KR102446149B1 - AI snow melting operating system using carbon fiber heating wire or carbon fiber joint heating wire, and method thereof - Google Patents

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KR102446149B1
KR102446149B1 KR1020220048208A KR20220048208A KR102446149B1 KR 102446149 B1 KR102446149 B1 KR 102446149B1 KR 1020220048208 A KR1020220048208 A KR 1020220048208A KR 20220048208 A KR20220048208 A KR 20220048208A KR 102446149 B1 KR102446149 B1 KR 102446149B1
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Abstract

The present invention relates to an AI snow melting operating system using a carbon fiber heating wire or a carbon fiber joint heating wire, and a method thereof and, more specifically, to an AI snow melting operating system using a carbon fiber heating wire or a carbon fiber joint heating wire, which can prevent mass accidents in particularly vulnerable sections (bridges, shaded areas, etc.) by accurately identifying the current state of a road using an ultrasonic sensor and then delivering the information to a manager and vehicle occupants, which can prevent energy from being unnecessarily wasted by activating a heating wire when it is absolutely necessary, and which can provide safe road conditions by using temperature and humidity as auxiliary data when determination cannot be made by the ultrasonic sensor.

Description

탄소섬유열선 또는 탄소섬유 합사열선을 이용한 AI 융설 운영시스템 및 그 방법{AI snow melting operating system using carbon fiber heating wire or carbon fiber joint heating wire, and method thereof}AI snow melting operating system using carbon fiber heating wire or carbon fiber joint heating wire, and method thereof

본 발명은 탄소섬유열선 또는 탄소섬유 합사열선을 이용한 AI 융설 운영시스템 및 그 방법에 관한 것으로, 보다 구체적으로는, 도로의 현황을 초음파 센서를 이용해 정확히 파악한 후 관리자 및 차량 탑승자에게 정보를 전달하여 특히 취약구간(교량, 음지 등)의 대량 사고를 예방할 뿐만 아니라, 초음파 센서에 의해 판단 불가인 경우 온습도센서를 보조적으로 활용하여 안전한 도로 상황을 제공하고 꼭 필요한 상황에 열선을 가동시켜 에너지 낭비를 방지할 수 있는 탄소섬유열선 또는 탄소섬유 합사열선을 이용한 AI 융설 운영시스템 및 그 방법에 관한 것이다. The present invention relates to an AI snow melting operating system using a carbon fiber hot wire or a carbon fiber braided hot wire and a method therefor, and more specifically, by accurately grasping the road condition using an ultrasonic sensor and then delivering information to the manager and vehicle occupants. In addition to preventing mass accidents in vulnerable sections (bridges, shaded areas, etc.), if it is impossible to determine by the ultrasonic sensor, the temperature/humidity sensor is used as an auxiliary to provide a safe road condition and to prevent energy wastage by operating a heating wire in an essential situation. It relates to an AI snow melting operating system and method using a carbon fiber hot wire or carbon fiber braided hot wire that can be used.

일반적으로 도로에 눈이 내리거나 결빙될 경우 노면이 미끄러워져 교통사고와 같은 사고 위험이 높으며, 특히 고속도로나 언덕길, 커브길, 교량 등에서는 그 위험도가 더 커지게 된다.In general, when snow falls or freezes on a road, the road surface becomes slippery and the risk of accidents such as a traffic accident is high, and the risk increases especially on highways, hills, curves, and bridges.

이에 종래에는 차량이나 보행자가 다니는 노면에 모래나 염화칼슘을 뿌려 차나 도로 보행자가 노면으로부터 미끄러지는 것을 방지하였다.Accordingly, conventionally, sand or calcium chloride is sprayed on the road surface on which vehicles or pedestrians walk to prevent the car or pedestrian from sliding from the road surface.

그러나, 눈이 올 때마다 뿌리기 위해 상기 모래나 염화칼슘을 노면에 항시 비치하는 경우에 평소에 모래나 염화칼슘을 보관하는 보관함이 도로나 보행로에 별도의 공간을 차지함에 따라 도로나 보행로가 좁아져 통행에 불편함을 주고, 별도의 보관함을 설치해야 하므로 설치비용이 들며, 모래나 염화칼슘이 부족시 다시 채워 넣어야 하는 번거로움이 있다.However, when the sand or calcium chloride is always placed on the road surface to sprinkle whenever it snows, the storage box for storing sand or calcium chloride occupies a separate space on the road or pedestrian path, so the road or pedestrian path becomes narrow and difficult to pass. Inconvenience, installation costs are incurred because a separate storage box must be installed, and there is a hassle of refilling when sand or calcium chloride is insufficient.

또한, 눈이 올 때마다 상기 모래나 염화칼슘을 뿌리기 위해 원하는 장소까지 운반해야 하기 때문에 운반비용이 발생하고, 모래나 염화칼슘을 뿌릴 때 차량 등의 통행을 통제해야 하므로 교통체증을 더욱 악화시키는 문제점이 있다.In addition, there is a problem in that transportation costs are incurred because the sand or calcium chloride must be transported to a desired place to sprinkle the sand or calcium chloride whenever it snows, and traffic congestion is further exacerbated because the passage of vehicles, etc. must be controlled when sand or calcium chloride is sprayed. .

아울러 염화칼슘의 경우는 강설량이 많았던 2010년의 경우 약 5000여 톤이 뿌려져 그 수급이 문제시될 정도로 다량이 소모되었고 이에 따라 차량의 부식 문제와는 별도로 토양 오염, 하천 오염 등의 환경적인 문제가 발생할 가능성이 높아졌다. 그러나, 염화칼슘을 대체할 수 있는 새로운 재료의 개발 필요성은 크나 현실적으로 이를 대체할 수 있는 재료는 아직 개발되지 않고 있는 상황이다. In addition, in the case of calcium chloride, in the case of 2010, when there was a lot of snowfall, about 5,000 tons were sprayed and consumed so much that supply and demand became a problem. this has risen However, there is a great need for the development of a new material that can replace calcium chloride, but a material that can realistically replace it has not yet been developed.

한편, 도로의 결빙을 방지하기 위해서는 열선을 이용하는 시스템을 사용하는 경우도 있다. 그러나, 설치된 도로 전체에 대한 열선제어 방식을 통해 열효율이 떨어지고 작업이 어려울 뿐만 아니라, 열선의 불량이 높고 유지관리의 어려움, 그리고 비용 증가 등의 문제가 있다. On the other hand, in some cases, a system using a heating wire is used to prevent freezing of the road. However, there are problems such as poor thermal efficiency and difficult work through the heating wire control method for the entire installed road, high defects of the heating wire, difficulty in maintenance, and increased cost.

도로 융설 시스템과 관련되어 제안된 기술을 살펴보면 다음과 같다. The proposed technologies related to the road snow melting system are as follows.

먼저, 대한민국 특허출원 출원번호 제10-2018-0154773(2018.12.04)호 "센서부를 이용한 태양 전지 융설 시스템(SOLAR CELL SNOW MELTING SYSTEM USING THE SENSOR UNIT)"은 태양 전지; 상기 태양 전지의 주변 상태를 센싱하는 센서부; 상기 태양 전지 상의 적설을 제거하기 위한 열을 제공하는 발열부; 및 상기 태양 전지, 상기 센서부 및 상기 발열부와 기능적으로 연결된 제어부를 포함하고, 상기 발열부는 태양전지와 일체형으로 부착이 되고, 상기 제어부는, 상기 센서부를 이용하여 상기 태양 전지의 주변 온도가 설정 온도 이하인지 확인하고, 상기 주변 온도가 상기 설정 온도 이하일 경우, 상기 센서부를 이용하여 상기 태양 전지의 주변 조도가 기준 조도 이하인지 여부와 상기 태양 전지의 주변에서 눈이 감지되는 지 여부를 확인하고, 상기 태양 전지의 주변 조도가 기준 조도 이하이고 상기 주변에서 눈이 감지될 경우, 제1 발열 온도에 기반하여 상기 발열부를 구동시키고, 상기 발열부를 구동하는 동안 기 설정된 발열 중단 조건을 충족할 경우, 상기 발열부의 구동을 중단시킬 수 있는 기술을 개시한다. First, the Republic of Korea Patent Application No. 10-2018-0154773 (2018.12.04) "Solar cell snow melting system using a sensor (SOLAR CELL SNOW MELTING SYSTEM USING THE SENSOR UNIT)" is a solar cell; a sensor unit for sensing an ambient state of the solar cell; a heating unit providing heat for removing snow on the solar cell; and a control unit functionally connected to the solar cell, the sensor unit, and the heating unit, wherein the heating unit is integrally attached to the solar cell, and the control unit sets the ambient temperature of the solar cell using the sensor unit Check whether the temperature is below the temperature, and when the ambient temperature is below the set temperature, use the sensor unit to check whether the ambient illuminance of the solar cell is below the reference illuminance and whether snow is detected in the vicinity of the solar cell, When the ambient illuminance of the solar cell is less than or equal to the reference illuminance and snow is detected in the vicinity, the heating unit is driven based on the first heating temperature, and when a preset heat cessation condition is satisfied while the heating unit is driven, the Disclosed is a technology capable of stopping the driving of a heat generating unit.

또한, 대한민국 특허출원 출원번호 제10-2018-0014057(2018.02.05)호 "도로 융설 히팅시스템(Snowmelt heating system)"은 인도 또는 도로상에 쌓인 눈이 녹도록 형성되는 도로 융설 히팅시스템에 있어서, 인도 또는 도로 노면 하측으로 설치되는 히팅 튜브 및 상기 히팅 튜브에 전원을 인가하는 전원부로 구성되되, 상기 히팅 튜브는 표면이 무기질 나노 물질로 코팅될 수 있다. 또한, 상기 무기질 나노 물질은, Dow corning SE 4450 또는 Dow corning TC 5080을 포함하며, 상기 히팅 튜브는 슬라이드식 커플러의 형태로 구비될 수 있다. 이를 통해, 본 발명의 실시예에 따른 도로 융설 히팅시스템의 히팅 튜브는 열 방사율이 증대되어 전기소모량을 줄일 수 있고, 또한, 슬라이드식 커플러 구조로 구비되어 열팽창이 완화될 수 있으며, 길이 가변을 통해 필요만큼의 폭만 열을 발산하도록 조절할 수 있으며 수동 또는 원격으로 제어할 수 있어 도로에 눈이 쌓이기 전에 융설하도록 대처할 수 있는 기술을 개시한다. In addition, the Republic of Korea Patent Application No. 10-2018-0014057 (2018.02.05) No. "Snowmelt heating system" is a road snow melting heating system that is formed to melt snow accumulated on a sidewalk or road, Doedoe consisting of a heating tube installed under the sidewalk or road surface and a power supply unit for applying power to the heating tube, the surface of the heating tube may be coated with an inorganic nanomaterial. In addition, the inorganic nanomaterial may include Dow corning SE 4450 or Dow corning TC 5080, and the heating tube may be provided in the form of a slide coupler. Through this, the heating tube of the road snow melting heating system according to the embodiment of the present invention can reduce the amount of electricity consumption by increasing the thermal emissivity, and can also be provided with a slide-type coupler structure so that thermal expansion can be alleviated, and through a variable length Disclosed is a technology that can be adjusted to dissipate heat only as wide as necessary, and can be controlled manually or remotely, to cope with snow melting before snow builds up on roads.

또한, 대한민국 특허출원 출원번호 제10-2021-0068203(2021.05.27)호 "에너지 효율이 향상된 도로 융설 시스템 및 융설 방법(Energy-Efficient Road Snow Melting System and Snow Melting Method)"은 아스콘 또는 시멘트로 이루어진 도로에 파인 홈의 바닥면에 배치된 단열재, 일부가 상기 단열재 상부로 노출되도록 상기 단열재 상에 배치되며, 제어부의 제어에 의해 전원이 공급되거나 차단되는 발열체, 상기 히팅 파이프 또는 히팅 케이블 상에 배치된 열전도 마감재, 적어도 하나 이상의 센서에 의해 측정된 값을 기반으로 상기 히팅 파이프 또는 히팅 케이블에 공급되는 전원을 제어하는 제어부를 포함하는 기술을 개시한다. In addition, the Republic of Korea Patent Application No. 10-2021-0068203 (2021.05.27) "Energy-Efficient Road Snow Melting System and Snow Melting Method" is composed of asphalt concrete or cement. The insulator disposed on the bottom surface of the groove dug in the road is disposed on the heat insulator so that a part is exposed to the upper portion of the heat insulator, and is disposed on the heating element, the heating pipe or the heating cable to which power is supplied or cut off by the control of the controller Disclosed is a technology including a heat conductive finish material and a control unit for controlling power supplied to the heating pipe or the heating cable based on a value measured by at least one sensor.

또한, 대한민국 특허출원 출원번호 제10-2018-0116762(2018.10.01)호 "IoT를 이용한 태양전지 시스템 제어방법 및 융설 시스템(SOLAR CELL SYSTEM CONTROL METHOD USING IoT AND SNOW MELTING SYSTEM FOR PERFORMING THE SAME)"은 IoT 통신을 통해 태양전지 시스템이 설치된 장소의 기후정보를 수신하는 단계; 태양전지 시스템의 표면 온도 및 태양전지 시스템 상에 적설되는 눈의 양 중 적어도 하나를 포함하는 주변환경을 측정하여 정보화 하는 단계; 태양전지 시스템의 가열조건을 기설정된 온도에 따라 구획화하는 단계; 및 구획화된 조건 중 기후정보 및 주변환경 정보 중 적어도 하나의 정보를 기초로 하나의 가열조건을 선택하여 태양전지 시스템을 제어하는 단계를 포함하는 기술을 개시한다. In addition, Korean Patent Application No. 10-2018-0116762 (2018.10.01) "SOLAR CELL SYSTEM CONTROL METHOD USING IoT AND SNOW MELTING SYSTEM FOR PERFORMING THE SAME" using IoT Receiving climate information of a place where the solar cell system is installed through IoT communication; measuring and informatizing a surrounding environment including at least one of the surface temperature of the solar cell system and the amount of snow on the solar cell system; compartmentalizing the heating conditions of the solar cell system according to a preset temperature; and controlling the solar cell system by selecting one heating condition based on at least one of climate information and surrounding environment information among the partitioned conditions.

그러나 이러한 융설 운영시스템은 융설 기능만 제공할 뿐 도로 표면의 현황을 정확히 파악하여 관리자 및 차량 탑승자에게 정보를 전달하지 못하는 한계가 있다. 이는 오진율이 비교적 높은 일반적인 아날로그 방식의 온습도 센서를 이용하기 때문에 초음파 센서처럼 정확한 노면상태를 파악할 수 없을 뿐만 아니라, 취약구간(교량, 음지 등)의 대량 사고도 예방하지 못하며 안전한 도로 상황정보 역시 제공하지 못하는 한계가 있기 때문이다. 또한, 그로 인해 시기에 맞지 않는 잦은 열선 작동은 불필요한 전기 에너지의 낭비로 융설시스템의 운영비 상승을 가져오는 문제점이 있었다.However, this snow melting operating system only provides a snow melting function, and has a limitation in not being able to accurately grasp the condition of the road surface and deliver information to the manager and vehicle occupants. Because it uses a general analog temperature-humidity sensor with a relatively high false positive rate, it cannot grasp the exact road surface condition like an ultrasonic sensor, and it cannot prevent mass accidents in vulnerable sections (bridges, shaded areas, etc.) and provides safe road condition information. Because there are limits to what you can't do. In addition, there was a problem in that the frequent operation of the heating wire, which is not timely, causes an increase in the operating cost of the snow melting system due to unnecessary waste of electrical energy.

대한민국 특허출원 출원번호 제10-2018-0154773(2018.12.04)호 "센서부를 이용한 태양 전지 융설 시스템(SOLAR CELL SNOW MELTING SYSTEM USING THE SENSOR UNIT)"Korean Patent Application No. 10-2018-0154773 (2018.12.04) "SOLAR CELL SNOW MELTING SYSTEM USING THE SENSOR UNIT" 대한민국 특허출원 출원번호 제10-2018-0014057(2018.02.05)호 "도로 융설 히팅시스템(Snowmelt heating system)"Republic of Korea Patent Application No. 10-2018-0014057 (2018.02.05) "Snowmelt heating system" 대한민국 특허출원 출원번호 제10-2021-0068203(2021.05.27)호 "에너지 효율이 향상된 도로 융설 시스템 및 융설 방법(Energy-Efficient Road Snow Melting System and Snow Melting Method)"Republic of Korea Patent Application No. 10-2021-0068203 (2021.05.27) "Energy-Efficient Road Snow Melting System and Snow Melting Method" 대한민국 특허출원 출원번호 제10-2018-0116762(2018.10.01)호 "IoT를 이용한 태양전지 시스템 제어방법 및 융설 시스템(SOLAR CELL SYSTEM CONTROL METHOD USING IoT AND SNOW MELTING SYSTEM FOR PERFORMING THE SAME)"Korean Patent Application No. 10-2018-0116762 (2018.10.01) "SOLAR CELL SYSTEM CONTROL METHOD USING IoT AND SNOW MELTING SYSTEM FOR PERFORMING THE SAME"

본 발명은 상기의 문제점을 해결하기 위한 것으로, 도로의 현황을 초음파 센서를 이용해 정확히 파악한 후 관리자 및 차량 탑승자에게 정보를 전달하여 특히 취약구간(교량, 음지 등)의 대량 사고를 예방하고 꼭 필요한 상황에 열선을 가동시켜 블필요한 에너지 낭비를 막을 수 있는 탄소섬유열선을 이용한 AI 융설 운영시스템 및 그 방법을 제공하기 위한 것이다.The present invention is to solve the above problems, and after accurately grasping the current state of the road using an ultrasonic sensor, information is transmitted to the manager and vehicle occupants to prevent mass accidents in particularly vulnerable sections (bridges, shaded areas, etc.) It is to provide an AI snow melting operation system and method using carbon fiber heating wire that can prevent unnecessary energy waste by operating a heating wire in the

또한, 본 발명은 초음파 센서에 의해 판단 불가인 경우에도 온습도센서를 보조적으로 활용하여 현재 도로 상황 정보를 관리자 및 차량 탑승자에게 끊임없이 제공하고 열선을 가동하여 사고 예방 및 안전을 추가로 확보하는 방법을 제공하기 위한 것이다.In addition, the present invention provides a method of continuously providing current road condition information to managers and vehicle occupants by using a temperature and humidity sensor auxiliary even when it is impossible to determine by an ultrasonic sensor, and operating a heating wire to prevent accidents and additionally secure safety it is to do

그러나 본 발명의 목적들은 상기에 언급된 목적으로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 목적들은 아래의 기재로부터 당업자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.However, the objects of the present invention are not limited to the above-mentioned objects, and other objects not mentioned will be clearly understood by those skilled in the art from the following description.

상기 과제를 달성하기 위하여 본 발명의 일 구현예는In order to achieve the above object, one embodiment of the present invention is

제어서버(600)가 통신망(500)을 통해 자신의 관리하는 적어도 하나 이상의 탄소섬유열선 모듈(100)이 설치된 지점의 도로에 대한 상태값을 초음파 센서룰 통해 실시간으로 측정하여 AI 도로감지 시스템(300)으로 전송하고 그 수집된 도로 노면 데이터 분석을 수행하는 제 1 단계; 및The control server 600 measures the state value of the road at the point where at least one carbon fiber heating module 100 managed by itself through the communication network 500 is installed in real time through the ultrasonic sensor rule, and the AI road detection system 300 ) and a first step of performing analysis of the collected road surface data; and

분석결과 강설 및 블랙아이스가 형성된 것으로 판단된 경우 제어서버(600)가 탄소섬유열선 모듈(100)에 대한 동작 온(ON) 명령을 통신망(500)을 통해 메인컨트롤 시스템(400)로 제공하여 히팅 케이블(110)에 대한 동작이 수행되도록 제어하는 제 2 단계; 를 포함하는 것을 특징으로 하는 탄소섬유열선을 이용한 AI 융설 운영방법을 제공한다. When it is determined that snowfall and black ice are formed as a result of the analysis, the control server 600 provides an operation ON command for the carbon fiber heating module 100 to the main control system 400 through the communication network 500 to provide heating. a second step of controlling the operation to be performed on the cable 110; It provides an AI snow melting operation method using a carbon fiber heated wire, characterized in that it comprises a.

본 발명의 일 실시예에 있어서, 상기 제 2 단계는, 분석결과 강설 및 블랙아이스가 형성되지 않은 것으로 판단된 경우 제어서버(600)가 탄소섬유열선 모듈(100)에 대한 동작 오프(OFF) 유지 명령을 통신망(500)을 통해 메인컨트롤 시스템(400)로 제공하여 하도록 제어하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 한다.In one embodiment of the present invention, in the second step, when it is determined that snowfall and black ice are not formed as a result of the analysis, the control server 600 maintains the operation OFF for the carbon fiber heating module 100 It characterized in that it further comprises the step of controlling to provide a command to the main control system 400 through the communication network (500).

또한, 본 발명의 일 실시예에 있어서, 상기 제 2 단계에서 분석결과 강설 및 블랙아이스가 형성된 것으로 판단이 되지 않는 경우, 제어서버(600)가 온습도센서를 이용한 2차 알고리즘을 추가로 더 수행하는 것을 특징으로 한다.In addition, in one embodiment of the present invention, when it is not determined that snowfall and black ice are formed as a result of the analysis in the second step, the control server 600 further performs a secondary algorithm using the temperature and humidity sensor. characterized in that

상기 과제를 달성하기 위하연 본 발명의 다른 구현예는In order to achieve the above object, another embodiment of the present invention is

AI 도로감지 시스템(300) 및 AI road detection system 300 and

통신망(500)을 통해 자신의 관리하는 적어도 하나 이상의 탄소섬유열선 모듈(100)이 설치된 지점의 도로에 대한 초음파 센서를 이용하는 AI 도로감지 시스템(300)으로부터 실시간으로 수집된 도로 노면 데이터 분석을 수행하는 제어서버(600); 를 포함하며, Performs road surface data analysis collected in real time from the AI road detection system 300 using an ultrasonic sensor for the road at the point where at least one carbon fiber heating module 100 managed by itself through the communication network 500 is installed control server 600; includes,

분석결과 강설 및 블랙아이스가 형성된 것으로 판단된 경우 제어서버(600)가 탄소섬유열선 모듈(100)에 대한 동작 온(ON) 명령을 통신망(500)을 통해 메인컨트롤 시스템(400)로 제공하여 히팅 케이블(110)에 대한 동작이 수행되도록 제어하는 것을 특징으로 하는 탄소섬유열선을 이용한 AI 융설 운영시스템을 제공한다. When it is determined that snowfall and black ice are formed as a result of the analysis, the control server 600 provides an operation ON command for the carbon fiber heating module 100 to the main control system 400 through the communication network 500 to provide heating. It provides an AI snow melting operating system using a carbon fiber hot wire, characterized in that controlling the operation to be performed on the cable (110).

본 발명의 일 실시예에 있어서, 분석결과 강설 및 블랙아이스가 형성되지 않은 것으로 판단된 경우 제어서버(600)가 탄소섬유열선 모듈(100)에 대한 동작 오프(OFF) 유지 명령을 통신망(500)을 통해 메인컨트롤 시스템(400)로 제공하여 하도록 제어하는 것을 특징으로 한다. In one embodiment of the present invention, when it is determined that snowfall and black ice are not formed as a result of the analysis, the control server 600 sends an operation OFF maintenance command to the carbon fiber heating module 100 to the communication network 500 . It is characterized in that the control is provided to the main control system 400 through the

본 발명의 실시예에 따른 탄소섬유열선을 이용한 AI 융설 운영시스템은, 도로의 현황을 초음파 센서를 이용해 정확히 파악한 후 관리자 및 차량 탑승자에게 정보를 전달하여 특히 취약구간(교량, 음지 등)의 대량 사고를 예방하도록 하는 효과가 있으며 꼭 필요한 상황에 열선을 가동시켜 블필요한 에너지 낭비를 막을 수 있다.The AI snow melting operating system using the carbon fiber heated wire according to an embodiment of the present invention accurately grasps the road condition using an ultrasonic sensor and then delivers information to the manager and vehicle occupants, particularly in vulnerable sections (bridges, shaded areas, etc.) mass accidents It has the effect of preventing contamination, and it is possible to prevent unnecessary energy wastage by operating the heating wire when absolutely necessary.

뿐만 아니라, 본 발명의 다른 실시예에 따른 탄소섬유열선을 이용한 AI 융설 운영시스템은, 초음파 센서에 의해 판단 불가인 경우 온습도를 보조적으로 활용하여 안전한 도로 상황을 제공하도록 할 수 있는 효과가 있다. In addition, the AI snow melting operating system using a carbon fiber heated wire according to another embodiment of the present invention has the effect of providing a safe road condition by auxiliaryly utilizing temperature and humidity when it is impossible to determine by the ultrasonic sensor.

도 1은 본 발명의 실시예에 따른 탄소섬유열선을 이용한 AI 융설 운영시스템(1)을 나타내는 도면이다.
도 2 내지 도 3은 본 발명의 실시예에 따른 탄소섬유열선을 이용한 AI 융설 운영시스템(1)에서 탄소섬유열선 모듈(100)의 구성을 나타내는 도면이다.
도 4는 본 발명의 실시예에 따른 탄소섬유열선을 이용한 AI 융설 운영시스템(1) 중 탄소섬유열선 모듈(100)의 공법 프로세스를 나타내는 도면이다.
도 5는 본 발명의 실시예에 따른 탄소섬유열선을 이용한 AI 융설 운영시스템(1)을 이용한 AI 융설 운영방법을 나타내는 도면이다.
1 is a view showing an AI snow melting operating system 1 using a carbon fiber hot wire according to an embodiment of the present invention.
2 to 3 are views showing the configuration of the carbon fiber hot wire module 100 in the AI snow melting operating system 1 using the carbon fiber hot wire according to an embodiment of the present invention.
Figure 4 is a view showing the construction process of the carbon fiber hot wire module 100 of the AI snow melting operating system (1) using a carbon fiber hot wire according to an embodiment of the present invention.
5 is a view showing an AI snow melting operation method using the AI snow melting operating system 1 using a carbon fiber heated wire according to an embodiment of the present invention.

이하, 본 발명의 바람직한 실시예의 상세한 설명은 첨부된 도면들을 참조하여 설명할 것이다. 하기에서 본 발명을 설명함에 있어서, 관련된 공지 기능 또는 구성에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명을 생략할 것이다.DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS Hereinafter, a detailed description of a preferred embodiment of the present invention will be described with reference to the accompanying drawings. In the following description of the present invention, if it is determined that a detailed description of a related well-known function or configuration may unnecessarily obscure the gist of the present invention, the detailed description thereof will be omitted.

본 발명에 있어서는 어느 하나의 구성요소가 다른 구성요소로 데이터 또는 신호를 '전송'하는 경우에는 구성요소는 다른 구성요소로 직접 상기 데이터 또는 신호를 전송할 수 있고, 적어도 하나의 또 다른 구성요소를 통하여 데이터 또는 신호를 다른 구성요소로 전송할 수 있음을 의미한다.In the present invention, when any one component 'transmits' data or signal to another component, the component can directly transmit the data or signal to another component, and through at least one other component This means that data or signals can be transmitted to other components.

도 1은 본 발명의 실시예에 따른 탄소섬유열선을 이용한 AI 융설 운영시스템(1)을 나타내는 도면이다. 도 1을 참조하면, 탄소섬유열선을 이용한 AI 융설 운영시스템(1)은 복수의 탄소섬유열선 모듈(100), 게이트웨이 시스템(200), 실시간 AI 도로감지 시스템(300), 메인컨트롤 시스템(400), 통신망(500), 제어서버(600), 그리고 운전자 스마트단말(700)을 포함할 수 있다.1 is a view showing an AI snow melting operating system 1 using a carbon fiber hot wire according to an embodiment of the present invention. Referring to Figure 1, the AI snow melting operating system (1) using a carbon fiber heated wire is a plurality of carbon fiber heated wire modules (100), a gateway system (200), a real-time AI road detection system (300), a main control system (400) , a communication network 500 , a control server 600 , and a driver smart terminal 700 .

여기서 통신망(500)은 대용량, 장거리 음성 및 데이터 서비스가 가능한 대형 통신망의 고속 기간 망인 통신망이며, 인터넷(Internet) 또는 고속의 멀티미디어 서비스를 제공하기 위한 차세대 유선 및 무선 망일 수 있다. 통신망(500)이 이동통신망일 경우 동기식 이동 통신망일 수도 있고, 비동기식 이동 통신망일 수도 있다. 비동기식 이동 통신망의 일 실시 예로서, WCDMA(Wideband Code Division Multiple Access) 방식의 통신망을 들 수 있다. 이 경우 도면에 도시되진 않았지만, 통신망(500)은 RNC(Radio Network Controller)을 포함할 수 있다. 한편, WCDMA망을 일 예로 들었지만, 3G LTE망, 4G망 그 밖의 5G 등 차세대 통신망, 그 밖의 IP를 기반으로 한 IP망일 수 있다. 통신망(500)은 AI 도로감지 시스템(300), 메인컨트롤 시스템(400), 제어서버(600), 그리고 운전자 스마트단말(700), 그 밖의 시스템 상호 간의 신호 및 데이터를 상호 전달하는 역할을 한다. Here, the communication network 500 is a high-speed backbone network of a large-scale communication network capable of high-capacity, long-distance voice and data services, and may be a next-generation wired or wireless network for providing the Internet or high-speed multimedia services. When the communication network 500 is a mobile communication network, it may be a synchronous mobile communication network or an asynchronous mobile communication network. As an embodiment of the asynchronous mobile communication network, there may be a wideband code division multiple access (WCDMA) type communication network. In this case, although not shown in the drawing, the communication network 500 may include a Radio Network Controller (RNC). Meanwhile, although the WCDMA network is taken as an example, it may be a 3G LTE network, a 4G network, other next-generation communication networks such as 5G, and other IP-based IP networks. The communication network 500 serves to mutually transmit signals and data between the AI road detection system 300 , the main control system 400 , the control server 600 , the driver's smart terminal 700 , and other systems.

도 2 내지 도 3은 본 발명의 실시예에 따른 탄소섬유열선을 이용한 AI 융설 운영시스템(1)에서 탄소섬유열선 모듈(100)의 구성을 나타내는 도면이다. 도 2 내지 도 3을 참조하면, 탄소섬유열선 모듈(100)은 히팅 케이블(110), 탄소섬유열선(120), 단열재(130), 특수충진재(140), 온습도감지센서(150)를 포함할 수 있다.2 to 3 are views showing the configuration of the carbon fiber hot wire module 100 in the AI snow melting operating system 1 using the carbon fiber hot wire according to an embodiment of the present invention. 2 to 3 , the carbon fiber heating wire module 100 includes a heating cable 110 , a carbon fiber heating wire 120 , a heat insulating material 130 , a special filler 140 , and a temperature and humidity sensor 150 . can

또한, 본 발명에서 탄소섬유열선은 일반적인 탄소섬유로 이루어진 열선 뿐만 아니라 타 열선 섬유와의 합사로 이루어진 탄소섬유 합사섬유도 포함되는 개념으로서, 이하 설명에서 탄소섬유열선으로 설명되는 것은 탄소섬유 합사섬유에 대해서도 동일하게 적용될 수 있다. In addition, in the present invention, the carbon fiber hot wire is a concept that includes not only a hot wire made of general carbon fiber but also a carbon fiber braided fiber made of braiding with other hot wire fibers. The same can be applied to

보다 구체적으로, 도로열선 매설깊이로 50 내지 60mm 사이에 하단에 단열재(130), 그 상부에 탄소섬유열선(120)이 매립되고 각 매립된 탄소섬유열선(120)의 복수개, 도면상에서는 4개가 히팅케이블(110)로 연결된 형태로 형성되며, 커팅홈 상으로는 특수충진재(140)가 채워지고 커팅홈 사이의 한곳의 도로 상부면사에는 온습도감지센서(150)가 형성되는 구조를 가질 수 있다. 여기서 온습도감지센서(150)는 보조열감지장치에 해당한다. More specifically, a heat insulator 130 at the bottom between 50 to 60 mm to a depth of the road heating wire, and a carbon fiber heating wire 120 in the upper part, a plurality of each embedded carbon fiber heating wire 120, 4 are heated in the drawing It is formed in a form connected to the cable 110, and the special filler 140 is filled on the cutting grooves, and the temperature and humidity sensor 150 is formed on the upper surface of the road in one place between the cutting grooves. Here, the temperature and humidity sensor 150 corresponds to the auxiliary heat detection device.

이러한 구조를 통해 탄소섬유열선 모듈(100)이 복수개로 차바퀴의 양쪽에 분산되어 형성되거나 도로 상에 미리 설정된 영역에 설정될 수 있으며, 열을 발산하는 전자파 차폐기능 발열체로 작동할 수 있다.Through this structure, a plurality of carbon fiber heating module 100 may be formed by being dispersed on both sides of the wheel or may be set in a preset area on the road, and may operate as an electromagnetic wave shielding heating element that emits heat.

게이트웨이 시스템(200)은 복수의 탄소섬유열선 모듈(100)과 실시간 AI 도로감지 시스템(300), 그리고 메인컨트롤 시스템(400) 간의 신호 및 데이터 송수신을 위해 형성될 수 있다. The gateway system 200 may be formed for transmitting and receiving signals and data between the plurality of carbon fiber heating modules 100 , the real-time AI road sensing system 300 , and the main control system 400 .

실시간 AI 도로감지 시스템(300)은 강설이나 동결 등을 감지하는 메인 시스템으로, 도로의 현황을 초음파 센서를 이용해 파악한 후 관리자가 관리하는 제어서버(600) 뿐만 아니라, 전방에서 운행하는 차량으로 디스플레이 화면을 통해 차량 탑승자에게 정보를 전달하여 특히 취약구간(교량, 음지 등)의 대량 사고를 예방하도록 할 수 있다. AI 도로감지 시스템(300)은 도로의 상태에 해당하는 적설, 수막, 블랙아이스 등의 도로 상태 파라미터를 초음파 센서로 감지할 수 있다. The real-time AI road detection system 300 is a main system that detects snowfall or freezing, etc., and uses an ultrasonic sensor to identify the road condition and then displays the display screen with the control server 600 managed by the manager as well as the vehicle running in the front. It is possible to prevent mass accidents in particularly vulnerable sections (bridges, shaded areas, etc.) by transmitting information to vehicle occupants. The AI road detection system 300 may detect road condition parameters such as snow cover, water screen, and black ice corresponding to the road condition with an ultrasonic sensor.

실시간 AI 도로감지 시스템(300)은 이러한 정보 정달을 통해 특히 취약구간(교량, 음지 등)의 대량 사고를 예방할 수 있다. The real-time AI road detection system 300 can prevent mass accidents in particularly vulnerable sections (bridges, shaded areas, etc.) through this information.

메인컨트롤 시스템(400)은 히팅케이블(110)의 전원 및 각종 데이터를 기반으로 자동제어하는 시스템이다. The main control system 400 is a system for automatically controlling based on the power of the heating cable 110 and various data.

한편, 하기의 표 1은 각 구성요소의 기능을 나타내는 도표이다.Meanwhile, Table 1 below is a table showing the function of each component.

구분division 구성도면construction drawing 기능function 탄소섬유열선
(120)
carbon fiber heating wire
(120)

Figure 112022041848991-pat00001
Figure 112022041848991-pat00001
Figure 112022041848991-pat00002
Figure 112022041848991-pat00002
온습도감지센서
(150)
temperature and humidity sensor
(150)
Figure 112022041848991-pat00003
Figure 112022041848991-pat00003
Figure 112022041848991-pat00004
Figure 112022041848991-pat00004
메인컨트롤 시스템
(400)
main control system
(400)
Figure 112022041848991-pat00005
Figure 112022041848991-pat00005
Figure 112022041848991-pat00006
Figure 112022041848991-pat00006
실시간 AI 도로감지 시스템
(300)
Real-time AI road detection system
(300)
Figure 112022041848991-pat00007
Figure 112022041848991-pat00007
Figure 112022041848991-pat00008
Figure 112022041848991-pat00008
제어서버
(600)
control server
(600)
Figure 112022041848991-pat00009
Figure 112022041848991-pat00009
Figure 112022041848991-pat00010
Figure 112022041848991-pat00010

도 4는 본 발명의 실시예에 따른 탄소섬유열선을 이용한 AI 융설 운영시스템(1) 중 탄소섬유열선 모듈(100)의 공법 프로세스를 나타내는 도면이다. 도 4를 참조하면, 공법 프로세스는 융설 발열량 설계(S1), 도로커팅(S2), 탄소섬유열선 모듈(100) 매설(S3), AI 감지 및 제어 시스템 구축(S4), 융설 성능 검사(S5), 그리고 원격 관제 모니터링(S6) 순으로 진행될 수 있다. Figure 4 is a view showing the construction process of the carbon fiber hot wire module 100 of the AI snow melting operating system (1) using a carbon fiber hot wire according to an embodiment of the present invention. Referring to Figure 4, the construction process is snow melting calorific value design (S1), road cutting (S2), carbon fiber heating module 100 burial (S3), AI detection and control system construction (S4), snow melting performance test (S5) , and remote control monitoring (S6) may be performed in the order.

도 5는 본 발명의 실시예에 따른 탄소섬유열선을 이용한 AI 융설 운영시스템(1)을 이용한 AI 융설 운영방법을 나타내는 도면이다. 도 5를 참조하면, 제어서버(600)는 통신망(500)을 통해 자신의 관리하는 적어도 하나 이상의 탄소섬유열선 모듈(100)이 설치된 지점의 도로에 대한 초음파 센서를 이용하는 AI 도로감지 시스템(300)으로부터 실시간으로 수집된 도로 노면 데이터 분석을 수행한다(S11).5 is a view showing an AI snow melting operation method using the AI snow melting operating system 1 using a carbon fiber heated wire according to an embodiment of the present invention. Referring to FIG. 5 , the control server 600 is an AI road detection system 300 using an ultrasonic sensor for a road at a point where at least one carbon fiber heating module 100 managed by itself through the communication network 500 is installed. Analyzes the road surface data collected in real time from (S11).

여기서, AI 도로감지 시스템(300)은 도로의 현황을 초음파 센서를 이용해 파악한 후 관리자가 관리하는 제어서버(600) 뿐만 아니라, 전방에서 운행하는 차량으로 디스플레이 화면을 통해 차량 탑승자에게 정보를 전달하여 특히 취약구간(교량, 음지 등)의 대량 사고를 예방하도록 할 수 있다. AI 도로감지 시스템(300)은 도로의 상태에 해당하는 적설, 수막, 블랙아이스 등의 도로 상태 파라미터를 초음파 센서로 감지할 수 있다. Here, the AI road detection system 300 uses an ultrasonic sensor to determine the current state of the road, and then transmits information to the vehicle occupants through the display screen to the vehicle running in the front as well as the control server 600 managed by the manager. It can prevent mass accidents in vulnerable sections (bridges, shaded areas, etc.). The AI road detection system 300 may detect road condition parameters such as snow cover, water screen, and black ice corresponding to the road condition with an ultrasonic sensor.

이를 위해, AI 도로감지 시스템(300)은 분산 파일 프로그램에 의해 DCS DB에 분산 저장된 수집 데이터를 머신러닝 알고리즘을 통해 분석하고 상태 관리 명령을 내릴 수 있다. 보다 구체적으로, AI 도로감지 시스템(300)에서 사용되는 머신러닝 알고리즘은 결정 트리(DT, Decision Tree) 분류 알고리즘, 랜덤 포레스트 분류 알고리즘, SVM(Support Vector Machine) 분류 알고리즘 중 하나일 수 있다. To this end, the AI road detection system 300 may analyze the collected data distributed and stored in the DCS DB by a distributed file program through a machine learning algorithm and issue a state management command. More specifically, the machine learning algorithm used in the AI road detection system 300 may be one of a decision tree (DT) classification algorithm, a random forest classification algorithm, and a support vector machine (SVM) classification algorithm.

AI 도로감지 시스템(300)은 분산 파일 프로그램에 의해 DCS DB에 적설, 수막, 블랙아이스 등의 도로 상태 파라미터 각각 별로 분산 저장된 초음파 영역대의 수집 데이터와 초음파 센서로부터 수신된 초음파 주파수를 분석하여 분석한 결과로 각 도로 상태 파라미터의 특징 정보를 추출할 뿐만 아니라, 추출된 특징 정보를 복수의 머신러닝 알고리즘 중 적어도 하나 이상을 이용하여 학습하여 학습한 결과로 이상 상태 여부를 판단할 수도 있다.The AI road detection system 300 analyzes and analyzes the ultrasonic frequency received from the ultrasonic sensor and the collected data of the ultrasonic region distributed and stored for each road condition parameter such as snow, water, and black ice in the DCS DB by the distributed file program. As well as extracting characteristic information of each road condition parameter, it is also possible to learn the extracted characteristic information using at least one of a plurality of machine learning algorithms and determine whether an abnormal state is present as a result of the learning.

즉, AI 도로감지 시스템(300)은 도로의 상태 여부 판단 결과의 정확도 향상을 위해 다수의 상호 보완적인 머신러닝 알고리즘들로 구성된 앙상블 구조를 적용할 수 있다. That is, the AI road detection system 300 may apply an ensemble structure composed of a plurality of complementary machine learning algorithms to improve the accuracy of the result of determining whether the road is in a condition.

결정 트리 분류 알고리즘은 트리 구조로 학습하여 결과를 도출하는 방식으로 결과 해석 및 이해가 용이하고, 데이터 처리 속도가 빠르며 탐색 트리 기반으로 룰 도출이 가능할 수 있다. DT의 낮은 분류 정확도를 개선하기 위한 방안으로 RF를 적용할 수 있다. 랜덤 포레스트 분류 알고리즘은 다수의 DT를 앙상블로 학습한 결과를 도축하는 방식으로, DT보다 결과 이해가 어려우나 DT보다 결과 정확도가 높을 수 있다. DT 또는 RF 학습을 통해 발생 가능한 과적합의 개선 방안으로 SVM을 적용할 수 있다. SVM 분류 알고리즘은 서로 다른 분류에 속한 데이터를 평면 기반으로 분류하는 방식으로, 일반적으로 높은 정확도를 갖고, 구조적으로 과적합(overfitting)에 낮은 민감도를 가질 수 있다The decision tree classification algorithm is a method of deriving results by learning in a tree structure, making it easy to interpret and understand the results, fast data processing speed, and may be able to derive rules based on a search tree. RF can be applied as a method to improve the low classification accuracy of DT. The random forest classification algorithm is a method of slaughtering the results of learning multiple DTs as an ensemble. SVM can be applied as a way to improve overfitting that can occur through DT or RF learning. The SVM classification algorithm classifies data belonging to different classifications on a plane-based basis, and generally has high accuracy and may have low sensitivity to structural overfitting.

단계(S11)의 분석결과 강설 및 블랙아이스가 형성된 것으로 판단된 경우 제어서버(600)는 탄소섬유열선 모듈(100)에 대한 동작 온(ON) 명령을 통신망(500)을 통해 메인컨트롤 시스템(400)로 제공하여 히팅 케이블(110)에 대한 동작이 수행되도록 제어할 수 있다(S13). 반대로, 단계(S11)의 분석결과 강설 및 블랙아이스가 형성되지 않은 것으로 판단된 경우 제어서버(600)는 탄소섬유열선 모듈(100)에 대한 동작 오프(OFF) 유지 명령을 통신망(500)을 통해 메인컨트롤 시스템(400)로 제공하여 하도록 제어할 수 있으며(S14), 이를 1차 알고리즘으로 먼저 수행할 수 있다.When it is determined that snowfall and black ice are formed as a result of the analysis in step S11, the control server 600 sends an operation ON command to the carbon fiber heating module 100 through the communication network 500 through the main control system 400 ) can be provided to control the operation of the heating cable 110 to be performed (S13). Conversely, when it is determined that snowfall and black ice are not formed as a result of the analysis in step S11 , the control server 600 sends an operation OFF maintenance command to the carbon fiber heating module 100 through the communication network 500 . It can be controlled to be provided to the main control system 400 (S14), and this can be performed first as a primary algorithm.

한편, 1차 알고리즘 이상발생시 2차 알고리즘이 수행되며, 2차 알고리즘은 제어서버(600)는 통신망(500)을 통해 자신의 관리하는 적어도 하나 이상의 탄소섬유열선 모듈(100)의 온습도감지센서(150)로부터 수신되는 온습도 데이터 분석을 위해 설정 온도(To)와, 설정 습도(Ho)에 대한 세팅을 수행하고, 수신되는 온습도 데이터인 표면 온도(Ta)와, 표면 습도(Ha)에 대한 비교를 수행할 수 있다(S21, S22).On the other hand, when an abnormality occurs in the first algorithm, the second algorithm is performed, and the second algorithm is the temperature and humidity sensor 150 of the control server 600 , at least one carbon fiber heating module 100 managed by the control server 600 through the communication network 500 . ) to analyze the temperature and humidity data received from the set temperature (To) and the set humidity (Ho), and perform a comparison between the received temperature and humidity data, the surface temperature (Ta), and the surface humidity (Ha). It can be done (S21, S22).

즉, 단계(S22)의 분석결과 설정 온도(To) 보다 표면 온도(Ta)가 낮은 경우 제어서버(600)는 설정 습도(Ho) 보다 표면 습도(Ha)가 높은지 여부를 분석한다(S23).That is, when the surface temperature Ta is lower than the set temperature To as a result of the analysis in step S22, the control server 600 analyzes whether the surface humidity Ha is higher than the set humidity Ho (S23).

단계(S23)의 분석 결과 설정 습도(Ho) 보다 표면 습도(Ha)가 높은 경우, 탄소섬유열선 모듈(100)에 대한 동작 온(ON) 명령을 통신망(500)을 통해 메인컨트롤 시스템(400)로 제공하여 히팅 케이블(110)에 대한 동작이 수행되도록 제어할 수 있다(S24). If the surface humidity (Ha) is higher than the set humidity (Ho) as a result of the analysis of step (S23), the operation ON command for the carbon fiber heating wire module 100 is sent to the main control system 400 through the communication network 500 It can be provided as a control so that the operation for the heating cable 110 is performed (S24).

한편, 단계(S22)의 분석결과 설정 온도(To) 보다 표면 온도(Ta)가 낮지 않은 경우, 그리고, 분석결과 설정 온도(To) 보다 표면 온도(Ta)가 낮지만 설정 습도(Ho) 보다 표면 습도(Ha)가 높지 않은 경우, 제어서버(600)는 탄소섬유열선 모듈(100)에 대한 동작 오프(OFF) 유지 명령을 통신망(500)을 통해 메인컨트롤 시스템(400)로 제공하여 하도록 제어할 수 있다. On the other hand, if the surface temperature (Ta) is not lower than the set temperature (To) as a result of the analysis of step (S22), and, as a result of the analysis, the surface temperature (Ta) is lower than the set temperature (To), but the surface temperature (Ho) is lower than the set humidity (Ho) When the humidity (Ha) is not high, the control server 600 provides a command to keep the operation OFF for the carbon fiber heating wire module 100 to the main control system 400 through the communication network 500 to control it. can

본 발명의 다른 실시예로, 제어서버(400)는 각 운전자 스마트단말(700)로부터 통신망(500)을 통한 액세스를 통한 회원 ID 및 비밀번호, SNS ID를 제공받을 뿐만 아니라, 운전자 스마트단말(700)의 단말식별번호(IMEI)를 수신하여 단말식별번호를 메타데이터로 회원 ID, 비밀번호, SNS ID를 회원 정보로 데이터베이스에 저장함으로써, 운전자 스마트단말 집합 전체에 대한 회원 가입 절차를 완료할 수 있다. In another embodiment of the present invention, the control server 400 not only receives the member ID, password, and SNS ID through access through the communication network 500 from each driver smart terminal 700, but also receives the driver smart terminal 700 By receiving the terminal identification number (IMEI) of the terminal identification number as metadata and storing the member ID, password, and SNS ID as member information in the database, the membership registration procedure for the entire driver's smart terminal set can be completed.

제어서버(400)는 하나의 운전자 스마트단말(700)에 의한 RF태그 태깅 이벤트탄소섬유열선 모듈(100)에 추가로 구비된 RF태그에 대한 운전자 스마트단말(700)로부터의 전송이 통신망(500)을 통해 수신되는 경우, 탄소섬유열선 모듈(100)의 몸체에 형성된 RF태그 태깅에 따른 태깅 ID 정보, 운전자 스마트단말(700)의 GPS 수신모듈로부터 획득된 위치정보, 위치정보가 획득된 시간정보를 통신망(500)를 통해 수신하도록 제어한 뒤, 단말식별번호를 메타데이터로 태깅 ID 정보, 위치정보, 시간정보를 데이터베이스에 추가로 저장할 수 있다.The control server 400 transmits the RF tag tagging event by one driver smart terminal 700 to the RF tag additionally provided in the carbon fiber heating module 100 from the driver smart terminal 700 communication network 500 When received through, tagging ID information according to RF tag tagging formed on the body of the carbon fiber heating module 100, location information obtained from the GPS receiving module of the driver smart terminal 700, and time information at which the location information is obtained After controlling to be received through the communication network 500, tagging the terminal identification number as metadata may additionally store ID information, location information, and time information in the database.

또한, 본 발명의 다른 실시예로, 한편 상술한 구성을 갖는 탄소섬유열선 모듈(100)을 기반하면 GPS 수신장치를 구비한 운전자 스마트단말(700)을 활용하여 보행자에게 내비게이션 안내를 수행하거나 상술한 바와 같이 탄소섬유열선 모듈(100)의 RF태그 자체의 위치 탐색을 통해 탄소섬유열선 모듈(100) 기반으로 내비게이션에 대한 안내가 수행되는 경우에 제어서버(400)는 우천 및 강설 정보를 통한 위치 안내 서비스를 제공할 수 있다.In addition, as another embodiment of the present invention, on the other hand, based on the carbon fiber heated wire module 100 having the above-described configuration, navigation guidance is performed to pedestrians using the smart terminal 700 of the driver equipped with a GPS receiver or the above-mentioned As shown, when guidance for navigation is performed based on the carbon fiber heating module 100 through the location search of the RF tag itself of the carbon fiber heating module 100, the control server 400 provides location guidance through rain and snow information. service can be provided.

즉, 제어서버(400)는 탄소섬유열선 모듈(100)에 구비된 온습도감지센서(150)에 구비된 습도센서에 의해 우천 상태에서 탄소섬유열선 모듈(100) 내부의 습도가 미리 설정된 습도 이상인 경우, 탄소섬유열선 모듈(100)에서 메인컨트롤 시스템(400)을 통한 우천 정보 제공에 따라 메인컨트롤 시스템(400)으로부터 통신망(500)을 통해 우천 및 강설 정보와 탄소섬유열선 모듈(100)의 일련번호(즉, 위치 정보)를 수신하여 저장할 수 있다.That is, when the control server 400 is the humidity sensor provided in the temperature and humidity sensor 150 provided in the carbon fiber heating wire module 100, the humidity inside the carbon fiber heating wire module 100 is greater than or equal to the preset humidity in rainy weather. , In accordance with the provision of rain information through the main control system 400 from the carbon fiber heating wire module 100, rain and snow information from the main control system 400 through the communication network 500 and the serial number of the carbon fiber heating wire module 100 (ie, location information) may be received and stored.

이에 따라, 제어서버(400)는 내비게이션 안내를 수행하거나 탄소섬유열선 모듈(100) 자체의 위치 탐색을 통해 보도 블록에 대한 안내가 수행되는 경우에 경로의 미리 설정된 거리 내에 우천 및 강설 정보가 탐지되는 경우, 우천 및 강설 정보가 감지된 탄소섬유열선 모듈(100)의 위치 정보까지의 거리정보를 연산하여 운전자 스마트단말(700)로 전송하여 각각의 음성출력부인 스피커를 통해서 거리정보와 함께 우천 및 강설 정보가 출력하도록 제어함으로써, 각종 기후 변화 등에 대한 안내가 수행될 수 있도록 할 수 있다.Accordingly, the control server 400 performs navigation guidance or when guidance on a sidewalk block is performed through a location search of the carbon fiber heating module 100 itself, rain and snow information is detected within a preset distance of the route. In this case, the distance information to the location information of the carbon fiber heated wire module 100 in which the rain and snow information is sensed is calculated and transmitted to the driver smart terminal 700. By controlling the information to be output, it is possible to perform guidance on various climate changes and the like.

본 발명의 다른 실시예로, 우천 및 강설 정보뿐만 아니라, 온습도감지센서(150)로 온도 센서가 포함된 경우 폭염 및 화염 정보를 제공하여 발생한 위치에 해당하는 운전자의 사고 위험을 예방할 수 있다. In another embodiment of the present invention, in addition to rain and snow information, when a temperature sensor is included as the temperature and humidity sensor 150, heat waves and flame information are provided to prevent the risk of an accident for the driver corresponding to the location where it occurred.

또한, 탄소섬유열선을 이용한 AI 융설 운영시스템(1) 관리자로 제어서버(600) 운영자는 본 시스템을 납품 후 시청 등 관리자에게 비용을 과금하여(일정기간(예: 2년) 무료사용 후 유료 사용으로 전환하는 비즈니스 모델로 활용할 수 있다. In addition, the operator of the control server 600 as the manager of the AI snow melting operating system (1) using the carbon fiber heated wire charges the manager such as watching after delivery of this system (for a certain period (eg 2 years), free use and then paid use) It can be used as a business model that transforms into

본 발명은 또한 컴퓨터로 읽을 수 있는 기록매체에 컴퓨터가 읽을 수 있는 코드로서 구현하는 것이 가능하다. 컴퓨터가 읽을 수 있는 기록매체는 컴퓨터 시스템에 의하여 읽혀질 수 있는 데이터가 저장되는 모든 종류의 기록 장치를 포함한다.The present invention can also be implemented as computer-readable codes on a computer-readable recording medium. The computer-readable recording medium includes all types of recording devices in which data readable by a computer system is stored.

컴퓨터가 읽을 수 있는 기록매체의 예로는 ROM, RAM, CD-ROM, 자기테이프, 플로피 디스크, 광 데이터 저장장치 등이 있으며, 또한 캐리어 웨이브(예를 들어, 인터넷을 통한 전송)의 형태로 구현되는 것도 포함한다. Examples of computer-readable recording media include ROM, RAM, CD-ROM, magnetic tape, floppy disk, optical data storage device, etc. also includes

또한 컴퓨터가 읽을 수 있는 기록매체는 네트워크로 연결된 컴퓨터 시스템에 분산되어, 분산방식으로 컴퓨터가 읽을 수 있는 코드가 저장되고 실행될 수 있다. 그리고 본 발명을 구현하기 위한 기능적인(functional) 프로그램, 코드 및 코드 세그먼트들은 본 발명이 속하는 기술 분야의 프로그래머들에 의해 용이하게 추론될 수 있다.In addition, the computer-readable recording medium is distributed in a computer system connected through a network, so that the computer-readable code can be stored and executed in a distributed manner. In addition, functional programs, codes, and code segments for implementing the present invention can be easily inferred by programmers in the technical field to which the present invention pertains.

이상과 같이, 본 명세서와 도면에는 본 발명의 바람직한 실시예에 대하여 개시하였으며, 비록 특정 용어들이 사용되었으나, 이는 단지 본 발명의 기술 내용을 쉽게 설명하고 발명의 이해를 돕기 위한 일반적인 의미에서 사용된 것이지, 본 발명의 범위를 한정하고자 하는 것은 아니다. 여기에 개시된 실시예 외에도 본 발명의 기술적 사상에 바탕을 둔 다른 변형 예들이 실시 가능하다는 것은 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 자명한 것이다.As described above, preferred embodiments of the present invention have been disclosed in the present specification and drawings, and although specific terms are used, these are only used in a general sense to easily explain the technical content of the present invention and help the understanding of the present invention. , it is not intended to limit the scope of the present invention. It will be apparent to those of ordinary skill in the art to which the present invention pertains that other modifications based on the technical spirit of the present invention can be implemented in addition to the embodiments disclosed herein.

1 : 탄소섬유열선을 이용한 AI 융설 운영시스템
100 : 탄소섬유열선 모듈 110 : 히팅 케이블
120 : 탄소섬유열선 130 : 단열재
140 : 특수충진재 150 : 온습도감지센서
200 : 게이트웨이 시스템 300 : 실시간 AI 도로감지 시스템
400 : 메인컨트롤 시스템 500 : 통신망
600 : 제어서버
1: AI snow melting operation system using carbon fiber heating wire
100: carbon fiber hot wire module 110: heating cable
120: carbon fiber heating wire 130: insulation material
140: special filler 150: temperature and humidity sensor
200: gateway system 300: real-time AI road detection system
400: main control system 500: communication network
600: control server

Claims (5)

복수의 탄소섬유열선 모듈(100), 게이트웨이 시스템(200), 실시간 AI 도로감지 시스템(300), 메인컨트롤 시스템(400), 통신망(500), 제어서버(600), 그리고 운전자 스마트단말(700)을 포함하는 탄소섬유열선을 이용한 AI 융설 운영시스템(1)에 있어서,
탄소섬유열선 모듈(100)은,
히팅 케이블(110), 탄소섬유열선(120), 단열재(130), 특수충진재(140), 온습도감지센서(150)를 포함하며, 도로열선 매설깊이로 50 내지 60mm 사이에 하단에 단열재(130), 그 상부에 탄소섬유열선(120)이 매립되고 각 매립된 탄소섬유열선(120)의 복수개가 히팅케이블(110)로 연결된 형태로 형성되며, 커팅홈 상으로는 특수충진재(140)가 채워지고 커팅홈 사이의 한곳의 도로 상부면상에는 온습도감지센서(150)가 형성되는 구조를 가지며, 탄소섬유열선 모듈(100)이 복수개로 차바퀴의 양쪽에 분산되어 형성되거나 도로 상에 미리 설정된 영역에 설정되며, 열을 발산하는 전자파 차폐기능 발열체로 작동하며,
게이트웨이 시스템(200)은,
복수의 탄소섬유열선 모듈(100)과 실시간 AI 도로감지 시스템(300), 그리고 메인컨트롤 시스템(400) 간의 신호 및 데이터 송수신을 위해 형성되며,
메인컨트롤 시스템(400)은,
히팅케이블(110)의 전원 및 각종 데이터를 기반으로 자동제어하는 시스템이며,
제어서버(600)는,
통신망(500)을 통해 자신의 관리하는 적어도 하나 이상의 탄소섬유열선 모듈(100)이 설치된 지점의 도로에 대한 초음파 센서를 이용하는 AI 도로감지 시스템(300)으로부터 실시간으로 수집된 도로 노면 데이터 분석을 수행하며,
실시간 AI 도로감지 시스템(300)은,
도로의 현황을 초음파 센서를 이용해 파악한 후 관리자가 관리하는 제어서버(600) 뿐만 아니라, 전방에서 운행하는 차량으로 디스플레이 화면을 통해 차량 탑승자에게 정보를 전달하여 취약구간(교량, 음지 포함)의 대량 사고를 예방하도록 하되, 도로의 상태에 해당하는 적설, 수막, 블랙아이스를 포함하는 도로 상태 파라미터를 초음파 센서로 감지하며,
분산 파일 프로그램에 의해 DCS DB에 분산 저장된 수집 데이터를 분석하고 상태 관리 명령을 내리며, 분산 파일 프로그램에 의해 DCS DB에 적설, 수막, 블랙아이스를 포함하는 도로 상태 파라미터 각각 별로 분산 저장된 초음파 영역대의 수집 데이터와 초음파 센서로부터 수신된 초음파 주파수를 분석하여 분석한 결과로 각 도로 상태 파라미터의 특징 정보를 추출할 뿐만 아니라, 추출된 특징 정보를 학습하여 학습한 결과로 이상 상태 여부를 판단하며,
제어서버(600)는,
분석결과 강설 및 블랙아이스가 형성된 것으로 판단된 경우, 탄소섬유열선 모듈(100)에 대한 동작 온(ON) 명령을 통신망(500)을 통해 메인컨트롤 시스템(400)로 제공하여 히팅 케이블(110)에 대한 동작이 수행되도록 제어하며, 반대로 분석결과 강설 및 블랙아이스가 형성되지 않은 것으로 판단된 경우 탄소섬유열선 모듈(100)에 대한 동작 오프(OFF) 유지 명령을 통신망(500)을 통해 메인컨트롤 시스템(400)로 제공하여 하도록 제어하는 1차 알고리즘으로 먼저 수행하며,
1차 알고리즘 이상발생시 2차 알고리즘이 수행되며, 2차 알고리즘에 있어서, 제어서버(600)는,
통신망(500)을 통해 자신의 관리하는 적어도 하나 이상의 탄소섬유열선 모듈(100)의 온습도감지센서(150)로부터 수신되는 온습도 데이터 분석을 위해 설정 온도(To)와, 설정 습도(Ho)에 대한 세팅을 수행하고, 수신되는 온습도 데이터인 표면 온도(Ta)와, 표면 습도(Ha)에 대한 비교를 수행하며,
분석결과 설정 온도(To) 보다 표면 온도(Ta)가 낮은 경우 제어서버(600)는 설정 습도(Ho) 보다 표면 습도(Ha)가 높은지 여부를 분석하며, 분석 결과 설정 습도(Ho) 보다 표면 습도(Ha)가 높은 경우, 탄소섬유열선 모듈(100)에 대한 동작 온(ON) 명령을 통신망(500)을 통해 메인컨트롤 시스템(400)로 제공하여 히팅 케이블(110)에 대한 동작이 수행되도록 제어하며,
분석결과 설정 온도(To) 보다 표면 온도(Ta)가 낮지 않은 경우, 그리고, 분석결과 설정 온도(To) 보다 표면 온도(Ta)가 낮지만 설정 습도(Ho) 보다 표면 습도(Ha)가 높지 않은 경우, 제어서버(600)는 탄소섬유열선 모듈(100)에 대한 동작 오프(OFF) 유지 명령을 통신망(500)을 통해 메인컨트롤 시스템(400)로 제공하여 하도록 제어하며,
제어서버(400)는,
각 운전자 스마트단말(700)로부터 통신망(500)을 통한 액세스를 통한 회원 ID 및 비밀번호, SNS ID를 제공받을 뿐만 아니라, 운전자 스마트단말(700)의 단말식별번호(IMEI)를 수신하여 단말식별번호를 메타데이터로 회원 ID, 비밀번호, SNS ID를 회원 정보로 데이터베이스에 저장함으로써, 운전자 스마트단말 집합 전체에 대한 회원 가입 절차를 완료하며,
하나의 운전자 스마트단말(700)에 의한 RF태그 태깅 이벤트탄소섬유열선 모듈(100)에 추가로 구비된 RF태그에 대한 운전자 스마트단말(700)로부터의 전송이 통신망(500)을 통해 수신되는 경우, 탄소섬유열선 모듈(100)의 몸체에 형성된 RF태그 태깅에 따른 태깅 ID 정보, 운전자 스마트단말(700)의 GPS 수신모듈로부터 획득된 위치정보, 위치정보가 획득된 시간정보를 통신망(500)를 통해 수신하도록 제어한 뒤, 단말식별번호를 메타데이터로 태깅 ID 정보, 위치정보, 시간정보를 데이터베이스에 추가로 저장하며,
탄소섬유열선 모듈(100)을 기반하면 GPS 수신장치를 구비한 운전자 스마트단말(700)을 활용하여 보행자에게 내비게이션 안내를 수행하거나 탄소섬유열선 모듈(100)의 RF태그 자체의 위치 탐색을 통해 탄소섬유열선 모듈(100) 기반으로 내비게이션에 대한 안내가 수행되는 경우에 제어서버(400)는 우천 및 강설 정보를 통한 위치 안내 서비스를 제공하되,
제어서버(400)는,
탄소섬유열선 모듈(100)에 구비된 온습도감지센서(150)에 구비된 습도센서에 의해 우천 상태에서 탄소섬유열선 모듈(100) 내부의 습도가 미리 설정된 습도 이상인 경우, 탄소섬유열선 모듈(100)에서 메인컨트롤 시스템(400)을 통한 우천 정보 제공에 따라 메인컨트롤 시스템(400)으로부터 통신망(500)을 통해 우천 및 강설 정보와 탄소섬유열선 모듈(100)의 일련번호(즉, 위치 정보)를 수신하여 저장하며,
내비게이션 안내를 수행하거나 탄소섬유열선 모듈(100) 자체의 위치 탐색을 통해 보도 블록에 대한 안내가 수행되는 경우에 경로의 미리 설정된 거리 내에 우천 및 강설 정보가 탐지되는 경우, 우천 및 강설 정보가 감지된 탄소섬유열선 모듈(100)의 위치 정보까지의 거리정보를 연산하여 운전자 스마트단말(700)로 전송하여 각각의 음성출력부인 스피커를 통해서 거리정보와 함께 우천 및 강설 정보가 출력하도록 제어함으로써, 각종 기후 변화 등에 대한 안내가 수행될 수 있도록 하는 것을 특징으로 하는 탄소섬유열선 또는 탄소섬유 합사열선을 이용한 AI 융설 운영시스템.
A plurality of carbon fiber heated wire modules 100, gateway system 200, real-time AI road detection system 300, main control system 400, communication network 500, control server 600, and driver smart terminal 700 In the AI snow melting operating system (1) using a carbon fiber hot wire comprising a,
Carbon fiber hot wire module 100,
Heating cable 110, carbon fiber heating wire 120, insulation 130, special filling material 140, including a temperature and humidity sensor 150, between 50 to 60mm to the depth of the road heating wire buried at the bottom of the insulation 130 , a carbon fiber heating wire 120 is embedded in the upper portion thereof, and a plurality of each embedded carbon fiber heating wire 120 is formed in a form connected by a heating cable 110 , and a special filler 140 is filled on the cutting groove and the cutting groove It has a structure in which a temperature and humidity sensor 150 is formed on the upper surface of the road in one place in between, and a plurality of carbon fiber heating module 100 is formed by being dispersed on both sides of the wheel or set in a preset area on the road, heat It works as an electromagnetic wave shielding heating element that emits
Gateway system 200,
It is formed for the transmission and reception of signals and data between the plurality of carbon fiber heating modules 100, the real-time AI road detection system 300, and the main control system 400,
The main control system 400,
It is a system that automatically controls based on the power of the heating cable 110 and various data,
Control server 600,
The road surface data analysis collected in real time from the AI road detection system 300 using the ultrasonic sensor for the road at the point where at least one carbon fiber heating module 100 managed by itself through the communication network 500 is installed is performed. ,
Real-time AI road detection system 300,
Mass accidents in vulnerable sections (including bridges and shaded areas) by transmitting information to vehicle occupants through the display screen as a vehicle running in front as well as the control server 600 managed by the manager after identifying the road condition using an ultrasonic sensor Detect road condition parameters including snow cover, water screen, and black ice corresponding to the condition of the road with an ultrasonic sensor,
The distributed file program analyzes the collected data distributed and stored in the DCS DB and gives a state management command, and the distributed file program analyzes the collected data of the ultrasonic range distributed and stored for each road condition parameter including snow, water, and black ice in the DCS DB. And the ultrasonic frequency received from the ultrasonic sensor is analyzed and the characteristic information of each road condition parameter is extracted as a result of the analysis, and the extracted characteristic information is learned and an abnormal state is determined as a result of the learning,
Control server 600,
When it is determined that snowfall and black ice are formed as a result of the analysis, an operation ON command for the carbon fiber heating wire module 100 is provided to the main control system 400 through the communication network 500 to the heating cable 110 . On the contrary, when it is determined that snowfall and black ice are not formed as a result of the analysis, the main control system ( 400), and it is performed first as a primary algorithm that controls
When an error occurs in the first algorithm, the second algorithm is performed, and in the second algorithm, the control server 600,
Setting for the set temperature (To) and the set humidity (Ho) for analyzing the temperature and humidity data received from the temperature and humidity sensor 150 of the at least one carbon fiber heating wire module 100 managed by the communication network 500 and compares the received temperature and humidity data with the surface temperature (Ta) and the surface humidity (Ha),
As a result of the analysis, when the surface temperature (Ta) is lower than the set temperature (To), the control server 600 analyzes whether the surface humidity (Ha) is higher than the set humidity (Ho), and as a result of the analysis, the surface humidity is higher than the set humidity (Ho) When (Ha) is high, an operation ON command for the carbon fiber heating wire module 100 is provided to the main control system 400 through the communication network 500 to control the operation of the heating cable 110 to be performed and
When the surface temperature (Ta) is not lower than the set temperature (To) as an analysis result, and the surface temperature (Ta) is lower than the set temperature (To) but the surface humidity (Ha) is not higher than the set humidity (Ho) In this case, the control server 600 controls to provide an operation OFF maintenance command for the carbon fiber heating wire module 100 to the main control system 400 through the communication network 500,
Control server 400,
In addition to receiving the member ID, password, and SNS ID through access through the communication network 500 from each driver smart terminal 700, as well as receiving the terminal identification number (IMEI) of the driver smart terminal 700, the terminal identification number By storing member ID, password, and SNS ID as member information as metadata in the database, the membership registration process for the entire driver smart terminal set is completed,
RF tag tagging event by one driver smart terminal 700 When the transmission from the driver smart terminal 700 for the RF tag additionally provided in the carbon fiber heating module 100 is received through the communication network 500, Tagging ID information according to RF tag tagging formed on the body of the carbon fiber heated wire module 100, location information obtained from the GPS receiving module of the driver's smart terminal 700, and time information at which the location information is obtained are transmitted through the communication network 500 After controlling to receive, tagging the terminal identification number as metadata, ID information, location information, and time information are additionally stored in the database,
Based on the carbon fiber heated wire module 100, navigation guidance is provided to pedestrians by using the driver smart terminal 700 equipped with a GPS receiver or carbon fiber through the location search of the RF tag itself of the carbon fiber heated wire module 100. When guidance for navigation is performed based on the heating module 100, the control server 400 provides a location guidance service through rain and snow information,
Control server 400,
When the humidity inside the carbon fiber hot wire module 100 is higher than the preset humidity in rainy weather by the humidity sensor provided in the temperature and humidity sensor 150 provided in the carbon fiber hot wire module 100, the carbon fiber hot wire module 100 Receives rain and snow information and the serial number (ie, location information) of the carbon fiber heating wire module 100 through the communication network 500 from the main control system 400 according to the rain information provided through the main control system 400 in and save it,
When the navigation guidance is performed or when the guidance for the sidewalk block is performed through the location search of the carbon fiber heating module 100 itself, when rain and snow information is detected within a preset distance of the route, the rain and snow information is detected By calculating the distance information to the location information of the carbon fiber heating module 100 and transmitting it to the driver's smart terminal 700, it controls to output the rain and snow information along with the distance information through the speaker, which is each audio output unit, to output various climates. AI snow melting operating system using carbon fiber hot wire or carbon fiber braided hot wire, characterized in that it enables guidance on changes, etc. to be performed.
청구항 1에 있어서, 온습도감지센서(150)는 보조열감지장치에 해당하는 것을 특징으로 하는 탄소섬유열선 또는 탄소섬유 합사열선을 이용한 AI 융설 운영시스템.
The AI snow melting operating system according to claim 1, wherein the temperature and humidity sensor 150 corresponds to an auxiliary heat sensing device.
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