KR20180001953A - 오작동 방지 기능을 구비한 화재 감지 시스템 - Google Patents

Abstract

본 발명은 철도 차량에 설치되는 화재감지장치의 오작동에 대하여 분석하고, 대책을 수립하여 화재감지장치에 적용함으로써, 철도 차량 운행 중 화재감지장치가 동작 사양과 다르게 오동작 되더라도 이에 따른 오류 경보의 발생 가능성을 줄이도록 한 오작동 방지 기능을 구비한 화재 감지 시스템에 관한 것으로, 연기를 감지하는 연기감지센서와 온도를 감지하는 열감지센서를 포함하여 구성된 감지기부 및 상기 감지기부로부터 실시간 온도 값, 연기농도 값을 전달받고 미리 설정된 온도 값 및 연기농도 값과 비교 분석하여 화재발생으로 판단될 때 차량 모니터링부로 화재발생 알림을, 또는 감지기부와의 통신이 안되거나 이상데이터가 지속적으로 입력되어 고장발생으로 판단될 때 차량 모니터링부로 고장발생 알림을 전달하는 수신기부를 포함하여 구성된다.
본 발명의 오작동 방지 기능을 구비한 화재 감지 시스템에 따르면, 철도 차량에 설치되는 화재감지장치의 오작동에 대하여 분석하고, 대책을 수립하여 화재감지장치에 적용함으로써, 철도 차량 운행 중 화재감지장치가 동작 사양과 다르게 오동작 되더라도 이에 따른 오류 경보의 발생 가능성을 줄이도록 하는 효과가 있다.

Description

오작동 방지 기능을 구비한 화재 감지 시스템{Fire Detection System having Preventing Malfunction}

본 발명은 오작동 방지 기능을 구비한 화재 감지 시스템에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 철도 차량에 설치되는 화재감지장치의 오작동에 대하여 분석하고, 대책을 수립하여 화재감지장치에 적용함으로써, 철도 차량 운행 중 화재감지장치가 동작 사양과 다르게 오동작 되더라도 이에 따른 오류 경보의 발생 가능성을 줄이도록 한 오작동 방지 기능을 구비한 화재 감지 시스템에 관한 것이다.

일반적으로 열차 및 지하철 등의 철도 차량은 다수의 승객이 이용하는 시설이며, 고속으로 움직이는 특성이 있으므로 화재가 발생할 경우 대형 인명사고로 이어질 수 있는 위험성을 안고 있으며, 화재를 진압하는 시스템으로는 차량 내부의 소정 위치에 배치되어 승객이 수동으로 소형의 화재를 진압할 수 있는 소화기나, 대피수단으로서 차량의 문을 수동으로 개방할 수 있는 시설 및 차량의 운전자와 통화할 수 있는 시설 등이 설치되어 있는 실정이다.

그리고 철도 차량에 설치되는 연기감지센서, 열감지 센서가 설치되어 있는 위치가 차량의 앞쪽 또는 뒤쪽에 설치되어 있기 때문에 화재가 발생하여 온도가 상승하는 위치에서는 정확한 온도를 파악하지 못하는 문제점이 있었다.

또한, 하절기와 같은 계절에 햇빛이 노출된 실외 장소에 주차된 철도 차량이 기동시 초기에 전원을 투입하면, 실내온도의 상승으로 인하여 화재경보기가 작동하거나, 철도 차량 객차의 이동 중 객차에서 발생하는 분진, 지하철과 같이 공기의 유통이 잘 일어나지 않는 곳에서 먼지, 분진 등이 감지센서 내로 유입되어 쇼트, 센서에 유착 등에 의해 감지센서가 오작동을 일으키는 문제점이 발생하여 철도 차량의 운전자로 하여금 오작동에 따른 혼동을 초래하여 운행에 차질을 빚는 문제점이 있었다.

대한민국 공개특허공보 공개번호 제10-2007-0088126호

본 발명은 상술한 문제점을 해결하기 위해 안출된 것으로서, 철도 차량에 설치되는 화재감지장치의 오작동에 대하여 분석하고, 대책을 수립하여 화재감지장치에 적용함으로써, 철도 차량 운행 중 화재감지장치가 동작 사양과 다르게 오동작 되더라도 이에 따른 오류 경보의 발생 가능성을 줄이도록 하는 오작동 방지 기능을 구비한 화재 감지 시스템을 제공하는 것이다.

상술한 목적을 달성하기 위한 본 발명의 오작동 방지 기능을 구비한 화재 감지 시스템은 철도 차량을 구성하는 객차 내의 설치되는 것으로, 연기를 감지하는 연기감지센서와 온도를 감지하는 열감지센서를 포함하여 구성된 감지기부 및 철도 차량을 구성하는 객차 내에 설치되는 것으로, 상기 감지기부로부터 실시간 온도 값, 연기농도 값을 전달받고, 화면을 통해 각각의 값을 표시하며, 미리 설정된 온도 값 및 연기농도 값과 비교 분석하여 화재발생으로 판단될 때 차량 모니터링부로 화재발생 알림을, 또는 감지기부와의 통신이 안되거나 이상데이터가 지속적으로 입력되어 고장발생으로 판단될 때 차량 모니터링부로 고장발생 알림을 전달하는 중계기와 수신기의 기능을 같이하는 간이형 수신기부를 포함하여 구성된다.

상기 감지기부는 광전식 감지기 광원에서 직진성을 띄는 빛이 연기 및 이물질에 의해 산란되어 광원소자에 닿는 양으로 연기농도를 측정하는 연기센서와, 종류가 다른 금속선 결합접점에서 발생하는 저항이나 기전력을 측정하여 온도를 측정하는 온도센서를 포함할 수 있다.

감지기부를 구성하는 복수의 센서부는 한 개의 간이형 수신기부에 각각 독립적으로 연결되는 것으로, 상기 간이형 수신기부는 2개 이상의 센서부로부터 화재발생으로 판단되는 온도 값 및 연기농도 값이 입력되면, 간이형 수신기부의 화면에선 각각의 센서부에 대한 화재발생을 표시하고, 화재발생 신호를 운전실 모니터로 출력할 수 있다.

상기 간이형 수신기부는 감지기부를 구성하는 모든 센서부가 고장으로 판단되면 차량 모니터링부로 고장발생 신호를 출력하며, 1개의 센서부 라도 동작을 하면 차량 운행중이 아닌 차량 유지보수 시에만 고장발생 신호를 출력할 수 있다.

상기 센서부는 전원 및 통신선이 단선되었을 경우에도 보조전원 및 무선통신을 사용하여 간이형 수신기에 온도 값 및 연기농도 값을 전달할 수 있다.

상기 간이형 수신기부는 철도 차량의 기동 시 미리 설정된 대기시간이 지난 후에 실시간 온도 값을 전달받아 분석할 수 있다.

상기 간이형 수신기부는 온도 값 및 연기농도 값을 비교 분석하여 최초 화재발생으로 판단되면 이어지는 온도 값 및 연기농도 값을 축적하며; 미리 설정된 시간 내에 화재발생으로 판단되는 온도 값 및 연기농도 값이 입력되면 화재발생 신호를 출력하고, 화재발생으로 판단되는 온도 값 및 연기농도 값이 입력되지 않으면 온도 값 및 연기농도 값의 축적을 종료할 수 있다.

상기 간이형 수신기부는 DC/DC 컨버터, I/O보드, 터치제어부 및 터미널을 포함하여 구성되며; DC/DC 컨버터는 외부로부터 고전압 전원을 입력받아 I/O보드, 터치제어부, 터미널 및 감지기부의 동작 전원인 저전압 전원으로 변환하여 제공하고; 터미널은 감지기부를 구성하는 센서부와 각각 연결되어 센서부로 동작 전원을 공급하며, 센서부로부터 실시간 온도 값 및 연기농도 값을 각각 전송받고; 터치제어부는 터미널을 통하여 전달받은 온도 값과 연기농도 값을 미리 설정된 온도 값 및 연기농도 값과 비교하여 해당 온도 값 또는 해당 연기농도 값 보다 높으면 화재발생으로 판단하여 I/O보드로 화재발생에 대한 신호를 전송하고, 또는 감지기부로부터 통신 데이터가 전송되지 않거나, 이상데이터가 지속적으로 전송되면 고장발생으로 판단하여 I/O보드로 고장발생에 대한 신호를 전송할 수 있다.

이상에서 설명한 바와 같은 본 발명의 오작동 방지 기능을 구비한 화재 감지 시스템에 따르면, 철도 차량에 설치되는 화재감지장치의 오작동에 대하여 분석하고, 대책을 수립하여 화재감지장치에 적용함으로써, 철도 차량 운행 중 화재감지장치가 동작 사양과 다르게 오동작 되더라도 이에 따른 오류 경보의 발생 가능성을 줄이도록 하는 효과가 있다.

도 1은 본 발명의 일실시예에 따른 오작동 방지 기능을 구비한 화재 감지 시스템을 나타낸 블록도이며,
도 2는 본 발명의 일실시예에 따른 오작동 방지 기능을 구비한 화재 감지 시스템에 사용되는 감지센서를 나타낸 예시도이며,
도 3 내지 도 12는 본 발명의 일실시예에 따른 수신기의 사용 상태를 설명하는 예시도이다.

이하, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 본 발명을 용이하게 실시할 수 있도록 상세히 설명하기 위하여, 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부한 도면을 참조하여 상세하게 설명한다.

본 발명의 일실시예에 따른 오작동 방지 기능을 구비한 화재 감지 시스템은 도 1에 나타낸 바와 같이, 감지기부(100)와 수신기부(500)를 포함하여 구성된다.

감지기부(100)는 철도 차량을 구성하는 객차 내의 복수로 설치되는 것으로, 연기를 감지하는 연기감지센서와 온도를 감지하는 열감지센서를 포함하는 구성된다.

감지기부(100)는 도 2에 나타낸 바와 같이, 광전식 감지기 광원에서 직진성을 띄는 빛이 연기 및 이물질에 의해 산란되어 광원소자에 닿는 양으로 연기농도를 측정하는 연기센서와, 종류가 다른 금속선 결합접점에서 발생하는 저항이나 기전력을 측정하여 온도를 측정하는 온도센서를 포함하여 구성될 수 있다.

본 발명에서는 감지기부(100)를 제1센서부(110), 제2센서부(130) 및 제3센서부(150)로 나타내었으나, 필요에 따라 센서부의 갯수를 증감할 수 있으며, 복수의 센서부는 한 개의 수신기부(500)에 각각 독립적으로 연결될 수 있다.

수신기부(500)는 철도 차량을 구성하는 객차 내에 터치 패널이 구비된 단말기 형태로 설치되는 것으로, DC/DC 컨버터(510), I/O보드(530), 터치제어부(550) 및 터미널(570)을 포함하여 구성된다.

DC/DC 컨버터(510)는 외부로부터 DC 100V 전원을 입력받아 I/O보드(530), 터치제어부(550), 터미널(570) 및 감지기부(100)를 구성하는 센서부의 동작 전원인 DC 24V 전원으로 변환하여 제공한다.

터미널(570)은 감지기부(100)와 연결되어 감지기부(100)를 구성하는 센서부로 동작 전원을 공급하며, 감지기부(100)를 구성하는 센서부로부터 실시간 온도 값 및 연기농도 값을 전송받는다.

터치제어부(550)는 터미널(570)을 통하여 전달받은 센서부를 통해 감지된 온도 값과 연기농도 값을 미리 설정된 온도 값 및 연기농도 값과 비교하여 해당 온도 값 또는 해당 연기농도 값 보다 높으면 화재발생으로 판단하여 I/O보드(530)로 화재발생에 대한 신호를 전송한다.

이때, 터치제어부(550)는 2개 이상의 센서부로부터 화재발생으로 판단되는 온도 값 및 연기농도 값이 입력되면 화재발생 신호를 출력할 수 있다.

그리고 터치제어부(550)는 감지기부(100)로부터 전원 및 통신 케이블의 단선 등으로 인한 통신 데이터가 전송되지 않거나, 감지기부(100)와 수신기부(500)의 제품의 불량으로 인한 이상데이터가 지속적으로 전송되면 고장발생으로 판단하여 I/O보드(530)로 고장발생에 대한 신호를 전송한다.

이때, 터치제어부(550)는 감지기부(100)를 구성하는 모든 센서부가 고장으로 판단되면, 차량 모니터링부로 고장발생 신호를 출력할 수 있다.

따라서, 감지기부(100)를 구성하는 센서부 중 일부만 고장났다면, 이를 제외한 나머지 동작 가능한 센서부를 통하여 감지 동작을 수행한다.

아울러, 터치제어부(550)는 미리 정해진 프로토콜을 사용하여 센서부로부터 전달된 실시간 온도 값, 연기농도 값을 분석하여 화재발생 또는 고장발생을 판단할 수 있다.

상기 수신기부(500)의 I/O보드(530)는 차량 모니터링부(700)로 화재발생 알림 또는 고장발생 알림을 전달하고, 멀티부저(900)로 이에 따른 경보를 전달하여 차량 운전자가 화재발생 또는 고장발생을 인식할 수 있도록 한다.

한편, 터치제어부(550)는 여름철 주차된 철도 차량 내부의 실내온도가 공칭작동온도 값 이상일 때, 최초 차량 기동 시 감지기부의 오작동이 발생할 수 있으므로, 철도 차량의 기동 시 미리 설정된 대기시간이 지난 후에 실시간 온도 값을 전달받아 분석하도록 한다.

그리고 터치제어부(550)는 온도 값 및 연기농도 값을 비교 분석하여 최초 화재발생으로 판단되면 이어지는 온도 값 및 연기농도 값을 축적하며, 미리 설정된 시간 내에 화재발생으로 판단되는 온도 값 및 연기농도 값이 다시 입력되면 화재발생 신호를 출력하고, 화재발생으로 판단되는 온도 값 및 연기농도 값이 입력되지 않으면 온도 값 및 연기농도 값의 축적을 종료한다.

상술한 바와 같이, 본 발명에 따른 수신기부(500)는 터치식 패널을 전면에 구비하여, 조작이 쉽고, 프로그램 설정이 쉽게 할 수 있는 것으로, 수신기부(500)에 최초 전원 투입시 부팅 과정을 거쳐, 도 3에 나타낸 바와 같이 주차모드가 디스플레이된다.

주차모드 중 각각의 센서부의 연기농도 값을 측정하여 기준치(0%) 이상인 경우 한차례 고장발생 정보를 출력하여 오염된 감지기부(100)를 유지보수 인원에게 확인하게 함으로써, 철도 차량 운행 중 오염도가 높아진 감지기부(100)에 의해 잘못된 화재발생 신호를 차량 모니터링부(700) 및 멀티부저(900)에 전달되지 않도록 한다.

한편, 여름철 철도 차량 최초 기동 시 차량 실내 온도가 비정상적으로 높을 경우(수신기부의 공칭 작동온도 이상) 감지기부(100)의 오동작 발생 가능성이 높으므로 10분가량 대기하여 상온으로 돌아오고 난 후 수신기부(500)가 동작하게 한다.

이어서, 주차모드가 종료되고 이상이 없으면, 도 4에 나타낸 바와 같이, 수신기부(500)가 정상동작 중이라는 것을 나타내는 정상동작 모드가 디스플레이된다.

수신기부(500)가 정상동작 하는지 시험을 위한 것으로, 도 5 내지 도 7에 나타낸 바와 같이, 수신기부(500)의 화면 우측 상단의 오른쪽에서 4번째 동작시험 버튼을 클릭하여 각각의 센서부의 상태를 점검한다.

센서부들은 수신기부(500)로 현재 상태를 전송하고, 수신기부(500)는 통신 상태, 전원상태, 축적모드 시험, 센서부들의 오염 정도를 분석하여 동작시험이 완료된 후 화면에 상태를 디스플레이한다.

이어서, 철도 차량의 운행 중 실시간 온도 값과 연기농도 값을 수신기부(500)로 전송하는 센서부들의 데이터가 노이즈 및 외부 영향에 의해 이상이 생길 경우를 대비하여 수신기부(500)와의 정해진 프로토콜을 사용, 해당 프로토콜이 수신기부(500)로 센서부들의 정보와 같이 전송되었을 때만 수신기부(500)는 온도 값 및 연기농도 값을 분석하여 화재발생 여부를 판단한다.

도 8에 나타낸 바와 같이, 수신기부(500)는 최초 화재발생 감지 값을 판단 후 다음 화재발생 감지 값이 입력되기까지 데이터를 축적하는 것으로, 최초 화재발생 감지 값을 판단 후 다음 60초 이내에(시간 조절 가능) 화재발생 감지 값이 입력되면, 도 9에 나타낸 바와 같이 화재발생 신호를 출력하고, 화재발생 감지 값이 입력되지 않으면 축적을 종료한다.

이어서, 철도 차량 운행 중 도 10에 나타낸 바와 같이, 일부 센서부는 불량 및 오작동이 되더라도, 정상 동작중인 센서부가 있으면, 정상 동작중인 센서부만으로 화재감지를 계속한다.

수신기부(500)는 도 11에 나타낸 바와 같이, 화면 우측 상단의 오른쪽에서 3번째 기록시험 버튼을 클릭하면 센서부의 데이터를 다운 및 확인할 수 있는 기록조회 화면이 디스플레이되며, USB 등 이동식 저장장치 등으로 데이터를 다운받을 수 있다.

기록조회 화면에는 시스템의 시작과 종료, 감지기부의 고장, 화재발생, 테스트의 시작과 종료 전체의 이벤트를 조회하고 확인하는 전체기록 조회화면과, 시스템의 시작과 종료, 감지기부의 고장, 화재발생, 테스트의 시작과 종료의 이벤트를 부분별로 조회하고 확인하는 부분기록 조회화면과, 조회하고자 하는 기간을 설정하여 이벤트 확인을 하는 조회기간 설정화면과, USB 등을 이용하여 전체의 이벤트기록을 다운받을 수 있는 저장기록 다운 화면을 포함하여 구성된다.

그리고 수신기부(500)는 도 12에 나타낸 바와 같이, 화면 우측 상단의 오른쪽에서 2번째 장치 설정 버튼을 클릭하면 각각의 기능을 설정할 수 있는 화면이 디스플레이되며, 설정하고자 하는 메뉴를 클릭하여 각종 설정을 변경할 수 있다.

설정 변경의 예로써, 차량번호 설정, 축적모드 시간 설정, 일자시간 설정, 주차모드 설정, 공칭작동 값 설정 등을 포함한다.

아울러 수신기부(500)에는 초기화 버튼이 구비되며, 화재발생, 테스트 모드 이후 및 자가진단 이후 고장 발생의 경우에는 초기화 버튼을 눌러야만 메인 화면 복귀가 가능하다.

상술한 바와 같은 본 발명에 따르면 철도 차량에 설치되는 화재감지장치의 오작동에 대하여 분석하고, 대책을 수립하여 화재감지장치에 적용함으로써, 철도 차량 운행 중 화재감지장치가 동작 사양과 다르게 오동작 되더라도 이에 따른 오류 경보의 발생 가능성을 줄이도록 할 수 있다.

이상의 설명에서는 본 발명의 바람직한 실시예를 제시하여 설명하였으나, 본 발명이 반드시 이에 한정되는 것은 아니며, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위 내에서 여러 가지 치환, 변형 및 변경할 수 있음을 쉽게 알 수 있을 것이다.

100: 감지기부 110: 제1센서부
130: 제2센서부 150: 제3센서부
500: 수신기부 510: DC/DC 컨버터
530: I/O보드 550: 터치제어부
570: 터미널 700: 차량 모니터부
900: 멀티부저

Claims (8)

1. 철도 차량을 구성하는 객차 내의 설치되는 것으로, 연기를 감지하는 연기감지센서와 온도를 감지하는 열감지센서를 포함하여 구성된 감지기부; 및
   철도 차량을 구성하는 객차 내에 설치되는 것으로, 상기 감지기부로부터 실시간 온도 값, 연기농도 값을 전달받고, 화면을 통해 각각의 값을 표시하며, 미리 설정된 온도 값 및 연기농도 값과 비교 분석하여 화재발생으로 판단될 때 차량 모니터링부로 화재발생 알림을, 또는 감지기부와의 통신이 안되거나 이상데이터가 지속적으로 입력되어 고장발생으로 판단될 때 차량 모니터링부로 고장발생 알림을 전달하는 중계기와 수신기의 기능을 같이하는 간이형 수신기부
   를 포함하여 구성된 것을 특징으로 한 오작동 방지 기능을 구비한 화재 감지 시스템.
2. 청구항 1에 있어서, 상기 감지기부는 광전식 감지기 광원에서 직진성을 띄는 빛이 연기 및 이물질에 의해 산란되어 광원소자에 닿는 양으로 연기농도를 측정하는 연기센서와, 종류가 다른 금속선 결합접점에서 발생하는 저항이나 기전력을 측정하여 온도를 측정하는 온도센서를 포함하는 것을 특징으로 한 오작동 방지 기능을 구비한 화재 감지 시스템.
3. 청구항 1에 있어서, 감지기부를 구성하는 복수의 센서부는 한 개의 간이형 수신기부에 각각 독립적으로 연결되는 것으로, 상기 간이형 수신기부는 2개 이상의 센서부로부터 화재발생으로 판단되는 온도 값 및 연기농도 값이 입력되면, 간이형 수신기부의 화면에선 각각의 센서부에 대한 화재발생을 표시하고, 화재발생 신호를 운전실 모니터로 출력하는 것을 특징으로 한 오작동 방지 기능을 구비한 화재 감지 시스템.
4. 청구항 3에 있어서, 상기 간이형 수신기부는 감지기부를 구성하는 모든 센서부가 고장으로 판단되면 차량 모니터링부로 고장발생 신호를 출력하며, 1개의 센서부 라도 동작을 하면 차량 운행중이 아닌 차량 유지보수 시에만 고장발생 신호를 출력하는 특징으로 한 오작동 방지 기능을 구비한 화재 감지 시스템.
5. 청구항 3에 있어서, 상기 센서부는 전원 및 통신선이 단선되었을 경우에도 보조전원 및 무선통신을 사용하여 간이형 수신기에 온도 값 및 연기농도 값을 전달하는 것을 특징으로 한 오작동 방지 기능을 구비한 화재 감지 시스템.
6. 청구항 1에 있어서, 상기 간이형 수신기부는 철도 차량의 기동 시 미리 설정된 대기시간이 지난 후에 실시간 온도 값을 전달받아 분석하는 것을 특징으로 한 오작동 방지 기능을 구비한 화재 감지 시스템.
7. 청구항 1에 있어서, 상기 간이형 수신기부는 온도 값 및 연기농도 값을 비교 분석하여 최초 화재발생으로 판단되면 이어지는 온도 값 및 연기농도 값을 축적하며; 미리 설정된 시간 내에 화재발생으로 판단되는 온도 값 및 연기농도 값이 입력되면 화재발생 신호를 출력하고, 화재발생으로 판단되는 온도 값 및 연기농도 값이 입력되지 않으면 온도 값 및 연기농도 값의 축적을 종료하는 것을 특징으로 한 오작동 방지 기능을 구비한 화재 감지 시스템.
8. 청구항 1에 있어서, 상기 간이형 수신기부는 DC/DC 컨버터, I/O보드, 터치제어부 및 터미널을 포함하여 구성되며; DC/DC 컨버터는 외부로부터 고전압 전원을 입력받아 I/O보드, 터치제어부, 터미널 및 감지기부의 동작 전원인 저전압 전원으로 변환하여 제공하고; 터미널은 감지기부를 구성하는 센서부와 각각 연결되어 센서부로 동작 전원을 공급하며, 센서부로부터 실시간 온도 값 및 연기농도 값을 각각 전송받고; 터치제어부는 터미널을 통하여 전달받은 온도 값과 연기농도 값을 미리 설정된 온도 값 및 연기농도 값과 비교하여 해당 온도 값 또는 해당 연기농도 값 보다 높으면 화재발생으로 판단하여 I/O보드로 화재발생에 대한 신호를 전송하고, 또는 감지기부로부터 통신 데이터가 전송되지 않거나, 이상데이터가 지속적으로 전송되면 고장발생으로 판단하여 I/O보드로 고장발생에 대한 신호를 전송하는 것을 특징으로 한 오작동 방지 기능을 구비한 화재 감지 시스템.

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