KR102622479B1 - 케이블 송출 장치를 포함하는 케이블 시공 현장의 제어 시스템 - Google Patents
케이블 송출 장치를 포함하는 케이블 시공 현장의 제어 시스템 Download PDFInfo
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Abstract
케이블 시공 현장의 제어 시스템이 개시된다. 케이블 시공 현장의 제어 시스템은 상기 케이블 시공 현장의 관리자로부터 제어 명령을 수신하기 위한 하나 이상의 관리자 디바이스; 상기 케이블 시공 현장에서 사용되는 하나 이상의 케이블 시공 현장 설치 기기 - 상기 하나 이상의 케이블 시공 현장 설치 기기는 케이블 송출 장치 및 케이블 송출용 가이드 장치 중 적어도 하나를 포함함 -; 및 상기 케이블 시공 현장 설치 기기 사이의 통신을 중계하기 위한 하나 이상의 중계기를 포함한다.
Description
아래의 설명은 케이블 송출 장치를 포함하는 케이블 시공 현장의 제어 시스템에 관한 것으로, 케이블을 현장에 포설하는 작업에 있어서 케이블 송출 장치, 가이드 장치, 중계기 등 각 기기 간의 제어를 수행하여 케이블 시공을 원활히 수행할 수 있도록 하기 위한 시스템에 관한 것이다.
전력의 전송, 배전을 위해 사용되는 전력 케이블의 시공은 지상에 일정한 간격으로 세워진 철탑 또는 지중에 배치된 공동구를 사용한다. 한편, 전력 케이블이 폭이 넓은 강이나 하천 또는 바다를 가로질러 시공되는 경우에는, 전력 케이블은 수상을 가로지르도록 설치된 교량에 포설된다.
일반적으로, 전력 케이블을 교량 등에 포설하기 위해서는 전력 케이블이 권취된 케이블 드럼으로부터 전력 케이블을 인출하여 교량에 설치된 포설 위치까지 인출하게 되며, 인출된 전력 케이블을 올리기 위해 지상으로부터 교량까지의 높이로 가설되는 포설 비계와, 교량의 길이 방향을 따라 설치되고 전력 케이블을 전송 가능하게 지지하는 복수의 캐터빌러가 사용될 수 있다. 한편, 캐터필러는 케이블의 외면을 지지하며 케이블을 일 방향으로 송출하도록 작동하는데, 종래의 캐터필러는 중량이 무거워 설치 작업이 어렵고, 협소한 공간내에 배치되기가 어려워 작업 안정성과 작업 편의성을 확보하기 위한 기술이 요구된다.
이를 고려하여, 케이블을 안정적으로 지지하면서 목표 지점으로 송출하기 위한 케이블 송출 장치가 요구된다. 이와 관련하여, 공개특허공보 제10-2021-0143472호는 전력 케이블용 송출장치에 대한 발명을 개시한다.
전술한 배경기술은 발명자가 본원의 개시 내용을 도출하는 과정에서 보유하거나 습득한 것으로서, 반드시 본 출원 전에 일반 공중에 공개된 공지기술이라고 할 수는 없다.
일 실시 예에 따른 목적은 케이블을 현장에 포설하는 작업에 있어서 케이블 송출 장치, 가이드 장치, 중계기 등 각 기기 간의 제어를 수행하여 케이블 시공을 원활히 수행하기 위한 시스템을 제공하는 것이다.
일 실시 예에 따른 케이블 시공 현장의 제어 시스템은, 상기 케이블 시공 현장의 관리자로부터 제어 명령을 수신하기 위한 하나 이상의 관리자 디바이스; 상기 케이블 시공 현장에서 사용되는 하나 이상의 케이블 시공 현장 설치 기기 - 상기 하나 이상의 케이블 시공 현장 설치 기기는 케이블 송출 장치 및 케이블 송출용 가이드 장치 중 적어도 하나를 포함함 -; 및 상기 케이블 시공 현장 설치 기기 사이의 통신을 중계하기 위한 하나 이상의 중계기를 포함한다.
전술한 케이블 시공 현장의 제어 시스템에 있어서, 상기 케이블 송출 장치는 케이블을 지지한 상태로 일 방향으로 송출하며, 동력을 전달하는 구동 모터, 상기 구동 모터에 의해 회전하는 한 쌍의 송출부재, 상기 한 쌍의 송출부재 사이의 간격을 조절하기 위한 이동 부재를 포함하고, 상기 케이블 송출 장치는 상기 관리자 디바이스와 통신 가능하게 연결되어 상기 관리자 디바이스로부터 수신한 제어 신호에 기초하여 케이블의 송출 방향, 송출 속도 및 상기 케이블 송출 장치의 한 쌍의 송출부재 사이의 간격 중 적어도 하나를 제어하도록 구동된다.
전술한 케이블 시공 현장의 제어 시스템에 있어서, 상기 중계기는 상기 케이블 시공 현장에 소정의 거리마다 설치되어 상기 케이블 시공 현장 기기, 상기 관리자 디바이스 및 상기 센서 중 적어도 하나 사이의 통신을 지원한다.
전술한 케이블 시공 현장의 제어 시스템에 있어서, 상기 하나 이상의 케이블 시공 현장 설치 기기 중 적어도 일부는 통신 모듈을 포함하고, 상기 통신 모듈은 상기 중계기 및 상기 관리자 디바이스와 통신 가능하게 연결되되, 상기 통신 모듈은 소정의 거리 이내의 통신이 가능하며, 상기 하나 이상의 케이블 시공 현장 설치 기기 중 상기 적어도 일부는 상기 소정의 거리마다 적어도 하나를 포함한다.
전술한 케이블 시공 현장의 제어 시스템에 있어서, 상기 관리자 디바이스는, 상기 관리자 디바이스 상에 설치된 제어 애플리케이션의 사용자 인터페이스를 통해 관리자로부터 상기 제어 명령을 수신한다.
전술한 케이블 시공 현장의 제어 시스템에 있어서, 상기 제어 애플리케이션의 상기 사용자 인터페이스는 상기 케이블 시공 현장 설치 기기에 대한 추천 제어 명령을 제공하되, 상기 추천 제어 명령은 상기 관리자 디바이스와 연관된 인공 신경망 모듈에 의해 생성되는 것이다.
전술한 케이블 시공 현장의 제어 시스템은, 상기 케이블 시공 현장에 설치되어 케이블의 시공 상황을 감지하기 위한 센서를 더 포함하되, 상기 센서는 상기 케이블 송출용 가이드 장치에 설치된 제1 센서를 포함하고, 상기 제1 센서는 상기 가이드 장치의 아래에 포설된 케이블의 적층 높이를 검출한다.
전술한 케이블 시공 현장의 제어 시스템에 있어서, 상기 케이블 송출용 가이드 장치는, 케이블이 포설되는 레일에 결합되기 위한 플랜지부와, 상기 레일의 방향에 대하여 수직인 상하 방향으로 상기 플랜지부에 대해 슬라이딩 가능한 본체부와, 상기 플랜지부를 상기 본체부로부터 상하 방향으로 슬라이딩하기 위한 구동부를 포함하되, 상기 제1 센서에 의해 감지된 상기 케이블의 적층 높이에 기초하여 상기 플랜지부가 상기 본체부에 대해 상하 방향으로 슬라이딩되도록 구동된다.
전술한 케이블 시공 현장의 제어 시스템은, 상기 케이블 시공 현장에 설치되어 케이블의 시공 상황을 감지하기 위한 센서를 더 포함하되, 상기 센서는 상기 케이블 시공 현장에 소정의 간격으로 설치되어 케이블의 송출 상황을 모니터링하기 위한 제2 센서를 포함하고, 상기 제2 센서는 케이블의 송출 시 이상이 감지되는 경우 이상 감지 데이터를 생성한다.
전술한 케이블 시공 현장의 제어 시스템에 있어서, 상기 인공 신경망 모듈은 사전 학습용 센서 데이터에 기초한 사전 학습 세션을 거친 사전 학습된 인공 신경망 모듈이며, 상기 관리자 디바이스와 네트워크를 통해 연결된다.
일 실시 예에 따른 케이블 송출 장치는, 케이블을 현장에 포설 시공하는 작업에 있어서 케이블 송출 장치, 케이블 송출용 가이드 장치, 중계기 등 각 기기 간의 제어를 수행하여 케이블 시공을 원활히 수행하기 위한 시스템을 제공할 수 있다.
본 개시의 실시 예에 대한 측면, 특징 및 이점은 아래의 도면을 참조하여 보다 명백해질 것이다.
도 1은 일 실시 예에 따른 케이블 시공 현장의 제어 시스템을 개념적으로 나타낸 블록도이다.
도 2는 본 발명의 일 실시 예에 따른 케이블 송출 장치의 상면을 바라보는 사시도이다.
도 3은 본 발명의 일 실시 예에 따른 케이블 가이드 장치를 나타내는 사시도이다.
도 4는 케이블 가이드 장치가 설치되는 케이블 시공 현장의 예시도이다.
도 5는 본 발명의 일 실시 예에 따른 케이블 시공 현장 설치 기기를 제어하기 위하여 관리자 디바이스에 인공 지능 기반으로 추천 제어 명령을 제공하기 위한 인공 신경망 모듈에 대한 사전 학습 과정을 설명하기 위한 도면이다.
도 6은 본 발명의 일 실시 예에 따른 케이블 시공 현장 설치 기기를 제어하기 위하여 관리자 디바이스에 인공 지능 기반으로 추천 제어 명령을 제공하기 위한 인공 신경망 모듈에 대한 강화 학습 과정을 설명하기 위한 도면이다.
도 1은 일 실시 예에 따른 케이블 시공 현장의 제어 시스템을 개념적으로 나타낸 블록도이다.
도 2는 본 발명의 일 실시 예에 따른 케이블 송출 장치의 상면을 바라보는 사시도이다.
도 3은 본 발명의 일 실시 예에 따른 케이블 가이드 장치를 나타내는 사시도이다.
도 4는 케이블 가이드 장치가 설치되는 케이블 시공 현장의 예시도이다.
도 5는 본 발명의 일 실시 예에 따른 케이블 시공 현장 설치 기기를 제어하기 위하여 관리자 디바이스에 인공 지능 기반으로 추천 제어 명령을 제공하기 위한 인공 신경망 모듈에 대한 사전 학습 과정을 설명하기 위한 도면이다.
도 6은 본 발명의 일 실시 예에 따른 케이블 시공 현장 설치 기기를 제어하기 위하여 관리자 디바이스에 인공 지능 기반으로 추천 제어 명령을 제공하기 위한 인공 신경망 모듈에 대한 강화 학습 과정을 설명하기 위한 도면이다.
이하에서, 첨부된 도면을 참조하여 실시예들을 상세하게 설명한다. 그러나, 실시예들에 다양한 변경이 가해질 수 있어서 특허출원의 권리 범위가 이러한 실시예들에 의해 제한되거나 한정되는 것은 아니다. 실시예들에 대한 모든 변경, 균등물 내지 대체물이 권리 범위에 포함되는 것으로 이해되어야 한다.
실시예에서 사용한 용어는 단지 설명을 목적으로 사용된 것으로, 한정하려는 의도로 해석되어서는 아니된다. 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다. 본 명세서에서, "포함하다" 또는 "가지다" 등의 용어는 명세서 상에 기재된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.
다르게 정의되지 않는 한, 기술적이거나 과학적인 용어를 포함해서 여기서 사용되는 모든 용어들은 실시예가 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 일반적으로 이해되는 것과 동일한 의미를 가지고 있다. 일반적으로 사용되는 사전에 정의되어 있는 것과 같은 용어들은 관련 기술의 문맥 상 가지는 의미와 일치하는 의미를 가지는 것으로 해석되어야 하며, 본 출원에서 명백하게 정의하지 않는 한, 이상적이거나 과도하게 형식적인 의미로 해석되지 않는다.
또한, 첨부 도면을 참조하여 설명함에 있어, 도면 부호에 관계없이 동일한 구성 요소는 동일한 참조부호를 부여하고 이에 대한 중복되는 설명은 생략하기로 한다. 실시예를 설명함에 있어서 관련된 공지 기술에 대한 구체적인 설명이 실시예의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우 그 상세한 설명을 생략한다.
또한, 실시 예의 구성 요소를 설명하는 데 있어서, 제 1, 제 2, A, B, (a), (b) 등의 용어를 사용할 수 있다. 이러한 용어는 그 구성 요소를 다른 구성 요소와 구별하기 위한 것일 뿐, 그 용어에 의해 해당 구성 요소의 본질이나 차례 또는 순서 등이 한정되지 않는다. 어떤 구성 요소가 다른 구성요소에 "연결", "결합" 또는 "접속"된다고 기재된 경우, 그 구성 요소는 그 다른 구성요소에 직접적으로 연결되거나 접속될 수 있지만, 각 구성 요소 사이에 또 다른 구성 요소가 "연결", "결합" 또는 "접속"될 수도 있다고 이해되어야 할 것이다.
어느 하나의 실시 예에 포함된 구성요소와, 공통적인 기능을 포함하는 구성요소는, 다른 실시 예에서 동일한 명칭을 사용하여 설명하기로 한다. 반대되는 기재가 없는 이상, 어느 하나의 실시 예에 기재한 설명은 다른 실시 예에도 적용될 수 있으며, 중복되는 범위에서 구체적인 설명은 생략하기로 한다.
도 1은 일 실시 예에 따른 케이블 시공 현장의 제어 시스템을 개념적으로 나타낸 블록도이다.
도 1을 참조하면, 일 실시 예에 따른 케이블 시공 현장의 제어 시스템(1)은, 케이블 시공 현장의 관리자에 의해 조작 가능한 하나 이상의 관리자 디바이스(10)와, 케이블 송출 장치(22) 및 가이드 장치(25)와 같이 케이블 시공 현장에서 사용되는 하나 이상의 케이블 시공 현장 설치 기기(20)와, 케이블 시공 현장 설치 기기(20)들 사이의 통신을 중계하기 위한 하나 이상의 중계기(30)와, 케이블 시공 현장에 설치되어 케이블을 시공 상황을 감지하기 위한 하나 이상의 센서(40)를 포함할 수 있다. 관리자 디바이스(10) 및 중계기(30) 중 적어도 하나는 네트워크(15)에 연결될 수 있다.
관리자 디바이스(10)는 휴대폰, 노트북, 개인용 컴퓨터, 태블릿 PC 등 무선 통신 기능을 갖는 임의의 디바이스에 해당할 수 있다. 무선 통신 기능은 WLAN(Wireless LAN), Wi-Fi, Bluetooth 및 ZigBee 등과 같은 무선 통신 중 어느 하나를 포함할 수 있다. 관리자 디바이스(10)는 케이블 시공 현장의 한 명의 관리자의 관리자 디바이스만을 가리키는 것이 아니라 둘 이상의 관리자의 관리자 디바이스를 포함할 수 있다. 관리자 디바이스(10)는 무선 통신 기능을 통해 하나 이상의 케이블 시공 현장 설치 기기(20), 네트워크(15) 및 중계기(30) 중 적어도 하나와 데이터를 송수신할 수 있다.
일 실시 예에 따르면, 관리자 디바이스(10)에는 케이블 시공 현장 설치 기기(20)의 구동을 제어하기 위한 제어 애플리케이션이 설치될 수 있다. 이러한 제어 애플리케이션의 사용자 인터페이스를 통해 관리자 디바이스(10)는 관리자로부터 제어 명령을 수신하고, 수신한 제어 명령에 기초하여 제어 신호를 생성하여 케이블 시공 현장 설치 기기(20)의 구동을 제어할 수 있다.
또한, 일 실시 예에 따르면, 관리자 디바이스(10)는 케이블 송출 장치(22) 및 가이드 장치(25)를 비롯한 케이블 시공 현장 설치 기기(20)로부터 구동 데이터를 직접 또는 네트워크(15)나 중계기(30)를 통해 수신하고, 하나 이상의 센서(40)로부터 센서 데이터 및/또는 이상 감지 데이터를 직접 또는 네트워크(15)나 중계기(30)를 통해 수신할 수 있다. 이러한 데이터에 기초하여, 관리자 디바이스(10)의 제어 애플리케이션은 케이블 시공 현장 설치 기기(20)에 대한 추천 제어 명령을 사용자 인터페이스에 제공할 수 있다. 이러한 추천 제어 명령은 사전 학습된 인공 신경망 모듈에 의해 출력된 것이거나, 강화 학습을 통해 인공 신경망 모듈에 의해 출력된 것일 수 있다. 관리자는 자신의 판단 하에 제어 명령을 입력할 수도 있으며, 제어 애플리케이션에서 제공하는 추천 제어 명령을 선택하여 입력할 수도 있게 되므로 관리자의 부담을 경감하면서도 케이블 시공 현장 설치 기기(20)에 대한 제어 명령을 적절히 입력할 수 있게 되는 효과가 발생한다. 추천 제어 명령에 대한 상세한 내용은 자세히 후술하도록 한다.
네트워크(15)는 임의의 유선 또는 무선 네트워크일 수 있다. 예를 들어, 네트워크(20)는 이더넷(Ethernet), 유선 홈 네트워크(Power Line Communication), 전화선 통신 장치 및 RS-serial 통신 등의 유선 네트워크, 이동통신망, WLAN(Wireless LAN), Wi-Fi, Bluetooth 및 ZigBee 등과 같은 무선 네트워크 또는 그 조합으로 구성될 수 있다. 열악한 케이블 시공 현장의 경우에는 관리자 디바이스(10)가 네트워크(15)에 무선 연결되는 것(예를 들어, LTE, 5G와 같은 이동 통신 연결) 이외에는 네트워크(15)와의 연결이 이루어지지 못하는 경우가 있을 수 있다. 그러나 환경이 좋은 케이블 시공 현장의 경우 네트워크(15)와 무선 및 유선 연결 모두가 가능한 상황이 있을 수도 있다. 따라서, 본 발명에서는 설명의 편의를 위해 관리자 디바이스(10)만이 네트워크(15)에 무선 연결 가능한 상황을 상정하여 설명하지만, 이에 대해 한정하지 않는다.
하나 이상의 케이블 시공 현장 설치 기기(20)는 케이블 송출 장치(22) 및 가이드 장치(25) 중 적어도 하나를 포함할 수 있다. 이하에서는 케이블 송출 장치(22) 및 가이드 장치(25)의 예시적인 구성에 대해 구체적으로 살펴보도록 한다.
도 2는 본 발명의 일 실시 예에 따른 케이블 송출 장치의 상면을 바라보는 사시도이다. 도 2를 참조하면, 케이블 송출 장치(22)는 케이블을 지지한 상태로 일 방향으로 송출하는데 사용될 수 있다. 예를 들어, 케이블 송출 장치(22)는 케이블 드럼(미도시)에 권취된 케이블을 일 방향(예: 도 2의 +Y방향)으로 이동시켜 인출하는데 사용될 수 있다. 일 실시 예에서, 케이블 송출 장치(22)는, 동력을 전달하는 구동 모터(110)와, 구동 모터(110)에 의해 회전하는 한 쌍의 송출부재를 포함할 수 있다. 일 실시 예에서, 케이블은 도 2와 같이, 한 쌍의 송출부재 사이에 끼워져 외면이 송출부재에 의해 지지되고, 한 쌍의 송출부재가 서로 반대 방향으로 회전함에 따라 일 방향으로 송출될 수 있다.
일 실시 예에서, 케이블 송출 장치(22)는 지지 플레이트(100), 구동 모터(110), 이동부재(150), 제1 송출부재(133)를 포함하는 제1송출부(130), 제2 송출부재(143)를 포함하는 제2송출부(140), 동력 전달부(미도시)를 포함할 수 있다. 비록 도 2에 자세히 도시되지는 않았지만, 지지 플레이트(100)는 지지 플레이트(100)에 이동 가능하게 연결된 이동부재를 포함할 수 있다. 일 실시 예에서, 제2송출부(140)는 이동부재 상에 부착되므로 이동부재의 이동을 통해 제1송출부(130) 및 제2송출부(140)(즉, 제1 송출 부재(133) 및 제2 송출 부재(143)) 사이의 간격이 조절될 수 있다.
일 실시 예에 따르면, 케이블 송출 장치(22)는 관리자 디바이스(10)를 통해 관리자가 입력한 제어 신호에 기초하여 제1 및 제2 송출 부재(133, 143)의 회전 속도 및 방향을 제어함으로써 케이블의 송출 속도, 케이블의 송출 방향을 제어하고, 이동부재를 구동함으로써 케이블 송출 장치의 한쌍의 송출부재 사이의 간격을 제어하고, 나아가, 케이블 송출 장치(22)의 전원 온오프를 제어할 수 있다.
일 실시 예의 일 측면에 따르면, 관리자 디바이스(10)는 케이블 송출 장치(22)에 대한 전용 제어 장치(12)를 구비할 수 있다. 일례로, 전용 제어 장치(12)는 케이블 송출 장치(22)에 유선 연결된 것일 수 있으며, 제1 및 제2 송출 부재(133, 143)의 회전 속도 및 방향을 제어함으로써 케이블의 송출 속도, 케이블의 송출 방향을 제어하고, 이동부재를 구동함으로써 케이블 송출 장치의 한쌍의 송출부재 사이의 간격을 제어하고, 나아가, 케이블 송출 장치(22)의 전원 온오프를 제어할 수 있다.
일 실시 예에 따르면, 케이블 송출 장치(22) 중 적어도 일부는 통신 모듈을 포함하고, 통신 모듈은 중계기(30) 및 관리자 디바이스(10)와 통신 가능하게 연결될 수 있다. 또한, 통신 모듈은 소정의 거리 이내의 통신이 가능하며, 케이블 시공 현장 설치 기기 중 적어도 일부는 소정의 거리마다 적어도 하나를 포함할 수 있다.
도 3은 본 발명의 일 실시 예에 따른 케이블 가이드 장치를 나타내는 사시도이다. 도 4는 케이블 가이드 장치가 설치되는 케이블 시공 현장의 예시도이다.
먼저 도 4를 참조하면, 케이블 송출 장치(22)는 케이블 드럼에 권취되어 있는 케이블을 송출하여 케이블 시공 현장에 설치된 레일(210)을 따라 이동하여 송출된 케이블을 미리 정해진 포설 경로상의 레일(210)에 설치하도록 구성된다. 레일은 지면 또는 바닥면으로부터 소정의 간격만큼 이격되어 설치될 수도 있고 천정으로부터 소정의 간격만큼 이격되어 설치될 수 있다. 케이블 송출 장치(22)에 의해 송출되는 케이블을 미리 정해진 경로를 따라 원할하게 이동할 수 있도록 포설 경로에는 일정한 간격으로 케이블 가이드 장치(25)가 설치될 수 있다. 포설 경로는 직선 경로뿐만 아니라 곡선 경로도 포함하고 있으므로, 경로가 변경되는 위치에도 케이블 가이드 장치가 설치될 수 있다. 예를 들어, 수직 방향에서 수평 방향으로 변하는 제1 경로(211) 및 수평 방향에서도 방향이 바뀌는 제2 경로(212)에는 케이블 가이드 장치(25)가 설치될 수 있다.
도 3을 참조하면, 본 발명의 일 실시 예에 따른 케이블 송출용 가이드 장치(25)는 플랜지부(110)와, 본체부(120)와, 체결부(130)와, 롤러(140)를 포함할 수 있다.
플랜지부(110)는 케이블이 포설되는 레일(도 4의 210)에 결합되도록 구성된다. 플랜지부(110)는 체결구에 의해 레일에 결합될 수 있다. 이를 위해, 플랜지부(110)의 하단에는 하나 이상의 체결공이 형성될 수 있다.
본체부(120)는 상하 방향을 따라 슬라이드 홀이 형성되는 메인 플레이트(121)를 가진다. 본체부(120)는 플랜지부(110)에 대하여 상대적으로 슬라이드하도록 구성된다. 이하의 설명에 있어서, 상하 방향은 케이블이 송출되는 방향에 대하여 수직인 방향으로서 본체부(120)가 플랜지부(110)에 대하여 슬라이드하는 방향을 가리킨다. 본체부(120)는 정면에서 바라볼 때 대략적인 U자 형상을 가질 수 있다. 그러나, 본체부(120) 및 플랜지부(110)의 형태는 레일 상의 어느 위치에 설치되느냐에 따라 변형되어 설계될 수 있다. 다만, 플랜지부(110)가 본체부(120)에 대해 상하 방향으로 슬라이딩 가능하도록 구현되며, 이러한 슬라이딩은 본체부에 형성된 라이드 홀에 체결부를 체결하는 방식으로 수동 구현이 되거나, 도 3에 도시되지는 않은 구동부에 의해 제어 신호에 기초하여 구현될 수도 있다.
체결부(130)는 플랜지부(110)를 관통하여 설치되고 슬라이드 홀을 따라 이동가능하다. 체결부(130)는 플랜지부(110)와 본체부(120)를 결합하도록 구성된다. 예를 들어, 체결부(130)는 플랜지부(110)와 슬라이드 홀을 관통하는 볼트(131)와 메인 플레이트(121)를 기준으로 플랜지부(110)의 반대쪽 면에서 볼트(131)에 체결되는 너트(132)를 포함할 수 있다.
롤러(140)는 본체부(120)에 회전가능하게 결합된다. 롤러(140)는 케이블이 송출 될 때 케이블의 자중에 의해 레일 또는 이미 포설된 다른 케이블과 마찰하는 것을 방지할 수 있다. 또한, 롤러(140)는 케이블의 포설 경로가 변경되는 위치에서 케이블의 방향 전환을 가이드하는 역할을 한다.
이와 같이, 본체부(120)가 플랜지부(110)에 대하여 슬라이드 가능하도록 구성되므로, 케이블이 적층되어 케이블의 포설 위치가 높아지는 경우에도 플랜지부(110)가 레일에 결합된 상태에서 본체부(120)의 높이만을 조절함으로써 용이하게 케이블의 포설 높이를 조절할 수 있다. 따라서, 플랜지부에 대한 본체부의 높이가 다른 가이드 장치로 교체할 필요가 없으므로, 케이블 포설 작업에 소요되는 시간을 줄일 수 있고 작업 효율을 향상시킬 수 있다.
일 실시 예에 있어서, 케이블 송출용 가이드 장치(25)는 본체부(120)에 설치되고 케이블의 적층 높이를 검출하도록 구성되는 제1 센서를 더 포함할 수 있다. 제1 센서는 하나 이상의 센서(도 1의 40)에 포함될 수 있다. 제1 센서는 케이블의 적층 높이를 검출할 수 있을 뿐만 아니라 케이블이 비정상적으로 송출(예컨대, 케이블의 적체)되는 경우에 이를 검출할 수도 있다. 제1 센서는 적외선 센서 또는 레이저 센서를 포함할 수 있다. 일 예로서, 제1 센서는 메인 플레이트(121)의 제1 롤러 결합부(121b) 또는 수직 플레이트(123)의 제2 롤러 결합부(123a)에 설치될 수 있다. 다른 예로서, 제1 센서는 메인 플레이트(121) 또는 수직 플레이트(123)에 별도로 설치되는 브라켓에 고정될 수도 있다.
일 실시 예에 있어서, 케이블 송출용 가이드 장치(25)는 제1 센서에 의해 검출된 적층 높이에 기초하여 플랜지부(110)에 대한 본체부(120)의 높이를 조절하도록 구성되는 구동부인 높이 조절 장치를 더 포함할 수 있다. 높이 조절 장치는 제1 센서에 의해 검출된 적층 높이에 기초하여 자동으로 구동될 수도 있고, 관리자 디바이스(10)를 통해 관리자가 제어 신호를 입력한 경우에 이에 더 기초하여 구동되도록 설정될 수도 있다.
일 실시 예에 따르면, 케이블 송출용 가이드 장치(25) 중 적어도 일부는 통신 모듈을 포함하고, 통신 모듈은 중계기(30) 및 관리자 디바이스(10)와 통신 가능하게 연결될 수 있다.
다시 도 1을 참조하면, 중계기(30)는 케이블 시공 현장에서 일정 거리마다 약해진 제어 신호를 증폭하여 재송신하는 등의 작용을 통해 케이블 시공 현장 설치 기기(20)들, 관리자 디바이스(10), 센서들(40) 사이의 통신 및 데이터 송수신을 지원하는 작용을 할 수 있다. 이를 위해 중계기(30)는 케이블 송출 장치(22) 및 케이블 송출용 가이드 장치(25)에 포함된 통신 모듈과 통신 가능할 수 있다.
이를 위해, 중계기(30)는 케이블 시공 현장에서 소정의 거리마다 설치될 수 있다. 예를 들어, 각 중계기(30)는 통신 가능한 반경을 가지며, 이러한 통신 가능한 반경의 적어도 일부가 중첩되어 케이블 시공 현장을 대부분 커버하도록 중계기(30)가 설치될 수 있다.
일 실시 예에 따르면, 센서(40)는 케이블 시공 현장에 설치되어 케이블의 시공 상황을 감지하기 위한 하나 이상의 센서를 포함할 수 있다. 센서(40)는 전술한 것처럼, 케이블 송출용 가이드 장치(25)에 설치된 제1 센서를 포함하고, 제1 센서는 케이블 송출용 가이드 장치(25)의 아래에 포설된 케이블의 적층 높이를 검출할 수 있을 뿐만 아니라 케이블이 비정상적으로 송출(예컨대, 케이블의 적체)되는 경우에 이를 검출할 수도 있다. 제1 센서는 적외선 센서 또는 레이저 센서를 포함할 수 있다.
또한, 일 실시 예에 따르면, 센서(40)는 케이블 시공 현장에 소정의 간격으로 설치되어 케이블의 송출 상황을 모니터링하기 위한 제2 센서를 포함할 수 있다. 제2 센서는 케이블의 송출 시 케이블이 적체되거나 케이블이 경로를 이탈하는 등의 이상이 감지되는 경우 이상 감지 데이터를 생성할 수 있다. 이러한 이상 감지 데이터는 관리자 디바이스로 전송되어 경고 신호가 출력되도록 할 수 있다.
도 5는 본 발명의 일 실시 예에 따른 케이블 시공 현장 설치 기기를 제어하기 위하여 관리자 디바이스에 인공 지능 기반으로 추천 제어 명령을 제공하기 위한 인공 신경망 모듈에 대한 사전 학습 과정을 설명하기 위한 도면이다.
도 5를 참조하면, 관리자 디바이스(10)와 연관된 인공 신경망 모듈은, 관리자 디바이스(10)에 설치된 제어 애플리케이션에 포함된 것일 수도 있고, 관리자 디바이스(10)가 네트워크(15)를 통해 접속 가능한, 원격에 위치한 인공 신경망 모듈일 수도 있다. 이러한 인공 신경망 모듈은 도 5에 도시된 것과 같은 사전 학습 세션에 의해 사전 학습되어 관리자 디바이스에 케이블 시공 현장 설치 기기를 제어하기 위한 추천 제어 명령을 제공할 수 있다.
일 실시 예에 따르면, 추천 제어 명령은 도 2와 관련하여 전술한 것과 같은 케이블 송출 장치(22)의 한 쌍의 송출 부재의 회전 속도 및 방향을 제어함으로써 케이블의 송출 속도 및 방향을 제어하고, 이동부재를 구동함으로써 케이블 송출 장치(22)의 한쌍의 송출부재 사이의 간격을 제어하고, 나아가, 케이블 송출 장치(22)의 전원 온오프를 제어할 수 있다. 또한, 추천 제어 명령은 도 3과 연관지어 전술한 것과 같이 케이블 송출용 가이드 장치(25)에 있어서 플랜지부(110)에 대한 본체부(120)의 높이를 조절하도록 구성되는 구동부인 높이 조절 장치를 제어할 수 있다. 다만, 추천 제어 명령은 구체적인 구성에 대해서는 다양한 변형 예가 존재할 수 있으며, 이에 대해서 한정하지는 않는다.
도 5를 참조하면, 일 실시예에 따른 관리자 디바이스(10)의 인공 신경망 모듈의 사전 학습 세션에서, 인공 신경망 모듈은 사전 학습용 센서 데이터를 입력받을 수 있다. 이와 같은 사전 학습용 센서 데이터는 센서(40)에 의해 과거에 검출된 데이터이거나, 사전 학습을 위해 생성된 것일 수 있다. 인공 신경망 모듈은 이러한 사전 학습용 센서 데이터에 기초하여, 출력 제어 명령을 출력으로서 생성할 수 있다. 이 때, 출력 제어 명령은 센서 데이터에 기초하여 케이블 시공 현장 설치 기기의 최적화된 제어로서 인공 신경망 모듈이 판단한 것일 수 있다.
인공 신경망 모듈은 Transformer, LSTM(Long-Short Term Memory), RNN(Recurrent Neural Network), CNN(Convolution Neural Network), GAN(Generative Adversarial Network), AE(AutoEncoder) 등의 인공 신경망 모듈 중 적어도 하나일 수 있으며, 다층 퍼셉트론(Multi-layer perceptron), 나이브 베이지안 분류(Naive-Bayesian Classification), 랜덤 포레스트 분류(Random Forest Classification) 등의 기계 학습이 이용될 수도 있다.
사전 학습 세션에서 인공 신경망 모듈이 출력하는 출력 제어 명령은 사전 학습용 센서 데이터의 수집 당시에 실제로 관리자에 의해 수행되었거나 관리자가 직접 입력한 정답 데이터(Ground truth)와 비교될 수 있다. 인공 신경망 모듈이 출력하는 출력 제어 명령과 정답 데이터(Ground truth) 사이의 차이, 즉, 에러(-∑y ilogp i)가 최소화되도록 인공 신경망 모듈은 사전 학습될 수 있다. 즉, 인공 신경망 모듈은 출력 제어 명령과 정답 데이터(Ground truth) 사이의 에러(error)를 기초로 hidden layer의 weight를 업데이트하는 방식을 채용할 수 있다. 사전 학습용 센서 데이터는 x1, x2, x3와 같은 input layer의 각 노드에 입력되고, w1과 같은 weight을 기반으로 h1, h2, h3와 같은 hidden layer를 지나 softmax 등의 cost function 기반으로 예측된 출력 제어 명령이 y1인 output layer로 출력되게 된다. 그리고 출력 제어 명령과 정답 데이터(Ground truth) 사이와의 에러(-∑y ilogp i)를 기반으로 인공 신경망 모듈의 weight가 back propagation으로 업데이트될 수 있다.
이와 같은 사전 학습 세션을 마친 후, 사전 학습된 인공 신경망 모듈은 센서 데이터에 기초하여 추천 제어 명령을 출력할 수 있다.
도 6은 본 발명의 일 실시 예에 따른 케이블 시공 현장 설치 기기를 제어하기 위하여 관리자 디바이스에 인공 지능 기반으로 추천 제어 명령을 제공하기 위한 인공 신경망 모듈에 대한 강화 학습 과정을 설명하기 위한 도면이다.
강화 학습(RL; Reinforcement Learning)은 기계 학습(ML; Machine Learning)의 한 영역으로서, 주어진 환경 안에서 정의된 에이전트(Agent)가 현재의 상태(State)를 인식하여 선택 가능한 행동(Action)들 중 보상(Reward)을 최대화하는 행동 또는 행동 순서를 선택하는 학습 방식에 해당한다.
에이전트는 상태를 관찰하여 행동을 선택하는 주체를 의미하고, 환경은 에이전트가 행동을 하면 상호작용을 통해 상태가 바뀌고 보상을 주는 것이며, 상태는 환경의 현재 상황을 나타내는 정보를 의미하고, 행동은 현재 상태에서 에이전트가 하는 것을 의미하며, 보상은 행동의 좋고 나쁨을 표현하는 정보에 해당한다. 여기서 보상은 개선하고자 하는 단일 또는 복수의 목적과 잘 매칭되어야 하고, 상태는 환경을 잘 표현해야 한다.
도 6을 참조하면, 강화 학습 과정에 있어서, 관리자 디바이스(10)와 연관된 인공 신경망 모듈(도 5에 따른 사전 학습 세션을 마친 인공 신경망 모듈일 수 있음)이 에이전트(Agent)가 되고, 케이블 시공 현장에 설치된 센서들(40)이 환경(Environment)이 되며, 센서들(40)이 수집한 센서 데이터가 상태(State, St)가 되고, 인공 신경망 모듈이 출력하는 추천 제어 명령이 행동(Action)(at)으로서 인식될 수 있다. 이 때, 추천 제어 명령은 센서 데이터에 기초하여 인공 신경망 모듈에서 최적화된 제어 명령으로 판단한 것일 수 있다.
이 경우, 에이전트(Agent)인 관리자 디바이스(10)와 연관된 인공 신경망 모듈에 대해서는, 케이블 시공 현장에 설치된 센서들(40)이 검출한 센서 데이터를 상태(State, St)로서 인식하여 선택 가능한 행동(Action)(at), 즉, 인공 신경망 모듈이 출력하는 추천 제어 명령을 보상(Reward)(Rt)을 최대화할 수 있도록 생성하도록 하는 강화 학습이 이루어질 수 있다.
일 실시예에 따르면, 에이전트(Agent)인 관리자 디바이스(10)와 연관된 인공 신경망 모듈은 구현한 상태(State)(즉, 센서 데이터)를 관찰하여 행동(Action)(at)을 선택(즉, 추천 제어 명령을 출력)하기 위한 주체이며, 행동(Action), 즉, 출력된 추천 제어 명령에 대한 긍정적인 피드백이 발생하는 경우(예를 들어, 케이블의 경로 이탈이나 지체와 같은 이상 상황이 발생하지 않고 원활히 케이블 송출 작업이 수행되었다는 피드백이 관리자 디바이스의 제어 애플리케이션을 통해 입력되는 경우 등)에는 보상이 주어지게 하고, 부정적인 평가가 존재하거나 어떠한 피드백도 발생하지 않는 경우 등에는 보상이 주어지지 않게 하는 방식으로 보상이 설계될 수 있다. 그리고 에이전트가 보상이 최대화되는 방향으로 행동(Action), 즉, 추천 제어 명령을 출력하는 과정이 반복되면서 에이전트에 대한 강화 학습이 이루어질 수 있다. 이에 따라, 에이전트인 관리자 디바이스(10)와 연관된 인공 신경망 모듈은 최적화된 추천 제어 명령의 출력을 지속적으로 수행할 수 있게 된다.
이처럼, 본 발명의 일 실시 예에 따른 관리자 디바이스(10)와 연관된 인공 신경망 모듈은 센서 데이터에 기초하여 사전 학습 과정을 거치게 될 뿐만 아니라, 사전 학습된 이후에도 이러한 강화 학습을 통해 보다 최적화된 추천 제어 명령을 출력하도록 설계되었으므로, 관리자는 자신의 판단 하에 제어 명령을 입력할 수도 있으며, 제어 애플리케이션에서 제공하는 추천 제어 명령을 선택하여 입력할 수도 있게 되므로 관리자의 부담을 경감하면서도 케이블 시공 현장 설치 기기(20)에 대한 제어 명령을 적절히 입력할 수 있게 되는 효과가 발생한다.
이상과 같이 실시 예들이 비록 한정된 도면에 의해 설명되었으나, 해당 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 상기를 기초로 다양한 기술적 수정 및 변형을 적용할 수 있다. 예를 들어, 설명된 기술들이 설명된 방법과 다른 순서로 수행되거나, 및/또는 설명된 시스템, 구조, 장치, 회로 등의 구성요소들이 설명된 방법과 다른 형태로 결합 또는 조합되거나, 다른 구성요소 또는 균등물에 의하여 대치되거나 치환되더라도 적절한 결과가 달성될 수 있다.
그러므로, 다른 구현들, 다른 실시 예들 및 청구범위와 균등한 것들도 후술하는 청구범위의 범위에 속한다.
1: 케이블 시공 현장의 제어 시스템
10: 관리자 디바이스
15: 네트워크
20: 케이블 시공 현장 설치 기기
22: 케이블 송출 장치
25: 케이블 송출용 가이드 장치
30: 중계기
40: 센서
10: 관리자 디바이스
15: 네트워크
20: 케이블 시공 현장 설치 기기
22: 케이블 송출 장치
25: 케이블 송출용 가이드 장치
30: 중계기
40: 센서
Claims (10)
- 케이블 시공 현장의 제어 시스템으로서,
상기 케이블 시공 현장의 관리자로부터 제어 명령을 수신하기 위한 하나 이상의 관리자 디바이스;
상기 케이블 시공 현장에서 사용되는 하나 이상의 케이블 시공 현장 설치 기기 - 상기 하나 이상의 케이블 시공 현장 설치 기기는 케이블 송출 장치 및 케이블 송출용 가이드 장치 중 적어도 하나를 포함함 -;
상기 케이블 시공 현장 설치 기기 사이의 통신을 중계하기 위한 하나 이상의 중계기; 및
상기 케이블 시공 현장에 설치되어 케이블의 시공 상황을 감지하기 위한 센서를 포함하되,
상기 센서는 상기 케이블 송출용 가이드 장치에 설치된 제1 센서를 포함하고, 상기 제1 센서는 상기 가이드 장치의 아래에 포설된 케이블의 적층 높이를 검출하는
케이블 시공 현장의 무선 제어 시스템.
- 제 1 항에 있어서,
상기 케이블 송출 장치는 케이블을 지지한 상태로 일 방향으로 송출하며, 동력을 전달하는 구동 모터, 상기 구동 모터에 의해 회전하는 한 쌍의 송출부재, 상기 한 쌍의 송출부재 사이의 간격을 조절하기 위한 이동 부재를 포함하고,
상기 케이블 송출 장치는 상기 관리자 디바이스와 통신 가능하게 연결되어 상기 관리자 디바이스로부터 수신한 제어 신호에 기초하여 케이블의 송출 방향, 송출 속도 및 상기 케이블 송출 장치의 한 쌍의 송출부재 사이의 간격 중 적어도 하나를 제어하도록 구동되는
케이블 시공 현장의 무선 제어 시스템.
- 제 1 항에 있어서,
상기 중계기는 상기 케이블 시공 현장에 소정의 거리마다 설치되어 상기 케이블 시공 현장 기기, 상기 관리자 디바이스 및 상기 센서 중 적어도 하나 사이의 통신을 지원하는
케이블 시공 현장의 무선 제어 시스템.
- 제 3 항에 있어서,
상기 하나 이상의 케이블 시공 현장 설치 기기 중 적어도 일부는 통신 모듈을 포함하고, 상기 통신 모듈은 상기 중계기 및 상기 관리자 디바이스와 통신 가능하게 연결되되,
상기 통신 모듈은 소정의 거리 이내의 통신이 가능하며, 상기 하나 이상의 케이블 시공 현장 설치 기기 중 상기 적어도 일부는 상기 소정의 거리마다 적어도 하나를 포함하는
케이블 시공 현장의 무선 제어 시스템.
- 제 1 항에 있어서,
상기 관리자 디바이스는, 상기 관리자 디바이스 상에 설치된 제어 애플리케이션의 사용자 인터페이스를 통해 관리자로부터 상기 제어 명령을 수신하는
케이블 시공 현장의 무선 제어 시스템.
- 제 5 항에 있어서,
상기 제어 애플리케이션의 상기 사용자 인터페이스는 상기 케이블 시공 현장 설치 기기에 대한 추천 제어 명령을 제공하되, 상기 추천 제어 명령은 상기 관리자 디바이스와 연관된 인공 신경망 모듈에 의해 생성되는 것인
케이블 시공 현장의 무선 제어 시스템.
- 삭제
- 제 1 항에 있어서,
상기 케이블 송출용 가이드 장치는,
케이블이 포설되는 레일에 결합되기 위한 플랜지부와,
상기 레일의 방향에 대하여 수직인 상하 방향으로 상기 플랜지부에 대해 슬라이딩 가능한 본체부와,
상기 플랜지부를 상기 본체부로부터 상하 방향으로 슬라이딩하기 위한 구동부
를 포함하되,
상기 제1 센서에 의해 감지된 상기 케이블의 적층 높이에 기초하여 상기 플랜지부가 상기 본체부에 대해 상하 방향으로 슬라이딩되도록 구동되는
케이블 시공 현장의 무선 제어 시스템.
- 제 1 항에 있어서,
상기 센서는 상기 케이블 시공 현장에 소정의 간격으로 설치되어 케이블의 송출 상황을 모니터링하기 위한 제2 센서를 포함하고, 상기 제2 센서는 케이블의 송출 시 이상이 감지되는 경우 이상 감지 데이터를 생성하는
케이블 시공 현장의 무선 제어 시스템.
- 제 6 항에 있어서,
상기 인공 신경망 모듈은 사전 학습용 센서 데이터에 기초한 사전 학습 세션을 거친 사전 학습된 인공 신경망 모듈이며, 상기 관리자 디바이스와 네트워크를 통해 연결되는
케이블 시공 현장의 무선 제어 시스템.
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|---|---|---|---|
| KR1020230088922A KR102622479B1 (ko) | 2023-07-10 | 2023-07-10 | 케이블 송출 장치를 포함하는 케이블 시공 현장의 제어 시스템 |
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|---|---|---|---|
| KR1020230088922A KR102622479B1 (ko) | 2023-07-10 | 2023-07-10 | 케이블 송출 장치를 포함하는 케이블 시공 현장의 제어 시스템 |
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| KR1020230088922A KR102622479B1 (ko) | 2023-07-10 | 2023-07-10 | 케이블 송출 장치를 포함하는 케이블 시공 현장의 제어 시스템 |
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- 2023-07-10 KR KR1020230088922A patent/KR102622479B1/ko active IP Right Grant
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| GRNT | Written decision to grant |