KR20180071598A - 중장비 위치 추적 시스템 - Google Patents

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Abstract

본 발명의 실시예에 따른 중장비 위치 추적 시스템은, 슬래그가 적재되는 슬래그 야드에 설치되는 복수의 신호 발생기, 상기 슬래그 야드 내에 적재된 상기 슬래그를 상기 슬래그 야드의 외부로 배출하며, 상기 복수의 신호 발생기에서 송출되는 신호를 수신하는 무선 통신 장치를 포함하는 중장비, 및 상기 무선 통신 장치가 수신한 신호에 기초하여 상기 중장비와 상기 복수의 신호 발생기 각각의 거리 정보를 계산함으로써 상기 중장비의 위치를 계산하는 컴퓨터 장치를 포함한다

Description

중장비 위치 추적 시스템{SYSTEM FOR TRACKING POSITION OF HEAVY MACHINERY}
본 발명은 중장비 위치 추적 시스템에 관한 것이다.
일반적으로 제철소 내에는 제강 공정 후 남은 찌꺼기인 슬래그(Slag)를 처리하기 위한 목적으로 슬래그 야드(Slag Yard)가 마련된다. 슬래그 야드에 쌓인 슬래그는, 우선 냉각된 후 도저(Dozer)에 의해 슬래그 야드의 특정 구역으로 모아지게 되며, 포크레인이 슬래그를 퍼내어 트럭에 적재할 수 있다.
슬래그 야드에 쌓인 슬래그를 빠르게 냉각하기 위해, 슬래그에는 냉각수가 살포될 수 있으며, 슬래그와 냉각수의 온도 차이로 인해 슬래그 야드에는 많은 수증기가 발생할 수 있다. 냉각수 살포 과정에서 발생하는 수증기로 인해, 도저 운전자가 시야를 확보하는 데에 어려움이 발생할 수 있으며, 이는 사고 위험성, 작업 시간 및 작업 난이도 증가 등으로 이어질 수 있다.
한국 공개특허공보 제10-2015-0059721호 한국 공개특허공보 제10-2014-0124996호
본 발명의 일 실시예에 따르면, 슬래그 야드 내에서 운행되는 중장비의 위치를 추적할 수 있는 중장비 위치 추적 시스템을 제공한다.
본 발명의 일 실시예에 따른 중장비 위치 추적 시스템은, 슬래그가 적재되는 슬래그 야드에 설치되는 복수의 신호 발생기, 상기 슬래그 야드 내에 적재된 상기 슬래그를 상기 슬래그 야드의 외부로 배출하며, 상기 복수의 신호 발생기에서 송출되는 신호를 수신하는 무선 통신 장치를 포함하는 중장비, 및 상기 안테나로부터 상기 중장비와 상기 복수의 신호 발생기 각각의 거리 정보를 수신하여 상기 중장비의 위치를 계산하는 컴퓨터 장치를 포함한다.
본 발명의 일 실시예에 따르면, 상기 컴퓨터 장치는, 상기 중장비의 위치를 출력하는 디스플레이 장치를 포함할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따르면, 상기 슬래그 야드는 서로 마주보는 제1 경계선 및 제2 경계선을 포함하며, 상기 복수의 신호 발생기는 상기 제1 경계선 및 상기 제2 경계선을 따라 설치될 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따르면, 상기 제1 경계선 및 상기 제2 경계선 각각을 따라 설치되는 상기 복수의 신호 발생기 사이의 간격은 일정할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따르면, 상기 중장비는 상기 슬래그 야드 내에 적재되는 상기 슬래그를 외부로 밀어내기 위한 도저(dozer)를 포함할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따르면, 상기 중장비는, 상기 컴퓨터 장치가 계산한 상기 중장비의 위치를 표시하기 위한 디스플레이 장치를 포함할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따르면, 상기 중장비는, 상기 컴퓨터 장치가 계산한 상기 중장비의 위치와 상기 슬래그 야드의 경계선 사이의 거리가 소정의 임계값 이하이면 경고음을 출력하는 음성 출력 장치를 포함할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따르면, 상기 복수의 신호 발생기 중 적어도 일부는 서로 다른 높이에 설치될 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따르면, 상기 무선 통신 장치와 상기 컴퓨터 장치 사이의 통신을 중개하는 통신 중개기를 더 포함할 수 있다.
본 발명의 기술적 사상에 따른 중장비의 위치 추적 시스템에 따르면, 슬래그 야드의 경계를 따라 복수의 신호 발생기를 설치하고, 신호 발생기가 송출한 신호를 중장비의 무선 통신 장치가 수신하여 컴퓨터 장치에 전달할 수 있다. 컴퓨터 장치는 무선 통신 장치가 수신한 신호로부터 중장비의 위치를 계산하고, 중장비의 위치에 따라 경고 메시지를 생성할 수 있다.
본 발명의 다양하면서도 유익한 장점과 효과는 상술한 내용에 한정되지 않으며, 본 발명의 구체적인 실시 형태를 설명하는 과정에서 보다 쉽게 이해될 수 있을 것이다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 중장비 위치 추적 시스템을 개략적으로 나타낸 도면이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 중장비 위치 추적 시스템이 적용될 수 있는 슬래그 야드를 나타낸 도면이다.
도 3 및 도 4는 본 발명의 실시예에 따른 중장비 위치 추적 시스템의 중장비 위치 계산 방법을 설명하기 위해 제공되는 도면이다.
도 5는 본 발명의 실시예에 따른 중장비 위치 추적 시스템의 동작 방법을 설명하기 위해 제공되는 흐름도이다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시 형태들을 다음과 같이 설명한다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 중장비 위치 추적 시스템을 개략적으로 나타낸 도면이다.
도 1을 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 중장비 위치 추적 시스템(1)은, 슬래그 야드(10)에 설치되는 복수의 신호 발생기(21-26, 31-36), 슬래그 야드(10) 내에 적재되는 슬래그를 배출하기 위한 중장비(40), 및 중장비(40)의 위치를 계산하기 위한 컴퓨터 장치(50) 등을 포함할 수 있다.
슬래그 야드(10) 내에는 슬래그가 적재될 수 있으며, 복수의 영역들(11-13)을 포함할 수 있다. 슬래그는 제강 공정에서 발생하는 찌꺼기로서, 슬래그를 빠르게 처리하기 위해 슬래그 야드(10)에 슬래그를 적재할 수 있다. 적재된 슬래그는 높은 온도를 가질 수 있으므로 냉각수를 분사하여 슬래그의 온도를 낮출 수 있으며, 냉각수 분사와 동시에 중장비(40)가 슬래그를 슬래그 야드(10)의 경계선 쪽으로 밀어낼 수 있다. 중장비(40)가 밀어낸 슬래그는 포크레인 등의 다른 중장비에 의해 외부 반출을 위한 운반 차량 등에 적재될 수 있다. 즉, 본 발명의 일 실시예에 따른 중장비(40)는, 슬래그 야드(10)에 적재된 슬래그를 밀어낼 수 있는 도저(Dozer)일 수 있다.
슬래그 야드(10)에는 복수의 신호 발생기(21-26, 31-36)가 설치될 수 있다. 복수의 신호 발생기(21-26, 31-36)는 슬래그 야드(10)의 제1 경계선(14)을 따라 배치되는 제1 신호 발생기들(21-26), 및 제1 경계선(14)과 마주보는 제2 경계선(15)을 따라 배치되는 제2 신호 발생기들(31-36)을 포함할 수 있다. 일 실시예에서, 제1 신호 발생기들(21-26) 사이의 간격은 일정할 수 있으며, 제2 신호 발생기들(31-36) 사이의 간격 역시 일정할 수 있다.
복수의 신호 발생기(21-26, 31-36)는 레이더 신호를 송출하는 장치일 수 있다. 복수의 신호 발생기(21-26, 31-36)에서 송출하는 레이더 신호는, 중장비(40)의 무선 통신 장치에 의해 수신될 수 있다. 중장비(40)의 무선 통신 장치는 레이더 신호를 수신하고, 신호 정보를 컴퓨터 장치(50)로 전송할 수 있다. 이때, 중장비(40)에 탑재된 무선 통신 장치는, 레이더 신호가 복수의 신호 발생기(21-26, 31-36) 각각에서 송출되어 중장비(40)까지 도달하는 데에 걸린 시간을 계산하여 상기 신호 정보로서 컴퓨터 장치(50)로 전송할 수 있다.
컴퓨터 장치(50)는 중장비(40)로부터 전달받은 상기 신호 정보에 기초하여 중장비(40)의 위치를 계산할 수 있다. 일 실시예에서, 컴퓨터 장치(50)는 삼각 측량법 등에 기초하여 중장비(40)의 위치를 계산할 수 있으며, 중장비(40)의 위치는 슬래그 야드(10)에 설치된 복수의 신호 발생기(21-26, 31-36) 각각으로부터의 거리로부터 계산될 수 있다. 컴퓨터 장치(50)는 중장비(40)의 무선 통신 장치로부터 상기 신호 정보를 직접 수신하거나, 또는 통신 중개기(60)를 통해 상기 신호 정보를 수신할 수도 있다.
컴퓨터 장치(50)는 중장비(40)의 위치를 계산하여 모니터 등에 표시하는 한편, 중장비(40)의 위치 정보를 다시 중장비(40)로 전송할 수 있다. 중장비(40)를 운행하는 작업자는, 운전석에 설치된 모니터를 통해 슬래그 야드(10) 내에서 중장비(40)의 위치를 확인할 수 있다. 또한, 중장비(40)가 슬래그 야드(10)의 경계선에 지나치게 가까워지면, 운전석에 설치된 경보등 장치 등을 통해 작업자에게 경고음을 출력함으로써 안전 사고를 미연에 방지할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에서는 중장비(40)의 위치가 컴퓨터 장치(50)가 아닌, 중장비(40) 자체에 탑재된 연산 처리 장치에 의해 계산될 수도 있다. 이 경우 중장비(40)의 무선 통신 장치에 상기 연산 처리 장치가 포함될 수 있으며, 컴퓨터 장치(50)는 상기 연산 처리 장치가 계산한 중장비(40)의 위치를 수신하여 표시할 수 있다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 중장비 위치 추적 시스템이 적용될 수 있는 슬래그 야드를 나타낸 도면이다.
도 2를 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 중장비 위치 추적 시스템이 적용될 수 있는 슬래그 야드(10)에는 슬래그가 적재될 수 있다. 슬래그는 슬래그 이송 장치(80)에 의해 슬래그 야드(10) 내에 적재되며, 슬래그가 쌓임으로써 슬래그 야드(10) 내에는 고저차가 발생할 수 있다.
슬래그 야드(10)에는 냉각수를 살포하기 위한 냉각수 배출 장치(71)가 마련될 수 있다. 냉각수 배출 장치(71)는 슬래그 야드(10)에 설치된 지지대(70)에 장착될 수 있으며, 슬래그를 적재하기 위한 슬래그 이송 장치(80)는 지지대(70)와 연결된 레일에 장착되어 슬래그를 슬래그 야드(10) 내에 폐기할 수 있다.
슬래그 야드(10) 내에 고온의 슬래그가 폐기되고 동시에 냉각수가 살포됨으로써 슬래그 야드(10)에서 다량의 수증기가 발생할 수 있다. 슬래그 야드(10)에서 발생하는 수증기로 인해 중장비 작업자의 시야가 가려져서 발생할 수 있는 안전 사고를 예방하기 위해, 본 발명의 일 실시예에 따른 중장비 위치 추적 시스템이 적용될 수 있다.
도 3 및 도 4는 본 발명의 실시예에 따른 중장비 위치 추적 시스템의 중장비 위치 계산 방법을 설명하기 위해 제공되는 도면이다.
도 3을 참조하면, 슬래그 야드 내에서 작업 중인 중장비(110)의 주변에 복수의 신호 발생기(101-106)가 설치될 수 있다. 중장비(110)에 마련된 무선 통신 장치는 복수의 신호 발생기(101-106) 각각이 송출하는 신호를 수신할 수 있다. 복수의 신호 발생기(101-106) 각각에서 송출한 신호가 중장비(110)에 도달하는데 걸린 시간에 기초하여 복수의 신호 발생기(101-106) 각각과 중장비(110) 사이의 거리 정보(d1-d6)가 계산될 수 있다.
삼각 측량법을 이용하는 경우, 거리 정보(d1-d6) 중 최소 3개를 이용하여 중장비(110)의 위치를 계산할 수 있다. 복수의 신호 발생기(101-106) 각각의 위치는 고정되어 움직이지 않으므로, 신호 발생기(101-106) 각각의 좌표와, 거리 정보(d1-d6)를 이용하여 슬래그 야드 내에서 작업 중인 중장비(110)의 위치를 계산할 수 있다.
복수의 신호 발생기(101-106) 각각으로부터 중장비(110)까지의 거리 정보(d1-d6)를 계산하는 연산 작업과, 중장비(110)의 위치를 계산하는 연산 작업 등은 중장비(110)에 탑재된 연산 처리 장치 또는 별도의 컴퓨터 장치에서 수행될 수 있다. 상기 장치들 중 어느 하나에서 계산된 중장비(110)의 위치는 중장비(110)의 운전석에 마련된 음성/영상 출력 장치를 통해 중장비(110)를 운행하는 작업자에게 알려질 수 있다.
다음으로 도 4를 참조하면, 슬래그 야드(100) 내에 슬래그(120)가 적재될 수 있으며, 중장비(110)는 슬래그(120) 위에서 운행될 수 있다. 중장비(110)는 슬래그(120)를 슬래그 야드(100) 외곽으로 밀어내기 위한 도저일 수 있다.
도 4에 도시한 실시예에서, 신호 발생기(102-105)가 슬래그 야드(100)의 외곽 경계에 설치될 수 있다. 특히, 신호 발생기(102-105) 중 적어도 일부는 서로 다른 높이에서 신호를 송출할 수 있다 .또는, 도 4에 도시한 실시예와 달리 신호 발생기(102-105) 각각이 서로 다른 높이에서 신호를 송출하는 복수 개의 신호 송출부를 가질 수도 있다.
슬래그 야드(100) 내에 적재된 슬래그(120) 위에서 중장비(110)가 작업하는 환경 특성으로 인해, 중장비(110)의 위치에서 고저차가 발생할 수 있다. 따라서, 본 발명의 실시예에서는, 중장비(110) 위치 측정의 정확도를 높이기 위해 신호 발생기(102-105) 중 적어도 일부가 서로 다른 높이에서 신호를 송출할 수 있다.
도 5는 본 발명의 실시예에 따른 중장비 위치 추적 시스템의 동작 방법을 설명하기 위해 제공되는 흐름도이다.
도 5를 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 중장비 위치 추적 시스템은, 복수의 신호 발생기가 중장비로 신호를 송출하는 것으로 시작될 수 있다(S10). 복수의 신호 발생기는, 슬래그 야드 내에서 운행되는 중장비로 신호를 송출하며, 슬래그 야드의 경계를 따라 소정의 간격으로 설치될 수 있다.
중장비는 복수의 신호 발생기에서 송출되는 신호를 수신하기 위한 무선 통신 장치를 적어도 하나 이상 포함할 수 있다. 중장비의 무선 통신 장치에 의해 복수의 신호 발생기가 송출하는 신호가 수신될 수 있다. 무선 통신 장치는 각 신호 발생기까지의 거리 정보를 직접 생성하거나, 또는 각 신호 발생기로부터 신호를 수신할 때까지 걸린 시간 정보를 외부의 컴퓨터 장치로 송신하여 상기 컴퓨터 장치가 중장비와 각 신호 발생기 사이의 거리 정보를 생성하도록 할 수 있다(S11).
상기 컴퓨터 장치는 S11 단계에서 생성된 거리 정보에 기초하여 중장비의 위치를 계산할 수 있다(S12). 중장비의 위치는 각 신호 발생기까지의 거리 정보를 이용한 삼각 측량법 등에 의해 계산될 수 있다. 각 신호 발생기가 슬래그 야드의 경계를 따라 설치될 수 있으므로, 상기 컴퓨터 장치는 중장비의 위치에 기초하여 중장비와 슬래그 야드의 경계 사이의 거리를 파악할 수 있다.
상기 컴퓨터 장치는, 중장비와 슬래그 야드의 경계 사이의 거리를 계산하고, 중장비와 슬래그 야드의 경계 사이의 거리가 소정의 임계값보다 작은지 여부를 판단할 수 있다(S13). S13 단계의 판단 결과, 중장비와 슬래그 야드의 경계 사이의 거리가 상기 임계값보다 큰 것으로 판단되면, 중장비가 안전 사고의 위험 없이 작업 중인 것으로 판단하여 별도의 경고 알람 없이 지속적으로 중장비의 위치를 추적할 수 있다(S12). 반면, S13 단계의 판단 결과 중장비와 슬래그 야드의 경계 사이의 거리가 상기 임계값보다 작은 것으로 판단되면, 상기 컴퓨터 장치가 경고 알람을 위한 신호를 중장비로 송출할 수 있다(S14). 중장비는 상기 신호를 수신하여 화면 또는 경고등 등의 장치를 통해 중장비를 운행중인 작업자에게 경고 알람을 출력할 수 있다.
상기 컴퓨터 장치는 중장비로 경고 알람을 위한 신호를 송출하는 한편, 중장비의 운행이 종료되는지를 판단할 수 있다(S15). 상기 컴퓨터 장치는, 중장비가 특정 위치에 소정의 제한시간보다 오래 정차하여 이동하지 않는 경우, 또는 중장비의 시동이 꺼져서 중장비의 위치를 계산하기 위한 거리 정보가 더 이상 수신되지 않는 경우에 중장비의 운행이 종료된 것으로 판단할 수 있다. 중장비의 운행이 종료되지 않은 경우에는 지속적으로 중장비의 위치를 추적할 수 있으며(S12), 중장비의 운행이 종료된 경우에는 중장비의 위치 계산 등을 종료할 수 있다.
본 발명은 상술한 실시형태 및 첨부된 도면에 의해 한정되는 것이 아니며 첨부된 청구범위에 의해 한정하고자 한다. 따라서, 청구범위에 기재된 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위 내에서 당 기술분야의 통상의 지식을 가진 자에 의해 다양한 형태의 치환, 변형 및 변경이 가능할 것이며, 이 또한 본 발명의 범위에 속한다고 할 것이다.
10, 100: 슬래그 야드
21-26, 31-36, 101-106: 신호 발생기
40, 110: 중장비
50: 컴퓨터 장치

Claims (9)

  1. 슬래그가 적재되는 슬래그 야드에 설치되는 복수의 신호 발생기;
    상기 슬래그 야드 내에 적재된 상기 슬래그를 상기 슬래그 야드의 외부로 배출하며, 상기 복수의 신호 발생기에서 송출되는 신호를 수신하는 무선 통신 장치를 포함하는 중장비; 및
    상기 무선 통신 장치가 수신한 신호에 기초하여 상기 중장비와 상기 복수의 신호 발생기 각각의 거리 정보를 계산함으로써 상기 중장비의 위치를 계산하는 컴퓨터 장치; 를 포함하는 중장비 위치 추적 시스템.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 컴퓨터 장치는, 상기 중장비의 위치를 출력하는 디스플레이 장치를 포함하는 중장비 위치 추적 시스템.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 슬래그 야드는 서로 마주보는 제1 경계선 및 제2 경계선을 포함하며, 상기 복수의 신호 발생기는 상기 제1 경계선 및 상기 제2 경계선을 따라 설치되는 중장비 위치 추적 시스템.
  4. 제3항에 있어서,
    상기 제1 경계선 및 상기 제2 경계선 각각을 따라 설치되는 상기 복수의 신호 발생기 사이의 간격은 일정한 중장비 위치 추적 시스템.
  5. 제1항에 있어서,
    상기 중장비는 상기 슬래그 야드 내에 적재되는 상기 슬래그를 외부로 밀어내기 위한 도저(dozer)를 포함하는 중장비 위치 추적 시스템.
  6. 제1항에 있어서,
    상기 중장비는, 상기 컴퓨터 장치가 계산한 상기 중장비의 위치를 표시하기 위한 디스플레이 장치를 포함하는 중장비 위치 추적 시스템.
  7. 제1항에 있어서,
    상기 중장비는, 상기 컴퓨터 장치가 계산한 상기 중장비의 위치와 상기 슬래그 야드의 경계선 사이의 거리가 소정의 임계값 이하이면 경고음을 출력하는 음성 출력 장치를 포함하는 중장비 위치 추적 시스템.
  8. 제1항에 있어서,
    상기 복수의 신호 발생기 중 적어도 일부는 서로 다른 높이에 설치되는 중장비 위치 추적 시스템.
  9. 제1항에 있어서,
    상기 무선 통신 장치와 상기 컴퓨터 장치 사이의 통신을 중개하는 통신 중개기; 를 더 포함하는 중장비 위치 추적 시스템.
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