KR102158840B1 - 실시간 화재 감지 시스템 및 그 감지 방법 - Google Patents
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Abstract
본 발명의 일 실시예에 따른 실시간 화재 감지 시스템은 불꽃 감지 센서, 열 감지 센서, 연기 감지 센서 및 가스 감지 센서 중 적어도 어느 하나를 포함하여 구성되며, 상기 센서들을 이용하여 화재를 감지하여 화재 발생 여부를 판단하는 화재 감지부; 상기 화재 감지부와 유선 또는 무선으로 연결되어, 상기 화재 감지부에서 화재 발생을 인지할 경우, 상기 화재 감지부에서 감지한 화재에 의한 연소 가스를 분석하여, 화재 원인 물질을 판단하는 가스 분석부; 및 상기 화재 감지부 및 상기 가스 분석부와 유선 또는 무선으로 연결되어, 상기 화재 감지부에서 화재 발생을 인지할 경우, 화재 경보 장치의 동작을 제어하는 중앙 관제 서버부를 포함한다.
Description
본 발명의 실시예들은 실시간 화재 감지 시스템 및 그 감지 방법에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 화재 시 발생하는 연소 가스를 분석하여 화재 원인 물질을 판단하는 가스 분석부를 구비함으로써, 발화 장소를 판단하고 연소 가스의 이동 방향을 예측하여 이에 알맞은 화재 경보 장치의 동작을 제어하고, 화재 원인 물질에 알맞은 소화 장치의 동작을 제어하여, 인명 피해를 최소화하면서도 화재 진압을 용이하게 할 수 있는 실시간 화재 감지 시스템 및 그 감지 방법에 관한 것이다.
일반적으로 대단위 주거공간, 아파트, 공동 주택 등과 같이 다수의 세대가 밀집해서 거주하는 형태의 거주지에서 화재가 발생할 경우, 실제 화재가 발생한 세대 또는 각 세내 실내가 아닌, 복도에 있는 별도의 음향 장치에 의한 경보의 소리로 화재 여부를 알리는 형태이다. 이러한 경보 음량은 부착된 음향 장치를 중심으로 1미터 떨어진 위치에서 90dB 이상이 되는 것으로 되어 있다. 이러한, 화재 발생을 경보하는 자동 화재 탐지 장치에는 수신기, 감지기, 발신기, 중계기, 표시등, 유도등, 음향장치 및 시각경보기 등이 있다.
수신기는 P형, R형, GP형, GR형 및 M형으로 구분되며, 감지기와 연결되어 화재가 발생된 곳을 탐지하는 설비를 의미하며, 감지기는 열, 연기, 화염 및 가스를 감지할 수 있는 감지기로 구분되며, 작동 방식에 따라서 차동식, 정온식, 보상식, 열식, 이온화식 및 연기식 등으로 구분되고 감지 성능에 따라서 특종, 1종, 2종 및 3종 등으로 구분된다. 발신기는 화재를 발견한 사람이 수동으로 스위치를 조작하여 화재 통보 신호가 수신기 또는 중계기로 발신되도록 하는 설비를 의미하며, 기능에 따라서 P형, T형 및 M형으로 구분되며, 설치 장소에 따라서는 옥외형 및 옥내형으로 구분한다.
중계기는 감지기 또는 발신기(M형 발신기 제외) 작동에 의한 신호 또는, 가스 누설 경보기의 탐지부로부터 가스 누설 신호를 입력받은 후, 이를 수신기(M형 수신기 제외), 가스 누설 경보기 등 또는, 이와 유사한 경보 설비에 제어 신호를 발신하고, 자각각의 감지기나, 발신기 또는, 가스 누설 경보기의 탐지부의 신호를 회선마다 고유의 신호로 변환시켜 전달한다. 표시등 및 유도등은 화재 발생 시 인명의 안전을 위하여 비상 탈출구 또는 피난을 위한 설비까지 안전하게 대피할 수 있도록 등화나 표지등을 이용한 피난기구이며, 음향장치는 화재 경부를 음향으로 알려주는 설비로서, 상기에 언급한 바와 같이, 1m 떨어진 위치에서 90dB 이상이 되며, 감지기의 작동과 연동하여 작동할 수도 있다. 시각경보기는 빛의 점멸에 의하여 화재 발생을 안내하는 장치이다.
통상의 소방 관리에 사용되는 화재 수신기는 화재를 감지하여, 화재 신호를 직, 간접적으로 관리자 또는 소방 관제 센터로 화재 경보를 알리게 된다. 이때, 화재 신호에 따라 자동으로 옥내외의 소화 설비인 스프링클러를 제어하여 화재를 진압하게 된다. 이러한, 일반적인 화재 수신기는 소방 시설이 설치된 건물의 내외에 다수의 수신기가 설치되어 있더라도, 이들 화재 수신기 간에 상호 통신이 불가능하여 건물 이용자에게 신속한 화재 정보를 전달할 수 없는 문제점이 있다. 특히, 화재의 최초 발생 시간 및 발화 장소가 전달되지 않은 문제점이 있으며, 일반적인 화재 수신기는 화재 감지 및 화재 경보에만 국한되어 있어 다른 시스템과 유기적으로 결합하여 상호적으로 작용하기 어려운 문제점이 있다.
관련 선행기술 문헌으로는 대한민국 등록특허공보 제10-0704018호(발명의 명칭: 유/무선 재난 자동 감시 시스템, 등록일자: 2007년 3월 29일)가 있다.
본 발명의 일 실시예는 화재 시 발생하는 연소 가스를 분석하여 화재 원인 물질을 판단할 수 있는 가스 분석부를 이용하여 발화 장소 및 연소 가스의 이동 방향을 예측하고, 이에 알맞은 화재 경보 장치의 동작을 제어하거나, 화재 원인 물질에 알맞은 소화 장치의 동작을 제어함으로써, 인명 피해를 최소화하면서도 화재 진압을 용이하게 할 수 있는 실시간 화재 감지 시스템 및 그 감지 방법을 제공한다.
본 발명이 해결하고자 하는 과제는 이상에서 언급한 과제(들)로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 과제(들)은 아래의 기재로부터 당업자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
본 발명의 일 실시예에 따른 실시간 화재 감지 시스템은 불꽃 감지 센서, 열 감지 센서, 연기 감지 센서 및 가스 감지 센서 중 적어도 어느 하나를 포함하여 구성되며, 상기 센서들을 이용하여 화재를 감지하여 화재 발생 여부를 판단하는 화재 감지부; 상기 화재 감지부와 유선 또는 무선으로 연결되어, 상기 화재 감지부에서 화재 발생을 인지할 경우, 상기 화재 감지부에서 감지한 화재에 의한 연소 가스를 분석하여, 화재 원인 물질을 판단하는 가스 분석부; 및 상기 화재 감지부 및 상기 가스 분석부와 유선 또는 무선으로 연결되어, 상기 화재 감지부에서 화재 발생을 인지할 경우, 화재 경보 장치의 동작을 제어하는 중앙 관제 서버부를 포함한다.
상기 중앙 관제 서버부는 상기 연기 감지 센서에 의해 감지되는 연기의 유무에 따라 변동하는 광전 소자의 저항값을 측정하여 연기 감지 신호를 생성하되, 상기 연기 감지 센서의 오류로 인한 화재 감지 오류를 방지하기 위해 상기 연기 감지 신호의 생성 시 상기 연기 감지 신호의 생성 횟수를 카운트하여 그 생성 횟수가 임계치 이하이면 상기 생성된 연기 감지 신호를 리셋한 후 연기 감지를 수행하도록 상기 화재 감지부에 리셋 신호를 전달할 수 있다.
상기 중앙 관제 서버부는 상기 화재 감지부에서 화재 발생을 인지할 경우, 상기 화재 감지부로부터 수신된 화재 발생 신호에 응답하여 원격 제어 명령을 생성하여 외부의 휴대용 단말기로 전달하고, 상기 휴대용 단말기는 상기 원격 제어 명령에 따라 실행 중인 앱이 있는 경우 해당 앱을 종료하고 대피용 비상 앱을 실행하여 비상구 관심지점(POI)와 소화 장치 POI 및 적외선 신호를 송출하기 위한 적외선 버튼을 포함하는 지도를 화면에 표시하고, 상기 지도를 통해 현재 위치에서 비상구까지의 최단 경로를 자동 설정하여 시각적 또는 청각적으로 비상탈출 경로안내를 시작할 수 있다.
상기 화재 감지부는 영상을 촬영하는 카메라 센서를 더 포함하고, 상기 중앙 관제 서버부는 상기 카메라 센서에 의해 촬영된 영상에 관한 패킷을 수신하여 디코딩해 영상 프레임을 생성하고, 상기 영상 프레임으로부터 모션 벡터를 추출하되 상기 모션 벡터가 추출된 부분의 각 블록을 복수개로 나눈 후 상기 각 블록을 그룹화하여 모션 벡터 그룹으로 정의하고, 상기 모션 벡터 그룹 각각에 대하여 기계학습 알고리즘을 적용하여 진모션 벡터(기준 크기보다 큰 벡터) 및 비모션 벡터(기준 크기보다 작은 벡터)를 추출하고, 추출된 상기 진모션 벡터 및 상기 비모션 벡터의 벡터 값에 기초하여 상기 영상 프레임의 분석 여부를 판별할 수 있다.
상기 중앙 관제 서버부는 상기 화재 감지부로부터 수신된 화재 발생 신호에 대응하는 센서 데이터 중 미리 설정된 복수의 센서 데이터 모두를 고려한 임계값을 나타내는 융합 임계값에 기초하여 해당 공간의 위험 상황을 식별할 수 있다.
상기 중앙 관제 서버부는 상기 가스 분석부에서 판단한 화재 원인 물질에 따라, 소화기 또는 스프링클러(sprinkler)를 포함하는 소화 장치의 동작을 제어하며, 상기 소화기는 분말 소화기, 이산화탄소 소화기, 할론 소화기 및 청정약제 소화기를 포함할 수 있다.
상기 중앙 관제 서버부는 상기 화재 경보 장치의 동작 제어 정보, 상기 소화 장치의 동작 제어 정보 및 발화 위치 정보를 실시간으로 유선 또는 무선으로 연결되어 있는 외부의 휴대용 단말기로 전달할 수 있다.
상기 중앙 관제 서버부는 외부에서 입력되는 정보에 따라서, 상기 화재 경보 장치의 동작을 강제 제어하거나, 상기 소화 장치의 동작을 강제 제어할 수 있다.
상기 중앙 관제 서버부는 상기 화재 감지부 및 상기 가스 분석부가 구비된 건물별 연소 가능 물질을 데이터베이스화하여 저장 및 관리하는 데이터베이스부를 포함하고, 상기 데이터베이스부에 저장되어 있는 연소 가능 물질과 상기 가스 분석부에서 판단한 화재 원인 물질을 비교하여, 발화 위치를 판단할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른 실시간 화재 감지 방법은 불꽃 감지 센서, 열 감지 센서, 연기 감지 센서 및 가스 감지 센서 중 적어도 어느 하나를 포함하여 구성되는 화재 감지부에서 상기 센서들을 이용하여 화재를 감지하고, 화재 발생 여부를 판단하는 화재 발생 판단 단계; 상기 화재 발생 판단 단계의 판단 결과에 따라, 화재가 발생한 경우, 가스 분석부에서 화재에 의한 연소 가스를 분석하여, 화재 원인 물질을 판단하는 가스 분석 단계; 및 중앙 관제 서버부에서 화재 경보 장치의 동작을 제어하고, 상기 가스 분석 단계에서 판단한 화재 원인 물질에 따라 소화기 또는 스프링클러(sprinkler)를 포함하는 소화 장치의 동작을 제어하는 진화 단계를 포함하고, 상기 화재 발생 판단 단계는 상기 중앙 관제 서버부가 상기 연기 감지 센서에 의해 감지되는 연기의 유무에 따라 변동하는 광전 소자의 저항값을 측정하여 연기 감지 신호를 생성하는 단계; 상기 중앙 관제 서버부가 상기 연기 감지 센서의 오류로 인한 화재 감지 오류를 방지하기 위해 상기 연기 감지 신호의 생성 시 상기 연기 감지 신호의 생성 횟수를 카운트하는 단계; 및 상기 연기 감지 신호의 생성 횟수가 임계치 이하이면, 상기 중앙 관제 서버부가 상기 생성된 연기 감지 신호를 리셋한 후 연기 감지를 수행하도록 상기 화재 감지부에 리셋 신호를 전달하는 단계를 더 포함한다.
본 발명의 일 실시예에 따른 실시간 화재 감지 방법은 상기 화재 감지부에서 화재 발생을 인지할 경우, 상기 중앙 관제 서버부가 상기 화재 감지부로부터 수신된 화재 발생 신호에 응답하여 원격 제어 명령을 생성하여 외부의 휴대용 단말기로 전달하는 단계; 상기 휴대용 단말기가 상기 원격 제어 명령에 따라 실행 중인 앱이 있는 경우 해당 앱을 종료하고 대피용 비상 앱을 실행하여 비상구 관심지점(POI)와 소화 장치 POI 및 적외선 신호를 송출하기 위한 적외선 버튼을 포함하는 지도를 화면에 표시하는 단계; 및 상기 휴대용 단말기가 상기 지도를 통해 현재 위치에서 비상구까지의 최단 경로를 자동 설정하여 시각적 또는 청각적으로 비상탈출 경로안내를 시작하는 단계를 더 포함할 수 있다.
기타 실시예들의 구체적인 사항들은 상세한 설명 및 첨부 도면들에 포함되어 있다.
본 발명의 일 실시예에 따르면, 화재 시 발생하는 연소 가스를 실시간으로 분석하여 이에 따른 화재 원인 물질을 정확히 판단하여, 발화 장소 및 연소 가스의 이동 방향을 예측한 후, 이에 알맞은 화재 경보 장치의 동작을 제어함으로써 인명 피해를 최소화할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따르면, 화재 원인 물질에 알맞은 소화 장치의 동작을 제어하여 화재 진압을 용이하게 할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따르면, 발화 장소 및 화재 원인 물질 등의 화재 관련 정보를 외부에 있는 관리자의 휴대용 단말기로 실시간으로 전송하여, 이에 따라서 화재 경보 장치 및 소화 장치를 강제 제어함으로써 화재에 의한 시스템 자체의 오류로 인해 발생할 수 있는 불상사를 미연에 방지할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따르면, 연기 감지 센서에 의해 감지된 연기의 유무에 따른 광전 소자의 저항값 변동 여부에 따라 생성되는 연기 감지 신호의 생성 횟수(연기 감지 센서에 의한 연기 감지 횟수)가 미리 설정된 임계치 이하이면, 리셋 신호를 화재 감지부에 전달하여 연기 감지를 초기화함으로써 연기 감지 센서의 오류로 인한 화재 감지 오류를 방지할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따르면, 화재 발생 시 대피용 비상 앱이 설치되어 있는 휴대용 단말기를 통해 현재 위치에서 비상구까지의 최단 경로를 자동 설정하여 화재 발생 공간 내의 사람들에게 비상탈출 경로안내를 제공함으로써 최단 경로의 비상탈출 경로로 사람들을 신속하게 대피시켜 화재로 인한 인명 피해를 최소화할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따르면, 카메라 센서에 의해 촬영된 영상에 대해 기계학습 알고리즘을 적용하여 영상 프레임의 분석 여부를 판별함으로써, 최소한의 리소스를 활용하여 영상 프레임을 분석하여 영상 처리에 따른 메모리 및 프로세서의 부하를 최소화할 수 있으며, 그 분석된 영상 프레임에서 객체를 정확하게 검출해내는 객체 식별 능력을 향상시킬 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따르면, 화재 감지부에 의해 감지된 센서 데이터 중 미리 설정된 복수의 센서 데이터 각각의 값이 융합 임계값을 초과하면, 해당 공간에 위험 상황이 발생한 것을 알리기 위한 알림 메시지를 휴대용 단말기에 제공함으로써, 관리자로 하여금 휴대용 단말기를 통해 해당 공간의 화재 위험 상황을 쉽고 효율적으로 모니터링하도록 할 수 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 실시간 화재 감지 시스템을 설명하기 위해 도시한 블록도이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 실시간 화재 감지 방법을 설명하기 위해 도시한 흐름도이다.
도 3은 본 발명의 다른 실시예에 따른 실시간 화재 감지 방법을 설명하기 위해 도시한 흐름도이다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따라 실시간 화재 감지를 수행할 때 연기 감지 센서의 오류로 인한 화재 감지 오류를 방지하기 위한 방법을 설명하기 위해 도시한 흐름도이다.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따라 실시간 화재 발생을 인지하는 경우에 비상탈출 경로안내를 위한 방법을 설명하기 위해 도시한 흐름도이다.
도 6은 본 발명의 일 실시예에 따라 실시간 화재 감지를 위한 영상 처리 방법을 설명하기 위해 도시한 흐름도이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 실시간 화재 감지 방법을 설명하기 위해 도시한 흐름도이다.
도 3은 본 발명의 다른 실시예에 따른 실시간 화재 감지 방법을 설명하기 위해 도시한 흐름도이다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따라 실시간 화재 감지를 수행할 때 연기 감지 센서의 오류로 인한 화재 감지 오류를 방지하기 위한 방법을 설명하기 위해 도시한 흐름도이다.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따라 실시간 화재 발생을 인지하는 경우에 비상탈출 경로안내를 위한 방법을 설명하기 위해 도시한 흐름도이다.
도 6은 본 발명의 일 실시예에 따라 실시간 화재 감지를 위한 영상 처리 방법을 설명하기 위해 도시한 흐름도이다.
본 발명의 이점 및/또는 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. 명세서 전체에 걸쳐 동일 참조 부호는 동일 구성요소를 지칭한다.
또한, 이하 실시되는 본 발명의 바람직한 실시예는 본 발명을 이루는 기술적 구성요소를 효율적으로 설명하기 위해 각각의 시스템 기능구성에 기 구비되어 있거나, 또는 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상적으로 구비되는 시스템 기능 구성은 가능한 생략하고, 본 발명을 위해 추가적으로 구비되어야 하는 기능 구성을 위주로 설명한다. 만약 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자라면, 하기에 도시하지 않고 생략된 기능 구성 중에서 종래에 기 사용되고 있는 구성요소의 기능을 용이하게 이해할 수 있을 것이며, 또한 상기와 같이 생략된 구성 요소와 본 발명을 위해 추가된 구성 요소 사이의 관계도 명백하게 이해할 수 있을 것이다.
또한, 이하의 설명에 있어서, 신호 또는 정보의 "전송", "통신", "송신", "수신" 기타 이와 유사한 의미의 용어는 일 구성요소에서 다른 구성요소로 신호 또는 정보가 직접 전달되는 것뿐만이 아니라 다른 구성요소를 거쳐 전달되는 것도 포함한다. 특히 신호 또는 정보를 일 구성요소로 "전송" 또는 "송신"한다는 것은 그 신호 또는 정보의 최종 목적지를 지시하는 것이고 직접적인 목적지를 의미하는 것이 아니다. 이는 신호 또는 정보의 "수신"에 있어서도 동일하다.
이하에서는 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시예들을 상세히 설명하기로 한다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 실시간 화재 감지 시스템을 설명하기 위해 도시한 블록도이다.
도 1을 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 실시간 화재 감지 시스템(100)은 화재 감지부(110), 가스 분석부(120) 및 중앙 관제 서버부(130)를 포함하여 구성될 수 있다.
상기 화재 감지부(110)는 화재를 감지하여 화재 발생 여부를 판단할 수 있다. 다시 말하자면, 상기 화재 감지부(110)에 포함되어 있는 불꽃 감지 센서, 열 감지 센서, 연기 감지 센서 및 가스 감지 센서를 이용하여, 화재를 감지하고 이를 통해서 실시간으로 화재 발생 여부를 판단할 수 있다.
상기 화재 감지부(110)는 상기 불꽃 감지 센서, 열 감지 센서, 연기 감지 센서 및 가스 감지 센서 중 적어도 어느 하나를 포함하여 구성될 수 있다. 아울러, 상기 화재 감지부(110)는 영상을 촬영하는 카메라 센서를 더 포함하여 구성될 수 있다. 상기 화재 감지부(110)는 상기 센서들을 모두 구비하고 있는 경우, 가장 민감하게 화재를 감지할 수 있다.
상기 가스 분석부(120)는 상기 화재 감지부(110)와 유선 또는 무선으로 연결되어 있으며, 상기 화재 감지부(110)에서 상기 센서들을 이용하여 화재 발생을 인지한 경우, 상기 화재 감지부(110)에서 감지한 화재에 의한 연소 가스를 분석하여 화재 원인 물질을 판단할 수 있다.
참고로, 화재의 종류는 일반적으로 A급, B급, C급 및 D급으로 나뉘어진다. A급 화재는 일반화재로 연소 후 재를 남기는 화재를 의미하며, 가장 일반적인 화재로 목재, 종이, 섬유 등의 가연물 화재를 의미한다. B급 화재는 유류 화재로 재를 남기지 않는 화재를 의미하며, 유류, 가스 화재로 가연성 액체나 기체의 화재를 의미한다. C급 화재는 전기 화재로 전기의 누전, 수변전 설비의 화재를 의미한다. D급 화재는 마그네슘, 나트륨, 칼륨 및 지르코늄과 같은 금속 또는 금속분에서 발생하는 화재를 의미한다.
상기 중앙 관제 서버부(130)는 상기 화재 감지부(110) 및 상기 가스 분석부(120)와 유선 또는 무선으로 연결되어 있으며, 실시간으로 화재 경보 장치(101)의 동작을 제어하거나 소화 장치(102)의 동작을 제어할 수 있다.
다시 말하자면, 상기 중앙 관제 서버부(130)는 상기 화재 감지부(110)에서 화재 발생을 인지한 경우, 실시간으로 상기 화재 경보 장치(101)의 동작을 온(On) 시킴으로써, 음향장치, 표시등 및 음향 장치 등을 이용하여 상기 화재 감지부(110) 및 상기 가스 분석부(120)가 구비되어 있는 건물에 화재가 발생했는지 여부를 빠르게 알릴 수 있다.
또한, 상기 중앙 관제 서버부(130)는 상기 가스 분석부(120)에서 판단한 화재 원인 물질에 따라서, 상기 소화 장치(102)의 동작을 온(On) 시킴으로써, 신속하게 화재가 진압되도록 제어할 수 있다. 이때, 상기 소화 장치는 분말 소화기, 이산화탄소 소화기, 할론 소화기, 청정약제 소화기 및 스프링클러(sprinkler) 등을 포함할 수 있다.
여기서, 상기 분말 소화기는 A급, B급 및 C급 화재에 모두 사용할 수 있으며, 가격이 저렴하고 성능이 좋지만 소화 후 분말이 남는 단점이 있다. 상기 이산화탄소 소화기는 상기 분말 소화기와 마찬가지로, A급, B급 및 C급 화재에 모두 사용할 수 있고 소화 후 잔유물이 남지 않는 장점이 있는 반면에, 가격이 비싸고 사용 시 동사의 위험성이 있다.
또한, 상기 할론 소화기는 A급, B급 및 C급 화재에 모두 사용할 수 있고 소화 후 잔유물이 남지 않는 장점이 있으나, 고가이며 프레온 가스와 같이 오존층을 파괴하므로 사용이 줄어들고 있는 추세이다. 그리고, 상기 청정약제 소화기는 상기 할론 소화기를 대체할 수 소화기이고, 상기 스크링클러는 물을 분무상으로 방사시키는 소화 장치를 의미한다.
상기 중앙 관제 서버부(130)는 별도의 데이터베이스부(132)를 더 포함하여 구성될 수 있다. 상기 데이터베이스부(132)는 상기 화재 감지부(110) 및 상기 가스 분석부(120)가 구비된 건물별 연소 가능 물질을 데이터베이스화하여 저장 및 관리할 수 있다.
이를 이용하여, 상기 중앙 관제 서버부(130)는 상기 화재 감지부(110)에서 화재를 감지한 후, 상기 가스 분석부(12)에서 연소 가스를 분석하여 판단한 화재 원인 물질과, 상기 데이터베이스부(132)에 저장되어 있는 연소 가능 물질을 비교하여, 화재의 정확한 발화 위치를 예측 판단할 수 있다.
이로써, 본 발명의 일 실시예에 따르면, 신속한 화재 진압뿐만 아니라, 화재 및 연소 가스의 이동 방향까지 예측하여 통보하여 인명 피해를 최소화할 수 있는 장점이 있다.
상기 중앙 관제 서버부(130)는 상기 화재 감지부(110)에서 판단한 화재 발생 여부에 따른 상기 화재 경보 장치(101)의 동작 제어 정보, 상기 가스 분석부(120)에서 판단한 화재 원인 물질에 따른 상기 소화 장치(102)의 동작 제어 정보 및 발화 위치 정보를 실시간으로 유선 또는 무선으로 연결되어 있는 관리자의 휴대용 단말기로 전달할 수 있다.
상기 관리자는 상기 휴대용 단말기를 통해 상기 중앙 관제 서버부(130)로부터 전달받은 상기 화재 경보 장치(101)의 동작 제어 정보, 상기 소화 장치(102)의 동작 제어 정보 및 발화 위치 정보를 판단하여, 그 판단 결과에 따라 상기 화재 경보 장치(101)의 동작을 강제 제어하기 위한 신호 또는, 상기 소화 장치(102)의 동작을 강제 제어하기 위한 신호를 상기 중앙 관제 서버부(130)로 전송할 수 있다.
상기 중앙 관제 서버부(130)는 유선 또는 무선으로 연결되어 있는 관리자의 휴대용 단말기로부터 전달되는 신호를 상기 중앙 관제 서버부(130)에서 판단한 제어 신호보다 우선적으로 상기 화재 경보 장치(101) 또는, 상기 소화 장치(102)의 동작을 강제 제어할 수 있다.
이를 통해서, 본 발명의 일 실시예에 의하면 화재 진압을 위해서 건물 내로 진입해야 하는 소방관과 협동 작업을 통해서 인명 피해의 최소화와 신속한 화재 진압을 수행할 수 있다.
한편, 상기 화재 감지부(110)에는 도면에는 도시되지 않았지만 광전 소자가 더 포함될 수 있으며, 상기 중앙 관제 서버부(130)는 상기 화재 감지부(110)의 연기 감지 센서와 더불어 상기 광전 소자를 이용하여 화재를 보다 정밀하게 감지할 수 있다. 구체적으로, 상기 광전 소자는 상기 연기 감지 센서에 의해 감지되는 연기의 유무에 따라 저항값이 변동하는 특징이 있는데, 상기 중앙 관제 서버부(130)는 이러한 광전 소자의 특징을 이용하여 연기 감지 신호를 생성할 수 있다.
다시 말해, 상기 광전 소자는 상기 연기 감지 센서에 의해 감지되는 연기가 없을 때에는 그 저항값이 일정하지만, 상기 연기 감시 센서에 의해 감지되는 연기가 있을 때에는 그 저항값이 변동하는 특성이 있다. 따라서, 상기 중앙 관제 서버부(130)는 광전 소자의 저항값을 측정하여 그 저항값이 변동하는 경우 연기 감지 신호를 생성할 수 있다. 이때, 상기 중앙 관제 서버부(130)는 상기 측정 결과에 따른 광전 소자의 저항값 변동치가 미리 설정된 기준치보다 큰 경우에 상기 연기 감지 신호를 생성할 수 있다.
상기 중앙 관제 서버부(130)는 상기 연기 감지 센서의 오류로 인한 화재 감지 오류를 방지하기 위해, 상기 연기 감지 신호의 생성 시 상기 연기 감지 신호의 생성 횟수를 카운트할 수 있다. 이때, 상기 카운트 결과에 따른 연기 감지 신호의 생성 횟수가 미리 설정된 임계치 이하이면, 상기 중앙 관제 서버부(130)는 상기 생성된 연기 감지 신호를 리셋(reset)한 후 연기 감지를 처음부터 다시 수행하도록 하기 위해, 상기 화재 감지부(110)에 리셋 신호를 전달할 수 있다.
다시 말해, 상기 중앙 관제 서버부(130)는 상기 연기 감지 센서에 의해 감지된 연기의 유무에 따른 상기 광전 소자의 저항값 변동 여부에 따라 생성되는 연기 감지 신호의 생성 횟수, 즉 상기 연기 감지 센서에 의한 연기 감지 횟수가 미리 설정된 임계치 이하이면, 리셋 신호를 상기 화재 감지부(110)에 전달하여 연기 감지를 초기화함으로써 상기 연기 감지 센서의 오류로 인한 화재 감지 오류를 방지할 수 있다.
상기 중앙 관제 서버부(130)는 상기 화재 감지부(110)에서 화재 발생을 인지할 경우, 상기 화재 감지부(110)로부터 수신된 화재 발생 신호에 응답하여 원격 제어 명령을 생성하여 외부의 휴대용 단말기로 전달할 수 있다.
이에 따라, 상기 휴대용 단말기는 상기 원격 제어 명령에 따라 실행 중인 앱(App)이 있는 경우 해당 앱을 종료하고 미리 설치되어 있는 대피용 비상 앱을 실행하여 비상구 관심지점(POI)와 소화 장치 POI 및 적외선 신호를 송출하기 위한 적외선 버튼을 포함하는 지도를 화면에 표시할 수 있다.
여기서, 상기 관심지점(POI)은 일반적으로 특정인이 관심을 가지는 현실 세계 또는 지도나 도면상의 특정 위치를 의미하는 것으로서, 본 실시예에서는 사용자가 쉽게 대피 지점을 찾을 수 있도록 제공하는 비상구, 소화 장치 등의 주요 시설물을 좌표로 전자 수치 지도에 표시하는 데이터를 의미하는 용어로 사용될 수 있다. 즉, 상기 비상구 POI는 상기 휴대용 단말기의 화면에 표시된 지도상에서 비상구의 위치 좌표를 나타내는 데이터이고, 상기 소화 장치 POI는 상기 휴대용 단말기의 화면에 표시된 지도상에서 소화 장치의 위치 좌표를 나타내는 데이터를 의미할 수 있다.
상기 휴대용 단말기는 내부에 탑재된 GPS 센서를 통해 현재의 위치 정보를 취득하고, 상기 취득한 현재 위치 정보를 이용하여 상기 화면에 표시된 지도를 통해 현재 위치에서 비상구까지의 최단 경로를 상기 대피용 비상 앱과 연동하여 자동 설정할 수 있으며, 이를 통하여 시각적 또는 청각적으로 비상탈출 경로안내를 시작할 수 있다. 예를 들어, 상기 휴대용 단말기는 지도상의 경로 안내 화면을 통해 시작적으로 비상탈출 경로 안내를 시작할 수 있으며, 이와 달리 경로 안내 음성을 내부 스피커로 출력하는 방식을 통해 청각적으로 비상탈출 경로안내를 시작할 수도 있다.
이로써, 본 발명의 일 실시예에 따르면 화재 발생 시 상기 대피용 비상 앱이 설치되어 있는 휴대용 단말기를 통해 현재 위치에서 비상구까지의 최단 경로를 자동 설정하여 화재 발생 공간 내의 사람들에게 비상탈출 경로안내를 제공함으로써 최단 경로의 비상탈출 경로로 사람들을 신속하게 대피시켜 화재로 인한 인명 피해를 최소화할 수 있다.
상기 중앙 관제 서버부(130)는 상기 화재 감지부(110)의 카메라 센서에 의해 촬영된 영상에 관한 패킷을 수신하여 디코딩해 영상 프레임을 생성하고, 상기 생성된 영상 프레임으로부터 모션 벡터를 추출할 수 있다. 상기 추출된 모션 벡터의 크기는 해당 영역에서의 이미지 변화가 큰지 또는 해당 영역에서의 이미지 변화가 작은지를 나타내는 기준이 될 수 있다. 이러한 기준은 후술하는 기계학습 알고리즘을 적용하는 과정에서 이용될 수 있다.
상기 중앙 관제 서버부(130)는 상기 모션 벡터가 추출된 부분의 각 블록을 복수개로 나눈 후 상기 각 블록을 그룹화하여 모션 벡터 그룹으로 정의할 수 있다. 즉, 상기 중앙 관제 서버부(130)는 상기 모션 벡터를 일정 크기의 도형으로 그룹화하여 모션 벡터 그룹을 형성할 수 있다.
상기 중앙 관제 서버부(130)는 상기 모션 벡터 그룹 각각에 대하여 기계학습 알고리즘을 적용하여 진모션 벡터(기준 크기보다 큰 벡터) 및 비모션 벡터(기준 크기보다 작은 벡터)를 추출하고, 추출된 상기 진모션 벡터 및 상기 비모션 벡터의 벡터 값에 기초하여 상기 영상 프레임의 분석 여부를 판별할 수 있다.
여기서, 상기 기계학습 알고리즘은 HOG(Histogram of Oriented Gradients), SVM(Support vector Machine) 및 딥러닝(Deep learning) 등을 포함할 수 있으며, 상기 중앙 관제 서버부(130)는 상기 모션 벡터 그룹의 인식률 향상을 위해 여러 가지 기계학습 알고리즘을 함께 사용하는 앙상블 기법을 사용할 수도 있다.
상기 중앙 관제 서버부(130)는 상기 진모션 벡터가 기준 모션 벡터 값 미만이고, 상기 비모션 벡터가 기준 비모션 벡터값 이상인 경우, 상기 영상 프레임을 분석이 필요로 하지 않은 영상 프레임으로 판별하여 분석하지 않을 수 있다.
이로써, 본 발명의 일 실시예에 따르면 영상 프레임을 분석하는 데 있어, 최소한의 리소스를 활용하여 영상 프레임을 분석하고, 그 분석된 영상 프레임에서 객체를 정확하게 검출할 수 있다.
한편, 상기 중앙 관제 서버부(130)는 상기 화재 감지부(110)로부터 수신된 화재 발생 신호에 대응하는 센서 데이터 중 미리 설정된 복수의 센서 데이터 모두를 고려한 임계값을 나타내는 융합 임계값에 기초하여 해당 공간의 위험 상황을 식별할 수 있다. 예를 들면, 본 발명의 일 실시예에서는 불꽃 감지 센서, 열 감지 센서, 연기 감지 센서, 가스 감지 센서 등에 의해 감지된 모든 데이터를 고려한 임계값을 상기 융합 임계값이라 정의할 수 있으며, 상기 융합 임계값은 미리 설정된 값으로 정해질 수 있다.
상기 중앙 관제 서버부(130)는 상기 화재 감지부(110)에 의해 감지된 센서 데이터 중 미리 설정된 복수의 센서 데이터 각각의 값이 상기 융합 임계값을 초과하면, 해당 공간에 위험 상황이 발생한 것으로 식별하고, 상기 위험 상황의 발생에 관한 알림 메시지를 상기 휴대용 단말기에 제공할 수 있다.
예를 들면, 상기 중앙 관제 서버부(130)는 온도 데이터와 가스 데이터의 값이 상기 융합 임계값을 모두 초과하면, 해당 공간에 위험 상황이 발생한 것으로 식별하고, 상기 위험 상황의 발생에 관한 알림 메시지를 상기 휴대용 단말기에 제공할 수 있다. 이에 따라, 관리자는 상기 휴대용 단말기를 통해 해당 공간의 위험 상황을 모니터링할 수 있다.
한편, 상기 해당 공간이 복수의 섹터로 구분되어 있는 경우가 있을 수 있다. 예컨대, 건물 내에 관리 대상인 연구실이 여러 군데(예를 들면 연구실 #1, 연구실 #2, 연구실 #3 등)인 경우가 이에 해당될 수 있다. 이러한 경우, 상기 중앙 관제 서버부(130)는 동일 섹터를 기준으로 상기 융합 임계값에 기초하여 위험 상황을 식별할 수 있다. 즉, 상기 중앙 관제 서버부(130)는 동일 섹터 내에서 미리 설정된 복수의 센서 데이터의 값이 상기 융합 임계값을 초과하면, 상기 해당 공간의 해당 섹터에 위험 상황이 발생한 것으로 식별할 수 있다.
예를 들면, 연구실 #1에서 측정된 온도 데이터와 가스 데이터의 값이 상기 융합 임계값을 초과하면, 상기 중앙 관제 서버부(130)는 건물 내 여러 연구실 중 연구실 #1에 위험 상황(화재)이 발생한 것으로 식별할 수 있다. 또는, 연구실 #2에서 측정된 불꽃 감지 데이터와 연기 감지 데이터의 값이 상기 융합 임계값을 초과하면, 상기 중앙 관제 서버부(130)는 건물 내 여러 연구실 중 연구실 #2에 위험 상황(화재)이 발생한 것으로 식별할 수 있다.
여기서, 상기 해당 공간의 각 섹터별로 고유 식별정보가 미리 부여될 수 있다. 예컨대, 연구실 #1에는 '001', 연구실 #2에는 '002', 연구실 #3에는 '003' 등과 같은 고유 식별정보가 미리 부여될 수 있다.
상기 중앙 관제 서버부(130)는 상기 해당 공간의 각 섹터별로 부여된 고유 식별정보에 기초하여 상기 위험 상황의 발생에 관한 알림 메시지를 상기 휴대용 단말기에 제공할 수 있다. 위의 예에서 연구실 #1에 화재 등의 위험 상황이 발생한 경우, 상기 중앙 관제 서버부(130)는 연구실 #1에 부여된 '001'과 함께 상기 위험 상황의 발생에 관한 알림 메시지를 상기 휴대용 단말기에 제공할 수 있다.
이상에서 설명된 장치는 하드웨어 구성 요소, 소프트웨어 구성 요소, 및/또는 하드웨어 구성 요소 및 소프트웨어 구성 요소의 조합으로 구현될 수 있다. 예를 들어, 실시예들에서 설명된 장치 및 구성 요소는, 예를 들어, 프로세서, 컨트롤러, ALU(arithmetic logic unit), 디지털 신호 프로세서(digital signal processor), 마이크로컴퓨터, FPA(field programmable array), PLU(programmable logic unit), 마이크로프로세서, 또는 명령(instruction)을 실행하고 응답할 수 있는 다른 어떠한 장치와 같이, 하나 이상의 범용 컴퓨터 또는 특수 목적 컴퓨터를 이용하여 구현될 수 있다. 처리 장치는 운영 체제(OS) 및 상기 운영 체제 상에서 수행되는 하나 이상의 소프트웨어 애플리케이션을 수행할 수 있다. 또한, 처리 장치는 소프트웨어의 실행에 응답하여, 데이터를 접근, 저장, 조작, 처리 및 생성할 수도 있다. 이해의 편의를 위하여, 처리 장치는 하나가 사용되는 것으로 설명된 경우도 있지만, 해당 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자는, 처리 장치가 복수 개의 처리 요소(processing element) 및/또는 복수 유형의 처리 요소를 포함할 수 있음을 알 수 있다. 예를 들어, 처리 장치는 복수 개의 프로세서 또는 하나의 프로세서 및 하나의 컨트롤러를 포함할 수 있다. 또한, 병렬 프로세서(parallel processor)와 같은, 다른 처리 구성(processing configuration)도 가능하다.
소프트웨어는 컴퓨터 프로그램(computer program), 코드(code), 명령(instruction), 또는 이들 중 하나 이상의 조합을 포함할 수 있으며, 원하는 대로 동작하도록 처리 장치를 구성하거나 독립적으로 또는 결합적으로(collectively) 처리 장치를 명령할 수 있다. 소프트웨어 및/또는 데이터는, 처리 장치에 의하여 해석되거나 처리 장치에 명령 또는 데이터를 제공하기 위하여, 어떤 유형의 기계, 구성요소(component), 물리적 장치, 가상 장치(virtual equipment), 컴퓨터 저장 매체 또는 장치, 또는 전송되는 신호 파(signal wave)에 영구적으로, 또는 일시적으로 구체화(embody)될 수 있다. 소프트웨어는 네트워크로 연결된 컴퓨터 시스템 상에 분산되어서, 분산된 방법으로 저장되거나 실행될 수도 있다. 소프트웨어 및 데이터는 하나 이상의 컴퓨터 판독 가능 기록 매체에 저장될 수 있다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 실시간 화재 감지 방법을 설명하기 위해 도시한 흐름도이다.
여기서 설명하는 실시간 화재 감지 방법은 본 발명의 하나의 실시예에 불과하며, 그 이외에 필요에 따라 다양한 단계들이 부가될 수 있고, 하기의 단계들도 순서를 변경하여 실시될 수 있으므로, 본 발명이 하기에 설명하는 각 단계 및 그 순서에 한정되는 것은 아니다. 이는 이하의 다른 실시예에서도 마찬가지로 적용될 수 있다.
도 1 및 도 2를 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 실시간 화재 감지 방법은 화재 발생 판단 단계(210), 가스 분석 단계(220) 및 진화 단계(230)를 포함할 수 있다.
먼저 상기 화재 발생 판단 단계(210)가 수행될 수 있다.
상기 화재 발생 판단 단계(210)에서는 상기 불꽃 감지 센서, 열 감지 센서, 연기 감지 센서 및 가스 감지 센서 중 적어도 어느 하나를 포함하여 구성되는 상기 화재 감지부(110)에서 상기 센서들을 이용하여 상기 화재 감지부(110)가 구비된 건물 등의 화재를 감지하고, 이에 따른 화재 발생 여부를 판단할 수 있다.
다음으로, 상기 가스 분석 단계(220)가 수행될 수 있다.
상기 가스 분석 단계(220)에서는 상기 화재 발생 판단 단계(110)의 판단 결과에 따라, 상기 화재 감지부(110) 및 상기 가스 분석부(120)가 구비된 건물 등에 화재가 발생한 경우, 상기 가스 분석부(120)에서 화재에 의한 연소 가스를 분석하여 화재 원인 물질을 판단할 수 있다.
다음으로, 상기 진화 단계(230)가 수행될 수 있다.
상기 진화 단계(230)에서는 상기 중앙 관제 서버부(130)에서 상기 화재 경보 장치(101)의 동작을 제어하고, 상기 가스 분석 단계(220)에서 판단한 화재 원인 물질에 따라 상기 소화 장치(102)의 동작을 제어할 수 있다.
이때, 상기 소화 장치로는 분말 소화기, 이산화탄소 소화기, 할론 소화기, 청정약제 소화기 및 스프링클러(sprinkler)를 의미한다.
다시 말하자면, 상기 진화 단계(230)에서는 상기 화재 감지부(110)에서 화재 발생을 인지한 경우, 상기 중앙 관제 서버부(130)가 실시간으로 상기 화재 경보 장치(101)의 동작을 온(On) 시킴으로써, 음향장치, 표시등 및 음향 장치 등을 이용하여 상기 화재 감지부(110) 및 상기 가스 분석부(120)가 구비되어 있는 건물에 화재 여부를 빠르게 알릴 수 있다.
또한, 상기 가스 분석부(120)에서 판단한 화재 원인 물질에 따라서, 상기 중앙 관제 서버부(130)는 상기 소화 장치(102)의 동작을 온(On) 시킴으로써, 신속하게 화재가 진압되도록 제어할 수 있다.
더불어, 상기 진화 단계(230)에서는 상술한 다양한 소화 장치 중에서 상기 가스 분석부(120)에서 판단한 화재 원인 물질에 따른 화재를 가장 효과적으로 진화할 수 있는 소화 장치의 동작을 제어할 수 있다.
도 3은 본 발명의 다른 실시예에 따른 실시간 화재 감지 방법을 설명하기 위해 도시한 흐름도이다.
도 1 및 도 3을 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 실시간 화재 감지 방법은 화재 발생 판단 단계(310), 가스 분석 단계(320), 정보 전달 단계(330), 강제 신호 판단 단계(340), 진화 단계(350) 및 강제 진화 단계(360)를 포함할 수 있다.
먼저 상기 화재 발생 판단 단계(310)가 수행될 수 있다.
상기 화재 발생 판단 단계(310)에서는 상기 불꽃 감지 센서, 열 감지 센서, 연기 감지 센서 및 가스 감지 센서 중 적어도 어느 하나를 포함하여 구성되는 상기 화재 감지부(110)에서 상기 센서들을 이용하여 상기 화재 감지부(110)가 구비된 건물 등의 화재를 감지하고, 이에 따른 화재 발생 여부를 판단할 수 있다.
다음으로, 상기 가스 분석 단계(320)가 수행될 수 있다.
상기 가스 분석 단계(320)에서는 상기 화재 발생 판단 단계(110)의 판단 결과에 따라, 상기 화재 감지부(110) 및 상기 가스 분석부(120)가 구비된 건물 등에 화재가 발생한 경우, 상기 가스 분석부(120)에서 화재에 의한 연소 가스를 분석하여 화재 원인 물질을 판단할 수 있다.
다음으로, 상기 정보 전달 단계(330)가 수행될 수 있다.
상기 정보 전달 단계(330)에서는 상기 화재 발생 판단 단계(310)에서 판단한 화재 발생 정보 및 상기 가스 분석 단계(320)에서 판단한 화재 원인 물질 정보를 유선 또는 무선으로 연결되어 있는 외부 관리자의 휴대용 단말기로 실시간 전달할 수 있다.
다음으로, 상기 강제 신호 판단 단계(340)가 수행될 수 있다.
상기 강제 신호 판단 단계(340)에서는 외부에서 관리자로부터 상기 중앙 관제 서버부(130)로 상기 화재 경보 장치의 동작 제어 신호 또는, 상기 소화 장치(102)의 동작 제어 신호가 전달되는지를 판단할 수 있다.
다시 말하자면, 관리자는 상기 정보 전달 단계(330)에 의해서, 상기 중앙 관제 서버부(130)로부터 전달받은 상기 화재 경보 장치(101)의 동작 제어 정보, 상기 소화 장치(102)의 동작 제어 정보 및 발화 위치 정보를 판단하여, 상기 화재 경보 장치(101)의 동작을 강제 제어하기 위한 신호 또는, 상기 소화 장치(102)의 동작을 강제 제어하기 위한 신호를 상기 중앙 관제 서버부(130)로 전송할 수 있다.
상기 강제 신호 판단 단계(340)에서 상기 동작 제어 신호가 상기 중앙 관제 서버부(130)에 전달되지 않은 것으로 판단되면(340의 "아니오" 방향), 그 다음으로 상기 진화 단계(350)가 수행될 수 있다.
상기 진화 단계(350)에서는 상기 중앙 관제 서버부(130)에서 상기 화재 경보 장치(101)의 동작을 제어하고, 상기 가스 분석 단계(320)에서 판단한 화재 원인 물질에 따라 상기 소화 장치(102)의 동작을 제어할 수 있다.
반면, 상기 강제 신호 판단 단계(340)에서 상기 동작 제어 신호가 상기 중앙 관제 서버부(130)에 전달된 것으로 판단되면(340의 "예" 방향), 그 다음으로 상기 강제 진화 단계(360)가 수행될 수 있다.
즉, 상기 강제 진화 단계(360)에서는 상기 강제 신호 판단 단계(340)의 판단 결과에 따라, 외부의 관리자로부터 상기 화재 경보 장치(101)의 동작 제어 신호 또는, 상기 소화 장치(102)의 동작 제어 신호가 상기 중앙 관제 서버부(130)로 전달된 경우, 상기 중앙 관제 서버부(130)에서 상기 화재 경보 장치(101)의 동작을 강제 제어하거나, 상기 소화 장치(102)의 동작을 강제 제어할 수 있다.
이때, 상기 강제 진화 단계(360)는 상기 진화 단계(350)에서 상기 중앙 관제 서버부(130)에서의 판단에 의한 상기 화재 경보 장치(101)의 동작 제어 및 상기 소화 장치(102)의 동작 제어보다 우선적으로 상기 화재 경보 장치(101) 및 상기 소화 장치(102)가 강제 제어되도록 실행될 수 있다.
이로써 본 발명의 다른 실시예에 따르면, 화재 진압을 위해서 건물 내로 진입해야 하는 소방관과 협동 작업을 통해서 인명 피해의 최소화와 신속한 화재 진압을 수행할 수 있다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따라 실시간 화재 감지를 수행할 때 연기 감지 센서의 오류로 인한 화재 감지 오류를 방지하기 위한 방법을 설명하기 위해 도시한 흐름도이다.
도 1 및 도 4를 참조하면, 단계(410)에서 실시간 화재 감지 시스템(100)의 중앙 관제 서버부(130)는 화재 감지부(110)의 연기 감지 센서에 의해 감지되는 연기의 유무에 따라 변동하는 광전 소자의 저항값을 측정할 수 있다.
다음으로, 상기 광전 소자의 저항값이 변동하는 경우(420의 "예" 방향), 단계(430)에서 상기 중앙 관제 서버부(130)는 상기 측정 결과에 따른 광전 소자의 저항값 변동치를 미리 설정된 기준치와 비교할 수 있다.
상기 비교 결과, 상기 광전 소자의 저항값 변동치가 기준치보다 큰 경우에(430의 "예" 방향), 단계(440)에서 상기 중앙 관제 서버부(130)는 연기 감지 신호를 생성할 수 있다.
한편, 상기 광전 소자의 저항값이 변동하지 않은 경우(420의 "아니오" 방향), 또는 상기 광전 소자의 저항값 변동치가 기준치보다 작거나 같은 경우(430의 "아니오" 방향), 단계(410)으로 리턴하여 광전 소자의 저항값을 측정할 수 있다.
다음으로, 단계(450)에서 상기 중앙 관제 서버부(130)는 상기 연기 감지 센서의 오류로 인한 화재 감지 오류를 방지하기 위해, 상기 연기 감지 신호의 생성 시 상기 연기 감지 신호의 생성 횟수를 카운트할 수 있다.
이때, 상기 카운트 결과에 따른 연기 감지 신호의 생성 횟수가 미리 설정된 임계치 이하이면(460의 "예" 방향), 단계(470)에서 상기 중앙 관제 서버부(130)는 상기 생성된 연기 감지 신호를 리셋(reset)한 후 연기 감지를 처음부터 다시 수행하도록 하기 위해, 상기 화재 감지부(110)에 리셋 신호를 전달할 수 있다.
반면, 상기 카운트 결과에 따른 연기 감지 신호의 생성 횟수가 미리 설정된 임계치를 초과하면(460의 "아니오" 방향), 본 실시예를 종료한다.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따라 실시간 화재 발생을 인지하는 경우에 비상탈출 경로안내를 위한 방법을 설명하기 위해 도시한 흐름도이다.
도 1 및 도 5를 참조하면, 실시간 화재 감지 시스템(100)의 화재 감지부(110)에서 화재 발생을 인지할 경우(510의 "예" 방향), 단계(520)에서 상기 중앙 관제 서버부(130)는 상기 화재 감지부(110)로부터 수신된 화재 발생 신호에 응답하여 원격 제어 명령을 생성하여 외부의 휴대용 단말기로 전달할 수 있다. 반면, 상기 화재 감지부(110)에서 화재 발생을 인지하지 못할 경우(510의 "아니오" 방향), 본 실시예를 종료한다.
다음으로, 단계(530)에서 상기 휴대용 단말기는 상기 원격 제어 명령에 따라, 내부에 설치되어 있는 대피용 비상 앱을 실행할 수 있다. 이때, 상기 휴대용 단말기는 먼저 실행 중인 앱(App)이 있는 경우 해당 앱을 종료한 후 상기 대피용 비상 앱을 실행할 수 있다.
다음으로, 단계(540)에서 상기 휴대용 단말기는 상기 대피용 비상 앱의 실행에 따라, 비상구 관심지점(POI)와 소화 장치 POI 및 적외선 신호를 송출하기 위한 적외선 버튼을 포함하는 지도를 화면에 표시할 수 있다.
다음으로, 단계(550)에서 상기 휴대용 단말기는 내부에 탑재된 GPS 센서를 통해 현재의 위치 정보를 취득할 수 있다.
다음으로, 단계(560)에서 상기 휴대용 단말기는 상기 취득한 현재 위치 정보를 이용하여 상기 화면에 표시된 지도를 통해 현재 위치에서 비상구까지의 최단 경로를 상기 대피용 비상 앱과 연동하여 자동 설정할 수 있다.
다음으로, 단계(570)에서 상기 휴대용 단말기는 상기 최단 경로가 자동 설정됨에 따라 상기 대피용 비상 앱과 연동하여 시각적 또는 청각적으로 비상탈출 경로안내를 시작할 수 있다.
도 6은 본 발명의 일 실시예에 따라 실시간 화재 감지를 위한 영상 처리 방법을 설명하기 위해 도시한 흐름도이다.
도 1 및 도 6을 참조하면, 단계(610)에서 실시간 화재 감지 시스템(100)의 중앙 관제 서버부(130)는 화재 감지부(110)의 카메라 센서에 의해 촬영된 영상에 관한 패킷을 수신할 수 있다.
다음으로, 단계(620)에서 상기 중앙 관제 서버부(130)는 상기 수신된 촬영 영상에 관한 패킷을 디코딩하여 영상 프레임을 생성할 수 있다.
다음으로, 단계(630)에서 상기 중앙 관제 서버부(130)는 상기 생성된 영상 프레임으로부터 모션 벡터를 추출할 수 있다.
다음으로, 단계(640)에서 상기 중앙 관제 서버부(130)는 상기 모션 벡터가 추출된 부분의 각 블록을 복수개로 나눈 후 상기 각 블록을 그룹화하여 모션 벡터 그룹으로 정의할 수 있다.
다음으로, 단계(650)에서 상기 중앙 관제 서버부(130)는 상기 모션 벡터 그룹 각각에 대하여 기계학습 알고리즘을 적용하여 진모션 벡터(기준 크기보다 큰 벡터) 및 비모션 벡터(기준 크기보다 작은 벡터)를 추출할 수 있다.
다음으로, 단계(660)에서 상기 중앙 관제 서버부(130)는 추출된 상기 진모션 벡터 및 상기 비모션 벡터의 벡터 값에 기초하여 상기 영상 프레임의 분석 여부를 판별할 수 있다.
즉, 상기 중앙 관제 서버부(130)는 상기 진모션 벡터가 기준 모션 벡터 값 미만이고, 상기 비모션 벡터가 기준 비모션 벡터값 이상인 경우, 상기 영상 프레임을 분석이 필요로 하지 않은 영상 프레임으로 판별하여 분석하지 않을 수 있다. 반면에, 상기 중앙 관제 서버부(130)는 상기 진모션 벡터가 기준 모션 벡터 값 이상이고, 상기 비모션 벡터가 기준 비모션 벡터값 미만인 경우, 상기 영상 프레임이 분석을 필요로 하는 영상 프레임인 것으로 판별하여 분석을 위한 영상 처리를 수행할 수 있다.
실시예에 따른 방법은 다양한 컴퓨터 수단을 통하여 수행될 수 있는 프로그램 명령 형태로 구현되어 컴퓨터 판독 가능 매체에 기록될 수 있다. 상기 컴퓨터 판독 가능 매체는 프로그램 명령, 데이터 파일, 데이터 구조 등을 단독으로 또는 조합하여 포함할 수 있다. 상기 매체에 기록되는 프로그램 명령은 실시예를 위하여 특별히 설계되고 구성된 것들이거나 컴퓨터 소프트웨어 당업자에게 공지되어 사용 가능한 것일 수도 있다. 컴퓨터 판독 가능 기록 매체의 예에는 하드 디스크, 플로피 디스크 및 자기 테이프와 같은 자기 매체(magnetic media), CDROM, DVD와 같은 광기록 매체(optical media), 플롭티컬 디스크(floptical disk)와 같은 자기-광 매체(magneto-optical media), 및 롬(ROM), 램(RAM), 플래시 메모리 등과 같은 프로그램 명령을 저장하고 수행하도록 특별히 구성된 하드웨어 장치가 포함된다. 프로그램 명령의 예에는 컴파일러에 의해 만들어지는 것과 같은 기계어 코드뿐만 아니라 인터프리터 등을 사용해서 컴퓨터에 의해서 실행될 수 있는 고급 언어 코드를 포함한다. 상기된 하드웨어 장치는 실시예의 동작을 수행하기 위해 하나 이상의 소프트웨어 모듈로서 작동하도록 구성될 수 있으며, 그 역도 마찬가지이다.
이상과 같이 실시예들이 비록 한정된 실시예와 도면에 의해 설명되었으나, 해당 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 상기의 기재로부터 다양한 수정 및 변형이 가능하다. 예를 들어, 설명된 기술들이 설명된 방법과 다른 순서로 수행되거나, 및/또는 설명된 시스템, 구조, 장치, 회로 등의 구성요소들이 설명된 방법과 다른 형태로 결합 또는 조합되거나, 다른 구성요소 또는 균등물에 의하여 대치되거나 치환되더라도 적절한 결과가 달성될 수 있다.
그러므로, 다른 구현들, 다른 실시예들 및 청구범위와 균등한 것들도 후술하는 청구범위의 범위에 속한다.
101: 화재 경보 장치
102: 소화 장치
110: 화재 감지부
120: 가스 분석부
130: 중앙 관제 서버부
132: 데이터베이스부
102: 소화 장치
110: 화재 감지부
120: 가스 분석부
130: 중앙 관제 서버부
132: 데이터베이스부
Claims (11)
- 영상을 촬영하는 카메라 센서, 불꽃 감지 센서, 열 감지 센서, 연기 감지 센서 및 가스 감지 센서를 포함하여 구성되며, 상기 센서들을 이용하여 화재를 감지하여 화재 발생 여부를 판단하는 화재 감지부;
상기 화재 감지부와 유선 또는 무선으로 연결되어, 상기 화재 감지부에서 화재 발생을 인지할 경우, 상기 화재 감지부에서 감지한 화재에 의한 연소 가스를 분석하여, 화재 원인 물질을 판단하는 가스 분석부; 및
상기 화재 감지부 및 상기 가스 분석부와 유선 또는 무선으로 연결되어, 상기 화재 감지부에서 화재 발생을 인지할 경우, 화재 경보 장치의 동작을 제어하고 상기 화재 감지부로부터 수신된 화재 발생 신호에 응답하여 원격 제어 명령을 생성하여 외부의 휴대용 단말기로 전달하는 중앙 관제 서버부
를 포함하고,
상기 중앙 관제 서버부는
상기 카메라 센서에 의해 촬영된 영상에 관한 패킷을 수신하여 디코딩해 영상 프레임을 생성하고, 상기 영상 프레임으로부터 모션 벡터를 추출하되 상기 모션 벡터가 추출된 부분의 각 블록을 복수개로 나눈 후 상기 각 블록을 일정 크기의 도형으로 그룹화하여 모션 벡터 그룹으로 정의하고, 상기 모션 벡터 그룹 각각에 대하여 기계학습 알고리즘을 적용하여 진모션 벡터(기준 크기보다 큰 벡터) 및 비모션 벡터(기준 크기보다 작은 벡터)를 추출하고, 추출된 상기 진모션 벡터의 벡터 값이 기준 모션 벡터 값 미만이고 상기 비모션 벡터의 벡터 값이 상기 기준 모션 벡터 값 이상인 경우, 상기 영상 프레임을 분석이 필요로 하지 않은 영상 프레임으로 판별하여 상기 영상 프레임에 대한 분석을 실행하지 않으며,
상기 휴대용 단말기는
상기 원격 제어 명령에 따라 실행 중인 앱이 있는 경우 해당 앱을 종료하고 대피용 비상 앱을 실행하여 비상구 관심지점(POI)와 소화 장치 POI 및 적외선 신호를 송출하기 위한 적외선 버튼을 포함하는 지도를 화면에 표시하고, 상기 지도를 통해 현재 위치에서 비상구까지의 최단 경로를 자동 설정하여 시각적 또는 청각적으로 비상탈출 경로안내를 시작하는 것을 특징으로 하는 실시간 화재 감지 시스템.
- 제1항에 있어서,
상기 중앙 관제 서버부는
상기 연기 감지 센서에 의해 감지되는 연기의 유무에 따라 변동하는 광전 소자의 저항값을 측정하여 연기 감지 신호를 생성하되, 상기 연기 감지 센서의 오류로 인한 화재 감지 오류를 방지하기 위해 상기 연기 감지 신호의 생성 시 상기 연기 감지 신호의 생성 횟수를 카운트하여 그 생성 횟수가 임계치 이하이면 상기 생성된 연기 감지 신호를 리셋한 후 연기 감지를 수행하도록 상기 화재 감지부에 리셋 신호를 전달하는 것을 특징으로 하는 실시간 화재 감지 시스템.
- 삭제
- 삭제
- 제1항에 있어서,
상기 중앙 관제 서버부는
상기 화재 감지부로부터 수신된 화재 발생 신호에 대응하는 센서 데이터 중 미리 설정된 복수의 센서 데이터 모두를 고려한 임계값을 나타내는 융합 임계값에 기초하여 해당 공간의 위험 상황을 식별하는 것을 특징으로 하는 실시간 화재 감지 시스템.
- 제1항에 있어서,
상기 중앙 관제 서버부는
상기 가스 분석부에서 판단한 화재 원인 물질에 따라, 소화기 또는 스프링클러(sprinkler)를 포함하는 소화 장치의 동작을 제어하며,
상기 소화기는
분말 소화기, 이산화탄소 소화기, 할론 소화기 및 청정약제 소화기를 포함하는 것을 특징으로 하는 실시간 화재 감지 시스템.
- 제6항에 있어서,
상기 중앙 관제 서버부는
상기 화재 경보 장치의 동작 제어 정보, 상기 소화 장치의 동작 제어 정보 및 발화 위치 정보를 실시간으로 유선 또는 무선으로 연결되어 있는 외부의 휴대용 단말기로 전달하는 것을 특징으로 하는 실시간 화재 감지 시스템.
- 제7항에 있어서,
상기 중앙 관제 서버부는
외부에서 입력되는 정보에 따라서, 상기 화재 경보 장치의 동작을 강제 제어하거나, 상기 소화 장치의 동작을 강제 제어하는 것을 특징으로 하는 실시간 화재 감지 시스템.
- 제1항에 있어서,
상기 중앙 관제 서버부는
상기 화재 감지부 및 상기 가스 분석부가 구비된 건물별 연소 가능 물질을 데이터베이스화하여 저장 및 관리하는 데이터베이스부를 포함하고, 상기 데이터베이스부에 저장되어 있는 연소 가능 물질과 상기 가스 분석부에서 판단한 화재 원인 물질을 비교하여, 발화 위치를 판단하는 것을 특징으로 하는 실시간 화재 감지 시스템.
- 영상을 촬영하는 카메라 센서, 불꽃 감지 센서, 열 감지 센서, 연기 감지 센서 및 가스 감지 센서를 포함하여 구성되는 화재 감지부에서 상기 센서들을 이용하여 화재를 감지하고, 화재 발생 여부를 판단하는 화재 발생 판단 단계;
상기 화재 발생 판단 단계의 판단 결과에 따라, 화재가 발생한 경우, 가스 분석부에서 화재에 의한 연소 가스를 분석하여, 화재 원인 물질을 판단하는 가스 분석 단계;
중앙 관제 서버부에서 화재 경보 장치의 동작을 제어하고, 상기 가스 분석 단계에서 판단한 화재 원인 물질에 따라 소화기 또는 스프링클러(sprinkler)를 포함하는 소화 장치의 동작을 제어하는 진화 단계;
상기 화재 감지부에서 화재 발생을 인지할 경우, 상기 중앙 관제 서버부가 상기 화재 감지부로부터 수신된 화재 발생 신호에 응답하여 원격 제어 명령을 생성하여 외부의 휴대용 단말기로 전달하는 단계;
상기 휴대용 단말기가 상기 원격 제어 명령에 따라 실행 중인 앱이 있는 경우 해당 앱을 종료하고 대피용 비상 앱을 실행하여 비상구 관심지점(POI)와 소화 장치 POI 및 적외선 신호를 송출하기 위한 적외선 버튼을 포함하는 지도를 화면에 표시하는 단계; 및
상기 휴대용 단말기가 상기 지도를 통해 현재 위치에서 비상구까지의 최단 경로를 자동 설정하여 시각적 또는 청각적으로 비상탈출 경로안내를 시작하는 단계
를 포함하고,
상기 중앙 관제 서버부는
상기 카메라 센서에 의해 촬영된 영상에 관한 패킷을 수신하여 디코딩해 영상 프레임을 생성하고, 상기 영상 프레임으로부터 모션 벡터를 추출하되 상기 모션 벡터가 추출된 부분의 각 블록을 복수개로 나눈 후 상기 각 블록을 일정 크기의 도형으로 그룹화하여 모션 벡터 그룹으로 정의하고, 상기 모션 벡터 그룹 각각에 대하여 기계학습 알고리즘을 적용하여 진모션 벡터(기준 크기보다 큰 벡터) 및 비모션 벡터(기준 크기보다 작은 벡터)를 추출하고, 추출된 상기 진모션 벡터의 벡터 값이 기준 모션 벡터 값 미만이고 상기 비모션 벡터의 벡터 값이 상기 기준 모션 벡터 값 이상인 경우, 상기 영상 프레임을 분석이 필요로 하지 않은 영상 프레임으로 판별하여 상기 영상 프레임에 대한 분석을 실행하지 않는 것을 특징으로 하는 실시간 화재 감지 방법. - 삭제
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