KR20200006441A - Rf 신호 수신 레이더를 이용한 재난 구조 시스템 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 재난대상영역으로 협대역의 수신빔을 레이더 방식으로 운영하여 각 수신빔 영역별 사용자단말에서 일정 주기로 발생되는 RF 신호를 수신함으로써, 재난대상영역 내에 위치하는 구조 대상자를 용이하게 판단할 수 있도록 해 주는 기술에 관한 것이다.
본 발명에 따른 RF 신호 수신 레이더를 이용한 재난 구조 시스템은 재난대상영역에 위치하는 사용자단말에서 기지국측으로 주기적으로 송출하는 RF 송출신호를 협대역의 수신빔 단위로 스캔하여 수신하는 수신 레이더와, 수신 레이더를 통해 사용자단말의 RF 송출신호가 수신된 수신빔 위치정보를 근거로 구난 대상자의 위치를 산출함과 더불어, 재난대상영역에서의 구난 대상자 위치를 포함하는 재난구조정보를 생성하여 구조원 단말로 전송하는 재난구조장치와, 재난대상영역으로 진입한 구조원이 소지하는 것으로, 재난구조장치로부터 제공되는 재난구조정보를 표시출력하는 구조원 단말을 포함하여 구성되고, 상기 수신 레이더는 재난대상영역 주변에 위치하면서, 재난대상영역 외측에서 재난대상영역을 향하도록 수신빔을 설정하되, 재난대상영역 내에서 수신빔 위치가 이동되도록 구성되는 것을 특징으로 한다.

Description

RF 신호 수신 레이더를 이용한 재난 구조 시스템{Disaster rescue system using receving radar of RF signal}
본 발명은 재난대상영역으로 협대역의 수신빔을 레이더 방식으로 운영하여 각 수신빔 영역별 사용자단말에서 일정 주기로 발생되는 RF 신호를 수신함으로써, 재난대상영역 내에 위치하는 구조 대상자를 용이하게 판단할 수 있도록 해 주는 기술에 관한 것이다.
최근 다양한 재난상황이 발생하고 있다 지진, 태풍과 같은 자연재해에 의한 재난상황도 발생하지만, 건물 붕괴, 배 침몰, 터널 붕괴 등과 같은 부주의, 부실공사 등에 의한 재난상황이나, 납치나 감금 등의 사람에 의한 재난상황도 다수 발생하고 있다.
상기한 재난 상황이 발생한 경우 대부분의 사람들은 스마트폰과 같은 자신의 이동단말기를 소장하고 있는 상황에 있게 된다. 이에, 재난이 발생한 상황에 있는 사람 중에서 거동이 가능한 사람들은 보유한 스마트폰 등의 이동단말기로 경찰, 소방대원에게 구조요청을 수행할 수 있다.
그러나, 재난 발생 상황에서 사람들은 이동단말기를 통해 외부로 위급한 현재의 상황만을 전달할 뿐 본인 지산의 위치 등의 정보를 정확하게 알리지는 못하고 있는 실정이다.
또한, 이동단말기의 일반적인 통신방식(예를 들어, 전화통화, 무선인터넷을 통한 데이터전송)을 이용한 구조요청은 통신 설비가 온전한 지역에서만 가능하기 때문에, 재난 발생 상황에서 이동단말기의 이용이 불가능한 상태가 발생될 수 있다.
또한, 재난 발생 상황에 처한 사람이 자연 재해, 추락, 낙사, 매몰 등에 의하여 거동을 할 수 없는 상황인 경우에는 직접 이동단말기를 이용하여 신고를 수행하기 어려울 수 있다.
이와 관련하여 선행문헌1에는 주위 환경의 재난 상황을 감지하고 재난 구조를 위한 데이터를 수집함으로써, 이동 통신기의 통신이 불가능한 상태에서도 구조 대상자의 위치를 용이하게 판단할 수 있는 재난 구조용 무선 네트워크 형성 시스템에 관한 기술이 공지되어 있다.
그러나, 상기한 선행문헌1은 재난 발생 지역에 위치하는 구조 대상자의 위치를 감지하기 위해 복수의 무선 통신 단말을 다수 설치해야하므로 설치 비용의 부담 및 설치의 복잡성이 있게 된다. 또한, 건물이 붕괴되는 재난에 대해서는 적용이 불가능하다는 한계가 있다.
한편, 재난이 발생하게 되면, 재난 관리 기관에서는 재난 진압을 위한 요원들을 재난 현장에 투입시키게 되는데, 재난 진압을 위한 요원들이 재난 현장에 도착하여 재난 상황을 파악할 때까지 다소 많은 시간이 소요됨은 물론, 재난 현장에 투입된 이후에도 요원의 주관적인 판단에 의해 대처하는 것이 일반적이다.
재난 현장의 인명 구조를 위해서는 생사를 결정짓는 골든타임의 시급성이 요구된다.
그러나, 현재에는 재난 현장에 구조원들이 도착해있다 하더라도 재난 구역에 갇혀 있는 사람들의 수효와 갇혀 있는 지점을 확인할 수 없기 때문에, 재난 상황에 대응한 최적의 인명구조계획을 결정할 수 없고, 이로 인해 인명구조를 위한 골든타임을 놓치게 되는 경우가 다반사이다.
이에, 재난 현장에 투입된 구조원이 재난 현장의 구조 대상자 위치를 정확히 인지할 수 있는 방안이 요구되고 있는 실정이다.
1.한국공개특허 제10-2011-0127388호 (명칭: 재난 구조용 애드훅 그물형 무선 네트워크 형성 시스템 및 그 방법과, 상기 애드훅 그물형 무선 네트워크를 이용한 재난 구조 시스템 및 그 방법)
이에, 본 발명은 상기한 사정을 감안하여 창출된 것으로, 재난대상영역 내에 위치하는 사용자단말로부터 일정 주기로 발생되는 RF 신호를 레이더 방식으로 스캔하여 수신함으로써, 재난대상영역 내에 위치하는 구조 대상자를 용이하게 판단할 수 있도록 해 주는 RF신호 수신 레이더를 이용한 재난 구조 시스템을 제공함에 그 기술적 목적이 있다.
또한, 본 발명은 재난대상영역에 투입되는 구조원 단말로 재난대상영역에 위치하는 구조 대상자의 위치정보를 제공함과 더불어, 구조원 단말에서 자신의 위치와 근접하게 위치하는 사용자단말로부터 발생되는 RF 신호를 수신하여 구조 대상자를 표시출력함으로써, 재난대상영역에 투입된 구조원이 구조 대상자의 위치를 용이하게 판단하여 인명구조를 보다 효율적으로 수행할 수 있도록 해 주는 RF신호 수신 레이더를 이용한 재난 구조 시스템을 제공함에 또 다른 기술적 목적이 있다.
상기한 목적을 달성하기 위한 본 발명의 일측면에 따르면, 재난대상영역에 위치하는 사용자단말에서 기지국측으로 주기적으로 송출하는 RF 송출신호를 협대역의 수신빔 단위로 스캔하여 수신하는 수신 레이더와, 수신 레이더를 통해 수신되는 사용자단말의 RF 송출신호를 근거로 재난대상영역의 구난 대상자에 대한 재난구조정보를 생성하는 재난구조장치를 포함하여 구성되고, 상기 수신 레이더는 재난대상영역 주변에 위치하면서, 재난대상영역 외측에서 재난대상영역을 향하도록 수신빔을 설정하되, 재난대상영역 내에서 수신빔 위치가 이동되도록 구성되는 것을 특징으로 하는 RF 신호 수신 레이더를 이용한 재난 구조 시스템이 제공된다.
또한, 상기 재난구조장치는 재난대상영역의 크기 및 사용자 밀집도를 고려하여 수신빔의 크기를 가변적으로 설정하는 것을 특징으로 하는 RF 신호 수신 레이더를 이용한 재난 구조 시스템이 제공된다.
또한, 재난대상영역으로 진입한 구조원이 소지하는 것으로, 재난구조장치로부터 제공되는 재난구조정보를 표시출력하는 구조원 단말을 추가로 포함하여 구성되고, 상기 재난구조장치는 사용자단말의 RF 송출신호가 수신된 수신빔 위치정보를 근거로 구난 대상자의 위치를 산출함과 더불어, 재난대상영역에서의 구난 대상자 위치를 포함하는 재난구조정보를 생성하여 구조원 단말로 전송하도록 구성되는 것을 특징으로 하는 RF 신호 수신 레이더를 이용한 재난 구조 시스템이 제공된다.
또한, 상기 구조원 단말은 재난구조장치로부터 수신된 재난구조정보에서 자신의 위치를 중심으로 일정 반경 이내 영역만을 추출하여 표시출력하는 것을 특징으로 하는 RF 신호 수신 레이더를 이용한 재난 구조 시스템이 제공된다.
또한, 상기 구조원 단말은 일정 반경 이내 범위에 대해 사용자단말에서 기지국측으로 송출하는 RF 송출신호를 수신하기 위한 수신빔을 설정하는 수신 레이더 모듈을 구비하여 구성되고, 수신 레이더 모듈을 통해 수신되는 RF 송출신호를 근거로 구조 대상자의 위치를 산출하며, 자신의 현재 위치에 대응하여 구조 대상자의 위치를 변경하여 표시 출력하도록 구성되는 것을 특징으로 하는 RF 신호 수신 레이더를 이용한 재난 구조 시스템이 제공된다.
또한, 상기 구조원 단말에 구비되는 수신 레이더모듈은 일정 크기의 수신빔 위치를 일정 시간 단위로 변경시키도록 동작되고, RF 송출신호가 수신된 수신빔의 위치와 RF 송출신호의 수신 세기를 근거로 구조 대상자의 위치를 산출하는 것을 특징으로 하는 RF 신호 수신 레이더를 이용한 재난 구조 시스템이 제공된다.
또한, 상기 재난구조장치는 사용자단말의 RF 송출신호를 분석하여 단말번호를 추출하고, 추출된 단말번호를 이용하여 해당 사용자단말로 재난확인을 요청하는 재난확인메시지를 전송하며, 이에 대하여 사용자단말로부터 재난 발생 상태임을 나타내는 재난상태메시지가 적어도 하나 이상 수신되는 경우 재난이 발생한 것으로 판단하고, 재난이 발생한 것으로 판단된 경우 재난상태메시지 응답을 하지 않은 사용자단말로 재난이 발생하였음을 알리기 위한 재난발생메시지를 전송하도록 구성되는 것을 특징으로 하는 RF 신호 수신 레이더를 이용한 재난 구조 시스템이 제공된다.
또한, 상기 재난구조장치는 상기 사용자단말에 대한 통신 서비스를 제공하는 통신사 서버로 RF 송출신호를 제공하고, 통신사 서버는 RF 송출신호를 분석하여 단말번호를 추출하여 해당 사용자단말로 재난확인을 요청하는 재난확인메시지를 전송하며, 이에 대응하여 사용자단말로부터 제공되는 재난응답메시지와 해당 단말번호를 재난구조장치로 제공함과 더불어, 재난구조장치로부터 제공되는 단말번호를 포함하는 재난알림요청정보를 근거로 해당 단말번호로 재난알림메시지를 전송하도록 구성되며, 상기 재난구조장치는 통신사 서버로부터 재난응답메시지로서 재난 발생상태임을 나타내는 재난상태메시지가 적어도 하나 이상 수신되는 경우 재난이 발생한 것으로 판단하고, 재난이 발생한 것으로 판단된 경우 재난상태메시지 응답을 하지 않은 단말번호와 재난이 발생하였음을 알리기 위한 재난발생메시지를 포함하는 재난알림요청정보를 통신사 서버로 전송하도록 구성되는 것을 특징으로 하는 RF 신호 수신 레이더를 이용한 재난 구조 시스템이 제공된다.
본 발명에 의하면, 재난대상영역으로 협대역의 수신빔을 레이더 방식으로 이동시켜 각 수신빔 영역별 사용자단말에서 일정 주기로 발생되는 RF 송출 신호를 수신함으로써, RF 송출 신호가 수신된 수신빔 위치에 기반하여 재난대상영역 내에 위치하는 구조 대상자의 수 및 구조 대상자의 위치를 용이하게 판단할 수 있게 된다.
또한, 재난대상영역에 투입된 구조원 단말로 구조 대상자에 대한 정보를 제공하고, 구조원 단말에서 근접하게 위치하는 사용자단말에서 일정 주기로 발생되는 RF 송출 신호를 수신함으로써, RF 송출 신호를 근거로 근접한 위치의 구조 대상자를 용이하게 판단하여 인명 구조 작업을 수행할 수 있게 된다. 이로 인해 재난대상영역에서의 구조 대상자에 대한 골든 타임을 용이하게 확보할 수 있게 됨으로써, 재난 발생으로 인한 인명 피해를 최소화할 수 있다.
도1은 본 발명의 제1 실시예에 따른 RF 신호 수신 레이더를 이용한 재난 구조 시스템의 개략적인 구성을 도시한 도면.
도2는 도1에 도시된 재난구조장치(100)의 내부구성을 기능적으로 분리하여 나타낸 블록구성도.
도3은 도2에 도시된 수신 안테나(111)에서의 RF 신호 수신 과정을 설명하기 위한 도면.
도4는 도3에 도시된 수신 안테나(111)에서의 수신빔 스캔과정을 설명하기 위한 도면.
도5는 도2에 도시된 제어부(160)의 기능을 모듈화하여 나타낸 도면.
도6은 도1에 도시된 구조원 단말(200)의 주요 구성을 모듈화하여 나타낸 도면.
도7은 도1에 도시된 RF 신호 수신 레이더를 이용한 재난 구조 시스템의 동작을 설명하기 위한 도면.
본 발명에 기재된 실시예 및 도면에 도시된 구성은 본 발명의 바람직한 실시예에 불과할 뿐이고, 본 발명의 기술적 사상을 모두 표현하는 것은 아니므로, 본 발명의 권리범위는 본문에 설명된 실시예 및 도면에 의하여 제한되는 것으로 해석되어서는 아니 된다. 즉, 실시예는 다양한 변경이 가능하고 여러 가지 형태를 가질 수 있으므로 본 발명의 권리범위는 기술적 사상을 실현할 수 있는 균등물들을 포함하는 것으로 이해되어야 한다. 또한, 본 발명에서 제시된 목적 또는 효과는 특정 실시예가 이를 전부 포함하여야 한다거나 그러한 효과만을 포함하여야 한다는 의미는 아니므로, 본 발명의 권리범위는 이에 의하여 제한되는 것으로 이해되어서는 아니 될 것이다.
여기서 사용되는 모든 용어들은 다르게 정의되지 않는 한, 본 발명이 속하는 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 일반적으로 이해되는 것과 동일한 의미를 가진다. 일반적으로 사용되는 사전에 정의되어 있는 용어들은 관련 기술의 문맥상 가지는 의미와 일치하는 것으로 해석되어야 하며, 본 발명에서 명백하게 정의하지 않는 이상적이거나 과도하게 형식적인 의미를 지니는 것으로 해석될 수 없다.
일반적으로 레이더(RAdio Detection And Ranging, Radar)는 공중에 전자파를 쏜 다음, 어떤 물체에 부딪혀 돌아오는 반사파를 측정하여 탐지된 물체의 방향, 거리, 속도 등을 파악하는 시스템으로, 전파를 이용한 탐지 및 거리를 측정하는 기술을 의미한다.
본 발명은 공중에 전자파를 쏘아 반사파를 수신하는 대신, 사용자 단말에서 방사되는 전자파를 탐지하는 방법을 통해 사용자 단말의 방향, 거리, 속도 등을 파악하는 것에 특징이 있는 것으로, 본 발명에서는 이러한 수신빔의 운영 방식을 레이더 방식으로 정의한다.
도1은 본 발명의 제1 실시예에 따른 RF 신호 수신 레이더를 이용한 재난 구조 시스템의 개략적인 구성을 도시한 도면이다.
도1을 참조하면, 본 발명에 따른 RF 신호 수신 레이더를 이용한 재난 구조 시스템은 재난구조장치(100)와 구조원 단말(200)을 포함하여 구성된다. 또한, 통신사 서버(300)를 추가로 포함하여 구성될 수 있다.
재난구조장치(100)는 재난 구조 장비, 예컨대 소방차나 경찰자 등에 설치되거나 또는 구조원이 직접 휴대하여 재난대상영역에 대응하여 적절한 위치에 배치할 수 있는 이동 가능한 형태로 구성될 수 있다.
재난구조장치(100)는 화재 발생 건물이나 지진 발생 시설물, 침몰하는 선박, 붕괴된 터널, 사용자의 감금이 예상되는 창고나 자동차 등의 재난대상영역 내에서 사용자단말(1)로부터 주기적으로 방출되는 전자파 즉, RF 신호를 레이더 방식으로 스캔하여 수신하고, 수신된 RF 신호를 이용하여 재난대상영역에 위치하는 구조 대상자를 판단한다.
또한, 재난구조장치(100)는 수신된 RF 신호를 이용하여 구조 대상자에 대한 개인정보 및 단말정보를 획득한다. 이때, 재난구조장치(100)는 수신된 RF신호를 해당 사용자단말(1)이 등록된 통신사 서버(300)로 제공하여 구조 대상자에 대한 개인정보, 예컨대 이름, 나이, 성별 등을 획득할 수 있다.
또한, 재난구조장치(100)는 사용자단말(1)로부터 수신된 RF 신호를 이용하여 구조 대상자의 이동 방향, 현재 위치, 이동 속도 등의 구조 대상자 위치정보를 생성함과 더불어 전체 구조 대상자 수를 산출하고, 이러한 구조 대상자 위치정보와 구조 대상자 수를 포함하는 재난구조정보를 해당 재난대상영역으로 진입한 구조원 단말(200)로 전송한다. 이때, 재난구조장치(100)는 해당 재난대상영역에 대한 지도이미지에 해당 구조대상자 위치를 매핑한 재난구조 이미지를 생성하여 구조원 단말(200)로 전송할 수 있다.
구조원 단말(200)은 재난대상영역으로 진입하는 구조원이 소지하는 것으로, 재난구조장치(100)로부터 제공되는 구조 대상자 위치정보를 표시출력한다. 이때, 구조원 단말(200)은 재난구조장치(100)로부터 수신된 재난구조정보에서 자신의 위치를 중심으로 일정 반경 이내 영역에 대한 재난구조정보만을 추출하여 표시출력할 수 있다.
또한, 구조원 단말(200)은 자신과 근접하게 위치하는 사용자단말(1)로부터 주기적으로 방출되는 RF 신호를 수신하고, 수신된 RF 신호를 이용하여 구조 대상자의 위치를 판단하여 표시출력한다. 이때, 구조원 단말(200)은 일정 반경 이내 범위에 대해 사용자단말에서 기지국측으로 송출하는 RF 송출신호를 수신하도록 구성되고, RF 송출신호를 근거로 구조 대상자의 위치를 산출하며, 자신의 현재 위치에 대응하여 구조 대상자의 위치를 변경하여 표시 출력한다.
한편, 상기 재난구조장치(100)는 사용자단말(1)의 RF 송출신호를 분석하여 단말번호를 추출하고, 추출된 단말번호를 이용하여 해당 사용자단말(1)로 재난확인을 요청하는 재난확인메시지를 전송하며, 이에 대하여 사용자단말(1)로부터 재난 발생 상태임을 나타내는 재난상태메시지가 적어도 하나 이상 수신되는 경우 재난이 발생한 것으로 판단하고, 재난이 발생한 것으로 판단된 경우 재난상태메시지 응답을 하지 않은 사용자단말로 재난이 발생하였음을 알리기 위한 재난발생메시지를 전송하도록 구성된다.
이때, 재난구조장치(100)는 통신사 서버(300)를 통해 재난상태판단 및 재난발생메시지 전송처리를 수행하는 것도 가능하다.
즉, 재난구조장치(100)는 사용자단말(1)에 대한 통신 서비스를 제공하는 통신사 서버(300)로 RF 송출신호를 제공하고, 통신사 서버(300)는 RF 송출신호를 분석하여 단말번호를 추출하여 해당 사용자단말(1)로 재난확인을 요청하는 재난확인메시지를 전송하며, 이에 대응하여 사용자단말(1)로부터 제공되는 재난응답메시지와 해당 단말번호를 재난구조장치(100)로 제공함과 더불어, 재난구조장치(100)로부터 제공되는 단말번호를 포함하는 재난알림요청정보를 근거로 해당 단말번호로 재난알림메시지를 전송하도록 구성할 수 있다. 이때, 재난구조장치(100)는 통신사 서버(300)로부터 재난응답메시지로서 재난 발생상태임을 나타내는 재난상태메시지가 적어도 하나 이상 수신되는 경우 재난이 발생한 것으로 판단하고, 재난이 발생한 것으로 판단된 경우 재난상태메시지 응답을 하지 않은 단말번호와 재난이 발생하였음을 알리기 위한 재난발생메시지를 포함하는 재난알림요청정보를 통신사 서버(300)로 전송한다.
도2는 도1에 도시된 재난구조장치(100)의 내부구성을 기능적으로 분리하여 나타낸 블록구성도이다.
도2를 참조하면, 재난구조장치(100)는 수신 레이더(110)와, 레이더 구동부(120), 정보 입력부(130), 정보 출력부(140), 통신부(150) 및, 제어부(160)를 포함하여 구성된다.
수신 레이더(110)는 재난대상영역 주변에 위치하면서, 재난대상영역 외측에서 재난대상영역을 향하도록 수신빔을 설정함으로써, 재난대상영역에 위치하는 사용자단말(1)의 RF 송출신호를 수신한다. 이러한 수신 레이더(110)는 수신 안테나(111)와, 저잡음 증폭기(LNA, 112), 필터(113) 및, 디지털신호처리기(DSP, 114)를 포함하여 구성된다.
수신 안테나(111)는 사용자단말(1)로부터 송출되는 RF 신호를 레이더 방식으로 수신한다. 즉, 수신 안테나(111)는 협대역 다중 멀티 안테나로서, 재난대상영역에 대해 협대역의 수신 영역을 갖는 수신빔 위치를 달리하면서 순차로 스캔한다. 이에 따라 수신 안테나(111)는 도3에 도시된 바와 같이 재난대상영역(S)내에서 서로 다른 위치에 있는 사용자단말(1)로부터 송출되는 RF 신호를 서로 다른 시간에 수신하게 된다. 도3에 의하면 제1 내지 제3 사용자단말(I1,I2,I3)이 일정 거리 이상 이격된 위치에 있는 상태에서, 수신 안테나(111)는 제1 사용자단말(I1)의 RF 신호는 제1 시간(T1)에 수신하고, 제2 사용자단말(I2)의 RF 신호는 제2 시간(T2)에 수신하며, 제3 사용자단말(I3)의 RF 신호는 제3 시간(T3)에 각각 수신하게 된다.
보다 상세히 설명하면, 수신 안테나(111)는 도4에 도시된 바와 같이 일정 폭의 협대역 수신 영역을 갖는 수신빔(P)을 갖도록 구성되며, 이러한 수신빔(P)의 위치를 일정 시간 주기 단위 또는 연속하게 이동시키면서 재난대상영역 전체를 스캔한다.
즉, 수신 안테나(111)는 수신빔(P)에 대응되는 라인 단위로 이동하면서 수신신호 스캔동작을 수행하되, 각 라인에 대해서는 수신빔(P)에 대응되는 단위 크기(X)로 순차로 이동하면서 수신신호 스캔동작을 수행한다. 도4에는 재난대상영역을 제1 내지 제M 라인단위로 홀수 라인은 좌측에서 우측 방향으로 이동하고 짝수 라인은 우측에서 좌측방향으로 이동하면서 연속적으로 스캔(L: 스캔 방향)하는 구성이 도시되어 있다. 이에 따라 재난대상영역(S)의 좌상단(1-1)에서 우하단(M-N)까지의 일정 단위 크기(X)의 각 분할 영역에서 발생되는 RF 신호를 서로 다른 시간에 수신하게 된다.
또한, 수신 안테나(111)는 사용자단말(1)에 대해 통신 서비스를 제공하는 모든 통신사의 통신 대역을 포함하도록 RF 수신 대역이 적절히 설정된다.
저잡음증폭기(112)는 수신 안테나(111)를 통해 수신되는 전자파에서 노이즈 성분을 제거한다.
필터(113)는 저잡음 증폭된 전자파에서 특정 대역 신호만을 필터링하여 출력한다. 이때, 필터(113)는 통신사별 통신대역에 대응되는 신호만을 필터링한다. 보다 바람직하게는 사용자단말(1)에서 기지국(미도시)측으로 전송하는 사용자단말(1)의 신호 송신대역으로 설정될 수 있다.
디지털신호처리기(114)는 필터(113)를 통과한 RF 신호를 디지털 신호로 변환하여 출력한다. 이때, 디지털신호처리기(114)는 수신 레이더(110)를 통해 수집된 각 분할영역에서의 RF 수신 신호 중 동일한 정보를 갖는 신호에 대해서는 하나의 신호만을 유효신호로 선택할 수 있다.
도2에서 레이더 구동부(120)는 제어부(160)의 제어신호를 근거로 수신 레이더(110)의 스캔 위치를 조절함과 더불어, 수신빔의 크기를 설정한다. 이때, 수신빔은 재난대상영역의 크기 및 사용자 밀집도를 고려하여 그 크기가 가변적으로 설정될 수 있다. 예컨대, 백화점 등과 같은 사용자 밀집영역에 대해서는 수신빔의 크기를 보다 작게 설정하고, 물류창고 등과 같이 사용자가 비교적 한적한 영역에 대해서는 수신빔의 크기를 보다 크게 설정할 수 있다.
또한, 레이더 구동부(120)는 현재 재난대상영역의 위치를 포함하는 환경 특성에 대응하여 저잡음 증폭기(112)의 증폭도를 조절하는 등의 신호품질 향상을 위한 제반 설정처리를 수행한다.
이때, 레이더 구동부(120)는 제어부(160)의 제어신호를 근거로 수신 안테나(111)가 재난대상영역의 전체 면적을 수신빔 크기에 대응하는 분할 영역 단위로 순차 스캔하도록 제어한다.
정보 입력부(130)는 본 발명에 따른 재난 구조 관련 관리자의 명령을 입력받기 위한 것으로, 키패드 등의 입력수단으로 이루어지거나, 정보 출력부(140)상에 터치 패널 형태로 이루어질 수 있다. 이때, 정보 입력부(130)를 통해 구조가 요청되는 재난대상영역에 대한 위치정보와 해당 재난대상영역에 대한 지도정보가 제공될 수 있다. 이러한 재난대상영역에 대한 위치정보와 해당 재난대상영역에 대한 지도정보는 통신부(150)를 통해 해당 정보를 제공해주는 단말 또는 서버(예컨대, 119 등의 사고 신고 기관, 건물 내부를 포함하는 지도정보를 제공하는 국토교통부 등의 기관)으로부터 제공받을 수 있다.
정보 출력부(140)는 본 발명에 따른 재난 구조 관련 정보를 표시출력하는 것으로, 특히 재난대상영역에 위치하는 사용자 즉, 구조 대상자 정보를 표시출력한다. 예컨대, 정보 출력부(140)는 재난대상영역에 위치하는 총 구조 대상자 수와 각 구조 대상자의 위치및 구조 대상자의 개인정보(성별, 연령 등)을 표시출력할 수 있다. 또한, 정보 출력부(140)는 재난대상영역내에서의 구조원 단말(200) 위치정보도 추가적으로 표시출력할 수 있다.
통신부(150)는 구조원 단말(200) 및 통신사 서버(300)와 재난 구조관련 정보를 송수신한다.
제어부(160)는 본 발명에 따른 재난 구조 관련 전반적인 제어 동작을 수행한다. 도5는 이러한 제어부(160)에서 처리되는 주요 기능을 모듈화하여 나타낸 도면이다.
도5를 참조하면, 제어부(160)는 레이더 구동모듈(161)과 수신신호 분석모듈(162) 및, 구조처리 모듈(163)을 포함하여 구성된다.
레이더 구동모듈(161)는 재난대상영역에 대응하여 수신 레이더(110) 구동을 위한 제어신호를 생성하고 이를 레이더 구동부(120)로 전송한다. 레이더 구동제어신호는 수신 안테나(111)의 수신빔 크기와 수신대역, 이동위치(이동 거리 및 각도)와 이동주기(시간)을 포함한다. 여기서, 수신레이더 구동제어신호 중 전부 또는 일부는 정보 입력부(130)를 통해 관리자에 의해 직접 설정되거나, 관리자에 의해 입력되는 재난대상영역의 환경정보를 근거로 자동으로 설정될 수 있다.
수신신호 분석모듈(162)은 수신빔 위치별 수신 정보를 분석하여 단말정보와 사용자정보를 수집한다. 예컨대, 사용자단말(1)의 ESN 정보(고유 단말번호)와, MIN정보(사용자 정보)를 획득한다. 이러한 단말정보와 사용자정보는 수신신호 분석모듈(162)에서 신호 분석을 통해 직접 획득되거나 또는 통신사 서버(300)를 통해 획득할 수 있다.
또한, 수신신호 분석모듈(162)은 사용자단말(1)의 RF신호를 수신한 수신빔 영역의 위치(좌표값)을 근거로 사용자단말(1)의 위치를 산출한다. 이때, 수신빔 영역의 위치는 레이더 구동부(120)의 조향 제어값(XY좌표값 및 고도값)을 근거로 설정된다. 즉, 수신신호 분석모듈(162)은 재난대상영역(S)에서의 사용자단말(1) 위치를 산출한다.
구조처리모듈(163)은 수신신호 분석모듈(12)에서 획득된 재난대상영역(S)에서의 사용자단말(1) 위치정보를 포함하는 재난구조정보를 정보 출력부(140)를 통해 표시출력함과 더불어, 통신부(150)를 통해 구조원 단말(200)로 전송한다. 이때, 구조처리모듈(163)은 기 수집된 재난대상영역(S)의 지도정보상에 해당 사용자단말 위치, 즉 구조 대상자의 위치가 표시되는 재난구조이미지를 생성하고, 이를 재난구조정보로서 구조원 단말(200)로 전송할 수 있다.
또한, 구조처리모듈(163)은 통신부(150)를 통해 구조원 단말(200)로부터 위치정보를 수신하고, 이를 정보 출력부(140)를 통해 표시출력할 수 있다. 이를 통해 구조원의 구조 대상자 구조 작업을 관리할 수 있다.
도6은 도1에 도시된 구조원 단말(200)의 주요 내부 구성을 기능적으로 분리하여 나타낸 도면이다.
도6에 도시된 바와 같이 구조원 단말(200)은 통신모듈(210)과, 표시모듈(220), 수신 레이더(230), 제어모듈(240)을 포함하여 구성된다. 이때, 구조원 단말(200)은 재난구조 어플리케이션이 설치되어 실행됨으로써, 본 발명에 따른 일련의 재난구조동작을 수행한다.
통신모듈(210)은 재난구조장치(100)와 재난구조정보를 포함하는 재난구조관련 정보를 송수신한다.
표시모듈(220)은 재난구조장치(100)로부터 수신된 사용자단말 위치를 포함하는 재난구조정보를 표시출력한다. 이때, 표시모듈(220)은 자신의 현재 위치와 상기 수신 레이더(230)를 통해 수신된 사용자단말(1)의 RF 수신정보를 표시출력한다.
수신 레이더(230)는 일정 반경 이내 범위에 대해 사용자단말(1)에서 기지국측으로 송출하는 RF 송출신호를 수신하는 것으로, 단지 재난구조장치(100)의 수신 레이더(110)에 비해 수신 거리가 짧게 설정된다. 예컨대, 구조원 단말(200)에서 사용자단말(1)로부터 방출되는 전자파를 수신할 수 있는 거리는 약 10m 이내로 설정되고, 재난구조장치(100)에서 사용자단말(1)의 전자파를 수신할 수 있는 거리는 약 300m 이내로 설정될 수 있다. 이때, 수신 레이더(230)는 수신빔 폭은 고정 설정되며, 수신빔의 크기 역시 재난구조장치(100)의 수신 레이더(110)에 비해 작게 설정되는 것이 바람직하다.
제어모듈(240)은 재난구조장치(100)로부터 전송되는 재난구조정보를 표시모듈(220)을 통해 표시출력함과 더불어, 수신 레이더(230)에 의해 수신되는 사용자단말 위치정보를 표시출력하도록 제어한다. 이때, 제어모듈(240)은 수신 레이더모듈의 수신빔 위치를 일정 시간 단위로 변경시키도록 함과 더불어, RF 송출신호가 수신된 수신빔의 위치와 RF 송출신호의 수신 세기를 근거로 인접하게 위치하는 구조 대상자의 위치를 산출한다. 그리고, 구조원 단말(200)의 위치를 기준으로 구조 대상자의 위치를 표시출력한다.
이어, 상기한 구성으로 된 RF 신호 수신 레이더를 이용한 재난 구조 시스템의 동작을 도7에 도시된 도면을 참조하여 설명한다.
먼저, 신고자에 의해 재난 발생 신고가 접수되면, 재난대상영역 위치 및 재난종류를 포함하는 재난신고정보가 재난구조장치(100)로 제공된다. 이때, 재난신고정보는 재난 관리자에 의해 재난구조장치(100)에 직접 입력되거나 또는 통신망을 통해 재난신고가 접수된 재난신고접수처 단말(서버)로부터 제공되어질 수 있다. 예컨대, 화재 발생시 119신고 서버를 통해 신고자 위치에 기반하여 재난대상영역 위치를 판단하고, 신고자에 의해 화재 신고정보를 근거로 재난대상영역 위치와 화재발생정보(재난종류)가 재난구조장치(100)로 접수될 수 있다.
이후, 재난 관리자는 재난구조장치(100)를 재난 신고된 재난대상영역 주변에 위치시킨다. 예컨대, 화재 발생시 재난구조장치(100)는 소방차에 설치된 상태로 화재발생 빌딩 주변으로 이동할 수 있다. 또한, 납치 신고에 대해서는 경찰차에 재난구조장치(100)가 설치된 상태로 경찰차로 납치대상영역 주변을 이동하면서 본 발명에 따른 동작을 수행할 수 있다.
이때, 재난대상영역 현장으로 구조원 단말(200)을 소지한 구조원이 투입되고, 구조원은 자신의 구조원 단말(200)의 재난구조 어플리케이션을 실행시킨다. 재난구조 어플리케이션은 상기 재난구조장치(100)를 통해 제공받거나 또는 재난구조 관련 서버(미도시)를 통해 제공받아 구조원 단말(200)에 설치될 수 있다.
재난구조장치(100)가 재난대상영역의 외측에 위치하면서 재난대상영역을 향하도록 수신 레이더(120)를 설정한 상태에서, 재난구조장치(100)는 수신 레이더(110)의 수신 방향과 위치 및 수신빔 폭 등의 수신 레이더 구동 관련 설정 처리를 수행함과 더불어, 설정된 레이더 구동정보에 기초하여 수신 레이더(110)를 구동 제어한다(ST10). 이때, 수신 레이더 구동 관련 설정정보는 재난 관리자에 의해 임의로 설정되거나, 또는 재난대상영역의 크기 및 재난종류에 기초하여 재난구조장치(100)에서 자동으로 설정할 수 있다.
상기 ST10 단계에서 재난구조장치(100)의 수신 레이더(110)는 재난대상영역 내에서 사용자단말(1)로부터 기지국(미도시)측으로 주기적으로 전송하는 RF 신호, 예컨대 로케이션 신호를 레이더 방식으로 스캔하여 수신한다(ST20).
재난구조장치(100)는 ST20 단계에서 사용자단말(1)로부터 송출되는 로케이션 신호를 이용하여 구조 대상자에 대한 개인정보 및 단말정보(단말 번호정보)를 획득한다(ST30). 이때, 재난구조장치(100)는 수신된 로케이션 신호를 해당 사용자단말(1)이 등록된 통신사 서버(300)로 제공하여 예컨대 이름, 나이, 성별 등을 포함하는 구조 대상자의 개인정보를 획득할 수 있다.
재난구조장치(100)는 상기 ST30단계에서 획득한 구조 대상자의 단말정보를 이용하여 해당 사용자단말(1)로 재난확인메시지를 전송하고, 이에 대응하여 해당 사용자단말(1)로부터 수신되는 재난응답메시지를 수신한다(ST40,ST50). 예컨대, 재난확인메시지는 "현재 고객님은 구조가 필요한 상태입니까" 라는 구조메시지와 "예 또는 아니오" 응답 선택정보로 이루어질 수 있다.
그리고, 상기 재난응답요구메시지의 전송은 통신사 서버(300)를 통해 수행하는 것도 가능하다. 재난구조장치(100)에서 각 통신사 서버(300)로 단말번호를 포함하는 재난응답요구메시지 전송요청정보를 제공하고, 통신사 서버(300)는 자신의 통신사 가입고객에 대하여 재난응답메시지를 전송할 수 있다. 이때, 통신사 서버(300)는 가입고객 즉, 사용자단말(1)로부터 "예" 응답이 수신되는 경우 재난상태정보와 사용자 개인정보를 포함하는 재난응답정보를 재난구조장치(100)로 전송하고, 사용자단말(1)로부터 "아니오" 응답이 수신되는 경우, 정상상태정보와 사용자 개인정보를 포함하는 재난응답정보를 재난구조장치(100)로 전송할 수 있다.
이때, 재난구조장치(100)는 재난응답메시지를 근거로 재난대상영역에 대한 재난상태를 판단하게 되는데, 적어도 한 명 이상의 구조 대상자로부터 재난상태인 것이 확인되는 경우, 재난상태로 판단한다.
그리고, 재난구조장치(100)는 임의 사용자단말(1)로부터의 재난응답메시지를 통해 재난상태로 판단한 상태에서, 정상상태정보를 포함하는 재난응답메시지를 전송한 사용자단말(1)에 대해서는 재난알림메시지를 추가적으로 전송할 수 있다. 이러한 재난알림메시지는 재난구조장치(100)에서 직접 해당 사용자단말(1)로 전송하거나 또는 통신사 서버(300)로 해당 단말번호와 재난알림정보를 포함하는 재난알림요청정보를 제공하여 해당 통신사 서버(300)를 통해 전송할 수 있다. 즉, 재난발생영역에 위치하면서 재난상태를 인지하지 못하고 있는 구난 대상자의 사용자단말(1)로 재난알림메시지를 전송함으로써, 현재 재난이 발생하였음을 인식시킬 수 있다.
한편, 재난구조장치(100)는 재난대상영역으로부터 수신된 사용자단말(1)의 RF 송출신호를 이용하여 구조 대상자의 전체 수 및 구조 대상자별 이동 방향과 현재 위치, 이동 속도 등을 산출하고, 이를 포함하는 재난구조정보를 생성하며, 이를 재난대상영역으로 진입한 구조원 단말(200)로 전송한다(ST60,ST70). 이때, 재난구조정보는 재난대상영역에 대한 지도이미지에 해당 구조원 단말 위치를 매핑한 재난구조 이미지로 이루어질 수 있다. 또한, 구조원 단말(200)로 전송되는 재난구조정보에는 구조 대상자의 이름, 연령, 성별 등의 개인정보가 추가적으로 포함될 수 있다.
구조원 단말(200)은 재난구조장치(100)로부터 제공되는 재난구조정보를 표시출력한다(ST80).
또한, 구조원 단말(200)은 수신 레이더를 구동하여 자신의 현재 위치 주변에 위치하는 사용자단말(1)로부터 주기적으로 송출되는 로케이션 신호를 레이더 방식으로 스캔하여 수신한다(ST90, ST100). 이때, 구조원 단말(200)에서 사용자단말(1)로부터 방출되는 전자파를 수신할 수 있는 거리는 약 10m 이내로서, 구조원 이 자신 주변에 위치하는 구조 대상자의 존재를 쉽게 인식할 수 있도록 한다. 또한, 구조원 단말(200)은 해당 구조원 단말(200) 주변에 위치하는 구조 대상자의 연령이나 성별 등을 함께 표시출력함으로써, 구조원이 우선 구조할 구조 대상자를 용이하게 선별할 수 있도록 할 수 있다.
즉, 구조원 단말(200)은 사용자단말(1)로부터 주기적으로 송출되는 로케이션 신호의 수신을 근거로 현재 자신의 위치에서 일정 반경 이내에 위치하는 구조 대상자 위치정보를 표시출력한다(ST110). 이때, 구조원 단말(200)의 이동에 대응하여 구조 대상자 위치정보를 변경하여 표시 출력한다. 이에 따라 구조원은 구조원 단말(200)을 확인하여 자신의 위치와 가까운 거리에 위치하는 구조 대상자를 용이하게 판단할 수 있다.
100 : 재난구조장치, 110 : 수신 레이더,
120 : 레이더 구동부, 130 : 정보 입력부,
140 : 정보 출력부, 150 : 통신부,
160 : 제어부, 200 구조원 단말,
300 : 통신사 서버, 1 : 사용자단말.

Claims (9)

  1. 재난대상영역에 위치하는 사용자단말에서 기지국측으로 주기적으로 송출하는 RF 송출신호를 협대역의 수신빔 단위로 스캔하여 수신하는 수신 레이더와, 수신 레이더를 통해 수신되는 사용자단말의 RF 송출신호를 근거로 재난대상영역의 구난 대상자에 대한 재난구조정보를 생성하는 재난구조장치를 포함하여 구성되고,
    상기 수신 레이더는 재난대상영역 주변에 위치하면서, 재난대상영역 외측에서 재난대상영역을 향하도록 수신빔을 설정하되, 재난대상영역 내에서 수신빔 위치가 이동되도록 구성되는 것을 특징으로 하는 RF 신호 수신 레이더를 이용한 재난 구조 시스템.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 재난구조장치는 재난대상영역의 크기 및 사용자 밀집도를 고려하여 수신빔의 크기를 가변적으로 설정하는 것을 특징으로 하는 RF 신호 수신 레이더를 이용한 재난 구조 시스템.
  3. 제1항에 있어서,
    재난대상영역으로 진입한 구조원이 소지하는 것으로, 재난구조장치로부터 제공되는 재난구조정보를 표시출력하는 구조원 단말을 추가로 포함하여 구성되고,
    상기 재난구조장치는 사용자단말의 RF 송출신호가 수신된 수신빔 위치정보를 근거로 구난 대상자의 위치를 산출함과 더불어, 재난대상영역에서의 구난 대상자 위치를 포함하는 재난구조정보를 생성하여 구조원 단말로 전송하도록 구성되는 것을 특징으로 하는 RF 신호 수신 레이더를 이용한 재난 구조 시스템.
  4. 제3항에 있어서,
    상기 구조원 단말은 재난구조장치로부터 수신된 재난구조정보에서 자신의 위치를 중심으로 일정 반경 이내 영역만을 추출하여 표시출력하는 것을 특징으로 하는 RF 신호 수신 레이더를 이용한 재난 구조 시스템.
  5. 제3항에 있어서,
    상기 구조원 단말은 일정 반경 이내 범위에 대해 사용자단말에서 기지국측으로 송출하는 RF 송출신호를 수신하기 위한 수신빔을 설정하는 수신 레이더 모듈을 구비하여 구성되고,
    수신 레이더 모듈을 통해 수신되는 RF 송출신호를 근거로 구조 대상자의 위치를 산출하며, 자신의 현재 위치에 대응하여 구조 대상자의 위치를 변경하여 표시 출력하도록 구성되는 것을 특징으로 하는 RF 신호 수신 레이더를 이용한 재난 구조 시스템.
  6. 제5항에 있어서,
    상기 구조원 단말에 구비되는 수신 레이더모듈은 일정 크기의 수신빔 위치를 일정 시간 단위로 변경시키도록 동작되고, RF 송출신호가 수신된 수신빔의 위치와 RF 송출신호의 수신 세기를 근거로 구조 대상자의 위치를 산출하는 것을 특징으로 하는 RF 신호 수신 레이더를 이용한 재난 구조 시스템.
  7. 제1항에 있어서,
    상기 재난구조장치는 사용자단말의 RF 송출신호를 분석하여 단말번호를 추출하고, 추출된 단말번호를 이용하여 해당 사용자단말로 재난확인을 요청하는 재난확인메시지를 전송하며, 이에 대하여 사용자단말로부터 재난 발생 상태임을 나타내는 재난상태메시지가 적어도 하나 이상 수신되는 경우 재난이 발생한 것으로 판단하고, 재난이 발생한 것으로 판단된 경우 재난상태메시지 응답을 하지 않은 사용자단말로 재난이 발생하였음을 알리기 위한 재난발생메시지를 전송하도록 구성되는 것을 특징으로 하는 RF 신호 수신 레이더를 이용한 재난 구조 시스템.
  8. 제1항에 있어서
    상기 재난구조장치는 상기 사용자단말에 대한 통신 서비스를 제공하는 통신사 서버로 RF 송출신호를 제공하고,
    통신사 서버는 RF 송출신호를 분석하여 단말번호를 추출하여 해당 사용자단말로 재난확인을 요청하는 재난확인메시지를 전송하며, 이에 대응하여 사용자단말로부터 제공되는 재난응답메시지와 해당 단말번호를 재난구조장치로 제공함과 더불어, 재난구조장치로부터 제공되는 단말번호를 포함하는 재난알림요청정보를 근거로 해당 단말번호로 재난알림메시지를 전송하도록 구성되며,
    상기 재난구조장치는 통신사 서버로부터 재난응답메시지로서 재난 발생상태임을 나타내는 재난상태메시지가 적어도 하나 이상 수신되는 경우 재난이 발생한 것으로 판단하고, 재난이 발생한 것으로 판단된 경우 재난상태메시지 응답을 하지 않은 단말번호와 재난이 발생하였음을 알리기 위한 재난발생메시지를 포함하는 재난알림요청정보를 통신사 서버로 전송하도록 구성되는 것을 특징으로 하는 RF 신호 수신 레이더를 이용한 재난 구조 시스템.
  9. 제3항에 있어서,
    상기 재난구조장치는 상기 사용자단말에 대한 통신 서비스를 제공하는 통신사 서버로 RF 송출신호를 제공하고,
    상기 통신사 서버는 RF 송출신호에 대응되는 사용자의 이름, 나이, 성별을 포함하는 개인정보를 재난구조장치로 제공하며,
    재난구조장치는 통신사 서버로부터 제공되는 개인정보를 포함하도록 재난구조정보를 생성하여 구조원 단말로 제공하도록 구성되는 것을 특징으로 하는 RF 신호 수신 레이더를 이용한 재난 구조 시스템.
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