KR102454671B1 - SYSTEM AND METHOD FOR MANAGING SAFETY IN WORK SITE THROUGH IoT SENSOR DATA AND VIDEO DATA ANALYSIS BASED ON ARTIFICIAL INTELLIGENCE - Google Patents
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Abstract
Description
본 발명의 다양한 실시예는 인공지능 기반의 IoT 센서 데이터 및 영상 데이터 분석을 통한 작업 현장 안전관리 시스템 및 방법에 관한 것이다.Various embodiments of the present invention relate to a workplace safety management system and method through AI-based IoT sensor data and image data analysis.
제조업이란 공장에서 생산되는 공업 위주의 산업 체제를 일컫는 말로, 원재료를 인력이나 기계력 및 여러 다른 힘으로 가공하여 제품을 대량 생산 및 제공하는 산업이다. 2017년 기준으로 제조업은 GDP 29.6%, 수출의 90%, 설비투자의 56%를 차지하고 있다. 임금 규모도 서비스업의 평균임금 321만원에 비해, 제조업의 평균임금은 369만원에 달하는 등 경제 발전의 근간이자 양질의 일자리와 혁신성장의 원천이다.Manufacturing refers to an industry-oriented industrial system produced in factories, and is an industry that mass-produces and provides products by processing raw materials with manpower, mechanical power, or other powers. As of 2017, the manufacturing industry accounted for 29.6% of GDP, 90% of exports, and 56% of facility investment. Compared to the average wage in the service industry of 3.21 million won, the average wage in the manufacturing industry is 3.69 million won, which is the basis of economic development and a source of quality jobs and innovative growth.
이러한 추세에 따라, 제조업과 관련된 다양한 기술들이 개발되고 있고, 이러한 기술들을 기반으로 제조 공장들 역시 고도화되었으나, 대부분이 제조 기술 혁신 및 생산 효율성 향상 등과 같이 제조 및 생산과 관련된 기술일 뿐, 제조 공장 및 작업자들의 안전, 보건, 환경과 같은 요소들을 개선하는 기술들의 개발은 상대적으로 낙후되어 있다.According to this trend, various technologies related to manufacturing are being developed, and manufacturing plants have also been upgraded based on these technologies, but most of them are only manufacturing and production related technologies such as manufacturing technology innovation and production efficiency improvement. The development of technologies to improve factors such as workers' safety, health, and environment is relatively backward.
실제로, 제조 기술이 고도화됨에도 불구하고, 떨어짐, 끼임, 부딪힘, 깔림, 유해가스 노출 및 질식에 의한 부상자와 사망자 즉, 산업재해에 의한 부상자, 사망자 수가 지속적으로 증가하고 있으나, 그럼에도 불구하고 산업재해 발생 방지를 위한 획일화된 가이드라인만 제시될 뿐, 작업자들이 안전하게 작업할 수 있는 환경을 구축하기 위한 기술의 개발은 제대로 진행되고 있지 못하고 있는 현실이다.In fact, despite the advancement of manufacturing technology, the number of injuries and deaths caused by falling, pinching, bumping, crushing, exposure to harmful gases and suffocation, that is, the number of injuries and deaths due to industrial accidents, continues to increase, but industrial accidents nevertheless occur Only a standardized guideline for prevention is presented, and the development of technology to establish an environment where workers can work safely is not progressing properly.
현재에도, 반도체, 화학, 자동차, 철강 등 다양한 분야의 제조 공장들이 산업재해 발생 위험에 노출되어 있고, 지속적으로 산업재해에 따른 부상자 또는 사망자가 증가하고 있으며, 그 중 철강 산업이 대표적이다.Even now, manufacturing plants in various fields such as semiconductors, chemicals, automobiles, and steel are exposed to the risk of industrial accidents, and the number of injured or dead due to industrial accidents is continuously increasing, among which the steel industry is representative.
제철소에서 철광석을 용해시키는 공정은 코크스를 사용하게 되는데, 이 코크스를 사용하게 되는데, 이 코크스는 석탄을 가공해 만드는 연료로써 코크스공장에서 제조된다.The process of melting iron ore in a steelworks uses coke, which is used as a fuel by processing coal and is manufactured in a coke plant.
코크스공장의 코크스오븐은 탄화실에 석탄을 장입하여 연소실에 가열한 간접열로 건류시켜 코크스를 제조하는데, 하나의 탄화실에는 유연탄이 평균 22 내지 30톤가량 장입하고 있으며, 시간당 탄화실의 4 내지 5개소의 작업이 평균적으로 이루어지고 있다.The coke oven of the coke plant produces coke by charging coal in the carbonization chamber and carbonizing it with indirect heat heated in the combustion chamber. Five jobs are being performed on average.
한편, 코크스 제조 공정에서는 코크스를 제조하는 과정에서 코크스생성가스(COG), 고로생성가스(BFG), 전로생성가스(LDG) 등 다양한 종류의 부생가스가 발생되는데, 이러한 부생가스는 독성 물질, 인화성 물질로 되어 있어 가스 누출 시 가스 중독, 질식 등과 같은 심각한 인명피해를 유발할 수 있음에도 불구하고, 종래의 코크스 제조 공정에서는 이러한 부생가스 유출에 대한 대비책에 제대로 마련되어 있지 않다는 문제가 있다.On the other hand, in the coke manufacturing process, various types of by-product gases such as coke produced gas (COG), blast furnace produced gas (BFG), and converter produced gas (LDG) are generated during the production of coke. These by-product gases are toxic and flammable. Although it is made of a material and can cause serious human casualties such as gas poisoning and suffocation when gas is leaked, there is a problem in that the conventional coke manufacturing process is not properly prepared for such by-product gas leakage.
실제로 종래의 코크스 제조 공정에서는 이러한 가스중독 사고예방대책으로서, 작업자가 2인 1조로 직접 가스 설비를 점검하고, 작업 전에 가스 검지를 실시하여 농도를 확인하며, 마스크와 같은 보호장비를 반드시 착용하도록 하고 있으나, 이러한 기본적인 안전관리조차 제대로 지켜지고 있지 않은 실정이다.In fact, in the conventional coke manufacturing process, as a measure to prevent such gas poisoning accidents, workers directly inspect gas facilities in groups of two, perform gas detection before work to check the concentration, and must wear protective equipment such as a mask. However, even such basic safety management is not properly observed.
또한, 종래의 코크스 제조 공정에서는 작업 현장의 관리자가 작업 현장을 직접 돌아다니며 작업자들이 안전기준을 준수하며 작업하도록 지시하거나, 작업 현장에 설치된 카메라(예: CCTV 카메라)를 통해 촬영된 작업 현장 영상을 통해 작업자들이 안전기준을 준수하며 작업하는지 여부를 모니터링하는 등 관리자에 의한 관제 및 지시를 통해서만 통제되었기 때문에, 규모가 큰 작업 현장의 경우에는 다수의 관리자가 필요하며, 작업 현장에서 수많은 단위 작업들이 수행되기 때문에, 이러한 작업들을 일일이 확인하고 지시하기가 어렵다는 문제가 있다.In addition, in the conventional coke manufacturing process, the manager of the job site directly walks around the job site and instructs the workers to work in compliance with safety standards, or records the job site image taken through a camera installed at the job site (eg CCTV camera). Because it was controlled only through control and instructions by the manager, such as monitoring whether workers work in compliance with safety standards through the Therefore, there is a problem in that it is difficult to check and instruct these tasks one by one.
본 발명이 해결하고자 하는 과제는 상술된 종래의 문제점을 해소하기 위한 목적으로, 작업 현장에 배치되거나 또는 작업 현장 내에 위치하는 작업자의 신체 적어도 일부분에 부착되는 IoT 센서 모듈 및 카메라 모듈을 통해 수집되는 데이터를 분석하여 작업 현장 또는 작업자에 대한 위험을 예측하고, 위험이 예측되는 경우 이에 대한 알림을 작업자에게 제공함으로써, 유해가스 노출 등 작업자가 위험한 상황에 노출되어 피해를 입는 것을 방지할 수 있는 인공지능 기반의 IoT 센서 데이터 및 영상 데이터 분석을 통한 작업 현장 안전관리 시스템 및 방법에 관한 것이다.The problem to be solved by the present invention is for the purpose of solving the above-described conventional problems, data collected through an IoT sensor module and a camera module disposed at a work site or attached to at least a part of a worker's body located in a work site Based on artificial intelligence that predicts risks to the work site or workers by analyzing It relates to a workplace safety management system and method through IoT sensor data and image data analysis of
본 발명이 해결하고자 하는 과제들은 이상에서 언급된 과제로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 과제들은 아래의 기재로부터 통상의 기술자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.The problems to be solved by the present invention are not limited to the problems mentioned above, and other problems not mentioned will be clearly understood by those skilled in the art from the following description.
상술한 과제를 해결하기 위한 본 발명의 일 실시예에 따른 인공지능 기반의 IoT 센서 데이터 및 영상 데이터 분석을 통한 작업 현장 안전관리 시스템은 작업 현장에 배치되거나 또는 상기 작업 현장 내에 위치하는 작업자의 신체 적어도 일부분에 부착되는 IoT 센서 모듈 및 카메라 모듈 및 상기 작업자에게 안전관리 솔루션을 제공하는 안전관리 서버를 포함하며, 상기 안전관리 서버는, 상기 IoT 센서 모듈로부터 수집된 센서 데이터 및 상기 카메라 모듈로부터 수집된 영상 데이터 중 적어도 하나를 분석하여 상기 작업 현장 또는 상기 작업자의 위험을 예측하고, 상기 안전관리 솔루션으로써 상기 작업자에게 상기 예측된 위험에 대한 알림을 제공할 수 있다.The work site safety management system through the AI-based IoT sensor data and image data analysis according to an embodiment of the present invention for solving the above-described problems is at least the body of a worker placed at the work site or located in the work site An IoT sensor module and a camera module attached to a part, and a safety management server that provides a safety management solution to the worker, wherein the safety management server includes sensor data collected from the IoT sensor module and images collected from the camera module By analyzing at least one of the data, the risk of the work site or the operator may be predicted, and a notification of the predicted risk may be provided to the operator as the safety management solution.
다양한 실시예에서, 상기 안전관리 서버는, 상기 수집된 센서 데이터 및 상기 수집된 영상 데이터 중 적어도 하나를 분석하여 상기 작업 현장에 대한 제1 속성 정보와 상기 제1 속성 정보에 대응되는 상기 작업자에 대한 제2 속성 정보를 추출하며, 상기 추출된 제1 속성 정보 및 상기 추출된 제2 속성 정보를 이용하여 상기 작업 현장 또는 상기 작업자에 대한 위험을 예측할 수 있다.In various embodiments, the safety management server analyzes at least one of the collected sensor data and the collected image data to provide first attribute information about the work site and the worker corresponding to the first attribute information. The second attribute information may be extracted, and a risk to the work site or the worker may be predicted using the extracted first attribute information and the extracted second attribute information.
다양한 실시예에서, 상기 안전관리 서버는, 상기 수집된 센서 데이터를 분석하여 상기 제1 속성 정보로서 상기 작업 현장의 평균 온도를 추출하고, 상기 추출된 평균 온도에 대응하여, 상기 수집된 영상 데이터를 분석하여 상기 제2 속성 정보로서 상기 작업자가 수행하는 작업에 관한 정보를 추출하며, 상기 추출된 평균 온도 및 상기 추출된 작업에 관한 정보에 기초하여 상기 작업자에 대한 위험을 예측하고, 상기 예측된 위험에 따라 상기 작업자에게 휴식 또는 작업 개시를 안내하는 알림을 제공할 수 있다.In various embodiments, the safety management server analyzes the collected sensor data to extract the average temperature of the work site as the first attribute information, and in response to the extracted average temperature, the collected image data Analyze to extract information about the work performed by the worker as the second attribute information, predict the risk to the worker based on the extracted average temperature and information about the extracted work, and the predicted risk Accordingly, a notification for guiding a break or work start to the worker may be provided.
다양한 실시예에서, 상기 안전관리 서버는, 상기 추출된 작업에 관한 정보는 상기 작업의 종류, 강도 및 수행 시간을 포함하며, 상기 작업의 종류 및 강도와 상기 추출된 평균 온도에 기초하여 상기 작업자에 대한 기준 작업 시간 및 기준 휴식 시간을 설정하고, 상기 작업자의 작업 수행 시간이 상기 기준 작업 시간을 초과하는 경우 상기 작업자에게 휴식을 안내하는 알림을 제공하며, 상기 작업자에게 휴식을 안내하는 알림을 제공한 시점부터 상기 기준 휴식 시간이 경과함에 따라 상기 작업자에게 작업 개시를 안내하는 알림을 제공할 수 있다.In various embodiments, the safety management server, the information about the extracted job includes the type, intensity, and execution time of the job, based on the type and intensity of the job and the extracted average temperature to the worker Set a reference work time and a reference break time for the worker, provide a notification to guide the worker to a break when the worker's work performance time exceeds the reference work time, and provide a notification to guide the worker to a break As the reference rest time elapses from the time point, a notification for guiding the start of work to the worker may be provided.
다양한 실시예에서, 상기 수집된 센서 데이터를 분석하여 상기 제1 속성 정보로서 상기 작업 현장의 유해가스 발생에 관한 정보 - 상기 유해가스 발생에 관한 정보는 상기 유해가스의 발생 여부, 상기 유해가스의 종류 및 농도를 포함함 - 를 추출하고, 상기 추출된 유해가스 발생에 관한 정보에 대응하여, 상기 수집된 영상 데이터를 분석하여 상기 제2 속성 정보로서 상기 작업자의 보호장비 착용에 관한 정보 및 유해가스 흡입량 정보를 추출하며, 상기 추출된 유해가스 발생에 관한 정보, 상기 추출된 보호장비 착용에 관한 정보 및 유해가스 흡입량 정보에 기초하여, 상기 작업자에 대한 위험을 예측하고, 상기 예측된 위험에 따라 상기 작업자에게 보호장비 착용 또는 작업 중단을 안내하는 알림을 제공할 수 있다.In various embodiments, by analyzing the collected sensor data, as the first attribute information, the information about the generation of harmful gas at the work site - The information about the generation of the harmful gas is whether the noxious gas is generated, the type of the noxious gas and concentration - extracted and in response to the extracted harmful gas generation information, by analyzing the collected image data, information regarding the worker's wearing of protective equipment and harmful gas intake amount as the second attribute information information is extracted, and based on the extracted information on the generation of harmful gas, the extracted information about wearing protective equipment, and the amount of harmful gas intake information, the risk to the worker is predicted, and the worker according to the predicted risk Alerts can be provided to inform users to wear protective equipment or to stop work.
다양한 실시예에서, 상기 안전관리 서버는, 상기 작업 현장이 석탄 공급을 위한 차징카를 포함하는 코크스 생산 공장일 경우, 상기 수집된 영상 데이터를 분석하여 상기 제1 속성 정보로서 상기 차징카의 동작 정보를 추출하고, 상기 추출된 차징카의 동작 정보에 대응하여, 상기 수집된 영상 데이터를 분석하여 상기 제2 속성 정보로서 상기 차징카와 상기 작업자 간의 거리를 추출하며, 상기 추출된 차징카의 동작 정보 및 상기 추출된 거리에 기초하여 상기 작업자에 대한 위험을 예측하고, 상기 예측된 위험에 따라 상기 작업자에게 상기 차징카의 동작 주의를 안내하는 알림을 제공할 수 있다.In various embodiments, when the work site is a coke production plant including a charging car for supplying coal, the safety management server analyzes the collected image data to obtain operation information of the charging car as the first attribute information. extraction, and in response to the extracted operation information of the charging car, the collected image data is analyzed to extract the distance between the charging car and the operator as the second attribute information, and the extracted operation information of the charging car and the It is possible to predict a risk to the operator based on the extracted distance, and provide a notification for guiding the operation attention of the charging car to the operator according to the predicted risk.
다양한 실시예에서, 상기 안전관리 서버는, 상기 차징카가 이동함에 따라 상기 추출된 거리가 제1 거리 미만이 되는 경우 상기 작업자에게 상기 차징카의 동작 주의를 안내하는 알림을 제공하되, 상기 수집된 영상 데이터를 분석하여 상기 추출된 거리가 상기 제1 거리보다 짧은 제2 거리 미만이 될 때까지 상기 작업자가 상기 제공된 알림에 따른 대처 동작을 수행하지 않는 것으로 판단되는 경우, 상기 작업자에게 상기 차징카의 동작 주의를 안내하는 알림을 재 제공하고, 상기 수집된 영상 데이터를 분석하여 상기 추출된 거리가 상기 제2 거리보다 짧은 제3 거리 미만이 될 때까지 상기 작업자가 상기 재 제공된 알림에 따른 대처 동작을 수행하지 않는 것으로 판단되는 경우, 상기 차징카의 동작을 강제 중단시킬 수 있다.In various embodiments, the safety management server provides a notification for guiding the operation caution of the charging car to the operator when the extracted distance becomes less than the first distance as the charging car moves, but the collected image When it is determined that the operator does not perform a coping operation according to the provided notification until the extracted distance is less than a second distance shorter than the first distance by analyzing data, the operation of the charging car to the operator The worker re-provides a notification to guide attention, and the worker performs a coping action according to the re-provided notification until the extracted distance is less than a third distance shorter than the second distance by analyzing the collected image data If it is determined not to do so, the operation of the charging car may be forcibly stopped.
다양한 실시예에서, 상기 안전관리 서버는, 상기 작업 현장 내에 복수의 작업자가 위치하는 경우, 상기 작업 현장에 대한 제1 속성 정보와 상기 복수의 작업자에 대하여 개별적으로 추출된 제2 속성 정보를 이용하여 상기 복수의 작업자 각각에 대한 맞춤형 알림을 제공할 수 있다.In various embodiments, the safety management server, when a plurality of workers are located in the work site, using the first attribute information for the work site and the separately extracted second attribute information for the plurality of workers It is possible to provide a customized notification for each of the plurality of workers.
다양한 실시예에서, 상기 안전관리 서버는, 상기 작업 현장에 대한 제1 속성 정보 및 상기 복수의 작업자에 대하여 개별적으로 추출된 제2 속성 정보가 기 설정된 기준을 만족하는지 여부에 따라 상기 복수의 작업자 각각에 대한 위험을 개별적으로 예측하되, 상기 복수의 작업자의 특성 정보 - 상기 복수의 작업자의 특성 정보는 상기 작업자의 성별, 나이 및 신체적 특성을 포함함 - 에 기초하여 상기 복수의 작업자 각각에 대한 가중치를 부여하고, 상기 부여된 가중치에 기초하여 상기 기 설정된 기준을 보정함으로써, 상기 복수의 작업자 각각에 대한 기준을 개별적으로 설정하는 것일 수 있다.In various embodiments, the safety management server, each of the plurality of workers according to whether the first attribute information for the work site and the individually extracted second attribute information for the plurality of workers satisfy a preset criterion However, individually predicting the risk to the plurality of workers, based on the characteristic information of the plurality of workers, including the gender, age, and physical characteristics of the workers - weights for each of the plurality of workers and by correcting the preset criteria based on the assigned weights, the criteria for each of the plurality of workers may be individually set.
다양한 실시예에서, 상기 안전관리 서버는, 상기 수집된 센서 데이터 및 상기 수집된 영상 데이터 중 적어도 하나를 분석하여 상기 작업 현장에 대한 제1 속성 정보 및 상기 작업자에 대한 제2 속성 정보를 추출하고, 상기 추출된 제1 속성 정보와 상기 추출된 제2 속성 정보 간의 연관관계에 따라 상기 작업 현장 또는 상기 작업자에 대한 위험을 예측하며, 상기 예측된 위험에 따라 상기 작업자에게 알림을 제공하되, 상기 제1 속성 정보에 기초하여 상기 작업 현장의 상태가 위험 상태인 것으로 판단되는 경우 상기 추출된 제2 속성 정보와의 연관관계와 관계없이 상기 작업자에게 알림을 제공하고, 상기 제2 속성 정보에 기초하여 상기 작업자의 상태가 위험 상태인 것으로 판단되는 경우 상기 추출된 제1 속성 정보와의 연관관계와 관계없이 상기 작업자에게 알림을 제공할 수 있다.In various embodiments, the safety management server analyzes at least one of the collected sensor data and the collected image data to extract first attribute information about the work site and second attribute information about the worker, Predicting a risk to the job site or the operator according to the correlation between the extracted first attribute information and the extracted second attribute information, and providing a notification to the operator according to the predicted risk, When it is determined that the state of the work site is in a dangerous state based on the attribute information, a notification is provided to the operator regardless of the correlation with the extracted second attribute information, and the operator is based on the second attribute information When it is determined that the state of is a dangerous state, a notification may be provided to the worker irrespective of a correlation with the extracted first attribute information.
다양한 실시예에서, 상기 안전관리 서버는, 상기 작업자가 작업을 개시하는 제1 시점을 기준으로 과거 소정의 기간 동안 수집된 복수의 센서 데이터를 분석하여 상기 제1 시점 이후의 제2 시점에 대한 위험 발생 확률을 산출하고, 상기 산출된 위험 발생 확률이 기 설정된 값을 초과하는 경우 상기 작업자에게 상기 제1 시점 이후의 작업에 대한 중단을 안내하는 알림을 제공할 수 있다.In various embodiments, the safety management server analyzes a plurality of sensor data collected for a predetermined period in the past based on the first time point at which the worker starts the work, and the risk for the second time point after the first time point The probability of occurrence may be calculated, and when the calculated probability of occurrence of danger exceeds a preset value, a notification for guiding the interruption of the work after the first time point may be provided to the worker.
다양한 실시예에서, 상기 안전관리 서버는, 상기 작업 현장 또는 상기 작업자의 위험이 예측되는 경우, 상기 작업자의 특성 정보 - 상기 작업자의 특성 정보는 상기 작업자의 성별, 나이 및 신체적 특성을 포함함 - 에 기초하여 상기 예측된 위험에 따른 대처 방법을 결정하고, 상기 작업자에게 상기 예측된 위험에 관한 정보 및 상기 결정된 대처 방법에 관한 정보를 포함하는 알림을 제공할 수 있다.In various embodiments, the safety management server, when the risk of the job site or the worker is predicted, the worker's characteristic information - the worker's characteristic information includes the worker's gender, age and physical characteristics - to Based on the determination of a coping method according to the predicted risk, it is possible to provide the worker with a notification including information about the predicted risk and information about the determined coping method.
다양한 실시예에서, 상기 안전관리 서버는, 상기 작업 현장 또는 상기 작업자의 위험이 예측되는 경우 상기 작업자에게 상기 예측된 위험에 관한 정보 및 상기 예측된 위험에 따른 대처 방법을 포함하는 알림을 제공하되, 상기 수집된 센서 데이터 및 상기 수집된 영상 데이터를 분석하여 상기 작업자에게 N회 이상의 알림을 제공했음에도 상기 작업자가 상기 대처 방법에 따른 동작을 수행하지 않거나 상기 알림을 제공한 이후 소정의 시간이 경과할 동안 상기 작업자가 상기 대처 방법에 따른 동작을 수행하지 않는 것으로 판단되는 경우, 상기 작업자를 요주의 인물로 지정하고, 상기 요주의 인물로 지정된 작업자에게 페널티를 부여할 수 있다.In various embodiments, the safety management server provides a notification including information on the predicted risk and a coping method according to the predicted risk to the worker when the risk of the job site or the operator is predicted, While the operator does not perform an operation according to the coping method or a predetermined time elapses after providing the notification even though the operator has provided N or more notifications by analyzing the collected sensor data and the collected image data When it is determined that the operator does not perform the operation according to the coping method, the operator may be designated as a person of interest, and a penalty may be given to the operator designated as the person of interest.
다양한 실시예에서, 상기 안전관리 서버는, 상기 작업 현장 또는 상기 작업 현장 내의 복수의 작업자 중 어느 하나의 작업자 대한 위험이 예측되는 경우, 상기 어느 하나의 작업자에게 상기 예측된 위험에 관한 정보 및 상기 예측된 위험에 따른 대처 방법을 포함하는 알림을 제공하되, 상기 어느 하나의 작업자에게 N회 이상의 알림을 제공했음에도 상기 어느 하나의 작업자가 상기 대처 방법에 따른 동작을 수행하지 않거나 상기 알림을 제공한 이후 소정의 시간이 경과할 동안 상기 어느 하나의 작업자가 상기 대처 방법에 따른 동작을 수행하지 않는 것으로 판단되는 경우, 상기 수집된 영상 데이터를 분석하여 상기 복수의 작업자 중 상기 어느 하나의 작업자와 인접한 다른 작업자에게 상기 어느 하나의 작업자에게 제공한 알림을 제공할 수 있다.In various embodiments, the safety management server, when the risk to any one of the workers in the job site or a plurality of workers in the job site is predicted, information and the prediction about the predicted risk to any one of the workers Provide a notification including a coping method according to the risk, and even if the notification is provided to the one or more workers N times or more, the one operator does not perform the operation according to the coping method, or after providing the notification When it is determined that any one of the workers does not perform the operation according to the coping method during the elapse of time of The notification provided to any one of the workers may be provided.
상술한 과제를 해결하기 위한 본 발명의 일 실시예에 따른 인공지능 기반의 IoT 센서 데이터 및 영상 데이터 분석을 통한 작업 현장 안전관리 방법은, 작업 현장에 배치되거나 또는 상기 작업 현장 내에 위치하는 작업자의 신체 적어도 일부분에 부착되는 IoT 센서 모듈과 카메라 모듈 및 상기 작업자에게 안전관리 솔루션을 제공하는 안전관리 서버를 포함하는 안전관리 시스템을 통해 수행되는 방법에 있어서, 상기 IoT 센서 모듈로부터 센서 데이터를 수집하는 단계, 상기 카메라 모듈로부터 영상 데이터를 수집하는 단계 및 상기 수집된 센서 데이터 및 상기 수집된 영상 데이터를 분석하여 상기 작업 현장 또는 상기 작업자의 위험을 예측하고, 상기 안전관리 솔루션으로써 상기 작업자에게 상기 예측된 위험에 대한 알림을 제공하는 단계를 포함할 수 있다.Work site safety management method through AI-based IoT sensor data and image data analysis according to an embodiment of the present invention for solving the above problems A method performed through a safety management system including an IoT sensor module and a camera module attached to at least a part, and a safety management server that provides a safety management solution to the worker, the method comprising: collecting sensor data from the IoT sensor module; Collecting image data from the camera module and analyzing the collected sensor data and the collected image data to predict the risk of the work site or the worker, and provide the worker with the predicted risk as the safety management solution It may include the step of providing a notification for.
본 발명의 기타 구체적인 사항들은 상세한 설명 및 도면들에 포함되어 있다.Other specific details of the invention are included in the detailed description and drawings.
본 발명의 다양한 실시예에 따르면, 작업 현장에 배치되거나 또는 작업 현장 내에 위치하는 작업자의 신체 적어도 일부분에 부착되는 IoT 센서 모듈 및 카메라 모듈을 통해 수집되는 데이터를 분석하여 작업 현장 또는 작업자에 대한 위험을 예측하고, 위험이 예측되는 경우 이에 대한 알림을 작업자에게 제공함으로써, 유해가스 노출 등 작업자가 위험한 상황에 노출되어 피해를 입는 것을 방지할 수 있다는 이점이 있다.According to various embodiments of the present invention, risks to the work site or workers are analyzed by analyzing data collected through an IoT sensor module and a camera module disposed at the work site or attached to at least a part of the body of a worker located in the work site. By predicting and providing a notification to a worker when a risk is predicted, there is an advantage in that it is possible to prevent the worker from being exposed to a dangerous situation such as exposure to harmful gas and being damaged.
본 발명의 효과들은 이상에서 언급된 효과로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 효과들은 아래의 기재로부터 통상의 기술자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.Effects of the present invention are not limited to the effects mentioned above, and other effects not mentioned will be clearly understood by those skilled in the art from the following description.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 인공지능 기반의 IoT 센서 데이터 및 영상 데이터 분석을 통한 작업 현장 안전관리 시스템을 도시한 도면이다.
도 2 및 3은 다양한 실시예에 적용 가능한 코크스 제조 공장을 예시적으로 도시한 도면이다.
도 4는 본 발명의 다른 실시예에 따른 본 발명의 일 실시예에 따른 인공지능 기반의 IoT 센서 데이터 및 영상 데이터 분석을 통한 작업 현장 안전관리 서버의 하드웨어 구성도이다.
도 5는 본 발명의 다른 실시예에 따른 본 발명의 일 실시예에 따른 인공지능 기반의 IoT 센서 데이터 및 영상 데이터 분석을 통한 작업 현장 안전관리 방법의 순서도이다.
도 6은 다양한 실시예에서, 인공지능 기반의 IoT 센서 데이터 및 영상 데이터 분석을 통한 작업 현장 안전관리 시스템이 적용된 작업 현장을 예시적으로 도시한 도면이다.
도 7은 다양한 실시예에서, 안전관리 솔루션으로서 작업자의 고온노출 위험을 방지하는 방법을 설명하기 위한 순서도이다.
도 8은 다양한 실시예서 적용 가능한 작업별 고온 노출 기준을 설명하기 위한 표이다.
도 9는 다양한 실시예에서, 안전관리 솔루션으로서 작업자의 유해가스 노출 위험을 방지하는 방법을 설명하기 위한 순서도이다.
도 10은 다양한 실시예에서, 작업자의 유해가스 노출 위험 방지를 위해 작업자에게 알림을 제공하는 과정을 도시한 도면이다.
도 11은 다양한 실시예에서, 안전관리 솔루션으로서 차징카와의 충돌을 방지하는 방법을 설명하기 위한 순서도이다.
도 12는 다양한 실시예에서, 차징카와의 충돌을 방지하는 과정을 설명하기 위한 도면이다.1 is a diagram illustrating a workplace safety management system through AI-based IoT sensor data and image data analysis according to an embodiment of the present invention.
2 and 3 are views exemplarily showing a coke manufacturing plant applicable to various embodiments.
4 is a hardware configuration diagram of a workplace safety management server through AI-based IoT sensor data and image data analysis according to an embodiment of the present invention according to another embodiment of the present invention.
5 is a flowchart of a method for safety management of a workplace through AI-based IoT sensor data and image data analysis according to an embodiment of the present invention according to another embodiment of the present invention.
6 is a view exemplarily illustrating a work site to which a work site safety management system through AI-based IoT sensor data and image data analysis is applied in various embodiments.
7 is a flowchart for explaining a method of preventing the risk of exposure to high temperatures of workers as a safety management solution in various embodiments.
8 is a table for explaining high temperature exposure standards for each operation applicable in various embodiments.
9 is a flowchart for explaining a method of preventing a worker from exposure to harmful gas as a safety management solution in various embodiments.
10 is a diagram illustrating a process of providing a notification to a worker in order to prevent the worker from being exposed to harmful gas in various embodiments.
11 is a flowchart illustrating a method of preventing a collision with a charging car as a safety management solution according to various embodiments of the present disclosure;
12 is a view for explaining a process of preventing a collision with a charging car according to various embodiments of the present disclosure;
본 발명의 이점 및 특징, 그리고 그것들을 달성하는 방법은 첨부되는 도면과 함께 상세하게 후술되어 있는 실시예들을 참조하면 명확해질 것이다. 그러나, 본 발명은 이하에서 개시되는 실시예들에 제한되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 구현될 수 있으며, 단지 본 실시예들은 본 발명의 개시가 완전하도록 하고, 본 발명이 속하는 기술 분야의 통상의 기술자에게 본 발명의 범주를 완전하게 알려주기 위해 제공되는 것이며, 본 발명은 청구항의 범주에 의해 정의될 뿐이다. Advantages and features of the present invention and methods of achieving them will become apparent with reference to the embodiments described below in detail in conjunction with the accompanying drawings. However, the present invention is not limited to the embodiments disclosed below, but may be implemented in various different forms, and only these embodiments allow the disclosure of the present invention to be complete, and those of ordinary skill in the art to which the present invention pertains. It is provided to fully inform those skilled in the art of the scope of the present invention, and the present invention is only defined by the scope of the claims.
본 명세서에서 사용된 용어는 실시예들을 설명하기 위한 것이며 본 발명을 제한하고자 하는 것은 아니다. 본 명세서에서, 단수형은 문구에서 특별히 언급하지 않는 한 복수형도 포함한다. 명세서에서 사용되는 "포함한다(comprises)" 및/또는 "포함하는(comprising)"은 언급된 구성요소 외에 하나 이상의 다른 구성요소의 존재 또는 추가를 배제하지 않는다. 명세서 전체에 걸쳐 동일한 도면 부호는 동일한 구성 요소를 지칭하며, "및/또는"은 언급된 구성요소들의 각각 및 하나 이상의 모든 조합을 포함한다. 비록 "제1", "제2" 등이 다양한 구성요소들을 서술하기 위해서 사용되나, 이들 구성요소들은 이들 용어에 의해 제한되지 않음은 물론이다. 이들 용어들은 단지 하나의 구성요소를 다른 구성요소와 구별하기 위하여 사용하는 것이다. 따라서, 이하에서 언급되는 제1 구성요소는 본 발명의 기술적 사상 내에서 제2 구성요소일 수도 있음은 물론이다.The terminology used herein is for the purpose of describing the embodiments and is not intended to limit the present invention. In this specification, the singular also includes the plural, unless specifically stated otherwise in the phrase. As used herein, “comprises” and/or “comprising” does not exclude the presence or addition of one or more other components in addition to the stated components. Like reference numerals refer to like elements throughout, and "and/or" includes each and every combination of one or more of the recited elements. Although "first", "second", etc. are used to describe various elements, these elements are not limited by these terms, of course. These terms are only used to distinguish one component from another. Therefore, it goes without saying that the first component mentioned below may be the second component within the spirit of the present invention.
다른 정의가 없다면, 본 명세서에서 사용되는 모든 용어(기술 및 과학적 용어를 포함)는 본 발명이 속하는 기술분야의 통상의 기술자에게 공통적으로 이해될 수 있는 의미로 사용될 수 있을 것이다. 또한, 일반적으로 사용되는 사전에 정의되어 있는 용어들은 명백하게 특별히 정의되어 있지 않는 한 이상적으로 또는 과도하게 해석되지 않는다.Unless otherwise defined, all terms (including technical and scientific terms) used herein will have the meaning commonly understood by those of ordinary skill in the art to which this invention belongs. In addition, terms defined in a commonly used dictionary are not to be interpreted ideally or excessively unless clearly specifically defined.
명세서에서 사용되는 "부" 또는 “모듈”이라는 용어는 소프트웨어, FPGA 또는 ASIC과 같은 하드웨어 구성요소를 의미하며, "부" 또는 “모듈”은 어떤 역할들을 수행한다. 그렇지만 "부" 또는 “모듈”은 소프트웨어 또는 하드웨어에 한정되는 의미는 아니다. "부" 또는 “모듈”은 어드레싱할 수 있는 저장 매체에 있도록 구성될 수도 있고 하나 또는 그 이상의 프로세서들을 재생시키도록 구성될 수도 있다. 따라서, 일 예로서 "부" 또는 “모듈”은 소프트웨어 구성요소들, 객체지향 소프트웨어 구성요소들, 클래스 구성요소들 및 태스크 구성요소들과 같은 구성요소들과, 프로세스들, 함수들, 속성들, 프로시저들, 서브루틴들, 프로그램 코드의 세그먼트들, 드라이버들, 펌웨어, 마이크로 코드, 회로, 데이터, 데이터베이스, 데이터 구조들, 테이블들, 어레이들 및 변수들을 포함한다. 구성요소들과 "부" 또는 “모듈”들 안에서 제공되는 기능은 더 작은 수의 구성요소들 및 "부" 또는 “모듈”들로 결합되거나 추가적인 구성요소들과 "부" 또는 “모듈”들로 더 분리될 수 있다.As used herein, the term “unit” or “module” refers to a hardware component such as software, FPGA, or ASIC, and “unit” or “module” performs certain roles. However, “part” or “module” is not meant to be limited to software or hardware. A “part” or “module” may be configured to reside on an addressable storage medium or may be configured to reproduce one or more processors. Thus, by way of example, “part” or “module” refers to components such as software components, object-oriented software components, class components and task components, processes, functions, properties, Includes procedures, subroutines, segments of program code, drivers, firmware, microcode, circuitry, data, databases, data structures, tables, arrays, and variables. Components and functionality provided within “parts” or “modules” may be combined into a smaller number of components and “parts” or “modules” or additional components and “parts” or “modules”. can be further separated.
공간적으로 상대적인 용어인 "아래(below)", "아래(beneath)", "하부(lower)", "위(above)", "상부(upper)" 등은 도면에 도시되어 있는 바와 같이 하나의 구성요소와 다른 구성요소들과의 상관관계를 용이하게 기술하기 위해 사용될 수 있다. 공간적으로 상대적인 용어는 도면에 도시되어 있는 방향에 더하여 사용시 또는 동작시 구성요소들의 서로 다른 방향을 포함하는 용어로 이해되어야 한다. 예를 들어, 도면에 도시되어 있는 구성요소를 뒤집을 경우, 다른 구성요소의 "아래(below)"또는 "아래(beneath)"로 기술된 구성요소는 다른 구성요소의 "위(above)"에 놓여질 수 있다. 따라서, 예시적인 용어인 "아래"는 아래와 위의 방향을 모두 포함할 수 있다. 구성요소는 다른 방향으로도 배향될 수 있으며, 이에 따라 공간적으로 상대적인 용어들은 배향에 따라 해석될 수 있다.Spatially relative terms "below", "beneath", "lower", "above", "upper", etc. It can be used to easily describe the correlation between a component and other components. A spatially relative term should be understood as a term that includes different directions of components during use or operation in addition to the directions shown in the drawings. For example, when a component shown in the drawing is turned over, a component described as “beneath” or “beneath” of another component may be placed “above” of the other component. can Accordingly, the exemplary term “below” may include both directions below and above. Components may also be oriented in other orientations, and thus spatially relative terms may be interpreted according to orientation.
본 명세서에서, 컴퓨터는 적어도 하나의 프로세서를 포함하는 모든 종류의 하드웨어 장치를 의미하는 것이고, 실시 예에 따라 해당 하드웨어 장치에서 동작하는 소프트웨어적 구성도 포괄하는 의미로서 이해될 수 있다. 예를 들어, 컴퓨터는 스마트폰, 태블릿 PC, 데스크톱, 노트북 및 각 장치에서 구동되는 사용자 클라이언트 및 애플리케이션을 모두 포함하는 의미로서 이해될 수 있으며, 또한 이에 제한되는 것은 아니다.In this specification, a computer means all types of hardware devices including at least one processor, and may be understood as encompassing software configurations operating in the corresponding hardware device according to embodiments. For example, a computer may be understood to include, but is not limited to, smart phones, tablet PCs, desktops, notebooks, and user clients and applications running on each device.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시예를 상세하게 설명한다. Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.
본 명세서에서 설명되는 각 단계들은 컴퓨터에 의하여 수행되는 것으로 설명되나, 각 단계의 주체는 이에 제한되는 것은 아니며, 실시 예에 따라 각 단계들의 적어도 일부가 서로 다른 장치에서 수행될 수도 있다.Each step described in this specification is described as being performed by a computer, but the subject of each step is not limited thereto, and at least a portion of each step may be performed in different devices according to embodiments.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 인공지능 기반의 IoT 센서 데이터 및 영상 데이터 분석을 통한 작업 현장 안전관리 시스템을 도시한 도면이다.1 is a diagram illustrating a workplace safety management system through AI-based IoT sensor data and image data analysis according to an embodiment of the present invention.
도 1을 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 인공지능 기반의 IoT 센서 데이터 및 영상 데이터 분석을 통한 작업 현장 안전관리 시스템은 안전관리 서버(100), 카메라 모듈(210), IoT 센서 모듈(220), 작업자 단말(300), 외부 서버(400) 및 네트워크(500)를 포함할 수 있다.Referring to FIG. 1 , the workplace safety management system through AI-based IoT sensor data and image data analysis according to an embodiment of the present invention includes a
여기서, 도 1에 도시된 인공지능 기반의 IoT 센서 데이터 및 영상 데이터 분석을 통한 작업 현장 안전관리 시스템은 일 실시예에 따른 것이고, 그 구성 요소가 도 1에 도시된 실시예에 한정되는 것은 아니며, 필요에 따라 부가, 변경 또는 삭제될 수 있다.Here, the workplace safety management system through the AI-based IoT sensor data and image data analysis shown in FIG. 1 is according to an embodiment, and its components are not limited to the embodiment shown in FIG. 1 , It may be added, changed, or deleted as necessary.
일 실시예에서, 안전관리 서버(100)는 작업 현장에서 수집된 각종 데이터를 분석하여 작업 현장 또는 작업 현장에 위치하는 작업자들에 대한 위험을 예측할 수 있고, 위험 예측 결과에 따라 작업자들에게 안전관리 솔루션을 제공할 수 있다.In one embodiment, the
다양한 실시예에서, 안전관리 서버(100)는 IoT 센서 모듈(210)을 통해 수집되는 센서 데이터와 카메라 모듈(220)을 통해 수집되는 영상 데이터 중 적어도 하나의 데이터를 분석함으로써, 작업 현장 또는 작업자에 대한 위험을 예측할 수 있고, 위험 예측 결과에 따라 작업자들에게 안전관리 솔루션을 제공할 수 있다.In various embodiments, the
여기서, 작업 현장은 코크스를 제조하는 코크스 제조 공장일 수 있으며, 작업자는 코크스 제조 공장에서 코크스 제조 작업을 수행하는 사람을 의미할 수 있다. 예를 들어, 본 발명의 다양한 실시예에 적용 가능한 작업 현장인 코크스 제조 공장은 도 2 및 3에 도시된 바와 같이, 코크스 공장의 코크스 오븐(10)은 상부면에는 석탄이 장입되는 장입구(21)가 복수 개 설치되어 있으며, 외부면에는 내화벽돌을 내면에 갖는 복수 개의 도어(22)를 갖추는 한편, 오븐(10)의 상부에서 레일(31)을 따라 주행되는 차징카(30)에는 장입구(21)를 통하여 석탄을 장입하는 복수 개의 피더콘(32)을 갖출 수 있다.Here, the work site may be a coke manufacturing plant that manufactures coke, and the worker may mean a person who performs a coke manufacturing operation in the coke manufacturing plant. For example, as shown in FIGS. 2 and 3 in a coke manufacturing plant, which is a work site applicable to various embodiments of the present invention, the
그리고, 콜빈(40) 내의 석탄은 게이트(42) 개방 시 차징카(30)의 호퍼(50) 내로 공급되고, 호퍼(50) 내의 석탄은 벙커 게이트(52) 개방시 중공형 피더관(54)을 통하여 각 장입구(21)에 하단이 밀착된 피더콘(32)으로 공급된 후, 오븐(10) 내로 공급하여 석탄 건류작업을 수행할 수 있다.And, the coal in the
이에 따라, 오븐(10) 내에 장입된 석탄 건류작업 종료시 양쪽 도어(22)를 개방한 상태에서 압출기(미도시)에 의해 오븐(10) 내의 건류 코크스를 압출기 측으로부터 반대측 트랜스퍼 카(미도시)측으로 압출하여 배출할 수 있다. 그러나, 이에 한정되지 않는다.Accordingly, the carbonized coke in the
또한, 여기서, 안전관리 솔루션은 작업자에게 작업 현장 또는 작업자에게 발생될 것으로 예측되는 위험에 대한 정보뿐만 아니라 해당 위험을 벗어나기 위한 대처 방법을 안내하는 것을 의미할 수 있으나, 이에 한정되지 않는다.In addition, here, the safety management solution may mean to guide the worker with information on the risk expected to occur at the job site or the worker, as well as a coping method for escaping the risk, but is not limited thereto.
다양한 실시예에서, 안전관리 서버(100)는 네트워크(500)를 통해 작업자 단말(300)과 연결될 수 있으며, 작업 현장 또는 작업자에 대한 위험 발생이 예측되는 경우, 해당 작업자의 작업자 단말(300)로 알림을 제공할 수 있다.In various embodiments, the
여기서, 작업자 단말(300)은, 휴대성과 이동성이 보장되는 무선 통신 장치로서, 네비게이션, PCS(Personal Communication System), GSM(Global System for Mobile communications), PDC(Personal Digital Cellular), PHS(Personal Handyphone System), PDA(Personal Digital Assistant), IMT(International Mobile Telecommunication)-2000, CDMA(Code Division Multiple Access)-2000, W-CDMA(W-Code Division Multiple Access), Wibro(Wireless Broadband Internet) 단말, 스마트폰(Smartphone), 스마트 패드(Smartpad), 타블렛PC(Tablet PC) 등과 같은 모든 종류의 핸드헬드(Handheld) 기반의 무선 통신 장치를 포함할 수 있으나, 이에 한정되지 않는다.Here, the
또한, 여기서, 네트워크(500)는 복수의 단말 및 서버들과 같은 각각의 노드 상호 간에 정보 교환이 가능한 연결 구조를 의미할 수 있다. 예를 들어, 네트워크(500)는 근거리 통신망(LAN: Local Area Network), 광역 통신망(WAN: Wide Area Network), 인터넷(WWW: World Wide Web), 유무선 데이터 통신망, 전화망, 유무선 텔레비전 통신망 등을 포함할 수 있다.Also, here, the
또한, 여기서, 무선 데이터 통신망은 3G, 4G, 5G, 3GPP(3rd Generation Partnership Project), 5GPP(5th Generation Partnership Project), LTE(Long Term Evolution), WIMAX(World Interoperability for Microwave Access), 와이파이(Wi-Fi), 인터넷(Internet), LAN(Local Area Network), Wireless LAN(Wireless Local Area Network), WAN(Wide Area Network), PAN(Personal Area Network), RF(Radio Frequency), 블루투스(Bluetooth) 네트워크, NFC(Near-Field Communication) 네트워크, 위성 방송 네트워크, 아날로그 방송 네트워크, DMB(Digital Multimedia Broadcasting) 네트워크 등을 포함할 수 있으나, 이에 한정되지는 않는다.In addition, here, the wireless data communication network is 3G, 4G, 5G, 3rd Generation Partnership Project (3GPP), 5th Generation Partnership Project (5GPP), Long Term Evolution (LTE), World Interoperability for Microwave Access (WIMAX), Wi-Fi (Wi- Fi), Internet, LAN (Local Area Network), Wireless LAN (Wireless Local Area Network), WAN (Wide Area Network), PAN (Personal Area Network), RF (Radio Frequency), Bluetooth network, It may include, but is not limited to, a Near-Field Communication (NFC) network, a satellite broadcasting network, an analog broadcasting network, a Digital Multimedia Broadcasting (DMB) network, and the like.
일 실시예에서, IoT 센서 모듈(210)은 작업 현장에 배치되거나 또는 작업 현장 내에 위치하는 작업자의 신체 적어도 일부분에 부착될 수 있으며, 작업 현장 또는 작업자에 대한 센서 데이터를 측정할 수 있다.In an embodiment, the
다양한 실시예에서, IoT 센서 모듈(210)은 작업 현장에 배치되며, 작업 환경에 관한 정보를 측정하기 위한 센서(예: 온도 측정 센서, 유해가스 감지 센서 등)를 포함할 수 있다. 또한, IoT 센서 모듈(210)은 작업자가 착용하는 방호복 및 보호장비의 적어도 일부분에 부착되거나, 작업자가 직접 착용 가능한 웨어러블 디바이스(Wearable device)(예: 스마트 워치) 형태로 구현되며, 작업자에 관한 정보를 측정하기 위한 센서(예: 방호복 내부 또는 외부 온도 측정 센서, 마스크와 결합되는 유해가스 흡입량 감지 센서, 생체정보(예: 심박수) 측정 센서 등)를 포함할 수 있으나, 이에 한정되지 않는다.In various embodiments, the
일 실시예에서, 카메라 모듈(220)은 작업 현장(예: 작업 현장 내에 배치/설치되는 구조물이나 차징카(30) 등)에 배치되거나 또는 작업 현장 내에 위치하는 작업자의 신체 적어도 일부분에 부착될 수 있으며, 작업 현장 또는 작업자에 대한 영상 데이터를 생성할 수 있다.In one embodiment, the
다양한 실시예에서, 카메라 모듈(220)은 작업 현장에 배치되며, 작업 현장 및 작업자를 촬영함으로써 영상 데이터를 생성하는 카메라(예: CCTV)를 포함할 수 있다. 또한, 카메라 모듈(220)은 작업자가 착용하는 방호복 및 보호장비의 적어도 일부분에 부착되거나, 작업자가 직접 착용 가능한 웨어러블 디바이스 형태로 구현되어 작업 현장 및 작업자를 촬영함으로써 영상 데이터를 생성하는 카메라(예: 바디 캠)를 포함할 수 있으나, 이에 한정되지 않는다.In various embodiments, the
일 실시예에서, 외부 서버(400)는 네트워크(500)를 통해 안전관리 서버(100)와 연결될 수 있으며, 안전관리 서버(100)가 인공지능 기반의 IoT 센서 데이터 및 영상 데이터 분석을 통한 작업 현장 안전관리 솔루션을 제공하기 위해 필요한 각종 정보 및 데이터(예: IoT 센서 데이터 및 영상 데이터)를 제공할 수 있다.In one embodiment, the
다양한 실시예에서, 외부 서버(400)는 IoT 센서 모듈(210)과 연결되어 IoT 센서 모듈(210)로부터 수집된 센서 데이터를 안전관리 서버(100)로 전달하는 IoT 센서 데이터 전송 서버(410) 및 카메라 모듈(220)과 연결되어 카메라 모듈(220)로부터 수집된 영상 데이터를 안전관리 서버(100)로 전달하는 영상 전송 미디어 서버(420)를 포함할 수 있으나, 이에 한정되지 않는다. 이하, 도 4를 참조하여, 인공지능 기반의 IoT 센서 데이터 및 영상 데이터 분석을 통한 작업 현장 안전관리 방법을 수행하는 안전관리 서버(100)의 하드웨어 구성에 대해 설명하도록 한다.In various embodiments, the
도 4는 본 발명의 다른 실시예에 따른 본 발명의 일 실시예에 따른 인공지능 기반의 IoT 센서 데이터 및 영상 데이터 분석을 통한 작업 현장 안전관리 서버의 하드웨어 구성도이다.4 is a hardware configuration diagram of a workplace safety management server through AI-based IoT sensor data and image data analysis according to an embodiment of the present invention according to another embodiment of the present invention.
도 4를 참조하면, 본 발명의 다른 실시예에 따른 인공지능 기반의 IoT 센서 데이터 및 영상 데이터 분석을 통한 작업 현장 안전관리 서버(100)(이하, “안전관리 서버(100)”)는 하나 이상의 프로세서(110), 프로세서(110)에 의하여 수행되는 컴퓨터 프로그램(151)을 로드(Load)하는 메모리(120), 버스(130), 통신 인터페이스(140) 및 컴퓨터 프로그램(151)을 저장하는 스토리지(150)를 포함할 수 있다. 여기서, 도 4에는 본 발명의 실시예와 관련 있는 구성요소들만 도시되어 있다. 따라서, 본 발명이 속한 기술분야의 통상의 기술자라면 도 4에 도시된 구성요소들 외에 다른 범용적인 구성 요소들이 더 포함될 수 있음을 알 수 있다.Referring to FIG. 4 , a workplace safety management server 100 (hereinafter, “
프로세서(110)는 안전관리 서버(100)의 각 구성의 전반적인 동작을 제어한다. 프로세서(110)는 CPU(Central Processing Unit), MPU(Micro Processor Unit), MCU(Micro Controller Unit), GPU(Graphic Processing Unit) 또는 본 발명의 기술 분야에 잘 알려진 임의의 형태의 프로세서를 포함하여 구성될 수 있다.The
또한, 프로세서(110)는 본 발명의 실시예들에 따른 방법을 실행하기 위한 적어도 하나의 애플리케이션 또는 프로그램에 대한 연산을 수행할 수 있으며, 안전관리 서버(100)는 하나 이상의 프로세서를 구비할 수 있다.In addition, the
다양한 실시예에서, 프로세서(110)는 프로세서(110) 내부에서 처리되는 신호(또는, 데이터)를 일시적 및/또는 영구적으로 저장하는 램(RAM: Random Access Memory, 미도시) 및 롬(ROM: Read-Only Memory, 미도시)을 더 포함할 수 있다. 또한, 프로세서(110)는 그래픽 처리부, 램 및 롬 중 적어도 하나를 포함하는 시스템온칩(SoC: system on chip) 형태로 구현될 수 있다.In various embodiments, the
메모리(120)는 각종 데이터, 명령 및/또는 정보를 저장한다. 메모리(120)는 본 발명의 다양한 실시예에 따른 방법/동작을 실행하기 위하여 스토리지(150)로부터 컴퓨터 프로그램(151)을 로드할 수 있다. 메모리(120)에 컴퓨터 프로그램(151)이 로드되면, 프로세서(110)는 컴퓨터 프로그램(151)을 구성하는 하나 이상의 인스트럭션들을 실행함으로써 상기 방법/동작을 수행할 수 있다. 메모리(120)는 RAM과 같은 휘발성 메모리로 구현될 수 있을 것이나, 본 개시의 기술적 범위가 이에 한정되는 것은 아니다.The
버스(130)는 안전관리 서버(100)의 구성 요소 간 통신 기능을 제공한다. 버스(130)는 주소 버스(address Bus), 데이터 버스(Data Bus) 및 제어 버스(Control Bus) 등 다양한 형태의 버스로 구현될 수 있다.The
통신 인터페이스(140)는 안전관리 서버(100)의 유무선 인터넷 통신을 지원한다. 또한, 통신 인터페이스(140)는 인터넷 통신 외의 다양한 통신 방식을 지원할 수도 있다. 이를 위해, 통신 인터페이스(140)는 본 발명의 기술 분야에 잘 알려진 통신 모듈을 포함하여 구성될 수 있다. 몇몇 실시예에서, 통신 인터페이스(140)는 생략될 수도 있다.The
스토리지(150)는 컴퓨터 프로그램(151)을 비 임시적으로 저장할 수 있다. 안전관리 서버(100)를 통해 인공지능 기반의 IoT 센서 데이터 및 영상 데이터 분석을 통한 작업 현장 안전관리 솔루션 제공 프로세스를 수행하는 경우, 스토리지(150)는 인공지능 기반의 IoT 센서 데이터 및 영상 데이터 분석을 통한 작업 현장 안전관리 솔루션 제공 프로세스를 제공하기 위하여 필요한 각종 정보를 저장할 수 있다.The
스토리지(150)는 ROM(Read Only Memory), EPROM(Erasable Programmable ROM), EEPROM(Electrically Erasable Programmable ROM), 플래시 메모리 등과 같은 비휘발성 메모리, 하드 디스크, 착탈형 디스크, 또는 본 발명이 속하는 기술 분야에서 잘 알려진 임의의 형태의 컴퓨터로 읽을 수 있는 기록 매체를 포함하여 구성될 수 있다.The
컴퓨터 프로그램(151)은 메모리(120)에 로드될 때 프로세서(110)로 하여금 본 발명의 다양한 실시예에 따른 방법/동작을 수행하도록 하는 하나 이상의 인스트럭션들을 포함할 수 있다. 즉, 프로세서(110)는 상기 하나 이상의 인스트럭션들을 실행함으로써, 본 발명의 다양한 실시예에 따른 상기 방법/동작을 수행할 수 있다.The
일 실시예에서, 컴퓨터 프로그램(151)은 IoT 센서 모듈로부터 센서 데이터를 수집하는 단계, 카메라 모듈로부터 영상 데이터를 수집하는 단계 및 수집된 센서 데이터 및 수집된 영상 데이터를 분석하여 작업 현장 또는 작업자의 위험을 예측하고, 안전관리 솔루션으로써 작업자에게 예측된 위험에 대한 알림을 제공하는 단계를 포함하는 인공지능 기반의 IoT 센서 데이터 및 영상 데이터 분석을 통한 작업 현장 안전관리 방법을 수행하도록 하는 하나 이상의 인스트럭션을 포함할 수 있다.In one embodiment, the
본 발명의 실시예와 관련하여 설명된 방법 또는 알고리즘의 단계들은 하드웨어로 직접 구현되거나, 하드웨어에 의해 실행되는 소프트웨어 모듈로 구현되거나, 또는 이들의 결합에 의해 구현될 수 있다. 소프트웨어 모듈은 RAM(Random Access Memory), ROM(Read Only Memory), EPROM(Erasable Programmable ROM), EEPROM(Electrically Erasable Programmable ROM), 플래시 메모리(Flash Memory), 하드 디스크, 착탈형 디스크, CD-ROM, 또는 본 발명이 속하는 기술 분야에서 잘 알려진 임의의 형태의 컴퓨터 판독가능 기록매체에 상주할 수도 있다.The steps of the method or algorithm described in relation to the embodiment of the present invention may be implemented directly in hardware, implemented as a software module executed by hardware, or implemented by a combination thereof. A software module may include random access memory (RAM), read only memory (ROM), erasable programmable ROM (EPROM), electrically erasable programmable ROM (EEPROM), flash memory, hard disk, removable disk, CD-ROM, or It may reside in any type of computer-readable recording medium well known in the art to which the present invention pertains.
본 발명의 구성 요소들은 하드웨어인 컴퓨터와 결합되어 실행되기 위해 프로그램(또는 애플리케이션)으로 구현되어 매체에 저장될 수 있다. 본 발명의 구성 요소들은 소프트웨어 프로그래밍 또는 소프트웨어 요소들로 실행될 수 있으며, 이와 유사하게, 실시 예는 데이터 구조, 프로세스들, 루틴들 또는 다른 프로그래밍 구성들의 조합으로 구현되는 다양한 알고리즘을 포함하여, C, C++, 자바(Java), 어셈블러(assembler) 등과 같은 프로그래밍 또는 스크립팅 언어로 구현될 수 있다. 기능적인 측면들은 하나 이상의 프로세서들에서 실행되는 알고리즘으로 구현될 수 있다. 이하, 도 5 및 6을 참조하여, 안전관리 서버(100)에 의해 수행되는 인공지능 기반의 IoT 센서 데이터 및 영상 데이터 분석을 통한 작업 현장 안전관리 방법에 대해 설명하도록 한다.The components of the present invention may be implemented as a program (or application) to be executed in combination with a computer, which is hardware, and stored in a medium. Components of the present invention may be implemented as software programming or software components, and similarly, embodiments may include various algorithms implemented as data structures, processes, routines, or combinations of other programming constructs, including C, C++ , Java, assembler, etc. may be implemented in a programming or scripting language. Functional aspects may be implemented in an algorithm running on one or more processors. Hereinafter, with reference to FIGS. 5 and 6 , a work site safety management method through artificial intelligence-based IoT sensor data and image data analysis performed by the
도 5는 본 발명의 다른 실시예에 따른 본 발명의 일 실시예에 따른 인공지능 기반의 IoT 센서 데이터 및 영상 데이터 분석을 통한 작업 현장 안전관리 방법의 순서도이며, 도 6은 다양한 실시예에서, 인공지능 기반의 IoT 센서 데이터 및 영상 데이터 분석을 통한 작업 현장 안전관리 시스템이 적용된 작업 현장을 예시적으로 도시한 도면이다.5 is a flowchart of a worksite safety management method through AI-based IoT sensor data and image data analysis according to an embodiment of the present invention according to another embodiment of the present invention, and FIG. It is a diagram showing an example of a work site to which a work site safety management system through intelligence-based IoT sensor data and image data analysis is applied.
도 5 및 6을 참조하면, S110 단계에서, 안전관리 서버(100)는 작업 현장 및 작업자에 대한 센서 데이터 및 영상 데이터를 수집할 수 있다.Referring to FIGS. 5 and 6 , in step S110 , the
다양한 실시예에서, 안전관리 서버(100)는 IoT 센서 모듈(210)을 통해 측정되는 각종 센서 데이터(예: 작업 현장의 온도, 유해가스, 작업자의 체온, 유해가스 흡입량, 생체정보(예: 심박수) 등)를 수집할 수 있다.In various embodiments, the
또한, 안전관리 서버(100)는 카메라 모듈(220)을 통해 생성되는 각종 영상 데이터(예: 작업 현장 및 작업자를 촬영한 영상 데이터)를 수집할 수 있다. 그러나, 이에 한정되지 않는다.In addition, the
다양한 실시예에서, 안전관리 서버(100)는 기 설정된 주기마다 센서 데이터 및 영상 데이터를 수집하되, 후술되는 S120 단계를 거쳐 추출된 제1 속성 정보 및 제2 속성 정보에 기초하여 센서 데이터 및 영상 데이터의 수집 주기를 조정할 수 있다. 예를 들어, 안전관리 서버(100)는 작업 현장에서 작업이 개시됨에 따라 제1 주기로 센서 데이터를 수집하되, 후술되는 S120 단계를 거쳐 센서 데이터를 분석함에 따라 유해가스가 발생된 것으로 판단되는 경우, 센서 데이터의 수집 주기를 제1 주기보다 짧은 제2 주기로 설정할 수 있다. 그러나, 이에 한정되지 않는다.In various embodiments, the
이때, 작업자의 작업자 단말(300)은 도 6에 도시된 바와 같이, 근거리 무선 통신을 기반으로 작업 현장 내에 위치하는 IoT 센서 모듈(210)들과 직접 연결될 수 있으며, 안전관리 서버(100)를 통하지 않고 IoT 센서 모듈(210)들로부터 수집된 센서 데이터를 직접 제공받음으로써, 작업자가 작업 현장에 대한 정보를 실시간으로 인지할 수 있도록 구현될 수 있으나, 이에 한정되지 않는다.At this time, the
S120 단계에서, 안전관리 서버(100)는 S110 단계를 거쳐 수집된 센서 데이터 및 영상 데이터를 분석하여 작업 현장 및 작업자에 대한 속성 정보를 추출할 수 있다.In step S120 , the
다양한 실시예에서, 안전관리 서버(100)는 기 학습된 인공지능 모델을 이용하여 센서 데이터 및 영상 데이터를 분석함으로써, 작업 현장에 대한 제1 속성 정보와 작업자에 대한 제2 속성 정보를 추출할 수 있다.In various embodiments, the
여기서, 기 학습된 인공지능 모델은 센서 데이터 및 영상 데이터 상에 작업 현장에 관한 속성 정보와 작업 현장에 관한 속성 정보를 레이블링(labeling)함으로써 생성된 학습 데이터를 이용하여 학습된 모델일 수 있다. 이때, 기 학습된 인공지능 모델은 서로 다른 형태의 입력 데이터(예: 수치 형태의 센서 데이터와 이미지 형태의 영상 데이터)로부터 속성 정보를 추출해야 하는 바, 기 학습된 인공지능 모델은 센서 데이터로부터 속성 정보를 추출하는 제1 모델과 영상 데이터로부터 속성 정보를 추출하는 제2 모델을 포함할 수 있으나, 이에 한정되지 않는다.Here, the pre-trained artificial intelligence model may be a model learned using learning data generated by labeling attribute information on the work site and attribute information on the work site on sensor data and image data. At this time, the pre-learned AI model needs to extract attribute information from different types of input data (eg, sensor data in numerical form and image data in image form). It may include, but is not limited to, a first model for extracting information and a second model for extracting attribute information from image data.
인공지능 모델(예: 신경망)은 하나 이상의 네트워크 함수로 구성되며, 하나 이상의 네트워크 함수는 일반적으로 ‘노드’라 지칭될 수 있는 상호 연결된 계산 단위들의 집합으로 구성될 수 있다. 이러한 ‘노드’들은 ‘뉴런(neuron)’들로 지칭될 수도 있다. 하나 이상의 네트워크 함수는 적어도 하나 이상의 노드들을 포함하여 구성된다. 하나 이상의 네트워크 함수를 구성하는 노드(또는 뉴런)들은 하나 이상의 ‘링크’에 의해 상호 연결될 수 있다.An artificial intelligence model (e.g., a neural network) consists of one or more network functions, which may consist of a set of interconnected computational units, which can generally be referred to as ‘nodes’. These 'nodes' may also be referred to as 'neurons'. The one or more network functions are configured by including at least one or more nodes. Nodes (or neurons) constituting one or more network functions may be interconnected by one or more ‘links’.
인공지능 모델 내에서, 링크를 통해 연결된 하나 이상의 노드들은 상대적으로 입력 노드 및 출력 노드의 관계를 형성할 수 있다. 입력 노드 및 출력 노드의 개념은 상대적인 것으로서, 하나의 노드에 대하여 출력 노드 관계에 있는 임의의 노드는 다른 노드와의 관계에서 입력 노드 관계에 있을 수 있으며, 그 역도 성립할 수 있다. 전술한 바와 같이, 입력 노드 대 출력 노드 관계는 링크를 중심으로 생성될 수 있다. 하나의 입력 노드에 하나 이상의 출력 노드가 링크를 통해 연결될 수 있으며, 그 역도 성립할 수 있다. In the AI model, one or more nodes connected through a link may relatively form a relationship between an input node and an output node. The concepts of an input node and an output node are relative, and any node in an output node relationship with respect to one node may be in an input node relationship in a relationship with another node, and vice versa. As described above, an input node to output node relationship may be created around a link. One or more output nodes may be connected to one input node through a link, and vice versa.
하나의 링크를 통해 연결된 입력 노드 및 출력 노드 관계에서, 출력 노드는 입력 노드에 입력된 데이터에 기초하여 그 값이 결정될 수 있다. 여기서 입력 노드와 출력 노드를 상호 연결하는 노드는 가중치(weight)를 가질 수 있다. 가중치는 가변적일 수 있으며, 인공지능 모델이 원하는 기능을 수행하기 위해, 사용자 또는 알고리즘에 의해 가변될 수 있다. 예를 들어, 하나의 출력 노드에 하나 이상의 입력 노드가 각각의 링크에 의해 상호 연결된 경우, 출력 노드는 상기 출력 노드와 연결된 입력 노드들에 입력된 값들 및 각각의 입력 노드들에 대응하는 링크에 설정된 가중치에 기초하여 출력 노드 값을 결정할 수 있다.In the relationship between the input node and the output node connected through one link, the value of the output node may be determined based on data input to the input node. Here, a node interconnecting the input node and the output node may have a weight. The weight may be variable, and may be changed by a user or an algorithm in order for the AI model to perform a desired function. For example, when one or more input nodes are interconnected to one output node by respective links, the output node sets values input to input nodes connected to the output node and links corresponding to the respective input nodes. An output node value may be determined based on the weight.
전술한 바와 같이, 인공지능 모델은 하나 이상의 노드들이 하나 이상의 링크를 통해 상호연결 되어 인공지능 모델 내에서 입력 노드 및 출력 노드 관계를 형성한다. 인공지능 모델 내에서 노드들과 링크들의 개수 및 노드들과 링크들 사이의 연관관계, 링크들 각각에 부여된 가중치의 값에 따라, 인공지능 모델의 특성이 결정될 수 있다. 예를 들어, 동일한 개수의 노드 및 링크들이 존재하고, 링크들 사이의 가중치 값이 상이한 두 인공지능 모델이 존재하는 경우, 두 개의 인공지능 모델들은 서로 상이한 것으로 인식될 수 있다.As described above, in the AI model, one or more nodes are interconnected through one or more links to form an input node and an output node relationship within the AI model. The characteristics of the AI model may be determined according to the number of nodes and links in the AI model, the correlation between nodes and links, and the value of a weight assigned to each of the links. For example, when the same number of nodes and links exist and there are two AI models having different weight values between the links, the two AI models may be recognized as different from each other.
인공지능 모델을 구성하는 노드들 중 일부는, 최초 입력 노드로부터의 거리들에 기초하여, 하나의 레이어(layer)를 구성할 수 있다. 예를 들어, 최초 입력 노드로부터 거리가 n인 노드들의 집합은, n 레이어를 구성할 수 있다. 최초 입력 노드로부터 거리는, 최초 입력 노드로부터 해당 노드까지 도달하기 위해 거쳐야 하는 링크들의 최소 개수에 의해 정의될 수 있다. 그러나, 이러한 레이어의 정의는 설명을 위한 임의적인 것으로서, 인공지능 모델 내에서 레이어의 차수는 전술한 것과 상이한 방법으로 정의될 수 있다. 예를 들어, 노드들의 레이어는 최종 출력 노드로부터 거리에 의해 정의될 수도 있다.Some of the nodes constituting the artificial intelligence model may configure one layer based on distances from the initial input node. For example, a set of nodes having a distance n from the initial input node may constitute n layers. The distance from the initial input node may be defined by the minimum number of links that must be traversed to reach the corresponding node from the initial input node. However, the definition of such a layer is arbitrary for description, and the order of the layer in the AI model may be defined in a different way than the above. For example, a layer of nodes may be defined by a distance from the final output node.
최초 입력 노드는 인공지능 모델 내의 노드들 중 다른 노드들과의 관계에서 링크를 거치지 않고 데이터가 직접 입력되는 하나 이상의 노드들을 의미할 수 있다. 또는, 인공지능 모델 네트워크 내에서, 링크를 기준으로 한 노드 간의 관계에 있어서, 링크로 연결된 다른 입력 노드들 가지지 않는 노드들을 의미할 수 있다. 이와 유사하게, 최종 출력 노드는 인공지능 모델 내의 노드들 중 다른 노드들과의 관계에서, 출력 노드를 가지지 않는 하나 이상의 노드들을 의미할 수 있다. 또한, 히든 노드는 최초 입력 노드 및 최후 출력 노드가 아닌 인공지능 모델을 구성하는 노드들을 의미할 수 있다. 본 발명의 일 실시예에 따른 인공지능 모델은 입력 레이어의 노드가 출력 레이어에 가까운 히든 레이어의 노드보다 많을 수 있으며, 입력 레이어에서 히든 레이어로 진행됨에 따라 노드의 수가 감소하는 형태의 인공지능 모델일 수 있다.The initial input node may mean one or more nodes to which data is directly input without going through a link in a relationship with other nodes among nodes in the AI model. Alternatively, in the relationship between nodes based on the link in the artificial intelligence model network, it may mean nodes that do not have other input nodes connected by a link. Similarly, the final output node may refer to one or more nodes that do not have an output node in relation to other nodes among nodes in the AI model. In addition, the hidden node may refer to nodes constituting an artificial intelligence model other than the first input node and the last output node. The artificial intelligence model according to an embodiment of the present invention may have more nodes in the input layer than nodes in the hidden layer close to the output layer, and is an artificial intelligence model in which the number of nodes decreases as the input layer progresses to the hidden layer. can
인공지능 모델은 하나 이상의 히든 레이어를 포함할 수 있다. 히든 레이어의 히든 노드는 이전의 레이어의 출력과 주변 히든 노드의 출력을 입력으로 할 수 있다. 각 히든 레이어 별 히든 노드의 수는 동일할 수도 있고 상이할 수도 있다. 입력 레이어의 노드의 수는 입력 데이터의 데이터 필드의 수에 기초하여 결정될 수 있으며 히든 노드의 수와 동일할 수도 있고 상이할 수도 있다. 입력 레이어에 입력된 입력 데이터는 히든 레이어의 히든 노드에 의하여 연산될 수 있고 출력 레이어인 완전 연결 레이어(FCL: fully connected layer)에 의해 출력될 수 있다.An AI model may include one or more hidden layers. The hidden node of the hidden layer may use the output of the previous layer and the output of the neighboring hidden nodes as inputs. The number of hidden nodes for each hidden layer may be the same or different. The number of nodes of the input layer may be determined based on the number of data fields of the input data and may be the same as or different from the number of hidden nodes. Input data input to the input layer may be calculated by a hidden node of the hidden layer and may be output by a fully connected layer (FCL) that is an output layer.
다양한 실시예에서, 인공지능 모델은 딥러닝(Deep learning) 모델일 수 있다.In various embodiments, the artificial intelligence model may be a deep learning model.
딥러닝 모델(예: 딥 뉴럴 네트워크(DNN: deep neural network, 심층신경망)는 입력 레이어와 출력 레이어 외에 복수의 히든 레이어를 포함하는 인공지능 모델을 의미할 수 있다. 딥 뉴럴 네트워크를 이용하면 데이터의 잠재적인 구조(latent structures)를 파악할 수 있다. 즉, 사진, 글, 비디오, 음성, 음악의 잠재적인 구조(예를 들어, 어떤 물체가 사진에 있는지, 글의 내용과 감정이 무엇인지, 음성의 내용과 감정이 무엇인지 등)를 파악할 수 있다.A deep learning model (eg, deep neural network (DNN)) may refer to an artificial intelligence model including a plurality of hidden layers in addition to an input layer and an output layer. Be able to identify latent structures, i.e., the latent structures of photos, texts, videos, voices, and music (e.g., what objects are in the photos, what the content and emotions of the text are, and the content and emotions, etc.).
딥 뉴럴 네트워크는 컨벌루셔널 뉴럴 네트워크(CNN: convolutional neural network), 리커런트 뉴럴 네트워크(RNN: recurrent neural network), 오토 인코더(auto encoder), GAN(Generative Adversarial Networks), 제한 볼츠만 머신(RBM: restricted boltzmann machine), 심층 신뢰 네트워크(DBN: deep belief network), Q 네트워크, U 네트워크, 샴 네트워크 등을 포함할 수 있으나, 이에 한정되지 않는다.Deep neural networks include convolutional neural networks (CNNs), recurrent neural networks (RNNs), auto encoders, generative adversarial networks (GANs), and restricted Boltzmann machines (RBMs). boltzmann machine), a deep belief network (DBN), a Q network, a U network, a Siamese network, and the like, but is not limited thereto.
다양한 실시예에서, 네트워크 함수는 오토 인코더를 포함할 수도 있다. 여기서, 오토 인코더는 입력 데이터와 유사한 출력 데이터를 출력하기 위한 인공 신경망의 일종일 수 있다.In various embodiments, the network function may include an auto-encoder. Here, the auto-encoder may be a type of artificial neural network for outputting output data similar to input data.
오토 인코더는 적어도 하나의 히든 레이어를 포함할 수 있으며, 홀수 개의 히든 레이어가 입출력 레이어 사이에 배치될 수 있다. 각각의 레이어의 노드의 수는 입력 레이어의 노드의 수에서 병목 레이어(인코딩)라는 중간 레이어로 축소되었다가, 병목 레이어에서 출력 레이어(입력 레이어와 대칭)로 축소와 대칭되어 확장될 수도 있다. 차원 감소 레이어와 차원 복원 레이어의 노드는 대칭일 수도 있고 아닐 수도 있다. 또한, 오토 인코더는 비선형 차원 감소를 수행할 수 있다. 입력 레이어 및 출력 레이어의 수는 입력 데이터의 전처리 이후에 남은 센서들의 수와 대응될 수 있다. 오토 인코더 구조에서 인코더에 포함된 히든 레이어의 노드의 수는 입력 레이어에서 멀어질수록 감소하는 구조를 가질 수 있다. 병목 레이어(인코더와 디코더 사이에 위치하는 가장 적은 노드를 가진 레이어)의 노드의 수는 너무 작은 경우 충분한 양의 정보가 전달되지 않을 수 있으므로, 특정 수 이상(예를 들어, 입력 레이어의 절반 이상 등)으로 유지될 수도 있다.The auto encoder may include at least one hidden layer, and an odd number of hidden layers may be disposed between the input/output layers. The number of nodes in each layer may be reduced from the number of nodes in the input layer to an intermediate layer called the bottleneck layer (encoding), and then expanded symmetrically with reduction from the bottleneck layer to the output layer (symmetrical to the input layer). The nodes of the dimensionality reduction layer and the dimension restoration layer may or may not be symmetrical. In addition, the auto-encoder can perform non-linear dimensionality reduction. The number of input layers and output layers may correspond to the number of sensors remaining after preprocessing of input data. In the auto-encoder structure, the number of nodes of the hidden layer included in the encoder may have a structure that decreases as the distance from the input layer increases. If the number of nodes in the bottleneck layer (the layer with the fewest nodes between the encoder and decoder) is too small, a sufficient amount of information may not be conveyed, so a certain number or more (e.g., more than half of the input layer, etc.) ) may be maintained.
뉴럴 네트워크는 교사 학습(supervised learning), 비교사 학습(unsupervised learning), 및 반교사학습(semi supervised learning) 중 적어도 하나의 방식으로 학습될 수 있다. 뉴럴 네트워크의 학습은 출력의 오류를 최소화하기 위한 것이다. 보다 구체적으로, 뉴럴 네트워크의 학습은 반복적으로 학습 데이터를 뉴럴 네트워크에 입력시키고 학습 데이터에 대한 뉴럴 네트워크의 출력과 타겟의 에러를 계산하고, 에러를 줄이기 위한 방향으로 뉴럴 네트워크의 에러를 뉴럴 네트워크의 출력 레이어에서부터 입력 레이어 방향으로 역전파(backpropagation)하여 뉴럴 네트워크의 각 노드의 가중치를 업데이트 하는 과정이다.The neural network may be trained by at least one of supervised learning, unsupervised learning, and semi-supervised learning. The training of the neural network is to minimize the error in the output. More specifically, the training of the neural network repeatedly inputs the training data into the neural network, calculates the output of the neural network for the training data and the error of the target, and outputs the error of the neural network in a direction to reduce the error. It is a process of updating the weight of each node of the neural network by backpropagating from the layer to the input layer.
먼저, 교사 학습의 경우 각각의 학습 데이터에 정답이 레이블링 되어있는 학습 데이터를 사용하며(즉, 레이블링된 학습 데이터), 비교사 학습의 경우는 각각의 학습 데이터에 정답이 레이블링 되어 있지 않을 수 있다. 즉, 예를 들어 데이터 분류에 관한 교사 학습의 경우의 학습 데이터는 학습 데이터 각각에 카테고리가 레이블링 된 데이터 일 수 있다. 레이블링된 학습 데이터가 뉴럴 네트워크에 입력되고, 뉴럴 네트워크의 출력(카테고리)과 학습 데이터의 레이블을 비교함으로써 오류(error)가 계산될 수 있다.First, in the case of teacher learning, learning data in which correct answers are labeled in each learning data is used (ie, labeled learning data), and in the case of comparative learning, the correct answers may not be labeled in each learning data. That is, for example, the learning data in the case of teacher learning regarding data classification may be data in which categories are labeled in each of the learning data. Labeled training data is input to the neural network, and an error can be calculated by comparing the output (category) of the neural network with the label of the training data.
다음으로, 데이터 분류에 관한 비교사 학습의 경우 입력인 학습 데이터가 뉴럴 네트워크 출력과 비교됨으로써 오류가 계산될 수 있다. 계산된 오류는 뉴럴 네트워크에서 역방향(즉, 출력 레이어에서 입력 레이어 방향)으로 역전파 되며, 역전파에 따라 뉴럴 네트워크의 각 레이어의 각 노드들의 연결 가중치가 업데이트 될 수 있다. 업데이트 되는 각 노드의 연결 가중치는 학습률(learning rate)에 따라 변화량이 결정될 수 있다. 입력 데이터에 대한 뉴럴 네트워크의 계산과 에러의 역전파는 학습 사이클(epoch)을 구성할 수 있다. 학습률은 뉴럴 네트워크의 학습 사이클의 반복 횟수에 따라 상이하게 적용될 수 있다. 예를 들어, 뉴럴 네트워크의 학습 초기에는 높은 학습률을 사용하여 뉴럴 네트워크가 빠르게 일정 수준의 성능을 확보하도록 하여 효율성을 높이고, 학습 후기에는 낮은 학습률을 사용하여 정확도를 높일 수 있다.Next, in the case of comparison learning on data classification, an error may be calculated by comparing the input training data with the neural network output. The calculated error is back propagated in the reverse direction (ie, from the output layer to the input layer) in the neural network, and the connection weight of each node of each layer of the neural network may be updated according to the back propagation. A change amount of the connection weight of each node to be updated may be determined according to a learning rate. The computation of the neural network on the input data and the backpropagation of errors can constitute a learning cycle (epoch). The learning rate may be applied differently depending on the number of repetitions of the learning cycle of the neural network. For example, in the early stage of learning of a neural network, a high learning rate can be used to enable the neural network to quickly acquire a certain level of performance, thereby increasing efficiency, and using a low learning rate at the end of learning can increase accuracy.
뉴럴 네트워크의 학습에서 일반적으로 학습 데이터는 실제 데이터(즉, 학습된 뉴럴 네트워크를 이용하여 처리하고자 하는 데이터)의 부분집합일 수 있으며, 따라서, 학습 데이터에 대한 오류는 감소하나 실제 데이터에 대해서는 오류가 증가하는 학습 사이클이 존재할 수 있다. 과적합(overfitting)은 이와 같이 학습 데이터에 과하게 학습하여 실제 데이터에 대한 오류가 증가하는 현상이다. 예를 들어, 노란색 고양이를 보여 고양이를 학습한 뉴럴 네트워크가 노란색 이외의 고양이를 보고는 고양이임을 인식하지 못하는 현상이 과적합의 일종일 수 있다. 과적합은 머신러닝 알고리즘의 오류를 증가시키는 원인으로 작용할 수 있다. 이러한 과적합을 막기 위하여 다양한 최적화 방법이 사용될 수 있다. 과적합을 막기 위해서는 학습 데이터를 증가시키거나, 레귤라이제이션(regularization), 학습의 과정에서 네트워크의 노드 일부를 생략하는 드롭아웃(dropout) 등의 방법이 적용될 수 있다.In training of a neural network, in general, the training data may be a subset of real data (that is, data to be processed using the trained neural network), and thus the error on the training data is reduced, but the error on the real data is reduced. There may be increasing learning cycles. Overfitting is a phenomenon in which errors on actual data increase by over-learning on training data as described above. For example, a phenomenon in which a neural network that has learned a cat by seeing a yellow cat does not recognize that it is a cat when it sees a cat other than yellow may be a type of overfitting. Overfitting can act as a cause of increasing errors in machine learning algorithms. In order to prevent such overfitting, various optimization methods can be used. In order to prevent overfitting, methods such as increasing training data, regularization, or dropout in which a part of nodes of the network are omitted in the process of learning, may be applied.
다양한 실시예에서, 안전관리 서버(100)는 복수의 제1 학습 데이터(예: 비정상 세포, 정상 세포 및 배경 영역이 각각 어노테이션 된 복수의 이미지)를 이용하여 인공지능 모델을 학습시킬 수 있다.In various embodiments, the
보다 구체적으로, 안전관리 서버(100)는 학습 입력 데이터 세트 각각을 하나 이상의 네트워크 함수에 입력시키고, 하나 이상의 네트워크 함수로 연산된 출력 데이터 각각과 학습 입력 데이터 세트 각각의 레이블에 해당하는 학습 출력 데이터 세트 각각을 비교하여 오차를 도출할 수 있다. 즉, 인공지능 모델의 학습에서 학습 입력 데이터는 하나 이상의 네트워크 함수의 입력 레이어에 입력될 수 있으며, 학습 출력 데이터는 하나 이상의 네트워크 함수의 출력과 비교될 수 있다. 안전관리 서버(100)는 학습 입력 데이터에 대한 하나 이상의 네트워크 함수의 연산 결과와 학습 출력 데이터(레이블)의 오차에 기초하여 신경망을 학습시킬 수 있다.More specifically, the
또한, 안전관리 서버(100)는 오차에 기초하여 하나 이상의 네트워크 함수의 가중치를 역전파 방식으로 조정할 수 있다. 즉, 안전관리 서버(100)는 학습 입력 데이터에 대한 하나 이상의 네트워크 함수의 연산 결과와 학습 출력 데이터의 오차에 기초하여 하나 이상의 네트워크 함수의 출력이 학습 출력 데이터에 가까워지도록 가중치를 조정할 수 있다.In addition, the
안전관리 서버(100)는 하나 이상의 네트워크 함수의 학습이 사전 결정된 에폭 이상 수행된 경우, 검증 데이터를 이용하여 학습의 중단 여부를 결정할 수 있다. 사전 결정된 에폭은 전체 학습 목표 에폭의 일부일 수 있다. 검증 데이터는 레이블링된 학습 데이터 세트 중 적어도 일부로 구성될 수 있다. 즉, 안전관리 서버(100)는 학습 데이터 세트를 통해 신경망의 학습을 수행하며, 인공지능 모델의 학습이 사전 결정된 에폭 이상 반복된 후, 검증 데이터를 이용하여 인공지능 모델의 학습 효과가 사전 결정된 수준 이상인지 여부를 판단할 수 있다. 예를 들어, 안전관리 서버(100)는 100개의 학습 데이터를 이용하여 목표 반복 학습 횟수가 10회인 학습을 수행하는 경우, 사전 결정된 에폭인 10회의 반복 학습을 수행한 후, 10개의 검증 데이터를 이용하여 3회의 반복 학습을 수행하여, 3회의 반복 학습 동안 인공지능 모델 출력의 변화가 사전 결정된 수준 이하인 경우 더 이상의 학습이 무의미한 것으로 판단하고 학습을 종료할 수 있다. 즉, 검증 데이터는 인공지능 모델의 반복 학습에서 에폭별 학습의 효과가 일정 이상인지 이하인지 여부에 기초하여 학습의 완료를 결정하는 데 이용될 수 있다. 전술한 학습 데이터, 검증 데이터의 수 및 반복 횟수는 하나의 예시일 뿐 이에 한정되지 않는다.When the learning of one or more network functions is performed over a predetermined epoch, the
안전관리 서버(100)는 테스트 데이터 세트를 이용하여 하나 이상의 네트워크 함수의 성능을 테스트하여 하나 이상의 네트워크 함수의 활성화 여부를 결정함으로써, 수면 평가 모델을 생성할 수 있다. 테스트 데이터는 인공지능 모델의 성능을 검증하기 위하여 사용될 수 있으며, 학습 데이터 세트 중 적어도 일부로 구성될 수 있다. 예를 들어, 학습 데이터 세트 중 80%는 인공지능 모델의 학습(즉, 레이블과 비슷한 결과값을 출력하도록 가중치를 조정하기 위한 학습)을 위해 활용될 수 있으며, 20%는 인공지능 모델의 성능을 검증하기 위한 테스트 데이터로써 활용될 수 있다. The
안전관리 서버(100)는 학습이 완료된 인공지능 모델에 테스트 데이터 세트를 입력하고 오차를 측정하여 사전 결정된 성능 이상인지 여부에 따라 인공지능 모델의 활성화 여부를 결정할 수 있다.The
안전관리 서버(100)는 학습이 완료된 인공지능 모델에 테스트 데이터를 이용하여 학습 완료된 인공지능 모델의 성능을 검증하고 학습 완료된 인공지능 모델의 성능이 사전 결정된 기준 이상인 경우 해당 인공지능 모델을 다른 어플리케이션에서 사용하도록 활성화할 수 있다. 또한, 안전관리 서버(100)는 학습 완료된 인공지능 모델의 성능이 사전 결정된 기준 이하인 경우 해당 인공지능 모델을 비활성화하여 폐기할 수 있다. 예를 들어, 안전관리 서버(100)는 정확도(accuracy), 정밀도(precision), 재현율(recall) 등의 요소를 기준으로 하여 생성된 인공지능 모델의 성능을 판단할 수 있다. 전술한 성능 평가 기준은 예시일 뿐이며 본 발명은 이에 제한되지 않는다.The
다양한 실시예에서, 안전관리 서버(100)는 기 설정된 연관관계에 기초하여, 센서 데이터 및 영상 데이터로부터 속성 정보를 추출할 수 있다. 센서 데이터 및 영상 데이터 중 적어도 하나를 분석하여 작업 현장에 대한 제1 속성 정보를 추출할 수 있고, 기 설정된 연관관계에 기초하여, 제1 속성 정보에 대응되는 작업자에 대한 제2 속성 정보를 추출할 수 있다.In various embodiments, the
여기서, 기 설정된 연관관계는 특정 위험을 예측하기 위해 함께 고려해야 하는 속성 정보들 조합을 사전에 정의한 것을 의미할 수 있다.Here, the preset correlation may mean that a combination of attribute information to be considered together in order to predict a specific risk is defined in advance.
일례로, 안전관리 서버(100)는 센서 데이터를 분석함에 따라 제1 속성 정보로서 작업 현장의 평균 온도를 추출한 경우, 기 설정된 연관관계에 따라 작업자의 "고온 노출 위험"을 예측하기 위해, 작업 현장의 평균 온도에 대응되는 제2 속성 정보로서 작업자가 수행하는 작업에 관한 정보(예: 작업의 종류, 강도 및 수행 시간 등)를 추출할 수 있다.As an example, when the
다른 예로, 안전관리 서버(100)는 센서 데이터를 분석함에 따라 제1 속성 정보로서 유해가스 발생에 관한 정보(예: 유해가스의 발생 여부, 유해가스의 종류 및 농도 등)를 추출한 경우, 기 설정된 연관관계에 따라 작업자의 "유해가스 노출 위험"을 예측하기 위해, 유해가스 발생에 관한 정보에 대응되는 제2 속성 정보로서 작업자의 보호장비 착용에 관한 정보(예: 보호장비 착용 여부 및 착용한 보호장비의 종류 등) 및 유해가스 흡입량 정보(예: 마스크에 구비된 유해가스 흡입량 감지 센서 기반)를 추출할 수 있다.As another example, when the
또 다른 예로, 안전관리 서버(100)는 영상 데이터를 분석함에 따라 제1 속성 정보로서 작업 현장 내에 배치되는 차징카(30)의 동작 정보를 추출한 경우, 기 설정된 연관관계에 따라 작업자의 "차징카(30)와의 충돌 위험"을 예측하기 위해, 차징카(30)의 동작 정보에 대응되는 제2 속성 정보로서 차징카(30)와 작업자 간의 거리를 추출할 수 있다.As another example, when the
여기서, 안전관리 서버(100)는 센서 데이터 및 영상 데이터를 분석하여 먼저 작업 현장에 대한 제1 속성 정보를 추출하고, 이후 기 설정된 연관관계에 따라 제1 속성 정보에 대응되는 제2 속성 정보를 추출하는 것으로 설명하고 있으나, 이에 한정되지 않고, 경우에 따라 제2 속성 정보를 먼저 추출한 이후 제2 속성 정보에 대응되는 제1 속성 정보를 추출하는 형태로 구현되거나, 임의의 속성 정보를 추출한 후, 추출된 속성 정보에 대응되는 다른 속성 정보를 추출하는 형태로 구현될 수 있다.Here, the
다양한 실시예에서, 안전관리 서버(100)는 센서 데이터 및 영상 데이터를 분석하여, 추출 가능한 모든 속성 정보(예: 제1 속성 정보 및 제2 속성 정보)를 추출할 수 있고, 기 설정된 연관관계에 따라 추출된 속성 정보들을 분류할 수 있다.In various embodiments, the
보다 구체적으로, 안전관리 서버(100)는 센서 데이터 및 영상 데이터를 각각 분석하여 작업 현장의 평균 온도, 유해가스 발생에 관한 정보, 차징카(30)의 동작 정보, 작업자가 수행하는 작업에 관한 정보, 작업자의 보호장비 착용에 관한 정보, 유해가스 흡입량 정보, 차징카(30)와 작업자 간의 거리를 추출할 수 있다.More specifically, the
이후, 안전관리 서버(100)는 기 설정된 연관관계에 따라 고온 노출 위험을 예측하기 위해 "작업 현장의 평균 온도와 작업자가 수행하는 작업에 관한 정보"를 하나의 카테고리로 분류하고, 유해가스 노출 위험을 예측하기 위해 "유해가스 발생에 관한 정보, 작업자의 보호장비 착용에 관한 정보와 유해가스 흡입량 정보"를 하나의 카테고리로 분류하며, 차징카(30)와의 충돌 위험을 예측하기 위해 "차징카(30)의 동작 정보와 차징카(30)와 작업자 간의 거리"를 하나의 카테고리로 분류할 수 있다. 이때, 하나의 속성 정보가 여러 위험 예측에 활용되는 경우, 하나의 속성 정보가 다수의 카테고리에 동시에 포함되도록 할 수 있으나, 이에 한정되지 않는다.Thereafter, the
S130 단계에서, 안전관리 서버(100)는 S120 단계를 거쳐 추출된 제1 속성 정보 및 제2 속성 정보를 이용하여 작업 현장 또는 작업자의 위험을 예측하고, 위험 예측 결과에 따라 작업자에게 안전관리 솔루션을 제공할 수 있다.In step S130, the
여기서, 안전관리 솔루션은 작업 현장 또는 작업자에 대한 위험 발생이 예측됨에 따라 작업자가 작업 현장 또는 자신에게 예측되는 위험이 무엇인지, 그에 대해 어떻게 대처해야 하는지를 인지할 수 있도록 예측된 위험에 관한 정보 및 대처 방법을 포함하는 알림을 제공하는 것일 수 있으나, 이에 한정되지 않는다.Here, the safety management solution provides information and response to the predicted risk so that the worker can recognize what the predicted risk is at the job site or to himself and how to deal with it as the occurrence of a risk to the job site or worker is predicted. It may be to provide a notification including a method, but is not limited thereto.
다양한 실시예에서, 안전관리 서버(100)는 기 설정된 연관관계에 따라 추출된 제1 속성 정보와 제2 속성 정보 또는 기 설정된 연관관계에 따라 상호 매칭된 제1 속성 정보와 제2 속성 정보가 기 설정된 기준을 만족하는지 여부에 따라 작업자에 대한 위험을 예측할 수 있고, 위험이 발생될 것으로 예측되는 경우, 작업자에게 알림을 제공할 수 있다. 이하, 도 7 내지 12를 참조하여, 보다 구체적으로 설명하도록 한다.In various embodiments, the
도 7은 다양한 실시예에서, 안전관리 솔루션으로서 작업자의 고온노출 위험을 방지하는 방법을 설명하기 위한 순서도이다.7 is a flowchart for explaining a method of preventing the risk of exposure to high temperatures of workers as a safety management solution in various embodiments.
도 7을 참조하면, 안전관리 서버(100)는 제1 속성 정보로서 추출된 작업 현장의 평균 온도와 제2 속성 정보로서 추출된 작업에 관한 정보(예: 작업의 종류, 강도 및 수행 시간)의 연관관계에 기초하여 작업자에게 안전관리 솔루션을 제공할 수 있다.Referring to Figure 7, the
S210 단계에서, 안전관리 서버(100)는 작업 현장의 평균 온도 및 작업에 관한 정보를 추출할 수 있다. In step S210, the
보다 구체적으로, 안전관리 서버(100)는 작업 현장 또는 작업자의 신체 적어도 일부분에 구비되는 IoT 센서 모듈(210)(예: 온도 센서)를 통해 소정의 기간 동안 작업 현장에 대한 온도를 측정할 수 있고, 측정된 온도를 이용하여 소정의 기간 동안의 작업 현장에 대한 평균 온도를 산출함으로써, 제1 속성 정보로서 작업 현장의 평균 온도를 추출할 수 있다.More specifically, the
또한, 안전관리 서버(100)는 작업 현장 또는 작업자의 신체 적어도 일부분에 구비되는 카메라 모듈(220)을 통해 촬영된 영상 데이터를 분석함으로써, 작업 현장에 관한 정보 및 작업자의 동작 패턴을 추출할 수 있고, 추출된 작업 현장에 관한 정보 및 작업자의 동작 패턴에 기초하여 제2 속성 정보로서 작업에 관한 정보를 추출할 수 있다. 여기서, 작업에 관한 정보는 작업의 종류, 강도 및 수행 시간을 포함할 수 있다. 그러나, 이에 한정되지 않고, 안전관리 서버(100)는 사전에 등록된 작업 스케줄 정보에 기초하여, 현재 시점에 수행되는 작업의 종류 및 강도를 파악하고, 영상 데이터 분석을 통해 수집된 작업자의 동작 패턴에 따라 수행 시간을 추출할 수 있다.In addition, the
S220 단계에서, 안전관리 서버(100)는 작업자의 고온노출 위험을 방지하기 위하여, 고온 노출에 관한 기준을 설정할 수 있다.In step S220, the
다양한 실시예에서, 안전관리 서버(100)는 작업의 종류 및 강도와 평균 온도에 기초하여 작업자에 대한 기준 작업 시간 및 기준 휴식 시간을 설정할 수 있다.In various embodiments, the
여기서, 기준 작업 시간 및 기준 휴식 시간은 도 8에 도시된 고온의 노출 기준에 따라 결정될 수 있으나, 이에 한정되지 않는다.Here, the reference work time and the reference rest time may be determined according to the high temperature exposure standard shown in FIG. 8 , but is not limited thereto.
또한, 여기서, 경작업은 200kcal까지의 열량이 소요되는 작업을 말하며, 앉아서 또는 서서 기계의 조정을 하기 위하여 손 또는 팔을 가볍게 쓰는 일 등을 의미하고, 중등작업은 시간당 200~350kcal의 열량이 소요되는 작업을 말하며, 물체를 들거나 밀면서 걸어 다니는 일 등을 의미하며, 시간당 350~500kcal의 열량이 소요되는 작업을 말하며, 곡괭이질 또는 삽질하는 일 등을 의미할 수 있으나, 이에 한정되지 않는다.In addition, here, light work refers to work that requires up to 200 kcal of calories, and refers to work that requires light use of hands or arms to control the machine while sitting or standing, and moderate work requires 200 to 350 kcal per hour. It refers to the work that is done, and it means walking while lifting or pushing an object, it refers to a work that requires 350 to 500 kcal per hour, and may refer to work such as pickaxe or shovel, but is not limited thereto.
S230 단계에서, 안전관리 서버(100)는 S220 단계를 거쳐 설정된 기준의 만족 여부에 따라 작업자의 위험을 예측할 수 있으며, 예측된 위험에 따라 작업자에게 휴식 또는 작업 개시를 안내하는 알림을 제공할 수 있다. 예를 들어, 안전관리 서버(100)는 작업자의 평균 온도가 28도이고, 작업자의 작업의 종류 및 강도가 중등작업인 경우, 기준 작업 시간 및 기준 휴식 시간을 각각 시간당 45분/15분으로 설정할 수 있다. 이후, 안전관리 서버(100)는 작업자의 작업 수행 시간이 45분을 초과할 경우, 작업자에게 휴식을 안내하는 알림을 제공할 수 있고, 작업자에게 휴식 알림을 제공한 시점부터 15분이 경과함에 따라 작업자에게 작업 개시를 안내하는 알림을 제공할 수 있다.In step S230, the
도 9는 다양한 실시예에서, 안전관리 솔루션으로서 작업자의 유해가스 노출 위험을 방지하는 방법을 설명하기 위한 순서도이며, 도 10은 다양한 실시예에서, 작업자의 유해가스 노출 위험 방지를 위해 작업자에게 알림을 제공하는 과정을 도시한 도면이다.9 is a flowchart for explaining a method of preventing the risk of exposure to harmful gases by workers as a safety management solution in various embodiments, and FIG. It is a diagram showing the process of providing.
도 9 및 10을 참조하면, 다양한 실시예에서, 안전관리 서버(100)는 제1 속성 정보로서 추출된 유해가스 발생에 관한 정보(예: 유해가스 발생 여부, 유해가스의 종류 및 농도)와 제2 속성 정보로서 추출된 보호장비 착용에 관한 정보 및 유해가스 흡입량 정보의 연관관계에 기초하여 작업자에게 안전관리 솔루션을 제공할 수 있다.Referring to FIGS. 9 and 10 , in various embodiments, the
S310 단계에서, 안전관리 서버(100)는 작업 현장의 유해가스 발생에 관한 정보와 작업자의 보호장비 착용에 관한 정보 및 유해가스 흡입량 정보를 추출할 수 있다.In step S310, the
보다 구체적으로, 안전관리 서버(100)는 작업 현장 또는 작업자의 신체 적어도 일부분에 구비되는 IoT 센서 모듈(210)(예: 유해가스 감지 센서)를 통해 수집된 센서 데이터를 이용하여, 작업 현장에서의 유해가스 발생 여부, 유해가스의 종류 및 농도를 추출할 수 있다.More specifically, the
또한, 안전관리 서버(100)는 작업 현장 또는 작업자의 신체 적어도 일부분에 구비되는 카메라 모듈(220)을 통해 촬영된 영상 데이터를 분석함으로써, 작업자가 유해가스 노출을 방지하기 위한 보호장비(예: 마스크)를 착용했는지 여부를 추출할 수 있다.In addition, the
또한, 안전관리 서버(100)는 작업자의 신체 적어도 일부분에 구비되는 IoT 센서 모듈(210)(예: 마스크에 구비되는 유해가스 흡입량 감지 센서)를 통해 수집된 센서 데이터를 이용하여, 작업자에 대한 유해가스 흡입량 정보를 추출할 수 있다.In addition, the
S320 단계에서, 안전관리 서버(100)는 작업자의 유해가스 노출 위험을 방지하기 위하여, 유해가스 노출에 관한 기준을 설정할 수 있다.In step S320, the
여기서, 유해가스 노출에 관한 기준은 노동부의 노출 기준으로서, 노동부고시 제2002-8호, 화학물질 및 물리적 인자 노출기준에 기초하여 결정될 수 있으나, 이에 한정되지 않는다.Here, the standards for exposure to harmful gases are exposure standards of the Ministry of Labor, and may be determined based on Ministry of Labor Notification No. 2002-8, exposure standards for chemical substances and physical factors, but is not limited thereto.
S330 단계에서, 안전관리 서버(100)는 S320 단계를 거쳐 설정된 기준의 만족 여부에 따라 작업자의 위험을 예측할 수 있으며, 예측된 위험에 따라 작업자에게 보호장비 착용, 작업 개시 또는 작업 중단을 안내하는 알림을 제공할 수 있다. 예를 들어, 안전관리 서버(100)는 작업 현장에서 유해가스 발생이 감지되었으나 작업자가 유해가스 차단을 위한 보호장비(예: 마스크)를 착용하지 않은 것으로 판단되는 경우, 작업자에게 보호장치 착용을 안내하는 알림을 제공할 수 있다. 또한, 안전관리 서버(100)는 작업자의 유해가스 흡입량이 기준을 만족하는지 판단할 수 있고, 만족 여부에 따라 작업 개시 또는 작업 중단을 안내하는 알림을 제공할 수 있다.In step S330, the
도 11은 다양한 실시예에서, 안전관리 솔루션으로서 차징카와의 충돌을 방지하는 방법을 설명하기 위한 순서도이며, 도 12는 다양한 실시예에서, 차징카와의 충돌을 방지하는 과정을 설명하기 위한 도면이다.11 is a flowchart illustrating a method of preventing a collision with a charging car as a safety management solution in various embodiments, and FIG. 12 is a diagram illustrating a process of preventing a collision with a charging car in various embodiments.
도 11 및 12를 참조하면, 다양한 실시예에서, 안전관리 서버(100)는 제1 속성 정보로서 추출된 차징카(30)의 동작 정보와 제2 속성 정보로서 추출된 차징카(30)와 작업자 간의 거리의 연관관계에 기초하여 작업자에게 안전관리 솔루션을 제공할 수 있다.11 and 12, in various embodiments, the
S410 단계에서, 안전관리 서버(100)는 차징카(30)의 동작 정보와 차징카(30)와 작업자 간의 거리(d)를 추출할 수 있다.In step S410 , the
보다 구체적으로, 안전관리 서버(100)는 작업 현장 또는 작업자의 신체 적어도 일부분에 구치되는 카메라 모듈(220)을 통해 촬영된 영상 데이터를 분석하여, 차징카(30)의 위치 변화를 감지할 수 있고, 이를 통해, 차징카(30)의 동작 여부 및 동작 속도를 포함하는 동작 정보를 추출할 수 있다. 그러나, 이에 한정되지 않고, 안전관리 서버(100)는 차징카(30)의 동작을 제어하는 컴퓨팅 장치와 연결되어, 컴퓨팅 장치로부터 차징카(30)의 동작 정보를 제공받을 수 있다.More specifically, the
또한, 안전관리 서버(100)는 작업 현장 또는 작업자의 신체 적어도 일부분에 구치되는 카메라 모듈(220)을 통해 촬영된 영상 데이터를 분석하여, 차징카(30)와 작업자 간의 거리(d)를 산출할 수 있다.In addition, the
다양한 실시예에서, 안전관리 서버(100)는 작업 현장에 배치된 구조물 중 사전에 크기 및 길이에 관한 정보가 등록된 구조물을 기준으로 차징카(30)와 작업자 간의 거리(d)를 산출할 수 있다. 예를 들어, 안전관리 서버(100)는 코크스 제조 공장에 구비되는 격벽들 간의 거리(사전에 설정된 값)를 기준으로 차징카(30)와 작업자 간의 거리를 산출할 수 있으나, 이에 한정되지 않고, 둘 이상의 객체 간의 거리를 산출하는 어떠한 방법이든 적용이 가능하다.In various embodiments, the
S420 단계에서, 안전관리 서버(100)는 작업자의 차징카(30)의 충돌을 방지하기 위하여, 충돌 방지를 위한 기준을 설정할 수 있다. In step S420 , the
S430 단계에서, 안전관리 서버(100)는 S420 단계를 거쳐 설정된 기준의 만족 여부에 따라 작업자의 위험을 예측할 수 있으며, 예측된 위험에 따라 작업자에게 차징카(30)의 동작 주의를 안내하는 알림을 제공할 수 있다.In step S430, the
다양한 실시예에서, 안전관리 서버(100)는 차징카(30)가 이동함에 따라 차징카(30)와 작업자 간의 거리(d)가 제1 거리 미만이 되는 경우 작업자에게 차징카(30)의 동작 주의를 안내하는 알림을 제공하되, 영상 데이터를 분석하여 차징카(30)와 작업자 간의 거리(d)가 제1 거리보다 짧은 제2 거리 미만이 될 때까지 작업자가 알림에 따른 대처 동작을 수행하지 않는 것으로 판단되는 경우, 작업자에게 차징카(30)의 동작 주의를 안내하는 알림을 재 제공할 수 있다.In various embodiments, the
또한, 안전관리 서버(100)는 영상 데이터를 분석하여 차징카(30)와 작업자 간의 거리(d)가 제2 거리보다 짧은 제3 거리 미만이 될 때까지 작업자가 알림에 따른 대처 동작을 수행하지 않는 것으로 판단되는 경우, 차징카(30)의 동작을 강제 중단시킴으로써, 차징카(30)의 이동 동작으로 인한 사고 발생을 방지할 수 있다.In addition, the
다시, 도 5 및 6을 참조하면, 안전관리 서버(100)는 센서 데이터 및 영상 데이터 중 적어도 하나를 분석함으로써 추출된 작업 현장에 대한 제1 속성 정보 및 작업자에 대한 제2 속성 정보 간의 연관관계에 따라 작업 현장 또는 작업자에 대한 위험을 예측하고, 예측된 위험에 따라 작업자에게 알림을 제공하되, 제1 속성 정보 또는 제1 속성 정보 만으로 작업 현장 또는 작업자의 상태가 위험 상태인 것으로 판단되는 경우, 연관관계와 관계없이 작업자에게 알림을 제공할 수 있다.Again, referring to FIGS. 5 and 6 , the
일례로, 안전관리 서버(100)는 센서 데이터를 분석함으로써, 유해가스 발생에 관한 정보를 추출하되, 작업 현장에 감지된 유해가스의 농도가 기 설정된 기준값을 초과함에 따라 작업을 진행하기 위험한 상황인 것으로 판단되는 경우, 작업자의 마스크 착용 여부 및 작업자의 유해가스 흡입량과 관계없이 작업자에게 작업을 중단하고 작업 현장을 이탈할 것을 안내하는 알림을 제공할 수 있다.As an example, the
다른 예로, 안전관리 서버(100)는 영상 데이터를 분석함으로써, 작업자의 보호장비 착용에 관한 정보를 추출하되, 작업자가 작업을 수행함에 있어서 필수적으로 착용해야 하는 보호장비를 착용하지 않은 것으로 판단되는 경우, 작업 현장의 속성 정보와 관계없이 작업자에게 보호장비를 착용할 것을 안내하는 알림을 제공할 수 있다.As another example, when it is determined that the
다양한 실시예에서, 안전관리 서버(100)는 하나의 작업 현장 내에 복수의 작업자가 위치하는 경우, 복수의 작업자 각각에 대한 제2 속성 정보를 개별적으로 추출할 수 있고, 하나의 작업 현장에 대한 제1 속성 정보와 개별적으로 추출된 복수의 제2 속성 정보 각각을 이용하여 복수의 작업자 각각에 맞춤형 알림을 제공할 수 있다. 예를 들어, 안전관리 서버(100)는 작업 현장에 대한 제1 속성 정보 및 복수의 작업자에 대하여 개별적으로 추출된 제2 속성 정보가 기 설정된 기준을 만족하는지 여부에 따라 복수의 작업자 각각에 대한 위험을 개별적으로 예측할 수 있고, 개별적으로 예측된 위험에 따라 복수의 작업자 각각에 대한 맞춤형 알림을 제공할 수 있다.In various embodiments, when a plurality of workers are located in one work site, the
이때, 기 설정된 기준은 작업 현장 또는 작업자에 대한 위험을 판단하기 위한 기준으로, 작업자의 특성 정보(예: 작업자의 성별, 나이 및 신체적 특성 등)에 따라 복수의 작업자 각각에 개별적으로 설정될 수 있으나, 이에 한정되지 않는다. 예를 들어, 차징카(30)가 이동 동작을 수행하거나 유해가스 감지로 인해 작업 현장을 이탈해야 하는 경우, 통상적으로 나이가 어린 작업자가 나이가 많은 작업자보다 상대적으로 더 빠르게 작업 현장을 이탈할 수 있는 바, 작업자의 나이를 고려하여 기준을 설정 즉, 나이가 많은 작업자에 대한 유해가스 흡입량 기준을 나이가 적은 작업자보다 낮게 설정하고, 나이가 많은 작업자에 대한 거리 기준(예: 차징카(30)와의 거리 기준)을 나이가 적은 작업자에 대한 거리 기준보다 높게 설정할 수 있다.At this time, the preset standard is a standard for judging the risk to the work site or the worker, and may be individually set for each of a plurality of workers according to the worker's characteristic information (eg, the worker's gender, age, and physical characteristics, etc.) , but not limited thereto. For example, when the charging
다양한 실시예에서, 컴퓨팅 장치(100)는 작업자의 위험을 판단하기 위한 위험 판단 기준을 설정하고, 설정된 위험 판단 기준에 따라 작업자에 대한 위험을 판단하되, 작업자의 특성 정보에 기초하여 가중치를 설정하고, 설정된 가중치를 이용하여 위험 판단 기준을 보정함으로써, 작업자의 특성 정보를 고려하여 작업자에 대한 위험을 판단할 수 있다. 예를 들어, 컴퓨팅 장치(100)는 차징카(30)와의 충돌 위험을 판단하기 위한 기준이 100m일 때, 나이가 많은 작업자에게 나이가 적은 작업자보다 높은 가중치를 부여하고, 이를 통해 기준을 보정함으로써, 나이가 많은 작업자에 대한 거리 기준(예: 차징카(30)와의 거리 기준)을 나이가 적은 작업자에 대한 거리 기준보다 높게 설정할 수 있다.In various embodiments, the
다양한 실시예에서, 안전관리 서버(100)는 작업 현장에 대한 제1 속성 정보와 작업자에 대한 제2 속성 정보에 기초하여 작업 현장 또는 작업자에 대한 위험을 예측하고, 위험 발생이 예측되는 경우 위험에 대한 정보와 위험에 대한 대처 방법을 포함하는 알림을 작업자에게 제공하되, 작업자의 특성 정보(예: 성별, 나이 및 신체적 특성 등)에 기초하여 위험에 따른 대처 방법을 결정할 수 있다. 예를 들어, 안전관리 서버(100)는 고온 노출 위험에 대한 대처 방법으로서, 나이가 많은 작업자가 나이가 적은 작업자보다 더 오랜 시간 휴식을 취할 수 있도록 안내하는 알림을 제공할 수 있다. 또한, 안전관리 서버(100)는 특정 사용자에게 위험에 따른 대처 방법을 제공하되, 작업의 경력이 적은 작업자에게 경력이 많은 작업자보다 더욱 상세한 대처 방법을 포함하는 알림을 제공할 수 있으나, 이에 한정되지 않는다.In various embodiments, the
다양한 실시예에서, 안전관리 서버(100)는 작업자가 작업을 개시하는 제1 시점을 기준으로 과거 소정의 기간 동안 수집된 복수의 센서 데이터를 분석(예: 빅데이터 분석)하여 제1 시점 이후의 제2 시점에 대한 위험 발생 확률을 산출하고, 산출된 위험 발생 확률이 기 설정된 값을 초과하는 경우 작업자에게 제1 시점 이후의 작업에 대한 중단을 안내하는 알림을 제공할 수 있다.In various embodiments, the
보다 구체적으로, 안전관리 서버(100)는 기 학습된 위험 발생 확률 산출모델을 이용하여 과거 소정의 기간 동안에 수집된 복수의 센서 데이터(예: 전날에 수집된 센서 데이터)를 분석하여 다음날의 위험 발생 확률을 산출할 수 있고, 산출된 위험 발생 확률이 기 설정된 값을 초과함에 따라 작업 현장 또는 작업자가 위험한 상황에 노출될 가능성이 높을 경우, 작업자에게 제1 시점 이후의 작업에 대한 중단을 안내하는 알림을 제공할 수 있다.More specifically, the
이때, 기 학습된 위험 발생 확률 산출 모델은 사고가 발생된 날의 센서 데이터를 분석하여 추출된 패턴과 사고 발생된 날을 기준으로 과거 소정 기간 동안 수집된 센서 데이터들을 분석하여 추출된 패턴들을 학습 데이터로 하여 학습된 모델일 수 있다. 예를 들어, 기 학습된 위험 발생 확률 산출모델은 동일한 학습 데이터를 이용하여 학습되되, 서로 다른 구조를 가지는 복수의 모델을 포함할 수 있으며, 과거 소정의 기간 동안에 수집된 복수의 센서 데이터 또는 과거 소정의 기간 동안에 수집된 복수의 센서 데이터를 분석함에 따라 추출된 패턴을 복수의 모델 각각에 입력하여 추출된 결과값을 soft voting함으로써 다음날의 위험 발생 확률을 산출할 수 있다.At this time, the pre-learned risk occurrence probability calculation model uses the pattern extracted by analyzing the sensor data of the day of the accident and the patterns extracted by analyzing the sensor data collected for a predetermined period in the past based on the day of the accident as the learning data. It may be a model trained by For example, the pre-learned risk occurrence probability calculation model may include a plurality of models having different structures while being learned using the same learning data, and may include a plurality of sensor data collected during a predetermined period in the past or a predetermined amount of data in the past. By analyzing the plurality of sensor data collected during the period of , the extracted pattern is input to each of the plurality of models, and the extracted result value is soft-voted to calculate the risk occurrence probability of the next day.
다양한 실시예에서, 안전관리 서버(100)는 작업 현장 또는 작업자의 위험이 예측되는 경우, 작업자에게 예측된 위험에 관한 정보 및 예측된 위험에 따른 대처 방법을 포함하는 알림을 제공하되, 센서 데이터 및 수집된 영상 데이터를 분석하여 해당 작업자가 대처 방법에 따른 동작을 수행하지 않는 것으로 판단되는 경우, 해당 작업자에게 예측된 위험에 관한 정보 및 예측된 위험에 따른 대처 방법을 포함하는 알림을 재 제공할 수 있다.In various embodiments, the
이때, 안전관리 서버(100)는 특정 작업자에게 동일한 내용의 알림을 N회 이상 반복하여 제공하였음에도 불구하고 해당 작업자가 대처 방법에 따른 동작을 수행하지 않거나, 알림을 제공한 이후 소정의 시간이 경과할 동안 작업자가 대처 방법에 따른 동작을 수행하지 않는 것으로 판단되는 경우, 해당 작업자를 요주의 인물로 지정하여 페널티(penalty)를 부여할 수 있다.At this time, the
여기서, 페널티는 해당 작업자가 보다 안전한 작업을 수행할 수 있도록 다수의 미션(예: 안전관리와 관련된 각종 교육을 필수적으로 이수하는 등)을 할당하고, 미션의 수행 결과에 따라 작업 할당/급여 지급 등에 불이익을 주거나, 인사고과에 반영될 수 있도록 데이터화하여 작업 현장의 관리자에게 정보를 제공하는 등을 포함할 수 있으나, 이에 한정되지 않는다.Here, the penalty is to allocate a number of missions (for example, mandatory completion of various training related to safety management, etc.) so that the worker can perform safer work, and to allocate work/salary, etc. according to the result of the mission. It may include, but is not limited to, giving a disadvantage or providing information to the manager of the work site by converting it into data so that it can be reflected in the personnel evaluation.
한편, 안전관리 서버(100)는 소정 기간 동안의 복수의 작업자 각각의 동작 이력(예: 대처 방법에 따른 동작 수행 여부 등)에 기초하여, 모범 인물을 설정할 수 있고, 설정된 모범 인물에 베네핏(benefit)을 제공할 수 있다.On the other hand, the
다양한 실시예에서, 안전관리 서버(100)는 작업 현장 또는 작업 현장 내의 복수의 작업자 중 어느 하나의 작업자 대한 위험이 예측되는 경우, 어느 하나의 작업자에게만 선택적으로 알림을 제공하되, 어느 하나의 작업자에게 N회 이상의 알림을 제공하였거나 알림을 제공한 이후 소정의 시간이 경과할 동안 어느 하나의 작업자가 대처 방법에 따른 동작을 수행하지 않는 것으로 판단되는 경우, 영상 데이터를 분석하여 복수의 작업자 중 어느 하나의 작업자와 인접한 다른 작업자에게 어느 하나의 작업자에게 제공한 알림을 제공할 수 있다.In various embodiments, the
다양한 실시예에서, 안전관리 서버(100)는 하나의 작업 현장 또는 한명의 작업자에 대하여 서로 다른 종류의 둘 이상의 위험이 예측되는 경우, 둘 이상의 위험 각각에 대한 정보와 둘 이상의 위험 각각에 대한 대처 방법을 포함하는 알림을 제공하되, 안내되는 대처 방법의 수가 최소가 되도록 할 수 있다. 예를 들어, 안전관리 서버(100)는 한명의 작업자에 대하여 세 종류의 위험이 예측되는 경우, 예측된 세 종류의 위험을 모두 극복할 수 있는 하나의 대처 방법을 결정하고, 결정된 대처 방법을 해당 작업자에게 안내할 수 있다.In various embodiments, the
이때, 안전관리 서버(100)는 하나의 대처 방법만으로 모든 위험을 해소하지 못할 것으로 판단되는 경우에는 모든 위험을 해소할 수 있도록 둘 이상의 대처 방법을 포함하는 알림을 제공하되, 세 종류의 위험 중 가장 중요한 위험(예: 가장 피해가 큰 위험)에 대응되는 대처 방법부터 우선적으로 제공할 수 있다. At this time, the
여기서, 도 5 내지 도 12에 따른 인공지능 기반의 IoT 센서 데이터 및 영상 데이터 분석을 통한 작업 현장 안전관리 방법은 IoT 센서 모듈(210)을 통해 수집된 센서 데이터와 카메라 모듈(220)을 통해 수집된 영상 데이터를 안전관리 서버(100)로 제공하고, 안전관리 서버(100)에서 작업자에 대한 위험을 예측하여 이에 대한 알림을 제공하는 형태로 설명하고 있으나, 이에 한정되지 않고, 안전관리 서버(100)를 거치지 않고, 작업자의 작업자 단말(200)을 통해 자체적인 위험 예측 및 알림 제공 동작을 수행할 수 있다.Here, the workplace safety management method through the AI-based IoT sensor data and image data analysis according to FIGS. 5 to 12 is the sensor data collected through the
보다 구체적으로, 작업자 단말(200)은 안전관리 서버(100)로부터 제공되는 애플리케이션 또는 프로그램에 대한 연산을 수행할 수 있는 프로세서를 포함할 수 있으며, 작업자의 신체 적어도 일부분에 부착된 IoT 센서 모듈(210)과 카메라 모듈(220)을 통해 수집되는 센서 데이터와 영상 데이터를 안전관리 서버(100)로 제공하지 않고 자체적으로 분석하여 위험을 예측할 수 있고, 위험이 예측되는 경우, 작업자 단말(200) 자체적으로 알림을 출력하도록 제어할 수 있다. 여기서, 작업자 단말(200)의 프로세서를 통해 수행되는 위험 예측 및 알림 제공 동작은 도 5 및 6에 따른 인공지능 기반의 IoT 센서 데이터 및 영상 데이터 분석을 통한 작업 현장 안전관리 방법에서 안전관리 서버(100)에 의해 수행되는 동작과 동일할 수 있다.More specifically, the worker terminal 200 may include a processor capable of performing an operation for an application or program provided from the
다양한 실시예에서, 카메라 모듈(220)이 제1 작업자가 착용하는 방호복 및 보호장비의 적어도 일부분에 부착되거나, 제1 작업자가 직접 착용 가능한 웨어러블 디바이스 형태로 구현됨에 따라 작업 현장 및 작업 현장에 위치하는 다른 제2 작업자들 촬영하는 형태로 구현되는 경우, 작업자 단말(200)는 IoT 센서 모듈(210)로부터 수집되는 센서 데이터와 카메라 센서(220)로부터 수집된 영상 데이터(예: 작업 현장 및 작업 현장에 위치하는 제2 작업자들 촬영함으로써 생성된 영상 데이터)를 분석하여 제2 작업자들에 대한 위험 발생을 예측할 수 있고, 특정 제2 작업자에 위험 발생이 예측되는 경우, 특정 제2 작업자의 작업자 단말(200)과 연결되어 특정 제2 작업자 단말(200)로 알림을 제공할 수 있다.이때, 작업자 단말(200) 자체적으로 수행된 위험 판단 결과 및 알림 제공 결과는 실시간 또는 기 설정된 주기마다 안전관리 서버(100)로 제공되어, 안전관리 서버(100)를 통해 작업 현장 또는 작업자에 대한 위험 판단 및 알림 제공 이력이 저장 및 관리되도록 한다.In various embodiments, the
전술한 인공지능 기반의 IoT 센서 데이터 및 영상 데이터 분석을 통한 작업 현장 안전관리 방법은 도면에 도시된 순서도를 참조하여 설명하였다. 간단한 설명을 위해 인공지능 기반의 IoT 센서 데이터 및 영상 데이터 분석을 통한 작업 현장 안전관리 방법은 일련의 블록들로 도시하여 설명하였으나, 본 발명은 상기 블록들의 순서에 한정되지 않고, 몇몇 블록들은 본 명세서에 도시되고 시술된 것과 상이한 순서로 수행되거나 또는 동시에 수행될 수 있다. 또한, 본 명세서 및 도면에 기재되지 않은 새로운 블록이 추가되거나, 일부 블록이 삭제 또는 변경된 상태로 수행될 수 있다.The above-described artificial intelligence-based IoT sensor data and work site safety management method through image data analysis has been described with reference to the flowchart shown in the drawings. For simple explanation, the workplace safety management method through AI-based IoT sensor data and image data analysis has been described with a series of blocks, but the present invention is not limited to the order of the blocks, and some blocks are It may be performed in an order different from that shown and performed, or may be performed simultaneously. In addition, new blocks not described in the present specification and drawings may be added, or some blocks may be deleted or changed.
이상, 첨부된 도면을 참조로 하여 본 발명의 실시예를 설명하였지만, 본 발명이 속하는 기술분야의 통상의 기술자는 본 발명이 그 기술적 사상이나 필수적인 특징을 변경하지 않고서 다른 구체적인 형태로 실시될 수 있다는 것을 이해할 수 있을 것이다. 그러므로, 이상에서 기술한 실시예들은 모든 면에서 예시적인 것이며, 제한적이 아닌 것으로 이해해야만 한다.As mentioned above, although embodiments of the present invention have been described with reference to the accompanying drawings, those skilled in the art to which the present invention pertains can realize that the present invention can be embodied in other specific forms without changing its technical spirit or essential features. you will be able to understand Therefore, it should be understood that the embodiments described above are illustrative in all respects and not restrictive.
100 : 안전관리 서버
210 : IoT 센서 모듈
220 : 카메라 모듈
300 : 작업자 단말
400 : 외부 서버
500 : 네트워크100: safety management server
210: IoT sensor module
220: camera module
300: operator terminal
400 : external server
500: network
Claims (15)
상기 작업자에게 안전관리 솔루션을 제공하는 안전관리 서버;를 포함하며,
상기 안전관리 서버는,
상기 IoT 센서 모듈로부터 수집된 센서 데이터 및 상기 카메라 모듈로부터 수집된 영상 데이터 중 적어도 하나를 분석하여 상기 작업 현장에 대한 제1 속성 정보를 추출하고, 상기 추출된 제1 속성 정보를 이용하여 작업 현장에 대한 위험을 예측하며, 기 설정된 연관관계에 따라 상기 수집된 센서 데이터 및 상기 수집된 영상 데이터 중 적어도 하나를 분석하여 상기 추출된 제1 속성 정보에 대응하는 상기 작업자에 대한 제2 속성 정보를 추출하고, 상기 추출된 제1 속성 정보 및 상기 추출된 제2 속성 정보가 기 설정된 기준을 만족하는지 여부에 따라 상기 작업자에 대한 위험을 예측하며, 상기 안전관리 솔루션으로써 상기 작업자에게 상기 예측된 위험에 대한 알림을 제공하고,
상기 작업 현장 내에 복수의 작업자가 위치하는 경우, 상기 작업 현장에 대한 제1 속성 정보와 상기 복수의 작업자에 대하여 개별적으로 추출된 제2 속성 정보가 상기 기 설정된 기준을 만족하는지 여부에 따라 상기 복수의 작업자 각각에 대한 위험을 개별적으로 예측하되, 상기 복수의 작업자의 특성 정보 - 상기 복수의 작업자의 특성 정보는 상기 작업자의 성별, 나이 및 신체적 특성을 포함함 - 에 기초하여 상기 복수의 작업자 각각에 대한 가중치를 부여하고, 상기 부여된 가중치에 기초하여 상기 기 설정된 기준을 보정함으로써, 상기 복수의 작업자 각각에 대한 기준을 개별적으로 설정하며,
상기 작업 현장 또는 상기 작업자의 위험이 예측되는 경우, 상기 작업자의 특성 정보 - 상기 작업자의 특성 정보는 상기 작업자의 성별, 나이 및 신체적 특성을 포함함 - 에 기초하여 상기 예측된 위험에 따른 대처 방법을 결정하고, 상기 작업자에게 상기 예측된 위험에 관한 정보 및 상기 결정된 대처 방법에 관한 정보를 포함하는 알림을 제공하고,
하나의 작업 현장 또는 한명의 작업자에 대하여 서로 다른 종류의 둘 이상의 위험이 예측되는 경우, 상기 예측된 둘 이상의 위험에 대한 하나의 대처 방법을 결정하고, 상기 작업자에게 상기 예측된 둘 이상의 위험에 관한 정보 및 상기 결정된 하나의 대처 방법에 관한 정보를 포함하는 알림을 제공하되, 상기 예측된 둘 이상의 위험을 해소하기 위한 하나의 대처 방법이 없는 경우, 상기 예측된 둘 이상의 위험에 대한 둘 이상의 대처 방법을 결정하고, 상기 예측된 둘 이상의 위험 중 가장 피해가 큰 위험에 대응하여 결정된 대처 방법부터 우선적으로 제공하는,
인공지능 기반의 IoT 센서 데이터 및 영상 데이터 분석을 통한 작업 현장 안전관리 시스템.an IoT sensor module and a camera module disposed at the job site or attached to at least a part of the body of a worker located in the job site; and
and a safety management server that provides a safety management solution to the worker.
The safety management server,
At least one of the sensor data collected from the IoT sensor module and the image data collected from the camera module is analyzed to extract first attribute information about the work site, and use the extracted first attribute information to enter the work site. predicts the risk of the worker, and analyzes at least one of the collected sensor data and the collected image data according to a preset correlation to extract second attribute information about the worker corresponding to the extracted first attribute information, , predicts a risk to the operator according to whether the extracted first attribute information and the extracted second attribute information satisfy a preset criterion, and notifies the operator of the predicted risk as the safety management solution to provide,
When a plurality of workers are located in the work site, the plurality of workers according to whether the first attribute information for the work site and the individually extracted second attribute information for the plurality of workers satisfy the preset criteria For each of the plurality of workers based on the individual predicting the risk for each worker, the characteristic information of the plurality of workers, wherein the characteristic information of the plurality of workers includes the gender, age, and physical characteristics of the workers. By assigning weights and correcting the preset criteria based on the assigned weights, the criteria for each of the plurality of workers are individually set,
When the risk of the job site or the worker is predicted, the worker's characteristic information - the worker's characteristic information includes the worker's gender, age, and physical characteristics - based on the predicted risk coping method to determine, and to provide the worker with a notification including information on the predicted risk and information on the determined coping method,
When two or more different types of risks are predicted for one job site or one operator, one method of coping with the predicted two or more risks is determined, and information about the two or more predicted risks to the operator and Provide a notification including information on the determined one coping method, if there is no one coping method for resolving the predicted two or more risks, determining two or more coping methods for the predicted two or more risks, , to provide preferentially from the coping method determined in response to the most damaging risk among the predicted two or more risks,
Worksite safety management system through AI-based IoT sensor data and image data analysis.
상기 안전관리 서버는,
상기 수집된 센서 데이터를 분석하여 상기 제1 속성 정보로서 상기 작업 현장의 평균 온도를 추출하고, 상기 추출된 평균 온도에 대응하여, 상기 수집된 영상 데이터를 분석하여 상기 제2 속성 정보로서 상기 작업자가 수행하는 작업에 관한 정보를 추출하며,
상기 추출된 평균 온도 및 상기 추출된 작업에 관한 정보에 기초하여 상기 작업자에 대한 위험을 예측하고, 상기 예측된 위험에 따라 상기 작업자에게 휴식 또는 작업 개시를 안내하는 알림을 제공하는,
인공지능 기반의 IoT 센서 데이터 및 영상 데이터 분석을 통한 작업 현장 안전관리 시스템.According to claim 1,
The safety management server,
By analyzing the collected sensor data, the average temperature of the work site is extracted as the first attribute information, and in response to the extracted average temperature, the collected image data is analyzed to allow the operator to extracts information about the work being performed;
Predicting the risk to the worker based on the extracted average temperature and information about the extracted work, and providing a notification to guide the worker to a break or start work according to the predicted risk,
Worksite safety management system through AI-based IoT sensor data and image data analysis.
상기 안전관리 서버는,
상기 추출된 작업에 관한 정보는 상기 작업의 종류, 강도 및 수행 시간을 포함하며, 상기 작업의 종류 및 강도와 상기 추출된 평균 온도에 기초하여 상기 작업자에 대한 기준 작업 시간 및 기준 휴식 시간을 설정하고, 상기 작업자의 작업 수행 시간이 상기 기준 작업 시간을 초과하는 경우 상기 작업자에게 휴식을 안내하는 알림을 제공하며, 상기 작업자에게 휴식을 안내하는 알림을 제공한 시점부터 상기 기준 휴식 시간이 경과함에 따라 상기 작업자에게 작업 개시를 안내하는 알림을 제공하는,
인공지능 기반의 IoT 센서 데이터 및 영상 데이터 분석을 통한 작업 현장 안전관리 시스템.4. The method of claim 3,
The safety management server,
The information about the extracted job includes the type, intensity, and execution time of the job, and sets a reference working time and a reference rest time for the worker based on the type and intensity of the job and the extracted average temperature, , When the work execution time of the worker exceeds the reference work time, a notification is provided to guide the worker to a break, and as the reference break time elapses from the time the worker is provided with a notification guiding a break to the worker, the providing a notification to the operator to guide the start of the job;
Worksite safety management system through AI-based IoT sensor data and image data analysis.
상기 안전관리 서버는,
상기 수집된 센서 데이터를 분석하여 상기 제1 속성 정보로서 상기 작업 현장의 유해가스 발생에 관한 정보 - 상기 유해가스 발생에 관한 정보는 상기 유해가스의 발생 여부, 상기 유해가스의 종류 및 농도를 포함함 - 를 추출하고, 상기 추출된 유해가스 발생에 관한 정보에 대응하여, 상기 수집된 영상 데이터를 분석하여 상기 제2 속성 정보로서 상기 작업자의 보호장비 착용에 관한 정보 및 유해가스 흡입량 정보를 추출하며,
상기 추출된 유해가스 발생에 관한 정보, 상기 추출된 보호장비 착용에 관한 정보 및 유해가스 흡입량 정보에 기초하여, 상기 작업자에 대한 위험을 예측하고, 상기 예측된 위험에 따라 상기 작업자에게 보호장비 착용 또는 작업 중단을 안내하는 알림을 제공하는,
인공지능 기반의 IoT 센서 데이터 및 영상 데이터 분석을 통한 작업 현장 안전관리 시스템.According to claim 1,
The safety management server,
Information on the generation of harmful gas at the work site as the first attribute information by analyzing the collected sensor data - The information on the generation of harmful gas includes whether the noxious gas is generated, the type and concentration of the noxious gas - extracts, and in response to the extracted harmful gas generation information, analyzes the collected image data to extract information about the worker's wearing protective equipment and harmful gas intake information as the second attribute information,
Based on the extracted harmful gas generation information, the extracted protective equipment wearing information, and harmful gas intake information, the risk to the worker is predicted, and the worker wears or wears protective equipment according to the predicted risk. Provides a notification to inform you of the interruption of work;
Worksite safety management system through AI-based IoT sensor data and image data analysis.
상기 안전관리 서버는,
상기 작업 현장이 석탄 공급을 위한 차징카를 포함하는 코크스 생산 공장일 경우, 상기 수집된 영상 데이터를 분석하여 상기 제1 속성 정보로서 상기 차징카의 동작 정보를 추출하고, 상기 추출된 차징카의 동작 정보에 대응하여, 상기 수집된 영상 데이터를 분석하여 상기 제2 속성 정보로서 상기 차징카와 상기 작업자 간의 거리를 추출하며,
상기 추출된 차징카의 동작 정보 및 상기 추출된 거리에 기초하여 상기 작업자에 대한 위험을 예측하고, 상기 예측된 위험에 따라 상기 작업자에게 상기 차징카의 동작 주의를 안내하는 알림을 제공하는,
인공지능 기반의 IoT 센서 데이터 및 영상 데이터 분석을 통한 작업 현장 안전관리 시스템.According to claim 1,
The safety management server,
When the work site is a coke production plant including a charging car for supplying coal, the operation information of the charging car is extracted as the first attribute information by analyzing the collected image data, and the extracted operation information of the charging car In response, analyzing the collected image data to extract the distance between the charging car and the operator as the second attribute information,
Predicting the danger to the operator based on the extracted operation information and the extracted distance of the charging car, and providing a notification to guide the operation attention of the charging car to the operator according to the predicted risk,
Worksite safety management system through AI-based IoT sensor data and image data analysis.
상기 안전관리 서버는,
상기 차징카가 이동함에 따라 상기 추출된 거리가 제1 거리 미만이 되는 경우 상기 작업자에게 상기 차징카의 동작 주의를 안내하는 알림을 제공하되, 상기 수집된 영상 데이터를 분석하여 상기 추출된 거리가 상기 제1 거리보다 짧은 제2 거리 미만이 될 때까지 상기 작업자가 상기 제공된 알림에 따른 대처 동작을 수행하지 않는 것으로 판단되는 경우, 상기 작업자에게 상기 차징카의 동작 주의를 안내하는 알림을 재 제공하고,
상기 수집된 영상 데이터를 분석하여 상기 추출된 거리가 상기 제2 거리보다 짧은 제3 거리 미만이 될 때까지 상기 작업자가 상기 재 제공된 알림에 따른 대처 동작을 수행하지 않는 것으로 판단되는 경우, 상기 차징카의 동작을 강제 중단시키는,
인공지능 기반의 IoT 센서 데이터 및 영상 데이터 분석을 통한 작업 현장 안전관리 시스템.7. The method of claim 6,
The safety management server,
When the extracted distance becomes less than the first distance as the charging car moves, a notification is provided to the operator to guide attention to the operation of the charging car, and the extracted distance is determined by analyzing the collected image data. When it is determined that the operator does not perform a coping operation according to the provided notification until it is less than a second distance shorter than 1 distance, a notification is provided again to guide the operation attention of the charging car to the operator,
When it is determined that the operator does not perform a coping operation according to the re-provided notification until the extracted distance is less than a third distance shorter than the second distance by analyzing the collected image data, the charging car to forcibly stop the operation of
Worksite safety management system through AI-based IoT sensor data and image data analysis.
상기 안전관리 서버는,
상기 수집된 센서 데이터 및 상기 수집된 영상 데이터 중 적어도 하나를 분석하여 상기 작업 현장에 대한 제1 속성 정보 및 상기 작업자에 대한 제2 속성 정보를 추출하고, 상기 추출된 제1 속성 정보와 상기 추출된 제2 속성 정보 간의 연관관계에 따라 상기 작업 현장 또는 상기 작업자에 대한 위험을 예측하며, 상기 예측된 위험에 따라 상기 작업자에게 알림을 제공하되,
상기 제1 속성 정보에 기초하여 상기 작업 현장의 상태가 위험 상태인 것으로 판단되는 경우 상기 추출된 제2 속성 정보와의 연관관계와 관계없이 상기 작업자에게 알림을 제공하고,
상기 제2 속성 정보에 기초하여 상기 작업자의 상태가 위험 상태인 것으로 판단되는 경우 상기 추출된 제1 속성 정보와의 연관관계와 관계없이 상기 작업자에게 알림을 제공하는,
인공지능 기반의 IoT 센서 데이터 및 영상 데이터 분석을 통한 작업 현장 안전관리 시스템.According to claim 1,
The safety management server,
At least one of the collected sensor data and the collected image data is analyzed to extract first attribute information about the work site and second attribute information about the worker, and the extracted first attribute information and the extracted Predicting the risk to the job site or the operator according to the correlation between the second attribute information, and providing a notification to the operator according to the predicted risk,
When it is determined that the state of the work site is in a dangerous state based on the first attribute information, a notification is provided to the worker regardless of the correlation with the extracted second attribute information,
When it is determined that the state of the worker is in a dangerous state based on the second attribute information, providing a notification to the operator regardless of the correlation with the extracted first attribute information,
Worksite safety management system through AI-based IoT sensor data and image data analysis.
상기 안전관리 서버는,
상기 작업자가 작업을 개시하는 제1 시점을 기준으로 과거 소정의 기간 동안 수집된 복수의 센서 데이터를 분석하여 상기 제1 시점 이후의 제2 시점에 대한 위험 발생 확률을 산출하고, 상기 산출된 위험 발생 확률이 기 설정된 값을 초과하는 경우 상기 작업자에게 상기 제1 시점 이후의 작업에 대한 중단을 안내하는 알림을 제공하는,
인공지능 기반의 IoT 센서 데이터 및 영상 데이터 분석을 통한 작업 현장 안전관리 시스템.According to claim 1,
The safety management server,
Analyze a plurality of sensor data collected for a predetermined period in the past based on a first time point at which the worker starts work to calculate a risk occurrence probability for a second time point after the first time point, and the calculated risk occurrence When the probability exceeds a preset value, providing a notification to guide the worker to stop the work after the first time point,
Worksite safety management system through AI-based IoT sensor data and image data analysis.
상기 안전관리 서버는,
상기 작업 현장 또는 상기 작업자의 위험이 예측되는 경우 상기 작업자에게 상기 예측된 위험에 관한 정보 및 상기 예측된 위험에 따른 대처 방법을 포함하는 알림을 제공하되, 상기 수집된 센서 데이터 및 상기 수집된 영상 데이터를 분석하여 상기 작업자에게 N회 이상의 알림을 제공했음에도 상기 작업자가 상기 대처 방법에 따른 동작을 수행하지 않거나 상기 알림을 제공한 이후 소정의 시간이 경과할 동안 상기 작업자가 상기 대처 방법에 따른 동작을 수행하지 않는 것으로 판단되는 경우, 상기 작업자를 요주의 인물로 지정하고, 상기 요주의 인물로 지정된 작업자에게 페널티를 부여하는,
인공지능 기반의 IoT 센서 데이터 및 영상 데이터 분석을 통한 작업 현장 안전관리 시스템.According to claim 1,
The safety management server,
When the risk of the job site or the operator is predicted, a notification including information on the predicted risk and a coping method according to the predicted risk is provided to the operator, the collected sensor data and the collected image data Even though the worker has provided N times or more notifications by analyzing If it is determined that not, designating the worker as a person of interest, and giving a penalty to the worker designated as the person of interest,
Worksite safety management system through AI-based IoT sensor data and image data analysis.
상기 안전관리 서버는,
상기 작업 현장 또는 상기 작업 현장 내의 복수의 작업자 중 어느 하나의 작업자 대한 위험이 예측되는 경우, 상기 어느 하나의 작업자에게 상기 예측된 위험에 관한 정보 및 상기 예측된 위험에 따른 대처 방법을 포함하는 알림을 제공하되,
상기 어느 하나의 작업자에게 N회 이상의 알림을 제공했음에도 상기 어느 하나의 작업자가 상기 대처 방법에 따른 동작을 수행하지 않거나 상기 알림을 제공한 이후 소정의 시간이 경과할 동안 상기 어느 하나의 작업자가 상기 대처 방법에 따른 동작을 수행하지 않는 것으로 판단되는 경우, 상기 수집된 영상 데이터를 분석하여 상기 복수의 작업자 중 상기 어느 하나의 작업자와 인접한 다른 작업자에게 상기 어느 하나의 작업자에게 제공한 알림을 제공하는,
인공지능 기반의 IoT 센서 데이터 및 영상 데이터 분석을 통한 작업 현장 안전관리 시스템.According to claim 1,
The safety management server,
When the risk to any one of the workers in the workplace or a plurality of workers in the workplace is predicted, a notification including information on the predicted risk and a coping method according to the predicted risk to the one operator provided, but
Even when the notification is provided to the one operator N or more times, the one operator does not perform the operation according to the coping method, or while a predetermined time elapses after providing the notification, the one operator responds to the coping When it is determined that the operation according to the method is not performed, the collected image data is analyzed to provide a notification provided to the one operator to another operator adjacent to the one operator among the plurality of workers,
Worksite safety management system through AI-based IoT sensor data and image data analysis.
상기 IoT 센서 모듈로부터 센서 데이터를 수집하는 단계;
상기 카메라 모듈로부터 영상 데이터를 수집하는 단계; 및
상기 수집된 센서 데이터 및 상기 수집된 영상 데이터를 분석하여 상기 작업 현장에 대한 제1 속성 정보를 추출하고, 상기 추출된 제1 속성 정보를 이용하여 작업 현장에 대한 위험을 예측하며, 기 설정된 연관관계에 따라 상기 수집된 센서 데이터 및 상기 수집된 영상 데이터 중 적어도 하나를 분석하여 상기 추출된 제1 속성 정보에 대응하는 상기 작업자에 대한 제2 속성 정보를 추출하고, 상기 추출된 제1 속성 정보 및 상기 추출된 제2 속성 정보가 기 설정된 기준을 만족하는지 여부에 따라 상기 작업자에 대한 위험을 예측하며,상기 안전관리 솔루션으로써 상기 작업자에게 상기 예측된 위험에 대한 알림을 제공하는 단계를 포함하며,
상기 예측된 위험에 대한 알림을 제공하는 단계는,
기 작업 현장 내에 복수의 작업자가 위치하는 경우, 상기 작업 현장에 대한 제1 속성 정보와 상기 복수의 작업자에 대하여 개별적으로 추출된 제2 속성 정보가 상기 기 설정된 기준을 만족하는지 여부에 따라 상기 복수의 작업자 각각에 대한 위험을 개별적으로 예측하되, 상기 복수의 작업자의 특성 정보 - 상기 복수의 작업자의 특성 정보는 상기 작업자의 성별, 나이 및 신체적 특성을 포함함 - 에 기초하여 상기 복수의 작업자 각각에 대한 가중치를 부여하고, 상기 부여된 가중치에 기초하여 상기 기 설정된 기준을 보정함으로써, 상기 복수의 작업자 각각에 대한 기준을 개별적으로 설정하는 단계;
상기 작업 현장 또는 상기 작업자의 위험이 예측되는 경우, 상기 작업자의 특성 정보 - 상기 작업자의 특성 정보는 상기 작업자의 성별, 나이 및 신체적 특성을 포함함 - 에 기초하여 상기 예측된 위험에 따른 대처 방법을 결정하고, 상기 작업자에게 상기 예측된 위험에 관한 정보 및 상기 결정된 대처 방법에 관한 정보를 포함하는 알림을 제공하는 단계; 및
하나의 작업 현장 또는 한명의 작업자에 대하여 서로 다른 종류의 둘 이상의 위험이 예측되는 경우, 상기 예측된 둘 이상의 위험에 대한 하나의 대처 방법을 결정하고, 상기 작업자에게 상기 예측된 둘 이상의 위험에 관한 정보 및 상기 결정된 하나의 대처 방법에 관한 정보를 포함하는 알림을 제공하되, 상기 예측된 둘 이상의 위험을 해소하기 위한 하나의 대처 방법이 없는 경우, 상기 예측된 둘 이상의 위험에 대한 둘 이상의 대처 방법을 결정하고, 상기 예측된 둘 이상의 위험 중 가장 피해가 큰 위험에 대응하여 결정된 대처 방법부터 우선적으로 제공하는 단계를 포함하는,
인공지능 기반의 IoT 센서 데이터 및 영상 데이터 분석을 통한 작업 현장 안전관리 방법.A method performed through a safety management system comprising an IoT sensor module and a camera module disposed at a work site or attached to at least a part of a worker's body located in the work site, and a safety management server that provides a safety management solution to the worker In
collecting sensor data from the IoT sensor module;
collecting image data from the camera module; and
The collected sensor data and the collected image data are analyzed to extract first attribute information on the work site, predict a risk to the work site using the extracted first attribute information, and a preset correlation relationship analyzes at least one of the collected sensor data and the collected image data according to Predicting the risk to the worker according to whether the extracted second attribute information satisfies a preset criterion, and providing a notification of the predicted risk to the worker as the safety management solution,
The step of providing a notification of the predicted risk comprises:
When a plurality of workers are located in the work site, the plurality of workers according to whether the first attribute information for the work site and the individually extracted second attribute information for the plurality of workers satisfy the preset criteria For each of the plurality of workers based on the individual predicting the risk for each worker, the characteristic information of the plurality of workers, wherein the characteristic information of the plurality of workers includes the gender, age, and physical characteristics of the workers. setting criteria for each of the plurality of workers individually by assigning weights and correcting the preset criteria based on the assigned weights;
When the risk of the job site or the worker is predicted, the worker's characteristic information - the worker's characteristic information includes the worker's gender, age, and physical characteristics - based on the predicted risk coping method determining and providing a notification including information about the predicted risk and information on the determined coping method to the operator; and
When two or more different types of risks are predicted for one job site or one operator, one method of coping with the predicted two or more risks is determined, and information about the two or more predicted risks to the operator and Provide a notification including information on the determined one coping method, if there is no one coping method for resolving the predicted two or more risks, determining two or more coping methods for the predicted two or more risks, , Comprising the step of preferentially providing a coping method determined in response to the most damaging risk among the predicted two or more risks,
Worksite safety management method through AI-based IoT sensor data and image data analysis.
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