KR20230037136A - 과속 방지턱을 이용한 안전 시스템 - Google Patents
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Abstract
본 발명은 과속 방지턱을 이용한 안전 시스템에 관한 것이다. 구체적으로 안전 구역 내에 설치된 과속 방지턱을 이용하여 보행자에게 미리 알림을 시각적 및 청각적으로 주어 사고를 예방하기 위한 시스템에 관한 것이다. 또한, 본 발명은 압전 소자 또는 선형 발전기에서 발생되는 전력을 이용해 별도의 전원이 필요없는 과속 방지턱을 이용한 스쿨 존 안전 시스템을 제공한다.
Description
본 발명은 과속 방지턱을 이용한 안전 시스템에 관한 것이다. 구체적으로 안전 구역 내에 설치된 과속 방지턱을 이용하여 보행자에게 미리 알림을 시각적 및 청각적으로 주어 사고를 예방하기 위한 시스템에 관한 것이다.
차량과 관련된 사고는 끊임없이 발생되고 있으며, 이 경우 특히 위험상황에 대한 인지 및 회피능력이 현저히 부족한 어린이들의 교통사고가 증가하고 있어 큰 문제가 되고 있다.
이러한 어린이 교통사고를 줄이기 위해 운전자의 부단한 주의가 필요하지만, 이러한 운전자의 주의만으로 어린이 교통사고를 줄이기는 쉽지 않다. 특히 차량에는 운전자의 시야를 벗어난 사각지대가 존재하며, 단속하기 어려운 아이들의 돌발행동이 큰 사고로 이어질 수도 있다.
한편, 효과적으로 어린이들을 보호하기 위해 학교 주위 반경 수백 미터를 스쿨 존(school zone: 어린이 보호구역)으로 지정하여 각종 안전시설물을 설치하고 차량을 규제하고 있으나, 기대한 효과에 미치지 못하고 있어 보다 적극적인 대응방안이 필요한 실정이다.
특히 교차로 같은 경우 어린이들은 차량의 진행이 직진, 좌회전 또는 우회전 중 어디로 갈지 정확히 모르기 때문에 차량의 진행 방향에 따른 예측 알림이 더욱 필요한 실정이다.
본 발명은 과속 방지턱 및 알림부를 이용하여 원동기의 진입을 미리 감지하여 보행자에게 시각적 및 청각적으로 알림을 주어 교통 사고를 예방하는 시스템을 제공하고자 한다.
또한, 본 발명은 압전 소자에서 발생되는 전력을 이용해 별도의 전원이 필요없는 과속 방지턱을 이용한 안전 시스템을 제공하고자 한다.
본 발명의 일 실시예에 따른 과속 방지턱을 이용한 안전 시스템은, 차도에 설치되며 내부에 압전 소자 구조체를 포함하고 있는 과속 방지턱; 및 상기 과속 방지턱과 통신적으로 연결되어 있으며 인도에 설치되어 있는 하나 이상의 알림부를 포함하고, 상기 과속 방지턱은 내부에 과속 방지턱의 길이 방향을 따라 서로 전기적으로 연결되어 있는 하나 이상의 압전 소자 구조체들 또는 하나 이상의 선형발전기 구조체들; 상기 압전 소자 구조체들 또는 하나 이상의 선형 발전기 구조체들에서 생성된 전기적 신호를 전력으로 변환하는 전력 변환 회로부; 및 생성된 전력을 저장하기 위한 전력 저장부; 무선 통신이 가능한 통신부; 및 제어부를 포함하며, 상기 알림부는 경광등부; 스피커; 통신부 및 제어부를 포함하고, 원동기가 진입하여 차도에 설치되어 있는 상기 과속 방지턱을 밟는 경우 내부의 압전 소자 구조체를 통해 전기적 신호가 발생되고 발생된 신호에 기초하여 전원이 생성되며 생성된 전원을 통해 원동기의 진입을 인지하며, 원동기의 진입이 있는 경우 원동기의 진행 방향의 전방에 배치된 알림부에서 경광등을 통한 시각적 알림 및 스피커를 통한 청각적 알림이 이루어지고, 상기 생성된 전원은 상기 전력 변환 회로부를 통해 상기 전력 저장부에 저장되어 별도의 전원 없이 상기 과속 방지턱 및 상기 알림부의 구성요소들이 작동 가능하다.
상기 과속 방지턱 및 상기 알림부와 통신적으로 연결되어 있는 모니터링부를 추가로 포함한다.
상기 압전 소자 구조체는 하나 이상의 압전 발전 소자가 적층되어 있는 형태일 수 있다. 또는 하나 이상의 선형 발전기 구조체가 병렬로 연결되어 있는 형태일 수 있다.
상기 압전 소자 구조체 또는 선형 발전기 구조체는 임피던스 매칭 회로를 포함할 수 있다.
상기 과속 방지턱의 길이 방향을 따라 나란히 배열되어 상기 하나 이상의 압전 소자 구조체 또는 하나 이상의 선형 발전기 구조체는 차도가 복수개의 차선일 경우 원동기가 지나갈 때 몇 번째 압전 소자 구조체 또는 선형 발전기 구조체에서 전기적 신호가 발생했는지에 따라 원동기가 몇 번째 차선으로 지나가는지 판단이 가능하다. 원동기가 지나가는 차선을 파악함으로써 상기 알림부를 통해 원동기가 진행 가능한 방향의 전방에 배치된 알림부에서 알림이 발생된다.
상기 압전 소자 구조체 또는 선형 발전기 구조체에서 발생되는 전기적 신호의 세기를 이용하여 원동기의 종류를 판단할 수 있다. 상기 알림부는 디스플레이부를 추가로 포함하고, 상기 디스플레이부는 상기 압전 소자 구조체 또는 선형 발전기 구조체에서 판단된 원동기의 종류를 표시할 수 있다.
상기 알림부는 비상 버튼을 추가로 포함할 수 있다.
상기 과속 방지턱과 인도 사이의 공간에 감지 센서를 추가로 배치하고, 상기 감지 센서는 상기 알림부와 통신적으로 연결되어 있으며, 상기 감지 센서에 의해 원동기의 진입이 감지된 경우 상기 알림부를 통해 원동기가 진행 가능한 방향의 전방에 배치된 알림부에서 알림이 발생된다.
본 발명의 일 실시예에 따른 과속 방지턱을 이용한 안전 시스템의 작동 방법은, 차도에 설치되며 내부에 압전 소자를 포함하고 있는 과속 방지턱; 및 상기 과속 방지턱과 통신적으로 연결되어 있으며 인도에 설치되어 있는 하나 이상의 알림부를 포함한 과속 방지턱을 이용한 안전 시스템에 있어서, 상기 과속 방지턱은 내부에 과속 방지턱의 길이 방향을 따라 서로 전기적으로 연결되어 있는 하나 이상의 압전 소자 구조체들 또는 하나 이상의 선형 발전기 구조체들; 상기 압전 소자 구조체들 또는 선형 발전기 구조체들에서 생성된 전기적 신호를 전력으로 변환하는 전력 변환 회로부; 및 생성된 전력을 저장하기 위한 전력 저장부; 무선 통신이 가능한 통신부; 및 제어부를 포함하며, 상기 알림부는 경광등부; 스피커; 및 제어부를 포함하고, 상기 과속 방지턱에서 압전 소자 구조체의 전기적 신호의 발생 여부를 감지하는 단계; 및 상기 전기적 신호가 감지된 경우 원동기의 진행 방향의 전방에 배치된 알림부에서 경광등을 통한 시각적 알림 및 스피커를 통한 청각적 알림이 이루어지는 단계를 포함한다.
상기 알림부는 디스플레이부를 추가로 포함하고, 상기 과속 방지턱에서 압전 소자 구조체 또는 선형 발전기 구조체의 전기적 신호의 발생 여부를 감지하는 단계 이후, 상기 압전 소자 구조체 또는 선형 발전기 구조체에서 발생되는 전기적 신호이 세기를 이용하여 원동기의 종류를 판단하는 단계; 및 상기 디스플레이부는 상기 압전 소자 구조체 또는 선형 발전기 구조체에서 판단된 원동기의 종류를 표시하는 단계를 추가로 포함한다.
상기 알림부는 비상 버튼을 추가로 포함하고, 비상 버튼이 눌러질 경우 응급 상황임이 통신적으로 기관에 전달된다.
상기 과속 방지턱에 배치된 하나 이상의 압전 소자 구조체들 또는 하나 이상의 선형 발전기 구조체들은 과속 방지턱의 길이 방향에 수직인 방향을 따라 둘 이상의 압전 소자 구조체 또는 선형 발전기 구조체가 나란히 배치되고, 차량이 과속 방지턱을 지나갈 때 과속 방지턱의 길이 방향에 수직인 방향을 따라 나란히 배치된 압전 소자 구조체 또는 선형 발전기 구조체에서 발생되는 전기적 신호의 순서에 따라 차량의 진입 방향을 판단한다.
상기 과속 방지턱과 인도 사이의 공간에 배치된 감지 센서를 추가로 포함하고, 상기 감지 센서는 상기 알림부와 통신적으로 연결되어 있으며, 상기 감지 센서에 의해 원동기의 진입이 감지된 경우 상기 알림부를 통해 원동기가 진행 가능한 방향의 전방에 배치된 알림부에서 알림이 발생된다.
본 발명에 따르면, 모든 방향에서 진입하는 차량을 인지하여 어린이 보호 구역 전 지역에 차량의 진입을 알려주어 어린이들이 안전하게 통행을 할 수 있도록 지켜주는 안전 시스템을 제공할 것으로 기대된다.
특히, 별도의 전원 없이 압전 소자 또는 선형 발전기에서 발생되는 전력을 이용해 작동이 가능한 시스템을 제공한다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 과속 방지턱의 측단면도를 도시한다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 압전 발전 구조체 또는 선형 발전기 구조체의 개략도를 도시한다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 알림부의 개략도를 도시한다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 과속 방지턱을 이용한 스쿨 존 안전 시스템의 구성도를 도시한다.
도 5는 본 발명의 추가적인 실시예에 따른 과속 방지턱을 이용한 스쿨 존 안전 시스템의 평면도를 도시한다.
도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 과속 방지턱을 이용한 스쿨 존 안전 시스템의 개략도를 도시한다.
도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 과속 방지턱을 이용한 스쿨 존 안전 시스템의 작동 모습의 개략도를 도시한다.
도 8은 본 발명의 일 실시예에 따른 과속 방지턱의 측단면도를 도시한다.
도 9는 본 발명의 일 실시예에 따른 알림부의 개략도를 도시한다.
도 10은 본 발명의 일 실시예에 따른 과속 방지턱의 평면도를 도시한다.
다양한 실시예들이 이제 도면을 참조하여 설명되며, 전체 도면에서 걸쳐 유사한 도면번호는 유사한 엘리먼트를 나타내기 위해서 사용된다. 설명을 위해 본 명세서에서, 다양한 설명들이 본 발명의 이해를 제공하기 위해서 제시된다. 그러나 이러한 실시예들은 이러한 특정 설명 없이도 실행될 수 있음이 명백하다. 다른 예들에서, 공지된 구조 및 장치들은 실시예들의 설명을 용이하게 하기 위해서 블록 다이아그램 형태로 제시된다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 압전 발전 구조체 또는 선형 발전기 구조체의 개략도를 도시한다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 알림부의 개략도를 도시한다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 과속 방지턱을 이용한 스쿨 존 안전 시스템의 구성도를 도시한다.
도 5는 본 발명의 추가적인 실시예에 따른 과속 방지턱을 이용한 스쿨 존 안전 시스템의 평면도를 도시한다.
도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 과속 방지턱을 이용한 스쿨 존 안전 시스템의 개략도를 도시한다.
도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 과속 방지턱을 이용한 스쿨 존 안전 시스템의 작동 모습의 개략도를 도시한다.
도 8은 본 발명의 일 실시예에 따른 과속 방지턱의 측단면도를 도시한다.
도 9는 본 발명의 일 실시예에 따른 알림부의 개략도를 도시한다.
도 10은 본 발명의 일 실시예에 따른 과속 방지턱의 평면도를 도시한다.
다양한 실시예들이 이제 도면을 참조하여 설명되며, 전체 도면에서 걸쳐 유사한 도면번호는 유사한 엘리먼트를 나타내기 위해서 사용된다. 설명을 위해 본 명세서에서, 다양한 설명들이 본 발명의 이해를 제공하기 위해서 제시된다. 그러나 이러한 실시예들은 이러한 특정 설명 없이도 실행될 수 있음이 명백하다. 다른 예들에서, 공지된 구조 및 장치들은 실시예들의 설명을 용이하게 하기 위해서 블록 다이아그램 형태로 제시된다.
이하, 첨부한 도면을 참조하여 본 발명의 실시예에 대해 상세히 설명한다. 본 발명은 다양한 변경을 가할 수 있고 여러 가지 형태를 가질 수 있는 바, 특정 실시예들을 도면에 예시하고 본문에 상세하게 설명하고자 한다. 그러나 이는 본 발명을 특정한 개시 형태에 대해 한정하려는 것이 아니며, 본 발명의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변경, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다. 각 도면을 설명하면서 유사한 참조부호를 유사한 구성요소에 대해 사용하였다.
본 출원에서 사용한 용어는 단지 특정한 실시 예를 설명하기 위해 사용된 것으로서 본 발명을 한정하려는 의도가 아니다. 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다. 본 출원에서, "포함하다" 또는 "가지다" 등의 용어는 명세서 상에 기재된 특징, 단계, 동작, 구성요소, 부분품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 단계, 동작, 구성요소, 부분품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.
본 발명은 스쿨 존(School Zone)내 어린이 및 노약자들의 안전한 통행을 위하여 압전 소자를 활용하고 통신 모듈을 활용한 방지턱을 이용하여 차량이 진입 시 압전 발전 소자 또는 선형 발전기에 의해 발생된 전력을 사용하여 통신 모듈을 구동시켜 인도(본 명세서에서 인도라 함은 인도 뿐만 아니라 건널목과 같이 신호등 등이 설치될 수 있는 공간을 의미함)에 설치되어 있는 스쿨존 통합 안전 알림 장치에 신호를 전송하여 차량이 진입하고 있는 것을 알려주어 안전하게 보행을 하고 건널목을 건널 수 있도록 하는 스쿨 존 통합 안전 알림 시스템에 관한 것이다. 본 발명의 시스템은 스쿨 존에 설치되는 것이 바람직하나 이면 도로 기타 다른 도로에서도 설치될 수 있다. 선형 발전기는 일반적으로 선형 교류 발전기를 의미하며, 기계적 에너지를 전기적 에너지로 변환하고, 예를 들어 전자기 유도 원리로 작동한다. 선형 발전기 구조체는 이러한 선형 발전기를 포함하는 구조체를 의미한다.
본 발명에 따르면, 차량의 진입을 인식하여 차선 별 차량이 이동하는 교통량을 원격지에 있는 상황실(모니터링실)에 전송하여 스쿨존의 교통량을 알 수 있도록 하여 교통량 예측 및 모니터링도 가능하다. 스쿨 존 내 모든 방향에서 진입하는 차량을 인지하여 어린이 보호 구역 전 지역에 차량의 진입을 알려주어 어린이들이 안전하게 통행을 할 수 있도록 지켜주는 안전 시스템을 제공하고자 한다. 이를 위해 압전 발전 소자 또는 선형 발전기 및 통신 모듈을 방지턱에 내장하여 차량이 방지턱을 지나게 되면 방지턱 내에 있는 압전 발전 소자 또는 선형 발전기에 압력을 가하여 전원을 생성하여 내장된 통신 모듈을 통하여 신호를 전송하는 방지턱을 활용한 차량 인지 장치를 제공한다. 방지턱을 활용한 차량 인지 장치에서 전송된 신호를 수신하여 차량 진입 상태를 건널목 및 사각지대에 있는 알림 장치 전송하여 어린이에게 차량 진입을 알 수 있도록 음성 및 경광등을 통하여 알려주는 스쿨 존 내 통합 안전 알림 장치를 제공한다.
본 발명의 일 실시예에 따른 과속 방지턱을 이용한 스쿨 존 안전 시스템은, 차도에 설치되며 내부에 압전 소자 구조체 또는 선형 발전기 구조체를 포함하고 있는 과속 방지턱(100); 및 상기 과속 방지턱과 통신적으로 연결되어 있으며 인도에 설치되어 있는 하나 이상의 알림부(200)를 포함한다.
과속 방지턱(100)은 반사 물질을 포함하도록 성형하여 색을 입히고 페인트가 벗겨지지 않으면서 야간에 발광을 통해 방지턱을 인지할 수 있도록 구성하였으며, 탄소 강과 복합 재료를 활용한 강화 패드로 구성하여 충격에 강하고 복원력이 강하도록 구성하였다. 특수 고무 재질을 사용하여 내구성을 강화하였으며 내부에 있는 압전 발전 소자 구조물 또는 선형 발전기 구조체와 일체화를 통한 내부 구조물을 보존한다.
과속 방지턱(100)은 도 1과 같은 구성을 포함하고 있으며, 구체적으로 내부에 과속 방지턱의 길이 방향을 따라 서로 전기적으로 연결되어 있는 하나 이상의 압전 소자 구조체들 또는 하나 이상의 선형 발전기 구조체들(110); 상기 압전 소자 구조체들 또는 하나 이상의 선형 발전기 구조체들에서 생성된 전기적 신호를 전력으로 변환하는 전력 변환 회로부(120); 및 생성된 전력을 저장하기 위한 전력 저장부(미도시); 무선 통신이 가능한 통신부(130); 및 제어부(미도시)를 포함한다. 각각의 구성에 대한 도면은 도 4에서 구성도로 자세히 표시되어 있다.
압전 소자 구조체(110)는 압전 발전 소자 또는 선형 발전기로 이루어져 있으며, 이러한 압전 발전 소자 또는 선형 발전기는 도 2에서 도시된 것처럼 압전 물질층 또는 선형 발전기(12) 및 압전 물질층 또는 선형 발전기의 양단의 전극(14, 16)을 포함한다. 특히, 압전 소자 구조체 또는 선형 발전기 구조체의 출력 특성을 향상시키고 민감도를 향상시키기 위해 압전 소자 구조체 또는 선형 발전기 구조체는 도 2와 같이 하나 이상의 압전 발전 소자 또는 하나 이상의 선형 발전기 구조체가 적층되거나 또는 병렬로 연결된 형태일 수 있다. 또한 압전 소자 구조체 또는 선형 발전기 구조체는 기계적 에너지를 이용해 전기적 에너지로 변환하여 에너지 하베스팅을 수행하며, 이렇게 수집된 에너지를 이용하여 본 발명에 따른 과속 방지턱을 이용한 스쿨 존 안전 시스템은 수집된 에너지를 전력 변환 회로부를 통해 전력 저장부에 저장하여 별도의 전원 없이 구동될 수 있다. 이 경우 기계적 임피던스 및 전기적 임피던스 매칭 기술을 통한 에너지 생산에 대한 효율 개선이 가능하며, 이를 위해 압전 소자 구조체 또는 선형 발전기 구조체는 임피던스 매칭 회로를 포함할 수 있다. 또한, 압전 발전 소자 또는 선형 발전기의 변위와 전기적인 회로의 단락을 동기화 시켜 발생할 수 있는 전류를 최대화도 고려하고 있다.
전력 변환 회로부는 압전 소자 구조체들 또는 선형 발전기 구조체들에서 생성된 전기적 신호를 전력으로 변환하는 구성을 수행하며 전력 밀도와 효율 개선에 초점을 맞추고 있다.
전력 저장부는 생성된 전력을 저장하는 공간으로써 커패시터 등을 이용할 수 있다.
또한, 무선 통신이 가능한 통신부를 포함하고 있다. 예를 들어 통신부는 압전 발전 소자에서 생성된 전력을 활용하여 데이터를 전송할 수 있도록 소 출력으로 동작하는 무선 통신 모듈 기술을 이용할 수 있으며, 방지턱내 밀폐된 공간에서의 무선 통신 위하여 안테나에 대한 정압기술과 임피던스 매칭을 통한 전송거리 개선(12dBm, ~300m)을 하고, 데이터 전송을 위한 송신 파워는 25mA, 4.8Kbps에서 감도(Sensitivity) 는 -110dBm을 갖는 저 전력 무선 통신 모듈 기술을 이용할 수 있다. 슬립모드에서 소비전역이 uA를 갖는 저 전력 무선 통신 모듈이 이용될 수 있다.
알림부(200)는 경광등부; 스피커; 통신부 및 제어부를 포함한다. 도 2는 알림부의 모습을 도시한다. 도 2에서 보는 것처럼, 경광등부(220)는 차량의 진입이 감지되는 경우 알림을 위한 경광등을 표시하는 부분으로써 시각적으로 차량의 진입을 알리는 부분이다. 스피커(230)는 차량의 진입이 감지되는 경우 소리를 통해 청각적으로 차량의 진입을 알리는 부분이다. 통신부(210)는 무선 통신이 가능하게 하도록 하는 부분이다. 알림부는 복수개가 배치될 수 있고, 복수개의 알림부는 서로 무선으로 연결되어 있을 수 있으며 하나의 제어부에 의해 복수개의 알림부가 제어되고 통신될 수 있다.
본 발명의 과속 방지턱을 이용한 스쿨 존 안전 시스템에 따르면, 원동기가 스쿨 존에 진입하여 차도에 설치되어 있는 과속 방지턱을 밟는 경우 내부의 압전 소자 구조체 또는 선형 발전기 구조체를 통해 전기적 신호가 발생되고 발생된 신호에 기초하여 전원이 생성되며 생성된 전원을 통해 원동기의 진입을 인지하게 된다. 원동기는 차량, 오토바이, 자전거, 킥보드 등을 모두 포함하는 개념이다. 원동기의 진입이 있는 경우 원동기의 진행 방향의 전방에 배치된 알림부에서 경광등을 통한 시각적 알림 및 스피커를 통한 청각적 알림이 이루어지고, 생성된 전원은 전력 변환 회로부를 통해 전력 저장부에 저장되어 별도의 전원 없이 과속 방지턱 및 알림부의 구성요소들이 작동이 가능하게 되는 것이다. 스쿨 존에 차량이 진입하는 경우 진행 경로에 있는 스쿨 존 내 모든 건널목에 차량의 진입을 알려 줄 수 있는 무선 통신을 이용한 연동 기술을 구현하였다.
정리하면, 본 발명에서는 압전 발전 소자 또는 선형 발전기를 활용한 전원을 생성하게 되는데, 본 발명의 시스템은 별도의 전원 인가 없이 차량이 스쿨 존에 설치된 방지턱에 진입을 하면 압전 발전 소자 또는 선형 발전기에 압력을 가하여 전원을 생성한다. 그리고, 압전 발전 소자 또는 선형 발전기를 활용한 차량 인지하게 되고, 차량이 스쿨 존에 설치된 방지턱에 진입하면 변환회로를 통해 차량 진입을 인식한다. 압전 발전 소자 또는 선형 발전기에서 생성된 전원을 활용하는 저 전력 무선 통신을 하는데, 저 전력으로 무선으로 데이터를 전송하고 데이터 전송 기술(전송거리 : 스쿨존 내 반경 300m)을 이용한다. 또한, 우회전 차량 및 직진차량 인지하는 기술을 이용해, 차량이 스쿨 존에 진입을 하면 차량이 어느 차선에 있는지를 인지하고 이를 기반으로 우회전 차량인지 직진 차량 인지를 인지한다. 또한, 차량 진입을 조기에 인지할 수 있어 효율적인 안전 확보 기술을 제공하는데, 원거리 데이터 전송이 가능하여 스쿨 존 초입에 설치된 방지턱을 활용하여 차량인지 장치로부터 건널목이나 사각지대에 있는 보행자에게 진입을 조기에 알 수 있도록 하여 어린이의 안전 확보 기술을 제공하고, 선별적 동작 시간 제어 기술을 이용해 알림 시스템에 대한 동작 시간 설정을 위치별, 시간별로 정해진 시간에만 동작 설정할 수 있다.
또한, 본 발명의 과속 방지턱을 이용한 스쿨 존 안전 시스템은, 과속 방지턱 및 알림부와 통신적으로 연결되어 있는 모니터링부를 추가로 포함할 수 있다. 이러한 모니터링부는 관제탑과 같은 역할을 할 수 있으며, 교차로의 안전의 감시, 시스템의 작동 감시 및 시스템의 제어 등이 가능할 수 있다. 구체적으로 방지턱을 활용한 차선인지 장치를 통하여 차량이 방지턱을 지나게 되면 차선별로 차량 진입을 인지하여 알림 시스템을 통하여 원격지에 있는 관제센터에 데이터를 전송하여 차선별 차량의 이동량을 모니터링 할 수 있다.
도 1에서 도시된 것과 같이, 하나 이상의 압전 소자 구조체 또는 하나 이상의 선형 발전기 구조체는 과속 방지턱의 길이 방향을 따라 나란히 배열되어 있다. 따라서 차도가 복수개의 차선일 경우 원동기가 지나갈 때 몇 번째 압전 소자 구조체 또는 선형 발전기 구조체에서 전기적 신호가 발생했는지에 따라 원동기가 몇 번째 차선으로 지나가는지 판단이 가능하게 된다. 이와 같이 원동기가 지나가는 차선을 파악함으로써 알림부를 통해 원동기가 진행 가능한 방향의 전방에 배치된 알림부에서 알림이 발생되며, 이 경우 원동기의 진행 차선을 미리 알 수 있기 때문에 스쿨 존에 진입하는 차량의 차선을 인식하여 삼거리나 사거리에서 일차선으로 차량이 진입하는 경우 직진 차선의 건널목 알람시스템과 우측에 있는 건널목 알람 시스템에 차량의 진입을 알려줄 수 있도록 시스템이 구현된다. 정리하면, 본 발명의 방지턱을 활용한 차량 인지 장치는 압전 발전 소자 또는 선형 발전기에서 발생하는 신호를 이용한 신호처리 기술을 통해 차선별 차량의 진입을 인지할 수 있도록 설계되고, 도 4와 같이 차량이 우회전 차선을 통해 진행하는 경우 직진과 우회전이 모두 가능하므로 직진 방향 및 우회전 방향의 알림부에서 동시에 알림이 진행되는 것을 의미한다.
한편, 도 1과 같은 하나 이상의 압전 소자 구조체 또는 하나 이상의 선형 발전기 구조체가 과속 방지턱의 길이 방향을 따라 나란히 배열되어 있는 경우, 하나의 메인 장치와 복수의 서브 장치로 구성되어 있을 수도 있으며, 이 경우 압전 발전 소자 또는 선형 발전기, 전력변환회로와 통신회로 구성된 메인 장치와 압전 발전 소자 또는 선형 발전기와 전력 변환회로 만으로 구성된 서브장치로 구성되어 있으며 사용 전력이 부족한 경우 다수개의 서브 장치를 연결하여 사용할 수 있도록 설계되어 있을 수 있다(도 8 참고). 알림부 역시 신호를 수신하는 제어하는 메인 모듈, 스피커 및 경광등이 들어가 있는 메인 장치와 스피커와 경광등만 들어 있는 서브 장치로 구성되어 있을 수 있고, 하나의 메인 장치가 복수개의 서브 장치를 제어하는 형태로 구성될 수 있다(도 9 참고).
추가적으로, 압전 소자 구조체 또는 선형 발전기 구조체에서 발생되는 전기적 신호의 세기를 이용하여 원동기의 종류를 판단할 수 있다. 차량의 경우와 오토바이/킥보드/자전거 등의 경우에는 무게 차이가 확연히 나기 때문에 경차의 최소 무게를 설정하여 해당 무게에서의 압전 발전 소자 또는 선형 발전기에서의 신호의 크기를 설정하고, 해당 신호의 세기보다 큰 신호가 나타나면 차량임을 인지하고, 그 보다 작은 신호가 나타나면 오토바이 등임을 인지할 수 있다. 이를 나타내기 위해, 알림부는 디스플레이부(240)를 추가로 포함할 수 있고, 디스플레이부는 압전 소자 구조체 또는 선형 발전기 구조체에서 판단된 원동기의 종류를 표시할 수 있다.
또한, 알림부는 비상 버튼(250)을 추가로 포함할 수 있으며, 이러한 비상 버튼은 응급 상황에서 보행자 등이 누름으로써 응급상황이 무선 통신을 이용해 즉시 기관(경찰서, 소방서 등)에 전달된다.
한편, 도로의 과속 방지턱과 인도 사이에는 공간이 존재하고, 해당 공간에는 과속 방지턱이 배치되지 아니한다. 특히 오토바이 같은 경우에는 과속 방지턱을 넘기 않기 위해 해당 공간을 통해 주행하는 경우가 매우 많다. 이와 같은 원동기가 과속 방지턱과 인도 사이의 공간을 통과하여 진행하는 경우에는 알림이 불가능한 상태가 되므로, 본 발명의 과속 방지턱을 이용한 스쿨 존 안전 시스템은, 상기 과속 방지턱과 인도 사이의 공간에 감지 센서를 추가로 배치한다(도 5 참고). 이러한 감지 센서는 중량 센서, 동작 센서 등이 될 수 있으며 원동기를 감지할 수 있는 어떠한 센서도 가능하다. 상기 감지 센서는 상기 알림부와 통신적으로 연결되어 있으며, 상기 감지 센서에 의해 원동기의 진입이 감지된 경우 상기 알림부를 통해 원동기가 진행 가능한 방향의 전방에 배치된 알림부에서 알림이 발생된다.
지금까지 본 발명의 일 실시예에 따른 과속 방지턱을 이용한 스쿨 존 안전 시스템에 대해 설명하였으며, 이하에서는 본 발명의 일 실시예에 따른 과속 방지턱을 이용한 스쿨 존 안전 시스템의 작동 방법에 대해 설명하도록 하겠다. 위에서 설명한 부분과 중복되는 부분에 대해서는 반복 설명을 생략하도록 하겠다.
본 발명의 일 실시예에 따른 과속 방지턱을 이용한 스쿨 존 안전 시스템의 작동 방법은, 차도에 설치되며 내부에 압전 소자 또는 선형 발전기를 포함하고 있는 과속 방지턱; 및 상기 과속 방지턱과 통신적으로 연결되어 있으며 인도에 설치되어 있는 하나 이상의 알림부를 포함한 과속 방지턱을 이용한 스쿨 존 안전 시스템에 있어서, 상기 과속 방지턱은 내부에 과속 방지턱의 길이 방향을 따라 서로 전기적으로 연결되어 있는 하나 이상의 압전 소자 구조체들 또는 하나 이상의 선형 발전기 구조체들; 상기 압전 소자 구조체들 또는 하나 이상의 선형 발전기 구조체들에서 생성된 전기적 신호를 전력으로 변환하는 전력 변환 회로부; 및 생성된 전력을 저장하기 위한 전력 저장부; 무선 통신이 가능한 통신부; 및 제어부를 포함하며, 상기 알림부는 경광등부; 스피커; 및 제어부를 포함하고, 상기 과속 방지턱에서 압전 소자 구조체의 전기적 신호의 발생 여부를 감지하는 단계; 및 상기 전기적 신호가 감지된 경우 원동기의 진행 방향의 전방에 배치된 알림부에서 경광등을 통한 시각적 알림 및 스피커를 통한 청각적 알림이 이루어지는 단계를 포함한다.
과속 방지턱에서 압전 소자 구조체 또는 선형 발전기 구조체의 전기적 신호의 발생 여부를 감지하게 되고, 전기적 신호의 감지에 따라 원동기의 진행 방향의 전방에 배치된 알림부에서 경광등을 통한 시각적 알림 및 스피커를 통한 청각적 알림이 이루어지게 된다.
이 경우 알림부는 디스플레이부를 추가로 포함할 수 있고, 상기 과속 방지턱에서 압전 소자 구조체 또는 선형 발전기 구조체의 전기적 신호의 발생 여부를 감지하는 단계 이후, 상기 압전 소자 구조체 또는 선형 발전기 구조체에서 발생되는 전기적 신호이 세기를 이용하여 원동기의 종류를 판단하는 단계; 및 상기 디스플레이부는 상기 압전 소자 구조체 또는 선형 발전기 구조체에서 판단된 원동기의 종류를 표시하는 단계를 추가로 포함할 수 있다.
또한, 상기 알림부는 비상 버튼을 추가로 포함할 수 있으며, 비상 버튼이 눌러질 경우 응급 상황임이 통신적으로 기관(경찰서, 소방서 등)에 전달될 수 있다.
또한, 다차선 도로의 경우 어느 차선을 달리는지도 판단하여 차선에 따라 우회전, 직진, 좌회전 등을 예측하여 알림을 할 수 있다. 이는 과속 방지턱의 길이 방향을 따라 배열된 압전 소자 구조체에서 어떠한 압전 소자 구조체 또는 선형 발전기 구조체에서 전기적 신호가 발생되는지를 감지하여 이에 따라 원동기가 어느 차선을 달리는지 판단할 수 있다.
또한, 과속 방지턱과 인도 사이의 공간에 배치된 감지 센서를 추가로 포함할 수 있고, 상기 감지 센서는 상기 알림부와 통신적으로 연결되어 있으며, 상기 감지 센서에 의해 원동기의 진입이 감지된 경우 상기 알림부를 통해 원동기가 진행 가능한 방향의 전방에 배치된 알림부에서 알림이 발생될 수 있다.
또한, 도로에서 역주행이 이루어지거나 또는 차량의 후진등이 발생될 수 있으므로, 과속 방지턱에서 신호의 발생의 시간적 차이(신호의 순서)를 이용하여 차량의 진입 방향을 판단할 수 있다. 도 10에서와 같이 상기 과속 방지턱에 배치된 하나 이상의 압전 소자 구조체들 또는 하나 이상의 선형 발전기 구조체들은 과속 방지턱의 길이 방향에 수직인 방향을 따라 둘 이상의 압전 소자 구조체 또는 선형 발전기 구조체가 나란히 배치될 수 있다. 이 경우 차량이 과속 방지턱을 지나갈 때 과속 방지턱의 길이 방향에 수직인 방향을 따라 나란히 배치된 압전 소자 구조체 또는 선형 발전기 구조체에서 발생되는 전기적 신호의 순서에 따라 차량의 진입 방향을 판단하게 된다. 예를 들어 압전 소자 구조체 또는 선형 발전기 구조체(110-1) 및 압전 소자 구조체 또는 선형 발전기 구조체(110-2)에서 차례로 전기적 신호가 발생된 경우, 도 10을 기준으로 차가 아래에서 위로 움직이는 방향으로 진입했음을 알 수 있다.
이상에서 설명한 것처럼, 본 발명은 과속 방지턱을 활용하여 스쿨존 내 차량 진입을 인지하여 건널목 알림 장치에 알려주는 스쿨존 통행 안전 알림 장치 설계 기술을 제공한다. 방지턱이 설치된 스쿨존 내에 차량이 진입하는 경우 차선별 차량의 진입을 인지할 수 있고, 차량이 진입하는 진행 방향에 있는 알림 장치에 선별적으로 신호를 전송하는 선별 제어할 수 있으며, 1개의 방지턱과 다수개의 알림 장치를 선별적으로 연동할 수 있는 무선 연동 기술을 구현할 수 있고, 또한 GPS 및 네트워크를 활용한 위치별 시간대별 어린이 보호 구역 내 통행 안전 알림 장치를 제어하는 시스템 제어 기술을 구현할 수 있다.
상기에서는 본 발명의 바람직한 실시예를 참조하여 설명하였지만, 해당 기술분야의 숙련된 당업자는 하기의 특허 청구 범위에 기재된 본 발명의 사상 및 영역으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명을 다양하게 수정 및 변경시킬 수 있음을 이해할 수 있을 것이다.
Claims (15)
- 차도에 설치되며 내부에 압전 소자 구조체 또는 선형 발전기 구조체를 포함하고 있는 과속 방지턱; 및
상기 과속 방지턱과 통신적으로 연결되어 있으며 인도에 설치되어 있는 하나 이상의 알림부를 포함하고,
상기 과속 방지턱은 내부에 과속 방지턱의 길이 방향을 따라 서로 전기적으로 연결되어 있는 하나 이상의 압전 소자 구조체들 또는 하나 이상의 선형 발전기 구조체들; 상기 압전 소자 구조체들 또는 하나 이상의 선형 발전기 구조체들에서 생성된 전기적 신호를 전력으로 변환하는 전력 변환 회로부; 및 생성된 전력을 저장하기 위한 전력 저장부; 무선 통신이 가능한 통신부; 및 제어부를 포함하며,
상기 알림부는 경광등부; 스피커; 통신부 및 제어부를 포함하고,
원동기가 진입하여 차도에 설치되어 있는 상기 과속 방지턱을 밟는 경우 내부의 압전 소자 구조체 또는 선형 발전기 구조체를 통해 전기적 신호가 발생되고 발생된 신호에 기초하여 전원이 생성되며 생성된 전원을 통해 원동기의 진입을 인지하며,
원동기의 진입이 있는 경우 원동기의 진행 방향의 전방에 배치된 알림부에서 경광등을 통한 시각적 알림 및 스피커를 통한 청각적 알림이 이루어지고,
상기 생성된 전원은 상기 전력 변환 회로부를 통해 상기 전력 저장부에 저장되어 별도의 전원 없이 상기 과속 방지턱 및 상기 알림부의 구성요소들이 작동 가능한,
과속 방지턱을 이용한 안전 시스템.
- 제 1 항에 있어서,
상기 과속 방지턱 및 상기 알림부와 통신적으로 연결되어 있는 모니터링부를 추가로 포함하는,
과속 방지턱을 이용한 안전 시스템.
- 제 1 항에 있어서,
상기 압전 소자 구조체 또는 하나 이상의 선형 발전기 구조체는 하나 이상의 압전 발전 소자가 적층되어 있거나 또는 하나 이상의 선형 발전기 구조체가 병렬 연결되어 있는 형태인,
과속 방지턱을 이용한 안전 시스템.
- 제 1 항에 있어서,
상기 압전 소자 구조체 또는 선형 발전기 구조체는 임피던스 매칭 회로를 포함하는,
과속 방지턱을 이용한 안전 시스템.
- 제 1 항에 있어서,
상기 과속 방지턱의 길이 방향을 따라 나란히 배열되어 상기 하나 이상의 압전 소자 구조체 또는 하나 이상의 선형 발전기 구조체는 차도가 복수개의 차선일 경우 원동기가 지나갈 때 몇 번째 압전 소자 구조체 또는 선형 발전기 구조체에서 전기적 신호가 발생했는지에 따라 원동기가 몇 번째 차선으로 지나가는지 판단이 가능한,
과속 방지턱을 이용한 안전 시스템.
- 제 5 항에 있어서,
원동기가 지나가는 차선을 파악함으로써 상기 알림부를 통해 원동기가 진행 가능한 방향의 전방에 배치된 알림부에서 알림이 발생되는,
과속 방지턱을 이용한 안전 시스템.
- 제 1 항에 있어서,
상기 압전 소자 구조체 또는 선형 발전기 구조체에서 발생되는 전기적 신호의 세기를 이용하여 원동기의 종류를 판단하는,
과속 방지턱을 이용한 안전 시스템.
- 제 7 항에 있어서,
상기 알림부는 디스플레이부를 추가로 포함하고,
상기 디스플레이부는 상기 압전 소자 구조체 또는 선형 발전기 구조체에서 판단된 원동기의 종류를 표시하는,
과속 방지턱을 이용한 안전 시스템.
- 제 1 항에 있어서,
상기 알림부는 비상 버튼을 추가로 포함하는,
과속 방지턱을 이용한 안전 시스템.
- 제 1 항에 있어서,
상기 과속 방지턱과 인도 사이의 공간에 감지 센서를 추가로 배치하고,
상기 감지 센서는 상기 알림부와 통신적으로 연결되어 있으며,
상기 감지 센서에 의해 원동기의 진입이 감지된 경우 상기 알림부를 통해 원동기가 진행 가능한 방향의 전방에 배치된 알림부에서 알림이 발생되는,
과속 방지턱을 이용한 안전 시스템.
- 차도에 설치되며 내부에 압전 소자 또는 선형 발전기를 포함하고 있는 과속 방지턱; 및
상기 과속 방지턱과 통신적으로 연결되어 있으며 인도에 설치되어 있는 하나 이상의 알림부를 포함한 과속 방지턱을 이용한 안전 시스템에 있어서,
상기 과속 방지턱은 내부에 과속 방지턱의 길이 방향을 따라 서로 전기적으로 연결되어 있는 하나 이상의 압전 소자 구조체들 또는 하나 이상의 선형 발전기 구조체들; 상기 압전 소자 구조체들 또는 선형 발전기 구조체들에서 생성된 전기적 신호를 전력으로 변환하는 전력 변환 회로부; 및 생성된 전력을 저장하기 위한 전력 저장부; 무선 통신이 가능한 통신부; 및 제어부를 포함하며,
상기 알림부는 경광등부; 스피커; 및 제어부를 포함하고,
상기 과속 방지턱에서 압전 소자 구조체의 전기적 신호의 발생 여부를 감지하는 단계; 및
상기 전기적 신호가 감지된 경우 원동기의 진행 방향의 전방에 배치된 알림부에서 경광등을 통한 시각적 알림 및 스피커를 통한 청각적 알림이 이루어지는 단계를 포함하는,
과속 방지턱을 이용한 안전 시스템의 작동 방법.
- 제 11 항에 있어서,
상기 알림부는 디스플레이부를 추가로 포함하고,
상기 과속 방지턱에서 압전 소자 구조체 또는 선형 발전기 구조체의 전기적 신호의 발생 여부를 감지하는 단계 이후,
상기 압전 소자 구조체 또는 선형 발전기 구조체에서 발생되는 전기적 신호이 세기를 이용하여 원동기의 종류를 판단하는 단계; 및
상기 디스플레이부는 상기 압전 소자 구조체 또는 선형 발전기 구조체에서 판단된 원동기의 종류를 표시하는 단계를 추가로 포함하는,
과속 방지턱을 이용한 안전 시스템의 작동 방법.
- 제 11 항에 있어서,
상기 알림부는 비상 버튼을 추가로 포함하고,
비상 버튼이 눌러질 경우 응급 상황임이 통신적으로 기관에 전달되는,
과속 방지턱을 이용한 안전 시스템의 작동 방법.
- 제 11 항에 있어서,
상기 과속 방지턱에 배치된 하나 이상의 압전 소자 구조체들 또는 하나 이상의 선형 발전기 구조체들은 과속 방지턱의 길이 방향에 수직인 방향을 따라 둘 이상의 압전 소자 구조체 또는 선형 발전기 구조체가 나란히 배치되고,
차량이 과속 방지턱을 지나갈 때 과속 방지턱의 길이 방향에 수직인 방향을 따라 나란히 배치된 압전 소자 구조체 또는 선형 발전기 구조체에서 발생되는 전기적 신호의 순서에 따라 차량의 진입 방향을 판단하는,
과속 방지턱을 이용한 안전 시스템의 작동 방법.
- 제 11 항에 있어서,
상기 과속 방지턱과 인도 사이의 공간에 배치된 감지 센서를 추가로 포함하고,
상기 감지 센서는 상기 알림부와 통신적으로 연결되어 있으며,
상기 감지 센서에 의해 원동기의 진입이 감지된 경우 상기 알림부를 통해 원동기가 진행 가능한 방향의 전방에 배치된 알림부에서 알림이 발생되는,
과속 방지턱을 이용한 안전 시스템의 작동 방법.
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