KR20240049860A - Multi disaster prevention system of railway facility based on digital twin, and method for the same - Google Patents

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KR20240049860A
KR20240049860A KR1020220128558A KR20220128558A KR20240049860A KR 20240049860 A KR20240049860 A KR 20240049860A KR 1020220128558 A KR1020220128558 A KR 1020220128558A KR 20220128558 A KR20220128558 A KR 20220128558A KR 20240049860 A KR20240049860 A KR 20240049860A
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positioning
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KR1020220128558A
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유민택
박정준
이일화
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한국철도기술연구원
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Abstract

철도, 터널, 지하역사 등의 철도시설물 내부에 대해 디지털트윈을 구축하고, 철도시설물 내부 이상을 관리자가 용이하게 감지하면서, 보행자 및 통행자 등의 클라이언트 단말을 통해 실내외의 측위정보를 정확하게 파악하고, 재난발생시 최적의 대피로를 가상으로 시뮬레이션하여, 실제 재난 발생시 최적 대피로로 유도할 수 있으며, 또한, 디지털트윈 기반 철도시설물의 복합재난 방지 시스템 구축을 위해서, 하나의 플랫폼을 통해 디지털트윈 기반 철도시설물에 실내외 측위기술을 융합 적용함으로써, 철도시설물의 재난방지 및 유지관리를 용이하게 수행할 수 있고, 또한, 실내외 수직 측위시, 클라이언트 단말인 스마트폰에 내장된 기압계를 통해 고도 변화를 측정하여 측위하되, 실시간 기압 변화를 보정함으로써, 수직 측위를 정확하게 수행할 수 있는, 디지털트윈 기반 철도시설물의 복합재난 방지 시스템 및 그 방법이 제공된다.Establish a digital twin for the interior of railway facilities such as railways, tunnels, and underground stations, and allow managers to easily detect abnormalities inside railway facilities, accurately identify indoor and outdoor positioning information through client terminals such as pedestrians and passers-by, By virtually simulating the optimal evacuation route in the event of a disaster, the optimal evacuation route can be guided in the event of an actual disaster. In addition, in order to build a complex disaster prevention system for digital twin-based railway facilities, digital twin-based railway facilities can be installed through a single platform. By applying indoor and outdoor positioning technologies together, disaster prevention and maintenance of railway facilities can be easily performed. In addition, during indoor and outdoor vertical positioning, altitude changes are measured and measured using a barometer built into the client terminal, a smartphone. , A complex disaster prevention system and method for digital twin-based railway facilities that can accurately perform vertical positioning by correcting real-time changes in air pressure are provided.

Description

디지털트윈 기반 철도시설물의 복합재난 방지 시스템 및 그 방법 {MULTI DISASTER PREVENTION SYSTEM OF RAILWAY FACILITY BASED ON DIGITAL TWIN, AND METHOD FOR THE SAME}Complex disaster prevention system and method for digital twin-based railway facilities {MULTI DISASTER PREVENTION SYSTEM OF RAILWAY FACILITY BASED ON DIGITAL TWIN, AND METHOD FOR THE SAME}

본 발명은 디지털트윈 기반 철도시설물의 복합재난 방지에 관한 것으로, 보다 구체적으로, 철도, 터널, 지하역사 등의 철도시설물(또는 철도 SOC) 내부에 대해 디지털트윈을 구축하고, 재난상황 발생에 대비하여 가상공간을 통한 재난상황 시뮬레이션 및 재난상황시 대피를 유도하는 시뮬레이션을 통해서 철도시설물 내의 재난 발생에 대비할 수 있는, 디지털트윈 기반 철도시설물의 복합재난 방지 시스템 및 그 방법에 관한 것이다.The present invention relates to complex disaster prevention of digital twin-based railway facilities. More specifically, building a digital twin inside railway facilities (or railway SOC) such as railways, tunnels, and underground stations, and preparing for the occurrence of disaster situations. It relates to a complex disaster prevention system and method for digital twin-based railroad facilities that can prepare for disasters within railroad facilities through simulation of disaster situations through virtual space and simulation that induces evacuation in disaster situations.

일반적으로, 디지털트윈(Digital Twin)은 모든 것이 디지털화되는 4차 산업혁명 시대를 대표하는 개념으로서, 실제 시스템에 대해 사이버상에 존재하는 모델을 의미하며, 예를 들면, 제조, 전력, 항공, 스마트 시티 등 다양한 분야에서 활용되고 있다. In general, Digital Twin is a concept representing the era of the 4th Industrial Revolution where everything is digitized, and refers to a model that exists in cyberspace for a real system, for example, manufacturing, power, aviation, and smart systems. It is used in various fields such as cities.

이러한 디지털트윈은 물리적 자산(예를 들면, 대상 시스템)과 동일성 및 일관성을 유지하며 동적 성질을 묘사하는 가상의 모델(예를 들면, 이산 사건 모델, 물리 기반 모델, 통계적 모델, 기계학습 모델 등)이며, These digital twins are virtual models (e.g., discrete event models, physics-based models, statistical models, machine learning models, etc.) that maintain identity and consistency with physical assets (e.g., target systems) and depict dynamic properties. and

예를 들면, 대상 시스템의 실시간 운영 데이터, 동일 집단의 종합 데이터, 운영 이력, 유지보수 이력, 고장 형태 영향 분석(FMEA), 유한 요소 해석(FEA) 모델, 캐드(CAD) 모델 등의 입력에 따라 시뮬레이션을 수행하여 실재 대상 시스템의 동작을 감시, 고장 진단 또는 예측하거나, 운영조건(파라미터)을 최적화하기 위해 활용될 수 있다.For example, based on inputs such as real-time operation data of the target system, comprehensive data of the same group, operation history, maintenance history, failure mode effect analysis (FMEA), finite element analysis (FEA) model, CAD model, etc. Simulation can be performed to monitor, diagnose, or predict the operation of a real target system, or to optimize operating conditions (parameters).

도 1은 일반적인 종래 디지털트윈의 개념을 설명하기 위한 도면이다.Figure 1 is a diagram for explaining the concept of a general conventional digital twin.

도 1을 참조하면, 이러한 디지털트윈의 특징은 사물인터넷(IoT) 센서들을 통해 수집된 실제 시스템에 대한 빅데이터(Big Data)를 바탕으로 실제 시스템과 끊임 없는 동기화를 유지한다. Referring to Figure 1, the characteristic of this digital twin is that it maintains constant synchronization with the actual system based on big data about the actual system collected through Internet of Things (IoT) sensors.

그리고 동기화된 모델에 대한 시뮬레이션을 통하여 실제 시스템의 상태를 분석하고, 최적으로 제어하며, 미래에 발생할 고장 등을 예측할 수 있다.And through simulation of the synchronized model, the state of the actual system can be analyzed, optimally controlled, and future failures can be predicted.

또한, 디지털트윈에서 가장 중요한 부분은 실제 시스템의 특성을 잘 반영하여 분석 목적에 따라 시뮬레이션 모델을 개발하는 것이다. In addition, the most important part of digital twin is to develop a simulation model according to the analysis purpose by well reflecting the characteristics of the actual system.

이러한 시뮬레이션 모델을 개발하는 방법은 크게 전통적인 모델링 시뮬레이션(M&S: Modelling and simulation) 방법과 최근 주목받고 있는 빅데이터를 활용한 기계학습 방법이 있다.Methods for developing such simulation models largely include the traditional modeling and simulation (M&S) method and the machine learning method using big data, which has recently attracted attention.

구체적으로, M&S 방법은 시스템 사이언스적인 접근 방식으로서, 대상 시스템의 동작 원리와 지식을 활용하여 수학 방정식 또는 논리적 알고리즘 형태의 추상화 모델을 만드는 것을 의미하며, 대상 시스템의 입력과 출력간의 인과관계(Causality)를 표현할 수 있다.Specifically, the M&S method is a systems science approach, which means creating an abstract model in the form of a mathematical equation or logical algorithm using the operating principles and knowledge of the target system, and the causal relationship between the input and output of the target system. can be expressed.

반면에, 기계학습 방법은 대상의 입력과 출력에 대한 빅데이터를 인공신경망(Artificial Neural Network) 등을 통하여 학습하여 입력과 출력 간의 연관관계(Correlation)를 표현한다. On the other hand, the machine learning method expresses the correlation between input and output by learning big data about the target's input and output through an artificial neural network.

최근 딥러닝 기술이 발전함에 따라, 기계학습 방법은 시스템에 대한 충분한 입출력 데이터가 있는 경우, 대상 시스템의 동작 원리나 지식을 알지 못하더라도 시스템의 특성을 잘 반영한 높은 신뢰도(Fidelity)의 모델을 개발할 수 있으므로 주목받고 있다. As deep learning technology has recently developed, machine learning methods can develop models with high fidelity that reflect the characteristics of the system well, even without knowing the operation principles or knowledge of the target system, if there is sufficient input and output data about the system. Therefore, it is attracting attention.

하지만 데이터를 수집하기 어려운 경우, 또는 이전에 학습한 데이터가 적용되지 않는, 즉, 시스템의 구성 또는 운용 법칙 등이 변경되는 경우에 적용하기 어려운 한계가 있다.However, there are limitations in applying it when it is difficult to collect data or when previously learned data is not applied, that is, when the configuration or operating laws of the system are changed.

다시 말하면, M&S 방법의 경우, 데이터를 확보하기 어렵더라도, 대상 시스템의 특성과 동작 원리 등을 파악할 수 있다면 효과적으로 모델을 개발할 수 있다. 또한, 기계학습을 통해 개발된 데이터 기반의 모델과 달리 시스템의 구성 또는 운용 법칙이 변경되는 경우에도 활용될 수 있다. 하지만 신뢰도 검증에 대한 문제가 항상 존재한다. In other words, in the case of the M&S method, even if it is difficult to secure data, a model can be developed effectively if the characteristics and operating principles of the target system can be identified. Additionally, unlike data-based models developed through machine learning, it can be used even when the system's configuration or operating laws change. However, there are always problems with reliability verification.

이에 따라, 최근 높은 신뢰도의 디지털트윈 모델을 개발하기 위해서 서로 간에 상호보완적인 장단점을 가진 M&S 방법과 기계학습 방법을 융합하는 시도가 이루어지고 있다.Accordingly, attempts have recently been made to combine M&S methods and machine learning methods, which have complementary strengths and weaknesses, in order to develop a highly reliable digital twin model.

한편, 전술한 디지털트윈과 관련된 선행기술로서, 대한민국 등록특허번호 제10-2355769호에는 "드론을 이용한 3차원 디지털트윈 구축방법"이라는 명칭의 발명이 개시되어 있는데, Meanwhile, as prior art related to the above-described digital twin, an invention titled “Method for building a 3D digital twin using a drone” is disclosed in Republic of Korea Patent No. 10-2355769.

구체적으로, 다수의 NFC 태그를 장착하고, 터널 구간별 이상을 감지하는 센서를 설치하고, 센서의 감지신호를 수신해 데이터를 생성하고, 터널 내부로 드론을 띄워 촬영하되, NFC 태그로부터 식별코드를 수신받아 터널 구간의 3D 영상을 디스플레이함으로써, 드론의 촬영과 NFC 태그의 식별코드 수신 및 이상감지 센서를 통한 터널내 디지털트윈을 구축하는 내용을 개시하고 있다.Specifically, a number of NFC tags are installed, sensors are installed to detect abnormalities in each section of the tunnel, data is generated by receiving detection signals from the sensors, a drone is flown inside the tunnel to take pictures, and an identification code is collected from the NFC tag. By receiving and displaying 3D images of the tunnel section, we are disclosing the construction of a digital twin within the tunnel through drone filming, NFC tag identification code reception, and anomaly detection sensors.

다른 선행기술로서, 대한민국 공개특허번호 제2017-40652호에는 "센서 영상에 기반한 실내측위 장치 및 실내측위 방법"이라는 명칭의 발명이 개시되어 있는데, As another prior art, Republic of Korea Patent Publication No. 2017-40652 discloses an invention titled “Indoor positioning device and indoor positioning method based on sensor images.”

구체적으로, 사용자 단말에서 측정되는 센서의 신호세기 강도를 아이콘으로 시각화하고, 아이콘을 센서가 위치하는 지점에 매핑시켜 이미지 맵을 생성하되, Specifically, the signal strength of the sensor measured at the user terminal is visualized as an icon, and the icon is mapped to the point where the sensor is located to create an image map.

이미지 변환 알고리즘을 사용하여 센서데이터에 따라 시각화 아이콘을 구분되도록 하며, 아이콘이 형성하는 다각형 내 중심점을 단말의 좌표로 탐지하는 구성을 개시하고 있다.An image conversion algorithm is used to distinguish visualization icons according to sensor data, and a configuration that detects the center point within the polygon formed by the icon as the coordinates of the terminal is being disclosed.

또 다른 선행기술로서, 대한민국 공개특허번호 제2019-121275호에는 "실내 측위 시스템, 장치 및 방법"이라는 명칭의 발명이 개시되어 있는데, As another prior art, Republic of Korea Patent Publication No. 2019-121275 discloses an invention titled “Indoor positioning system, device, and method.”

구체적으로, 실내공간의 실내 지도가 기생성되어 있는 경우, 기생성된 실내 지도의 맵 데이터 및 정보를 획득한 후, 실내공간의 이미지를 획득하고, 실내공간의 기생성된 실내 지도의 맵 데이터와 새로 습득된 이미지 정보를 서로 매칭시켜줌으로써, 매칭 결과를 기반으로 실내공간의 실내 측위를 수행하는 시스템을 개시하고 있다.Specifically, when an indoor map of an indoor space is parasitic, the map data and information of the parasitic indoor map are acquired, an image of the indoor space is acquired, and the map data of the parasitic indoor map of the indoor space is obtained. We are disclosing a system that performs indoor positioning of an indoor space based on the matching results by matching newly acquired image information.

또 다른 선행기술로서, 대한민국 공개특허번호 제2021-0096392호에는 "재난상황을 대비한 지능형 대피 유도 시스템"이라는 명칭의 발명이 개시되어 있는데,As another prior art, Republic of Korea Patent Publication No. 2021-0096392 discloses an invention titled “Intelligent evacuation guidance system for disaster situations.”

구체적으로, 사물인터넷(IoT) 센서와 위치기반 정보를 활용하여 화재 등 기타 재난상황에서 실내 인원수 및 밀집지역을 고려한 최단 대피경로와 최적 대피경로를 파악하여 재난상황에 처한 사람들에게 전달할 수 있는 대표유도시스템으로서 대피경로 및 대피예상시간을 고려한 시뮬레이션 시스템을 개시하고 있다.Specifically, by using Internet of Things (IoT) sensors and location-based information, the shortest evacuation route and optimal evacuation route considering the number of people indoors and crowded areas can be identified in fire and other disaster situations, and representative guidance can be delivered to people in disaster situations. As a system, we are launching a simulation system that takes into account the evacuation route and expected evacuation time.

또 다른 선행기술로서, 대한민국 공개특허번호 제2022-71880호에는 "지하공동구 맞춤형 디지털트윈 재난 관리 시스템"이라는 명칭의 발명이 개시되어 있는데, 도 2a 및 도 2b를 참조하여 설명한다.As another prior art, Republic of Korea Patent Publication No. 2022-71880 discloses an invention titled “Underground tunnel customized digital twin disaster management system,” which is explained with reference to FIGS. 2A and 2B.

도 2a는 종래의 기술에 따른 지하공동구 맞춤형 디지털트윈 재난 관리 시스템을 설명하기 위한 구성도이고, 도 2b는 도 2a에 도시된 디지털트윈 모형 관리 서브장치의 구체적인 구성도이다.Figure 2a is a configuration diagram to explain a digital twin disaster management system customized for underground tunnels according to conventional technology, and Figure 2b is a specific configuration diagram of the digital twin model management sub-device shown in Figure 2a.

도 2a 및 도 2b를 참조하면, 종래의 기술에 따른 지하공동구 맞춤형 디지털트윈 재난 관리 시스템은 Referring to Figures 2a and 2b, the digital twin disaster management system customized for underground tunnels according to conventional technology is

센서 서브장치(10), 재난관리 서브장치(20), 디지털트윈 모형 관리 서브장치(30), 디지털아카이브 서브장치(40) 및 네트워크 서브장치(50)을 포함한다.It includes a sensor sub-unit 10, a disaster management sub-unit 20, a digital twin model management sub-unit 30, a digital archive sub-unit 40, and a network sub-unit 50.

센서 서브장치(10)는 지하공동구내에 구비되어, 지하공동구의 환경정보 및 영상정보를 센싱한다.The sensor sub-device 10 is provided in the underground tunnel and senses environmental information and image information of the underground tunnel.

재난관리 서브장치(20)는 지하공동구에 설치된 구성에 대한 정보를 상황판에 표출 및 상황을 기록하여 중앙에서 감시하는 관제 기능을 갖는다.The disaster management sub-device 20 has a control function of centrally monitoring by displaying information about the configuration installed in the underground utility tunnel on the situation board and recording the situation.

디지털트윈 모형 관리 서브장치(30)는 센서 서브장치(10)로부터 제공되는 영상정보를 이용하여 지하공동구에 대응되는 가상공간을 생성 및 갱신하고, 가상공간에 각종 속성 삽입 및 검색 태깅 정보, 재난별 확산 예측, 관리시설의 위험도를 추론한다.The digital twin model management sub-device 30 uses the image information provided by the sensor sub-device 10 to create and update a virtual space corresponding to the underground utility tunnel, inserts various attributes into the virtual space, searches tagging information, and disaster information. Predict spread and infer risk of management facilities.

구체적으로, 도 2b에 도시된 바와 같이, 디지털트윈 모형 관리 서브장치(30)는, Specifically, as shown in Figure 2b, the digital twin model management subunit 30,

센서 서브장치(10)로부터 제공되는 영상정보로부터 지하공동구에 대응되는 가상공간을 생성하는 공간모형 생성 및 관리 기능 처리부(31); A spatial model creation and management function processing unit 31 that generates a virtual space corresponding to an underground utility tunnel from image information provided by the sensor sub-device 10;

생성된 가상공간 모형이 변형되는지 검출하고, 가상공간 모형이 추가되거나 변경되면 최초 가상공간 모형을 갱신하는 공간모형 갱신 기능 처리부(32); a spatial model update function processing unit 32 that detects whether the generated virtual space model is modified and updates the initial virtual space model when the virtual space model is added or changed;

지하공동구에 구비된 관리 대상물의 위험정도를 현장에서 수집되는 정보와 재난확산예측 정보를 분석하여 산출하는 위험관리 및 의사결정 지원 기능 처리부(33); 및 A risk management and decision support function processing unit (33) that calculates the degree of risk of management objects provided in the underground utility tunnel by analyzing information collected on site and disaster spread prediction information; and

지하공동구에 대응되는 가상공간에 재난정보가 적용된 재난 모델을 생성하고, 생성된 재난모델을 외부 사용자 단말에 제공하는 디지털트윈 모델 생성 및 관리 기능 처리부(34)를 포함할 수 있다.It may include a digital twin model creation and management function processing unit 34 that generates a disaster model to which disaster information is applied in a virtual space corresponding to the underground utility tunnel, and provides the generated disaster model to an external user terminal.

디지털아카이브 서브장치(40)는 서브장치에서 생산되고 가공되는 정보들을 저장한다.The digital archive sub-device 40 stores information produced and processed in the sub-device.

네트워크 서브 장치(50)는 생성된 가상공간을 외부 점검자의 사용자 단말에 제공한다.The network sub device 50 provides the created virtual space to the external inspector's user terminal.

종래의 기술에 따른 지하공동구 맞춤형 디지털트윈 재난 관리 시스템에 따르면, 지하공동구에서의 재난 사전 대비 정보를 실시간 분석 제공하고, 재난 발생 시, 구조대가 도착하기 이전에 재난 초동 대응 및 재난 확산 방지를 위해 재난 확산 예측 정보를 획득할 수 있다. According to the digital twin disaster management system customized for underground tunnels according to conventional technology, it provides real-time analysis of information on pre-disaster preparedness in underground tunnels, and in the event of a disaster, provides initial response to disasters and prevents the spread of disasters before rescue teams arrive. Spread prediction information can be obtained.

이로 인해 평상시에는 재난 발생률을 현저하게 낮추기 위한 사전 대비와 재난 발생시, 구조대가 도착하기 이전에 재난에 효과적으로 대응하고, 대응 정보를 관련자 및 관계자가 상호 공유하여 재난으로 인한 피해를 최소화할 수 있다.As a result, it is possible to prepare in advance to significantly reduce the incidence of disasters in normal times, respond effectively to disasters before rescue teams arrive when a disaster occurs, and minimize damage from disasters by sharing response information with each other.

다시 말하면, 전술한 바와 같이, 대한민국 등록특허번호 제10-2355769호에는 터널 내부공간에 NFC 태그를 장착하고, In other words, as described above, in Republic of Korea Patent No. 10-2355769, an NFC tag is installed in the inner space of the tunnel,

드론의 영상촬영과 NFC 태그로부터 식별코드를 수신받아 3D 영상을 디스플레이함으로써 디지털트윈을 구축할 수 있다.You can build a digital twin by capturing video from a drone, receiving an identification code from an NFC tag, and displaying a 3D image.

또한, 대한민국 공개특허번호 제2017-40652호 및 대한민국 공개특허번호 제2021-0096392호에는, 단말에서 측정되는 센서의 신호를 아이콘으로 이미지화하고, 센서데이터에 따라 시각화 아이콘을 구분되도록 하여, In addition, in Republic of Korea Patent Publication No. 2017-40652 and Republic of Korea Patent Publication No. 2021-0096392, the signal of the sensor measured in the terminal is imaged as an icon, and the visualization icon is distinguished according to the sensor data,

아이콘이 형성하는 다각형 내 중심점을 단말의 좌표로 탐지하고, 기존 실내 이미지데이터 또는 지도 데이터와 새롭게 습득된 이미지 데이터의 정보를 매칭시키되, 인공지능 딥러닝을 활용해 실내 측위를 수행할 수 있다.The center point within the polygon formed by the icon can be detected with the coordinates of the terminal, and information on existing indoor image data or map data and newly acquired image data can be matched, and indoor positioning can be performed using artificial intelligence deep learning.

또한, 대한민국 공개특허번호 제2019-121275호에는 위치기반 정보를 통해 재난상황 발생시, 대피자 인원수 및 탈출구의 수를 파악하고, 대피경로 및 대피시간을 산출하되, 대피자 신체 및 대피경로 폭, 대피 병목현상 등을 고려한 시뮬레이션을 통해서, 최적의 대피경로를 유도할 수 있다.In addition, Republic of Korea Patent Publication No. 2019-121275 identifies the number of evacuees and the number of escape exits when a disaster situation occurs through location-based information, calculates the evacuation route and evacuation time, and calculates the evacuation route and evacuation time. Through simulation that considers bottlenecks, etc., the optimal evacuation route can be derived.

하지만, 종래의 기술에 따르면, 복합재난 관리 시스템의 개별적 기술 구성이 개시되어 있으나, 이를 통합 연계하여 관리하는 통합적인 복합재난 관리 시스템이 필요한 실정이다.However, according to the prior art, individual technical configurations of the complex disaster management system have been disclosed, but there is a need for an integrated complex disaster management system that manages them in an integrated manner.

대한민국 등록특허번호 제10-2355769호(등록일: 2022년 1월 21일), 발명의 명칭: "드론을 이용한 3차원 디지털트윈 구축방법"Republic of Korea Patent No. 10-2355769 (registration date: January 21, 2022), title of invention: “Method for building a 3D digital twin using a drone” 대한민국 공개특허번호 제2017-40652호(공개일: 2017년 4월 13일), 발명의 명칭: "센서 영상에 기반한 실내측위 장치 및 실내측위 방법"Republic of Korea Patent Publication No. 2017-40652 (publication date: April 13, 2017), title of invention: “Indoor localization device and indoor localization method based on sensor images” 대한민국 공개특허번호 제2019-121275호(공개일: 2019년 10월 25일), 발명의 명칭: "실내 측위 시스템, 장치 및 방법"Republic of Korea Patent Publication No. 2019-121275 (publication date: October 25, 2019), title of invention: “Indoor positioning system, device and method” 대한민국 공개특허번호 제2021-96392호(공개일: 2021년 8월 5일), 발명의 명칭: "재난상황을 대비한 지능형 대피 유도 시스템"Republic of Korea Patent Publication No. 2021-96392 (publication date: August 5, 2021), title of invention: “Intelligent evacuation guidance system for disaster situations” 대한민국 공개특허번호 제2022-71880호(공개일: 2022년 5월 31일), 발명의 명칭: "지하공동구 맞춤형 디지털트윈 재난 관리 시스템"Republic of Korea Patent Publication No. 2022-71880 (publication date: May 31, 2022), title of invention: “Underground tunnel customized digital twin disaster management system” 대한민국 등록특허번호 제10-2212510호(등록일: 2021년 1월 29일), 발명의 명칭: "가상현실 제어 시스템"Republic of Korea Patent No. 10-2212510 (registration date: January 29, 2021), title of invention: “Virtual reality control system”

전술한 문제점을 해결하기 위한 본 발명이 이루고자 하는 기술적 과제는, 철도, 터널, 지하역사 등의 철도시설물 내부에 대해 디지털트윈을 구축하고, 철도시설물 내부 이상을 감지하면서, 보행자 및 통행자 등이 소지한 단말을 통해 실내외의 측위정보를 파악함으로써, 재난발생시 최적의 대피로를 가상으로 시뮬레이션하여, 실제 재난 발생시 최적 대피로로 유도할 수 있는, 디지털트윈 기반 철도시설물의 복합재난 방지 시스템 및 그 방법을 제공하기 위한 것이다.The technical task to be achieved by the present invention to solve the above-described problems is to build a digital twin for the inside of railway facilities such as railways, tunnels, and underground stations, and to detect abnormalities inside the railway facilities, allowing pedestrians and passers-by to A complex disaster prevention system and method for digital twin-based railway facilities that can virtually simulate the optimal evacuation route in the event of a disaster by identifying indoor and outdoor positioning information through one terminal and guide the optimal evacuation route in the event of an actual disaster. It is intended to provide.

본 발명이 이루고자 하는 다른 기술적 과제는, 디지털트윈 기반 철도시설물의 복합재난 방지 시스템 구축을 위해서, 하나의 플랫폼을 통해 디지털트윈 기반 철도시설물에 실내외 측위기술을 융합 적용함으로써, 철도시설물의 재난방지 및 유지관리를 수행할 수 있는, 디지털트윈 기반 철도시설물의 복합재난 방지 시스템 및 그 방법을 제공하기 위한 것이다.Another technical task to be achieved by the present invention is to prevent and maintain disasters in railway facilities by converging and applying indoor and outdoor positioning technology to digital twin-based railway facilities through a single platform in order to build a complex disaster prevention system for digital twin-based railway facilities. The purpose is to provide a complex disaster prevention system and method for digital twin-based railway facilities that can perform management.

본 발명이 이루고자 하는 또 다른 기술적 과제는, 실내외 수직 측위시, 클라이언트 단말인 스마트폰에 내장된 기압계를 통해 고도 변화를 측정하여 측위하되, 실시간 기압 변화를 보정함으로써, 수직 측위를 정확하게 수행할 수 있는, 디지털트윈 기반 철도시설물의 복합재난 방지 시스템 및 그 방법을 제공하기 위한 것이다.Another technical problem to be achieved by the present invention is to measure and determine altitude changes through a barometer built into a smartphone, which is a client terminal, during indoor and outdoor vertical positioning, and to accurately perform vertical positioning by correcting real-time air pressure changes. , It is intended to provide a complex disaster prevention system and method for digital twin-based railway facilities.

전술한 기술적 과제를 달성하기 위한 수단으로서, 본 발명에 따른 디지털트윈 기반 철도시설물의 복합재난 방지 시스템은, 철도, 터널, 지하역사, 지상공간 및 지하공간을 포함하는 철도시설물에 대한 복합재난 방지 시스템에 있어서, 철도시설물 데이터로부터 가상 공간모델을 생성하고, 상기 가상 공간모델에 설치되는 센서를 통해 공간모델 데이터를 획득하는 철도시설물 디지털트윈 플랫폼; 철도시설물 각각에 대한 재난을 감지하여 재난감지 데이터를 생성하는 재난감지 모듈; 철도시설물 내의 통행자 또는 재실자가 소지한 단말로서, 철도시설물에 대한 재난 발생시, 단말의 측위정보 생성을 위해서 실내외 수직 측위를 수행하여 다중 복합신호 이미지를 생성하는 클라이언트 단말; 및 상기 공간모델 데이터와 재난감지 데이터를 수집하여 철도시설물의 재난 발생을 판정하고, AI-기반 측위 네트워크를 통해 상기 클라이언트 단말 각각으로부터 수신되는 다중 복합신호 이미지에 대해 다중 복합신호 기계학습을 수행하고, 학습결과에 따라 상기 클라이언트 단말 각각에 대한 재난대피정보를 생성하는 복합재난 방지 서버를 포함하되, 상기 클라이언트 단말과 상기 복합재난 방지 서버는 인공지능(AI)-기반 측위 네트워크를 형성하고, 상기 복합재난 방지 서버는 상기 클라이언트 단말이 수신할 수 있는 신호를 이용하여 상기 클라이언트 단말의 실내외 위치에 대응하는 측위정보를 생성하는 것을 특징으로 한다.As a means of achieving the above-described technical problem, the digital twin-based complex disaster prevention system for railway facilities according to the present invention is a complex disaster prevention system for railway facilities including railways, tunnels, underground stations, above-ground spaces, and underground spaces. The railway facility digital twin platform generates a virtual space model from railroad facility data and acquires the space model data through sensors installed in the virtual space model; A disaster detection module that detects disasters for each railway facility and generates disaster detection data; A terminal owned by a passenger or occupant within a railroad facility, which performs indoor and outdoor vertical positioning to generate positioning information for the terminal when a disaster occurs in the railroad facility, and generates multiple complex signal images; And collecting the spatial model data and disaster detection data to determine whether a disaster has occurred in a railroad facility, and performing multi-complex signal machine learning on the multi-complex signal images received from each of the client terminals through an AI-based positioning network, It includes a complex disaster prevention server that generates disaster evacuation information for each of the client terminals according to learning results, wherein the client terminal and the complex disaster prevention server form an artificial intelligence (AI)-based location network, and the complex disaster prevention server forms an artificial intelligence (AI)-based location network. The prevention server is characterized in that it generates positioning information corresponding to the indoor and outdoor locations of the client terminal using signals that the client terminal can receive.

여기서, 상기 클라이언트 단말의 실내외 수직 측위시, 상기 클라이언트 단말에 내장되는 기압계를 통해 고도 변화를 측정하여 측위하되, 실시간 기압 변화를 보정하기 위한 EM(Expectation and Maximization) 알고리즘을 적용하여 상대기압맵을 구축하고, 상기 기압계의 기압값 변화속도가 임계값 이상일 때 기압계 층수를 추정함으로써 수직 측위가 이루어지는 것을 특징으로 한다.Here, during indoor/outdoor vertical positioning of the client terminal, altitude changes are measured and positioned using a barometer built into the client terminal, and a relative barometric pressure map is constructed by applying an EM (Expectation and Maximization) algorithm to correct real-time air pressure changes. And, when the rate of change of the barometric pressure value of the barometer is greater than a threshold, vertical positioning is performed by estimating the number of barometer floors.

여기서, 상기 철도시설물 디지털트윈 플랫폼은, 철도시설물 데이터에 대응하는 가상공간에 대한 공간모델을 생성하는 공간모델 생성부; 및 상기 공간모델에 따라 설치된 센서로부터 공간모델 데이터를 획득하는 공간모델 데이터 획득부를 포함할 수 있다.Here, the railway facility digital twin platform includes a spatial model generator that generates a spatial model for a virtual space corresponding to railway facility data; And it may include a spatial model data acquisition unit that acquires spatial model data from sensors installed according to the spatial model.

여기서, 상기 재난감지 모듈은, 터널 지진, 가스누출 및 터널 침수를 포함하는 터널 재난을 감지하는 터널 재난 감지부; 및 지하역사 화재를 감지하는 지하역사 화재 감지부를 포함할 수 있다.Here, the disaster detection module includes a tunnel disaster detection unit that detects tunnel disasters including tunnel earthquakes, gas leaks, and tunnel flooding; And it may include an underground station fire detection unit that detects an underground station fire.

여기서, 상기 터널 재난 감지부는 기설치된 진동센서 및 음향센서에 의해 터널 지진을 감지하고, 기설치된 가스센서에 의해 가스누출을 감지하며, 기설치된 수위센서에 의해 터널 침수를 감지할 수 있다.Here, the tunnel disaster detection unit may detect a tunnel earthquake using a pre-installed vibration sensor and an acoustic sensor, detect a gas leak using a pre-installed gas sensor, and detect tunnel flooding using a pre-installed water level sensor.

여기서, 상기 지하역사 화재 감지부는 CCTV 영상, 온도센서/습도센서, 연기센서, 비콘 또는 음향센서 중 적어도 하나 이상의 센서로부터 지하역사 화재를 감지할 수 있다.Here, the underground station fire detection unit may detect an underground station fire from at least one sensor selected from CCTV images, temperature sensors/humidity sensors, smoke sensors, beacons, or sound sensors.

여기서, 상기 클라이언트 단말은, 클라이언트 단말의 위치를 측정하는 센서로서, 상기 복합재난 방지 서버로부터 수신된 재난정보에 대응하여 단말의 위치를 측정하는 측위정보 생성용 센서: 및 클라이언트 단말의 위치에 따른 측위정보를 생성하는 측위정보 생성부를 포함할 수 있다.Here, the client terminal is a sensor that measures the location of the client terminal, and a sensor for generating positioning information that measures the location of the terminal in response to disaster information received from the complex disaster prevention server: and positioning according to the location of the client terminal. It may include a positioning information generator that generates information.

여기서, 상기 측위정보 생성부는, 단말 내에 설치된 측위정보 생성용 센서를 통해 감지된 위치에 대해 해쉬 기반 위치설정을 수행하며, 이후 색상을 설정한 후, 다중 복합신호 이미지를 생성하는 일련의 데이터 변환과정을 수행하여, 실내외 측위신호로서 다중 복합신호 이미지를 생성할 수 있다.Here, the positioning information generator performs hash-based positioning on the location detected through the positioning information generation sensor installed in the terminal, and then sets the color, and then performs a series of data conversion processes to generate a multi-complex signal image. By performing , multiple composite signal images can be generated as indoor and outdoor positioning signals.

여기서, 상기 복합재난 방지 서버는, 상기 클라이언트 단말과 AI-기반 측위 네트워크를 형성하고, 철도시설물에 대한 재난 발생시 상기 클라이언트 단말에게 재난정보를 전송하고 상기 클라이언트 단말로부터 실내외 위치 측정을 위한 다중 복합신호 이미지를 수신하는 AI-기반 측위 네트워크 형성부; 상기 디지털트윈 플랫폼으로부터 철도시설물에 대한 공간모델 데이터룰 수집하고, 상기 재난 감지모듈로부터 재난 감지 데이터를 수집하는 데이터 수집부; 상기 데이터 수집부에서 수집된 공간모델 데이터 및 재난 감지 데이터에 따라 재난 발생 여부를 판정하는 철도시설물 재난 판정부; 상기 AI-기반 측위 네트워크 형성부로부터 수신되는 다중 복합신호 이미지에 대해 기구축된 학습 알고리즘에 따라 기계학습을 수행하는 다중 복합신호 기계학습부; 및 상기 다중 복합신호 기계학습부의 학습결과에 따라 상기 클라이언트 단말 각각에 대한 재난대피정보를 생성하는 재난대피정보 생성부를 포함할 수 있다.Here, the complex disaster prevention server forms an AI-based positioning network with the client terminal, transmits disaster information to the client terminal when a disaster occurs for railway facilities, and transmits multiple complex signal images for indoor and outdoor location measurement from the client terminal. AI-based location network forming unit that receives; A data collection unit that collects spatial model data for railway facilities from the digital twin platform and collects disaster detection data from the disaster detection module; A disaster determination unit for railway facilities that determines whether a disaster has occurred according to the spatial model data and disaster detection data collected by the data collection unit; a multi-complex signal machine learning unit that performs machine learning according to a learning algorithm established on the multi-complex signal image received from the AI-based positioning network forming unit; And it may include a disaster evacuation information generation unit that generates disaster evacuation information for each of the client terminals according to the learning results of the multi-complex signal machine learning unit.

여기서, 상기 다중 복합신호 기계학습부의 학습 알고리즘은 PNN(Positioning Neural Network) 알고리즘인 것이 바람직하다.Here, the learning algorithm of the multi-complex signal machine learning unit is preferably a PNN (Positioning Neural Network) algorithm.

여기서, 상기 재난대피정보 생성부는 재난대피 유도 시스템과 연계하여 기구축된 재난대피 시나리오에 따른 재난대피정보를 생성할 수 있다.Here, the disaster evacuation information generation unit may generate disaster evacuation information according to a disaster evacuation scenario established in connection with a disaster evacuation guidance system.

한편, 전술한 기술적 과제를 달성하기 위한 다른 수단으로서, 본 발명에 따른 디지털트윈 기반 철도시설물의 복합재난 방지 방법은, 철도, 터널, 지하역사, 지상공간 및 지하공간을 포함하는 철도시설물에 대한 복합재난 방지 방법에 있어서, a) 디지털트윈 플랫폼이 철도시설물 데이터에 따라 가상공간을 모델링하여 공간모델을 생성하고, 공간모델 데이터를 획득하는 단계; b) 재난 감지모듈이 철도시설물 내의 재난을 감지하여 재난감지 데이터를 생성하는 단계; c) 복합재난 방지 서버가 상기 디지털트윈 플랫폼에 설치된 가상공간센서를 통해 감지되는 철도시설물에 대한 공간모델 데이터를 수집하고, 상기 재난 감지모듈이 감지하는 재난감지 데이터를 수집하는 단계; d) 복합재난 방지 서버가 상기 수집된 공간모델 데이터 및 재난감지 데이터에 따라 철도시설물의 재난을 판정하는 단계; e) 철도시설물의 재난이 발생한 것으로 판정된 경우, 복합재난 방지 서버의 AI-기반 측위 네트워크를 통해 클라이언트 단말로부터 다중 복합신호 이미지를 수신하는 단계; f) 복합재난 방지 서버의 다중 복합신호 기계학습부가 상기 클라이언트 단말로부터 수신되는 다중 복합신호 이미지에 대해 기구축된 학습 알고리즘에 따라 기계학습을 수행하는 단계; 및 g) 상기 다중 복합신호 기계학습부의 학습결과에 따라 상기 클라이언트 단말 각각에 대한 재난대피정보를 생성하는 단계를 포함하되, 상기 클라이언트 단말과 상기 복합재난 방지 서버는 AI-기반 측위 네트워크를 형성하고, 상기 클라이언트 단말이 수신할 수 있는 신호를 이용하여 상기 클라이언트 단말의 실내외 위치에 대응하는 측위정보를 생성하는 것을 특징으로 한다.Meanwhile, as another means of achieving the above-described technical problem, the method for preventing complex disasters in digital twin-based railway facilities according to the present invention is to prevent complex disasters in railway facilities including railways, tunnels, underground stations, above-ground spaces, and underground spaces. In the disaster prevention method, a) the digital twin platform creates a spatial model by modeling a virtual space according to railway facility data, and obtaining spatial model data; b) a disaster detection module detecting a disaster within a railway facility and generating disaster detection data; c) a complex disaster prevention server collecting spatial model data for railway facilities detected through a virtual space sensor installed on the digital twin platform, and collecting disaster detection data detected by the disaster detection module; d) a complex disaster prevention server determining a disaster of a railroad facility according to the collected spatial model data and disaster detection data; e) If it is determined that a disaster has occurred at a railway facility, receiving multiple complex signal images from a client terminal through the AI-based positioning network of the complex disaster prevention server; f) a multi-complex signal machine learning unit of the complex disaster prevention server performing machine learning on the multi-complex signal image received from the client terminal according to a built-in learning algorithm; and g) generating disaster evacuation information for each client terminal according to the learning results of the multiple complex signal machine learning unit, wherein the client terminal and the complex disaster prevention server form an AI-based positioning network, Characterized by generating positioning information corresponding to the indoor and outdoor locations of the client terminal using signals that the client terminal can receive.

본 발명에 따르면, 철도, 터널, 지하역사 등의 철도시설물 내부에 대해 디지털트윈을 구축하고, 철도시설물 내부 이상을 관리자가 용이하게 감지하면서, 보행자 및 통행자 등의 클라이언트 단말을 통해 실내외의 측위정보를 정확하게 파악하고, 재난발생시 최적의 대피로를 가상으로 시뮬레이션하여, 실제 재난 발생시 최적 대피로로 유도할 수 있다.According to the present invention, a digital twin is built for the inside of railway facilities such as railways, tunnels, and underground stations, and managers can easily detect abnormalities inside the railway facilities, while providing indoor and outdoor positioning information through client terminals such as pedestrians and passersby. By accurately identifying and virtually simulating the optimal evacuation route in the event of a disaster, it is possible to guide the optimal evacuation route in the event of an actual disaster.

본 발명에 따르면, 디지털트윈 기반 철도시설물의 복합재난 방지 시스템 구축을 위해서, 하나의 플랫폼을 통해 디지털트윈 기반 철도시설물에 실내외 측위기술을 융합 적용함으로써, 철도시설물의 재난방지 및 유지관리를 용이하게 수행할 수 있다.According to the present invention, in order to build a complex disaster prevention system for digital twin-based railway facilities, disaster prevention and maintenance of railway facilities are easily performed by converging and applying indoor and outdoor positioning technology to digital twin-based railway facilities through a single platform. can do.

본 발명에 따르면, 실내외 수직 측위시, 클라이언트 단말인 스마트폰에 내장된 기압계를 통해 고도 변화를 측정하여 측위하되, 실시간 기압 변화를 보정함으로써, 수직 측위를 정확하게 수행할 수 있다.According to the present invention, during indoor and outdoor vertical positioning, the altitude change is measured and positioned using a barometer built into a smartphone, which is a client terminal, and the vertical positioning can be accurately performed by correcting the real-time air pressure change.

도 1은 일반적인 종래 디지털트윈 플랫폼의 구성을 나타내는 도면이다.
도 2a는 종래의 기술에 따른 지하공동구 맞춤형 디지털트윈 재난 관리 시스템을 설명하기 위한 구성도이고, 도 2b는 도 2a에 도시된 디지털트윈 모형 관리 서브장치의 구체적인 구성도이다.
도 3은 본 발명의 실시예에 따른 디지털트윈 기반 철도시설물의 복합재난 방지 시스템의 개념을 개략적으로 설명하기 위한 도면이다.
도 4는 본 발명의 실시예에 따른 디지털트윈 기반 철도시설물의 복합재난 방지 시스템의 구성도이다.
도 5는 본 발명의 실시예에 따른 디지털트윈 기반 철도시설물의 복합재난 방지 시스템에서 디지털트윈 플랫폼을 나타내는 화면이다.
도 6은 본 발명의 실시예에 따른 디지털트윈 기반 철도시설물의 복합재난 방지 시스템의 재난감지 모듈이 터널 재난상황을 감지하는 것을 나타내는 화면이다.
도 7은 도 6에 도시된 터널 재난상황으로서 터널 침수 및 터널 지진을 감지하는 것을 예시하는 도면이다.
도 8은 본 발명의 실시예에 따른 디지털트윈 기반 철도시설물의 복합재난 방지 시스템의 재난감지 모듈이 지하역사 화재를 감지하는 것을 나타내는 화면이다.
도 9는 본 발명의 실시예에 따른 디지털트윈 기반 철도시설물의 복합재난 방지 시스템에서 실내외 측위정보를 수집하는 것을 예시하는 화면이다.
도 10은 본 발명의 실시예에 따른 디지털트윈 기반 철도시설물의 복합재난 방지 시스템에서 다중 복합신호를 융합하기 위한 AI 기반 측위의 개념을 나타내는 도면이다.
도 11은 본 발명의 실시예에 따른 디지털트윈 기반 철도시설물의 복합재난 방지 시스템에서 실내외 다중 복합신호들의 목록을 나타내는 도면이다.
도 12는 본 발명의 실시예에 따른 디지털트윈 기반 철도시설물의 복합재난 방지 시스템에서 다중 복합신호 변환 과정을 나타내는 도면이다.
도 13은 본 발명의 실시예에 따른 디지털트윈 기반 철도시설물의 복합재난 방지 시스템에서 다중 복합신호 이미지 생성방법을 설명하기 위한 도면이다.
도 14는 본 발명의 실시예에 따른 디지털트윈 기반 철도시설물의 복합재난 방지 시스템에서 생성된 다중 복합신호 이미지를 나타내는 도면이다.
도 15는 본 발명의 실시예에 따른 디지털트윈 기반 철도시설물의 복합재난 방지 시스템에서 다중 복합신호의 기계학습에 적용되는 PNN의 구조를 나타내는 도면이다.
도 16은 본 발명의 실시예에 따른 디지털트윈 기반 철도시설물의 복합재난 방지 시스템에서 수직 측위 측정을 위해 기압을 두 층의 페어(Pair)로 측정하는 것을 예시하는 위한 도면이다.
도 17은 본 발명의 실시예에 따른 디지털트윈 기반 철도시설물의 복합재난 방지 시스템에 적용되는 수직 측위 측정을 위한 기압페어 병합 알고리즘을 예시하는 도면이다.
도 18은 본 발명의 실시예에 따른 디지털트윈 기반 철도시설물의 복합재난 방지 시스템에서 수직 측위시 기압 변화를 보정하기 위한 EM(Expectation and Maximization) 알고리즘 기반 최적화를 설명하기 위한 도면이다.
도 19는 본 발명의 실시예에 따른 디지털트윈 기반 철도시설물의 복합재난 방지 시스템에서 수직 측위시 기압계의 층수 추정 작동을 설명하기 위한 도면이다.
도 20은 본 발명의 실시예에 따른 디지털트윈 기반 철도시설물의 복합재난 방지 방법을 나타내는 동작흐름도이다.
Figure 1 is a diagram showing the configuration of a general conventional digital twin platform.
Figure 2a is a configuration diagram to explain a digital twin disaster management system customized for underground tunnels according to conventional technology, and Figure 2b is a specific configuration diagram of the digital twin model management sub-device shown in Figure 2a.
Figure 3 is a diagram schematically explaining the concept of a complex disaster prevention system for digital twin-based railway facilities according to an embodiment of the present invention.
Figure 4 is a configuration diagram of a complex disaster prevention system for digital twin-based railway facilities according to an embodiment of the present invention.
Figure 5 is a screen showing the digital twin platform in the complex disaster prevention system for digital twin-based railway facilities according to an embodiment of the present invention.
Figure 6 is a screen showing the disaster detection module of the complex disaster prevention system for digital twin-based railway facilities according to an embodiment of the present invention detecting a tunnel disaster situation.
FIG. 7 is a diagram illustrating detection of tunnel flooding and tunnel earthquake as the tunnel disaster situation shown in FIG. 6.
Figure 8 is a screen showing the disaster detection module of the complex disaster prevention system for digital twin-based railway facilities according to an embodiment of the present invention detecting a fire in an underground station.
Figure 9 is a screen illustrating the collection of indoor and outdoor positioning information in a complex disaster prevention system for digital twin-based railway facilities according to an embodiment of the present invention.
Figure 10 is a diagram showing the concept of AI-based positioning for fusing multiple complex signals in a complex disaster prevention system for digital twin-based railway facilities according to an embodiment of the present invention.
Figure 11 is a diagram showing a list of indoor and outdoor multiple composite signals in a complex disaster prevention system for digital twin-based railway facilities according to an embodiment of the present invention.
Figure 12 is a diagram showing a multiple complex signal conversion process in a complex disaster prevention system for digital twin-based railway facilities according to an embodiment of the present invention.
Figure 13 is a diagram illustrating a method for generating multiple complex signal images in a complex disaster prevention system for digital twin-based railway facilities according to an embodiment of the present invention.
Figure 14 is a diagram showing multiple complex signal images generated in a complex disaster prevention system for digital twin-based railway facilities according to an embodiment of the present invention.
Figure 15 is a diagram showing the structure of a PNN applied to machine learning of multiple complex signals in a complex disaster prevention system for digital twin-based railway facilities according to an embodiment of the present invention.
Figure 16 is a diagram illustrating measuring air pressure in a pair of two layers to measure vertical positioning in a complex disaster prevention system for digital twin-based railway facilities according to an embodiment of the present invention.
Figure 17 is a diagram illustrating an air pressure pair merging algorithm for measuring vertical positioning applied to a complex disaster prevention system for digital twin-based railway facilities according to an embodiment of the present invention.
Figure 18 is a diagram illustrating optimization based on the EM (Expectation and Maximization) algorithm for correcting changes in air pressure during vertical positioning in the complex disaster prevention system for digital twin-based railway facilities according to an embodiment of the present invention.
Figure 19 is a diagram for explaining the operation of estimating the number of floors of the barometer during vertical positioning in the complex disaster prevention system for digital twin-based railway facilities according to an embodiment of the present invention.
Figure 20 is an operation flowchart showing a complex disaster prevention method for digital twin-based railway facilities according to an embodiment of the present invention.

아래에서는 첨부한 도면을 참조하여 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 본 발명의 실시예를 상세히 설명한다. 그러나 본 발명은 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며 여기에서 설명하는 실시예에 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, embodiments of the present invention will be described in detail so that those skilled in the art can easily implement the present invention. However, the present invention may be implemented in many different forms and is not limited to the embodiments described herein. In order to clearly explain the present invention in the drawings, parts unrelated 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. 또한, 명세서에 기재된 "…부" 등의 용어는 적어도 하나의 기능이나 동작을 처리하는 단위를 의미하며, 이는 하드웨어나 소프트웨어 또는 하드웨어 및 소프트웨어의 결합으로 구현될 수 있다.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. Additionally, terms such as “… unit” used in the specification refer to a unit that processes at least one function or operation, and may be implemented as hardware, software, or a combination of hardware and software.

[디지털트윈 기반 철도시설물의 복합재난 방지 시스템(100)][Complex disaster prevention system for digital twin-based railway facilities (100)]

도 3은 본 발명의 실시예에 따른 디지털트윈 기반 철도시설물의 복합재난 방지 시스템의 개념을 개략적으로 설명하기 위한 도면이고, 도 4는 본 발명의 실시예에 따른 디지털트윈 기반 철도시설물의 복합재난 방지 시스템의 구성도이다.Figure 3 is a diagram schematically illustrating the concept of a complex disaster prevention system for digital twin-based railway facilities according to an embodiment of the present invention, and Figure 4 is a diagram for complex disaster prevention of digital twin-based railway facilities according to an embodiment of the present invention. This is the configuration diagram of the system.

도 3 및 도 4를 참조하면, 본 발명의 실시예에 따른 디지털트윈 기반 철도시설물의 복합재난 방지 시스템(100)은, Referring to Figures 3 and 4, the complex disaster prevention system 100 for digital twin-based railway facilities according to an embodiment of the present invention is,

철도, 터널, 지하역사, 지상공간 및 지하공간을 포함하는 철도시설물에 대한 복합재난 방지 시스템에 있어서, 철도시설물 디지털트윈 플랫폼(110), 재난감지 모듈(120), 클라이언트 단말(130) 및 복합재난 방지 서버(140)를 포함하여 구성되며, 이때, 복합재난 방지 서버(140)는 재난대피 유도 시스템(200)과 연계하여 통합적인 재난대피정보를 생성하게 된다.In the complex disaster prevention system for railway facilities including railways, tunnels, underground stations, above-ground and underground spaces, the railway facility digital twin platform (110), disaster detection module (120), client terminal (130), and complex disaster It is configured to include a prevention server 140, At this time, the complex disaster prevention server 140 generates integrated disaster evacuation information in connection with the disaster evacuation guidance system 200.

철도시설물 디지털트윈 플랫폼(110)은 철도시설물 데이터로부터 가상 공간모델을 생성하고, 상기 가상 공간모델에 설치되는 센서를 통해 공간모델 데이터를 획득한다.The railroad facility digital twin platform 110 creates a virtual space model from railroad facility data and acquires space model data through sensors installed in the virtual space model.

구체적으로, 상기 철도시설물 디지털트윈 플랫폼(110)은 철도시설물 데이터에 대응하는 가상공간에 대한 공간모델을 생성하는 공간모델 생성부(111); 및 Specifically, the railway facility digital twin platform 110 includes a spatial model generator 111 that generates a spatial model for a virtual space corresponding to railway facility data; and

상기 공간모델에 따라 설치된 센서로부터 공간모델 데이터를 획득하는 공간모델 데이터 획득부(112)를 포함할 수 있지만, 이에 국한되는 것은 아니다.It may include, but is not limited to, a spatial model data acquisition unit 112 that acquires spatial model data from sensors installed according to the spatial model.

재난감지 모듈(120)은 철도, 터널, 지하역사, 지상공간 및 지하공간을 포함하는 철도시설물 각각에 대한 재난을 감지하여 재난감지 데이터를 생성한다.The disaster detection module 120 generates disaster detection data by detecting disasters for each railway facility, including railways, tunnels, underground stations, above-ground spaces, and underground spaces.

구체적으로, 상기 재난감지 모듈(120)은, Specifically, the disaster detection module 120,

터널 지진, 가스누출 및 터널 침수를 포함하는 터널 재난을 감지하는 터널 재난 감지부(121); 및 지하역사 화재를 감지하는 지하역사 화재 감지부(122)를 포함할 수 있지만, 이에 국한되는 것은 아니다. a tunnel disaster detection unit 121 that detects tunnel disasters including tunnel earthquakes, gas leaks, and tunnel flooding; and an underground station fire detection unit 122 that detects an underground station fire, but is not limited thereto.

예를 들면, 도 3에 도시된 바와 같이, 상기 터널 재난 감지부(121)는 기설치된 진동센서 및 음향센서에 의해 터널 지진을 감지하고, 기설치된 가스센서에 의해 가스누출을 감지하며, 기설치된 수위센서에 의해 터널 침수를 감지하여 재난감지 데이터를 생성할 수 있다. For example, as shown in FIG. 3, the tunnel disaster detection unit 121 detects a tunnel earthquake by a pre-installed vibration sensor and an acoustic sensor, detects a gas leak by a pre-installed gas sensor, and detects a gas leak by a pre-installed gas sensor. Disaster detection data can be generated by detecting tunnel flooding using a water level sensor.

또한, 상기 지하역사 화재 감지부(122)는, 도 3에 도시된 바와 같이, CCTV 영상, 온도센서/습도센서, 연기센서, 비콘 또는 음향센서 중 적어도 하나 이상의 센서로부터 지하역사 화재를 감지하여 재난감지 데이터를 생성할 수 있다.In addition, as shown in FIG. 3, the underground station fire detection unit 122 detects an underground station fire from at least one sensor selected from CCTV images, temperature sensors/humidity sensors, smoke sensors, beacons, or sound sensors to detect disasters. Sensing data can be generated.

클라이언트 단말(130)은 철도시설물 내의 통행자 또는 재실자가 소지한 단말로서, 철도시설물에 대한 재난 발생시, 단말의 측위정보 생성을 위해서 다중 복합신호 이미지를 생성한다. The client terminal 130 is a terminal owned by a passerby or occupant of a railroad facility, and generates multiple complex signal images to generate positioning information for the terminal when a disaster occurs in the railroad facility.

여기서, 상기 다중 복합신호 이미지를 생성하는 방법은 도 11 내지 도 14를 참조하여 후술하기로 한다.Here, the method of generating the multiple composite signal image will be described later with reference to FIGS. 11 to 14.

구체적으로, 상기 클라이언트 단말(130)은, 클라이언트 단말의 위치를 측정하는 센서로서, 상기 복합재난 방지 서버(140)로부터 수신된 재난정보에 대응하여 단말의 위치를 측정하는 측위정보 생성용 센서(131): 및 클라이언트 단말의 위치에 따른 측위정보를 생성하는 측위정보 생성부(132)를 포함할 수 있지만, 이에 국한되는 것은 아니다. Specifically, the client terminal 130 is a sensor that measures the location of the client terminal, and a sensor 131 for generating positioning information that measures the location of the terminal in response to disaster information received from the complex disaster prevention server 140. ): and a positioning information generator 132 that generates positioning information according to the location of the client terminal, but is not limited to this.

이때, 상기 측위정보 생성부(132)는, 단말 내에 설치된 측위정보 생성용 센서(131)를 통해 감지된 위치에 대해 해쉬 기반 위치설정(Hash-Based Spatialization)을 수행하며, 이후 색상을 설정(Coloring)한 후, 다중 복합신호 이미지를 생성하는 일련의 데이터 변환과정을 수행하여, 실내외 측위신호로서 다중 복합신호 이미지를 생성할 수 있다.At this time, the positioning information generator 132 performs hash-based spatialization on the location detected through the positioning information generation sensor 131 installed in the terminal, and then sets the color. ), then a series of data conversion processes to generate multiple composite signal images can be performed to generate multiple composite signal images as indoor and outdoor positioning signals.

복합재난 방지 서버(140)는 상기 공간모델 데이터와 재난감지 데이터를 수집하여 철도시설물의 재난 발생을 판정하고, The complex disaster prevention server 140 collects the spatial model data and disaster detection data to determine whether a disaster has occurred at a railroad facility,

AI-기반 측위 네트워크를 통해 상기 클라이언트 단말(130) 각각으로부터 수신되는 다중 복합신호 이미지에 대해 다중 복합신호 기계학습을 수행하고, 학습결과에 따라 상기 클라이언트 단말(130) 각각에 대한 재난대피정보를 생성한다. Perform multiple complex signal machine learning on multiple complex signal images received from each of the client terminals 130 through an AI-based positioning network, and generate disaster evacuation information for each of the client terminals 130 according to the learning results. do.

즉, 본 발명의 실시예에 따른 디지털트윈 기반 철도시설물의 복합재난 방지 시스템의 경우, 상기 클라이언트 단말(130)과 상기 복합재난 방지 서버(140)는 AI-기반 측위 네트워크를 형성하고, 상기 클라이언트 단말(130)이 수신할 수 있는 신호를 이용하여 상기 클라이언트 단말(130)의 실내외 위치에 대응하는 측위정보를 생성할 수 있다. That is, in the case of a complex disaster prevention system for digital twin-based railway facilities according to an embodiment of the present invention, the client terminal 130 and the complex disaster prevention server 140 form an AI-based positioning network, and the client terminal Positioning information corresponding to the indoor and outdoor locations of the client terminal 130 can be generated using signals that 130 can receive.

구체적으로, 상기 복합재난 방지 서버(140)는, AI-기반 측위 네트워크 형성부(141), 데이터 수집부(142), 철도시설물 재난 판정부(143), 다중 복합신호 기계학습부(144) 및 재난대피정보 생성부(145)를 포함할 수 있다.Specifically, the complex disaster prevention server 140 includes an AI-based positioning network forming unit 141, a data collection unit 142, a railway facility disaster determination unit 143, a multi-complex signal machine learning unit 144, and It may include a disaster evacuation information generation unit 145.

상기 AI-기반 측위 네트워크 형성부(141)는 상기 클라이언트 단말(130)과 AI-기반 측위 네트워크를 형성하고, 철도시설물에 대한 재난 발생시 상기 클라이언트 단말(130)에게 재난정보를 전송하고 상기 클라이언트 단말(130)로부터 실내외 위치 측정을 위한 다중 복합신호 이미지를 수신한다.The AI-based positioning network forming unit 141 forms an AI-based positioning network with the client terminal 130, and transmits disaster information to the client terminal 130 when a disaster occurs at a railroad facility and the client terminal ( Receive multiple complex signal images for indoor and outdoor position measurement from 130).

상기 데이터 수집부(142)는 상기 철도시설물 디지털트윈 플랫폼(110)으로부터 철도시설물에 대한 공간모델 데이터룰 수집하고, 상기 재난 감지모듈(120)로부터 재난 감지 데이터를 수집한다.The data collection unit 142 collects spatial model data for railway facilities from the railway facility digital twin platform 110 and collects disaster detection data from the disaster detection module 120.

상기 철도시설물 재난 판정부(143)는 상기 데이터 수집부(142)에서 수집된 공간모델 데이터 및 재난 감지 데이터에 따라 재난 발생 여부를 판정한다.The railway facility disaster determination unit 143 determines whether a disaster has occurred according to the spatial model data and disaster detection data collected by the data collection unit 142.

상기 다중 복합신호 기계학습부(144)는 상기 AI-기반 측위 네트워크 형성부(141)로부터 수신되는 다중 복합신호 이미지에 대해 기구축된 학습 알고리즘에 따라 기계학습을 수행한다.The multiple complex signal machine learning unit 144 performs machine learning on the multiple complex signal images received from the AI-based positioning network forming unit 141 according to a built-in learning algorithm.

상기 다중 복합신호 기계학습부(144)의 학습결과에 따라 상기 클라이언트 단말(130) 각각에 대한 재난대피정보를 생성한다. Disaster evacuation information for each of the client terminals 130 is generated according to the learning results of the multi-complex signal machine learning unit 144.

이때, 상기 재난대피정보 생성부(145)는 재난대피 유도 시스템(200)과 연계하여 기구축된 재난대피 시나리오에 따른 재난대피정보를 생성할 수 있다.At this time, the disaster evacuation information generation unit 145 may generate disaster evacuation information according to a disaster evacuation scenario established in connection with the disaster evacuation guidance system 200.

다시 말하면, 본 발명의 실시예에 따른 디지털트윈 기반 철도시설물의 복합재난 방지 시스템(100)의 경우, In other words, in the case of the complex disaster prevention system 100 for digital twin-based railway facilities according to an embodiment of the present invention,

철도, 터널, 지하역사 등의 철도시설물 내부에 대한 디지털트윈을 구축하고, 철도시설물 내부에 이상을 관리자가 용이하게 감지하면서, 보행자 및 통행자 등의 클라이언트 단말(130)을 통해 실내외의 측위정보를 정확하게 파악할 수 있고, 재난 발생시 최적의 대피로를 가상으로 시뮬레이션함으로써 실제 재난발생시 최적대피로로 연계될 수 있게 한다.Establish a digital twin for the inside of railway facilities such as railways, tunnels, and underground stations, and allow managers to easily detect abnormalities inside the railway facilities, while providing indoor and outdoor positioning information through client terminals 130 for pedestrians and passersby. It can accurately identify and virtually simulate the optimal evacuation route in the event of a disaster, allowing it to be linked to the optimal evacuation route in the event of an actual disaster.

이에 따라, 본 발명의 실시예에 따른 디지털트윈 기반 철도시설물의 복합재난 방지 시스템(100)은 디지털트윈 기반을 통한 통합적인 철도분야 재난관리 복합 시스템으로 융합된 하나의 플랫폼을 통해 철도시설물 또는 철도 SOC의 재난방지 및 유지관리를 용이하게 수행할 수 있다.Accordingly, the digital twin-based complex disaster prevention system 100 for railway facilities according to an embodiment of the present invention is a digital twin-based integrated disaster management complex system for railway facilities and railway SOC through a single platform converged. Disaster prevention and maintenance can be easily performed.

한편, 도 5는 본 발명의 실시예에 따른 디지털트윈 기반 철도시설물의 복합재난 방지 시스템에서 디지털트윈 플랫폼을 나타내는 화면이다.Meanwhile, Figure 5 is a screen showing the digital twin platform in the complex disaster prevention system for digital twin-based railway facilities according to an embodiment of the present invention.

도 5에 도시된 바와 같이, 본 발명의 실시예에 따른 디지털트윈 기반 철도시설물의 복합재난 방지 시스템(100)은, As shown in Figure 5, the complex disaster prevention system 100 for digital twin-based railway facilities according to an embodiment of the present invention is,

철도, 지하역사, 터널, 지하공간 또는 지상 공간에 대한 디지털트윈 플랫폼을 구축함으로써, 철도, 지하역사, 터널 등의 철도시설물 객체의 표현을 위해 필요로 하는 객체별 데이터를 수집하여 가상 공간모델을 구축하되, By building a digital twin platform for railways, underground stations, tunnels, underground spaces, or above-ground spaces, a virtual space model is built by collecting object-specific data needed to express railway facility objects such as railways, underground stations, tunnels, etc. However,

이때, 드론 또는 센서 등을 활용하여 공간 촬영 및 이미지 구축을 통해 철도시설물 데이터의 입력이 이루어지며, 이후, 가상 공간모델 상에서 객체별 데이터의 위치를 식별한 후에 식별된 위치를 기초로 객체별 데이터와 데이터 허브와의 연결을 통해서 디지털트윈 가상공간을 구축할 수 있다.At this time, railroad facility data is input through spatial photography and image construction using drones or sensors. Afterwards, the location of data for each object is identified on the virtual space model, and then data for each object is generated based on the identified location. A digital twin virtual space can be built through connection to a data hub.

한편, 도 6은 본 발명의 실시예에 따른 디지털트윈 기반 철도시설물의 복합재난 방지 시스템의 재난감지 모듈이 터널 재난상황을 감지하는 것을 나타내는 화면이고, 도 7은 도 6에 도시된 터널 재난상황으로서 터널 침수 및 터널 지진을 감지하는 것을 예시하는 도면이다.Meanwhile, Figure 6 is a screen showing that the disaster detection module of the complex disaster prevention system for digital twin-based railway facilities according to an embodiment of the present invention detects a tunnel disaster situation, and Figure 7 is the tunnel disaster situation shown in Figure 6. This is a diagram illustrating detection of tunnel flooding and tunnel earthquakes.

도 6에 도시된 바와 같이, 본 발명의 실시예에 따른 디지털트윈 기반 철도시설물의 복합재난 방지 시스템의 재난감지 모듈(120)의 경우, 터널 지진, 가스누출 및 터널 침수를 포함하는 터널 재난을 감지할 수 있으며, As shown in FIG. 6, the disaster detection module 120 of the complex disaster prevention system for digital twin-based railway facilities according to an embodiment of the present invention detects tunnel disasters including tunnel earthquakes, gas leaks, and tunnel flooding. You can,

예를 들면, 도 7의 b)에 도시된 바와 같이, 기설치된 진동센서 및 음향센서에 의해 터널 지진을 감지하고, 기설치된 가스센서에 의해 가스누출을 감지하며, 또한, 도 7의 a)에 도시된 바와 같이, 기설치된 수위센서에 의해 터널 침수를 감지하여 재난감지 데이터를 생성할 수 있다.For example, as shown in b) of FIG. 7, a tunnel earthquake is detected by a pre-installed vibration sensor and an acoustic sensor, a gas leak is detected by a pre-installed gas sensor, and also, as shown in a) of FIG. 7. As shown, disaster detection data can be generated by detecting tunnel flooding using a pre-installed water level sensor.

한편, 도 8은 본 발명의 실시예에 따른 디지털트윈 기반 철도시설물의 복합재난 방지 시스템의 재난감지 모듈이 지하역사 화재를 감지하는 것을 나타내는 화면이다.Meanwhile, Figure 8 is a screen showing the disaster detection module of the complex disaster prevention system for digital twin-based railway facilities according to an embodiment of the present invention detecting a fire in an underground station.

도 8에 도시된 바와 같이, 본 발명의 실시예에 따른 디지털트윈 기반 철도시설물의 복합재난 방지 시스템의 재난감지 모듈(120)의 경우, As shown in Figure 8, in the case of the disaster detection module 120 of the complex disaster prevention system for digital twin-based railway facilities according to an embodiment of the present invention,

지하역사 화재를 감지할 수 있으며, 예를 들면, CCTV 영상, 온도센서/습도센서, 연기센서, 비콘 또는 음향센서 중 적어도 하나 이상의 센서로부터 지하역사 화재를 감지하여 재난감지 데이터를 생성할 수 있다.Fires in underground stations can be detected, and for example, disaster detection data can be generated by detecting fires in underground stations from at least one sensor selected from CCTV images, temperature sensors/humidity sensors, smoke sensors, beacons, or sound sensors.

한편, 도 9는 본 발명의 실시예에 따른 디지털트윈 기반 철도시설물의 복합재난 방지 시스템에서 실내외 측위정보를 수집하는 것을 예시하는 화면이고, 도 10은 본 발명의 실시예에 따른 디지털트윈 기반 철도시설물의 복합재난 방지 시스템에서 다중 복합신호를 융합하기 위한 AI 기반 측위의 개념을 나타내는 도면이다.Meanwhile, Figure 9 is a screen illustrating the collection of indoor and outdoor positioning information in a complex disaster prevention system for a digital twin-based railway facility according to an embodiment of the present invention, and Figure 10 is a screen illustrating a digital twin-based railway facility according to an embodiment of the present invention. This is a diagram showing the concept of AI-based positioning for fusing multiple complex signals in a complex disaster prevention system.

도 9를 참조하면, 본 발명의 실시예에 따른 디지털트윈 기반 철도시설물의 복합재난 방지 시스템의 경우, 철도, 지하역사, 터널, 지하공간, 지상공간 등의 철도시설물에 대해 최적화된 실내외 측위정보를 수집할 수 있고, Referring to Figure 9, in the case of a complex disaster prevention system for digital twin-based railway facilities according to an embodiment of the present invention, optimized indoor and outdoor positioning information for railway facilities such as railways, underground stations, tunnels, underground spaces, and above-ground spaces is provided. can be collected,

이때, 도 10에 도시된 바와 같이, 인공지능을 이용하여 별도의 장비 설치 없이, 클라이언트 단말(130), 예를 들면, 스마트폰만으로 수평 측위 및 수직 측위를 수행할 수 있다.At this time, as shown in FIG. 10, horizontal positioning and vertical positioning can be performed using only the client terminal 130, for example, a smartphone, without installing separate equipment using artificial intelligence.

특히, 현장 실내에서 수신될 수 있는 모든 가용한 신호를 이용하여 고정밀 측위가 가능하며, 이때, 인공지능(AI)-기반으로 다중 복합신호를 융합한다. 즉, 스마트폰이 수신할 수 있는 모든 신호를 이용하여 수평 측위 및 수직 측위가 이루어지며, In particular, high-precision positioning is possible using all available signals that can be received indoors, and in this case, multiple complex signals are fused based on artificial intelligence (AI). In other words, horizontal and vertical positioning are performed using all signals that the smartphone can receive.

이때, 기존의 단순 삼각측량이 아닌 인공지능(AI)-기반 측위 네트워크에 따라 측위정보를 생성함으로써, 1m급 오차로 실내외 위치를 측정하고, 또한, 저비용으로 위치정보를 수집하며, 다양한 환경에 적용할 수 있다.At this time, by generating positioning information according to an artificial intelligence (AI)-based positioning network rather than the existing simple triangulation, indoor and outdoor locations are measured with a 1m level error, and location information is collected at low cost and applied to various environments. can do.

한편, 도 11은 본 발명의 실시예에 따른 디지털트윈 기반 철도시설물의 복합재난 방지 시스템에서 실내외 다중 복합신호들의 목록을 나타내는 도면이고, 도 12는 본 발명의 실시예에 따른 디지털트윈 기반 철도시설물의 복합재난 방지 시스템에서 다중 복합신호 변환 과정을 나타내는 도면이다.Meanwhile, Figure 11 is a diagram showing a list of indoor and outdoor multiple complex signals in the complex disaster prevention system of digital twin-based railway facilities according to an embodiment of the present invention, and Figure 12 is a diagram showing a list of indoor and outdoor multiple complex signals of digital twin-based railway facilities according to an embodiment of the present invention. This is a diagram showing the multiple complex signal conversion process in a complex disaster prevention system.

본 발명의 실시예에 따른 디지털트윈 기반 철도시설물의 복합재난 방지 시스템(100)은, 철도시설물의 다중 복합신호를 분석할 수 있는데, 이때, 실외에서도 실내의 신호 일부가 수신될 수 있고, The digital twin-based complex disaster prevention system 100 for railway facilities according to an embodiment of the present invention can analyze multiple complex signals of railway facilities. At this time, some of the indoor signals can be received even outdoors,

또한, 실내에서도 실외의 신호 일부가 수신될 수 있다. 여기서, 도 11은 실내외 다중 복합신호들의 목록을 나타내며, 신호들의 수신 범위를 구분할 수 있다.Additionally, some of the outdoor signals may be received indoors. Here, Figure 11 shows a list of indoor and outdoor multiple composite signals, and the reception ranges of the signals can be distinguished.

아울러, 창, 문, 기둥, 엘리베이터 등의 실내공간정보를 실내 위치 결정 시에 중요 메타데이터로 다룸으로써 정확도를 보장할 수 있다.In addition, accuracy can be guaranteed by treating indoor spatial information such as windows, doors, pillars, and elevators as important metadata when determining indoor location.

또한, 본 발명의 실시예에 따른 디지털트윈 기반 철도시설물의 복합재난 방지 시스템(100)은, In addition, the complex disaster prevention system 100 for digital twin-based railway facilities according to an embodiment of the present invention,

도 11에 도시된 바와 같이, 철도시설물의 다중 복합신호를 융합할 수 있는데, 이때, 특정한 시점에서 가용한 여러 종류의 신호들(실내/실외 전파신호, 센서의 측정치 등)을 신호 이미지로 변환한다. As shown in Figure 11, multiple complex signals from railway facilities can be fused. At this time, various types of signals (indoor/outdoor radio signals, sensor measurements, etc.) available at a specific point in time are converted into signal images. .

도 12는 다중 복합신호 변환 과정을 나타내며, 여러 픽셀들로 변환된 데이터를 하나의 이미지 위에 위치를 설정해서 배치함으로써 한 장의 복합신호 이미지를 얻을 수 있다.Figure 12 shows the multiple composite signal conversion process, and one composite signal image can be obtained by arranging the data converted into several pixels by setting the position on one image.

후속적으로, 변환된 이미지들은 딥러닝(Deep Learning)을 통해 학습된 후, 추후 실내 위치결정 요청 시 가장 비슷한 이미지 n개를 찾아낸 후, 각 이미지간의 거리를 계산하여 측위한다. Subsequently, the converted images are learned through deep learning, and then when indoor positioning is requested later, the n most similar images are found and the distance between each image is calculated to determine positioning.

예를 들면, Wi-Fi, Mobile Network, Bluetooth 및 GPS/GLONASS, 지자기 센서, 가속도 센서 및 기압계에서 측정되는 신호들을 특정 위치를 대표하는 다중 복합신호 이미지를 생성할 수 있다. For example, signals measured from Wi-Fi, Mobile Network, Bluetooth, GPS/GLONASS, geomagnetic sensor, acceleration sensor, and barometer can be used to create multiple composite signal images representing a specific location.

한편, 도 13은 본 발명의 실시예에 따른 디지털트윈 기반 철도시설물의 복합재난 방지 시스템에서 다중 복합신호 이미지 생성 방법을 설명하기 위한 도면이고, 도 14는 본 발명의 실시예에 따른 디지털트윈 기반 철도시설물의 복합재난 방지 시스템에서 생성된 다중 복합신호 이미지를 나타내는 도면이다.Meanwhile, FIG. 13 is a diagram illustrating a method for generating multiple complex signal images in a complex disaster prevention system for digital twin-based railway facilities according to an embodiment of the present invention, and FIG. 14 is a diagram for explaining a method of generating multiple complex signal images for a digital twin-based railway according to an embodiment of the present invention. This is a diagram showing multiple complex signal images generated by the facility’s complex disaster prevention system.

도 13에 도시된 바와 같이, 본 발명의 실시예에 따른 디지털트윈 기반 철도시설물의 복합재난 방지 시스템의 경우, 다음과 같은 과정을 통해 다중 복합신호 이미지를 생성할 수 있다.As shown in Figure 13, in the case of a complex disaster prevention system for digital twin-based railway facilities according to an embodiment of the present invention, multiple complex signal images can be generated through the following process.

구체적으로, 다중 복합신호를 <Key, Value>의 페어로 보고, 이를 시각화(visualization)한다. 예를 들면, Wi-Fi의 MAC은 key가 되며, 수신강도(RSSI)값은 value로 간주한다. Specifically, multiple complex signals are viewed as a pair of <Key, Value> and visualized. For example, the MAC of Wi-Fi is considered the key, and the reception strength (RSSI) value is considered the value.

이때, Key는 Hash-based spatialization 기법으로 이미지 내에서의 위치를 결정할 수 있고, At this time, the location of the key within the image can be determined using a hash-based spatialization technique.

또한, Value는 정규화(Normalization) 및 색상설정(Coloring) 기법을 거쳐서 이미지 내에서의 색상(color)과 강도(intensity)를 결정할 수 있으며, 이에 따라, 도 14에 도시된 바와 같은 다중 복합신호 이미지를 생성할 수 있다.In addition, the value can determine the color and intensity in the image through normalization and coloring techniques, and accordingly, a multi-complex signal image as shown in FIG. 14 can be created.

한편, 도 15는 본 발명의 실시예에 따른 디지털트윈 기반 철도시설물의 복합재난 방지 시스템에서 다중 복합신호의 기계학습에 적용되는 PNN의 구조를 나타내는 도면이다.Meanwhile, Figure 15 is a diagram showing the structure of a PNN applied to machine learning of multiple complex signals in a complex disaster prevention system for digital twin-based railway facilities according to an embodiment of the present invention.

본 발명의 실시예에 따른 디지털트윈 기반 철도시설물의 복합재난 방지 시스템의 경우, 다중 복합신호의 기계학습을 수행하게 되며, 예를 들면, 도 15에 도시된 바와 같이, 다중 복합신호 학습을 위한 인공지능 실내측위 모델로서, PNN(Positioning Neural Network) 알고리즘을 사용한다. In the case of a complex disaster prevention system for digital twin-based railway facilities according to an embodiment of the present invention, machine learning of multiple complex signals is performed. For example, as shown in FIG. 15, artificial intelligence for learning multiple complex signals is used. As an intelligent indoor positioning model, it uses the PNN (Positioning Neural Network) algorithm.

예를 들면, 클라이언트 단말(130)로부터 수신되는 다중 복합신호를 이미지(별자리)로 변환할 수 있으며, 여기서, 유클리드 거리(Euclidean distance)는 두 점 사이의 거리를 계산할 때 흔히 쓰는 방법이다. For example, multiple composite signals received from the client terminal 130 can be converted into images (constellations), where Euclidean distance is a commonly used method for calculating the distance between two points.

이 거리를 사용하여 유클리드 공간을 정의할 수 있다.This distance can be used to define Euclidean space.

구체적으로, 본 발명의 실시예에 따른 디지털트윈 기반 철도시설물의 복합재난 방지 시스템에서, 다중 복합신호 이미지의 특징과 이에 따른 PNN 구현의 특수성은 오차 역전파(Back-Propagation) 함수를 포함한 학습 알고리즘을 매우 간결하게 구현할 수 있다. Specifically, in the complex disaster prevention system for digital twin-based railway facilities according to an embodiment of the present invention, the characteristics of multiple complex signal images and the specificity of PNN implementation accordingly require a learning algorithm including an error back-propagation function. It can be implemented very simply.

또한, 실제로 PNN 알고리즘은 두 입력값의 입력의 크기와 차이에 따라 감소하는 출력을 갖는 3차원 전달함수를 보유하고 있으며, 신경망 자체를 구성하는 연결들의 연결강도나 가중치가 모두 같은 값으로 고정되어 있으므로, 이 전달함수 자체를 튜닝하는 매개변수를 적용한다는 접근이 가능하다In addition, the PNN algorithm actually has a three-dimensional transfer function with an output that decreases depending on the size and difference between the two input values, and the connection strength or weight of the connections that make up the neural network itself are all fixed at the same value. , an approach is possible by applying parameters that tune the transfer function itself.

기존의 인공신경망의 전달함수는 Sigmoid, relu 등 고정된 비선형함수를 사용하며, 학습을 통해서 각 신경 노드의 연결 가중치를 제어함으로써 학습을 구현할 수 있지만, 상기 PNN 알고리즘의 경우, 각 노드의 연결 가중치가 모두 고정되어 있으므로, 3차원 전달함수를 4개의 매개변수로 정의하고, 이 전달함수를 학습결과에 따라 튜닝하는 오차 역전파(Back-Propagation) 함수를 사용하여 구현할 수 있다.The transfer function of the existing artificial neural network uses fixed non-linear functions such as Sigmoid and relu, and learning can be implemented by controlling the connection weight of each neural node through learning. However, in the case of the PNN algorithm, the connection weight of each node is Since everything is fixed, it can be implemented by defining a 3D transfer function with four parameters and using an error back-propagation function that tunes this transfer function according to the learning results.

한편, 도 16은 본 발명의 실시예에 따른 디지털트윈 기반 철도시설물의 복합재난 방지 시스템에서 수직 측위 측정을 위해 기압을 두 층의 페어(Pair)로 측정하는 것을 예시하는 위한 도면이고, 도 17은 본 발명의 실시예에 따른 디지털트윈 기반 철도시설물의 복합재난 방지 시스템에 적용되는 수직 측위 측정을 위한 기압페어 병합 알고리즘을 예시하는 도면이다.Meanwhile, Figure 16 is a diagram illustrating measuring air pressure in a pair of two layers to measure vertical position in a complex disaster prevention system for digital twin-based railway facilities according to an embodiment of the present invention, and Figure 17 is This is a diagram illustrating an air pressure pair merging algorithm for measuring vertical positioning applied to a complex disaster prevention system for digital twin-based railway facilities according to an embodiment of the present invention.

본 발명의 실시예에 따른 디지털트윈 기반 철도시설물의 복합재난 방지 시스템의 경우, 철도시설물에 대한 클라이언트 단말의 최적화 측위를 반영하여, 다음과 같은 과정으로 수직 측위가 이루어질 수 있다. In the case of the digital twin-based complex disaster prevention system for railway facilities according to an embodiment of the present invention, vertical positioning can be achieved through the following process by reflecting the optimized positioning of the client terminal with respect to the railway facility.

이때, 도 16의 b)에 도시된 전형적인 시나리오에 비해, 도 16의 a)에 도시된 최선의 시나리오에 따라 최소비용의 기압 페어 수집이 가능하며At this time, compared to the typical scenario shown in b) of FIG. 16, it is possible to collect air pressure pairs at the lowest cost according to the best scenario shown in a) of FIG. 16.

구체적으로, 도 17에 도시된 바와 같이, 철도시설물의 다중 복합신호를 클라이언트 단말(130), 예를 들면, 스마트폰으로 다중 복합신호 이미지를 수집하고, 이후, 수집된 다중 복합신호 이미지는 그 자체의 위치와 별도로 그 위치에서 안드로이드 시스템에 제공하는 위치를 함께 가지고 있고, Specifically, as shown in FIG. 17, multiple composite signal images of railway facilities are collected using a client terminal 130, for example, a smartphone, and then the collected multiple composite signal images are themselves Separately from the location, it also has a location provided to the Android system from that location,

이러한 정보들은 다중 복합신호 이미지 각각의 특정한 영역에 복원될 수 있는 픽셀 모음으로 기록됨으로써, 상기 다중 복합신호 이미지가 생성된 위치정보, 즉 측위정보를 알 수 있다.This information is recorded as a collection of pixels that can be restored in a specific area of each multiple composite signal image, so that location information, that is, positioning information, where the multiple composite signal image was created can be known.

이때, 다양한 형식의 다중 복합신호를 정규화하고, 이를 이미지화함으로써 클라이언트 단말(130)를 통해 측위 가능하며, 특히, 기압 페어를 기반으로 상대기압맵(relative pressure map)을 구축함으로써 100%의 수직 정확도를 갖는 수직 측위가 가능하다.At this time, positioning is possible through the client terminal 130 by normalizing multiple complex signals of various types and imaging them. In particular, 100% vertical accuracy is achieved by constructing a relative pressure map based on the pressure pair. Vertical positioning is possible.

한편, 도 18은 본 발명의 실시예에 따른 디지털트윈 기반 철도시설물의 복합재난 방지 시스템에서 수직 측위시 기압 변화를 보정하기 위한 EM 알고리즘 기반 최적화를 설명하기 위한 도면이고, 도 19는 본 발명의 실시예에 따른 디지털트윈 기반 철도시설물의 복합재난 방지 시스템에서 수직 측위시 기압계의 층수 추정 작동을 설명하기 위한 도면이다.Meanwhile, Figure 18 is a diagram illustrating EM algorithm-based optimization for correcting air pressure changes during vertical positioning in a complex disaster prevention system for digital twin-based railway facilities according to an embodiment of the present invention, and Figure 19 is an implementation of the present invention. This is a drawing to explain the floor number estimation operation of the barometer during vertical positioning in the complex disaster prevention system of digital twin-based railway facilities according to an example.

통상적인 스마트폰에 내장되는 기압계는 고도 변화를 30㎝ 이상의 정밀도로 측정할 수 있지만, 이때, 기압은 날씨에 따라 변하므로 기압 변화에 대한 보정이 필요하다.The barometer built into a typical smartphone can measure altitude changes with a precision of 30 cm or more, but since the barometric pressure changes depending on the weather, correction for changes in barometric pressure is necessary.

본 발명의 실시예에 따른 디지털트윈 기반 철도시설물의 복합재난 방지 시스템의 경우, 도 18에 도시된 바와 같이, 실시간 기압 변화를 보정하기 위한 EM(Expectation and Maximization) 알고리즘에 따라 최적화될 수 있다.In the case of a complex disaster prevention system for digital twin-based railway facilities according to an embodiment of the present invention, as shown in FIG. 18, it can be optimized according to the EM (Expectation and Maximization) algorithm to correct real-time atmospheric pressure changes.

특히. 도 19에 도시된 바와 같이, 상대기압맵(relative pressure map)을 기반으로 스마트폰 내장 기압계의 기압값 변화 속도가 임계값 이상일 때 기압계 층수를 추정할 수 있다.especially. As shown in FIG. 19, the number of barometer floors can be estimated when the rate of change of the barometric pressure value of the smartphone built-in barometer is above the threshold value based on the relative pressure map.

이에 따라, 본 발명의 실시예에 따른 디지털트윈 기반 철도시설물의 복합재난 방지 시스템의 경우, 실내외 수직 측위시, 클라이언트 단말인 스마트폰에 내장된 기압계를 통해 고도 변화를 측정하여 측위하되, Accordingly, in the case of a complex disaster prevention system for digital twin-based railway facilities according to an embodiment of the present invention, during indoor and outdoor vertical positioning, the altitude change is measured and positioned using a barometer built into the smartphone, which is a client terminal,

실시간 기압 변화를 보정하기 위한 EM 알고리즘을 적용하여 상대기압맵을 구축함으로써, 스마트폰 내장 기압계의 기압값 변화속도가 임계값 이상일 때 기압계 층수를 추정하여 정확한 수직 측위가 가능하다.By constructing a relative barometric pressure map by applying the EM algorithm to correct real-time barometric pressure changes, accurate vertical positioning is possible by estimating the number of barometer floors when the barometric pressure value change rate of the smartphone's built-in barometer is above the threshold.

다시 말하면, 본 발명의 실시예에 따른 디지털트윈 기반 철도시설물의 복합재난 방지 시스템의 경우, 드론이나 센서 등을 활용하여 철도시설물에 대한 공간 촬영 및 이미지 구축이 이루어지며, In other words, in the case of a complex disaster prevention system for digital twin-based railroad facilities according to an embodiment of the present invention, spatial photography and image construction of railroad facilities are performed using drones or sensors, etc.

공간모델 상에서 객체별 데이터의 위치를 식별한 후, 식별된 위치를 기초로 객체별 데이터와 데이터 허브와의 연결을 통해 디지털트윈이 이루어진 가상공간을 구축할 수 있다.After identifying the location of data for each object on the spatial model, a virtual space with a digital twin can be built by connecting the data for each object and the data hub based on the identified location.

또한, 본 발명의 실시예에 따른 디지털트윈 기반 철도시설물의 복합재난 방지 시스템의 경우, 철도, 지하철역사, 터널 등의 철도시설물 실내외의 다양한 신호를 수집하고, 여러 종류의 다중 복합신호를 이미지로 변환하며, In addition, in the case of a digital twin-based complex disaster prevention system for railway facilities according to an embodiment of the present invention, various signals from inside and outside railway facilities such as railways, subway stations, and tunnels are collected, and various types of multiple complex signals are converted into images. And

이후, 변환된 이미지들을 PNN 인공지능 실내측위 모델을 통해서 딥러닝 학습시키고, 이후, 수집된 다중 복합신호 이미지와 기수집된 이미지들과의 비교를 통해 거리를 추정함으로써 실내를 측위할 수 있다. Afterwards, the converted images are subjected to deep learning learning through the PNN artificial intelligence indoor positioning model, and the indoor location can be determined by estimating the distance through comparison with the collected multi-complex signal images and previously collected images.

특히, 수직 측위의 경우, 스마트폰 내장 기압계를 통해서 고도변화를 측정하여 측위하되, 실시간 기압 변화를 보정하기 위한 EM 알고리즘을 적용하여 상대기압맵을 구축함으로써, 스마트폰 내장 기압계의 기압값 변화속도가 임계값 이상일 때 기압계 층수를 추정하여 수직 측위가 이루어진다.In particular, in the case of vertical positioning, altitude changes are measured and determined through the smartphone's built-in barometer, and a relative pressure map is constructed by applying an EM algorithm to correct real-time air pressure changes, so that the rate of change in the barometric pressure value of the smartphone's built-in barometer is When it is above the threshold, vertical positioning is performed by estimating the number of barometer floors.

또한, 본 발명의 실시예에 따른 디지털트윈 기반 철도시설물의 복합재난 방지 시스템의 경우, 철도, 지하철역사, 터널 등의 철도시설물에 대해 디지털트윈으로 생성된 가상공간에 있어서, In addition, in the case of a complex disaster prevention system for digital twin-based railway facilities according to an embodiment of the present invention, in the virtual space created by digital twin for railway facilities such as railways, subway stations, and tunnels,

전술한 수평측위 및 수직측위 기술과 연계하여 지진 이나 화재 등 재난별 확산에 대한 예측 시뮬레이션이 가능하며, 이때, 재실자 또는 보행자 등의 숫자를 파악하고, 보행자 수, 탈출 최단경로, 탈출 소요시간, 탈출경로의 안정성 등을 고려한 통합 시뮬레이션을 수행할 수 있다.In conjunction with the above-mentioned horizontal and vertical positioning technologies, it is possible to predict and simulate the spread of disasters such as earthquakes and fires. At this time, the number of occupants or pedestrians is identified, and the number of pedestrians, shortest escape route, time required for escape, and escape Integrated simulation can be performed considering path stability, etc.

또한, 본 발명의 실시예에 따른 디지털트윈 기반 철도시설물의 복합재난 방지 시스템의 경우, 철도시설물을 디지털트윈화하여 가상공간을 구축함으로써, 재난 상황의 예측 및 확산에 대한 시뮬레이션이 가능하며, In addition, in the case of a complex disaster prevention system for digital twin-based railway facilities according to an embodiment of the present invention, it is possible to predict and simulate the spread of disaster situations by constructing a virtual space by converting railway facilities into digital twins.

실내 측위기술을 통해 실내 재실자 혹은 통행자의 위치를 정확하게 측위하여 재난 대피 유도 시스템과의 통합연계를 통해서, 재난상황의 다양한 대피경로 시뮬레이션을 통해 실제 재난 발생시 최적의 대피경로를 예측할 수 있으며, 궁극적으로 재난상황을 방지할 수 있다.Through indoor positioning technology, the location of indoor occupants or passers-by can be accurately determined, and through integrated linkage with the disaster evacuation guidance system, the optimal evacuation route in the event of an actual disaster can be predicted through simulation of various evacuation routes in disaster situations, and ultimately, disaster relief. The situation can be prevented.

[디지털트윈 기반 철도시설물의 복합재난 방지 방법][How to prevent complex disasters in digital twin-based railway facilities]

도 20은 본 발명의 실시예에 따른 디지털트윈 기반 철도시설물의 복합재난 방지 방법을 나타내는 동작흐름도이다.Figure 20 is an operation flowchart showing a method for preventing complex disasters in digital twin-based railway facilities according to an embodiment of the present invention.

도 20을 참조하면, 본 발명의 실시예에 따른 디지털트윈 기반 철도시설물의 복합재난 방지 방법은, 철도, 터널, 지하역사, 지상공간 및 지하공간을 포함하는 철도시설물에 대한 복합재난 방지 시스템에 있어서, Referring to Figure 20, the complex disaster prevention method for digital twin-based railway facilities according to an embodiment of the present invention is a complex disaster prevention system for railway facilities including railways, tunnels, underground stations, above-ground spaces, and underground spaces. ,

먼저, 철도시설물 디지털트윈 플랫폼(110)이 철도시설물 데이터에 따라 가상공간을 모델링하여 공간모델을 생성하고, 공간모델 데이터를 획득한다(S110).First, the railway facility digital twin platform 110 models the virtual space according to the railway facility data, creates a spatial model, and acquires the spatial model data (S110).

다음으로, 재난 감지모듈(120)이 철도시설물 내의 복합재난, 예를 들면, 터널 재난상황이나 지하역사 화재 등을 감지하여 재난감지 데이터를 생성한다(S120).Next, the disaster detection module 120 detects a complex disaster within the railroad facility, for example, a tunnel disaster situation or an underground station fire, and generates disaster detection data (S120).

다음으로, 도 3에 도시된 종합통제실에 구비되는 복합재난 방지 서버(140)가 상기 철도시설물 디지털트윈 플랫폼(110)에 설치된 가상공간센서를 통해 감지되는 철도시설물에 대한 공간모델 데이터를 수집하고, 상기 재난 감지모듈(120)이 감지하는 재난감지 데이터를 수집한다(S130).Next, the complex disaster prevention server 140 provided in the comprehensive control room shown in FIG. 3 collects spatial model data for the railroad facility detected through the virtual space sensor installed on the railroad facility digital twin platform 110, Disaster detection data detected by the disaster detection module 120 is collected (S130).

다음으로, 복합재난 방지 서버(140)가 상기 수집된 공간모델 데이터 및 재난감지 데이터에 따라 철도시설물의 재난을 판정한다(S140).Next, the complex disaster prevention server 140 determines the disaster of the railroad facility according to the collected spatial model data and disaster detection data (S140).

다음으로, 철도시설물의 재난이 발생한 것으로 판정된 경우, 복합재난 방지 서버(140)의 AI-기반 측위 네트워크를 통해 클라이언트 단말(130)로부터 다중 복합신호 이미지를 수신한다(S150).Next, when it is determined that a disaster has occurred at a railroad facility, multiple complex signal images are received from the client terminal 130 through the AI-based positioning network of the complex disaster prevention server 140 (S150).

여기서, 상기 AI-기반 측위 네트워크는 상기 복합재난 방지 서버(140)의 AI-기반 측위 네트워크 형성부(141)에 의해 생성되고, 상기 AI-기반 측위 네트워크를 통해 클라이언트 단말(130), Here, the AI-based location network is created by the AI-based location network forming unit 141 of the complex disaster prevention server 140, and the client terminal 130 through the AI-based location network,

예를 들면, 스마트폰을 통해 통행자, 재실자 또는 작업자의 측위정보를 수집한다. 이때, 스마트폰이 수신할 수 있는 모든 신호를 이용하여 다중 복합신호 이미지가 생성되고, 복합재난 방지 서버(140)는 상기 다중 복합신호 이미지를 수집한다.For example, location information of passers-by, occupants, or workers is collected through smartphones. At this time, multiple complex signal images are generated using all signals that the smartphone can receive, and the complex disaster prevention server 140 collects the multiple complex signal images.

구체적으로, 상기 클라이언트 단말(130)은, 철도시설물에 대한 재난 발생시, 단말의 측위정보 생성을 위해서 실내외 수직 측위를 수행하여 다중 복합신호 이미지를 생성하며, Specifically, the client terminal 130 generates multiple composite signal images by performing indoor and outdoor vertical positioning to generate positioning information for the terminal when a disaster occurs at a railroad facility,

이때, 상기 클라이언트 단말(130)의 실내외 수직 측위시, 상기 클라이언트 단말(130)에 내장되는 기압계를 통해 고도 변화를 측정하여 측위하되, 실시간 기압 변화를 보정하기 위한 EM(Expectation and Maximization) 알고리즘을 적용하여 상대기압맵을 구축하고, 상기 기압계의 기압값 변화속도가 임계값 이상일 때 기압계 층수를 추정함으로써 수직 측위가 이루어진다.At this time, during indoor and outdoor vertical positioning of the client terminal 130, the altitude change is measured and positioned using a barometer built into the client terminal 130, and an EM (Expectation and Maximization) algorithm is applied to correct the real-time air pressure change. Vertical positioning is achieved by constructing a relative pressure map and estimating the number of floors of the barometer when the rate of change of the barometric pressure value of the barometer is greater than a threshold.

다음으로, 복합재난 방지 서버(140)의 다중 복합신호 기계학습부(144)가 상기 클라이언트 단말(130)로부터 수신되는 다중 복합신호 이미지에 대해 기구축된 학습 알고리즘에 따라 기계학습(Machine Learning)을 수행한다(S160).Next, the multiple complex signal machine learning unit 144 of the complex disaster prevention server 140 performs machine learning according to a built-in learning algorithm for the multiple complex signal image received from the client terminal 130. Perform (S160).

다음으로, 상기 다중 복합신호 기계학습부(144)의 학습결과에 따라 재난대피 유도 시스템(S160)과 연계하여 상기 클라이언트 단말(130) 각각에 대한 재난대피정보를 생성한다(S170).Next, according to the learning results of the multiple complex signal machine learning unit 144, disaster evacuation information for each of the client terminals 130 is generated in connection with the disaster evacuation guidance system (S160) (S170).

결국, 본 발명의 실시예에 따르면, 철도, 터널, 지하역사 등의 철도시설물 내부에 대해 디지털트윈을 구축하고, 철도시설물 내부 이상을 관리자가 용이하게 감지하면서, 보행자 및 통행자 등의 클라이언트 단말을 통해 실내외의 측위정보를 정확하게 파악하고, 재난발생시 최적의 대피로를 가상으로 시뮬레이션하여, 실제 재난 발생시 최적 대피로로 유도할 수 있다. Ultimately, according to an embodiment of the present invention, a digital twin is built for the inside of railway facilities such as railways, tunnels, and underground stations, and the manager can easily detect abnormalities inside the railway facilities, while client terminals such as pedestrians and passers-by are monitored. Through this, it is possible to accurately determine indoor and outdoor positioning information and virtually simulate the optimal evacuation route in the event of a disaster, leading to the optimal evacuation route in the event of an actual disaster.

또한, 디지털트윈 기반 철도시설물의 복합재난 방지 시스템 구축을 위해서, 하나의 플랫폼을 통해 디지털트윈 기반 철도시설물에 실내외 측위기술을 융합 적용함으로써, 철도시설물의 재난방지 및 유지관리를 용이하게 수행할 수 있다. In addition, in order to build a complex disaster prevention system for digital twin-based railway facilities, disaster prevention and maintenance of railway facilities can be easily performed by converging and applying indoor and outdoor positioning technology to digital twin-based railway facilities through a single platform. .

또한, 실내외 수직 측위시, 클라이언트 단말인 스마트폰에 내장된 기압계를 통해 고도 변화를 측정하여 측위하되, 실시간 기압 변화를 보정함으로써, 수직 측위를 정확하게 수행할 수 있다.In addition, during indoor and outdoor vertical positioning, the altitude change is measured and positioned using a barometer built into the smartphone, which is a client terminal, and the vertical positioning can be performed accurately by correcting the real-time air pressure change.

전술한 본 발명의 설명은 예시를 위한 것이며, 본 발명이 속하는 기술분야의 통상의 지식을 가진 자는 본 발명의 기술적 사상이나 필수적인 특징을 변경하지 않고서 다른 구체적인 형태로 쉽게 변형이 가능하다는 것을 이해할 수 있을 것이다. 그러므로 이상에서 기술한 실시예들은 모든 면에서 예시적인 것이며 한정적이 아닌 것으로 이해해야만 한다. 예를 들어, 단일형으로 설명되어 있는 각 구성 요소는 분산되어 실시될 수도 있으며, 마찬가지로 분산된 것으로 설명되어 있는 구성 요소들도 결합된 형태로 실시될 수 있다.The description of the present invention described above is for illustrative purposes, and those skilled in the art will understand that the present invention can be easily modified into other specific forms without changing the technical idea or essential features of the present invention. will be. Therefore, the embodiments described above should be understood in all respects as illustrative and not restrictive. For example, each component described as single may be implemented in a distributed manner, and similarly, components described as distributed may also be implemented in a combined form.

본 발명의 범위는 상기 상세한 설명보다는 후술하는 특허청구범위에 의하여 나타내어지며, 특허청구범위의 의미 및 범위 그리고 그 균등 개념으로부터 도출되는 모든 변경 또는 변형된 형태가 본 발명의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 한다.The scope of the present invention is indicated by the claims described below rather than the detailed description above, and all changes or modified forms derived from the meaning and scope of the claims and their equivalent concepts should be construed as being included in the scope of the present invention. do.

100: 철도시설물의 복합재난 방지 시스템
200: 재난대피 유도 시스템
110: 철도시설물 디지털트윈 플랫폼 120: 재난감지 모듈
130: 클라이언트 단말(스마트폰) 140: 복합재난 방지 서버
111: 공간모델 생성부 112: 공간모델 데이터 획득부
121: 터널 재난 감지부 122: 지하역사 화재 감지부
131: 측위정보 생성용 센서 132: 측위정보 생성부
141: AI-기반 측위 네트워크 형성부 142: 데이터 수집부
143: 철도시설물 재난 판정부 144: 다중 복합신호 기계학습부
145: 재난대피정보 생성부
100: Complex disaster prevention system for railway facilities
200: Disaster evacuation guidance system
110: Railway facility digital twin platform 120: Disaster detection module
130: Client terminal (smart phone) 140: Complex disaster prevention server
111: Spatial model creation unit 112: Spatial model data acquisition unit
121: Tunnel disaster detection unit 122: Underground station fire detection unit
131: Sensor for generating positioning information 132: Positioning information generating unit
141: AI-based positioning network formation unit 142: Data collection unit
143: Railway facility disaster determination unit 144: Multi-complex signal machine learning unit
145: Disaster evacuation information generation unit

Claims (19)

철도, 터널, 지하역사, 지상공간 및 지하공간을 포함하는 철도시설물에 대한 복합재난 방지 시스템에 있어서,
철도시설물 데이터로부터 가상 공간모델을 생성하고, 상기 가상 공간모델에 설치되는 센서를 통해 공간모델 데이터를 획득하는 철도시설물 디지털트윈 플랫폼(110);
철도시설물 각각에 대한 재난을 감지하여 재난감지 데이터를 생성하는 재난감지 모듈(120);
철도시설물 내의 통행자 또는 재실자가 소지한 단말로서, 철도시설물에 대한 재난 발생시, 단말의 측위정보 생성을 위해서 실내외 수직 측위를 수행하여 다중 복합신호 이미지를 생성하는 클라이언트 단말(130); 및
상기 공간모델 데이터와 재난감지 데이터를 수집하여 철도시설물의 재난 발생을 판정하고, AI-기반 측위 네트워크를 통해 상기 클라이언트 단말(130) 각각으로부터 수신되는 다중 복합신호 이미지에 대해 다중 복합신호 기계학습을 수행하고, 학습결과에 따라 상기 클라이언트 단말(130) 각각에 대한 재난대피정보를 생성하는 복합재난 방지 서버(140)를 포함하되,
상기 클라이언트 단말(130)과 상기 복합재난 방지 서버(140)는 AI-기반 측위 네트워크를 형성하고, 상기 복합재난 방지 서버(140)는 상기 클라이언트 단말(130)이 수신할 수 있는 신호를 이용하여 상기 클라이언트 단말(130)의 실내외 위치에 대응하는 측위정보를 생성하는 것을 특징으로 하는 디지털트윈 기반 철도시설물의 복합재난 방지 시스템.
In the complex disaster prevention system for railway facilities including railways, tunnels, underground stations, above-ground spaces and underground spaces,
A railroad facility digital twin platform 110 that generates a virtual space model from railroad facility data and acquires space model data through sensors installed in the virtual space model;
A disaster detection module 120 that detects disasters for each railway facility and generates disaster detection data;
A terminal owned by a passenger or occupant within a railroad facility, which performs indoor and outdoor vertical positioning to generate positioning information for the terminal when a disaster occurs in the railroad facility, and generates a multiple complex signal image (client terminal 130); and
Collect the spatial model data and disaster detection data to determine whether a disaster has occurred at a railroad facility, and perform multi-complex signal machine learning on the multi-complex signal images received from each of the client terminals 130 through an AI-based positioning network. and a complex disaster prevention server 140 that generates disaster evacuation information for each of the client terminals 130 according to learning results,
The client terminal 130 and the complex disaster prevention server 140 form an AI-based positioning network, and the complex disaster prevention server 140 uses a signal that the client terminal 130 can receive to A complex disaster prevention system for digital twin-based railway facilities characterized by generating positioning information corresponding to the indoor and outdoor positions of the client terminal 130.
제1항에 있어서,
상기 클라이언트 단말(130)의 실내외 수직 측위시, 상기 클라이언트 단말(130)에 내장되는 기압계를 통해 고도 변화를 측정하여 측위하되, 실시간 기압 변화를 보정하기 위한 EM(Expectation and Maximization) 알고리즘을 적용하여 상대기압맵을 구축하고, 상기 기압계의 기압값 변화속도가 임계값 이상일 때 기압계 층수를 추정함으로써 수직 측위가 이루어지는 것을 특징으로 하는 디지털트윈 기반 철도시설물의 복합재난 방지 시스템.
According to paragraph 1,
During indoor/outdoor vertical positioning of the client terminal 130, the altitude change is measured and positioned using a barometer built into the client terminal 130, and an EM (Expectation and Maximization) algorithm to correct real-time air pressure changes is applied to determine relative positioning. A complex disaster prevention system for digital twin-based railway facilities, characterized in that vertical positioning is achieved by building a barometric pressure map and estimating the number of floors of the barometer when the rate of change of the barometric pressure value of the barometer is greater than a threshold.
제1항에 있어서,
상기 철도시설물 디지털트윈 플랫폼(110)은,
철도시설물 데이터에 대응하는 가상공간에 대한 공간모델을 생성하는 공간모델 생성부(111); 및
상기 공간모델에 따라 설치된 센서로부터 공간모델 데이터를 획득하는 공간모델 데이터 획득부(112)를 포함하는 디지털트윈 기반 철도시설물의 복합재난 방지 시스템.
According to paragraph 1,
The railway facility digital twin platform 110 is,
A spatial model generator 111 that generates a spatial model for a virtual space corresponding to railway facility data; and
A complex disaster prevention system for a digital twin-based railway facility including a spatial model data acquisition unit 112 that acquires spatial model data from sensors installed according to the spatial model.
제1항에 있어서,
상기 재난감지 모듈(120)은,
터널 지진, 가스누출 및 터널 침수를 포함하는 터널 재난을 감지하는 터널 재난 감지부(121); 및
지하역사 화재를 감지하는 지하역사 화재 감지부(122)를 포함하는 디지털트윈 기반 철도시설물의 복합재난 방지 시스템.
According to paragraph 1,
The disaster detection module 120,
a tunnel disaster detection unit 121 that detects tunnel disasters including tunnel earthquakes, gas leaks, and tunnel flooding; and
A complex disaster prevention system for digital twin-based railway facilities that includes an underground station fire detection unit (122) that detects underground station fires.
제4항에 있어서,
상기 터널 재난 감지부(121)는 기설치된 진동센서 및 음향센서에 의해 터널 지진을 감지하고, 기설치된 가스센서에 의해 가스누출을 감지하며, 기설치된 수위센서에 의해 터널 침수를 감지하는 것을 특징으로 하는 디지털트윈 기반 철도시설물의 복합재난 방지 시스템.
According to paragraph 4,
The tunnel disaster detection unit 121 detects a tunnel earthquake using a pre-installed vibration sensor and an acoustic sensor, detects a gas leak using a pre-installed gas sensor, and detects tunnel flooding using a pre-installed water level sensor. A complex disaster prevention system for railway facilities based on digital twin.
제4항에 있어서,
상기 지하역사 화재 감지부(122)는 CCTV 영상, 온도센서/습도센서, 연기센서, 비콘 또는 음향센서 중 적어도 하나 이상의 센서로부터 지하역사 화재를 감지하는 것을 특징으로 하는 디지털트윈 기반 철도시설물의 복합재난 방지 시스템.
According to paragraph 4,
The underground station fire detection unit 122 is a complex disaster of a digital twin-based railway facility, characterized in that it detects an underground station fire from at least one sensor selected from CCTV video, temperature sensor/humidity sensor, smoke sensor, beacon, or sound sensor. prevention system.
제1항에 있어서,
상기 클라이언트 단말(130)은,
클라이언트 단말의 위치를 측정하는 센서로서, 상기 복합재난 방지 서버(140)로부터 수신된 재난정보에 대응하여 단말의 위치를 측정하는 측위정보 생성용 센서(131): 및
클라이언트 단말의 위치에 따른 측위정보를 생성하는 측위정보 생성부(132)를 포함하는 디지털트윈 기반 철도시설물의 복합재난 방지 시스템.
According to paragraph 1,
The client terminal 130,
A sensor for measuring the location of a client terminal, a sensor 131 for generating positioning information that measures the location of the terminal in response to disaster information received from the complex disaster prevention server 140: and
A complex disaster prevention system for digital twin-based railway facilities that includes a positioning information generator 132 that generates positioning information according to the location of the client terminal.
제7항에 있어서,
상기 측위정보 생성부(132)는, 단말 내에 설치된 측위정보 생성용 센서(131)를 통해 감지된 위치에 대해 해쉬 기반 위치설정(Hash-Based Spatialization)을 수행하며, 이후 색상을 설정(Coloring)한 후, 다중 복합신호 이미지를 생성하는 일련의 데이터 변환과정을 수행하여, 실내외 측위신호로서 다중 복합신호 이미지를 생성하는 것을 특징으로 하는 디지털트윈 기반 철도시설물의 복합재난 방지 시스템.
In clause 7,
The positioning information generator 132 performs hash-based spatialization on the location detected through the positioning information generation sensor 131 installed in the terminal, and then sets the color. A complex disaster prevention system for digital twin-based railway facilities is characterized by generating multiple complex signal images as indoor and outdoor positioning signals by performing a series of data conversion processes to generate multiple complex signal images.
제1항에 있어서,
상기 복합재난 방지 서버(140)는,
상기 클라이언트 단말(130)과 AI-기반 측위 네트워크를 형성하고, 철도시설물에 대한 재난 발생시 상기 클라이언트 단말(130)에게 재난정보를 전송하고 상기 클라이언트 단말(130)로부터 실내외 위치 측정을 위한 다중 복합신호 이미지를 수신하는 AI-기반 측위 네트워크 형성부(141);
상기 철도시설물 디지털트윈 플랫폼(110)으로부터 철도시설물에 대한 공간모델 데이터룰 수집하고, 상기 재난 감지모듈(120)로부터 재난 감지 데이터를 수집하는 데이터 수집부(142);
상기 데이터 수집부(142)에서 수집된 공간모델 데이터 및 재난 감지 데이터에 따라 재난 발생 여부를 판정하는 철도시설물 재난 판정부(143);
상기 AI-기반 측위 네트워크 형성부(141)로부터 수신되는 다중 복합신호 이미지에 대해 기구축된 학습 알고리즘에 따라 기계학습을 수행하는 다중 복합신호 기계학습부(144); 및
상기 다중 복합신호 기계학습부(144)의 학습결과에 따라 상기 클라이언트 단말(130) 각각에 대한 재난대피정보를 생성하는 재난대피정보 생성부(145)를 포함하는 디지털트윈 기반 철도시설물의 복합재난 방지 시스템.
According to paragraph 1,
The complex disaster prevention server 140,
Forms an AI-based positioning network with the client terminal 130, transmits disaster information to the client terminal 130 when a disaster occurs in a railroad facility, and multiple complex signal images for indoor and outdoor location measurement from the client terminal 130. AI-based positioning network forming unit 141 that receives;
A data collection unit 142 that collects spatial model data for railway facilities from the railway facility digital twin platform 110 and collects disaster detection data from the disaster detection module 120;
A railway facility disaster determination unit 143 that determines whether a disaster has occurred according to the spatial model data and disaster detection data collected by the data collection unit 142;
a multi-complex signal machine learning unit 144 that performs machine learning according to a learning algorithm established on the multi-complex signal image received from the AI-based positioning network forming unit 141; and
Complex disaster prevention of digital twin-based railway facilities including a disaster evacuation information generation unit 145 that generates disaster evacuation information for each of the client terminals 130 according to the learning results of the multi-complex signal machine learning unit 144. system.
제9항에 있어서,
상기 다중 복합신호 기계학습부(144)의 학습 알고리즘은 PNN(Positioning Neural Network) 알고리즘인 것을 특징으로 하는 디지털트윈 기반 철도시설물의 복합재난 방지 시스템
According to clause 9,
The learning algorithm of the multiple complex signal machine learning unit 144 is a digital twin-based railway facility complex disaster prevention system, characterized in that it is a PNN (Positioning Neural Network) algorithm.
제9항에 있어서,
상기 재난대피정보 생성부(145)는 재난대피 유도 시스템(200)과 연계하여 기구축된 재난대피 시나리오에 따른 재난대피정보를 생성하는 것을 특징으로 하는 디지털트윈 기반 철도시설물의 복합재난 방지 시스템.
According to clause 9,
The disaster evacuation information generation unit 145 is a complex disaster prevention system for digital twin-based railway facilities, characterized in that it generates disaster evacuation information according to a disaster evacuation scenario established in connection with the disaster evacuation guidance system 200.
철도, 터널, 지하역사, 지상공간 및 지하공간을 포함하는 철도시설물에 대한 복합재난 방지 방법에 있어서,
a) 철도시설물 디지털트윈 플랫폼(110)이 철도시설물 데이터에 따라 가상공간을 모델링하여 공간모델을 생성하고, 공간모델 데이터를 획득하는 단계;
b) 재난 감지모듈(120)이 철도시설물 내의 재난을 감지하여 재난감지 데이터를 생성하는 단계;
c) 복합재난 방지 서버(140)가 상기 철도시설물 디지털트윈 플랫폼(110)에 설치된 가상공간센서를 통해 감지되는 철도시설물에 대한 공간모델 데이터를 수집하고, 상기 재난 감지모듈(120)이 감지하는 재난감지 데이터를 수집하는 단계;
d) 복합재난 방지 서버(140)가 상기 수집된 공간모델 데이터 및 재난감지 데이터에 따라 철도시설물의 재난을 판정하는 단계;
e) 철도시설물의 재난이 발생한 것으로 판정된 경우, 복합재난 방지 서버(140)의 AI-기반 측위 네트워크를 통해 클라이언트 단말(130)로부터 다중 복합신호 이미지를 수신하는 단계;
f) 복합재난 방지 서버(140)의 다중 복합신호 기계학습부(144)가 상기 클라이언트 단말(130)로부터 수신되는 다중 복합신호 이미지에 대해 기구축된 학습 알고리즘에 따라 기계학습을 수행하는 단계; 및
g) 상기 다중 복합신호 기계학습부(144)의 학습결과에 따라 상기 클라이언트 단말(130) 각각에 대한 재난대피정보를 생성하는 단계를 포함하되,
상기 클라이언트 단말(130)과 상기 복합재난 방지 서버(140)는 AI-기반 측위 네트워크를 형성하고, 상기 클라이언트 단말(130)이 수신할 수 있는 신호를 이용하여 상기 클라이언트 단말(130)의 실내외 위치에 대응하는 측위정보를 생성하는 것을 특징으로 하는 디지털트윈 기반 철도시설물의 복합재난 방지 방법.
In the method of preventing complex disasters for railway facilities including railways, tunnels, underground stations, above-ground spaces and underground spaces,
a) the railroad facility digital twin platform 110 models the virtual space according to the railroad facility data to create a spatial model and acquires the spatial model data;
b) the disaster detection module 120 detects a disaster within a railway facility and generates disaster detection data;
c) The complex disaster prevention server 140 collects spatial model data for railroad facilities detected through the virtual space sensor installed on the railroad facility digital twin platform 110, and the disaster detected by the disaster detection module 120. collecting sensing data;
d) the complex disaster prevention server 140 determining a disaster of a railroad facility according to the collected spatial model data and disaster detection data;
e) when it is determined that a disaster has occurred at a railroad facility, receiving multiple composite signal images from the client terminal 130 through the AI-based positioning network of the composite disaster prevention server 140;
f) the multi-complex signal machine learning unit 144 of the complex disaster prevention server 140 performing machine learning on the multi-complex signal image received from the client terminal 130 according to a built-in learning algorithm; and
g) generating disaster evacuation information for each of the client terminals 130 according to the learning results of the multi-complex signal machine learning unit 144,
The client terminal 130 and the complex disaster prevention server 140 form an AI-based positioning network, and use signals that the client terminal 130 can receive to determine the indoor and outdoor locations of the client terminal 130. A complex disaster prevention method for digital twin-based railway facilities characterized by generating corresponding positioning information.
제12항에 있어서,
상기 e) 단계에서 클라이언트 단말(130)은, 철도시설물에 대한 재난 발생시, 단말의 측위정보 생성을 위해서 실내외 수직 측위를 수행하여 다중 복합신호 이미지를 생성하는 것을 특징으로 하는 디지털트윈 기반 철도시설물의 복합재난 방지 방법.
According to clause 12,
In step e), the client terminal 130 performs indoor and outdoor vertical positioning to generate positioning information for the terminal when a disaster occurs in the railway facility, thereby generating a multiple composite signal image. How to prevent disaster.
제13항에 있어서,
상기 클라이언트 단말(130)의 실내외 수직 측위시, 상기 클라이언트 단말(130)에 내장되는 기압계를 통해 고도 변화를 측정하여 측위하되, 실시간 기압 변화를 보정하기 위한 EM(Expectation and Maximization) 알고리즘을 적용하여 상대기압맵을 구축하고, 상기 기압계의 기압값 변화속도가 임계값 이상일 때 기압계 층수를 추정함으로써 수직 측위가 이루어지는 것을 특징으로 하는 디지털트윈 기반 철도시설물의 복합재난 방지 방법.
According to clause 13,
During indoor/outdoor vertical positioning of the client terminal 130, the altitude change is measured and positioned using a barometer built into the client terminal 130, and an EM (Expectation and Maximization) algorithm to correct real-time air pressure changes is applied to determine relative positioning. A complex disaster prevention method for a digital twin-based railway facility, characterized in that vertical positioning is achieved by constructing a barometric pressure map and estimating the number of floors of the barometer when the rate of change of the barometric pressure value of the barometer is greater than a threshold.
제12항에 있어서,
상기 b) 단계의 재난감지 모듈(120)은, 터널 지진, 가스누출 및 터널 침수를 포함하는 터널 재난을 감지하는 터널 재난 감지부(121); 및 지하역사 화재를 감지하는 지하역사 화재 감지부(122)를 포함하는 디지털트윈 기반 철도시설물의 복합재난 방지 방법.
According to clause 12,
The disaster detection module 120 of step b) includes a tunnel disaster detection unit 121 that detects tunnel disasters including tunnel earthquakes, gas leaks, and tunnel flooding; and a complex disaster prevention method for digital twin-based railway facilities including an underground station fire detection unit (122) that detects underground station fires.
제15항에 있어서,
상기 터널 재난 감지부(121)는 기설치된 진동센서 및 음향센서에 의해 터널 지진을 감지하고, 기설치된 가스센서에 의해 가스누출을 감지하며, 기설치된 수위센서에 의해 터널 침수를 감지하며, 상기 지하역사 화재 감지부(122)는 CCTV 영상, 온도센서/습도센서, 연기센서, 비콘 또는 음향센서 중 적어도 하나 이상의 센서로부터 지하역사 화재를 감지하는 것을 특징으로 하는 디지털트윈 기반 철도시설물의 복합재난 방지 방법.
According to clause 15,
The tunnel disaster detection unit 121 detects a tunnel earthquake using a pre-installed vibration sensor and an acoustic sensor, detects a gas leak using a pre-installed gas sensor, detects tunnel flooding using a pre-installed water level sensor, and detects tunnel flooding using a pre-installed water level sensor. The station fire detection unit 122 is a digital twin-based complex disaster prevention method for railway facilities, characterized in that it detects an underground station fire from at least one sensor selected from CCTV footage, temperature sensor/humidity sensor, smoke sensor, beacon, or sound sensor. .
제12항에 있어서,
상기 복합재난 방지 서버(140)는,
상기 클라이언트 단말(130)과 AI-기반 측위 네트워크를 형성하고, 철도시설물에 대한 재난 발생시 상기 클라이언트 단말(130)에게 재난정보를 전송하고 상기 클라이언트 단말(130)로부터 실내외 위치 측정을 위한 다중 복합신호 이미지를 수신하는 AI-기반 측위 네트워크 형성부(141);
상기 철도시설물 디지털트윈 플랫폼(110)으로부터 철도시설물에 대한 공간모델 데이터룰 수집하고, 상기 재난 감지모듈(120)로부터 재난 감지 데이터를 수집하는 데이터 수집부(142);
상기 데이터 수집부(142)에서 수집된 공간모델 데이터 및 재난 감지 데이터에 따라 재난 발생 여부를 판정하는 철도시설물 재난 판정부(143);
상기 AI-기반 측위 네트워크 형성부(141)로부터 수신되는 다중 복합신호 이미지에 대해 기구축된 학습 알고리즘에 따라 기계학습을 수행하는 다중 복합신호 기계학습부(144); 및
상기 다중 복합신호 기계학습부(144)의 학습결과에 따라 상기 클라이언트 단말(130) 각각에 대한 재난대피정보를 생성하는 재난대피정보 생성부(145)를 포함하는 디지털트윈 기반 철도시설물의 복합재난 방지 방법.
According to clause 12,
The complex disaster prevention server 140,
Forms an AI-based positioning network with the client terminal 130, transmits disaster information to the client terminal 130 when a disaster occurs in a railroad facility, and multiple complex signal images for indoor and outdoor location measurement from the client terminal 130. AI-based positioning network forming unit 141 that receives;
A data collection unit 142 that collects spatial model data for railway facilities from the railway facility digital twin platform 110 and collects disaster detection data from the disaster detection module 120;
A railway facility disaster determination unit 143 that determines whether a disaster has occurred according to the spatial model data and disaster detection data collected by the data collection unit 142;
a multi-complex signal machine learning unit 144 that performs machine learning according to a learning algorithm established on the multi-complex signal image received from the AI-based positioning network forming unit 141; and
Complex disaster prevention of digital twin-based railway facilities including a disaster evacuation information generation unit 145 that generates disaster evacuation information for each of the client terminals 130 according to the learning results of the multi-complex signal machine learning unit 144. method.
제17항에 있어서,
상기 다중 복합신호 기계학습부(144)의 학습 알고리즘은 PNN(Positioning Neural Network) 알고리즘인 것을 특징으로 하는 디지털트윈 기반 철도시설물의 복합재난 방지 방법.
According to clause 17,
A method for preventing complex disasters in digital twin-based railway facilities, wherein the learning algorithm of the multiple complex signal machine learning unit 144 is a PNN (Positioning Neural Network) algorithm.
제12항에 있어서,
상기 g) 단계에서 재난대피 유도 시스템(S160)과 연계하여 상기 클라이언트 단말(130) 각각에 대한 재난대피정보를 생성하는 것을 특징으로 하는 디지털트윈 기반 철도시설물의 복합재난 방지 방법.
According to clause 12,
A complex disaster prevention method for a digital twin-based railway facility, characterized in that disaster evacuation information for each of the client terminals (130) is generated in connection with the disaster evacuation guidance system (S160) in step g).
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