KR102470810B1 - 인공지능(ai)을 이용한 화재 경보 시스템 - Google Patents

인공지능(ai)을 이용한 화재 경보 시스템 Download PDF

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Abstract

본 발명은 인공지능(AI)을 이용한 화재 경보 시스템에 관한 것으로, 보다 상세하게는 인공지능 기법중 하나인 딥러닝 기법을 이용하여 화염에 따른 화재 발생여부를 학습하여 정확한 화재감지가 가능할 뿐만 아니라, 특히 화재감지기를 설치하기 어려운 곳에서도 무선통신이 가능한 초소형 CCD카메라를 이용하여 감시할 수 있으므로 공동주택의 세대 외부에서의 화재감지까지 수행할 수 있어 주민의 안전사고 예방 효과를 더욱 더 강화시키도록 개선된 인공지능(AI)을 이용한 화재 경보 시스템에 관한 것이다.

Description

인공지능(AI)을 이용한 화재 경보 시스템{Fire alarm system using artificial intelligence in case of fire in apartment houses}
본 발명은 소방 기술 분야 중 인공지능(AI)을 이용한 화재 경보 시스템에 관한 것으로, 보다 상세하게는 인공지능 기법중 하나인 딥러닝 기법을 이용하여 화염에 따른 화재 발생여부를 학습하여 정확한 화재감지가 가능할 뿐만 아니라, 특히 화재감지기를 설치하기 어려운 곳에서도 무선통신이 가능한 초소형 CCD카메라를 이용하여 감시할 수 있으므로 공동주택의 세대 외부에서의 화재감지까지 수행할 수 있어 주민의 안전사고 예방 효과를 더욱 더 강화시키도록 개선된 인공지능(AI)을 이용한 화재 경보 시스템에 관한 것이다.
일반적으로 건물에는 화재시 인명 피해를 줄이기 위해 화재경보시스템이 설치되어 있다.
이러한 화재경보시스템은 화재에 의해 발생하는 열, 연기, 화염 등을 감지하는 센서를 통해 자동으로 화재를 발견하거나 화재 발견자에 의해 소정의 경보기가 조작된 경우에, 중계시스템을 통해 경종, 사이렌 또는 표시등과 같은 경보장치로 건물 내의 관계자 또는 거주자에게 경보를 발생하는 시스템이다.
다만, 화재경보시스템은 중계시스템에 오작동이 생겼을 때, 건물 내의 관계자 또는 거주자에게 화재의 발생을 알리는데 있어 애로사항이 있다.
국내 등록특허 제10-2048034호(2019.11.18.), 화재경보시스템
본 발명은 상술한 바와 같은 종래 기술상의 제반 문제점들을 감안하여 이를 해결하고자 창출된 것으로, 인공지능 기법중 하나인 딥러닝 기법을 이용하여 화염에 따른 화재 발생여부를 학습하여 정확한 화재감지가 가능할 뿐만 아니라, 특히 화재감지기를 설치하기 어려운 곳에서도 무선통신이 가능한 초소형 CCD카메라를 이용하여 감시할 수 있으므로 공동주택의 세대 외부에서의 화재감지까지 수행할 수 있어 주민의 안전사고 예방 효과를 더욱 더 강화시키도록 개선된 인공지능(AI)을 이용한 화재 경보 시스템을 제공함에 그 주된 목적이 있다.
본 발명은 상기한 목적을 달성하기 위한 수단으로, 공동주택의 각 가로등에 설치된 CCD카메라(100)와, 상기 CCD카메라(100)에 장착된 경보기(110)와, 상기 CCD카메라(100)에 장착된 열감지기(120)와, 상기 CCD카메라(100)에 장착된 연기감지기(130)와, 상기 CCD카메라(100)에 탑재되고 메모리가 내장된 컨트롤러(200)와, 상기 CCD카메라(100)에 탑재되고 상기 컨트롤러(200)에 의해 제어되는 무선통신기(210)와, 상기 무선통신기(210)로부터 수신된 영상을 딥러닝기법으로 판독하여 화재여부를 확인하고 화재발생으로 판단시 상기 컨트롤러(200)로 제어신호를 송출하여 경보기(110)를 통해 경보할 수 있도록 관리사무실에 구비된 관리서버(300)를 포함하는 것을 특징으로 하는 인공지능(AI)을 이용한 화재 경보 시스템을 제공한다.
본 발명에 따르면, 인공지능 기법중 하나인 딥러닝 기법을 이용하여 화염에 따른 화재 발생여부를 학습하여 정확한 화재감지가 가능할 뿐만 아니라, 특히 화재감지기를 설치하기 어려운 곳에서도 무선통신이 가능한 초소형 CCD카메라를 이용하여 감시할 수 있으므로 공동주택의 세대 외부에서의 화재감지까지 수행할 수 있어 주민의 안전사고 예방 효과를 더욱 더 강화시키도록 개선된 효과를 얻을 수 있다.
도 1은 본 발명에 따른 시스템의 예시적인 구성 블럭도이다.
도 2는 본 발명에 따른 시스템을 구성하는 CCD카메라의 구조도이다.
도 3은 본 발명에 따른 시스템을 구성하는 휴대이동형 소화분사기의 예시도이다.
도 4는 도 3의 요부를 발췌하여 확대한 예시도이다.
이하에서는, 첨부도면을 참고하여 본 발명에 따른 바람직한 실시예를 보다 상세하게 설명하기로 한다.
본 발명에 따른 시스템은 인공지능(AI)을 이용하여 화재 발생여부를 신속하게 판단하고 즉시 경보할 수 있도록 한 화재 경보 시스템을 제공한다.
특히, 본 발명은 무선통신이 가능한 초소형 CCD카메라를 이용하여 감지하기 때문에 화재감지기를 설치하기 어려운 곳에도 쉽게 설치하여 감지불능 지역이 생기지 않도록 하는 장점이 있다.
따라서, 본 발명에 따른 시스템은 각 세대내에 설치되는 화재감지기를 제외한 세대 외부에 설치되어 화재 발생여부를 감지하는 것이라고 보면 된다.
보다 구체적으로, 도 1의 예시와 같이, 공동주택의 각 가로등에 설치된 CCD카메라(100)와, 상기 CCD카메라(100)에 장착된 경보기(110)와, 상기 CCD카메라(100)에 장착된 열감지기(120)와, 상기 CCD카메라(100)에 장착된 연기감지기(130)와, 상기 CCD카메라(100)에 탑재되고 메모리가 내장된 컨트롤러(200)와, 상기 CCD카메라(100)에 탑재되고 상기 컨트롤러(200)에 의해 제어되는 무선통신기(210)와, 상기 무선통신기(210)로부터 수신된 영상을 딥러닝기법으로 판독하여 화재여부를 확인하고 화재발생으로 판단시 상기 컨트롤러(200)로 제어신호를 송출하여 경보기(110)를 통해 경보할 수 있도록 관리사무실에 구비된 관리서버(300)를 포함한다.
이때, 상기 관리서버(300)는 영상판독부를 구비하고 있어 딥러닝기법에 따른 인공지능을 사용하여 화염(크기, 색깔별 온도 등)에 대한 영상데이터를 지속적으로 축적하여 학습하고, 학습된 내용을 기반으로 비교판단하여 화재가 발생했는지 안했는지를 신속하게 판단하게 된다.
이러한 관리서버(300)의 영상판독부는 딥러닝 기반 인공지능이 많은 학습을 할수록 해당 건축물의 화재 상황에 대한 인식의 정확도 및 신뢰도가 높아지므로 최종적으로는 별도의 관리자가 관리하지 않고 무인으로 조기 화재감지 및 경보가 가능해진다.
예컨대, 수행되는 딥러닝 기반 인공지능은 불꽃이나 연기 이미지를 학습하는 방법으로 동작할 수 있는데, 데이터베이스에 다량의 불꽃 이미지 및 연기 이미지를 저장하고, 영상판독부의 딥러닝 기반 인공지능은 이 데이터베이스에 저장된 불꽃 이미지 및 연기 이미지를 통하여 불꽃 및 연기를 인식하는 능력을 향상시킬 수 있다.
그리고, 상기 CCD카메라(100)는 초소형으로서 원통형상의 본체하우징(10)의 선단면 중심에 설치된다.
아울러, 상기 본체하우징(10)의 후단 양측에는 가로등주에 고정할 수 있는 클램프(12)가 구비되며 컨트롤러(200)에 연결 제어된다.
또한, 상기 본체하우징(10)의 내부에는 컨트롤러(200)가 탑재되고, 상기 컨트롤러(200)에는 무선통신기(210)가 연결되는데, 상기 컨트롤러(200)는 각각 고유번호가 할당되어 있어 관리서버(300)와 통신할 때 관리서버(300)가 통신하는 컨트롤러(200)가 어디에 위치하고 있는지를 알 수 있다.
이것은 컨트롤러(200)의 고유번호별로 어느 가로등주에 설치했는지 미리 위치정보를 관리서버(300)의 데이터베이스에 입력해 둠으로써 즉시 확인이 가능하도록 구성된다.
또한, 상기 본체하우징(10)의 둘레면 양측에는 경보기(110)가 설치되며 상기 컨트롤러(200)에 연결되어 제어된다.
뿐만 아니라, 상기 CCD카메라(100)의 양측에는 각각 열감지기(120)와 연기감지기(130)가 설치되고, 컨트롤러(200)에 연결되어 제어되게 된다.
아울러, 상기 CCD카메라(100)와 열감지기(120), 연기감지기(130) 및 컨트롤러(200)는 가로등주에 설치되어 있기 때문에 가로등으로 공급되는 상용전원을 어댑팅하여 전원으로 사용한다.
이와 같이 공동주택의 모든 가로등주에 CCD카메라(100)를 설치하게 되면 세대 외부에서 발생될 수 있는 모든 화재에 대해 실시간 감지가 가능하고, 화재 발생이 확인되면 즉시 경고할 수 있어 초기 화재 진압에 기여하도록 할 수 있다.
덧붙여, 상기 본체하우징(10)은 내수성 및 방수성, 방오성을 갖추어 내부식성을 강화시킴으로써 장수명화를 이루고, 나아가 내열성, 내화성을 갖추어 화재에 취약하지 않도록 구성됨이 바람직하다.
이를 위해, 상기 본체하우징(10)의 외표면은 액상 멜리민수지 100중량부에 대해, 수산화알루미늄 25중량부, 폴리테트라플로오르에틸렌 15중량부, 지르코늄 15중량부, 이소프로필에테르 15중량부, 뮬라이트 10중량부, 아연스테아르산염 30중량부가 혼합된 코팅액으로 코팅된다.
이 경우, 상기 액상 멜라민수지는 접착력을 극대화시켜 코팅층의 표면 박리를 강력하게 억제하고 방화성을 강화시키기 위해 첨가되고, 상기 수산화알루미늄은 폴리머의 소수화를 막고 친수화를 유도하여 결합력을 높이면서 불연성을 강화시키기 위해 첨가되며, 상기 폴리테트라플로오르에틸렌(PTFE)은 내수성 및 방수성은 물론 오염방지성을 증대시키기 위해 첨가된다.
그리고, 상기 지르코늄은 화재발생시 공기중의 산소와 결합하여 산화물 또는 질소화물로 된 보호피막을 형성하여 내화성, 내식성, 불연성을 증대시키기 위해 첨가되고, 상기 이소프로필에테르(Iso-PropylEther)는 가교기능을 통해 경화피막을 형성함으로써 내구성과 내오염성을 증대시키기 위해 첨가된다.
또한, 상기 뮬라이트는 1500℃ 부근까지 고융점화시켜 방염성, 즉 불연성을 강화시키기 위해 첨가되며, 상기 아연스테아르산염은 열적 안정제로서 내열성을 강화시키기 위해 첨가된다.
한편, 도 3 및 도 4의 예시와 같이, 각 가로등주에는 상기 본체하우징(10)과 간격을 두고 소화분사기(800)가 설치될 수 있다. 이것은 화재경보와 함께 화재가 진행되면 자동적으로 터지면서 소화기능을 수행하도록 한 휴대형 소화기이다.
상기 소화분사기(800)는 충분히 작게 만들 수 있지만 용량을 늘리기 위해 체적이 커지는 항아리형태, 납작한 사각박스형태 등 다양한 형상변경이 가능하다.
다만, 본 발명에 따른 소화분사기(800)는 초기 진압용이기 때문에 볼륨을 크게 만들지 않는다. 또한, 충분히 납작하게 만들 수 있어 부착 설치시 공간을 많이 차지하지 않게 할 수 있다.
이러한 소화분사기(800)는 소화액이 일정한 압력을 가지고 충전되는 내압용기(810)를 포함하며, 상기 내압용기(810)의 상단에는 고정플랜지(810)가 구비되고, 양측면에는 측면플랜지(814)가 고정된다.
때문에, 상기 소화분사기(800)는 원하는 장소 아무곳에나 설치할 수 있고, 또한 원하면 언제든지 떼어내고 이동시킨 후 다시 원하는 곳에 재설치가 가능하다.
아울러, 내압용기(810)의 하단면에는 소화액을 비산 분사시킬 수 있는 분사유닛(820)이 설치된다.
상기 분사유닛(820)은 내압용기(810)의 하단면 중앙에 형성된 배출구(816)에 끼워지는 십자형 마개(821)와, 상기 십자형 마개(821)의 하단면 중심에서 돌출된 하부돌기(822)와, 상기 하부돌기(822)에 끼워진 팽창스프링(823)과, 상기 하부돌기(822)에 끼워져 팽창스프링(823)을 압축하는 고정막대(824)와, 상기 고정막대(824)가 고정된 작동로드(825)와, 상기 작동로드(825)의 후단에 상하방향으로 길게 형성된 장공(826)과, 상기 장공(826)에 고정핀(828)으로 하단이 핀고정되는 'ㄱ'형상의 고정베이스(827)와, 상기 고정베이스(827)의 상단에서 돌출되어 내압용기(810)의 하단 일측에 형성된 끼움홈(818)에 끼워지는 끼움편부(831)와, 상기 끼움편부(831)와 상하로 간격을 두고 평행하게 돌출되어 내압용기(810)의 하단에 끼움식으로 맞대어진 후 볼트고정되는 받침편부(832)와, 상기 고정베이스(827)의 일측면에 힌지고정된 보조편(829)과, 일단은 보조편(829)의 하단에 고정되고 타단은 작동로드(825)에 고정된 코일스프링(830)과, 상기 고정베이스(827)와 작동로드(825)의 대향되는 위치에 'ㄱ'형상으로 요입형성된 파열구끼움고정홈(834)와, 양단을 각각 상기 파열구끼움고정홈(834)에 끼운 후 90°꺾어 밀어넣어 고정하며 Cu-Ag계(1:0.08중량비) 합금을 사용하여 화재시 열에 의해 끊어지도록 구성된 파열구(833)와, 상기 배출구(816)의 외주면에 나사결합되고 내부가 확경된 분사안내관(840)과, 상기 고정막대(824)가 끼워진 후 장공(826)의 상하폭만큼 이동할 수 있도록 상기 분사안내관(840)에 형성된 막대유동공(841)과, 상기 분사안내관(840)의 하단에 나사고정되는 밀봉구(842)와, 상기 밀봉구(842)에 형성된 배출구멍(843)과, 상기 밀봉구(842)의 하단에 간격을 두고 배치되는 비산분사원판(844)과, 상기 비산분사원판(844) 내부에 형성되어 상기 배출구멍(843)과 연통되는 다수의 분사구멍(845)과, 상기 비산분사원판(844)을 회전시킬 수 있도록 서로 끼움되는 하부부쉬(846) 및 상부부쉬(847)와, 상기 상부부쉬(847)를 상하로 관통하여 하부부쉬(847)에 볼트고정되고 헤드 하부에는 볼(849)이 배치되어 회전마찰을 줄인 고정볼트(848)을 포함한다.
이에 따라, 화재가 발생하면 파열구(833)가 끊어지게 된다.
그러면, 소화액의 내압(분사압)이 고정막대(824)가 받쳐 누르는 힘보다 세져 십자형 마개(821)가 하방으로 밀리게 되고, 십자형 마개(821)가 배출구(816)를 벗어나게 되면 쏟아지는 소화액이 분사안내관(840)을 타고 내려오다가 밀봉구(842)의 배출구멍(843)과 비산분사원판(844)의 분사구멍(845)을 통해 분사되면서 비산분사원판(844)은 자동적으로 회전하게 된다.
따라서, 최대한 멀리까지 분사할 수 있어 초기 화재진압에 매우 효과적으로 대처할 수 있다.
100: CCD카메라 200: 컨트롤러
300: 관리서버

Claims (1)

  1. 공동주택의 각 가로등에 설치된 CCD카메라(100)와, 상기 CCD카메라(100)에 장착된 경보기(110)와, 상기 CCD카메라(100)에 장착된 열감지기(120)와, 상기 CCD카메라(100)에 장착된 연기감지기(130)와, 상기 CCD카메라(100)에 탑재되고 메모리가 내장된 컨트롤러(200)와, 상기 CCD카메라(100)에 탑재되고 상기 컨트롤러(200)에 의해 제어되는 무선통신기(210)와, 상기 무선통신기(210)로부터 수신된 영상을 딥러닝기법으로 판독하여 화재여부를 확인하고 화재발생으로 판단시 상기 컨트롤러(200)로 제어신호를 송출하여 경보기(110)를 통해 경보할 수 있도록 관리사무실에 구비된 관리서버(300)를 포함하는 인공지능(AI)을 이용한 화재 경보 시스템에 있어서;
    상기 가로등이 설치되는 가로등주에는 소화분사기(800)가 더 설치되되, 상기 소화분사기(800)는 소화액이 충전되는 내압용기(810)를 포함하며, 상기 내압용기(810)의 상단에는 고정플랜지(810)가 구비되고, 양측면에는 측면플랜지(814)가 고정되며, 내압용기(810)의 하단면에는 소화액을 비산 분사시킬 수 있는 분사유닛(820)이 설치되고;
    상기 분사유닛(820)은 내압용기(810)의 하단면 중앙에 형성된 배출구(816)에 끼워지는 십자형 마개(821)와, 상기 십자형 마개(821)의 하단면 중심에서 돌출된 하부돌기(822)와, 상기 하부돌기(822)에 끼워진 팽창스프링(823)과, 상기 하부돌기(822)에 끼워져 팽창스프링(823)을 압축하는 고정막대(824)와, 상기 고정막대(824)가 고정된 작동로드(825)와, 상기 작동로드(825)의 후단에 상하방향으로 길게 형성된 장공(826)과, 상기 장공(826)에 고정핀(828)으로 하단이 핀고정되는 'ㄱ'형상의 고정베이스(827)와, 상기 고정베이스(827)의 상단에서 돌출되어 내압용기(810)의 하단 일측에 형성된 끼움홈(818)에 끼워지는 끼움편부(831)와, 상기 끼움편부(831)와 상하로 간격을 두고 평행하게 돌출되어 내압용기(810)의 하단에 끼움식으로 맞대어진 후 볼트고정되는 받침편부(832)와, 상기 고정베이스(827)의 일측면에 힌지고정된 보조편(829)과, 일단은 보조편(829)의 하단에 고정되고 타단은 작동로드(825)에 고정된 코일스프링(830)과, 상기 고정베이스(827)와 작동로드(825)의 대향되는 위치에 'ㄱ'형상으로 요입형성된 파열구끼움고정홈(834)와, 양단을 각각 상기 파열구끼움고정홈(834)에 끼운 후 90°꺾어 밀어넣어 고정하며 Cu-Ag계(1:0.08중량비) 합금을 사용하여 화재시 열에 의해 끊어지도록 구성된 파열구(833)와, 상기 배출구(816)의 외주면에 나사결합되고 내부가 확경된 분사안내관(840)과, 상기 고정막대(824)가 끼워진 후 장공(826)의 상하폭만큼 이동할 수 있도록 상기 분사안내관(840)에 형성된 막대유동공(841)과, 상기 분사안내관(840)의 하단에 나사고정되는 밀봉구(842)와, 상기 밀봉구(842)에 형성된 배출구멍(843)과, 상기 밀봉구(842)의 하단에 간격을 두고 배치되는 비산분사원판(844)과, 상기 비산분사원판(844) 내부에 형성되어 상기 배출구멍(843)과 연통되는 다수의 분사구멍(845)과, 상기 비산분사원판(844)을 회전시킬 수 있도록 서로 끼움되는 하부부쉬(846) 및 상부부쉬(847)와, 상기 상부부쉬(847)를 상하로 관통하여 하부부쉬(847)에 볼트고정되고 헤드 하부에는 볼(849)이 배치되어 회전마찰을 줄인 고정볼트(848)을 포함하는 것을 특징으로 하는 인공지능(AI)을 이용한 화재 경보 시스템.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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KR20100103061A (ko) * 2009-03-13 2010-09-27 오세동 가로등을 기반으로 하는 감시카메라 관리 시스템
KR102048034B1 (ko) 2019-03-22 2019-11-22 주식회사 로제타텍 화재경보시스템
KR102319083B1 (ko) * 2021-02-03 2021-11-02 주식회사메리츠엔지니어링 인공지능 기반의 화재예방 제공 장치 및 방법

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