(100)의 데이터 처리블록을 나타낸 도면이다.2 is a diagram showing a data processing block of the
도 2를 참조하면, 실시예에 따른 관리서버(100)는 데이터베이스(110), 위치정보 수집모듈(130), 최적 주파수 산출모듈(150) 및 위험도 산출모듈(170)을 포함하여 구성될 수 있다. 본 명세서에서 사용되는 '모듈' 이라는 용어는 용어가 사용된 문맥에 따라서, 소프트웨어, 하드웨어 또는 그 조합을 포함할 수 있는 것으로 해석되어야 한다. 예를 들어, 소프트웨어는 기계어, 펌웨어(firmware), 임베디드코드(embedded code), 및 애플리케이션 소프트웨어일 수 있다. 또 다른 예로, 하드웨어는 회로, 프로세서, 컴퓨터, 집적 회로, 집적 회로 코어, 센서, 멤스(MEMS; Micro-Electro-Mechanical System), 수동 디바이스, 또는 그 조합일 수 있다.Referring to FIG. 2, the
관리서버(100)의 데이터베이스(110)는 광산 안전관리 시스템에 포함된 통신 객체 정보 및 위치 별 환경 정보와 지진신호가 저장된다. 실시예에서 통신 객체 정보는 시스템에 포함된 서버, 사용자 단말 및 센서의 기기정보와 통신프로토콜 정보 위치 별 최적 통신 주파수 정보 등을 포함한다. 지진신호는 지진이 발생한 영역의 환경 특성 정보를 포함한다. 예컨대, 지진신호에는 센서가 설치된 영역의 지역별 주파수 특성, 전기장 및 전기장 변화량 데이터 등이 저장될 수 있다. 특히, 지진이 발생한 경우의 위치 별 주파수, 전기장 및 전기장 변화량 데이터가 저장된다. The
위치정보 수집모듈(130)은 채굴차량 및 사용자 단말의 실시간 위치 정보를 수집한다. 예컨대, 위치정보 수집모듈(130)은 채굴차량의 경우, 갱내로 진입한 채굴차량 각각의 진입 깊이를 포함한 위치정보를 수집한다. 또한, 위치정보 수집모듈(130)은 채굴차량 각각의 진입 깊이를 지면을 기준으로 한 좌표로 변환하여 채굴차량 각각의 위치를 X, Y, Z을 포함하는 3차원 좌표로 변환하여 수집할 수 있다. 또한 실시예에서는 변환된 좌표를 실시간 모니터링하고, 변환된 좌표 데이터를 GIS 변환하여 시공간(Spatio-temporal) 3차원 시각화 객체를 생성한다. 실시예에서 3차원 시각화 객체에는 광산과 갱내 지형정보, 시설정보 뿐만 아니라 V2X 통신 강도, 위험요인 예측 정도, 작업자와 채굴차량의 위치 등 갱내 진입한 작업자와 관리자에게 제공되어야 할 다양한 환경정보와 통신 환경정보가 변환된 시각적 객체들이 포함된다. 또한, 실시예에서는 실시간 장비와 작업자 효율, 채광과 운송, 통기 등을 포함하는 모니터링 데이터의 빅데이터 처리를 통한 광산운영 의사결정 인공지능을 통해 수행할 수 있다. The location information collection module 130 collects real-time location information of the mining vehicle and the user terminal. For example, in the case of a mining vehicle, the location information collection module 130 collects location information including an entry depth of each of the mining vehicles entering the pit. In addition, the location information collection module 130 may convert the entry depth of each of the mining vehicles into coordinates based on the ground, and convert the location of each of the mining vehicles into three-dimensional coordinates including X, Y, and Z, and collect them. . In addition, in the embodiment, the converted coordinates are monitored in real time, and the converted coordinate data is GIS converted to generate a spatio-temporal 3D visualization object. In the embodiment, the 3D visualization object includes a variety of environmental information and communication environments to be provided to workers and managers entering the pit, such as mine and pit terrain information and facility information, as well as V2X communication strength, risk factor prediction degree, and location of workers and mining vehicles. Visual objects from which information has been converted are included. In addition, in the embodiment, it may be performed through the mining operation decision-making artificial intelligence through big data processing of monitoring data including real-time equipment and worker efficiency, mining and transportation, ventilation, and the like.
최적주파수 산출모듈(150)은 채굴차량의 실시간 위치에 따른 최적 통신 주파수를 산출한다. 예컨대, 최적주파수 산출모듈(150)은 통신요청 신호를 수신하면, 통신형태를 파악한다. 예컨대, 채굴차량간 V2V(Vehicle to Vehicle) 통신, 채굴차량과 갱내 보행자 간 V2P(Vehicle to Pedestrian) 통신, 채굴차량과 광산 내 통신 인프라 간 V2I(Vehicle to Infrastructure) 통신 및 채굴차량과 네트워크 V2N(Vehicle-to-Network)중 어느 하나로 통신 형태를 파악하고, 파악된 통신 형태 및 채굴 차량의 실시간 위치에 따라 기 저장된 최적 주파수를 추출한다. 또한, 최적 주파수 산출모듈(150)는 채굴차량으로부터 전달된 환경 특성 신호를 분석하여 최적 주파수를 추출하거나, 복수개의 주파수를 통해 테스트 메시지를 송수신 후 신호 강도와 전송 속도 등 통신 효용성 정보가 최상인 주파수를 추출하여 채굴차량 또는 사용자 단말과 통신을 수행하도록 한다. The optimum frequency calculation module 150 calculates the optimum communication frequency according to the real-time location of the mining vehicle. For example, when the optimal frequency calculation module 150 receives a communication request signal, it identifies a communication type. For example, V2V (Vehicle to Vehicle) communication between mining vehicles, V2P (Vehicle to Pedestrian) communication between mining vehicles and pedestrians in the mine, V2I (Vehicle to Infrastructure) communication between the mining vehicle and the communication infrastructure in the mine, and the mining vehicle and network V2N (Vehicle -to-Network), and extracts the pre-stored optimal frequency according to the identified communication type and the real-time location of the mining vehicle. In addition, the optimal frequency calculation module 150 extracts the optimal frequency by analyzing the environmental characteristic signal transmitted from the mining vehicle, or transmits and receives a test message through a plurality of frequencies, and then determines the frequency with the best communication utility information such as signal strength and transmission speed. It is extracted and communicated with the mining vehicle or the user terminal.
또한, 최적 주파수 산출 모듈(150)은 통신 객체간 거리, 메시지 크기 및 통신 객체의 환경 특성요소를 고려하여 통신 가능한 최적 주파수를 추출한다. 예컨대, 최적 주파수 산출 모듈(150)은 지면의 관리서버와 갱내 채굴차량 간 V2I(Vehicle to Infrastructure) 통신으로 파악된 경우, 채굴차량이 갱내 진입한 거리와 메시지 크기를 고려하여 최적 통신 주파수를 추출한다. 또한, 최적 주파수 산출 모듈(150)은 채굴 차량과 갱 내부에서 보행하는 사용자 단말간 V2P(Vehicle to Pedestrian) 통신인 것으로 확인 되는 경우, 갱내 보행하는 사용자와 채굴차량의 위치정보를 파악하고, 두 통신 객체 사이 거리가 일정수준 미만이면, 근거리 통신 주파수를 추출하여 채굴차량과 사용자 단말간 통신 가능하도록 한다.In addition, the optimum frequency calculation module 150 extracts an optimum frequency for communication in consideration of the distance between communication objects, the message size, and environmental characteristics of the communication objects. For example, the optimal frequency calculation module 150 extracts the optimal communication frequency in consideration of the distance and message size that the mining vehicle entered the pit when it is identified as V2I (Vehicle to Infrastructure) communication between the management server on the ground and the mining vehicle in the mine. . In addition, when it is confirmed that the optimal frequency calculation module 150 is a V2P (Vehicle to Pedestrian) communication between the mining vehicle and the user terminal walking inside the pit, it identifies the location information of the user walking in the pit and the mining vehicle, and communicates the two. If the distance between objects is less than a certain level, a short-range communication frequency is extracted to enable communication between the mining vehicle and the user terminal.
위험도 산출모듈(170)은 채굴차량과 기 설치된 센서로부터 수신한 환경특성정보를 분석하여 위치 별 위험도를 산출한다. 예컨대, 위험도 산출모듈(170)은 수신한 환경 특성정보를 기 저장된 데이터와 비교하여 데이터베이스에 구축된 지진신호와의 유사도에 비례하도록 위험도를 산출 할 수 있다. 실시예에서는 실시간으로 산출된 위험도를 채굴차량 및 사용자 단말로 전송하고, 위험도가 임계값을 초과하는 경우, 채굴차량 회수 메시지를 전송하고 광산 주변의 의료기관 등으로 구조 요청을 자동 전송할 수 있다.The risk calculation module 170 calculates a risk for each location by analyzing environmental characteristic information received from a mining vehicle and a pre-installed sensor. For example, the risk calculation module 170 may compare the received environmental characteristic information with pre-stored data to calculate the risk in proportion to the similarity with the earthquake signal built in the database. In an embodiment, the risk calculated in real time is transmitted to the mining vehicle and the user terminal, and when the risk exceeds a threshold value, a message for collecting the mining vehicle may be transmitted and a rescue request may be automatically transmitted to a medical institution around the mine.
도 3은 실시예에 따른 채굴차량의 데이터 처리 구성을 나타낸 도면이다.3 is a diagram showing a data processing configuration of a mining vehicle according to an embodiment.
도 3을 참조하면, 실시예에 따른 채굴차량(300)은 카메라(310), 감지센서(330) 및 통신모듈(350)을 포함하여 구성될 수 있다. 카메라(310)는 채굴차량에 탑재되어 차량이 갱내로 진입하면, 차량 주변 환경을 촬영한다. 실시예에서 카메라(310)는 촬영된 영상에서 일정 길이 및 넓이를 초과하는 균열, 진동, 붕괴음 등이 감지된 경우 위험신호를 생성하여 관리서버 및 사용자 단말로 전송한다.Referring to FIG. 3, the
감지센서(330)는 채굴차량에 설치되어 채굴차량 이동 위치 및 환경 특성정보를 파악한다. 예컨대, 감지센서(330)는 위치 별 전자기장 데이터, 갱내 온도, 습도를 파악하고, 주행중인 채굴차량의 이상신호를 감지할 수 있다. The detection sensor 330 is installed in the mining vehicle to determine the location of the mining vehicle movement and environmental characteristic information. For example, the detection sensor 330 may detect electromagnetic field data for each location, temperature and humidity in a mine, and detect an abnormal signal of a driving mining vehicle.
통신모듈(350)는 실시간 채굴차량의 위치에 따라 관리서버, 사용자 단말 또는 다른 채굴차량 중 어느 하나 이상의 통신객체로 최적 통신 주파수 추출을 위한 샘플 메시지를 송수신하고, 광산 안전관리 시스템에 포함된 통신 객체들과 통신한다. 실시에에서 통신모듈(350)은 광산 안전 관리를 위한 V2X 시스템에 포함된 통신객체를 필터링 하고, 상기 통신 객체로부터 전송된 신호를 송수신한다.The communication module 350 transmits and receives a sample message for extracting the optimum communication frequency to and from one or more communication objects among a management server, a user terminal, or another mining vehicle according to the location of the real-time mining vehicle, and a communication object included in the mine safety management system. Communicate with them. In an embodiment, the communication module 350 filters communication objects included in the V2X system for mine safety management, and transmits and receives signals transmitted from the communication objects.
이하에서는 광산 안전관리 방법에 대해서 차례로 설명한다. 실시예에 따른 광산 안전관리 방법의 작용(기능)은 관리 서버 및 갱내 채굴차량 V2X 시스템상의 기능과 본질적으로 같은 것이므로 도 1 내지 도 3과 중복되는 설명은 생략하도록 한다.Hereinafter, the mine safety management method will be sequentially described. Since the operation (function) of the mine safety management method according to the embodiment is essentially the same as that of the management server and the mine vehicle V2X system in the mine, the overlapping description of FIGS. 1 to 3 will be omitted.
도 4는 실시예에 따른 광산 안전관리를 위한 갱내 채굴차량 V2X 시스템의 신호흐름을 나타낸 도면이다.4 is a view showing the signal flow of the mine vehicle V2X system for mine safety management according to an embodiment.
도 4를 참조하면, S10 단계에서는 광산 내부에 위치 별로 설치된 센서(200)에서 갱내 지진신호 및 환경정보를 센싱한다. S20 단계에서는 센싱된 정보를 관리서버(100)으로 전송한다. S30 단계에서는 채굴차량(300)에서 채굴차량이 갱내로 진입한 경우, 위치정보 및 환경정보를 감지하고, S40 단계에서는 감지된 정보를 관리서버(100)으로 전송한다.Referring to FIG. 4, in step S10, the
S50 단계에서는 관리서버(100)에서 광산 내부에 설치된 센서와 채굴차량으로부터 수신한 정보를 분석한다.In step S50, the
S60 단계에서는 분석결과에 따라 관리서버(100)에서 채굴차량의 위치 별 최적 주파수를 탐색한다. In step S60, the
S70 단계에서는 관리서버(100)에서 수신한 정보에 포함된 지진데이터를 기 저장된 데이터와 비교하여 갱내 위치 별 위험도를 산출하고, S80 단계에서는 위험도가 일정 수준 이상인 영역 근방에 위치한 채굴차량(300)으로 산출정보를 전송한다. S90 단계에서는 관리서버(100)에서 사용자 단말(400)로 위치 별 위험도 산출 정보를 전송한다.In step S70, the earthquake data included in the information received from the
도 5는 실시예에 따른 채굴차량의 위치 별 최적 주파수 탐색 과정을 나타낸 도면이다.5 is a diagram illustrating a process of searching for an optimal frequency for each location of a mining vehicle according to an embodiment.
도 5를 참조하면, S62 단계에서는 관리서버(100)에서 광산 안전관리를 위한 채굴차량 V2X 시스템의 통신객체를 필터링 한다. 실시예에서는 광산 안전관리를 위한 채굴차량 V2X 시스템에 포함되는 디바이스 및 서버 정보의 통신객체 정보를 미리 저장하고, 저장된 통신객체 정보와 실제 메시지를 송수신하는 통신객체 정보를 비교하여 시스템 외부 통신 객체를 필터링 할 수 있다.5, in step S62, the
S64 단계에서는 채굴차량 별 실시간 위치 정보 및 사용자 단말의 통신 기기정보를 파악한다.In step S64, real-time location information for each mining vehicle and communication device information of the user terminal are identified.
S66 단계에서는 관리서버와 통신하는 채굴차량 또는 사용자 단말의 주파수 별 신호강도, 전송거리, 이동 속도를 포함하는 통신 효용성 정보를 파악한다.In step S66, communication utility information including signal strength, transmission distance, and movement speed for each frequency of the mining vehicle or user terminal that communicates with the management server is identified.
S68 단계에서는 파악된 통신 효용성 정보에 포함되는 요소 각각이 모두 일정 수준 이상인 최적 주파수를 추출하여 추출된 주파수로 관리서버와 통신객체가 통신할 수 있도록 하고 S70 단계로 진입한다.In step S68, an optimal frequency in which each of the elements included in the identified communication utility information is all above a certain level is extracted, and the management server and the communication object communicate with the extracted frequency, and the step S70 is entered.
도 6은 실시예에 따른 갱내 위치 별 위험도 산출과정을 나타낸 도면이다.6 is a diagram illustrating a process of calculating a risk level for each location in a pit according to an embodiment.
도 6을 참조하면, 광산 내 위치 별 위험도 산출을 위해, S71 단계에서는 채굴차량 및 센서로부터 수신한 위치 별 환경 특성정보와 기 저장된 정상상태 정보를 비교한다. S73 단계에서는 기 저장된 지진신호와 환경특성정보를 비교하고, S42 단계에서는 비교 결과에 따라 위험신호를 산출한다. 실시예에서는 지진신호와 환경특성정보의 유사도에 비례하도록 위치 별 위험도를 산출할 수 있다. 구체적으로 갱내 특정 지역에서 수집된 전자기장 데이터의 피크 및 진동주기 등의 정보가 지진신호에 포함된 전자기장 데이터의 피크 및 진동주기 데이터의 차이 값에 반비례 하는 광산 내 위치 별 위험도를 산출할 수 있다.Referring to FIG. 6, in order to calculate the risk for each location in the mine, in step S71, environmental characteristic information for each location received from a mining vehicle and a sensor is compared with previously stored steady state information. In step S73, the pre-stored earthquake signal and environmental characteristic information are compared, and in step S42, a danger signal is calculated according to the comparison result. In an embodiment, the risk of each location may be calculated in proportion to the similarity between the earthquake signal and the environmental characteristic information. Specifically, it is possible to calculate the risk for each location in the mine, in which information such as the peak and vibration period of the electromagnetic field data collected in a specific area in the mine is inversely proportional to the difference between the peak and vibration period data of the electromagnetic field data included in the earthquake signal.
실시예에 따른 광산 안전관리를 위한 갱내 차량 V2X 시스템 및 광산 안전 관리 방법은 광산 내 위험신호, 채굴 진행정보, 응급상황 정보, 추가인력 요청 정보 등을 갱내 위치 별로 설치된 센서와 채굴차량에 의해 실시간으로 감지하고 시스템에 포함된 통신 객체간 최적 주파수로 통신함으로써 응급상황정보, 추가인력 요청 정보 등을 신속히 전달할 수 있도록 한다. 또한, 광산 내에서 수집되는 지진신호와 환경특성 정보를 지속적으로 모니터링 하여 기 저장된 지진신호와 비교하여 위험도를 산출함으로써, 지진 등 위험상황에 미리 대비할 수 있도록 한다. 또한, 통신 객체와 주파수 별 신호강도, 메시지 전송 속도 등 통신 효용성 정보를 파악하고 파악된 통신 효용성 정보를 기반으로 최적 주파수를 추출함으로써, 광산 내 채굴 차량의 위치에 상관없이 통신 품질을 유지할 수 있도록 한다. In the mine vehicle V2X system and mine safety management method for mine safety management according to the embodiment, the danger signal, mining progress information, emergency situation information, and additional manpower request information, etc., in the mine are stored in real time by sensors and mining vehicles installed at each location in the mine. It detects and communicates at the optimum frequency between communication objects included in the system, enabling rapid delivery of emergency situation information and additional manpower request information. In addition, by continuously monitoring earthquake signals and environmental characteristic information collected in the mine and comparing them with pre-stored earthquake signals to calculate the risk, it is possible to prepare in advance for dangerous situations such as earthquakes. In addition, communication quality can be maintained regardless of the location of the mining vehicle in the mine by grasping communication utility information such as communication object, signal strength by frequency and message transmission speed, and extracting the optimum frequency based on the determined communication utility information. .
이상에서와 같은 광산 안전관리를 위한 채굴차량 V2X 시스템 및 광산 안전 관리 방법은 채굴차량과 센서에서 갱내 환경 특성 정보와 지진신호를 감지하여 위험상황발생을 미리 예측하고 이에 신속하게 대응할 수 있도록 하여, 광산 내 지진 등 재난에 의한 인명피해를 예방한다. The mining vehicle V2X system and mine safety management method for the safety management of mines as described above can predict the occurrence of a dangerous situation in advance and respond quickly by detecting the environmental characteristic information and earthquake signals in the mine by the mining vehicle and sensor. Prevents personal damage caused by disasters such as earthquakes.
또한, 광산 내 채굴차량 위치와 통신 객체에 따라 최적 통신 주파수를 추출하고 추출된 주파수로 위험 메시지 및 인력 요청 메시지를 송수신 할 수 있게 함으로써, 관리서버, 센서 및 다른 채굴차량으로부터 다양한 통신 메시지를 빠르게 송수신 할 수 있도록 한다.In addition, by extracting the optimal communication frequency according to the location of the mining vehicle in the mine and the communication object, and allowing the risk message and manpower request message to be transmitted and received at the extracted frequency, various communication messages can be quickly transmitted and received from the management server, sensors and other mining vehicles. To be able to do it.
또한, 채굴차량 간 통신 속도를 향상 시킴으로써 인력요청에 대한 대응 및 채굴 차량 별 작업 현황을 관리서버로 신속히 전달하여 채굴작업의 효율을 대폭 상승 시킬 수 있다.In addition, by improving the communication speed between mining vehicles, it is possible to significantly increase the efficiency of mining work by responding to manpower requests and quickly transferring the work status of each mining vehicle to the management server.
개시된 내용은 예시에 불과하며, 특허청구범위에서 청구하는 청구의 요지를 벗어나지 않고 당해 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의하여 다양하게 변경 실시될 수 있으므로, 개시된 내용의 보호범위는 상술한 특정의 실시예에 한정되지 않는다.The disclosed contents are only examples, and various changes may be made by those of ordinary skill in the art without departing from the gist of the claims claimed in the claims, so the scope of protection of the disclosed contents is limited to the above-described specific It is not limited to the examples.
Claims (10)
갱내에 설치되어 진동, 파형을 포함하는 지진신호를 감지하여 관리서버 및 채굴차량으로 전송하는 센서;
상기 센서로부터 수신한 지진 신호를 통해 광산 영역별 위험수준을 산출하고, 상기 산출된 위험수준이 일정 수준 이상인 고위험군 영역이 검출된 경우, 상기 고위험군 근방의 채굴차량으로 위험 메시지를 전송하는 관리서버;
상기 관리서버 및 다른 채굴차량과 V2X 통신하고, 갱내 진입 후 진입한 갱내 환경 위험도를 파악하는 채굴차량; 을 포함하고,
상기 관리서버; 는
채굴차량의 실시간 위치 및 상기 채굴차량 위치의 기온, 습도, 광물, 지형을 포함하는 환경특성에 따라 통신 가능한 최적 V2X 통신프로토콜 및 주파수를 탐색하고
상기 관리서버는
수집된 낙석 및 지반변위 데이터를 분석하여 채굴적 붕락을 예측하기 위해, 저장된 낙석 및 지반변위 데이터와 수집된 데이터를 비교하여 비교 결과 일정 수준 이상의 차이가 산출되거나, 낙석이 모니터링 된 주기가 임계치 미만인 경우 위험 예측 신호를 생성하여 작업자 및 채굴차량에 전달하고, 작업자와 광산장비 간 충돌방지, 디젤장비 운전에 따른 환경오염물질 및 지반변위에 따른 채굴적 붕락을 지속적으로 파악하고,
상기 관리서버는
갱내로 진입한 채굴차량의 위치를 수집하는 위치정보수집모듈;
통신객체와 신호강도를 파악하여 상기 갱내로 진입한 채굴차량 각각의 통신 최적 주파수를 산출하고 통신요청 신호를 수신하면, 채굴차량간 V2V(Vehicle to Vehicle) 통신, 채굴차량과 갱내 보행자 간 V2P(Vehicle to Pedestrian) 통신, 채굴차량과 광산 내 통신 인프라 간 V2I(Vehicle to Infrastructure) 통신 및 채굴차량과 네트워크 V2N(Vehicle-to-Network)중 어느 하나로 통신 형태를 파악하고, 파악된 통신 형태 및 채굴 차량의 실시간 위치에 따라 기 저장된 최적 주파수를 추출하고, 채굴차량으로부터 전달된 환경 특성 신호를 분석하여 최적 주파수를 추출하거나, 복수개의 주파수를 통해 테스트 메시지를 송수신 후 신호 강도와 전송 속도 등 통신 효용성 정보가 최상인 주파수를 추출하여 채굴차량 또는 사용자 단말과 통신을 수행하도록 하는 최적 주파수 산출모듈;
상기 센서와 채굴차량으로부터 수집된 모니터링 데이터와 채굴차량과 기 설치된 센서로부터 수신한 환경특성정보를 분석하여 갱내 위치 별 위험도를 산출하는 위험도 산출모듈; 및
채굴차량 각각의 진입 깊이를 지면을 기준으로 한 좌표로 변환하여 채굴차량 각각의 위치를 X, Y, Z을 포함하는 3차원 좌표로 변환하여 수집하고, 변환된 좌표를 실시간 모니터링하고, 변환된 좌표 데이터를 GIS 변환하여 시공간(Spatio-temporal) 3차원 시각화 객체를 생성하는 위치정보 수집모듈;을 포함하고,
상기 3차원 시각화 객체에는 광산과 갱내 지형정보, 시설정보, V2X 통신 강도, 위험요인 예측 정도, 작업자와 채굴차량의 위치를 포함하는 환경정보와 통신 환경정보가 변환된 시각적 객체들이 포함되고,
상기 위험도 산출모듈;은
수신한 환경 특성정보를 기 저장된 데이터와 비교하여 지진신호와의 유사도에 비례하도록 위험도를 산출하고, 실시간으로 산출된 위험도를 채굴차량 및 사용자 단말로 전송하고, 위험도가 임계값을 초과하는 경우, 채굴차량 회수 메시지를 전송하고 광산 주변의 의료기관으로 구조 요청을 자동 전송하고,
상기 최적 주파수 산출 모듈은
통신 객체간 거리, 메시지 크기 및 통신 객체의 환경 특성요소를 고려하여 통신 가능한 최적 주파수를 추출하기 위해, 지면의 관리서버와 갱내 채굴차량 간 V2I(Vehicle to Infrastructure) 통신으로 파악된 경우, 채굴차량이 갱내 진입한 거리와 메시지 크기를 고려하여 최적 통신 주파수를 추출하고, 채굴 차량과 갱 내부에서 보행하는 사용자 단말간 V2P(Vehicle to Pedestrian) 통신인 것으로 확인 되는 경우, 갱내 보행하는 사용자와 채굴차량의 위치정보를 파악하고, 두 통신 객체 사이 거리가 일정수준 미만이면, 근거리 통신 주파수를 추출하여 채굴차량과 사용자 단말간 통신 가능하도록 하는 것을 특징으로 하는 갱내 채굴차량 V2X 시스템.
In the mine vehicle V2X system for mine safety management including a management server, a mining vehicle and a sensor,
Sensors installed in the pit to detect earthquake signals including vibrations and waveforms and transmit them to a management server and a mining vehicle;
A management server that calculates a risk level for each mine area through the seismic signal received from the sensor, and transmits a risk message to a mining vehicle in the vicinity of the high risk group when a high risk group area having the calculated risk level above a certain level is detected;
A mining vehicle that V2X communicates with the management server and other mining vehicles, and grasps the environmental risk in the pit after entering the pit; Including,
The management server; Is
Search the optimal V2X communication protocol and frequency available for communication according to the real-time location of the mining vehicle and environmental characteristics including temperature, humidity, minerals, and topography of the location of the mining vehicle.
The management server
In order to predict mining collapse by analyzing the collected rockfall and ground displacement data, a difference of more than a certain level is calculated by comparing the stored rockfall and ground displacement data with the collected data, or when the period at which the rockfall is monitored is less than a threshold. Generates a risk prediction signal and transmits it to workers and mining vehicles, prevents collisions between workers and mining equipment, continuously grasps environmental pollutants caused by diesel equipment operation and mining collapse due to ground displacement,
The management server
A location information collection module that collects the location of the mining vehicle entering the pit;
By grasping the communication object and signal strength, the optimal communication frequency for each of the mining vehicles entering the pit is calculated, and when a communication request signal is received, V2V (Vehicle to Vehicle) communication between the mining vehicles, V2P (Vehicle to Vehicle) communication between the mining vehicles and the pedestrians in the pit to Pedestrian) communication, V2I (Vehicle to Infrastructure) communication between the mining vehicle and the communication infrastructure in the mine, and the communication type between the mining vehicle and the network V2N (Vehicle-to-Network), The optimal frequency is extracted according to the real-time location, and the optimal frequency is extracted by analyzing the environmental characteristic signal transmitted from the mining vehicle, or the communication utility information such as signal strength and transmission speed is best after sending and receiving test messages through multiple frequencies. An optimum frequency calculation module for extracting a frequency and performing communication with a mining vehicle or a user terminal;
A risk calculation module for calculating a risk for each location in the mine by analyzing monitoring data collected from the sensor and the mining vehicle and environmental characteristic information received from the mining vehicle and the pre-installed sensor; And
The depth of entry of each mining vehicle is converted into coordinates based on the ground, and the location of each mining vehicle is converted into 3D coordinates including X, Y, and Z, and the converted coordinates are monitored in real time, and the converted coordinates Including; a location information collection module for generating a spatio-temporal 3D visualization object by converting data to GIS,
The 3D visualization object includes environmental information including mine and mine terrain information, facility information, V2X communication strength, risk factor prediction degree, location of workers and mining vehicles, and visual objects in which communication environment information is converted,
The risk calculation module;
The received environmental characteristic information is compared with the previously stored data to calculate the risk in proportion to the similarity to the earthquake signal, and the calculated risk is transmitted to the mining vehicle and user terminal in real time, and if the risk exceeds the threshold, mining It transmits a vehicle recovery message and automatically transmits a rescue request to a medical institution near the mine,
The optimal frequency calculation module
In order to extract the optimum frequency for communication by considering the distance between communication objects, message size, and environmental characteristics of the communication object, if it is identified as V2I (Vehicle to Infrastructure) communication between the management server on the ground and the mining vehicle in the mine, the mining vehicle is When the optimal communication frequency is extracted by considering the distance entered into the pit and the size of the message, and it is confirmed that V2P (Vehicle to Pedestrian) communication between the mining vehicle and the user terminal walking inside the pit, the location of the user walking in the pit and the mining vehicle In-pit mining vehicle V2X system, characterized in that communication between the mining vehicle and the user terminal is possible by extracting a short-range communication frequency when the information is recognized and the distance between the two communication objects is less than a certain level.
지진신호 및 온도, 습도를 포함하는 갱내 환경 특성을 주기적으로 모니터링하고,
상기 센서의 고장 여부를 확인하여 센서의 이상동작이 감지되는 경우, 센서 이상 신호를 관리서버로 전달하는 이상감지모듈;을 포함하는 것을 특징으로 하는 갱내 채굴차량 V2X 시스템.
The method of claim 1, wherein the sensor;
Periodically monitor the environmental characteristics of the pit including earthquake signals and temperature and humidity,
An abnormality detection module that checks whether the sensor has failed and transmits a sensor abnormality signal to the management server when an abnormal operation of the sensor is detected.
갱내 진입 시 주변환경을 촬영하여 촬영된 영상을 관리서버로 전송하는 카메라;
갱내 환경 특성을 감지하는 환경정보 감지센서; 및
다른 채굴차량 및 관리서버와 통신하는 통신모듈;을 포함하는 것을 특징으로 하는 갱내 채굴차량 V2X 시스템.
The method of claim 1, wherein the mining vehicle;
A camera that photographs the surrounding environment when entering the pit and transmits the photographed image to the management server;
An environmental information detection sensor that detects environmental characteristics in the mine; And
A communication module that communicates with other mining vehicles and management servers; In-pit mining vehicle V2X system comprising: a.
광산 안전 관리를 위한 V2X 시스템에 포함된 통신객체를 필터링 하고, 상기 통신 객체로부터 전송된 신호를 송수신하는 것을 특징으로 하는 갱내 채굴차량 V2X 시스템.
The method of claim 4, wherein the communication module;
Filtering communication objects included in the V2X system for mine safety management, and transmitting and receiving signals transmitted from the communication objects.
센서에서 갱내에 설치되어 진동, 파형을 포함하는 지진신호를 감지하여 관리서버 및 채굴차량으로 전송하는 제1단계;
관리서버에서 상기 센서로부터 수신한 지진 신호를 통해 광산 영역별 위험수준을 산출하고, 상기 산출된 위험수준이 일정 수준 이상인 고위험군 영역이 검출된 경우, 상기 고위험군 근방의 채굴차량으로 위험 메시지를 전송하는 제2단계;
채굴차량에서 상기 관리서버 및 다른 채굴차량과 V2X 통신하고, 갱내 진입 후 진입한 갱내 환경 위험도를 파악하는 제3단계; 를 포함하고,
상기 제2단계; 는
관리서버에서 채굴차량의 실시간 위치 및 상기 채굴차량 위치의 기온, 습도, 광물, 지형을 포함하는 환경특성에 따라 통신 가능한 최적 V2X 통신프로토콜 및 주파수를 탐색하는 단계;를 포함하고
상기 제1단계;는
지진신호 및 온도, 습도를 포함하는 갱내 환경 특성을 주기적으로 모니터링 하는 단계; 및
상기 센서의 고장 여부를 확인하여 센서의 이상동작이 감지되는 경우, 센서 이상 신호를 관리서버로 전달하는 단계;를 포함하고
상기 제2단계;는
갱내로 진입한 채굴차량의 위치를 수집하는 단계;
통신객체와 신호강도를 파악하여 상기 갱내로 진입한 채굴차량 각각의 통신 최적 주파수를 산출하는 단계; 및
상기 센서와 채굴차량으로부터 수집된 모니터링 데이터를 분석하여 갱내 위치 별 위험도를 산출하는 단계; 및
채굴차량 각각의 진입 깊이를 지면을 기준으로 한 좌표로 변환하여 채굴차량 각각의 위치를 X, Y, Z을 포함하는 3차원 좌표로 변환하여 수집하는 단계;를 포함하고
상기 센서와 채굴차량으로부터 수집된 모니터링 데이터를 분석하여 갱내 위치 별 위험도를 산출하는 단계;는
수집된 낙석 및 지반변위 데이터를 분석하여 채굴적 붕락을 예측하기 위해, 저장된 낙석 및 지반변위 데이터와 수집된 데이터를 비교하여 비교 결과 일정 수준 이상의 차이가 산출되거나, 낙석이 모니터링 된 주기가 임계치 미만인 경우 위험 예측 신호를 생성하여 작업자 및 채굴차량에 전달하고, 작업자와 광산장비 간 충돌방지, 디젤장비 운전에 따른 환경오염물질 및 지반변위에 따른 채굴적 붕락을 지속적으로 파악하고, 수신한 환경 특성정보를 기 저장된 데이터와 비교하여 지진신호와의 유사도에 비례하도록 위험도를 산출하고, 실시간으로 산출된 위험도를 채굴차량 및 사용자 단말로 전송하고, 위험도가 임계값을 초과하는 경우, 채굴차량 회수 메시지를 전송하고 광산 주변의 의료기관으로 구조 요청을 자동 전송하고,
통신객체와 신호강도를 파악하여 상기 갱내로 진입한 채굴차량 각각의 통신 최적 주파수를 산출하는 단계; 는
통신객체와 신호강도를 파악하여 상기 갱내로 진입한 채굴차량 각각의 통신 최적 주파수를 산출하고 통신요청 신호를 수신하면, 채굴차량간 V2V(Vehicle to Vehicle) 통신, 채굴차량과 갱내 보행자 간 V2P(Vehicle to Pedestrian) 통신, 채굴차량과 광산 내 통신 인프라 간 V2I(Vehicle to Infrastructure) 통신 및 채굴차량과 네트워크 V2N(Vehicle-to-Network)중 어느 하나로 통신 형태를 파악하고, 파악된 통신 형태 및 채굴 차량의 실시간 위치에 따라 기 저장된 최적 주파수를 추출하고, 채굴차량으로부터 전달된 환경 특성 신호를 분석하여 최적 주파수를 추출하거나, 복수개의 주파수를 통해 테스트 메시지를 송수신 후 신호 강도와 전송 속도 등 통신 효용성 정보가 최상인 주파수를 추출하여 채굴차량 또는 사용자 단말과 통신을 수행하도록 하고
통신 객체간 거리, 메시지 크기 및 통신 객체의 환경 특성요소를 고려하여 통신 가능한 최적 주파수를 추출하기 위해, 지면의 관리서버와 갱내 채굴차량 간 V2I(Vehicle to Infrastructure) 통신으로 파악된 경우, 채굴차량이 갱내 진입한 거리와 메시지 크기를 고려하여 최적 통신 주파수를 추출하고, 채굴 차량과 갱 내부에서 보행하는 사용자 단말간 V2P(Vehicle to Pedestrian) 통신인 것으로 확인 되는 경우, 갱내 보행하는 사용자와 채굴차량의 위치정보를 파악하고, 두 통신 객체 사이 거리가 일정수준 미만이면, 근거리 통신 주파수를 추출하여 채굴차량과 사용자 단말간 통신 가능하도록 하고,
상기 채굴차량 각각의 진입 깊이를 지면을 기준으로 한 좌표로 변환하여 채굴차량 각각의 위치를 X, Y, Z을 포함하는 3차원 좌표로 변환하여 수집하는 단계;는
변환된 좌표를 실시간 모니터링하고, 변환된 좌표 데이터를 GIS 변환하여 시공간(Spatio-temporal) 3차원 시각화 객체를 생성하고, 상기 3차원 시각화 객체에는 광산과 갱내 지형정보, 시설정보, V2X 통신 강도, 위험요인 예측 정도, 작업자와 채굴차량의 위치를 포함하는 환경정보와 통신 환경정보가 변환된 시각적 객체들이 포함되는 것을 특징으로 하는 광산 안전관리 방법.
In the mine safety management method of the mine vehicle V2X system in the mine including a management server, a mining vehicle and a sensor,
A first step of detecting an earthquake signal including vibration and waveform by a sensor installed in the pit and transmitting it to a management server and a mining vehicle;
The management server calculates the risk level for each mine area through the seismic signal received from the sensor, and transmits a risk message to a mining vehicle in the vicinity of the high risk group when a high risk group area with the calculated risk level above a certain level is detected. Step 2;
A third step of V2X communication with the management server and other mining vehicles in the mining vehicle, and determining the environmental risk in the pit after entering the pit; Including,
The second step; Is
Including; in the management server, searching for an optimal V2X communication protocol and frequency capable of communication according to the real-time location of the mining vehicle and environmental characteristics including temperature, humidity, minerals, and topography of the location of the mining vehicle; and
The first step; is
Periodically monitoring an earthquake signal and environmental characteristics in the pit including temperature and humidity; And
Including; checking whether the sensor is malfunctioning and transmitting a sensor abnormal signal to the management server when an abnormal operation of the sensor is detected; and
The second step;
Collecting the location of the mining vehicle entering the pit;
Calculating an optimal communication frequency for each of the mining vehicles entering the pit by grasping the communication object and the signal strength; And
Analyzing the monitoring data collected from the sensor and the mining vehicle to calculate a risk for each location in the mine; And
Including; converting the entry depth of each of the mining vehicles into coordinates based on the ground and converting and collecting the positions of each of the mining vehicles into three-dimensional coordinates including X, Y, and Z; and
Analyzing the monitoring data collected from the sensor and the mining vehicle to calculate the degree of risk for each location in the pit;
In order to predict mining collapse by analyzing the collected rockfall and ground displacement data, a difference of more than a certain level is calculated by comparing the stored rockfall and ground displacement data with the collected data, or when the period at which the rockfall is monitored is less than a threshold. A risk prediction signal is generated and transmitted to workers and mining vehicles, preventing collisions between workers and mining equipment, environmental pollutants caused by diesel equipment operation, and mining collapse due to ground displacement, and received environmental characteristic information. The risk is calculated in proportion to the similarity of the earthquake signal compared with the previously stored data, and the calculated risk is transmitted to the mining vehicle and the user terminal in real time, and if the risk exceeds the threshold value, a mining vehicle recovery message is transmitted. Automatically send rescue requests to medical institutions around the mine,
Calculating an optimal communication frequency for each of the mining vehicles entering the pit by grasping the communication object and the signal strength; Is
By grasping the communication object and signal strength, the optimal communication frequency for each of the mining vehicles entering the pit is calculated, and when a communication request signal is received, V2V (Vehicle to Vehicle) communication between the mining vehicles, V2P (Vehicle to Vehicle) communication between the mining vehicles and the pedestrians in the pit to Pedestrian) communication, V2I (Vehicle to Infrastructure) communication between the mining vehicle and the communication infrastructure in the mine, and the communication type between the mining vehicle and the network V2N (Vehicle-to-Network), The optimal frequency is extracted according to the real-time location, and the optimal frequency is extracted by analyzing the environmental characteristic signal transmitted from the mining vehicle, or the communication utility information such as signal strength and transmission speed is best after sending and receiving test messages through multiple frequencies. The frequency is extracted and communicated with the mining vehicle or user terminal.
In order to extract the optimum frequency for communication by considering the distance between communication objects, message size, and environmental characteristics of the communication object, if it is identified as V2I (Vehicle to Infrastructure) communication between the management server on the ground and the mining vehicle in the mine, the mining vehicle is When the optimal communication frequency is extracted by considering the distance entered into the pit and the size of the message, and it is confirmed that V2P (Vehicle to Pedestrian) communication between the mining vehicle and the user terminal walking inside the pit, the location of the user walking in the pit and the mining vehicle If the information is grasped and the distance between the two communication objects is less than a certain level, the short-range communication frequency is extracted to enable communication between the mining vehicle and the user terminal,
Converting the entry depth of each of the mining vehicles into coordinates based on the ground, converting the locations of each of the mining vehicles into three-dimensional coordinates including X, Y, and Z, and collecting them;
The converted coordinates are monitored in real time, and the converted coordinate data is GIS converted to create a spatio-temporal 3D visualization object, and the 3D visualization object includes mine and mine terrain information, facility information, V2X communication strength, and danger. A mine safety management method, characterized in that it includes environmental information including a predicted degree of a factor, locations of workers and mining vehicles, and visual objects in which communication environmental information is converted.
카메라에서 갱내 진입 시 주변환경을 촬영하여 촬영된 영상을 관리서버로 전송하는 단계;
감지센서에서 갱내 환경 특성을 감지하는 단계; 및
통신모듈에서 다른 채굴차량 및 관리서버와 통신하는 단계;를 포함하는 것을 특징으로 하는 광산 안전관리 방법.
The method of claim 6, wherein the third step;
Photographing the surrounding environment when entering the pit by the camera and transmitting the photographed image to the management server;
Detecting an environment characteristic in the pit by a detection sensor; And
Mine safety management method comprising a; step of communicating with other mining vehicles and management server in the communication module.
광산 안전 관리를 위한 V2X 시스템에 포함된 통신객체를 필터링 하고, 상기 통신 객체로부터 전송된 신호를 송수신하는 것을 특징으로 하는 광산 안전관리 방법.
The method of claim 9, further comprising: communicating with other mining vehicles and management servers in the communication module;
A mine safety management method comprising filtering communication objects included in a V2X system for mine safety management, and transmitting and receiving signals transmitted from the communication objects.
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