KR20200137906A - 현장인력의 안전관리를 위한 모니터링 시스템 - Google Patents

Abstract

본 발명은 현장인력의 안전관리를 위한 모니터링 시스템에 대한 것으로, 본 발명에 따르면 화재 등의 재난사고 현장 또는 건설, 토목 등의 산업 현장에 배치된 인원들의 현황과 상태를 파악하여 관리 감독이 가능하고, 특이 사항 발생시 탈출 명령 등을 신속하게 전파할 수 있다.

Description

현장인력의 안전관리를 위한 모니터링 시스템{On-site manpower monitoring system for safety management}

본 발명은 화재 등의 재난사고 현장 또는 건설, 토목 등의 산업 현장에 배치된 인원들의 현황과 상태를 파악하여 관리 감독이 가능하게 하고, 특이사항 발생시 필요한 조치를 즉각적으로 전달할 수 있도록 하는 기술에 대한 것이다.

화재 등의 재난사고 현장이나 건설현장 등의 산업 현장에서는 다수의 인원들이 배치되어 각자의 맡은 역할을 수행하게 되는데 관리자는 이러한 현장 인력들의 배치현황, 작업상태 및 위급여부 등을 파악하여 적시에 필요한 조치를 취해야 하며, 이를 통해 인력을 안전하게 관리하면서 부여된 업무를 원활하게 수행할 수 있다.

이를 위해 대한민국등록특허 제10-0800016호(2008.01.25. '재난 관리 방법 및 시스템')와 같이 재난 현장의 인력을 모니터링 할 수 있는 기술들이 제시된 바 있다. 하지만 종래의 현장 인력 모니터링 시스템들은 다음과 같은 문제점들이 있다.

먼저 현장 상황 모니터링을 위한 각종 센서의 착용이 불편하다. 즉 온도센서 고도센서 등의 부품들을 진화복(작업복)에 일일이 착용해야 하는 불편함이 있고, 만약 진화복에 내장된 형태로 제작될 경우에는 세탁이 어렵다는 문제가 있다.

또한 종래에는 의류나 벨트 등에 진동장치나 스피커를 장착하여 위험 상황시 진동이나 음성을 발생시켜 현장 인력이 대피할 수 있도록 하고 있다. 하지만 현장이 시끄러울 경우 진동이나 음성을 인지하지 못하는 경우가 더 많다는 문제가 있다.

또, 현장인력의 상황을 모니터링하기 위해서는 중앙서버에 저장된 현장인력 데이터베이스를 수시로 업데이트하고, 필요한 현장인력의 데이터를 지휘자단말로 전송해야 한다. 도6은 기존의 현장인력 데이터가 저장된 예시를 나타낸 것이다. 즉 미리 정형화된 구조의 현장인력 데이터베이스를 구축해 놓은 후, 실시간으로 수신되는 센싱 정보를 업데이트한 후 필요한 정보를 추출하여 관련 지휘관에게 보내주는 방식이다.

하지만 화재 현장 같은 경우 관할 구역의 대원들만 투입되는 것이 아니라, 인접 지역의 대원들도 투입되는 경우도 있다. 즉, 어느 현장에 어느 대원이 언제 투입되고, 어떤 지휘자가 총 책임자가 될지 전혀 알 수 없는 것이 일반적이다. 물론 건설 현장에서도 작업공정에 따라 투입 인력과 그 규모가 수시로 변경되는 것은 마찬가지다.

이렇게 수시로 인력이 변동되는 상황에서 기존의 정형화된 데이터베이스를 활용할 경우에는 수시로 변동되는 센싱 정보를 업데이트하고, 단말의 요청에 따라 필요한 대원의 데이터를 찾아 전송하는 과정이 매우 비효율적이다.

예를 들어서 전국 소방대원이 1,000명이고 소방 현장에 A, B, C 대원만 투입된다고 가정하자. 이때 지휘자에게 현장 투입 대원의 데이터를 보내기 위해서는 1,000명의 데이터를 쿼리(Query)하여 현장 투입된 A, B, C 대원의 데이터를 선별해야 한다. 하지만 현장 상황이 급변하기 때문에 수시로 지휘자단말로 보내어지는 데이터도 업데이트 되어야 하는데, 매번 이런 복잡한 과정을 거쳐야 한다. 소방 현장이 여러 곳일 경우 이 같은 과정이 반복됨으로써 서버에 많은 트래픽이 발생할 수 밖에 없다.

본 발명은 상술한 바와 같은 종래 기술의 문제점을 해결하기 위해 안출된 것으로, 다수의 인력이 배치된 현장에서 관리자가 현장 인력들의 배치 현황과 위급 상황 등을 파악하여 필요한 조치를 신속하게 취할 수 있도록 하는 기술을 제공하는 데 그 목적이 있다.

상기 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 현장인력의 안전관리를 위한 모니터링 시스템은, 현장인력 및 지휘자가 사용하며 모니터링 정보를 생성하여 송출하는 사용자단말; 및 상기 사용자단말로부터 모니터링 정보를 수신하고 특정 사용자단말로 전송하는 중계서버;를 포함하되, 상기 사용자단말은 현장인력이 사용하는 현장인력단말과 지휘자가 사용하는 지휘자단말로 구분되며, 상기 모니터링 정보는 GPS정보를 포함하고, 상기 중계서버는 상기 GPS정보를 분석하여 상기 지휘자단말을 기준으로 일정 반경 이내에 위치하는 현장인력단말을 그룹화한 후, 그룹 내의 현장인력단말에서 송출한 모니터링 정보를 해당 그룹 내의 지휘자단말 측으로 전송할 수 있다.

여기서, 상기 중계서버는 상기 현장인력단말 및 상기 지휘자단말 사이의 그룹이 이루어지지 않을 경우 상기 수신된 모니터링 정보를 삭제할 수 있다.

또, 사용자의 신체에 착용되어 수집된 정보를 상기 사용자단말 측으로 전송하는 웨어러블 디바이스;를 더 포함하고, 상기 웨어러블 디바이스는, 상기 사용자단말과 근거리 무선 통신 방식으로 통신 채널을 연결하고 정보를 송수신하는 통신수단; 고도 정보를 측정하는 고도센서; 및 상기 고도센서에서 측정된 고도 정보를 상기 통신수단을 통해 상기 사용자단말 측으로 전송 처리하는 제어수단;을 포함하고, 상기 사용자단말은, 상기 웨어러블 디바이스 또는 상기 중계서버와 통신채널을 연결하고 정보를 송수신하는 통신모듈; 사용자의 움직임을 감지하여 움직임정보를 획득하는 움직임센서; GPS정보를 획득하는 GPS모듈; 모니터링 정보를 화면 출력하는 화면출력부; 및 상기 고도정보, 움직임정보 및 GPS정보를 포함하는 모니터링 정보를 상기 중계서버 측으로 전송하거나, 상기 중계서버로부터 수신되는 모니터링 정보를 상기 화면출력부를 통해 화면 출력되도록 처리하는 앱운용부;를 포함할 수 있다.

또, 상기 사용자단말 중 지휘자단말의 앱운용부는 상기 모니터링 정보를 화면 출력할 시 상기 현장인력단말을 대표하는 표식을 화면 표시하되, 상기 현장인력단말의 고도정보, 움직임정보 및 GPS정보에 따라 상기 표식의 표시 높이, 동작 또는 색상을 구분하여 표시할 수 있다.

또, 상기 사용자단말 중 지휘자단말의 앱운용부는 상기 현장인력단말의 고도정보에 따라 상기 표식의 높이를 표시할 시, 상기 지휘자단말의 고도정보와 비교하여 상대적인 고도 차이를 연산한 후 표시 처리할 수 있다.

또, 상기 웨어러블 디바이스는, 응급호출 신호를 입력하는 명령입력부;를 더 포함하고, 상기 웨어러블 디바이스의 명령입력부를 통해 응급호출 신호가 입력되면, 상기 제어수단에서 상기 현장인력단말 측으로 응급호출 신호가 전송되고, 상기 현장인력단말의 앱운용부는 상기 응급호출 신호를 포함하는 모니터링 정보를 상기 중계서버로 전송 처리하며, 상기 지휘자단말의 앱운용부는 상기 중계서버를 통해 상기 응급호출 신호를 포함하는 모니터링 정보가 수신되면, 상기 응급호출 신호를 발신한 현장인력단말의 표식을 변화시켜 응급호출이 발생하였음을 알리도록 할 수 있다.

또, 상기 웨어러블 디바이스는, 특정 색상의 빛을 발광하는 발광수단;을 더 포함하고, 상기 사용자단말은, 사용자 명령을 입력받는 키입력부;를 더 포함하며, 상기 키입력부를 통해 탈출 명령이 입력되면, 상기 지휘자단말의 앱운용부는 상기 중계서버로 탈출 명령을 전송하고, 상기 중계서버는 상기 지휘자단말과 그룹이 이루어진 현장인력단말 측으로 탈출 명령을 전송하며, 상기 현장인력단말의 앱운용부는 상기 중계서버로부터 탈출 명령이 수신되면 상기 웨어러블 디바이스 측으로 탈출명령을 전송 처리함으로써, 상기 웨어러블 디바이스의 발광수단에서 특정 색상의 빛이 발광될 수 있다.

본 발명에 따른 현장인력의 안전관리를 위한 모니터링 시스템에 의하면, 사용자의 신체에 착탈 가능한 웨어러블 디바이스를 이용하기 때문에 착용 및 해제가 간편하고 의류 세탁 등에 영향을 주지 않아 편리하다.

또한 현장 인력의 시야 내에 위치한 발광수단을 이용하여 탈출 명령 등을 알릴 수 있기 때문에, 현장의 소음 등에 의해 안내 음성이나 진동을 인지하지 못하고 탈출이 늦어지는 문제를 해결할 수 있다.

또, 지휘자단말에 표시되는 가상의 건물 내에서 각각의 고도에 맞추어 현장 인력을 층별로 표시해 주기 때문에, 현장 인력 상황을 일목요연하게 확인할 수 있다. 이때 고도정보는 절대 고도를 반영하는 것이 아니라 지휘자 기준의 상대 고도로 변환하여 표시하는 것이기 때문에, 지대가 높은 현장 상황에서 효율적이고, 현장 상황에 따라 오차가 발생하더라도 동일 현장의 오차 수치는 거의 일정하기 때문에 상대값의 오차는 자동으로 보정되는 효과도 있다.

또한 사용자의 모니터링 정보를 데이터베이스에 저장할 시 미리 구축된 정형화된 방식의 데이터를 이용하는 것이 아니라, 비정형화된 데이터를 그룹 내에서 직렬 누적시키는 방식이어서 데이터 처리 속도가 높다. 즉 정형화된 데이터 저장 방식의 경우에는 미리 모든 인력들의 데이터를 구축해 놓고, 지휘자단말에서 특정 인력의 데이터를 수시로 요청하고 검색한 후 받아야 해서 데이터 처리 속도가 늦을 수 밖에 없었는데, 데이터베이스의 저장 방식을 미리 정해 놓지 않고, 각 사용자가 전송해 오는 정보에서 거리를 기반으로 특정 사용자들을 그룹화 시킨 후, 그룹 내의 정보를 해당 그룹의 지휘자에게 일괄 전송하는 방식을 적용함으로써 데이터 처리가 매우 빠르게 이루어질 수 있다.

도1은 본 발명의 실시예에 따른 현장인력의 안전관리를 위한 모니터링 시스템을 설명하기 위한 개념도.
도2는 도1에 도시된 모니터링 시스템의 각 구성들을 설명하기 위한 블록도.
도3은 도1에 도시된 모니터링 시스템을 이용하여 현장 상황을 모니터링 하는 과정을 설명하기 위한 흐름도.
도4는 도1에 도시된 모니터링 시스템에서 지휘자단말에 현장 상황이 화면 출력되는 예시를 설명하기 위한 도면.
도5는 도1에 도시된 모니터링 시스템에서 중계서버의 데이터베이스에 비정형화된 방식으로 데이터가 생성되는 과정을 설명하기 위한 개념도.
도6은 종래의 정형화된 방식의 데이터 저장 구조를 설명하기 위한 도면.

이하에서는 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부된 도면을 참조하여 설명한다. 다만 발명의 요지와 무관한 일부 구성은 생략 또는 압축할 것이나, 생략된 구성이라고 하여 반드시 본 발명에서 필요가 없는 구성은 아니며, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 결합되어 사용될 수 있다.

더불어 이하에서 설명하게 되는 각 구성부와 서버 및 시스템은 반드시 각각의 기능을 수행하는 독립적인 구성부나 서버로 이루어져야 하는 것은 아니며, 하나 이상의 프로그램 또는 하나 이상의 서버 또는 하나 이상의 시스템의 집합으로 구현되거나 일부가 공유될 수도 있음을 밝히는 바이다.

도1은 본 발명의 실시예에 따른 현장인력의 안전관리를 위한 모니터링 시스템을 설명하기 위한 개념도이고, 도2는 도1에 도시된 모니터링 시스템의 각 구성들을 설명하기 위한 블록도이다. 도1 및 도2에 도시된 바와 같이 본 발명의 실시예에 따른 현장인력의 안전관리를 위한 모니터링 시스템(이하 '모니터링 시스템'이라고 함)은 웨어러블 디바이스(60), 사용자단말(40,50), 중계서버(20) 및 상황실단말(10)을 포함한다.

설명에 앞서 본 발명의 실시예에 따른 모니터링 시스템은 화재 현장이나 건설 현장과 같이 불특정 인원이 현장에 투입되어 작업을 수행할 시 지휘자(92) 혹은 관리자가 현장 인력의 투입 위치, 작업 상태 등을 모니터링 하고 위험 상황이 발생하였을 시 즉시 현장 인력에게 알릴 수 있도록 하는 분야에서 사용될 수 있다. 다만 이하에서는 설명의 편의를 위해 다양한 현장 상황 중, 화재 현장에서 모니터링 시스템이 사용된다고 가정하고 설명할 것이다.

웨어러블 디바이스(60)는 사용자의 신체에 착용된 상태에서 각종 현장 정보를 수집하여 사용자단말 측으로 전송하고, 사용자단말을 통해 지휘자(92)로부터 탈출 명령 등을 수신할 경우 사용자에게 알릴 수 있도록 하는 기기이다. 웨어러블 디바이스(60)는 시계형, 벨트형, 헬멧형 등 다양한 형태로 제작될 수 있으나, 본 실시예에서는 사용자의 헬멧에 착탈 가능하게 장착되는 형태로 제작되었다.

이러한 웨어러블 디바이스(60)는 통신수단(61), 발광수단(62), 고도센서(63), 온도센서(64), 명령입력부(65) 및 제어수단(66)을 포함한다.

통신수단(61)은 블루투스 등의 근거리 통신방식으로 사용자단말(40,50)과 신호채널을 연결하고 필요한 정보를 송수신 처리하기 위해 마련된다.

발광수단(62)은 특정 색상의 빛을 발생시켜 사용자의 현재 상태를 알리거나, 사용자에게 탈출 명령 등을 알리기 위해 마련된다. 이러한 발광수단(62)은 웨어러블 디바이스(60)의 본체 전방으로 연장되어 사용자의 시야에 들어오는 위치에 설치되는 것이 바람직하며, 이에 따라 탈출 명령 등이 수신되어 적색등이 발광될 경우 사용자가 즉시 색상 변화를 인지할 수 있다.

고도센서(63)는 웨어러블 디바이스(60)가 위치하는 곳의 고도를 측정하고 측정된 고도정보를 사용자단말(40,50)로 전송하기 위해 마련된다. 예컨대 고도센서(63)는 기압의 변화를 통해 고도를 측정할 수 있다.

온도센서(64)는 웨어러블 디바이스(60)가 위치하는 곳의 온도를 측정하고 측정된 온도정보를 사용자단말(40,50)로 전송하기 위해 마련된다. 온도센서(64)에서 측정되는 온도정보는 화재 현장의 온도를 파악하고 위험 상황에 대비하는 용도로 쓰일 뿐만 아니라, 온도에 영향을 받는 고도센서(63)의 측정 정보를 보정하기 위한 데이터로 사용될 수도 있다.

명령입력부(65)는 사용자 명령을 입력받기 위한 것으로 하나 이상의 버튼으로 제작될 수 있다. 사용자는 명령입력부(65)를 통해 웨어러블 디바이스(60)의 전원을 켜고 사용자단말(40,50)과의 통신 연결이 수행되도록 하거나, 자신의 응급버튼을 통해 자신의 응급 상황을 지휘자(92)에게 알려 도움을 요청할 수 있다.

제어수단(66)은 고도센서(63) 및 온도센서(64)에서 측정되는 정보를 통신수단(61)을 통해 사용자단말(40,50) 측으로 전송하도록 처리하거나, 명령입력부(65)를 통해 전원이 켜지면 사용자단말(40,50) 과의 통신 채널 연결을 수행하거나, 응급버튼이 입력되었을 시 응급상황 알림 데이터를 사용자단말(40,50) 측으로 전송 처리하거나, 사용자단말(40,50) 측으로부터 탈출 명령이 수신되면 발광수단(62)을 작동시켜 특정 색상이 빛이 발광되도록 처리한다. 실시하기에 따라 제어수단(66)은 온도센서(64)에서 측정되는 정보에 따라 고도센서(63)에서 측정되는 고도정보를 보정할 수도 있다.

또한 웨어러블 디바이스(60)는 고도센서(63) 및 온도센서(64) 외에 가속도센서, 가스감지센서 등 현장 상황 데이터를 수집하는 다양한 종류의 센서들을 더 포함할 수도 있고, 무전 기능을 수행하기 위해 마이크와 스피커를 더 포함할 수도 있다. 또한 탈출 명령 수신시 발광수단(62)의 작동과 함께 진동을 발생시킬 수 있도록 진동수단을 더 포함할 수도 있다.

사용자단말(40,50)은 사용자가 소지하는 이동통신단말을 말한다. 여기서 사용자란 화재 현장에 투입되어 구조 및 화재 진압을 직접 수행하는 소방대원(91)과, 이들 소방대원(91)들을 총 지휘하는 지휘자(92)로 구분할 수 있다. 따라서 사용자단말(40,50) 역시 소방대원(91)이 사용하는 현장인력단말(40)과, 지휘자(92)가 사용하는 지휘자단말(50)로 구분될 수 있다. 현장인력단말(40)과 지휘자단말(50)은 이를 사용하는 사용자에 따라 구분할 수 있도록 다른 명칭을 부여한 것일 뿐, 실질적으로는 같은 종류의 단말(예컨대 스마트폰)일 수 있다. 또한 사용자단말(40,50)은 이동통신망에 접속하여 정보를 송수신할 수도 있지만, 국가재난안전통신망을 통해 정보를 송수신할 수도 있다.

또한 현장인력단말(40)과 지휘자단말(50)은 설치되는 전용 애플리케이션(소방대원용 애플리케이션 또는 지휘자용 애플리케이션)에서 차이가 있을 수 있지만, 기본적인 기능 구성은 동일하기 때문에, 이하에서는 현장인력단말(40)의 상세 구성에 대해서만 설명토록 한다.

현장인력단말(40)은 화재 현장에 투입되는 소방대원(91)이 사용하는 단말로 웨어러블 디바이스(60)와 블루투스 등의 근거리 통신 방식으로 통신 채널을 연결하고, 웨어러블 디바이스(60)에서 수집된 정보와 자체적으로 수집한 정보를 취합하여 중계서버(20) 측으로 전송하기 위해 마련된다. 이러한 현장인력단말(40)은 통신모듈(41), 움직임센서(42), GPS모듈(43), 화면출력부(44), 키입력부(45) 및 앱운용부(46)를 포함한다.

통신모듈(41)은 근거리 무선 통신 방식으로 웨어러블 디바이스(60)와 통신 채널을 연결하고 정보를 송수신하기 위해 마련된다. 또한 통신모듈(41)은 이동통신망 또는 국가재난안전통신망을 통해 중계서버(20)와 데이터를 송수신할 수 있다.

움직임센서(42)는 현장인력단말(40)을 소지한 소방대원(91)의 움직임을 감지하기 위한 것으로 자이로센서 또는 가속도센서가 적용될 수 있다.

GPS모듈(43)은 위성을 통해 현재 위치의 좌표 정보를 획득하기 위해 마련된다.

화면출력부(44)는 전용 애플리케이션 구동에 따른 사용자 인터페이스를 화면 출력하기 위해 마련되며, 키입력부(45)는 사용자 명령을 입력받기 위해 마련된다. 실시하기에 따라 화면출력부(44)와 키입력부(45)는 터치스크린 형태로 제작될 수 있다.

앱운용부(46)는 현장 모니터링을 위한 전체적인 기능 구성을 제어하기 위해 마련된다. 즉 앱운용부(46)는 사용자단말(40,50)에 설치되는 전용 애플리케이션에 따라 설정된 기능을 제어한다.

예컨대 사용자단말(40,50)이 현장인력단말(40)일 경우 소방대원용 애플리케이션이 설치되며, 이에 따라 앱운용부(46)는 모니터링 정보를 수집하여 수시로 중계서버(20)로 전송한다. 앱운용부(46)에서 수집하여 전송하는 모니터링 정보는 소방대원(91)의 아이디, 이름, 소속, 지위 구분(지휘자(92)인지 아니면 현장대원인지 여부를 말함), 온도정보, 고도정보, GPS정보, 움직임 정보, 실내외 여부, 통신상태 정보, 응급상황 발생 정보 등을 포함할 수 있다.

이러한 모니터링 정보 중 아이디, 이름, 소속, 지위 구분의 경우 사용자단말(40,50)에 전용 애플리케이션을 최초 설치한 후 사용자가 직접 입력해 놓음으로써 기 저장된 정보이다. 또한 온도정보, 고도정보 들은 웨어러블 디바이스(60)에서 수집하여 통신모듈(41)을 통해 수집한 정보이다. 또 GPS정보, 움직임 정보 등은 GPS모듈(43), 움직임센서(42) 등을 통해 수집한 정보이다. 또 통신상태 정보는 통신모듈(41)을 통해 웨어러블 디바이스(60)와 정상적인 통신이 이루어지고 있는지에 대한 정보이며, 응급상황 발생 정보는 사용자가 웨어러블 디바이스(60)의 명령입력부(65)를 통해 응급버튼을 눌렀을 경우 생성되는 정보이다.

또한 앱운용부(46)는 중계서버(20)로부터 긴급 탈출 정보를 수신하였을 경우 웨어러블 디바이스(60) 측으로 탈출 정보를 전송할 수 있다.

한편 사용자단말(40,50)이 지휘자단말(50)일 경우 지휘자용 애플리케이션이 설치되며, 이에 따라 앱운용부(46)는 중계서버(20)로부터 모니터링 정보를 수신한 후 화면 출력 처리하고, 지휘자(92)가 긴급 탈출 등의 명령을 입력하면 중계서버(20) 측으로 탈출 정보를 전송 처리할 수 있다. 지휘자단말(50)을 통해 모니터링 정보가 화면 출력되는 예시에 대해서는 도4를 통해 이하에서 다시 다룰 예정이다.

중계서버(20)는 현장인력단말(40)로부터 모니터링 정보를 수신한 후, 해당 소방대원(91)과 인접한 위치의 지휘자단말(50) 측으로 모니터링 정보를 전송하거나 상황실단말(10)로 전송하기 위해 마련된다. 중계서버(20)는 예컨대 소방방재청에서 운영하여 국가재난안전통신망을 통해 사용자단말(40,50)과 데이터를 주고 받도록 함으로써 전국의 화재 현장을 관리토록 할 수 있다. 이러한 중계서버(20)는 통신부(21), 제어부(22) 및 데이터베이스(23)를 포함한다.

통신부(21)는 사용자단말(40,50)과 이동통신망 또는 국가재난안전통신망을 통해 통신 채널을 연결하고 데이터를 송수신하기 위해 마련된다.

제어부(22)는 현장인력단말(40)로부터 수신된 모니터링 정보를 분석하여 해당 화재 현장의 지휘자단말(50)로 전송해 주기 위한 일련의 작업을 처리한다. 예컨대 제어부(22)는 현장인력단말(40)에서 수신된 GPS정보와 지휘자단말(50)에서 수신된 GPS정보를 분석하여 지휘자단말(50)로부터 일정 거리 이내에서 활동중인 현장인력단말(40)들을 그룹으로 지정하고, 해당 그룹내의 모니터링 정보가 지휘자단말(50)로 일괄 전송되도록 처리한다.

데이터베이스(23)는 사용자단말(40,50)에서 전송해 오는 모니터링 정보를 일시적으로 저장하기 위해 마련된다. 데이터베이스(23)에 정보를 저장하고 추출하는 과정은 제어부(22)에 의해 수행된다. 이때 제어부(22)는 비정형화된 방식으로 데이터를 그룹화시키고 현장 상황이 종료되면 해당 그룹의 데이터를 일괄 삭제하여 데이터베이스(23)의 용량을 확보한다.

물론 사용자단말(40,50)로부터 수신되는 모니터링 정보는 별도의 백업서버에 저장되어 추후 현황을 분석하는 데 사용될 수도 있다.

상황실단말(10)은 중계서버(20)로부터 모니터링 정보를 수신하여 화면 출력함으로써, 여러 화재 현장의 상황을 모니터링하고, 이력이나 통계를 분석할 수 있도록 하는 단말이다.

이상에서 설명한 본 발명의 실시예에 따른 모니터링 시스템은 이하 도3 내지 도5를 통해 설명하게 되는 모니터링 과정에 의해 더욱 명확해 질 것이다.

도3은 도1에 도시된 모니터링 시스템을 이용하여 현장 상황을 모니터링 하는 과정을 설명하기 위한 흐름도이고, 도4는 도1에 도시된 모니터링 시스템에서 지휘자단말(50)에 현장 상황이 화면 출력되는 예시를 설명하기 위한 도면이며, 도5는 도1에 도시된 모니터링 시스템에서 중계서버(20)의 데이터베이스(23)에 비정형화된 방식으로 데이터가 생성되는 과정을 설명하기 위한 개념도이다.

설명에 앞서 현장인력단말(40)에는 소방대원용 애플리케이션이 미리 설치되어 있고, 소방대원(91)이 키입력부(45)를 통해 고유아이디, 이름, 소속, 지위 구분(소방대원) 등의 정보를 입력해 놓은 상태라고 가정한다. 또한 지휘자단말(50)에는 지휘자용 애플리케이션이 미리 설치되어 있고, 지휘자(92)가 키입력부(45)를 통해 고유아이디, 이름, 소속, 지위 구분(지휘자) 등의 정보를 입력해 놓은 상태라고 가정한다.

이후 화재 현장으로 웨어러블 디바이스(60)를 착용하고 사용자단말(40,50)을 지참한 사용자(소방대원 및 지휘자)가 이동하여 웨어러블 디바이스(60)의 전원을 켜면, 웨어러블 디바이스(60)의 통신수단(61)과 사용자단말(40,50)의 통신모듈(41)이 블루투스 등의 근거리통신 방식으로 자동 연결<S305>된다. 웨어러블 디바이스(60)의 전원이 켜질 경우 발광수단(62)은 정상 상태임을 알리는 푸른색 빛을 발광시킬 수 있다.

웨어러블 디바이스(60)와 현장인력단말(40)이 통신 채널을 연결한 상태에서 소방대원(91)이 각각 현장에 투입하여 구조 및 화재 진압 활동을 펼치고 있을 때, 현장인력단말(40)의 앱운용부(46)는 자체적으로 수집한 데이터 및 웨어러블 디바이스(60)에서 수집한 모니터링 정보를 중계서버(20) 측으로 전송<S310>한다. 마찬가지로 지휘자단말(50)의 앱운용부(46)에서도 자체적으로 수집한 데이터 및 웨어러블 디바이스(60)에서 수집한 데이터를 중계서버(20)로 전송한다.

사용자단말(40,50)의 앱운용부(46)에서 중계서버(20)로 전송하는 모니터링 정보는 아이디, 이름, 소속, 지위 구분, 지휘권여부, 온도, 고도, GPS, 움직임, 실내외 여부, 통신상태, 응급상황 정보 등일 수 있다.

아이디, 이름, 소속, 지위 구분의 경우 전용 애플리케이션을 설치하고 최초 입력되어 저장된 정보이다.

지휘권여부는 현장 지휘권이 부여되었는지 여부를 말하는데, 지휘자단말(50)의 경우 지휘자용 애플리케이션이 설치됨으로써 지휘권이 기본적으로 부여되고, 소방대원(91)이 사용하는 현장인력단말(40)의 경우 지휘권이 부여되지 않는다.

온도 및 고도정보는 웨어러블 디바이스(60)에서 수집되며 GPS정보, 움직임정보, 실내외 여부 등의 정보는 사용자단말(40,50)에서 수집되어 전송된다. 또한 통신상태 정보는 웨어러블 디바이스(60)와 사용자단말(40,50) 간의 정상적인 통신 채널 연결 여부에 대한 정보이며, 응급상황 정보는 웨어러블 디바이스(60)의 명령입력부(65)를 통해 응급호출 버튼을 눌러 응급호출 신호가 입력되었는지에 대한 정보이다.

중계서버(20)의 통신부(21)를 통해 사용자단말(40,50)로부터 모니터링 정보를 수신하면, 제어부(22)는 데이터베이스(23)에 모니터링 정보를 일시적으로 저장한다. 이후 제어부(22)는 수신된 각 소방대원(91) 및 지휘자(92)들의 정보를 분석하여 그룹을 확인<S315>한다. 그룹 확인이란 일정 반경 이내에서 화재 진압 작업을 수행하고 있는 소방대원(91)과 지휘자(92)들을 최초 그룹으로 묶는 작업을 말하며, 이미 그룹이 지어져 있을 경우 추가 수신되는 정보들을 보내야 할 지휘자(92)를 확인하는 과정을 포괄한다.

즉 제어부(22)는 지휘자단말(50)로부터 수신된 GPS정보 및 현장인력단말(40)에서 수신된 GPS정보를 확인하고 지휘자단말(50)로부터 일정 반경 이내에 위치하는 현장인력단말(40)들을 그룹핑한다. 예컨대 제어부(22)는 지휘자단말(50)을 중심으로 300미터 이내의 반경에 위치하는 현장인력단말(40)들을 그룹핑 할 수 있다. 도5의 (a)를 참조하면 하나의 화재 현장이 발생하여 한명의 지휘자(92)와 두명의 소방대원(91)이 그룹으로 묶인 모습을 확인할 수 있다.

이후 중계서버(20)의 제어부(22)는 그룹화가 이루어진 화재 현장의 사용자단말(40,50) 들로부터 수집되는 모니터링 정보를 해당 그룹의 지휘자단말(50)로 전송<S320>하고, 지휘자단말(50)의 앱운용부(46)는 중계서버(20)로부터 수신되는 모니터링 정보를 정리하여 화면출력부(44)를 통해 출력하여 상황을 표시<S325>토록 한다.

예컨대 도5의 (a)와 같이 하나의 화재 현장이 발생하였을 경우 지휘자1의 지휘자단말(50)로 소방대원A, B의 모니터링 정보를 전송하는 것이다. 만약 도5의 (b)와 같이 3개의 화재 현장이 발생하였을 경우 지휘자1의 지휘자단말(50)로는 반경 300미터 이내의 소방대원A, B의 정보를 전송하고, 지휘자2의 지휘자단말(50)로는 반경 300미터 이내의 소방대원C, D, E, F의 정보를 전송하며, 지휘자3의 지휘자단말(50)로는 반경 300미터 이내의 소방대원G, H, I, J 및 지휘자4의 정보를 전송하는 것이다.

한편 특정 화재 현장에 소방대원(91)만 위치하거나, 지휘자(92)만 위치하는 경우 그룹을 생성할 수 없기 때문에 중계서버(20)로 전송된 모니터링 정보는 데이터베이스(23)에 일시적으로 저장되었다가 바로 삭제된다.

또, 이미 그룹이 이루어진 이후 새로운 소방대원(91)이 해당 그룹의 지휘자(92) 인근으로 진입할 경우 모니터링 정보가 해당 그룹에 직렬 방식으로 누적 매칭된다. 즉 해당 지휘자단말(50)에는 새로 추가된 소방대원(91)의 상태가 즉시 반영되어 화면 표시된다.

더불어 그룹화가 이루어진 화재 현장에서 지휘권이 부여된 지휘자(92)가 전용 애플리케이션을 종료할 경우, 중계서버(20)의 데이터베이스(23)에서는 해당 그룹의 전체 데이터가 자동 삭제된다.

도4는 지휘자단말(50)에 소방대원(91)들의 상태가 표시되는 화면 출력 예시를 도시한 것이다. 즉 지휘자(92)는 지휘자단말(50)을 통해 소방대원(91)들의 아이디, 위치, 움직임 상태, 실내외 여부, 온도 등을 확인할 수 있다.

이 중 움직임 상태는 소방대원(91)을 대표하는 표식, 예컨대 캐릭터의 동작을 달리하여 표시할 수 있다. 즉 지휘자단말(50)의 앱운용부(46)는 중계서버(20)로부터 수신되는 모니터링 정보를 통해 움직임이 있는 소방대원(91)의 경우 캐릭터가 걷는 모습을 취하도록 표시하고, 움직임이 없는 소방대원(91)의 경우 캐릭터가 정지 상태가 되도록 표기하는 것이다. 이를 통해 지휘자(92)는 장시간 동안 움직임이 없는 대원을 확인할 경우 신속한 구호조치가 이루어지도록 할 수 있다.

또한 실내외 여부는 캐릭터의 색상 차이로 구분 표시할 수 있다. 즉 지휘자단말(50)의 앱운용부(46)는 모니터링 정보를 통해 실내에 있는 소방대원(91)의 경우 캐릭터를 검정색으로 표시하고, 실외에 있는 소방대원(91)의 경우 캐릭터를 하얀색으로 표시할 수 있다. 이를 통해 지휘자(92)는 화재 진압 종료 후 건물 내에 남아 있는 대원이 있는지 등을 직관적으로 확인할 수 있다.

한편 소방대원(91)들의 위치는 고도센서(63)에서 측정한 고도정보를 이용하여 층별 표시할 수 있다. 예컨대 빌딩에 화재가 발생하였을 경우 각 층별로 서로 다른 소방대원(91)들이 투입되어 동시 진압이 이루어질 수 있다. 이때 각 층에 어느 소방대원(91)이 투입되었는지 지휘자단말(50)에 표시되는 것이다.

이때 현장인력단말(40)에서 수집하여 중계서버(20)를 거쳐 지휘자단말(50)로 전송되는 고도정보는 절대적인 값이지만, 지휘자단말(50)에 화면 출력될 시에는 지휘자(92)가 위치한 곳의 고도에 따라 상대적인 높이로 변환하여 표시한다.

즉 지휘자(92)는 키입력부(45)를 통해 자신이 현재 위치한 층수를 입력할 수 있다. 예컨대 지휘자(92) 자신의 고도정보는 10미터이고, 지휘자(92)의 층수가 3층이라고 입력할 수 있다. 이 경우 앱운용부(46)는 고도정보가 7.5미터인 소방대원(91)의 경우 지휘자(92)보다 한개층 아래에 있다고 간주하고 2층에 표시하며, 고도정보가 15미터인 소방대원(91)의 경우 지휘자(92)보다 두개층 위에 있다고 간주하고 5층에 표시하는 것이다.

물론 절대값으로 수집되는 고도정보를 지휘자단말(50)에 그대로 표시해 줄 수도 있으나, 화재 현장 자체가 해수면으로부터 높은 지대일 경우 절대적인 고도 표시는 현장 지휘에 오히려 혼동만 주게 된다. 따라서 지휘자(92) 본인의 위치를 기준으로 상대적인 고도 차이를 고려하여 화면 표시하는 것이 현장 관리에 능률적이다.

또한 현장 상황에 따라 고도센서(63)의 측정 값에 오차가 있을 수도 있다. 하지만 동일 현장에서는 각각의 소방대원(91)들과 지휘자(92)가 지닌 고도센서(63)들의 오차 역시 동일할 것이기 때문에, 상대적인 차이는 거의 일정하다. 따라서 지휘자(92) 고도를 기준으로 상대적인 높이를 표시해 준다면 고도센서(63) 자체의 오차도 보정해 줄 수 있게 된다.

또한 고도정보는 현장의 온도에 의해 오차가 발생할 수도 있다. 따라서 현장인력단말(40)의 앱운용부(46)는 고도센서(63)에서 수집된 고도정보와 온도센서(64)에서 수집된 온도정보를 비교 연산하여 미리 설정된 바에 따라 고도정보를 보정한 후 중계서버(20) 측으로 전송할 수도 있다.

한편, 소방대원(91)의 고도 변화가 미미할 경우 층수 표시에 오차가 발생할 수도 있다. 이 경우 지휘자단말(50)의 앱운용부(46)는 해당 소방대원(91)의 고도정보와 움직임 정보를 함께 고려하여 층수 표시를 달리할 수 있다. 예컨대 층간 구분이 2.5미터로 설정되었을 경우 고도 변화가 2미터 미만으로 발생하였다면 해당 소방대원(91)의 층수를 변화시켜야 하는지 애매할 수 있다. 즉 앱운용부(46)는 2미터 미만의 고도 변화가 발생하였을 시 해당 대원의 움직임센서(42) 정보를 통해 상방향 또는 하방향의 가속도 변화가 함께 이루어졌는지 확인한 후 층간 변화를 결정하여 화면 표시되도록 할 수 있다.

한편, 특정 소방대원(91)이 화재 진압 도중 명령입력부(65)를 통해 응급호출버튼을 누를 경우, 모니터링 정보에 응급상황 정보(응급호출 신호)가 포함되며, 이를 수신한 지휘자단말(50)에서는 해당 대원의 캐릭터에 특정 표식을 가하여 응급상황임을 알린다. 이에 따라 지휘자(92)는 즉시 추가 대원을 투입하여 구호 조치가 이루어지도록 할 수 있다.

또한 지휘자(92)는 건물 붕괴 등의 위험 상황이 감지되었을 경우 화재 진압중에 전 대원에게 긴급 탈출 명령을 지시할 수 있다. 키입력부(45)를 통해 긴급탈출 명령이 입력되면 앱운용부(46)는 중계서버(20) 측으로 탈출 명령을 전송하고, 중계서버(20)의 제어부(22)는 해당 그룹에 속한 모든 현장인력단말(40) 측으로 탈출 명령을 전송하고, 현장인력단말(40)의 앱운용부(46)는 웨어러블 디바이스(60) 측으로 탈출 명령을 전송함으로써, 제어수단(66)이 발광수단(62)을 적색불로 발광시킴으로써, 소방대원(91)들이 탈출 명령을 확인하고 즉시 탈출할 수 있도록 한다.

이상에서 상세히 설명한 바와 같이 본 발명에 따른 현장인력의 안전관리를 위한 모니터링 시스템에 의하면, 사용자의 신체에 착탈 가능한 웨어러블 디바이스(60)를 이용하기 때문에 착용 및 해제가 간편하고 의류 세탁 등에 영향을 주지 않아 편리하다.

또한 현장 인력의 시야 내에 위치한 발광수단(62)을 이용하여 탈출 명령 등을 알릴 수 있기 때문에, 현장의 소음 등에 의해 안내 음성이나 진동을 인지하지 못하고 탈출이 늦어지는 문제를 해결할 수 있다.

또, 지휘자단말(50)에 표시되는 가상의 건물 내에서 각각의 고도에 맞추어 현장 인력을 층별로 표시해 주기 때문에, 현장 인력 상황을 일목요연하게 확인할 수 있다. 이때 고도정보는 절대 고도를 반영하는 것이 아니라 지휘자(92) 기준의 상대 고도로 변환하여 표시하는 것이기 때문에, 지대가 높은 현장 상황에서 효율적이고, 현장 상황에 따라 오차가 발생하더라도 동일 현장의 오차 수치는 거의 일정하기 때문에 상대값의 오차는 자동으로 보정되는 효과도 있다.

또한 사용자의 모니터링 정보를 데이터베이스(23)에 저장할 시 미리 구축된 정형화된 방식의 데이터를 이용하는 것이 아니라, 비정형화된 데이터를 그룹 내에서 직렬 누적시키는 방식이어서 데이터 처리 속도가 높다. 즉 정형화된 데이터 저장 방식의 경우에는 미리 모든 인력들의 데이터를 구축해 놓고, 지휘자단말(50)에서 특정 인력의 데이터를 수시로 요청하고 검색한 후 받아야 해서 데이터 처리 속도가 늦을 수 밖에 없었는데, 데이터베이스(23)의 저장 방식을 미리 정해 놓지 않고, 각 사용자가 전송해 오는 정보에서 거리를 기반으로 특정 사용자들을 그룹화 시킨 후, 그룹 내의 정보를 해당 그룹의 지휘자(92)에게 일괄 전송하는 방식을 적용함으로써 데이터 처리가 매우 빠르게 이루어질 수 있다.

상기한 본 발명의 바람직한 실시예는 예시의 목적을 위해 개시된 것이고, 본 발명에 대해 통상의 지식을 가진 당업자라면, 본 발명의 사상과 범위 안에서 다양한 수정, 변경 및 부가가 가능할 것이며, 이러한 수정, 변경 및 부가는 본 발명의 특허청구 범위에 속하는 것으로 보아야 할 것이다.

10 : 상황실단말
20 : 중계서버
21 : 통신부
22 : 제어부
23 : 데이터베이스
40 : 현장인력단말
41 : 통신모듈
42 : 움직임센서
43 : GPS모듈
44 : 화면출력부
45 : 키입력부
46 : 앱운용부
50 : 지휘자단말
60 : 웨어러블 디바이스
61 : 통신수단
62 : 발광수단
63 : 고도센서
64 : 온도센서
65 : 명령입력부
66 : 제어수단
91 : 소방대원
92 : 지휘자

Claims (7)

1. 현장인력 및 지휘자가 사용하며 모니터링 정보를 생성하여 송출하는 사용자단말; 및
   상기 사용자단말로부터 모니터링 정보를 수신하고 특정 사용자단말로 전송하는 중계서버;를 포함하되,
   상기 사용자단말은 현장인력이 사용하는 현장인력단말과 지휘자가 사용하는 지휘자단말로 구분되며,
   상기 모니터링 정보는 GPS정보를 포함하고,
   상기 중계서버는 GPS정보를 분석하여 상기 지휘자단말을 기준으로 일정 반경 이내에 위치하는 현장인력단말을 그룹화한 후, 그룹 내의 현장인력단말에서 송출한 모니터링 정보를 해당 그룹 내의 지휘자단말 측으로 전송하는 것을 특징으로 하는 현장인력의 안전관리를 위한 모니터링 시스템.
   
2. 제1항에 있어서,
   상기 중계서버는 상기 현장인력단말 및 상기 지휘자단말 사이의 그룹이 이루어지지 않을 경우 상기 수신된 모니터링 정보를 삭제하는 것을 특징으로 하는 현장인력의 안전관리를 위한 모니터링 시스템.
   
3. 제1항에 있어서,
   사용자의 신체에 착용되어 수집된 정보를 상기 사용자단말 측으로 전송하는 웨어러블 디바이스;를 더 포함하고,
   상기 웨어러블 디바이스는,
   상기 사용자단말과 근거리 무선 통신 방식으로 통신 채널을 연결하고 정보를 송수신하는 통신수단;
   고도 정보를 측정하는 고도센서; 및
   상기 고도센서에서 측정된 고도 정보를 상기 통신수단을 통해 상기 사용자단말 측으로 전송 처리하는 제어수단;을 포함하고,
   상기 사용자단말은,
   상기 웨어러블 디바이스 또는 상기 중계서버와 통신채널을 연결하고 정보를 송수신하는 통신모듈;
   사용자의 움직임을 감지하여 움직임정보를 획득하는 움직임센서;
   GPS정보를 획득하는 GPS모듈;
   모니터링 정보를 화면 출력하는 화면출력부; 및
   상기 고도정보, 움직임정보 및 GPS정보를 포함하는 모니터링 정보를 상기 중계서버 측으로 전송하거나, 상기 중계서버로부터 수신되는 모니터링 정보를 상기 화면출력부를 통해 화면 출력되도록 처리하는 앱운용부;를 포함하는 것을 특징으로 하는 현장인력의 안전관리를 위한 모니터링 시스템.
   
4. 제3항에 있어서,
   상기 사용자단말 중 지휘자단말의 앱운용부는 상기 모니터링 정보를 화면 출력할 시 상기 현장인력단말을 대표하는 표식을 화면 표시하되, 상기 현장인력단말의 고도정보, 움직임정보 및 GPS정보에 따라 상기 표식의 표시 높이, 동작 또는 색상을 구분하여 표시하는 것을 특징으로 하는 현장인력의 안전관리를 위한 모니터링 시스템.
   
5. 제4항에 있어서,
   상기 사용자단말 중 지휘자단말의 앱운용부는 상기 현장인력단말의 고도정보에 따라 상기 표식의 높이를 표시할 시, 상기 지휘자단말의 고도정보와 비교하여 상대적인 고도 차이를 연산한 후 표시 처리하는 것을 특징으로 하는 현장인력의 안전관리를 위한 모니터링 시스템.
   
6. 제3항에 잇어서,
   상기 웨어러블 디바이스는,
   응급호출 신호를 입력하는 명령입력부;를 더 포함하고,
   상기 웨어러블 디바이스의 명령입력부를 통해 응급호출 신호가 입력되면, 상기 제어수단에서 상기 현장인력단말 측으로 응급호출 신호가 전송되고,
   상기 현장인력단말의 앱운용부는 상기 응급호출 신호를 포함하는 모니터링 정보를 상기 중계서버로 전송 처리하며,
   상기 지휘자단말의 앱운용부는 상기 중계서버를 통해 상기 응급호출 신호를 포함하는 모니터링 정보가 수신되면, 상기 응급호출 신호를 발신한 현장인력단말의 표식을 변화시켜 응급호출이 발생하였음을 알리도록 하는 것을 특징으로 하는 현장인력의 안전관리를 위한 모니터링 시스템.
   
7. 제6항에 있어서,
   상기 웨어러블 디바이스는,
   특정 색상의 빛을 발광하는 발광수단;을 더 포함하고,
   상기 사용자단말은,
   사용자 명령을 입력받는 키입력부;를 더 포함하며,
   상기 키입력부를 통해 탈출 명령이 입력되면, 상기 지휘자단말의 앱운용부는 상기 중계서버로 탈출 명령을 전송하고,
   상기 중계서버는 상기 지휘자단말과 그룹이 이루어진 현장인력단말 측으로 탈출 명령을 전송하며,
   상기 현장인력단말의 앱운용부는 상기 중계서버로부터 탈출 명령이 수신되면 상기 웨어러블 디바이스 측으로 탈출명령을 전송 처리함으로써, 상기 웨어러블 디바이스의 발광수단에서 특정 색상의 빛이 발광되는 것을 특징으로 하는 현장인력의 안전관리를 위한 모니터링 시스템.

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