KR102414002B1 - 독립모듈형 비상대피 인디케이팅 시스템 및 방법 - Google Patents

독립모듈형 비상대피 인디케이팅 시스템 및 방법 Download PDF

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Abstract

충전형이 아닌 장수명 독립전원에 기반한 모듈형 인디케이터를 활용하여 기존 외부 전원시스템과 연계없이 손쉬운 추가설치 및 유지보수가 가능하고, 방향지시조명, 방송 등을 활용한 실시간 비상대피경로 안내를 통해 승객들의 비상대피가 효율적이고 신속하게 이루어질 수 있도록 하는 독립모듈형 비상대피 인디케이팅 시스템이 개시된다. 독립모듈형 비상대피 인디케이팅 시스템은, 재난 발생시, 각종 센서, CCTV와 연계되어 위험물 혹은 봉쇄를 감지하여 재난위치를 화면에 표시하고, 최적 대피경로를 알고리즘에 따라 연산하여 대피를 위한 방향표시 정보 및 방송 정보를 출력하고, 개별 인디케이터 그룹별 혼잡도 측정 정보를 통해 통신용 혼잡도를 표시하는 주제어반; 및 상기 주제어반과 주기적 통신을 수행하여 전원 및 통신상태 정보를 송신하고, 비상상황에는 상기 주제어반으로부터 비상신호를 수신하여 내부의 MCU를 통해 방향표시 및 방송장치를 웨이크-업(wake-up)시키고, 개별 인디케이터 통신모듈로 수신된 데이터를 기준으로 방향지시조명 및 방송 전개 동작을 수행하는 하나 이상의 개별 인디케이터를 포함한다.

Description

독립모듈형 비상대피 인디케이팅 시스템 및 방법{SYSTEM AND METHOD FOR INDICATING EMERGENCY EVACUATION IN AN INDEPENDENT MODULE}
본 발명은 독립모듈형 비상대피 인디케이팅 시스템 및 방법에 관한 것으로, 보다 상세하게는 충전형이 아닌 장수명 독립전원에 기반한 모듈형 인디케이터를 활용하여 기존 외부 전원시스템과 연계없이 손쉬운 추가설치 및 유지보수가 가능하고, 인디케이터 주변 이용객 수의 변화에 따라 통신동작을 가변시켜 독립전원의 수명을 극대화하면서, 방향지시조명 및 방송 등을 활용한 실시간 비상대피경로 안내를 통해 승객들의 비상대피가 효율적이고 신속하게 이루어질 수 있도록 하는 독립모듈형 비상대피 인디케이팅 시스템 및 방법에 관한 것이다.
전동차가 운행되는 지하구간 내 사고시 차량외부로 나가 지하터널을 통해 지하역사로 탈출해야하나 사고로 인해 유선인 전원연계선이 손상되면 지하구간 내 적절한 대피환경 및 경로 안내가 구축 되지 않아 후속 인명사고를 초래할 수 있다.
고층건물 혹은 지하역사 내에는 소방법에 의한 비상조명 설치의무화로 비상조명이 구비되었으나, 방송기능, 방향제시 기능이 없으며 비상전원이 2차 전지로 평상시 충전이 필요함에 따라 외부전원과 별도의 독립적 모듈구성이 불가능하다. 또한 2차 전지의 짧은 수명에 의해 주기적인 유지관리비가 요구되고 있는 실정이다.
환승역 혹은 고층건물의 경우 복잡한 형태의 구조가 많아 지진과 같은 자연재해나 테러 등으로 인해 특정 출입구가 봉쇄되거나 특정 위치를 피해야 하는 비상상황이 발생하면 이용객 대피를 위한 다양한 경우의 수가 존재함에 따라 비상조명기능뿐만 아니라 탈출방향 표현이 가능한 개별 인디케이터, 음성을 통한 탈출 안내방송 등을 포함한 복합적 비상대응시스템이 요구된다.
한국등록특허 제10-79809호(2011. 10. 28.)(위급상황 대응이 가능한 시선 유도등 시스템) 한국공개특허 제2016-0038448호(2016. 04. 07.)(비상 대피로 안내 시스템 및 엘이디 점자 블록) 한국공개특허 제2015-0104455호(2015. 09. 15.)(화재감지센서와 접목된 광섬유 광원점등식 양방향 비상대피 유도시스템) 일본공개특허 제2010-257244호(2010. 11. 11.)(피난유도 시스템 및 피난유도 방법)
이에 본 발명의 기술적 과제는 이러한 점에 착안한 것으로, 본 발명의 목적은 충전형이 아닌 장수명 독립전원에 기반한 모듈형 인디케이터를 활용하여 기존 외부 전원시스템과 연계없이 손쉬운 추가설치 및 유지보수가 가능하고, 방향지시조명, 방송 등을 활용한 실시간 비상대피경로 안내를 통해 승객들의 비상대피가 효율적이고 신속하게 이루어질 수 있도록 하는 독립모듈형 비상대피 인디케이팅 시스템을 제공하는 것이다.
본 발명의 다른 목적은 상기한 독립모듈형 비상대피 인디케이팅 시스템을 이용한 비상대피 인디케이팅 방법을 제공하고 독립적인 자체전원의 수명을 극대화하기 위해 평상시에는 인디케이터 주변 이용객 수에 따라 통신동작을 가변하는 방법을 제공하는 것이다.
상기한 본 발명의 목적을 실현하기 위하여 일실시예에 따른 독립모듈형 비상대피 인디케이팅 시스템은, 재난 발생시, 각종 센서, CCTV와 연계되어 위험물 혹은 봉쇄를 감지하여 재난위치를 화면에 표시하고, 최적 대피경로를 알고리즘에 따라 연산하여 대피를 위한 방향표시 정보 및 방송 정보를 출력하고, 개별 인디케이터 그룹별 혼잡도 측정 정보를 통해 통신용 혼잡도를 표시하는 주제어반; 및 상기 주제어반과 주기적 통신을 수행하여 전원 및 통신상태 정보를 송신하고, 비상상황에는 상기 주제어반으로부터 비상신호를 수신하여 내부의 MCU를 통해 방향표시 및 방송장치를 웨이크-업(wake-up)시키고, 개별 인디케이터 통신모듈로 수신된 데이터를 기준으로 방향지시조명 및 방송 전개 동작을 수행하는 하나 이상의 개별 인디케이터를 포함한다.
일실시예에서, 상기 주제어반은 평상시 상기 개별 인디케이터의 전원 및 통신상태를 확인 및 표시할 수 있다.
일실시예에서, 독립모듈형 비상대피 인디케이팅 시스템은 상기 개별 인디케이터 내부의 무선통신모듈 작동에 필요한 전원을 평상시나 비상상황시 공급하는 상시전원을 더 포함할 수 있다.
일실시예에서, 독립모듈형 비상대피 인디케이팅 시스템은 비상시에만 방향표시조명, 방송 부하에 전원을 공급하기 위해 투입되는 비상전원을 더 포함할 수 있다.
일실시예에서, 상기 주제어반에 표시되는 화면의 좌측 영역에는 역사 내에서 승객의 이동 가능한 경로가 화면의 전체적인 영역에 조감도 형태로 표시되고, 상기 주제어반에 표시되는 화면의 상단부에는 단면도 형태로 표시되되, 상기 단면도 형태로 표시되는 화면에는 그룹별 통신용 혼잡도 등급과 설치된 개별 인디케이터가 표시될 수 있다.
일실시예에서, 상기 주제어반에 표시되는 화면의 우측 상단 영역에는 단면도 형태로 표시되는 다수의 영역에 대응하여 통신용 혼잡도 등급이 높은 순서부터 낮은 순서로 서로 다른 색깔로 표시되고, 상기 주제어반에 표시되는 화면의 우측 하단 영역에는 단면도 형태로 표시되는 다수의 영역에 대응하여 대피 화살표와 전원 및 통신상태의 등급을 표시하는 개별 인디케이터가 표시될 수 있다.
일실시예에서, 상기 주제어반은, 사용자 입력에 따라 자동 방송 또는 수동 방송을 설정하는 자동/수동 방송 설정부, 사용자 입력에 따라 통신용 혼잡도 등급기준을 설정하는 혼잡도 등급기준 설정부, 그룹별로 배치된 발판들 각각에서 제공되는 전류량을 확인하는 그룹별 발판 전류량 확인부, 평상시나 비상시 항시 전원을 공급하는 상시전원 배터리의 상태를 확인하는 상시전원 상태 확인부, 사용자의 설정된 주기에 따라 개별 인디케이터와의 통신을 수행하는 주기별 통신부, 센서 정보를 수신하는 센서 수신부 및 CTTV 정보를 수신하는 CCTV 수신부를 포함하는 입력부; 자동/수동방송 모드 확인/변환부, 그룹별 통신용 혼잡도 연산부, 인디케이터 방향 결정부, 비상상황 판단부 및 고장여부 판단부를 포함하는 연산부; 및 비상상황 출력부, 방향정보 출력부, 방송모드/내용 출력부 및 그룹별 무선통신모듈의 동작시간 비율(A/C)값 출력부를 포함하는 통신 출력부를 포함할 수 있다.
일실시예에서, 상기 개별 인디케이터는, 비상상황 관련 신호를 입력받는 비상상황 입력부, 인디케이터 방향정보를 입력받는 방향정보 입력부, 방송모드 및 내용을 입력받는 방송모드/내용 입력부 및 그룹별 무선통신모듈의 동작시간 비율(A/C)값을 입력받는 그룹별 A/C값 입력부를 포함하는 통신 입력부; 상시전원인 배터리 전압을 체크하는 상시전원 체크부, 비상전원이 공급되는지의 여부를 판단하는 비상전원 공급 여부 판단부, 인디케이터 방향정보를 확인하는 방향정보 확인부, 자동방송 선택시 활성화되는 저장된 안내방송 출력 요청부 및 수동방송 선택시 활성화되는 방송 변환부를 포함하는 연산부; 및 상시전원인 배터리의 상태 정보를 출력하는 상시전원 상태 출력부, 주기별로 통신신호를 출력하는 주기별 통신신호 출력부, 인디케이터 방향정보를 출력하는 안내방향 신호 출력부, 안내방송을 출력하는 안내방송 출력부 및 비상시 비상전원을 투입하도록 하는 비상전원 투입부를 포함하는 출력부를 포함할 수 있다.
상기한 본 발명의 다른 목적을 실현하기 위하여 일실시예에 따른 독립모듈형 비상대피 인디케이팅 방법은, 재난 발생시, 각종 센서, CCTV와 연계되어 위험물 혹은 봉쇄를 감지하여 재난위치를 주제어반의 화면에 표시하는 단계; 평상시, 개별 인디케이터가 내부의 개별 인디케이터 무선통신모듈을 통해 상기 주제어반과 주기적 통신을 수행하며 전원 및 통신 상태 정보를 송신하는 단계; 가변형 통신동작 연산을 통해 상기 주제어반과 상기 개별 인디케이터 간 통신주기 내에서 최적화된 통신동작을 수행하도록 하여 통신부하로 인한 전력소모를 줄이는 단계; 재난 발생시, 상기 주제어반으로부터 비상신호를 수신하여 상기 개별인디케이터 내부의 MCU를 통해 방향표시 및 방송장치를 웨이크-업(wake-up)하는 단계; 상기 주제어반에서 최적 대피경로를 알고리즘에 따라 연산하여 주제어반 무선통신모듈로 개별 인디케이터에 표시될 방향표시 및 방송정보를 프로토콜에 따라 개별 인디케이터 무선통신 모듈들로 전송하는 단계; 상기 주제어반으로부터 받은 방향표시 및 방송정보 데이터를 기준으로 상기 개별 인디케이터가 방향지시조명 및 방송 전개 동작을 수행하는 단계를 포함한다.
일실시예에서, 독립모듈형 비상대피 인디케이팅 방법은, 평상시 상기 개별 인디케이터들의 전원, 통신상태 및 그룹별 통신용 혼잡도를 상기 주제어반에 확인 및 표시하는 단계를 더 포함할 수 있다.
상기한 본 발명의 다른 목적을 실현하기 위하여 다른 실시예에 따르면 개별 인디케이터 그룹의 주변 승객 수 변화에 따라 그룹 내 인디케이터 무선통신모듈의 통신동작을 가변적으로 온/오프하여 통신부하로 인한 독립전원 소모량을 최적화하는 가변형 통신동작 방법은, (i) 주제어반으로부터 수신한 그룹별 A/C값을 반영하여 개별 인디케이터의 통신 주기(C) 및 개별 인디케이터 무선통신모듈동작의 동작시간(A) 각각을 설정 및 적용하는 단계; (ii) 타이머 IC에 의해 개별 인디케이터 무선통신모듈 전원이 온(ON)되어 통신이 시작되는 단계; (iii) 개별 인디케이터에서 주제어반으로 상시전원 및 통신상태신호를 송신하는 단계; (iv) 사고 발생신호 응답을 대기하는 수신대기 상태로 진입하는 단계; (v) 주제어반으로부터 수신하는 사고발생 신호의 수신 여부를 체크하는 단계; (vi) 단계(v)에서 상기 사고발생 신호가 수신된 것으로 체크되면 MCU로 사고발생 상황을 전달하는 단계; (vii) 단계(v)에서 상기 사고발생 신호가 수신되지 않는 것으로 체크되고, 상기 개별 인디케이터 무선통신모듈의 동작경과 시간이 설정된 동작시간(A) 보다 작으면 사고발생 신호 응답대기 상태 단계로 피드백하는 단계; (viii) 상기 개별 인디케이터 무선통신모듈의 동작경과 시간이 설정된 동작시간(A)과 같게 되면 개별 인디케이터 통신모듈 전원을 오프(OFF)시켜 통신을 종료시키는 단계; (ix) 개별 인디케이터 무선통신모듈이 OFF상태에서 경과된 시간이 설정된 통신주기(C)와 설정된 동작시간(A)의 차이값인 통신모듈 OFF상태 필요유지시간과 동일한지 여부를 체크하는 단계; (x) 개별 인디케이터 무선통신모듈이 OFF상태에서 상기 통신모듈 OFF상태 필요유지시간만큼 시간이 경과한 것으로 체크되면 단계(i)로 피드백하는 단계; 및 (xi) 개별 인디케이터 통신모듈이 OFF상태에서 상기 통신모듈 OFF상태 필요유지시간만큼 시간이 경과하지 않으면 통신모듈을 계속 OFF상태로 유지하는 단계를 포함한다.
일실시예에서, 상기 통신 주기(C)는 개별 인디케이터 무선통신모듈에서 설정할 수 있고 상기 무선통신모듈의 동작시간(A)은 타이머 IC에서 설정될 수 있으며 설정되는 각각의 값은 가변형 통신동작 연산 알고리즘을 통해 개별 인디케이터 그룹별 A/C값을 반영하여 설정할 수 있다.
일실시예에서, 상기 그룹별 A/C값은 그룹내 발판의 적산 전류량을 근거로 주제어반의 그룹별 통신용 혼잡도 연산부에서 산출되되, 그룹의 통신용 혼잡도 등급은
Figure 112020072230156-pat00001
(여기서, W1은 인디케이터 그룹별 가중치)를 통해 산출하고 이때 산출된 그룹별 통신용 혼잡도 등급이 운영자가 정한 등급별 기준값을 넘을 때마다 이에 따른 개별 인디케이터 무선통신모듈의 동작시간 비율(A/C)이 결정될 수 있다.
일실시예에서, 주로 출퇴근 시간대와 같은 러시아워 시간이 명확하여 이용승객의 빈도변화가 시간에 따라 구분이 뚜렷한 경우, 개별 인디케이터 무선통신모듈의 동작시간 비율인 그룹별 A/C값을 시간에 따라 설정할 수 있다.
이러한 독립모듈형 비상대피 인디케이팅 시스템에 의하면, 지진으로 전원차단과 같은 최악의 비상상황 발생이 발생하여도 외부전원과 독립적으로 동작하는 인디케이터 조명, 방송 등을 통해 대피가이드를 위한 최종역할을 수행하여 대피골든타임을 확보하게 됨으로써 이용객 안전성을 높일 수 있다. 또한 운용 중인 기존 전원 체계에 영향을 미치지 않는 독립적 모듈형태로 구현됨에 따라 기존 역사나 건물의 다양한 위치에 간단하게 설치 및 운영이 가능하다. 또한 충전형이 아닌 장수명의 자체전원을 사용함으로써 유지보수가 거의 필요 없고 전원 및 통신상태 알림을 통해 점검이 용이하므로 유지보수 관련 예산 절감이 가능하다. 또한 평상시에는 인디케이터 주변 이용객 수의 변화에 따라 통신동작을 가변시키므로 자체전원의 수명을 극대화할 수 있다.
도 1은 특정 위치(출구)에 비상사태 발생시 비상시스템을 설명하기 위한 구성도이다.
도 2는 본 발명의 일실시예에 따른 독립모듈형 비상대피 인디케이팅 시스템을 설명하기 위한 구성도이다.
도 3는 도 2에 도시된 주제어반(100)에 표시되는 화면의 예를 도시한다.
도 4는 도 2에 도시된 주제어반(100)을 설명하기 위한 블록도이다.
도 5는 도 2에 도시된 개별 인디케이터(200)를 설명하기 위한 블록도이다.
도 6은 상시 및 비상시 상황에 따른 개별 인디케이터(200)의 전원에 대한 전기적 구성도를 설명하기 위한 구성도이다.
도 7은 가변형 통신동작 연산 알고리즘을 설명하기 위한 흐름도이다.
도 8은 가변형 통신동작 연산에 활용되는 통신용 혼잡도 산출을 위해 설치된 압전 발판을 설명하기 위한 구성도이다.
도 9는 일예에 따른 가변형 통신동작을 위한 무선통신모듈의 동작시간 비율(A/C)의 설정을 설명하기 위한 그래프이다.
도 10은 다른 예에 따른 가변형 통신동작을 위한 무선통신모듈의 동작시간 비율(A/C)의 설정을 나타낸 그래프이다.
이하, 첨부한 도면들을 참조하여, 본 발명을 보다 상세하게 설명하고자 한다. 본 발명은 다양한 변경을 가할 수 있고 여러 가지 형태를 가질 수 있는 바, 특정 실시예들을 도면에 예시하고 본문에 상세하게 설명하고자 한다. 그러나, 이는 본 발명을 특정한 개시 형태에 대해 한정하려는 것이 아니며, 본 발명의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변경, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다.
각 도면을 설명하면서 유사한 참조부호를 유사한 구성요소에 대해 사용하였다. 첨부된 도면에 있어서, 구조물들의 치수는 본 발명의 명확성을 기하기 위하여 실제보다 확대하여 도시한 것이다.
제1, 제2 등의 용어는 다양한 구성요소들을 설명하는데 사용될 수 있지만, 상기 구성요소들은 상기 용어들에 의해 한정되어서는 안 된다. 상기 용어들은 하나의 구성요소를 다른 구성요소로부터 구별하는 목적으로만 사용된다. 예를들어, 본 발명의 권리 범위를 벗어나지 않으면서 제1 구성요소는 제2 구성요소로 명명될 수 있고, 유사하게 제2 구성요소도 제1 구성요소로 명명될 수 있다. 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다.
본 출원에서, "포함하다" 또는 "가지다" 등의 용어는 명세서 상에 기재된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부분품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부분품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.
또한, 다르게 정의되지 않는 한, 기술적이거나 과학적인 용어를 포함해서 여기서 사용되는 모든 용어들은 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 일반적으로 이해되는 것과 동일한 의미를 가지고 있다. 일반적으로 사용되는 사전에 정의되어 있는 것과 같은 용어들은 관련 기술의 문맥 상 가지는 의미와 일치하는 의미를 가지는 것으로 해석되어야 하며, 본 출원에서 명백하게 정의하지 않는 한, 이상적이거나 과도하게 형식적인 의미로 해석되지 않는다.
도 1은 특정 위치(출구)에 비상사태 발생시 비상시스템을 설명하기 위한 구성도이다.
도 1을 참조하면, 지진과 같은 재난으로 인해 1번 출구가 폐쇄되고 전원까지 차단된 최악의 상황에서 지하역사 속 이용객들은 탈출구를 찾기 힘들며 극도의 혼란 속에서 압사와 같은 이차 피해가 발생할 수 있다.
따라서, 대피 골든타임을 확보하고 2번 출구로 유도할 수 있는 능동형 인디케이트식 조명 및 2중 방송 기능(예를 들어, 대피 화살표 방향을 따라 이동하라는 자동 방송과, 역무원에 의해 이루어지는 수동방법)의 비상시스템이 필요한 실정이다.
도 2는 본 발명의 일실시예에 따른 독립모듈형 비상대피 인디케이팅 시스템을 설명하기 위한 구성도이다.
도 2를 참조하면, 본 발명의 일실시예에 따른 독립모듈형 비상대피 인디케이팅 시스템은 주제어반(100), 개별 인디케이터(200), 상시전원(300) 및 비상전원(400)을 포함한다.
주제어반(100)은 평상시 개별 인디케이터(200)와의 통신을 통해 개별 인디케이터(200)의 전원상태, 통신상태 등을 확인 및 표시할 수 있다. 즉, 주제어반(100)은 가변형 통신동작 연산 알고리즘이 적용된 주기적인 통신을 개별 인디케이터 모듈(200)과 수행하며, 개별 인디케이터(200)들로 부터 수신한 개별 인디케이터의 전원 및 통신상태 정보를 주제어반 화면에 표시한다. 또한 그룹내 발판 전류량 정보를 통해 그룹별 통신용 혼잡도를 등급별로 표시한다.
주제어반(100)은 재난 발생시, 각종 센서, CCTV 등과 연계되어 위험물 혹은 출입구 봉쇄를 감지하여 재난위치를 화면상에 표시한다.
주제어반(100)은 주제어 및 모니터링 시스템(110)과 주제어반 무선통신모듈(120)을 포함한다. 주제어 및 모니터링 시스템(110)은 재난 발생시, 최적 대피경로 알고리즘에 따라 연산하여 RS-232/485 등을 통해 개별 인디케이터(200)에 표시될 대피 화살표를 프로토콜에 따라 주제어반 무선통신모듈(120)에 전달하고, 주제어반 무선통신모듈(120)은 개별 인디케이터(200)의 방향표시, 방송 정보 등을 개별 인디케이터 무선통신모듈(210)로 전송한다.
최적 대피경로 알고리즘은 재난이 발생하였을 때 승객들을 지상으로 빠르게 이동시키기 위해 각 노드에 위치하는 유도등 방향을 연산하는 것으로 버드 뷰(Bird view) 알고리즘, 우회 알고리즘, 딥 다운(Deep down) 알고리즘 등을 적용할 수 있다. 상기한 버드 뷰 알고리즘은 해당 층에서 탈출구까지 DB화된 거리에 따른 최단경로를 설정하여 탈출구를 안내하는 알고리즘이다. 상기한 우회 알고리즘은 해당 층에서 탈출구가 막히거나 중간통로가 막히는 경우 반대방향의 탈출구를 안내하는 알고리즘이다. 상기한 딥 다운 알고리즘은 지하1층부터, 지하2층, 지하n층 순서로 버드 뷰 알고리즘을 순차적으로 적용하여 탈출구를 안내하는 알고리즘이다.
개별 인디케이터(200)는 개별 인디케이터 무선통신모듈(210), 타이머 IC(220), 메모리(230), 증폭기(240), MCU(250), 릴레이(260), 방향표시부(270), 안내방송부(280)를 포함하고, 평상시에는 주제어반(100)과 가변형 통신동작 연산 알고리즘이 적용된 주기적인 통신을 수행하여 통신부하로 인한 전력소모를 최적화하면서 동작되며, 방향지시조명, 방송 등은 꺼져 있다가 비상상황에서는 MCU에 의해 웨이크-업(wake-up) 되어 동작되도록 설계된다.
개별 인디케이터(200)는 내부의 개별 인디케이터 무선통신모듈(210)을 통해 주제어반(100)의 주제어반 무선통신모듈(120)과 가변형 통신동작에 기반한 주기적 통신을 수행하여 평상시에는 전원 및 통신상태 정보 등을 송신한다. 비상상황이 발생하면 개별 인디케이터 무선통신모듈(210)은 주제어반(100)의 주제어반 무선통신모듈(120)이 송신한 비상상황 발생신호를 수신하게 되며, MCU(250)는 방향표시 및 방송장치를 웨이크-업시킨다.
이후 MCU는 개별 인디케이터 무선통신모듈(210)로부터 UART 통신으로 전달된 데이터를 기준으로 방향표시부(270)를 통한 방향지시조명, 및 안내방송부(280)를 통한 방송 전개를 수행한다. 이때 URAT 통신으로 전달되는 데이터는 주제어반 무선통신모듈에서 송신된 내용을 개별 인디케이터 무선통신모듈이 수신한 데이터이며, 방향지시조명 및 방송에 대한 전원공급은 릴레이(260)를 여자시켜 접점을 붙이는 온(ON)상태로 되어 비상전원(400)에서 전원이 공급되도록 연결한다. 상기 방향지시조명은 16 X 32 DOT LED 등으로 구성된 방향표시부(270)에 의해 구현될 수 있다. 방향표시부(270)는 상, 하, 좌, 우 대피 화살표 및 통행금지인 X 표시가 가능하다. 또한 안내방송부(280)에 의한 방송은 메모리(230)에 저장된 내용을 방송하도록 하거나 주제어반 무선 통신모듈에서 송신된 방송내용을 개별 인디케이터 무선통신모듈이 수신하여 역무원의 음성이 실시간으로 방송될 수 있도록 할 수 있다.
배터리와 같은 상시전원(300)은 개별 인디케이터(200) 내부의 개별 인디케이터 무선통신모듈(210)의 작동에 필요한 전원을 평상시나 비상상황시 공급한다. 부하전류량이나 최소운용시간에 따라 상시전원(300)의 크기를 산정하며 전원은 정전압 유지 특성이 좋아야 한다. 또한 전원의 부피를 작게 하기 위해서는 통신부하전류가 작아야 하므로 이에 맞게 저전류 환경을 고려하여 배터리를 산정한다. 예를 들어, 상시전원(300)은 리튬티오닐클로라이드(LiSOCl2)를 포함할 수 있다.
한편, 상시전원(300)을 이용하여 MCU(250)에 의한 방향표시 및 방송장치의 웨이크-업 동작을 수행하고자 하는 경우, 웨이크-업 동작을 위해 필요한 순간적 과다전류 소모량에 빠르게 응동하기 위한 슈퍼캐패시터를 적용하여 하이브리드 전원으로 상시전원(300)을 구성할 수도 있다.
비상전원(400)은 비상시에만 방향표시조명, 방송 부하에 전원을 공급하기 위해 투입된다.
비상전원(400)은 장시간 대기 상황, 합리적은 고출력과 낮은 자가방전율 등을 고려하여 배터리를 산정한다. 예를 들어, 비상전원(400)은 리튬망간(LiMnO2)을 포함할 수 있다.
방전초기 내부저항 드롭에 의한 전압보정을 위해, 3직렬 EDLC (Electric Double Layer Capacitor) 슈퍼캐패시터를 적용하여 하이브리드 전원으로 비상전원(400)을 구성할 수 있다.
도 3는 도 2에 도시된 주제어반(100)에 표시되는 화면의 예를 도시한다.
도 2 및 도 3을 참조하면, 주제어반(100)에 표시되는 화면의 좌측 영역에는 역사 내에서 승객의 이동 가능한 경로가 화면의 전체적인 영역에 조감도 형태로 표시되고, 주제어반(100)에 표시되는 화면의 상단부에는 단면도 형태로 표시된다. 특히, 단면도 형태로 표시되는 화면에는 개별 인디케이터와 개별 인디케이터들의 그룹 구성이 표시된다.
주제어반(100)에 표시되는 화면의 우측 상단 영역에는 단면도 형태로 표시되는 다수의 그룹영역에 대응하여 통신용 혼잡도 등급이 높은 순서부터 낮은 순서로 예시적으로 빨강색, 주황색, 노랑색, 연두색, 파랑색으로 표시될 수 있다.
주제어반(100)에 표시되는 화면의 우측 하단 영역에는 좌측 상단 영역의 단면도 형태에 표시되어 있는 다수의 개별 인디케이터들에 대응하여 대피 화살표와 개별전원 및 통신상태가 표시된다. 예를 들어, 1번 개별 인디케이터에는 오른쪽 대피 화살표와 함께 전원 및 통신상태가 양호한 것이 표시된다. 2번 개별 인디케이터에는 왼쪽 대피 화살표와 함께 전원 및 통신상태가 양호한 것이 표시된다. 이러한 방식으로 12번 개별 인디케이터에는 오른쪽 대피 화살표와 함께 전원 및 통신상태가 불량인 것이 표시된다.
도 4는 도 2에 도시된 주제어반(100)을 설명하기 위한 블록도이다.
도 2 및 도 4를 참조하면, 주제어반(100)은 입력부(510), 연산부(520) 및 통신 출력부(530)를 포함하고, 상시는 그룹별 A/C값을 출력하며 재난 발생시, 최적 대피경로를 알고리즘에 따라 연산하여 도출된 개별 인디케이터의 방향표시 정보 및 방송 정보를 출력한다.
입력부(510)는 사용자 입력에 따라 자동 방송 또는 수동 방송을 설정하는 자동/수동 방송 설정부(511), 사용자 입력에 따라 통신용 혼잡도 등급기준을 설정하는 통신용 혼잡도 등급기준 설정부(512), 그룹별로 배치된 발판들 각각에서 제공되는 전류량을 확인하는 그룹별 발판 전류량 확인부(513), 평상시나 비상시 항시 전원을 공급하는 상시전원 배터리의 상태를 확인하는 상시전원 상태 확인부(514), 사용자의 설정된 주기에 따라 개별 인디케이터와의 통신을 수행하는 주기별 통신부(515), 센서 정보를 수신하는 센서 수신부(516) 및 CTTV 정보를 수신하는 CCTV 수신부(517)를 포함한다. 본 실시예에서, 입력부(510)는 자동/수동 방송 설정부(511), 통신용 혼잡도 등급기준 설정부(512), 그룹별 발판 전류량 확인부(513), 상시전원 상태 확인부(514), 주기별 통신부(515), 센서 수신부(516) 및 CCTV 수신부(517)로 구성된 것을 설명하였으나, 이는 설명의 편의를 위해 논리적으로 구분하였을 뿐 하드웨어적으로 구분한 것은 아니다.
연산부(520)는 자동/수동방송 모드 확인/변환부(521), 그룹별 통신용 혼잡도 연산부(522), 인디케이터 방향 결정부(523), 비상상황 판단부(524) 및 고장여부 판단부(525)를 포함한다. 본 실시예에서, 연산부(520)는 자동/수동방송 모드 확인/변환부(521), 그룹별 통신용 혼잡도 연산부(522), 인디케이터 방향 결정부(523), 비상상황 판단부(524) 및 고장여부 판단부(525)로 구성된 것을 설명하였으나, 이는 설명의 편의를 위해 논리적으로 구분하였을 뿐 하드웨어적으로 구분한 것은 아니다.
통신 출력부(530)는 비상상황 출력부(531), 방향정보 출력부(532), 방송모드/내용 출력부(533) 및 개별 인디케이터 그룹별 무선통신모듈의 동작시간 비율(A/C)값 출력부(534)(이하, 그룹별 A/C값 출력부)를 포함한다. 본 실시예에서, 통신 출력부(530)는 비상상황 출력부(531), 방향정보 출력부(532), 방송모드/내용 출력부(533) 및 그룹별 A/C값 출력부(534)로 구성된 것을 설명하였으나, 이는 설명의 편의를 위해 논리적으로 구분하였을 뿐 하드웨어적으로 구분한 것은 아니다.
한편, 주제어반(100)은 재난 발생시, 각종 센서, CCTV와 연계하여 위험물 혹은 봉쇄를 감지하여 재난위치를 화면에 표시한다.
도 5는 도 2에 도시된 개별 인디케이터(200)를 설명하기 위한 블록도이다.
도 2 및 도 5를 참조하면, 개별 인디케이터(200)는 통신 입력부(610), 연산부(620) 및 출력부(630)를 포함한다.
통신 입력부(610)는 비상상황 관련 신호를 입력받는 비상상황 입력부(611), 인디케이터 방향정보를 입력받는 방향정보 입력부(612), 방송모드 및 내용을 입력받는 방송모드/내용 입력부(613) 및 그룹별 A/C값을 입력받는 그룹별 A/C값 입력부(614)를 포함한다. 본 실시예에서, 통신 입력부(610)는 비상상황 입력부(611), 방향정보 입력부(612), 방송모드/내용 입력부(613) 및 그룹별 A/C값 입력부(614)로 구성된 것을 설명하였으나, 이는 설명의 편의를 위해 논리적으로 구분하였을 뿐 하드웨어적으로 구분한 것은 아니다.
연산부(620)는 상시전원인 배터리 전압을 체크하는 상시전원 전압 체크부(621), 비상전원의 투입 여부를 판단하는 비상전원 공급 여부 판단부(622), 인디케이터 방향정보를 확인하는 인디케이터 방향정보 확인부(623), 자동방송 선택시 활성화되는 저장된 안내방송 출력 요청부(624) 및 수동방송 선택시 활성화되는 방송 변환부(625)를 포함한다. 본 실시예에서, 연산부(620)는 상시전원 전압 체크부(621), 비상전원 공급 여부 판단부(622), 인디케이터 방향정보 확인부(623), 자동방송 선택시 활성화되는 저장된 안내방송 출력 요청부(624) 및 수동방송 선택시 활성화되는 방송 변환부(625)로 구성된 것으로 설명하였으나, 이는 설명의 편의를 위해 논리적으로 구분하였을 뿐 하드웨어적으로 구분한 것은 아니다.
출력부(630)는 상시전원인 배터리의 상태 정보를 출력하는 상시전원 상태 출력부(631), 주기별로 통신신호를 출력하는 주기별 통신신호 출력부(632), 인디케이터 방향정보를 출력하는 안내방향 신호 출력부(633), 안내방송을 출력하는 안내방송 출력부(634) 및 비상시 비상전원을 투입하는 비상전원 투입부(635)를 포함한다. 본 실시예에서, 출력부(630)는 상시전원 상태 출력부(631), 주기별 통신신호 출력부(632), 안내방향 신호 출력부(633), 안내방송 출력부(634) 및 비상전원 투입부(635)로 구성된 것으로 설명하였으나, 이는 설명의 편의를 위해 논리적으로 구분하였을 뿐 하드웨어적으로 구분한 것은 아니다.
상시전원 상태 출력부(631), 주기별 통신신호 출력부(632)는 상시 동작하는 상시 동작부로 정의하고, 안내방향 신호 출력부(633), 안내방송 출력부(634), 비상전원 투입부(635)는 비상상황에서만 동작하는 비상 동작부를 정의한다.
도 6은 상시 및 비상시 상황에 따른 개별 인디케이터(200) 전원의 전기적 구성도를 설명하기 위한 구성도이다.
도 6을 참조하면, 상시에는 배터리와 같은 1차 전지의 상시전원(300, 도 2에 도시됨)이 레귤레이터를 통해 통신부하를 동작시킨다. 한편, 비상시에는 1차 전지의 상시전원(300)은 여전히 레귤레이터를 통해 통신부하를 동작시키면서, 1차 전지와 슈퍼캐패시터가 병렬 연결된 하이브리드로 구성된 비상전원(400, 도 2에 도시됨)이 추가 투입되어 방송부하 및 조명부하를 동작시킨다.
상시전원(300) 및 비상전원(400)은 독립전원형태의 교체형으로 사용 후 전원부, 즉 1차 전지나 슈퍼캐패시터 만 교체함으로써 지속적 사용이 가능하다.
이하에서, 가변형 통신동작을 위한 연산 알고리즘에 대해서 설명한다.
모듈형인 개별 인디케이터는 내부의 개별 인디케이터 무선통신모듈(210)을 통해 주제어반(100)의 주제어반 무선통신모듈(120)과 주기적 통신을 수행하면서 평상시에는 전원상태, 통신상태 등을 송신한다. 또한 비상상황이 발생하였을 때는 주제어반으로부터 방향표시, 방송모드 및 내용을 수신하여 비상대피 경로를 알려주는 인디케이터 역할을 수행한다. 송신, 수신, 수신대기상태와 같은 통신동작이 길어지면 전력소모량이 많아지고, 외부와 독립적으로 구성된 상시전원이 원하는 수명만큼 개별 인디케이터에 전원공급을 할 수 없기 때문에, 이를 최적화할 필요가 있다. 이를 위해 개별 모듈형 인디케이터가 평상시에는 인디케이터 주변 이용객 수의 변화를 반영하여 통신동작을 가변시키면서 개별 인디케이터(200) 의 상시전원 수명을 최적화할 수 있다. 즉, 개별 인디케이터 무선통신모듈은 주제어반 무선통신모듈과 정해진 주기마다 통신하게 되는데 이러한 통신주기에 따라 동작할 때 개별 인디케이터 무선통신모듈의 동작시간과 동작하지 않는 시간의 비율을 주변여건에 따라 가변시키는 것이다. 주변여건은 이용객 수를 고려할 수 있으며 이용객이 많을 때는 개별 인디케이터 무선통신모듈이 정해진 통신주기의 1주기 시간 대부분이 동작시간이 되어 비상상황 발생시 비상상황을 바로 입력받을 수 있도록 하고, 이용객이 적을 때는 개별 인디케이터 무선통신모듈의 정해진 통신주기의 1주기 시간 대부분을 OFF상태로 유지함으로써 통신부하로 인한 전력소모를 최적화 할 수 있다.
상기 동작시간 동안 개별 인디케이터 무선통신 모듈은 주제어반 무선통신 모듈로 상시전원 및 통신상태를 송신한 후, 수신대기 상태를 유지함으로써 비상시에만 주제어반 무선통신 모듈에서 브로드캐스팅되는 사고발생 신호를 수신할 수 있다. 개별 인디케이터 무선통신 모듈이 OFF 상황 중 발생한 비상상황 발생 신호는 다음 통신주기에서 수신이 가능하다. 상시전원 및 통신 상태는 개별 인디케이터(200)를 통해 주제어반(100)에서에서 수집하는 정보항목이다.
이를 위해서는 타이머 IC(220, 도 2에 도시됨)를 통해 개별 인디케이터 무선통신모듈(210, 도 2에 도시됨)을 온/오프하는 방법을 이용한다.
도 7은 가변형 통신동작 연산 알고리즘을 설명하기 위한 흐름도이다.
도 2 및 도 7을 참조하면, 통신 주기(C) 및 개별 인디케이터 무선통신모듈의 동작시간(A)을 설정하고 적용한다(단계 S110). 통신 주기(C)는 개별 인디케이터 무선통신모듈(210)에서 설정되고 개별 인디케이터 무선통신모듈의 동작시간(A)은 타이머 IC(220)에서 설정될 수 있으며 설정되는 각각의 값은 그룹별 A/C값을 반영하여 설정할 수 있다. 일반적으로 통신주기(C)는 미리 정해서 장치에 적용하여 운영하기 때문에 개별 인디케이터 무선통신모듈의 동작시간(A)은 정해진 주기(C)에 의해 연산될 수 있다. 그룹별 A/C값은 주제어반의 그룹별 통신용 혼잡도 연산부에 의해 연산된 그룹별 A/C값이 주제어반의 그룹별 A/C값 출력부를 통해 송신되고 개별 인디케이터의 그룹별 A/C값 입력부를 통해 수신되어 반영된다.
이어, 타이머 IC(220)가 개별 인디케이터 무선통신모듈(210)의 전원을 ON시킨다(단계 S120). 이에 따라 개별 인디케이터 무선통신모듈(210)은 통신동작을 시작한다.
이어, 개별 인디케이터 무선통신모듈(210)은 상시전원 및 통신상태 신호를 주제어반으로 송신한다(단계 S130).
이어, 사고 발생신호 응답을 대기하는 수신대기상태로 진입한다(단계 S140).
이어, 주제어반으로부터 사고발생 신호가 수신되었는지의 여부를 체크한다(단계 S150).
단계 S150에서 사고발생 신호가 수신되는 것으로 체크되면 개별 인디케이터 무선통신모듈은 MCU로 사고발생 상황을 전달한다(단계 S160).
단계 S150에서 사고발생 신호가 수신되지 않은 것으로 체크되면, 개별 인디케이터 무선통신모듈의 동작경과 시간이 설정된 동작시간 A msec보다 작은지 여부를 체크한다(단계 S170).
단계 S170에서 개별 인디케이터 무선통신모듈의 동작경과 시간이 A msec보다 작은 것으로 체크되면 신호 응답대기 상태인 단계 S140으로 피드백된다.
단계 S170에서 개별 인디케이터 무선통신모듈의 동작경과 시간이 A msec과 같은 것으로 체크되면 타이머 IC(220)는 개별인디케이터 무선통신모듈 전원을 오프시켜 통신을 종료시킨다(단계 S180).
이어, 타이머 IC(220)는 개별 인디케이터 무선통신모듈이 OFF된 상태에서 경과된 시간이 설정된 통신주기(C)와 설정된 동작시간(A)의 차이값인 통신모듈 OFF상태 필요유지시간(C-A) msec과 동일한지 여부를 체크한다(단계 S190).
단계 S190에서, 개별 인디케이터 무선통신모듈이 OFF된 상태에서 경과된 시간이 통신모듈 OFF상태 필요유지시간(C-A) msec 만큼 경과한 것으로 체크되면 단계 S110으로 피드백하고, 경과되지 않은 것으로 체크되면 개별 인디케이터 무선통신모듈이 OFF된 상태에서 경과된 시간이 통신모듈 OFF 상태 필요유지시간이 될 때까지 개별 인디케이터 무선통신모듈을 OFF 상태로 계속 유지한다.
상기 가변형 통신동작 연산 알고리즘의 첫 번째 운영방안은 능동가변형 모드로서, 개별 인디케이터 무선통신모듈(210, 도 2에 도시됨)의 정해진 통신주기 내 개별 인디케이터 무선통신모듈의 동작시간 비율을 개별 인디케이터 그룹 주변의 변화하는 이용객 수를 반영하여 가변하는 방법이다. 도 8에 도시된 바와 같은 압전 발판을 통신용 혼잡도 산출을 위해 설치하고, 압전 발판 주변의 개별 인디케이터(200)들은 그룹으로 묶어 해당 압전 발판을 통해 산출된 그룹별 통신용 혼잡도 등급에 따라 그룹별 개별 인디케이터 무선통신모듈(210, 도 2에 도시됨)의 동작시간 비율(A/C)을 설정하게 하는 것이다.
도 8은 통신용 혼잡도 산출을 위해 설치된 압전 발판을 설명하기 위한 구성도이다.
도 8을 참조하면, 압전소자를 이용하여 제조된 압전 발판(90)을 여러개의 개별 인디케이터로 구성된 인디케이터 그룹의 범위 내 인근 바닥에 부착한다. 주변 이용인원의 밟는 횟수에 따라 발생하는 전기는 증폭기(91)를 통해 일정한 비율로 증폭되어 주제어반(100)의 그룹별 발판 전류량 확인부로 입력된다.
압전 발판은 역사 이용객이 의도적으로 넘지 않는 한 압전 발판(90)을 무조건 밟을 수 밖에 없도록 하기 위해 일반적인 보폭보다 크게 만든다.
본 실시예에서, 그룹별 통신용 혼잡도 등급은 운영자가 주제어반(100)에 구비되는 입력부(510, 도 4에 도시됨)의 통신용 혼잡도 등급기준 설정부(512, 도 4에 도시됨)를 통해 등급 개수 및 기준을 정할 수 있다. 예를 들어, 높은 혼잡도부터 낮은 혼잡도의 순서로 빨강색, 주황색, 노랑색, 녹색, 파랑색과 같이 혼잡도 등급을 구분하여 주제어반(100)에 의해 표시되는 화면에서 그룹별 통신용 혼잡도 등급을 확인할 수 있다.
그룹별 통신용 혼잡도 등급은 그룹내 발판의 적산 전류량을 근거로 산출될 수 있다. 즉, 그룹별 통신용 혼잡도 등급은 아래 수식 1의 연산을 통해 산출할 수 있고, 주제어반(100)의 연산부(520) 내의 그룹별 통신용 혼잡도 연산부(522)에서 수행될 수 있다.
[수식 1]
Figure 112020072230156-pat00002
여기서, W1은 인디케이터 그룹별 가중치이다.
이때 산출된 그룹별 통신용 혼잡도 등급이 운영자가 정한 등급별 기준값을 넘을 때마다 이에 따른 개별 인디케이터 무선통신모듈(210, 도 2에 도시됨)의 동작시간 비율(A/C)이 결정되고, 이는 주제어반(100)에 구비되는 통신 출력부(530) 내의 그룹별 A/C값 출력부(534, 도 4에 도시됨)에 의해 개별 인디케이터들로 브로드캐스팅된다. 개별 인디케이터들 각각은 그룹별 A/C값 입력부(614, 도 5에 도시됨) 를 통해 수신한 본인 그룹의 동작시간 비율(A/C)에 따라 개별 인디케이터 무선통신모듈이 정해진 통신 주기(C)의 1주기 시간 내 송신, 수신, 수신대기와 같은 통신동작을 동작시간(A)만큼만 하고 나머지 시간(C-A)은 개별 인디케이터 무선통신모듈이 OFF상태가 되도록 타이머IC에 의해 조정되어진다. 또한 주제어반 화면에는 그룹별 통신용 혼잡도 등급에 해당하는 색상을 표시하게 된다.
도 9는 일예에 따른 개별 인디케이터 무선통신모듈의 동작시간 비율(A/C)의 설정을 설명하기 위한 그래프이다. 특히, 개별 인디케이터 무선통신모듈의 동작시간 비율(A/C)이 통신용 혼잡도 등급에 따라 설정되는 예가 도시된다.
도 9를 참조하면, 특정 그룹의 통신용 혼잡도 등급이 등급별 기준값 중 기준1을 넘으면 개별 인디케이터 무선통신모듈(210, 도 2에 도시됨)의 동작시간 비율(A/C)은 0.8로 설정되고, 기준2를 넘으면 개별 인디케이터 무선통신모듈(210)의 동작시간 비율(A/C)은 0.9로 설정되고, 기준3을 넘으면 개별 인디케이터 무선통신모듈(210)의 동작시간 비율(A/C)은 1로 설정되게 할 수 있다. 즉, 혼잡도가 높으면 개별 인디케이터 무선통신모듈(210)의 동작시간 비율(A/C)은 높게 설정되어 정해진 통신 주기(C)의 1주기 내 개별 인디케이터 무선통신모듈이 ON되어 있는 시간 비중이 커진다. 즉, 비상상황 발생 신호를 수신대기하는 시간이 길어져 비상상황 발생 여부를 바로 인지할 수 있지만 통신부하로 인한 전력소모는 커짐을 의미한다.
한편, 다른 예에 따른 개별 인디케이터 무선통신모듈(210)의 운영방안은 스케줄 모드로서, 그룹별 개별 인디케이터 무선통신모듈(210)가 통신주기에 따라 동작할 때 개별 인디케이터 무선통신모듈(210)의 동작시간 비율(A/C)을 시간에 따라 설정해놓은 방안이다. 이 방법은 주로 출퇴근 시간대와 같은 러시아워 시간이 명확하여 이용승객의 빈도변화가 시간에 따라 구분이 뚜렷한 경우에 사용할 수 있다.
도 10은 다른 예에 따른 개별 인디케이터 무선통신모듈의 동작시간 비율(A/C)의 설정을 나타낸 그래프이다. 특히, 개별 인디케이터 무선통신모듈의 동작시간 비율(A/C)이 시간에 따라 설정되는 예가 도시된다.
도 10을 참조하면, 주제어반(100)의 입력부(510)에 구비될 수 있는 스케줄 시간 설정부에서 특정 그룹의 개별 인디케이터들(200)에 대해 기준1을 오전8시 및 기준2를 오전10시로 설정하면, 오전8시에서부터 오전10시까지는 주제어반(100)의 그룹별 A/C값 출력부(534, 도 4에 도시됨)로 부터 개별 인디케이터 무선통신모듈(210, 도 2에 도시됨)의 동작시간 비율(A/C)이 1인 값이 개별 인디케이터들로 브로드캐스팅되며, 개별 인디케이터들 각각은 그룹별 A/C값 입력부(614, 도 5에 도시됨)를 통해 수신한 본인 그룹의 그룹별 A/C값에 따라 통신주기(C)의 1주기 내에 할당된 동작시간(A)만큼만 통신동작을 수행하게 된다.
한편, 기준3을 오후6시 및 기준4를 오후8시로 설정하면, 오후6시부터 오후8시까지는 주제어반(100)의 그룹별 A/C값 출력부(534, 도 4에 도시됨)로 부터 개별 인디케이터 무선통신모듈(210)의 동작시간 비율(A/C)이 0.9인 값이 개별 인디케이터들로 브로드캐스팅되며, 개별 인디케이터들 각각은 그룹별 A/C값 입력부(614, 도 5에 도시됨)를 통해 수신한 본인 그룹의 그룹별 A/C값에 따라 통신주기(C)의 1주기 내에 할당된 동작시간(A)만큼만 통신동작을 수행하게 된다.
이상에서 설명된 바와 같이, 본 발명에 따르면, 지진으로 전원차단과 같은 최악의 비상상황 발생시 인디케이터 조명, 방송 등을 통해 대피가이드를 위한 최종역할을 수행하여 대피골든타임을 확보하게 됨으로써 이용객 안전성을 높일 수 있다.
또한 운용 중인 전원 체계에 영향을 미치지 않는 독립적 모듈형태로 구현됨에 따라 기존 역사에도 간단하게 설치 및 운영이 가능하다.
또한 충전형이 아닌 장수명의 자체전원을 사용함으로써 유지보수가 거의 필요 없고 전원 및 통신상태 알림을 통해 점검이 용이하므로 유지보수 관련 예산 절감이 가능하다.
또한 평상시에는 인디케이터 주변 이용객 수의 변화에 따라 통신동작을 가변시키므로 자체전원의 수명을 극대화할 수 있다.
이상에서는 실시예를 참조하여 설명하였지만, 해당 기술 분야의 숙련된 당업자는 하기의 특허 청구의 범위에 기재된 본 발명의 사상 및 영역으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명을 다양하게 수정 및 변경시킬 수 있음을 이해할 수 있을 것이다.
본 발명에 따른 독립모듈형 비상대피 인디케이팅 시스템은 복잡한 지하역사 이외에 고층 건물에 적용하여 유사시 고층 건물에 존재하는 사람들에게 탈출 정보를 제공할 수 있다.
또한 본 발명에 따른 독립모듈형 비상대피 인디케이팅 시스템은 터널 등에 장착되어 유사시 차량에서 탈출한 운전자나 승객에게 탈출 정보를 제공할 수 있다.
또한 본 발명에 따른 독립모듈형 비상대피 인디케이팅 시스템은 지하역사 내 많이 설치된 와이파이(wifi) 중계기 주변 전파를 전기로 변환하는 렉테나(Rectenna) 기반의 에너지 저장 전원모듈을 장착한 개별 인디케이터를 중계기 가까운 곳에 설치하여 외부 연계없이 독립적 상시전원 구성이 가능하다. 즉, 방송, 조명부하와 같은 큰 부하를 담당하는 비상전원에 대한 적용은 불가능하나, 저전력 통신을 기반으로 하는 통신부하를 위한 상시전원에는 적용이 가능하다.
90 : 그룹 내 압전소자 발판 91 : 증폭기
100 : 주제어반 110 : 주제어 및 모니터링 시스템
120 : 주제어반 무선통신모듈 200 : 개별 인디케이터
210 : 개별 인디케이터 무선통신모듈 220 : 타이머 IC
230 : 메모리 240 : 증폭기
250 : MCU 260 : 릴레이
270 : 방향표시부 280 : 안내방송부
300 : 상시전원 400 : 비상전원
510 : 입력부 520 : 연산부
530 : 통신 출력부 511 : 자동/수동 방송 설정부
512 : 통신용 혼잡도 등급기준 설정부 513 : 그룹별 발판 전류량 확인부
514 : 상시전원 상태 확인부 515 : 주기별 통신부
516 : 센서 수신부 517 : CCTV 수신부
521 : 자동/수동방송 모드 확인/변환부
522 : 그룹별 통신용 혼잡도 연산부
523 : 인디케이터 방향 결정부 524 : 비상상황 판단부
525 : 고장여부 판단부 531 : 비상상황 출력부
532 : 방향정보 출력부 533 : 방송모드/내용 출력부
534 : 그룹별 A/C값 출력부 610 : 통신 입력부
620 : 연산부 630 : 출력부
611 : 비상상황 입력부 612 : 방향정보 입력부
613 : 방송모드/내용 입력부 614 : 그룹별 A/C값 출력부
621 : 상시전원 전압 체크부 622 : 비상전원 공급 여부 판단부
623 : 인디케이터 방향정보 확인부 624 : 안내방송 출력 요청부
625 : 방송 변환부 631 : 상시전원 상태 출력부
632 : 주기별 통신신호 출력부 633 : 안내방향 신호 출력부
634 : 안내방송 출력부 635 : 비상전원 투입부

Claims (14)

  1. 재난 발생시, 각종 센서, CCTV와 연계되어 위험물 혹은 봉쇄를 감지하여 재난위치를 화면에 표시하고, 최적 대피경로를 알고리즘에 따라 연산하여 대피를 위한 방향표시 정보 및 방송 정보를 출력하고, 인디케이터 그룹별 혼잡도 측정 정보를 통해 통신용 혼잡도를 표시하는 주제어반; 및
    상기 주제어반과 주기적 통신을 수행하여 전원 및 통신 상태 정보를 송신하고, 비상상황에는 상기 주제어반으로부터 비상신호를 수신하여 내부의 MCU를 통해 방향표시 및 방송장치를 웨이크-업(wake-up)시키고, 개별 인디케이터 통신모듈로 수신된 데이터를 기준으로 방향지시조명 및 방송 전개 동작을 수행하는 하나 이상의 개별 인디케이터를 포함하되, 상기 주제어반은,
    사용자 입력에 따라 자동 방송 또는 수동 방송을 설정하는 자동/수동 방송 설정부, 사용자 입력에 따라 통신용 혼잡도 등급기준을 설정하는 혼잡도 등급기준 설정부, 그룹별로 배치된 발판들 각각에서 제공되는 전류량을 확인하는 그룹별 발판 전류량 확인부, 평상시나 비상시 항시 전원을 공급하는 상시전원 배터리의 상태를 확인하는 상시전원 상태 확인부, 사용자의 설정된 주기에 따라 개별 인디케이터와의 통신을 수행하는 주기별 통신부, 센서 정보를 수신하는 센서 수신부 및 CTTV 정보를 수신하는 CCTV 수신부를 포함하는 입력부;
    자동/수동방송 모드 확인/변환부, 그룹별 통신용 혼잡도 연산부, 인디케이터 방향 결정부, 비상상황 판단부 및 고장여부 판단부를 포함하는 연산부; 및
    비상상황 출력부, 방향정보 출력부, 방송모드/내용 출력부 및 그룹별 무선통신모듈의 동작시간 비율(A/C)값 출력부를 포함하는 통신 출력부를 포함하는 것을 특징으로 하는 독립모듈형 비상대피 인디케이팅 시스템.
  2. 제1항에 있어서, 상기 주제어반은 평상시 상기 개별 인디케이터의 전원 및 통신상태를 확인 및 표시하는 것을 특징으로 하는 독립모듈형 비상대피 인디케이팅 시스템.
  3. 제1항에 있어서, 상기 개별 인디케이터 내부의 무선통신모듈 작동에 필요한 전원을 평상시나 비상상황시 공급하는 상시전원을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 독립모듈형 비상대피 인디케이팅 시스템.
  4. 제1항에 있어서, 비상시에만 방향표시조명, 방송 부하에 전원을 공급하기 위해 투입되는 비상전원을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 독립모듈형 비상대피 인디케이팅 시스템.
  5. 제1항에 있어서, 상기 주제어반에 표시되는 화면의 좌측 영역에는 역사 내에서 승객의 이동 가능한 경로가 화면의 전체적인 영역에 조감도 형태로 표시되고, 상기 주제어반에 표시되는 화면의 상단부에는 단면도 형태로 표시되되,
    상기 단면도 형태로 표시되는 화면에는 그룹별 통신용 혼잡도 등급과 설치된 개별 인디케이터가 표시되는 것을 특징으로 하는 독립모듈형 비상대피 인디케이팅 시스템.
  6. 제5항에 있어서, 상기 주제어반에 표시되는 화면의 우측 상단 영역에는 단면도 형태로 표시되는 다수의 영역에 대응하여 통신용 혼잡도 등급이 높은 순서부터 낮은 순서로 서로 다른 색깔로 표시되고,
    상기 주제어반에 표시되는 화면의 우측 하단 영역에는 단면도 형태로 표시되는 다수의 영역에 대응하여 대피 화살표와 전원 및 통신상태의 등급을 표시하는 개별 인디케이터가 표시되는 것을 특징으로 하는 독립모듈형 비상대피 인디케이팅 시스템.
  7. 삭제
  8. 제1항에 있어서, 상기 개별 인디케이터는,
    비상상황 관련 신호를 입력받는 비상상황 입력부, 인디케이터 방향정보를 입력받는 방향정보 입력부, 방송모드 및 내용을 입력받는 방송모드/내용 입력부 및 그룹별 무선통신모듈의 동작시간 비율(A/C)값을 입력받는 그룹별 A/C값 입력부를 포함하는 통신 입력부;
    상시전원인 배터리 전압을 체크하는 상시전원 체크부, 비상전원이 공급되는지의 여부를 판단하는 비상전원 공급 여부 판단부, 인디케이터 방향정보를 확인하는 방향정보 확인부, 자동방송 선택시 활성화되는 저장된 안내방송 출력 요청부 및 수동방송 선택시 활성화되는 방송 변환부를 포함하는 연산부; 및
    상시전원인 배터리의 상태 정보를 출력하는 상시전원 상태 출력부, 주기별로 통신신호를 출력하는 주기별 통신신호 출력부, 인디케이터 방향정보를 출력하는 안내방향 신호 출력부, 안내방송을 출력하는 안내방송 출력부 및 비상시 비상전원을 투입하도록 하는 비상전원 투입부를 포함하는 출력부를 포함하는 것을 특징으로 하는 독립모듈형 비상대피 인디케이팅 시스템.
  9. 재난 발생시, 각종 센서, CCTV와 연계되어 위험물 혹은 봉쇄를 감지하여 재난위치를 주제어반의 화면에 표시하는 단계 - 상기 주제어반은, 사용자 입력에 따라 자동 방송 또는 수동 방송을 설정하는 자동/수동 방송 설정부, 사용자 입력에 따라 통신용 혼잡도 등급기준을 설정하는 혼잡도 등급기준 설정부, 그룹별로 배치된 발판들 각각에서 제공되는 전류량을 확인하는 그룹별 발판 전류량 확인부, 평상시나 비상시 항시 전원을 공급하는 상시전원 배터리의 상태를 확인하는 상시전원 상태 확인부, 사용자의 설정된 주기에 따라 개별 인디케이터와의 통신을 수행하는 주기별 통신부, 센서 정보를 수신하는 센서 수신부 및 CTTV 정보를 수신하는 CCTV 수신부를 포함하는 입력부; 자동/수동방송 모드 확인/변환부, 그룹별 통신용 혼잡도 연산부, 인디케이터 방향 결정부, 비상상황 판단부 및 고장여부 판단부를 포함하는 연산부; 및 비상상황 출력부, 방향정보 출력부, 방송모드/내용 출력부 및 그룹별 무선통신모듈의 동작시간 비율(A/C)값 출력부를 포함하는 통신 출력부를 포함하는 것;
    평상시, 개별 인디케이터가 내부의 개별 인디케이터 무선통신모듈을 통해 상기 주제어반과 주기적 통신을 수행하며 전원 및 통신 상태 정보를 송신하는 단계;
    가변형 통신동작 연산을 통해 상기 주제어반과 상기 개별 인디케이터 간 통신주기 내에서 최적화된 통신동작을 수행하도록 하여 통신부하로 인한 전력소모를 줄이는 단계;
    재난 발생시, 상기 주제어반으로부터 비상신호를 수신하여 상기 개별인디케이터 내부의 MCU를 통해 방향표시 및 방송장치를 웨이크-업(wake-up)하는 단계;
    상기 주제어반에서 최적 대피경로를 알고리즘에 따라 연산하여 주제어반 무선통신모듈로 개별 인디케이터에 표시될 방향 표시 및 방송정보를 프로토콜에 따라 개별 인디케이터 무선통신 모듈들로 전송하는 단계; 및
    상기 주제어반으로부터 받은 방향표시 및 방송정보 데이터를 기준으로 상기 개별 인디케이터가 방향지시조명 및 방송 전개 동작을 수행하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 독립모듈형 비상대피 인디케이팅 방법.
  10. 제9항에 있어서, 평상시 상기 개별 인디케이터들의 전원, 통신상태 및 그룹별 통신용 혼잡도를 상기 주제어반에 확인 및 표시하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 독립모듈형 비상대피 인디케이팅 방법.
  11. 개별 인디케이터 그룹의 주변 승객 수 변화에 따라 그룹 내 인디케이터 무선통신모듈의 통신동작을 가변적으로 온/오프하여 통신부하로 인한 독립전원 소모량을 최적화하는 가변형 통신동작 연산 알고리즘 기반의 독립모듈형 비상대피 인디케이팅 방법에서,
    (i) 주제어반으로부터 수신한 그룹별 A/C값을 반영하여 개별 인디케이터의 통신 주기(C) 및 개별 인디케이터 무선통신모듈동작의 동작시간(A) 각각을 설정 및 적용하는 단계;
    (ii) 타이머 IC에 의해 개별 인디케이터 무선통신모듈 전원이 온(ON)되어 통신이 시작되는 단계;
    (iii) 개별 인디케이터에서 주제어반으로 상시전원 및 통신상태신호를 송신하는 단계;
    (iv) 사고 발생신호 응답을 대기하는 수신대기 상태로 진입하는 단계 ;
    (v) 주제어반으로부터 수신하는 사고발생 신호의 수신 여부를 체크하는 단계;
    (vi) 단계(v)에서 상기 사고발생 신호가 수신된 것으로 체크되면 MCU로 사고발생 상황을 전달하는 단계;
    (vii) 단계(v)에서 상기 사고발생 신호가 수신되지 않는 것으로 체크되고, 상기 개별 인디케이터 무선통신모듈의 동작경과 시간이 설정된 동작시간(A) 보다 작으면 사고발생 신호 응답대기 상태 단계로 피드백하는 단계;
    (viii) 상기 개별 인디케이터 무선통신모듈의 동작경과 시간이 설정된 동작시간(A)과 같게 되면 개별 인디케이터 무선통신모듈 전원을 오프(OFF)시켜 통신을 종료시키는 단계;
    (ix) 개별 인디케이터 무선통신모듈이 OFF상태에서 경과된 시간이 설정된 통신주기(C)와 설정된 동작시간(A)의 차이값인 통신모듈 OFF상태 필요유지시간과 동일한지 여부를 체크하는 단계;
    (x) 개별 인디케이터 무선통신모듈이 OFF상태에서 상기 통신모듈 OFF상태 필요유지시간만큼 시간이 경과한 것으로 체크되면 단계(i)로 피드백하는 단계; 및
    (xi) 개별 인디케이터 무선통신모듈이 OFF상태에서 상기 통신모듈 OFF상태 필요유지시간만큼 시간이 경과하지 않으면 통신모듈을 계속 OFF상태로 유지하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 독립모듈형 비상대피 인디케이팅 방법.
  12. 제11항에 있어서, 상기 통신주기는 개별 인디케이터 무선통신모듈에서 설정되고 상기 개별 인디케이터 무선통신모듈의 동작시간은 타이머 IC에서 설정되며, 설정되는 각각의 값은 가변형 통신동작 연산 알고리즘을 통해 개별 인디케이터 그룹별 A/C값을 반영하는 것을 특징으로 하는 독립모듈형 비상대피 인디케이팅 방법.
  13. 제12항에 있어서, 상기 그룹별 A/C값은 그룹내 발판의 적산 전류량을 근거로 주제어반의 그룹별 통신용 혼잡도 연산부에서 산출하되, 그룹의 통신용 혼잡도 등급은
    Figure 112020072230156-pat00003
    (여기서, W1은 인디케이터 그룹별 가중치)를 통해 산출하고 이때 산출된 그룹별 통신용 혼잡도 등급이 운영자가 정한 등급별 기준값을 넘을 때마다 이에 따른 개별 인디케이터 무선통신모듈의 동작시간 비율(A/C)이 결정되는 것을 특징으로 하는 독립모듈형 비상대피 인디케이팅 방법.
  14. 제12항에 있어서, 주로 출퇴근 시간대와 같은 러시아워 시간이 명확하여 이용승객의 빈도변화가 시간에 따라 구분이 뚜렷한 경우, 개별 인디케이터 무선통신모듈의 동작시간 비율인 그룹별 A/C값을 시간에 따라 설정하는 것을 특징으로 하는 독립모듈형 비상대피 인디케이팅 방법.
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