KR102668287B1 - Monitorable electric vehicle charging station fire prevention distribution panel and the operating method - Google Patents
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Abstract
본 발명은 모니터링이 가능한 전기차 충전소 화재 예방 분전반에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 열화상 카메라로 복수개의 충전소를 실시간으로 모니터링하고, 이상 현상이 발생할 경우 즉시 알람장치를 작동시켜 안전 위험을 최소화하는 모니터링이 가능한 전기차 충전소 화재 예방 분전반에 관한 것이다.The present invention relates to a fire prevention distribution panel for electric vehicle charging stations that can be monitored. More specifically, the monitoring involves monitoring a plurality of charging stations in real time with a thermal imaging camera and immediately activating an alarm device when an abnormality occurs to minimize safety risks. This is about a possible electric vehicle charging station fire prevention distribution board.
Description
본 발명은 모니터링이 가능한 전기차 충전소 화재 예방 분전반에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 열화상 카메라로 복수개의 충전소를 실시간으로 모니터링하고, 이상 현상이 발생할 경우 즉시 알람장치를 작동시켜 안전 위험을 최소화하는 모니터링이 가능한 전기차 충전소 화재 예방 분전반에 관한 것이다.The present invention relates to a fire prevention distribution panel for electric vehicle charging stations that can be monitored. More specifically, the monitoring involves monitoring multiple charging stations in real time with a thermal imaging camera and immediately activating an alarm device when an abnormality occurs to minimize safety risks. This is about a possible electric vehicle charging station fire prevention distribution board.
일반적으로 전기차 충전소에서 발생하는 화재 위험은 점점 더 증가하는 전기차 보급률과 직결되어 있다. In general, the risk of fire occurring at electric vehicle charging stations is directly related to the ever-increasing penetration rate of electric vehicles.
고속충전에 따른 베터리 과열, 배터리 오버히팅, 충전소 전기 시설의 결함, 충전기 접점에서 발생하는 아크, 그리고 충전포트 및 플러그의 마모는 이러한 화재 위험의 주요 원인 중 하나로 꼽힌다. Battery overheating due to high-speed charging, battery overheating, defects in charging station electrical facilities, arcs occurring at charger contact points, and wear of charging ports and plugs are considered to be some of the main causes of this fire risk.
전기차 충전소 화재 예방에는 다양한 노력이 이루어지고 있다. 비전도성 수계형 소화기 개발, 안전장치를 갖춘 충전기 보급, 과충전 방지 장치 부착, 화재 대응을 위한 제도 개선 등이 그 예이다. Various efforts are being made to prevent fires at electric vehicle charging stations. Examples include the development of non-conductive water-based fire extinguishers, distribution of chargers with safety devices, attachment of overcharge prevention devices, and improvement of systems for fire response.
특히 분전반에서 발생하는 과열 및 열화는 전기차와 충전소, 더 나아가 대형 공공 건물까지 영향을 미칠 수 있다.In particular, overheating and deterioration occurring in distribution boards can affect electric vehicles, charging stations, and even large public buildings.
기존의 모니터링 방법은 이러한 문제점을 효과적으로 해결하지 못하고 있다. Existing monitoring methods do not effectively solve these problems.
본 발명은 분전반의 고도화된 알고리즘을 통해 틸팅 기능을 가진 열화상 카메라, 자료수집장치, AI기능부, 틸팅 컨트롤러, 알람장치를 통합하여 실시간으로 문제를 감지하고 즉각적으로 대응한다. The present invention detects problems in real time and responds immediately by integrating a thermal imaging camera with a tilting function, a data collection device, an AI function unit, a tilting controller, and an alarm device through an advanced algorithm of the distribution board.
따라서 본 발명은 전기차 충전소의 안전성을 높이는 새로운 패러다임을 제시할 수 있다.Therefore, the present invention can present a new paradigm that increases the safety of electric vehicle charging stations.
본 발명은 전술한 문제점을 개선하기 위해 안출된 것으로, 본 발명은 분전반의 열화상 카메라를 통해 실시간으로 복수개의 전기차 충전기를 모니터링하고, 이상 현상이 발생할 경우 즉시 알람장치를 작동시켜 안전 위험을 최소화하는 모니터링이 가능한 전기차 충전소 화재 예방 분전반을 제공하는데 목적이 있다.The present invention was created to improve the above-described problems. The present invention monitors a plurality of electric vehicle chargers in real time through a thermal imaging camera in the distribution board, and immediately activates an alarm device when an abnormality occurs, thereby minimizing safety risks. The purpose is to provide a fire prevention distribution panel for electric vehicle charging stations that can be monitored.
상기와 같은 목적을 달성하기 위하여, 본 발명의 일 실시예는 전력 공급을 담당하여 다른 구성요소에 안정적인 에너지를 제공하는 분전반(10); 상기 분전반(10)에 결합되어 열화상 정보를 획득하는 열화상 카메라(20);를 포함하여, 상기 열화상 카메라가 복수개로 설치된 충전소(80)의 외부 충전부를 촬영하며, 상기 분전반(10) 내의 전원 공급을 제어하는, 상기 열화상 카메라가 복수개로 설치된 충전소(80)의 외부를 촬영하며, 상기 분전반(10) 내의 전원 공급을 제어하는 데 있어, 자동으로 누전과 이상전류를 구분하는 디지털 누전차단기(15)가 장비나 전력 공급에 피해를 주지 않는 이상전류에는 분전반(10)의 전력 공급을 유지하고 오직 누전 시에만 전력을 중단하며 상기 분전반(10)은 상기 디지털 누전차단기(15)와 함께 작동하여 전기차 충전부에서 사전 설정값 이상의 온도가 발생하거나 전력 공급을 방해하는 이상전류를 감지할 경우 원격으로 알람을 전송하며, 상기 분전반(10)은 상기 열화상 카메라(20)와 상기 디지털 누전차단기(15)의 정보를 통합하여 실시간 모니터링을 수행하는 프로세서를 포함하여, 상기 프로세서(50)는 수집된 열화상 정보와 이상전류 정보를 분석하여 원격으로 상기 알람을 전송하는 기능을 제공한다.In order to achieve the above object, an embodiment of the present invention includes a distribution panel 10 that is responsible for supplying power and providing stable energy to other components; A thermal imaging camera 20 coupled to the distribution panel 10 to obtain thermal image information, including a thermal imaging camera, photographs the external charging part of the charging station 80 where a plurality of thermal imaging cameras are installed, and is installed within the distribution panel 10. A digital earth leakage circuit breaker that controls power supply, photographs the exterior of the charging station 80 where a plurality of thermal imaging cameras are installed, and automatically distinguishes between earth leakage and abnormal current in controlling the power supply within the distribution panel 10. (15) maintains the power supply from the distribution board (10) during abnormal currents that do not damage equipment or power supply, and stops power only in case of an electric leak, and the distribution board (10) operates together with the digital earth leakage circuit breaker (15). Therefore, when a temperature exceeding a preset value occurs in the electric vehicle charging unit or an abnormal current that interferes with power supply is detected, an alarm is transmitted remotely, and the distribution board 10 is equipped with the thermal imaging camera 20 and the digital earth leakage circuit breaker 15. ), the processor 50 analyzes the collected thermal image information and abnormal current information and provides a function to remotely transmit the alarm.
또한, 전력 공급을 담당하여 다른 구성요소에 안정적인 에너지를 제공하는 분전반; 영역을 획득하고 분석을 위한 열정보데이터를 취득하고, 여러 각도에서의 촬영이 가능한 틸팅 가능 카메라; 상기 자료 수집 장치로부터 수집된 자료를 분석하여 판단을 내리기 위해, AI는 머신 러닝 알고리즘을 사용하여 시간이 지남에 따라 성능을 향상시키는 AI 기능부; 상기 분전반의 화상 정보를 실시간 감시하도록 설계된 자료수집장치;를 포함하고, 상기 AI기능부를 통해 화재를 조기에 감지함으로써 결함이 손상을 일으키거나 안전 위험을 초래하기 전에 AI기능부가 분전반을 차단하도록 제어 명령하고, 상기 AI기능부가 학습을 통해 카메라를 이동시키는 방향은 트래킹 인풋 모듈에 의한 궤적입력 기능에 의해 전환된 추적 데이터가 틸팅 컨트롤러에게 보내지고, 상기 틸팅 컨트롤러는 추적 데이터를 기반으로 카메라 이동 방향을 조정하고, 이동이 완료되면 조정된 위치에서 카메라를 조작하며, 상기 분전반내 회전이 가능하도록 설치된 틸팅 컨트롤러로 특정부위의 온도를 계측하는 기능을 가지고 복수개의 카메라로 위험요소를 모니터링하고 음성경보를 해주며, 상기 AI 기능부는 카메라의 궤적 정보를 입력받는 궤적입력 기능을 활용하여 입력된 궤적에 따라 그 궤적에 해당되는 온도만을 모니터링한다.Additionally, a distribution panel that is responsible for power supply and provides stable energy to other components; A tiltable camera capable of acquiring areas and thermal information for analysis, and shooting from multiple angles; In order to analyze the data collected from the data collection device and make a decision, the AI includes an AI function that improves performance over time using machine learning algorithms; A data collection device designed to monitor image information of the distribution board in real time; and a control command to be provided to the AI function unit to block the distribution board before a defect causes damage or causes a safety hazard by detecting a fire early through the AI function unit. In the direction in which the AI function unit moves the camera through learning, the tracking data converted by the trajectory input function by the tracking input module is sent to the tilting controller, and the tilting controller adjusts the camera movement direction based on the tracking data. When the movement is completed, the camera is operated from the adjusted position, and the tilting controller installed to enable rotation within the distribution panel has the function of measuring the temperature of a specific area. It monitors risk factors with multiple cameras and provides a voice alarm. , the AI function unit utilizes a trajectory input function that receives trajectory information from a camera and monitors only the temperature corresponding to the trajectory according to the input trajectory.
상기 분전반(10)의 열화상 카메라(20)는 병렬로 연결된 충전소의 외부 열을 측정한다.The thermal imaging camera 20 of the distribution board 10 measures external heat of charging stations connected in parallel.
상기 분전반(10)은 이웃한 상기 충전소(80)의 영상 정보를 획득하고, 여러 각도에서의 촬영이 가능한 틸팅 가능 카메라(20); 상기 틸팅 가능 카메라(20)로 부터 수집된 영상 자료를 분석하여 화재 여부를 판단하는 AI 기능부(40);를 포함하고, 상기 AI기능부(40)를 통해 화재를 조기에 감지함으로써 결함이 손상을 일으키거나 안전 위험을 초래하기 전에 AI기능부(40)가 분전반을 차단하도록 제어 명령한다.The distribution board 10 includes a tiltable camera 20 that acquires image information of the neighboring charging station 80 and is capable of taking pictures from various angles; It includes an AI function unit 40 that analyzes image data collected from the tiltable camera 20 to determine whether there is a fire, and detects fire early through the AI function unit 40 to prevent defects from being damaged. The AI function unit 40 gives a control command to block the distribution board before it causes damage or causes a safety hazard.
본 발명은 모니터링이 가능한 전기 자동차 충전 화재 예방 분전반의 열화상 카메라가 복수개로 상호간 연결 부착된 분전반의 외부를 촬영하기 위해 일정 범위 내에서 틸팅 운동을 하여 세부적인 열 분포를 측정할 수 있다.In the present invention, a plurality of thermal imaging cameras of a monitorable electric vehicle charging fire prevention distribution board can measure detailed heat distribution by tilting within a certain range to photograph the exterior of the distribution board to which a plurality of cameras are connected and attached.
상기 자료수집장치의 정보에서 정상수치 범위를 벗어나는 이상이 발견 될 시 알람 기법으로 지수이동평균 또는 지수가중이동평균을 사용하여 최근 이상 수치의 변화량이 정상수치 범위를 벗어날 시에만 알람을 발생한다.When an abnormality outside the normal value range is discovered in the information of the data collection device, an exponential moving average or exponentially weighted moving average is used as an alarm technique, and an alarm is generated only when the recent change in abnormal value is outside the normal value range.
본 발명은 자료수집장치가 AI 기능부에 열정보데이터 분석 요청 단계; AI 기능부의 열정보데이터 분석에 의한 화재 감지 확인 단계; AI 기능부가 제어 명령에 의한 분전반 차단 실행 단계; AI 기능부가 틸팅 컨트롤러에 추적 데이터 전송 단계; AI 기능부에 의한 틸팅 컨트롤러의 틸팅가능 카메라의 이동 방향 조정 단계; AI 기능부에 의한 알람장치의 경보 발생 단계;를 포함하는 모니터링이 가능하다.The present invention includes the step of requesting analysis of passion information data from the data collection device to the AI function unit; Fire detection confirmation step by analysis of thermal information data of AI function department; Distribution panel blocking execution step by AI function unit control command; The AI function transmits tracking data to the tilting controller; A step of adjusting the movement direction of the tiltable camera of the tilting controller by the AI function unit; Monitoring including the alarm generation step of the alarm device by the AI function unit is possible.
상기 AI기능부는 궤적입력 기능을 활용하여 입력된 궤적에 따라 해당 궤적의 온도만을 모니터링하는 단계;를 더 포함한다.The AI function unit further includes monitoring only the temperature of the corresponding trajectory according to the input trajectory using the trajectory input function.
상기 AI 기능부는 주성분 분석 방법으로 작동한다.The AI function unit operates using a principal component analysis method.
상기 AI 기능부는 통계적 방법과 머신 러닝을 결합하여 확률적으로 화재 가능성을 평가한다.The AI function probabilistically evaluates the possibility of fire by combining statistical methods and machine learning.
상기 분전반, 상기 열화상 카메라, 상기 디지털 누전차단기, 상기 원격 전원 제어 기능 및 상기 충전기가 유기적으로 연결되어 있는 구성을 통해 본 발명은 다음과 같은 효과를 발휘한다.Through a configuration in which the distribution board, the thermal imaging camera, the digital earth leakage circuit breaker, the remote power control function, and the charger are organically connected, the present invention achieves the following effects.
첫째, 낙뢰로부터 발생하는 서지와 유도뢰 등의 이상전류를 정밀하게 감지하여 충전소와 차량에 대한 오작동을 원천 방지한다.First, it accurately detects abnormal currents such as surges and induced lightning generated from lightning to prevent malfunctions in charging stations and vehicles.
둘째, 원격 전원 제어 기능을 통해 분기마다 설치된 전기 충전기의 전원을 편리하게 관리하고, 긴급 상황 시 즉각적인 대응이 가능하다.Second, the remote power control function allows you to conveniently manage the power of electric chargers installed every quarter and provide immediate response in emergency situations.
셋째, 충전기 교체 및 추가 부품 구매에 필요한 비용이 타 제품에 비해 저렴하여 경제적 부담을 줄인다.Third, the cost of replacing the charger and purchasing additional parts is cheaper than other products, reducing the economic burden.
넷째, 발열 시 알람을 통해 차주 또는 충전소에게 즉시 안내하며, 검출된 열영상 정보를 실시간으로 모니터링하여 효율적인 사전 조치가 가능하다.Fourth, in case of fever, the vehicle owner or charging station is immediately notified through an alarm, and efficient proactive measures are possible by monitoring the detected thermal image information in real time.
다섯째, 안전사고를 예방하며 중단 없는 전력 공급을 보장한다.Fifth, prevent safety accidents and ensure uninterrupted power supply.
본 발명은 위와 같은 다양한 효과를 통해 충전소의 안전성과 효율성, 그리고 경제성을 동시에 높이는 구조적 기술적 차별성을 지니고 있다.The present invention has structural and technical differentiation that simultaneously improves the safety, efficiency, and economic feasibility of charging stations through the various effects described above.
도 1은 종래 발명에 따른 충전소 화재의 예를 들어 보여주는 도면이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 모니터링이 가능한 전기차 충전소 화재 예방 분전반의 분전반과 충전소와 열화상 카메라 간의 관계를 개략적으로 나타내는 블럭도이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 AI 기능부와 틸팅 컨트롤러 간의 관계를 개략적으로 나타내는 블럭도이다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 AI 기능부를 통해 구현하는 구성요소 간의 관계를 개략적으로 나타내는 블럭도이다.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 틸팅 운동 시 정보 전달 과정을 보여주는 도면이다.
도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 추적 데이터로 이동 방향을 조정하는 과정 등을 보여주는 도면이다.
도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 경보 발생으로 차단 실행하는 과정 등을 보여주는 도면이다.
도 8은 본 발명의 일 실시예에 따른 화재 감지와 이에 따른 경보 발생 단계를 차례대로 보여주는 도면이다.Figure 1 is a diagram showing an example of a fire at a charging station according to a conventional invention.
Figure 2 is a block diagram schematically showing the relationship between the distribution board of an electric vehicle charging station fire prevention distribution board capable of monitoring according to an embodiment of the present invention, the charging station, and a thermal imaging camera.
Figure 3 is a block diagram schematically showing the relationship between the AI function unit and the tilting controller according to an embodiment of the present invention.
Figure 4 is a block diagram schematically showing the relationship between components implemented through the AI function unit according to an embodiment of the present invention.
Figure 5 is a diagram showing the information transfer process during tilting movement according to an embodiment of the present invention.
Figure 6 is a diagram showing a process of adjusting the direction of movement using tracking data according to an embodiment of the present invention.
Figure 7 is a diagram showing the process of blocking when an alarm is generated according to an embodiment of the present invention.
Figure 8 is a diagram sequentially showing the stages of fire detection and subsequent alarm generation according to an embodiment of the present invention.
상기한 바와 같은 본 발명을 첨부된 도면들과 실시예들을 통해 상세히 설명하도록 한다.The present invention as described above will be described in detail through the attached drawings and examples.
본 발명에서 사용되는 기술적 용어는 단지 특정한 실시 예를 설명하기 위해 사용된 것으로, 본 발명을 한정하려는 의도가 아님을 유의해야 한다. 또한, 본 발명에서 사용되는 기술적 용어는 본 발명에서 특별히 다른 의미로 정의되지 않는 한, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 일반적으로 이해되는 의미로 해석되어야 하며, 과도하게 포괄적인 의미로 해석되거나, 과도하게 축소된 의미로 해석되지 않아야 한다. 또한, 본 발명에서 사용되는 기술적인 용어가 본 발명의 사상을 정확하게 표현하지 못하는 잘못된 기술적 용어일 때에는, 당업자가 올바르게 이해할 수 있는 기술적 용어로 대체되어 이해되어야 할 것이다. 또한, 본 발명에서 사용되는 일반적인 용어는 사전에 정의되어 있는 바에 따라, 또는 전후 문맥상에 따라 해석되어야 하며, 과도하게 축소된 의미로 해석되지 않아야 한다.It should be noted that the technical terms used in the present invention are only used to describe specific embodiments and are not intended to limit the present invention. In addition, the technical terms used in the present invention, unless specifically defined in a different sense in the present invention, should be interpreted as meanings generally understood by those skilled in the art in the technical field to which the present invention pertains, and are not overly comprehensive. It should not be interpreted in a literal or excessively reduced sense. Additionally, if the technical term used in the present invention is an incorrect technical term that does not accurately express the idea of the present invention, it should be replaced with a technical term that can be correctly understood by a person skilled in the art. In addition, general terms used in the present invention should be interpreted according to the definition in the dictionary or according to the context, and should not be interpreted in an excessively reduced sense.
또한, 본 발명에서 사용되는 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한 복수의 표현을 포함한다. 본 발명에서, "구성된다" 또는 "포함한다" 등의 용어는 발명에 기재된 여러 구성 요소들, 또는 여러 단계를 반드시 모두 포함하는 것으로 해석되지 않아야 하며, 그 중 일부 구성 요소들 또는 일부 단계들은 포함되지 않을 수도 있고, 또는 추가적인 구성 요소 또는 단계들을 더 포함할 수 있는 것으로 해석되어야 한다.Additionally, as used in the present invention, singular expressions include plural expressions unless the context clearly dictates otherwise. In the present invention, terms such as “consists of” or “comprises” should not be construed as necessarily including all of the various components or steps described in the invention, and some of the components or steps are included. It may not be possible, or it should be interpreted as including additional components or steps.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명에 따른 바람직한 실시 예를 상세히 설명하되, 도면 부호에 관계없이 동일하거나 유사한 구성 요소는 동일한 참조 번호를 부여하고 이에 대한 중복되는 설명은 생략하기로 한다.Hereinafter, preferred embodiments according to the present invention will be described in detail with reference to the attached drawings, but identical or similar components will be assigned the same reference numbers regardless of the reference numerals, and duplicate descriptions thereof will be omitted.
또한, 본 발명을 설명함에 있어서 관련된 공지 기술에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 흐릴 수 있다고 판단되는 경우 그 상세한 설명을 생략한다. 또한, 첨부된 도면은 본 발명의 사상을 쉽게 이해할 수 있도록 하기 위한 것일 뿐, 첨부된 도면에 의해 본 발명의 사상이 제한되는 것으로 해석되어서는 아니 됨을 유의해야 한다.Additionally, when describing the present invention, if it is determined that a detailed description of related known technologies may obscure the gist of the present invention, the detailed description will be omitted. In addition, it should be noted that the attached drawings are only intended to facilitate easy understanding of the spirit of the present invention, and should not be construed as limiting the spirit of the present invention by the attached drawings.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 모니터링이 가능한 전기차 충전소 화재 예방 분전반의 분전반과 충전소와 열화상 카메라 간의 관계를 개략적으로 나타내는 블럭도이며, 도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 AI 기능부와 틸팅 컨트롤러 간의 관계를 개략적으로 나타내는 블럭도이고, 도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 AI 기능부를 통해 구현하는 구성요소 간의 관계를 개략적으로 나타내는 블록도이다.Figure 2 is a block diagram schematically showing the relationship between the distribution board of the electric vehicle charging station fire prevention distribution board capable of monitoring according to an embodiment of the present invention, the charging station, and the thermal imaging camera, and Figure 3 is an AI function according to an embodiment of the present invention. It is a block diagram schematically showing the relationship between the unit and the tilting controller, and Figure 4 is a block diagram schematically showing the relationship between components implemented through the AI function unit according to an embodiment of the present invention.
도 2에 도시된 바와 같이, 전력 공급을 담당하여 다른 구성요소에 안정적인 에너지를 제공하는 분전반(10); 및 상기 분전반(10)에 결합되어 열화상 정보를 획득하는 열화상 카메라(20);를 포함하여,As shown in Figure 2, a distribution panel 10 that is responsible for power supply and provides stable energy to other components; And a thermal imaging camera 20 coupled to the distribution board 10 to acquire thermal image information.
상기 열화상 카메라가 복수개로 설치된 충전소(80)의 외부를 촬영하며, 상기 분전반(10) 내의 전원 공급을 제어하고, 자동으로 누전을 차단하는 디지털 누전차단기(15)가 이상전류를 감지하여 전력 공급을 중단하고, The thermal imaging camera captures the exterior of the charging station 80, where a plurality of thermal imaging cameras are installed, controls the power supply within the distribution board 10, and the digital earth leakage circuit breaker 15, which automatically blocks earth leakage, detects abnormal current and supplies power. stop,
상기 분전반(10)은 상기 디지털 누전차단기(15)와 함께 작동하여 사전 설정값 이상의 온도나 이상전류를 감지할 경우 원격으로 알람을 전송하며,The distribution board 10 operates together with the digital earth leakage circuit breaker 15 to remotely send an alarm when it detects a temperature or abnormal current above a preset value,
상기 분전반(10)은 상기 열화상 카메라(20)와 상기 디지털 누전차단기(15)의 정보를 통합하여 실시간 모니터링을 수행하는 프로세서를 포함하여,The distribution board 10 includes a processor that performs real-time monitoring by integrating information from the thermal imaging camera 20 and the digital earth leakage circuit breaker 15,
상기 프로세서(50)는 수집된 열화상 정보와 이상전류 정보를 분석하여 원격으로 알람을 전송하거나 전원을 재설정하는 기능을 제공한다.The processor 50 analyzes collected thermal image information and abnormal current information and provides a function to remotely send an alarm or reset the power.
본 발명은 분전반, 열화상 카메라, 디지털 누전차단기, 원격 전원 제어 기능, 그리고 충전기를 유기적으로 연결하여 구성한다. 이러한 구성요소는 다음과 같은 방식으로 작동한다.The present invention is constructed by organically connecting a distribution board, a thermal imaging camera, a digital earth leakage circuit breaker, a remote power control function, and a charger. These components work in the following way:
분전반은 모든 전기 회로의 중심 역할을 하며, 이상전류 발생 시 즉시 차단하는 기능을 수행한다. 특히, 낙뢰로 인한 서지나 유도뢰가 발생할 경우 이를 감지하여 전기 충전기와 차량에 대한 오작동을 원천 차단한다.The distribution board plays a central role in all electrical circuits and performs the function of immediately blocking an abnormal current. In particular, when a surge or induced lightning occurs due to lightning, it detects it and prevents malfunctions in the electric charger and vehicle.
열화상 카메라는 충전기와 차량의 발열 상태를 지속적으로 모니터링한다. 발열이 감지되면 이 정보를 즉시 차주 또는 충전소에게 알리며, 검출된 열영상 정보를 실시간으로 모니터링하는 기능을 갖는다.Thermal imaging cameras continuously monitor the heating status of the charger and vehicle. When heat is detected, this information is immediately notified to the car owner or charging station, and has the function of monitoring the detected thermal image information in real time.
디지털 누전차단기는 누전 외 이상전류에 의한 오작동 차단을 방지한다. 이 기능은 특히 충전 과정에서 이상전류 인입으로 인한 누전차단기의 오작동으로 충전기의 운행을 중단하는 것을 예방한다.A digital earth leakage circuit breaker prevents malfunctions caused by abnormal currents other than earth leakage. This function specifically prevents the charger from stopping due to malfunction of the earth leakage circuit breaker due to abnormal current input during the charging process.
원격 전원 제어 기능은 사용자가 원격으로 분기마다 설치된 전기 충전기의 전원을 제어할 수 있게 한다. 이를 통해 긴급 상황에서도 즉각적인 대응이 가능하다.The remote power control feature allows users to remotely control the power of quarterly installed electric chargers. This allows immediate response even in emergency situations.
도 3과 도 4에 도시된 바와 같이, 본 발명은 복수개의 분전반(10)을 실시간으로 센서 등을 통해 모니터링하고, 이상 현상이 발생할 경우 즉시 알람장치를 작동시켜 화재 위험을 최소화하는 것이다.As shown in Figures 3 and 4, the present invention monitors a plurality of distribution boards 10 in real time through sensors, etc., and immediately activates an alarm device when an abnormal phenomenon occurs to minimize the risk of fire.
아파트 지하 주차장과 같이 기둥이나 내벽에 의해 사각지대가 발생하는 경우 분전반(10)의 외측면 또는 기둥의 측면에 (열화상) 카메라를 부착하여 컨트롤러와 전기적으로 연결하여 화재 방지에 이용할 수 있다.In cases where blind spots occur due to pillars or inner walls, such as in an apartment underground parking lot, a (thermal imaging) camera can be attached to the outside of the distribution panel 10 or the side of the pillar and electrically connected to the controller to prevent fire.
센서에 대해 알아보면, 대표적으로 틸팅 가능 카메라와 (열영상) 카메라 등이 있고, 이외에도 본 발명은 다양한 센서들을 통합하여 화재 또는 이상 상황을 탐지하고 이를 효과적으로 관리하기 위한 센서들을 제공한다. Looking at sensors, representative examples include tiltable cameras and (thermal imaging) cameras. In addition, the present invention integrates various sensors to detect fire or abnormal situations and provide sensors to effectively manage them.
예를 들어, 분전반(10)의 내부 또는 외부에 부착되는 온도 센서와 온도계는 외부 온도 변화를 지속적으로 모니터링한다.For example, a temperature sensor and thermometer attached to the inside or outside of the distribution board 10 continuously monitor changes in external temperature.
특히, 적외선 센서를 사용하면 화재의 초기 단계에서도 높은 온도를 신속하게 감지할 수 있다. In particular, using infrared sensors, high temperatures can be quickly detected even in the early stages of a fire.
적외선 센서들은 고정된 임계값을 초과할 경우 AI기능부(40)에 신호를 보내고, AI기능부(40)는 이를 분석하여 틸팅 가능 카메라의 방향을 조정하거나 알람장치를 작동시킨다.When the infrared sensors exceed a fixed threshold, they send a signal to the AI function unit 40, and the AI function unit 40 analyzes this and adjusts the direction of the tiltable camera or activates an alarm device.
외부 센서와 내부 센서의 조합은 화재 감지의 정확성을 높인다. The combination of external and internal sensors increases the accuracy of fire detection.
즉, 외부 센서는 환경의 온도를, 내부 센서는 디바이스 자체의 온도를 감지한다. In other words, the external sensor detects the temperature of the environment, and the internal sensor detects the temperature of the device itself.
예를 들어, 외부 센서와 내부 센서의 두 가지 데이터를 비교하여 이상치를 판단할 수 있다. 이러한 이상치 판단 알고리즘은 지수평활법을 통해 이상 데이터를 예측한다.For example, an outlier can be determined by comparing two types of data from an external sensor and an internal sensor. This outlier judgment algorithm predicts abnormal data through exponential smoothing.
다른 예로서, 분전반(10)의 내부 또는 외부에 부착되는 광학 센서와 카메라는 시각적 정보를 수집한다. As another example, optical sensors and cameras attached to the inside or outside of the distribution board 10 collect visual information.
시각적 정보는 AI기능부(40)에서 화상 정보와 함께 분석되어 특정 상황에 맞는 조치를 취한다. 즉, 광학 센서가 불꽃을 감지하면 AI기능부(40)는 이를 화재로 판단하여 알람장치를 작동시킨다.The visual information is analyzed together with the image information in the AI function unit 40 to take action appropriate for the specific situation. That is, when the optical sensor detects a flame, the AI function unit 40 determines it to be a fire and activates the alarm device.
또한, 분전반(10)의 내부 또는 외부에 부착되는 바이오 센서와 생체 센서는 특히 충전소가 대규모인 공간에서 몰려드는 사람들의 안전을 보장하는 데 유용하다. In addition, biosensors and biological sensors attached to the inside or outside of the distribution board 10 are particularly useful in ensuring the safety of people flocking to a large charging station.
바이오 센서와 생체 센서들은 사람들의 생체 데이터를 실시간으로 모니터링하여, 예를 들어, 화재에 따른 놀람에 의한 급작스러운 심박수 증가나 기타 이상 증상을 빠르게 감지할 수 있다.Biosensors and biological sensors monitor people's biometric data in real time and can quickly detect, for example, a sudden increase in heart rate due to surprise from a fire or other abnormal symptoms.
분전반(10)의 내부 또는 외부에 부착되는 움직임 센서와 마이크로폰, 소리 센서도 특히 침입에 의한 화재나 자연 화재에 의한 폭발 같은 이상 상황을 감지하는 데 유용하다. 이들은 소리나 움직임의 이상을 감지하여 AI기능부(40)에 신호를 보낸다.Motion sensors, microphones, and sound sensors attached to the inside or outside of the distribution board 10 are also particularly useful for detecting abnormal situations such as fires caused by intrusions or explosions caused by natural fires. They detect abnormalities in sound or movement and send a signal to the AI function unit (40).
또한, 분전반(10)의 내부 또는 외부에 부착 또는 건물 천정에 부착되는 CCTV, 비전 센서와 이미지 캡처 모듈은 고화질의 영상 데이터를 제공한다. In addition, CCTV, vision sensors, and image capture modules attached to the inside or outside of the distribution board 10 or to the ceiling of the building provide high-quality image data.
영상 데이터들은 특히 AI기능부(40)가 화상 정보를 분석할 때 상세한 데이터를 제공하여 분석의 정확성을 높인다.Image data provides detailed data, especially when the AI function unit 40 analyzes image information, thereby increasing the accuracy of analysis.
이상과 같이, 본 발명에서 사용되는 센서들은 각각 특별한 기능과 역할을 수행하며, 센서들이 유기적으로 연결되어 복합적인 이상 상황을 신속하고 정확하게 감지하고 대응할 수 있다.As described above, the sensors used in the present invention each perform a special function and role, and the sensors are organically connected to quickly and accurately detect and respond to complex abnormal situations.
구체적으로 살펴보면, 분전반(10)은 주변 장치(전기자동차 충전소)로 전력 공급의 중심 역할을 한다. Looking specifically, the distribution board 10 plays a central role in supplying power to peripheral devices (electric vehicle charging stations).
본 발명에서 분전반(10)은 틸팅 가능 카메라에 의해 외부 열이 측정되며, 열 정보는 자료수집장치로 전송된다.In the present invention, the external heat of the distribution board 10 is measured by a tiltable camera, and the heat information is transmitted to a data collection device.
예를 들어, 분전반(10)은 전력 공급의 핵심 구성요소로, 다양한 전기 회로와 연결되어 있다. For example, the distribution board 10 is a key component of power supply and is connected to various electric circuits.
본 발명에서 분전반(10)은 서로 마주보고 있는 면에 설치된 분전반(10)의 틸팅 가능 카메라에 의해 실시간으로 외부 열이 측정된다. In the present invention, the external heat of the distribution panel 10 is measured in real time by a tiltable camera installed on the side facing each other.
이 때, 열을 측정하는 방법으로 열화상 카메라를 사용할 수도 있으나, 카메라의 이미지 센서가 빛 외에도 일정 범위의 열에도 민감하다는 점을 이용하여, 카메라 센서의 열에 대한 반응률을 학습(실험)을 통해 파악하고, 이 데이터를 활용하여 일반적으로 촬영되는 이미지의 색상 데이터를 열 정보 데이터로 변환하는 인공지능 알고리즘을 적용할 수 있다.At this time, a thermal imaging camera can be used as a method of measuring heat, but by taking advantage of the fact that the camera's image sensor is sensitive to a certain range of heat in addition to light, the reaction rate of the camera sensor to heat can be determined through learning (experiment). And, using this data, an artificial intelligence algorithm can be applied that converts the color data of commonly photographed images into heat information data.
측정된 열 정보는 자료수집장치로 전송되어 초기 열 정보 데이터 처리와 저장이 이루어진다. The measured heat information is transmitted to the data collection device, where initial heat information data is processed and stored.
이 과정에서 AI기능부(40)로 전달되는 추적 데이터는 화재나 외부 결함이나 다른 이상 현상을 조기에 감지하는 데 사용된다.In this process, the tracking data transmitted to the AI function unit 40 is used to detect fire, external defects, or other abnormalities early.
이 외에도 실영상카메라와 열영상카메라를 동시에 사용할 수도 있고, 실영상카메라를 한쌍으로 설치하여 깊이를 측정할 수 있게 하여, 외부 결함 등을 용이하게 파악할 수 있도록 한다.In addition, a real image camera and a thermal image camera can be used simultaneously, and a pair of real image cameras can be installed to measure depth, making it easy to identify external defects.
상기 틸팅 가능 카메라(20)는 분전반(10)의 외부 열을 측정하고, 회전 가능한 틸팅 컨트롤러(50)에 의해 조절되며, 이는 AI기능부(40)에서 처리된 추적 데이터에 기반한다.The tiltable camera 20 measures the external heat of the distribution panel 10 and is adjusted by the rotatable tilting controller 50, which is based on tracking data processed by the AI function unit 40.
틸팅 가능 카메라(20)는 고해상도의 열감지 센서와 렌즈를 통해 분전반(10)의 외부 열을 정밀하게 측정한다. The tiltable camera 20 precisely measures the external heat of the distribution panel 10 through a high-resolution thermal sensor and lens.
틸팅 가능 카메라(20)는 회전 가능한 틸팅 컨트롤러에 의해 다양한 각도와 방향으로 조절이 가능하다. The tiltable camera 20 can be adjusted to various angles and directions by a rotatable tilting controller.
틸팅 컨트롤러는 스텝 모터와 기어 메커니즘을 활용하여 카메라의 위치를 미세하게 조정할 수 있다. The tilting controller utilizes a step motor and gear mechanism to finely adjust the camera's position.
AI기능부(40)에서는 트래킹 인풋 모듈을 통해 분전반(10)의 이상 온도나 다른 위험 요소를 실시간으로 추적한다. The AI function unit 40 tracks abnormal temperatures or other risk factors of the distribution board 10 in real time through a tracking input module.
이러한 추적 데이터는 틸팅 컨트롤러에 전송되어, 카메라의 이동 방향과 각도를 적절하게 조절한다. This tracking data is transmitted to the tilting controller, which appropriately adjusts the camera's movement direction and angle.
이 과정은 빠른 시간 내에 이상 현상을 감지하고 대응할 수 있게 해, 안전성을 높이는 효과를 가져온다.This process enables detection and response to abnormalities within a short period of time, resulting in increased safety.
또한, 틸팅 가능 카메라는 다양한 분전반(10)을 동시에 모니터링할 수 있어, 자원을 효율적으로 배치하는 데 기여한다. 이는 유지보수 비용을 절감하고 시스템의 전반적인 효율성을 향상시킨다.Additionally, the tiltable camera can monitor various distribution panels 10 simultaneously, contributing to efficient deployment of resources. This reduces maintenance costs and improves the overall efficiency of the system.
틸팅 가능 카메라의 이러한 기능은 AI기능부(40)의 고급 알고리즘과 결합되어, 단순한 열 측정을 넘어 다양한 위험 요소를 신속하고 정확하게 감지할 수 있다. 이는 신뢰성 높은 모니터링을 가능하게 하며, 사용자에게 더 나은 경험을 제공한다.These features of the tiltable camera, combined with the advanced algorithms of the AI function unit 40, can quickly and accurately detect a variety of hazards beyond simple heat measurement. This enables highly reliable monitoring and provides a better experience for users.
자료수집장치(30)는 틸팅 가능 카메라로부터 받은 실시간 화상 정보를 처리한다. 실시간 화상 정보는 AI기능부(40)로 전송되어 분석되며, 상기 열정보 데이터 및 추적 데이터는 지수평활법으로 예측한다.The data collection device 30 processes real-time image information received from a tiltable camera. Real-time image information is transmitted to the AI function unit 40 and analyzed, and the thermal information data and tracking data are predicted using exponential smoothing.
예를 들어, 자료수집장치(30)는 틸팅 가능 카메라로부터 받은 실시간 화상 정보를 처리하는 역할을 한다. 자료수집장치(30)는 고속의 데이터 처리 능력과 충분한 저장 공간을 갖추고 있다. 실시간으로 수집된 화상 정보는 초기 필터링 과정을 거쳐 불필요한 데이터를 제거한다. 이후, 필터링된 데이터는 AI기능부(40)로 전송된다.For example, the data collection device 30 serves to process real-time image information received from a tiltable camera. The data collection device 30 has high-speed data processing capabilities and sufficient storage space. Image information collected in real time goes through an initial filtering process to remove unnecessary data. Afterwards, the filtered data is transmitted to the AI function unit 40.
AI기능부(40)에서는 열정보데이터를 분석하여 이웃 분전반(10)의 상태를 판단한다. 특히, 화재나 열화, 과열 등의 이상 현상이 감지되면 즉시 분전반(10)을 차단하는 제어 명령(추적 데이터를 통한 틸팅 명령)을 실행한다. 이러한 신속한 대응은 사고나 재해의 즉각적인 파악에 의해 위험을 크게 줄일 수 있다.The AI function unit 40 analyzes the thermal information data and determines the status of the neighboring distribution board 10. In particular, when an abnormality such as fire, deterioration, or overheating is detected, a control command (tilting command through tracking data) to immediately block the distribution board 10 is executed. This rapid response can greatly reduce risk by immediately identifying an accident or disaster.
자료수집장치(30)는 또한 지수평활법을 활용하여 열정보데이터로 부터 이상 데이터를 예측한다.The data collection device 30 also predicts abnormal data from the thermal information data using the exponential smoothing method.
지수평활법은 최근의 데이터(열정보 데이터 및 추적 데이터 등)에 더 높은 가중치를 부여하여 더욱 정확한 예측이 가능하다. Exponential smoothing allows for more accurate predictions by assigning higher weight to recent data (thermal information data, tracking data, etc.).
예측 방법을 통해, 단순한 이상 데이터를 넘어서 미래의 위험 요소까지도 예측할 수 있다. 예측된 이상 데이터가 특정 임계값을 초과하면, 알람장치가 작동하여 즉시 경보를 발생시킨다.Through predictive methods, it is possible to predict future risk factors beyond simple abnormal data. When the predicted abnormal data exceeds a certain threshold, the alarm device operates and immediately generates an alarm.
이러한 자료수집장치(30)의 구성과 작동 원리는 본 발명의 목적인 실시간 모니터링과 안전 위험 최소화에 크게 기여한다. The configuration and operating principle of this data collection device 30 greatly contributes to real-time monitoring and minimizing safety risks, which are the purposes of the present invention.
또한, 인공지능 알고리즘을 활용한 데이터 분석과 예측 능력은 효율적인 자원 배치와 높은 정확도를 보장한다.Additionally, data analysis and prediction capabilities using artificial intelligence algorithms ensure efficient resource deployment and high accuracy.
AI기능부(40)는 자료수집장치(30)로부터 받은 화상 정보를 분석한다. 화재를 조기에 감지하고, 이에 따른 제어 명령을 분전반(10)에 실행한다. 또한, 이상 데이터 예측에 지수평활법을 활용한다.The AI function unit 40 analyzes image information received from the data collection device 30. A fire is detected early and the corresponding control command is executed on the distribution board (10). Additionally, exponential smoothing is used to predict abnormal data.
예를 들어, AI기능부(40)는 자료수집장치(30)로부터 받은 화상 정보를 심층적으로 분석한다. For example, the AI function unit 40 deeply analyzes image information received from the data collection device 30.
심층 분석 과정에서는 화상 정보를 수치화하여 학습하는 머신러닝 알고리즘과 패턴 인식 기술을 활용하여 화재와 같은 이상 현상을 조기에 감지한다. In the in-depth analysis process, machine learning algorithms and pattern recognition technology that learn by quantifying image information are used to detect abnormalities such as fire at an early stage.
AI기능부(40)는 감지된 화재에 대응하여 분전반(10)에 즉시 제어 명령을 실행한다. The AI function unit 40 immediately executes a control command to the distribution board 10 in response to the detected fire.
상기 제어 명령은 분전반(10)의 차단과 같은 안전 조치를 포함하며, 이를 통해 잠재적인 손상이나 위험 상황을 미연에 방지한다. 이러한 신속한 대응은 효율적인 자원 배치와 운영 비용 절감에 기여한다.The control command includes safety measures such as shutting off the distribution board 10, thereby preventing potential damage or dangerous situations. This rapid response contributes to efficient resource deployment and reduced operating costs.
다른 실시예로서, 상기 틸팅 가능 카메라를 활용하여 분전반(10)의 외부 열을 측정한다. 해당 카메라는 적외선 센서를 통해 분전반(10)의 표면 온도를 측정하고, 표면 온도 정보를 디지털 데이터(열정보 데이터 등)로 변환한다.In another embodiment, the tiltable camera is used to measure the external heat of the distribution panel 10. The camera measures the surface temperature of the distribution panel 10 through an infrared sensor and converts the surface temperature information into digital data (thermal information data, etc.).
자료수집장치(30)는 표면 온도 정보와 같은 디지털 데이터를 받아 실시간으로 저장하고 분석한다. The data collection device 30 receives digital data, such as surface temperature information, and stores and analyzes it in real time.
자료수집장치(30)는 분전반(10)의 외부 열과 더불어, 카메라로부터 입력되는 화상 정보를 또한 수집한다. 이러한 수집된 정보는 AI기능부(40)로 전달되며, 여기서 화재 감지 알고리즘이 적용된다.The data collection device 30 also collects image information input from the camera, in addition to the external heat of the distribution board 10. This collected information is delivered to the AI function unit 40, where a fire detection algorithm is applied.
틸팅 컨트롤러는(50) AI기능부(40)에서 받은 추적 데이터를 기반으로 카메라의 이동 방향을 조절한다. 이를 통해 특정 부위의 온도 관련 화상 정보를 정확하게 측정한다.The tilting controller (50) adjusts the moving direction of the camera based on tracking data received from the AI function unit (40). Through this, temperature-related image information of a specific area is accurately measured.
예를 들어, 틸팅 컨트롤러의 고도화된 기능과 효율성에 의해, 본 발명의 틸팅 컨트롤러는 AI기능부(40)로부터 받은 추적 데이터를 활용하여 카메라의 이동 방향을 신속하고 정확하게 조절한다. For example, due to the advanced functionality and efficiency of the tilting controller, the tilting controller of the present invention uses tracking data received from the AI function unit 40 to quickly and accurately adjust the moving direction of the camera.
조절하는 과정에서 AI기능부(40)는 학습을 통해 트래킹 인풋 모듈(템플릿화된 트래킹 정보)에 의한 궤적입력 기능을 활용한다.In the process of adjustment, the AI function unit 40 utilizes the trajectory input function by the tracking input module (templated tracking information) through learning.
이러한 궤적입력 기능은 특정 부위의 온도 변화를 지속적으로 모니터링하며, 이상 현상이 감지되면 즉시 알람장치를 작동시킨다. 틸팅 컨트롤러의 이러한 기능은 분전반(10)의 다양한 부위를 효과적으로 모니터링할 수 있게 하여, 안전성을 높이고 유지보수 비용을 절감하는 효과를 가져온다. This trajectory input function continuously monitors temperature changes in specific areas and immediately activates an alarm device when an abnormality is detected. This function of the tilting controller allows effective monitoring of various parts of the distribution panel 10, increasing safety and reducing maintenance costs.
여기에서, 궤적입력 기능이라 함은 AI기능부(40)에 의해 학습되어 특정 부위의 온도 변화를 지속적으로 모니터링하는 알고리즘을 말한다. Here, the trajectory input function refers to an algorithm that is learned by the AI function unit 40 and continuously monitors temperature changes in a specific area.
모니터링하는 알고리즘은 특정 부위의 온도가 일정 기준을 초과하거나 이하할 경우 즉시 자동으로 알람장치를 작동시키며, 분전반(10)의 안전성과 유지보수 효율을 높인다.The monitoring algorithm immediately and automatically activates an alarm device when the temperature of a specific area exceeds or falls below a certain standard, improving the safety and maintenance efficiency of the distribution board (10).
트래킹 인풋 모듈이라 함은 AI기능부(40)로부터 받은 추적 데이터를 처리하여 궤적입력 기능에 필요한 파라미터를 제공하는 부품을 말한다. The tracking input module refers to a component that processes tracking data received from the AI function unit 40 and provides parameters necessary for the trajectory input function.
트래킹 인풋 모듈은 카메라의 이동 방향을 신속하고 정확하게 조절할 수 있는 정보를 틸팅 컨트롤러에 제공하며, 이를 통해 특정 부위의 온도 관련 화상 정보를 정확하게 측정한다.The tracking input module provides information to the tilting controller to quickly and accurately adjust the camera's direction of movement, and through this, it accurately measures temperature-related image information of a specific area.
여기에서, 궤적입력 기능이라 함은 AI기능부(40)가 학습을 통해 얻은 데이터를 바탕으로 특정 부위의 온도 변화를 지속적으로 모니터링하는 기능이다.Here, the trajectory input function is a function in which the AI function unit 40 continuously monitors temperature changes in a specific area based on data obtained through learning.
모니터링하는 기능은 이상 현상이 감지될 경우 즉시 알람장치를 작동시키는 역할을 수행한다. The monitoring function serves to immediately activate an alarm device when an abnormality is detected.
모니터링하는 기능에 추가되는 트래킹 인풋 모듈이라 함은 AI기능부(40)에서 추적 데이터를 입력받아 처리하는 부분이다.The tracking input module added to the monitoring function is a part that receives tracking data from the AI function unit 40 and processes it.
트래킹 인풋 모듈은 궤적입력 기능을 활용하여 카메라의 이동 방향을 신속하고 정확하게 조절하는 데 필수적이다.The tracking input module is essential for quickly and accurately adjusting the camera's movement direction using the trajectory input function.
따라서 궤적입력 기능과 트래킹 인풋 모듈은 틸팅 컨트롤러가 분전반(10)의 다양한 부위를 효과적으로 모니터링하게 하여, 안전성을 높이고 유지보수 비용을 절감하는 효과를 가져온다.Therefore, the trajectory input function and tracking input module allow the tilting controller to effectively monitor various parts of the distribution panel 10, resulting in increased safety and reduced maintenance costs.
또한, 틸팅 컨트롤러가 단순히 카메라의 이동 방향을 조절하는 것을 넘어, 실시간 추적 데이터 분석과 카메라의 빠른 대응 능력을 갖추게 한다. In addition, the tilting controller goes beyond simply controlling the camera's direction of movement and provides real-time tracking data analysis and the camera's quick response capabilities.
알람장치(60)는 AI기능부(40)에서 처리된 결과에 따라 작동한다. 이상 현상이 감지되면 즉시 음성으로 경보를 발생시킨다.The alarm device 60 operates according to the results processed by the AI function unit 40. When an abnormality is detected, a voice alarm is immediately issued.
알람장치(60)는 AI기능부(40)와 직접적으로 연결되어 있다. The alarm device 60 is directly connected to the AI function unit 40.
AI기능부(40)에서는 분전반(10)의 열정보 데이터를 실시간으로 분석하고, 이상 현상이나 화재 등을 조기에 감지한다. The AI function unit 40 analyzes the thermal information data from the distribution board 10 in real time and detects abnormalities or fires at an early stage.
상기 이상 현상이 감지되면, AI기능부(40)는 알람장치에 즉시 신호를 전달한다. 알람장치는 이 신호를 받아 음성으로 경보를 발생시키는데, 이 경보는 사람들이 즉시 대응할 수 있도록 설계되어 있다. When the abnormal phenomenon is detected, the AI function unit 40 immediately transmits a signal to the alarm device. The alarm device receives this signal and generates a voice alarm, which is designed so that people can respond immediately.
이러한 알람장치(60)의 작동 원리는 본 발명의 목적과 효과에 직접적으로 기여한다. The operating principle of this alarm device 60 directly contributes to the purpose and effect of the present invention.
AI기능부(40)의 빠른 분석과 알람장치의 즉각적인 경보 발생으로 인해, 잠재적인 위험을 빠르게 인식하고 적절한 조치를 취할 수 있다. 둘째로, 이 알람장치는 높은 정확도의 열정보 데이터 분석을 통해 신뢰성을 높인다. AI기능부(40)의 고급 알고리즘을 통한 분석 결과가 바로 알람장치로 전달되므로, 오경보의 가능성을 최소화한다. Due to the quick analysis of the AI function unit 40 and the immediate alarm generation of the alarm device, potential risks can be quickly recognized and appropriate measures can be taken. Second, this alarm device increases reliability through high-accuracy thermal information data analysis. Since the analysis results through the advanced algorithm of the AI function unit 40 are directly transmitted to the alarm device, the possibility of false alarms is minimized.
따라서 알람장치는 본 발명에서 중요한 역할을 하며, 실시간으로 안전 상태를 모니터링하고 이상 현상 발생 시 즉각적으로 대응할 수 있는 구조를 제공한다.Therefore, the alarm device plays an important role in the present invention and provides a structure that monitors safety conditions in real time and responds immediately when an abnormality occurs.
다른 실시예로서 본 발명은 화재 감지 카메라, 온도 센서, 연기 감지기, 화재 냄새 감지기, 화재 소리 감지기는 다양한 데이터(열정보데이터 등)를 수집하여 화재 감지에 활용한다. As another embodiment, the present invention collects various data (heat information data, etc.) from a fire detection camera, temperature sensor, smoke detector, fire smell detector, and fire sound detector and uses it for fire detection.
화재 감지 카메라, 온도 센서, 연기 감지기, 화재 냄새 감지기, 화재 소리 감지기를 포함하는 센서들은 고유한 특성과 감지 능력을 가지고 있어 각각 다른 변수에서의 이상치를 감지할 수 있다.Sensors, including fire detection cameras, temperature sensors, smoke detectors, fire smell detectors, and fire sound detectors, have unique characteristics and detection capabilities and can detect outliers in different variables.
데이터 수집 과정은 실시간으로 이루어지며, 빠르고 정확한 감지를 위해 네트워크로 연결되어 있다.The data collection process takes place in real time and is networked for fast and accurate detection.
예를 들어 주요 독립변수 결정 과정에서는 수집된 데이터를 분석한다.For example, in the process of determining key independent variables, the collected data is analyzed.
온도, 연기, 화재 냄새 등의 데이터가 주요 독립변수로 결정될 수 있으며, 이는 머신 러닝 알고리즘을 통해 분류된다.Data such as temperature, smoke, and fire smell can be determined as key independent variables, which are classified through machine learning algorithms.
상기 독립변수는 확장성과 재사용성이 뛰어나며, 화재 진단 모델과 같은 다른 모델에서도 활용 가능하다.The independent variable has excellent scalability and reusability, and can be used in other models such as fire diagnosis models.
AI기능부(40)는 진단 모델 구축 단계에서는 주요 독립변수를 기반으로 화재 감지 모델을 생성한다.In the diagnostic model building stage, the AI function unit 40 creates a fire detection model based on key independent variables.
상기 화재 감지 모델은 통계적 방법과 머신 러닝을 결합하여 확률적으로 화재 가능성을 평가한다.The fire detection model combines statistical methods and machine learning to probabilistically evaluate the possibility of fire.
특히, 다양한 알고리즘과 파라미터 조정을 통해 최적화된 모델을 선택한다.In particular, an optimized model is selected through various algorithms and parameter adjustments.
AI기능부(40)는 이상 감지 단계에서는 구축된 화재 감지 모델을 활용하여 데이터의 이상을 감지한다.In the abnormality detection stage, the AI function unit 40 detects data abnormalities using the built fire detection model.
온도가 일정 기준을 초과하거나 연기 및 화재 냄새 데이터가 이상치를 보일 경우, 알림 메커니즘이 작동한다.If the temperature exceeds a certain threshold or smoke and fire odor data show outliers, a notification mechanism is activated.
AI기능부(40)의 이상 감지는 지수이동평균 또는 지수가중이동평균을 활용하여 이상 수치의 변화량을 감지한다.The abnormality detection of the AI function unit 40 uses an exponential moving average or exponentially weighted moving average to detect the amount of change in the abnormal value.
이상 수치의 변화량을 감지하는 과정을 통해 모니터링이 가능한 전기차 충전소 화재 예방 분전반(열정보 데이터 및 추적 데이터 등을 사용하는 AI 기능부 포함)은 빠르고 정확한 화재 감지와 분석을 수행한다.The electric vehicle charging station fire prevention distribution board (including an AI function that uses thermal information data and tracking data), which can be monitored through the process of detecting changes in abnormal values, performs fast and accurate fire detection and analysis.
AI기능부(40)가 포함하는 각 센서 정보(데이터)와 이를 이용한 모델, 알고리즘은 서로 유기적으로 연결되어 있으며, 시스템은 실시간으로 각 데이터와 이를 분석한 모델을 동시에 모니터링 및 모델 조정이 가능하다.Each sensor information (data) included in the AI function unit 40 and the models and algorithms using it are organically connected to each other, and the system is capable of simultaneously monitoring and adjusting the model in real time for each data and the model that analyzed it.
따라서 본 발명은 분전반(10) 화재 예방과 대응에 있어 고도의 효율성과 안정성을 보장한다.Therefore, the present invention ensures high efficiency and stability in preventing and responding to fires in the distribution board (10).
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 틸팅 운동 과정을 보여주는 도면이고, 도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 추적 데이터로 이동 방향을 조정하는 과정 등을 보여주는 도면이며, 도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 경보 발생으로 차단 실행하는 과정 등을 보여주는 도면이고, 도 8은 본 발명의 일 실시예에 따른 화재 감지와 이에 따른 경보 발생 단계를 차례대로 보여주는 도면이다.Figure 5 is a diagram showing a tilting movement process according to an embodiment of the present invention, Figure 6 is a diagram showing a process of adjusting the movement direction with tracking data according to an embodiment of the present invention, etc., and Figure 7 is a diagram showing a tilting movement process according to an embodiment of the present invention. It is a diagram showing the process of executing blocking by generating an alarm according to an embodiment of the present invention, and FIG. 8 is a diagram sequentially showing the stages of fire detection and the corresponding alarm generation according to an embodiment of the present invention.
도 5에 도시된 바와 같이, 본 발명은 외부 열 생성 단계(S101, S102), 열 분포 측정 단계(S103, S104), 틸팅 운동 명령 단계(S105, S106), 세부 열 분포 측정 단계(S107, S108) 등으로 구성된다.As shown in Figure 5, the present invention includes an external heat generation step (S101, S102), a heat distribution measurement step (S103, S104), a tilting movement command step (S105, S106), and a detailed heat distribution measurement step (S107, S108). ), etc.
만일 S102 단계에서 화재를 감지하였다면, 분전반1(11)의 화재를 분전반2(12)에서 감지한 것이 되고, S104와 S106과 S108 단계를 통해 분전반1(11)의 화재 정보를 최대한 수집한다.If a fire is detected in step S102, the fire in panel 1 (11) is detected in panel 2 (12), and the fire information in panel 1 (11) is collected as much as possible through steps S104, S106, and S108.
도 6에 도시된 바와 같이 본 발명은 외부 열 측정 단계(S201), 실시간 화상 정보 전송 단계(S202), 화상 정보 분석 요청 단계(S203), 화재나 외부 결함 감지 단계(S204), 추적 데이터 전송 단계(S205), 이동 방향 조정 단계(S206), 온도 관련 화상 정보 측정 단계(S207), 경보 발생 단계(S208), 이상 데이터 예측 단계(지수평활법)(S209) 등으로 구성된다.As shown in Figure 6, the present invention includes an external heat measurement step (S201), a real-time image information transmission step (S202), an image information analysis request step (S203), a fire or external defect detection step (S204), and a tracking data transmission step. It consists of (S205), movement direction adjustment step (S206), temperature-related image information measurement step (S207), alarm generation step (S208), and abnormal data prediction step (exponential smoothing method) (S209).
도 7에 도시된 바와 같이, 본 발명은 화상 정보 분석 요청 단계(S303), 화재 위험 조기 감지 단계(S304), 추적 데이터 전송 단계(S306), 이동 방향 조정 단계(S307), 온도 관련 화상 정보 측정 단계(S308), 경보 발생 단계(S309), 차단 실행 단계(S310) 등으로 구성된다.As shown in Figure 7, the present invention includes an image information analysis request step (S303), an early fire risk detection step (S304), a tracking data transmission step (S306), a movement direction adjustment step (S307), and temperature-related image information measurement. It consists of a step (S308), an alarm generation step (S309), and a blocking execution step (S310).
도 8에 도시된 바와 같이, 본 발명은 자료수집장치(30)가 AI 기능부에 열정보데이터 분석 요청 단계(S403); AI 기능부(40)의 열정보데이터 분석에 의한 화재 감지 확인 단계(S404); AI 기능부(40)가 제어 명령에 의한 분전반(10) 차단 실행 단계(S405); AI 기능부(40)가 틸팅 컨트롤러(50)에 추적 데이터 전송 단계(S406); AI 기능부에 의한 틸팅 컨트롤러(50)의 틸팅가능 카메라(20)의 이동 방향 조정 단계(S407); AI 기능부에 의한 알람장치(60)의 경보 발생 단계(S408); 등으로 구성된다.As shown in Figure 8, the present invention includes a step (S403) in which the data collection device 30 requests the AI function unit to analyze thermal information data; Fire detection confirmation step (S404) by analyzing the fire information data of the AI function unit 40; The AI function unit 40 executes blocking the distribution board 10 by a control command (S405); The AI function unit 40 transmits tracking data to the tilting controller 50 (S406); Adjusting the movement direction of the tiltable camera 20 of the tilting controller 50 by the AI function unit (S407); Alarm generation step (S408) of the alarm device 60 by the AI function unit; It consists of etc.
구체적으로 살펴보면, 본 발명에 따른 모니터링이 가능한 전기차 충전소 화재 예방 분전반(10)은 다양한 센서를 통합하여 높은 정확성과 빠른 반응성을 보장한다. Specifically, the monitorable electric vehicle charging station fire prevention distribution panel 10 according to the present invention integrates various sensors to ensure high accuracy and quick response.
화재 감지 카메라, 온도 센서, 연기 감지기, 화재 냄새 감지기, 화재 소리 감지기 등은 센서의 다양성을 확보하고 화재의 다양한 특성을 포착한다.Fire detection cameras, temperature sensors, smoke detectors, fire smell detectors, and fire sound detectors ensure diversity of sensors and capture various characteristics of fire.
주로 화재 감지 데이터 수집은 센서 배열을 통해 진행되며, 이러한 센서들은 실시간으로 정보를 자료수집장치(30)에 전송한다.Fire detection data collection is mainly carried out through a sensor array, and these sensors transmit information to the data collection device 30 in real time.
자료수집장치(30)에 저장되는 온도, 연기 및 화재 냄새 데이터는 일반적으로 주요 독립변수로 선택되며, 이러한 변수들은 화재 감지의 정확성을 높이는 역할을 한다.Temperature, smoke, and fire odor data stored in the data collection device 30 are generally selected as main independent variables, and these variables serve to increase the accuracy of fire detection.
주요 독립변수 결정 후, 화재 진단 모델의 구축이 이루어진다.After determining key independent variables, a fire diagnosis model is constructed.
화재 진단 모델은 머신러닝 알고리즘을 활용하여 주요 독립변수를 기반으로 화재 감지 여부를 판단한다.The fire diagnosis model uses machine learning algorithms to determine whether a fire is detected based on key independent variables.
선택된 알고리즘은 데이터셋에 대한 교차 검증을 거쳐 최적화되며, 이를 통해 화재 진단 모델의 정확성이 향상된다.The selected algorithm is optimized through cross-validation on the dataset, which improves the accuracy of the fire diagnosis model.
상기 AI 기능부(40)의 화재 진단 모델은 실시간으로 자료수집장치(30)에 저장되는 센서 데이터를 분석한다.The fire diagnosis model of the AI function unit 40 analyzes sensor data stored in the data collection device 30 in real time.
즉, 온도, 연기, 화재 냄새 데이터가 주요 독립변수로 설정된 상황에서 이상 감지 알고리즘은 이러한 변수의 패턴을 신속하게 분석한다.In other words, in situations where temperature, smoke, and fire smell data are set as key independent variables, the anomaly detection algorithm quickly analyzes the patterns of these variables.
이상 감지 시, 상기 AI 기능부(40)의 알림 시스템은 관리자 또는 책임자에게 즉각적인 통보를 실시하며, 필요한 경우 자동 소화 시스템을 작동시킨다.When an abnormality is detected, the notification system of the AI function unit 40 immediately notifies the manager or person in charge and, if necessary, activates an automatic fire extinguishing system.
알림 장치(60)를 통한 알림 시스템은 여러 통신 채널을 통해 화재 정보를 전송한다.The notification system through the notification device 60 transmits fire information through several communication channels.
예로서 문자 메시지, 이메일, 음성 알림 등이 포함되며, 이를 통해 신속한 대응이 가능하다.Examples include text messages, emails, and voice notifications, which enable rapid response.
상기 알림 시스템은 진단 모델과 유기적으로 연결되어 있으며, 이상 감지 시 즉시 알림을 발생시킨다.The notification system is organically connected to the diagnostic model and immediately generates a notification when an abnormality is detected.
분전반(10) 내부의 자동 소화 시스템은 상기 AI 기능부(40)와 연결되어 있으며, 이상 감지가 확인되면 즉각 작동한다.The automatic fire extinguishing system inside the distribution board 10 is connected to the AI function unit 40 and operates immediately when abnormality detection is confirmed.
이 때, 소화제는 화재의 성격과 위치에 따라 적절하게 분사되며, 이를 통해 화재의 초기 진압이 이루어진다.At this time, the fire extinguishing agent is sprayed appropriately according to the nature and location of the fire, and through this, the initial suppression of the fire is achieved.
또한, 모니터링이 가능한 전기차 충전소 화재 예방 분전반(10)은 지속적인 업데이트와 보완을 거쳐 최적의 성능을 유지한다.In addition, the monitorable electric vehicle charging station fire prevention distribution board (10) maintains optimal performance through continuous updates and supplementation.
예를 들어, 센서의 성능 향상, 알고리즘의 업데이트, 데이터베이스의 확장 등은 상기 AI 기능부(40)의 안정성과 효율성을 높이는 방향으로 진행된다.For example, sensor performance improvement, algorithm update, database expansion, etc. are progressed in the direction of increasing the stability and efficiency of the AI function unit 40.
상기 AI 기능부(40)는 화재의 초기 감지와 대응을 위한 통합 솔루션이며, 센서의 다양성과 알고리즘의 정확성, 알림 시스템의 신속성 등을 통해 높은 안전성을 제공한다.The AI function unit 40 is an integrated solution for early detection and response to fire, and provides high safety through the diversity of sensors, accuracy of algorithms, and speed of the notification system.
화재 감지와 추적을 위한 AI기능부(40)는 다중 단계의 알고리즘과 학습 메커니즘을 통합한다. 초기 단계에서는 트래킹 인풋 모듈에 의해 수집된 궤적 데이터를 틸팅 컨트롤러로 전송한다. 상기 틸팅 컨트롤러는 카메라의 이동 방향을 궤적 데이터를 기반으로 조정한다. 이에 따라 카메라는 이동하며 타겟 영역을 촬영한다.The AI function unit 40 for fire detection and tracking integrates multi-step algorithms and learning mechanisms. In the initial stage, the trajectory data collected by the tracking input module is transmitted to the tilting controller. The tilting controller adjusts the moving direction of the camera based on trajectory data. Accordingly, the camera moves and photographs the target area.
회전 가능한 틸팅 컨트롤러를 통해 학습된 특정 부위의 온도와 관련된 화상 정보를 측정한다. 복수개의 카메라는 위험요소를 지속적으로 모니터링한다. AI기능부(40)는 모니터링하는 궤적에 따라 온도만을 모니터링한다.It measures image information related to the temperature of a specific area learned through a rotatable tilting controller. Multiple cameras continuously monitor hazards. The AI function unit 40 monitors only the temperature according to the monitored trajectory.
자료수집장치(30)에서는 화상 정보의 정상수치 범위를 벗어나는 이상 데이터를 지수평활법으로 예측한다. 지수이동평균 또는 지수가중이동평균을 활용하여, 최근 이상 수치의 변화량이 정상수치 범위를 벗어난 경우에만 알람 장치에 경보를 발생시킨다.The data collection device 30 predicts abnormal data that is outside the normal value range of image information using exponential smoothing. By using an exponential moving average or exponentially weighted moving average, an alarm is generated in the alarm device only when the change in recent abnormal values is outside the normal value range.
본 발명에 따른 AI 기능부(40)에서 사용하는 알고리즘으로 지수평활법과 지수이동평균, 지수가중이동평균은 예측 메커니즘이다. The algorithms used by the AI function unit 40 according to the present invention include exponential smoothing, exponential moving average, and exponentially weighted moving average, which are prediction mechanisms.
지수평활법은 가장 간단한 형태로, 과거 데이터의 지수 가중 평균을 구한다. 지수이동평균은 이를 발전시켜 가장 최근의 데이터에 더 큰 가중치를 두는 방식이다. 지수가중이동평균은 이를 더욱 발전시켜 여러 변수에 대한 가중치를 동시에 고려한다.In its simplest form, exponential smoothing calculates the exponentially weighted average of historical data. The exponential moving average develops this method by placing greater weight on the most recent data. Exponentially weighted moving averages take this further and consider weights for multiple variables simultaneously.
지수평활법은 다음과 같은 수식으로 표현된다.The exponential smoothing method is expressed by the following formula:
지수이동평균은 다음과 같다.The exponential moving average is as follows.
지수가중이동평균은 더 복잡한 형태로, 여러 변수의 가중치를 조절할 수 있는 다중 가중치를 포함한다.Exponentially weighted moving averages are more complex and involve multiple weights that can adjust the weights of multiple variables.
이러한 예측 메커니즘은 화재 감지에서 중요한 역할을 한다. 정상 범위를 벗어난 온도 또는 화상 데이터가 감지되면 이를 통해 즉시 알람장치에 경보를 발생시킨다. 따라서 상기 AI 기능부(40)는 화재의 조기 발견 및 즉시 대응이 가능하다.These predictive mechanisms play an important role in fire detection. When temperature or image data outside the normal range is detected, an alarm is immediately triggered in the alarm device. Therefore, the AI function unit 40 is capable of early detection of fire and immediate response.
상기 AI 기능부(40)에 포함되는 기능인 주성분 분석(Principal Component Analysis, PCA)은 고차원 데이터를 저차원 데이터로 축소하는 방법이다. PCA는 데이터의 분산을 최대화하는 주성분을 찾는 방법으로, 다음과 같은 수학식 3을 사용하여 구현할 수 있다.Principal Component Analysis (PCA), a function included in the AI function unit 40, is a method of reducing high-dimensional data to low-dimensional data. PCA is a method of finding principal components that maximize the variance of data, and can be implemented using Equation 3 below.
(여기서, X는 원본 데이터, U는 주성분 행렬, S는 주성분의 분산 행렬, V^T는 주성분의 역행렬)(Where,
즉, X는 원본 데이터로, 열 정보 데이터, 추적 데이터, 화재 감지 카메라 각도 데이터, 및 온도 센서, 연기 감지기, 화재 냄새 감지기, 화재 소리 감지기의 데이터 등을 사용하여 수집된 데이터이고, U는 주성분 행렬로, 데이터의 분산을 최대화하는 주성분을 나타내며, S는 주성분의 분산 행렬로, 주성분의 분산을 나타내고,That is, , represents the principal component that maximizes the variance of the data, and S is the variance matrix of the principal component, representing the variance of the principal component.
는 주성분의 역행렬로, 주성분을 원본 데이터로 복원할 때 사용된다. is the inverse matrix of the main component, and is used when restoring the main component to the original data.
주성분 분석을 통해 주요 독립변수를 결정하면, 다음과 같은 수학식 4를 사용하여 화재 감지 모델을 구축할 수 있다.Once the main independent variables are determined through principal component analysis, a fire detection model can be built using Equation 4 below.
(여기서, y는 화재 여부, w는 화재 감지 모델의 가중치, x는 주요 독립변수의 벡터)(Here, y is whether there is a fire, w is the weight of the fire detection model, and x is the vector of the main independent variables)
상기 AI 기능부(40)가 화재 감지 모델을 구축한 후에는 이상을 탐지할 수 있다. 여기에서 "이상"은 정상 상태에서 벗어난 상태를 의미한다. 화재 감지 모델을 사용하여 입력 데이터를 분석하여 정상 범위를 벗어난 경우를 이상으로 판단할 수 있다.After the AI function unit 40 builds a fire detection model, it can detect anomalies. Here, “abnormality” means a state that deviates from the normal state. Using a fire detection model, input data can be analyzed to determine cases outside the normal range as abnormal.
이상 탐지를 위해 다음과 같은 수학식 5를 사용할 수 있다.The following Equation 5 can be used for anomaly detection.
여기서, 는 화재 감지 모델의 예측값, 가 정상 범위를 벗어난 경우, 이상으로 판단할 수 있다.here, is the predicted value of the fire detection model, If is outside the normal range, it can be judged as abnormal.
위에서 제시한 공식 외에도 상기 AI 기능부(40)는 다음과 같은 공식을 이용한 알고리즘을 사용할 수 있다.In addition to the formula presented above, the AI function unit 40 can use an algorithm using the following formula.
정규화 알고리즘으로 데이터(열정보 데이터 및 추적 데이터 등)의 분산이 서로 다를 경우, 정규화를 사용하여 데이터를 표준화할 수 있다. If the distribution of data (thermal information data, tracking data, etc.) is different with the normalization algorithm, the data can be standardized using normalization.
상술한 바와 같이 데이터를 정규화하면 다음과 같은 효과를 얻을 수 있다.As described above, normalizing data can achieve the following effects.
상기 AI 기능부(40)에서 수집한 각 센서의 데이터 또는 데이터의 분산이 일정해지므로, 서로 다른 데이터의 크기가 비교하기 쉬워지고, 상기 AI 기능부(40)가 모델 학습의 안정성을 향상시킬 수 있고, 모델의 일반화 성능을 향상시킬 수 있다.Since the data or distribution of data from each sensor collected by the AI function unit 40 becomes constant, it becomes easy to compare the sizes of different data, and the AI function unit 40 can improve the stability of model learning. and can improve the generalization performance of the model.
선형 회귀는 두 변수 간의 선형 관계를 모델링하는 방법이지만, 현실 세계의 데이터는 선형 관계를 따르지 않는 경우가 많다. 이러한 경우, 다항 회귀를 사용하여 비선형 관계를 모델링할 수 있다. Linear regression is a method of modeling a linear relationship between two variables, but real-world data often does not follow a linear relationship. In these cases, polynomial regression can be used to model nonlinear relationships.
일실시예로서, 상기 AI 기능부(40)의 알고리즘에 적용되는 앙상블 학습은 여러 모델을 결합하여 성능을 향상시키는 방법이다. As an example, ensemble learning applied to the algorithm of the AI function unit 40 is a method of improving performance by combining several models.
상기 앙상블 학습에는 서로 다른 데이터셋을 사용하여 여러 모델을 학습하는 방법(배깅), 이전 모델의 오류를 보완하도록 다음 모델을 학습하는 방법(부스팅), 의사결정 트리 모델을 결합하여 사용하는 방법(랜덤 포레스트)이 있다.The ensemble learning includes a method of learning multiple models using different datasets (bagging), a method of learning the next model to compensate for the errors of the previous model (boosting), and a method of combining decision tree models (random Forest).
랜덤 포레스트 공식 등을 추가하면 화재 감지 방법의 정확도와 효율성을 향상시킬 수 있을 것으로 기대된다.It is expected that the accuracy and efficiency of the fire detection method can be improved by adding random forest formulas, etc.
구체적으로 살펴보면, 본 발명에 따른 모니터링이 가능한 전기차 충전소 화재 예방 분전반(10)의 상기 AI 기능부(40)에 주성분 분석(PCA)를 도입하는 것은 데이터 차원의 축소 및 주요 변수의 추출에 있어 효과적인 방안이다. Specifically, introducing principal component analysis (PCA) into the AI function unit 40 of the fire prevention distribution panel 10 of the electric vehicle charging station capable of monitoring according to the present invention is an effective method for reducing the data dimension and extracting key variables. am.
주성분 분석은 원래 고차원 데이터에서 주요한 정보만을 남기고 차원을 축소함으로써 계산 복잡성을 줄인다.Principal component analysis reduces computational complexity by reducing the dimensionality of the original high-dimensional data, leaving only the main information.
자료 수집 장치(30)의 데이터 수집 단계에서, 다수의 (열화상)카메라, CCTV, 또는 센서로부터 받아온 정보는 다차원 특징 벡터로 구성된다. 각 차원은 온도, 연기 농도, 공간의 습도 등 다양한 변수를 나타낸다.In the data collection stage of the data collection device 30, information received from a plurality of (thermal imaging) cameras, CCTVs, or sensors is composed of multidimensional feature vectors. Each dimension represents a different variable, such as temperature, smoke concentration, or humidity of the space.
상기 AI 기능부(40)는 이러한 다차원 특징 벡터를 원점을 중심으로 회전시키는 과정을 통해, 분산이 가장 큰 방향을 찾아낸다. The AI function unit 40 finds the direction in which the variance is greatest through a process of rotating the multidimensional feature vector around the origin.
이렇게 찾아낸 주성분은 원래의 다차원 데이터 공간에 있어서 가장 큰 정보를 포함하고 있다.The principal components found in this way contain the largest amount of information in the original multidimensional data space.
상기 AI 기능부(40)는 데이터의 회전과정 후 얻어진 주성분을 사용하여 원래의 데이터를 새로운 저차원 공간으로 매핑한다. The AI function unit 40 maps the original data to a new low-dimensional space using the principal components obtained after the data rotation process.
상기 AI 기능부(40)는 새로운 저차원 공간에서는 주성분만을 이용하여 화재의 발생 가능성을 예측한다. 여기서는 확률적 분류 모델을 사용할 수 있다. The AI function unit 40 predicts the possibility of fire occurrence using only the main components in the new low-dimensional space. A probabilistic classification model can be used here.
예를 들면, 상기 AI 기능부(40)는 서포트 벡터 머신(SVM) 같은 분류기를 사용하여 저차원 공간에서의 데이터(열 정보 데이터, 추적 데이터, 화재 감지 카메라 각도 데이터, 및 온도 센서, 연기 감지기, 화재 냄새 감지기, 화재 소리 감지기의 데이터 등)를 화재 발생 및 비발생으로 분류한다. 분류기의 학습은 지도학습 방식을 사용하며, 라벨링된 트레이닝 데이터를 필요로 한다.For example, the AI function unit 40 uses a classifier such as a support vector machine (SVM) to use data in a low-dimensional space (thermal information data, tracking data, fire detection camera angle data, and temperature sensors, smoke detectors, Data from fire smell detectors, fire sound detectors, etc.) are classified into fire occurrence and non-occurrence. Classifier learning uses a supervised learning method and requires labeled training data.
상기 AI 기능부(40)는 주성분 분석을 통한 차원 축소 후, 효율적인 알고리즘을 사용하여 데이터를 빠르게 분석할 수 있다. 이를 통해 모니터링이 가능한 전기차 충전소 화재 예방 분전반(10)은 빠른 응답 시간을 보장하며, 부정확한 알람을 최소화한다.The AI function unit 40 can quickly analyze data using an efficient algorithm after dimension reduction through principal component analysis. Through this, the fire prevention distribution panel (10) of the electric vehicle charging station that can be monitored ensures a quick response time and minimizes inaccurate alarms.
화재 예측 모델은 주성분에 기반하여 작성되므로, 본 발명의 상기 AI 기능부(40)는 이러한 주성분을 주기적으로 업데이트한다. 이 업데이트는 새로운 데이터를 계속해서 수집하고 분석함으로써 이루어진다.Since the fire prediction model is created based on principal components, the AI function unit 40 of the present invention periodically updates these principal components. These updates are made by continuously collecting and analyzing new data.
이와 같은 방법은 AI기능부(40)에 적용되어, 화재의 조기 감지 및 신속한 대응을 가능하게 한다. This method is applied to the AI function unit 40, enabling early detection and rapid response to fire.
실제로, 주성분 분석을 통해 차원이 축소된 데이터를 사용하면, 불필요한 정보를 제거하고 중요한 특성만을 분석함으로써 빠르고 정확한 화재 예측이 가능하다.In fact, using data whose dimensions have been reduced through principal component analysis, quick and accurate fire prediction is possible by removing unnecessary information and analyzing only important characteristics.
이렇게 주성분 분석을 활용한 상기 AI 기능부(40)는 차원 축소와 중요 변수 추출을 통해 신속하고 정확한 화재 예측을 실현한다. 이는 화재의 조기 발견과 빠른 대응을 가능하게 하므로, 안전에 크게 기여한다.The AI function unit 40 using principal component analysis realizes quick and accurate fire prediction through dimensionality reduction and extraction of important variables. This greatly contributes to safety by enabling early detection and rapid response to fire.
10 : 분전반
20 : 틸팅 가능 카메라
30 : 자료수집장치
40 : AI 기능부
50 : 틸팅 컨트롤러
60 : 알람장치10: Distribution board
20: Tiltable camera
30: data collection device
40: AI function part
50: Tilting controller
60: Alarm device
Claims (8)
AI 기능부(40)의 열정보데이터 분석에 의한 화재 감지 확인 단계(S402);
AI 기능부(40)가 제어 명령에 의한 분전반(10) 차단 실행 단계(S403);
AI 기능부(40)가 틸팅 컨트롤러(50)에 추적 데이터 전송 단계(S404);
AI 기능부에 의한 틸팅 컨트롤러(50)의 틸팅가능 카메라(20)의 이동 방향 조정 단계(S405);
AI 기능부에 의한 알람장치(60)의 경보 발생 단계(S406);를 포함하는 모니터링이 가능한 전기차 충전소 화재 예방 분전반의 작동 방법.
A step (S401) in which the data collection device 30 requests the AI function to analyze the thermal information data of the charging station 80;
Fire detection confirmation step (S402) by analyzing the fire information data of the AI function unit 40;
The AI function unit 40 executes blocking the distribution board 10 by a control command (S403);
The AI function unit 40 transmits tracking data to the tilting controller 50 (S404);
Adjusting the movement direction of the tiltable camera 20 of the tilting controller 50 by the AI function unit (S405);
A method of operating a fire prevention distribution panel at an electric vehicle charging station capable of monitoring, including an alarm generation step (S406) of the alarm device 60 by the AI function unit.
AI기능부는 궤적입력 기능을 활용하여 입력된 궤적에 따라 해당 궤적에 해당하는 충전소(80)의 온도만을 모니터링하는 단계;를 더 포함하는 모니터링이 가능한 전기차 충전소 화재 예방 분전반의 작동 방법.
In claim 1,
The AI function unit monitors only the temperature of the charging station 80 corresponding to the trajectory according to the input trajectory using the trajectory input function. A method of operating a fire prevention distribution panel at an electric vehicle charging station capable of monitoring, further comprising:
상기 AI 기능부(40)는 주성분 분석 방법으로 작동하는 모니터링이 가능한 전기차 충전소 화재 예방 분전반의 작동 방법.
In claim 1,
A method of operating a fire prevention distribution panel at an electric vehicle charging station capable of monitoring in which the AI function unit 40 operates using a principal component analysis method.
상기 AI 기능부(40)는 통계적 방법과 머신 러닝을 결합하여 확률적으로 화재 가능성을 평가하는 모니터링이 가능한 전기차 충전소 화재 예방 분전반의 작동 방법.In claim 1,
The AI function unit 40 is a method of operating a fire prevention distribution panel at an electric vehicle charging station capable of monitoring that probabilistically evaluates the possibility of fire by combining statistical methods and machine learning.
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- 2023-10-05 KR KR1020230132354A patent/KR102668287B1/en active IP Right Grant
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