KR102312310B1 - 화재시 피난 동선의 유도가 가능한 시스템 - Google Patents

화재시 피난 동선의 유도가 가능한 시스템 Download PDF

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Abstract

본 발명은, 대형 건물이나 다중 이용시설에서의 화재 발생시 피난 시간이 최소화할 수 있도록 함으로써 화재 인명피해를 방지할 수 있는 화재 대피 시스템에 관한 것으로서, 시설에 구비되는 복수의 로컬디바이스(1000) 및 상기 복수의 로컬디바이스로부터 감지신호를 수신하고 피난계획을 수립하는 중계 및 관리모듈(2000)를 포함하는 화재시 피난 동선의 유도가 가능한 시스템을 제공한다.

Description

화재시 피난 동선의 유도가 가능한 시스템{FIRE ESCAPE SYSTEM CAPABLE OF GUIDANCE OF EVACUATION ROUTE}
본 발명은 화재시 대피 및 인명피해의 방지와 관련된 것으로, 보다 구체적으로는 대형 건물이나 다중 이용시설에서의 화재 발생시 피난 시간이 최소화할 수 있도록 함으로써 화재 인명피해를 방지할 수 있는 화재 대피 시스템에 관한 것이다.
일반적으로 다중 이용시설이나 고층 빌딩에서 화재가 발생한 경우 시설 이용자나 거주자들은 화염과 유독가스로부터 피난하기 위하여 피난 유도시스템에 따라 이동하여 소정의 위치에서 소방차량의 사다리를 이용하거나, 건물 내 별도로 설치된 비상탈출을 위한 피난장치를 이용하여 대피하는 시스템이 적용되고 있다. 현재 일반적으로 사용되고 있는 피난 유도 시스템은 건축법 및 화재안전관리기준 등에 명시되고 있는 규정에 의하여 실시되고 있으며, NFPA(National Fire Protection Association) 등 외국 선진 제도 등에 의하여 여러 가지 모순점들을 개선 및 적용하여가고 있다.
상기 피난 유도시스템은 비상구 안내 표시와 조명 정도에 그치고 있고 과거로부터 크게 개선이 있지는 않다. 즉, 화재시 조명시간의 연장 또는 조도의 확보 등에 관하여 개선이 다소 있고, 화재시 연기 발생으로 인하여 가시성이 나빠져 피난통로를 제대로 인지할 수 없는 문제 등을 극복하기 위하여 피난로를 표시할 수 있는 조명 시스템 정도의 개선 시도가 있으나, 상기 기술들은 피난 자체의 기능보다는 표시나 조명설비에 불과하다고 볼 수 있다.
상기 피난장치로서 베란다의 일측에 개폐문이 구비된 방호벽에 의해 구획되는 피난로를 형성하고 일방으로만 개방되는 복개와 피난사다리가 구성되는 예가 있다. 그러나, 초고층 아파트의 등장으로 인하여 아파트에 화재 발생시 소방차량의 사다리 또는 피난장치를 이용하는 방식에는 큰 한계가 있고, 특별피난계단에 설치되는 피난시설 및 피난장치는 부실하게 시공되거나 낙후되어 실제 작동하지 않는 곳이 많아서 고층 아파트에서는 화재 발생시 특히 대형 인명 피해가 발생하는 것이 현실이다.
또한, 화재가 발생하였을 때 사람들은 이성적으로 판단하여 피난처를 찾기 보다는 화염이나 유독가스를 피하는 본능에 따라 이동하기 때문에 건물에 구비되어 있는 대피장소나 피난장치를 이용하여 안전하게 대피하는 경우가 상당히 적은 것으로 알려져 있다. 이 때문에 회피할 장소가 없는 곳으로 이동하거나 극단적인 경우에는 창문을 깨고 뛰어내리는 등의 행동을 하기 때문에 인명 피해로 이어지는 것이다.
화재의 발생이 통상 화염에 의한 직접적인 상해보다는 유독가스에 의한 피해가 큰데, 이러한 유독가스는 비교적 빠른 시간에 건물의 내부에 차기 때문에 외부의 도움을 기다릴 시간이 부족하고 특히 고층빌딩이나 대형 쇼핑몰 등의 다중이용시설에서는 특히 빠른 피난을 하는 것이 중요하다.
한국공개특허 제10-2017-0079160호는 종래기술의 소방용 피난유도 시스템을 공개하고 있으며, 도 1은 이를 나타내는 개념도이다.
이를 구체적으로 살펴보면, 도시된 바와 같이 1구역의 C 상가에서 화재가 발생했고 좌측의 계단 방향으로 다수의 사람들이 몰리는 현상을 나타낸 것이다. 이는 추종본능 및 회귀본능에 의한 것이며, 피난 시간을 지연시키며 또한 다수의 군중이 한꺼번에 몰림으로 인하여 여러가지 위험 상황 발생을 초래하게 된다. 또한, 고층 건물의 경우 계단에 설치되고 있는 통로 유도등의 경우에도 피난 유도 시스템 없이 단순 발광하는 것에 불과하기 때문에 다수의 피난자들이 혼란을 겪게 된다.
예를 들어, 5층에서 화재가 발생한 경우 정확하게 어느 층에서 화재가 발행하여 어느 방향으로 대피하는 것이 효과적인지 판단하기 어렵고, 4층과 3층의 피난자들이 5층으로 피난할 수 있으며, 6층과 7층의 피난자들도 5층으로 피난할 수도 있다. 6층 이상의 피난자들은 위층으로 피난하는 것이 보다 바람직하고, 5층 이하의 사람들은 가능한 한 아래층으로 피난하는 것이 바람직하다.
그러나 현재의 소방용 피난 유도등은 사실상의 경로에 대한 유도 기능이 없으며, 단순 비상구나 통로를 지정 위치에서 표시하는 소위 비상조명등의 기능에 가깝다. 이러한 피난 유도시스템들은 시야가 불명확하고 심리적으로 안정되지 못한 상태에서 쉽게 인식하고 이해할 수 있다고 보기 어렵다. 더군다나, 시시각각으로 변화하는 화재 현장의 상황에 따라 적절하게 대응하기가 어렵다.
이러한 현상은 다수의 인원이 함께 이동하는 대형 쇼핑몰이나 고층건물에서 더욱 심화되며 이는 화재시는 물론 유사상황에서 인명피해가 커질 수 있음을 의미한다.
본 발명은 상기한 종래기술의 문제점을 극복하기 위해 안출된 것으로, 다양한 화재현장에서 상황에 따라 즉시 안전한 피난경로로의 대피가 가능하도록 할 수 있는 화재시 피난 동선의 유도가 가능한 시스템을 제공하는 것을 목적으로 한다.
상기 과제를 해결하기 위한 본 발명은, 시설에 구비되는 복수의 로컬디바이스(1000) 및 상기 복수의 로컬디바이스로부터 감지신호를 수신하고 피난계획을 수립하는 중계 및 관리모듈(2000)를 포함하는 화재시 피난 동선의 유도가 가능한 시스템을 제공한다.
바람직하게는, 상기 중계 및 관리모듈은, 상기 로컬디바이스의 감지신호를 기초로 화재여부 및 화재지점을 판단하는 화재감지부(2100)와, 상기 로컬디바이스의 감지신호를 기초로 재실여부 및 피난자의 위치를 판단하는 재실판단부(2200)와, 상기 화재지점 및 피난자의 위치와 시설의 맵을 매칭하여 피난계획을 수립하는 피난안내부(2400)와, 피난자의 단말기부에 피난계획을 전송하는 APP구동부(2500)를 구비하고 상기 로컬디바이스가 화재감지센서와 재실감지센서를 구비하여 시설의 각 개소에서 화재의 발생여부 및 화재의 위치와 피난자의 재실여부에 대한 감지신호를 중계 및 관리모듈로 전송하고, 상기 중계 및 관리모듈이 화재여부에 대한 판단이 이루어지면, 시설의 맵과 화재지점(F) 및 피난자의 재실위치를 매칭하고 각 피난자별로 대피경로를 생성하여 단말기부에 전송하여 표시하도록 할 수 있다.
또한, 상기 피난안내부는, 피난자의 단말기부의 이동과 재실판단부의 판단 결과를 시계열적으로 각각 데이터화하여 위치를 추적하되, 피난자의 단말기부의 위치추적에 의한 위치를 기본으로 피난자의 위치를 판단하고 재실판단부에서 판단된 위치를 통해 보정하며, 재실판단부에 의한 감지가 없는 경우 재실판단부에 의하여 판단된 위치와 단말기부의 위치추적에 의하여 판단된 위치의 분리가 개시된 시점부터는 재실판단부의 판단을 우선할 수 있다.
상기 피난안내부는, 화재지점과 피난자의 위치를 시설의 맵과 매칭하되 상기 피난자의 위치와 단말기부의 위치의 식별 및 매칭을 수행하는 식별 및 매칭부(2410)와, 화재지점과 피난자의 위치 및 대피경로와 관련된 시설의 맵을 건물/지리정보서버(2030)로부터 수집하는 맵수집 및 작성부(2420)와, 시계열적으로 피난자의 위치를 갱신하여 추적하는 위치추적부(2430)와, 피난자의 위치와 화재지점에 따라 피난계획을 수립하되 피난자의 동선 및 시간의 흐름에 따라 대피경로를 계획하는 피난계획수립부(2440)를 구비할 수 있다.
또한, 상기 위치추적부는, 로컬디바이스의 감지에 따라 확산되는 화염과 유독가스의 위치를 화재지점에 변경 또는 추가하는 방식으로 화재확산을 감지하고 예측할 수 있다.
상기 APP구동부는, 피난자의 단말기부로 화재안내를 전송하도록 하는 SMS전송부(2510)와, 상기 피난계획수립부(2440)에 의한 최적의 피난동선을 네비게이터로서 단말기부에 표시하도록 하는 어플리케이션동작부(2520)를 포함하는 것이 바람직하다.
일실시예로 상기 SMS전송부는, 피난동선을 표시하는 네비게이터 어플리케이션의 설치 및 실행을 안내하는 하이퍼링크를 전송할 수 있다.
또한, 상기 어플리케이션동작부가 사용자의 단말기부의 플래시 동작을 자동적으로 실행하여 손전등으로 기능하도록 함으로써 시야확보가 가능하도록 할 수 있다.
상기 로컬디바이스는 CO2센서, CO센서, 온도센서, 습도센서, PM(Particulate Matter)센서, 포름알데히드검출센서, 가스 감지센서, 열감지식 또는 연기감지식 화재감지센서, 음향센서, 진동센서, PIR(Passive Infra-Red)센서, 가속도센서, 음향센서 중의 어느 하나 이상을 포함하는 복합센서로 기능할 수 있다.
상술된 본 발명에 의하여, 특히 다수가 이용하는 복합적인 공간에서 효율적으로 개별화되고 최적화된 피난계획의 수립과 경보 및 안내가 가능하기 때문에 화재는 물론 재난이 발생한 경우에도 인명피해가 최소화될 수 있는 효과가 있다.
또한, 화재의 판단 및 재실의 판단과 함께 위치추적을 수행함으로써 최적화된 피난동선의 제공이 가능할 뿐만 아니라 대중화된 스마트폰 등을 활용하여 음향 및 화상으로 직관적인 정보의 제공이 가능하기 때문에 안전성 향상의 효율이 있다.
또한, 재실판단과 화재판단을 유기적으로 융합하여 인명피해를 최소화하는 한편 화재발생시 대응방식을 즉시적으로 유도할 수 있기 때문에 구조와 진압의 효율성이 향상되는 효과가 있다.
도 1은 종래기술의 소방용 피난유도 시스템을 나타내는 도면이다.
도 2는 본 발명의 개념에 따라 화재시 피난 동선의 유도가 가능한 시스템을 설명하기 위한 개념도이다.
도 3은 본 발명의 화재시 피난 동선의 유도가 가능한 시스템에서 중계 및 관리모듈의 실시예를 나타내는 블록도이다.
도 4는 본 발명의 화재시 피난 동선의 유도가 가능한 시스템에서 피난안내부의 실시예를 설명하기 위한 블록도이다.
도 5는 각 단말기를 제어하기 위한 APP구동부의 실시예를 나타내는 블록도이다.
이하, 첨부도면을 참조하여 본 발명에 따른 바람직한 실시예의 화재시 피난 동선의 유도가 가능한 시스템을 상세히 설명한다.
다만, 이하에서 설명되는 실시예는 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 발명을 쉽게 실시할 수 있을 정도로 상세하게 설명하기 위한 것에 불과하며, 이로 인해 본 발명의 보호범위가 한정되는 것을 의미하지는 않는다.
이하 설명에서, 어떤 부분이 다른 부분과 '연결'되어 있다고 할 때, 이는 직접적으로 연결되어 있는 경우뿐만 아니라, 그 중간에 다른 소자나 장치를 사이에 두고 연결되어 있는 경우를 포함한다. 또한, 어떤 부분이 어떤 구성요소를 '포함'한다고 할 때, 이는 특별히 반대되는 기재가 없는 한 다른 구성요소를 제외하는 것이 아니라 다른 구성요소를 더 포함할 수 있는 것을 의미한다.
본 발명은 기본적으로 시설에 구비되어 각 개소별로 화재 및 재실여부를 감지하는 로컬디바이스와, 상기 로컬디바이스로부터의 화재감지에 따라 피난자의 위치를 기준으로 피난계획을 수립하고 개별화된 피난동선을 제공하는 화재시 피난 동선의 유도가 가능한 시스템을 제공한다.
본 발명의 개념은 다층의 건물을 관리하는 일종의 건물관리시스템(BMS; Building Management System)에 별도로 구성되거나 이에 부속되거나 일체로 구성되는 형태로서 건물에서 화재를 감지하고 대피 경로를 안내하는 것을 주요한 실시예로 설명한다. 또한, 본 발명의 개념에 따른 피난 시스템은 시설에 기 설치된 소방 및 전기 시설과 연계 가능할 수 있으며, 경우에 따라 이에 부속되어 설치될 수도 있다.
상기 시설은 벽이나 격벽이나 도어 등의 구조물로 구획되는 복합적인 공간을 가지고 다수의 사람이 이용할 수 있는 대형쇼핑몰, 고층빌딩, 공장동, 백화점, 놀이공원, 공동주택, 산업시설은 물론 시공중인 건설현장 등을 포함하며 그 형태나 이용방식은 불문한다.
도 2는 본 발명의 개념에 따라 화재시 피난 동선의 유도가 가능한 시스템을 설명하기 위한 개념도이다.
시설의 각 개소에 로컬디바이스(1000)가 구비되어 화재를 감지하고 사람의 재실여부를 감지하여 소정의 감지신호를 생성하며, 중계 및 관리모듈(2000)로 전송할 수 있다.
본 발명의 개념에서는 화재의 감지, 재실여부 확인, 단말기를 통한 대피경로의 안내의 흐름을 따라 운영되는데, 소정의 단위영역에 배치되는 중계 및 관리모듈(2000)이 개별적이고 즉시적으로 판단 및 알림을 수행하는 경우와, 네트워크상 관제서버(2020)에서 중앙집중형태로 복수의 중계 및 관리모듈(2000)로부터 정보를 수집하고 통합 제어하는 경우가 선택적 또는 추가적으로 이루어질 수 있을 것이다. 다만, 화재의 발생시 초기 대응이 시급하고 중요함에 비추어 일단 중계 및 관리모듈(2000)에서 각 단위영역에 대한 응급조치를 수행할 수 있도록 자체적인 알고리즘을 구비하는 것이 바람직하다. 이와 관련한 구체적인 실시예는 후술한다.
상기 로컬디바이스(1000)와 중계 및 관리모듈(2000)의 연결은 근거리통신의 정확성 및 경제성을 고려하여 RS485 방식이 적용될 수 있을 것이다. 다만, 다양한 유선 또는 무선의 통신 방식 또는 프로토콜이 적용될 수 있을 것이며, 무선 통신방식으로서 Zigbee, Bluetooth, RF통신, WiFi, 3G, 4G, LoRa(Long Range) 통신 등을 고려해볼 수 있다.
상기 로컬디바이스(1000)는 화재의 발생여부와 재실여부를 감지할 수 있는 다양한 센서장치를 포함하여 구성될 수 있다. 예를 들어, CO2센서, CO센서, 온도센서, 습도센서, PM(Particulate Matter)센서, 포름알데히드검출센서, 다양한 종류의 가스 감지센서, 열감지식 또는 연기감지식 화재감지센서, 음향센서, 진동센서, PIR(Passive Infra-Red)센서, 가속도센서모듈, 음향센서 등의 센서장치들일 수 있다. 다만, 상기의 예시에 한정되는 것은 아니다.
이러한 로컬디바이스(1000)는 소정의 감지신호를 시각화하여 정보를 제공할 수 있도록 디스플레이를 추가적으로 구비할 수 있을 것이며, 이용자의 선택에 따라 벽면, 천정면, 장치의 케이싱 등에 배치될 수 있을 것이다. 또한, 상기 로컬디바이스(1000)는 외부 전력의 차단시 가동을 위하여 자체적인 전원으로서 센서기능을 수행할 수 있도록 배터리(미도시)를 추가적으로 결합할 수 있을 것이다.
또한, 상기 로컬디바이스(1000)는 소정의 격리된 공간에서 화재경보의 효율적인 전달을 위하여 광학적, 청각적 경보를 위한 공지의 경보수단을 추가적으로 구비할 수 있다. 상기한 바와 같이 본 발명이 피난 시스템은 기 설치된 소방시설 등과 연계하여 작동할 수 있고, 상기 로컬디바이스(1000)는 소방시설의 화재탐지설비와 연동하거나 이에 부속하여 구성될 수 있을 것이며 비상 방송설비, 시각 경보장치, 무선통신 보조설비와 연동 작동될 수 있다.
복수의 로컬디바이스(1000)가 선택된 개소에 설치되면, 소정의 단위영역에 복수의 로컬디바이스(1000)들을 관리할 수 있는 중계 및 관리모듈(2000)이 구비될 수 있으며, 상기 중계 및 관리모듈(2000)은 화재발생의 위치와 단말기부(3000)를 기준으로 하는 피난자의 위치를 확인 및 판단하는 기능을 수행할 수 있다. 여기서 단위영역이란 효율적으로 관리되거나 유기적인 피난동선의 계획을 수립할 수 있는 로컬디바이스(1000)의 집합 구역을 의미할 수 있는데, 예를 들어 고층건물의 경우 하나의 층을 단위영역으로 구분할 수 있을 것이다. 복수의 단위영역을 기준으로 수평적인 대피경로와, 예를 들어 복수의 층 간에 수직적인 대피경로에 대한 맵핑이 가능하다.
상기 중계 및 관리모듈(2000)로부터 수집되는 정보는 중계부(2010)를 거쳐서 관제서버(2020)로 송신될 수 있는바, 이러한 데이터의 통신을 위한 중계부(2010)는 CDMA, 3G, 4G, 5G 등의 이동통신 서비스를 제공하는 통신사의 기지국 등을 포함하는 통신망을 의미할 수 있으나 반드시 이에 한정되는 것은 아니다. 그러나, 상기 중계부(2010)는 근거리통신에서는 별도의 송수신장비가 개재되지 않은 전파범위를 의미할 수도 있으며, 관제서버(2020) 및 중계 및 관리모듈(2000)이 지그비(Zigbee) 통신, 블루투스(Bluetooth), LoRa(Long Range) 통신, Wifi 방식으로 통신하는 경우도 이에 포함된다.
상기 중계부(2010)를 경유하여 시설의 도면정보 내지는 지리정보를 제공할 수 있는 별도의 건물/지리정보서버에 연결되어 중계 및 관리모듈(2000) 또는 관제서버(2020)가 시설의 피난용 네비게이션을 단말기부(3000)에 구현할 수 있을 것인데 이와 관련된 실시예는 후술하도록 한다.
상기 중계부(2010)를 통하여 중계 및 관리모듈(2000) 및/또는 관제서버(2020)의 정보를 각 피난자별 단말기부(3000)에 전송할 수 있다. 상기 단말기부(3000)는 기본적으로 피난자가 휴대하고 통신망에 접속하며 위치확인이 가능한 스마트폰과 같은 모바일장치를 의미할 수 있다. 이러한 단말기부(3000)는 화상과 음성의 구현이 가능하고 중계부(2010)를 통하여 접속할 수 있는 장비라면 개인용컴퓨터, 노트북, 태블릿과 같은 다양한 단말기를 포함할 수 있다.
도시된 예에서는 소정의 복합건물의 하나의 층을 단위영역으로 지정하여 중계 및 관리모듈(2000)이 배치되어 있으며, 총 여섯 개의 방이 구획되어 개소로 구별되고 로컬디바이스(1000)가 배치된다. 상하층으로 이동할 수 있는 계단과, 비상용 계단이 하나씩 구성되어 있다.
화재지점(F)은 우측 첫 번째와 두 번째 룸 사이의 복도이며, 피난자의 단말기부(3000)는 우측 세 번째 룸에 위치하고 있다. 이 경우 화재지점(F)은 첫 번째 룸의 로컬디바이스(1000e)와 두 번째 룸의 로컬디바이스(1000d)에 인접하고 있으며 연감지 내지는 열감지 센서 등을 통하여 시간별 또는 강도별 차이를 통하여 화재지점의 예측이 가능할 것이다. 이와 관련된 실시예는 후술한다.
이때, 중계 및 관리모듈(2000)에서는 피난자의 재실여부를 각 로컬디바이스(1000)로부터 수집된 정보로부터 판별하는데, 세 번째 룸의 로컬디바이스(1000c)로부터 재실감지신호를 수신하여 재실을 판단할 수 있다. 이에, 피난자의 단말기부(3000)를 통하여 가장 안전하거나 가장 효율적인 대피경로(R)를 디스플레이로 구현하거나 음성으로 안내하여 신속한 대피가 가능하도록 할 수 있다. 한편, 상기 대피경로(R)가 화재지점(F)에 인접한 비상구 또는 계단 방향으로 유도하기 때문에 안전에 위협이 발생할 수 있다고 판단되는 경우, 효율성에 우선하는 인자로서 안전성을 판단할 수 있다. 이에, 가장 효과적인 대피경로라고 하더라도 시간이 흐름에 따라 대피가 불가능하거나 안전하지 않은 위치라면 다른 경로로의 판단을 수행할 수 있을 것이다. 상기 경우에는 화재지점(F)에서 먼 비상계단으로 안내하는 차순위 대피경로로 안내의 전환이 가능할 것이다.
상기 중계 및 관리모듈(2000)은 단말기부(3000)로 직접 또는 관제서버(2020)를 경유하여 소정의 화재에 대한 정보를 단말기부(3000)로 전송할 수 있을 것인데, 이때 단말기부(3000)로부터 수집된 위치정보와 재실판단된 위치와의 매칭을 수행함으로써 정확한 인명 판단이 가능할 수 있다. 이를 위하여 소정의 화재안내 어플리케이션을 구동하도록 유도할 수 있는 것이 바람직하며 이와 관련된 실시예는 후술한다.
도 3은 상기된 화재시 피난 동선의 유도가 가능한 시스템에서 중계 및 관리모듈의 실시예를 설명하기 위한 블록도이다.
중계 및 관리모듈(2000)은 각 개소의 로컬디바이스(1000)들로부터 화재 및 재실에 관한 감지신호를 수신하여 피난의 계획을 수립함은 상기한 바와 같다. 기본적으로 화재감지부(2100)와 재실판단부(2200)를 구비하여 특정 지점의 화재 발생 여하와 피난자의 재실유무 및 위치에 대한 판단을 수행하게 된다.
화재여부에 대한 판단은 각 위치의 로컬디바이스(1000)의 연감지신호 또는 열감지신호 등의 수신 신호를 기초로 연산하여 이루어질 수 있는데, 화재의 위치와 관련하여 소정의 추적 알고리즘이 적용될 수 있을 것이다. 도 2를 참고하면, 하나의 위치(1000a)에서만 화재감지신호가 전송된 경우 해당 룸에서 화재가 발생한 것으로 판단할 수 있다. 다만, 상기의 예와 같이 로컬디바이스(1000)가 배치되지 않은 통로 부분에서 화재가 발생한 경우는 동시적인 판단으로서 세 개 이상의 지점의 판단 값을 통하여 삼각 측량의 방식이 적용될 수 있을 것이다. 또한, 시간차 및 감지신호의 강도를 통하여 화재가 어느 로컬디바이스(1000)에 더 근접해 있는지의 판단이 가능할 것이며, 상기 시계열적인 판단을 통하여 화재의 확산에 대한 추적도 가능할 수 있을 것이다.
피난자의 위치와 관련하여 재실판단부(2200)가 기능하며, 상기의 실시예에서 단말기부(3000)가 배치되는 룸의 로컬디바이스(1000c)에서, 예를 들어 PIR센서를 통하여 인체 또는 움직임 감지가 있는 경우 이를 재실로 판단할 수 있을 것이다.
다만, 비교적 장시간 정지해 있는 사람이나 의식이 없는 사람의 경우는 판단에 문제가 발생할 수 있다. 이를 위하여, 상기 재실판단부(2200)는 로컬디바이스(1000)에 구비되는 재실센서의 움직임 감지에 따라 1차적으로 재실여부를 판단하도록 하되, 화재감지부(2100)에서 화재가 있는 것으로 판단된 경우 보조적으로 이산화탄소센서로부터의 감지신호를 통하여 이산화탄소량의 변동에 따라 재실유무를 추가적으로 판별하도록 하는 경우도 고려될 수 있을 것이다. 경우에 따라, 상기 재실판단부(2200)는 재실판단의 이벤트가 발생한 경우 이를 각 로컬디바이스(1000)의 위치별 식별자를 구분하여 시계열적으로 저장하고 시계열적인 동적 요소에 따라 재실 여하에 대한 판별을 수행할 수 있을 것이다.
상기 재실판단부(2200)에서 기초적인 피난자의 유무와 위치에 대한 판별이 있는 경우 피난자의 재실로 판단할 수 있을 것이나, 정확성의 향상을 위하여 단말기부(3000)의 위치추적결과를 통하여 재실여부와 위치에 대한 검증 및 보정을 수행할 수 있다.
화재가 발생한 것으로 판단된 경우 경보부(2300)는 로컬디바이스(1000) 및/또는 중계 및 관리모듈(2000)에 구성되는 스피커, LED램프, 부저 등의 공지의 경보수단을 통하여 청각적, 시각적인 화재경보를 수행할 수 있으며, 화재감지부(2100)에 의한 화재지점(F)의 판단으로 대피경로(R)에 대한 일괄적인 안내방송이 가능할 수 있다. 다만, 상기와 같이 피난자의 위치에 따라 상기 대피경로가 위험한 경우가 있을 수 있으며, 로컬디바이스(1000) 및/또는 각 피난자가 소지한 단말기부(3000)를 통하여 최적화된 안내가 가능할 수 있을 것이다.
이에, 피난안내부(2400)는 각 피난자별 최적의 피난을 위한 계획을 연산하기 위하여 시설의 지리적 정보를 수집하여 데이터베이스화할 수 있으며, 이에 건물/지리정보서버(2030)로부터 건물의 구조정보, 소방정보, 지형정보 등을 수신할 수 있다. 이러한 시설의 도면 구축을 위한 정보는 미리 수집되어 관제서버(2020) 또는 개별화된 시설물의 중계 및 관리모듈(2000)에 미리 데이터화하여 저장하여 필요시 호출하여 사용될 수 있으며, 경우에 따라 화재판단시 즉시적으로 건물/지리정보서버(2030)로부터 요청 및 수신하여 사용될 수도 있을 것이다. 상기와 같은 건물의 구조나 지리적 정보를 제공하는 건물/지리정보서버(2030)는 소방방재청의 서버, 소정의 건물관리시스템의 서버, 지자체 또는 국가의 지리정보 DB일 수 있으나 반드시 이에 한정되는 것은 아니다. 이러한 정보를 기초로 최적의 대피경로를 연산하고 로컬디바이스(1000) 및/또는 단말기부(3000)로 안내하도록 기능할 수 있으며 이에 대한 실시예는 후술한다.
상기 피난안내부(2400)의 작동에 따라 각 단말기부(3000)에서 피난자별 개별화된 정보의 안내 및 지시를 수행하기 위하여 APP구동부(2500)가 포함될 수 있다. 상기 APP구동부(2500)는 단말기부(3000)에 어플리케이션의 구동을 통하여 소정의 화상 또는 음성의 정보제공 또는 광학적 안내를 수행할 수 있다.
한편, 상기 재실판단부(2200)의 판단은 기초적으로 로컬디바이스(1000)의 감지신호의 전송에 기초함은 상기와 같다. 다만, 화재에 의한 연기의 발생과 광수신감도의 저하가 있는 경우, 피난자의 움직임이 없는 경우, 복수의 피난자들이 중첩되는 경우 등에는 오류가 발생할 수 있고 이 경우는 피난 안내에 혼선이 있을 우려가 있다. 이때, 단말기부(3000)에서의 위치추적결과와 함께 재실판단부(2200)에서는 상기 재실정보를 보정할 수 있을 것이다. 이때, 수평적 위치관계의 정확성은 단말기부(3000)의 위치추적결과에 의하여 보완될 수 있을 것이며, 단말기부(3000)의 수평적 위치이동의 결과와 대피의 여하는 로컬디바이스(1000) 또는 중계 및 관리모듈(2000)의 식별자에 대한 이관처리 방식으로 구별될 수 있을 것이다.
또한, 통신부(2001)는 중계부(2010)를 통하여 관제서버(2020) 및/또는 건물/지리정보서버(2030)와 원격으로 연결하도록 공지의 통신방식에 따른 통신모듈을 구비할 수 있으며, 로컬디바이스(1000) 및 각 피난자의 단말기부(3000)와 연결된다.
도 4는 상기 피난안내부의 실시예를 설명하기 위한 구성도이다.
상기와 같이 피난안내부(2400)는 화재감지부(2100)에 의하여 화재가 있는 것으로 판단되고 재실판단부(2200)에 의하여 피난자가 단위영역에 위치한 것으로 확인되는 경우, 화재지점(F)과 피난자의 위치에 따라 최적의 피난계획을 수립하여 해당 피난자의 단말기부(3000)로 전송하는 기능을 수행한다.
이를 위하여 식별 및 매칭부(2410)는 화재감지부(2100)에서 판단된 화재지점(F)과 재실판단부(2200)에서 판단된 피난자의 위치를 시설의 맵과 매칭하는 동시에, 단말기부(3000)와 재실판단된 피난자의 식별 및 매칭을 수행한다. 이러한 피난자 매칭을 위하여 재실판단부(2200)에서 판단된 피난자의 위치와 중계 및 관리모듈(2000)에서 식별되거나 소정의 위치추적모듈에 의하여 추적된 단말기부(3000)의 위치를 상호 대비 및 보정하여 일치시키는 작업을 수행할 수 있다.
맵수집 및 작성부(2420)는 화재감지부(2100)에서 감지된 화재지점(F)과 피난자의 위치 및 대피경로(R)와 관련되어 데이터베이스화된 시설의 맵이나 건물/지리정보서버(2030)로부터 호출하여 식별된 해당 시설 내지 부분의 맵에 대해 각 단말기부(3000)로 개별화된 최적 대피경로에 대한 계획을 수립한다. 이러한 대피계획은 시간의 경과에 따른 단말기부(3000)의 위치와, 화재지점(F)의 확산을 고려하여 수정된 대피경로(R)에 대한 정보를 포함한다.
이에, 시계열적인 피난 계획의 수립을 위하여 위치추적부(2430)가 기능할 수 있다. 상기 위치추적부(2430)는 기본적으로 재실판단부(2200)의 정보에 의하여 피난자의 위치를 판단하여 맵수집 및 작성부(2420)에서 맵과 매칭시킬 수 있을 것인데, 피난자의 이동 위치는 단말기부(3000)의 위치추적 기능이 개시된 경우에는 기지국의 삼각측량법에 의하여 산출되거나 단말기부(3000)에 내장된 GPS모듈의 정보에 의한 위치를 기본으로 하고, 실제 감지된 동작감지센서 또는 열감지센서 등의 감지값으로부터 재실판단부(2200)에서 판단된 위치를 통해 보정하는 방식으로 판단될 수 있을 것이다. 상기 위치 내지 시간의 보정은 보정부(2600)에 의하여 수행될 수 있음은 상기와 같다.
한편, 피난자의 위치 이동이 시계열적으로 데이터화되는 과정은 재실판단부의 측정과 단말기부(3000)의 이동의 값의 수집이 각각 별개로 이루어진 다음 상기 보정부(2600)에 의하여 함께 위치의 추적이 연산되는 것이 바람직할 것이다. 예를 들어, 화재시 피난자가 이동 중 의식을 잃어 움직임이 없는 경우 재실판단부(2200)의 이동이 중단되고 이는 재실판단부(2200)의 감지값이 없는 경우일 것이며, 단말기부(3000)의 실시간 위치추적이 유의미할 수 있다. 또한, 피난자와 단말기부(3000)가 함께 이동되는 과거의 데이터를 누적하다가 분리가 개시된 시점부터는 재실판단부(2200)의 판단과 단말기부(3000)의 위치추적의 지점 차이 중에서 단말기부(3000)의 추적보다는 재실판단부(2200)의 판단을 우선시하는 것이 바람직할 것이다.
또한, 상기 위치추적부(2430)는 로컬디바이스(1000)의 화재감지센서의 측정에 의하여 확산되는 화재지점(F)의 위치를 변경 또는 추가하는 방식으로 화재확산을 감지하고 예측할 수 있을 것이다. 이에, 시간에 따라 확산되는 화재와 피난자의 위치에 근거하여 대피경로(R)를 판단 및 수정할 수 있도록 한다. 여기서 확산되는 화재란 화염 자체만을 의미할 수도 있을 것이나, 화재감지부(2100)에서 연기감지를 통하여 판단된 유독가스를 포함하는 것으로 이해되어야 할 것이다.
추가적으로, 상기 위치추적부(2430)는 피난자로 식별되어 피난 안내가 이루어지고 있는 복수의 단말기부(3000)들을 그룹화하여 추적하고 위치를 안내할 수 있는 기능을 추가적으로 수행할 수 있다. 상기 단말기부(3000)들 간에 그룹화는 기본적으로 어플리케이션을 통하여 소정의 매칭이 이루어지거나 재난시스템 또는 관제시스템 등의 기관 서버 등에서 관리되는 가족관계, 친지관계, 보호자관계 등에 의하여 이루어질 수도 있을 것이다. 이에, 상기 위치추적부는 상기 연계된 단말기부(3000)들을 그룹화하여 위치를 추적하며, 상기 피난계획 수립부(2440)는 그룹화된 단말기부(3000)의 동선을 연계 또는 중첩할 수 있도록 함으로써 가까운 사람들 간에 집합할 수 있는 가능성을 향상시켜줄 수 있을 것이다.
이에, 피난계획수립부(2440)는 상기 식별 및 매칭된 결과와 작성된 맵을 근거로 피난자의 위치와 화재 위치에 따라 피난계획을 수립하며, 이는 피난자의 동선과 시간의 흐름에 따라 최적화된 경로를 제공한다.
이에 APP구동부(2500)를 통하여 개별화된 피난자의 단말기부(3000)에서 화상으로써 네비게이터(3010)에 피난동선(e)을 표시하여 직관적인 대피가 가능하도록 한다. 여기서, 제1피난자의 단말기부(3000a)와 제2피난자의 단말기부(3000b)의 피난동선(e)은 안전을 고려하여 최적화되어 서로 다르게 현출될 수 있는 것이다.
상기 APP구동부(2500)의 작동에 대해서는 아래에서 더욱 구체적으로 살펴보도록 한다.
도 5는 본 발명의 화재시 피난 동선의 유도가 가능한 시스템에서 APP구동부의 작동을 설명하기 위한 블록도이다.
SMS전송부(2510)는 재실 판단된 피난자에게 화재의 발생 안내 및 경보를 기초적으로 수행하도록 하며, 재난안내문자와 같이 공지된 공용의 대량 문자전송방식이 적용될 수 있음은 물론이다. 이러한 SMS전송부(2510)의 화재안내와 함께 단말기부(3000)에서는 화재발생음 또는 발광 방식으로 경보를 제공할 수 있을 것이며, 이는 상기 경보부(2300)의 작동과 연동될 수 있다.
이러한 SMS전송부(2510)는 문자열 안내 및 어플리케이션 설치 및/또는 가동을 위한 하이퍼링크를 각 사용자단말에 전송할 수 있다. 상기 어플리케이션은 피난안내부(2400)에 의하여 안내되는 피난동선(e)이 구현될 수 있는 네비게이터를 사용자 인터페이스로 제공하며, 위치추적을 위한 추적기능의 가동 등의 동작의 개시를 위하여 사용자의 선택에 따라 실행될 수 있을 것이다. 상기 위치추적시 개인정보보호와 관련하여서는 어플리케이션의 동작시 또는 재난관제 관련 문자의 수신시 피난자의 선 승인 과정을 통하여 허락이 제공될 수 있을 것이나, 경우에 따라 긴급피난 또는 정부의 관제의 법령상 필요에 따라 위치 추적이 강제되는 것도 허용하도록 설정될 수 있을 것이다.
따라서, 어플리케이션동작부(2520)는 상기 피난계획수립부(2440)에 의한 최적의 피난동선(e)을 네비게이터(3010) 또는 방향 지시 등의 방식으로 안내하도록 사용자 UI를 제공할 수 있다. 이로써 피난자는 직관적인 피난이 가능하며, 추가적으로, 음향 또는 음성을 통한 안내와 실시간 계획의 변동에 관한 추적이 가능하다.
본 발명의 추가적인 개념으로서 어플리케이션동작부(2520)가 그룹화된 단말기부(3000)들 사이의 위치를 상호 노출시키며, 이는 상기 맵 및 피난경로에 추가될 수 있다. 상기와 같이 그룹화된 단말기부(3000)의 위치는 각 피난자 별로 개별화되어 표시될 수 있을 것이다.
또한, 단말기부(3000)의 소정의 획득된 제어권한을 통하여 음성 또는 발광 수행하도록 하는 음성 및 발광제어부(2530)를 구비할 수 있다. 이에, 상기 음성 및 발광제어부(2530)는 사용자의 단말기부(3000) 플래시 동작을 자동적으로 이루어지도록 함으로써 가스와 매연으로 가시성이 악화된 상태에서 손전등으로 기능하여 시야 확보가 가능하도록 할 수 있다. 또한, 상기 음성 및 발광제어부(2530)는 음향이나 음성의 발생이 가능하도록 할 수 있으며 이는 외부에 피난자를 알리도록 기능할 수 있다.
한편, 어플리케이션동작부(2520)는 오버라이드부(2540)를 더 포함하여 SMS전송부(2510)에 의한 문자메세지 또는 대량 재난문자 안내의 전송이 이루어진 상태에서 강제적으로 어플리케이션을 설치하도록 하거나, 이를 실행하도록 하거나, 단말기부(3000)의 위치확인기능, 음향발생기능, 발광기능 등에 권한을 획득하도록 할 수 있을 것이다. 이에, 피난자가 패닉 상태에서 단말기부(3000)의 조작이 사실상 어려운 경우 강제로 피난 경보와 안내에 대한 동작을 수행하도록 할 수 있다.
또한, 상기 오버라이드부(2540)는 피난자의 재실이 확인이 되었으나 위치가 불명한 상태에서 의식이 없는 경우 등에 강제적으로 단말기부(3000)의 제어 권한을 획득하여 구난자가 쉽게 발견 가능하도록 경보등을 활성화하도록 함으로써 생명의 보호 능력을 더욱 향상하도록 할 수 있다.
이와 관련하여, 상기 피난계획수립부(2440)는 위치 확인 및 추적 상태에서 피난자, 피난동선, 화재의 지점 및 확산과 관련된 정보를 관제서버 또는 원격의 소방인력 등에 구조의 요청 및 위치정보로서 송신하도록 할 수 있을 것이다.
또한, 상기 화재판단이 이루어진 상태에서 재실판단부(2200)에서 재실감지값에서 반응이 없고, 단말기부(3000)의 위치확인 등이 되지 않아 최종 재실이 없는 것으로 확인되는 경우 산소 등의 차단에 의한 화재 진압, 차단문의 작동을 허용하도록 할 수 있으며, 반대로 재실로 판단된 경우는 상기와 같은 피난에 장애가 되는 요소들의 작동을 소정의 조건에 만족할 때까지 중단하도록 요청할 수 있다.
상술된 본 발명의 화재시 피난 동선의 유도가 가능한 시스템에 의하여, 특히 다수가 이용하는 복합적인 공간에서 효율적으로 개별화되고 최적화된 피난계획의 수립과 경보 및 안내가 가능하기 때문에 화재는 물론 재난이 발생한 경우에도 인명피해가 최소화될 수 있을 것이다.
또한, 화재의 판단 및 재실의 판단과 함께 위치추적을 수행함으로써 최적화된 피난동선의 제공이 가능할 뿐만 아니라 대중화된 스마트폰 등을 활용하여 음향 및 화상으로 직관적인 정보의 제공이 가능하기 때문에 안전성 향상의 효율은 극대화된다.
또한, 재실판단과 화재판단을 유기적으로 융합하여 인명피해를 최소화하는 한편 화재발생시 대응방식을 즉시적으로 유도할 수 있기 때문에 구조와 진압의 효율성이 향상될 수 있을 것이다.
이상에서, 본 발명은 실시예 및 첨부도면에 기초하여 상세히 설명되었다. 그러나, 이상의 실시예들 및 도면에 의해 본 발명의 범위가 제한되지는 않으며, 본 발명의 범위는 후술한 특허청구범위에 기재된 내용에 의해서만 제한될 것이다.
1000...로컬디바이스 2000...중계 및 관리모듈
2010...중계부 2020...관제서버
2030...건물/지리정보서버 2100...화재감지부
2200...재실판단부 2300...경보부
2400...피난안내부 2410...식별 및 매칭부
2420...맵수집 및 작성부 2430...위치추적부
2440...피난계획수립부 2500...APP구동부
2510...SMS전송부 2520...어플리케이션동작부
2530...음성 및 발광제어부 2540...오버라이드부
2600...보정부 3000...단말기부
3010...네비게이터

Claims (7)

  1. 시설에 구비되는 복수의 로컬디바이스(1000); 및
    상기 복수의 로컬디바이스로부터 감지신호를 수신하고 피난계획을 수립하는 중계 및 관리모듈(2000);를 포함하되,
    상기 로컬디바이스는,
    화재감지센서와 재실감지센서를 구비하여 시설의 각 개소에서 화재의 발생여부 및 화재의 위치와 피난자의 재실여부에 대한 감지신호를 중계 및 관리모듈로 전송하고,
    상기 중계 및 관리모듈은,
    상기 로컬디바이스의 감지신호를 기초로 화재여부 및 화재지점을 판단하는 화재감지부(2100)와, 상기 로컬디바이스의 감지신호를 기초로 재실여부 및 피난자의 위치를 판단하는 재실판단부(2200)와, 상기 화재지점 및 피난자의 위치와 시설의 맵을 매칭하여 피난계획을 수립하는 피난안내부(2400)와, 피난자의 단말기부에 피난계획을 전송하는 APP구동부(2500)를 구비하고,
    상기 피난안내부는,
    피난자의 단말기부의 이동과 재실판단부의 판단 결과를 시계열적으로 각각 데이터화하여 위치를 추적하되, 피난자의 단말기부의 위치추적에 의한 위치를 기본으로 피난자의 위치를 판단하고 재실판단부에서 판단된 위치를 통해 보정하며, 재실판단부에 의한 감지가 없는 경우 재실판단부에 의하여 판단된 위치와 단말기부의 위치추적에 의하여 판단된 위치의 분리가 개시된 시점부터는 재실판단부의 판단을 우선하는 화재시 피난 동선의 유도가 가능한 시스템.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 재실판단부는,
    로컬디바이스에 구비되는 재실센서의 움직임 감지에 따라 재실여부를 판단하되, 화재감지부에서 화재가 있는 것으로 판단된 경우 이산화탄소량의 변동에 따라 재실유무를 추가적으로 판별하는 화재시 피난 동선의 유도가 가능한 시스템.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 피난안내부는,
    화재지점과 피난자의 위치를 시설의 맵과 매칭하되 상기 피난자의 위치와 단말기부의 위치의 식별 및 매칭을 수행하는 식별 및 매칭부(2410)와, 화재지점과 피난자의 위치 및 대피경로와 관련된 시설의 맵을 건물/지리정보서버(2030)로부터 수집하는 맵수집 및 작성부(2420)와, 시계열적으로 피난자의 위치를 갱신하여 추적하는 위치추적부(2430)와, 피난자의 위치와 화재지점에 따라 피난계획을 수립하되 피난자의 동선 및 시간의 흐름에 따라 대피경로를 계획하는 피난계획수립부(2440)를 구비하는 화재시 피난 동선의 유도가 가능한 시스템.
  4. 제3항에 있어서,
    상기 위치추적부는,
    로컬디바이스의 감지에 따라 확산되는 화염과 유독가스의 위치를 화재지점에 변경 또는 추가하는 방식으로 화재확산을 감지하고 예측하는 화재시 피난 동선의 유도가 가능한 시스템.
  5. 제3항에 있어서,
    상기 APP구동부는,
    피난자의 단말기부로 화재안내를 전송하도록 하는 SMS전송부(2510)와, 상기 피난계획수립부(2440)에 의한 최적의 피난동선을 네비게이터로서 단말기부에 표시하도록 하는 어플리케이션동작부(2520)를 포함하되,
    상기 SMS전송부는,
    피난동선을 표시하는 네비게이터 어플리케이션의 설치 및 실행을 안내하는 하이퍼링크를 전송하는 화재시 피난 동선의 유도가 가능한 시스템.
  6. 제5항에 있어서,
    상기 어플리케이션동작부는,
    사용자의 단말기부의 플래시 동작을 자동적으로 실행하여 손전등으로 기능하도록 함으로써 시야확보가 가능하도록 하는 화재시 피난 동선의 유도가 가능한 시스템.
  7. 제1항에 있어서,
    상기 로컬디바이스는,
    CO2센서, CO센서, 온도센서, 습도센서, PM(Particulate Matter)센서, 포름알데히드검출센서, 가스 감지센서, 열감지식 또는 연기감지식 화재감지센서, 음향센서, 진동센서, PIR(Passive Infra-Red)센서, 가속도센서, 음향센서 중의 어느 하나 이상을 포함하여 이루어지는 화재시 피난 동선의 유도가 가능한 시스템.
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