KR102395973B1 - 로봇을 이용한 공동주택 소방시설 관리시스템 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 로봇을 이용한 공동주택 소방시설 관리시스템에 관한 것으로, 보다 상세하게는 공동주택에서 발생하는 세대내 화재에 대한 감시 관리 정확도를 높이고, 세대내 스프링클러의 작동불량을 사전에 체크할 수 있도록 하여 화재시 인명피해도 최소화시켜 안전성을 강화시키며, 초기 화재진압 취약구역에 휴대형 스프링클러를 설치하여 화재진압 효율을 높이면서 특히, 지하주차장에서 로봇을 이용한 화재감지 기능을 강화시킴으로써 공동주택의 화재 안정성을 증대시키도록 개선된 로봇을 이용한 공동주택 소방시설 관리시스템에 관한 것이다.

Description

로봇을 이용한 공동주택 소방시설 관리시스템{Firefighting facility management system for apartment houses using robots}
본 발명은 소방 기술 분야 중 로봇을 이용한 공동주택 소방시설 관리시스템에 관한 것으로, 보다 상세하게는 공동주택에서 발생하는 세대내 화재에 대한 감시 관리 정확도를 높이고, 세대내 스프링클러의 작동불량을 사전에 체크할 수 있도록 하여 화재시 인명피해도 최소화시켜 안전성을 강화시키며, 초기 화재진압 취약구역에 휴대형 스프링클러를 설치하여 화재진압 효율을 높이면서 특히, 지하주차장에서 로봇을 이용한 화재감지 기능을 강화시킴으로써 공동주택의 화재 안정성을 증대시키도록 개선된 로봇을 이용한 공동주택 소방시설 관리시스템에 관한 것이다.
일반적으로 공동주택에는 화재시 이를 알리기 위한 자동화재탐지설비가 설치되어 있다. 이러한 자동화재탐지설비는 통상 화재에 의하여 발생하는 열, 연기 또는 화염을 감지하는 센서를 기반으로 화재발생 여부를 인식하고, 벨 또는 사이렌 등의 음향장치를 통해 해당 공동주택의 관리자 및 세대원에게 화재발생 경보를 발하는 설비를 말한다.
이에 따라, 자동화재탐지설비는 일반적으로 감지기, 발신기, 수신기 및 음향장치 등으로 구성된다.
소방관리에 사용되는 화재 수신기는 감지기 또는 발신기로부터 발하여지는 신호를 직접 또는 중계기를 통해 공통 신호로써 수신하여 화재 발생을 당해 소방대상물의 관리자 또는 소방서 측에 경보하여 주는 것으로서, P형 수신기, R형 수신기, M형 수신기, GP형 수신기 및 GR형 수신기 등이 있다.
한편, 감지기 또는 발신기(M형 발신기 제외) 등으로부터 발하여지는 신호를 직접 또는 중계기를 통하여 공통 신호로서 수신하여 화재 발생을 당해 소방대상물의 관리자에게 경보하여 주고, 자동 또는 수동으로 옥내외 소화설비, 스프링클러 설비, 물 분무 소화설비, 포 소화설비, 이산화탄소 소화설비, 할로겐화물 소화설비, 분말 소화설비, 배연설비 등 가압송수장치 또는 기동장치 등을 제어하는 P형 복합식 수신기가 있다.
이외에도 R형 복합식 수신기, GP형 복합식 수신기 및 GR형 복합식 수신기 등이 있다.
P형(Proprietary type) 수신기는 설치의 용이성 및 설비 단가의 이점으로 인해 중소규모의 건물에 가장 많이 사용되고 있으며, 각 회로별 경계구역을 표시하는 지구표시등이 설치되어 있는 것으로서, 성능에 따라 1급과 2급으로 구분된다.
P형 1급 수신기는 화재표시 동작, 감지기배선 도통시험, 상용전원 및 비상전원 간의 전환 등이 가능한 동시에 회로수에 제한이 없는 장점이 있으며, P형 2급 수신기는 P형 1급 수신기와 구조는 같으나 회전수가 5회선 이하로 제한된다.
최근 정보통신기술(ICT:Information Communication Technology)의 빠른 보급과 더불어 현재 건축되는 대부분의 건축물들은 인텔리전트 빌딩 및 지능형 아파트 등으로 변화하고 있는 추세이다.
이에 따라, 소방설비분야에서 낙후된 과거의 기술로는 현 추세에 적응하기 어려운 문제점이 있다.
특히, 자동화재탐지설비(AFDE:Automatic fire detection equipment)는 근린생활시설, 교육연구시설, 위락시설, 숙박시설, 의료시설 및 600㎡ 이상의 건축물 등에는 반드시 설치하도록 '소방기술기준'으로 규정하여 의무화하고 있으며, 4층 이상 건축물 등에는 필히 P형 1급 수신기를 사용하도록 규정하고 있다.
그러나 현재 사용 중인 자동화재탐지설비의 제어 알고리즘과 화재진압 제어시스템은 1970년대부터 사용하는 기술이 그대로 적용되고 있는 실정이다.
대한민국 특허 등록번호 제10-2169181호(2020.10.16.) 공동주택 소방관리 시스템
본 발명은 상술한 바와 같은 종래 기술상의 제반 문제점들을 감안하여 이를 해결하고자 창출된 것으로, 공동주택에서 발생하는 세대내 화재에 대한 감시 관리 정확도를 높이고, 세대내 스프링클러의 작동불량을 사전에 체크할 수 있도록 하여 화재시 인명피해도 최소화시켜 안전성을 강화시키며, 초기 화재진압 취약구역에 휴대형 스프링클러를 설치하여 화재진압 효율을 높이면서 특히, 지하주차장에서 로봇을 이용한 화재감지 기능을 강화시킴으로써 공동주택의 화재 안정성을 증대시키도록 개선된 로봇을 이용한 공동주택 소방시설 관리시스템을 제공함에 그 주된 목적이 있다.
본 발명은 상기한 목적을 달성하기 위한 수단으로, 공동주택의 관리실에 설치되고 각 탐지로봇으로부터 송신된 정보를 바탕으로 화재발생여부를 판단하고 경고를 발령하도록 제어하는 소방관리서버(100)와, 상기 소방관리서버(100)와 유선으로 연결되고 각 세대내 설치된 화재감지기와 교신하여 세대내 화재발생여부를 확인하는 세대화재탐지로봇(200)과, 상기 소방관리서버(100)와 유선으로 연결되고 각 지하주차장에 설치된 화재감지기와 교신하여 이동하면서 화재발생여부를 확인하는 지하주차장탐지로봇(300)과, 상기 소방관리서버(100)와 유선으로 연결되고 각 쉼터에 설치된 화재감지기와 교신하여 쉼터 주변을 360°촬상하여 화재발생여부를 확인하는 쉼터탐지로봇(400)을 포함하는 것을 특징으로 하는 로봇을 이용한 공동주택 소방시설 관리시스템을 제공한다.
이때, 상기 소방관리서버(100)는 AI(artificial intelligence) 기능을 갖춘 서버로서, 딥러닝(deep learning)기법을 이용하여 영상의 특징점을 학습하고 화재 여부를 즉시 판독할 수 있는 기능을 갖춘 서버이고; 상기 세대화재탐지로봇(200)은 세대내 열감지기와 연기감지기가 병행설치된 세대화재감지기(210), 계단참에 설치된 열감지기와 연결된 계단참감지기(220) 및 스프링클러(500)에 설치되어 누수 여부를 검출하는 스프링클러감지기(230)와 연결되어 화재여부 및 누수여부를 검출하여 소방관리서버(100)로 송신하며; 상기 지하주차장탐지로봇(300)이 설치되는 지하주차장의 천정에는 다수열의 래크(320)가 설치되고, 상기 래크(320)에는 이를 따라 활주되는 지하주차장탐지로봇(300)이 설치되며, 상기 지하주차장탐지로봇(300)에는 촬영반경이 넓은 돔카메라(330)가 장착된 상태에서 모터로 구동되고, 지하주차장탐지로봇(300)과는 무선통신하고 소방관리서버(100)와는 유선으로 연결된 중계기(340)에 구비된 컨트롤러(350)에 의해 구동이 제어되며, 지하주차장의 천정에 고정되는 다수의 주차장화재감지기(310)는 각각 할당된 고유코드가 부여되어 컨트롤러(350)에 의해 인식되도록 구성될 수 있다.
본 발명에 따르면, 공동주택에서 발생하는 세대내 화재에 대한 감시 관리 정확도를 높이고, 세대내 스프링클러의 작동불량을 사전에 체크할 수 있도록 하여 화재시 인명피해도 최소화시켜 안전성을 강화시키며, 초기 화재진압 취약구역에 휴대형 스프링클러를 설치하여 화재진압 효율을 높이면서 특히, 지하주차장에서 로봇을 이용한 화재감지 기능을 강화시킴으로써 공동주택의 화재 안정성을 증대시키도록 개선된 효과를 얻을 수 있다.
도 1은 본 발명에 따른 시스템의 예시적인 구성 블럭도이다.
도 2는 본 발명에 따른 시스템을 구성하는 지하주차장 화재감지 구조를 보인 예시도이다.
도 3은 본 발명에 따른 시스템을 구성하는 휴대이동형 스프링클러의 예시도이다.
그리고
도 4는 도 3의 요부를 발췌하여 확대한 예시도이다.
이하에서는, 첨부도면을 참고하여 본 발명에 따른 바람직한 실시예를 보다 상세하게 설명하기로 한다.
본 발명에 따른 시스템은 도 1의 예시와 같이, 공동주택의 관리실에 설치되고 각 탐지로봇으로부터 송신된 정보를 바탕으로 화재발생여부를 판단하고 경고를 발령하도록 제어하는 소방관리서버(100)와, 상기 소방관리서버(100)와 유선으로 연결되고 각 세대내 설치된 화재감지기와 교신하여 세대내 화재발생여부를 확인하는 세대화재탐지로봇(200)과, 상기 소방관리서버(100)와 유선으로 연결되고 각 지하주차장에 설치된 화재감지기와 교신하여 이동하면서 화재발생여부를 확인하는 지하주차장탐지로봇(300)과, 상기 소방관리서버(100)와 유선으로 연결되고 각 쉼터에 설치된 화재감지기와 교신하여 쉼터 주변을 360°촬상하여 화재발생여부를 확인하는 쉼터탐지로봇(400)을 포함한다.
이때, 상기 소방관리서버(100)는 AI(artificial intelligence) 기능을 갖춘 서버로서, 특히 공지된 딥러닝(deep learning)기법을 이용하여 영상의 특징점을 학습하여 화재 여부를 즉시 판독하는 특징을 갖는다.
즉, 열감지기를 통해 직접 확인된 화재에 대해서는 즉시 대응하고, 연기감지기로 감지된 경우 오작동이 많기 때문에 영상 판독을 겸하도록 하는데 예컨대 화재발생 초기영상, 진행 영상 등을 지속적으로 학습하여 화재발생 여부를 판독할 수 있는 능력을 갖추고 있다가 각 탐지로봇이 전송한 영상을 학습한 영상과 비교 분석하여 화재발생인지 아닌지를 즉시 인지할 수 있게 된다.
그리고, 상기 세대화재탐지로봇(200)은 세대내 설치된 세대화재감지기(210), 계단참에 설치된 계단참감지기(220) 및 스프링클러(500)에 설치된 스프링클러감지기(230)와 연결된다.
이 경우, 세대화재감지기(210)는 열감지기와 연기감지기가 병행설치될 수 있고, 계단참감지기(220)는 열감지기이며, 스프링클러감지기(230)는 스프링클러(500)의 누수 여부를 검출하는 수단으로서 안전사고를 예방하기 위한 것이다.
또한, 상기 지하주차장탐지로봇(300)은 지하주차장에 설치된 주차장화재감지기(310)와 무선통신하도록 구성된다.
특히, 지하주차장탐지로봇(300)은 돔형카메라를 달고 움직이는 구조체이기 때문에 중계기와 무선통신할 수 있도록 구성하고, 중계기가 소방관리서버(100)와 유선으로 연결된 형태가 바람직하다.
여기에서, 상기 지하주차장탐지로봇(300)은 도 2의 예시와 같이, 지하주차장의 천정에 지하주차장의 용적에 맞춰 분할 설치된 다수의 래크(320)를 따라 이동할 수 있도록 구성된다.
이때, 상기 지하주차장탐지로봇(300)에는 촬영반경이 넓은 돔카메라(330)가 장착되며, 모터에 의해 구동되고 상기 래크(320)에 치결합되는 피니언을 구비하여 활주될 수 있게 구성된다.
뿐만 아니라, 앞서 설명한 중계기(340)에 구비된 컨트롤러(350)에 의해 구동이 제어되는데 항상 홈포지션으로부터 얼마를 이동하는지 알 수 있도록 지하주차장탐지로봇(300)의 모터축에는 엔코더가 설치되어 있다.
또한, 주차장화재감지기(310)는 연기감지기로서 일정간격을 두고 천정에 고정되고, 각 주차장화재감지기(310)마다 할당된 고유코드가 부여되어 컨트롤러(350)에 의해 인식되도록 구성된다.
따라서, 주차장화재감지기(310)는 열과 행으로 할당되어 설치되므로 컨트롤러(350)가 몇번째 감지기로부터 감지신호가 송신되었는지를 알 수 있고, 해당 라인의 지하주차장탐지로봇(300)을 해당 위치로 이동시켜 주변을 촬상하고, 촬상된 영상은 중계기(340)를 거쳐 소방관리서버(100)로 전송되므로 즉시 판독이 가능하게 된다.
한편, 상기 쉼터탐지로봇(400)은 주로 담배를 많이 피는 쉼터에 발생되기 쉬운 화재를 감지하도록 한 수단으로서 쉼터화재감지기(410)로부터 감지신호를 받으면 주변을 촬영하고, 촬영된 정보를 소방관리서버(100)로 전송하여 판독하도록 한다.
이를 위해, 상기 쉼터화재감지기(410)는 연기감지기이고, 상기 쉼터탐지로봇(400)는 쉼터에 구비된 가로등주 등에 고정된 상태로 돔형 카메라를 구비한 형태를 갖는다.
따라서, 쉼터에서 유식을 많이 취하는 노인들, 어린이들의 안전을 확보할 수 있게 된다.
다른 한편, 본 발명에서는 도 3 및 도 4의 예시와 같은 휴대형 스프링클러(800)를 더 포함한다.
상기 휴대형 스프링클러(800)는 충분히 작게 만들 수 있지만 용량을 늘리기 위해 체적이 커지는 항아리형태, 납작한 사각박스형태 등 다양한 형상변경이 가능하다.
그리고, 상기 휴대형 스프링클러(800)는 천정이나 벽면에 고정할 수 있도록 소화액이 일정한 압력을 가지고 충전되는 내압용기(810)를 포함한다.
이때, 상기 내압용기(810)의 상단에는 천정플랜지(810)가 고정되고, 양측면에는 측면플랜지(814)가 고정된다.
때문에, 상기 휴대형 스프링클러(800)는 원하는 장소 아무곳에나 설치할 수 있고, 또한 원하면 언제든지 떼어내고 이동시킨 후 다시 원하는 곳에 재설치가 가능하다. 즉, 화재감지기나 소화기가 설치되지 않은 취약지역에 설치될 수 있다.
아울러, 내압용기(810)의 하단면에는 소화액을 비산 분사시킬 수 있는 분사유닛(820)이 설치된다.
상기 분사유닛(820)은 내압용기(810)의 하단면 중앙에 형성된 배출구(816)에 끼워지는 십자형 마개(821)와, 상기 십자형 마개(821)의 하단면 중심에서 돌출된 하부돌기(822)와, 상기 하부돌기(822)에 끼워진 팽창스프링(823)과, 상기 하부돌기(822)에 끼워져 팽창스프링(823)을 압축하는 고정막대(824)와, 상기 고정막대(824)가 고정된 작동로드(825)와, 상기 작동로드(825)의 후단에 상하방향으로 길게 형성된 장공(826)과, 상기 장공(826)에 고정핀(828)으로 하단이 핀고정되는 'ㄱ'형상의 고정베이스(827)와, 상기 고정베이스(827)의 상단에서 돌출되어 내압용기(810)의 하단 일측에 형성된 끼움홈(818)에 끼워지는 끼움편부(831)와, 상기 끼움편부(831)와 상하로 간격을 두고 평행하게 돌출되어 내압용기(810)의 하단에 끼움식으로 맞대어진 후 볼트고정되는 받침편부(832)와, 상기 고정베이스(827)의 일측면에 힌지고정된 보조편(829)과, 일단은 보조편(829)의 하단에 고정되고 타단은 작동로드(825)에 고정된 코일스프링(830)과, 상기 고정베이스(827)와 작동로드(825)의 대향되는 위치에 'ㄱ'형상으로 요입형성된 파열구끼움고정홈(834)와, 양단을 각각 상기 파열구끼움고정홈(834)에 끼운 후 90°꺾어 밀어넣어 고정하며 Cu-Ag계(1:0.08중량비) 합금을 사용하여 화재시 열에 의해 끊어지도록 구성된 파열구(833)와, 상기 배출구(816)의 외주면에 나사결합되고 내부가 확경된 분사안내관(840)과, 상기 고정막대(824)가 끼워진 후 장공(826)의 상하폭만큼 이동할 수 있도록 상기 분사안내관(840)에 형성된 막대유동공(841)과, 상기 분사안내관(840)의 하단에 나사고정되는 밀봉구(842)와, 상기 밀봉구(842)에 형성된 배출구멍(843)과, 상기 밀봉구(842)의 하단에 간격을 두고 배치되는 비산분사원판(844)과, 상기 비산분사원판(844) 내부에 형성되어 상기 배출구멍(843)과 연통되는 다수의 분사구멍(845)과, 상기 비산분사원판(844)을 회전시킬 수 있도록 서로 끼움되는 하부부쉬(846) 및 상부부쉬(847)와, 상기 상부부쉬(847)를 상하로 관통하여 하부부쉬(847)에 볼트고정되고 헤드 하부에는 볼(849)이 배치되어 회전마찰을 줄인 고정볼트(848)을 포함한다.
이에 따라, 화재가 발생하면 파열구(833)가 끊어지게 된다.
그러면, 소화액의 내압(분사압)이 고정막대(824)가 받쳐 누르는 힘보다 세져 십자형 마개(821)가 하방으로 밀리게 되고, 십자형 마개(821)가 배출구(816)를 벗어나게 되면 쏟아지는 소화액이 분사안내관(840)을 타고 내려오다가 밀봉구(842)의 배출구멍(843)과 비산분사원판(844)의 분사구멍(845)을 통해 분사되면서 비산분사원판(844)은 자동적으로 회전하게 된다.
따라서, 최대한 멀리까지 분사할 수 있어 초기 화재진압에 매우 효과적으로 대처할 수 있다.
이러한 이유로 각 세대내에서도 스프링클러가 설치되어 있지 않은 화재위험지역, 이를테면 창고, 베란다, 보일러실, 지하주차장 취약지역 등에 설치할 수 있다. 이는 얼마든지 쉽게 옮길 수 있기 때문이다.
100: 소방관리서버 200: 세대화재탐지로봇
300: 지하주차장탐지로봇 400: 쉼터탐지로봇

Claims (2)

  1. 공동주택의 관리실에 설치되고 각 탐지로봇으로부터 송신된 정보를 바탕으로 화재발생여부를 판단하고 경고를 발령하도록 제어하는 소방관리서버(100)와, 상기 소방관리서버(100)와 유선으로 연결되고 각 세대내 설치된 화재감지기와 교신하여 세대내 화재발생여부를 확인하는 세대화재탐지로봇(200)과, 상기 소방관리서버(100)와 유선으로 연결되고 각 지하주차장에 설치된 화재감지기와 교신하여 이동하면서 화재발생여부를 확인하는 지하주차장탐지로봇(300)과, 상기 소방관리서버(100)와 유선으로 연결되고 각 쉼터에 설치된 화재감지기와 교신하여 쉼터 주변을 360°촬상하여 화재발생여부를 확인하는 쉼터탐지로봇(400)을 포함하는 로봇을 이용한 공동주택 소방시설 관리시스템에 있어서;
    상기 소방관리서버(100)는 AI(artificial intelligence) 기능을 갖춘 서버로서, 딥러닝(deep learning)기법을 이용하여 영상의 특징점을 학습하고 화재 여부를 즉시 판독할 수 있는 기능을 갖춘 서버이고; 상기 세대화재탐지로봇(200)은 세대내 열감지기와 연기감지기가 병행설치된 세대화재감지기(210), 계단참에 설치된 열감지기와 연결된 계단참감지기(220) 및 스프링클러(500)에 설치되어 누수 여부를 검출하는 스프링클러감지기(230)와 연결되어 화재여부 및 누수여부를 검출하여 소방관리서버(100)로 송신하며; 상기 지하주차장탐지로봇(300)이 설치되는 지하주차장의 천정에는 다수열의 래크(320)가 설치되고, 상기 래크(320)에는 이를 따라 활주되는 지하주차장탐지로봇(300)이 설치되며, 상기 지하주차장탐지로봇(300)에는 촬영반경이 넓은 돔카메라(330)가 장착된 상태에서 모터로 구동되고, 지하주차장탐지로봇(300)과는 무선통신하고 소방관리서버(100)와는 유선으로 연결된 중계기(340)에 구비된 컨트롤러(350)에 의해 구동이 제어되며, 지하주차장의 천정에 고정되는 다수의 주차장화재감지기(310)는 각각 할당된 고유코드가 부여되어 컨트롤러(350)에 의해 인식되도록 구성되고;
    상기 지하주차장의 천정이나 벽면에는 다수개의 휴대형 스프링클러(800)를 더 설치하되, 상기 휴대형 스프링클러(800)는 소화액이 일정한 압력을 가지고 충전되는 내압용기(810)와, 내압용기(810)의 하단면에 설치되어 소화액을 비산 분사시키는 분사유닛(820)을 포함하고;
    상기 분사유닛(820)은 내압용기(810)의 하단면 중앙에 형성된 배출구(816)에 끼워지는 십자형 마개(821)와, 상기 십자형 마개(821)의 하단면 중심에서 돌출된 하부돌기(822)와, 상기 하부돌기(822)에 끼워진 팽창스프링(823)과, 상기 하부돌기(822)에 끼워져 팽창스프링(823)을 압축하는 고정막대(824)와, 상기 고정막대(824)가 고정된 작동로드(825)와, 상기 작동로드(825)의 후단에 상하방향으로 길게 형성된 장공(826)과, 상기 장공(826)에 고정핀(828)으로 하단이 핀고정되는 'ㄱ'형상의 고정베이스(827)와, 상기 고정베이스(827)의 상단에서 돌출되어 내압용기(810)의 하단 일측에 형성된 끼움홈(818)에 끼워지는 끼움편부(831)와, 상기 끼움편부(831)와 상하로 간격을 두고 평행하게 돌출되어 내압용기(810)의 하단에 끼움식으로 맞대어진 후 볼트고정되는 받침편부(832)와, 상기 고정베이스(827)의 일측면에 힌지고정된 보조편(829)과, 일단은 보조편(829)의 하단에 고정되고 타단은 작동로드(825)에 고정된 코일스프링(830)과, 상기 고정베이스(827)와 작동로드(825)의 대향되는 위치에 'ㄱ'형상으로 요입형성된 파열구끼움고정홈(834)와, 양단을 각각 상기 파열구끼움고정홈(834)에 끼운 후 90°꺾어 밀어넣어 고정하며 Cu-Ag계(1:0.08중량비) 합금을 사용하여 화재시 열에 의해 끊어지도록 구성된 파열구(833)와, 상기 배출구(816)의 외주면에 나사결합되고 내부가 확경된 분사안내관(840)과, 상기 고정막대(824)가 끼워진 후 장공(826)의 상하폭만큼 이동할 수 있도록 상기 분사안내관(840)에 형성된 막대유동공(841)과, 상기 분사안내관(840)의 하단에 나사고정되는 밀봉구(842)와, 상기 밀봉구(842)에 형성된 배출구멍(843)과, 상기 밀봉구(842)의 하단에 간격을 두고 배치되는 비산분사원판(844)과, 상기 비산분사원판(844) 내부에 형성되어 상기 배출구멍(843)과 연통되는 다수의 분사구멍(845)과, 상기 비산분사원판(844)을 회전시킬 수 있도록 서로 끼움되는 하부부쉬(846) 및 상부부쉬(847)와, 상기 상부부쉬(847)를 상하로 관통하여 하부부쉬(847)에 볼트고정되고 헤드 하부에는 볼(849)이 배치되어 회전마찰을 줄인 고정볼트(848)을 포함하는 것을 특징으로 하는 로봇을 이용한 공동주택 소방시설 관리시스템.
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