본 연구는 최근 발생한 숭례문 화재와 같은 목조문화재의 화재를 초기에 인지하고 확인하는 차원에서 고안된 시스템으로써 불꽃감지기와 같은 초기 화재 감지시스템의 오작동 여부를 확인하여 화재감지기의 오작동으로 인한 경제적 시간적인 손실을 예방하고 목조문화재를 화재로부터 보호하기 위한 시스템이다. 초기에 화재를 감지하는 불꽃감지기는 현재 목조문화재뿐만 아니라 다양한 곳에서 활용되고 있지만 감지기의 오작동 및 오류를 확인하는 시스템은 실제로 실효성 등의 문제로 인해 활용이 미비한 실정이다. 본 연구에서는 유비쿼터스 센서 네트워크(USN) 기술, 불꽃감지기, 이미지 센서, USN 기반 문화재 방재 응용사례, 오작동 확인시스템 구현 등에 대해서 살펴보고 유비쿼터스형 문화재 방재시스템을 제시해 본다.
목조문화재의 화재특성을 보면 화재전파가 빠르고 화재가 발생하면 전소로 이어질 가능성이 큰 특징을 가지고 있다. 그러므로 화재의 예방과 초기 진압을 위해서는 상황을 정확히 인지할 수 있는 기술적인 대응과 더불어 인지된 문제를 조기에 대처할 수 있는 시스템이 필요하다. 이러한 기술을 첨단 유비쿼터스 기술에 의한 상황 감지, 그리고 상황에 따른 빠른 대처 즉, 진압에 활용하기 위해 본 연구에서는 유비쿼터스 센서 네트워크(USN) 기술, 불꽃감지기, 이미지 센서, USN 기반 문화재 방재 응용사례, 오작동 확인시스템 구현 등에 대해서 살펴보고 유비쿼터스형 문화재 방재시스템에 대해 불꽃감지기 오작동 확인시스템에 대해 실험하여 연구결과를 제시하였다.
본 프로젝트에서는 화재 발생 시 발견하기 어려운 곳이나 화재가 빈번한 곳에 구축하는 것을 목적으로 하고 있다. 가스와 불꽃을 감지하는 센서로 화재를 감지하고, 디스플레이와 LED 그리고 소리를 통해 화재발생을 알려준다. 그 후, 스프링클러가 작동하여 초기화재에 대응에 도움을 주고 119에 자동으로 신고가 된다. 일정 수치의 센서에 대한 감지 값을 인식하고 인식한 감지 값에 반응하여 화재 대처를 가능하게 구현하는 시스템을 제안한다. 감지센서를 통한 화재장소에서의 불꽃과 가스를 감지하게 되어 스프링클러가 1차적으로 화재의 번짐을 지연해 주고 은근 소방서에 자동적으로 신고를 하게 되는 자동화 프로그램 이행을 목표로 하고 있다.
화재 재해를 예방하기 위해 조기 화재 탐지 기술의 필요성이 증대되고 있다. 화염 및 연기를 감지하기 위해 열, 연기 및 불꽃에 대한 센서 감지 장치가 널리 사용되고 있으나, 이 시스템은 센서 주변 환경의 요소에 따라 제한된다. 이 문제들을 해결하기 위해 다수의 이미지 기반 화재 탐지 시스템이 개발되고 있다. 본 논문에서는 카메라 입력 이미지로 부터 합성곱 신경망을 이용하여 연기 이미지와 불꽃 이미지에 대한 학습을 통해 특징 맵을 추출하고, 이를 사용하여 다른 입력 이미지를 연기와 불꽃으로 분류하는 이미지 기반 화재 감지 시스템을 구현하였다. 다양한 조건의 이미지를 대상으로 실험한 결과 연기와 불꽃으로 분류하는데 우수한 성능을 보여주었다.
Journal of Advanced Marine Engineering and Technology
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제39권9호
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pp.953-958
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2015
라즈베리파이는 복수개의 입출력 주변 장치를 지원할 수 있는 신용카드 크기 정도의 단일보드 컴퓨터로 이기종간 상호연동을 위한 완전한 플랫폼으로 사용할 수 있으므로 다양한 응용에 적용될 수 있다. 라즈베리파이에 와이파이 기능을 결합하면 원격통신이 가능하여 무선센서 노드를 구성하는데도 매우 적합하다. 또한 데이터처리와 의사결정을 인공지능에 기반을 둘 수 있으므로 화재 감시나 화재발생 신뢰도 판단 등과 같은 예제를 이미 개발된 테스트베드에서 수행해 볼 수 있다. 본 논문은 건물 내의 능동적 화재안전감시를 위한 센서 웹노드로서 라즈베리파이 이용에 대한 연구 결과이다. UV 불꽃감지센서가 촛불 크기 정도의 불꽃을 감지하면 라즈베리파이는 GCM 서버를 통해 지정된 스마트폰으로 현장상황을 알리는 푸쉬 메시지를 보낸다. 모바일 앱은 오작동 알람 여부를 판별하기 위한 실시간 비디오 영상을 제공할 수 있도록 개발되었다. 만약 긴급 상황이라면 긴급통화로 즉시 도움을 요청할 수 있도록 구현하였다.
이 연구는 불꽃파장 감지기술과 불꽃영상 감지기술을 융합한 도로터널용 자동소화설비의 화재감지성능을 평가하기 위한 실험이다. 화재감지성능을 향상시키기 위한 이 융합기술은 화재 시 화원의 위치를 파악하고, 노즐을 화원으로 향하여 화재가 발생한 장소에만 가압수를 방사함으로서 화재진압에 따른 수손피해를 줄이는 효과를 얻을 수 있었다. 도로터널의 화재 중 불꽃 및 연기가 선행되는 상황에서 각각 15 m, 20 m, 25 m, 30 m, 35 m 거리에 $70cm{\times}70cm$의 목표물을 두었을 때 화원의 위치를 파악하는지를 실험하였다. 실험결과 농연의 간섭으로 인해 자외선 및 삼파장적외선센서의 감지능력이 감쇠되는 결과를 확인하였다. 또한 농연으로 인해 불꽃이 가려진 경우 이미지센서가 농연을 감지하여 화재신호를 발신함을 확인하였다.
본 논문에서는 화재 감지 센서(UV TRON R2868)와 센서 구동 회로를 이용하여 일반 교류 전원을 스위칭할 수 있는 장치를 제안하고 이를 구현하였다. 구성된 전원 구동 회로의 해석을 위해서 OrCAD 프로그램을 사용하였고, 이를 실제 구동 회로 세트에 부가하여 구성한 후 실험하였다. 실험 결과 주어진 환경에서 불꽃이나 화염만을 감지하여 경보해 주는 특성을 비교적 안정적으로 수행하였으며, 그 결과는 불꽃이나 화염을 감지 후 경보를 필요로 하는 실제적인 활용 분야에 적용할 경우 회로설계의 자료에 참조 할 수 있으리라 사료된다. 이 결과를 바탕으로 화재 감지 센서와 구동 회로를 이용한 전원 개폐 장치의 동작이 실제로 활용 가능함을 검증할 수 있었다.
본 논문은 기존의 센서 기반 화재 감지기가 넓은 장소와 개방된 공간에서 성능이 저하되는 단점을 보완하기 위하여 카메라 영상을 이용한 화재 불꽃 감지 알고리즘을 제안한다. 기존의 연구에서는 다수의 휴리스틱한 정보를 이용하거나 속도가 느린 문제점을 보여주었다. 이를 해결하기 위하여, 통계적인 값들을 사용했으며 속도를 개선하기 위해 블록 단위로 처리하였다. 먼저 입력된 영상에서 배경 모델과 불꽃 색상 모델 을 이용하여 화재 후보 영역을 추출한다. 그 후 후보 블록에 대하여 시간축 상에서의 명도 변화, 웨이블릿 계수 변화, 모션 변화를 추출하여 확 률 모델을 생성하며, 생성된 모델들을 퍼지 로직의 멤버십 함수로 사용하였다. 마지막으로 역퍼지(defuzzification) 과정을 통해 최종 결과 함수를 생성하고 이로부터 불꽃 발생 확률값을 예측하였다. 실험에서는 제안한 화재 불꽃 감지 알고리즘을 성능이 가장 좋다고 알려진 Toreyin의 알고리즘과 비교하여 성능이 개선되었음을 보여주고 있다.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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