KR20210064982A - 표면 형상 조절 장치 및 그를 이용한 산불 예측 시스템 - Google Patents

Abstract

본 실시예들은 지면에 고정되어 있는 고정 프레임, 상기 고정 프레임의 이동 가이드를 따라 좌 또는 아래로 이동하는 이동 프레임, 상기 이동 프레임에 부착되어 중심부를 위로 이동시켜 경사를 형성하며, 연소물질을 고정하는 수납부 및 상기 고정 프레임의 일측단에 위치하며, 상기 연소물질을 연소시키기 위한 화염을 발생시키는 착화부를 포함하는 표면 형상 조절 장치 및 바람, 지형, 연료가 산불 행동에 미치는 영향을 해석하는 산불 예측 시스템을 제공한다.

Description

표면 형상 조절 장치 및 그를 이용한 산불 예측 시스템{Apparatus for Controlling Surface Shape and System Using the Same}

본 발명은 표면 형상 조절 장치 및 그를 이용한 산불 예측 시스템에 관한 것으로, 특히 산불 확산 실험을 위한 표면 형상 조절 장치 및 그를 이용한 산불 예측 시스템에 관한 것이다.

이 부분에 기술된 내용은 단순히 본 실시예에 대한 배경 정보를 제공할 뿐 종래기술을 구성하는 것은 아니다.

최근 한반도의 평균 기온 상승과 강우일수의 감소로 인한 가뭄 기간의 증가로 탈 수 있는 연료가 될 수 있는 임목의 다량 축적 등은 기상과 연료 측면에서 산불에 대한 위험이 과거보다 증가하고 있다. 실제로 다수의 지역에서 동시 다발적으로 대형 산불이 발생하고 있으며, 산림 및 재산 등이 피해를 받게 되는 문제가 있다.

종래에 국외에서는 다양한 연료 모델을 개발하여 확산 예측에 활용하고 있으며, 국내의 경우 산에 위치하는 나무들을 단순히 침엽수, 활엽수로 분류하여 확산 속도를 추정하고 있는 실정이다.

따라서, 대형 산불을 대비하여 정확한 산불 확산 예측으로 인명 및 재산 피해를 줄일 수 있는 산불 진화 기술의 개발이 시급한 상황이다.

표면 형상 조절 장치 및 시스템에 있어서, 정확도 높은 수관화 확산 예측을 위해서 수관화 확산 실험 장치를 구현하고, 경사면, 상향 또는 하향 바람 조건, 지형, 연료 등이 산불 행동에 미치는 영향을 정확하게 해석하는 것에 발명의 주된 목적이 있다.

본 발명의 명시되지 않은 또 다른 목적들은 하기의 상세한 설명 및 그 효과로부터 용이하게 추론할 수 있는 범위 내에서 추가적으로 고려될 수 있다.

상술한 목적을 달성하기 위하여, 본 발명은 지면에 고정되어 있는 고정 프레임, 상기 고정 프레임의 이동 가이드를 따라 좌 또는 아래로 이동하는 이동 프레임, 상기 이동 프레임에 부착되어 중심부를 위로 이동시켜 경사를 형성하며, 연소물질을 고정하는 수납부 및 상기 고정 프레임의 일측단에 위치하며, 상기 연소물질을 연소시키기 위한 화염을 발생시키는 착화부를 포함하는 표면 형상 조절 장치를 제공한다.

바람직하게는, 상기 이동 프레임은 상기 수납부의 제1 측단과 상기 고정 프레임을 고정하는 고정부, 상기 수납부의 중심과 연결되며, 상기 수납부의 중심을 위 또는 아래로 이동시키기 위한 중심 가이드를 형성하는 중심 이동부, 상기 고정부와 대칭되는 위치에서 상기 수납부의 제2 측단에 연결되며, 상기 수납부의 제2 측단을 위 또는 아래로 이동시키기 위한 측단 가이드를 형성하는 측단 이동부 및 상기 이동 프레임의 상단부 또는 상기 수납부에 위치하며, 화염을 감지하여 발화의 발생 여부를 판단하는 화염감지 센서를 포함한다.

바람직하게는, 상기 이동 프레임은 상기 화염감지 센서를 통해 발화가 발생한다고 판단하는 경우, 상기 중심 이동부 및 상기 측단 이동부를 통해 상기 수납부의 경사를 조절하며, 확산 임계치를 계산하기 위해 상기 수납부의 경사 및 상기 화염감지 센서의 측정 값을 측정하는 것을 특징으로 한다.

바람직하게는, 상기 중심 가이드는 상기 측단 가이드 보다 짧은 형태로 형성되며, 상기 수납부는 상기 이동 가이드를 따라 상기 중심 이동부 및 상기 측단 이동부가 좌 또는 우로 이동하고, 상기 중심 이동부가 상기 중심 가이드를 따라 위 또는 아래로 이동하고, 상기 측단 이동부가 상기 측단 가이드를 따라 위 또는 아래로 이동하여 경사를 형성하는 것을 특징으로 한다.

바람직하게는, 상기 수납부는 상기 수납부의 하단부에 위치하며, 상기 연소물질이 연소되는 시간에 따른 중량의 변화를 기록하는 연소 로드셀, 화염에 의해 형상이 변하지 않으며, 상기 연소 로드셀에 직교하는 방향으로 결합하여 고정되는 지지부 및 상기 지지부의 하단부분부터 상단부분까지 일정한 간격으로 배치되며, 상기 연소물질을 고정하는 연소물질 고정부를 포함한다.

바람직하게는, 상기 수납부에 고정된 연소물질의 온도 변화를 측정하는 온도 센서가 기 설정된 간격으로 부착되어 위치하는 측정 프레임을 더 포함하고, 상기 온도 센서는 상기 연소물질의 온도 변화를 실시간으로 측정하고, 발화 온도 또는 최대 온도를 측정하는 것을 특징으로 한다.

바람직하게는, 상기 착화부는 화염을 발생시키는 발화부 및 가스가 유입되며, 공기와 가스를 조절하여 상기 발화부에서 발생한 화염의 열량 및 화염 길이를 조절하는 가스통을 포함하고, 상기 가스통은 시간에 따른 가스량의 변화를 기록하는 가스 로드셀을 포함한다.

바람직하게는, 상기 착화부에 의해 착화된 화염에 고속의 바람을 공급하기 위한 다수의 프로펠러로 이루어진 송풍부를 더 포함하며, 송풍부는 상기 연소물질의 연소 및 확산을 확인하기 위해 바람의 세기 또는 바람의 방향을 조절하여 상기 수납부에 고정되어 위치하는 연소물질 간의 비화 발생을 유도하며, 상기 이동 프레임은 상기 이동 프레임간의 간격을 이용하여 상기 바람의 세기에 따른 비화 거리를 측정하는 것을 특징으로 한다.

또한, 본 실시예의 또 다른 측면에 의하면, 본 발명은 지면에 고정되어 있는 고정 프레임, 상기 고정 프레임의 이동 가이드를 따라 좌 또는 아래로 이동하는 이동 프레임, 상기 이동 프레임의 측면에 부착되어 중심부를 위로 이동시켜 경사를 형성하며, 연소물질을 고정하는 수납부 및 상기 고정 프레임의 일측단에 위치하며, 상기 연소물질을 연소시키기 위한 화염을 발생시키는 착화부를 포함하는 표면 형상 조절 장치 및 상기 표면 형상 조절 장치에 의해 측정된 측정 값을 기반으로 화염의 확산의 속도를 계산하는 프로세서를 포함하는 산불 예측 시스템을 제공한다.

바람직하게는, 상기 이동 프레임 또는 상기 수납부는 화염을 감지하여 발화의 발생 여부를 판단하는 화염감지 센서를 포함하고, 상기 수납부는 상기 수납부의 하단부에 위치하며, 상기 연소물질이 연소되는 시간에 따른 중량의 변화를 기록하는 연소 로드셀 및 상기 수납부에 고정된 연소물질의 온도 변화를 측정하는 온도 센서가 기 설정된 간격으로 부착되어 위치하는 측정 프레임을 포함하고, 상기 착화부는 화염을 발생시키는 발화부 및 가스가 유입되며, 공기와 가스를 조절하여 화염의 열량 및 화염 길이를 조절하는 가스통을 포함하고, 상기 가스통은 시간에 따른 가스량의 변화를 기록하기 위한 가스 로드셀을 포함하고, 상기 표면 형상 조절 장치는 상기 하단부분부터 상기 상단부분까지 기 설정된 간격으로 상기 연소물질의 온도 변화를 실시간으로 측정하며, 발화 온도 또는 최대 온도를 측정하는 온도 센서를 부착하는 측정 프레임 및 상기 착화부에 의해 착화된 화염에 바람의 세기 또는 바람의 방향을 조절하여 고속의 바람을 공급하기 위한 다수의 프로펠러로 이루어진 송풍부를 더 포함하는 것을 특징으로 한다.

바람직하게는, 상기 프로세서는 상기 수납부의 경사, 상기 화염감지 센서 및 온도 센서의 측정 값을 이용하여 확산 임계치를 계산하고, 상기 화염감지 센서를 통해 발화가 발생한다고 판단하는 경우, 상기 중심 이동부 및 상기 측단 이동부를 통해 상기 수납부의 경사를 조절하며, 상기 수납부에 위치하는 다수의 연소물질 간의 간격을 이용하여 상기 바람의 세기 또는 상기 바람의 방향에 따른 비화 거리를 계산하는 것을 특징으로 한다.

바람직하게는, 상기 프로세서는 상기 표면 형상 조절 장치에 의해 측정된 측정 값을 기반으로 비화에 의한 수관화 확산 속도를 계산하며, 상기 수관화 확산 속도는 (i) 측정 시간, (ii) 상기 수납부의 연소물질 간의 간격, (iii) 상기 발화 온도 및 상기 최대 온도, (iv) 상기 가스량의 변화, (v) 상기 화염의 열량, (vi) 상기 확산 임계치, (vii) 상기 바람의 세기 및 상기 바람의 방향, (viii) 상기 수납부의 경사, 또는 이들의 조합을 계산하는 것을 특징으로 한다.

바람직하게는, 상기 프로세서는 산불 예측 수행을 위해 예측 대상 지역의 (i) 연료 정보, (ii) 지형 정보, (iii) 기상 정보, (iv) 임상 정보를 포함하는 예측 대상 지역 정보를 수집하며, 상기 수관화 확산 속도 및 상기 예측 대상 지역 정보를 기반으로 상기 예측 대상 지역의 산불 확산 속도 또는 산불 강도 정보를 계산하여 산불 확산을 예측하는 것을 특징으로 한다.

이상에서 설명한 바와 같이 본 발명의 실시예들에 의하면, 본 발명은 수관화, 비화 등을 물리적으로 모의할 수 있는 산불 확산 실험을 수행하여 경사면, 상향 또는 하향 바람 조건, 지형, 연료 등이 산불 행동에 미치는 영향을 정확하게 해석할 수 있는 효과가 있다.

또한, 본 발명의 실시예들에 의하면, 본 발명은 산 또는 나무의 간격이 산불에 미치는 영향을 해석할 수 있으며, 비화 거리를 예측할 수 있는 효과가 있다.

또한, 본 발명의 실시예들에 의하면, 본 발명은 언론 홍보 및 산불 관련 교육 실습 등 다양한 활용이 가능한 효과가 있다.

여기에서 명시적으로 언급되지 않은 효과라 하더라도, 본 발명의 기술적 특징에 의해 기대되는 이하의 명세서에서 기재된 효과 및 그 잠정적인 효과는 본 발명의 명세서에 기재된 것과 같이 취급된다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 표면 형상 조절 장치를 나타내는 도면이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 표면 형상 조절 장치를 자세히 도시한 블록도이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 정면에서의 표면 형상 조절 장치를 나타내는 도면이다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 정면에서의 표면 형상 조절 장치의 수납부의 형상 조절을 나타내는 도면이다.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 표면 형상 조절 장치를 나타내는 예시도이다.
도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 표면 형상 조절 장치를 이용한 산불 예측 시스템을 도시한 블록도이다.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시 예를 상세히 설명한다. 본 발명의 이점 및 특징, 그리고 그것들을 달성하는 방법은 첨부되는 도면과 함께 상세하게 후술되어 있는 실시 예들을 참조하면 명확해질 것이다. 그러나 본 발명은 이하에서 게시되는 실시 예들에 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 구현될 수 있으며, 단지 본 실시 예들은 본 발명의 게시가 완전하도록 하고, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 발명의 범주를 완전하게 알려주기 위해 제공되는 것이며, 본 발명은 청구항의 범주에 의해 정의될 뿐이다. 명세서 전체에 걸쳐 동일 참조 부호는 동일 구성 요소를 지칭한다.

다른 정의가 없다면, 본 명세서에서 사용되는 모든 용어(기술 및 과학적 용어를 포함)는 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 공통적으로 이해될 수 있는 의미로 사용될 수 있을 것이다. 또 일반적으로 사용되는 사전에 정의되어 있는 용어들은 명백하게 특별히 정의되어 있지 않는 한 이상적으로 또는 과도하게 해석되지 않는다.

본 출원에서 사용한 용어는 단지 특정한 실시 예를 설명하기 위해 사용된 것으로, 본 발명을 한정하려는 의도가 아니다, 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다. 본 출원에서, "포함하다" 또는 "가지다" 등의 용어는 명세서상에 기재된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.

제2, 제1 등과 같이 서수를 포함하는 용어는 다양한 구성요소들을 설명하는데 사용될 수 있지만, 상기 구성요소들은 상기 용어들에 의해 한정되지는 않는다. 상기 용어들은 하나의 구성요소를 다른 구성요소로부터 구별하는 목적으로만 사용된다. 예를 들어, 본 발명의 권리 범위를 벗어나지 않으면서 제2 구성요소는 제1 구성요소로 명명될 수 있고, 유사하게 제1 구성요소도 제2 구성요소로 명명될 수 있다. 및/또는 이라는 용어는 복수의 관련된 기재된 항목들의 조합 또는 복수의 관련된 기재된 항목들 중의 어느 항목을 포함한다.

본 발명은 표면 형상 조절 장치 및 그를 이용한 시스템에 관한 것이다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 표면 형상 조절 장치를 나타내는 도면이다. 도 1에서 도시한 바와 같이, 표면 형상 조절 장치(10)는 고정 프레임(100), 이동 프레임(200), 수납부(300) 및 착화부(400)를 포함한다. 표면 형상 조절 장치(10)는 도 1에서 예시적으로 도시한 다양한 구성요소들 중에서 일부 구성요소를 생략하거나 다른 구성요소를 추가로 포함할 수 있다.

표면 형상 조절 장치(10)는 정확도 높은 산불 확산을 예측하기 위한 것으로써, 산불에 대해 물리적으로 모의 실험이 가능하게 만드는 장치이다. 표면 형상 조절 장치(10)는 산불 확산 실험과 바람, 지형, 연료 등이 산불 행동에 미치는 영향에 대해 규명이 가능할 수 있다.

표면 형상 조절 장치(10)는 비화 거리 예측의 정확도를 검증하기 위해 사용될 수 있으며, 수관의 종류, 수관 밀도, 수관 사이의 거리 등 조건에 따른 수관화 확산 특성 실험이 가능할 수 있다. 여기서, 수관은 나무의 가지와 잎이 달려있는 부분으로 이하에서는 연소물질일 수 있다.

표면 형상 조절 장치(10)는 각도를 조절하여 지형에 따른 수관화 확산 모의 시 비화 발생을 유도하여 비화 거리의 측정이 가능하며, 수관화 확산 특성을 구명하기 위해서는 지속, 반복적인 실험이 필요할 수 있다.

표면 형상 조절 장치(10)는 수관화 확산 조건, 속도, 비화거리 예측 정확도를 검증할 수 있는 실험 장치로서, 산불 조사 감식 지표 발생 기작 규명, 경사면 상향 또는 하향 바람 조건 시 지표 발생 양상 규명 및 지형에 따른 조사 감식 지표 발생 변이를 규명할 수 있다.

표면 형상 조절 장치(10)는 다양한 지형, 풍속, 연료 조건에서 변화하는 조사 감식 지표 파악이 가능하며, 산불 원인 조사 감식 전문가를 양성하는 교육 실습에 활용이 가능할 수 있다.

표면 형상 조절 장치(10)는 표준 시료목뿐 아니라 자연 상태의 입목을 시험할 수 있는 규모로 제작하여 이론적인 가설뿐 아니라 실제 현상에 대한 연구를 가능하게 할 수 있다. 여기서, 시료목은 어떤 물질의 조성, 품질 등을 알기 위해서 검사 또는 시험에 제공되는 원료나 재료로 형성된 나무일 수 있다. 입목은 토지에서 자라고 있는 수목이다.

표면 형상 조절 장치(10)는 연료에 의한 산불 확산 특성을 규명하고 산불 피해 저감기술을 개발하기 위한 연구를 위해 구축되는 장비이다.

표면 형상 조절 장치(10)를 이용한 실험을 통해서는 수관화에서 비화로의 확산, 및 능동형 수관화의 임계 연료량을 추정할 수 있는 알고리즘 개발로 수종에 따른 경사와 풍속 조건 별 산불 확산 속도 추정식을 개발할 수 있다.

이하에서는, 도1 및 도 2를 참조하여 표면 형상 조절 장치(10)에 대해 자세히 설명한다.

도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 표면 형상 조절 장치를 자세히 도시한 블록도이다. 도 2에서 도시한 바와 같이, 표면 형상 조절 장치(10)는 도 1에 도시한 고정 프레임(100), 이동 프레임(200), 수납부(300) 및 착화부(400)를 포함하고, 송풍부(500) 및 측정 프레임(600)을 더 포함한다. 표면 형상 조절 장치(10)는 도 2에서 예시적으로 도시한 다양한 구성요소들 중에서 일부 구성요소를 생략하거나 다른 구성요소를 추가로 포함할 수 있다.

표면 형상 조절 장치(10)의 고정 프레임(100)은 지면에 고정되어 있다.

도 2를 참조하면, 고정 프레임(100)은 이동 가이드(110)를 포함한다. 고정 프레임(100)은 도 2에서 예시적으로 도시한 다양한 구성요소들 중에서 일부 구성요소를 생략하거나 다른 구성요소를 추가로 포함할 수 있다.

이동 가이드(110)는 이동 프레임(200)이 좌 또는 우로 이동하는 라인을 제공한다. 이동 프레임(200)은 이동 가이드(110)를 따라 움직이며, 이동 가이드(110)의 형태에 따라 이동 위치가 달라질 수 있다.

표면 형상 조절 장치(10)의 이동 프레임(200)은 고정 프레임(100)의 이동 가이드(110)를 따라 좌 또는 우로 이동할 수 있다.

도 2를 참조하면, 이동 프레임(200)은 고정부(210), 중심 이동부(220), 측단 이동부(230) 및 화염감지 센서(240)를 포함한다. 이동 프레임(200)은 도 2에서 예시적으로 도시한 다양한 구성요소들 중에서 일부 구성요소를 생략하거나 다른 구성요소를 추가로 포함할 수 있다.

고정부(210)는 수납부(300)의 제1 측단과 상기 고정 프레임을 고정할 수 있다.

중심 이동부(220)는 수납부(300)의 중심과 연결되며, 수납부(300)의 중심을 위 또는 아래로 이동시키기 위한 중심 가이드(222)를 형성할 수 있다.

측단 이동부(230)는 고정부(210)와 대칭되는 위치에서 수납부(300)의 제2 측단에 연결되며, 수납부(300)의 상기 제2 측단을 위 또는 아래로 이동시키기 위한 측단 가이드(232)를 형성할 수 있다.

중심 가이드(222)는 측단 가이드(232) 보다 짧은 형태로 형성될 수 있다.

수납부(300)는 이동 가이드(110)를 따라 중심 이동부(220) 및 측단 이동부(230)가 좌 또는 우로 이동할 수 있다. 수납부(300)는 중심 이동부(220)가 중심 가이드(222)를 따라 위 또는 아래로 이동하고, 측단 이동부(230)가 측단 가이드(232)를 따라 위 또는 아래로 이동하여 경사를 형성할 수 있다.

화염감지 센서(240)는 이동 프레임(200)의 상단부 또는 수납부(300)에 위치하며, 화염을 감지하여 발화의 발생 여부를 판단할 수 있다. 예를 들어, 화염감지 센서(240)는 이동 프레임(200)의 각 고정부(210), 중심 이동부(220) 또는 측단 이동부(230)의 상단부에 위치하며, 수납부(300)의 지지부(310)의 상단부에 위치할 수 있으며, 반드시 이에 한정되는 것은 아니다.

이동 프레임(200)은 화염감지 센서(240)를 통해 발화가 발생한다고 판단하는 경우, 중심 이동부(220) 및 측단 이동부(230)를 통해 수납부(300)의 경사를 조절할 수 있다.

표면 형상 조절 장치(10)는 확산 임계치 또는 확산 온도 임계치를 계산하기 위해 수납부(300)의 경사 및 화염감지 센서(240)의 측정 값을 측정할 수 있다.

수납부(300)는 이동 프레임(200)에 부착되어 중심부를 위로 이동시켜 경사를 형성하며, 연소물질을 고정할 수 있다.

도 2를 참조하면, 수납부(300)는 지지부(310), 연소물질 고정부(320) 및 연소 로드셀(330)을 포함한다. 수납부(300)는 도 2에서 예시적으로 도시한 다양한 구성요소들 중에서 일부 구성요소를 생략하거나 다른 구성요소를 추가로 포함할 수 있다.

지지부(310)는 화염에 의해 형상이 변하지 않으며, 연소 로드셀(330)에 직교하는 방향으로 결합하여 고정될 수 있다. 예를 들어, 지지부(210)는 금속으로 형성될 수 있으며, 반드시 이에 한정되는 것은 아니다.

지지부(310)는 고정 프레임(100) 및 이동 프레임(200)에 의해 위치가 이동할 수 있다.

연소물질 고정부(320)는 지지부(310)의 하단부분부터 상단부분까지 일정한 간격으로 배치되며, 연소물질을 고정할 수 있다. 연소물질 고정부(320)는 지지부(310)에 고정된 위치에 따라 낙엽, 떨어진 가지, 관목, 어린 나무 등의 지표에 쌓여 있는 나무 또는 지표에 일정 거리 떨어져 위치하는 나뭇가지와 같이 종류를 달리하여 고정시킬 수 있으며, 반드시 이에 한정되는 것은 아니다.

이동 프레임(200)은 연소물질 고정부(310)를 통해 연소물질을 고정하기 위한 부분마다 연소물질의 밀도를 측정하는 밀도 측정 센서를 더 부착할 수 있으며, 반드시 이에 한정되는 것은 아니다. 표면 형상 조절 장치(10)는 밀도 측정 센서(232)에서 측정된 연소물질의 밀도를 이용하여 연소물질의 총 밀도를 조절할 수 있으며, 밀도 측정 센서를 통해 연소물질을 고정하기 위한 부분마다 연소물질의 밀도를 측정할 수 있다. 여기서, 밀도는 연소물질의 빽빽한 정도를 나타낼 수 있다.

연소 로드셀(330)은 수납부(300)의 하단부에 위치하며, 연소물질이 연소되는 시간에 따른 중량의 변화를 기록할 수 있다.

표면 형상 조절 장치(10)의 착화부(400)는 고정 프레임에(100)의 일측단에 위치하며, 연소물질을 연소시키기 위한 화염을 발생시킬 수 있다.

도 2를 참조하면, 착화부(400)는 발화부(410), 가스통(420) 및 가스 로드셀(422)을 포함한다. 착화부(400)는 도 2에서 예시적으로 도시한 다양한 구성요소들 중에서 일부 구성요소를 생략하거나 다른 구성요소를 추가로 포함할 수 있다.

발화부(410)는 화염을 발생시킬 수 있다.

가스통(420)은 가스가 유입되며, 공기와 가스를 조절하여 발화부(410)를 통해 발생한 화염의 열량 및 화염 길이를 조절할 수 있다.

가스통(420)은 시간에 따른 가스량의 변화를 기록하기 위한 가스 로드셀(422)을 포함할 수 있다. 여기서, 가스 로드셀(422)은 하중 센서 또는 힘 센서로 형성되어 있으며, 힘 또는 하중을 측정하기 위한 변환기로 화염의 길이 조절 및 화염을 열량 조절을 위해 투입된 가스에 의해 가스통(420) 내의 가스가 줄어드는 양을 측정할 수 있다.

가스 로드셀(422)은 시간에 따른 중량 감소를 측정함에 따라 화염의 열량을 계산할 수 있다.

본 발명의 일 실시예에 따르면, 착화부(400)는 발화부(410)에 의해 발생한 화염에 가스통(420)에서 가스가 유입되며 가스의 유입을 조절하여 화염을 제어할 수 있다.

본 발명의 일 실시예에 따르면, 착화부(400)는 가스 주입 방식으로, 공기와 가스의 조절이 가능하여 화염의 길이를 조절할 수 있어야 한다. 표면 형상 조절 장치(10)는 프로세서(20)를 통해 공급되는 열량을 구할 수 있다.

가스통(420)은 공기와 가스의 조절이 가능하도록 착화부(400)에 가스를 공급할 수 있다.

본 발명의 일 실시예에 따르면, 착화부(400)는 안전 관리 모니터링 시스템을 구축할 수 있다.

안전 관리 모니터링 시스템은 착화부(400)에서 발생한 화염에 의해 발생할 수 있는 사고를 관리하기 위한 시스템이다. 안전 관리 모니터링 시스템은 화염이 기 설정된 기준을 벗어날 경우와 같은 오작동이 발생하는 경우 가스통(420)에서 가스 공급을 중단하여 화염의 오작동을 발생시킬 수 있는 원인을 제거하거나 연소하는 물질을 포함하는 이동 프레임(200)을 착화부(400)의 반대 방향으로 이동하여 화염에 영향을 받지 않도록 할 수 있다. 안전 관리 모니터링 시스템은 반드시 상술한 바에 한정하지 않는다.

도 3을 참조하여 본 발명의 일 실시예에 따르면, 착화부(400)는 다수의 발화부(410)를 포함한다. 다수의 발화부(410)는 기 설정된 간격을 유지할 수 있다. 다수의 발화부(410)는 고장 판단 센서(402)를 통해 각각의 발화부(410)의 고장 여부를 판단할 수 있다. 발화부(410)는 위치를 이동하기 위한 슬라이더(404)와 같은 이동 장치를 통해 목표하는 위치로 이동시켜 배치할 수 있다. 고장 판단 센서(402)를 통해 다수의 발화부(410) 중 하나에 문제가 있다고 판단되는 경우에는 문제가 있는 발화부(410)를 제외한 발화부(410)의 위치를 슬라이더(404)를 통해 이동시켜 발화부(410)의 위치가 일정하도록 재 배치할 수 있다. 여기서, 발화부(410)는 화염을 발생시키는 발화부(410)의 면적, 온도, 화염의 세기 등을 이용하여 재 배치 시키며, 다수의 발화부(410)의 위치는 대칭되지 않을 수도 있다.

본 발명의 일 실시예에 따르면, 고장 판단 센서(402)는 이미지 센서, 화염 감지 센서, 적외선 센서, 온도 센서 등과 같이 고장에 의해 다수의 발화부(410)에서 화염이 발생하지 않는 발화부(410)를 판단하고, 그 위치를 판단할 수 있다. 본 발명의 일 실시예에 따르면, 고장 판단 센서(402)는 착화부(400)의 하단부, 상단부 또는 측면에 위치하여 발화부(410)에서 발생하는 화염을 감지할 수 있다. 고장 판단 센서(402)는 착화부(400)에 위치하는 것으로 도시하였으나 반드시 이에 한정되는 것은 아니며, 착화부(400)의 다수의 발화부(410)에서 발생하는 화염을 확인할 수 있는 곳에 위치할 수 있다.

송풍부(500)는 착화부(400)에 의해 착화된 화염에 고속의 바람을 공급하기 위한 다수의 프로펠러로 이루어질 수 있다.

송풍부(500)는 연소물질의 연소 및 확산을 확인하기 위해 바람의 세기 또는 바람의 방향을 조절하여 수납부(300)에 고정되어 위치하는 연소물길간의 비화를 발생시킬 수 있다.

송풍부(500)는 바람의 세기를 조절하여 수납부(300)에 위치하는 다수의 지지부(310)에 고정된 연소물질간의 비화 발생을 유도할 수 있다. 이때, 프로세서(20)는 이동 프레임(200)간의 간격을 이용하여 바람의 세기에 따른 비화 거리를 측정할 수 있으며, 다수의 지지부(310)간의 간격을 추가적으로 이용하여 바람의 세기에 따른 비화 거리를 측정할 수 있다.

측정 프레임(600)은 수납부(300)에 고정된 연소물질의 온도 변화를 측정하는 온도 센서(610)가 기 설정된 간격으로 부착되어 위치할 수 있다.

측정 프레임(600)은 온도 센서(610)에 의해 수납부(300)에 고정된 연소물질의 온도 변화를 측정할 수 있는 위치에 위치할 수 있다.

온도 센서(610)는 연소물질의 온도 변화를 실시간으로 측정하고, 발화 온도 또는 최대 온도를 측정할 수 있다.

도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 정면에서의 표면 형상 조절 장치를 나타내는 도면이다.

도 3을 참조하면, 표면 형상 조절 장치(10)는 지면과 맞닿아 위치하는 고정 프레임(100), 고정 프레임(100)에 고정되어 좌 또는 우로 이동할 수 있는 이동 프레임(200), 이동 프레임(200)에 부착되어 중심부를 위로 이동시켜 경사를 형성하며, 연소물질이 고정되어 위치하는 수납부(300). 고정 프레임(100) 및 이동 프레임(200)의 일측단에 위치하는 착화부(400) 및 착화부(400)의 화염을 발생시키는 발화부(410)의 뒤쪽에 위치하는 송풍부(500)로 형성될 수 있다.

고정 프레임(100)은 이동 프레임(200)이 좌 또는 우로 이동하기 위한 이동 가이드(110)를 제공한다.

표면 형상 조절 장치(10)는 수납부(300)에 위치하는 연소물질간의 간격 및 착화부(300)와 이동 프레임(200)간의 간격을 일정하게 유지시킬 수 있으며, 반드시 이에 한정되는 것은 아니며 착화부(300)부터 수납부(300)에 위치하는 연소물질간의 간격 및 이동 프레임(200)간의 간격은 일정하지 않을 수도 있다.

본 발명의 일 실시예에 따르면, 이동 프레임(200)은 고정 프레임(100)의 상단에 고정부(210), 중심 이동부(220) 및 측단 이동부(230) 3개가 위치할 수 있다. 이동 프레임(200)의 개수는 반드시 이에 한정되는 것은 아니며, 하나 이상의 이동 프레임(200)이 필요에 의해 필요한 개수로 위치할 수 있다.

이동 프레임(200)은 고정 프레임(100)의 이동 가이드(110)와 결합되어 위치하며, 이동 프레임(200)과 수납부(300)는 연결되어 같이 움직이거나 이동을 제어할 수 있다.

수납부(300)는 연소 로드셀(330)이 하단부에 위치하며, 연소 로드셀(330)의 상단부에 지표면과 직교하는 방향으로 위치하는 지지부(310)로 형성될 수 있다.

지지부(310)는 지표에서 일정거리 떨어진 위치부터 지지부(310)의 상단부까지 연소물질을 고정하는 연소물질 고정부(320)가 위치할 수 있다. 연소물질을 고정하는 연소물질 고정부(320)는 일정거리 떨어진 위치에 밀도 측정 센서를 더 위치할 수 있으며, 반드시 이에 한정되는 것은 아니다. 밀도 측정 센서는 연소물질 고정부(320)에서 고정된 연소물질의 밀도를 측정할 수 있는 위치에 위치할 수 있으며, 연소물질 고정부(320)와 같은 개수로 지지부(310)에 위치할 수 있다.

본 발명의 일 실시예에 따르면, 화염감지 센서(240)는 지지부(310)의 꼭대기에 위치하며, 착화부(400)에 의해 발생한 화염을 감지할 수 있다.

본 발명의 일 실시예에 따르면, 다수의 이동 프레임(200)간의 간격은 필요에 의해 조절 가능하며, 간격이 조절된 다수의 이동 프레임(200)을 목표하는 위치에 고정할 수 있다.

착화부(400)는 고정 프레임(100)의 일측단에 위치하며, 다수의 이동 프레임(200) 중 착화부(400)와 가장 가까운 이동 프레임의 고정부(210)와 일정 거리 떨어진 위치에 위치할 수 있으며, 반드시 이에 한정되는 것은 아니다.

본 발명의 일 실시예에 따르면, 착화부(400)는 가스통(420)의 가스를 이용하여 화염의 길이를 조절하여 수납부(300)에 위치하는 다수의 지지부(310)에 고정된 연소물질에 화염을 전달할 수 있다. 가스통(420)에 의해 조절되는 화염의 길이는 수납부(300)에 고정된 연소물질 중 착화부(400)와 가장 떨어진 위치에 위치하는 연소물질에 화염이 전달될 수 있는 길이일 수 있다.

착화부(400)는 다수의 발화부(410)의 하단에 가스통(420)이 위치할 수 있다. 가스통(420)의 위치는 반드시 이에 한정되는 것은 아니며, 가스통(420)의 가스를 발화부(410)에 전달할 수 있으며, 발화부(410)와 연결될 수 있는 위치에 위치할 수 있다.

본 발명의 일 실시예에 따르면, 착화부(400)는 다수의 발화부(410)을 포함하며, 다수의 발화부(410)에 의해 화염을 발생시킬 수 있다. 착화부(400)는 적어도 하나 이상의 발화부(410)을 포함한다.

송풍부(500)는 착화부(400)의 화염을 발생시키는 발화부(410)의 뒤편에 위치하며, 발화부(410)에서 발생하는 화염에 바람을 공급하여 비화를 발생시킬 수 있다. 송풍부(500)의 위치는 발화부(410)의 뒤편으로 한정되지 않으며, 발화부(410)에서 발생한 화염에 바람을 공급하여 비화를 발생시킬 수 있는 곳에 위치할 수 있다.

본 발명의 일 실시예에 따르면, 표면 형상 조절 장치(10)는 이동 프레임(200)간의 간격, 수납부(300)에 위치하는 지지부(310)간의 간격 및 송풍부(400)를 통해 발생하는 바람의 세기에 따른 비화 거리를 측정할 수 있으며, 이를 통해 수관화 확산 속도를 계산할 수 있다.

본 발명의 일 실시예에 따르면, 착화부(400)는 이동 프레임(200)과 마주보도록 설치되어 있으나 반드시 이에 한정되는 것은 아니며, 마주보지 않는 위치에 위치하며 착화부(300)에서 발생하는 화염이 이동 프레임(200)에 직접적인 영향을 주지 않는 위치로 이동할 수 있다.

본 발명의 일 실시예에 따르면, 착화부(300)는 화염이 이동 프레임(200)에 영향을 주지 않는 위치로 이동하는 경우, 송풍부(400)를 통해 화염을 방향을 조절하여 실험할 수 있으며, 이를 통해 바람의 방향 및 세기에 따른 화염 확산 시간, 화염 확산 거리, 화염 확산 위치 등을 확인할 수 있다.

도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 정면에서의 표면 형상 조절 장치의 수납부의 형상 조절을 나타내는 도면이다.

도 4a는 이동 프레임(200)의 중심 이동부(220)의 중심 가이드(222) 및 측단 이동부(230)의 측단 가이드(232)가 모두 위로 이동하여 위치하며, 상향 경사면을 형성할 수 있다.

도 4b는 이동 프레임(200)의 중심 이동부(220)의 중심 가이드(222)가 위로 이동하여 위치하며, 상향 경사면 및 하향 경사면을 형성할 수 있다.

도 4a 및 도 4b와 같이 표면 형상 조절 장치(10)는 중심 이동부(220) 및 측단 이동부(230)를 고정 프레임(100)의 이동 가이드(110)를 통해 좌 또는 우로 이동하고 중심 이동부(220)의 중심 가이드(222) 및 측단 이동부(230)의 측단 가이드(232)를 위 또는 아래로 이동시켜 수납부(300)에 경사를 형성할 수 있다.

표면 형상 조절 장치(10)는 도 4와 같이 형성된 수납부(300)의 경사를 통해 지형에 따른 산불의 확산을 예측할 수 있다.

표면 형상 조절 장치(10)는 중심 이동부(220)의 중심 가이드(222) 및 측단 이동부(230)의 측단 가이드(232)의 길이에 따라 수납부(300)의 최소 각도 및 최대 각도를 조절할 수 있으며, 이를 통해 지형의 모든 경사에 따른 산불 확산을 예측할 수 있다.

도 4를 참조하면, 고정부(210)는 고정 프레임(100)에 고정되어 좌 또는 우, 위 또는 아래로 이동하지 않는다.

수납부(300)와 이동 프레임(200)의 고정부(210)가 연결되어 있는 부분은 중심 이동부(220)와 측단 이동부(230)의 이동에 의해 움직일 수 있다. 예를 들어, 수납부(300)와 이동 프레임(200)의 고정부(210)가 연결되어 있는 부분은 지표면과 평행하여 위치하지만, 중심 이동부(220)의 중심 가이드(222)와 측단 이동부(230)의 측단 가이드(232)를 따라 위로 이동하는 경우에는 연결된 수납부(300)가 경사를 형성할 수 있도록 도 4와 같이 움직일 수 있다.

본 발명의 일 실시예에 따르면, 중심 이동부(220)는 고정 프레임(100)의 이동 가이드(110) 및 중심 가이드(222)를 따라 이동할 수 있다. 중심 이동부(220)가 고정 프레임(100)을 따라 이동한 거리는 기존 위치에서 이동한 위치에 생기는 원호에 수직인 위치에서 기존 위치 사이의 거리일 수 있다.

또한, 본 발명의 일 실시예에 따르면, 측단 이동부(230)는 고정 프레임(100)의 이동 가이드(110) 및 중심 가이드(232)를 따라 이동할 수 있다. 중심 이동부(220)가 고정 프레임(100)을 따라 이동한 거리는 기존 위치에서 이동한 위치에 생기는 원호에 수직인 위치에서 기존 위치 사이의 거리에서 중심 이동부(220)가 이동한 거리를 더한 거리를 이동할 수 있다.

본 발명의 일 실시예에 따르면, 측단 이동부(230)의 측단 가이드(232)는 중심 이동부(220)의 중심 가이드(222)보다 길게 형성될 수 있다.

본 발명의 일 실시예에 따르면, 수납부(300)는 고정부(210)에서 중심 이동부(220)까지 제1 수납부, 중심 이동부(220)에서 측단 이동부(230)까지 제2 수납부로 구분될 수 있으며, 중심 이동부(220)에서 제1 수납부와 제2 수납부가 연결되는 부분의 힌지부를 포함할 수 있다. 표면 형상 조절 장치(10)는 중심 이동부(220)의 중심 가이드(222)를 따라 제1 수납부가 이동한 위치가 측단 이동부(230)의 측단 가이드(232)를 따라 제2 수납부가 이동한 위치보다 높을 경우 굴곡 모드를 나타내며, 표면 형상 조절 장치(10)는 중심 이동부(220)의 중심 가이드(222)를 따라 제1 수납부가 이동한 위치가 측단 이동부(230)의 측단 가이드(232)를 따라 제2 수납부가 이동한 위치보다 낮을 경우 완전 경사 모드를 통해 다양한 경사각도로 실험을 할 수 있다.

도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 표면 형상 조절 장치를 나타내는 예시도이다.

표면 형상 조절 장치(10)는 산불 조사 감식 지표 발생 기작을 규명하기 위한 것으로 경사면의 상향과 하향에서 바람 조건을 적용하였을 때 지표 발생 양상을 규명하는 것이 가능하다. 또한, 표면 형상 조절 장치(10)는 지형에 따른 조사감식 지표 발생 변이를 규명하는 것이 가능하며, 다양한 지형, 풍속, 연료 조건에 따라 변화하는 조사 감식 지표를 파악하는 것이 가능하다.

표면 형상 조절 장치(10)는 산불 원인 조사 감식 전문가를 양성하는 교육 실습에 활용할 수 있으며, 국내 산불 실증 연구에 사용될 수 있다.

표면 형상 조절 장치(10)는 산불 확산 실험과 바람, 지형, 연료가 산불 행동에 미치는 영향을 규명하는 장치로서, 자연 상태의 입목을 시험하기 위해 실제 임목 크기와 유사하게 제작하여 이론적인 가설뿐 아니라 실제 현상에 대한 연구가 가능하도록 할 수 있다.

본 발명은 크게 형상 조절형 산불 원인 조사 감식 장치를 나타내는 표면 형상 조절 장치(10)와 측정 및 기록 장치를 나타내는 프로세서(20)로 구성되어 있다.

형상 조절형 산불 원인 조사 감식 장치는 형상 조절형 연소상, 풍속 발생 장치, 풍속 측정 장치(풍속 및 풍향 조절 가능), 온도 측정 장치 (Thermocouple 및 Data Logger), 촬영 장치(5방향 동영상 촬영), 제어판으로 구성되어 있으며, 측정 및 기록 장치는 데이터를 저장하는 자료 획득 장치(Data Acquisition System)와 온도센서, 영상계측시스템으로 구성되어 있을 수 있으며, 이는 표면 형상 조절 장치(10)와 프로세서(20)에 대응되는 구성이다.

표면 형상 조절 장치(10)는 다양한 산지의 실제 사면의 현상을 구현하는 것이 가능하며, 계측 자료는 시간 이력에 대해 그래프 표시로 나타낼 수 있다. 또한, 계측 항복에 따른 다양한 비교 및 분석 기능이 가능하며, 원격으로 표면 형상 조절 장치(10)를 제어하여 계측 빈도 및 설정 상태를 조절할 수 있다. 표면 형상 조절 장치(10)로부터 전달되는 계측 자료는 실시간으로 디스플레이가 가능하며, 그래픽 화면 구성으로 사용자가 이해하기 쉽도록 구성되어 있을 수 있다.

표면 형상 조절 장치(10)는 고온 측정용 온도 센서를 나타내는 화염감지 센서(240)가 장착되어 있어 온도 변화를 실시간으로 계측 가능하며, 이를 이용하여 확산 온도 임계치를 산정할 수 있다.

표면 형상 조절 장치(10)의 착화부(400)는 열을 제공하는 장치로서, 가스주입 방식으로 공기와 가스를 조절함으로써, 열량 및 화염의 길이를 제어할 수 있으며, 반드시 이에 한정되는 것은 아니다.

본 발명의 일 실시예에 따르면, 표면 형상 조절 장치(10)는 임목의 수관부를 형상화한 수납부(300)에 위치하는 지지부(310)의 수관부의 하단부분부터 꼭대기 부분까지 기 설정된 간격으로 온도 센서(610)가 설치되어 있는 측정 프레임(600)이 더 포함될 수 있다.

온도 센서(610)는 높이에 따른 연소물질의 온도 변화를 실시간으로 측정할 수 있을 뿐 아니라 발화 온도 및 최대 온도를 측정할 수 있다. 본 발명의 일 실시예에 따르면, 연소물질은 수관이고, 연소하여 불을 발생시키는 연료일 수 있다.

본 발명의 일 실시예에 따르면, 표면 형상 조절 장치(10)는 화염에 의해 형태가 변화하지 않는 금속으로 형성될 수 있으며, 반드시 이에 한정되는 것은 아니다.

본 발명의 일 실시예에 따르면, 표면 형상 조절 장치(10)는 수납부(300)의 각도를 손쉽게 재현이 가능하도록 폭 1.2m x 2m의 고정부(210)에서 중심 이동부(220), 중심 이동부(220)에서 측단 이동부(230)까지의 수납부(300)를 나타내는 확산판 2세트의 각도가 각각 0 ~ 30, 30 ~ 0으로 설정에 따라 조절이 가능할 수 있으며, 상술한 확산판 2세트의 각도는 반드시 이에 한정되지 않는다.

표면 형상 조절 장치(10)의 송풍부(500)는 풍향 또는 풍속 조절이 가능하며, 경사의 방향에 따라 확산하는 산불의 방향대로 풍향을 적용할 수 있으며, 설치한 연소물질의 형상대로 온도 센서(610)의 설치가 가능하여 실시간으로 변화하는 연소물질의 온도를 측정할 수 있다.

따라서, 표면 형상 조절 장치(10)는 다양한 지형, 풍속, 연료 조건에서 변화하는 조사 감식 지표 파악이 가능할 것으로 기대되며, 감식 지표의 표준화를 위해서는 지속적이고 반복적으로 실험을 수행해야 할 것이다.

도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 산불 예측 시스템을 도시한 블록도이다. 산불 예측 시스템은 표면 형상 조절 장치(10)와 중복되는 설명은 생략하기로 한다.

산불 예측 시스템은 표면 형상 조절 장치(10) 및 프로세서(20)를 포함할 수 있다.

프로세서(20)는 프로세서(20)에 의해 실행되는 프로그램을 저장하는 메모리를 포함할 수 있다.

본 발명의 일 실시예에 따르면, 프로세서(20)는 온도 및 하중 등의 각종 센서의 데이터 값을 실시간으로 저장하고 연산 또는 출력이 가능할 수 있다. 프로세서(20)는 실시간으로 실험 결과를 모니터링할 수 있으며, 표면 형상 조절 장치(10)를 제어하고 측정된 자료를 분석할 수 있다. 이때, 측정된 자료는 시간 이력에 대한 그래프로 표시가 되며, 측정 항목에 따른 다양한 비교 분석이 가능하며 원격으로 표면 형상 조절 장치(10)를 제어하여 측정 빈도를 및 설정 상태를 조절할 수 있다.

본 발명의 일 실시예에 따르면, 프로세서(20)는 측정된 데이터를 기록하는 기록 장치로서, 온도 및 하중 등 각종 센서의 측정 값을 실시간으로 저장할 수 있다. 또한, 프로세서(20)는 최종적으로 계산된 값을 능동형 수관화를 기준으로 임계 연료량, 임계 거리, 임계 밀도 등을 추정할 수 있는 산불 확산 알고리즘 개발에 적용시킬 수 있다.

프로세서(20)는 화염감지 센서(240)를 통해 온도 변화를 실시간으로 계측 가능하며, 이를 이용하여 확산 온도 임계치를 산정할 수 있다.

프로세서(20)는 밀도 측정 센서에서 측정된 상기 연소물질의 밀도를 이용하여 연소물질의 총 밀도를 조절하고, 화염감지 센서(240)를 통해 발화가 발생한다고 판단하는 경우, 이동 프레임(200)과 착화부(400) 간의 거리 간격 및 다수의 이동 프레임(200)에서 연소물질이 고정된 지지부(310)간의 거리 간격을 조절하며, 상술한 간격을 이용하여 바람의 세기에 따른 비화 거리를 계산하고, 이동 프레임(200)과 착화부(400) 간의 거리를 통해 확산 임계치를 계산하는 등의 산불 확산에 대해 정확하게 예측하기 위한 정보를 수집하고 계산할 수 있다.

프로세서(20)는 밀도 측정 센서(232), 이동 로드셀(250), 가스 로드셀(322), 송풍부(400) 또는 온도 센서(510)에 의해 측정된 측정 값을 기반으로 화염의 확산 속도 또는 비화 거리를 계산할 수 있으며, 반드시 이에 한정되는 것은 아니며, 확산 속도 및 비화 거리 이외의 바람, 지형, 연료가 산불 행동에 미치는 영향을 정확하게 해적하기 위한 정보를 더 추가하여 계산할 수 있다.

프로세서(20)는 표면 형상 조절 장치(10)에 의해 측정된 측정 값을 기반으로 비화에 의한 수관화 확산 속도를 계산할 수 있다.

수관화 확산 속도는 (i) 측정 시간, (ii) 수납부(300)의 연소물질 간의 간격, (iii) 발화 온도 및 최대 온도, (iv) 가스량의 변화, (v) 화염의 열량, (vi) 확산 임계치, (vii) 바람의 세기 및 바람의 방향, (viii) 수납부의 경사, (ix) 비화 거리 또는 이들의 조합을 이용하여 계산할 수 있다.

프로세서(20)는 연료량의 변화 등을 추가적으로 더 이용하여 수관화에서 비화로의 발전 단계 또는 산불 행동에 미치는 영향 등을 추가적으로 확인할 수 있다.

프로세서(20)는 산불 예측 수행을 위해 예측 대상 지역의 (i) 연료 정보, (ii) 지형 정보, (iii) 기상 정보, (iv) 임상 정보를 포함하는 예측 대상 지역 정보를 수집할 수 있다. 프로세서(20)는 수관화 확산 속도 및 예측 대상 지역 정보를 기반으로 예측 대상 지역의 산불 확산 속도 또는 산불 강도 정보를 계산하여 산불 확산을 예측할 수 있다.

프로세서(20)는 산불 확산을 예측하고, 산불 확산 위험도를 계산하여 산불이 발생하였을 때 빠른 대처를 가능하게 할 수 있다.

산불 예측 시스템은 실험의 전 과정을 동영상으로 촬영하기 위한 촬영부를 더 포함할 수 있으며, 촬영과 동시에 계측이 될 수 있다. 계측은 영상 측정과 동시에 계측이 자동으로 데이터베이스화되며, 데이터 값은 실시간으로 저장 또는 연산이 될 수 있는 프로그램일 수 있다.

이상의 설명은 본 발명의 기술 사상을 예시적으로 설명한 것에 불과한 것으로서, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 본 발명의 본질적인 특성에서 벗어나지 않는 범위 내에서 다양한 수정, 변경 및 치환이 가능할 것이다. 따라서, 본 발명에 개시된 실시 예 및 첨부된 도면들은 본 발명의 기술 사상을 한정하기 위한 것이 아니라 설명하기 위한 것이고, 이러한 실시 예 및 첨부된 도면에 의하여 본 발명의 기술 사상의 범위가 한정되는 것은 아니다. 본 발명의 보호 범위는 아래의 청구 범위에 의하여 해석되어야 하며, 그와 동등한 범위 내에 있는 모든 기술 사상은 본 발명의 권리 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다.

10: 표면 형상 조절 장치
100: 고정 프레임
200: 이동 프레임
300: 수납부
400: 착화부
500: 송풍부
600: 측정 프레임

Claims (13)

1. 지면에 고정되어 있는 고정 프레임;
   상기 고정 프레임의 이동 가이드를 따라 좌 또는 아래로 이동하는 이동 프레임;
   상기 이동 프레임에 부착되어 중심부를 위로 이동시켜 경사를 형성하며, 연소물질을 고정하는 수납부; 및
   상기 고정 프레임의 일측단에 위치하며, 상기 연소물질을 연소시키기 위한 화염을 발생시키는 착화부를 포함하는 표면 형상 조절 장치.
2. 제1항에 있어서,
   상기 이동 프레임은,
   상기 수납부의 제1 측단과 상기 고정 프레임을 고정하는 고정부;
   상기 수납부의 중심부와 연결되며, 상기 수납부의 중심을 위 또는 아래로 이동시키기 위한 중심 가이드를 형성하는 중심 이동부;
   상기 고정부와 대칭되는 위치에서 상기 수납부의 제2 측단에 연결되며, 상기 수납부의 제2 측단을 위 또는 아래로 이동시키기 위한 측단 가이드를 형성하는 측단 이동부; 및
   상기 이동 프레임의 상단부 또는 상기 수납부에 위치하며, 화염을 감지하여 발화의 발생 여부를 판단하는 화염감지 센서를 포함하는 표면 형상 조절 장치.
3. 제2항에 있어서,
   상기 이동 프레임은 상기 화염감지 센서를 통해 발화가 발생한다고 판단하는 경우, 상기 중심 이동부 및 상기 측단 이동부를 통해 상기 수납부의 경사를 조절하며,
   확산 임계치를 계산하기 위해 상기 수납부의 경사 및 상기 화염감지 센서의 측정 값을 측정하는 것을 특징으로 하는 표면 형상 조절 장치.
4. 제2항에 있어서,
   상기 중심 가이드는 상기 측단 가이드 보다 짧은 형태로 형성되며,
   상기 수납부는 상기 이동 가이드를 따라 상기 중심 이동부 및 상기 측단 이동부가 좌 또는 우로 이동하고, 상기 중심 이동부가 상기 중심 가이드를 따라 위 또는 아래로 이동하고, 상기 측단 이동부가 상기 측단 가이드를 따라 위 또는 아래로 이동하여 경사를 형성하는 것을 특징으로 하는 표면 형상 조절 장치.
5. 제2항에 있어서,
   상기 수납부는,
   상기 수납부의 하단부에 위치하며, 상기 연소물질이 연소되는 시간에 따른 중량의 변화를 기록하는 연소 로드셀;
   화염에 의해 형상이 변하지 않으며, 상기 연소 로드셀에 직교하는 방향으로 결합하여 고정되는 지지부; 및
   상기 지지부의 하단부분부터 상단부분까지 일정한 간격으로 배치되며, 상기 연소물질을 고정하는 연소물질 고정부를 포함하는 표면 형상 조절 장치.
6. 제1항에 있어서,
   상기 수납부에 고정된 연소물질의 온도 변화를 측정하는 온도 센서가 기 설정된 간격으로 부착되어 위치하는 측정 프레임을 더 포함하고,
   상기 온도 센서는 상기 연소물질의 온도 변화를 실시간으로 측정하고, 발화 온도 또는 최대 온도를 측정하는 것을 특징으로 하는 표면 형상 조절 장치.
7. 제1항에 있어서,
   상기 착화부는,
   화염을 발생시키는 발화부; 및
   가스가 유입되며, 공기와 가스를 조절하여 상기 발화부에서 발생한 화염의 열량 및 화염 길이를 조절하는 가스통을 포함하고,
   상기 가스통은 시간에 따른 가스량의 변화를 기록하는 가스 로드셀을 포함하는 표면 형상 조절 장치.
8. 제1항에 있어서,
   상기 착화부에 의해 착화된 화염에 고속의 바람을 공급하기 위한 다수의 프로펠러로 이루어진 송풍부를 더 포함하며,
   상기 송풍부는 상기 연소물질의 연소 및 확산을 확인하기 위해 바람의 세기 또는 바람의 방향을 조절하여 상기 수납부에 고정되어 위치하는 연소물질 간의 비화 발생을 유도하며,
   상기 이동 프레임간의 간격을 이용하여 상기 바람의 세기에 따른 비화 거리를 측정하는 것을 특징으로 하는 표면 형상 조절 장치.
9. 지면에 고정되어 있는 고정 프레임, 상기 고정 프레임의 이동 가이드를 따라 좌 또는 아래로 이동하는 이동 프레임, 상기 이동 프레임의 측면에 부착되어 중심부를 위로 이동시켜 경사를 형성하며, 연소물질을 고정하는 수납부 및 상기 고정 프레임의 일측단에 위치하며, 상기 연소물질을 연소시키기 위한 화염을 발생시키는 착화부를 포함하는 표면 형상 조절 장치; 및
   상기 표면 형상 조절 장치에 의해 측정된 측정 값을 기반으로 화염의 확산의 속도를 계산하는 프로세서를 포함하는 산불 예측 시스템.
10. 제9항에 있어서,
    상기 이동 프레임 또는 상기 수납부는 화염을 감지하여 발화의 발생 여부를 판단하는 화염감지 센서를 포함하고,
    상기 수납부는 상기 수납부의 하단부에 위치하며, 상기 연소물질이 연소되는 시간에 따른 중량의 변화를 기록하는 연소 로드셀 및 상기 수납부에 고정된 연소물질의 온도 변화를 측정하는 온도 센서가 기 설정된 간격으로 부착되어 위치하는 측정 프레임을 포함하고,
    상기 착화부는 화염을 발생시키는 발화부 및 가스가 유입되며, 공기와 가스를 조절하여 화염의 열량 및 화염 길이를 조절하는 가스통을 포함하고, 상기 가스통은 시간에 따른 가스량의 변화를 기록하기 위한 가스 로드셀을 포함하고,
    상기 표면 형상 조절 장치는 하단부분부터 상단부분까지 기 설정된 간격으로 상기 연소물질의 온도 변화를 실시간으로 측정하며, 발화 온도 또는 최대 온도를 측정하는 온도 센서를 부착하는 측정 프레임을 더 포함하고,
    상기 표면 형상 조절 장치는 상기 착화부에 의해 착화된 화염에 바람의 세기 또는 바람의 방향을 조절하여 고속의 바람을 공급하기 위한 다수의 프로펠러로 이루어진 송풍부를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 산불 예측 시스템.
11. 제10항에 있어서,
    상기 프로세서는,
    상기 수납부의 경사, 상기 화염감지 센서 및 온도 센서의 측정 값을 이용하여 확산 임계치를 계산하고,
    상기 화염감지 센서를 통해 발화가 발생한다고 판단하는 경우, 상기 중심 이동부 및 상기 측단 이동부를 통해 상기 수납부의 경사를 조절하며,
    상기 수납부에 위치하는 다수의 연소물질 간의 간격을 이용하여 상기 바람의 세기 또는 상기 바람의 방향에 따른 비화 거리를 계산하는 것을 특징으로 하는 산불 예측 시스템.
12. 제11항에 있어서,
    상기 프로세서는 상기 표면 형상 조절 장치에 의해 측정된 측정 값을 기반으로 비화에 의한 수관화 확산 속도를 계산하며,
    상기 수관화 확산 속도는 (i) 측정 시간, (ii) 상기 수납부의 연소물질 간의 간격, (iii) 상기 발화 온도 및 상기 최대 온도, (iv) 상기 가스량의 변화, (v) 상기 화염의 열량, (vi) 상기 확산 임계치, (vii) 상기 바람의 세기 및 상기 바람의 방향, (viii) 상기 수납부의 경사, 또는 이들의 조합을 이용하여 계산하는 것을 특징으로 하는 산불 예측 시스템.
13. 제12항에 있어서,
    상기 프로세서는 산불 예측 수행을 위해 예측 대상 지역의 (i) 연료 정보, (ii) 지형 정보, (iii) 기상 정보, (iv) 임상 정보를 포함하는 예측 대상 지역 정보를 수집하며,
    상기 수관화 확산 속도 및 상기 예측 대상 지역 정보를 기반으로 상기 예측 대상 지역의 산불 확산 속도 또는 산불 강도 정보를 계산하여 산불 확산을 예측하는 것을 특징으로 하는 산불 예측 시스템.

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