KR20190047639A - 멀티센싱을 이용한 공장의 환경 모니터링 시스템 및 장치 - Google Patents

멀티센싱을 이용한 공장의 환경 모니터링 시스템 및 장치 Download PDF

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Abstract

멀티센싱이 가능한 공장 내 환경 모니터링 시스템 및 장치가 제공된다. 상기 멀티센싱이 가능한 공장 내 환경 모니터링 장치는 복수의 환경 감지 센서로 구성되어 공장 내 구역별로 설치되어 구역별 상황 정보를 생성하되, 구역별로 설치된 복수의 환경 감지 센서는 기계 학습 기반으로 공장 내 상황별로 관련된 한 개 이상의 센서끼리 그룹화되어 복수의 그룹으로 분류되는 센서부; 센서부로부터 생성된 구역별 상황 정보를 기계 학습 기반으로 분석하여, 구역별로 비정상 상황 발생 여부를 판단하는 분석부; 특정 구역에서 비정상 상황 발생시, 특정 구역에 설치된 복수의 환경 감지 센서의 민감도를 변경하되, 발생된 비정상 상황에 높은 비율로 관련된 센서 그룹의 민감도와 발생된 비정상 상황에 낮은 비율로 관련된 센서 그룹의 민감도에 차등을 두어 변경하는 제어부; 및 상기 구역별 상황 정보를 실시간으로 관리자 단말로 제공하고, 비정상 상황 발생시, 비정상 상황 정보 및 비정상 상황 대응 요청 메시지를 관리자 단말로 전송하고, 정상 상황 복귀시, 대응 결과 정보를 관리자 단말로 제공하는 통신부;를 포함한다.

Description

멀티센싱을 이용한 공장의 환경 모니터링 시스템 및 장치{SYSTEM AND APPARATUS FOR MONITORING A FACTORY ENVIRONMENT USING MULTI SENSING}
본 발명은 멀티센싱을 이용한 공장의 환경 모니터링 시스템 및 장치에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 공장 내 상황이 기계 학습 기반으로 학습된 산업현장의 일반적인 상황과 다를 경우, 비정상 상황에 대하여 사전 대응하여 사고를 예방하는 멀티센싱을 이용한 공장의 환경 모니터링 시스템 및 장치에 관한 것이다.
산업발전에 따른 화학물질 사용량이 증가하고 있으며, 이로 인한 사고 발생 횟수도 나날이 증가하고 있다. 화학물질로 인해 발생하는 사고는 그 피해규모가 작지 않은 점에서 미리 예방이 필요하다.
화학물질로 인해 발생하는 사고는 발생 전에 일반적으로 사고가 발생할 것이라는 암시가 있다. 따라서 이러한 화학물질로 인해 발생하는 사고를 예방하기 위해 산업현장에서는 사고 발생 가능성 여부를 모니터링 하는 시스템을 점차적으로 도입하고 있다.
다만, 이러한 모니터링 시스템은 자주 발생하는 사고에 대한 기본적인 수치에 대해서만, 모니터링 하는 경향이 있어, 산업현장에서 발생할 수 있는 다양한 사고에 대한 포괄적인 예방을 하지 못하는 문제가 있었다.
공개특허공보 제10-2017-0082742호, 2017.07.17
본 발명은 상기 문제점을 해결하기 위해 창출된 것으로서, 공장 내 상황 정보를 기계 학습 기반으로 실시간으로 분석하여 비정상 상황이 감지되면 미리 대응하여 사고를 예방할 수 있게 하는 멀티센싱을 이용한 공장의 환경 모니터링 시스템 및 장치를 제공하는 것이다.
본 발명이 해결하고자 하는 과제들은 이상에서 언급된 과제로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 과제들은 아래의 기재로부터 통상의 기술자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
상술한 과제를 해결하기 위한 본 발명의 멀티센싱을 이용한 공장의 환경 모니터링 시스템 및 장치는, 복수의 환경 감지 센서로 구성되어 공장 내 구역별로 설치되어 구역별 상황 정보를 생성하되, 구역별로 설치된 복수의 환경 감지 센서는 기계 학습 기반으로 공장 내 상황별로 관련된 한 개 이상의 센서끼리 그룹화되어 복수의 그룹으로 분류되는 센서부; 센서부로부터 생성된 구역별 상황 정보를 기계 학습 기반으로 분석하여, 구역별로 비정상 상황 발생 여부를 판단하는 분석부; 특정 구역에서 비정상 상황 발생시, 특정 구역에 설치된 복수의 환경 감지 센서의 민감도를 변경하되, 발생된 비정상 상황에 높은 비율로 관련된 센서 그룹의 민감도와 발생된 비정상 상황에 낮은 비율로 관련된 센서 그룹의 민감도에 차등을 두어 변경하는 제어부; 및 상기 구역별 상황 정보를 실시간으로 관리자 단말로 제공하고, 비정상 상황 발생시, 비정상 상황 정보 및 비정상 상황 대응 요청 메시지를 관리자 단말로 전송하고, 정상 상황 복귀시, 대응 결과 정보를 관리자 단말로 제공하는 통신부;를 포함한다.
상기 제어부는, 비정상 상황이 발생한 상기 특정 구역의 인근 구역에 설치된 복수의 환경 감지 센서를 변경할 수 있고, 상기 분석부는, 생성된 상황 정보가 기계 학습 기반으로 학습된 환경 기준과 상이함을 판단하여 공장이 정상 상황인지 비정상 상황인지 판단할 수 있다.
상기 분석부는, 발생된 비정상 상황에 대해 환경 감지 센서의 민감도 변경이 필요한지 관리자에 의한 상황 재설정이 필요한지 파악하고, 상기 제어부는, 환경 감지 센서의 민감도 변경이 필요한 경우, 비정상 상황이 발생된 특정 지역에 대한 환경 감지 센서의 민감도를 변경하고, 상기 통신부는, 관리자에 의한 상황 재설정이 필요한 경우, 관리자 단말로 상황 재설정 요청 메시지를 전송할 수 있다.
상기 대응 결과 정보는, 비정상 상황 발생 원인, 비정상 상황 발생 구역, 비정상 상황과 관련성이 높은 센서 그룹 정보, 비정상 상황과 관련성이 낮은 센서 그룹 정보, 상기 관련성에 따른 센서 그룹의 민감도 변경 정보 중 적어도 하나를 포함한다.
본 발명의 기타 구체적인 사항들은 상세한 설명 및 도면들에 포함되어 있다.
본 발명에 의하면 산업현장의 일반적인 상황을 학습하여 실시간으로 감지되는 공장의 상황이 학습된 일반적인 상황과 차이가 있는 경우 미리 경고를 하기 때문에 산업현장에서 발생할 수 있는 여러 가지 사고를 미연에 방지할 수 있는 효과가 있다.
본 발명의 효과들은 이상에서 언급된 효과로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 효과들은 아래의 기재로부터 통상의 기술자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
도 1은 본 발명에 따른 공장의 환경 모니터링 장치가 포함된 시스템 구성도이다.
도 2는 도 1에 도시된 공장의 환경 모니터링 장치의 구성을 보다 상세히 나타낸 블록도이다.
도 3은 본 발명에 따른 공장의 환경 모니터링 방법을 설명하기 위한 흐름도이다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 일산화탄소(CO)측정 알고리즘을 나타낸 예시도이다.
본 발명의 이점 및 특징, 그리고 그것들을 달성하는 방법은 첨부되는 도면과 함께 상세하게 후술되어 있는 실시예들을 참조하면 명확해질 것이다. 그러나, 본 발명은 이하에서 개시되는 실시예들에 제한되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 구현될 수 있으며, 단지 본 실시예들은 본 발명의 개시가 완전하도록 하고, 본 발명이 속하는 기술 분야의 통상의 기술자에게 본 발명의 범주를 완전하게 알려주기 위해 제공되는 것이며, 본 발명은 청구항의 범주에 의해 정의될 뿐이다.
본 명세서에서 사용된 용어는 실시예들을 설명하기 위한 것이며 본 발명을 제한하고자 하는 것은 아니다. 본 명세서에서, 단수형은 문구에서 특별히 언급하지 않는 한 복수형도 포함한다. 명세서에서 사용되는 "포함한다(comprises)" 및/또는 "포함하는(comprising)"은 언급된 구성요소 외에 하나 이상의 다른 구성요소의 존재 또는 추가를 배제하지 않는다. 명세서 전체에 걸쳐 동일한 도면 부호는 동일한 구성 요소를 지칭하며, "및/또는"은 언급된 구성요소들의 각각 및 하나 이상의 모든 조합을 포함한다. 비록 "제1", "제2" 등이 다양한 구성요소들을 서술하기 위해서 사용되나, 이들 구성요소들은 이들 용어에 의해 제한되지 않음은 물론이다. 이들 용어들은 단지 하나의 구성요소를 다른 구성요소와 구별하기 위하여 사용하는 것이다. 따라서, 이하에서 언급되는 제1 구성요소는 본 발명의 기술적 사상 내에서 제2 구성요소일 수도 있음은 물론이다.
다른 정의가 없다면, 본 명세서에서 사용되는 모든 용어(기술 및 과학적 용어를 포함)는 본 발명이 속하는 기술분야의 통상의 기술자에게 공통적으로 이해될 수 있는 의미로 사용될 수 있을 것이다. 또한, 일반적으로 사용되는 사전에 정의되어 있는 용어들은 명백하게 특별히 정의되어 있지 않는 한 이상적으로 또는 과도하게 해석되지 않는다.
공간적으로 상대적인 용어인 "아래(below)", "아래(beneath)", "하부(lower)", "위(above)", "상부(upper)" 등은 도면에 도시되어 있는 바와 같이 하나의 구성요소와 다른 구성요소들과의 상관관계를 용이하게 기술하기 위해 사용될 수 있다. 공간적으로 상대적인 용어는 도면에 도시되어 있는 방향에 더하여 사용시 또는 동작시 구성요소들의 서로 다른 방향을 포함하는 용어로 이해되어야 한다. 예를 들어, 도면에 도시되어 있는 구성요소를 뒤집을 경우, 다른 구성요소의 "아래(below)"또는 "아래(beneath)"로 기술된 구성요소는 다른 구성요소의 "위(above)"에 놓여질 수 있다. 따라서, 예시적인 용어인 "아래"는 아래와 위의 방향을 모두 포함할 수 있다. 구성요소는 다른 방향으로도 배향될 수 있으며, 이에 따라 공간적으로 상대적인 용어들은 배향에 따라 해석될 수 있다.
산업현장에서 발생할 수 있는 사고 발생원인은 작업자의 실수, 천재지변, 기계 오작동 등이 있을 수 있다. 산업현장에서 발생할 수 있는 비정상적인 상황에는 작업 라인 교체, 가스 및 연료(원료) 주입, 긴급 정비작업, 외부 작업자 참여 작업 등이 있을 수 있다.
산업현장에서 발생할 수 있는 대형 사고는 일반적으로 2가지 이상의 주요원인이 동시에 발생함으로써 발생할 수 있다. 예를 들어, 2012년 9월 구미 화학공장에서 불산 가스를 공장 내부로 주입하던 중 작업자 과실로 누출사고가 발생하여 인명피해 5명, 사망, 18명 입원, 1만 3천 명 검진, 피해범위 공장 인근 지역 1.3Km, 피해액 554억원의 손해를 발생시킨 바 있다. 이러한 대형 사고는 작업자의 과실과 불산가스 주입이라는 두 가지 상황이 동시에 발생하면서 발생할 수 있다.
화학물질 관련 사고발생 원인의 80%는 작업자의 부주의로 발생하기 때문에 본 발명은 이를 사전에 예측으로 예방하기 위한 시스템 및 장치일 수 있다.
이하에서 첨부한 도면을 참조하여 본 발명에 따른 멀티센싱을 이용한 공장의 환경 모니터링 시스템 및 장치의 바람직한 실시예에 대해 상세하게 설명한다.
먼저, 도 1 및 도 2를 참조하여, 본 발명에 따른 공장의 환경 모니터링 장치에 대하여 설명한다.
도 1은 본 발명에 따른 공장의 환경 모니터링 장치가 포함된 시스템 구성도이다.
도 1에 도시된 바와 같이, 본 발명에 따른 공장의 환경 모니터링 장치(이하 '환경 모니터링 장치'라 한다)(100)는 네트워크(300)를 통해 관리자 단말(200)과 연결된다.
환경 모니터링 장치(100)는 공장 내에서 미리 정해진 기간 동안 발생하는 상황들을 기계 학습 알고리즘을 통해 학습할 수 있다. 기계 학습 알고리즘을 통해 학습된 산업현장의 일반적인 상황을 나타내는 일반상황정보를 획득할 수 있다. 환경 모니터링 장치(100)는 획득된 일반상황정보를 기초로 산업현장을 모니터링 할 수 있다.
환경 모니터링 장치(100)는 인공지능 기반의 멀티센서를 이용하여 각 상황에 따른 온/습도, 조도, CO, NH3 등의 데이터를 종합하여 정상/비정상 상황 학습할 수 있다.
환경 모니터링 장치(100)는 다양한 센서를 포함하고, 이를 통해 공장 내 상황을 실시간으로 감지할 수 있다. 예를 들어, 환경 모니터링 장치(100)는 라인 교체 감지 센서, 가스 및 연료 주입 감지 센서, 긴급 정비작업 감지센서, 외부 작업자 참여 감지 센서, CO2 센서, 미세먼지 센서, VOCs 센서, CO 센서, HCHO 센서, 기압 센서, 소음 센서, NO2 센서, O3 센서, O2 센서, 온도 센서, 습도 센서, 조도 센서 등을 포함할 수 있다.
이때, 다양한 센서는 공장 내 구역별로 동일하게 설치되어 각 구역별 상황을 실시간으로 감시하여 구역별 상황 비교가 가능하다.
환경 모니터링 장치(100)는 특정 구역에 비정상 상황을 감지하면, 특정 구역에 설치된 센서들의 민감도를 조정할 수 있다. 이때, 환경 모니터링 장치(100)는 기계 학습 기반으로 발생된 비정상 상황과 관련된 환경 센서들의 민감도와 관련되지 않은 환경 센서들의 민감도에 차등을 두어 변경할 수 있다. 예를 들면, 관련 환경 센서들의 기준값을 하향 조절 또는 상향 조절하거나, 센싱 주기를 더욱 빠르게 변경할 수 있다.
일 실시예에 따라, 환경 모니터링 장치(100)는 비정상 상황 감지시, 관리자 단말(200)로 비정상 상황을 알리고, 상황 재설정 요청 메시지를 전송할 수 있다. 예를 들면, 라인 세척 또는 교체 작업, 연료 주입 작업, 외부인 출입 작업 등에 대한 비정상 상황을 감지했을 때, 관리자 단말(200)로 비정상 상황에 대한 재설정 요청을 할 수 있다.
일 실시예에 따라, 환경 모니터링 장치(100)는 비상 상황 발생시, 공장 내에 설치된 스피커, 사이렌 또는 스프링클러 등을 작동시켜 비상 상황 발생을 알리고 외부로 대피 유도할 수 있다.
일 실시예에 따라, 환경 모니터링 장치(100)는 사고 수습 장비함을 예비작동시킬 수 있다. 구체적으로, 소화기, 소방전, 방화수, 자동제세동기(AED), 구급장비 등의 점멸 등을 작동시킬 수 있다.
환경 모니터링 장치(100)는 복수의 환경 감지 센서를 통해 감지되는 공장의 구역별 상황 정보를 실시간으로 관리자 단말(200)로 전송한다.
환경 모니터링 장치(100)는 비정상 상황 발생시, 비정상 상황 정보 또는 비정상 상황 대응 요청 메시지를 관리자 단말(200)로 전송한다. 여기서, 비정상 상황 정보는 비정상 상황 발생 구역, 발생 원인 등을 포함할 수 있고, 비정상 상황 대응 요청 메시지는 발생 원인에 대한 재설정을 요청하는 메시지일 수 있다.
일 실시예에 따라, 환경 모니터링 장치(100)는 비정상 상황 발생을 인지한 경우 주의 방송 등을 유도할 수 있는 감시모드로 전환 할 수 있다.
일 실시예에 따라, 환경 모니터링 장치(100)는 비정상 상황 발생시, 사고 안내 및 대응 방법 등을 관리자 단말(200)로 전송하여 관리자 또는 작업자가 안전하게 대피하도록 할 수 있다.
일 실시예에 따라, 환경 모니터링 장치(100)는 비정상 상황이 발생된 특정 구역 내 스프링쿨러 및 급배기 시설 등을 작동시킬 수 있다. 또한, 환경 모니터링 장치(100)는 경보 안내 방송 등을 할 수도 있다. 환경 모니터링 장치(100)는 관리자 또는 작업자에게 사고 대처 안내를 할 수도 있다. 알리는 방법에는 청각 또는 시각적인 방법 또는 관리자가 사용하는 관리자 단말(200)을 통해 정보를 알리는 방법 등이 포함될 수 있다.
일 실시예에 따라, 환경 모니터링 장치(100)는 비정상 상황 발생을 인지한 경우 비정상 상황이 발생된 특정 구역의 인근 구역에도 사고 방송 및 행동 사항을 안내하도록 할 수 있다. 구체적으로, 구역 내/건물 내 작업자 대피 여부를 확인하거나, 응급조치반을 안내하거나, 119 신고 여부 등을 확인할 수 있다. 해당 조치를 선택적으로 할 수 있다.
환경 모니터링 장치(100)는 정상 상황 복귀시, 비정상 상황에 대한 대응 결과 정보를 관리자 단말(200)로 전송할 수 있다. 여기서, 대응 결과 정보는 비정상 상황 발생 원인, 비정상 상황 발생 구역, 비정상 상황과 관련성이 높은 센서 그룹 정보, 비정상 상황과 관련성이 낮은 센서 그룹 정보, 상기 관련성에 따른 센서 그룹의 민감도 변경 정보 중 적어도 하나일 수 있다.
환경 모니터링 장치(100)는 대응 결과 정보를 기계 학습 기반으로 학습하여 이전에 학습된 산업현장의 일반적인 상황 정보를 업데이트할 수 있다.
일 실시예에 따라, 환경 모니터링 장치(100)는 공장 내에서 간헐적으로 발생하는 변화에 관한 정보도 학습할 수 있다. 환경 모니터링 장치(100)는 학습데이터가 축적되면 기존에 미리 정해진 기간을 가지고 주기적으로 발생하는 산업현장의 이벤트도 일반상황정보에 포함시킬 수 있다.
환경 모니터링 장치(100)는 식품, 석유화학, 염색 등 산업체 특성별로 정상 비정상 상황을 학습해 정상상황에서 사전에 사고를 경고 예방하는 모니터링 시스템을 수요자 맞춤형으로 공급할 수 있다.
관리자 단말(200)은 컴퓨터, 태블릿 PC, 개인 휴대 정보 단말기(PDA), 스마트폰 등으로서, 환경 모니터링 장치(100)로부터 공장 내 상황 정보를 실시간으로 수신하여 관리자가 공장 내 상황을 파악할 수 있게 한다.
관리자 단말(200)은 환경 모니터링 장치(100)로부터 비정상 상황 정보 또는 비정상 상황 대응 요청 메시지를 수신한다.
관리자는 비정상 상황 대응 요청 메시지에 따라 공장 내 비정상 상황에 대한 상황 재설정 수행하고, 관리자 단말(200)을 통해 환경 모니터링 장치(100)로 상황 재설정 완료 메시지를 전송할 수 있다.
관리자 단말(200) 환경 모니터링 장치(100)로부터 대응 결과 정보(200)를 수신하여 정상 상황으로의 복귀를 확인할 수 있다.
네트워크(300)는 구내 정보 통신망(LAN), 도시권 통신망(MAN), 광역 통신망(WAN) 및 인터넷 등을 포함하는 데이터 통신망뿐만 아니라 방송망, 전화망 등을 포함할 수 있고, 유선과 무선을 가리지 않으며, 모든 통신 방식이 사용 가능하다.
도 2는 도 1에 도시된 공장의 환경 모니터링 장치의 구성을 보다 상세히 나타낸 블록도이다.
도 2에 도시된 바와 같이, 환경 모니터링 장치(100)는 센서부(120), 분석부(140), 제어부(160) 및 통신부(180)를 포함할 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니고 본 발명을 수행하기 위한 다른 구성도 포함할 수 있다.
센서부(120)는 복수의 환경 감지 센서로 구성되어 공장 내 구역별로 설치되어 구역별 상황 정보를 생성한다.
여기서, 복수의 환경 감지 센서는 라인 교체 감지 센서, 가스 및 연료 주입 감지 센서, 긴급 정비작업 감지센서, 외부 작업자 참여 감지 센서, CO2 센서, 미세먼지 센서, VOCs 센서, CO 센서, HCHO 센서, 기압 센서, 소음 센서, NO2 센서, O3 센서, O2 센서, 온도 센서, 습도 센서, 조도 센서 등을 포함한다.
이때, 구역별로 설치된 복수의 환경 감지 센서는 기계 학습 기반으로 공장 내 상황별로 관련된 한 개 이상의 센서끼리 그룹화되어 복수의 그룹으로 분류되지만, 하나의 환경 감지 센서가 하나의 그룹에만 속하는 것이 아니고 관련된 여러 그룹에 속할 수 있다. 예를 들면, 화재 관련 비정상 상황에 관련된 센서 그룹은 CO2 센서, O2 센서, 소음 센서, 온도 센서 등으로 구성될 수 있다. 또한, 복수의 센서 그룹은 고정되어 있는 것이 아니라, 관련 상황에 따라 변경되어 구성될 수도 있다.
예컨대, 공장 내 다양한 비정상적인 상황이 있을 수 있으며, 각 비정상적인 상황마다 예민하게 측정되어야 하는 요소가 존재할 수 있다. 따라서, 후술하는 분석부(140)에서 구분해낼 수 있는 비정상 상황마다 관련된 센서 그룹이 정해질 수 있다. 예컨대, 비정상적인 상황으로서 화재 상황뿐 아니라 비정상적인 상황으로서 유해 가스 누출 상황에서 온도의 측정이 필요할 수 있기 때문에, 온도 센서는 화재 상황에 관련된 센서 그룹에도 포함이 되고, 유해 가스 누출 상황에 관련된 센서 그룹에도 포함이 되어 있을 수 있다. 이러한 방식대로, 센서부(120) 내에 다양한 센서 그룹이 존재할 수 있으며, 하나의 환경 감지 센서가 여러 센서 그룹에 포함될 수도 있다.
분석부(140)는 센서부로부터 생성된 구역별 상황 정보를 기계 학습 기반으로 분석하여, 구역별로 비정상 상황 발생 여부를 판단한다.
분석부(140)는 생성된 상황 정보가 기계 학습 기반으로 학습된 환경 기준과 상이한지를 판단하여 공장이 정상 상황인지 비정상 상황인지 판단한다. 여기서, 환경 기준은 일정 기간 동안 기계 학습을 통해 학습된 공장 내의 일반적인 상황을 나타내는 일반상황정보를 의미한다. 즉, 상황 정보가 학습된 환경 기준에 미달되거나 초과되는 것은 공장이 일반적인 상황이 아니라는 것을 의미하여 분석부(140)가 비정상 상황임을 판단할 수 있게 된다.
분석부(140)는 구역별로 생성된 상황 정보를 비교분석하여 각각의 구역이 어떤 상황인지 파악할 수 있고, 어떤 구역이 비정상 상황인지 쉽게 파악할 수 있다.
제어부(160) 특정 구역에서 비정상 상황 발생시, 특정 구역에 설치된 복수의 환경 감지 센서의 민감도를 변경하되, 발생된 비정상 상황에 높은 비율로 관련된 센서 그룹의 민감도와 발생된 비정상 상황에 낮은 비율로 관련된 센서 그룹의 민감도에 차등을 두어 변경한다. 예를 들면, 화재 관련 비정상 상황이 특정 구역에서 감지되었다고 가정하면, 특정 구역 내의 복수의 센서 그룹 중에서 화재와 관련된 센서 그룹, 즉 CO2 센서, O2 센서, 소음 센서, 온도 센서 등의 민감도를 큰 차이로 변경하고, 그 외의 나머지 센서들이 포함된 그룹들(즉, 화재와 관련된 센서 그룹에 속하지 않는 센서들)에 대해서는 작은 차이로 민감도를 변경할 수 있다.
또한, 제어부(160)는 비정상 상황이 발생한 특정 구역의 인근 구역에 설치된 복수의 환경 감지 센서를 변경한다. 예를 들면, 공장이 4개의 구역으로 구분되어 있고, 제1구역에서 비정상 상황이 감지되었다면, 제어부(160)는 제1구역 내에 설치된 복수의 환경 감지 센서들의 민감도를 큰 차이로 변경하고, 나머지 제2구역, 제3구역, 제4구역에 설치된 복수의 환경 감지 센서들의 민감도는 작은 차이로 변경할 수 있다.
여기서, 제어부(160)는 나머지 제2구역, 제3구역, 제4구역에 대해서도 비정상 상황과의 관련성, 그리고 비정상 상황이 발생한 구역과의 거리를 고려하여 민감도를 조절할 수 있다. 구체적으로, 비정상 상황이 발생한 구역과 거리가 가까운 구역일수록 해당 구역 내의 센서의 민감도를 높이고, 동일 구역 내에서는 비정상 상황과 관련된 센서 그룹에 포함된 센서일수록 민감도를 높일 수 있다.
통신부(180)는 구역별 상황 정보를 실시간으로 관리자 단말로 제공하고, 비정상 상황 발생시, 비정상 상황 정보 및 비정상 상황 대응 요청 메시지를 관리자 단말로 전송하고, 정상 상황 복귀시, 대응 결과 정보를 관리자 단말로 제공한다.
일 실시예에 따라, 분석부(140)는 발생된 비정상 상황에 대해 환경 감지 센서의 민감도 변경이 필요한지 관리자에 의한 상황 재설정이 필요한지 파악하고, 제어부(160)는 환경 감지 센서의 민감도 변경이 필요한 경우, 비정상 상황이 발생된 특정 지역에 대한 환경 감지 센서의 민감도를 변경하고, 통신부(180)는 관리자에 의한 상황 재설정이 필요한 경우, 관리자 단말로 상황 재설정 요청 메시지를 전송할 수 있다.
도 3은 본 발명에 따른 공장의 환경 모니터링 방법을 설명하기 위한 흐름도이다.
공장 내 구역별로 각각 설치된 센서부(120)는 그룹화된 복수의 환경 감지 센서로부터 공장 내 구역별 상황 정보를 생성한다(S10).
분석부(140)는 기계 학습 기반으로 구역별 상황 정보를 분석하여, 구역별로 비정상 상황 발생 여부를 판단한다(S20).
즉, 분석부(140)는 기계 학습 알고리즘을 통해 학습된 산업현장의 일반적인 상황을 나타내는 일반상황정보를 구역별 상황 정보와 비교하여, 두 정보 간의 차이가 존재하면 비정상 상황이 발생된 것으로 파악한다.
특정 구역에서 비정상 상황 발생시, 기계 학습 기반으로 특정 구역 내의 복수의 센서 그룹 중에서 발생된 비정상 상황과 관련된 센서 그룹을 추출한다(S30). 예를 들면, 화재 관련 비정상 상황 발생시, CO2 센서, O2 센서, 소음 센서, 온도 센서 등으로 구성된 센서 그룹을 추출할 수 있다.
제어부(160)는 특정 구역에서 발생된 비정상 상황과 관련된 센서 그룹의 민감도를 변경하고(S40), 발생된 비정상 상황과 관련 센서 그룹을 제외한 다른 그룹의 민감도를 변경한다(S50). 즉, 화재 관련 비정상 상황과 관련된 센서 그룹의 민감도를 변경하고, 나머지 센서 그룹의 민감도는 비정상 상황과 관련된 센서 그룹의 변경된 민감도에 비해서 적은 수치로 변경될 수 있다.
또한, 제어부(160)는 비정상 상황이 발생된 특정 구역의 인근 구역에 대해서도 센서의 민감도를 변경할 수 있는데, 이때, 인근 구역의 센서의 변경된 민감도는 특정 구역의 센서의 변경된 민감도에 비해서 적은 수치로 변경될 수 있다.
이후, 비정상 상황이 발생된 특정 구역이 정상 상황으로 복귀되었을 때, 통신부(180)는 관리자 단말(200)로 비정상 상황 종료 메시지 또는 대응 결과 정보 등을 제공한다. 여기서, 대응 결과 정보는 비정상 상황 발생 원인, 비정상 상황 발생 구역, 비정상 상황과 관련성이 높은 센서 그룹 정보, 비정상 상황과 관련성이 낮은 센서 그룹 정보, 상기 관련성에 따른 센서 그룹의 민감도 변경 정보 중 적어도 하나를 포함할 수 있다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 일산화탄소(CO)측정 알고리즘을 나타낸 예시도이다.
도 4를 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 일산화탄소(CO)측정 알고리즘은 다음과 같을 수 있다. 전원이 온(ON)된 상태에서 환경 모니터링 장치(100)는 일산화탄소를 측정할 수 있다. 환경 모니터링 장치(100)는 일산화탄소의 농도가 25ppm 이상인지 여부를 판단할 수 있다.
환경 모니터링 장치(100)는 일산화탄소의 농도가 25ppm 이하인 경우, 0~9ppm이면 매우 좋음, 10~19ppm이면 좋음, 20~24ppm이면 보통으로 정보를 저장할 수 있다. 해당 정보는 데이터 게이트로 연결되어 관리자 단말(200) 등으로 전송될 수 있다.
환경 모니터링 장치(100)는 일산화탄소의 농도가 25ppm 이상인 경우, 25~49ppm이면 주의 단계, 50~79ppm이면 경계 단계, 80이상이면 위험 단계로 정보를 저장할 수 있다. 환경 모니터링 장치(100)는 일산화탄소의 농도가 25ppm 이상인 경우, 경보 신호를 관리자 단말(200)에 전송할 수 있다. 환경 모니터링 장치(100)는 일산화탄소의 농도가 25ppm 이하로 내려간 경우 경보를 종료시킬 수 있다. 경보 종료 정보 관리자 단말(200)로 전송될 수 있다.
본 발명의 실시예와 관련하여 설명된 방법 또는 알고리즘의 단계들은 하드웨어로 직접 구현되거나, 하드웨어에 의해 실행되는 소프트웨어 모듈로 구현되거나, 또는 이들의 결합에 의해 구현될 수 있다. 소프트웨어 모듈은 RAM(Random Access Memory), ROM(Read Only Memory), EPROM(Erasable Programmable ROM), EEPROM(Electrically Erasable Programmable ROM), 플래시 메모리(Flash Memory), 하드 디스크, 착탈형 디스크, CD-ROM, 또는 본 발명이 속하는 기술 분야에서 잘 알려진 임의의 형태의 컴퓨터 판독가능 기록매체에 상주할 수도 있다.
이상, 첨부된 도면을 참조로 하여 본 발명의 실시예를 설명하였지만, 본 발명이 속하는 기술분야의 통상의 기술자는 본 발명이 그 기술적 사상이나 필수적인 특징을 변경하지 않고서 다른 구체적인 형태로 실시될 수 있다는 것을 이해할 수 있을 것이다. 그러므로, 이상에서 기술한 실시예들은 모든 면에서 예시적인 것이며, 제한적이 아닌 것으로 이해해야만 한다.
100 : 환경 모니터링 장치
120 : 센서부
140 : 분석부
160 : 제어부
180 : 통신부
200 : 관리자 단말
300 : 네트워크

Claims (5)

  1. 복수의 환경 감지 센서로 구성되어 공장 내 구역별로 설치되어 구역별 상황 정보를 생성하되, 구역별로 설치된 복수의 환경 감지 센서는 기계 학습 기반으로 공장 내 상황별로 관련된 한 개 이상의 센서끼리 그룹화되어 복수의 그룹으로 분류되는 센서부;
    센서부로부터 생성된 구역별 상황 정보를 기계 학습 기반으로 분석하여, 구역별로 비정상 상황 발생 여부를 판단하는 분석부;
    특정 구역에서 비정상 상황 발생시, 특정 구역에 설치된 복수의 환경 감지 센서의 민감도를 변경하되, 발생된 비정상 상황에 높은 비율로 관련된 센서 그룹의 민감도와 발생된 비정상 상황에 낮은 비율로 관련된 센서 그룹의 민감도에 차등을 두어 변경하는 제어부; 및
    상기 구역별 상황 정보를 실시간으로 관리자 단말로 제공하고, 비정상 상황 발생시, 비정상 상황 정보 및 비정상 상황 대응 요청 메시지를 관리자 단말로 전송하고, 정상 상황 복귀시, 대응 결과 정보를 관리자 단말로 제공하는 통신부;
    를 포함하는, 멀티센싱이 가능한 공장 내 환경 모니터링 장치.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 제어부는,
    비정상 상황이 발생한 상기 특정 구역의 인근 구역에 설치된 복수의 환경 감지 센서를 변경하는, 멀티센싱이 가능한 공장 내 환경 모니터링 장치.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 분석부는,
    생성된 상황 정보가 기계 학습 기반으로 학습된 환경 기준과 상이함을 판단하여 공장이 정상 상황인지 비정상 상황인지 판단하는, 멀티센싱이 가능한 공장 내 환경 모니터링 장치.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 분석부는, 발생된 비정상 상황에 대해 환경 감지 센서의 민감도 변경이 필요한지 관리자에 의한 상황 재설정이 필요한지 파악하고,
    상기 제어부는, 환경 감지 센서의 민감도 변경이 필요한 경우, 비정상 상황이 발생된 특정 지역에 대한 환경 감지 센서의 민감도를 변경하고,
    상기 통신부는, 관리자에 의한 상황 재설정이 필요한 경우, 관리자 단말로 상황 재설정 요청 메시지를 전송하는, 멀티센싱이 가능한 공장 내 환경 모니터링 장치.
  5. 제1항에 있어서,
    상기 대응 결과 정보는, 비정상 상황 발생 원인, 비정상 상황 발생 구역, 비정상 상황과 관련성이 높은 센서 그룹 정보, 비정상 상황과 관련성이 낮은 센서 그룹 정보, 상기 관련성에 따른 센서 그룹의 민감도 변경 정보 중 적어도 하나를 포함하는, 멀티센싱이 가능한 공장 내 환경 모니터링 장치.
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Cited By (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR102188096B1 (ko) * 2020-05-06 2020-12-08 주식회사 크리에이티브솔루션 건설 구조물의 센서의 이벤트 분석방법
KR102188095B1 (ko) * 2020-05-06 2020-12-08 주식회사 크리에이티브솔루션 건설 구조물의 센서의 이벤트 원인 분석방법
KR20210021826A (ko) * 2019-08-19 2021-03-02 주식회사 참좋은넷 스마트 멀티센서를 이용한 댁내 모니터링 시스템
WO2021172661A1 (ko) * 2020-02-26 2021-09-02 (주)윈텍 산업설비 및 장치 감시 경보 시스템 및 그 방법
KR102328865B1 (ko) * 2021-05-06 2021-11-22 (주)셀텍 Ict기반 실시간 스마트 원격관리 폐절삭유 재생 및 재사용 시스템
KR102496668B1 (ko) * 2021-11-23 2023-02-06 차유미 스마트 안전 관리 및 안전 사고 예측 방법 및 시스템

Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20170082742A (ko) 2016-01-07 2017-07-17 국민대학교산학협력단 멀티 모달 센서를 이용한 신체 운동 형태 판단 및 이를 이용한 운동량별 소모 에너지 측정 시스템

Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20170082742A (ko) 2016-01-07 2017-07-17 국민대학교산학협력단 멀티 모달 센서를 이용한 신체 운동 형태 판단 및 이를 이용한 운동량별 소모 에너지 측정 시스템

Cited By (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20210021826A (ko) * 2019-08-19 2021-03-02 주식회사 참좋은넷 스마트 멀티센서를 이용한 댁내 모니터링 시스템
WO2021172661A1 (ko) * 2020-02-26 2021-09-02 (주)윈텍 산업설비 및 장치 감시 경보 시스템 및 그 방법
KR102188096B1 (ko) * 2020-05-06 2020-12-08 주식회사 크리에이티브솔루션 건설 구조물의 센서의 이벤트 분석방법
KR102188095B1 (ko) * 2020-05-06 2020-12-08 주식회사 크리에이티브솔루션 건설 구조물의 센서의 이벤트 원인 분석방법
KR102328865B1 (ko) * 2021-05-06 2021-11-22 (주)셀텍 Ict기반 실시간 스마트 원격관리 폐절삭유 재생 및 재사용 시스템
KR102496668B1 (ko) * 2021-11-23 2023-02-06 차유미 스마트 안전 관리 및 안전 사고 예측 방법 및 시스템

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