KR20210045332A - 지능형 안전 관리 시스템 및 데이터 수집 센서장치 - Google Patents

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KR20210045332A KR1020200133794A KR20200133794A KR20210045332A KR 20210045332 A KR20210045332 A KR 20210045332A KR 1020200133794 A KR1020200133794 A KR 1020200133794A KR 20200133794 A KR20200133794 A KR 20200133794A KR 20210045332 A KR20210045332 A KR 20210045332A
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Abstract

지능형 안전 관리 시스템 및 데이터 수집 센서장치에 관하여 개시한다. 본 발명은, 작업자 및 현장상황으로부터 발생되는 객체 정보와 각종 센싱 데이터들을 수집하여 클라우드 서버로 전송하는 데이터 수집 센서장치; 상기 데이터 수집 센서장치로부터 수집되는 객체 정보 및 센싱 데이터들을 비정형화된 데이터로 저장하는 데이터 베이스를 포함하고 상기 객체 정보 및 센싱 데이터를 분석 서버를 통해 융합 분석 판단하여 그 판단 결과로부터 상황전파정보의 출력 지시와 대기 또는 상황전파정보를 현장 작업자에게 전송하도록 제어하는 클라우드 서버; 및 상기 클라우드 서버로부터 출력되는 상황전파정보를 전송받는 사용자 단말;을 포함하여 구성될 수 있다.

Description

지능형 안전 관리 시스템 및 데이터 수집 센서장치{IIntelligent safety management system and data collection sensor device}
본 발명은 산업현장 내에서 데이터 수집 센서장치를 통해 필요로 하는 객체 정보를 실시간으로 간단하게 수집하고 상호 네트워크 망을 형성한 후 현장 상황에 대응하는 안전조치를 스마트 어플리케이션을 통해 직접 작업자에게 제공하는 지능형 안전 관리 시스템 및 데이터 수집 센서장치에 관한 것이다.
산업현장에서 일어나고 있는 불특정 다수의 재해들은 주로 작업자의 부주위와 불안전한 행동에 의해 발생되고 있다. 재해의 예방과 안전 작업을 위하여 거의 대부분의 작업 현장에서 의무적으로 안전조치에 대한 교육을 실시하고 있지만 국내 연구 동향과 현장 실태를 살펴보면 간단한 안전조치 사항만을 교육하거나 전달받는 것이 일반적인 실정이다. 예를 들면, 건설 현장에서 안전 관리 관계자(또는 안전 교육 관리자)와 피관리자(작업자 또는 작업자 등)들을 대상으로 안전기준 준수 관련 숙지도를 조사해보면 안전 기준을 충족시키기에는 미흡하고 실효성이 의문시 되고 있는 상황이다. 이러한 산업현장에서의 재해 안전에 대응하기 위하여 작업자 객체 정보를 수집하고 이를 안전 관리 및 조치에 반영하는 안전관리 시스템이 제안되어 있다. 예를 들면, 작업자의 객체 정보 수집하기 위하여 센서나 장비가 내장된 태그, 단말기 등의 데이터 수집 센서장치을 작업자들에 배포하고 작업자는 데이터 수집 센서장치을 헬멧이나 몸에 부착하여 작업 현장에서 수집되는 특이점이 있는 객체 정보들을 관리 서버로 전송하면 관리 서버는 수신된 개체 정보를 정해진 툴로 분석하여 재해 안전에 관한 위험 신호나 대응 조치 정보 등을 유무선 통신 등의 상호 네트워크 망을 통해 전송하도록 하고 있다. 즉 기존의 안전관리 시스템은 작업자의 상태를 객체 정보로 관리 서버에 저장하고 관리자는 작업자로부터 송신되는 객체 정보 상태를 모니터링하여 위험 상황에 있는 작업자의 상황을 파악하여 관리하는 방식으로서 관리자가 지속적으로 작업자의 현재 상황 정보를 모니터링하는 것은 현실적으로 불가능하고 재해가 발생한 이후에나 인지하는 것이 대부분이므로 신뢰성이 낮고, 작업자가 직접 데이터 수집 센서장치을 적절한 통제와 규칙을 따라 운용하여야 재해 발생시 정상적인 운용이 가능한 단점이 있다. 한편, 근래 이같은 산업현장 안전관리 시스템 구축에 관하여 국내 공개특허공보 제10-2019-0108960호 및 제10-2016-0059105호에는 '산업 현장 안전 관리 시스템'이 제안되어 있고, 국내 등록특허공보 제10-1886158호에는 비콘ID를 이용하여 작업의 위치를 파악하고 해당 위치에서 위험발생 예측시 알림을 제공하는 'IoT기반의 현장 안전 관리시스템'이, 국내 공개특허공보 제10-2019-0113222호에는 작업자가 소지한 스마트폰을 활용하여 작업자의 위치 등을 확인하여 관리하는 건설 현장 안전 관리 시스템으로 제안되어 있다. 그러나, 여전히 현장 상황에 따른 안전 대응 조치를 작업자에 매칭시켜 신속하게 맞춤형으로 전달하는데 한계가 있다. 또한, 필요로 하는 객체 정보를 취득하는 데이터 수집 센서는 특정 객체 정보만을 취득하도록 되어 있다. 예를 들면, 화재 감지 객체 정보의 취득을 위해서는 독립된 화재감지센서를, 연기 감지 객체 정보의 취득을 위해서는 독립된 연기감지센서를, 가스 감지 객체 정보의 취득을 위해서는 가스감지센서 등을 각각 별도로 휴대하여 필요로 하는 장소에 설치하여야 하므로 데이터 수집 센서장치의 휴대와 보관 및 운용 관리에 상당한 시간과 휴대 불편 및 분실 등이 따르고 있다. 이에 따라, 각종 산업 현장에서 신속 대응 정보의 취득 및 조치에 적합한 보다 고도화된 지능형 안전 관리 및 데이터 수집 센서장치의 보완이 요구되고 있다.
특허문헌 1. 공개특허공보 KR 10-2019-0108960(공개일 2019년09월25일)
특허문헌 2. 공개특허공보 KR 10-2016-0059105(공개일 2016년05월26일)
특허문헌 3. 등록특허공보 KR 10-1886158(공고일 2018년08월07일)
특허문헌 4. 공개특허공보 KR 10-2019-0113222(공개일 2019년10월08일)
본 발명에서 해결하고자 하는 기술적 과제 중 하나는, 관리자를 대신하여 작업자에게 현장 상황에 대응하여 수행하여야 하는 안전조치 등을 지속적으로 전달하도록 하는데 있다.
본 발명에서 해결하고자 하는 기술적 과제 중 하나는, 작업자 자신의 상태를 스스로 모니터링하여 재해 위험에 대응하도록 하는데 있다.
본 발명에서 해결하고자 하는 기술적 과제 중 하나는, 작업자가 위치하는 현장 상황 정보에 따른 안전조치를 실시간으로 안내받을 수 있도록 하는데 있다.
본 발명에서 해결하고자 하는 기술적 과제 중 하나는, 각종 산업 현장에서 신속 대응 정보의 취득 및 조치에 적합하고 보관 및 운용 관리 등에서 편의성이 개선된 데이터 수집 센서장치를 제공하는데 있다.
상기 목적들은, 본 발명에 따르면, 작업자와 현장상황으로부터 발생되는 객체 정보 및 각종 센싱 데이터들을 수집하여 클라우드 서버로 전송하는 데이터 수집 센서장치; 상기 데이터 수집 센서장치로부터 수집되는 객체 정보 및 센싱 데이터들을 비정형화된 데이터로 저장하는 데이터 베이스를 포함하고 상기 객체 정보 및 센싱 데이터를 분석 서버를 통해 융합 분석 판단하여 그 판단 결과로부터 상황전파정보의 출력 지시와 대기 또는 상황전파정보를 현장 작업자에게 전송하도록 제어하는 클라우드 서버; 및 상기 클라우드 서버로부터 출력되는 상황전파정보를 전송받는 사용자 단말;을 포함하는 지능형 안전 관리 시스템 및 데이터 수집 센서장치로부터 달성될 수 있다.
본 발명의 실시예에 따르면, 상기 객체 정보는 작업현장의 작업자, 작업현장에 배치되는 산업기기 및 작업자가 운용하는 데이터 수집 센서장치의 센싱 데이터를 포함하여 구성될 수 있다.
본 발명의 실시예에 따르면, 상기 데이터 수집 센서장치는 스마트폰, 광센서, 가속도 센서, 각속도 센서, 충격 감지 센서, 위치 발신 센서, 가스 센서, 연기 센서, 온도 센서, 누전 센서, 습도 센서 및 산업기기들 중 적어도 하나일 수 있다.
본 발명의 실시예에 따르면, 상기 분석 서버는 비정형화된 객체 정보 및 센싱 데이터를 데이터 베이스로부터 호출하여 상황전파정보를 사용자 단말과 관리자 단말로 동시 또는 선별적으로 전송하는 분석 모듈을 포함하여 구성될 수 있다.
본 발명의 실시예에 따르면, 상기 사용자 단말은 클라우드 서버에 어플리케이션을 통해 접속가능한 어플리케이션 또는 실행 프로그램이 다운로드되어 설치된 스마트 폰을 포함하여 구성될 수 있다.
본 발명의 실시예에 따르면, 상기 데이터 수집 센서장치는 적어도 하나 이상인 복수의 센서가 적층형으로 통합된 모듈형 유닛으로 이루어질 수 있다. 예를 들면 광센서, 가속도 센서, 각속도 센서, 충격 감지 센서, 위치 발신 센서, 가스 센서, 연기 센서, 온도 센서, 누전 센서, 습도 센서들 중 적어도 하나 이상인 복수의 센서가 적층된 구조일 수 있다.
본 발명의 실시예에 따르면, 상기 데이터 수집 센서장치는 전원이 연결되는 전원 포트 부분과 통신이 연결되는 통신 포트 부분을 포함하는 착탈 가능한 적층형 모듈 하우징으로 구성될 수 있다.
본 발명의 실시예에 따르면, 상기 적층형 모듈 하우징의 하부는 상기 전원 포트 부분과 통신 포트 부분이 구성되는 조인트부로 구성되고, 상부는 이웃하는 상대측 다른 적층형 모듈 하우징의 조인트부를 유도 결합하는 결합부로 구성되어 모듈형으로 조립되도록 구성될 수 있다.
본 발명의 실시예에 따르면, 상기 적층형 모듈 하우징의 상부에 구성된 결합부는 다른 적층형 모듈 하우징의 조인트부를 유도 결합하기 위한 대응되는 홈을 구비할 수 있다.
본 발명의 실시예에 따르면, 상기 적층형 모듈 하우징들은 상호 회전형으로 조립되도록 구성될 수 있다.
본 발명의 실시예에 따르면, 상기 적층형 모듈 하우징의 상부에 구성된 결합부의 홈에는 다른 적층형 모듈 하우징의 조인트부를 회전시켜 결합할 때 위치를 결정하는 위치결정 홈이 구성될 수 있다.
본 발명의 실시예에 따르면, 상기 적층형 모듈 하우징의 하부에 구성된 조인트부의 외경 일단에는 상기 결합부의 홈에 형성된 위치결정 홈에 위치결정되는 돌출 돌기를 구비하여 구성될 수 있다.
본 발명의 실시예에 따르면, 상기 적층형 모듈 하우징들 중 최하부에 위치하는 적층형 모듈 하우징은 수평을 유지할 수 있게 하는 높낮이 조절 가능한 러그를 구비하여 구성될 수 있다.
본 발명은, 클라우드 서버에 스마트 어플리케이션을 통해 작업자가 직접 접속하여 관리자를 대신하여 작업자 스스로 현장 상황에 대응하여 수행하여야 하는 안전조치 등을 지속적이고 계속적으로 정확한 상황정보로 전달받고 위험 상황 발생 시 상황전파정보에 따라 빠르게 대응하도록 함으로써, 특히 건설 및 각종 산업 현장에서 사고 위험을 줄이는 효과가 있다.
또한, 본 발명은, 스마트 어플리케이션을 통해 작업자 자신의 상태를 스스로 모니터링하여 재해 위험에 사전 대응하도록 함으로써, 특히 건설 및 각종 산업 현장에서 사고 위험을 신뢰성 있게 줄이는 효과가 있다.
본 발명은, 스마트 어플리케이션을 통해 작업자가 위치하는 현장 상황 정보에 따른 안전조치를 실시간으로 안내받을 수 있게 함으로써, 특히 건설 및 각종 산업 현장에서 사고 위험을 신뢰성 있게 줄이는 효과가 있다.
본 발명은, 다중 데이터 수집 센서장치를 통해 각종 산업 현장에서 필요로 하는 객체 정보의 신속한 취득과 조치가 용이하고 보관 및 운용 관리 등에서 편의성을 개선하는 효과가 있다.
도 1은 본 발명의 일실시예에 따른 지능형 안전 관리 시스템 및 데이터 수집 센서장치를 설명하는 예시이다.
도 2는 본 발명의 일실시예에 따른 지능형 안전 관리 시스템 및 데이터 수집 센서장치의 네트워크 및 시스템 구성의 예시이다.
도 3은 본 발명의 일실시예에 따른 지능형 안전 관리 시스템 및 데이터 수집 센서장치의 데이터 처리 및 관리 방법을 플로우 차트로 나타낸 예시이다.
도 4는 본 발명의 일실시예에 따른 지능형 안전 관리 시스템 및 데이터 수집 센서장치의 상황전파정보 디스플레이 화면의 예시이다.
도 5는 본 발명의 일실시예에 따른 지능형 안전 관리 시스템에 적용될 수 있는 데이터 수집 센서장치의 예시이다.
도 6은 본 발명의 일실시예에 따른 지능형 안전 관리 시스템에 적용될 수 있는 데이터 수집 센서장치를 분해하여 나타낸 예시이다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시 예에 따른 '지능형 안전 관리 시스템 및 데이터 수집 센서장치'를 구체적으로 설명하면 다음과 같다.
본 발명의 설명에서 사용되는 용어 중 '스마트 어플리케이션(Smart application)'은 '스마트 앱(Smart app)' 또는 '스마트폰 앱(Smartphone app)'으로 혼용될 수 있다.
본 발명의 설명에서 사용되는 용어 중 '데이터 수집 센서장치'는 '작업자에 연동하거나 작업자가 관여될 때 반응하는 태그' 및 '작업 현장에서 각종 이상 징후를 포착하거나 감지하는 각종 센서류' 등을 포함할 수 있다. 그리고, 센서류를 제외한 '산업기기', '작업자가 휴대하는 스마트 폰', '작업자가 휴대하는 각종 개인이동통신단말기' 등을 선택적으로 포함할 수 있다.
본 발명은, 관리자가 클라우드 서버를 통해 개설한 스마트 어플리케이션에 작업자가 직접 접속하여 관리자를 대신하여 작업자 스스로 현장 상황에 대응하여 수행하여야 하는 안전조치 등을 지속적이고 계속적으로 정확한 상황정보로 전달받고 위험 상황 발생 시 상황전파정보에 따라 빠르게 대응하도록 유도하여 건설 및 각종 산업 현장에서 사고 위험을 줄일 수 있도록 제시된다.
본 발명은, 스마트 어플리케이션을 통해 작업자 자신의 상태를 스스로 모니터링하여 재해 위험에 사전 대응하도록 유도하여 건설 및 각종 산업 현장에서 사고 위험을 신뢰성 있게 줄일 수 있도록 제시된다.
본 발명은, 스마트 어플리케이션을 통해 작업자가 위치하는 현장 상황 정보에 따른 안전조치를 포함하는 상황전파정보를 실시간으로 안내받을 수 있게 유도하여 건설 및 각종 산업 현장에서 사고 위험을 신뢰성 있게 줄일 수 있도록 제시된다.
본 발명은, 다중 센서 통합 모듈형 데이터 수집 센서장치를 통해 각종 산업 현장에서 신속 대응 정보의 취득 및 조치에 적합하고 보관 및 운용 관리 등에서 편의성을 효과적으로 개선하도록 제시된다.
도 1은 본 발명의 일실시예에 따른 지능형 안전 관리 시스템 및 데이터 수집 센서장치를 설명하는 예시이다. 도 2는 본 발명의 일실시예에 따른 지능형 안전 관리 시스템 및 데이터 수집 센서장치의 네트워크 및 시스템 구성의 예시이다.
본 발명의 일실시예에 따른 지능형 안전 관리 시스템 및 데이터 수집 센서장치는, 도 1 및 도 2에 도시된 바와 같이, 작업자의 현장상황으로부터 발생되는 로컬 데이터에 해당하는 객체 정보 및 각종 센싱 데이터들을 수집하여 관리자의 클라우드 서버(100)로 전송하는 데이터 수집 센서장치(200)를 포함하여 구성될 수 있다.
여기서, 데이터 수집 센서장치(200)는 작업현장에 소재하는 작업자가 휴대하는 스마트 폰을 포함하여 각종 개인이동통신단말기, 그리고 작업현장에 배치되는 각종 산업기기 및 현장상황의 로컬 데이터를 검출하여 센싱 데이터로 관리자의 클라우드 서버로 전송하는 센서류 등(스마트 폰 등의 통신단말을 제외한 데이터 수집 센서장치(210))을 포함하여 구성될 수 있다.
상기 데이터 수집 센서장치(200)들은 구체적으로는 스마트 폰(사용자 단말(300))을 포함할 수 있다. 또한 데이터 수집 센서장치(210)는 광센서, 가속도 센서, 각속도 센서, 충격 감지 센서, 위치 발신 센서, 가스 센서, 연기 센서, 온도 센서, 누전 센서, 습도 센서 및 산업기기(도 1의 도면부호 210)들 중 적어도 하나일 수 있다.
또한, 본 발명의 일실시에 따른 지능형 안전 관리 시스템 및 데이터 수집 센서장치는, 도 1 및 도 2에 도시된 바와 같이, 데이터 수집 센서장치(200)로부터 수집되는 객체 정보 및 센싱 데이터들을 비정형화된 데이터로 저장하는 데이터 베이스(110)를 포함하고, 현장상황 센싱 데이터들을 분석 서버(120)를 통해 융합 분석 판단하여 그 판단 결과로부터 상황전파정보의 출력 지시와 대기 또는 상황전파정보를 현장 작업자에게 전송하도록 제어하는 클라우드 서버(100)를 포함하여 구성될 수 있다.
상기 분석 서버(120)는 데이터 베이스(110)에 비정형화된 상태로 분류 저장된 객체 정보 및 센싱 데이터를 데이터 베이스(110)로부터 호출하여 이벤트 신호 데이터로 가공하고 각각의 객체 정보 및 센싱 데이터들의 크로스 체크를 통해 분석한 위험 상황 패턴 분석 결과와 이벤트 신호 데이터에 대한 과거 오류 이력정보 분석 결과의 상관관계를 이용하여 출력조건을 판단하고, 출력조건의 판단에 따라 해당 상황전파 신호정보를 사용자 단말과 관리자 단말로 전송하는 분석 모듈을 포함하여 구성될 수 있다.
상기 분석 모듈을 통해 위험 상황의 패턴을 분석하도록 함으로써 재해 위험에 효과적으로 대응할 수 있는 상황전파정보를 제공할 수 있고, 객체 정보 및 센싱 데이터의 처리 오류나 과거 오류 이력정보의 상관관계를 분석하여 신뢰성 있는 상황전파정보를 작업자에게 제공할 수 있고, 작업자는 신뢰성 있는 상황전파정보를 수신하여 현장 상황에 최적화된 맞춤형 상황 조치 정보를 안내받을 수 있다.
여기서, 이벤트 신호 데이터는 바람직하게는 상황전파정보로 가공되어 작업자의 사용자 단말(300)로 통해 전송된 데이터일 수 있다.
분석 서버(120)에 객체 정보 및 센싱 데이터를 제공하는 데이터 베이스(110)는 수집되는 객체 정보 및 센싱 데이터를 비정형화된 상태로 분류 저장하는데 이는 다음과 같은 특징이 있다.
산업현장에서 작업자의 상태를 파악하기 위하여는 현장 작업자에게 센서 등의 데이터 수집 센서장치(210)를 부착하거나 휴대하게 하여 센싱된 데이터 정보를 클라우드 서버(100)에 저장하여 관리자가 클라우드 서버(100)로부터 수신된 정보를 통하여 작업자의 안전상태를 관리할 수 있는데 이 경우 일반적으로 현장 작업자에 대한 센싱 정보는 서버의 데이터 베이스에 저장되며 데이터 베이스는 현장 작업자의 인원수, 데이터 항목수, 각 항목의 크기 등을 사전에 확정하여 저장공간을 만들게 된다.
기존 서버 데이터 베이스 저장방식은 건설 현장 같은 경우 일용직 작업자가 대부분이며 각 공정마다 투입되는 인력이 달라서 언제, 누가, 몇 명의 작업자와 관리자들이 현장에 투입되는지를 사전에 파악하기 어렵다. 이렇게 수시로 인력이 변동되는 상황에서 기존 서버 데이터 베이스 방식을 활용하면 데이터 관리 효율과 신뢰성이 떨어지고 서버에 트래픽이 발생하여 문제가 될 수 있다.
예를 들면, 전국 작업자가 1000명이고 건설현장에 A,B,C만 투입된다고 가정하면 관리자는 매순간 1000명의 데이터에서 A,B,C 만을 선별(Query)하여 정보를 수신하게 된다. 하지만 여러 건설현장에 여러 명의 관리자가 있고 여러 작업자가 활동하는 상황에서는 매순간 수차례 1000명의 데이터를 검색하고 제어해야 하는 상황이 발생되며 이는 한 건설현장에서 관리자가 투입된 작업자의 정보만을 검색 및 제어하는 것에 비해 데이터 처리 효율성이 떨어질 수 있다.
이에 대하여, 본 발명에 따른 객체 정보 및 센싱 데이터를 제공하는 데이터 베이스(110)에서의 저장방식은 서버에 정해진 데이터 베이스 구조를 가지지 않고 상황에 따라 유기적으로 변화하는 데이터 처리 방식으로 처리하게 되는데, 기존 서버 클라이언트 네트워크 상에서 데이터 베이스와의 차이점은 미리 데이터 구조와 저장 공간을 만들지 않고 관리자 그룹을 생성하고 수신되는 작업자 데이터를 그룹에 태깅해 놓고, 수신되는 데이터의 형태와 수량에 따라 다르게 저장한다. 이렇게 데이터를 처리하는 이유는 작업현장에 누가, 언제, 몇 명이 투입될지 알 수 없기 때문이다.
예를 들면, 그룹 할당에 의한 비정형화된 데이터 저장 방식(UDSM:Unstructured Data Storage Method by Group Allocation)이 바람직한 데이터 저장방식으로 선택될 수 있다.
이러한 비정형화된 데이터 저장 방식은 서버에 정해진 데이터 베이스 구조를 가지지 않고 상황에 따라 유기적으로 변화하는 데이터 저장 방식으로서 평상 시에는 데이터를 서버에 저장하지 않고 있다가 작업자의 현장활동이 시작되면 관리자 그룹을 생성(그룹 할당, Group Allocation)하고 그 관리자 그룹 안에 같은 지역에서 현장활동 중인 작업자를 등록하여 데이터를 분류 저장하도록 한다.
작업자 객체 정보 데이터는 이름, 소속, GPS좌표, 온도, 고도, 실내외구분, 움직임, 응급상태 등을 블록 필드 구조로 저장되어 관리자 그룹 안에 레고 블록처럼 쌓아서 데이터 구조를 형성한다.
한편, 데이터 수집 센서장치로부터 수집되는 객체 정보 및 센싱 데이터를 비정형화된 데이터 분류 처리 하는 방식을 기존의 정형화된 데이터 분류 처리 방식과 비교 평가 결과를 살펴보면 아래의 표 1과 같다.
구분 기존 데이터 분류처리 방식 본 발명 정형화된 데이터 분류처리 방식


평상시
Figure pat00001
Figure pat00002


단수 현장활동
Figure pat00003
Figure pat00004


복수
현장
활동
Figure pat00005
Figure pat00006

특성
비교
평가
 데이터 용량 많음(M×N 데이터) 데이터 용량 적음
현장작업 종료시에도 M×N 데이터 보관 작업종료시 관리자그룹과 데이터 삭제
실시간 N×M개의 데이터 쿼리 및 제어 투입된 인력 수만큼의 데이터 제어
복잡하고 느린 처리 속도 단순하고 빠른 처리 속도
데이터 확장 및 응용 서비스의 어려움 확장성과 응용성이 뛰어남
데이터 수집 센서장치로부터 수집되는 객체 정보 및 센싱 데이터를 비정형화된 데이터 분류 처리에 의하면 작업자의 가변적 데이터 블록을 형성할 수 있다.
또한, 데이터 수집 센서장치로부터 수집되는 객체 정보 및 센싱 데이터를 비정형화된 데이터 분류 처리에 의하면 서버에 정해진 데이터 베이스 구조를 가지지 않고 상황에 따라 유기적으로 변화하는 데이터 분류 처리가 가능하다.
또한, 객체 정보 및 센싱 데이터를 직렬방식으로 누적 처리하여 간소화된 데이터 분류처리가 가능하고, 데이터에 대한 인덱스는 있지만 데이터 크기가 변할 수 있으며, 데이터가 없는 경우 처리 결과를 전송하지 않으므로 신뢰성 있는 조치 안내 시스템 구축이 가능하고, 서버로 계속해서 전송하지만 관리자 그룹내에 속하지 않으면 데이터를 삭제하여 충분한 저장공간이 확보될 수 있다.
데이터 수집 센서장치로부터 수집되는 객체 정보 및 센싱 데이터를 비정형화된 데이터 분류 처리에 의하면 관리자 그룹을 생성할 수 있다. 관리자 그룹 생성 방법은 예를 들면, 현장관리자와 일반관리자를 인지 확인하고, 하나의 현장에서 맨처음 관리자 어플리케이션을 실행시킨 관리자가 현장 관리자로서 철수명령을 전달할 수 있는 관리 권한을 가지게 되며 현장 작업자에 대한 모니터링이 가능하도록 조치할 수 있다.
또한, 동일 지역 내에 위치한 관리자 중에서 관리 권한이 없는 일반 관리자는 그룹 생성이 불가능하여 현장 관리자가 생성한 그룹에 작업자처럼 참여하여 작업자 상태에서 모니터링이 가능하도록 할 수 있다.
그리고, 현장 관리자의 GPS 위치 확인 후 관리자 그룹을 생성하는데, 동일 지역에 작업자나 관리자가 없으면 그룹만 생성되고 객체 정보는 없는 상태로 생성되며, 관리자 어플리케이션이 종료되면 생성된 그룹이 삭제된다.
만일 동일 지역에 위치한 일반 관리자가 현장 관리자의 위치가 수백미터 반경에서 벗어나 다른 지역으로 이동하면 새로운 현장으로 인식하고 관리 권한을 부여하고 새로운 관리자 그룹을 생성할 수 있다.
한편, 관리자와 작업자의 연결은 현장 관리자의 위치가 수백미터 반경 내에 위치한 작업자는 관리자 그룹에 포함시켜 관리될 수 있다. 이때 사전에 작업자를 등록할 필요 없이 작업자 자동 등록 및 작업자 데이터 블록을 연결할 수 있다.
추가되는 작업자는 관리자 그룹 내에 블록처럼 계속해서 연결시킬 수 있다. 동일 지역 내에 위치한 관리자 중에서 관리 권한이 없는 관리자는 그룹 생성을 불가하며 관리 권한이 있는 관리자가 생성한 그룹에 작업자처럼 참여하여 작업자 정보 수신이 가능하도록 관리될 수 있다.
그룹 내에 있는 작업자들과 관리 권한이 없는 관리자가 같이 이동하여 기존 관리자의 위치가 수백미터 반경에서 벗어나면 새로운 관리자는 관리 권한이 부여되어 새로운 관리자 그룹이 생성되고 자동으로 함께 이동한 작업자들이 자동으로 그룹 내에 등록되어 새로운 관리자와 자동 연결되도록 관리될 수 있다.
또한, 본 발명의 일실시예 따른 지능형 안전 관리 시스템 및 데이터 수집 센서장치는, 도 1 및 도 2에 도시된 바와 같이, 클라우드 서버(100)로부터 출력되는 상황전파정보를 전송받는 사용자 단말(300)을 포함하여 구성될 수 있다.
여기서, 사용자 단말(300)로는 작업자가 웹서버를 통해 관리자의 클라우드 서버(100)에 어플리케이션을 통해 접속가능한 어플리케이션이 다운로드되어 설치된 스마트 폰(smatrphone)일 수 있다.
예를 들면, 관리자의 웹서버에 접속 가능한 어플리케이션 또는 실행 프로그램이 설치된 스마트폰(310)이 바람직한 사용자 단말(300)로 선택될 수 있으며, 작업자는 자신의 사용자 단말(300)을 관리자의 웹서버에 접속하여 어플리케션을 다운로드 받아 작업 현장에서 실시간으로 재해 안전에 관한 다양한 정보를 안내 받을 수 있다.
도 3은 본 발명의 일실시예에 따른 지능형 안전 관리 시스템 및 데이터 수집 센서장치의 데이터 처리 및 관리 방법을 플로우 차트로 나타낸 예시이다.
도 3은 현장 작업자가 자신이 휴대하고 있는 스마트 폰(310) 어플리케이션을 통해 관리자의 웹서버에 접속하여 현장 상황전파정보를 수신하는 경우의 예시이다.
작업자가 현장에서 휴대하거나 현장에 설치된 데이터 수집 센서장치(200)들로부터 수집되는 작업현장의 로컬 데이터인 객체 정보 및 센싱 데이터는 네트워크 망(400)을 통해 클라우드 서버(100)로 전송된다(S110~S120).
이렇게 전송되는 객체 정보 및 센싱 데이터는 데이터 베이스(110)에 비정형화된 상태로 분류 처리되어 저장된다(S130).
이어서, 데이터 베이스(110)에 비정형화된 상태로 분류 처리되어 저장된 객체 정보 및 센싱 데이터는 분석 서버(120)의 분석 알고리즘으로 객체 정보 및 센싱 데이터에 대한 해석을 실행하여 그에 따란 판단결과가 도출된다(S140).
상기 S140 단계에서의 처리 과정에서는 데이터 베이스(110)에 비정형화된 상태로 분류 저장된 객체 정보 및 센싱 데이터를 데이터 베이스(110)로부터 호출하여 이벤트 신호 데이터로 가공하고 각각의 객체 정보 및 센싱 데이터들의 크로스 체크를 통해 분석한 위험 상황 패턴 분석 결과와 이벤트 신호 데이터에 대한 과거 오류 이력정보 분석 결과의 상관관계를 이용하여 출력조건을 판단하고, 출력조건의 판단에 따라 해당 상황전파 신호정보를 도출하여 상황전파정보로 가공될 수 있다.
상기 S140 단계에서의 분석 및 해석 그리고 판단 결과를 상황전파정보로 출력할 것인지를 판단한다(S150).
상기 S150 단계에서의 판단 결과 상황전파정보의 출력으로 판단하는 경우 작업자가 휴대한 스마트 폰으로 상황전파정보가 화면으로 디스플레이되고(S160), 상기 S150 단계에서의 판단 결과 상황전파정보의 출력으로 판단되지 않는 경우 상기 S130~S140 단계로 되돌아간다.
상기 S160 단계에서 작업자의 스마트 폰에 디스플레이되는 상황전파정보에 대하여 작업자는 어플리케이션을 통해 피드백을 요청할 수 있다(S170). 그 결과 작업자의 피드백이 요청되는 경우 상기 S130~S140 단계로 되돌아가 다시 비정형 데이터의 분류 처리 및 저장 그리고 분석 알고리즘에 의한 객체 정보 및 센싱 데이터의 해석과 판단을 재실행하고, 피드백의 요청이 없으면 상황전파정보의 수신을 마치는 것으로 종료된다.
도 4는 본 발명의 일실시예에 따른 지능형 안전 관리 시스템 및 데이터 수집 센서장치의 상황전파정보 디스플레이 화면의 예시이다.
작업자는 도 4에 도시된 바와 같이 산업현장에서 자신의 휴대 중인 스마트폰(310) 어플리케이션을 통해 관리자의 클라우드 서버에 접속하여 실시간으로 작업현장에서 상황전파정보를 안내받을 수 있다.
예를 들면, 작업자 자신의 객체 정보를 분석 처리한 처리 결과를 전송받아 현재 작업자 자신이 정상작업이 가능한지 등의 이상 여부를 체크한 정보를 안내받받고 이를 참고하여 조치할 수 있다.
장비가 작업자 주변으로 접근하는 경우 '장비접근' 관련 상황전파정보를 안내받을 수 있다.
작업자가 위험 상황에 노출되면 '위험 주위' 관련 상황전파정보를 안내받을 수 있다.
작업자가 충격을 받거나 충격 가능 상황에 노출되면 '충격 발생 또는 주의' 관련 상황전파정보를 안내받을 수 있다.
작업자가 산소가 부족한 환경에 노출되면 '산소 부족 또는 주의' 관련 상황전파정보를 안내받을 수 있다.
작업자가 지진 발생 가능 환경에 노출되면 '지진 발생 또는 주의' 관련 상황전파정보를 안내받을 수 있다.
한편, 도 5는 본 발명의 일실시예에 따른 지능형 안전 관리 시스템에 적용될 수 있는 데이터 수집 센서장치의 예시이다. 도 6은 본 발명의 일실시예에 따른 지능형 안전 관리 시스템에 적용될 수 있는 데이터 수집 센서장치를 분해하여 나타낸 예시이다.
본 발명에 따른 지능형 안전 관리 시스템에 적용될 수 있는 데이터 수집 센서장치는, 도 5 및 도 6에 도시된 바와 같이, 여러 개의 복수의 센서들, 예를 들면 광센서, 가속도 센서, 각속도 센서, 충격 감지 센서, 위치 발신 센서, 가스 센서, 연기 센서, 온도 센서, 누전 센서, 습도 센서 등을 하나의 통합 모듈형 데이터 수집 센서장치(210)에 적층 모듈형으로 구성하고, 필요로 하는 기능의 센서를 현장에서 선택한 후 분리하여 사용할 수 있도록 되어 있다.
이를 통해 각종 산업 현장에서 필요로 하는 각종 정보의 취득이 용이할 뿐 만아니라 여러 개의 센서를 따로 휴대하여야 하는데 따른 불편을 개선하고, 분실과 파손 등의 문제에 대비할 수 있고, 센서의 휴대 보관 및 운용 관리 등에서 편의성을 제공할 수 있게 된다.
구체적으로는, 데이터 수집 센서장치(210)는 도 5 및 도 6에 도시된 바와 같이, 전원이 연결되는 전원 포트 부분(211)과 통신이 연결되는 통신 포트 부분(212)을 포함하는 착탈 및 분해 가능한 적층형 모듈 하우징(213)으로 구성될 수 있다.
여기서, 적층형 모듈 하우징(213)은 예를 들면 하나의 센싱 기능을 수행하도록 세팅된다. 예를 들면, 광센서, 가속도 센서, 각속도 센서, 충격 감지 센서, 위치 발신 센서, 가스 센서, 연기 센서, 온도 센서, 누전 센서, 습도 센서 등의 기능을 수행하는 어느 하나의 센서일 수 있다.
그리고, 적층형 모듈 하우징(213)의 하부는 전원 포트 부분(211)과 통신 포트 부분(212)이 구성되는 조인트부(214)로 구성되고, 상부는 이웃하는 상대측 다른 적층형 모듈 하우징의 조인트부(214)를 유도 결합하는 결합부(215)로 구성될 수 있다.
바람직하게는, 적층형 모듈 하우징(213)의 상부에 구성된 결합부(215)는 다른 적층형 모듈 하우징의 조인트부(214)를 유도 결합하기 위한 대응되는 홈(216)을 구비하여 구성될 수 있다.
그리고, 적층형 모듈 하우징(213)들은 상호 회전형으로 조립될 수 있도록 구성하는 것이 바람직할 수 있다.
또한, 적층형 모듈 하우징(213)의 상부에 구성된 결합부(215)의 홈(216)에는 다른 적층형 모듈 하우징(213)의 조인트부(214)를 회전시켜 결합할 때 위치를 결정하는 위치결정 홈(217)을 구성할 수 있다. 이를 통해 전원 및 통신 포트가 위치하는 조인트부의 정확한 접속 및 위치 결정이 가능하여 전원 공급 중지나 통신 장애 등과 같은 오작동이나 에러를 효과적으로 예방할 수 있다.
이를 위하여, 적층형 모듈 하우징(213)의 하부에 구성된 조인트부(215)의 외경 일단에는 결합부(215)의 홈(216)에 형성된 위치결정 홈(217)에 위치결정되는 돌출 돌기(218)를 구비하여 정확한 접속 및 위치 결정을 유지하도록 유도하여 전원 공급 중지나 통신 장애 등과 같은 오작동이나 에러를 효과적으로 예방할 수 있다.
또한, 적층형 모듈 하우징(213)들 중 최하부에 위치하는 적층형 모듈 하우징(213)은 수평을 유지할 수 있게 하는 높낮이 조절 가능한 러그(219)를 구비하여 구성하는 것이 바람직할 수 있다.
이와 같이 본 발명에 따른 지능형 안전 관리 시스템 및 데이터 수집 센서장치는 산업현장 내에서 객체간 객체 정보를 실시간으로 수집하고 상호 네트워크 망을 형성한 후 현장 상황에 대응하는 안전조치를 스마트 어플리케이션을 통해 직접 작업자에게 제공하여 위험을 최소화 할 수 있는 이점이 있다.
본 발명에 따른 지능형 안전 관리 시스템 및 데이터 수집 센서장치는 클라우드 서버에 스마트 어플리케이션을 통해 작업자가 직접 접속하여 관리자를 대신하여 작업자 스스로 현장 상황에 대응하여 수행하여야 하는 안전조치 등을 지속적이고 계속적으로 정확한 상황정보로 전달받고 위험 상황 발생 시 상황전파정보에 따라 빠르게 대응하도록 함으로써, 특히 건설 및 각종 산업 현장에서 사고 위험을 줄이는 이점이 있다.
본 발명에 따른 지능형 안전 관리 시스템 및 데이터 수집 센서장치는 스마트 어플리케이션을 통해 작업자 자신의 상태를 스스로 모니터링하여 재해 위험에 사전 대응하도록 함으로써, 특히 건설 및 각종 산업 현장에서 사고 위험을 신뢰성 있게 줄이는 이점이 있다.
본 발명에 따른 지능형 안전 관리 시스템 및 데이터 수집 센서장치는 스마트 어플리케이션을 통해 작업자가 위치하는 현장 상황 정보에 따른 안전조치를 실시간으로 안내받을 수 있게 함으로써, 특히 건설 및 각종 산업 현장에서 사고 위험을 신뢰성 있게 줄이는 이점이 있다.
본 발명에 따른 지능형 안전 관리 시스템 및 데이터 수집 센서장치는 하나의 다중 센서 통합 모듈형 데이터 수집 센서장치를 구성하여 각종 산업 현장에서 필요로 하는 객체 정보에 맞추어 필요로 하는 센서를 간단하고 편리하게 설치할 수 있으므로 센서의 휴대와 보관 및 운용 관리 등에서 편의성을 제공하는 이점이 있다.
상술한 바와 같이 본 발명은 도면으로 나타낸 실시 예를 참고로 설명되었으나 실시 예로 한정되지 않으며 본 발명의 요지를 벗어나지 않은 범위 내에서 수정 및 변형하여 실시할 수 있으며 수정과 변형이 이루어진 것은 본 발명의 기술 사상에 포함된다.
100: 클라우드 서버 110: 데이터베이스
120: 분석 서버 200: 데이터 수집 센서장치
210: 데이터 수집 센서장치(사용자 단말은 제외)
211: 전원 포트 부분 212: 통신 포트 부분
213: 적층형 모듈 하우징 214: 조인트부
215: 결합부 216: 홈
217: 위치결정 홈 218: 돌출돌기
219: 러그 300: 사용자 단말
310: 스마트 폰(어플리케이션 또는 실행 프로그램이 설치된 폰)
400: 네트워크 망

Claims (12)

  1. 작업자 및 현장상황으로부터 발생되는 객체 정보와 각종 센싱 데이터들을 수집하여 클라우드 서버로 전송하는 데이터 수집 센서장치;
    상기 데이터 수집 센서장치로부터 수집되는 객체 정보 및 센싱 데이터들을 비정형화된 데이터로 저장하는 데이터 베이스를 포함하고 상기 객체 정보 및 센싱 데이터를 분석 서버를 통해 융합 분석 판단하여 그 판단 결과로부터 상황전파정보의 출력 지시와 대기 또는 상황전파정보를 현장 작업자에게 전송하도록 제어하는 클라우드 서버; 및
    상기 클라우드 서버로부터 출력되는 상황전파정보를 전송받는 사용자 단말;을 포함하는 지능형 안전 관리 시스템 및 데이터 수집 센서장치.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 객체 정보는 작업현장의 작업자, 작업현장에 배치되는 산업기기 및 작업자가 운용하는 데이터 수집 센서장치의 센싱 데이터를 포함하는 지능형 안전 관리 시스템 및 데이터 수집 센서장치.
  3. 제 1 항에 있어서,
    상기 분석 서버는 비정형화된 객체 정보 및 센싱 데이터를 데이터 베이스로부터 호출하여 상황전파정보를 사용자 단말과 관리자 단말로 동시 또는 선별적으로 전송하는 분석 모듈;을 포함하는 지능형 안전 관리 시스템 및 데이터 수집 센서장치.
  4. 제 1 항에 있어서,
    상기 사용자 단말은 클라우드 서버에 어플리케이션을 통해 접속가능한 어플리케이션 또는 실행 프로그램이 다운로드되어 설치된 스마트 폰을 포함하는 지능형 안전 관리 시스템 및 데이터 수집 센서장치.
  5. 제 1 항에 있어서,
    상기 데이터 수집 센서장치는 적어도 하나 이상인 복수의 센서가 적층형으로 통합된 모듈형 유닛으로 이루어지는 것을 특징으로 하는 지능형 안전 관리 시스템 및 데이터 수집 센서장치.
  6. 제 5 항에 있어서,
    상기 데이터 수집 센서장치는 전원이 연결되는 전원 포트 부분과 통신이 연결되는 통신 포트 부분을 포함하는 착탈 가능한 적층형 모듈 하우징으로 구성된 것을 특징으로 하는 지능형 안전 관리 시스템 및 데이터 수집 센서장치.
  7. 제 6 항에 있어서,
    상기 적층형 모듈 하우징의 하부는 상기 전원 포트 부분과 통신 포트 부분이 구성되는 조인트부로 구성되고, 상부는 이웃하는 상대측 다른 적층형 모듈 하우징의 조인트부를 유도 결합하는 결합부로 구성된 것을 특징으로 하는 지능형 안전 관리 시스템 및 데이터 수집 센서장치.
  8. 제 7 항에 있어서,
    상기 적층형 모듈 하우징의 상부에 구성된 결합부는 다른 적층형 모듈 하우징의 조인트부를 유도 결합하기 위한 대응되는 홈을 구비하는 것을 특징으로 하는 지능형 안전 관리 시스템 및 데이터 수집 센서장치.
  9. 제 6 항 내지 제 8 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 적층형 모듈 하우징들은 상호 회전형으로 조립되는 것을 특징으로 하는 지능형 안전 관리 시스템 및 데이터 수집 센서장치.
  10. 제 8 항에 있어서,
    상기 적층형 모듈 하우징의 상부에 구성된 결합부의 홈에는 다른 적층형 모듈 하우징의 조인트부를 회전시켜 결합할 때 위치를 결정하는 위치결정 홈이 구성된 것을 특징으로 하는 지능형 안전 관리 시스템 및 데이터 수집 센서장치.
  11. 제 10 항에 있어서,
    상기 적층형 모듈 하우징의 하부에 구성된 조인트부의 외경 일단에는 상기 결합부의 홈에 형성된 위치결정 홈에 위치결정되는 돌출 돌기를 구비하는 것을 특징으로 하는 지능형 안전 관리 시스템 및 데이터 수집 센서장치.
  12. 제 6 항 내지 제 11 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 적층형 모듈 하우징들 중 최하부에 위치하는 적층형 모듈 하우징은 수평을 유지할 수 있게 하는 높낮이 조절 가능한 러그를 구비하는 것을 특징으로 하는 지능형 안전 관리 시스템 및 데이터 수집 센서장치.
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