KR102658270B1 - 비접촉 열분포 진단기능 기반 지능형 화재예방 및 차단 시스템 - Google Patents

비접촉 열분포 진단기능 기반 지능형 화재예방 및 차단 시스템 Download PDF

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Abstract

본 발명은 비접촉 열분포 진단기능 기반 지능형 화재예방 및 차단 시스템에 대한 것으로, 태양광 발전과 같은 발전시설의 배전반 등에 대한 화재 발생 사고를 예방하고 이에 따라 송전 및 배전을 차단하여 사고에 따른 피해가 확대되는 것을 방지하는 것이다.
이를 위해, 열화상 정보 및 이미지를 이용하여 열분포 이미지, 특정색상 기반의 이미지 로 변환하고, 가상의 좌표를 중첩하여 좌표이미지가 설정되는 좌표설정이미지를 생성하고, 시스템을 제어하며 관리하는 시스템 중앙제어관리부(10); 열화상정보를 획득하는 센서수단을 관리하는 센서관리부(20); 이상상황을 관리하는 이상관리제어부(30); 및 통신망 및 차단신호를 관리하는 통신관리부(40)로 구성되는 것을 특징으로 하는 비접촉 열분포 진단기능 기반 지능형 화재예방 및 차단 시스템을 제공하게 된다.

Description

비접촉 열분포 진단기능 기반 지능형 화재예방 및 차단 시스템{A smart fire prevention and interrupting system based diagnostic function of untact heat distribution}
본 발명은 비접촉 열분포 진단기능 기반 지능형 화재예방 및 차단 시스템에 대한 것으로, 태양광 발전과 같은 발전시설의 배전반 등에 대한 화재 발생 사고를 예방하고 이에 따라 송전 및 배전을 차단하여 사고에 따른 피해가 확대되는 것을 방지하는 것이다.
일반적으로 태양광 발전 및 다양한 대체에너지를 이용한 발전시설에는 송전 및 배전 등을 위한 배전반과 같은 시설들이 설치되게 된다.
이와 같은 발전시설은 대부분 발전효율을 높은 지역에 설치되기 때문에 그 관리가 어려운 경우가 대부분을 차지한다.
또한, 외부 환경적 요인에 의해, 지락, 단락 등의 사고가 발생되거나, 외부에서 발생되는 화재사고와 복사열 등에 의한 과열 등 다양한 종류의 사고유발인자가 존재하게 된다.
이러한 외부 요인에 의한 사고발생 뿐만 아니라, 시설물 내부에서 발생되는 문제에 의한 사고유발 또한 빈번하게 발생되고 있다.
대표적인 예로, 내부 부품의 고장, 과열 등에 의한 사고 및 화재 발생이 있을 수 있으며, 이에 따라 다양한 기술들이 제안되고 있고, 내부에 화재발생 후 이를 진화하기 위한 소화시설을 구비하는 정도의 기술들이 대부분을 차지하고 있다.
이에 따라 화재를 감지하는 기능을 구현함과 동시에 소화시설을 구축하는 기술을이 개발되고 있고, 대한민국 등록특허 제10-2062218호(태양광발전 시스템 접속반 화재감지방법을 통한 자동 소화장치 가동방법, 이하 '선행기술 1'이라 함. 2019년 12월 27일 등록)는 1초간격으로 온도를 측정하는 제1 단계, 온도값을 1초간격으로 120회 누적하였는지를 판단하는 제2 단계, 이후 누적된 1초 간격 120회의 온도값을 평균하여 평상온도를 산출하는 제3단계, 이후, 1초 간격으로 온도를 측정하는 제4 단계, 이후, 온도값을 1초간격으로 10회 누적하였는지를 판단하는 제5 단계, 이후, 상기 1초 간격으로 10회 온도값을 평균한 값을 통하여 단기평균 온도값 평균을 구하는 제6 단계, 이후, 평상온도 평균보다 단기평균 온도가 1℃ 이상 인가를 판단하는 제7 단계, 상기 제 7단계에서 1℃ 이상인 경우에는 화재로 인지하고 제어장치에 결과를 출력하는 제8단계, 상기 제8단계 이후에 제어장치의 제어부는 태양광 입출력전원 차단을 위한 차단기를 제어하도록 차단제어부에 제어신호를 출력함과 동시에 자동으로 기체분사식 소화기가 작동되도록 기체분사식 소화기에 가동신호를 출력하는 제9단계를 포함하고, 상기 소화기 가동신호에 의해 접속반에 설치된 기체분사식 소화기가 작동되어 가스가 분출되어 상기 접속반의 화재를 소화시키는 기술을 제안하고 있다.
상기와 같은 선행기술 1의 경우 접촉식 감지수단을 구비하여 화재 발생시 이를 감지하는데 소요되는 시간이 길어져 화재 발생에 따른 피해가 커지는 경우가 대부분이었다.
이에 따라 비접촉 방식의 기술에 대한 관심이 높아지게 되고 대한민국 공개특허 제10-2021-0019890호(퓨즈홀더 및 그것을 포함하는, 화재방지를 위한 태양광 발전시스템의 접속반, 이하 '선행기술 2'라 함. 2021년 2월 23일 공개)는 하나 이상의 태양전지 모듈과 인버터 사이에 접속되는 태양광 발전시스템의 접속반이 개시된다. 태양광 발전시스템의 접속반은 퓨즈를 내부에 수용하는 퓨즈 홀더 및 접속반 상태감시장치를 포함하고, 상기 퓨즈 홀더는 그것의 내부에 상기 퓨즈의 전극을 촬영하는 카메라 및 상기 카메라의 촬영을 위한 조명을 제공하는 광원을 포함하는 퓨즈상태 감시모듈을 더 포함하며, 상기 접속반 상태감시장치는 상기 퓨즈상태 감시모듈의 상기 카메라로부터 수신한 상기 퓨즈 전극에 대한 영상을 분석하는 영상분석회로를 포함하고, 상기 영상분석회로는 상기 퓨즈 전극의 색상 변화를 감지하는 것이며, 상기 접속반 상태감시장치는 상기 영상분석회로에 의하여 감지된 상기 퓨즈 전극의 색상 변화가 임계치를 벗어나면 화재예방을 위한 조치를 수행한다. 본 발명에 따른 태양광 발전시스템의 접속반은 화재, 특히 퓨즈홀더에서 발생하는 화재를 방지할 수 있는 기술을 제안하고 있다.
대한민국 공개특허 제10-2020-0087308호(태양광 발전장치의 접속반 화재 경보 시스템, 이하 '선행기술 3'이라 함. 2020년 07월 21일 공개)는 태양광 발전장치의 접속반 화재 경보 시스템은, 태양광 발전장치에서 생산된 전력이 모이는 접속반에 화재가 발생할 위험 또는 화재가 발생하는 것을 감지하기 위한 감지부; 상기 감지부에서 감지된 정보를 이용하여 딥러닝을 통해 상기 접속반에 화재가 발생할 위험을 예측하는 제어부; 및 상기 제어부의 제어에 따라 상기 제어부에서 상기 접속반에 화재가 발생할 위험을 알리는 알람부를 포함할 수 있다. 태양광 발전장치에 연결된 접속반을 적외선 카메라나 열화상 카메라를 이용하여 촬영하고, 촬영된 이미지를 딥러닝 분석을 통해 화재가 발생하는 요인을 분석하여 화재가 발생할 수 상황에 직면할 때, 경보를 발령하여 화재가 발생하는 것을 사전에 방지할 수 있는 기술을 제안하고 있다.
그러나, 앞서 설명한 이유에 따라 선행기술 2 또는 선행기술 3과 같은 영상인식기반 기술을 이용한 기술들을 제안하고 있으나, 배전반 또는 접속함과 같은 시설의 내부 부속 일부분만의 감시를 통하여 화재가 발생되는 것을 감지하고 이를 예방하는 정도의 기술만을 제안하고 있어, 그 화재 발생의 이유나, 이에 따른 전반적인 시설물의 감시가 어려운 문제가 있었다.
또한, 대단위 발전시설의 경우, 발생되는 정보가 많아 실시간으로 처리하는데 어려움이 있었으며, 이로 인하여 소요되는 시간의 증가, 데이터 처리를 위한 비용의 과도한 발생 및 신속한 대체가 어려워 사고 발생에 따른 피해가 더욱더 급증하는 문제가 있었다.
대한민국 등록특허 제10-2062218호(태양광발전 시스템 접속반 화재감지방법을 통한 자동 소화장치 가동방법, 2019년 12월 27일 등록) 대한민국 공개특허 제10-2021-0019890호(퓨즈홀더 및 그것을 포함하는, 화재방지를 위한 태양광 발전시스템의 접속반, 2021년 2월 23일 공개) 대한민국 공개특허 제10-2020-0087308호(태양광 발전장치의 접속반 화재 경보 시스템, 2020년 07월 21일 공개) 대한민국 등록특허 제10-1533439호(전기화재 감시진단 기능을 구비한 태양광 접속반, 2015년 06월 26일 등록)
본 발명은 태양광 발전 등에 이용되는 배전반 또는 접속함과 같은 시설의 내부에서 발생되는 화재 등에 대한 이벤트 상황에 대한 예방 및 사고원인 분석과 같은 효율적인 관리를 실시할 수 있도록 하는 것을 해결하고자 하는 과제로 한다.
본 발명의 또다른 기술적 과제는 효율적인 관리를 위해, 소요되는 시간, 비용을 절감할 수 있도록 하며, 신뢰도가 높은 판별결과를 제공할 수 있도록 하는 비접촉 열분포 진단기능 기반 지능형 화재예방 및 차단 시스템을 제공하는 것이다.
본 발명의 기술적 과제를 해결하기 위한 비접촉 열분포 진단기능 기반 지능형 화재예방 및 차단 시스템에 있어서, 열화상 정보 및 이미지를 이용하여 열분포 이미지, 특정색상 기반의 이미지 로 변환하고, 가상의 좌표를 중첩하여 좌표이미지가 설정되는 좌표설정이미지를 생성하고, 시스템을 제어하며 관리하는 시스템 중앙제어관리부(10); 열화상정보를 획득하는 센서수단을 관리하는 센서관리부(20); 이상상황을 관리하는 이상관리제어부(30); 및 통신망 및 차단신호를 관리하는 통신관리부(40)로 구성되는 것을 특징으로 하는 비접촉 열분포 진단기능 기반 지능형 화재예방 및 차단 시스템을 제공하게 된다.
여기서, 상기 시스템 중앙제어관리부(10)는 시스템의 구동 및 제어를 관리하는 시스템관리모듈(11)과 배전함 또는 접속함과 같은 발전시설에서 실시간으로 전송되는 열화상 이미지를 모니터링하고 관리하는 모니터링관리모듈(12)과 열화상 센서수단 또는 이미지 획득수단으로부터 획득되어 전송되는 열화상 정보 및 이미지를 이용하여 열분포 이미지, 특정색상 기반의 이미지로 변환하고, 가상의 좌표를 중첩하여 좌표이미지가 설정되는 좌표설정이미지를 생성하는 이미지처리관리모듈(13)과 이미지 획득수단으로부터 획득되어 전송되는 초기이미지에 설정할 좌표를 부여하고 관리하는 영상좌표관리모듈(14)을 포함하여 구성된다.
또한, 상기 시스템 중앙제어관리부(10)는 배전함 또는 접속함과 같은 발전시설의 화재발생과 같은 이벤트 또는 부품의 고장에 따른 문제를 선택적으로 파악할 수 있도록 메뉴를 선택하고 관리할 수 있도록 하는 메뉴얼선택관리모듈(15)을 더 포함하게 된다.
또한, 상기 센서관리부(20)는 시설물의 내부 이미지를 촬영하고 관리하는 이미지촬영관리모듈(21)과 촬영된 이미지를 저장하고 관리하는 이미지저장관리모듈(22) 및 열화상을 측정하고 관리하는 열화상측정관리모듈(23)을 포함하여 구성되고, 상기 이미지촬영관리모듈(21)은 시설물의 내부의 이미지 또는 영상을 촬영하고, 이를 관리하기 위한 것으로, 촬영되는 이미지 또는 영상의 화질을 선택하거나, 영상 또는 이미지가 촬영되는 시간을 제어할 수 있도록 한다.
상기 이미지저장관리모듈(22)은 이미지획득수단으로부터 획득되는 이미지저장을 위한 내부메모리를 더 포함하며, 이미지획득수단으로부터 획득된 이미지의 상태를 판독하여 화질상태, 이미지의 파손 상태를 판별하고 이에 따른 저장여부를 판별할 수 있도록 하되, 이미지촬영관리모듈(21)에서 전송되는 이미지를 임시저장한 후 이미지의 화질상태, 파손 상태를 판별하여 정상적인 상태의 이미지를 저장하고, 이를 시스템 중앙제어관리부(10)에 전송할 수 있도록 한다.
또한, 상기 이상관리제어부(30)는 과온과 같은 온도이상여부를 감지하고 판단하는 온도이상감지판단모듈(31)와 이상상황 발생시 이에 대한 관리와 제어를 실시하는 이상관리제어모듈(32)을 포함하여 구성되며, 상기 온도이상감지판단모듈(31)은 열화상 정보를 통한 1차 온도이상감지를 판단하고, 배전반 또는 접속함과 같은 시설물에 설치되어 있는 온도감지센서, 연기 등을 감지하는 연기감지센서 등의 접촉식 센서로부터 감지되는 센서링 정보를 통하여 2차 판단을 통하여 그 신뢰성을 높일 수 있도록 한다.
상기 시스템 중앙제어관리부(10)는 내부메모리를 더 포함하거나, 외부메모리와 연결되어 사용자 또는 관리자에게 제공되는 모니터링화면을 포함하는 모니터링 플랫폼을 저장하고 이를 이용할 수 있도록 한다.
또한, 상기 시스템 중앙제어관리부(10)에는 시설물의 내부에서 발생되는 열에 따른 분포를 진단하고 이에 대한 데이터를 획득할 수 있는 열분포 진단모듈을 더 포함하되, 상기 열분포 진단모듈은 열분도에 따른 등급을 설정하여, 좌표설정에 따라 구획된 구간의 열분포가 높은 지역 순으로 관리순서를 설정하여, 해당 부분을 집중적으로 관리할 수 있도록 한다.
또한, 상기 시스템 중앙제어관리부(10)는 사고발생 원인 분석 모듈을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 비접촉 열분포 진단기능 기반 지능형 화재예방 및 진단시스템을 제공함으로써 본 발명의 기술적 과제를 보다 잘 해결할 수 있도록 한다.
본 발명의 비접촉 열분포 진단기능 기반 지능형 화재예방 및 차단 시스테을 제공함으로써, 관리를 위해 소요되는 시간, 비용 절감 및 신뢰도를 향상시켜, 태양광 발전 등에 이용되는 배전반 또는 접속함과 같은 시설의 내부에서 발생되는 화재 등에 대한 이벤트 상황에 대한 예방 및 사고원인 분석과 같은 효율적인 관리를 실시할 수 있도록 하는 효과가 있다.
도 1은 본 발명에 따른 시스템의 구성도이다.
도 2는 본 발명의 시스템 중앙제어관리부(10)의 구성도이다.
도 3은 본 발명의 센서관리부(20)의 구성도이다.
도 4는 본 발명의 이상관리제어부(30)의 구성도이다.
도 5는 본 발명의 통신관리부(40)의 구성도이다.
도 6은 본 발명의 실시예에 따른 열분포 진단방법에 대한 개요도이다.
도 7과 도 8은 열분포 진단에 따른 모니터링 화면이다.
도 9는 본 발명의 실시예에 따른 제어관리처리에 대한 개요도이다.
도 10은 본 발명의 실시예에 따른 사고원인 분석 모니터링 화면이다.
이하에서 본 발명의 비접촉 열분포 진단기능 기반 지능형 화재예방 및 차단 시스템을 통상의 기술자가 용이하게 실시할 수 있도록 도면을 참조하여 상세하게 설명하도록 한다.
본 발명에 따른 비접촉 열분포 진단기능 기반 지능형 화재예방 및 차단 시스템은 태양광 발전과 같은 시설의 관리유니트에 일체형으로 구비되거나, 외부에 개별로 설치되어 적용될 수 있다.
도 1은 본 발명에 따른 시스템의 구성도이고, 도 2는 본 발명의 시스템 중앙제어관리부(10)의 구성도이고, 도 3은 본 발명의 센서관리부(20)의 구성도이고, 도 4는 본 발명의 이상관리제어부(30)의 구성도이며, 도 5는 본 발명의 통신관리부(40)의 구성도이다.
도 1 내지 도 5를 참조하여 본 발명의 비접촉 열분포 진단기능 기반 지능형 화재예방 및 차단 시스템에 대하여 상세하게 설명하면 내부메모리를 포함하며, 시스템을 제어하고 관리하는 시스템 중앙제어관리부(10), 열화상정보를 획득하는 센서수단을 관리하는 센서관리부(20), 이상상황을 관리하는 이상관리제어부(30) 및 통신망 및 차단신호를 관리하는 통신관리부(40)로 구성된다.
여기서, 상기 시스템 중앙제어관리부(10)는 내부메모리를 더 포함하거나, 외부메모리와 연결되어 사용자 또는 관리자에게 제공되는 모니터링화면을 포함하는 모니터링 플랫폼을 저장하고 이를 이용할 수 있도록 한다.
여기서, 상기 모니터링 플랫폼은 열분포 모니터링, 딥러닝을 기반으로 하는 사고원인 분석 모니터링, 발전량 관리 모니터링, 시설운영 상황 모니터링과 같은 다양한 상황을 사용자 또는 관리자가 용이하게 사용할 수 있도록 구성하여 제공하게 된다.
상기 시스템 중앙제어관리부(10)는 시스템의 구동 및 제어를 관리하는 시스템관리모듈(11)과 배전함 또는 접속함과 같은 발전시설에서 실시간으로 전송되는 열화상 이미지를 모니터링하고 관리하는 모니터링관리모듈(12)과 열화상 센서수단 또는 이미지 획득수단으로부터 획득되어 전송되는 열화상 정보 및 이미지를 이용하여 열분포 이미지, 특정색상 기반의 이미지 등으로 변환하고, 가상의 좌표를 중첩하여 좌표이미지가 설정되는 좌표설정이미지 등을 생성하는 이미지처리관리모듈(13)과 이미지 획득수단으로부터 획득되어 전송되는 초기이미지에 설정할 좌표를 부여하고 관리하는 영상좌표관리모듈(14)을 포함하여 구성된다.
상기 열화상 정보 또는 이미지를 획득하는 수단은 영상이미지를 획득할 수 있는 촬영수단이나 적외선을 이용하여 열분포를 획득할 수 있는 비접촉식 수단이면 무엇이든 가능하다.
여기서, 상기 모니터링관리모듈(12)은 실시간 상황을 모니터링하거나, 사고발생 등의 이벤트가 발생될 경우 이에 대한 데이터를 분석하여 사고원인의 분석, 실시간으로 발전되는 발전량의 비교 분석 등을 실시하고 모니터링할 수 있도록 한다.
또한, 접속반 또는 배전반 등의 시설물에 설치되어 있는 화재감지와 관련된 온도감지센서, 연기감지센서 이외에 접속함에 설치된 인버터의 지락발생에 따른 이상유무, 단락과부하발생여부, 낙뢰와 같은 이벤트 상황에 대하여도 모니터링을 실시할 수 있도록 하고, 관리자 또는 사용자에게 정보를 전송하거나, 사고원인의 분석, 발전량의 비교분석 및 스트링 이상 검출과 같은 모니터링 작업을 수행하게 되는 것이다.
여기서, 상기 영상좌표관리모듈(14)은 이미지 획득 수단으로부터 획득된 초기이미지의 크기에 따라 X축과 Y축으로 가상 격자형태로 구획하여 각각의 구획된 지점의 좌표값을 부여하고 이에 대한 정보를 관리하는 것이다.
이때, 초기 촬영된 시설물의 내부영상에 각각의 부품 또는 시설의 종류와 각 시설물의 판별을 위한 식별표시와 함께 좌표가 설정되도록 한다.
예를 들어, 다수개의 접속반이 이용되는 경우 '접속반ID-X값-Y값'과 같은 형태로 좌표값을 부여하여 인식표시를 설정하도록 한다.
이때, 상기 시스템 중앙제어관리부(10)는 메뉴얼선택관리모듈(15)을 더 포함하게 되는데, 상기 메뉴얼선택관리모듈(15)은 배전함 또는 접속함과 같은 발전시설의 화재발생과 같은 이벤트 또는 부품의 고장에 따른 문제를 파악할 수 있도록 하는 메뉴를 선택하고 관리할 수 있도록 하는 것이다.
예를 들어, 사용자 또는 관리자가 메뉴얼선택관리모듈(15)의 '화재발생메뉴'를 선택하게 되면, 열화상이미지를 이용하여 화재가 발생하는 이벤트를 집중적으로 판별하고 이에 따른 절차를 진행할 수 있도록 하는 것이며, '부품고장문제발생 메뉴'를 선택할 경우 열화상이미지를 이용하여 상시 온도보다 낮게 측정되는 경우 부품의 고장에 따른 미동작으로 판별하여 이를 안내하고 처리할 수 있도록 하는 것이다.
여기서, 상기와 같은 메뉴얼선택관리모듈(15)에서 선택할 수 있는 사용자 메뉴를 '화재발생메뉴'와 '부품고장문제발생 메뉴'를 예 로하여 설명하였을 뿐, 이를 한정하는 것은 아니며, 사용자 또는 관리자가 설정하고 적용하는 '화재발생예측메뉴' 등 다양한 종류의 이벤트 메뉴를 적용할 수 있음을 밝혀둔다.
또한, 상기 시스템 중앙제어관리부(10)에는 시설물의 내부에서 발생되는 열에 따른 분포를 진단하고 이에 대한 데이터를 획득할 수 있는 열분포 진단모듈(미도시)를 더 포함하여 구성된다.
여기서, 상기 열분포 진단모듈은 열분도에 따른 등급을 설정하여, 좌표설정에 따라 구획된 구간의 열분포가 높은 지역 순으로 관리순서를 설정하여, 해당 부분을 집중적으로 관리할 수 있도록 한다.
보다 상세하게 설명하면, 열분포가 높은 등급이 부여된 구획의 경우 영상획득 횟수를 늘린다거나, 영상을 집중적으로 포커싱 하여 획득 하는 등의 방법을 적용하여 전구간을 모두 감시하는데 소요되는 비용과 시간을 절약할 수 있도록 한다.
이때, 후술하는 사고발생 원인 분석모듈에서 분석되고 메모리에 저장되어 있는 사고이력데이터를 이용하여 사고다발 구획에 대한 정보를 획득하고, 영상정보와 비교하여 이를 보다 정밀하게 진단할 수 있도록 한다.
또한, 상기 시스템 중앙제어관리부(10)는 사고원인에 대하여 딥러닝과 같은 기계학습을 기반으로 하여 분석하고 모니터링 할 수 있도록 하며, 분석된 사고이력데이터를 메모리에 저장하는 사고발생 원인 분석 모듈(미도시)을 더 포함하여 구성된다.
상기 센서관리부(20)는 시설물의 내부 이미지를 촬영하고 관리하는 이미지촬영관리모듈(21)과 촬영된 이미지를 저장하고 관리하는 이미지저장관리모듈(22) 및 열화상을 측정하고 관리하는 열화상측정관리모듈(23)을 포함하여 구성된다.
여기서, 상기 이미지촬영관리모듈(21)은 시설물의 내부의 이미지 또는 영상을 촬영하고, 이를 관리하기 위한 것으로, 촬영되는 이미지 또는 영상의 화질을 선택하거나, 영상 또는 이미지가 촬영되는 시간을 제어할 수 있도록 하는 것이다.
예를 들어, 촬영되는 이미지의 열화상 값이 상시수준일 경우 촬영되는 영상 또는 이미지의 화질을 낮춰 영상 또는 이미지를 획득하여 이를 이미지처리관리모듈(13)에 전송하고, 이벤트가 발생될 수 있는 열화상 영상이 감지되면 화질을 높여 영상 또는 이미지를 획득할 수 있도록 하는 것이다.
이는, 실시간 또는 일정간격을 두고 획득되고 전송되는 영상 또는 이미지의 전송에 따른 트래픽을 방지하기 위한 것으로 발전시설이 설치되는 장소에 따라 통신사정이 열악한 경우도 발생될 수 있기 때문에 이로 인하여 화재 등의 이벤트가 발생하였을 경우 이에 대한 통보가 늦어져 처리가 늦어지는 문제점을 극복하기 위한 것이다.
또한, 다수개의 발전시설을 관리할 경우 빅데이터를 처리하는데 소요되는 비용을 절감하고 이에 따른 처리시간의 단축을 위한 것이다.
또한, 상기 이미지촬영관리모듈(21)은 촬영되는 이미지 또는 영상의 촬영시간을 설정하고 제어할 수 있는 것으로, 실시간 연속촬영, 또는 일정시간만 촬영하는 간헐적 촬영 또는 특정시간대에 촬영을 진행하는 샘플링 촬영과 같은 촬영시간을 제어하고 관리할 수 있는 것이다.
이 또한, 처리시간 및 처리되는 빅데이터의 양을 절감하기 위한 것이다.
상기 이미지저장관리모듈(22)은 이미지획득수단으로부터 획득되는 이미지를 저장하고 이를 관리하기 위한 것으로, 이미지저장을 위한 내부메모리를 더 포함하고 있어 촬영되고 획득되는 이미지를 일정시간 동안 저장하고 관리할 수 있도록 한다.
보다 상세하게 설명하면, 이미지획득수단으로부터 획득된 이미지의 상태를 판독하여 화질상태, 이미지의 파손 상태 등을 판별하고 이에 따른 저장여부를 판별할 수 있도록 하는 것으로, 이미지촬영관리모듈(21)에서 전송되는 이미지를 임시저장한 후 이미지의 화질상태, 파손 등의 상태를 판별하고 정상적인 상태의 이미지를 저장하고, 이를 시스템 중앙제어관리부(10)에 전송할 수 있도록 한다.
상기 열화상측정관리모듈(23)은 열화상 측정수단의 동작 및 제어관리를 수행한다.
보다 상세하게 설명하면, 열화상 측정수단의 동작시간 및 측정가능한 열화상 구간의 설정과 같은 제어관리를 말하는 것으로, 실시간으로 열화상 측정수단의 동작수시간을 설정하거나, 일정간격을 측정하는 간헐적 동작시간의 설정 또는 특정시간에 측정하는 샘플링 동작시간과 같은 동작시간을 설정하고 관리할 수 있도록 한다.
상기 이상관리제어부(30)는 과온 등의 온도이상여부를 감지하고 판단하는 온도이상감지판단모듈(31)와 이상상황 발생시 이에 대한 관리와 제어를 실시하는 이상관리제어모듈(32)을 포함하여 구성된다.
상기 온도이상감지판단모듈(31)은 열화상 측정수단으로부터 획득된 열화상 정보를 이용하여 사용자 또는 관리자가 설정한 열화상구간 정보와의 비교판독을 실시할 수 있도록 한다.
예를 들어, 사용자 또는 관리자가 열화상에 대하여 온도별 색상구간을 설정하면 이에 따른 열화상의 측정수단으로부터 획득된 열화상 정보의 온도별 색상을 비교하여 온도이상여부를 감지하고 판단할 수 있도록 한다.
이때, 상기 온도이상감지판단모듈(31)은 열화상 정보를 통한 1차 온도이상감지를 판단하고, 배전반 또는 접속함과 같은 시설물에 설치되어 있는 온도감지센서, 연기 등을 감지하는 연기감지센서 등의 접촉식 센서로부터 감지되는 센서링 정보를 통하여 2차 판단을 통하여 그 신뢰성을 높일 수 있도록 한다.
여기서, 상기 온도이상감지판단모듈(31)은 열화상 정보를 통하여 1차로 온도이상감지를 판단하면, 이를 이상관리제어모듈(32)에 1차 이상감지판단 정보를 전송하여 이상상황에 따른 1차 이상관리제어를 실시하게 된다.
예를 들어, 이상상황에 대하여 통신부(40)로 정보를 전달하고 이를 사용자 또는 관리자에게 통보함과 동시에 전력차단 준비 및 소화장치의 구동준비 등의 절차를 진행하게 되는 것이다.
상기와 같이 1차 판단 후, 2차 판단을 거쳐 전력의 완전 차단 또는 소화장치의 동작과 같은 화재발생에 따른 절차를 진행하게 되는 것이다.
상기와 같은 온도이상감지판단모듈(31)은 딥러닝과 같은 기계적학습을 통하여 보다 정밀한 판단이 가능하도록 한다.
여기서 본 발명의 설명을 위하여 딥러닝을 예로 설명하고 있으나, AI 등과 같은 방법도 적용할 수 있음을 밝혀 둔다.
상기 이상관리제어모듈(32)은 이상상황이 발생되었을 때, 이에 대한 관리를 실시하는 것으로 전력의 차단, 소화장치의 구동 등을 제어하고 관리하는 것을 말한다.
상기 통신관리부(40)는 내부 또는 외부통신을 제어하고 관리하며, 통신선로의 이상유무 및 최단통신선로를 선택하고 관리하는 통신선로관리모듈(41) 및 이상상황이 발생되었을 때, 차단신호를 제어하고 관리하는 차단신호제어관리모듈(42)을 포함하여 구성된다.
도 6은 본 발명의 실시예에 따른 열분포 진단방법에 대한 개요도이고, 도 7과 도 8은 열분포 진단에 따른 모니터링 화면이고, 도 9는 본 발명의 실시예에 따른 제어관리처리에 대한 개요도이며, 도 10은 본 발명의 실시예에 따른 사고원인 분석 모니터링 화면이다.
도 6 내지 도 10을 참조하여 설명하면, 본 발명의 비접촉 열분포 진단기능 기반 지능형 화재예방 및 차단 시스템은 태양광 발전시설에 적용할 경우 모듈입력 차단함, 태양광 메인 접속함 및 태양광 인버터에 연결되어 차단과 같은 제어를 수행할 수 있으며, 화재사고가 제일 많이 발생하는 태양광 메인 접속함에 열화상 정보 또는 이미지를 획득하여 적용하게 된다.
여기서, 본 발명의 일 실시예를 위해 태양광 메인 접속함의 열화상 정보 또는 이미지를 획득하여 적용하는 것을 예로 설명하고 있으나 이를 한정하는 것은 아니며 모듈입력 차단함, 태양광 인버터 또는 수배전반 등에도 확대적용할 수 있음을 밝혀둔다.
상기와 같은 열화상 정보 또는 이미지는 접속함 또는 배전반 등의 내부 장치의 일반적인 영상 또는 이미지를 촬영하여 초기 이미지로 저장하고, 열화상 촬영을 통하여 초기열분포 이미지를 저장하며, 상기 이미지 촬영에 따른 좌표설정이미지로 변환한 후 초기열분포 이미지를 중첩합성하여 기본이미지를 생성한다.
이러한 기본이지미 생성 이후 열화상 촬영을 통하여 실시간 또는 간헐적으로 획득되는 이미지와의 비교를 통하여 열분포 이상유무를 판단하게 되는 것이며, 열분포 이상유무가 판단될 경우 이에 대하여 모니터링 실시 및 이 결과에 따른 제어 처리가 이루어지게 된다.
또한, 이때, 모니터링 결과에 따른 데이터 분석을 통하여 사고원인에 대한 분석이 실시되고, 이를 사용자 또는 관리자에게 제공하게 되는 것이다.
이와 같은 구성에 의해 본 발명의 비접촉 열분포 진단기능 기반 지능형 화재예방 및 차단 시스템을 제공할 수 있는 것이다.
10 : 시스템 중앙제어관리부 20 : 센서관리부
30 : 이상관리제어부 40 : 통신관리부
11 : 시스템관리모듈 12 : 모니터링관리모듈
13 : 이미지처리관리모듈 14 : 영상좌표관리모듈
15 : 메뉴얼선택관리모듈 21 : 이미지촬영관리모듈
22 : 이미지저장관리모듈 23 : 열화상측정관리모듈
31 : 온도이상감지판단모듈 32 : 이상관리제어모듈
41 : 통신선로관리모듈 42 : 차단신호제어관리모듈

Claims (10)

  1. 비접촉 열분포 진단기능 기반 지능형 화재예방 및 차단 시스템에 있어서,
    시설물 내의 다수의 위치에서 열화상 정보 및 이미지를 중첩적으로 획득하여 특정색상 기반의 이미지로 변환하고, 시스템을 제어하며 관리하는 시스템 중앙제어관리부(10);
    열화상정보를 획득하는 센서수단을 관리하는 센서관리부(20);
    이상상황을 관리하는 이상관리제어부(30); 및 통신망 및 차단신호를 관리하는 통신관리부(40)로 구성되고,
    상기 시스템 중앙제어관리부(10)는 시스템의 구동 및 제어를 관리하는 시스템관리모듈(11)과 시설물에서 실시간으로 전송되는 열화상 이미지를 모니터링하고 관리하는 모니터링관리모듈(12)과 열화상 센서수단 또는 이미지 획득수단으로부터 획득되어 전송되는 열화상 정보 및 이미지를 이용하여 열분포 이미지를 특정색상 기반의 이미지로 변환하고, 가상의 좌표를 중첩하여 좌표이미지가 설정되는 좌표설정이미지를 생성하는 이미지처리관리모듈(13)과 이미지 획득수단으로부터 획득되어 전송되는 초기이미지에 설정할 좌표를 부여하고 관리하는 영상좌표관리모듈(14)과, 시설물의 내부에서 발생되는 열에 따른 분포를 진단하고 이에 대한 데이터를 획득할 수 있는 열분포 진단모듈(16)을 포함하되, 상기 열분포 진단모듈(16)은 좌표설정에 따라 구획된 구간의 열분포가 높은 등급 지역 순으로 관리순서를 설정하여, 열분포가 높은 등급이 부여된 구획의 경우 영상획득 횟수를 늘리거나, 영상을 집중적으로 포커싱하도록 하고,
    상기 센서관리부(20)는 시설물의 내부 이미지를 촬영하고 관리하는 이미지촬영관리모듈(21)과 촬영된 이미지를 저장하고 관리하는 이미지저장관리모듈(22) 및 열화상을 측정하고 관리하는 열화상측정관리모듈(23)을 포함하고,
    상기 이미지촬영관리모듈(21)은 시설물의 내부의 복수개의 위치에서 이미지 또는 영상을 중첩되게 촬영하되, 촬영되는 이미지 또는 영상의 열화상 값이 상시수준일 경우 촬영되는 영상 또는 이미지의 화질을 낮추고, 이벤트가 발생될 수 있는 열화상 값이 감지되면 화질을 높이거나, 영상 또는 이미지가 촬영되는 시간을 제어할 수 있도록 하는 것을 특징으로 하는 비접촉 열분포 진단기능 기반 지능형 화재예방 및 차단 시스템.
  2. 삭제
  3. 제 1항에 있어서,
    상기 시스템 중앙제어관리부(10)는 배전함 또는 접속함과 같은 발전시설의 화재발생과 같은 이벤트 또는 부품의 고장에 따른 문제를 선택적으로 파악할 수 있도록 메뉴를 선택하고 관리할 수 있도록 하는 메뉴얼선택관리모듈(15)을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 비접촉 열분포 진단기능 기반 지능형 화재예방 및 차단 시스템.
  4. 삭제
  5. 삭제
  6. 제 1항에 있어서,
    상기 이미지저장관리모듈(22)은 이미지획득수단으로부터 획득되는 이미지저장을 위한 내부메모리를 더 포함하며, 이미지획득수단으로부터 획득된 이미지의 상태를 판독하여 화질상태, 이미지의 파손 상태를 판별하고 이에 따른 저장여부를 판별할 수 있도록 하되, 이미지촬영관리모듈(21)에서 전송되는 이미지를 임시저장한 후 이미지의 화질상태, 파손 상태를 판별하여 정상적인 상태의 이미지를 저장하고, 이를 시스템 중앙제어관리부(10)에 전송할 수 있도록 하는 것을 특징으로 하는 비접촉 열분포 진단기능 기반 지능형 화재예방 및 차단 시스템.
  7. 제 1항에 있어서,
    상기 이상관리제어부(30)는 과온과 같은 온도이상여부를 감지하고 판단하는 온도이상감지판단모듈(31)와 이상상황 발생시 이에 대한 관리와 제어를 실시하는 이상관리제어모듈(32)을 포함하여 구성되며,
    상기 온도이상감지판단모듈(31)은 열화상 정보를 통한 1차 온도이상감지를 판단하고, 배전반 또는 접속함과 같은 시설물에 설치되어 있는 온도감지센서, 연기 등을 감지하는 연기감지센서 등의 접촉식 센서로부터 감지되는 센서링 정보를 통하여 2차 판단을 통하여 그 신뢰성을 높일 수 있도록 하는 것을 특징으로 하는 비접촉 열분포 진단기능 기반 지능형 화재예방 및 차단시스템.
  8. 제 1항에 있어서,
    상기 시스템 중앙제어관리부(10)는 내부메모리를 더 포함하거나, 외부메모리와 연결되어 사용자 또는 관리자에게 제공되는 모니터링화면을 포함하는 모니터링 플랫폼을 저장하고 이를 이용할 수 있는 것을 특징으로 하는 비접촉 열분포 진단기능 기반 지능형 화재예방 및 차단시스템
  9. 삭제
  10. 제 1항에 있어서,
    상기 시스템 중앙제어관리부(10)는 사고발생 원인 분석 모듈을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 비접촉 열분포 진단기능 기반 지능형 화재예방 및 차단시스템.
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