KR102541532B1 - 소방 관리 시스템 - Google Patents

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Abstract

본 개시는 소방 관리 시스템에 관한 것이다. 소방 관리 시스템은, 화재 감지 대상 구역 내의 열화상 이미지를 촬영하는 열화상 카메라, 소화 약제를 저장하고, 대상 구역에 소화 약제를 방출하도록 구성된 방출부로 소화 약제를 전달하는 소화 약제 저장 용기 및 열화상 이미지를 기초로 대상 구역 내 화재 발생 여부를 결정하고, 대상 구역 내 화재가 발생한 것으로 결정되는 경우 저장 용기가 소화 약제를 방출부로 전달하도록 하는 제어부를 포함한다.

Description

소방 관리 시스템{FIRE MANAGEMENT SYSTEM}
본 개시는 소방 관리 시스템에 관한 것으로, 보다 상세하게는, 화재 감지 대상 구역 내의 열화상 이미지를 이용한 소방 관리 시스템에 관한 것이다.
최근 전기차 보급율이 가파르게 증가함에 따라 전기차와 연관된 화재 사고가 증가하는 추세이다. 전기차와 관련된 화재의 상당수는 전기차에 사용되는 배터리에 의하여 발생하며, 이 경우 배터리의 온도가 크게 상승하여 화재가 발생한다. 전기차의 배터리로 인한 화재는 일반 화재와 다른 원인으로 인해 발생되는 화재이므로, 화재를 진압하더라도 계속해서 열이 발생하여 재발화되는 문제점이 있다.
또한, 온도 센서 또는 연기 감지기 등을 이용한 기존 화재 감지기는 화재가 발생한 뒤 일정 시간이 지난 뒤에야 화재 감지기의 온도가 상승하거나 연기를 감지할 수 있어, 신속한 화재 대응이 어려운 문제점이 있다.
본 개시는 상기와 같은 문제점을 해결하기 위한 소방 관리 시스템을 제공한다.
본 개시의 일 실시예에 따른 소방 관리 시스템은, 화재 감지 대상 구역 내의 열화상 이미지를 촬영하는 열화상 카메라, 소화 약제를 저장하고, 대상 구역에 소화 약제를 방출하도록 구성된 방출부로 소화 약제를 전달하는 소화 약제 저장 용기 및 열화상 이미지를 기초로 대상 구역 내 화재 발생 여부를 결정하고, 대상 구역 내 화재가 발생한 것으로 결정되는 경우 저장 용기가 소화 약제를 방출부로 전달하도록 하는 제어부를 포함한다.
본 개시의 일 실시예에 따르면, 제어부는, 열화상 카메라로부터 열화상 이미지를 수신하고, 열화상 이미지로부터 대상 구역의 온도와 연관된 정보를 산출하고, 온도와 연관된 정보에 기초하여 화재 발생 여부를 결정한다.
본 개시의 일 실시예에 따르면, 제어부는, 대상 구역 중 적어도 일부의 온도가 미리 정해진 임계치 이상으로 측정되는 것에 응답하여 대상 구역 내 화재가 발생한 것으로 결정한다.
본 개시의 일 실시예에 따르면, 제어부는, 열화상 데이터에 기초하여 화재 발생 여부를 탐지하도록 학습된 기계학습 모델에 열화상 이미지를 입력하고 화재가 발생한 것으로 탐지되는 것에 응답하여 저장 용기가 소화 약제를 방출부로 전달하도록 한다.
본 개시의 일 실시예에 따르면, 대상 구역의 이미지를 촬상하는 이미지 센서를 더 포함한다.
본 개시의 일 실시예에 따르면, 통신 모듈을 더 포함하고, 제어부는, 대상 구역 내 화재가 발생한 것으로 결정하는 경우 통신 모듈이 대상 구역의 이미지를 외부 장치로 송신하도록 한다.
본 개시의 일 실시예에 따르면, 통신 모듈을 더 포함하고, 제어부는, 대상 구역 내 화재가 발생한 것으로 결정하는 경우 통신 모듈이 화재 발생 알림을 외부 장치로 송신하도록 한다.
본 개시의 일 실시예에 따르면, 제어부는, 열화상 이미지를 분석하여 대상 구역 내 화재 발생 구역을 탐지하고, 저장 용기가 소화 약제를 방출부 중 화재 발생 구역에 대응되는 제1 방출부로 전달하도록 한다.
본 개시의 일 실시예에 따르면, 사용자가 수동으로 소화 약제를 방출할 수 있도록 하는 제2 방출부를 더 포함한다.
본 개시의 일 실시예에 따르면, 소화 약제는 양극성 분자 물질을 포함한다.
본 개시의 일부 실시예에 따르면, 열화상 이미지를 통해 화재 발생 여부를 신속하게 결정하고, 화재 발생 초기에 신속하게 화재를 진압함으로써 전기차 화재의 재발화를 최소화할 수 있다.
본 개시의 일부 실시예에 따르면, 소화 약제에 포함된 양극성 분자 물질이 신속하게 화재 영역의 열을 감소시킬 수 있다.
본 개시의 일부 실시예에 따르면, 심부 화재 진화에 용이할 수 있다.
본 개시의 효과는 이상에서 언급한 효과로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 다른 효과들은 청구범위의 기재로부터 당업자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
도 1은 본 개시의 일 실시예에 따른 소방 관리 시스템의 개략도이다.
도 2는 본 개시의 일 실시예에 따른 소방 관리 시스템의 상세 구성을 나타내는 블록도이다.
도 3은 본 개시의 일 실시예에 따른 소화 장치의 정면도 및 측면도이다.
도 4는 본 개시의 일 실시예에 따른 인공신경망 모델을 나타내는 예시도이다.
도 5는 본 개시의 일 실시예에 따른 소방 관리 방법을 나타내는 흐름도이다.
이하, 본 개시의 실시를 위한 구체적인 내용을 첨부된 도면을 참조하여 상세히 설명한다. 다만, 이하의 설명에서는 본 개시의 요지를 불필요하게 흐릴 우려가 있는 경우, 널리 알려진 기능이나 구성에 관한 구체적 설명은 생략하기로 한다.
첨부된 도면에서, 동일하거나 대응하는 구성요소에는 동일한 참조부호가 부여되어 있다. 또한, 이하의 실시예들의 설명에 있어서, 동일하거나 대응되는 구성요소를 중복하여 기술하는 것이 생략될 수 있다. 그러나, 구성요소에 관한 기술이 생략되어도, 그러한 구성요소가 어떤 실시예에 포함되지 않는 것으로 의도되지는 않는다.
개시된 실시예의 이점 및 특징, 그리고 그것들을 달성하는 방법은 첨부되는 도면과 함께 후술되어 있는 실시예들을 참조하면 명확해질 것이다. 그러나, 본 개시는 이하에서 개시되는 실시예들에 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 구현될 수 있으며, 단지 본 실시예들은 본 개시가 완전하도록 하고, 본 개시가 통상의 기술자에게 발명의 범주를 완전하게 알려주기 위해 제공되는 것일 뿐이다.
본 개시에서 사용되는 용어에 대해 간략히 설명하고, 개시된 실시예에 대해 구체적으로 설명하기로 한다. 본 명세서에서 사용되는 용어는 본 개시에서의 기능을 고려하면서 가능한 현재 널리 사용되는 일반적인 용어들을 선택하였으나, 이는 관련 분야에 종사하는 기술자의 의도 또는 판례, 새로운 기술의 출현 등에 따라 달라질 수 있다. 또한, 특정한 경우는 출원인이 임의로 선정한 용어도 있으며, 이 경우 해당되는 발명의 설명 부분에서 상세히 그 의미를 기재할 것이다. 따라서, 본 개시에서 사용되는 용어는 단순한 용어의 명칭이 아닌, 그 용어가 가지는 의미와 본 개시의 전반에 걸친 내용을 토대로 정의되어야 한다.
본 명세서에서의 단수의 표현은 문맥상 명백하게 단수인 것으로 특정하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다. 또한, 복수의 표현은 문맥상 명백하게 복수인 것으로 특정하지 않는 한, 단수의 표현을 포함한다. 명세서 전체에서 어떤 부분이 어떤 구성요소를 포함한다고 할 때, 이는 특별히 반대되는 기재가 없는 한 다른 구성요소를 제외하는 것이 아니라 다른 구성요소를 더 포함할 수 있음을 의미한다.
본 개시에서, 어떤 부분이 어떤 구성요소를 포함한다고 할 때, 이는 특별히 반대되는 기재가 없는 한 다른 구성요소를 제외하는 것이 아니라 다른 구성요소를 더 포함할 수 있음을 의미한다.
본 개시에서, 도면의 위쪽은 그 도면에 도시된 구성의 "상부" 또는 "상측", 그 아래쪽은 "하부" 또는 "하측"이라고 지칭할 수 있다. 또한, 도면에 있어서 도시된 구성의 상부와 하부의 사이 또는 상부와 하부를 제외한 나머지 부분은 "측부" 또는 "측면"이라고 지칭할 수 있다. 이러한 "상부", "상측" 등과 같은 상대적인 용어는, 도면에 도시된 구성들 간의 관계를 설명하기 위하여 사용될 수 있으며, 본 개시는 그러한 용어에 의해 한정되지 않는다.
본 개시에서, 한 구조물의 내부 공간으로 향하는 방향을 "내측", 개방된 외부 공간으로 돌출된 방향을 "외측"이라고 지칭할 수 있다. 이러한 "내측", "외측" 등과 같은 상대적인 용어는, 도면에 도시된 구성들 간의 관계를 설명하기 위하여 사용될 수 있으며, 본 개시는 그러한 용어에 의해 한정되지 않는다.
본 명세서에서 "A 및/또는 B"의 기재는 A, 또는 B, 또는 A 및 B를 의미한다.
본 명세서에서, 어떤 부분이 다른 부분과 연결되어 있다고 할 때, 이는 직접적으로 연결되어 있는 경우뿐만 아니라, 그 중간에 다른 구성을 사이에 두고 연결되어 있는 경우도 포함한다.
아래에서는 첨부한 도면을 참조하여 본원이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 본원의 실시예를 상세히 설명한다. 본원은 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며 여기에서 설명하는 실시예에 한정되지 않는다.
첨부된 도면에서, 동일하거나 대응하는 구성요소에는 동일한 참조부호가 부여되어 있다. 또한, 이하의 실시예들의 설명에 있어서, 동일하거나 대응되는 구성요소를 중복하여 기술하는 것이 생략될 수 있다. 그러나 구성요소에 관한 기술이 생략되어도, 그러한 구성요소가 어떤 실시예에 포함되지 않는 것으로 의도되지는 않는다.
도 1은 본 개시의 일 실시예에 따른 소방 관리 시스템의 개략도이다. 소방 관리 시스템은 차량(110)과 연관된 화재 감지 및 진압을 위해, 열 화상 카메라(120), 소화 약제 저장 용기(130), 제어부(140), 사용자가 수동으로 소화 약제를 방출할 수 있도록 하는 방출부(150), 화재 감지 대상 구역에 소화 약제를 방출하도록 구성된 방출부(160), 화재 감지 대상 구역의 이미지를 촬상하는 이미지 센서(170) 및 경보 발생기(180)를 포함할 수 있다. 이에 한정되지 않고, 소방 관리 시스템의 도시된 구성 중 일부가 생략되거나 다른 구성이 더 포함될 수 있다.
또한, 도 1에서는 화상 카메라(120) 및 이미지 센서(170)를 별도의 유닛으로 도시하고, 소화 약제 저장 용기(130), 제어부(140) 및 방출부(150)를 별도의 유닛으로 도시하였으나 이에 한정되지 않으며, 화상 카메라(120) 및 이미지 센서(170)가 하나의 유닛으로 동작하거나, 소화 약제 저장 용기(130), 제어부(140) 및 방출부(150) 등의 둘 이상의 임의의 조합이 하나의 유닛으로 동작될 수 있다. 추가적으로 또는 대안적으로, 소화 약제 저장 용기(130), 제어부(140)의 각각은 두 개 이상의 서브 유닛으로 구현될 수 있다.
소방 관리 시스템은 차량(110)과 연관된 화재 감지 및 화재 진압을 위해 화재 감지 대상 구역에 설치될 수 있다. 대상 구역은 차량(110)이 주차된 공간일 수 있으나 이에 한정되지 않는다. 대상 구역에는 대상 구역의 열화상 이미지를 촬영하기 위한 열화상 카메라(120)가 대상 구역 내 임의의 위치에 설치될 수 있다. 예를 들어, 열화상 카메라(120)는 화재 감지 대상 구역 내의 기둥 또는 천장 등의 위치에 설치될 수 있다.
열화상 카메라(120)는 적외선 스펙트럼을 감지함으로써 대상 구역 내의 물체에서 방출하는 열복사를 감지할 수 있다. 일 실시예에서, 열화상 카메라(120)는 대상 구역 내 복수의 영역의 열복사를 탐지하도록 구성되거나, 대상 구역 전체의 열복사를 탐지하도록 구성될 수 있다.
열화상 카메라(120)는 대상 구역 내의 물체에서 방출하는 열복사가 색 스펙트럼으로 시각화된 열화상 이미지를 촬영할 수 있다. 즉, 열화상 이미지에서는 대상 구역 내의 온도가 온도 스펙트럼에 대응되는 색 스펙트럼에 따라 표현될 수 있다. 예를 들어, 대상 구역 내 특정 지점의 온도가 높을수록 가시광선 스펙트럼 중 긴 파장을 가지는 색으로 표현될 수 있으나 이러한 표현 방식에 한정되지 않는다.
소화 약제 저장 용기(130)에는 화재 진압을 위한 소화 약제가 저장되어 있을 수 있다. 저장 용기(130)는 직육면체 형태인 것으로 도시되었으나 이에 한정되지 않고, 다양한 형태와 다양한 재질로 구성될 수 있다.
일 실시예에서, 소화 약제는 양극성 분자 물질을 포함할 수 있다. 구체적으로, 소화 약제는 1 중량% 내지 3 중량%의 상기 양극성 분자 물질과 99 중량% 내지 97 중량%의 물을 혼합하여 제조될 수 있다. 양극성 분자 물질이 열을 빠르게 물 분자에 전달하여 신속하게 열을 감소시킴으로써, 소화 약제는 신속하게 화재 영역의 열을 감소시킬 수 있다. 뿐만 아니라, 양극성 분자 물질이 물의 표면장력을 감소시켜 소화 약제의 침투 면적을 최대한 넓힘으로써 소화 약제가 용이하게 심부 화재를 진화할 수 있다.
일 실시예에서, 소화 약제는 미리 제조된 뒤 저장 용기(130)에 저장될 수 있다. 다른 실시예에서, 소화 약제는 저장 용기(130) 내에서 제조될 수 있다. 예를 들어, 저장 용기(130) 내의 임의의 위치에 양극성 분자 물질이 저장된 별도의 용기가 고정되어 있고, 저장 용기(130)에 급수되는 동안 양극성 분자 물질이 함께 혼입될 수 있다. 이 때, 용매의 급수량에 비례하는 양의 양극성 분자 물질이 혼입될 수 있다.
또 다른 실시예에서, 소화 약제는 저장 용기(130) 내에서 그 성분비가 변동될 수 있다. 예를 들어, 열화상 카메라(120)가 촬영한 열화상 이미지에 기초하여 양극성 분자 물질이 더 첨가될 수 있다. 일 실시예에서, 제어부(140)에서는 열화상 이미지를 분석한 뒤, 화재 온도가 높을수록 더 많은 양극성 분자 물질이 소화 약제에 첨가되도록 제어할 수 있다.
제어부(140)는 열화상 카메라(120)가 촬영한 열화상 이미지를 기초로 화재 감지 대상 구역 내 화재 발생 여부를 결정할 수 있다. 즉, 제어부(140)는 열화상 이미지를 수신한 뒤, 열화상 이미지로부터 대상 구역의 온도와 연관된 정보를 산출하고, 온도와 연관된 정보에 기초하여 화재 발생 여부를 결정할 수 있다. 일 실시예에서, 제어부(140)는 대상 구역 내 적어도 일부의 온도가 미리 정해진 임계치 이상(예를 들어, 섭씨 100도)으로 측정되는 것에 응답하여 대상 구역 내 화재가 발생한 것으로 결정할 수 있다. 다른 실시예에서, 제어부(140)는 열화상 데이터에 기초하여 화재 발생 여부를 탐지하도록 학습된 기계학습 모델에 열화상 이미지를 입력함으로써 화재 발생 여부를 결정할 수 있다. 기계학습 모델에 대해서는 도 4에서 자세히 후술한다.
제어부(140)는 대상 구역 내 화재가 발생한 것으로 결정하는 경우, 통신 모듈(미도시)이 이미지 센서(170)에 의해 촬상된 대상 구역의 이미지를 외부 장치로 송신하도록 할 수 있다. 추가적으로 또는 대안적으로, 제어부(140)는 대상 구역 내 화재가 발생한 것으로 결정하는 경우 통신 모듈이 화재 발생 알림을 외부 장치로 송신하도록 할 수 있다. 이 때, 외부 장치는 화재 발생 구역과 연관된 입주민, 차주, 방문객 등의 단말 또는 관할 소방서 등의 단말일 수 있으나 이에 한정되지 않는다.
제어부(140)는 대상 구역 내 화재가 발생한 것으로 결정되는 경우, 저장 용기(130)가 소화 약제를 방출부(160)로 전달하도록 할 수 있다. 일 실시예에서, 제어부(140)는 열화상 이미지를 분석하여 대상 구역 내 화재 발생 구역을 탐지하고, 저장 용기(130)가 소화 약제를 방출부(160) 중 화재 발생 구역에 대응되는 제1 방출부로 전달하도록 할 수 있다.
제어부(140)는 저장 용기(130)와 결합된 것으로 도시되었으나, 이에 한정되지 않는다. 예를 들어, 제어부(140)는 저장 용기(130)와 별도의 공간에서 저장 용기(130)와 유무선으로 연결되어 저장 용기(130) 등을 제어할 수 있다.
방출부(150)는 사용자가 수동으로 소화 약제를 방출할 수 있도록 구성될 수 있다. 방출부(150)는 제어부(140)의 상부에 위치하는 것으로 도시되어 있으나, 이에 한정되지 않는다.
방출부(160)는 화재 감시 대상 구역에 소화 약제를 방출할 수 있다. 방출부(160)는 복수의 방출부를 지칭할 수 있고, 대상 구역 내 일정 간격마다 배치될 수 있다. 방출부(160)는 도시된 바와 같이 대상 구역의 천장에 배치될 수 있으나 이에 한정되지 않고, 화재 진압에 용이한 임의의 형태 및 간격으로 배치될 수 있다. 일 실시예에서, 방출부(160)는 대상 구역 내 각 주차 공간마다 하나의 방출부가 대응되어 배치될 수 있다.
방출부(160)는 배관을 통해 저장 용기(130)와 연결될 수 있고, 노즐, 스프링클러 등의 형태로 구성될 수 있다. 화재 발생 시 저장 용기(130)에 저장된 소화 약제가 배관을 통해 방출부(160)로 전달되어 화재 영역으로 방출될 수 있다. 방출부(160)에서는 소화 약제가 화재가 발생한 것으로 탐지 또는 결정되는 것에 응답하여 자동으로 방출되거나 사용자의 선택에 의해 방출될 수 있다. 방출부(150, 160)에서 소화 약제가 방출되는 경우, 방출 표시등(미도시)이 점등될 수 있다.
이미지 센서(170)는 화재 감지 대상 구역의 이미지를 촬상할 수 있다. 이미지 센서(170)에 의해 촬상된 이미지는 외부 장치로 전송될 수 있다. 일 실시예에서, 외부 장치의 사용자는 촬상된 이미지를 확인한 뒤 외부 장치를 통해 화재 신고 및/또는 방출부(160)를 통한 소화 약제의 방출 여부를 결정할 수 있다. 이러한 구성을 통해, 화재가 발생하지 않았음에도 소방 관리 시스템의 오작동에 의해 소화 약제가 방출되는 문제를 방지할 수 있다.
경보 발생기(180)는 화재 발생시 경보를 발생시킬 수 있다. 경보 발생기(180)는 소화 약제가 방출되었는지를 표시하는 방출 표시등의 기능을 함께 실행할 수도 있다.
도 2는 본 개시의 일 실시예에 따른 소방 관리 시스템(200)의 상세 구성을 나타내는 블록도이다. 도 2에 도시된 바와 같이, 소방 관리 시스템(200)의 구성요소들인 열화상 카메라(210), 이미지 센서(220), 제어부(230), 경보 발생기(240), 가압 펌프(250), 방출 표시등(260), 소화약제 저장용기(270) 각각은, 화재 관련 신호 또는 데이터를 무선 또는 유선으로 연결된 게이트웨이(280)에 전송할 수 있다. 또한, 게이트웨이(280)는, 이상 설명한 구성요소들로부터 수신한 신호 또는 데이터를 소방 관리 서버(290)에 전송할 수 있다. 일 예에서, 소방 관리 시스템(200)은, 이미지 센서(220), 열화상 카메라(210), 제어부(230), 경보 발생기(240), 가압 펌프(250), 소화약제 저장용기(270), 방출 표시등(260) 등을 IoT 기반의 사물관리 시스템으로 구성할 수 있다. 이 IoT 기반의 사물관리 시스템은, 이미지 센서(220), 열화상 카메라(210), 제어부(230), 경보 발생기(240), 가압 펌프(250), 소화약제 저장용기(270), 방출 표시등(260)이 인터넷, 이동통신망, 저전력통신망(LPWAN)으로 연결되는 게이트웨이(280)로 상호 연결되어 구성될 수 있다. 사물관리 시스템은, 필요에 따라 이미지 센서(220), 열화상 카메라(210), 제어부(230), 경보 발생기(240), 가압 펌프(250), 소화약제 저장용기(270), 방출 표시등(260)의 관리 및 운영을 위한 소방 관리 서버(290)를 포함할 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니며, 소방 관리 서버(290)가 개입하지 않은 상태에서도 전체 시스템을 운영할 수 있다.
소방 관리 서버(290)는, 게이트웨이(280)를 통해 전송된 화재 관련 신호 또는 데이터를 분석하여 화재발생 전후의 주변상황, 화재 발생 원인 등을 결정할 수 있다. 예를 들어, 소방 관리 서버(290)는, 화재 관련 데이터를 수집하여 화재 발생 원인 등을 분석할 수 있는 공공기관(예를 들어, 소방서, 경찰서 또는 소방관제 유관기관)에 설치된 컴퓨팅 장치일 수 있다.
도 3은 본 개시의 일 실시예에 따른 소화 장치(300)의 정면도 및 측면도이다. 소화 장치(300)는 소화 약제 저장 용기(310), 제어부(320), 수동으로 소화 약제를 방출할 수 있는 방출부(330), 가압 펌프(370), 배관(380), 토출 부재(390)를 포함할 수 있다.
저장 용기(310)는 그 내부 또는 외부에 드레인 밸브(340), 수위계(350), 오버플로우 소켓(360)을 포함할 수 있다. 저장 용기(310)에 수용된 소화 약제는 드레인 밸브(340)를 통해 저장 용기(310)의 외부로 배출될 수 있다. 수위계(350)는 저장 용기(310)에 수용된 소화 약제의 수위를 측정할 수 있다. 저장 용기(310)에 수용된 소화 약제는 그 수위가 일정 수위를 초과하는 경우 오버플로우 소켓(360)을 통해 저장 용기(310)의 외부로 배출될 수 있다.
수위계(350)에서 측정된 수위에 기초하여, 소화 약제의 일부가 저장 용기(310)의 외부로 배출되거나, 소화 약제가 외부에서 급수될 수 있다. 일 실시예에서, 측정된 수위가 미리 정해진 임계 수위 미만인 경우, 측정 수위가 해당 임계 수위에 도달할 때까지 소화 약제가 급수될 수 있다. 다른 실시예에서, 측정된 수위가 미리 정해진 임계 수위를 초과하는 경우 드레인 밸브(340)가 개방되어 측정 수위가 해당 임계 수위에 도달할 때까지 소화 약제가 외부로 배출될 수 있다.
제어부(320) 및 방출부(330)는 도시된 바와 같이 저장 용기(310)의 일 측면에 저장 용기(310)와 결합될 수 있으나, 이에 한정되지 않는다. 방출부(330)는 소화 약제의 수동 방출이 가능하도록 호스 릴(332)과 방출 건(334)을 포함할 수 있다. 방출 건(334)에는 사용 시 소화 약제의 방출 여부 및/또는 세기가 조절가능하도록 버튼, 제어 손잡이 등이 함께 구비될 수 있다. 추가적으로, 방출 건(334)은 유사 시 차량의 유리 또는 문을 파괴할 수 있도록 높은 강도 및 날카로운 형상으로 구성될 수 있다.
가압 펌프(370)는 소화 약제에 압력을 가함으로써 소화 약제가 저장 용기(310) 외부로 배출되도록 할 수 있다. 일 실시예에서, 가압 펌프(370)가 가하는 압력값은 열화상 이미지 내지 대상 구역 중 적어도 일부의 온도에 기초하여 결정될 수 있다. 예를 들어, 가압 펌프(370)는 열화상 이미지로부터 산출된 대상 구역 중 적어도 일부의 온도가 높을수록 소화 약제에 더 높은 압력을 가하도록 제어될 수 있다.
추가적으로, 가압 펌프(370)가 가하는 압력을 측정하기 위한 압력계(미도시)가 함께 구비될 수 있다. 일 실시예에서, 압력계에서 측정된 압력이 미리 정해진 임계 압력 미만이거나 임계 압력을 초과하는 경우, 가압 펌프(370)가 가하는 압력이 증가하거나 감소하도록 제어될 수 있다.
일 실시예에서, 가압 펌프(370)가 압력을 가함으로써 소화 약제가 배관(380)을 거쳐 토출 부재(390)를 통해 저장 용기(310)의 외부로 방출될 수 있다. 이 때, 소화 약제는 도 1의 방출부(160) 또는 방출부(330)를 통해 화재 영역으로 방출될 수 있다.
다른 실시예에서, 소화 장치 시험 가동 또는 소화 약제 방류 시 가압 펌프(370)가 압력을 가함으로써 소화 약제가 드레인 밸브(340)를 통해 외부로 배출되거나, 저장 용기(310)의 내부에 위치한 밸브(미도시)를 통해 저장 용기(310)의 내부로 다시 배출될 수 있다.
추가적으로, 소화 장치(300)는 표시부(미도시)를 포함할 수 있다. 표시부는 디스플레이 및/또는 하나 이상의 버튼으로 구성될 수 있으나 이에 한정되지 않는다. 일 실시예에서, 표시부에는 저장 용기(310)의 수위, 가압 펌프(370)의 압력, 소화 장치(300)의 현재 가동 여부 등 소화 장치(300)와 연관된 정보가 표시될 수 있다.
도 4는 본 개시의 일 실시예에 따른 인공신경망 모델(400)을 나타내는 예시도이다. 인공신경망 모델(400)은, 기계학습 모델의 일 예로서, 기계학습(Machine Learning) 기술과 인지과학에서, 생물학적 신경망의 구조에 기초하여 구현된 통계학적 학습 알고리즘 또는 그 알고리즘을 실행하는 구조이다.
일 실시예에 따르면, 인공신경망 모델(400)은, 생물학적 신경망에서와 같이 시냅스의 결합으로 네트워크를 형성한 인공 뉴런인 노드(Node)들이 시냅스의 가중치를 반복적으로 조정하여, 특정 입력에 대응한 올바른 출력과 추론된 출력 사이의 오차가 감소되도록 학습함으로써, 문제 해결 능력을 가지는 기계학습 모델을 나타낼 수 있다. 예를 들어, 인공신경망 모델(400)은 기계학습, 딥러닝 등의 인공지능 학습법에 사용되는 임의의 확률 모델, 뉴럴 네트워크 모델 등을 포함할 수 있다.
일 실시예에 따르면, 상술된 화재 발생 탐지 모델은 인공신경망 모델(400)의 형태로 생성될 수 있다. 예를 들어, 인공신경망 모델(400)은 열화상 이미지를 수신하고, 화재 발생 여부를 추출할 수 있다.
인공신경망 모델(400)은 다층의 노드들과 이들 사이의 연결로 구성된 다층 퍼셉트론(MLP: multilayer perceptron)으로 구현된다. 본 실시예에 따른 인공신경망 모델(400)은 MLP를 포함하는 다양한 인공신경망 모델 구조들 중의 하나를 이용하여 구현될 수 있다. 도 4에 도시된 바와 같이, 인공신경망 모델(400)은, 외부로부터 입력 신호 또는 데이터(410)를 수신하는 입력층(420), 입력 데이터에 대응한 출력 신호 또는 데이터(450)를 출력하는 출력층(440), 입력층(420)과 출력층(440) 사이에 위치하며 입력층(420)으로부터 신호를 받아 특성을 추출하여 출력층(440)으로 전달하는 n개(여기서, n은 양의 정수)의 은닉층(430_1 내지 430_n)으로 구성된다. 여기서, 출력층(440)은 은닉층(430_1 내지 430_n)으로부터 신호를 받아 외부로 출력한다.
인공신경망 모델(400)의 학습 방법에는, 교사 신호(정답)의 입력에 의해서 문제의 해결에 최적화되도록 학습하는 지도 학습(Supervised Learning) 방법과, 교사 신호를 필요로 하지 않는 비지도 학습(Unsupervised Learning) 방법이 있다. 일 실시예에 따르면, 정보 처리 시스템은 열화상 이미지를 이용하거나, 열화상 이미지 및 화재 발생 여부와 연관된 정보를 이용하여 인공신경망 모델(400)을 학습시킬 수 있다.
일 실시예에 따르면, 정보 처리 시스템은 인공신경망 모델(400)을 학습시키기 위한 학습 데이터를 직접 생성할 수 있다. 예를 들어, 정보 처리 시스템은 열화상 이미지를 포함하는 학습 데이터 세트를 생성할 수 있다. 그리고나서, 정보 처리 시스템은 생성된 학습 데이터 세트를 기초로 화재 발생 여부를 탐지하기 위한 인공신경망 모델(400)을 학습시킬 수 있다.
일 실시예에 따르면, 인공신경망 모델(400)의 입력변수는, 열화상 이미지를 포함할 수 있다. 이와 같이 상술된 입력변수가 입력층(420)을 통해 입력되는 경우, 인공신경망 모델(400)의 출력층(440)에서 출력되는 출력변수는 화재 발생 여부와 연관된 정보가 될 수 있다.
이와 같이, 인공신경망 모델(400)의 입력층(420)과 출력층(440)에 복수의 입력변수와 대응되는 복수의 출력변수가 각각 매칭되고, 입력층(420), 은닉층(430_1 내지 430_n) 및 출력층(440)에 포함된 노드들 사이의 시냅스 값이 조정됨으로써, 특정 입력에 대응한 올바른 출력이 추출될 수 있도록 학습될 수 있다. 이러한 학습 과정을 통해, 인공신경망 모델(400)의 입력변수에 숨겨져 있는 특성을 파악할 수 있고, 입력변수에 기초하여 계산된 출력변수와 목표 출력 간의 오차가 줄어들도록 인공신경망 모델(400)의 노드들 사이의 시냅스 값(또는 가중치)를 조정할 수 있다. 또한, 정보 처리 시스템은 열화상 이미지를 입력으로 받는 알고리즘을 학습하며, 화재 발생 여부와 연관된 정보(즉, 어노테이션 정보)와의 손실(loss)을 최소화하는 방식으로 학습할 수 있다.
이렇게 학습된 인공신경망 모델(400)을 이용하여, 화재 발생 여부와 연관된 정보가 추출될 수 있다.
도 5는 본 개시의 일 실시예에 따른 소방 관리 방법(500)을 나타내는 흐름도이다. 일 실시예에서, 소방 관리 방법(500)은 제어부(예를 들어, 제어부의 적어도 하나의 프로세서)에 의해 수행될 수 있다. 방법(500)은 제어부가 열화상 카메라로부터 화재 감지 대상 구역의 열화상 이미지를 수신하는 것으로부터 개시될 수 있다(S510).
그 후, 제어부는 열화상 이미지를 기초로 화재 발생 여부를 결정할 수 있다(S520). 일 실시예에서, 제어부는 열화상 이미지로부터 대상 구역의 온도와 연관된 정보를 산출하고, 온도와 연관된 정보에 기초하여 화재 발생 여부를 결정할 수 있다. 예를 들어, 제어부는 대상 구역 중 적어도 일부의 온도가 미리 정해진 임계치 이상으로 측정되는 것에 응답하여 대상 구역 내 화재가 발생한 것으로 결정할 수 있다.
제어부는 대상 구역 내 화재가 발생한 것으로 결정되는 경우 저장 용기가 소화 약제를 방출부로 전달하도록 할 수 있다(S530). 일 실시예에서, 제어부는 열화상 데이터에 기초하여 화재 발생 여부를 탐지하도록 학습된 기계학습 모델에 열화상 이미지를 입력하고 화재가 발생한 것으로 탐지되는 것에 응답하여 저장 용기가 소화 약제를 방출부로 전달하도록 할 수 있다.
일 실시예에서, 대상 구역 내 화재가 발생한 것으로 결정하는 경우, 제어부는 통신 모듈이 이미지 센서가 촬상한 대상 구역의 이미지를 외부 장치로 송신하도록 할 수 있다. 다른 실시예에서, 제어부는 통신 모듈이 화재 발생 알림을 외부 장치로 송신하도록 할 수 있다.
일 실시예에서, 제어부는 열화상 이미지를 분석하여 대상 구역 내 화재 발생 구역을 탐지하고, 저장 용기가 소화 약제를 방출부 중 화재 발생 구역에 대응되는 제1 방출부로 전달하도록 할 수 있다.
본 명세서에서는 본 개시가 일부 실시예들과 관련하여 설명되었지만, 본 개시의 발명이 속하는 기술분야의 통상의 기술자가 이해할 수 있는 본 개시의 범위를 벗어나지 않는 범위에서 다양한 변형 및 변경이 이루어질 수 있다. 또한, 그러한 변형 및 변경은 본 명세서에 첨부된 특허청구의 범위 내에 속하는 것으로 생각되어야 한다.
110: 차량 120: 화상 카메라
130: 소화 약제 저장 용기
140: 제어부 150: 방출부
160: 방출부 170: 이미지 센서
180: 경보 발생기

Claims (10)

  1. 소방 관리 시스템에 있어서,
    화재 감지 대상 구역 내의 열화상 이미지를 촬영하는 열화상 카메라;
    소화 약제를 저장하고, 상기 대상 구역에 상기 소화 약제를 방출하도록 구성된 제1 방출부로 상기 소화 약제를 전달하는 소화 약제 저장 용기;
    상기 열화상 이미지를 기초로 상기 대상 구역 내의 온도를 산출하고, 상기 산출된 온도에 기초하여 화재 발생 여부를 결정하고, 상기 대상 구역 내 화재가 발생한 것으로 결정되는 경우 상기 저장 용기가 상기 소화 약제를 상기 제1 방출부로 전달하도록 하는 제어부;
    상기 제어부에 의해 결정된 상기 화재 감지 대상 구역 내의 온도가 높을수록 상기 소화 약제 저장 용기로부터 상기 제1 방출부로 방출되는 소화 약제에 더 높은 압력을 가하도록 제어되는 가압 펌프; 및
    사용자가 수동으로 상기 소화 약제 저장 용기로부터 상기 소화 약제를 방출할 수 있도록 하는 제2 방출부
    를 포함하고,
    상기 제2 방출부는,
    호스 릴; 및
    상기 소화 약제 저장 용기로부터 소화 약제의 방출 여부 및 방출 세기를 조절할 수 있는 방출 건을 포함하고,
    상기 소화 약제는,
    1 중량% 내지 3 중량%의 양극성 분자 물질과 99 중량% 내지 97 중량%의 물을 혼합하여 제조되는, 소방 관리 시스템.
  2. 삭제
  3. 제1항에 있어서,
    상기 제어부는,
    상기 대상 구역 중 적어도 일부의 온도가 미리 정해진 임계치 이상으로 결정되는 것에 응답하여 상기 대상 구역 내 화재가 발생한 것으로 결정하는, 소방 관리 시스템.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 제어부는,
    열화상 데이터에 기초하여 화재 발생 여부를 탐지하도록 학습된 기계학습 모델에 상기 열화상 이미지를 입력하고 화재가 발생한 것으로 탐지되는 것에 응답하여 상기 소화 약제 저장 용기가 상기 소화 약제를 상기 방출부로 전달하도록 제어하는, 소방 관리 시스템.
  5. 제1항에 있어서,
    상기 대상 구역의 이미지를 촬상하는 이미지 센서를 더 포함하는, 소방 관리 시스템.
  6. 제5항에 있어서,
    통신 모듈을 더 포함하고,
    상기 제어부는,
    상기 대상 구역 내 화재가 발생한 것으로 결정하는 경우 상기 통신 모듈이 상기 대상 구역의 이미지를 외부 장치로 송신하도록 제어하는, 소방 관리 시스템.
  7. 제1항에 있어서,
    통신 모듈을 더 포함하고,
    상기 제어부는,
    상기 대상 구역 내 화재가 발생한 것으로 결정하는 경우 상기 통신 모듈이 화재 발생 알림을 외부 장치로 송신하도록 제어하는, 소방 관리 시스템.
  8. 제1항에 있어서,
    상기 제어부는,
    상기 열화상 이미지를 분석하여 상기 대상 구역 내 화재 발생 구역을 탐지하고,
    상기 소화 약제 저장 용기가 상기 소화 약제를 상기 제1 방출부 중 상기 화재 발생 구역에 대응되는 방출부로 전달하도록 제어하는, 소방 관리 시스템.
  9. 삭제
  10. 삭제
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