KR102325565B1 - method for drawing optimal escape route from fire - Google Patents
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Abstract
Description
본 발명은 화재로부터 탈출을 위한 최적 경로 도출 방법에 관한 것으로, 특히 건물 화재 발생시 각종 IoT 센서를 이용해 건물 내부 온도, 가시거리, 유독가스 농도 및 재실자 밀집도 등의 위험도 계수를 종합적으로 고려하되 각 위험도 계수에 적절한 가중치를 부여해서 각 방의 최적 탈출 경로를 도출한 후 재실자의 스마트폰 등을 통해 알려주는 화재로부터 탈출을 위한 최적 경로 도출 방법에 관한 것이다.The present invention relates to a method of deriving an optimal route for escaping from a fire. In particular, when a building fire occurs, various IoT sensors are used to comprehensively consider risk coefficients such as building interior temperature, visible distance, toxic gas concentration, and occupant density, but each risk coefficient It relates to a method of deriving an optimal route for escaping from a fire that is notified through a occupant's smartphone after deriving an optimal escape route for each room by assigning appropriate weights to
일반적인 건물 화재 경보 시스템은 유선으로 연결된 센서 장치를 통해 화재를 탐지하고 사용자에게 화재 경보 정보를 제공한다. 응급 진화 시스템은 화재를 탐지한 경우에 스프링쿨러와 같은 진화 장비를 가동하여 응급 진화를 수행한다.A typical building fire alarm system detects a fire through a wired sensor device and provides fire alarm information to a user. The emergency extinguishing system performs emergency extinguishing by operating extinguishing equipment such as sprinklers when a fire is detected.
종래의 화재 경보 기술은 센서 네트워크 및 케이블 방송망을 이용하고 있다. 이러한 종래의 기술은 센서 네트워크의 각 노드를 통하여 화재 여부를 인지하고 아파트 단지 거주자에게는 가정 내에 배치된 IPTV 화면을 통하거나 케이블 방송망을 통해 화재 발생 사실을 신속하게 알려준다.The conventional fire alarm technology uses a sensor network and a cable broadcasting network. This prior art recognizes whether there is a fire through each node of the sensor network, and promptly informs apartment complex residents of the fact that a fire has occurred through an IPTV screen placed in the home or through a cable broadcasting network.
그러나 종래의 화재 경보 기술은 단순히 화재 발생 사실이나 비상구 위치 등만을 알려줄 뿐 탈출 경로를 제시하지 못하는 문제점이 있었다.However, the conventional fire alarm technology has a problem in that it cannot suggest an escape route by simply notifying the fact that a fire has occurred or the location of an emergency exit.
전술한 문제점을 감안하여, 하기 선행기술 1에는 무선 센서/제어 노드의 센서 데이터(예를 들어 온도, 불꽃, 연기, 유독가스)와 라우팅 정보(위치 정보)를 수집하여 화재의 발생 여부를 판단하고 화재 발생시 사용자에게 화재경보뿐 아니라 사용자의 현재 위치에서 최단 거리인 이동 경로(예를 들어, 탈출 경로 또는 구조 경로)를 제공하는, 무선 센서 네트워크를 이용한 화재경보/경로제공 서비스 서버 및 그 방법이 개시되어 있다.In view of the above-described problems, in the following
그러나 선행기술 1은 건물 화재 발생시 재실자의 현재 위치에서 최단의 탈출 경로나 화재 또는 유독가스가 상대적으로 덜한 탈출 경로를 제시하는 것으로 되어 있으나 주로 무선 센서 네트워크와 관련된 하드웨어적인 관점에서의 기술을 개시하고 있을 뿐 재실자의 현재 위치에서의 최적 탈출 경로를 도출하기 위한 구체적인 방법을 제시하지 못하고 있다.However,
하기 선행기술 2에는 화재 발생시 건물 내부에 포함된 복수의 센서들로부터 중계기와 TCP/IP 통신을 통해 수신한 화재 정보를 기초로 하는 탈출경로 알고리즘 및 건물 맵 정보로부터 최적 탈출 경로를 도출한 후에 UDP 통신을 통해 건물에 설치되어 있는 표출장치로 제어 커맨드를 전송하여 3차원 탈출 경로를 제공하는 화재 발생에 따른 3차원 경로 제공 시스템 및 그 방법이 개시되어 있다.In the following
구체적으로 선행기술 2에서는 여러 종류의 화재 감지 센서의 감응(동작) 정도에 따라 화재의 규모, 범위 또는 확산 정도 등을 예측하고, 이에 더하여 화재의 발생 정도나 화재 발생 위치에의 근접 여부에 따라 복수의 이동 경로에 서로 다른 가중치를 부여하여 최적 탈출 경로를 산출하고 있다.Specifically, in Prior
그러나 선행기술 2에서는 건물 화재 발생시 안전한 탈출에 매우 중요한 요소인 탈출 경로 상의 가시거리나 재실자의 밀집도를 탈출 경로 도출 과정에서 고려하지 않을 뿐 아니라 인체에 영향을 미치는 각종 위험 인자에 적절한 가중치를 부여하여 않아서 탈출 경로 도출 결과의 신뢰성이 떨어지는 문제점이 있었다.However, in
하기 선행기술 3에서는 여러 종류의 화재 감지 센서를 노드로 하여 각 노드로부터 전달받은 감지 신호의 크기에 의해 해당 노드의 웨이트 값을 달리 부여하고 이렇게 부여된 각 노드의 웨이트 값의 총합이 최소가 되는 경로를 최단 경로로 결정하여 사용자에게 안내한다.In the following
그러나 전술한 선행기술 3에서는 탈출 경로인 복도(통로)가 아니라 각 실이나 구획 공간 내부의 모니터링 결과에 의거하여 최단 경로를 산출하기 때문에 최단 경로 산출 결과의 신뢰성이 낮을 뿐 아니라 최단 경로 산출 과정이 상대적으로 복잡하다는 문제점이 있었다. However, in the
본 발명은 전술한 문제점을 해결하기 위해 안출된 것으로서, 건물 화재 발생시 각종 IoT 센서를 이용해 건물 내부 온도, 가시거리, 유독가스 농도 및 재실자 밀집도 등의 위험도 계수를 종합적으로 고려하되 각 위험도 계수에 적절한 가중치를 부여해서 각 방의 최적 탈출 경로를 도출한 후 재실자의 스마트폰 등을 통해 알려주는 화재로부터 탈출을 위한 최적 경로 도출 방법을 제공함을 목적으로 한다.The present invention has been devised to solve the above problems, and when a building fire occurs, various IoT sensors are used to comprehensively consider risk factors such as building interior temperature, visible distance, toxic gas concentration, and occupant density, but with appropriate weights for each risk factor After deriving the optimal escape route for each room by giving the
전술한 목적을 달성하기 위한 본 발명의 화재로부터 탈출을 위한 최적 경로 도출 방법은 건물의 각 층의 복도 면적이나 길이, 비상 탈출구 수 및 각 방의 탈출 경로를 저장하고 있는 중앙 관제 서버가 건물의 방에 설치된 재실자 감지 센서 모듈 및 화재감지 센서 모듈, 복도에 간격을 두고 설치되어 해당 지점에서의 가시거리, 온도 및 유독가스 농도를 감지하는 모니터링 센서 모듈로부터 주기적으로 감지 신호를 수집하여 화재 발생 여부를 판단하는 (a) 단계; 화재가 발생한 것으로 판단되면, 재실자 감지 센서 모듈로부터의 감지 신호에 의거하여 각 방의 재실자 인원수를 확인하는 (b) 단계; 가시거리, 온도, 유독가스 농도 및 재실자 밀집도 각각에 대한 위험도 계수를 산출하는 (c) 단계 및 각각의 위험도 계수에 각각의 가중치를 부여한 결과에 따라 각 탈출 경로에 대한 위험 점수를 산출한 후 최소 위험 점수를 갖는 탈출 경로를 최적 탈출 경로로 도출하는 (d) 단계를 포함하여 이루어진다.The method of deriving an optimal route for escaping from a fire of the present invention for achieving the above object is a central control server storing the area or length of the corridor of each floor of the building, the number of emergency exits, and the escape route of each room in the room of the building. It determines whether a fire has occurred by periodically collecting detection signals from the installed occupant detection sensor module and fire detection sensor module, and a monitoring sensor module installed at intervals in the hallway to detect the visible distance, temperature, and toxic gas concentration at the point. (a) step; (b) checking the number of occupants in each room based on a detection signal from the occupant detection sensor module when it is determined that a fire has occurred; After calculating the risk score for each escape route according to the step (c) of calculating the risk coefficient for each of the visibility distance, temperature, toxic gas concentration and occupant density, and assigning weights to each risk coefficient, the minimum risk and (d) deriving an escape route having a score as an optimal escape route.
전술한 구성에서, 탈출 방법, 스프링쿨러 또는 비상구 설치 여부를 함께 반영하여 위험도 계수를 산출한다.In the above configuration, the risk factor is calculated by reflecting the escape method and whether a sprinkler or an emergency exit is installed.
위험 점수 산출 시에 가시거리, 온도, 유독가스 농도, 재실자 밀집도 및 스프링쿨러 설치 여부 순서로 가중치가 차등 부여된다.When calculating the risk score, different weights are given in the order of visibility, temperature, toxic gas concentration, occupant density, and whether or not a sprinkler is installed.
각 탈출 경로에 대한 위험 점수 산출시 전체 탈출 경로를 단위 구간으로 분할하여 위험 점수를 산출한 후 합산하되, 각 단위 구간은 단위 구간은 모니터링 센서 모듈의 설치 간격에 따라 정해진다.When calculating the risk score for each escape route, the entire escape route is divided into unit sections and the risk score is calculated and then summed, but the unit section for each unit section is determined according to the installation interval of the monitoring sensor module.
위험 점수는 에 의해 산출되되, W는 가중치를 나타내고, RI는 위험도 계수를 나타내며, L은 전체 탈출 경로에서의 각 단위 구간을 나타낸다.the risk score , where W denotes a weight, RI denotes a risk factor, and L denotes each unit section in the entire escape route.
본 발명의 화재로부터 탈출을 위한 최적 경로 도출 방법에 따르면, 건물 화재 발생시 각종 IoT 센서를 이용해 건물 내부 온도, 가시거리, 유독가스 농도 및 재실자 밀집도 등의 위험도 계수를 종합적으로 고려하되 각 위험도 계수에 적절한 가중치를 부여해서 각 방의 최적 탈출 경로를 도출함으로써 탈출 경로 도출 과정이 상대적으로 간단할 뿐 아니라 탈출 경로 도출 결과의 신뢰성을 제고할 수 있다.According to the method of deriving an optimal route for escaping from a fire of the present invention, when a building fire occurs, various IoT sensors are used to comprehensively consider risk factors such as building internal temperature, visible distance, toxic gas concentration, and occupant density, but appropriate for each risk factor. By deriving the optimal escape route for each room by assigning weights, the process of deriving an escape route is relatively simple and the reliability of the result of deriving an escape route can be improved.
도 1은 본 발명의 화재로부터 탈출을 위한 최적 경로 도출 시스템의 네트워크 구성도.
도 2는 도 1에서 각 센서 모듈의 배치 상태를 예시적으로 보인 도.
도 3은 본 발명의 화재로부터 탈출을 위한 최적 경로 도출 시스템에서 각 센서 모듈의 기능 블록도.
도 4는 본 발명의 화재로부터 탈출을 위한 최적 경로 도출 방법을 설명하기 위한 흐름도.
도 5는 화재 발생시 밀집도와 이동 방향성 유무에 따른 이동 속도와의 관계를 보인 그래프.
도 6은 본 발명의 화재로부터 탈출을 위한 최적 경로 도출 방법에서 최적 탈출 경로를 예시적으로 보인 도.1 is a network configuration diagram of an optimal path derivation system for escaping from a fire according to the present invention.
FIG. 2 is a view illustrating an arrangement state of each sensor module in FIG. 1 .
3 is a functional block diagram of each sensor module in the system for deriving an optimal path for escaping from a fire according to the present invention.
Figure 4 is a flow chart for explaining the method of deriving an optimal route for escaping from a fire according to the present invention.
5 is a graph showing the relationship between density and movement speed according to the presence or absence of movement direction when a fire occurs.
6 is a view exemplarily showing an optimal escape route in the method of deriving an optimal route for escaping from a fire according to the present invention.
이하에는 첨부한 도면을 참조하여 본 발명의 화재로부터 탈출을 위한 최적 경로 도출 방법의 바람직한 실시예에 대해 상세하게 설명한다.Hereinafter, a preferred embodiment of the method for deriving an optimal path for escaping from a fire according to the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.
도 1은 본 발명의 화재로부터 탈출을 위한 최적 경로 도출 시스템의 네트워크 구성도이고, 도 2는 도 1에서 각 센서 모듈의 배치 상태를 예시적으로 보인 도이다.1 is a network configuration diagram of an optimal path derivation system for escaping from a fire according to the present invention, and FIG. 2 is a diagram illustrating an arrangement state of each sensor module in FIG. 1 .
도 1 및 도 2에 도시한 바와 같이, 본 발명의 화재로부터 탈출을 위한 최적 경로 도출 시스템은 크게 건물의 각 구획 공간, 예를 들어 방, 거실, 사무실, 회의실 및 창고 등(이하 총칭하여 '방'이라 한다.)(R)에 설치되어 해당 방(R)의 실내 인원수를 감지하는 재실자 감지 센서 모듈(100a), 건물의 해당 방(R)에 설치되어 화재 발생 여부를 감지하는 화재감지 센서 모듈(100b), 건물의 통로나 복도(P)에 간격을 두고 설치되어 해당 지점의 가시거리, 온도 및 일산화탄소 농도 등을 모니터링하는 복수의 모니터링 센서 모듈(100c), 화재 발생시 각 센서 모듈(100)로부터 수신한 감지 신호에 의거하여 최적의 탈출 경로를 도출한 후에 이를 건물 내부에 있는 사용자 단말(400), 예를 들어 이동통신 단말 및 소방센터 서버(500)에 전송하는 중앙 관제 서버(300) 및 각 센서 모듈(100)로부터 주기적으로 감지 신호를 수신한 후에 중앙 관제 서버(300)에 전송하는 중계 게이트웨이(200)를 포함하여 이루어질 수 있다.1 and 2, the system for deriving an optimal path for escaping from a fire of the present invention is largely defined in each compartment space of a building, for example, a room, a living room, an office, a conference room and a warehouse (hereinafter collectively referred to as 'room '.) (R) installed to detect the number of people in the room (R) occupant detection sensor module (100a), installed in the room (R) of the building fire detection sensor module to detect whether a fire has occurred (100b), a plurality of monitoring sensor modules (100c) installed at intervals in the passage or corridor (P) of the building to monitor the visible distance, temperature, and carbon monoxide concentration of the corresponding point, each sensor module (100) in case of fire After deriving an optimal escape route based on the received detection signal, the
전술한 구성에서, 재실자 감지 센서 모듈(100a)은, 예를 들어 각 방의 적소에 설치되는 블루투스 센서 모듈로 구현될 수 있으며, 해당 방에 거주하는 사용자 단말, 예를 들어 스마트폰 등의 이동통신 단말에 구비된 블루투스 통신 모듈과 통신하여 해당 방의 실내 인원수를 감지한다. 이러한 재실자 감지 센서 모듈(100a)에는 해당 건물에서 고유하게 식별 가능한 ID가 부여, 예를 들어 해당 건물의 각 층 및 각 방의 ID와 매칭되어 있는 고유 ID가 부여될 수 있다.In the above configuration, the occupant
화재감지 센서 모듈(100b)은 일반적으로 각 방(R)에 배치되어 화재의 발생 여부를 자동으로 감지하는 연기 감지 센서, 열기 감지 센서 또는 불꽃 감지 센서 등의 자동화재 탐지설비로서, 자동화재 탐지설비 및 시각경보 장치의 화재안전기준(NFSC 203)에 의거하여 설치될 수 있다. 이러한 화재감지 센서 모듈(100b)에는 해당 건물에서 고유하게 식별 가능한 ID가 부여, 예를 들어 해당 건물의 각 층 및 각 방의 ID와 매칭되어 있는 고유 ID가 부여될 수 있다.The fire
각각의 모니터링 센서 모듈(100c)은, 예를 들어 가시거리 센서, 온도 센서 및 CO 센서 등을 포함하여 이루어질 수 있는데, 건물의 각 층의 이동 통로, 즉 복도(P)에 적절한 간격을 두고 배치될 수 있다. 가시거리 센서는 공지의 광전식 센서로 구현될 수 있고, 온도 센서 및 CO 센서도 공지의 센서로 구현될 수 있기에 더 이상의 상세한 설명을 생략한다. 도 2에서 E1 및 E2는 건물에 설치된 비상구(탈출구)를 나타낸다.Each
도 3은 본 발명의 화재로부터 탈출을 위한 최적 경로 도출 시스템에서 각 센서 모듈의 기능 블록도이다. 도 3에 도시한 바와 같이, 각 센서 모듈(100)은 통상적으로 해당 센서부(102), 중계 게이트웨이(200)와 통신, 예를 들어 지그비(Zigbee), 와이파이 또는 블루투스 통신 등 근거리 무선 통신이나 저전력 NB-IoT(Narrow Band Internet of Things) 통신을 수행하는 통신부(106), 해당 센서부(102)로부터의 감지 신호에 고유 ID를 부여하여 통신부(106)를 통해 중계 게이트웨이(200)로 전송하는 제어부(104) 및 이들 각 부에 전력을 공급하는 전원(108)을 포함하여 이루어질 수 있다.3 is a functional block diagram of each sensor module in the system for deriving an optimal path for escaping from a fire according to the present invention. As shown in FIG. 3 , each
한편, 중앙 관제 서버(300)에는 해당 건물의 층수, 스프링쿨러 또는 비상구 유도등 설치 여부, 각 층의 복도(통로) 면적이나 길이, 비상 탈출구 수 및 각 방의 탈출 경로, 예를 들어 직접 탈출이나 복도를 통한 탈출 등의 탈출 경로가 저장되어 있는데, 이를 위해 해당 건물에 대한 건물 맵 정보를 저장하고 있는 것이 바람직하다.On the other hand, in the
이러한 건물 맵 정보는 건물의 각 층의 복수의 방(R), 탈출구(E) 및 복도(P) 정보를 포함할 수 있으며, 중앙 관제 서버(300)는 각 센서 모듈(100)로부터의 감지 신호와 층별 건물 맵 정보에 의거하여 각 재실자에 대한 최적의 탈출 경로를 도출한 후에 각 재실자의 사용자 단말에 안내 영상이나 안내 음성 형태로 제공할 수 있다.This building map information may include a plurality of rooms (R), exits (E), and corridors (P) information of each floor of the building, and the
도 4는 본 발명의 화재로부터 탈출을 위한 최적 경로 도출 방법을 설명하기 위한 흐름도인바, 중앙 관제 서버를 주체로 하여 수행된다.4 is a flowchart illustrating a method of deriving an optimal path for escaping from a fire according to the present invention, and is performed mainly by a central control server.
도 4에 도시한 바와 같이, 단계 S100에서는 해당 건물에 대한 각종 기본 정보를 입력하는데, 이러한 기본 정보에는 해당 건물의 층수, 스프링쿨러 또는 비상구 유도등 설치 여부, 각 층의 복도(통로) 면적이나 길이, 비상 탈출구 수 및 각 방의 탈출 경로, 예를 들어 직접 탈출이나 복도를 통한 탈출 등의 탈출 경로가 포함될 수 있고, 더 나아가 해당 건물에 대한 건물 맵 정보가 사전에 저장될 수 있다.As shown in FIG. 4, in step S100, various basic information about the corresponding building is input. Such basic information includes the number of floors of the corresponding building, whether sprinklers or emergency exit guide lights are installed, the area or length of the corridor (passage) of each floor, The number of emergency exits and escape routes of each room, for example, escape routes such as direct escape or escape through a hallway, may be included, and further, building map information for the corresponding building may be stored in advance.
다음으로, 단계 S110 및 S120에서는 각 센서 모듈(100)로부터의 주기적인 감지 신호를 중계 게이트웨이(200)를 통해 수신한 후에 이를 분석하여 화재 발생 여부를 판단하는데, 각 센서 모듈(100)로부터의 감지 신호 수집 주기는 해당 센서 모듈의 종류에 따라 달리 설정될 수도 있을 것이다.Next, in steps S110 and S120 , after receiving a periodic detection signal from each
아래의 표 1은 소방시설 등의 성능 위주 설계 방법 및 기준(MPSS, 2016)을 나타낸 표이다. 표 1에서 알 수 있듯이, 건물 화재 발생시 호흡 고도 한계는 바닥으로부터 1.8m이고, 온도 한계는 60℃이며, 가시거리 한계는 대략 5m이다.Table 1 below is a table showing performance-oriented design methods and standards (MPSS, 2016) for firefighting facilities, etc. As can be seen from Table 1, in the event of a building fire, the breathing height limit is 1.8 m from the floor, the temperature limit is 60 °C, and the visibility limit is approximately 5 m.
가스 성분 한계로는 일산화탄소(CO)의 경우 1,400ppm이고, 산소(O2)의 경우 15% 이상이어야 하며, 이산화탄소(CO2)의 경우 5% 이하가 되어야 한다.As a gas component limit, it should be 1,400 ppm for carbon monoxide (CO), 15% or more for oxygen (O 2 ), and 5% or less for carbon dioxide (CO 2 ).
한편, 건물의 화재 발생시, 재실자의 위험도 상승 요인은 매우 다양하지만, 일반적으로 사람에게 직접적으로 영향을 주는 인자(위험도 요인)로는 아래의 표 2에서 알 수 있듯이, 건물 내부 온도, 일산화탄소(CO) 등의 유독가스 및 가시거리 등이 있을 수 있다.On the other hand, when a fire occurs in a building, the factors that increase the risk of occupants are very diverse, but as can be seen in Table 2 below, the factors (risk factors) that directly affect people in general are the internal temperature of the building, carbon monoxide (CO), etc. There may be toxic gas and line of sight.
표 2에서 보는 바와 같이, 건물 화재 발생시 내부 온도가 60℃에 이르면, 재실자가 고열로 인해 고통을 받고, 82℃가 지속되면 생존 시간이 49분 정도가 되며, 148℃에 이르면 그 즉시 탈출해야 사망을 면할 수 있다.As shown in Table 2, when the internal temperature of a building fire reaches 60℃, the occupants suffer from high fever, and if 82℃ continues, the survival time is about 49 minutes. can be avoided
다음으로, 일산화탄소(CO)의 경우 50ppm 이하이면 재실자의 건강에 별다른 영향을 미치지 않지만, 50~100ppm이면 재실자의 건강에 영향을 미치기 시작하고, 100~3,200ppm이면 1시간 이상의 호흡은 가능하지만 그 사이에 의식을 잃을 가능성이 크고, 3,200~12,600ppm이면 30분 이내로 의식을 잃을 가능성이 크며, 12,600ppm이상이면 3분 이내에 사망할 가능성이 크다.Next, in the case of carbon monoxide (CO), if it is 50 ppm or less, it does not have much effect on the health of the occupants, but if it is 50 to 100 ppm, it starts to affect the health of the occupants. If it is 3,200~12,600ppm, there is a high possibility of losing consciousness within 30 minutes, and if it is more than 12,600ppm, there is a high possibility of death within 3 minutes.
마지막으로, 가시거리의 경우 어두운 곳에서의 최저 이동속도, 자극성 연기가 존재하고 가시거리가 5m일 때의 최저 이동속도 및 비자극성 연기가 존재하고 가시거리가 2.5m일 때의 최저 이동속도는 대략 0.3m/s이다.Lastly, in the case of visible distance, the minimum movement speed in a dark place, the minimum movement speed when irritating smoke exists and the visibility distance is 5m, and the minimum movement speed when non-irritating smoke exists and the visibility distance is 2.5m is approximately 0.3 m/s.
한편, 건물 내부 인원수는 건물 화재 발생시 재실자의 이동속도와 관련이 있는데, 구체적으로 m2당 재실자수로 정의되는 재실자 밀집도는 재실자의 이동속도에 상당한 영향을 미친다. 아래의 표 3은 화재 발생시 재실자의 밀집도에 따른 이동속도를 보인 표이다.On the other hand, the number of people inside the building there is associated with the moving speed of jaesilja building in case of fire, in particular jaesilja density, defined as number jaesilja per m 2 will have a significant effect on the movement speed of the jaesilja. Table 3 below shows the movement speed according to the density of occupants in the event of a fire.
표 3에서 알 수 있듯이, 재실자 밀집도가 0.8 미만이면 이동속도에 제한이 없어서 자유롭게 이동 가능하지만, 0.8~1.8이면 이동속도가 1~1.5m/s로 급격히 감소하고, 1.8~4.0이면 이동속도가 0.5~1.0m/s로 이보다 더 감소하며, 4.0 이상이면 거의 움직이지 못하는 상태가 된다.As can be seen in Table 3, if the occupant density is less than 0.8, there is no restriction on the movement speed, so you can move freely. It decreases further to ~1.0 m/s, and if it is 4.0 or higher, it becomes almost immobile.
더욱이 건물 화재 발생시 재실자의 이동 속도는 이동 방향성에도 큰 영향을 받는데, 도 5는 화재 발생시 밀집도와 이동 방향성 유무에 따른 이동 속도와의 관계를 보인 그래프이다.Furthermore, when a building fire occurs, the moving speed of occupants is also greatly affected by the moving direction. FIG. 5 is a graph showing the relationship between the density and the moving speed according to the presence or absence of the moving direction when a fire occurs.
도 5에 도시한 바와 같이, 건물 화재 발생시 재실자가 일정한 방향으로 이동(대피)하는 경우에는 3 이상의 밀집도에서 이동속도의 감소가 시작돼서 4 이상의 밀집도에서 이동속도가 급격히 감소하지만, 재실자가 우왕좌왕하는 경우, 즉 방향성 없이 이동(대피)하는 경우에는 2.5 또는 3 정도의 밀집도에서도 이동속도가 급격히 감소한다.As shown in Fig. 5, when the occupants move (evacuate) in a certain direction when a building fire occurs, the movement speed starts to decrease at a density of 3 or more, and the movement speed decreases rapidly at a density of 4 or more, but when the occupants move right and left , that is, in the case of moving (evacuation) without direction, the moving speed rapidly decreases even at a density of about 2.5 or 3.
다시 도 4로 돌아가서, 단계 S130에서는 건물 내부의 각 방의 재실자 인원수를 확인하고, 이어지는 단계 S140에서는 가시거리, 온도, 일산화탄소(CO) 농도 및 재실자 밀집도를 종합적으로 고려하여 최적 탈출 경로를 도출하며, 단계 S150에서는 이렇게 도출된 최적 탈출 경로를 재실자 및 관계자 단말(400)에 시청각적으로 통보(안내)함과 함께 소방센터 서버(500)에 통보함으로써 인명구조에 도움이 되도록 한다.Returning to FIG. 4 again, in step S130, the number of occupants in each room inside the building is checked, and in the subsequent step S140, an optimal escape route is derived by comprehensively considering the visibility distance, temperature, carbon monoxide (CO) concentration, and occupant density, step S140 In S150, the optimal escape route derived in this way is audio-visually notified (guidance) to the occupants and the
아래의 표 4는 본 발명의 화재로부터 탈출을 위한 최적 경로 도출 방법에서 건물 화재 발생시 인체에 영향을 주는 각종 위험 인자를 계수화한 위험도 계수(Risk Index)를 보인 표이다.Table 4 below is a table showing the risk index (Risk Index) obtained by quantifying various risk factors affecting the human body when a building fire occurs in the method of deriving an optimal route for escaping from a fire of the present invention.
위의 표 4에서 알 수 있듯이 본 발명의 최적 경로 도출 방법에 따른 위험도 계수에는 해당 건물의 제반 변수도 반영되는데, 예를 들어 탈출 방법, 비상구 유도등이나 스프링쿨러의 존재 여부 등이 있을 수 있다.As can be seen from Table 4 above, various variables of the corresponding building are also reflected in the risk coefficient according to the method of deriving the optimal route of the present invention, for example, there may be an escape method, the presence of an emergency exit guide light, or a sprinkler.
먼저 탈출 방법 변수로는 1층 상가와 같이 방에서 직접 탈출, 1층 사무실과 같이 복도를 이용한 탈출, 램프 또는 계단을 이용한 탈출, 2층 이상 상가나 사무실과 같이 엘리베이터를 이용한 탈출 등이 있을 수 있다.First, escape method variables include direct escape from a room such as a shopping mall on the first floor, escape using a hallway such as an office on the first floor, escape using a ramp or stairs, and escape using an elevator such as a store or office on the second floor or higher. .
비상구 유도등이 있으면 재실자가 탈출 경로를 인식하는데 도움을 주기 때문에 위험도 계수가 상대적으로 낮게 부여될 수 있고, 스프링쿨러가 있는 경우에도 온도나 일산화탄소 농도를 감소시켜서 재실자의 생존 시간의 증가에 기여하기 때문에 위험도 계수가 상대적으로 낮게 부여될 수 있으나 최적 탈출 경로 도출 시에 다른 위험 인자에 비해 그 비중을 크게 하지 않는 것이 바람직하다.If there is an emergency exit guide light, the risk factor can be given relatively low because it helps the occupants recognize the escape route, and even if there is a sprinkler, it reduces the temperature or carbon monoxide concentration, thereby contributing to an increase in the occupant's survival time. Although the coefficient can be given relatively low, it is desirable not to increase the weight compared to other risk factors when deriving the optimal escape route.
한편, 최적 탈출 경로 도출 시에 각 위험도 계수를 동일하게 취급하는 것이 불합리하기 때문에 가중치(Weight))를 차등 부여하는 것이 바람직한바, 아래의 표 5와 같이 전문가 집단이 중요하다고 생각되는 위험도 요인에 높은 가중치를 부여하는 방식의 7단계 리커트 척도를 적용하거나 설문조사 등에 사용되는 심리 검사 응답 척도의 하나인 5단계 척도를 적용할 수도 있다.On the other hand, since it is unreasonable to treat each risk coefficient the same when deriving the optimal escape route, it is desirable to assign different weights). A seven-step Likert scale of weighting may be applied, or a five-step scale, which is one of the psychological test response scales used in surveys, may be applied.
한편, 건물 화재 발생시 탈출 경로별 위험 점수를 산정할 때 일반적으로 건물 내 한 장소에서 비상 탈출구까지의 대피 경로 길이가 중요한데, 선택된 탈출 경로 길이 전체를 이용하여 탈출 시간을 산정하는 것이 일반적이지만 현실에서는 이미 선정된 가장 짧은 탈출 경로에 화재가 확산되거나 탈출 경로를 따른 화재 이동과 같은 불확실성 존재한다.On the other hand, when calculating the risk score for each escape route in case of a building fire, the length of the evacuation route from one place in the building to the emergency exit is generally important. It is common to calculate the escape time using the entire length of the selected escape route, but in reality, Uncertainties exist, such as the spread of a fire on the shortest escape route selected or the movement of the fire along the escape route.
이를 감안하여 탈출 길이를 전체 탈출 경로 길이가 아닌 단위 구간으로 분할, 예를 들어 5m 단위로 분할하여 위험 점수를 산정하는 것이 바람직하고, 더욱이 이러한 단위 구간은 모니터링 센서 모듈(100c)의 설치 간격에 따라 정하는 것이 바람직하다.In consideration of this, it is preferable to calculate the risk score by dividing the escape length into unit sections rather than the entire escape route length, for example, by 5m units, and furthermore, these unit sections are divided according to the installation interval of the
아래의 수학식 1은 본 발명의 화재로부터 탈출을 위한 최적 경로 도출 방법에서 위험 점수(RS; Risk Score) 산출식이다.
수학식 1에서 W는 가중치를 나타내고, RI는 위험도 계수(Risk Index)를 나타내며, L은 전체 탈출 경로에서의 각 단위 구간을 나타낸다.In
도 6은 화재로부터 탈출을 위한 최적 경로 도출 방법에서 최적 탈출 경로 도출 과정을 예시적으로 설명하기 위한 도이다. 도 6에 도시한 바와 같이, 건물의 임의의 방에서 2개의 탈출 경로가 존재할 때 각 탈출 경로별 위험 점수는 아래의 표 6 및 7에 의해 도출될 수 있다.6 is a diagram for exemplarily explaining a process of deriving an optimal escape route in a method of deriving an optimal route for escaping from a fire. As shown in FIG. 6 , when two escape routes exist in an arbitrary room of a building, a risk score for each escape route may be derived from Tables 6 and 7 below.
표 6 및 7에서 제1 이동 경로(Route 1) 및 제2 이동 경로(Route 2)의 밀집도가 모두 2.0으로 동일하고 일 방향으로 이동하는 것으로 가정할 때, 도 5에 따르면 그 이동속도가 1.37m/s가 됨을 알 수 있다.In Tables 6 and 7, when it is assumed that the densities of both the first moving
도 6, 표 6 및 7에서 알 수 있듯이, 비록 재실자의 위치에서 제1 비상구(E1)로 이어지는 제1 탈출 경로(Route 1)의 총 거리(탈출 시간)가 제2 비상구(E2)로 이어지는 제2 탈출 경로(Route 2)의 총 거리보다 훨씬 짧더라도 본 발명의 탈출 경로 도출 방법에 따르면 제2 탈출 경로(Route 2)의 위험도 점수가 제1 탈출 경로(Route 1)의 위험도 점수보다 낮기 때문에 제2 탈출 경로(Route 2)가 최적의 탈출 경로로 도출된다.6, Tables 6 and 7, although the total distance (escape time) of the first escape route (Route 1) leading to the first emergency exit (E1) from the position of the occupant is the second leading to the second emergency exit (E2) Even if it is much shorter than the total distance of the second escape route (Route 2), according to the escape route derivation method of the present invention, the risk score of the second escape route (Route 2) is lower than the risk score of the first escape route (Route 1). 2 An escape route (Route 2) is derived as an optimal escape route.
그리고 중앙 관제 서버(300)는 이렇게 도출된 최적 탈출 경로 또는 이에 더하여 각 탈출 경로에 대한 탈출 시간과 위험도 등을 재실자의 스마트폰(400)을 통해 시청각적으로 표출하고, 필요한 경우 소방센터 서버(500)에도 전송한다.And the
이상, 첨부한 도면을 참조하여 본 발명의 화재로부터 탈출을 위한 최적 경로 도출 방법의 바람직한 실시예에 대하여 상세히 설명하였으나 이는 예시에 불과한 것이며, 본 발명의 기술적 사상의 범주 내에서 다양한 변형과 변경이 가능할 것이다. 따라서 본 발명의 권리범위는 이하의 청구범위의 기재에 의하여 정해져야 할 것이다.Above, with reference to the accompanying drawings, a preferred embodiment of the method for deriving an optimal path for escaping from a fire of the present invention has been described in detail, but this is only an example, and various modifications and changes are possible within the scope of the technical spirit of the present invention. will be. Accordingly, the scope of the present invention should be defined by the description of the following claims.
예를 들어 전술한 각종 수치 또는 기준치, 위험도 계수에 대한 가중치 등은 적절하게 변경될 수 있을 것이다.For example, the aforementioned various numerical values or reference values, weights for risk coefficients, etc. may be appropriately changed.
100: 센서 모듈, 102: 센서부,
104: 제어부, 106: 통신부,
108: 전원, 100a: 재실자 감지 센서 모듈,
100b: 화재감지 센서 모듈, 100c: 모니터링 센서 모듈,
200: 중계 게이트웨이, 300: 중앙 관제 서버,
400: 사용자 단말, 500: 소방센터 서버100: sensor module, 102: sensor unit,
104: control unit, 106: communication unit,
108: power, 100a: occupant detection sensor module;
100b: fire detection sensor module, 100c: monitoring sensor module,
200: relay gateway, 300: central control server,
400: user terminal, 500: fire center server
Claims (5)
화재가 발생한 것으로 판단되면, 재실자 감지 센서 모듈로부터의 감지 신호에 의거하여 각 방의 재실자 인원수를 확인하는 (b) 단계;
가시거리, 온도, 유독가스 농도, 스프링쿨러 설치 여부 및 재실자 밀집도 각각에 대한 위험도 계수를 산출하는 (c) 단계 및
각각의 위험도 계수에 각각의 가중치를 부여한 결과에 따라 방별로 복도에서의 각 탈출 경로에 대한 위험 점수를 산출한 후 최소 위험 점수를 갖는 탈출 경로를 최적 탈출 경로로 도출하는 (d) 단계를 포함하여 이루어지고,
재실자 감지 센서 모듈은 건물의 각 방에 설치된 블루투스 센서 모듈로 이루어지며,
위험 점수 산출 시에 가시거리, 온도, 유독가스 농도, 재실자 밀집도 및 스프링쿨러 설치 여부 순서로 가중치가 차등 부여되고,
각 탈출 경로에 대한 위험 점수 산출시 전체 탈출 경로를 단위 구간으로 분할하여 위험 점수를 산출한 후 합산하되, 각 단위 구간은 모니터링 센서 모듈의 설치 간격에 따라 정해지는 것을 특징으로 하는 화재로부터 탈출을 위한 최적 탈출 경로 도출 방법.The central control server, which stores the area or length of the corridor on each floor of the building, the number of emergency exits, and the escape route for each room, is installed at a distance in the hallway and the occupant detection sensor module and fire detection sensor module installed in the room of the building. (a) determining whether a fire has occurred by periodically collecting a detection signal from a monitoring sensor module that detects the visible distance, temperature, and toxic gas concentration in the ?
(b) confirming the number of occupants in each room based on a detection signal from the occupant detection sensor module when it is determined that a fire has occurred;
(c) calculating the risk factor for each visibility distance, temperature, concentration of toxic gas, whether sprinklers are installed, and density of occupants; and
Including the step of (d) deriving the escape route with the minimum risk score as the optimal escape route after calculating the risk score for each escape route in the hallway for each room according to the result of assigning each weight to each risk coefficient done,
The occupant detection sensor module consists of a Bluetooth sensor module installed in each room of the building.
When calculating the risk score, different weights are given in the order of visibility, temperature, toxic gas concentration, occupant density, and sprinkler installation.
When calculating the risk score for each escape route, the entire escape route is divided into unit sections and the risk score is calculated and then summed, but each unit section is determined according to the installation interval of the monitoring sensor module. How to derive the optimal escape route.
탈출 방법 또는 비상구 설치 여부를 함께 반영하여 위험도 계수를 산출하는 것을 특징으로 하는 화재로부터 탈출을 위한 최적 탈출 경로 도출 방법.The method according to claim 1,
A method of deriving an optimal escape route for escaping from a fire, characterized in that the risk factor is calculated by reflecting the escape method or whether an emergency exit is installed.
위험 점수는 에 의해 산출되되, W는 가중치를 나타내고, RI는 위험도 계수를 나타내며, L은 전체 탈출 경로에서의 각 단위 구간을 나타내는 것을 특징으로 하는 화재로부터 탈출을 위한 최적 탈출 경로 도출 방법.The method according to claim 1 or 2,
the risk score , wherein W represents a weight, RI represents a risk factor, and L represents each unit section in the entire escape route.
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