KR102084884B1 - The fire prevention detection system based on artificial intelligence technology - Google Patents
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Abstract
Description
본 발명은 인공지능 기반의 화재 예방 감지 시스템에 관한 것이다. 보다 상세하게는, 특정 지역에서 화재 발생이 예측되는 조건에 관련한 데이터들을 미리 수집하여 분석 후, 각종 데이터를 실시간으로 모니터링하여 인공지능 기술 기반으로 분석하여 화재 발생을 미리 예측하고 감지할 수 있는 화재 예방 감지 시스템에 관한 것이다. The present invention relates to an artificial intelligence-based fire prevention detection system. More specifically, after collecting and analyzing data related to the conditions in which a fire occurrence is predicted in a specific area in advance, fire prevention can be predicted and detected in advance by detecting various data in real time and analyzing them based on artificial intelligence technology. To a detection system.
산불과 같은 재해는 그 피해규모가 막대할 뿐만 아니라 자연환경의 복구에도 오랜 시간이 걸리므로 다양한 예방책이 제시되고 있다. 산이나 숲과 같은 국립공원 지역에 일일이 감시인력을 배치하여 산불을 감시하는 것은 한계가 있어, 폐쇄 회로 텔레비전(closed-circuit television, CCTV)을 이용하기도 한다. 폐쇄 회로 텔레비전을 이용하는 경우, 드넓은 산야에 폐쇄 회로 텔레비전을 설치하고 이를 유선 혹은 무선으로 연결하여 데이터를 취합하고 서버에서 데이터를 분석하여 결과를 사용자에게 보여주거나, 저장장소에 일정기간 저장한다.Disasters such as forest fires are not only enormous, but also take a long time to recover the natural environment. There is a limit to the monitoring of forest fires by placing surveillance personnel in national park areas such as mountains and forests, and closed-circuit television (CCTV) is also used. In the case of using a closed circuit television, a closed circuit television is installed in a wide area and connected by wire or wireless to collect data, analyze the data in a server, and display the result to a user or store it in a storage place for a period of time.
산이나 숲 외에도 아파트, 빌딩, 학교, 공장, 항만, 공항, 상, 하수 처리장, 변전소, 중공업 플랜트, 지하철, 화학단지, 제철소 등에서도 화재감시가 필요하다. 특히, 전력을 공급하는 시설물(예를 들면, 다양한 발전소, 배전반, 변압기 등)에서 화재가 발생하는 경우 산업단지, 공장, 가정에 전기공급이 불가능해지고, 막대한 재산피해가 예상된다. 따라서, 화재 발생의 위험성을 가지고 있는 시설물에 대한 감시의 필요성이 대두되고 있다.In addition to mountains and forests, fire monitoring is also required in apartments, buildings, schools, factories, ports, airports, water, sewage treatment plants, substations, heavy industry plants, subways, chemical complexes, and steel mills. In particular, when a fire occurs in a facility that supplies power (for example, various power plants, switchboards, transformers, etc.), it is impossible to supply electricity to industrial complexes, factories, and homes, and enormous damage to property is expected. Therefore, the necessity of monitoring the facility which has the danger of fire occurrence is emerging.
이에 따라 각종 건물 및 시설물에 대해 전원 안전 장치로서 과부하 차단기 또는 누전 차단기 등이 설치되고 있으며, 전원선로 또는 전기기기에 이상이 발생할 경우 신속히 전원을 차단하도록 동작한다. 그리고, 이러한 화재 예방 장치를 감시하기 위한 시스템에 대한 개발이 활발히 이루어지고 있으며, 화재 발생을 미리 예측하기 위해 각종 시스템 개발이 이루어지고 있다. Accordingly, an overload breaker or an earth leakage breaker is installed as a power safety device for various buildings and facilities, and operates to cut off the power quickly when an abnormality occurs in a power line or an electric device. In addition, development of a system for monitoring such a fire prevention device is being actively made, and various systems are being developed to predict a fire occurrence in advance.
본 발명이 해결하고자 하는 기술적 과제는, 특정 지역의 화재 발생 조건 및 화재의 종류와 관련된 데이터들을 미리 수집하여 분석한 후 각종 데이터들을 실시간으로 감시하면서 인공지능 기반으로 화재 발생 여부를 미리 예측하고 감지할 수 있는 인공지능 기반의 화재 예방 감지 시스템을 제공하는 것이다. The technical problem to be solved by the present invention is to collect and analyze the data related to the fire conditions and the type of fire in a specific region in advance, and to predict and detect the fire occurrence in advance based on artificial intelligence while monitoring various data in real time. To provide an artificial intelligence-based fire prevention detection system.
다만, 본 발명이 해결하고자 하는 기술적 과제는 상기 과제로 한정되는 것이 아니며, 본 발명의 기술적 사상 및 영역으로부터 벗어나지 않는 범위에서 다양하게 확장될 수 있다. However, the technical problem to be solved by the present invention is not limited to the above problem, and may be variously expanded in a range not departing from the technical spirit and scope of the present invention.
상기 과제를 해결하기 위한 본 발명의 일 실시예에 따른 인공지능 기반의 화재 예방 감지 시스템은, 특정 지역에 설치되어, 열이 발생하는 물체에서 방출되는 적외선을 감지하여 전기적 신호로 변경하고, 상기 전기적 신호의 크기에 따라 색상을 표시하는 열화상 이미지센서, 상기 특정 지역에 설치되고, 파이프 네트워크를 이용하여 상기 특정 지역에서의 공기중 연기 농도를 측정하는 연기 감지 센서, 상기 특정 지역에 설치되고, 공기중에 유출된 가스의 종류와 농도를 감지하는 가스 센서, 상기 특정 지역에 설치되고, 빛을 광섬유에 입사시켜 온도변화에 따른 광섬유 내의 입자들의 진동에 의해 빛 파장변화를 감지하는 광센서, 상기 광센서에서 감지한 빛 파장변화를 연산처리하여 온도를 표시하는 광센서 중계기, 상기 특정 지역에 설치되고, 화재가 발생한 케이스별로 화재 발생 이전의 온도 데이터, 습도 데이터, 연기 데이터 및 가스 데이터를 수집하여 저장하는 데이터 수집부, 상기 데이터 수집부에 저장된 카테고리별 데이터들을 분석하여 화재 발생의 예측을 위한 기초 자료를 산출하는 데이터 분석부, 및 상기 데이터 분석부의 분석 결과에 따른 상기 기초 자료를 바탕으로 상기 열화상 이미지센서, 상기 연기 감지 센서, 상기 가스 센서, 상기 광센서로부터 전달된 데이터를 이용하여 화재 발생 여부를 미리 예측하는 인공지능 제어부를 포함한다. Artificial intelligence-based fire prevention detection system according to an embodiment of the present invention for solving the above problems, is installed in a specific area, detects the infrared radiation emitted from the object that generates heat to change the electrical signal, the electrical Thermal image sensor for displaying color according to the signal size, installed in the specific region, smoke detection sensor for measuring the concentration of smoke in the air in the specific region using a pipe network, installed in the specific region, air Gas sensor for detecting the type and concentration of gas leaked in the air, installed in the specific area, the light sensor for detecting the change in light wavelength by vibration of particles in the optical fiber according to the temperature change by incident light to the optical fiber, the optical sensor Optical sensor repeater that displays the temperature by calculating the light wavelength change detected by the sensor. A data collector which collects and stores temperature data, humidity data, smoke data, and gas data before a fire in each case, and analyzes data for each category stored in the data collector to calculate basic data for prediction of fire occurrence. Based on the data analysis unit and the basic data according to the analysis result of the data analysis unit, the fire image is predicted in advance by using the data transmitted from the thermal image sensor, the smoke detection sensor, the gas sensor, and the optical sensor. An artificial intelligence control unit is included.
본 발명에 따른 몇몇 실시예에서, 상기 인공지능 제어부는, 상기 열화상 이미지센서 또는 상기 광센서로부터 전달된 온도 데이터를 이용하여 기 설정된 데이터 변동 추이 및 평균값에 매칭되는 온도 조건이 발생하는 경우 화재 발생 예측 이벤트를 생성하는 온도 데이터 처리부를 포함할 수 있다. In some embodiments according to the present disclosure, the artificial intelligence controller may generate a fire when a temperature condition matching a predetermined data change trend and an average value occurs using temperature data transmitted from the thermal image sensor or the optical sensor. It may include a temperature data processor for generating a prediction event.
본 발명에 따른 몇몇 실시예에서, 상기 인공지능 제어부는, 상기 연기 감지 센서로부터 전달되는 연기의 성분과 농도에 관한 데이터를 보정하여 보정 데이터를 출력하는 연기감지 데이터 처리부를 더 포함할 수 있다. In some embodiments according to the present disclosure, the artificial intelligence controller may further include a smoke detection data processing unit configured to output data by correcting data regarding components and concentrations of smoke transmitted from the smoke detection sensor.
본 발명에 따른 몇몇 실시예에서, 상기 인공지능 제어부는, 상기 가스 센서로부터 전달되는 가스의 종류와 농도에 관한 데이터를 보정하고, 상기 가스의 종류에 따라 기 설정된 위험 기준과 보정된 가스의 농도를 비교한 후 가스 감지 이벤트를 생성하는 가스감지 데이터 처리부를 더 포함할 수 있다. In some embodiments according to the present invention, the artificial intelligence controller corrects data regarding a type and a concentration of a gas delivered from the gas sensor, and adjusts a predetermined risk criterion and a concentration of the corrected gas according to the type of the gas. The gas detection data processor may further include a gas detection data processor configured to generate a gas detection event after comparison.
본 발명의 기타 구체적인 사항들은 상세한 설명 및 도면들에 포함되어 있다.Other specific details of the invention are included in the detailed description and drawings.
본 발명에 따르면, 열, 연기, 가스를 감지할 수 있는 센서를 통해 특정 지역이나 시설물에서 발생할 수 있는 다양한 종류의 화재에 관해 미리 감지하고 화재 발생을 예측할 수 있다. According to the present invention, a sensor capable of detecting heat, smoke, and gas may detect in advance about various types of fires that may occur in a specific area or facility and predict a fire occurrence.
또한, 본 발명에 따르면, 인공지능 기술 기반으로 특정 지역에서의 화재 발생을 예측할 수 있고, 빅데이터 분석을 통해 특수한 상황에서 화재 발생이 염려되는 조건을 미리 결정하여 화재 발생을 예측할 수 있다. In addition, according to the present invention, it is possible to predict the occurrence of fire in a specific area based on artificial intelligence technology, and to predict the occurrence of fire by pre-determining a condition in which a fire is concerned in a specific situation through big data analysis.
다만, 본 발명의 효과는 상기 효과들로 한정되는 것이 아니며, 본 발명의 기술적 사상 및 영역으로부터 벗어나지 않는 범위에서 다양하게 확장될 수 있다. However, the effects of the present invention are not limited to the above effects, and may be variously expanded within the scope without departing from the spirit and scope of the present invention.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 인공지능 기반의 화재 예방 감지 시스템을 개략적으로 도시한 블록도이다.
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 인공지능 제어부의 세부모듈을 개략적으로 도시한 블록도이다.
도 3은 본 발명에 적용되는 연기 감지 센서의 예시를 도시한 도면이다.
도 4는 본 발명에 적용되는 광센서의 예시를 도시한 도면이다. 1 is a block diagram schematically showing an artificial intelligence-based fire prevention detection system according to an embodiment of the present invention.
2 is a block diagram schematically illustrating a detailed module of an artificial intelligence controller according to an exemplary embodiment of the present invention.
3 is a diagram illustrating an example of a smoke detection sensor applied to the present invention.
4 is a view showing an example of an optical sensor applied to the present invention.
본 발명의 이점 및 특징, 그리고 그것들을 달성하는 방법은 첨부되는 도면과 함께 상세하게 후술되어 있는 실시예들을 참조하면 명확해질 것이다. 그러나, 본 발명은 이하에서 개시되는 실시예들에 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 구현될 것이며, 단지 본 실시예들은 본 발명의 개시가 완전하도록 하며, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 발명의 범주를 완전하게 알려주기 위해 제공되는 것이며, 본 발명은 청구항의 범주에 의해 정의될 뿐이다. Advantages and features of the present invention, and methods for achieving them will be apparent with reference to the embodiments described below in detail in conjunction with the accompanying drawings. However, the present invention is not limited to the embodiments disclosed below, but may be implemented in various different forms, only the present embodiments to make the disclosure of the present invention complete, and common knowledge in the art to which the present invention pertains. It is provided to fully inform the person having the scope of the invention, which is defined only by the scope of the claims.
본 명세서에서 사용된 용어는 실시예들을 설명하기 위한 것이며, 본 발명을 제한하고자 하는 것은 아니다. 본 명세서에서, 단수형은 문구에서 특별히 언급하지 않는 한 복수형도 포함한다. 명세서에서 사용되는 "포함한다(comprises)" 및/또는 "포함하는(comprising)"은 언급된 구성요소, 단계, 동작 및/또는 소자는 하나 이상의 다른 구성요소, 단계, 동작 및/또는 소자의 존재 또는 추가를 배제하지 않는다.The terminology used herein is for the purpose of describing particular embodiments only and is not intended to be limiting of the invention. In this specification, the singular also includes the plural unless specifically stated otherwise in the phrase. As used herein, “comprises” and / or “comprising” refers to the presence of one or more other components, steps, operations and / or elements. Or does not exclude additions.
다른 정의가 없다면, 본 명세서에서 사용되는 모든 용어(기술 및 과학적 용어를 포함)는 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 공통적으로 이해될 수 있는 의미로 사용될 수 있을 것이다. 또한, 일반적으로 사용되는 사전에 정의되어 있는 용어들은 명백하게 특별히 정의되어 있지 않는 한 이상적으로 또는 과도하게 해석되지 않는다.Unless otherwise defined, all terms used in the present specification (including technical and scientific terms) may be used in a sense that can be commonly understood by those skilled in the art. In addition, terms that are defined in a commonly used dictionary are not ideally or excessively interpreted unless they are specifically defined clearly.
이하, 첨부한 도면들을 참조하여, 본 발명의 바람직한 실시예들을 보다 상세하게 설명하고자 한다. 도면 상의 동일한 구성요소에 대해서는 동일한 참조 부호를 사용하고 동일한 구성요소에 대해서 중복된 설명은 생략한다.Hereinafter, with reference to the accompanying drawings, it will be described in detail preferred embodiments of the present invention. The same reference numerals are used for the same elements in the drawings, and duplicate descriptions of the same elements are omitted.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 인공지능 기반의 화재 예방 감지 시스템을 개략적으로 도시한 블록도이다. 도 2는 본 발명의 실시예에 따른 인공지능 제어부의 세부모듈을 개략적으로 도시한 블록도이다. 도 3은 본 발명에 적용되는 연기 감지 센서의 예시를 도시한 도면이다. 도 4는 본 발명에 적용되는 광센서의 예시를 도시한 도면이다. 1 is a block diagram schematically showing an artificial intelligence-based fire prevention detection system according to an embodiment of the present invention. 2 is a block diagram schematically showing a detailed module of an artificial intelligence controller according to an embodiment of the present invention. 3 is a diagram illustrating an example of a smoke detection sensor applied to the present invention. 4 is a view showing an example of an optical sensor applied to the present invention.
도 1 내지 도 4를 참조하면, 본 발명의 실시예에 따른 인공지능 기반의 화재 예방 감지 시스템(100)은 열화상 이미지센서(110), 연기 감지 센서(120), 가스 센서(130), 광센서(140), 광센서 중계기(150), 데이터 수집부(200), 데이터 분석부(210), 인공지능 제어부(220), 통신부(300)를 포함한다. 1 to 4, the artificial intelligence-based fire
열화상 이미지센서(110)는 열이 발생하는 물체에서 나오는 적외선을 전기적 신호로 변경하며 전기적 신호의 크기에 따라 색상으로 표시할 수 있는 센서이다. 열화상 이미지센서(110)는 복수의 센서를 어레이(array) 형식으로 구비하고 있어, 기 설정되었거나 사용자의 요구에 의해 정해진 특정 영역(A영역)에 대한 온도 데이터를 수집할 수 있다.The
열화상 카메라가 화상 내에 사물의 윤곽선을 처리하고 온도를 표시하는 반면, 열화상 이미지센서(110)는 화상 내의 세부 영역의 온도를 그대로 표시하는 것에 차이가 있다. 예를 들어, 열화상 이미지센서(110)는 특정 영역(A영역)을 복수의 센서의 수로 나누어 구분한 세부 영역에 대해 각각의 센서가 온도를 측정하고, 그 값을 모아서 온도 데이터를 생성할 수 있다. While the thermal imaging camera processes the contour of an object in the image and displays the temperature, the
열화상 이미지센서(110)의 온도 데이터는 열화상 카메라가 출력하는 영상 데이터와는 데이터의 형식, 데이터가 포함하는 정보 등에서 차이가 있다. 열화상 이미지센서(110)가 수집하는 온도 데이터는 영하 20℃에서 영상 250℃의 범위 내 값을 가질 수 있다.The temperature data of the
또한, 열화상 이미지센서(110)는 유무기 박막의 수분 흡수에 따른 저항 또는 정전용량의 변화를 감지하는 습도 센서(111)를 포함할 수 있다. 열화상 이미지센서(110)는 습도 센서(111)를 이용하여 화재 예방 감지 시스템(100)이 설치된 공간의 상대 습도(relative humidity, RH)에 대한 습도 데이터를 출력할 수 있다. 실시예에 따라, 습도 센서(111)는 열화상 이미지센서(110)와 구분되는 별도의 모듈로 포함될 수도 있다. 열화상 이미지센서(110) 또는 습도 센서(111)가 수집할 수 있는 습도 데이터는 5~99% RH(Relative Humidity)의 범위를 가질 수 있다.In addition, the
연기 감지 센서(120)는 파이프 네트워크를 이용하여 화재 예방 감지 시스템(100)이 설치된 공간에서의 공기중의 연기 농도가 얼마인지를 실시간으로 측정하여 화재의 징후를 조기에 판별할 수 있는 센서이다. 연기 감지 센서(120)는 흡입팬을 이용하여 감지 구역에 설치된 파이프 홀을 통해 공기를 흡입하여 필터에서 먼지를 걸러내고, 레이저 챔버에서 연기 성분이 검출되면 검출된 연기의 농도를 디스플레이한다.
연기 감지 센서(120)는 예를 들어, 1~4개의 공기 흡입 배관을 설치하여 공기 흡입 배관으로 연기 입자를 흡입하여 레이저 챔버에서 빛이 산란되는 값을 측정하는 방식으로 동작한다. 연기 감지 센서(120)는 연기의 발생여부를 감지할 뿐만 아니라, 연기의 성분을 감지할 수 있다.The
가스 센서(130)는 빠른 감지(즉, 반응 시간이 짧음) 동작을 요구하기 때문에, 반도체식 또는 전기화학식 센서를 적용할 수 있다. 여기서, 반도체식 가스 센서는 가스와의 반응에 따른 금속 산화물의 저항이 변화하는 정도를 통해 가스를 검출하고, 전기화학식 가스 센서는 가스와의 반응에 의한 반응 및 기준 전극 간의 기전력 변화를 통해 가스를 검출할 수 있다. Since the
가스 센서(130)가 감지하는 주된 유해 가스에는 휘발성 유기화합물(volatile organic compound, VOC)이 포함된다. 휘발성 유기화합물(VOC)은 대기 중에서 질소산화물과 공존하면 햇빛의 작용으로 광화학 반응을 일으켜 오존 및 팬(PAN:퍼옥시아세틸 나이트레이트) 등 광화학 산화성 물질을 생성시켜 광화학 스모그를 유발하는 물질을 포함한다. The main harmful gas detected by the
특히, 휘발성 유기화합물(VOC)은 산업체에서 많이 사용하는 용매에서 화학 및 제약공장이나 플라스틱 건조공정에서 배출되는 유기가스에 이르기까지 매우 다양하며 끓는점이 낮은 액체연료, 파라핀, 올레핀, 방향족화합물 등 생활주변에서 흔히 사용하는 탄화수소류가 포함된다. In particular, volatile organic compounds (VOCs) range from solvents commonly used in industry to organic gases emitted from chemical and pharmaceutical factories or plastic drying processes, and low boiling point liquid fuels, paraffin, olefins, aromatics, etc. Hydrocarbons commonly used in the art.
여기서, 휘발성 유기화합물(VOC)은 환경 오염뿐만 아니라 시설물의 안전을 위해서도 감지될 필요가 있다. 가스 센서(130)가 감지할 수 있는 가스는 포름알데히드, 톨루엔, 벤젠, 자일렌, 유기용제 중 적어도 하나를 포함하며, 가스 센서(130)가 감지할 수 있는 가스의 농도는 5ppb ~ 10000ppm의 범위를 가질 수 있다.Here, volatile organic compounds (VOC) need to be detected not only for environmental pollution but also for safety of facilities. Gas that can be detected by the
가스 센서(130)는 대기 확산 방식(diffusion type)으로 유해 가스를 측정할 수 있다. 대기 확산 방식의 가스 센서는 대기 중에 가스가 유출되면, 가스의 비중과 유출 시의 압력으로 인해 가스가 대류를 형성하게 되고, 대류하는 가스가 가스 센서(130)를 지나갈 때 측정되는 방식이다. The
대기 확산 방식의 가스 센서(130)는 고열, 고습, 고압의 환경에서 전처리가 불가능하여 오동작이 자주 발생할 수 있다. 따라서, 열화상 이미지센서(110) 및 습도 센서(111) 등을 통해 수집된 온도/습도 데이터를 이용하여 감지된 가스와 가스의 농도를 자체 보정할 필요가 있다.The air diffusion
광센서(140)는 미세한 온도변화를 검출하는 센서로서 빛을 광섬유에 입사시켜 온도변화에 따른 광섬유 내의 입자들의 진동에 의해 빛 파장변화를 감지하고, 온도가 올라갈수록 감지되는 빛의 파장이 강해지는 원리를 이용하여 파장의 변화를 광센서 중계기(150)에서 연산처리하여 관리자에게 온도를 표시하도록 하는 장치이다. 빛이 광섬유 내로 입사한 시간과 온도변화에 따른 파장이 변하는 부분으로부터 광센서 중계기(150)에서 감지하는 시간을 측정하고, 빛의 속도는 이미 알려진 값이므로 이를 연산하면 미터(m) 단위로 위치파악이 가능하다. The
데이터 수집부(200)는 화재 발생의 경우를 기준으로 하여 그 이전의 시각별 데이터를 미리 수집하도록 동작한다. 예를 들어, 화재의 종류에는 고체 가연물 화재, 유류화재, 전기화재, 금속화재, 가연성 요리재료 화재 등이 있는데, 각각의 화재가 발생한 케이스별로 화재 발생 이전의 온도 데이터, 습도 데이터, 영상 데이터, 연기관련 데이터, 가스관련 데이터들을 수집하여 저장한다. The
이때, 데이터 수집부(200)는 데이터를 수집하는 공간의 특성, 예를 들어, 건물의 위치, 건물의 종류, 건축자재의 종류, 주변환경 데이터 등 변수로 설정될 수 있는 데이터들을 미리 상정하고 각각에 해당되는 데이터들을 수집한다. 이를 기초로, 빅데이터 분석을 통해 특수한 상황에서 화재 발생이 염려되는 조건을 미리 결정한다. In this case, the
데이터 분석부(210)는 데이터 수집부(200)에서 수집하여 저장한 각 카테고리별 데이터들을 분석하며, 분석에 따른 결과값의 추이 변화 및 개별 카테고리에 대한 평균 결과값을 산출하여 이를 화재 발생의 예측을 위한 기초 자료로 활용한다. 상황에 따라 다르게 적용될 수 있지만, 특정한 종류의 화재 발생에 대한 각각의 변수 관련 공통 조건들을 미리 결정한다. The data analyzer 210 analyzes data of each category collected and stored by the
인공지능 제어부(220)는 열화상 이미지센서(110), 연기 감지 센서(120), 가스 센서(130), 광센서(140)로부터 전달된 온도 데이터, 습도 데이터, 감지된 연기 및 가스의 종류와 농도를 이용하여 화재 발생 여부를 미리 예측하고 판단한다. 즉, 데이터 분석부(210)에 저장된 화재 발생에 대한 각 변수 관련 공통 조건들을 검색하여, 열화상 이미지센서(110), 연기 감지 센서(120), 가스 센서(130), 광센서(140)에서 실제로 수집한 데이터 값이 매칭되는지 여부를 판단한다. The
예를 들어, 인공지능 제어부(220)는 온도 데이터 처리부(221), 연기감지 데이터 처리부(222) 및 가스감지 데이터 처리부(223)를 포함할 수 있다.For example, the
온도 데이터 처리부(221)는 온도 데이터를 입력 받아 기 설정된 데이터 변동 추이 및 평균값에 매칭되는 온도 조건이 발생하는 경우 화재 발생 예측 이벤트(E1)를 생성할 수 있다. 여기서, 화재 발생 예측 이벤트(E1)의 생성 조건은 화재 발생을 예측하고자 하는 사용 목적과 사용 환경에 따라 변경될 수 있다. 또한, 화재 발생 예측 이벤트(E1)의 생성 조건으로 온도 데이터에서 기준 값에 매칭되는 데이터가 기 설정된 횟수만큼 존재하는 경우로 한정하여 이벤트(E1)를 생성할 수도 있다. The
또한, 온도 데이터 처리부(221)는 열화상 이미지센서(110) 또는 광센서(140)에서 출력된 온도 데이터를 배열하여 특정 영역(A영역)에 대한 온도맵 이미지(Thermal map image)를 생성할 수 있다. 열화상 이미지센서(110)는 특정 영역(A영역)에 대한 온도 데이터만을 출력하는데, 온도 데이터 처리부(221)는 이를 특정 영역(A영역)의 온도를 나타내는 온도맵(Thermal Map)과 같이 이미지 또는 영상처럼 변환하여 출력할 수 있다. 온도 데이터 처리부(221)에서 출력된 온도맵 이미지는 다양한 저장 장치에 저장이 가능하며, 추후에 저장된 데이터를 검색할 수도 있다.In addition, the
예를 들어, 화재 예방 감지 시스템(100)이 온도맵 이미지를 유무선 통신방식으로 전송하는 경우, 온도맵 이미지는 네트워크 비디오 레코더(Network Video Recorder, NVR)에 저장을 할 수 있는 형식으로 생성될 수 있다. 화재 예방 감지 시스템(100)도 특정 영역(A영역)에 대한 감시 시스템의 한 종류로서, 사용자의 감시 및 보안 시스템 기능을 확장하여 IP 비디오의 효율적인 모니터링, 전송 및 저장을 위해 사용되는 네트워크 비디오 레코더(NVR)와 연동이 요구될 수 있다.For example, when the fire
한편, 온도 데이터 처리부(221)는 거리와 측정 물체(Target Object)의 크기에 따른 온도 보정 처리 기술을 포함할 수 있다. 예를 들어, 특정 영역(A영역) 내 물체의 실제 온도(접촉 온도)가 100℃이지만 측정 거리가 멀어지면 온도 값이 내려가는데, 이는 물체로부터 발생하는 적외선이 중간의 공간에서 소실되기 때문이다. 이러한 이유로 특정 영역(A영역) 내 물체의 실제 온도를 정확하게 출력할 수 없는 점을 극복하기 위하여, 온도 데이터 처리부(221)는 물체와 열화상 이미지센서(110) 사이의 거리에 따라 실제 온도와 측정 온도가 달라지는 차이를 보정할 수 있다.The
또한, 온도 데이터 처리부(221)는 열화상 이미지센서(110) 또는 습도 센서(111)로부터 전달되는 습도 데이터를 이용하여 수집된 온도 데이터를 보정처리 할 수 있다. 기존의 열화상 카메라는 사용자가 상대 습도를 입력하여 입력된 값을 기준으로 온도 데이터를 보정처리 하였으나, 열화상 이미지센서(110) 또는 습도 센서(111)로부터 상대 습도에 관한 습도 데이터를 수집할 수 있어 사용자의 별도 입력 없이 온도 데이터 처리부(221)가 자체적으로 온도 데이터를 보정처리 할 수 있다.In addition, the
연기감지 데이터 처리부(222)는 연기 감지 센서(120)로부터 검출되는 연기의 성분이 무엇인지, 그리고 연기 성분의 농도에 대한 정보를 전달받을 수 있다. 연기의 성분 종류에 따라 화재 발생의 종류가 달라질 수 있으며, 특정한 종류의 화재에 대한 대응 방식도 달라지기 때문에, 연기감지 데이터 처리부(222)는 연기 감지 센서(120)로부터 전달되는 연기의 성분과 농도에 관한 데이터를 자체 보정할 수 있다. 보정된 데이터를 이용하여 데이터 분석부(210)의 분석 결과에 따른 특정한 종류의 화재 발생에 대한 연기관련 변수의 조건들을 검색하고, 실제로 특정 영역(A영역)에서 발생가능한 화재를 예측할 수 있다. The smoke
가스감지 데이터 처리부(223)는 가스 센서(130)로부터 검출되는 가스가 무엇인지, 농도는 얼마인지에 대한 정보를 전달받을 수 있다. 또한, 가스감지 데이터 처리부(223)는 열화상 이미지센서(110) 또는 습도 센서(111)에서 전달되는 온도 데이터 또는 습도 데이터를 통해 가스 센서(130)에서 전달되는 감지된 가스의 농도를 자체 보정할 수 있다. 가스 센서(130)로부터 전달된 가스의 농도를 보정한 후, 가스감지 데이터 처리부(223)는 가스의 종류에 따라 기 설정된 위험 기준과 보정된 가스의 농도를 비교한 후 가스 감지 이벤트(E2)를 생성할 수 있다. The gas
가스감지 데이터 처리부(223)는 복수의 유해 가스 각각에 대한 기 설정된 위험 기준을 저장하는 저장장치를 포함할 수 있으며, 위험 기준은 화재 예방 감지 시스템(100)이 설치되는 시설물에 대한 규제, 안전 기준 등에 따라 결정될 수 있다.The gas detection
가스감지 데이터 처리부(223)는 가스 센서(130)로부터 전달되는 가스의 종류와 농도에 관한 데이터를 자체 보정할 수 있다. 보정된 데이터를 이용하여 데이터 분석부(210)의 분석 결과에 따른 특정한 종류의 화재 발생에 대한 가스관련 변수의 조건들을 검색하고, 실제로 특정 영역(A영역)에서 발생가능한 화재를 예측할 수 있다. The gas
본 발명의 실시예에 따른 화재 예방 감지 시스템(100)은 화재 발생 감지를 위한 중앙 관리실에서 사용할 수도 있고, 대형 산업화 단지에서의 화재 발생 예방을 위해 사용될 수도 있다. 또한, 화재 예방 감지 시스템(100)은 가정용으로 사용하거나, 검시관, 단속원, 관리자 등의 개인이 장치를 휴대하여 사용할 수도 있다. 이러한 사용 목적에 따라, 화재 예방 감지 시스템(100)은 통신부(300)와 데이터 저장부(310)를 포함할 수 있다.Fire
통신부(300)는 온도 데이터 처리부(221)에서 출력되는 화재 발생 예측 이벤트(E1), 가스감지 데이터 처리부(223)에서 출력되는 가스 감지 이벤트(E2)에 대응하는 신호를 유선 또는 무선 통신방식으로 전송한다. 통신부(300)는 유/무선 네트워크를 통해 사용자 또는 관계자의 휴대용 단말기, 소방서 또는 경찰서 등의 정부기관, 또는 화재관제센터의 통신서버 등과 연결될 수 있다. The
통신부(300)는 화재 발생 예측 이벤트(E1), 가스 감지 이벤트(E2)뿐만 아니라, 온도 데이터 처리부(221)에서 출력된 온도맵 이미지, 연기감지 데이터 처리부(222)에서 출력된 연기 성분의 농도 데이터, 가스감지 데이터 처리부(223)에서 출력된 감지된 가스의 종류와 농도 데이터 등에 관하여 적어도 하나를 사용자의 요구에 따라 전송할 수 있다.The
데이터 저장부(310)는 온도 데이터 처리부(221)에서 출력되는 화재 발생 예측 이벤트(E1), 가스감지 데이터 처리부(223)에서 출력되는 가스 감지 이벤트(E2)를 일정기간 동안 저장할 수 있다. 또한, 데이터 저장부(310)는 기 설정된 기간 동안 화재 발생 예측 이벤트(E1)에 대응하는 온도 데이터 또는 온도맵 이미지, 가스 감지 이벤트(E2)에 대응하는 감지된 가스의 종류 및 농도 변화에 관한 데이터 등을 함께 저장할 수 있다. 여기서, 데이터 저장부(310)에 저장할 정보의 종류와 저장하는 시간 등의 조건은 사용자의 사용 목적이나 데이터 저장부(310)의 저장 용량 등에 따라 변경될 수 있다.The data storage 310 may store a fire occurrence prediction event E1 output from the
전술된 실시예들은 모든 면에서 예시적인 것이며 한정적인 것이 아닌 것으로 이해되어야 하며, 본 발명의 범위는 전술된 상세한 설명보다는 후술될 청구범위에 의해 나타내어질 것이다. 그리고 이 청구범위의 의미 및 범위는 물론, 그 등가개념으로부터 도출되는 모든 변경 및 변형 가능한 형태가 본 발명의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 한다.It is to be understood that the foregoing embodiments are illustrative in all respects and not restrictive, the scope of the invention being indicated by the following claims rather than the foregoing description. And it is to be understood that all changes and modifications derived from the equivalent concept as well as the meaning and scope of the claims are included in the scope of the present invention.
100: 화재 예방 감지 시스템
110: 열화상 이미지센서
120: 연기 감지 센서
130: 가스 센서
140: 광센서
150: 광센서 중계기
200: 데이터 수집부
210: 데이터 분석부
220: 인공지능 제어부
300: 통신부100: fire prevention detection system
110: thermal image sensor
120: smoke detection sensor
130: gas sensor
140: light sensor
150: optical sensor repeater
200: data collector
210: data analysis unit
220: artificial intelligence control
300: communication unit
Claims (4)
상기 특정 지역에 설치되고, 파이프 네트워크를 이용하여 상기 특정 지역에서의 공기중 연기 농도를 측정하는 연기 감지 센서(120);
상기 특정 지역에 설치되고, 공기중에 유출된 가스의 종류와 농도를 감지하는 가스 센서(130);
상기 특정 지역에 설치되고, 빛을 광섬유에 입사시켜 온도변화에 따른 광섬유 내의 입자들의 진동에 의해 빛 파장변화를 감지하는 광센서(140);
상기 광센서(140)에서 감지한 빛 파장변화를 연산처리하여 온도를 표시하는 광센서 중계기(150);
상기 특정 지역에 설치되고, 화재가 발생한 케이스별로 화재 발생 이전의 온도 데이터, 습도 데이터, 연기 데이터 및 가스 데이터를 수집하여 저장하는 데이터 수집부(200);
상기 데이터 수집부(200)에 저장된 카테고리별 데이터들을 분석하여 화재 발생의 예측을 위한 기초 자료를 산출하는 데이터 분석부(210); 및
상기 데이터 분석부(210)의 분석 결과에 따른 상기 기초 자료를 바탕으로 상기 열화상 이미지센서(110), 상기 연기 감지 센서(120), 상기 가스 센서(130), 상기 광센서(140)로부터 전달된 데이터를 이용하여 화재 발생 여부를 미리 예측하는 인공지능 제어부(220);를 포함하고,
상기 인공지능 제어부(220)는 상기 열화상 이미지센서(110) 또는 상기 광센서(140)로부터 전달된 온도 데이터를 이용하여 기 설정된 데이터 변동 추이 및 평균값에 매칭되는 온도 조건이 발생하는 경우 화재 발생 예측 이벤트를 생성하는 온도 데이터 처리부(221)를 포함하는, 인공지능 기반의 화재 예방 감지 시스템.A thermal image sensor 110 installed in a specific area to detect infrared rays emitted from an object generating heat and change the electrical signal into an electrical signal, and display a color according to the magnitude of the electrical signal;
A smoke detection sensor (120) installed in the specific region and measuring a concentration of smoke in the air in the specific region using a pipe network;
A gas sensor 130 installed at the specific region and detecting a type and a concentration of gas leaked into the air;
An optical sensor 140 installed at the specific region and detecting light wavelength change by vibration of particles in the optical fiber according to temperature change by incident light on the optical fiber;
An optical sensor repeater 150 displaying a temperature by calculating a light wavelength change detected by the optical sensor 140;
A data collection unit 200 installed in the specific area and collecting and storing temperature data, humidity data, smoke data, and gas data before a fire for each case of a fire;
A data analyzer 210 for analyzing basic data stored in the data collector 200 to calculate basic data for predicting a fire occurrence; And
Transfer from the thermal image sensor 110, the smoke detection sensor 120, the gas sensor 130, the optical sensor 140 based on the basic data according to the analysis result of the data analysis unit 210. It includes; AI control unit 220 for predicting the occurrence of fire in advance using the data,
The artificial intelligence controller 220 predicts a fire occurrence when a temperature condition that matches a predetermined data change trend and an average value occurs by using temperature data transmitted from the thermal image sensor 110 or the optical sensor 140. Artificial intelligence-based fire prevention detection system comprising a temperature data processing unit 221 for generating an event.
상기 인공지능 제어부(220)는, 상기 연기 감지 센서(120)로부터 전달되는 연기의 성분과 농도에 관한 데이터를 보정하여 보정 데이터를 출력하는 연기감지 데이터 처리부(222)를 더 포함하는, 인공지능 기반의 화재 예방 감지 시스템.The method of claim 1,
The artificial intelligence controller 220 further includes a smoke detection data processing unit 222 for correcting data on components and concentrations of smoke transmitted from the smoke detection sensor 120 and outputting correction data. Fire prevention detection system.
상기 인공지능 제어부(220)는, 상기 가스 센서(130)로부터 전달되는 가스의 종류와 농도에 관한 데이터를 보정하고, 상기 가스의 종류에 따라 기 설정된 위험 기준과 보정된 가스의 농도를 비교한 후 가스 감지 이벤트를 생성하는 가스감지 데이터 처리부(223)를 더 포함하는, 인공지능 기반의 화재 예방 감지 시스템.The method of claim 3, wherein
The artificial intelligence controller 220 corrects the data regarding the type and concentration of the gas delivered from the gas sensor 130 and compares the concentration of the corrected gas with the preset risk criteria according to the type of the gas. Further comprising a gas detection data processing unit 223 for generating a gas detection event, AI-based fire prevention detection system.
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