KR20220108344A - 디지털트윈을 통한 화재나 재난시 안전한 피난동선 정보를 제공하는 디지털트윈 피난 플랫폼 - Google Patents

Abstract

디지털트윈을 통한 화재나 재난시 안전한 피난동선 정보를 제공하는 디지털트윈 피난 플랫폼은 건축물 내부의 각 영역마다 배치되어 온도, 연기, 일산화탄소 및 기울기를 감지하는 복수의 센서부와, 복수의 센서부에서 감지한 감지 데이터를 모니터링 하는 화재 수신부와, 건축물 내부의 각 영역마다 배치되며 사용자의 휴대용 단말기와 무선으로 데이터를 주기적으로 교환하면서 각 휴대용 단말기의 개인위치 식별값을 파악하기 위한 복수의 개인 위치감지부와, 화재 수신부로부터 수신된 감지 데이터와 미리 저장된 건축물의 내부구조에 대한 데이터를 토대로 화재전파경향을 파악한 후, 각 휴대용 단말기의 개인위치 식별값을 기준으로 개인별 피난동선이 건축물의 내부구조에 반영된 3차원 그래픽으로 각 사용자의 휴대용 단말기에 제공하는 클라우드 서버를 포함하는 것을 특징으로 한다.

Description

디지털트윈을 통한 화재나 재난시 안전한 피난동선 정보를 제공하는 디지털트윈 피난 플랫폼{Digital twin evacuation platform that provides safe evacuation route information in case of fire or disaster through digital twin}

본 발명은 “디지털트윈 피난 플랫폼”에 관한 것으로써, 더욱 상세하게는 각종 건축물 내에 설치되어 온도, 연기, 일산화탄소 및 기울기를 감지하는 복수의 센서부를 통하여 감지된 데이터를 바탕으로 상주한 사람들에게 모니터 및 휴대폰을 통하여 가장 안전한 피난 동선에 대한 정보를 제공함으로써 신속한 대피를 통해 인명사고를 예방할 수 있는 디지털트윈 피난 플랫폼에 관한 것이다.

종래 화재모니터링 및 피난에 대한 정보 제공은 화재나 지진센서들을 통해 화재 및 지진에 대한 사실을 감지하여 화재수신기로 보내어지고 화재수신기는 상주한 사람들에게 건물 내 분산 설치되어 있는 경종, 사이렌 등을 통해 화재 및 지진상황에 대해 일괄적으로 경보를 전파하는 방식으로 사용되어지고 있다.

또한 구체적인 화재발생 장소를 알기 위한 모니터링 기법은 동작한 화재나 지진센서의 정보를 2차원 건축 평면도상의 위치와 장소에 대한 정보만을 모니터링중인 방화관리자등 관계자에만 제공한다.

이는 실제 상주하고 있는 사람들에게는 어느 장소에서 화재장소, 지진을 통한 붕괴위험장소 등의 정보 제공이 없으며 또한 실제 본인의 장소에서 가장 안전한 피난장소로 대피를 위한 피난로에 대한 정보가 없어서 피난시 잘못된 피난로 진입을 통해 피난시간이 길어지며 이로 인해 더 많은 인명피해가 발생될 문제점이 있다.

KR 10-2019-0106554 A

본 발명은 상기와 같은 기술적 과제를 해결하기 위해 제안된 것으로, 건축물 내에 설치되어 온도, 연기, 일산화탄소, 기울기를 실시간 감지하고 이상 징후 감지시 상주하고 있는 개인들에게 피난정보를 제공할 수 있는 디지털트윈 피난 플랫폼을 제공한다.

또한, 비콘(BLE) 기술을 이용하여 실제 상주인원에 대한 실시간 위치정보와 센서로부터 수집되고 있는 실시간의 데이터를 비교 분석하여 가장 안전한 피난정보를 지속적으로 개개인의 휴대폰 및 디스플레이 기기에 제공할 수 있는 디지털트윈 피난 플랫폼을 제공한다.

상기 문제점을 해결하기 위한 본 발명의 일 실시예에 따르면, 건축물 내부의 각 영역마다 배치되어 온도, 연기, 일산화탄소 및 기울기를 감지하는 복수의 센서부와, 복수의 센서부에서 감지한 감지 데이터를 모니터링 하는 화재 수신부와, 건축물 내부의 각 영역마다 배치되며 사용자의 휴대용 단말기와 무선으로 데이터를 주기적으로 교환하면서 각 휴대용 단말기의 개인위치 식별값을 파악하기 위한 복수의 개인 위치감지부와, 화재 수신부로부터 수신된 감지 데이터와 미리 저장된 건축물의 내부구조에 대한 데이터를 토대로 화재전파경향을 파악한 후, 각 휴대용 단말기의 개인위치 식별값을 기준으로 개인별 피난동선이 건축물의 내부구조에 반영된 3차원 그래픽으로 각 사용자의 휴대용 단말기에 제공하는 클라우드 서버를 포함하는 디지털트윈 피난 플랫폼이 제공된다.

또한, 본 발명에 포함되는 클라우드 서버는, 복수의 센서부에서 감지한 감지 데이터가 1차 설정값(준위험) 이상일 때 이벤트 상황을 관계자 및 거주자 휴대용 단말기를 통해 비상상황으로 알려주고, 복수의 센서부에서 감지한 감지 데이터가 2차 설정값(고위험) 이상일 때 개인위치 식별값에 따른 피난동선 정보를 휴대용 단말기에 지속적으로 알려주어 신속히 안전한 장소로 대피 가능하도록 처리하는 하는 것을 특징으로 한다.

또한, 본 발명에 포함되는 클라우드 서버는, 미리 지정된 구조대의 단말기에 각 휴대용 단말기의 개인위치 식별값을 실시간으로 제공하는 하는 것을 특징으로 한다.

또한, 본 발명에 포함되는 클라우드 서버는, 화재 수신부로부터 수신된 감지 데이터와, 개인 위치감지부로부터 수신된 개인위치 식별값의 저장을 위한 데이터 베이스부와, 화재나 재난시 데이터베이스부에 저장된 값을 토대로 개인별 피난동선 정보를 실시간 산출하는 데이터 처리부와, 데이터 처리부의 정보에 따라 알람정보를 출력하는 알람 출력부를 포함하는 것을 특징으로 한다.

본 발명에 따른 “디지털트윈 피난 플랫폼“ 으로 신속, 정확한 화재 및 가스발생에 대한 알람 전파가 가능하고 거주자에 대한 가장 안전한 피난동선에 대한 정보 제공이 가능하며 사물인터넷 무선통신 기술을 이용하여 언제, 어디서든 관계자는 물론 소방서와 같은 관계기관에 모바일 또는 컴퓨터 등에 신속한 상황전파가 가능하다.

특히, 본 발명에 따른 “디지털트윈 피난 플랫폼“을 통해 화재, 가스발생 장소 및 거주자 존재여부 확인이 가능하여 효과적인 화재 및 구조활동이 가능한 정보를 제공하는데 효과가 있다.

도 1은 본 발명의 실시예에 따른 디지털트윈 피난 플랫폼(1)의 구성도
도 2는 디지털트윈 피난 플랫폼(1)의 동작과정을 나타낸 플로우 차트
도 3은 사용자의 단말기에 표시되는 개인별 피난동선의 제1 예시도
도 4는 사용자의 단말기에 표시되는 개인별 피난동선의 제2 예시도

이하, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 본 발명의 기술적 사상을 용이하게 실시할 수 있을 정도로 상세히 설명하기 위하여, 본 발명의 실시예를 첨부한 도면을 참조하여 설명하기로 한다.

도 1은 본 발명의 실시예에 따른 디지털트윈 피난 플랫폼(1)의 구성도이고, 도 2는 디지털트윈 피난 플랫폼(1)의 동작과정을 나타낸 플로우 차트이다.

본 실시예에 따른 디지털트윈 피난 플랫폼(1)은 제안하고자 하는 기술적인 사상을 명확하게 설명하기 위한 간략한 구성만을 포함하고 있다.

도 1 및 도 2를 참조하면, 디지털트윈 피난 플랫폼(1)은 센서부(100), 개인 위치감지부(140), 화재 수신부(200), 클라우드 서버(300) 및 휴대용 단말기(400)를 포함하여 구성된다.

본 실시예에서 센서부(100)는 화재센서(110), 일산화탄소센서(120) 및 기울기센서(130)를 구비한다.

상기와 같이 구성되는 디지털트윈 피난 플랫폼(1)의 주요동작을 살펴보면 다음과 같다.

복수의 센서부(100)는 건축물 내부의 각 영역마다 배치되어 온도, 연기, 일산화탄소 및 기울기를 감지한다. 센서부(100)는 화재센서(110), 일산화탄소센서(120), 기울기센서(130)를 구비하고 있으므로, 배치된 각 영역에서 실시간 또는 소정의 주기마다 온도, 연기, 일산화탄소 및 기울기 데이터를 감지하여 화재 수신부(200)로 송신한다.

여기에서 기울기센서(130)는 화재로 인한 건물의 기울어짐 및 붕괴, 지진으로 인한 건물의 기울어짐 등을 파악하여, 개인별 피난동선을 재산출하기 위해 배치된다.

화재 수신부(200)는 복수의 센서부(100)에서 감지한 감지 데이터를 모니터링 하고, 현재의 상태를 표시한다.

즉, 화재 수신부(200)는 건물 내부의 관리실에 배치되는 업무용 컴퓨터, 또는 관리자의 단말기로 정의될 수 있는데, 실시간 또는 소정의 주기마다 온도, 연기, 일산화탄소 및 기울기 데이터를 수신한 후 화면에 표시하여 관리자가 건축물의 상태를 확인할 수 있도록 한다.

또한, 화재 수신부(200)는 온도, 연기, 일산화탄소 및 기울기 데이터를 클라우드 서버(300)로 전송하는 역할을 수행한다. 화재 수신부(200)와 클라우드 서버(300)는 유선 또는 무선으로 데이터를 교환할 수 있도록 구성된다.

복수의 개인 위치감지부(140)는 건축물 내부의 각 영역마다 배치되며 사용자의 휴대용 단말기(400)와 무선으로 데이터를 주기적으로 교환하면서 각 휴대용 단말기(400)의 개인위치 식별값을 파악한다.

하나의 실시예로써 개인 위치감지부(140)는 비콘센서로 구성되어 유효한 통신반경에 있는 휴대용 단말기(400)와 데이터를 교환하면서 휴대용 단말기(400)의 현재위치를 식별한다.

즉, 복수의 개인 위치감지부(140)가 일정한 간격으로 배치되어 있는 상태에서 휴대용 단말기(400)를 소지한 거주자가 이동할 경우, 개인 위치감지부(140)와의 통신유무 및 데이터 교환시의 신호세기를 참조하여 거주자의 이동방향 및 현재위치를 추정할 수 있다.

이렇게 파악된 개인위치 식별값은 개인 위치감지부(140)에서 클라우드 서버(300)로 전송하도록 구성될 수도 있고, 휴대용 단말기(400)에서 클라우드 서버(300)로 전송하도록 구성될 수 있다.

휴대용 단말기(400)는 휴대폰, 스마트폰, 스마트 패드 등과 같이 사용자가 휴대하면서 사용할 수 있는 기기를 총칭하는 것이며, 본 실시예에서는 스마트폰으로 구성된 휴대용 단말기로 가정한다.

도 3은 사용자의 단말기에 표시되는 개인별 피난동선의 제1 예시도이고, 도 4는 사용자의 단말기에 표시되는 개인별 피난동선의 제2 예시도이다.

도 3 및 도 4를 참조하면, 클라우드 서버(300)는 화재 수신부(200)로부터 수신된 감지 데이터와 미리 저장된 건축물의 내부구조에 대한 데이터를 토대로 화재전파경향을 파악한 후, 각 휴대용 단말기(400)의 개인위치 식별값을 기준으로 개인별 피난동선이 건축물의 내부구조에 반영된 3차원 그래픽으로 각 사용자의 휴대용 단말기(400)에 제공한다.

미리 저장된 건축물의 내부구조에 대한 데이터에는 각 개인 위치감지부(140)의 배열정보까지 포함되므로, 클라우드 서버(300)는 화재전파경향을 파악한 후, 각 휴대용 단말기(400)의 개인위치 식별값을 기준으로 개인별 피난동선을 산출할 수 있다.

참고적으로, 휴대용 단말기(400)가 클라우드 서버(300)에 개인(거주자)의 연령, 신체조건을 미리 전달할 경우, 클라우드 서버(300)는 화재전파속도를 고려하여 안전 확보시간이 긴 순서대로 복수의 개인별 피난동선을 제공할 수도 있다. 또한, 각 개인별 피난동선에 예상 이동시간도 표시될 수 있다. 예상 이동시간은 휴대용 단말기(400)를 소지한 거주자의 이동에 따라 실시간 업데이트 된다.

또한, 클라우드 서버(300)는 복수의 센서부(100)에서 감지한 감지 데이터가 1차 설정값(준위험) 이상일 때 이벤트 상황을 관계자 및 거주자 휴대용 단말기(400)를 통해 비상상황으로 알려주고,

복수의 센서부(100)에서 감지한 감지 데이터가 2차 설정값(고위험) 이상일 때 개인위치 식별값에 따른 피난동선 정보를 휴대용 단말기(400)에 지속적으로 알려주어 신속히 안전한 장소로 대피 가능하도록 처리한다.

또한, 클라우드 서버(300)는 화재 수신부(200)로부터 수신된 감지 데이터와, 개인 위치감지부로부터 수신된 개인위치 식별값의 저장을 위한 데이터 베이스부와, 화재나 재난시 데이터베이스부에 저장된 값을 토대로 개인별 피난동선 정보를 실시간 산출하는 데이터 처리부와, 데이터 처리부의 정보에 따라 알람정보를 출력하는 알람 출력부를 구비할 수 있다.

상술한 바와 같이 본 발명에 따른 “디지털트윈 피난 플랫폼“은 화재 및 가스, 건축 기울기와 인체를 감지하는 센서부, 센서부에서 수집된 정보와 건축물 구조를 비교 연산하여 표출하는 데이터 처리부, 피난동선 및 알람을 표출하는 출력부를 포함한다.

센서부는 온도, 연기감지 센서, CO감지 센서, 연기감지 센서, 인체감지 센서로 구성될 수 있다.

온도, 연기, 일산화탄소 감지센서는 실시간 주거지의 실내 온도, 연기, 가스를 측정하여 수집하고, 인체감지 센서는 실시간 주거지내 거주자의 위치를 수집한다. 기울기감지 센서는 실시간 주거지의 주요 건축물의 주요 기둥에 대한 기울기를 수집한다.

데이터 처리부는 센서로부터 정보를 수집하여 설정된 데이터 값과 비교하여 알람값 이상이면 알람출력부를 통해 자체 알람경보를 하고 무선통신부를 통해 관계자 휴대폰 등으로 문자 및 피난동선을 보낸다.

또한 지속적이며 센서로부터 수집되는 데이터를 분석하여 피난동선을 실시간 업데이트를 통해 가정 안전하고 신속한 피난정보 제공이 가능하다.

클라우드 서버(300)는 미리 지정된 구조대의 단말기에 각 휴대용 단말기의 개인위치 식별값을 실시간으로 제공할 수 있다. 즉, 경찰서, 보건소, 소방소 또는 관계기관 등 기관서버도 개인위치 식별값을 제공할 수 있다. 즉, 인체감지센서로 활용되는 비콘은 실시간 확인되는 피난자의 위치 파악이 가능하여 구조 및 소화활동의 우선순위를 결정하는데 도움을 줄 것이며 센서로부터 수집된 각종 정보는 화재진압을 위한 계획수립에 도움이 된다.

클라우드 서버(300)는 건축물 관리시스템으로부터 화재가 발생한 건물의 공조기 동작정보를 실시간 수신할 수 있는데, 공조기 동작정보를 토대로 건축물의 내부구조에 의한 유해가스 예상확산경로를 시뮬레이션 하되, 누출되는 물질들에 의해 화학반응이 일어날 수 있는 예상지점에 대한 정보를 제공할 수 있다.

또한, 누출물질들에 의해 화학반응이 일어날 수 있는 예상지점 및 유해물질 예상확산경로를 시뮬레이션 한 후, 공조기의 동작정보를 바탕으로 사용 가능한 중화제 - 누출물질의 중화제임 - 의 종류와, 각각의 중화제를 투입할 수 있는 최적지점을 건물의 평면도 상에 표시하는 정보를 제공할 수도 있다.

본 발명에 따른 “디지털트윈 피난 플랫폼“ 으로 신속, 정확한 화재 및 가스발생에 대한 알람 전파가 가능하고 거주자에 대한 가장 안전한 피난동선에 대한 정보 제공이 가능하며 IOT무선통신 기술을 이용하여 언제, 어디서든 관계자는 물론 소방서와 같은 관계기관에 모바일 또는 PC등에 신속한 상황전파가 가능하다.

특히, 본 발명에 따른 “디지털트윈 피난 플랫폼“을 통해 화재 및 가스발생 장소 및 거주자 존재여부 확인이 가능하여 효과적인 화재 및 구조활동이 가능한 정보를 제공하는데 효과가 있다.

이와 같이, 본 발명이 속하는 기술분야의 당업자는 본 발명이 그 기술적 사상이나 필수적 특징을 변경하지 않고서 다른 구체적인 형태로 실시될 수 있다는 것을 이해할 수 있을 것이다. 그러므로 이상에서 기술한 실시예들은 모든 면에서 예시적인 것이며 한정적인 것이 아닌 것으로서 이해해야만 한다. 본 발명의 범위는 상기 상세한 설명보다는 후술하는 특허청구범위에 의하여 나타내어지며, 특허청구범위의 의미 및 범위 그리고 그 등가개념으로부터 도출되는 모든 변경 또는 변형된 형태가 본 발명의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 한다.

100 : 센서부
110 : 화재센서
120 : 일산화탄소센서
130 : 기울기센서
140 : 개인 위치감지부
200 : 화재 수신부
300 : 클라우드 서버
400 : 휴대용 단말기

Claims (4)

1. 건축물 내부의 각 영역마다 배치되어 온도, 연기, 일산화탄소 및 기울기를 감지하는 복수의 센서부;
   상기 복수의 센서부에서 감지한 감지 데이터를 모니터링 하는 화재 수신부;
   상기 건축물 내부의 각 영역마다 배치되며 사용자의 휴대용 단말기와 무선으로 데이터를 주기적으로 교환하면서 각 휴대용 단말기의 개인위치 식별값을 파악하기 위한 복수의 개인 위치감지부; 및
   상기 화재 수신부로부터 수신된 감지 데이터와 미리 저장된 상기 건축물의 내부구조에 대한 데이터를 토대로 화재전파경향을 파악한 후, 각 휴대용 단말기의 개인위치 식별값을 기준으로 개인별 피난동선이 상기 건축물의 내부구조에 반영된 3차원 그래픽으로 각 사용자의 휴대용 단말기에 제공하는 클라우드 서버;
   를 포함하는 디지털트윈 피난 플랫폼.
   
2. 제1항에 있어서,
   상기 클라우드 서버는,
   상기 복수의 센서부에서 감지한 감지 데이터가 1차 설정값(준위험) 이상일 때 이벤트 상황을 관계자 및 거주자 휴대용 단말기를 통해 비상상황으로 알려주고,
   상기 복수의 센서부에서 감지한 감지 데이터가 2차 설정값(고위험) 이상일 때 개인위치 식별값에 따른 피난동선 정보를 휴대용 단말기에 지속적으로 알려주어 신속히 안전한 장소로 대피 가능하도록 처리하는 것을 특징으로 하는 디지털트윈 피난 플랫폼.
   
3. 제1항에 있어서,
   상기 클라우드 서버는,
   미리 지정된 구조대의 단말기에 각 휴대용 단말기의 개인위치 식별값을 실시간으로 제공하는 하는 것을 특징으로 하는 디지털트윈 피난 플랫폼.
   
4. 제1항에 있어서,
   상기 클라우드 서버는,
   상기 화재 수신부로부터 수신된 감지 데이터와, 상기 개인 위치감지부로부터 수신된 개인위치 식별값의 저장을 위한 데이터 베이스부;
   화재나 재난시 상기 데이터베이스부에 저장된 값을 토대로 개인별 피난동선 정보를 실시간 산출하는 데이터 처리부; 및
   상기 데이터 처리부의 정보에 따라 알람정보를 출력하는 알람 출력부;를 포함하는 것을 특징으로 하는 디지털트윈 피난 플랫폼.
   

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