KR102409680B1 - Safety system for workers in dangerous working place - Google Patents
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Abstract
본 발명에 따르면, 상기 작업자의 생체신호정보를 획득하여 제공하는 생체신호정보부; 상기 위험작업공간 및 상기 작업자의 작업활동을 촬영하여 영상정보를 제공하는 영상정보부; 상기 위험작업공간의 환경정보를 획득하여 제공하는 환경정보부; 상기 작업자마다 개인을 식별할 수 있는 개인식별정보를 발생하는 개인식별정보발생부; 상기 작업자의 위치정보를 확인하여 작업자위치정보를 제공하는 작업자위치정보부; 및 상기 생체신호정보, 상기 영상정보, 상기 환경정보, 상기 개인식별정보 및 상기 작업자위치정보 가운데 적어도 하나 이상을 처리하여 이용하고, 상기 작업자의 위험을 판단하고, 상기 작업자의 위험을 관리하고 감독하는 중앙 관제 기능을 제공하는 중앙관제부;를 포함하는, 위험작업공간에서 작업을 하는 작업자의 안전을 위한 시스템이 개시된다. According to the present invention, there is provided a bio-signal information unit for obtaining and providing the bio-signal information of the worker; an image information unit for providing image information by photographing the dangerous work space and the work activities of the worker; an environmental information unit that obtains and provides environmental information of the hazardous work space; a personal identification information generating unit for generating personal identification information capable of identifying an individual for each worker; a worker location information unit providing worker location information by checking the location information of the worker; and processing and using at least one of the bio-signal information, the image information, the environmental information, the personal identification information, and the worker location information, determining the risk of the operator, and managing and supervising the operator's risk A system for the safety of workers working in a hazardous work space is disclosed, including; a central control unit that provides a central control function.
Description
본 발명은 위험작업공간 내 작업자 안전 시스템에 관한 것으로, 보다 상세하게는 위험작업공간 내 작업하는 작업자의 위험을 좀 더 정확히 판단하고, 작업자위치정보를 좀 더 정확히 판단하며, 작업자의 대피 경로를 안전하게 유도하는 동시에, 작업자의 구조 및 대응을 위한 시간을 추가적으로 확보하는 것이 가능한, 위험작업공간 내 작업자 안전 시스템에 관한 것이다.The present invention relates to a worker safety system in a hazardous workspace, and more specifically, to more accurately determine the risk of an operator working in a hazardous workspace, determine worker location information more accurately, and safely determine an evacuation route for workers It relates to a worker safety system in a hazardous work space, which is capable of inducing and additionally securing time for rescue and response of workers at the same time.
화재나 안전 사고는 언론이나 뉴스 보도를 통해서 늘상 쉽게 접할 수 있는 일이다. 안전사고가 발생하면 안전종합대책을 기업이나 정부가 마련하지만, 쉽게 잊혀지고 또다시 얼마 지나지 않아 또 다른 사고가 발생할 쯤이 되어야 다시 언론이나 세상이 주목을 받는 것이 슬픈 현실이다. Fire and safety accidents are always easily accessible through media or news reports. When a safety accident occurs, companies or the government come up with comprehensive safety measures, but it is easily forgotten, and the sad reality is that the media and the world get attention again when another accident occurs.
관련하여, 특허문헌1. 대한민국 특허 제10-1569700호(2015.11.11 등록, 발명의 명칭 : 원자력 발전소로부터의 유해한 가스 유출물의 여과 방법(A METHOD FOR FILTRATION OF HARMFUL GAS EFFLUENTS FROM A NUCLEAR POWER PLANT))에 따르면, "원자력 발전소로부터의 유해한 가스 유출물의 여과 방법에 있어서, - 원자력 발전소로부터의 가스 유출물을 제공하는 단계로서, 상기 가스 유출물은 가스의 혼합물로 구성되는, 상기 제공 단계와, - 적어도 하나의 막을 통해 막 분리에 의해 상기 가스 유출물로부터 유해한 특히 방사능 요소들을 여과하는 단계로서, 상기 막 분리는 체분리(sifting), 수착 및/또는 확산에 의해 성취되는, 상기 여과 단계와, - 상기 여과된 유해한 요소들을 저수지들에 저장하는 단계와, - 상기 처리된 가스 유출물을 대기로 방출하는 단계를 포함한다."라는 기술이 개시되어 있다. In this regard, Patent Document 1. According to Korean Patent No. 10-1569700 (registration on November 11, 2015, title of invention: A METHOD FOR FILTRATION OF HARMFUL GAS EFFLUENTS FROM A NUCLEAR POWER PLANT), "From a nuclear power plant A method for filtering a hazardous gas effluent of filtering harmful particularly radioactive components from the gas effluent by means of which the membrane separation is achieved by sifting, sorption and/or diffusion; and - discharging the treated gas effluent to the atmosphere."
하지만, 위 특허문헌1에서는 유출된 유해 가스를 어떻게 여과할 지에 대해서 관심을 기울인 기술로서, 본 출원인과 같이, 위험작업공간 내 작업하는 작업자의 위험을 좀 더 정확히 판단하고, 작업자위치정보를 좀 더 정확히 판단하며, 작업자의 대피 경로를 안전하게 유도하는 동시에, 작업자의 구조 및 대응을 위한 시간을 추가적으로 확보하는 것이 가능한, 위험작업공간 내 작업자 안전 시스템에 대한 문제의식은 없다. However, in Patent Document 1 above, as a technology that paid attention to how to filter the leaked harmful gas, like the present applicant, the risk of the worker working in the hazardous work space is more accurately determined, and the worker location information is more There is no problem with the worker safety system in the hazardous work space, which can accurately judge and safely guide the worker's evacuation route, and at the same time secure additional time for worker rescue and response.
또한, 특허문헌2. 대한민국 특허 제10-1882875호(2018.07.23 등록, 발명의 명칭 : 차량용 유해가스 감지 장치 및 방법(Apparatus and method for sensing harmful gas for vehicle))에 따르면, "차량에 탑승한 사용자의 호흡 위치보다 높은 위치에 설치된 제1 센서를 이용하여 유해가스를 검출하는 단계, 차량에 탑승한 사용자의 호흡 위치보다 낮은 위치에 설치된 제2 센서를 이용하여 유해가스를 검출하는 단계, 제1 센서를 이용하여 검출된 유해가스 및 제2 센서를 이용하여 검출된 유해가스를 기초로 차량 내 유해가스 오염도를 결정하는 단계 및 결정된 유해가스 오염도의 정도에 따라 차량에 탑승한 사용자 및 차량의 외부장치 중 적어도 하나에게 소정의 정보를 제공하는 단계를 포함하는, 차량용 유해가스 감지 방법"이 개시되어 있다. In addition, Patent Document 2. According to Korean Patent No. 10-1882875 (registered on July 23, 2018, title of invention: Apparatus and method for sensing harmful gas for vehicle), "Higher than the breathing position of a user in a vehicle Detecting harmful gas using a first sensor installed at a position, detecting harmful gas using a second sensor installed at a position lower than the breathing position of a user in the vehicle, detected using the first sensor Determining the harmful gas contamination level in the vehicle based on the harmful gas and the harmful gas detected using the second sensor A method for detecting harmful gas for a vehicle, including providing information, is disclosed.
하지만, 위 특허문헌2는 차량과 같은 개인적 공간으로서, 차량 내에 관련 센서를 탑재하는 것이 용이한 기술로서, 본 출원인과 같이, 위험작업공간 내 작업하는 작업자의 위험을 좀 더 정확히 판단하고, 작업자위치정보를 좀 더 정확히 판단하며, 작업자의 대피 경로를 안전하게 유도하는 동시에, 작업자의 구조 및 대응을 위한 시간을 추가적으로 확보하는 것이 가능한, 위험작업공간 내 작업자 안전 시스템에 대해서는 전혀 개시하지 않고 있다. However, the above patent document 2 is a personal space such as a vehicle, and it is a technology that makes it easy to mount a related sensor in the vehicle. There is no disclosure of a worker safety system in a hazardous work space that can more accurately judge information, safely guide workers' evacuation routes, and additionally secure time for worker rescue and response.
본 발명은 상술한 문제점을 해결하기 위하여 창출된 것으로, 본 발명의 목적은 위험작업공간 내 작업하는 작업자의 위험을 좀 더 정확히 판단하고, 작업자위치정보를 좀 더 정확히 판단하며, 작업자의 대피 경로를 안전하게 유도하는 동시에, 작업자의 구조 및 대응을 위한 시간을 추가적으로 확보하는 것이 가능한, 위험작업공간 내 작업자 안전 시스템을 제공하는 것에 있다.The present invention was created to solve the above problems, and an object of the present invention is to more accurately determine the risk of a worker working in a hazardous work space, determine the worker location information more accurately, and determine the evacuation route of the worker. It is to provide a safety system for workers in a hazardous work space, which can lead safely and additionally secure time for rescue and response of workers.
상기의 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 위험작업공간 내 작업자 안전 시스템은, 상기 작업자의 생체신호정보를 획득하여 제공하는 생체신호정보부; 상기 위험작업공간 및 상기 작업자의 작업활동을 촬영하여 영상정보를 제공하는 영상정보부; 상기 위험작업공간의 환경정보를 획득하여 제공하는 환경정보부; 상기 작업자마다 개인을 식별할 수 있는 개인식별정보를 발생하는 개인식별정보발생부; 상기 작업자의 위치정보를 확인하여 작업자위치정보를 제공하는 작업자위치정보부; 및 상기 생체신호정보, 상기 영상정보, 상기 환경정보, 상기 개인식별정보 및 상기 작업자위치정보 가운데 적어도 하나 이상을 처리하여 이용하고, 상기 작업자의 위험을 판단하고, 상기 작업자의 위험을 관리하고 감독하는 중앙 관제 기능을 제공하는 중앙관제부;를 포함한다. In accordance with the present invention for achieving the above object, there is provided a safety system for workers in a hazardous work space, comprising: a biosignal information unit for obtaining and providing biosignal information of the worker; an image information unit for providing image information by photographing the dangerous work space and the work activities of the worker; an environmental information unit that obtains and provides environmental information of the hazardous work space; a personal identification information generating unit for generating personal identification information capable of identifying an individual for each worker; a worker location information unit providing worker location information by checking the location information of the worker; and processing and using at least one of the bio-signal information, the image information, the environmental information, the personal identification information, and the worker location information, determining the risk of the operator, and managing and supervising the operator's risk It includes; a central control unit that provides a central control function.
또한, 상기 작업자가 착용하고 있는 웨어러블 전자장치, 및 상기 작업자가 착용하는 안전헬멧, 장갑, 안면 쉴드, 안전 부츠 가운데 어느 하나 간의 거리가 사전에 설정된 거리와 일정 범위 이상으로 멀어지거나 또는 일정 범위 이상으로 가까운 상태로 소정의 시간 이상 유지되는 경우에, 상기 작업자가 위험한 상태라고 판단할 수 있다. In addition, the distance between any one of the wearable electronic device worn by the worker and the safety helmet, gloves, face shield, and safety boots worn by the worker is greater than or equal to a predetermined range from a preset distance. When the close state is maintained for more than a predetermined time, it can be determined that the operator is in a dangerous state.
또는 경보나 위험상황에 따라 발생하는 상기 위험작업공간 내에서 측정되는 음향 데이터 및 상기 음향 데이터에 반응하는 상기 작업자의 생체정보신호 사이의 시간상관관계 및 반응상관관계를 기초로 하여, 상기 작업자가 위험한 상태라고 판단할 수 있다. Or on the basis of the temporal correlation and reaction correlation between the sound data measured in the dangerous work space generated according to an alarm or dangerous situation and the bioinformation signal of the operator responding to the sound data, the operator is dangerous status can be considered.
이 때, 상기 작업자의 개인식별정보 및 상기 작업자위치정보를, LoRa 통신을 이용하여 상기 중앙관제부에 전송하고, 더불어 주기적으로 상기 작업자가 휴대하는 스마트폰 위치 정보를 불러와서 상기 작업자의 개인식별정보를 상기 LoRa 통신을 이용하여 상기 중앙관제부에 전송하고, 상기 작업자가 휴대하는 스마트폰의 위치 정보를 예비적으로 상기 중앙관제부로 전송하여, 상기 작업자가 위험한 상태라고 판단하는 경우, 상기 위험작업공간 내 구비된 레이더로 상기 작업자의 심박수 또는 호흡수를 감지하여 상기 작업자가 위험한 상태라는 것을 재확인하는 것도 가능하다. At this time, the worker's personal identification information and the worker location information are transmitted to the central control unit using LoRa communication, and the worker's personal identification information is periodically retrieved by calling the location information of the smartphone carried by the worker. transmits to the central control unit using the LoRa communication, and preliminarily transmits the location information of the smartphone carried by the worker to the central control unit, and when it is determined that the worker is in a dangerous state, the dangerous workspace It is also possible to reconfirm that the operator is in a dangerous state by detecting the heart rate or respiration rate of the operator with the radar provided therein.
또한, 상기 중앙관제부는, 상기 위험작업공간을 시각적으로 인식하기 용이하도록 표시하는 상기 위험작업공간맵을 포함하고, 상기 개인식별정보에 따라 식별된 상기 작업자위치정보, 작업자의 시간별 작업자위치정보나, 작업자의 이동경로, 작업자의 위험도 지수, 시간 경과에 따른 작업자의 위험도 지수의 추이를, 상기 위험작업공간맵 상에 표시하고, 상기 위험작업공간을 미리 정한 구역별로 구획하되, 상기 구역별로 상기 위험작업공간의 구역별 위험도 지수 및 시간 경과에 따른 구역별 위험도 지수의 추이를, 상기 위험작업공간맵 상에 표시하고, 상기 위험작업공간에서 구획되는 구역은, 상기 위험작업공간에서 밀폐공간의 내부는 물론이고 외부도 모두 포함하여 이루어지는 것이 바람직하다. In addition, the central control unit, including the dangerous workspace map that displays the dangerous workspace to be easily recognized visually, the worker location information identified according to the personal identification information, the worker location information for each hour of the worker, The movement path of the worker, the risk index of the worker, and the change of the risk index of the worker over time are displayed on the dangerous workspace map, and the hazardous workspace is divided by a predetermined area, but the hazardous work by the zone The risk index for each zone of the space and the transition of the risk index for each zone over time are displayed on the hazardous workspace map, and the zone partitioned in the hazardous workspace is, as well as the inside of the enclosed space in the hazardous workspace. And it is preferable to include all of the outside.
또한, 상기 위험작업공간이 위험하다고 판단하는 경우, 상기 구역별 위험도 지수를 기초로 상기 작업자의 탈출을 유도하되, 상기 구역별 위험도 지수를 기초로, 특정값 이하의 상기 구역별 위험도 지수를 갖는 구역을 기초로 경로를 생성하고, 상기 밀폐공간의 외부의 구역별 위험도 지수가 상기 밀폐공간의 내부의 구역별 위험도 지수보다 오히려 위험하다고 판단하는 경우에는, 상기 작업자가 상기 밀폐공간의 내부에 머무르게 유도하는 것이 가능하다. In addition, when it is determined that the hazardous work space is dangerous, an escape of the worker is induced based on the risk index for each zone, and based on the risk index for each zone, a zone having a risk index for each zone below a specific value When a path is created based on and it is determined that the risk index for each zone outside of the enclosed space is more dangerous than the risk index for each zone inside the enclosed space, the operator is guided to stay inside the enclosed space it is possible
또한, 상기 위험작업공간이 격벽이 다수 존재하거나 또는 밀폐공간이 다수 존재하거나 또는 상기 위험작업공간이 확장되는 경우에, 상기 생체신호정보, 상기 영상정보, 상기 환경정보, 상기 개인식별정보, 및 상기 작업자위치정보 가운데 적어도 하나 이상을 상기 중앙관제부로 전송하는 중계부가, 상기 생체신호정보부, 상기 영상정보부, 상기 환경정보부, 상기 개인식별정보부, 및 상기 작업자위치정보부 가운데 적어도 하나 이상과 일체로 이루어지는 것이 가능하다. In addition, when a plurality of partition walls exist in the dangerous workspace, or a plurality of enclosed spaces, or the dangerous workspace is expanded, the biosignal information, the image information, the environmental information, the personal identification information, and the A relay unit for transmitting at least one or more of the worker location information to the central control unit may be integrated with at least one of the biosignal information unit, the image information unit, the environment information unit, the personal identification information unit, and the worker location information unit. do.
또한, 상기 작업자가 위험한 상태라고 판단하거나 또는 상기 작업자가 위험한 상태라는 것을 재확인되는 경우, 상기 작업자의 구조 및 대응을 위한 시간을 추가적으로 확보하기 위하여, 상기 위험작업공간 내에 압축산소펌프를 동작시켜 산소 농도를 올리는, 비상 구조 및 대응부를 더 포함하는 것일 바람직하다. In addition, when it is determined that the operator is in a dangerous state or it is reconfirmed that the operator is in a dangerous state, in order to additionally secure time for the rescue and response of the operator, the oxygen concentration by operating a compressed oxygen pump in the dangerous workspace It is preferable to further include an emergency rescue and response unit that raises the.
여기서, 상기 환경정보부는, 상기 작업자가 착용하는 웨어러블 전자장치, 안전헬멧, 장갑, 안면 쉴드, 또는 안전 부츠 가운데 어느 하나 이상을 통해서, 상기 위험작업공간의 제1환경정보를 획득하여 제공하는 제 1 환경정보부; 상기 위험작업공간 내에 배치 또는 설치되는 장비에서 상기 위험작업공간의 제2환경정보를 획득하는 제공하는 제 2 환경정보부; 및 상기 위험작업공간의 흡배기 팬이나 덕트구조에서 흡입 경로를 분기하여 센싱하는 방식으로, 상기 위험작업공간의 제3환경정보를 획득하여 제공하는 제 3 환경정보부;를 포함할 수 있다. Here, the environment information unit, through any one or more of the wearable electronic device, safety helmet, gloves, face shield, and safety boots worn by the worker, obtains and provides first environmental information of the hazardous workspace Ministry of Environmental Information; a second environment information unit for obtaining and providing second environment information of the hazardous work space from equipment disposed or installed in the hazardous work space; and a third environment information unit that obtains and provides third environment information of the hazardous work space in a manner of branching and sensing the suction path in the intake/exhaust fan or duct structure of the hazardous work space.
여기서, 상기 생체신호정보부는, 상기 작업자가 착용하는 웨어러블 전자장치, 안전헬멧, 장갑, 안면 쉴드, 또는 안전 부츠 가운데 어느 하나 이상을 통해서, 상기 작업자의 제1생체신호정보를 획득하여 제공하는 제 1 생체신호정보부; 상기 위험작업공간 내에 배치 또는 설치되는 장비에서 위치한 레이더 센서 상기 작업자의 제2생체신호정보를 획득하는 제공하는 제 2 생체신호정보부; 및 상기 위험작업공간의 천정이나 벽에 설치되어, 상기 작업자의 제3생체신호정보를 획득하여 제공하는 제 3 생체신호정보부;를 포함할 수 있다. Here, the bio-signal information unit obtains and provides the first bio-signal information of the worker through any one or more of a wearable electronic device, a safety helmet, gloves, a face shield, and safety boots worn by the worker. biosignal information unit; a second biosignal information unit configured to obtain and provide second biosignal information of the operator from a radar sensor located in equipment disposed or installed in the hazardous work space; and a third biosignal information unit installed on the ceiling or wall of the dangerous work space to obtain and provide third biosignal information of the worker.
본 발명에 따른 위험작업공간 내 작업자 안전 시스템에 의하면,According to the worker safety system in the hazardous work space according to the present invention,
첫째, 위험작업공간 내 작업하는 작업자의 위험을 좀 더 정확히 판단하는 것이 가능하다. 예를 들어, 제 1 방안으로, 작업자가 착용하고 있는 웨어러블 전자장치(손목에 착용하는 웨어러블 밴드를 가상으로 상정함) 및 작업자가 착용하는 안전헬멧, 장갑, 안면 쉴드, 안전 부츠 가운데 어느 하나 간의 거리가, 사전에 설정된 거리와 일정 범위 이상으로 멀어지거나 또는 일정 범위 이상으로 가까운 상태로 소정의 시간 이상 유지되는 경우에, 작업자가 위험한 상태라고 판단할 수 있다. First, it is possible to more accurately determine the risk of workers working in a hazardous work space. For example, as a first method, the distance between any one of a wearable electronic device worn by the worker (a wearable band worn on the wrist is virtually assumed) and a safety helmet, gloves, face shield, and safety boots worn by the worker In the case where the distance from the preset distance and the predetermined range or more or the state close to the predetermined range is maintained for more than a predetermined time, it can be determined that the operator is in a dangerous state.
제 2 방안으로, 시스템에서 만들어내는 비정기적으로 변하는 경보나 위험상황에 따라 발생하는, 예를 들어 장비나 파이프 등의 배관이 파열되면서 발생하는 비정상적으로 큰 소음 등 상술한 위험작업공간 내에서 측정되는 음향 데이터와, 이와 같은 음향 데이터에 대응하거나 반응하는 작업자의 생체정보신호 사이의 시간상관관계 및 반응상관관계를 기초로 하여, 생체정보신호가 반응이 없다거나 시간적으로 일정 시간이 경과하여도 반응이 없는 경우, 작업자가 신체적으로나 생체적으로 정상적인 상태가 아니라고, 즉 위험한 상태라고 판단할 수 있다. As a second method, the abnormally loud noise generated according to irregularly changing alarms or dangerous situations generated by the system, for example, when pipes such as equipment or pipes are ruptured, etc. Based on the temporal correlation and response correlation between the acoustic data and the worker's bioinformation signal corresponding to or reacting to the sound data, the bioinformation signal does not respond or the response occurs even after a certain period of time has elapsed. If not, it can be determined that the operator is not in a normal physical or biological state, that is, a dangerous state.
둘째, 작업자위치정보를 좀 더 정확히 판단하는 것이 가능하다. 작업자의 개인식별정보 및 작업자위치정보를, LoRa 통신을 이용하여 중앙관제부에 전송하고, 더불어 주기적으로 작업자가 휴대하는 스마트폰 위치 정보를 통신부가 불러와서 작업자의 개인식별정보를 LoRa 통신을 이용하여 중앙관제부에 전송하고, 작업자가 휴대하는 스마트폰의 위치 정보를 예비적으로 스마트폰이 가입한 이동통신망을 통해서 중앙관제부로 전송해 두어서, 중첩적으로 작업자위치정보를 확인한다. Second, it is possible to more accurately determine the worker location information. The worker's personal identification information and worker location information are transmitted to the central control unit using LoRa communication. In addition, the communication unit periodically calls the location information of the smartphone carried by the worker and transmits the worker's personal identification information using LoRa communication. It is transmitted to the central control unit, and the location information of the smartphone carried by the worker is preliminarily transmitted to the central control unit through the mobile communication network to which the smartphone is subscribed, thereby checking the worker location information overlappingly.
셋째, 작업자의 대피 경로를 안전하게 유도하는 것이 가능하다. 위험상태 지수가 낮은 경로로 탈출이나 대피 경로를 구성하는 것이 가능하다. 또한, 일반적으로 외부 탈출이 안전할 수도 있지만, 오히려 유독가스의 존재로 인해서, 밀폐공간 외부가 더 위험할 수 있으므로, 위험작업공간을 밀폐공간의 내부 및 외부를 모두 포함하여, 차단막을 내리고 밀폐공간 내부에 머무르면서 구조를 대기하라는 지시를 하는 것도 가능하고, 필요한 경우 외부의 유독가스를 중화시키는 작업 이후 탈출을 시도하는 것도 가능하다. Third, it is possible to safely guide the evacuation route of the worker. It is possible to construct an escape or evacuation route as a route with a low risk state index. In addition, although escaping to the outside may be generally safe, on the contrary, due to the presence of toxic gas, the outside of the confined space may be more dangerous, It is possible to give an instruction to stay inside and wait for rescue, and if necessary, it is possible to try to escape after neutralizing the toxic gas outside.
넷째, 작업자의 구조 및 대응을 위한 시간을 추가적으로 확보하는 것이 가능하다. 비상 구조 및 대응부를 더 포함하여, 작업자가 위험한 상태라고 판단하거나 또는 상기 작업자가 위험한 상태라는 것을 재확인되는 경우, 작업자의 구조 및 대응을 위한 시간을 추가적으로 확보하기 위하여, 상기 위험작업공간 내에 압축산소펌프를 동작시켜 산소 농도를 올리는 것이 가능하다. Fourth, it is possible to additionally secure time for structure and response of workers. Further including an emergency rescue and response unit, when it is determined that the operator is in a dangerous state or the operator is reconfirmed that the operator is in a dangerous state, in order to additionally secure time for the rescue and response of the operator, the compressed oxygen pump in the hazardous work space It is possible to increase the oxygen concentration by operating
도 1은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 위험작업공간 내 작업자 안전 시스템의 개략적인 블록도이다. 1 is a schematic block diagram of an operator safety system in a hazardous workspace according to a preferred embodiment of the present invention.
이하 첨부된 도면을 참조하면서 본 발명에 따른 바람직한 실시예를 상세히 설명하기로 한다. 이에 앞서, 본 명세서 및 청구범위에 사용된 용어나 단어는 통상적이거나 사전적인 의미로 한정해서 해석되어서는 아니 되며, 발명자는 그 자신의 발명을 가장 최선의 방법으로 설명하기 위해 용어의 개념을 적절하게 정의할 수 있다는 원칙에 입각하여, 본 발명의 기술적 사상에 부합하는 의미와 개념으로 해석되어야만 한다.Hereinafter, preferred embodiments according to the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings. Prior to this, the terms or words used in the present specification and claims should not be construed as being limited to conventional or dictionary meanings, and the inventor should properly understand the concept of the term in order to best describe his invention. Based on the principle that can be defined, it should be interpreted as meaning and concept consistent with the technical idea of the present invention.
따라서, 본 명세서에 기재된 실시예와 도면에 도시된 구성은 본 발명의 가장 바람직한 일 실시예에 불과할 뿐이고 본 발명의 기술적 사상을 모두 대변하는 것은 아니므로, 본 출원시점에 있어서 이들을 대체할 수 있는 다양한 균등물과 변형예들이 있을 수 있음을 이해하여야 한다.Accordingly, the embodiments described in this specification and the configurations shown in the drawings are only the most preferred embodiment of the present invention and do not represent all the technical spirit of the present invention, so at the time of the present application, various It should be understood that there may be equivalents and variations.
(위험작업공간 내 작업자 안전 시스템)(Operator safety system in hazardous work space)
본 발명의 바람직한 일실시예에 따른 위험작업공간에서 작업을 하는 작업자의 안전을 위한 시스템은, 생체신호정보부, 영상정보부, 환경정보부, 개인식별정보발생부, 작업자위치정보부, 중앙관제부를 포함한다. A system for the safety of workers working in a hazardous work space according to a preferred embodiment of the present invention includes a biosignal information unit, an image information unit, an environment information unit, a personal identification information generating unit, a worker location information unit, and a central control unit.
여기서 위험작업공간은, 야외의 개방된 공간일 수도 있지만, 통상적으로는 지하의 공간이나, 터널굴진과 같은 건설현장이나, 또는 생명에 위협이 될 수 있는 유독가스가 발생할 수 있는 밀폐공간을 주로 전제로 한다. Here, the hazardous work space may be an open space outdoors, but usually an underground space, a construction site such as a tunnel excavation, or a closed space where toxic gas that can threaten life can be generated is mainly premised. do it with
또한 생체신호정보부는, 상술한 위험작업공간 내에서 작업하는 작업자의 생체신호정보를 획득하여 제공하는 구성이다. 생체신호는 작업자의 체온이나, 맥파, 뇌파, 산소포화도(SpO2) 등을 측정하는 것이 가능하며, 나아가 자이로 센서 등을 채택하여 작업자의 걸음걸이 정보를 저장하는 것도 가능하다. 걸음걸이 정보를 바탕으로 위험작업공간 내 위치 확인에 이용하거나, 또는 걸음걸이 정보는 기압 정보와 함께 처리하여 위험작업공간 내의 높이(고도), 즉 다층의 건축물에서 몇 층에 위치하는지, 또는 몇 층에서 몇 층 사이에 위치하는 지를 확인하는 것도 가능하다. In addition, the bio-signal information unit is configured to obtain and provide bio-signal information of an operator working in the above-described dangerous work space. The biosignal can measure the worker's body temperature, pulse wave, brain wave, and oxygen saturation (SpO2), and furthermore, it is possible to store the worker's gait information by adopting a gyro sensor. It is used to confirm the location in the hazardous work space based on the gait information, or the gait information is processed together with the barometric information to determine the height (height) in the hazardous work space, that is, what floor it is located on in a multi-story building, or how many floors It is also possible to check how many floors it is located in.
여기서, 생체신호정보부는, 작업자가 착용하는 웨어러블 전자장치, 안전헬멧, 장갑, 안면 쉴드, 또는 안전 부츠 가운데 어느 하나 이상을 통해서, 작업자의 제1생체신호정보를 획득하여 제공하는 제 1 생체신호정보부, 위험작업공간 내에 배치 또는 설치되는 장비에서 위치한 레이더 센서 작업자의 제2생체신호정보를 획득하는 제공하는 제 2 생체신호정보부, 및/또는 위험작업공간의 천정이나 벽에 설치되어, 작업자의 제3생체신호정보를 획득하여 제공하는 제 3 생체신호정보부를 포함할 수 있다. Here, the bio-signal information unit, a first bio-signal information unit that obtains and provides the first bio-signal information of the worker through any one or more of a wearable electronic device, a safety helmet, gloves, a face shield, and safety boots worn by the worker , a radar sensor located in equipment arranged or installed in a hazardous work space, a second bio-signal information unit providing obtaining second bio-signal information of the operator, and/or installed on the ceiling or wall of the hazardous work space, A third biosignal information unit may be included to obtain and provide biosignal information.
또한, 영상 정보부는, 상술한 위험작업공간 및 작업자의 작업활동을 촬영하여 영상정보를 제공하는 CCTV, 감시 카메라, 네트워크 카메라나 모니터링 카메라 등일 수 있다. 위험작업공간을 촬영하기 위한 카메라로서, 360도 전방향을 촬영하는 전방향 어안 카메라를 설치하는 것도 가능하다. In addition, the image information unit may be a CCTV, a surveillance camera, a network camera, or a monitoring camera that provides image information by photographing the above-described dangerous work space and work activities of the worker. It is also possible to install an omni-directional fisheye camera that takes a 360-degree omnidirectional camera as a camera for photographing a hazardous work space.
또한, 환경정보부는, 위험작업공간의 환경정보를 획득하여 제공하는 구성이다. In addition, the environmental information unit is configured to obtain and provide environmental information of the hazardous work space.
여기서, 상기 환경정보부는, 작업자가 착용하는 웨어러블 전자장치, 안전헬멧, 장갑, 안면 쉴드, 또는 안전 부츠 가운데 어느 하나 이상을 통해서, 위험작업공간의 제1환경정보를 획득하여 제공하는 제 1 환경정보부, 위험작업공간 내에 배치 또는 설치되는 장비에서 위험작업공간의 제2환경정보를 획득하는 제공하는 제 2 환경정보부, 및/또는 위험작업공간의 흡배기 팬이나 덕트구조에서 흡입 경로를 분기하여 센싱하는 방식으로, 위험작업공간의 제3환경정보를 획득하여 제공하는 제 3 환경정보부를 포함할 수 있다. Here, the environment information unit, through any one or more of a wearable electronic device, a safety helmet, gloves, a face shield, and safety boots worn by the worker, the first environment information unit to obtain and provide the first environment information of the hazardous work space , a second environmental information unit that provides to obtain the second environmental information of the hazardous work space from equipment placed or installed in the hazardous work space, and/or the method of sensing by branching the suction path from the intake/exhaust fan or duct structure of the hazardous work space As such, it may include a third environment information unit that obtains and provides third environment information of the hazardous work space.
구체적으로, 제 1 내지 제 3 환경정보부는, 유해 가스 센서, 온도 센서, 압력 센서, 습도 센서, 화재 센서 등을 포함하여, 밀폐 공간 내부 및 외부의 위험작업공간의 작업자에게 영향을 미칠 수 있는 환경, 안전, 폭발, 화재 등과 관련한 환경정보를 수집하여 중앙관제부로 전송한다. Specifically, the first to third environmental information units, including a harmful gas sensor, a temperature sensor, a pressure sensor, a humidity sensor, a fire sensor, etc., environment that can affect the workers in the hazardous work space inside and outside the enclosed space , safety, explosion, fire, etc. environmental information is collected and transmitted to the central control unit.
그 외, 유해 가스 센서를 통해서, 유해 가스는 물론이고 유해하지 않은 가스를 검출하는 것이 가능하다. 예를 들어, 일산화탄소, 이산화탄소, 산소, 황화수소, 메탄 가스 등을 검출할 수 있다. 이외에 환경정보는 기계장치나 배관의 파열이나 파손 등을 감지하기 위한 마이크 등이 배치되어, 위험작업공간 내, 즉 작업자 주변의 소리를 검출할 수 있다. 또한 환경정보는 빛을 감지하는 광센서를 포함하여, 비정상적인 폭발로 인한 빛의 발생 등을 감지하는 것이 가능하다. 사람이 인지하지 못하는 비가시광 대역의 광도 센싱하여 위험을 확인하거나 위험을 예측하는 것이 가능하다. In addition, through the noxious gas sensor, it is possible to detect not only the noxious gas but also the non-hazardous gas. For example, carbon monoxide, carbon dioxide, oxygen, hydrogen sulfide, methane gas, and the like can be detected. In addition, as for the environmental information, a microphone for detecting rupture or damage of mechanical devices or pipes is disposed, so that it is possible to detect sounds in the hazardous work space, that is, around the operator. In addition, the environmental information includes a light sensor that detects light, and it is possible to detect the generation of light due to an abnormal explosion. It is possible to identify a risk or predict a risk by sensing the light in the invisible light band, which is not recognized by humans.
여기서, 흡배기 팬이나 덕트 구조에서, 통상으로 공기가 흡입되는 경로를 분기하여 별도의 관을 바이패싱시켜서, 바이패싱되는 관의 공기를 통해서 센싱하여, 일산화탄소의 농도 상승이나, 산소 농도의 감소를 인식하여 위험레벨을 차등화할 수 있다. 이 때, 밀폐공간 내 편차가 존재하거나 밀폐공간 내에서 비대칭적일 수 있으므로, 다수(복수)의 흡입 위치를 선택하여 센싱하는 것이 가능하다. Here, in an intake/exhaust fan or duct structure, a separate pipe is bypassed by branching the path through which air is normally sucked, and sensing through the air in the bypassed pipe, increasing the concentration of carbon monoxide or reducing the concentration of oxygen is recognized Thus, the risk level can be differentiated. At this time, since there may be a deviation in the enclosed space or may be asymmetric in the enclosed space, it is possible to select and sense a plurality of suction positions.
또한, 개인식별정보발생부는, 작업자마다 개인을 식별할 수 있는 개인식별정보를 발생하는 구성이다. In addition, the personal identification information generating unit is configured to generate personal identification information capable of identifying an individual for each worker.
또한, 작업자위치정보부는, 작업자의 위치정보를 확인하여 작업자위치정보를 제공하는 구성이다. 작업자의 위치정보를 후술하는 중앙관제부로 전송할 때, 작업자를 식별하기 위하여 작업자의 개인식별정보도 같이 전송한다. 작업자의 개인식별정보 및 작업자위치정보를, LoRa 통신을 이용하여 중앙관제부에 전송할 수 있다. 작업자의 위치정보는 작업자가 착용하고 있는 안전헬멧이나 손목밴드 등에 존재하는 GPS 수신정보를 이용하는 것이 가능하고, 인빌딩(in-building) 위치정보 센서 등을 통해서 위치를 확인할 수 있지만, 여기에 국한되지는 않는다. In addition, the worker location information unit is configured to provide worker location information by checking the location information of the worker. When transmitting the location information of the worker to the central control unit to be described later, the personal identification information of the worker is also transmitted to identify the worker. The worker's personal identification information and worker location information can be transmitted to the central control unit using LoRa communication. It is possible to use the GPS reception information present in the safety helmet or wristband worn by the worker for the location information of the worker, and the location can be confirmed through an in-building location information sensor, but is not limited thereto. does not
더불어 주기적으로 작업자가 휴대하는 스마트폰 위치 정보를 통신부가 불러와서 작업자의 개인식별정보를 LoRa 통신을 이용하여 중앙관제부에 전송하는 것이 바람직하다. 또한, 작업자가 휴대하는 스마트폰의 위치 정보를 예비적으로 스마트폰이 가입한 이동통신망을 통해서 중앙관제부로 전송해 두는 것도 바람직하다. In addition, it is desirable to periodically call the location information of the smartphone carried by the worker from the communication unit and transmit the worker's personal identification information to the central control unit using LoRa communication. In addition, it is also preferable to transmit the location information of the smart phone carried by the worker to the central control unit through the mobile communication network to which the smart phone is preliminarily subscribed.
또는 작업자의 위치 확인용으로 고유식별자를 포함하는 비가청 대역의 음파 패턴, 비가시광 대역의 광 패턴 발생, 또는 비가청 대역의 음파 패턴 및 비가시광 대역의 광 패턴의 동시 발생시켜서 미리 정한 위치에서 음파 또는 광 패턴을 수신하여 이를 처리함으로써 작업자위치정보를 특정하는 것도 가능하다. Alternatively, a sound wave pattern in an inaudible band including a unique identifier, a light pattern in the invisible band, or a sound wave pattern in the inaudible band and a light pattern in the invisible band are simultaneously generated to determine the location of the operator to generate sound waves at a predetermined position. Alternatively, it is also possible to specify the operator position information by receiving the light pattern and processing it.
위험작업공간 내에서의 위치를 정확히 특정하지 못하는 것이, 다수의 안전사고에서 빠른 작업자 구조가 어려운 이유가 되기 때문에, 위와 같이 복수의 작업자위치정보 전송이 이루어지는 것이 바람직하다. Since the inability to accurately specify the location in the hazardous work space is the reason that quick worker rescue is difficult in a number of safety accidents, it is preferable to transmit a plurality of worker location information as described above.
또한, 중앙관제부는, 상술한 생체신호정보, 영상정보, 환경정보, 개인식별정보 및 작업자위치정보 가운데 적어도 하나 이상을 처리하여 이용하고, 작업자의 위험을 판단하고, 작업자의 위험을 관리하고 감독하는 중앙 관제 기능을 제공하는 중앙서버이다. 경우에 따라서는, 서버는 클라우드 서버의 형태로 구현될 수 있으며, 데이터베이스나 저장 장치 내지 스토리지 등을 포함할 수도 있다. In addition, the central control unit processes and uses at least one or more of the above-described bio-signal information, image information, environmental information, personal identification information, and worker location information, determines the risk of the operator, and manages and supervises the risk of the operator. It is a central server that provides central control functions. In some cases, the server may be implemented in the form of a cloud server, and may include a database or a storage device or storage.
여기서 중앙관제부가 위치하는 중앙서버, 클라우드 서버나 데이터베이스에는, 위험작업공간 내의 안전관리 모니터링이나 안전의무를 모두 준수하였다는 것을 사후 증명하거나 입증할 수 있는 생체신호정보, 영상정보, 환경정보, 개인식별정보 및 작업자위치정보를 모니터링하고 저장하는 것이 가능하다. 즉, 블랙박스의 역할을 하는 것이 가능하여 차후 안전사고시 원인파악이나 필요한 경우 과실 유무나 작업자(근로자, 노동자)에 대한 손해배상 처리시 증명자료로서 활용이 될 수 있다. Here, in the central server, cloud server, or database where the central control unit is located, bio-signal information, image information, environmental information, and personal identification that can post-prove or prove that all safety management monitoring and safety obligations within the hazardous work space have been complied with. It is possible to monitor and store information and worker location information. In other words, it can play the role of a black box, so it can be used as proof data when identifying the cause of a safety accident in the future or, if necessary, whether there is negligence or compensation for damages to workers (workers, workers).
중앙관제부에서는, 작업자의 상술한 웨어러블 장치, 예를 들어 안전헬멧, 손목밴드 등에 원격으로 접속하는 것이 가능하여, 원격 접속을 통해서 작업자의 생체신호를 모니터링할 수 있다. 필요에 따라서, 절전을 위해서 휴먼 모드로 동작하다 원격 접속이 되는 경우에 생체신호를 측정하는 것이 가능하다. In the central control unit, it is possible to remotely access the worker's above-described wearable device, for example, a safety helmet, a wristband, or the like, and monitor the worker's bio-signals through remote access. If necessary, it is possible to measure bio-signals when remote access is made while operating in human mode for power saving.
중앙관제부에 전송하기 위한 통신부는, LoRa 통신으로 구성될 수 있다. LORA 통신부는 초저전력 장거리 통신이 가능한 통신 모듈로서, 외부 네트워크과 통신은 물론이고, 이웃한 통신부와 서로 정보나 데이터를 양방향으로 주고 받으며 중계하는 것이 가능하다. The communication unit for transmitting to the central control unit may be configured as LoRa communication. The LORA communication unit is a communication module capable of ultra-low power long-distance communication, and it is possible to communicate with an external network as well as to exchange information or data in both directions with a neighboring communication unit.
(작업자 위험상태 판단)(Determination of worker's dangerous state)
위험작업공간에서 작업을 하는 작업자의 위험상태를 판단하는 방법은 다양하게 존재할 수 있다. 하지만, 간단한 구성이지만 명확하게 위험한 작업자의 상태를 좀 더 정확히 판단하는 방법이 요구된다는 점을 감안하여 본 출원인은 다음과 같은 알고리즘을 개발하였다. There may be various methods for judging the dangerous state of a worker who works in a hazardous work space. However, considering that a method for more accurately judging the condition of a clearly dangerous operator with a simple configuration is required, the present applicant has developed the following algorithm.
제 1 방안으로, 작업자가 착용하고 있는 웨어러블 전자장치(손목에 착용하는 웨어러블 밴드를 가상으로 상정함) 및 작업자가 착용하는 안전헬멧, 장갑, 안면 쉴드, 안전 부츠 가운데 어느 하나 간의 거리가, 사전에 설정된 거리와 일정 범위 이상으로 멀어지거나 또는 일정 범위 이상으로 가까운 상태로 소정의 시간 이상 유지되는 경우에, 작업자가 위험한 상태라고 판단할 수 있다. As a first method, the distance between any one of the wearable electronic device worn by the worker (a wearable band worn on the wrist is virtually assumed) and the safety helmet, gloves, face shield, and safety boots worn by the worker is determined in advance. In the case where the distance from the set distance is greater than or equal to a certain range or a state close to or greater than a certain range is maintained for a predetermined time or longer, it can be determined that the operator is in a dangerous state.
예를 들어, 작업자가 안전 부츠가 벗겨졌는데도 다시 착용하지 않고 정상적인 상황이라면 존재할 수 없는 먼 거리나 가까운 거리로, 1분 이상이나 3분 이상 존재한다면 작업자가 의식불명 상태로 판단할 수 있다. For example, if the operator does not wear safety boots even though they have been removed and is present at a distance or near distance that cannot exist under normal circumstances, for more than 1 minute or 3 minutes, the operator may be judged to be unconscious.
또 다른 예로서, 작업자가 쪼그린 자세로 안전헬멧과 손목의 웨어러블 밴드가 비정상적으로 너무 가까운 상태가 지속된다면 이것은 작업자의 상태가 위험한 상태라고 판단할 수 있다. As another example, if the safety helmet and the wearable band of the wrist are abnormally too close in a squatting posture, it may be determined that the operator's condition is in a dangerous state.
제 2 방안으로, 시스템에서 만들어내는 비정기적으로 변하는 경보나 위험상황에 따라 발생하는, 예를 들어 장비나 파이프 등의 배관이 파열되면서 발생하는 비정상적으로 큰 소음 등 상술한 위험작업공간 내에서 측정되는 음향 데이터와, 이와 같은 음향 데이터에 대응하거나 반응하는 작업자의 생체정보신호 사이의 시간상관관계 및 반응상관관계를 기초로 하여, 생체정보신호가 반응이 없다거나 시간적으로 일정 시간이 경과하여도 반응이 없는 경우, 작업자가 신체적으로나 생체적으로 정상적인 상태가 아니라고, 즉 위험한 상태라고 판단할 수 있다. As a second method, the abnormally loud noise generated according to irregularly changing alarms or dangerous situations generated by the system, for example, when pipes such as equipment or pipes are ruptured, etc. Based on the temporal correlation and response correlation between the acoustic data and the worker's bioinformation signal corresponding to or reacting to the sound data, the bioinformation signal does not respond or the response occurs even after a certain period of time has elapsed. If not, it can be determined that the operator is not in a normal physical or biological state, that is, a dangerous state.
제 3 방안으로, 위험작업공간 내에서 어디에서나 볼 수 있는 전광판과 같은 디스플레이에서 경보 등이 점멸 표시되면(일반적으로 경보와 함께 표시되면), 작업자가 이에 대응하거나 반응하는 작업자의 생체정보신호 사이의 시간상관관계 및 반응상관관계를 기초로 하여, 생체정보신호가 반응이 없다거나 시간적으로 일정 시간이 경과하여도 반응이 없는 경우, 작업자가 신체적으로나 생체적으로 정상적인 상태가 아니라고, 즉 위험한 상태라고 판단할 수 있다. As a third method, when an alarm, etc. flashes on a display such as an electric signboard that can be seen anywhere in a hazardous work space (usually displayed together with an alarm), the operator responds or responds to the biometric information signal of the operator. Based on the temporal correlation and response correlation, if there is no response to the bioinformation signal or there is no response even after a certain amount of time has elapsed, it is judged that the worker is not in a normal physical or biological state, that is, a dangerous state. can do.
제 4 방안으로, 안전 사고 발생시, 작업자가 의식을 잃고 쓰러지면서 발생하는 충격량을 안전헬멧에 장착된 충격센서를 통해서 검출하는 것도 가능하다. 또는, 제 5 방안으로, 상술한 레이더 센서로 작업자의 심박수나 호흡수를 감지하여 의식불명 상태를 확인하는 것도 가능하다. As a fourth method, when a safety accident occurs, it is also possible to detect the amount of impact generated as the worker loses consciousness and falls through the impact sensor mounted on the safety helmet. Alternatively, as a fifth method, it is possible to check the unconscious state by detecting the heart rate or respiration rate of the operator with the above-described radar sensor.
제 6 방안으로, 후술하는 위험작업공간맵에서 표시되는 작업자의 위험지수(index)가 급증할 경우 위험을 예측할 수 있다. 기존에 축적된 데이터를 바탕으로 판단하는 것도 가능하고, 데이터를 학습하여 인공지능으로 위험을 예측하는 것도 가능하다. As a sixth method, it is possible to predict the risk when the risk index of the worker displayed in the dangerous workspace map to be described later increases rapidly. It is possible to make a judgment based on previously accumulated data, and it is also possible to predict risks with artificial intelligence by learning the data.
(작업자 위험상태 판단에 대한 재확인)(reconfirmation of worker risk status judgment)
작업자가 위험한 상태라고 판단하는 경우, 위험작업공간 내 구비된 레이더로 작업자의 심박수 또는 호흡수를 감지하여 작업자가 위험한 상태라는 것을 재확인하는 것도 가능하다. When it is determined that the operator is in a dangerous state, it is also possible to reconfirm that the operator is in a dangerous state by detecting the heart rate or respiration rate of the operator with a radar provided in the dangerous work space.
이 경우, 레이더는 FWCW 기반으로 멀티 밴드 형태로 구현될 수 있다. 예를 들어, 24GHz와 60GHz 대역의 멀티 밴드를 사용하는 것이 가능하다. 레이다로 검지할 때 수신한 신호의 위상과 크기를 이용하여 심박수와 호흡수를 측정한다. In this case, the radar may be implemented in a multi-band form based on FWCW. For example, it is possible to use multi-bands of 24 GHz and 60 GHz bands. When detected by radar, the heart rate and respiration rate are measured using the phase and magnitude of the received signal.
이 때, 레이더가 위험작업공간 내에 존재하는 작업자의 위치를 정확히 타겟팅하기 위해서, 상술한 작업자위치정보를 활용하여 타겟팅하는 것이 바람직하다. At this time, in order for the radar to accurately target the position of the operator existing in the dangerous work space, it is preferable to target using the above-described operator position information.
(작업자에게 위험상태 또는 위험예측 알림)(Notification of dangerous status or risk prediction to workers)
작업자가 위험한 상태이거나 위험하게 될 가능성이 있다고 예측되는 경우, 작업자에게 알리는 수단으로는, 작업자의 반응을 일으킬 수 있는 오감을 이용하게 된다. When an operator is in a dangerous state or is predicted to become dangerous, the five senses that can cause the operator's reaction are used as a means of notifying the operator.
예를 들어, 청각(소리)만이 아니라, 섬광과 같은 시각적 자극, 웨어러블 장치의 촉각(진동, 통각)을 통한 작업자의 인지를 유도할 수 있다. 구체적으로 안전헬멧에 골전도 스피커를 부착하여 작업자에게 위험상태를 알리거나 위험예측을 알림으로써, 위험작업공간 내의 소음에도 불구하고 작업자가 쉽게 인지하는 것이 가능하다. For example, the operator's perception may be induced through not only auditory (sound) but also visual stimuli such as flashes and tactile sensations (vibration, pain) of the wearable device. Specifically, by attaching a bone conduction speaker to the safety helmet to inform the operator of a dangerous state or a risk prediction, it is possible for the operator to easily recognize the noise in the dangerous work space.
또한, 이웃한 작업자가 의식을 잃은 원인이 생체 신호때문인지, 유해가스 때문인지에 따라서, 특정 작업자의 위험이 유해가스라면 빠르게 이웃한 작업자에게 안내하거나 위험작업공간으로 접근하는 작업자에게 알려서 대응할 수 있도록 해주는 것이 필요하다. In addition, depending on whether the cause of a neighboring worker's loss of consciousness is due to a biosignal or harmful gas, if a specific worker's risk is a hazardous gas, the worker can promptly inform the neighboring worker or notify the worker approaching the hazardous work area so that they can respond. it is necessary to do
이와 같은 작업자에 대한 위험상태 알림이나 작업자에 대한 위험예측 알림은 작업자만이 아니라, 시스템의 관리자에게도 문자메시지나 앱 등을 통해서 알림이 가도록 하Such a danger status notification for workers or risk prediction notifications for workers is to be notified through text messages or apps not only to the workers but also to the administrator of the system.
(위험작업공간맵 및 이를 이용한 탈출/대피 유도)(Dangerous workspace map and evacuation/evacuation guidance using it)
중앙관제부는, 위험작업공간을 시각적으로 인식하기 용이하도록 표시하는 위험작업공간맵을 포함한다. 개인식별정보에 따라 식별된 작업자위치정보, 작업자의 시간별 작업자위치정보나, 작업자의 이동경로, 작업자의 위험도 지수, 시간 경과에 따른 작업자의 위험도 지수의 추이를, 위험작업공간맵 상에 표시하여 시스템 관리자가 직관적으로 판단하는 것을 돕는다. The central control unit includes a dangerous workspace map that displays the dangerous workspace to be easily recognized visually. The worker location information identified according to personal identification information, worker location information by hour, worker movement route, worker risk index, and worker risk index over time are displayed on the hazardous work space map to display the system Helps managers make intuitive judgments.
또한, 위험작업공간을 미리 정한 구역별로 구획하되, 구역별로 위험작업공간의 구역별 위험도 지수 및 시간 경과에 따른 구역별 위험도 지수의 추이를, 위험작업공간맵 상에 표시할 수 있다. In addition, the hazardous work space is divided for each zone in advance, but the risk index for each zone of the hazardous workspace for each zone and the trend of the risk index for each zone over time can be displayed on the hazardous workspace map.
이 때, 위험작업공간에서 구획되는 구역은, 위험작업공간에 포함되어 있는 밀폐공간의 내부는 물론이고, 밀폐공간의 외부도 모두 포함하여 이루어지는 것이 바람직하다. 왜냐하면, 통상은 밀폐공간만이 위험이 높다고 생각되고 실제로도 그럴 가능성이 높다. At this time, it is preferable that the zone partitioned in the hazardous work space includes not only the inside of the enclosed space included in the hazardous work space, but also the outside of the enclosed space. Because, normally, only the confined space is considered to be a high risk, and there is a high possibility that it is actually the case.
하지만, 밀폐공간 내부보다 밀폐공간 외부가 더 위험한 상황이 존재할 수 있다. 예를 들어, 홍수로 인해서 지하에 존재하는 노래방에서 익사 사고가 발생한 경우가 있었다. 밀폐공간 내부보다 밀폐공간의 외부가 더 위험한 경우였다. 이 경우에는 밀폐공간의 내부에 머물면서, 차단벽을 내리고 구조를 대기하는 것이 훨씬 현명한 방법이었다. However, there may be situations where the outside of the confined space is more dangerous than the inside of the enclosed space. For example, there has been a case of drowning in an underground karaoke bar due to a flood. The outside of the confined space was more dangerous than the inside of the enclosed space. In this case, it was much smarter to stay inside the enclosure, lower the barriers and wait for rescue.
또 다른 예로서, 밀폐공간 외부에서 위험가스가 몰려오는 경우를 들 수 있다. 이 경우도 밀폐공간의 내부에 머물면서, 차단벽을 내리고 구조를 대기하는 것이 훨씬 안전한 방법이다. 이와 같은 점을 감안하여, 위험작업공간은 밀폐공간의 내부만이 아니라 밀폐공간의 외부도 포함하는 것이 바람직하다. As another example, there may be a case in which dangerous gas flows from outside the enclosed space. In this case, it is much safer to stay inside the confined space, lower the barrier and wait for rescue. In consideration of this point, it is preferable that the hazardous work space includes not only the inside of the enclosed space but also the outside of the enclosed space.
또한, 위험작업공간이 위험하다고 판단하는 경우, 구역별 위험도 지수를 기초로 작업자의 탈출이나 대피를 유도하되, 구역별 위험도 지수를 기초로, 특정값 이하의 구역별 위험도 지수를 갖는 구역(즉, 좀 더 안전한 구역으로 이루어진 구역)을 기초로 탈출경로 또는 대피경로를 생성할 수 있다. In addition, when it is judged that the hazardous work space is dangerous, evacuation or evacuation of workers is induced based on the risk index for each zone, but based on the risk index for each zone, the zone having a risk index for each zone below a specific value (i.e., An escape route or an evacuation route can be created on the basis of an area made up of safer areas).
여기서, 상술한 바와 같이, 밀폐공간의 외부의 구역별 위험도 지수가 밀폐공간의 내부의 구역별 위험도 지수보다 오히려 위험하다고 판단하는 경우에는, 작업자가 밀폐공간의 내부에 머무르게 유도하는 것이 가능하다. 이를 통해서, 구조를 위한 시간을 더 확보하는 것이 가능하여 생존가능성을 높이게 된다. Here, as described above, when it is determined that the risk index for each zone outside the enclosed space is more dangerous than the risk index for each zone inside the enclosed space, it is possible to induce the operator to stay inside the enclosed space. In this way, it is possible to secure more time for rescue, thereby increasing the chances of survival.
(위험작업공간이 확장 또는 확대되는 경우)(In case the hazardous work space is expanded or expanded)
위험작업공간에서, 격벽이 다수 존재하거나 또는 밀폐공간이 다수 존재하거나 또는 위험작업공간이 확장되는 경우가 있을 수 있다. 예를 들어, 위험작업공간이 길게 연장되어 있고 끝부분에서 채굴이나 굴착이 진행되는 경우 등을 가정할 수 있다. In a hazardous working space, there may be a number of bulkheads, multiple enclosed spaces, or an extended hazardous working space. For example, it can be assumed that the dangerous work space is extended for a long time and mining or excavation is carried out at the end.
이 경우 설치되는 중계부는, 생체신호정보, 상기 영상정보, 상기 환경정보, 상기 개인식별정보, 및 상기 작업자위치정보 가운데 적어도 하나 이상을 중앙관제부로 전송하는 구성으로서, 생체신호정보부, 영상정보부, 환경정보부, 개인식별정보부, 및 작업자위치정보부 가운데 적어도 하나 이상과 일체로 제작되는 것이 바람직하다.In this case, the installed relay unit transmits at least one of the bio-signal information, the image information, the environment information, the personal identification information, and the worker location information to the central control unit, wherein the bio-signal information unit, the image information unit, and the environment It is preferable that at least one of the information unit, the personal identification information unit, and the worker location information unit is integrally manufactured.
즉, 터널 굴진시, 굴진해 나가면서 센서모듈과 중계모듈을 계속 설치해 나ㄱ가면서, 이전 센서모듈이 이후 센서모듈 센싱값을 연속적으로 중계해서 중앙관제부로 연계 전송하는 것이 가능하게 된다. That is, when excavating a tunnel, the sensor module and relay module are continuously installed while excavating, so that the previous sensor module continuously relays the sensor module sensing value and transmits it to the central control unit.
(생명연장기술)(Life extension technology)
또한, 작업자가 위험한 상태라고 판단하거나 또는 상기 작업자가 위험한 상태라는 것을 재확인되는 경우, 상기 작업자의 구조 및 대응을 위한 시간을 추가적으로 확보하기 위하여, 상기 위험작업공간 내에 압축산소펌프를 동작시켜 산소 농도를 올리는, 비상 구조 및 대응부를 더 포함하는 것일 바람직하다. In addition, when it is determined that the operator is in a dangerous state or it is reconfirmed that the operator is in a dangerous state, in order to additionally secure time for the rescue and response of the operator, the oxygen concentration is increased by operating the compressed oxygen pump in the dangerous work space. Raising, it is preferable to further include an emergency rescue and response unit.
부수적으로 압축산소탱크나 공기캔 등의 기술을 추가적으로 작업자가 휴대하거나, 작업자의 안전헬멧 등에 부착될 수 있다. Incidentally, the operator may additionally carry technology such as a compressed oxygen tank or an air can, or it may be attached to the worker's safety helmet.
이상과 같이, 본 발명은 비록 한정된 실시예와 도면에 의해 설명되었으나, 본 발명은 이것에 의해 한정되지 않으며 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 본 발명의 기술 사상과 아래에 기재될 청구범위의 균등 범위 내에서 다양한 수정 및 변형이 가능함은 물론이다.As described above, although the present invention has been described with reference to limited embodiments and drawings, the present invention is not limited thereto, and the technical spirit of the present invention and the following by those of ordinary skill in the art to which the present invention pertains. It goes without saying that various modifications and variations are possible within the equivalent scope of the claims to be described.
10...위험작업공간 내 작업자 안전 시스템
100...생체신호정보부
200...영상정보부
300...환경정보부
400...개인식별정보발생부
500...작업자위치정보부
600...중앙관제부
700...통신부
800...비상 구조 및 대응부10...Safety systems for workers in hazardous workplaces
100...Bio-signal information department
200...Video Information Department
300...Ministry of Environmental Information
400...Personally identifiable information generation unit
500...Operator Location Information Department
600...Central Control Department
700...Ministry of Communications
800...Emergency Rescue and Response Department
Claims (10)
상기 작업자의 생체신호정보를 획득하여 제공하는 생체신호정보부;
상기 위험작업공간 및 상기 작업자의 작업활동을 촬영하여 영상정보를 제공하는 영상정보부;
상기 위험작업공간의 환경정보를 획득하여 제공하는 환경정보부;
상기 작업자마다 개인을 식별할 수 있는 개인식별정보를 발생하는 개인식별정보발생부;
상기 작업자의 위치정보를 확인하여 작업자위치정보를 제공하는 작업자위치정보부; 및
상기 생체신호정보, 상기 영상정보, 상기 환경정보, 상기 개인식별정보 및 상기 작업자위치정보 가운데 적어도 하나 이상을 처리하여 이용하고, 상기 작업자의 위험을 판단하고, 상기 작업자의 위험을 관리하고 감독하는 중앙 관제 기능을 제공하는 중앙관제부;를 포함하고,
상기 작업자가 착용하고 있는 웨어러블 전자장치, 및 상기 작업자가 착용하는 안전헬멧, 장갑, 안면 쉴드, 안전 부츠 가운데 어느 하나 간의 거리가 사전에 설정된 거리와 일정 범위 이상으로 멀어지거나 또는 일정 범위 이상으로 가까운 상태로 소정의 시간 이상 유지되는 경우에, 상기 작업자가 위험한 상태라고 판단하고,
경보나 위험상황에 따라 발생하는 상기 위험작업공간 내에서 측정되는 음향 데이터 및 상기 음향 데이터에 반응하는 상기 작업자의 생체정보신호 사이의 시간상관관계 및 반응상관관계를 기초로 하여, 상기 작업자가 위험한 상태라고 판단하고,
상기 작업자의 개인식별정보 및 상기 작업자위치정보를, LoRa 통신을 이용하여 상기 중앙관제부에 전송하고, 더불어 주기적으로 상기 작업자가 휴대하는 스마트폰 위치 정보를 불러와서 상기 작업자의 개인식별정보를 상기 LoRa 통신을 이용하여 상기 중앙관제부에 전송하고, 상기 작업자가 휴대하는 스마트폰의 위치 정보를 예비적으로 상기 중앙관제부로 전송하여,
상기 작업자가 위험한 상태라고 판단하는 경우, 상기 위험작업공간 내 구비된 레이더로 상기 작업자의 심박수 또는 호흡수를 감지하여 상기 작업자가 위험한 상태라는 것을 재확인하고,
상기 중앙관제부는, 상기 위험작업공간을 시각적으로 인식하기 용이하도록 표시하는 위험작업공간맵을 포함하고,
상기 개인식별정보에 따라 식별된 상기 작업자위치정보, 작업자의 시간별 작업자위치정보나, 작업자의 이동경로, 작업자의 위험도 지수, 시간 경과에 따른 작업자의 위험도 지수의 추이를, 상기 위험작업공간맵 상에 표시하고,
상기 위험작업공간을 미리 정한 구역별로 구획하되, 상기 구역별로 상기 위험작업공간의 구역별 위험도 지수 및 시간 경과에 따른 구역별 위험도 지수의 추이를, 상기 위험작업공간맵 상에 표시하고,
상기 위험작업공간에서 구획되는 구역은, 상기 위험작업공간에서 밀폐공간의 내부는 물론이고 외부도 모두 포함하여 이루어지고,
상기 위험작업공간이 위험하다고 판단하는 경우, 상기 구역별 위험도 지수를 기초로 상기 작업자의 탈출을 유도하되, 상기 구역별 위험도 지수를 기초로, 특정값 이하의 상기 구역별 위험도 지수를 갖는 구역을 기초로 경로를 생성하고,
상기 밀폐공간의 외부의 구역별 위험도 지수가 상기 밀폐공간의 내부의 구역별 위험도 지수보다 오히려 위험하다고 판단하는 경우에는, 상기 작업자가 상기 밀폐공간의 내부에 머무르게 유도하는 것을 특징으로 하는,
위험작업공간 내 작업자 안전 시스템.
As a safety system for the safety of workers working in a hazardous work space,
a biosignal information unit for obtaining and providing biosignal information of the worker;
an image information unit for providing image information by photographing the dangerous work space and the work activities of the worker;
an environmental information unit that obtains and provides environmental information of the hazardous work space;
a personal identification information generating unit for generating personal identification information capable of identifying an individual for each worker;
a worker location information unit providing worker location information by checking the location information of the worker; and
A central office that processes and uses at least one of the biosignal information, the image information, the environmental information, the personal identification information, and the worker location information, determines the operator's risk, and manages and supervises the operator's risk A central control unit that provides a control function; includes;
A state in which the distance between any one of the wearable electronic device worn by the worker and the safety helmet, gloves, face shield, and safety boots worn by the worker is greater than or equal to a predetermined distance from a preset distance or closer than a certain range If it is maintained for more than a predetermined time, it is determined that the operator is in a dangerous state,
Based on the temporal correlation and reaction correlation between the sound data measured in the dangerous work space generated according to an alarm or dangerous situation and the bioinformation signal of the operator responding to the sound data, the operator is in a dangerous state Judging that
The personal identification information of the worker and the location information of the worker are transmitted to the central control unit using LoRa communication, and the location information of the smartphone carried by the worker is periodically retrieved and the personal identification information of the worker is transmitted to the LoRa Transmitting to the central control unit using communication, and preliminarily transmitting the location information of the smartphone carried by the worker to the central control unit,
When it is determined that the operator is in a dangerous state, the operator's heart rate or respiration rate is sensed with a radar provided in the dangerous workspace to reconfirm that the operator is in a dangerous state,
The central control unit includes a dangerous workspace map that displays the dangerous workspace to be easily recognized visually,
The worker location information identified according to the personal identification information, the worker location information by time of the worker, the movement route of the worker, the worker risk index, and the change of the worker risk index over time are displayed on the dangerous workspace map display,
The hazardous workspace is partitioned for each zone in advance, and the risk index for each zone of the hazardous workspace for each zone and the transition of the risk index for each zone over time are displayed on the dangerous workspace map,
The zone partitioned in the hazardous work space is made including both the inside as well as the outside of the enclosed space in the hazardous work space,
When it is determined that the dangerous workspace is dangerous, the escape of the worker is induced based on the risk index for each zone, and based on the zone having the risk index for each zone below a specific value based on the risk index for each zone create a path with
When it is determined that the risk index for each zone outside of the enclosed space is rather dangerous than the risk index for each zone inside the enclosed space, characterized in that it induces the worker to stay inside the enclosed space,
Worker safety systems in hazardous workplaces.
상기 위험작업공간이 격벽이 다수 존재하거나 또는 밀폐공간이 다수 존재하거나 또는 상기 위험작업공간이 확장되는 경우에,
상기 생체신호정보, 상기 영상정보, 상기 환경정보, 상기 개인식별정보, 및 상기 작업자위치정보 가운데 적어도 하나 이상을 상기 중앙관제부로 전송하는 중계부가, 상기 생체신호정보부, 상기 영상정보부, 상기 환경정보부, 상기 개인식별정보발생부, 및 상기 작업자위치정보부 가운데 적어도 하나 이상과 일체로 이루어지는 것을 특징으로 하는,
위험작업공간 내 작업자 안전 시스템.
The method of claim 1,
When a plurality of bulkheads exist in the dangerous working space, a plurality of enclosed spaces, or the dangerous working space is expanded,
A relay unit for transmitting at least one of the biosignal information, the image information, the environment information, the personal identification information, and the worker location information to the central control unit, the biosignal information unit, the image information unit, the environment information unit, Characterized in that it is formed integrally with at least one of the personal identification information generating unit and the worker location information unit,
Worker safety systems in hazardous workplaces.
상기 작업자가 위험한 상태라고 판단하거나 또는 상기 작업자가 위험한 상태라는 것을 재확인되는 경우, 상기 작업자의 구조 및 대응을 위한 시간을 추가적으로 확보하기 위하여, 상기 위험작업공간 내에 압축산소펌프를 동작시켜 산소 농도를 올리는, 비상 구조 및 대응부를 더 포함하는 것을 특징으로 하는,
위험작업공간 내 작업자 안전 시스템.
8. The method of claim 7,
When it is determined that the operator is in a dangerous state or it is reconfirmed that the operator is in a dangerous state, in order to additionally secure time for the rescue and response of the operator, the compressed oxygen pump is operated in the dangerous work space to increase the oxygen concentration , characterized in that it further comprises an emergency rescue and response unit,
Worker safety systems in hazardous workplaces.
상기 환경정보부는,
상기 작업자가 착용하는 웨어러블 전자장치, 안전헬멧, 장갑, 안면 쉴드, 또는 안전 부츠 가운데 어느 하나 이상을 통해서, 상기 위험작업공간의 제1환경정보를 획득하여 제공하는 제 1 환경정보부;
상기 위험작업공간 내에 배치 또는 설치되는 장비에서 상기 위험작업공간의 제2환경정보를 획득하는 제공하는 제 2 환경정보부; 및
상기 위험작업공간의 흡배기 팬이나 덕트구조에서 흡입 경로를 분기하여 센싱하는 방식으로, 상기 위험작업공간의 제3환경정보를 획득하여 제공하는 제 3 환경정보부;를 포함하는,
위험작업공간 내 작업자 안전 시스템.
9. The method of claim 8,
The environmental information department,
a first environment information unit that obtains and provides first environment information of the hazardous work space through any one or more of a wearable electronic device, a safety helmet, gloves, a face shield, and safety boots worn by the worker;
a second environment information unit for obtaining and providing second environment information of the hazardous work space from equipment disposed or installed in the hazardous work space; and
A third environment information unit that obtains and provides third environment information of the hazardous work space in a manner of branching and sensing the suction path in the intake/exhaust fan or duct structure of the hazardous work space; including,
Worker safety systems in hazardous workplaces.
상기 생체신호정보부는,
상기 작업자가 착용하는 웨어러블 전자장치, 안전헬멧, 장갑, 안면 쉴드, 또는 안전 부츠 가운데 어느 하나 이상을 통해서, 상기 작업자의 제1생체신호정보를 획득하여 제공하는 제 1 생체신호정보부;
상기 위험작업공간 내에 배치 또는 설치되는 장비에서 위치한 레이더 센서 상기 작업자의 제2생체신호정보를 획득하는 제공하는 제 2 생체신호정보부; 및
상기 위험작업공간의 천정이나 벽에 설치되어, 상기 작업자의 제3생체신호정보를 획득하여 제공하는 제 3 생체신호정보부;를 포함하는,
위험작업공간 내 작업자 안전 시스템. 10. The method of claim 9,
The biosignal information unit,
a first biosignal information unit that obtains and provides first biosignal information of the worker through any one or more of a wearable electronic device, a safety helmet, gloves, a face shield, and safety boots worn by the worker;
a second bio-signal information unit configured to obtain second bio-signal information of the operator from a radar sensor located in equipment disposed or installed in the dangerous work space; and
A third bio-signal information unit installed on the ceiling or wall of the dangerous work space to obtain and provide third bio-signal information of the worker;
Worker safety systems in hazardous workplaces.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
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