KR20230165427A - Artificial intelligence fire spread prediction system - Google Patents
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Abstract
본 발명은 인공지능 화재 확산 예측 시스템에 관한 것으로, 상기 건물에 고정 설치되어 화재를 감지하는 복합 센서부; 상기 건물에 고정 설치되어 열화상으로 화재를 감지하는 화상 감지부; 기상정보를 수집하는 기상정보 수집부; 소정지역의 건물정보, 기상정보, 복합센서의 감지 정보, 열화상 정보를 저장하는 데이터베이스부; 상기 복합센서부, 화상 감지부 및 기상정보 수집부에서 수집된 정보를 분석하여 화재를 감지하고, 화재를 분석하며, 화재의 확산을 예측하여 외부의 긴급상황 시스템에 제공하는 서버를 포함한다. 본 발명의 실시예에서는, 연기 및 불꽃 영상과 복합센서를 통해 사고유형의 화학물질을 판독하고, 인공지능으로 건물지리정보 및 바람방향(풍향/풍속)과 같은 날씨 정보를 이용하여 화재 확산을 예측할 수 있다.The present invention relates to an artificial intelligence fire spread prediction system, which includes a complex sensor unit fixedly installed in the building to detect fire; An image detection unit that is fixedly installed in the building and detects fire using thermal images; A weather information collection unit that collects weather information; A database unit that stores building information, weather information, detection information from complex sensors, and thermal image information in a predetermined area; It includes a server that analyzes information collected from the complex sensor unit, image detection unit, and weather information collection unit to detect fire, analyze fire, predict the spread of fire, and provide the information to an external emergency situation system. In an embodiment of the present invention, accident-type chemicals can be read through smoke and flame images and complex sensors, and fire spread can be predicted using weather information such as building geographic information and wind direction (wind direction/speed) using artificial intelligence. You can.
Description
본 발명은 인공지능 화재 확산 예측 시스템에 관한 것으로, 보다 상세하게는 연기 및 불꽃 영상과 복합센서를 통해 사고유형의 화학물질을 판독하고, 건물지리정보 및 바람과 같은 날씨 정보를 이용하여 화재 확산을 예측하는, 인공지능 화재 확산 예측 시스템에 관한 것이다.The present invention relates to an artificial intelligence fire spread prediction system. More specifically, it reads accident-type chemicals through smoke and flame images and complex sensors, and detects fire spread using building geographic information and weather information such as wind. It is about an artificial intelligence fire spread prediction system that predicts.
일반적으로 대규모 공장이나 여러 개의 동으로 구성된 대규모 산업시설에서 화재가 발생하는 경우, 대규모 산업시설에 근무 중인 구성원들은 화재 경보를 통해 화재사실을 인지할 수는 있으나, 화재발생의 정확한 장소의 위치와 그 상황을 정확하게 파악하기는 어려우며, 화재발생 사실과 위치 및 그 상황의 전파 또한 어려운 실정에 있다. 즉, 화재발생장소를 누군가 발견해서 비상벨을 눌러도 대규모 산업시설의 공장에서는 소음과 너무 먼 거리로 구획되어 나눠져 작업함에 따라 화재위치의 정확한 전파가 불가능하였다.Generally, when a fire occurs in a large-scale factory or large-scale industrial facility consisting of several buildings, members working in the large-scale industrial facility can recognize the fact of the fire through a fire alarm, but the exact location of the fire occurred and the It is difficult to accurately determine the situation, and it is also difficult to spread the fact and location of the fire and the situation. In other words, even if someone discovered the location of the fire and rang the emergency bell, it was impossible to accurately propagate the location of the fire in large-scale industrial plants due to the noise and the work being done in sections over long distances.
특히, 화학물질을 제조하는 공장에서의 화재는 유독가스가 많이 발생하고, 화재 진화에도 어려움이 있으며, 인근 주민들의 피해도 매우 커서 인명 및 재산 피해가 막심하다.In particular, fires in factories that manufacture chemicals generate a lot of toxic gas, make it difficult to extinguish the fire, and cause significant damage to nearby residents, causing significant damage to life and property.
또한, 폐지를 이용한 원지, 골판지 제조 및 박스 제조를 영위하는 대규모 사업장의 경우, 종이와 분진의 수집, 유통, 가공 및 제조로 인해서 크고 작은 화재가 수시로 발생하고, 이러한 화재발생의 초기대응의 실패는 화재 확산으로 인한 인명 및 재산 피해가 초래된다.In addition, in the case of large-scale businesses engaged in the manufacture of base paper, corrugated cardboard, and boxes using waste paper, large and small fires frequently occur due to the collection, distribution, processing, and manufacturing of paper and dust, and the failure to respond initially to such fires is due to The spread of fire causes damage to life and property.
한편, 공장 외에도 아파트, 빌딩, 학교, 항만, 공항, 상, 하수 처리장, 변전소, 중공업 플랜트, 지하철, 화학단지, 제철소 등에서도 화재감시가 필요하다. Meanwhile, in addition to factories, fire surveillance is also required in apartments, buildings, schools, ports, airports, water and sewage treatment plants, substations, heavy industrial plants, subways, chemical complexes, and steel mills.
본 발명이 이루고자 하는 기술적 과제는 종래의 불편한 점을 개선하고자 하는 것으로, 연기 및 불꽃 영상과 복합센서를 통해 사고유형의 화학물질을 판독하고, 인공지능으로 건물지리정보 및 바람과 같은 날씨 정보를 이용하여 화재 확산을 예측하는, 인공지능 화재 확산 예측 시스템을 제공하는 것이다.The technical task to be achieved by the present invention is to improve the inconveniences of the prior art, by reading accident-type chemicals through smoke and flame images and complex sensors, and by using building geographic information and weather information such as wind with artificial intelligence. The goal is to provide an artificial intelligence fire spread prediction system that predicts the spread of fire.
또한, 본 발명이 이루고자 하는 기술적 과제는 종래의 불편한 점을 개선하고자 하는 것으로, 시계열적 열화상 이미지 데이터와 연기 데이터를 이용하여 AI 학습 모델 선정에 이용하고, 복합 센서의 이상여부 및 문제점을 분석하는, 인공지능 화재 확산 예측 시스템을 제공하는 것이다. In addition, the technical task to be achieved by the present invention is to improve the inconveniences of the prior art, by using time-series thermal image data and smoke data to select an AI learning model and to analyze abnormalities and problems of complex sensors. , which provides an artificial intelligence fire spread prediction system.
또한, 본 발명이 이루고자 하는 기술적 과제는 종래의 불편한 점을 개선하고자 하는 것으로, 날씨 및 화학물질 정보를 이용하여 AI 학습 모델 선정에 이용하고, 화재 확산을 예측하고, 화재 진화 및 대피에 이용하는, 인공지능 화재 확산 예측 시스템을 제공하는 것이다. In addition, the technical problem that the present invention seeks to achieve is to improve the inconveniences of the prior art, using weather and chemical information to select an AI learning model, predict fire spread, and use artificial intelligence for fire extinguishing and evacuation. The goal is to provide an intelligent fire spread prediction system.
이러한 과제를 해결하기 위한 본 발명의 특징에 따른 인공지능 화재 확산 예측 시스템은,The artificial intelligence fire spread prediction system according to the characteristics of the present invention to solve these problems is,
소정 건물의 화재시에 화재의 확산을 예측하여 외부에 제공하는, 인공지능 화재 확산 예측 시스템으로서,An artificial intelligence fire spread prediction system that predicts the spread of fire in the event of a fire in a certain building and provides it to the outside,
상기 건물에 고정 설치되어 화재를 감지하는 복합 센서부;A complex sensor unit fixedly installed in the building to detect fire;
상기 건물에 고정 설치되어 열화상으로 화재를 감지하는 화상 감지부;An image detection unit that is fixedly installed in the building and detects fire using thermal images;
기상정보를 수집하는 기상정보 수집부; A weather information collection unit that collects weather information;
소정지역의 건물정보, 기상정보, 복합센서의 감지 정보, 열화상 정보를 저장하는 데이터베이스부;A database unit that stores building information, weather information, detection information from complex sensors, and thermal image information in a predetermined area;
상기 복합센서부, 화상 감지부 및 기상정보 수집부에서 수집된 정보를 분석하여 화재를 감지하고, 화재를 분석하며, 화재의 확산을 예측하여 외부의 긴급상황 시스템에 제공하는 서버를 포함한다.It includes a server that analyzes information collected from the complex sensor unit, image detection unit, and weather information collection unit to detect fire, analyze fire, predict the spread of fire, and provide the information to an external emergency situation system.
상기 서버는 단일서버 또는 복수개의 서버로 이루어질 수 있다. The server may consist of a single server or multiple servers.
상기 복합 센서부는,The complex sensor unit,
이산화탄소를 감지하는 이산화탄소 센서, 먼지를 감지하는 먼지 센서, 건물 내부의 불꽃을 감지하는 내부불꽃센서, 온도를 감지하는 온도 센서, 수소를 감지하는 수소 센서, 건물 외부의 불꽃을 감지하는 외부 불꽃센서, 아크를 포함한 전기를 감지하는 전기센서, 에틸렌을 감지하는 에틸렌 센서, 불화탄소를 감지하는 불화탄소 센서, 소리를 감지하는 소리 센서, 동체를 감지하는 동체감지 센서, 연기를 감지하는 연기 센서중 적어도 하나를 포함한다.A carbon dioxide sensor that detects carbon dioxide, a dust sensor that detects dust, an internal flame sensor that detects flames inside the building, a temperature sensor that detects temperature, a hydrogen sensor that detects hydrogen, an external flame sensor that detects flames outside the building, At least one of the following: an electrical sensor that detects electricity including arcs, an ethylene sensor that detects ethylene, a fluorocarbon sensor that detects fluorocarbons, a sound sensor that detects sound, a moving body detection sensor that detects moving bodies, and a smoke sensor that detects smoke. Includes.
상기 데이터베이스부는,The database part,
소정지역의 건물정보를 저장하는 건물정보 DB; Building information DB that stores building information in a given area;
기상정보를 저장하는 기상정보 DB;Weather information DB that stores weather information;
복합센서의 감지 정보를 저장하는 센서감지정보 DB; Sensor detection information DB that stores detection information of complex sensors;
열화상 정보를 저장하는 열화상 정보 DB;Thermal image information DB storing thermal image information;
화재 분석 결과 정보를 저장하는 분석결과 정보 DB;Analysis result information DB storing fire analysis result information;
화재 확산 예측 정보를 저장하는 예측 정보 DB를 포함한다.Includes a prediction information DB that stores fire spread prediction information.
상기 서버는,The server is,
상기 복합센서부, 화상 감지부 및 기상정보 수집부로부터 수집된 정보를 수신하는 정보 수신부;An information receiving unit that receives information collected from the complex sensor unit, image detection unit, and weather information collection unit;
상기 정보 수신부에서 수신된 정보를 분석하여 화재를 감지하고, 화재를 분석하는 화재 분석부;a fire analysis unit that analyzes the information received from the information receiver to detect a fire and analyze the fire;
화재의 확산을 예측하는 확산 예측부;A spread prediction unit that predicts the spread of fire;
상기 화재분석부에서 분석된 정보와 확산 예측부에서 예측된 예측 정보를 외부의 긴급상황 시스템에 제공하는 상황 제공부를 포함한다.It includes a situation providing unit that provides the information analyzed by the fire analysis unit and the prediction information predicted by the spread prediction unit to an external emergency situation system.
상기 화재 분석부는,The fire analysis department,
상기 에틸렌 또는 불화탄소가 감지된 경우, 화학물질에 의한 화재로 판단한다.If ethylene or fluorocarbon is detected, it is judged to be a fire caused by chemicals.
상기 화재 분석부는,The fire analysis department,
상기 에틸렌 또는 불화탄소가 감지되지 않은 경우, 화학물질 유출이 없는 화재로 판단한다.If the ethylene or fluorocarbons are not detected, it is judged to be a fire without chemical leakage.
상기 화재 분석부는,The fire analysis department,
상기 화상 감지부에서 화재가 감지되고, 상기 복합 센서부에서는 화재가 감지되지 않는 경우,When a fire is detected in the image detection unit and the fire is not detected in the composite sensor unit,
상기 복합 센서부의 고장으로 판단한다.It is determined that the composite sensor unit has failed.
상기 확산 예측부는, The diffusion prediction unit,
바람의 방향 및 우천의 양에 대응하여 화재의 확산 방향 및 확산 크기를 예측한다.Predict the direction and size of fire spread in response to the wind direction and amount of rain.
상기 확산 예측부는,The diffusion prediction unit,
화재가 감지된 이후, 지속적으로 확산 또는 진화되는 화재의 패턴 및 날씨정보와 화재 원인 정보를 누적 저장하고,After a fire is detected, the fire pattern, weather information, and fire cause information that continues to spread or be extinguished are accumulated and stored.
화재 발생시에 누적된 화재의 확산 패턴을 참조하여 화재의 확산을 예측하는데 사용한다.It is used to predict the spread of fire by referring to the spread pattern of accumulated fire when a fire occurs.
상기 서버의 상황 제공부는, 화재시 발생하는 화학물질의 성질에 따라 질식 위험, 연기 발생량, 독성물질 발생량, 사람존재여부, 유해 물질의 이동속도 및 경로, 사고 원인 및 위험도를 주변 사람의 단말기 또는 외부의 긴급상황 시스템에 제공한다.The situation provider of the server reports the risk of suffocation, amount of smoke generated, amount of toxic substances generated, presence of people, movement speed and route of harmful substances, cause of accident, and risk level depending on the nature of chemicals generated during a fire. Provided to emergency situation system.
상기 상황 제공부는, The situation provision department said,
상기 화재 현장에 사람이 존재하는 경우, 1차로 대피경로를 주변 단말기에 안내하고,If there are people at the fire scene, the primary evacuation route is provided to nearby terminals,
대피 시간에 해당하는 시간 경과후에도 상기 화재 현장에 사람이 존재하는 경우, 2차로 외부의 긴급상황 시스템에 구조요청 메시지를 송신한다.If there are people at the fire scene even after the evacuation time has elapsed, a rescue request message is transmitted to the external emergency system in a second way.
상기 상황 제공부는, The situation provision department said,
상기 화재 현장의 건물 내부에 사람이 존재하는 경우, 외부의 긴급상황 시스템에 구조요청 메시지를 송신한다.If there are people inside the building at the fire scene, a rescue request message is transmitted to the external emergency system.
상기 서버의 상황 제공부는, 이산화탄소와 연기가 증가하는 경우, 질식 위험을 경고한다.The situation provision unit of the server warns of the risk of suffocation when carbon dioxide and smoke increase.
상기 서버의 상황 제공부는, 에틸렌 또는 불화탄소를 감지하여 유독성에 대하여 위험을 경고한다.The status providing unit of the server detects ethylene or fluorocarbon and warns of toxicity.
본 발명의 실시예에서는, 연기 및 불꽃 영상과 복합센서를 통해 사고유형의 화학물질을 판독하고, 인공지능으로 건물지리정보 및 바람과 같은 날씨 정보를 이용하여 화재 확산을 예측하는, 인공지능 화재 확산 예측 시스템을 제공할 수 있다.In an embodiment of the present invention, artificial intelligence fire spread is used to read accident-type chemicals through smoke and flame images and complex sensors, and to predict fire spread using building geographic information and weather information such as wind using artificial intelligence. A prediction system can be provided.
또한, 본 발명의 실시예에서는, 시계열적 열화상 이미지 데이터와 연기 데이터를 이용하여 AI 학습 모델 선정에 이용하고, 복합 센서의 이상여부 및 문제점을 분석하는, 인공지능 화재 확산 예측 시스템을 제공할 수 있다. In addition, in an embodiment of the present invention, it is possible to provide an artificial intelligence fire spread prediction system that uses time-series thermal image data and smoke data to select an AI learning model and analyzes abnormalities and problems in complex sensors. there is.
또한, 본 발명의 실시예에서는, 날씨 및 화학물질 정보를 이용하여 AI 학습 모델 선정에 이용하고, 화재 확산을 예측하고, 화재 진화 및 대피에 이용하는, 인공지능 화재 확산 예측 시스템을 제공할 수 있다.In addition, in an embodiment of the present invention, an artificial intelligence fire spread prediction system can be provided that uses weather and chemical information to select an AI learning model, predicts fire spread, and uses it for fire extinguishment and evacuation.
도 1의 본 발명의 실시예에 따른 인공지능 화재 확산 예측 시스템의 구성도이다.
도 2는 도 1의 복합 센서부의 구성도이다.
도 3은 도 1의 화상 감지부의 구성도이다.
도 4 내지 도 7은 본 발명의 실시예에 따른 인공지능 화재 확산 예측 시스템에서 제공되는 서비스 화면의 예이다.Figure 1 is a configuration diagram of an artificial intelligence fire spread prediction system according to an embodiment of the present invention.
FIG. 2 is a configuration diagram of the composite sensor unit of FIG. 1.
FIG. 3 is a configuration diagram of the image detection unit of FIG. 1.
4 to 7 are examples of service screens provided by the artificial intelligence fire spread prediction system according to an embodiment of the present invention.
아래에서는 첨부한 도면을 참고로 하여 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 상세히 설명한다. 그러나 본 발명은 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며 여기에서 설명하는 예에 한정되지 않는다. 그리고 도면에서 본 발명을 명확하게 설명하기 위해서 설명과 관계없는 부분은 생략하였으며, 명세서 전체를 통하여 유사한 부분에 대해서는 유사한 도면 부호를 붙였다. Below, with reference to the attached drawings, the present invention will be described in detail so that those skilled in the art can easily implement it. However, the present invention may be implemented in many different forms and is not limited to the examples described herein. In order to clearly explain the present invention in the drawings, parts that are not related to the description are omitted, and similar parts are given similar reference numerals throughout the specification.
명세서 전체에서, 어떤 부분이 어떤 구성요소를 "포함"한다고 할 때, 이는 특별히 반대되는 기재가 없는 한 다른 구성요소를 제외하는 것이 아니라 다른 구성요소를 더 포함할 수 있는 것을 의미한다. Throughout the specification, when a part is said to “include” a certain element, this means that it may further include other elements rather than excluding other elements, unless specifically stated to the contrary.
도 1의 본 발명의 실시예에 따른 인공지능 화재 확산 예측 시스템의 구성도이다.Figure 1 is a configuration diagram of an artificial intelligence fire spread prediction system according to an embodiment of the present invention.
도 2는 도 1의 복합 센서부의 구성도이다.FIG. 2 is a configuration diagram of the composite sensor unit of FIG. 1.
도 3은 도 1의 화상 감지부의 구성도이다.FIG. 3 is a configuration diagram of the image detection unit of FIG. 1.
도 4 내지 도 7은 본 발명의 실시예에 따른 인공지능 화재 확산 예측 시스템에서 제공되는 서비스 화면의 예이다.4 to 7 are examples of service screens provided by the artificial intelligence fire spread prediction system according to an embodiment of the present invention.
도 1을 참조하면, 본 발명의 실시예에 따른 인공지능 화재 확산 예측 시스템은,Referring to Figure 1, the artificial intelligence fire spread prediction system according to an embodiment of the present invention is,
소정 건물의 화재시에 화재의 확산을 예측하여 외부의 긴급상황시스템(200)에 제공하는, 인공지능 화재 확산 예측 시스템(100)으로서,An artificial intelligence fire spread prediction system (100) that predicts the spread of fire in the event of a fire in a predetermined building and provides it to the external emergency situation system (200),
상기 건물에 고정 설치되어 화재를 감지하는 복합 센서부(140);A
상기 건물에 고정 설치되어 열화상으로 화재를 감지하는 화상 감지부(130);An
기상정보를 수집하는 기상정보 수집부(150); A weather
소정지역의 건물정보, 기상정보, 복합센서의 감지 정보, 열화상 정보를 저장하는 데이터베이스부(120);A
상기 복합센서부(140), 화상 감지부(130) 및 기상정보 수집부(150)에서 수집된 정보를 분석하여 화재를 감지하고, 화재를 분석하며, 화재의 확산을 예측하여 외부의 긴급상황시스템(200)에 제공하는 서버(110)를 포함한다.Detects fire by analyzing information collected from the
상기 서버(110)는 단일서버 또는 복수개의 서버로 이루어질 수 있다. The
도 2를 참조하면, 상기 복합 센서부(140)는,Referring to Figure 2, the
이산화탄소를 감지하는 이산화탄소 센서(141), 먼지를 감지하는 먼지 센서(142), 건물 내부의 불꽃을 감지하는 내부불꽃센서(143), 온도를 감지하는 온도 센서(144), 수소를 감지하는 수소 센서(145), 건물 외부의 불꽃을 감지하는 외부 불꽃센서(146), 아크를 포함한 전기를 감지하는 전기센서(147), 에틸렌을 감지하는 에틸렌 센서(148), 불화탄소를 감지하는 불화탄소 센서(149), 소리를 감지하는 소리 센서(150), 동체를 감지하는 동체감지 센서(151), 연기를 감지하는 연기 센서(152)중 적어도 하나를 포함한다.A carbon dioxide sensor (141) that detects carbon dioxide, a dust sensor (142) that detects dust, an internal flame sensor (143) that detects flames inside the building, a temperature sensor (144) that detects temperature, and a hydrogen sensor that detects hydrogen. (145), an external flame sensor (146) that detects flames outside the building, an electrical sensor (147) that detects electricity including arcs, an ethylene sensor (148) that detects ethylene, a fluorocarbon sensor (148) that detects fluorocarbons ( 149), it includes at least one of a
도 3을 참조하면, 상기 화상 감지부(130)는 일반 화상을 촬영하는 일반카메라(131) 및 열화상을 촬영하는 열화상 카메라(132)를 포함한다.Referring to FIG. 3, the
상기 데이터베이스부(120)는,The
소정지역의 건물정보를 저장하는 건물정보 DB(121); Building
기상정보를 저장하는 기상정보 DB(122);
복합센서의 감지 정보를 저장하는 센서감지정보 DB(123); Sensor detection information DB 123, which stores detection information of complex sensors;
열화상 정보를 저장하는 열화상 정보 DB(124);Thermal
화재 분석 결과 정보를 저장하는 분석결과 정보 DB(125);Analysis result
화재 확산 예측 정보를 저장하는 예측 정보 DB(126)를 포함한다.It includes a
상기 서버(110)는,The
상기 복합센서부(140), 화상 감지부(130) 및 기상정보 수집부(150)로부터 수집된 정보를 수신하는 정보 수신부(111);An
상기 정보 수신부(111)에서 수신된 정보를 분석하여 화재를 감지하고, 화재를 분석하는 화재 분석부(112);a
화재의 확산을 예측하는 확산 예측부(113);A
상기 화재분석부에서 분석된 정보와 확산 예측부(113)에서 예측된 예측 정보를 외부의 긴급상황시스템(200)에 제공하는 상황 제공부(114)를 포함한다.It includes a
상기 화재 분석부(112)는,The
상기 에틸렌 또는 불화탄소가 감지된 경우, 화학물질에 의한 화재로 판단한다.If ethylene or fluorocarbon is detected, it is judged to be a fire caused by chemicals.
상기 화재 분석부(112)는,The
상기 에틸렌 또는 불화탄소가 감지되지 않은 경우, 화학물질 유출이 없는 화재로 판단한다.If the ethylene or fluorocarbons are not detected, it is judged to be a fire without chemical leakage.
상기 화재 분석부(112)는,The
상기 화상 감지부(130)에서 화재가 감지되고, 상기 복합 센서부(140)에서는 화재가 감지되지 않는 경우,When a fire is detected in the
상기 복합 센서부(140)의 고장으로 판단한다.It is determined that the
상기 확산 예측부(113)는, The
바람의 방향 및 우천의 양에 대응하여 화재의 확산 방향 및 확산 크기를 예측한다.Predict the direction and size of fire spread in response to the wind direction and amount of rain.
상기 확산 예측부(113)는,The
화재가 감지된 이후, 지속적으로 확산 또는 진화되는 화재의 패턴 및 날씨정보와 화재 원인 정보를 누적 저장하고,After a fire is detected, the fire pattern, weather information, and fire cause information that continues to spread or be extinguished are accumulated and stored.
화재 발생시에 누적된 화재의 확산 패턴을 참조하여 화재의 확산을 예측하는데 사용한다.It is used to predict the spread of fire by referring to the spread pattern of accumulated fire when a fire occurs.
상기 서버(110)의 상황 제공부(114)는, 화재시 발생하는 화학물질의 성질에 따라 질식 위험, 연기 발생량, 독성물질 발생량, 사람존재여부, 유해 물질의 이동속도 및 경로, 사고 원인 및 위험도를 주변 사람의 단말기 또는 외부의 긴급상황시스템(200)에 제공한다.The
상기 상황 제공부(114)는, The
상기 화재 현장에 사람이 존재하는 경우, 1차로 대피경로를 주변 단말기에 안내하고,If there are people at the fire scene, the primary evacuation route is provided to nearby terminals,
대피 시간에 해당하는 시간 경과후에도 상기 화재 현장에 사람이 존재하는 경우, 2차로 외부의 긴급상황시스템(200)에 구조요청 메시지를 송신한다.If there are people at the fire scene even after the elapse of the time corresponding to the evacuation time, a rescue request message is transmitted to the external emergency situation system 200 in a second way.
상기 상황 제공부(114)는, The
상기 화재 현장의 건물 내부에 사람이 존재하는 경우, 외부의 긴급상황시스템(200)에 구조요청 메시지를 송신한다.If there are people inside the building at the fire scene, a rescue request message is transmitted to the external emergency situation system 200.
상기 서버(110)의 상황 제공부(114)는, 이산화탄소와 연기가 증가하는 경우, 질식 위험을 경고한다.The
상기 서버(110)의 상황 제공부(114)는, 에틸렌 또는 불화탄소를 감지하여 유독성에 대하여 위험을 경고한다.The
이러한 구성을 가진 본 발명의 실시예에 따른 인공지능 화재 확산 예측 시스템의 동작을 설명하면 다음과 같다.The operation of the artificial intelligence fire spread prediction system according to an embodiment of the present invention with this configuration is described as follows.
먼저, 복합 센서부(140)에서는 소정 건물의 내부 또는 외부의 다양한 화재 관련 정보를 감지하여 서버(110)로 송신한다. 구체적으로 상기 복합 센서부(140)는, 이산화탄소를 감지하는 이산화탄소 센서(141), 먼지를 감지하는 먼지 센서(142), 건물 내부의 불꽃을 감지하는 내부불꽃센서(143), 온도를 감지하는 온도 센서(144), 수소를 감지하는 수소 센서(145), 건물 외부의 불꽃을 감지하는 외부 불꽃센서(146), 아크를 포함한 전기를 감지하는 전기센서(147), 에틸렌을 감지하는 에틸렌 센서(148), 불화탄소를 감지하는 불화탄소 센서(149), 소리를 감지하는 소리 센서(150), 동체를 감지하는 동체감지 센서(151), 연기를 감지하는 연기 센서(152)가 상태를 감지하여 출력한다.First, the
또한, 기상정보 수집부(150)는 기상정보를 수집하여 서버(110)로 전달한다.Additionally, the weather
그리고, 화상 감지부(130)는 일반 화상 및 열화상을 촬영하여 서버(110)로 전달한다.Then, the
도 4를 참조하면, 실제 CFD(simpleFOAM)와 DeepCFD 예측 간의 비교, 속도 구성요소와 압력장, 그리고 정사각형 기반 형상 1 주변의 흐름 절대 오차를 보여준다. 해당 도 4는 CFD(전산유체역학)에 대한 실제와 예측 비교 그림이다. Referring to Figure 4, it shows a comparison between actual CFD (simpleFOAM) and DeepCFD predictions, velocity components and pressure fields, and flow absolute errors around square-based geometry 1. Figure 4 is a comparison between actual and predicted for CFD (Computational Fluid Dynamics).
그러면 서버(110)의 정보 수신부(111)는, 상기 복합센서부(140), 화상 감지부(130) 및 기상정보 수집부(160)로부터 수집된 정보를 수신하여 데이터베이스부(120)의 센서감지정보 DB(123), 열화상 정보 DB(124) 및 기상정보 DB(122)에 각각 저장한다.Then, the
그리고 화재 분석부(112)는 상기 정보 수신부(111)에서 수신된 정보를 실시간으로 분석하거나 또는 상기 데이터베이스부(120)의 센서감지정보 DB(123), 열화상 정보 DB(124), 기상정보 DB(122) 및 건물정보 DB(121)에 저장된 수집정보를 가져와 분석하여 화재가 발생했는지를 판단한다.And the
구체적으로 상기 화재 분석부(112)는, 상기 에틸렌 또는 불화탄소가 감지된 경우, 화학물질에 의한 화재로 판단한다. 특히, 복합 센서부(140)에는 건물정보를 대응하여 화학물질 생산 또는 보관 공장인 경우 해당 화학물질 또는 화학물질의 화재시 발생하는 물질을 감지할 수 있는 센서가 추가로 설치될 수 있다.Specifically, the
또한, 화재 분석부(112)는 해당 센서에서 화학물질의 연소시 발생하는 물질이 감지되면, 해당 화학물질에 의한 화재로 판단할 수 있다.In addition, the
또한, 예를 들어 목재 공장의 화재시에는 상기 화재 분석부(112)는, 상기 에틸렌 또는 불화탄소가 감지되지 않은 경우, 화학물질 유출이 없는 일반 화재로 판단한다.In addition, for example, in the case of a fire in a wood factory, if ethylene or fluorocarbon is not detected, the
특히, 상기 서버(110)의 화재 분석부(112)는, 화재시 발생하는 화학물질의 성질에 따라 질식 위험, 연기 발생량, 독성물질 발생량, 사람존재여부, 유해 물질의 이동속도 및 경로, 사고 원인 및 위험도를 분석하여 데이터베이스부(120)의 분석결과 정보 DB(125)에 저장한다. 여기서, 위험도는 연기 및 독성물질 발생량이 기준치 이상 발생하는 경우 100%로 정하고, 기준치에 10% 모자라는 경우 위험도를 90%로 하고, 이러한 표현 방법은 다양하게 변형이 가능하다.In particular, the
또한, 화재 분석부(112)는 화재가 발생하기 전의 시계열적인 복합 센서 출력의 변화 패턴을 데이터베이스에 누적 저장해두고, 추후에 누적 저장된 화재 발생 패턴과 현재의 패턴을 비교하여 80% 이상 일치할 경우 화재의 발생을 예측할 수도 있다.In addition, the
또한, 필요에 따라서 화재 분석부(112)는 시계열적인 데이터처리에 특화된 LSTM & Autoencoder 모델을 사용할 수도 있고, 그래프 기반의 인공지능 모델인 GCN을 이용하여 화재 상황을 예측할 수도 있다. Additionally, if necessary, the
또한, 상기 화재 분석부(112)는, 화상에 의한 시계열적인 변화에 의해 화학물질의 종류를 판별한다.Additionally, the
예를 들어 화학물질 종류별로 불꽃의 형태가 다르며, 화학물질이 아닌 목재의 경우에도 불꽃의 형태가 다르다.For example, the shape of the flame is different for each type of chemical, and the shape of the flame is also different for wood, which is not a chemical substance.
따라서, 화재 분석부(112)는 미리 데이터베이스부(120)에 저장되어 있는 불꽃의 형태 또는 시계열적인 변화 패턴과 열화상으로 수신된 불꽃의 형태 또는 시계열적인 변화를 비교하여 화학물질에 의한 화재여부 및 화학물질 종류를 판별할 수 있다.Therefore, the
필요에 따라 화재 분석부(112)는 YOLACT 또는 MTCNN 등의 알고리즘을 이용하여 화재의 발생을 예측할 수 있다.If necessary, the
또한, 화재 분석부(112)는 화재가 발생하기 전의 시계열적인 화상의 변화 패턴을 데이터베이스에 누적 저장해두고, 추후에 누적 저장된 화재 발생 패턴과 현재의 패턴을 비교하여 80% 이상 일치할 경우 화재의 발생을 예측할 수도 있다.In addition, the
한편, 상기 화재 분석부(112)는, 상기 화상 감지부(130)에서 화재가 감지되고, 상기 복합 센서부(140)에서는 화재가 감지되지 않는 경우, 상기 복합 센서부(140)의 고장으로 판단한다.Meanwhile, when a fire is detected in the
이후, 화재 분석부(112)는 화재 분석 결과 정보를 분석결과 정보 DB(125)에 저장한다.Thereafter, the
그리고 나서, 확산 예측부(113)는 화재의 확산을 예측하되, 기상정보를 참조한다. 구체적으로 상기 확산 예측부(113)는, 바람의 방향 및 우천의 양에 대응하여 화재의 확산 방향 및 확산 크기를 예측한다.Then, the
또한, 확산 예측부(113)는 화재의 확산을 예측하되, 건물정보에 포함된 화재 원인이 된 화학약품의 종류 및 양, 그리고 건물의 재질 등의 정보를 참조한다. In addition, the
구체적으로 상기 확산 예측부(113)는, 인화성이 강한 화학약품의 경우와 인화성이 강한 건물의 재질은 확산 속도도 빠르고, 확산의 크기가 커지는 것으로 예측하고, 인화성이 적은 약품과 건물재질이 방염처리가 된 재질의 경우 확산속도도 느리고 확산크기도 축소되는 것으로 예측한다.Specifically, the
또한, 상기 확산 예측부(113)는, 바람이 기준값 이상 빠르게 부는 경우, 확산 속도도 빠르고, 확산의 크기가 커지는 것으로 예측하고, 비의 양이 시간당 5mm 이상인 경우, 확산속도도 느리고 확산크기도 축소되는 것으로 예측하되, 예를 들어 평균 확산 속도 대비하여 30%를 감하여 예측할 수 있다.In addition, the
또한, 상기 확산 예측부(113)는, 화재가 감지된 이후, 지속적으로 확산 또는 진화되는 화재의 패턴 및 날씨정보와 화재 원인 정보를 누적 저장하고,In addition, the
화재 발생시에 누적된 화재의 확산 패턴을 참조하여 화재의 확산을 예측하는데 사용한다.It is used to predict the spread of fire by referring to the spread pattern of accumulated fire when a fire occurs.
도 5를 참조하면, 물성정보와/기상정보를 확인하거나 관리자가 입력할 수 있는 화면을 제공한다. 이러한 화면의 형태는 다양하게 변형이 가능하다.Referring to Figure 5, a screen is provided where the manager can check or input physical property information and/or weather information. The shape of this screen can be modified in various ways.
도 6 또는 도 7을 참조하면, 확산 예측부(113)가 예측한 화재의 확산 방향 및 크기를 표현한 것으로서, 이러한 표현 방법은 다양하게 변형이 가능하다.Referring to Figure 6 or Figure 7, the direction and size of fire spread predicted by the
또한, 확산 예측부(113)는 화재 확산 예측 정보를 예측 정보 DB(126)에 저장해 둔다.Additionally, the
다음, 상황 제공부(114)는 상기 화재분석부(112)에서 분석된 정보와 확산 예측부(113)에서 예측된 예측 정보를 외부의 소방서서나 경찰서 등의 관공서의 긴급상황시스템(200)에 제공한다. 필요에 따라 수집정보도 함께 제공할 수 있다. 필요에 따라서는 대피자 단말기(300)에 요약 대피 정보를 제공할 수도 있다. 또한, 상황 제공부(114)는 대피자 단말기(300)에 연기나 독성물질이 적은 경로로 대피 경로 정보를 제공할 수도 있다. Next, the
특히, 상기 서버(110)의 상황 제공부(114)는, 화재시 발생하는 화학물질의 성질에 따라 질식 위험, 연기 발생량, 독성물질 발생량, 사람존재여부, 유해 물질의 이동속도 및 경로, 사고 원인 및 위험도를 주변 사람의 단말기 또는 외부의 긴급상황시스템(200)에 제공한다.In particular, the
또한, 상기 상황 제공부(114)는, In addition, the
상기 화재 현장에 사람이 존재하는 경우, 1차로 대피경로를 주변 단말기에 안내하고,If there are people at the fire scene, the primary evacuation route is provided to nearby terminals,
대피 시간에 해당하는 시간 경과후에도 상기 화재 현장에 사람이 존재하는 경우, 2차로 외부의 긴급상황시스템(200)에 구조요청 메시지를 송신한다.If there are people at the fire scene even after the elapse of the time corresponding to the evacuation time, a rescue request message is transmitted to the external emergency situation system 200 in a second way.
또한, 상기 상황 제공부(114)는, In addition, the
상기 화재 현장의 건물 내부에 사람이 존재하는 경우, 외부의 긴급상황시스템(200)에 구조요청 메시지를 송신한다.If there are people inside the building at the fire scene, a rescue request message is transmitted to the external emergency situation system 200.
상기 서버(110)의 상황 제공부(114)는, 이산화탄소와 연기가 증가하는 경우, 질식 위험을 경고한다.The
그리고, 상기 서버(110)의 상황 제공부(114)는, 에틸렌 또는 불화탄소를 감지하여 유독성에 대하여 위험을 경고한다.In addition, the
이상의 본 발명의 실시예에서는, 연기 및 불꽃 영상과 복합센서를 통해 사고유형의 화학물질을 판독하고, 인공지능으로 건물지리정보 및 바람과 같은 날씨 정보를 이용하여 화재 확산을 예측할 수 있다.In the above embodiment of the present invention, accident-type chemicals can be read through smoke and flame images and complex sensors, and fire spread can be predicted using building geographic information and weather information such as wind using artificial intelligence.
또한, 본 발명의 실시예에서는, 시계열적 열화상 이미지 데이터와 연기 데이터를 이용하여 AI 학습 모델 선정에 이용하고, 복합 센서의 이상여부 및 문제점을 분석할 수 있다. Additionally, in an embodiment of the present invention, time-series thermal image data and smoke data can be used to select an AI learning model and analyze abnormalities and problems in the complex sensor.
또한, 본 발명의 실시예에서는, 날씨 및 화학물질 정보를 이용하여 AI 학습 모델 선정에 이용하고, 화재 확산을 예측하고, 화재 진화 및 대피에 이용할 수 있다.Additionally, in an embodiment of the present invention, weather and chemical information can be used to select an AI learning model, predict fire spread, and use it for fire extinguishment and evacuation.
이상에서 설명한 본 발명의 실시예는 장치 및 방법을 통해서만 구현이 되는 것은 아니며, 본 발명의 실시예의 구성에 대응하는 기능을 실현하는 프로그램 또는 그 프로그램이 기록된 기록 매체를 통해 구현될 수도 있으며, 이러한 구현은 앞서 설명한 실시예의 기재로부터 본 발명이 속하는 기술 분야의 전문가라면 쉽게 구현할 수 있는 것이다. The embodiments of the present invention described above are not only implemented through devices and methods, but may also be implemented through a program that realizes the function corresponding to the configuration of the embodiment of the present invention or a recording medium on which the program is recorded. The implementation can be easily implemented by any expert in the technical field to which the present invention belongs based on the description of the embodiments described above.
이상에서 본 발명의 실시예에 대하여 상세하게 설명하였지만 본 발명의 권리범위는 이에 한정되는 것은 아니고 다음의 청구범위에서 정의하고 있는 본 발명의 기본 개념을 이용한 당업자의 여러 변형 및 개량 형태 또한 본 발명의 권리범위에 속하는 것이다.Although the embodiments of the present invention have been described in detail above, the scope of the present invention is not limited thereto, and various modifications and improvements made by those skilled in the art using the basic concept of the present invention defined in the following claims are also possible. It falls within the scope of rights.
Claims (14)
상기 건물에 고정 설치되어 화재를 감지하는 복합 센서부;
상기 건물에 고정 설치되어 열화상으로 화재를 감지하는 화상 감지부;
기상정보를 수집하는 기상정보 수집부;
소정지역의 건물정보, 기상정보, 복합센서의 감지 정보, 열화상 정보를 저장하는 데이터베이스부;
상기 복합센서부, 화상 감지부 및 기상정보 수집부에서 수집된 정보를 분석하여 화재를 감지하고, 화재를 분석하며, 화재의 확산을 예측하여 외부의 긴급상황 시스템에 제공하는 서버를 포함하는 인공지능 화재 확산 예측 시스템.
An artificial intelligence fire spread prediction system that predicts the spread of fire in the event of a fire in a certain building and provides it to the outside,
A complex sensor unit fixedly installed in the building to detect fire;
An image detection unit that is fixedly installed in the building and detects fire using thermal images;
A weather information collection unit that collects weather information;
A database unit that stores building information, weather information, detection information from complex sensors, and thermal image information in a predetermined area;
Artificial intelligence that includes a server that analyzes information collected from the complex sensor unit, image detection unit, and weather information collection unit to detect fire, analyze fire, predict the spread of fire, and provide it to an external emergency situation system. Fire spread prediction system.
상기 복합 센서부는,
이산화탄소를 감지하는 이산화탄소 센서, 먼지를 감지하는 먼지 센서, 건물 내부의 불꽃을 감지하는 내부불꽃센서, 온도를 감지하는 온도 센서, 수소를 감지하는 수소 센서, 건물 외부의 불꽃을 감지하는 외부 불꽃센서, 아크를 포함한 전기를 감지하는 전기센서, 에틸렌을 감지하는 에틸렌 센서, 불화탄소를 감지하는 불화탄소 센서, 소리를 감지하는 소리 센서, 동체를 감지하는 동체감지 센서, 연기를 감지하는 연기 센서중 적어도 하나를 포함하는 인공지능 화재 확산 예측 시스템.
According to paragraph 1,
The complex sensor unit,
A carbon dioxide sensor that detects carbon dioxide, a dust sensor that detects dust, an internal flame sensor that detects flames inside the building, a temperature sensor that detects temperature, a hydrogen sensor that detects hydrogen, an external flame sensor that detects flames outside the building, At least one of the following: an electrical sensor that detects electricity including arcs, an ethylene sensor that detects ethylene, a fluorocarbon sensor that detects fluorocarbons, a sound sensor that detects sound, a moving body detection sensor that detects moving bodies, and a smoke sensor that detects smoke. An artificial intelligence fire spread prediction system including.
상기 데이터베이스부는,
소정지역의 건물정보를 저장하는 건물정보 DB;
기상정보를 저장하는 기상정보 DB;
복합센서의 감지 정보를 저장하는 센서감지정보 DB;
열화상 정보를 저장하는 열화상 정보 DB;
화재 분석 결과 정보를 저장하는 분석결과 정보 DB;
화재 확산 예측 정보를 저장하는 예측 정보 DB를 포함하는 인공지능 화재 확산 예측 시스템.
According to paragraph 2,
The database part,
Building information DB that stores building information in a given area;
Weather information DB that stores weather information;
Sensor detection information DB that stores detection information of complex sensors;
Thermal image information DB storing thermal image information;
Analysis result information DB storing fire analysis result information;
An artificial intelligence fire spread prediction system that includes a prediction information DB that stores fire spread prediction information.
상기 서버는,
상기 복합센서부, 화상 감지부 및 기상정보 수집부로부터 수집된 정보를 수신하는 정보 수신부;
상기 정보 수신부에서 수신된 정보를 분석하여 화재를 감지하고, 화재를 분석하는 화재 분석부;
화재의 확산을 예측하는 확산 예측부;
상기 화재분석부에서 분석된 정보와 확산 예측부에서 예측된 예측 정보를 외부의 긴급상황 시스템에 제공하는 상황 제공부를 포함하는 인공지능 화재 확산 예측 시스템.
According to paragraph 3,
The server is,
An information receiving unit that receives information collected from the complex sensor unit, image detection unit, and weather information collection unit;
a fire analysis unit that analyzes the information received from the information receiver to detect a fire and analyze the fire;
A spread prediction unit that predicts the spread of fire;
An artificial intelligence fire spread prediction system including a situation providing unit that provides the information analyzed by the fire analysis unit and the prediction information predicted by the spread prediction unit to an external emergency situation system.
상기 화재 분석부는,
상기 에틸렌 또는 불화탄소가 감지된 경우, 화학물질에 의한 화재로 판단하는 인공지능 화재 확산 예측 시스템.
According to paragraph 4,
The fire analysis department,
An artificial intelligence fire spread prediction system that determines a fire caused by chemicals when ethylene or fluorocarbon is detected.
상기 화재 분석부는,
상기 에틸렌 또는 불화탄소가 감지되지 않은 경우, 화학물질 유출이 없는 화재로 판단하는 인공지능 화재 확산 예측 시스템.
According to clause 5,
The fire analysis department,
If the ethylene or fluorocarbon is not detected, an artificial intelligence fire spread prediction system that determines the fire to be without chemical leakage.
상기 화재 분석부는,
상기 화상 감지부에서 화재가 감지되고, 상기 복합 센서부에서는 화재가 감지되지 않는 경우,
상기 복합 센서부의 고장으로 판단하는 인공지능 화재 확산 예측 시스템.
According to clause 6,
The fire analysis department,
When a fire is detected in the image detection unit and the fire is not detected in the composite sensor unit,
An artificial intelligence fire spread prediction system that determines the failure of the complex sensor unit.
상기 확산 예측부는,
바람의 방향 및 우천의 양에 대응하여 화재의 확산 방향 및 확산 크기를 예측하는 인공지능 화재 확산 예측 시스템.
In clause 7,
The diffusion prediction unit,
An artificial intelligence fire spread prediction system that predicts the direction and size of fire spread in response to the wind direction and amount of rain.
상기 확산 예측부는,
화재가 감지된 이후, 지속적으로 확산 또는 진화되는 화재의 패턴 및 날씨정보와 화재 원인 정보를 누적 저장하고,
화재 발생시에 누적된 화재의 확산 패턴을 참조하여 화재의 확산을 예측하는데 사용하는 인공지능 화재 확산 예측 시스템.
According to clause 8,
The diffusion prediction unit,
After a fire is detected, the fire pattern, weather information, and fire cause information that continues to spread or be extinguished are accumulated and stored.
An artificial intelligence fire spread prediction system used to predict the spread of fire by referring to the spread pattern of accumulated fire when a fire occurs.
상기 서버의 상황 제공부는, 화재시 발생하는 화학물질의 성질에 따라 질식 위험, 연기 발생량, 독성물질 발생량, 사람존재여부, 유해 물질의 이동속도 및 경로, 사고 원인 및 위험도를 주변 사람의 단말기 또는 외부의 긴급상황 시스템에 제공하는 인공지능 화재 확산 예측 시스템.
According to clause 9,
The situation provider of the server reports the risk of suffocation, amount of smoke, amount of toxic substances, presence of people, movement speed and route of harmful substances, cause of accident, and risk level depending on the nature of chemicals generated during a fire. An artificial intelligence fire spread prediction system provided to emergency situation systems.
상기 상황 제공부는,
상기 화재 현장에 사람이 존재하는 경우, 1차로 대피경로를 주변 단말기에 안내하고,
대피 시간에 해당하는 시간 경과후에도 상기 화재 현장에 사람이 존재하는 경우, 2차로 외부의 긴급상황 시스템에 구조요청 메시지를 송신하는 인공지능 화재 확산 예측 시스템.
According to clause 10,
The situation provision department said,
If there are people at the fire scene, the primary evacuation route is provided to nearby terminals,
An artificial intelligence fire spread prediction system that sends a rescue request message to a secondary external emergency system if there are people at the fire scene even after the evacuation time has elapsed.
상기 상황 제공부는,
상기 화재 현장의 건물 내부에 사람이 존재하는 경우, 외부의 긴급상황 시스템에 구조요청 메시지를 송신하는 인공지능 화재 확산 예측 시스템.
According to clause 11,
The situation provision department said,
An artificial intelligence fire spread prediction system that transmits a rescue request message to an external emergency system when there are people inside the building at the fire site.
상기 서버의 상황 제공부는, 이산화탄소와 연기가 증가하는 경우, 질식 위험을 경고하는 인공지능 화재 확산 예측 시스템.
According to clause 12,
The situation provision unit of the server is an artificial intelligence fire spread prediction system that warns of the risk of suffocation when carbon dioxide and smoke increase.
상기 서버의 상황 제공부는, 에틸렌 또는 불화탄소를 감지하여 유독성에 대하여 위험을 경고하는 인공지능 화재 확산 예측 시스템.
According to clause 13,
The situation provision unit of the server is an artificial intelligence fire spread prediction system that detects ethylene or fluorocarbon and warns of toxicity.
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---|---|---|---|
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