KR20180125658A - Building Integrated Management System and Method Based on Digital SOP and Prediction - Google Patents
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Abstract
Description
본 발명은 디지털SOP 및 예측기반 빌딩통합운영시스템 및 방법에 대한 것이다. 보다 상세하게는, 재난 상황과 재해 상황을 포함하는 모든 비상 상황에 대한 표준행동절차(SOP, Standard Operation Procedure)의 정보를 비상 상황에 대처하는 빌딩 운영시스템에 병합시킴으로써, 신속하면서도 정확한 초기대응을 가능하게 함과 동시에, 긴박한 상황에서 발생할 수 있는 휴먼 에러를 차단할 수 있으며, 빅데이터와 기계학습 방법론을 적용함으로써, 개별적인 빌딩 운영시스템을 통합하여 판단/대응할 수 있으며, 비상상황 발생시 상황 변화 예측 기능을 구비함으로써, 대규모/대형화되는 최근의 빌딩 건설 경향에 대비하여, 비상상황의 확산과 피해를 최소화 할 수 있는 진보된 형태의 디지털SOP 및 예측기반 빌딩통합운영시스템 및 방법에 관한 것이다. The present invention relates to a digital SOP and prediction-based building integrated operating system and method. More specifically, it combines the information in the Standard Operation Procedure (SOP) for all emergency situations, including disaster situations and disasters, into a building management system that responds to emergencies, enabling quick and accurate initial response. It is also possible to block human errors that may arise in an emergency situation. By applying big data and machine learning methodology, it is possible to integrate individual building management systems to judge / cope with them. The present invention relates to an advanced digital SOP and prediction-based building integrated operating system and method capable of minimizing the spread and damage of an emergency situation in preparation for the recent tendency of building construction to be large / large.
시스템 통합(system integration) 개념을 적용한 종래의 빌딩운영시스템은 영상 매트릭스를 통해 제어화면을 통합배치 하는 등, 일부 수동적 작동범위에서 통합개념을 도입하였으나, 상황파악 단계나 설비를 직접적 제어하는 과정에서는 개별 시스템의 통합이 적용되지 못하였다.Conventional building management system adopting system integration concept introduces integration concept in some passive operation range such as integrated layout of control screen through image matrix. However, in a process of directly grasping the situation or facility, System integration has not been applied.
도 1에는 종래의 시스템 통합 및 스마트 SI 운영방법의 문제점과 디지털SOP 및 예측기반 의 운영시스템의 차별성을 도시하였다. FIG. 1 illustrates the problems of the conventional system integration and smart SI operating method and the difference between the digital SOP and the prediction-based operating system.
도 1을 참조하면, 종래의 빌딩운영시스템은 데이터네트워크를 포함하는 정보통신(Information and Communications Technologies) 시스템, 공조 및 엘리베이터 등을 포함하는 빌딩 자동화 시스템, 발전 및 전력제어를 포함하는 에너지 시스템, 출입통제를 포함하는 보안시스템 그리고 재난/재해 설비 및 소방설비를 포함하는 안전 시스템 등, 빌딩 운영에 필요한 각각의 개별 시스템에 별도의 전문 운영 인력이 필요로 한다. Referring to FIG. 1, a conventional building operating system includes an information and communication technologies system including a data network, a building automation system including an air conditioner and an elevator, an energy system including power generation and power control, , And a safety system that includes disaster / disaster facilities and fire fighting equipment, each separate system required for the operation of the building requires a separate professional operating personnel.
또한, 시스템 통합(SI) 운영시스템에서 영상 매트릭스를 이용하여 제어 화면을 통합 배치하는 통합 모니터링시스템을 적용하는 정도의 시스템 통합은 수행되고 있으나, 복합적인 상황 파악이나 대응이 불가능했을 뿐 아니라 신속한 대응이 필수적인 비상상황에서 비효율적인 대응으로 피해범위가 확대되는 문제를 야기한다. In addition, system integration has been performed to the extent that the integrated monitoring system that integrates the control screen using the image matrix in the system integration (SI) operating system is applied, but it is not possible to grasp the complex situation or cope with it, Causing the problem to be widened in an ineffective response in essential emergency situations.
특히, 비상 상황 발생에 대처하기 위한 대응 메뉴얼은, 일반적으로 문서 형식으로 제작 배포되는데, 화재나 홍수 등의 자연 재난/재해상황은 물론이고, 각종 사건 및 사고 상황은, 대부분 초기 대응이 매우 중요하다. 그러나 전문 운영 이라고 하더라도, 짧은 시간에 문서 형식의 메뉴얼로부터 정확한 대응정보를 인지하고 정확한 수행을 하기에는, 현실적인 한계가 있다.In particular, manuals to cope with emergencies are generally produced and distributed in the form of documents. In most cases, initial response is very important for various incidents and accident situations, as well as natural disasters / disasters such as fire and flood . However, even in the case of professional operation, there is a practical limitation in recognizing correct correspondence information from the manual of the document format in a short time and performing accurate execution.
뿐만 아니라, 비상상황 발생 후 사후대응에 그칠 수 밖에 없기 때문에, 비상상황에 잘 훈련된 전문 인력이라고 하더라도, 적극적으로 피해를 줄이거나 사고를 예방하는 것은 불가능 하다. In addition, it is impossible to actively reduce the damage or prevent the accident, even if it is a well-trained professional manpower in an emergency situation because it is forced to respond only after the emergency situation.
최근에 신축되는 대부분의 건물들은 고층화 대형화 되어가고 있다. 초고층 빌딩의 화재사고 발생시, 현재 소방서에서 운영되고 있는 고가사다리, 굴절 사다리차의 소방 범위의 한계로 인해서, 화재 상황을 지켜볼 수 밖에 없는 사고를 이미 여러 차례 격은 바 있다.Most of the newly built buildings are becoming bigger and bigger. In the event of a fire in a skyscraper, there are several incidents that can only be observed in the fire situation due to the limitation of the fire range of the expensive ladder and refraction ladder car currently operated by the fire department.
따라서 재난 상황과 재해 상황을 포함하는 모든 비상 상황에 대한 표준행동절차(SOP, Standard Operation Procedure)의 정보를 비상 상황에 대처하는 빌딩 운영시스템에 병합시킴으로써, 신속하면서도 정확한 초기대응을 가능하게 함과 동시에, 긴박한 상황에서 발생할 수 있는 휴먼 에러를 차단할 수 있는 진보된 형태의 디지털SOP 및 예측기반 의 빌딩통합운영시스템 및 방법의 개발이 요구된다.Therefore, by combining the information of the Standard Operation Procedure (SOP) for all emergency situations, including disaster situations and disaster situations, into a building management system that addresses emergency situations, , It is required to develop an advanced type digital SOP and a prediction based building integrated operating system and method that can prevent human errors that may arise in an urgent situation.
또한, 빅데이터와 기계학습 방법론을 적용함으로써, 개별적인 빌딩 운영시스템을 통합하여 판단/대응할 수 있으며, 비상상황 발생시 상황 변화 예측 기능을 구비함으로써, 대규모/대형화되는 최근의 빌딩 건설 경향에 대비하여, 비상상황의 확산과 피해를 최소화 할 수 있는 디지털SOP 및 예측기반 빌딩통합운영시스템 및 방법이 필요하다. In addition, by applying big data and machine learning methodology, it is possible to integrate and judge / cope with individual building management systems. By providing a situation change prediction function when an emergency occurs, A digital SOP and predictive-based building integrated operating system and method are needed to minimize the spread of the situation and damage.
따라서 본 발명은 상기와 같은 종래의 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로서, 본 발명의 일실시예에 따르면, 빌딩(10)에서 발생하는 현재상황(220-0) 및 빌딩(10)에서 발생한 비정상상황(231-1)에 대응하는 대응 절차를 모두 디지털 정보화함으로써, 상황의 발생부터, 확인-발생-예측-최적대응도출-대응절차에 이르기까지의 단계들이, 짧은 시간내에 정량적 분석과 예측을 통해서 수행되기 때문에, 비정상상황에 대한 대응의 효율성, 신속성, 정확성유지할 수 있으며, 운영설비(11)에 IoT 기술을 적용하여 빌딩(10)의 상태를 빅데이터 정보 형태로 수집하여 기계 학습함으로써, 복합적인 상황 파악과 대응이 가능한 디지털SOP 및 예측기반 빌딩통합운영시스템 및 방법을 제공하는데 그 목적이 있다. SUMMARY OF THE INVENTION The present invention has been made in order to solve the above problems and it is an object of the present invention to provide an information processing apparatus and a method thereof, The steps from the generation of the situation to the confirmation-occurrence-prediction-optimum response-correspondence procedure are performed through quantitative analysis and prediction in a short period of time The state of the
또한, 빌딩(10)을 모사하는, 사이버 빌딩인 디지털 트윈 빌딩(400-1)을 이용하여,빌딩(10)에서 발생하는 상황을 예측하고 발생한 상황에 대한 대응을 학습함으로써, 최적화된 대응절차를 도출할 수 있을 뿐만 아니라, 비정상상황에 대한 사전 대응을 가능하게 하여 긴급한 상황에서의 골든타임 허비를 최소화 할 수 있는 디지털SOP 및 예측기반 빌딩통합운영시스템 및 방법을 제공하는데 그 목적이 있다. In addition, by using the digital twin building 400-1 as a cyber building which simulates the
한편, 본 발명에서 이루고자 하는 기술적 과제들은 이상에서 언급한 기술적 과제들로 제한되지 않으며, 언급하지 않은 또 다른 기술적 과제들은 아래의 기재로부터 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.It is to be understood that both the foregoing general description and the following detailed description of the present invention are exemplary and explanatory and are not intended to limit the invention to the precise form disclosed. It can be understood.
본 발명의 제1목적은 빌딩(10)내 온도를 포함하는 환경정보(110-1) 및 정보통신설비와 자동화설비와 에너지설비와 보안설비 및 안전설비를 포함하는 상기 빌딩(10)을 운영하기 위한 운영설비(11)의 작동상태를 포함하는 설비정보(110-2)를 측정하며 IoT 기반으로 작동하는 복수의 IoT센서(110) 및, 상기 운영설비(11)를 작동시키며 그 작동정보(120-1)를 생성하며 IoT 기반으로 작동하는 복수의 IoT작동기(120)를 포함하는 IoT장치부(100); 및 상기 환경정보(110-1)와 상기 설비정보(110-2) 및 상기 작동정보(120-1)를 수신하여 상기 빌딩(10)의 현재상황(210-0)에 대한 정보를 포함하는 현재상황빅데이터(210-1)를 생성하는 IoT 정보수집부(210)와, 디지털 정보이며 상기 빌딩(10)에서 발생하는 재난상황과 재해상황 및 사고상황을 포함하는 비정상상황(231-1) 및 정상상황(232-2) 대응하는 대응절차(220-1)를 포함하는 재난대응 및 빌딩운영 표준행동절차(220-2, 이하 SOP, Standard Operating Procedure)를 생성하는 디지털SOP 관리유닛(220)과, 상기 현재상황빅데이터(210-1)를 기반으로 하여 상기 현재상황(210-0)이 상기 비정상상황(231-1) 또는 상기 비정상상황(231-1)을 제외한 정상상황(231-2)에 해당하는지를 판단하여 현재상황정보(231-0)를 생성하는 판단알고리즘(231)및 상기 현재상황(210-0)이 상기 비정상상황(231-1)으로 판단되면 인명손실과 상기 운영설비(11)의 손실 및 상기 비정상상황(231-1)의 확산방지효과를 포함하는 대응효과(230-1)를 극대화할 수 있도록 상기 SOP(220-2)에서 적어도 하나 이상의 상기 대응절차(220-1)를 선택하여 최적대응절차(232-1)를 구성하는 SOP선택알고리즘(232)을 구비하고 상기 대응효과(230-1)를 산출하는 상황대응부(230) 및 상기 최적대응절차(232-1)에 따라서 IoT를 기반으로 하여 상기 IoT센서(110) 및 상기 IoT작동기(120)를 작동하는 IoT장치제어부(240)로 구성되는 인공지능형 중앙처리부(200); 로 구성되는 것을 특징으로 하는 디지털SOP 및 예측기반 빌딩통합운영시스템을 제공함으로써 달성될 수 있다.The first object of the present invention is to provide an information processing system and a method of operating the building including the environment information 110-1 including the temperature in the
또한, 상기 빌딩(10)의 구조 정보 및 상기 운영설비(11) 설치 정보를 포함하는 상기빌딩(10)의 설계정보(12)와 상기 현재상황빅데이터(210-1)를 기반으로 하여 미래의 상기 환경정보(110-1)와 미래의 상기 설비정보(110-2) 및 미래의 상기 작동정보(120-1)를 포함하는 예측정보(410-1)를 예측계산할 수 있는 시뮬레이션모듈(410)과, 상기 예측계산에 필요한 시뮬레이션 초기값을 포함하는 시뮬레이션조건정보(420-1)을 입력 받는 시뮬레이션 입력모듈(420)로 구성되어 상기 빌딩(10)을 모사하는 디지털 트윈 빌딩(400-1)을 생성하는 디지털트윈빌딩 운영부(400); 및 디스플레이유닛(310)을 더 구비하고, 상기 디스플레이 유닛(310)은 상기 현재상황정보(231-0)와 상기 최적대응절차(232-1) 및 상기 디지털 트윈 빌딩(400-1)을 디스플레이하는 것을 특징으로 할 수 있다.Based on the design information 12 of the
그리고, 상기 현재상황(210-0)이 상기 정상상황(231-2)으로 판단되면, 관리자(1)는 가상시뮬레이션조건정보(420-2)를 입력하고,And, If the current state 210-0 is determined to be the normal state 231-2, the manager 1 inputs the virtual simulation condition information 420-2,
상기 가상시뮬레이션조건정보(420-2)를 이용하여 상기 시뮬레이션모듈(410)이 예측계산한 가상예측정보(410-2)를 기반으로 하여, 상기 디지털SOP 관리유닛(220)이 상기 대응절차(220-1)를 생성, 삭제, 개정함으로써, 상기 SOP(220)를 수정하는 것을 특징으로 할 수 있다.Based on the virtual prediction information 410-2 predicted and calculated by the
또한, 상기 현재상황(210-0)이 상기 비정상상황(231-1)으로 판단되면, 상기 상황대응부(230)는 상기 현재상황빅데이터(210)를 기반으로 하는 실제상황 시뮬레이션조건정보(420-3)를 상기 시뮬레이션 입력모듈(420)을 통하여 입력하고, 상기 시뮬레이션모듈(410)는 상기 실제상황 시뮬레이션조건정보(420-3)를 기반으로 하여 상기 실제상황 예측정보(410-3)를 예측계산하고, 상기 상황대응부(230)는 상기 실제상황예측정보(410-3)을 기반으로 하여 인명손실과 상기 운영설비(11)의 손실 및 상기 비정상상황(231-1)의 확산방지효과를 더 포함하는 실제상황대응효과(230-2)를 산출하고, 상기 실제상황 대응효과(230-2)를 극대화할 수 있도록 상기 SOP(220-2)에서 적어도 하나 이상의 상기 대응절차(220-1)를 선택하여 최적대응절차(232-1)를 구성하는 것을 특징으로 할 수 있다.If it is determined that the current status 210-0 is the abnormal status 231-1, the
그리고, 입력부(320)를 더 구비하고, 상기 현재상황(210-0)이 상기 비정상상황(231-1)에서 상기 정상상황(231-2)으로 전환되면, 상기 디지털 트윈 빌딩 운영부(400)은 상기 대응효과(230-1)를 기반으로 하여, 상기 시뮬레이션모듈(410)을 수정하며, 상기 관리자(1)는 상기 입력부(320)를 통하여 상기 판단알고리즘(231)과 상기 SOP선택알고리즘(232)을 수정 할 수 있는 것을 특징으로 할 수 있다.When the current state 210-0 is changed from the abnormal state 231-1 to the normal state 231-2, the digital twin building operation unit 400 may further include an input unit 320, The manager 1 modifies the
본 발명의 제2목적은 IoT 기반으로 작동하는 복수의 IoT 센서(110)가 빌딩(10)내 온도를 포함하는 환경정보(110-1) 및 정보통신설비와 자동화설비와 에너지설비와 보안설비 및 안전설비를 포함하는 상기 빌딩(10)을 운영하기 위한 운영설비(11)의 작동상태를 포함하는 설비정보(110-2)를 측정하고, 상기 설비를 작동시키며 IoT 기반으로 작동하는 복수의 IoT작동기(120)가 작동정보(120-1)를 생성하는 단계; IoT 정보수집부(210)가, 상기 환경정보(110-1)와 상기 설비정보(110-2) 및 상기 작동정보(120-1)를 수신하여 상기 빌딩(10)의 현재상황(210-0)에 대한 정보를 포함하는 현재상황빅데이터(210-1)를 생성하는 단계; 디지털SOP 관리유닛(220)가, 디지털 정보이며 상기 빌딩(10)에서 발생하는 재난상황과 재해상황 및 사고상황을 포함하는 비정상상황(231-1) 및 정상상황(231-2)에 대응하는 대응절차(220-1)를 포함하는 재난대응 및 빌딩운영 표준행동절차(220-2, 이하 SOP, Standard Operating Procedure)를 생성하는 단계; 판단알고리즘(231)이, 상기 현재상황빅데이터(210-1)를 기반으로 상기 현재상황(210-0)이 상기 비정상상황(231-1) 또는 상기 비정상상황(231-1)을 제외한 정상상황(220-3)에 해당하는지를 판단하고 현재상황정보(231-0)를 생성하는 단계; 상기 현재상황(210-0)이 상기 비정상상황(231-1)으로 판단되면, SOP선택알고리즘(232)이, 인명손실과 상기 운영설비(11)의 손실 및 상기 비정상상황(231-1)의 확산방지효과를 포함하는 대응효과(232-2)를 극대화할 수 있도록 상기 SOP(220-2)에서 적어도 하나 이상의 상기 대응절차(220-1)를 선택하여 최적대응절차(232-1)를 구성하는 단계; IoT제어부(240)는 상기 최적대응절차(232-1)에 따라서 IoT를 기반으로 하여 상기 IoT센서(110) 및 상기 IoT작동기(120)를 작동하는 단계;및 상기 상황대응부(230)가 상기 대응효과(230-1)를 산출하는 단계;를 포함하는 것을 특징으로 하는 디지털SOP 및 예측기반 의 빌딩통합운영시스템 및 방법을 제공함으로써 달성될 수 있다.A second object of the present invention is to provide a system and a method for controlling a plurality of
또한, 디지털 트윈 빌딩 운영부(400)에 구비되는 시뮬레이션모듈(410)이 상기 빌딩(10)의 구조 정보 및 상기 운영설비(11) 설치 정보를 포함하는 빌딩(10)의 설계정보(12)와 상기 현재상황빅데이터(210-1)를 기반으로 하여 미래의 상기 환경정보(110-1)와 미래의 상기 설비정보(110-2) 및 미래의 상기 작동정보(120-1)를 포함하는 예측정보(410-1)를 예측 계산하는 단계; 상기 디지털 트윈 빌딩 운영부(400)에 구비되는 시뮬레이션 입력모듈(420)이 상기 예측계산에 필요한 시뮬레이션 초기값을 포함하는 시뮬레이션조건정보(420-1)을 입력받는 단계; 상기 디지털 트윈 빌딩운영부(400)가 상기 빌딩(10)을 모사하는 디지털 트윈빌딩(400-1)을 생성하는 단계;및 디스플레이 유닛(310)이 상기 현재상황정보(231-0)와 상기 최적대응절차(232-1) 및 상기 디지털 트윈 빌딩(400-1)을 디스플레이하는 단계;를 더 포함하는 것을 특징으로 할 수 있다.The
그리고, 상기 현재상황(210-0)이 상기 정상상황(231-1)으로 판단되면, 상기 관리자(1)가 가상시뮬레이션조건정보(420-2)를 입력하는 단계;If the current state 210-0 is determined to be the normal state 231-1, the manager 1 inputs virtual simulation condition information 420-2.
상기 시뮬레이션모듈(410)이 상기 가상시뮬레이션조건정보(420-2)를 이용하여 가상예측정보(410-2)를 예측계산하는 단계; 및 상기 가상예측정보(420-2)를 기반으로하여, 상기 디지털SOP 관리유닛(220)이 상기 대응절차(220-1)를 생성, 삭제, 개정함으로써, 상기 SOP(220)를 수정하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 할 수 있다. The
또한, 상기 현재상황(210-0)이 상기 비정상상황(231-1)으로 판단되면, 상기 상황대응부(230)가 기 현재상황빅데이터(210)를 기반으로 하는 실제상황 시뮬레이션조건정보(420-3)를 상기 시뮬레이션 입력모듈(420)을 통하여 입력하는 단계; 상기 시뮬레이션모듈(410)이 상기 실제상황 시뮬레이션조건정보(420-3)를 기반으로 하여 상기 실제상황 예측정보(410-3)를 예측계산 하는 단계;및 상기 상황대응부(230)가 상기 실제상황예측정보(410-3)을 기반으로 하여 인명손실과 상기 운영설비(11)의 손실 및 상기 비정상상황(231-1)의 확산방지효과를 포함하는 실제상황대응효과(230-2)를 산출하는 단계; 상기 실제상황 대응효과(230-2)를 극대화할 수 있도록 상기 SOP(220-2)에서 적어도 하나 이상의 상기 대응절차(220-1)를 선택하여 최적대응절차(232-1)를 구성하는 단계;를 더 포함하는 것을 특징으로 할 수 있다.If it is determined that the current status 210-0 is the abnormal status 231-1, the
그리고, 상기 현재상황(210-0)이 상기 비정상상황(231-1)에서 상기 정상상황(220-3)으로 전환되면, 상기 상황대응부(230)는 상기 대응효과(232-1)를 산출하는 단계; 상기 디지털 트윈 빌딩 운영부(400)은 상기 대응효과(232-2)를 기반으로 하여, 상기 시뮬레이션모듈(410)을 수정하는 단계;및 상기 관리자(1)가 입력부(320)를 통하여 상기 판단알고리즘(231)과 상기 SOP선택알고리즘(232)을 수정 하는 단계;를 더 포함하는 것을 특징으로 할 수 있다.If the current state 210-0 is changed from the abnormal state 231-1 to the normal state 220-3, the
본 발명의 일실시예에 따르면, 빌딩(10)에서 발생하는 비정상상황(231-1) 및 빌딩(10)에서 발생한 비정상상황(231-1)에 대응하는 대응 절차를 모두 디지털 정보화함으로써, 상황의 발생부터, 확인-발생-예측-최적대응도출-대응절차에 이르기까지의 단계들이, 짧은 시간내에 정량적 분석과 예측을 통해서 수행되기 때문에, 비정상상황에 대한 대응의 효율성, 신속성, 정확성유지할 수 있으며, 운영설비(11)에 IoT 기술을 적용하여 빌딩(10)의 상태를 빅데이터 정보 형태로 수집하여 기계 학습함으로써, 복합적인 상황 파악과 대응이 가능한 장점이 있다. According to an embodiment of the present invention, all of the corresponding procedures corresponding to the abnormal situation 231-1 generated in the
또한, 빌딩(10)을 모사하는, 사이버 빌딩인 디지털 트윈 빌딩(400-1)을 이용하여, 빌딩(10)에서 발생하는 상황을 예측하고 발생한 상황에 대한 대응을 학습함으로써, 최적화된 대응절차를 도출할 수 있을 뿐만 아니라, 비정상상황에 대한 사전 대응을 가능하게 하여 긴급한 상황에서의 골든타임 허비를 최소화 할 수 있는 장점이 있다. In addition, by using the digital twin building 400-1 as a cyber building which simulates the
한편, 본 발명에서 얻을 수 있는 효과는 이상에서 언급한 효과들로 제한되지 않으며, 언급하지 않은 또 다른 효과들은 아래의 기재로부터 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.It should be understood, however, that the effects obtained by the present invention are not limited to the above-mentioned effects, and other effects not mentioned may be clearly understood by those skilled in the art to which the present invention belongs It will be possible.
도 1. 종래의 시스템 통합 및 스마트 SI 운영방법의 문제점과 디지털SOP 및 예측기반 의 운영시스템의 차별성.
도 2a. 본 발명의 일 실시예에 따른 디지털SOP 및 예측기반 빌딩통합운영시스템 및 방법의 운영방법을 설명하는 작동 흐름 구성도.
도 2b. 본 발명의 일 실시예에 따른 디지털SOP 및 예측기반 빌딩통합운영시스템 및 방법의 운영 방법을 설명하는 블럭 구성도.
도 3. 본 발명의 일 실시예에 따른 디지털SOP 및 예측기반 빌딩통합운영시스템 및 방법에 적용되는 디지털 트윈 빌딩의 작동을 설명하는 블럭 구성도.
도 4. 본 발명의 일 실시예에 따른 디지털SOP 및 예측기반 빌딩통합운영시스템 및 방법에 적용되는 디지털 SOP를 생성 및 최적화 수행의 블럭 구성도
도 5. 본 발명의 일 실시예에 따른 디지털SOP 및 예측기반 빌딩통합운영시스템 및 방법에 적용되는 예측 계산 방법의 블럭 구성도.
도 6. 본 발명의 일 실시예에 따른 디지털SOP 및 예측기반 빌딩통합운영시스템 및 방법에 적용되는 예측 계산 시뮬레이션모듈의 최적화 수행의 블럭 구성도.
도 7. 본 발명의 일 실시예에 따른 디지털SOP 및 예측기반 빌딩통합운영시스템 및 방법의 작동 순서도.Figure 1. Problems of conventional system integration and smart SI operating method and differentiation of digital SOP and prediction-based operating system.
2a. FIG. 2 is a flowchart illustrating an operation method of a digital SOP and prediction-based building integrated operating system and method according to an exemplary embodiment of the present invention. FIG.
2b. FIG. 1 is a block diagram illustrating a digital SOP and a predictive-based building integrated operating system and method according to an embodiment of the present invention. FIG.
FIG. 3 is a block diagram illustrating an operation of a digital twin building applied to a digital SOP and prediction-based building integrated operating system and method according to an embodiment of the present invention.
4 is a block diagram of generating and optimizing a digital SOP applied to a digital SOP and prediction-based building integrated operating system and method according to an embodiment of the present invention.
5 is a block diagram of a prediction calculation method applied to a digital SOP and prediction-based building integrated operating system and method according to an embodiment of the present invention.
FIG. 6 is a block diagram of optimization of a prediction calculation simulation module applied to a digital SOP and prediction-based building integrated operating system and method according to an embodiment of the present invention.
Figure 7. Operation flowchart of a digital SOP and prediction based building integrated operating system and method in accordance with an embodiment of the present invention.
이하 첨부된 도면을 참조하여 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 본 발명을 쉽게 실시할 수 있는 실시예를 상세히 설명한다. 다만, 본 발명의 바람직한 실시예에 대한 동작 원리를 상세하게 설명함에 있어 관련된 공지 기능 또는 구성에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명을 생략한다. DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings. However, the detailed description of known functions and configurations incorporated herein will be omitted when it may unnecessarily obscure the subject matter of the present invention.
또한, 도면 전체에 걸쳐 유사한 기능 및 작용을 하는 부분에 대해서는 동일한 도면 부호를 사용한다. 명세서 전체에서, 어떤 부분이 다른 부분과 연결되어 있다고 할 때, 이는 직접적으로 연결되어 있는 경우뿐만 아니라, 그 중간에 다른 소자를 사이에 두고, 간접적으로 연결되어 있는 경우도 포함한다. 또한, 어떤 구성요소를 포함한다는 것은 특별히 반대되는 기재가 없는 한 다른 구성요소를 제외하는 것이 아니라, 다른 구성요소를 더 포함할 수 있는 것을 의미한다.The same reference numerals are used for portions having similar functions and functions throughout the drawings. Throughout the specification, when a part is connected to another part, it includes not only a case where it is directly connected but also a case where the other part is indirectly connected with another part in between. In addition, the inclusion of an element does not exclude other elements, but may include other elements, unless specifically stated otherwise.
이하에서는 본 발명의 일실시예에 따른 디지털SOP 및 예측기반 빌딩통합운영시스템 및 방법의 구성 및 기능에 대해 설명하도록 한다. Hereinafter, configurations and functions of a digital SOP and prediction-based building integrated operating system and method according to an embodiment of the present invention will be described.
전술한 바와 같이 도 1을 참조하면, 종래의 시스템 통합 및 스마트 SI 운영방법은, 여러 종류의 모니터링 및 제어 시스템이 분리되어 비효율적이고 대응 방안의 효과가 낮으며, 문서형 메뉴얼을 이용함으로써 신속하고 정확한 대응이 불가능하다는 것을 확인할 수 있었다. As described above, referring to FIG. 1, the conventional system integration and smart SI operation methods are classified into various types of monitoring and control systems, which are inefficient and ineffective, and the effect of countermeasures is low. It can be confirmed that it is impossible to respond.
또한, 각종 비상 상황 발생 후-대응 방식이므로, 피해를 최소화하고 비상 상황 확산을 방지하기에는 한계가 있다는 단점이 있다. In addition, since it is a response method after occurrence of various emergency situations, there is a disadvantage that it is possible to minimize the damage and prevent the spread of an emergency situation.
본 발명은, 재난대응 및 빌딩운영 표준행동절차(220-2 이하 SOP, Standard Operating Procedure)를 디지털 정보화하여, 빌딩 통합운영 시스템에 병합함으로써, 빌딩 통합운영 시스템 스스로, 비상 상황에 대응하는 대응 절차(220-1)를 검색하며, 예측기반/사전 대응기반 플랫폼을 채용함으로써, 발생한 상황의 확산을 최소화 할 수 있는 디지털SOP 및 예측기반 빌딩 통합운영 시스템을 제안 할 수 있다. The present invention digitally informs disaster response and building operation standard procedures (SOPs 220-2, SOPs) and merges them into a building integrated operating system, so that the integrated building management system itself can respond to emergency situations 220-1) and employing a predictive based / predictive based platform, it is possible to propose a digital SOP and a predictive based building integrated operating system that can minimize the spread of the occurrence.
또한, 본 발명은, 개방형 프로토콜을 적용함으로써, 특정 제조사에 기술적으로 지나치게 의존하는 문제점을 해결 할 수 있다. Further, the present invention can solve the problem of being overly technically dependent on a specific manufacturer by applying an open protocol.
도 2a에는 본 발명의 일 실시예에 따른 디지털SOP 및 예측기반 빌딩통합운영시스템 및 방법의 운영방법을 설명하는 작동 흐름 구성도를 도시하였으며, 도 2b에는 본 발명의 일 실시예에 따른 디지털SOP 및 예측기반 빌딩통합운영시스템 및 방법의 운영 방법을 설명하는 블럭 구성도를 도시하였다. FIG. 2A illustrates an operation flow diagram illustrating an operation method of a digital SOP and a predictive-based building integrated operating system and method according to an embodiment of the present invention. FIG. 2B illustrates a digital SOP and a prediction SOP according to an exemplary embodiment of the present invention. A block diagram illustrating a method of operating a prediction based building integrated operating system and method is shown.
도 2a를 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 디지털SOP 및 예측기반 의 빌딩 통합운영 시스템은, 디지털 정보화된 SOP(220-2) 및 시뮬레이션모듈(410)을 구비한 디지털 트윈 빌딩(400-1)를 이용하고, 발달된 IoT 기반을 활용하는 운영설비(11)로부터 빅데이터 형식의 현재 상황정보 빅데이터(210-1)를 기계학습(machine learning) 방법으로 분석함으로써, 비상상황에 대한 통합판단/통합제어가 가능하고, 휴먼 에러(Human Error)를 최소화하면서도 신속하고 효과적인 대응이 가능하다.Referring to FIG. 2A, a digital SOP and prediction-based building integrated operating system according to an embodiment of the present invention includes a digital twin building 400-B having a digital information SOP 220-2 and a
운영설비(11)는 빌딩(10)내의 온도를 포함하는 환경정보(110-1) 및 정보통신설비와 자동화설비와 에너지설비와 보안설비 및 안전설비를 포함하는 상기 빌딩(10)을 운영하기 위한 모든 설비가 포함될 수 있다.The operating
또한 개별적인 운영설비(11)의 물리적 작동현상과 운영설비(11)간의 연결 원리를 수학적으로 표현하여 모사(simulation)가 가능한 시뮬레이션모듈(410)을 구비한 디지털 트윈 빌딩(400-1)은, 실제 빌딩(10)에서 발생한 비정상상황(231-1)을 모사하여 재연함으로써, 발생한 비정상상황(231-1)에 대한 종합적 판단과 운영설비(11)의 종합적 제어를 가능하게 한다. The digital twin building 400-1 having the
더불어, 디지털 트윈 빌딩(400-1)은, 실제 빌딩(10)에서 진행되는 물리적 현상을, 계산 가능한 정보 디지털 정보로 구성함으로써, 발생한 비정상상황(231-1)에 대한 예측을 가능하게 하여, 발생한 비정상상황(231-1)의 확산 양상 예측을 가능하게 하고, 이러한 확산 양상 예측을 기반으로 하여 비정상상황에 대한 사전 대응을 가능하게 할 수 있다. In addition, the digital twin building 400-1 makes it possible to predict the abnormal situation 231-1 that has occurred by configuring the physical phenomenon in the
즉, 본 발명의 일 실시예에 따른 디지털SOP 및 예측기반 빌딩통합운영시스템 및 방법은, 통합운영 시스템이 적용되는 빌딩(10)에서 발생하는 비정상상황(231-1) 및 빌딩(10)에서 발생한 비정상상황(231-1)에 대응하는 대응 절차를 모두 디지털 정보화함으로써, 상황의 발생부터, 확인-발생-예측-최적대응도출-대응절차에 이르기까지의 단계들이, 짧은 시간내에 정량적 분석과 예측을 통해서 수행되기 때문에, 비정상상황에 대한 대응의 효율성, 신속성, 정확성을 모두 갖출 수 있다.That is, the digital SOP and prediction-based building integrated operating system and method according to an embodiment of the present invention can be applied to an abnormal situation 231-1 occurring in a
도 2를 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 디지털SOP 및 예측기반 빌딩통합운영시스템 및 방법의 운영 방법은 IoT 장치(100)와 인공지능형 중앙처리부(200) 및 관리자모니터링부(300)으로 구성되어 있음을 알 수 있다.Referring to FIG. 2, a digital SOP and prediction based building integrated operating system and method according to an embodiment of the present invention includes an
IoT장치부(100)는 IoT센서(110) 및 IoT작동기(120)를 포함하며, IoT센서(110)는 환경정보(110-1) 및 설비정보(110-2)를 생성하며 IoT작동기(120)은 작동정보(120-1)를 생성하나. The
환경정보(110-1)는 빌딩(10)의 생활 및 사무 환경에 관한 것으로서, 온도/습도/먼지/조도 등의 정보를 포함할 수 있으며, 인간활동에 의한 정보 즉, 모션센서/적외선센서등에서 측정된 측정값이 포함될 수 있다.The environment information 110-1 relates to the living and office environment of the
또한, 빌딩(10) 내외부의 자연환경 정보를 포함할 수도 있다. 지진에 의한 진동을 감지하는 지진계 및 강풍에 의한 빌딩 상층부의 흔들림 정도 또는 빌딩(10) 외부에 설치되는 풍속계등이 해당 될 수 있다.In addition, it may include natural environment information inside and outside the
설비정보(110-2)는 빌딩(10)내 운영설비(11)의 작동상태를 측정하며, 운영설비는 정보통신설비, 자동화 설비, 에너지설비, 보안설비 및 안전설비 등으로 구분될 수 있다. The facility information 110-2 measures the operating state of the operating
정보통신설비는 데이터 네트워크, 인터넷회선, 모바일 및 IoT 기반의 사무환경을 포함할 수 있다. Information and communication facilities can include data networks, Internet lines, mobile and IOT-based office environments.
빌딩자동화에서는 전력이나 조명의 제어 상태 및 공조제어, 특히 엘리베이터 운영상태 등이 포함될 수 있다. Building automation can include control of power and lighting conditions and air conditioning control, especially elevator operating conditions.
에너지 시스템에서는, 빌딩(10)내 에너지 소모분포 신재생 에너지, 아날로그 센서 및 중앙 집중 제어 등이 포함될 수 있으며, 보안 시스템에서는 내 외부 인원은 출입 상황과 CCTV를 이용한 모니터링 정보가 포함될 수 있다. In the energy system, energy consumption distribution in the
또한 안전시스템에 있어서, 재난/안전관련 센서 및 소방 설비 특히, 각종 정보전파를 위한 전관방송시스템 등이 포함될 수 있다. Also, in the safety system, disaster / safety-related sensors and fire-fighting facilities, in particular, a publicity broadcasting system for spreading various information, and the like can be included.
설비정보(110-2)는 운영설비(11)의 작동상태를 포함하는데, 화재와 같은 재난/재해 상황에서는 설비의 작동 가능/불능 상태를 정확히 파악해야, 정확하고 효과적인 대응이 가능하다. 또한 빌딩(10)내 잔류하는 인력들의 흐름과 분포 등을 파악함으로써, 비정상상황(231-1) 발생시 인명 손실을 최소화 하기 위한 대응이 가능해진다. The facility information 110-2 includes the operating state of the operating
또한, 작동정보(120-1)는, 운영설비(11)에 인가된 운영명령 또는 운영상태 정보를 포함할 수 있다. In addition, the operation information 120-1 may include operation instructions or operation state information applied to the
환경정보(110-1)와 설비정보(110-2) 및 작동정보(120-1)는 매우 방대한 양의 디지털 정보로서 정보의 특징과 생성 환경이 서로 상이하기 때문에, 정형화되지 않은 데이터일 가능성이 높다. 따라서 이들 정보를 취합하면 빅데이터(Big Data)형태의 디지털 정보로 가공하고 분석이 가능하다. The environment information 110-1, the facility information 110-2, and the operation information 120-1 are digital information of a very large volume, and since the characteristics of the information and the generation environment are different from each other, high. Therefore, when these pieces of information are collected, they can be processed and analyzed as digital information in the form of Big Data.
즉, IoT장치부(100)에서 생성되는 환경정보(110-1)와 설비정보(110-2) 및 작동정보(120-1)는, 빌딩(10) 내외부에서 측정되며 빌딩(10)의 정상상황(231-2) 및 비정상상황(231-2)에 대한 대응을 위해 필요로 하는 정보를 포함하고 있음으로, 이 자체가 빌딩(10)을 디지털화한 정보라고 할 수 있다. That is, the environment information 110-1, the facility information 110-2, and the operation information 120-1 generated in the
인공지능형 중앙처리부(200)는 IoT장치부(100)에서 측정된 환경정보(110-1)와 설비정보(110-2) 및 작동정보(120-1)를 취합하고 분석하여 대응하는 구성이다.The artificial intelligent central processing unit 200 collects and analyzes the environment information 110-1, the facility information 110-2 and the operation information 120-1 measured by the
IoT정보수집부(210)와 디지털SOP관리유닛(220)과 상황대응부(23) 및 IoT장치제어부(240)로 구성될 수 있다. The IOT
IoT정보수집부(210)는 IoT장치부(100)에서 생성하여 전송하는 정보를 빅데이터 형태로 가공하고 정리하여, 현재상황빅데이터(210-1)를 생성한다. 비정형화 데이터이며 방대한 정보량을 포함하고 있는, 환경정보(110-1)와 설비정보(110-2) 및 작동정보(120-1)를 측정되는 시간 또는 빌딩(10)내의 물리적 위치 및 연관성을 기준으로 분류/정리하여 현재상황 빅데이터(210-1)를 생성할 수 있다. The IoT
따라서 현재상황빅데이터(210-1)는 빌딩(10)의 현재상황(210-0)에 대한 정보를 모두 포함하므로, 현재상황빅데이터(210-1)를 분석함으로써 빌딩(10)이 정상적으로 운영 가능한 정상상황(231-2)인지, 아니면 어떠한 재난, 재해, 또는 사고 상황이 발생한 비정상상황(231-1)인지를 판단할 수 있다. Therefore, since the current situation big data 210-1 includes all the information about the current situation 210-0 of the
디지털 SOP 관리유닛(220)은 디지털 SOP(220-2)를 생성하고 수정한다.The digital
디지털 SOP(220-2)는 디지털 정보이며 상기 빌딩(10)에서 발생하는 재난상황과 재해상황 및 사고상황을 포함하는 비정상상황(231-1) 뿐만 아니라 정상상황(232-2)에 대응하는 대응절차(220-1)를 포함한다. 디지털 SOP(220-2)는 일반적으로 문서화된 메뉴얼과 동일한 기능 또는 내용을 포함할 수 있으나, 내용이 디지털화되어 있으므로, 관리자의 검색이나 검색된 내용을 실행하기 위한 물리적인 수행을 최소화 할 수 있다.The digital SOP 220-2 is digital information and corresponds to the abnormal situation 231-1 including the disaster situation and the accident situation occurring in the
예를 들어, "2층 3번 차단기의 전력을 차단하고 1번엘리베이터의 마지막 탑승자가 하차한 후 1층으로 하강하여 작동을 중지하며, 소방용수계의 4번 밸브는 차단하고 6번 밸브를 개방하여 6층 A구역 소화전의 압력을 상승하고, 6층이상에 즉시 대피 방송을 한다."라는 단위 대응 절차(220-1)가 일년의 연속된 절차로 수립된 최적대응절차(232-1)가 수행되어야 하는 경우에, 일반적인 문서 메뉴얼을 사용하며, 종래의 시스템 통합 방법이나 빌딩통합운영 방법에서는, 비정상상황(231-1) 발생시 위의 대응 절차(220-1)를 검색하여 일련의 절차로 정리하는데 많은 시간이 소요될 수 있다. For example, if the electric power of the breaker 3 on the second floor is cut off and the last passenger of the elevator 1 gets off, the operation goes down to the first floor, the operation is stopped, the fourth valve of the fire water system is shut off, The optimum response procedure 232-1 in which the unit response procedure 220-1 of setting the pressure of the 6th floor A fire hydrant to 6 & A general document manual is used. In the conventional system integration method or the integrated operation method of a building, the corresponding procedure 220-1 is searched for when an abnormal situation 231-1 occurs, and the system is organized into a series of procedures It can take a lot of time.
특히 관리자의 메뉴얼 검색뿐만 아니라, 메뉴얼 검색을 위한 비정상상황(231-1)을 파악하는 단계에서 종합적이면서도 정량적인 판단이 필요하다. 하지만, 한정된 인력의 관리자가 빅데이터 형태의 현재상황빅데이터(210-1)를 분석하여 정확한 최적대응절차(232-1)를 수립하는 것은 거의 불가능에 가깝다.In particular, it is necessary to make a comprehensive and quantitative judgment in the step of not only the manager's manual search but also the abnormal situation 231-1 for manual search. However, it is almost impossible for an administrator of a limited workforce to analyze the current situation big data 210-1 in the form of big data to establish an accurate optimum response procedure 232-1.
또한 최적대응절차(232-1)가 수립된 경우에, 각 대응 절차(220-1)를 수행하기 위해 개별 시스템 담당자가 실제 물리적 작업을 수행할 필요가 있다.Also, when the optimum response procedure 232-1 is established, it is necessary for the individual system personnel to perform the actual physical operation in order to perform each response procedure 220-1.
반면에 본 발명에 따른 디지털SOP 및 예측기반 의 빌딩통합운영시스템 및 방법에서는, SOP(220-2)가 디지털화되어 빌딩 통합운영 시스템에 병합되어 있음으로써, 빌딩 통합운영 시스템 스스로 현장상황 빅데이터(210-1)를 분석하고 대응절차(220-1)를 검색하여 최적대응절차(232-1)를 도출할 수 있다.On the other hand, in the digital SOP and prediction based building integrated operating system and method according to the present invention, since the SOP 220-2 is digitized and merged into the building integrated operating system, the building integrated operating system itself generates the on- -1), and the corresponding procedure 220-1 may be searched to derive an optimum response procedure 232-1.
또한, 대응절차(220-1)에 나열된 절차의 내용을 인지하게 함으로써, 즉각적인 수행이 가능하다. In addition, by recognizing the contents of the procedure listed in the response procedure 220-1, immediate execution is possible.
즉, "1번엘리베이터의 마지막 탑승자가 하차한 후 1층으로 하강하여 작동을 중지"하는 대응 절차를 관리자가 직접 수행하기 위해서는 현장으로 이동하건, 현장 CCTV를 모니터링 하여야 한다. 하지만 이럴 경우에 해당 관리자는 이 하나의 대응 절차(220-1)만을 수행하기 위해 인지능력을 집중해야 하며, 다른 대응절차(220-1)를 동시에 진행하게 되면, 예측하지 못한 휴먼에러(human error)를 유발할 가능성이 높아진다.In other words, in order for the manager to directly execute the procedure of "stopping the operation after descending to the first floor after the last passenger of the elevator 1 gets off", it is necessary to monitor the on-site CCTV. However, in this case, the manager must concentrate his / her cognitive ability to perform only one response procedure 220-1, and if the other response procedure 220-1 is performed at the same time, an unexpected human error ). ≪ / RTI >
반면에, 본 발명에 따른 디지털SOP 및 예측기반 의 빌딩 통합운영 시스템은, 대응 절차(220-1)가 디지털 정보로 시스템 내에 존재하므로, 대응 절차(220-1)가 수립되는 즉시 해당 절차를 자동으로 진행할 수 있으며, 특히 "1번엘리베이터의 마지막 탑승자가 하차한 후 1층으로 하강하여 작동을 중지"하는 절차와 같이 시간이 소요되는 일년의 조건이 충족되어야 하는 절차는, 다른 절차와 병행하여 수행할 수 있다.On the other hand, in the digital SOP and prediction based building integrated operating system according to the present invention, since the corresponding procedure 220-1 exists in the system as digital information, the corresponding procedure 220-1 is automatically , And in particular, the procedure in which the time-consuming one-year conditions such as "the first passenger of elevator 1 gets off and goes down to the first floor and stops operation" must be fulfilled in parallel with other procedures can do.
상황대응부(230)은 판단알고리즘(231) 및 SOP선택알고리즘(232)를 포함하며 대응효과(230-1)를 생성할 수 있다. The
판단알고리즘(231)은 현재상황빅데이터(210-1)를 기반으로 하여, 빌딩(10)의 현재상황(210-0)을 판단한다. 현재상황빅데이터(210-1)는 이미 IoT장치부(100)에서 생성된 환경정보(110-1), 설비정보(110-2) 및 작동정보(120-1)를 모두 포함하고 있으므로, 현재상황빅데이터(210-1)를 분석할 때 빌딩(10)에서 생성되는 모든 정보를 종합적으로 분석할 수 있다. The
판단알고리즘(231)에서 생성된 현재상황정보(231-0)은 빌딩(10)의 현재상황(210-0)이 비정상상황(231-1) 또는 정상상황(231-2) 중에 어느 상황에 해당하는지에 대한 정보를 포함한다. The current situation information 231-0 generated in the
판단알고리즘(231)에서 현재상황(210-0)이 비정상상황(231-1)으로 판단되며, SOP선택알고리즘(232)은 현재상황빅데이터(210-1)에 대응하는 대응절차(220-1)를 추출하여 최적대응절차(232-1)를 생성한다. 이때 상황대응부(230)에서는 인명손실과 상기 운영설비(11)의 손실 및 상기 비정상상황(231-1)의 확산방지효과를 포함하는 대응효과(230-1)를 생성하며, SOP선택알고리즘(232)는 대응효과(230-1)를 극대화 할 수 있는 대응절차(220-1)를 추출한다. The current state 210-0 is determined to be the abnormal state 231-1 in the
IoT장치제어부(240)는 생성된 최적대응절차(232-1)의 내용을 인지하고, 최적대응절차(232-1)의 내용에 기재된 운영설비(11)별 명령 정보를 생성하여 IoT장치부(100)로 전송하여, 최적대응절차(232-1)의 내용을 즉각 수행한다. The IoT
관리자모니터링부(300)에 구비된 디스플레이유닛(310)은 판단알고리즘(231)이 판단한 빌딩(10)의 현재상황정보(231-0)와 최적 대응절차(232-1)를 디스플레이함으로써 관리자로 하여금 상황 발생과 그에 대한 대응절차를 확인하도록 한다.The display unit 310 provided in the manager monitoring unit 300 displays the current situation information 231-0 of the
또한 입력부(320)를 통하여 판단알고리즘(231) 및 SOP선택알고리즘(232)의 논리를 수정하거나 추가할 수 있다. The logic of the
따라서, 도 2a 내지 도 2b를 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 디지털SOP 및 예측기반 의 빌딩 통합운영 시스템은, 운영설비(11)에 IoT 기술을 적용하여 빌딩(10)의 상태를 빅데이터 정보 형태로 수집하여 기계 학습함으로써, 복합적인 상황 파악과 대응이 가능하다.2A and 2B, a digital SOP and a prediction-based building integrated operating system according to an embodiment of the present invention can be implemented by applying IoT technology to an
또한 발생한 상황에 대한 대응 절차를 내부에 디지털 자료 형태로 보유함으로써, 즉각적인 수행과 효율적인 수행이 가능하다. In addition, the internal procedures for responding to occurrences are stored in the form of digital data, enabling immediate execution and efficient execution.
도 3에는 본 발명의 일 실시예에 따른 디지털SOP 및 예측기반 빌딩통합운영시스템 및 방법에 적용되는 디지털 트윈 빌딩의 작동을 설명하는 블럭 구성도를 도시하였다. FIG. 3 is a block diagram illustrating an operation of a digital twin building applied to a digital SOP and prediction-based building integrated operating system and method according to an embodiment of the present invention.
도 3을 참조하면, 디지털 트윈 빌딩 운영부(400)는 시뮬레이션 모듈(410) 및 시뮬레이션 입력모듈(420)을 포함하여 구성될 수 있음을 알 수 있다. Referring to FIG. 3, it can be seen that the digital twin building operating unit 400 may include a
시뮬레이션모듈(410)은 빌딩(10)의 구조 정보 및 운영설비(11) 설치 정보를 포함하는 빌딩(10)의 설계정보(12)와 현재상황빅데이터(210-1)를 기반으로 하여 미래의 환경정보(110-1)와 설비정보(110-2) 및 작동정보(120-1)를 포함하는 예측정보(410-1)를 예측계산 할 수 있다. 이때 상황대응부(230)를 차용하여 가동함으로써, 시뮬레이션 초기값에 따른 최적대응절차 생성을 실제상황과 동일하게 재연할 수 있다.The
또한 시뮬레이션입력모듈(420)은 예측계산에 필요한 시뮬레이션초기값을 포함하는 시뮬레이션조건정보(420-1)을 입력 받는다. Also, the
이때 예측정보(410-1)는 가상예측정보(410-2)와 실제상황예측정보(410-3)으로 구분될 수 있다. At this time, the prediction information 410-1 may be divided into the virtual prediction information 410-2 and the actual situation prediction information 410-3.
가상예측정보(410-2)는 가상시뮬레이션 조건정보(420-2)의 입력을 받아 예측 계산된 것으로서, 디지털 SOP관리유닛(220)에서 SOP(220-2)를 최적화 하는데 필요한 정보를 제공한다(A). The virtual prediction information 410-2 receives information of the virtual simulation condition information 420-2 and provides information necessary for optimizing the SOP 220-2 in the digital
즉, 이미 생성된 SOP(220-2)를 기반으로 하고 임의의 가상시뮬레이션 조건정보(420-2)를 입력조건으로 하여 예측 계산된 가상 예측정보(410-2)는, 이미 생성된 SOP(220-2)를 기반으로 하여 상황대응부(230)를 차용하여 가동함으로써 산출될 수 있는 것이므로, 가상 시뮬레이션 조건 정보(420-2)에 따른 SOP(220-2)의 문제점을 파악할 수 있다. That is, the predicted virtual prediction information 410-2 based on the already generated SOP 220-2 and using the arbitrary virtual simulation condition information 420-2 as an input condition is stored in the already generated SOP 220 -2), the problem of the SOP 220-2 according to the virtual simulation condition information 420-2 can be grasped.
또한 판단알고리즘(231)과 SOP선택알고리즘(232) 및 대응효과(230-1)의 적절성 여부도 함께 검증할 수 있다. 이때 판단알고리즘(231)과 SOP선택알고리즘(232)은 입력부(320)를 통하여 관리자(1)가 수정하고, 동일한 가상시뮬레이션 조건정보(420-2)를 기반으로 가상예측정보(410-2)를 산출하면, 알고리즘(231, 232)와 SOP(220-2)의 적절성을 평가할 수 있다. It is also possible to verify whether the
도 4에는 본 발명의 일 실시예에 따른 디지털SOP 및 예측기반 빌딩통합운영시스템 및 방법에 적용되는 디지털 SOP를 생성 및 최적화 수행의 블럭 구성도를 도시하였다.FIG. 4 is a block diagram illustrating a digital SOP generation and optimization operation applied to a digital SOP and prediction-based building integrated operating system and method according to an embodiment of the present invention.
SOP(220-2)는 재난/재해 및 사건/사고에 대응하는 빌딩 표준행동절차(Standard Operation Procedure)로서, 특정한 상황의 원인과 특징 및 영향을 정성적/정량적으로 정확히 파악하고, 그에 적합한 대응 절차를 수립하여야 한다. The SOP (220-2) is a standard operation procedure for a building that responds to a disaster / accident / incident / accident. It identifies the causes, characteristics, and influences of specific situations accurately and quantitatively, .
최초 SOP를 수립할 단계에서는 기존 SOP를 참조하거나, 예상되는 특정한 상황원인과 특징, 영향을 이론적 원리나 자료에 기반하여 생성할 수 있다. 그러나 이렇게 수립된 SOP(220-2)는 실제 건설된 빌딩(10)에 적합하지 않을 수 있다. At the stage of establishing the initial SOP, it is possible to refer to the existing SOP, or to generate the expected specific causes, characteristics, and influences based on the theoretical principles or data. However, the SOP 220-2 thus established may not be suitable for the actually constructed
특히, 갈수록 대형화하고 초고층화 되는 최근의 빌딩 건설양상은, 컴퓨터와 같은 기계적 논리시스템의 도움 없이는 정상적인 제어 조차도 불가능하기 때문에, 특정한 현상에 대해 정립된 이론을 이용하거나, 기존 빌딩에 적합한 기존의 SOP를 참조하여 생성한 SOP(220-2)는, 실제 상황에서 적절한 대응절차(220-1)를 제시하지 못할 가능성이 높다.Particularly, since the recent construction of buildings that are becoming larger and larger is not possible even with normal control without the help of a mechanical logic system such as a computer, it is possible to use the established theory for a specific phenomenon, It is highly likely that the SOP 220-2 generated with reference to it can not show an appropriate response procedure 220-1 in an actual situation.
본 발명의 일 실시예에 따른 디지털SOP 및 예측기반 의 빌딩 통합 운영 시스템에서는 시뮬레이션(410)을 구비하는 디지털 트윈 빌딩을 운영한다. In the digital SOP and prediction-based building integrated operating system according to an embodiment of the present invention, a digital twin building including a
이 시뮬레이션모듈(410)은 빌딩(10)의 기능 즉, IoT 센서(110)와 IoT 작동기를 포함한 IoT장치부(100)로부터 수입된 정보를 빅데이터로 변환한 현재상황빅데이터(210)을 기반으로 구성된다. 또한 앞서 언급한 바와 같이 현재상황빅데이터(210)은 현재상황(210-0)의 정보를 포함하고 있다.The
빌딩(10)의 구조와 빌딩(10)에서 운영되는 운영설비(11) 및 현재상황빅데이터(210)를 이용하고, 이들 요소간의 물리적 연관성을 수학적으로 표현하는 특정한 계산 모듈을 포함함으로써, 실존하는 빌딩(10)의 물리적 현상을 재연할 수 있는 "사이버 빌딩"을 운영할 수 있다. 앞서 설명한 디지털 트윈 빌딩(400-1)는 "사이버 빌딩"의 일종으로서, 관리자(10)로 하여금 빌딩(10)에 일어나는 현상을 종합적으로 판단하고, 예측가능 하게 한다. By including a specific calculation module that uses the structure of the
현재상황빅데이터(210-1)를 구성하는 정보는 IoT센서(110)와 IoT작동기(120)로부터 수집되는 정보로서, 빌딩(10)에서 운영되는 운영설비(11)를 모두 포함할 수 있다. 따라서 현재상황빅데이터(210-1)는 운영 장소와 상황 및 작동 원리 등이 모두 상이한 설비로부터 입수되는 정보이기 때문에, 그 정보량이 방대할 뿐만 아니라, 정형화되지 않은 정보도 포함될 수 있다. Information constituting the current situation big data 210-1 may include all of the operating
그러므로 현재상황빅데이터(210-1) 자체를, 관리자(1)를 포함한 관리인력이 직접 분석하게 되면, 방대한 양를 분석하는데 엄청난 시간 자원이 소요될 뿐만 아니라, 정형화된 정보와 비 정형화 정보를 포함하여, 다양한 종류의 정보의 유기적 관계를 분석하는 데, 한계가 존재한다.Therefore, when the management personnel including the manager 1 directly analyzes the current situation big data 210-1, it takes a great amount of time to analyze a vast amount of time. In addition, There is a limit to analyzing the organic relationships of various kinds of information.
앞서 설명한 바와 같이 빌딩(10)의 구조와 빌딩(10)에서 운영되는 운영설비(11) 및 현재상황빅데이터(210)를 이용하여 디지털 트윈 빌딩(400-1)을 운영함으로써, 실제 빌딩(10)에서 나타난 현상들을 모사함으로써, 빌딩(10) 전체의 상황을 모니터링하여, 현재상황(210-0)을 종합적으로 판단할 수 있으며, 다양한 상황발생을 가정한 예측 시스템을 제공할 수있다.As described above, by operating the digital twin building 400-1 using the structure of the
도 4를 참조하면, 시뮬레이션 모듈(410)은 내장된 계산 모듈과 빌딩(10)에 대한 각종 정보를 기반으로 하여, 가상예측정보(410-2)를 생성할 수 있다.Referring to FIG. 4, the
가상예측정보(410-2)는 가상 시뮬레이션조건정보(420-2)를 기반으로 산출되어 생성되는데, 가상 시뮬레이션조건정보(420-2)는 시뮬레이션모듈(410)이 빌딩(10)의 물리적 현상을 시뮬레이션하기 위해 필요한 초기조건 정보로서 시뮬레이션 입력모듈(420)으로부터 입력되는 시뮬레이션조건정보(420-1)의 중에 하나이다.The virtual simulation condition information 420-2 is generated by the
시뮬레이션조건정보(420-1)는 가상시뮬레이션조건정보(420-2)와 실제상황 시뮬레이션조건정보(420-3)를 포함할 수 있다(B).The simulation condition information 420-1 may include virtual simulation condition information 420-2 and actual situation simulation condition information 420-3 (B).
가상시뮬레이션조건정보(420-2)는 가상의 비정상상황을 디지털 트윈 빌딩(400-1)에 조성함으로써, 대응절차(220-1)의 적절성과 판단알고리즘(231) 및 SOP선택알고리즘(232)의 작동 적합성을 판단하기 위한 초기 정보이다. The virtual simulation condition information 420-2 includes the relevance of the corresponding procedure 220-1 and the
따라서 가상 시뮬레이션조건정보(420-2)를 이용하여 산출된 가장예측정보(410-1)는 도 2 내지 도 3에 도시된 인공지능형 중앙처리부(200)의 작동 논리를 최적화 하기 위해 생성되는 예측정보(410-0)라고 할 수 있으며, 바람직하게는 가상 시뮬레이선조건정보(420-2)를 이용한 디지털 트윈 타워(400-1)의 시뮬레이션 작동은 판단알고리즘(231)이 생성한 현재상황정보(231-0)가 정상 상황(231-2)일 때 진행될 수 있다.Therefore, the best prediction information 410-1 calculated using the virtual simulation condition information 420-2 is the predicted information 410-1 generated to optimize the operating logic of the artificial intelligent central processing unit 200 shown in FIGS. The simulation operation of the digital twin tower 400-1 using the virtual simulant line condition information 420-2 may be performed based on the current state information generated by the
또한 도 4를 참조하면, 가상 예측정보(410-1)는 관리자(1)에게 알림 될 수 있으며 동시에 가상 상황대응부 즉, 상황대응부(230)를 차용하여 가동하고 그 결과 가상대응효과를 예측 할 수 있다.4, the virtual prediction information 410-1 can be notified to the manager 1, and at the same time, the virtual situation counterpart, that is, the
앞서 설명한 바와 같이 대응효과(230-1)를 극대화 하기 위해 필요한 것이 대응절차(230-1)이고 최적대응절차(232-1)이다. 가상시뮬레이션 조건 정보(420-2)를 기반으로 하여 디지털 트윈 빌딩(400-1)을 운영하여 가상 시뮬레이션 조건 정보(420-2)에 따른 판단알고리즘(231)과 SOP선택알고리즘(232)이 작동하여 대응절차(220-1)와 최적대응절차(232-1)를 도출하고 해당 상황에 따른 대응효과를 예측함으로써, 판단알고리즘(231)과 SOP선택알고리즘(232)이 작동하여 대응절차(220-1)와 최적대응절차(232-1)의 적절성을 판할 수 있다. As described above, what is necessary to maximize the countermeasure effect 230-1 is the countermeasure procedure 230-1 and the optimal countermeasure procedure 232-1. The digital twin building 400-1 is operated based on the virtual simulation condition information 420-2 so that the
이때 빅데이터를 이용한 기계학습(machine learning) 방법이 적용될 수 있다. 기계학습은 '특정한 시스템'에 적용되는 입력과 해당 입력에 대한 출력의 연관성 정보를 기반으로 하여, '특정한 시스템'을 변경 개선하는 방법으로서, 상세 방법과 입력 및 출력 정보에 따라서 지도학습, 비지도학습 강화학습 및 반지도학습 등이 포함될 수 있다. At this time, a machine learning method using big data can be applied. Machine learning is a method to change and improve the 'specific system' based on the information that is applied to the 'specific system' and the output of the input to the input. It is based on the detailed method and input and output information, Learning reinforcement learning and ring drawing learning.
앞서 언급한 바와 같이 현장상황빅데이터(210-1)를 포함하여 시뮬레이션모듈(410)에 시뮬레이션 조건정보(420-2)를 입력으로 하고, 가상예측정보(421-2) 및 가상대응효과를 출력으로 설정하여 기계 학습을 수행하면, 시뮬레이션(410) 모듈이 수행하는 시뮬레이션 작동 상에 존재는 모든 논리 판단의 적합성과 디지털 SOP를 포함하는 정보자료의 적절성을 검증할 수 있다. The simulation condition information 420-2 is input to the
도 5에는 본 발명의 일 실시예에 따른 디지털SOP 및 예측기반 빌딩통합운영시스템 및 방법에 적용되는 예측 계산 방법의 블럭 구성도를 도시하였다.FIG. 5 is a block diagram illustrating a prediction calculation method applied to a digital SOP and prediction-based building integrated operating system and method according to an embodiment of the present invention.
도 5참조하면, 시뮬레이션모듈(410-1)은 현재상황 빅데이터(210-1)과 운영설비(11)의 물리적 작동을 모사할 수 있는 계산 모듈을 이용할 수 있다. Referring to FIG. 5, the simulation module 410-1 may use a calculation module that can simulate the current situation big data 210-1 and the physical operation of the operating
또한 운영설비(11)는 빌딩을 운영하기 위한 모든 설비를 포함할 수 있으므로, 운영설비(11)의 작동을 모사하기 위한 추가적인 정보, 예를 들어 빌딩(10)의 구조 및 운영설비(11)의 배치 위치, 상하수도 및 소방용 수계용 배관 구조 및 전기 설비 구조 등을 더 포함할 수 있다.Further, since the operating
현재상황 빅데이터(210-1)는 특정한 시각 t=0에서 빌딩(10)의 현재상황(210-0)을 나타낼 수 있으며, 현재상황 빅데이터(210-1)와 운영설비(11)를 모사하는 계산 모듈을 이용함으로써 특정한 시각 이후 또 다른 특정한 시각 t=t'에서의 예측정보를 산출할 수 있다.The present situation big data 210-1 can represent the current situation 210-0 of the
도 4의 설명에서 언급된 기계학습법이 적용될 수 있으며, 특히 도 4에 도시된 디지털SOP를 생성하기 위한 최적화 수행 절차와 같이, 도 5의 예측 계산을 반복적으로 수행하면, t=t' 예측정보의 정확도를 높일 수 있다. The machine learning method mentioned in the description of FIG. 4 may be applied, and particularly if the prediction calculation of FIG. 5 is repeatedly performed, as in the optimization procedure for generating the digital SOP shown in FIG. 4, Accuracy can be increased.
즉, t=0인 시각의 현재상황빅데이터(210-1)로 t=t'의 예측정보를 산출하되, 다양한 시각에서의 현재상황빅데이터(210-1)와 시뮬레이션조겅전보(420-1)를 적용에 대한 예측정보 산출을 반복하고 이를 기계학습법으로 수행함으로써 시뮬레이션 모듈의 예측기능의 정확도를 지속적으로 개선할 수 있다. That is, the predicted information of t = t 'is calculated by the current situation big data 210-1 at time t = 0, and the current situation big data 210-1 and the simulation preparation data 420-1 ), And by performing it with the machine learning method, the accuracy of the prediction function of the simulation module can be continuously improved.
또한, 시뮬레이션모듈(410)의 시뮬레이션 수행시, 상황대응부(230)를 구성하는 두 가지 주요 알고리즘인 판단알고리즘(231)과 SOP 선택알고리즘을 차용하여 가동함으로써, 사이버 빌딩인 디지털 트윈 빌딩(400-1)에서 실제 빌딩(10)의 관리 툴을 적용함으로써, 이들 알고리즘(231, 232)의 논리적 오류나 문제점도 파악할 수 있다. In the simulation of the
도 6에는 본 발명의 일 실시예에 따른 디지털SOP 및 예측기반 빌딩통합운영시스템 및 방법에 적용되는 실제상황예측정보를 이용한 예측 계산 시뮬레이션모듈 최적화 수행의 블럭 구성도를 도시하였다.FIG. 6 is a block diagram illustrating optimization of a prediction calculation simulation module using real situation prediction information applied to a digital SOP and prediction-based building integrated operating system and method according to an embodiment of the present invention.
도 6을 참조하면, 실제상황예측정보(410-3)를 이용하여 상황대응부(230)를 차용 실행하고, 상황대응부(230)는 입력된 실제상황예측정보를 기반으로 하여 판단알고리즘과 및 SOP선택알고리즘(232)를 수행하고 최종적으로 실제상황대응효과(230-2)를 산출한다. Referring to FIG. 6, the actual
이 실제상황 대응효과(230-2)는 실제상황예측 정보(410-3)을 기반으로 산출된 대응효과(230-1)의 하나이며, 실제상황 예측정보(410-3)는 실제상황 시뮬레이션 조건정보(420-3)로서 도 4에 도시된 예측정보(410-1)중에 하나이다.This actual situation response effect 230-2 is one of the corresponding effects 230-1 calculated based on the actual situation prediction information 410-3 and the actual situation prediction information 410-3 is the actual situation simulation condition Is one of the prediction information 410-1 shown in FIG. 4 as the information 420-3.
앞서 설명한 바와 같이, 바람직하게는 가상상황 시뮬레이션조건정보(420-2)는 현재상황정보(231)가 정상상황(231-2)일 경우에, 관리자(1)에 의해 입력될 수 있다. As described above, preferably, the virtual situation simulation condition information 420-2 can be input by the manager 1 when the
반면에 실제상황 시뮬레이션조건정보(420-3)은 바람직하게는 현재상황정보(231)가 비정상상황(231-1)일 경우에, 현재상황빅데이터(210-1)를 기반으로 생성되어 시뮬레이션 입력모듈(420)에 자동으로 입력되어 시뮬레이션 모듈(410)에서 실제상황 예측정보(410-3)를 생성할 수 있다. On the other hand, the actual situation simulation condition information 420-3 is preferably generated based on the current situation big data 210-1 when the
따라서 본 발명의 일 실시예에 따른 디지털SOP 및 예측기반 빌딩통합운영시스템 및 방법은 통합운영 시스템이 적용되는 빌딩(10)에서 발생하는 비정상상황(231-1) 및 빌딩(10)에서 발생한 비정상상황(231-1)에 대응하는 대응 절차를 모두 디지털 정보화함으로써, 상황의 발생부터, 확인-발생-예측-최적대응도출-대응절차에 이르기까지의 단계들이, 짧은 시간내에 정량적 분석과 예측을 통해서 수행되기 때문에, 비정상상황에 대한 대응의 효율성, 신속성, 정확성유지할 수 있으며, 운영설비(11)에 IoT 기술을 적용하여 빌딩(10)의 상태를 빅데이터 정보 형태로 수집하여 기계 학습함으로써, 복합적인 상황 파악과 대응이 가능하다. Accordingly, the integrated digital SOP and predictive-based building integrated operating system and method according to an embodiment of the present invention can be applied to an abnormal situation 231-1 occurring in a
또한, 통합운영 시스템이 적용되는 빌딩(10)을 모사하는, 사이버 빌딩인 디지털 트윈 빌딩(400-1)을 이용하여, 빌딩(10)에서 발생하는 상황을 예측하고, 발생한 상황에 대한 대응을 학습함으로써, 최적화된 대응절차를 도출할 수 있을 뿐만 아니라, 비정상상황에 대한 사전 대응을 가능하게 하여 긴급한 상황에서의 골든타임 허비를 최소화 할 수 있다. It is also possible to predict the situation occurring in the
도 7에는 본 발명의 일 실시예에 따른 디지털SOP 및 예측기반 빌딩통합운영시스템 및 방법의 작동 순서도를 도시하였다.FIG. 7 illustrates an operational flowchart of a digital SOP and prediction-based building integrated operation system and method according to an embodiment of the present invention.
도 7을 참조하면, 본 발며의 일 실시예에 따른 디지털SOP 및 예측기반 빌딩통합운영시스템 및 방법은 환경정보(110-1)와 설비정보(110-2) 및 설비정보(120-1)를 측정하여 생성하고, 이들 정보를 수집하여 현재상황 빅데이터(210-1)를 생성한다. Referring to FIG. 7, the digital SOP and prediction based building integrated operating system and method according to an embodiment of the present invention includes environment information 110-1, facility information 110-2, and facility information 120-1 And collects these pieces of information to generate the current situation big data 210-1.
SOP(220-2)생성하고 현재상황빅데이터(210-1)를 기반으로 현재상황(210-0)이 비정상상황(231-1)인지 정상상황(220-3)인지를 판단한 현재상황정보(231-0)를 생성한다. SOP 220-2 and determines whether the current status 210-0 is an abnormal status 231-1 or a normal status 220-3 based on the current status big data 210-1 231-0).
현재상황(210-0)이 비정상상황(231-1)으로 판단되면 대응절차(220-1) 선택 및 최적대응절차(232-1)를 구성하고, IoT 제어부(240)는 최적대응절차(232-1)에 따라 IoT센서(110) 및 IoT작동기(120)를 작동하여 운영설비(11)를 제어함으로써, 최적대응절차(232-1)에 따라 비정상상황(231-1)에 대응한다. The
또한, 현재상황빅데이터(210-1)을 포함하는 시뮬레이션조건정보(420-1)를 기반으로 예측 계산하는 시뮬레이션모듈(410)로 구성된 디지털 트윈빌딩(400-1)을 생성하고 디스플레이함으로써, 발생한 비정상상황(231-1)을 종합적으로 판단/대응할 수 있다.In addition, by generating and displaying the digital twin building 400-1 composed of the
현재상황정보(231-0)가 현재상황(210-0)이 정상상황(220-3)으로 판단되면 가상 시뮬레이션 조건 정보(420-2)를 입력하여 가상예측정보(410-2)를 생성하고 이를 기반으로 하여 SOP를 지속적으로 수정함으로써 최적 SOP를 생성할 수 있다. When the current situation information 231-0 is determined to be the normal situation 220-3 in the current situation 210-0, the virtual simulation condition information 420-2 is input to generate the virtual prediction information 410-2 Based on this, the optimal SOP can be generated by continuously modifying the SOP.
현재상황정보(231-0)에서 현재상황(210-0)이 비정상상황(231-1)으로 판단되면, 실제상황시뮬레이션조건정보(420-3)을 입력하여 실제상황에 대한 예측정보(410-3)과 실제상황 대응효과(230-2)를 생성하고, 이에 따라 대응절차(220-1) 및 최적대응절차(232-1)를 수립한다. 최적대응절차(232-1)에 따라 IoT제어부(240)는 IoT센서(110) 및 IoT작동기(120)를 작동하여 비정상상황(231-1)에 대응하고 대응효과(230-1)를 산출하여, 시뮬레이션모듈(410), 판단알고리즘(231) 및 SOP선택알고리즘(232)를 수정하여, 개선된 실제상황예측정보(410-3를 예측 계산 할 수 있다.When it is determined that the current situation 210-0 is the abnormal situation 231-1 in the current situation information 231-0, the actual situation simulation condition information 420-3 is input and the prediction information 410- 3) and the actual situation response effect 230-2, thereby establishing the corresponding procedure 220-1 and the optimum response procedure 232-1. The
또한, 상기와 같이 설명된 장치 및 방법은 상기 설명된 실시예들의 구성과 방법이 한정되게 적용될 수 있는 것이 아니라, 상기 실시예들은 다양한 변형이 이루어질 수 있도록 각 실시예들의 전부 또는 일부가 선택적으로 조합되어 구성될 수도 있다.It should be noted that the above-described apparatus and method are not limited to the configurations and methods of the embodiments described above, but the embodiments may be modified so that all or some of the embodiments are selectively combined .
1. 관리자
10. 빌딩
11. 운영설비
100. IoT장치부
110. IoT센서
110-1. 환경정보 110-2 설비정보
120. IoT작동기
120-1. 작동정보
200. 인공지능형 중앙처리부
210. IoT정보수집부
210-0. 현재상황 210-1. 현재상황빅데이터
220. 디지털SOP 관리 유닛
220-1. 대응절차 220-2 SOP
230. 상황대응부
230-1. 대응효과
231. 판단알고리즘
231-1. 비정상상황 231-2. 정상상황
232. SOP선택알고리즘
232-1. 최적대응절차
240. IoT장치제어부
300. 관리자모니터링부
310. 디플레이유닛 320. 입력부
400. 디지털 트윈빌딩 운영부
400-1. 디지털 트윈 빌딩
410. 시뮬레이션모듈
410-1. 예측정보. 410-2 가상예측정보 410-3. 실제상황예측정보
420. 시뮬레이션 입력모듈
420-1. 시뮬레이션조건정보
420-2. 가상시뮬레이션조건정보 420-3. 실제상황시뮬레이션 조건 정보1. Manager
10. Building
11. Operating facilities
100. IoT device section
110. IoT sensor
110-1. Environmental Information 110-2 Equipment Information
120. IoT actuator
120-1. Operational Information
200. Artificial Intelligent Central Processing Unit
210. IoT information collecting section
210-0. Current Situation 210-1. Current Situation Big Data
220. Digital SOP management unit
220-1. Response Procedure 220-2 SOP
230. Situation counterpart
230-1. Corresponding effect
231. Decision Algorithm
231-1. Abnormal situation 231-2. Normal situation
232. SOP Selection Algorithm
232-1. Optimal response procedure
240. IoT device controller
300. Manager monitoring section
310. Display unit 320. Input unit
400. Digital Twin Building Operation Department
400-1. Digital Twin Building
410. Simulation module
410-1. Forecast information. 410-2 Virtual forecast information 410-3. Actual situation forecast information
420. Simulation Input Module
420-1. Simulation condition information
420-2. Virtual simulation condition information 420-3. Real condition simulation condition information
Claims (10)
상기 환경정보(110-1)와 상기 설비정보(110-2) 및 상기 작동정보(120-1)를 수신하여 상기 빌딩(10)의 현재상황(210-0)에 대한 정보를 포함하는 현재상황빅데이터(210-1)를 생성하는 IoT 정보수집부(210)와, 디지털 정보이며 상기 빌딩(10)에서 발생하는 재난상황과 재해상황 및 사고상황을 포함하는 비정상상황(231-1) 및 정상상황(231-2)에 대응하는 대응절차(220-1)를 포함하는 재난대응 및 빌딩운영 표준행동절차(220-2, 이하 SOP, Standard Operating Procedure)를 생성하는 디지털SOP 관리유닛(220)과, 상기 현재상황빅데이터(210-1)를 기반으로 하여 상기 현재상황(210-0)이 상기 비정상상황(231-1) 또는 상기 비정상상황(231-1)을 제외한 정상상황(231-2)에 해당하는지를 판단하여 현재상황정보(231-0)를 생성하는 판단알고리즘(231)및 상기 현재상황(210-0)이 상기 비정상상황(231-1)으로 판단되면 인명손실과 상기 운영설비(11)의 손실 및 상기 비정상상황(231-1)의 확산방지효과를 포함하는 대응효과(230-1)를 극대화할 수 있도록 상기 SOP(220-2)에서 적어도 하나 이상의 상기 대응절차(220-1)를 선택하여 최적대응절차(232-1)를 구성하는 SOP선택알고리즘(232)을 구비하고 상기 대응효과(230-1)를 산출하는 상황대응부(230) 및 상기 최적대응절차(232-1)에 따라서 IoT를 기반으로 하여 상기 IoT센서(110) 및 상기 IoT작동기(120)를 작동하는 IoT장치제어부(240)로 구성되는 인공지능형 중앙처리부(200);로 구성되는 것을 특징으로 하는 디지털SOP 및 예측기반 빌딩통합운영시스템.The environment information 110-1 including the temperature in the building 10 and the operation environment 11 for operating the building 10 including the information communication facility, the automation facility, the energy facility, the security facility and the safety facility A plurality of IoT sensors 110 operating on the basis of IoT, measuring the facility information 110-2 including the operating state, and operating the operating facility 11 to generate the operating information 120-1, An IoT device part (100) including a plurality of IoT actuators (120) operating on the basis of the IoT actuators (120); And
And receives the environment information 110-1, the facility information 110-2 and the operation information 120-1 to determine a current state including information on the current state 210-0 of the building 10 An abnormal situation 231-1 including a disaster situation, a disaster situation and an accident situation occurring in the building 10 and a normal situation 231-1 including digital information, A digital SOP management unit 220 for generating a disaster response and building operation standard procedure (SOP) 220-2 including a corresponding procedure 220-1 corresponding to the situation 231-2, The current status 210-0 is determined to be a normal status 231-2 excluding the abnormal status 231-1 or the abnormal status 231-1 based on the current status big data 210-1. A determination algorithm 231 for determining whether or not the current status 210-0 is the current status information 231-0 and generating the current status information 231-0 if the current status 210-0 is determined to be the abnormal status 231-1 At least one or more than one (1) or more (two or more) of the SOPs 220-2 may be stored in the SOP 220-2 so as to maximize the countermeasure effect 230-1 including the loss of life, the loss of the operation facility 11 and the diffusion prevention effect of the abnormal situation 231-1. A situation responding unit 230 having an SOP selection algorithm 232 that selects the corresponding procedure 220-1 to configure an optimum response procedure 232-1 and calculates the corresponding effect 230-1, And an IoT device controller 240 configured to operate the IoT sensor 110 and the IoT actuator 120 based on the IoT according to an optimum response procedure 232-1. Wherein the digital SOP and predictive-based building integrated operating system are characterized by:
상기 빌딩(10)의 구조 정보 및 상기 운영설비(11) 설치 정보를 포함하는 상기빌딩(10)의 설계정보(12)와 상기 현재상황빅데이터(210-1)를 기반으로 하여 미래의 상기 환경정보(110-1)와 미래의 상기 설비정보(110-2) 및 미래의 상기 작동정보(120-1)를 포함하는 예측정보(410-1)를 예측계산할 수 있는 시뮬레이션모듈(410)과, 상기 예측계산에 필요한 시뮬레이션 초기값을 포함하는 시뮬레이션조건정보(420-1)을 입력 받는 시뮬레이션 입력모듈(420)로 구성되어 상기 빌딩(10)을 모사하는 디지털 트윈 빌딩(400-1)을 생성하는 디지털트윈빌딩 운영부(400); 및
디스플레이유닛(310)을 더 구비하고,
상기 디스플레이 유닛(310)은 상기 현재상황정보(231-0)와 상기 최적대응절차(232-1) 및 상기 디지털 트윈 빌딩(400-1)을 디스플레이하는 것을 특징으로 하는 디지털SOP 및 예측기반 빌딩통합운영시스템.The method according to claim 1,
Based on the design information (12) of the building (10) including the structure information of the building (10) and the installation information of the operating facility (11) and the current situation big data A simulation module 410 capable of predictively calculating prediction information 410-1 including information 110-1, future facility information 110-2 and future operation information 120-1, And a simulation input module 420 that receives simulation condition information 420-1 including a simulation initial value necessary for the prediction calculation and generates a digital twin building 400-1 that simulates the building 10 A digital twin building operation unit 400; And
Further comprising a display unit (310)
Wherein the display unit (310) displays the current situation information (231-0), the optimal correspondence procedure (232-1) and the digital twin building (400-1) Operating system.
상기 현재상황(210-0)이 상기 정상상황(231-2)으로 판단되면,
관리자(1)는 가상시뮬레이션조건정보(420-2)를 입력하고,
상기 가상시뮬레이션조건정보(420-2)를 이용하여 상기 시뮬레이션모듈(410)이 예측계산한 가상예측정보(410-2)를 기반으로 하여, 상기 디지털SOP 관리유닛(220)이 상기 대응절차(220-1)를 생성, 삭제, 개정함으로써, 상기 SOP(220)를 수정하는 것을 특징으로 하는 디지털SOP 및 예측기반 빌딩통합운영시스템.
3. The method of claim 2,
If the current state 210-0 is determined to be the normal state 231-2,
The manager 1 inputs the virtual simulation condition information 420-2,
Based on the virtual prediction information 410-2 predicted and calculated by the simulation module 410 using the virtual simulation condition information 420-2, the digital SOP management unit 220 performs the corresponding procedure 220 -1) by modifying the SOP (220) by creating, deleting, or revising the SOP (220).
상기 현재상황(210-0)이 상기 비정상상황(231-1)으로 판단되면,
상기 상황대응부(230)는 상기 현재상황빅데이터(210)를 기반으로 하는 실제상황 시뮬레이션조건정보(420-3)를 상기 시뮬레이션 입력모듈(420)을 통하여 입력하고,
상기 시뮬레이션모듈(410)는 상기 실제상황 시뮬레이션조건정보(420-3)를 기반으로 하여 상기 실제상황 예측정보(410-3)를 예측계산하고,
상기 상황대응부(230)는 상기 실제상황예측정보(410-3)을 기반으로 하여 인명손실과 상기 운영설비(11)의 손실 및 상기 비정상상황(231-1)의 확산방지효과를 더 포함하는 실제상황대응효과(230-2)를 산출하고, 상기 실제상황 대응효과(230-2)를 극대화할 수 있도록 상기 SOP(220-2)에서 적어도 하나 이상의 상기 대응절차(220-1)를 선택하여 최적대응절차(232-1)를 구성하는 것을 특징으로 하는 디지털SOP 및 예측기반 빌딩통합운영시스템.3. The method of claim 2,
If the current state 210-0 is determined to be the abnormal state 231-1,
The situation responding unit 230 receives the actual situation simulation condition information 420-3 based on the current situation big data 210 through the simulation input module 420,
The simulation module 410 predictively calculates the actual situation prediction information 410-3 based on the actual situation simulation condition information 420-3,
The situation responding unit 230 may further include a loss of life entity, a loss of the operation facility 11, and a diffusion prevention effect of the abnormal situation 231-1 based on the actual situation prediction information 410-3 And at least one corresponding procedure 220-1 is selected in the SOP 220-2 so as to maximize the actual situation response effect 230-2 by calculating the actual situation response effect 230-2 And an optimal response procedure (232-1).
입력부(320)를 더 구비하고,
상기 현재상황(210-0)이 상기 비정상상황(231-1)에서 상기 정상상황(231-2)으로 전환되면,
상기 디지털 트윈 빌딩 운영부(400)은 상기 대응효과(230-1)를 기반으로 하여, 상기 시뮬레이션모듈(410)을 수정하며,
상기 관리자(1)는 상기 입력부(320)를 통하여 상기 판단알고리즘(231)과 상기 SOP선택알고리즘(232)을 수정 할 수 있는 것을 특징으로 하는 디지털SOP 및 예측기반 빌딩통합운영시스템.5. The method of claim 4,
And further includes an input unit 320,
If the current status 210-0 is changed from the abnormal status 231-1 to the normal status 231-2,
The digital twin building operating unit 400 modifies the simulation module 410 based on the corresponding effect 230-1,
Wherein the manager (1) is able to modify the determination algorithm (231) and the SOP selection algorithm (232) through the input unit (320).
IoT 정보수집부(210)가, 상기 환경정보(110-1)와 상기 설비정보(110-2) 및 상기 작동정보(120-1)를 수신하여 상기 빌딩(10)의 현재상황(210-0)에 대한 정보를 포함하는 현재상황빅데이터(210-1)를 생성하는 단계;
디지털SOP 관리유닛(220)가, 디지털 정보이며 상기 빌딩(10)에서 발생하는 재난상황과 재해상황 및 사고상황을 포함하는 비정상상황(231-1) 및 정상상황(231-2)대응하는 대응절차(220-1)를 포함하는 재난대응 및 빌딩운영 표준행동절차(220-2, 이하 SOP, Standard Operating Procedure)를 생성하는 단계;
판단알고리즘(231)이, 상기 현재상황빅데이터(210-1)를 기반으로 상기 현재상황(210-0)이 상기 비정상상황(231-1) 또는 상기 비정상상황(231-1)을 제외한 정상상황(220-3)에 해당하는지를 판단하고 현재상황정보(231-0)를 생성하는 단계;
상기 현재상황(210-0)이 상기 비정상상황(231-1)으로 판단되면, SOP선택알고리즘(232)이, 인명손실과 상기 운영설비(11)의 손실 및 상기 비정상상황(231-1)의 확산방지효과를 포함하는 대응효과(232-2)를 극대화할 수 있도록 상기 SOP(220-2)에서 적어도 하나 이상의 상기 대응절차(220-1)를 선택하여 최적대응절차(232-1)를 구성하는 단계;
IoT제어부(240)는 상기 최적대응절차(232-1)에 따라서 IoT를 기반으로 하여 상기 IoT센서(110) 및 상기 IoT작동기(120)를 작동하는 단계;및
상기 상황대응부(230)가 상기 대응효과(230-1)를 산출하는 단계;를 포함하는 것을 특징으로 하는 디지털SOP 및 예측기반 빌딩통합운영방법.A plurality of IoT sensors 110 operating on the basis of IoT are installed in the building 10 including environment information 110-1 including the temperature in the building 10 and environment information 110-1 including information communication equipments, A plurality of IoT actuators 120 operating on the IoT basis and measuring the facility information 110-2 including the operational state of the operating facility 11 for operating the facility 10, 120-1);
The IoT information collecting unit 210 receives the environment information 110-1, the facility information 110-2 and the operation information 120-1 to determine the current state 210-0 Generating current situation big data 210-1 including information on the current situation big data 210-1;
The digital SOP management unit 220 determines whether or not the digital SOP management unit 220 has received the digital information and the response procedure corresponding to the abnormal situation 231-1 and the normal situation 231-2 including the disaster situation, (SOP) 220-2, which includes a disaster response and a building operation standard procedure 220-2,
The judgment algorithm 231 determines whether the current situation 210-0 is a normal situation excluding the abnormal situation 231-1 or the abnormal situation 231-1 based on the current situation big data 210-1, (220-3) and generating current situation information (231-0);
If the current state 210-0 is determined to be the abnormal state 231-1, the SOP selection algorithm 232 determines whether the loss of life of the operating facility 11 and the loss of the abnormal state 231-1 At least one corresponding procedure 220-1 is selected in the SOP 220-2 so as to maximize the corresponding effect 232-2 including the diffusion prevention effect so as to configure the optimum correspondence procedure 232-1 ;
The IoT controller 240 may operate the IoT sensor 110 and the IoT actuator 120 based on the IoT in accordance with the optimum response procedure 232-1,
And calculating the corresponding effect (230-1) by the situation response unit (230).
디지털 트윈 빌딩 운영부(400)에 구비되는 시뮬레이션모듈(410)이 상기 빌딩(10)의 구조 정보 및 상기 운영설비(11) 설치 정보를 포함하는 빌딩(10)의 설계정보(12)와 상기 현재상황빅데이터(210-1)를 기반으로 하여 미래의 상기 환경정보(110-1)와 미래의 상기 설비정보(110-2) 및 미래의 상기 작동정보(120-1)를 포함하는 예측정보(410-1)를 예측 계산하는 단계;
상기 디지털 트윈 빌딩 운영부(400)에 구비되는 시뮬레이션 입력모듈(420)이 상기 예측계산에 필요한 시뮬레이션 초기값을 포함하는 시뮬레이션조건정보(420-1)을 입력받는 단계;
상기 디지털 트윈 빌딩 운영부(400)가 상기 빌딩(10)을 모사하는 디지털 트윈빌딩(400-1)을 생성하는 단계;및
디스플레이 유닛(310)이 상기 현재상황정보(231-0)와 상기 최적대응절차(232-1) 및 상기 디지털 트윈 빌딩(400-1)을 디스플레이하는 단계;를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 디지털SOP 및 예측기반 빌딩통합운영방법.The method according to claim 6,
The simulation module 410 provided in the digital twin building operation unit 400 may transmit the design information 12 of the building 10 including the structure information of the building 10 and the installation information of the operating facility 11, Prediction information 410 including future environment information 110-1, future facility information 110-2 and future operation information 120-1 based on the big data 210-1, -1);
Receiving a simulation condition information 420-1 including a simulation initial value necessary for the prediction calculation by a simulation input module 420 provided in the digital twin building operation unit 400;
The digital twin building operating unit 400 generates a digital twin building 400-1 that simulates the building 10;
Further comprising the step of the display unit (310) displaying the current situation information (231-0), the optimum correspondence procedure (232-1) and the digital twin building (400-1) And prediction - based building integrated operation method.
상기 현재상황(210-0)이 상기 정상상황(231-1)으로 판단되면,
상기 관리자(1)가 가상시뮬레이션조건정보(420-2)를 입력하는 단계;
상기 시뮬레이션모듈(410)이 상기 가상시뮬레이션조건정보(420-2)를 이용하여 가상예측정보(410-2)를 예측계산하는 단계; 및
상기 가상예측정보(420-2)를 기반으로하여, 상기 디지털SOP 관리유닛(220)이 상기 대응절차(220-1)를 생성, 삭제, 개정함으로써, 상기 SOP(220)를 수정하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 디지털SOP 및 예측기반 빌딩통합운영방법.8. The method of claim 7,
If the current state 210-0 is determined to be the normal state 231-1,
Inputting virtual simulation condition information 420-2 by the manager 1;
The simulation module 410 predictively calculates virtual prediction information 410-2 using the virtual simulation condition information 420-2; And
The digital SOP management unit 220 may modify the SOP 220 by creating, deleting, or revising the corresponding procedure 220-1 based on the virtual prediction information 420-2 A digital SOP and a prediction based building integrated operation method.
상기 현재상황(210-0)이 상기 비정상상황(231-1)으로 판단되면,
상기 상황대응부(230)가 기 현재상황빅데이터(210)를 기반으로 하는 실제상황 시뮬레이션조건정보(420-3)를 상기 시뮬레이션 입력모듈(420)을 통하여 입력하는 단계;
상기 시뮬레이션모듈(410)이 상기 실제상황 시뮬레이션조건정보(420-3)를 기반으로 하여 상기 실제상황 예측정보(410-3)를 예측계산 하는 단계;및
상기 상황대응부(230)가 상기 실제상황예측정보(410-3)을 기반으로 하여 인명손실과 상기 운영설비(11)의 손실 및 상기 비정상상황(231-1)의 확산방지효과를 포함하는 실제상황대응효과(230-2)를 산출하는 단계;
상기 실제상황 대응효과(230-2)를 극대화할 수 있도록 상기 SOP(220-2)에서 적어도 하나 이상의 상기 대응절차(220-1)를 선택하여 최적대응절차(232-1)를 구성하는 단계;를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 디지털SOP 및 예측기반 빌딩통합운영방법.8. The method of claim 7,
If the current state 210-0 is determined to be the abnormal state 231-1,
Inputting the actual situation simulation condition information 420-3 based on the current situation big data 210 through the simulation input module 420;
The simulation module 410 predictively calculates the actual situation prediction information 410-3 based on the actual situation simulation condition information 420-3;
The actual situation prediction unit 410 may calculate the real situation prediction information 410-3 based on the actual situation prediction information 410-3, Calculating a state response effect (230-2);
Selecting at least one corresponding procedure 220-1 in the SOP 220-2 so as to maximize the actual situation response effect 230-2 to configure an optimal correspondence procedure 232-1; Further comprising the steps of: providing a digital SOP;
상기 현재상황(210-0)이 상기 비정상상황(231-1)에서 상기 정상상황(220-3)으로 전환되면,
상기 상황대응부(230)는 상기 대응효과(232-1)를 산출하는 단계;
상기 디지털 트윈 빌딩 운영부(400)은 상기 대응효과(232-2)를 기반으로 하여, 상기 시뮬레이션모듈(410)을 수정하는 단계;및
상기 관리자(1)가 입력부(320)를 통하여 상기 판단알고리즘(231)과 상기 SOP선택알고리즘(232)을 수정 하는 단계;를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 디지털SOP 및 예측기반 빌딩통합운영방법.
10. The method of claim 9,
If the current status 210-0 is changed from the abnormal status 231-1 to the normal status 220-3,
The situation responding unit 230 may calculate the corresponding effect 232-1;
The digital twin building operating unit 400 modifies the simulation module 410 based on the corresponding effect 232-2,
Further comprising the step of the manager (1) modifying the determination algorithm (231) and the SOP selection algorithm (232) through the input unit (320).
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
KR1020170059901A KR101960162B1 (en) | 2017-05-15 | 2017-05-15 | Building Integrated Management System and Method Based on Digital SOP and Prediction |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
KR1020170059901A KR101960162B1 (en) | 2017-05-15 | 2017-05-15 | Building Integrated Management System and Method Based on Digital SOP and Prediction |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
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