KR20180097954A - 터널안전을 위한 유,무선 스마트 통합 감지시스템 - Google Patents

Abstract

본 발명은 관공서 등의 홍보물 또는 사기업 등의 광고물 등을 실시간으로 수신해서 터널 전방의 차단시설물이 각종 홍보물과 광고물 등의 영상물을 게시할 수 있게 하고, 터널에서 발생한 사고를 즉각적으로 감지해 후속 통행을 차단하고 사고의 신속한 조치를 가능하게 하는 터널안전을 위한 유,무선 스마트 통합 감지시스템에 관한 것으로, 중계통보기로부터 제어정보와 영상정보를 수신하는 통신모듈과, 상기 프레임에 설치되며 상기 영상정보의 영상물 데이터를 저장 관리하는 안내정보모듈과, 터널입구 전방에 배치된 프레임에 설치되어 영상물 데이터를 출력하는 스크린모듈과, 상기 제어정보와 영상정보에 따라 안내정보모듈에 영상물 데이터를 스크린모듈에 출력하는 연산처리모듈을 구비한 차단시설물; 터널 내 곳곳에 설치되며, 화재와 터널 영상과 터널 내벽 방위변화 중 선택된 하나 이상을 감지해서 고유한 센서식별코드를 갖춘 감지신호로 발신하는 다수의 감지센서; 상기 감지신호를 수집하여 해당 터널의 터널식별코드와 함께 감지정보로 발신하고, 상기 휴대용 관리단말기와 중앙관제기로부터 수신한 제어정보를 차단시설물에 발신해서 제어하는 중계통보기;를 포함하는 것이다.

Description

터널안전을 위한 유,무선 스마트 통합 감지시스템{SMART INTERGRATED SECURING SYSTEM FOR SAFETY IN TUNNEL}

본 발명은 관공서 등의 홍보물 또는 사기업 등의 광고물 등을 실시간으로 수신해서 터널 전방의 차단시설물이 각종 홍보물과 광고물 등의 영상물을 게시할 수 있게 하고, 터널에서 발생한 사고를 즉각적으로 감지해 후속 통행을 차단하고 사고의 신속한 조치를 가능하게 하는 터널안전을 위한 유,무선 스마트 통합 감지시스템에 관한 것이다.

터널은 도로 등을 주행하는 차량의 신속한 통행을 위해서, 산 또는 지하 등을 관통하게 형성된다. 이러한 터널은 차량의 주행거리를 줄여서 주행시간 및 통행 불편을 최소화하는 장점이 있으나, 그 내부가 어둡고 환기불량으로 인해서 차량의 주행환경이 열악하다는 단점이 있다. 또한, 터널 내부로 차량이 진입하면 갑작스런 환경의 변화로 인해서, 운전자의 여러 감각기능(예를 들면, 시각적인 기능, 청각적인 기능 등)이 저하될 수 있고, 시각적 감각의 왜곡 현상으로 인해 속도감과 거리감을 인지하기 어려운 문제점 또한 있다.

따라서, 터널에서는 전술한 주행환경 악화로 인해서 교통사고의 발생 확률이 증가했다.

이러한 인적 사고 외에도, 터널은 인공적으로 구성된 실내이므로, 터널 설비 자체의 결함, 파손 또는 붕괴 등을 이유로 통행에 곤란한 환경이 조성될 수 있다. 물론, 이러한 급작스런 사고는 통행 차량에 충분한 통지가 불가능하므로, 대형 사고의 원인이 될 수 있었다.

이러한 문제를 해결하기 위해 고속도로의 터널 내부에는 CCTV 등과 같은 감시 장치가 설치되어서, 터널 내부의 안전사고 발생 등을 미리 확인하여 사전에 예방하고 있다.

그러나, 터널의 경우 굴곡진 경우가 많아 CCTV의 사각지대가 많고, 사고 발생 지역이 CCTV에서는 시각적으로 확인할 수 없거나 원거리일 경우에는 중앙관제실에서 인지가 늦어질 수 있었다. 결국, 터널 내 사고가 발생하더라도 후속 통행차량이 터널에 진입하기 이전에 사고를 통지할 수 없는 문제가 있었고, 이를 통해서 2차, 3차의 후속 사고가 연쇄적으로 발생하는 문제 또한 있었다.

선행기술문헌 1. 등록특허공보 제 10-0596539호(2006.07.05 공고)

선행기술문헌 2. 등록특허공보 제 10-0613411호(2006.08.17 공고)

이에 본 발명은 상기와 같은 문제를 해소하기 위해 발명된 것으로서, 터널에서 발생한 사고를 감지해서 중앙관제기는 물론 담당 관리자에게도 자동 통지하고, 후속차량의 터널 진입을 자동 차단하는 터널안전을 위한 유,무선 스마트 통합 감지시스템의 제공을 해결하고자 하는 과제로 한다.

상기의 기술적 과제를 달성하기 위하여 본 발명은,

중계통보기로부터 제어정보와 영상정보를 수신하는 통신모듈과, 상기 프레임에 설치되며 상기 영상정보의 영상물 데이터를 저장 관리하는 안내정보모듈과, 터널입구 전방에 배치된 프레임에 설치되어 영상물 데이터를 출력하는 스크린모듈과, 상기 제어정보와 영상정보에 따라 안내정보모듈에 영상물 데이터를 스크린모듈에 출력하는 연산처리모듈을 구비한 차단시설물;

터널 내 곳곳에 설치되며, 화재와 터널 영상과 터널 내벽 방위변화 중 선택된 하나 이상을 감지해서 고유한 센서식별코드를 갖춘 감지신호로 발신하는 다수의 감지센서; 및

상기 감지신호를 수집하여 해당 터널의 터널식별코드와 함께 감지정보로 발신하고, 상기 휴대용 관리단말기와 중앙관제기로부터 수신한 제어정보를 차단시설물에 발신해서 제어하는 중계통보기;

를 포함하는 터널안전을 위한 유,무선 스마트 통합 감지시스템이다.

상기의 본 발명은, 터널에서 발생한 사고를 감지해서 중앙관제기는 물론 담당 관리자에게도 자동 통지하고, 후속차량의 터널 진입을 자동 차단하는 효과가 있다.

도 1은 본 발명에 따른 감지시스템이 설치되는 터널과 차단시설물에 대한 구성을 개략적으로 도시한 사시도이고,
도 2는 본 발명에 따른 감지시스템의 구성을 개략적으로 도시한 블록도이고,
도 3은 본 발명에 따른 감지시스템의 중앙관제기의 일실시 예를 도시한 블록도이고,
도 4는 본 발명에 따른 차단시설물의 개략적인 모습을 도시한 정면도이고,
도 5는 도 3에 도시한 중앙관제기를 통해 이루어지는 관제방법을 순차로 도시한 플로차트이고,
도 6는 본 발명에 따른 감지시스템의 관리단말기의 일실시 예를 도시한 블록도이고,
도 7은 도 6에 도시한 관리단말기를 통해 이루어지는 관제방법을 순차로 도시한 플로차트이고,
도 8은 본 발명에 다른 감지시스템의 중계통보기의 일실시 예를 도시한 블록도이고,
도 9는 본 발명에 따른 감지시스템에 설치되는 진입제한장치에 대한 구동 모습을 보인 도면이고,
도 10은 상기 진입제한장치가 터널에 설치된 모습을 개략적으로 도시한 측단면도이다.

상술한 본 발명의 특징 및 효과는 첨부된 도면과 관련한 다음의 상세한 설명을 통하여 보다 분명해질 것이며, 그에 따라 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 본 발명의 기술적 사상을 용이하게 실시할 수 있을 것이다. 본 발명은 다양한 변경을 가할 수 있고 여러 가지 형태를 가질 수 있는바, 특정 실시 예들을 도면에 예시하고 본문에 상세하게 설명하고자 한다. 그러나, 이는 본 발명을 특정한 개시형태에 대해 한정하려는 것이 아니며, 본 발명의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변경, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다. 본 출원에서 사용한 용어는 단지 특정한 실시 예들을 설명하기 위해 사용된 것으로, 본 발명을 한정하려는 의도가 아니다.

이하, 본 발명의 실시를 위한 구체적인 내용이 첨부된 도면에 의거하여 상세히 설명한다.

도 1은 본 발 명에 따른 감지시스템이 설치되는 터널과 차단시설물에 대한 구성을 개략적으로 도시한 사시도이고, 도 2는 본 발명에 따른 감지시스템의 구성을 개략적으로 도시한 블록도이다.

본 실시의 감지시스템은 터널(T)의 사고 발생을 자동 감지해서 관리자가 휴대하는 관리단말기(500, 500')와 중앙관제기(400) 중 하나 이상으로 감지정보를 발신해 처리하고, 필요 시 터널(T) 입구에 설치된 차단시설물(600)을 제어해서, 터널(T)로 진입하는 후속차량의 운전자에게 사고 여부를 경고하거나, 후속차량의 터널(T) 진입을 강제로 차단한다.

이를 위해 본 실시의 감지시스템은 터널(T) 내부에 다수 설치되는 감지센서(100)와, 감지센서(100)의 감지신호를 수집해서 CDMA 등의 무선통신망과 TCP/IP 등의 인터넷 기간통신망과 광케이블 등의 유선통신망을 통해 감지정보로 발신하는 중계통보기(300)와, 중계통보기(300)로부터 수신한 감지정보를 확인해서 터널(T)의 상황을 출력하고 터널(T)과 관련한 시스템 동작을 제어하는 중앙관제기(400)와, 유사시 터널(T)의 상황을 안내하고 차단시설물(600) 또는 중계통보기(300)의 일부 동작을 제어하는 관리단말기(500, 500')를 포함하고, 추가로 터널(T) 입구에 설치되어서 후속차량에 통지하는 차단시설물(600)을 더 포함한다.

본 실시의 감지센서(100)는 터널(T) 내벽에 설치되거나, 터널(T) 내에 도로상에 설치되어서, 터널(T) 내부의 온도, 기체상태, 영상, 물리적인 설치위치의 변화 등을 감지한다. 예를 들어 설명하면, 화재감지센서(110)는 터널(T) 내부에서 위치별로 온도와 기체상태 등을 감지한다. 따라서 차량사고 등에 의한 화재 여부를 화재감지센서(110)가 감지해서, 터널(T) 내부의 사고발생 여부를 감지한다. 또한, 영상인식센서(120)는 터널(T) 곳곳에 설치되는 CCTV이며, 터널(T)에서 발생하는 상황을 촬영해서 관리자가 촬영 영상을 통해 시각적으로 확인할 수 있게 한다. 이외에도 영상인식센서(120)는 터널(T) 곳곳에 설치되는 적외선카메라이며, 터널(T) 내부를 적외선으로 촬영해서 터널(T) 내 온도변화를 관리자가 시각적으로 파악할 수 있게 한다. 또한, 방위센서(130)는 터널(T) 내벽에 설치해서, 내벽의 위치 변화 여부를 자동 감지한다. 따라서, 관리자는 터널(T) 내벽의 변화를 확인해서 터널(T)의 붕괴 또는 파손 여부 등을 확인할 수 있다.

본 실시의 감지센서(100)는 터널(T) 곳곳에 다수 설치되며, 감지센서(100)의 설치 위치 등을 식별하기 위해서 센서식별코드가 설정된다.

한편, 감지센서(100)는 하나 이상의 다수 개가 설치되므로, 터널(T) 내 위치별로 감지센서(100)의 감지신호를 수집해야 한다. 따라서 본 실시의 감지시스템은 위치별 또는 감지센서(100)의 종류별로 해당 감지신호를 수집하는 수집모듈(200)을 더 포함할 수 있다. 또한 감지센서(100)는 터널(T) 내 일정 간격으로 구간별 설치할 수 있고, 사물인터넷 네트워크 방식으로 근거리 무선 통신할 수 있다. 따라서 특정 감지센서(100)의 감지신호를 비교적 원거리에 위치한 수집모듈(200) 또는 중계통보기(300)가 수신하기 위해서, 감지센서(100) 자체가 통신수단으로 구동할 수 있다.

본 실시의 중계통보기(300)는 터널(T)별로 설치되며, 감지정보 발신시 상기 감지정보의 해당 터널(T)을 식별하도록 감지정보별로 터널식별코드를 설정한다.

도 3은 본 발명에 따른 감지시스템의 중앙관제기의 일실시 예를 도시한 블록도이고, 도 4는 본 발명에 따른 차단시설물의 개략적인 모습을 도시한 정면도이다.

본 실시의 감지시스템에 구성된 중앙관제기(400)는 중앙관제실에 설치되어서, 터널(T)별로 구성된 중계통보기(300)로부터 감지정보를 수신한다.

중앙관제기(400)의 구성을 좀 더 구체적으로 설명하면, 본 실시의 중앙관제기(400)는 통신망에 접속해서 감지정보를 수신하고 제어정보를 발신하는 통신모듈(410)과, 터널(T)과 감지센서(100)별 명칭데이터와 위치데이터를 저장 관리하는 정보DB(420)와, 사고발생 여부를 중계통보기(300)로부터 수신한 감시정보를 확인해서 사고발생 여부를 판독하는 사고감지모듈(430)과, 감시정보 중 영상데이터를 확인해서 분석하는 영상분석모듈(440)과, 수신한 감시데이터의 발신 위치를 확인하고 표시하는 위치확인모듈(450)과, 각 모듈로부터 수신한 영상데이터를 출력하고 관리자의 조작에 따라 입력데이터를 생성해서 발신하는 입출력모듈(460)과, 각 모듈로부터 수신한 데이터를 지정된 프로세스에 따라 처리하는 중앙처리모듈(470)과, 주행차량 운전자에게 제공하기 위해서 관공서의 홍보물 또는 사기업의 광고물 등을 차단시설물(600)에 게시하는 영상물 모듈(480)을 포함한다. 참고로 영상물 모듈(480)은 입출력모듈(460)을 통해 입력된 영상물 데이터를 저장해 관리하며, 지정된 시간 또는 유사시에 해당하는 영상물 데이터를 영상정보로 해서 통신모듈(410)을 통해 외부로 발신한다. 상기 영상물 데이터는 일반 텍스트 또는 이미지 등일 수 있다.

중앙관제기(400)는 관리자가 감시정보의 내용을 확인하면서 터널(T)의 사고 발생 여부를 실시간으로 감시할 수 있도록, 출력모니터 및 통신장비와 연동한다. 일반적으로 중앙관제기(400)는 각 지역의 터널(T)을 한 곳에서 통합 관리하도록 되며, 터널(T)별로 구성된 중계통보기(300)로부터 감시정보를 수신해서 이를 확인하는 방식으로 이루어진다.

여기서 영상물 모듈(480)은 입출력모듈(460)을 통해 입력된 영상물을 통신모듈(410)을 통해 원격발송하고, 차단시설물(600)의 통신모듈(610)은 이를 수신해서 스크린모듈(640)을 통해 출력한다.

이를 위한 차단시설물(600)을 좀 더 구체적으로 설명하면, 중앙관제기(400) 또는 관리단말기(500, 500')로부터 발신된 영상정보 또는 제어정보를 수신하는 통신모듈(610)과, 상기 영상물 데이터를 저장해 관리하는 안내정보모듈(620)과, 상기 영상정보 또는 제어정보의 설정값에 따라 스크린모듈(640)에 출력시키는 연산처리모듈(630)과, 연산처리모듈(630)가 제시하는 텍스트 또는 영상물을 출력하는 스크린모듈(640)을 포함한다. 여기서 스크린모듈(640)은 차단시설물(600)의 프레임(601) 상단에 설치되어서, 주행차량 운전자가 운전중에도 영상물을 안전하게 확인할 수 있다. 참고로, 스크린모듈(640)은 일반 7-세그먼트 방식일 수도 있고, 액정디스플레이일 수도 있으며, LED 디스플레이방식일 수도 있다. 이외에도 영상물을 출력해 게시할 수 있는 방식이라면 이하의 권리범위를 벗어나지 않는 한도 내에서 다양하게 변형실시될 수 있다.

한편, 본 실시의 차단시설물(600)의 통신모듈(610)은 관리단말기(500, 500')로부터 제어정보를 수신하며, 이를 위해서 중계통보기(300)와 직접 유무선 방식으로 통신할 수 있다. 여기서 관리단말기(500, 500')가 발신하는 제어정보는 터널(T)의 유사시 통행금지 등의 경고문을 게시하게 하며, 연산처리모듈(630)은 관리단말기(500, 500')의 제어정보에 따라 스크린모듈(640)을 제어해서 경고문을 출력한다.

이에 관한 구체적인 설명은 아래에서 다시 한다.

도 5는 도 3에 도시한 중앙관제기를 통해 이루어지는 관제방법을 순차로 도시한 플로차트이다.

도 1 내지 4를 참고해서 본 발명에 따른 감지시스템을 기반으로 하는 관제방법을 순차로 설명한다.

S110; 터널환경 감지 발신 단계

터널(T) 곳곳에 설치된 감지센서(100)가 터널(T)의 온도, 공기, 영상, 내벽 상태 등을 감지한다. 전술한 대로 감지센서(100)는 화재감지센서(110), 영상인식센서(120), 방위센서(130) 등이 있으며, 이외에도 터널(T) 내부를 감지할 수 있는 다양한 종류의 센서가 실시될 수 있다.

참고로 감지센서(100)는 터널(T)을 따라 다수 개가 설치되며, 이를 통해서 관리자는 터널(T)을 눈으로 감시하지 않아도 터널(T) 내부에서의 사고 발생 여부를 신속히 인식할 수 있다.

감지센서(100)는 터널(T) 내부의 상태를 실시간으로 감지하며 생성한 감지신호를 발신한다. 감지신호 발신은 유선 또는 무선으로 이루어지고, 중계통보기(300)로 직접 발신하거나 별도의 수집모듈(200)을 통해서 중계통보기(300)로 발신할 수 있다.

감지센서(100)는 감지신호와 함께 자체 식별을 위한 식별코드를 함께 발신한다.

S120; 감지신호 수집 발신 단계

중계통보기(300)는 감지센서(100)의 감지신호를 식별코드와 함께 수신해서 감지정보로 변환해 발신한다. 중계통보기(300)는 CDMA 등의 무선통신망과 인터넷 통신망과 광케이블 등의 유선통신망 중 선택된 하나 이상을 매개로 해서 감지정보를 지정된 수신지로 발신한다.

참고로 상기 수신지는 중앙관제기(400)이거나 관리단말기(500, 500')일 수 있다. 또한 중앙관제기(400)는 상기 감지신호를 판독해서 감지 수치가 기준치를 초과한 경우에 차단시설물(600)을 제어하도록 구성될 수 있다. 이에 대한 구체적인 설명은 아래에서 다시 한다.

S130; 식별코드 확인 단계

중앙관제기(400)의 통신모듈(410)은 중계통보기(300)가 발신한 감지정보를 수신한다. 이때 통신모듈(410)은 감지정보에 포함된 터널식별코드와 감지데이터와 센서식별코드를 확인한다.

감지정보에서 확인한 터널(T) 상태에 관한 감지데이터와, 대상 터널(T)과 감지센서(100)의 식별코드는 중앙처리모듈(470)에 전달되고, 중앙처리모듈(470)은 상기 감지데이터와 식별코드를 확인해서 후속 절차 처리를 진행한다.

S140; 대상정보 출력 단계

위치확인모듈(450)은 중앙처리모듈(470)의 제어에 따라 수신한 식별코드를 기준으로 정보DB(420)를 검색한다. 정보DB(420)는 식별코드별로 해당 터널(T) 및 감지센서(100)의 명칭데이터 및 위치데이터를 각각 저장하므로, 위치확인모듈(450)은 정보DB(420)를 검색해서 감지데이터의 주체를 확인할 수 있다.

한편, 위치확인모듈(450)은 관리하는 맵 데이터에서 해당 터널(T)의 위치데이터의 위치를 검색하여 상기 맵 데이터에 표시한다. 또한 감지센서(100)의 위치데이터의 위치는 터널(T) 내에 표시해서, 유사시에 관리자가 사고발생 터널(T)과 해당 터널(T) 내 사고지점을 신속히 확인할 수 있게 한다.

계속해서, 위치확인모듈(450)은 검색되어 사고지점이 표시된 맵 이미지를 중앙처리모듈(470)에 전달하고, 중앙처리모듈(470)은 입출력모듈(460)을 통해서 상기 맵 이미지를 출력한다. 따라서 관리자는 입출력모듈(460)을 통해 출력되는 화면을 보면서 사고 발생 여부와, 사고가 발생한 사고지점을 신속히 확인할 수 있다.

S150; 사고여부 확인 단계

한편, 사고감지모듈(430)은 감지데이터를 확인해서 터널(T)의 사고 발생 여부를 판단한다.

예를 들어 설명하면, 화재감지센서(110)의 감지데이터는 온도 또는 공기비율 등에 관한 정보를 포함하는데, 온도 또는 공기비율에 관한 감지 수치가 기준치를 초과한 경우에 사고발생으로 간주해서 사고데이터를 발신한다. 방위센서(130)의 감지데이터는 방위센서(130)의 현재 자세 변화 여부에 관한 정보를 포함하는데, 자세 측위값의 변화범위를 초과하는 경우에 사고발생으로 간주해서 사고데이터를 발신한다.

이외에도 영상분석모듈(440)은 감지데이터에서 영상데이터를 분석해서 사고발생 여부를 확인한다. 영상데이터는 일반적인 CCTV 또는 적외선카메라에서 촬영된 영상이미지일 수 있는데, 터널(T) 내 도로에서 사물이미지가 변화없이 정지상태를 지정시간 이상 유지하면, 이는 상기 사물의 사고발생으로 간주해서 사고데이터를 발신한다. 또한. 적외선 카메라의 적외선이미지에서 지정된 색상이 터널(T) 내 도로의 일지점에서 지정시간 이상 계속 확인되면, 이는 상기 일지점에 발화가 있는 것으로 간주해서 사고데이터를 발신한다.

이러한 영상데이터 분석은 관리자가 직접 시각적으로 확인할 수도 있으나, 영상분석모듈(440)은 영상이미지를 자동 분석해서 터널(T)의 사고 발생 확인 효과를 높일 수 있다.

S160; 알람 단계

사고감지모듈(430)과 영상분석모듈(440) 중 선택된 하나 이상으로부터 수신한 사고데이터를 연산한 중앙처리모듈(470)은 입출력모듈(460)을 통해 영상 또는 소리로 알람을 출력해서, 중앙관제실에 관리자가 모니터 등을 통해 사고발생과 사고 위치 및 지점 등을 신속히 파악하고 후속 조치를 취할 수 있게 한다.

S170; 시설구동 단계

사고발생을 확인한 관리자는 후속 조치를 위해서 입출력모듈(460)을 조작하고, 입출력모듈(460)은 관리자의 조작에 대응한 제어데이터를 중앙처리모듈(470)에 발신한다. 여기서 제어데이터는 소방신고 또는 경찰신고를 위한 연락 데이터이거나, 터널(T)에 비치된 소방설비 구동을 위한 데이터이거나, 차단시설물(600)의 구동을 위한 데이터일 수 있다.

중앙처리모듈(470)은 상기 제어데이터를 수신하면 사고 처리를 위한 설비 또는 시설 제어를 위해서, 통신모듈(410)을 이용해 해당 설비 또는 시설물로 식별코드와 함께 제어정보를 발신한다. 여기서 식별코드는 터널식별코드와 설비식별코드와 시설물식별코드를 포함한다.

상기 제어정보를 수신한 해당 설비 또는 시설물은 지정 프로세스에 따라 동작해서, 터널(T)에 발생한 사고의 후속조치가 이루어지게 한다.

도 6는 본 발명에 따른 감지시스템의 관리단말기의 일실시 예를 도시한 블록도이다.

본 실시의 감지시스템은 중계통보기(300)가 감지센서(100)로부터 수신한 감지정보를 확인해서 발신 여부와 수신대상을 결정하도록 되며, 이를 위해서 중계통보기(300)는 감지센서(100)로부터 수신한 감지신호를 통합해서 감지정보로 발신하는 통신모듈(310)과, 감지센서(100)별 감지신호를 확인해서 발신 여부와 수신대상을 결정하는 정보결정모듈(320)과, 관리단말기(500') 또는 중계통보기(300) 또는 중앙관제기(400)의 제어를 받아 차단시설물(600)의 동작을 제어하는 제어모듈(330)을 포함한다.

한편, 관리단말기(500, 500')는 관리자가 휴대하는 통신수단으로서, 일반적인 통신기능을 위해 CDMA 등의 무선통신망에 접속해서 정보를 발수신하는 통신모듈(510)과, 구성된 모듈과 연동하면서 관리단말기(500, 500')의 구동을 프로세싱하는 OS(520)와, OS(520)의 출력데이터를 출력하고 관리자가 조작한 데이터를 입력데이터로 생성해서 OS(520)에 전달하는 입출력모듈(530)과, 중계통보기(300)의 감지정보 또는 중앙관제기(400)의 제어정보를 수신해서 처리하는 사고처리모듈(540)을 포함한다. 참고로, 통신모듈(510)과 중계통보기(300)의 통신모듈(310) 간 통신이 CDMA 등의 무선통신망인 것으로 했으나, 이외에도 블루투스와 같은 근거리통신 방식으로 이루어질 수 있다. 따라서 관리자가 관리단말기(500, 500')를 휴대하여 중계통보기(300)와의 유효통신범위 내에 접근하면, 관리단말기(500, 500')는 중계통보기(300)를 자동 인식해서 통신할 수 있다.

여기서 관리단말기(500, 500')는 중계통보기(300) 또는 중앙관제기(400)로부터 수신한 정보만을 단순 출력하는 제1기기와, 관리자의 조작을 통해서 감지정보를 분석해 확인하고 사고 수습을 위한 해당 시설 또는 설비를 제어하는 제2기기로 구분된다.

상기 제1기기의 관리단말기(500)의 사고처리모듈(540)은 감지정보 또는 제어정보를 단순히 출력하는 사고통지유닛(541)을 포함한다. 사고통지유닛(541)은 중계통보기(300)의 감지정보 또는 중앙관제기(400)의 제어정보를 확인해서 단순 문자 형태로만 내용을 출력한다. 참고로, 본 실시의 사고통지유닛(541)은 단순 SMS 또는 MMS 형태로 내용을 출력하므로, 중앙관제기(400)에서 검색이 완료된 텍스트 정보만을 수신해서 출력할 수 있다.

상기 제2기기의 관리단말기(500')의 사고처리모듈(540)은 감지정보 또는 제어정보를 확인해서 출력하는 사고통지유닛(541)과, 식별코드별로 링크된 터널(T)과 감지센서(100) 각각의 위치데이터와 명칭데이터를 저장하는 데이터유닛(542)과, 데이터유닛(542)을 검색해서 식별코드에 해당하는 위치데이터와 명칭데이터를 확인하고 맵 데이터에서 해당 위치와 지점을 검색해 표시하는 사고위치 추적유닛(543)과, 중계통보기(300) 또는 중앙관제기(400)에 접속해서 사후처리를 위한 제어정보를 생성해 발신하는 시스템 접속유닛(544)을 포함한다.

관리단말기(500, 500')의 각 모듈에 관한 보다 상세한 설명은 본 실시의 관제방법을 설명하면서 한다.

도 7은 도 6에 도시한 관리단말기를 통해 이루어지는 관제방법을 순차로 도시한 플로차트이다.

S110; 터널환경 감지 발신 단계

전술한 바 있으므로 여기서는 설명을 생략한다.

S120'; 감지신호 수집 발신 단계

S121; 감지정보 수집 단계

중계통보기(300)는 감지센서(100)로부터 감지정보를 수신해 수집한다.

중계통보기(300)의 통신모듈(310)은 감지센서(100) 또는 수집모듈(200)과의 통신이 IOT 기반의 통신 방식을 통해 이루어질 수도 있고, 일반적인 1:1 통신을 통해 이루어질 수도 있다. 또한, 통신모듈(310)과 감지센서(100) 또는 수집모듈(200) 간의 통신은 유선 또는 무선을 통해 이루어질 수도 있다.

S122; 발신 정보 결정 단계

중계통보기(300)의 정보결정모듈(320)은 감지센서(100)로부터 수신한 감지신호를 분석해서 감지 수치의 기준치 초과 여부를 확인한다.

이때, 정보결정모듈(320)은 감지신호를 기초로 사고발생 여부를 자동으로 판단하므로, 정보결정모듈(320)에 설정된 기준치는 실제 사고 발생 기준치보다는 넓은 범위이다. 즉, 정보결정모듈(320)의 기준치는 관리자가 실제로 확인하는 기준치보다는 넓은 범위로 책정되어서, 사고발생 여부를 자동으로 판단하면서 발생할 수 있는 오판을 최소화하는 것이다.

S123; 수신지 확인 단계

중계통보기(300)의 정보결정모듈(320)은 확인한 감지신호의 종류와 기준치 초과 여부를 기준으로, 감지신호의 후속 발신을 결정한다.

이를 좀 더 구체적으로 설명하면, 정보결정모듈(320)은 통신부하를 줄이기 위해서 정보결정모듈(320)의 기준치를 벗어나지 않은 감지신호는 그 발신을 중단한다(S410). 그러나 감지신호의 감지 수치가 정보결정모듈(320)의 기준치를 초과한 경우에는 중앙관제기(400)로 발신하되, 차량사고 또는 터널붕괴 등과 같이 후속 차량의 터널(T) 진입이 불가한 상태인 것으로 지정된 감지신호인 경우에는 신속한 통지를 위해서, 차단시설물(600)의 구동을 제어하는 제어모듈(330)에 제어정보를 전달한다(S310).

이외에도 정보결정모듈(320)은 기준치에 상관없이 감지센서(100)로부터 수신한 모든 감지신호는 중앙관제기(400)에 모두 발신할 수 있으나, 관리자의 관리단말기(500, 500')로는 정보결정모듈(320)의 기준치를 초과한 감지신호만을 발신할 수 있다.

한편, 전술한 바와 같이, 중계통보기(300)는 감지센서(100)의 감지신호를 식별코드와 함께 수신해서 감지정보로 변환해 발신한다. 또한, 중계통보기(300)의 통신모듈(310)은 CDMA 등의 무선통신망과 인터넷 통신망과 광케이블 등의 유선통신망 중 선택된 하나 이상을 매개로 해서 감지정보를 지정된 수신지로 발신한다.

S130'; 식별코드 확인 단계

관리단말기(500, 500')의 통신모듈(510)은 중계통보기(300)가 발신한 감지정보를 수신한다. 이때 통신모듈(510)은 감지정보에 포함된 터널식별코드와 센서식별코드를 확인한다.

감지정보에서 확인한 터널(T) 상태에 관한 감지데이터와, 대상 터널(T)과 감지센서(100)의 식별코드는 OS(520)에 전달되고, OS(520)는 상기 감지데이터와 식별코드를 확인해서 후속 절차 처리를 진행한다.

S140'; 대상정보 출력 단계

사고위치 추적유닛(543)은 OS(520)의 제어에 따라 수신한 식별코드를 기준으로 데이터유닛(542)을 검색한다. 데이터유닛(542)은 식별코드별로 해당 터널(T) 및 감지센서(100)의 명칭데이터 및 위치데이터를 각각 저장하므로, 사고위치 추적유닛(543)은 데이터유닛(542)을 검색해서 감지데이터의 주체를 확인할 수 있다.

한편, 사고위치 추적유닛(543)은 관리하는 맵 데이터에서 해당 터널(T)의 위치데이터의 위치를 검색하여 상기 맵 데이터에 표시한다. 또한 감지센서(100)의 위치데이터의 위치는 터널(T) 내에 표시해서, 유사시에 관리자가 사고발생 터널(T)과 해당 터널(T) 내 사고지점을 신속히 확인할 수 있게 한다.

계속해서, 사고위치 추적유닛(543)은 검색되어 사고지점이 표시된 맵 이미지를 OS(520)에 전달하고, OS(520)은 입출력모듈(530)을 통해서 상기 맵 이미지를 출력한다. 따라서 관리자는 입출력모듈(530)을 통해 출력되는 화면을 보면서 사고 발생 여부와, 사고가 발생한 사고지점을 신속히 확인할 수 있다.

S150'; 사고여부 확인 단계

한편, 사고통지유닛(541')은 OS(520)로부터 수신한 감지데이터를 확인해서 터널(T)의 사고 발생 여부를 판단한다.

감지센서(100)의 종류와 이에 대한 사고여부 판단의 프로세스는 사고여부 확인 단계(S150)에서 앞서 설명한 바 있으므로, 여기서는 그 설명을 생략한다.

S160'; 알람 단계

사고통지유닛(541')은 중앙관제기(400)의 제어정보 또는 중계통보기(300)의 감지정보를 확인해서, 입출력모듈(530)을 통해 영상 또는 소리로 알람을 출력한다.

S170'; 시설구동 단계

사고발생을 확인한 관리자는 후속 조치를 위해서 입출력모듈(530)을 조작하고, 입출력모듈(530)은 관리자의 조작에 대응한 제어데이터를 OS(520)에 발신한다. 여기서 제어데이터는 소방신고 또는 경찰신고를 위한 연락 데이터이거나, 터널(T)에 비치된 소방설비 구동을 위한 데이터이거나, 차단시설물(600)의 구동을 위한 데이터일 수 있다.

OS(520)는 상기 제어데이터를 수신하면 사고 처리를 위한 설비 또는 시설 제어를 위해서, 통신모듈(510)을 이용해 해당 설비 또는 시설로 제어정보를 발신한다.

상기 제어정보를 수신한 해당 설비 또는 시설은 지정 프로세스에 따라 동작해서, 터널(T)에 발생한 사고의 후속조치가 이루어지게 한다.

한편, 차단시설물(600)의 구동을 과정을 설명한다.

S310; 차단시설 구동 단계

차단시설물(600)은 중계통보기(300)와 연결되어서 중계통보기(300)의 제어모듈(330)의 제어에 따라 동작한다.

여기서 차단시설물(600)은 터널(T) 입구에 설치되어서 터널(T)에 진입하는 차량의 운전자에게 경고문을 출력하는데, 제어모듈(330)은 차단시설물(600)에 지정된 경고문 출력이 이루어지도록 제어한다. 또한 차단시설물(600)은 경고문 이외에 차량 진입을 강제로 차단하기 위한 펜스를 형성시킬 수도 있다. 이를 위해서 차단시설물(600)은 본체를 이루는 프레임(601)과, 프레임(601)에 설치되며 경고문을 출력하는 스크린모듈(640)과, 프레임(601)에 이동가능하게 설치되는 펜스와, 상기 펜스을 이동시키는 구동수단과, 제어모듈(330)의 제어정보를 받아 스크린모듈(640)과 구동수단을 제어하는 연산처리모듈(630)을 포함한다.

중계통보기(300)의 통신모듈(310)은 관리단말기(500, 500') 또는 중앙관제기(400)로부터 제어정보를 수신하고, 제어모듈(330)은 상기 제어정보의 데이터에 따라 해당하는 제어정보를 생성해서 차단시설물(600)의 연산처리모듈(630)에 발신한다.

도 8은 본 발명에 다른 감지시스템의 중계통보기의 일실시 예를 도시한 블록도이다.

본 실시의 감지센서(100)는 서로 독립해서 개별적으로 동작하는 화재감지센서(110)와 영상인식센서(120)와 방위센서(130)가 터널(T) 곳곳에 다수 설치된다. 즉, 감지센서(100) 각각이 자체 전원에서 전력을 공급받아 특정한 센싱을 진행해야 하는 것이다. 더욱이 감지센서(100)는 중계통보기(300)로 해당 감지신호를 발신해야 한다. 따라서, 감지센서(100)는 적지않은 전력이 요구되고, 관리자는 감지센서(100)에 방전된 전원을 주기적으로 교체해야 하는 번거로움이 있다.

따라서 본 실시의 감지시스템은 전력소비를 최소화하기 위해서 감지센서(100)가 유사시에만 구동하게 하며, 이를 위한 유사시 상황을 식별하기 위해서 본 실시의 감지시스템은 소음센서(100')를 더 포함한다. 소음센서(100')는 터널(T)에 일정 간격으로 배치되어서, 터널(T) 내 소음을 실시간으로 감지하고 해당 감지신호를 중계통보기(300)로 발신한다.

본 실시의 중계통보기(300)는 소음센서(100')가 발신한 감지신호를 수신해서 소음크기를 확인하여 감지센서(100)의 구동을 제어하는 센서제어모듈(340)과, 감지센서(100)의 주기적인 구동을 확인하기 위해 시간을 통지하는 타이머(350)를 포함한다.

소음센서(100')는 감지센서(100)와는 달리 중단없이 지속적으로 터널(T) 내 소음을 감지한다. 감지되는 소음크기에 관한 감지신호는 센서식별코드와 함께 중계통보기(300)에 실시간으로 발신되고, 중계통보기(300)의 통신모듈(310)은 상기 감지신호와 센서식별코드를 수신한다.

센서제어모듈(340)은 통신모듈(310)을 통해 수신한 센서식별코드를 통해 해당 소음센서(100')를 확인한다. 또한 센서제어모듈(340)은 통신모듈(310)을 통해 수신한 감지신호의 감지데이터를 확인하고, 해당 소음 수치를 기준치와 비교해서 감지센서(100)의 구동 여부를 결정한다. 예를 들어 설명하면, 차량이 통행하는 일반적인 터널(T) 내부는 차량의 주행 소리 외에는 특별한 소음이 발생하지 않는다. 따라서, 터널(T) 내 차량의 주행소리인 80 ~ 90dB을 기준치로 해서, 상기 기준치 이상의 소음이 확인되면 사고발생으로 추정하고 감지센서(100) 구동을 위한 제어신호를 통신모듈(310)을 통해 감지센서(100)로 발신한다.

이를 위해 감지센서(100)는 ON/OFF 구성과, 발수신이 가능한 양방향 통신 구성을 이루며, 센서제어모듈(340)이 발신한 제어신호를 수신하면 자체 센싱을 시작하여 해당 감지신호를 발신한다. 이때, 감지센서(100)의 센싱은 설정된 지속시간 동안 이루어지며, 상기 지속시간이 경과하면 센싱을 중단한다. 참고로, 감지센서(100)의 구동과는 상관없이 소음센서(100')는 지속적으로 소음을 감지해서 해당 감지신호를 발신하고, 센서제어모듈(340)은 해당 소음센서(100')의 감지신호를 확인해서 제어신호를 발신하며, 감지센서(100)는 중계통보기(300)로부터 감지신호를 수신하면 상기 지속시간은 잔여 시간에 상관없이 새로 초기화되어서 소음센서(100')의 구동을 지속시킨다.

타이머(350)는 설정된 시간신호를 센서제어모듈(340)에 전달해서, 센서제어모듈(340)이 감지센서(100) 구동을 위한 제어신호를 발신하게 한다.

전술한 바와 같이, 감지센서(100)는 터널(T)에 다수 설치되나, 기준치 이하의 소음만이 감지될 때는 구동을 하지 않는다. 따라서 전원의 방전 여부 확인은 물론 저소음 상태에서의 사고 확인도 이루어지지 못하는 문제가 있다.

상기 문제를 해소하기 위해서 본 실시의 타이머(350)는 설정된 시간신호를 센서제어모듈(340)에 전달하고, 센서제어모듈(340)은 상기 시간신호를 수신하면 감지센서(100)의 구동을 위한 제어신호를 발신한다. 따라서 설정된 시간대에는 소음센서(100')의 감지신호에 상관없이 감지센서(100)가 센싱하면서 해당 감지신호를 발신한다.

한편, 센서제어모듈(340)은 수신한 감지신호의 센서식별코드를 확인해서 감지신호가 누락된 감지센서(100)를 확인한다. 확인결과 감지신호를 발신하지 않는 감지센서(100)가 확인되면, 센서제어모듈(340)은 안내정보를 생성해서 관리단말기(500, 500')에 발신한다. 상기 안내정보를 수신한 관리단말기(500, 500')는 구동하지 않는 감지센서(100) 정보를 출력하고, 관리자는 확인된 감지센서(100)에 대해 관리한다. 참고로, 시간신호에 따라 구동해서 발신된 감지센서(100)의 감지신호는 정보결정모듈(320)에서도 확인해서 해당 지점의 사고발생 여부를 확인한다.

도 9는 본 발명에 따른 감지시스템에 설치되는 진입제한장치에 대한 구동 모습을 보인 도면이고, 도 10은 상기 진입제한장치가 터널에 설치된 모습을 개략적으로 도시한 측단면도이다.

본 실시의 감지시스템에 구성되는 진입제한장치(700)는 터널(T)에 진입하는 차량의 운전자를 시각적으로 제한해서 차량의 진행 정지를 강제한다.

이를 위해 진입제한장치(700)는, 중계통보기(300)를 통해 해당 제어정보를 수신해 처리해서 구동신호를 발신하는 구동모듈(710)과, 터널(T) 입구의 가장자리를 따라 일렬로 배치되어서 터널(T) 입구를 덮도록 흰색의 배기가스를 배출하는 다수의 배기모듈(720)과, 터널(T) 입구에 배출된 상기 배기가스를 향해 이미지를 조사하는 프로젝터(730)를 포함한다.

따라서 터널(T)에 사고 발생에 대한 제어정보를 중계통보기(300)로부터 수신한 구동모듈(710)은 상기 제어정보에 따라 구동신호를 발신해서, 차량의 진입측 배기모듈(720)을 구동시켜 흰색 배기가스를 고압을 배출하고, 이와 동시에 프로젝터(730)를 구동시켜 상기 배기가스를 향해 이미지를 출력시킨다. 여기서 상기 배기가스는 수증기일 수 있고, 다수의 배기모듈(720)이 고압으로 상기 배기가스를 배출함으로써 터널(T) 입구가 완전히 가려진다. 본 실시에서 프로젝터(730)는 흰색 배기가스에 '출입제한'이라는 글자의 이미지를 조사해서, 배기가스 상에 '출입제한' 이미지가 출력된다.

결국, 터널(T)로 진입하는 차량의 운전자는 터널(T) 안이 시야에서 사라지므로 의식적으로 차량 주행을 정지하고, 아울러 프로젝터(730)에서 상기 배기가스로 조사되는 이미지인 글자 등이 시야에 확인되므로, 터널(T) 안에 위급함을 빠르게 인식할 수 있다.

참고로, 프로젝터(730)는 터널(T) 입구의 전방에 설치된 차단시설물(600)에 설치되어서, 상기 구동신호에 따라 터널(T) 입구의 배기가스를 향해 정해진 이미지를 정확히 조사할 수 있다. 배기모듈(720)은 터널(T) 입구의 가장자리를 따라 다수 개가 배치되고, 구동모듈(710)은 배기모듈(720)의 구동을 개별적으로 제어할 수 있으므로, 유사시 차량 진입로(우측통행로)의 배기모듈(720)만을 구동시켜서 터널(T) 입구를 가리고, 진출로(좌측통행로)는 개방할 수 있다.

한편, 본 실시의 진입제한장치(700)는 터널(T) 입구 상단에 태양빛을 차단할 수 있는 선루프(740)를 설치해서, 주간에도 프로젝터(730)가 배기가스에 조사하는 이미지를 운전자가 정확히 파악해 인식할 수 있게 한다.

앞서 설명한 본 발명의 상세한 설명에서는 본 발명의 바람직한 실시 예들을 참조해 설명했지만, 해당 기술분야의 숙련된 당업자 또는 해당 기술분야에 통상의 지식을 갖는 자라면 후술될 특허청구범위에 기재된 본 발명의 사상 및 기술영역으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명을 다양하게 수정 및 변경시킬 수 있음을 이해할 수 있을 것이다.

Claims (5)

1. 중계통보기로부터 제어정보와 영상정보를 수신하는 통신모듈과, 상기 프레임에 설치되며 상기 영상정보의 영상물 데이터를 저장 관리하는 안내정보모듈과, 터널입구 전방에 배치된 프레임에 설치되어 영상물 데이터를 출력하는 스크린모듈과, 상기 제어정보와 영상정보에 따라 안내정보모듈에 영상물 데이터를 스크린모듈에 출력하는 연산처리모듈을 구비한 차단시설물;
   터널 내 곳곳에 설치되며, 화재와 터널 영상과 터널 내벽 방위변화 중 선택된 하나 이상을 감지해서 고유한 센서식별코드를 갖춘 감지신호로 발신하는 다수의 감지센서; 및
   상기 감지신호를 수집하여 해당 터널의 터널식별코드와 함께 감지정보로 발신하고, 상기 휴대용 관리단말기와 중앙관제기로부터 수신한 제어정보를 차단시설물에 발신해서 제어하는 중계통보기;
   를 포함하는 것을 특징으로 하는 터널안전을 위한 유,무선 스마트 통합 감지시스템.
2. 제 1 항에 있어서,
   상기 중계통보기의 발신 감지정보를 수신해서 감지데이터와 센서식별코드와 터널식별코드를 확인하고, 중앙처리모듈에서 수신한 제어데이터를 해당 식별코드와 함께 제어정보로 발신하는 통신모듈; 상기 감지데이터의 감지 수치를 기준치와 비교해 사고 발생 여부를 확인하여 사고데이터를 생성하는 사고감지모듈; 사고지점이 영상으로 출력되도록, 상기 터널식별코드와 센서식별코드를 기준으로 맵 데이터에서 위치를 확인해 표시한 맵 이미지를 생성하여 출력시키는 위치확인모듈; 상기 감지데이터가 포함한 영상데이터를 분석해서 사물이미지가 정지상태를 지정시간 이상 유지함이 감지되거나, 상기 감지데이터가 포함한 적외선 촬영 적외선이미지를 분석해서 지정된 색상이 일지점에서 지정시간 이상 감지되면, 사고데이터를 생성하는 영상분석모듈; 상기 통신모듈의 감지데이터와, 사고감지모듈의 사고데이터와, 위치확인모듈의 영상이미지와, 영상분석모듈의 사고데이터를 연산처리하고, 제어데이터를 상기 통신모듈에 발신하는 중앙처리모듈;을 구비한 중앙관제기, 및
   상기 중계통보기로부터 상기 제어정보를 수신해 처리해서 구동신호를 발신하는 구동모듈과, 터널 입구의 가장자리를 따라 일렬로 배치되어서 상기 구동신호에 따라 터널 입구를 덮도록 흰색의 배기가스를 배출하는 다수의 배기모듈과, 터널 입구에 배출된 상기 배기가스를 향해 상기 구동신호에 따라 이미지를 조사하는 프로젝터를 구비한 진입제한장치
   를 포함하는 것을 특징으로 하는 터널안전을 위한 유,무선 스마트 통합 감지시스템.
3. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서, 상기 중계통보기는
   상기 감지센서로부터 수신한 감지신호를 감지정보로 발신하고, 상기 중앙관제기와 관리단말기의 제어정보를 수신하는 통신모듈;
   상기 통신모듈에서 수신한 감지신호를 확인해서 감지 수치의 기준치 초과 여부를 확인하되, 설정 기준치별로 상기 감지신호를 분류해서 제어신호를 발신하거나, 해당 감지신호의 감지정보 발신을 제한하거나, 해당 감지신호의 감지정보가 중앙관제기와 관리단말기 중 선택된 하나 이상으로 발신되도록 통신모듈을 제어하는 정보결정모듈; 및
   상기 정보결정모듈로부터 수신한 제어신호에 따라 차단시설물을 구동시키는 제어모듈;
   을 포함하는 것을 특징으로 하는 터널안전을 위한 유,무선 스마트 통합 감지시스템.
4. 제 3 항에 있어서,
   상기 감지센서는 ON/OFF 구성과, 발수신이 가능한 양방향 통신 구성을 갖추고, 센서제어모듈의 제어신호를 수신하면 설정된 지속시간 동안 구동하되, 상기 센서제어모듈의 제어신호를 수신할 때마다 상기 지속시간은 초기화되어 감지센서의 구동을 지속시키고;
   터널 곳곳에 설치되어서 소음을 감지하며, 해당 소음의 감지신호를 센서식별코드와 함께 발신하는 소음센서를 더 포함하고;
   상기 중계통보기는, 상기 통신모듈이 수신한 감지신호에서 소음센서의 센서식별코드를 확인해 소음센서를 확인하고, 상기 감지신호에서 감지데이터의 소음 수치를 기준치와 비교해서 해당 감지센서의 구동 여부를 결정하며, 상기 소음 수치가 기준치를 초과한 것으로 확인하면 대상이 되는 감지센서의 구동을 위한 제어신호를 생성해서 통신모듈을 통해 발신하게 하는 센서제어모듈;을 포함하는 것
   을 특징으로 하는 터널안전을 위한 유,무선 스마트 통합 감지시스템.
5. 제 4 항에 있어서,
   상기 중계통보기는, 지정된 시간 통지를 위한 시간신호를 상기 센서제어모듈에 전달하는 타이머를 더 포함하고;
   상기 센서제어모듈은 시간신호를 수신하면 해당 감지센서의 구동을 위한 제어신호를 발신하며, 상기 시간신호에 따라 발신한 제어신호에 대응되는 감지신호의 센서식별코드를 확인해서 누락된 감지센서를 확인하고, 상기 관리단말기에 누락된 감지센서에 대한 안내정보를 발신하는 것;
   을 특징으로 하는 터널안전을 위한 유,무선 스마트 통합 감지시스템.

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