KR20170123295A

KR20170123295A - 산불 감시 시스템

Info

Publication number: KR20170123295A
Application number: KR1020170135249A
Authority: KR
Inventors: 김성실
Original assignee: 엠엠피씨 주식회사
Priority date: 2017-10-18
Filing date: 2017-10-18
Publication date: 2017-11-07

Abstract

본 발명은 산불감시 시스템에 관한 것으로, 보다 상세하게는 설치 비용이 저렴하고 산불 감지가 신속하고 정확한 산불감시 시스템에 관한 것이다.
본 발명은 산불 감시 시스템에 있어서,
산불 감시를 위해 고압 송전탑에 설치되고, 감시 영역의 열화상을 감지하는 열화상 센서(6)와 감시 영역의 영상을 감지하는 이미지 센서(7)와 이동통신 모듈(5)을 포함하는 융합 카메라(4)를 포함하며, 상기 융합 카메라(4)와 이동통신 모듈(5)에 전원을 공급하기 위하여 고압 송전탑의 고압선에 의해 유도되는 교류 전류에 의해 충전되는 무선 충전기(3)를 포함하는 산불 감시 카메라(10);
상기 열화상 센서(6)와 이미지 센서(7)를 통해 획득되는 열화상 데이터와 영상 데이터를 이동통신 모듈(5)을 통해 수신하여, 열화상 데이터에서 산불에 해당하는 열화상 값이 존재하는지를 판단하여 존재하면 경보 발생기(13)을 통해 경보를 발생시키고, 영상 데이터에 따른 영상을 모니터(12)에 표시하여 상기 경보 발생시 감시 요원이 해당 모니터 화면을 통해 최종적으로 산불 발생 여부를 판단하게 하는 감시 서버(11)를 포함하는 것을 특징으로 한다.

Description

산불 감시 시스템{Forest Fire Monitoring System}

본 발명은 산불감시 시스템에 관한 것으로, 보다 상세하게는 설치 비용이 저렴하고 산불 감지가 신속하고 정확한 산불감시 시스템에 관한 것이다.

지구 온난화의 영향으로 이상 고온과 가뭄이 심해지면서 대형 산불이 자주 발생함에 따라, 오랜 세월에 걸쳐 형성된 산림 자원이 산불에 의해 한순간에 사라지게 되어 산림 자원의 손실이 발생할 뿐만 아니라, 국립 공원이 파괴되거나 동식물의 서식지가 파괴되고, 산림이 파괴됨에 따라 홍수피해가 증가하고 대기오염이 증가하는 등 산불로 인한 피해가 크게 되었다.

이러한 산불 피해를 줄이기 위해서는 조기에 정확하게 산불 발생을 감지해야 하기 때문에, 산불 발생을 감시하기 위하여 종래에서는 산의 곳곳에 감시탑을 설치하고 감시탑에 감시 카메라와 이동통신 장치를 설치하는 방식을 이용하여, 이러한 감시 카메라의 영상을 이동통신 장치에 의해 원격지의 감시실로 전송하여 감시요원이 감시 카메라의 영상을 보면서 산불 발생을 감시하게 된다.

그런데, 산림이 방대하기 때문에 감시 영역이 방대하게 되고 이에 따라 이러한 방대한 산림을 감시하기 위해서는 하나당 수천 만원에서 수 억원이 소요되는 높은 감시탑을 곳곳에 설치해야 하므로 감시탑 설치 비용이 막대해지고, 각각의 감시탑에는 감시 카메라와 이동통신 장치용 전원장치도 구비해야 하므로 태양광 판넬을 이용한 태양광 발전 장치를 감시탑에 설치하여 전원으로 활용하고 있지만 이 역시도 고가의 태양광 발전 장치로 인하여 막대한 비용을 초래하게 된다.

한편, 이러한 감시탑 설치 방식의 막대한 설치 비용을 감안하여 다른 종래 기술에서는 감시 카메라 및 이동통신 장비를 탑재한 드론을 이용하여 산림을 감시하는 방법도 있지만, 드론의 1회 비행 시간의 한계와 드론의 비행 제어 영역의 한계 및 야간 비행의 불가능으로 인하여 넓은 산림 지역을 주기적으로 비행하여 감시하는 것이 어렵게 된다.

또한, 감시 영역이 방대함에 따라 감시 카메라 개수도 기하급수적으로 증가하여 감시실에서 감시요원이 감시해야 하는 카메라 영상 개수도 방대하여 모든 영상을 감시하는 것이 어려워서, 실제적으로는 특정 지역의 특정 카메라 영상에서 산불 영상이 나타나더라도 감시요원이 초기에 발견하기가 어렵다.

대한민국 등록특허공보 제10-1753533호(2017.6.27일 등록)

이러한 종래기술의 문제점을 감안하여 본 발명에서는 설치 비용이 저렴하고 산불 감지가 신속하고 정확한 산불감시 시스템을 제공한다.

상술한 본 발명의 목적을 달성하기 위하여, 본 발명은 산불 감시 시스템에 있어서,

산불 감시를 위해 고압 송전탑에 설치되고, 감시 영역의 열화상을 감지하는 열화상 센서(6)와 감시 영역의 영상을 감지하는 이미지 센서(7)와 이동통신 모듈(5)을 포함하는 융합 카메라(4)를 포함하며, 상기 융합 카메라(4)와 이동통신 모듈(5)에 전원을 공급하기 위하여 고압 송전탑의 고압선에 의해 유도되는 교류 전류에 의해 충전되는 무선 충전기(3)를 포함하는 산불 감시 카메라(10);

상기 열화상 센서(6)과 이미지 센서(7)를 통해 획득되는 열화상 데이터와 영상 데이터를 이동통신 모듈(5)을 통해 수신하여, 열화상 데이터에서 산불에 해당하는 열화상 값이 존재하는지를 판단하여 존재하면 경보 발생기(13)을 통해 경보를 발생시키고, 영상 데이터에 따른 영상을 모니터(12)에 표시하여 상기 경보 발생시 감시 요원이 해당 모니터 화면을 통해 최종적으로 산불 발생 여부를 판단하게 하는 감시 서버(11)를 포함하는 것을 특징으로 한다.

이상과 같은 본 발명을 이용하면, 산악지역에 설치된 기존 송전탑에 본 발명의 산불 감시 카메라를 설치하므로 별도의 고가의 감시탑의 설치 비용이 소요되지 않게 되고, 송전탑의 고압선에서 유도되는 전력을 전원으로 활용하므로 태양광 발전 장치와 같은 별도의 고가의 전원장치도 불필요하게 되어 저렴한 산불 감시 카메라를 제공하게 된다.

또한, 본 발명에서는 열화상 센서와 이미지 센서가 일체화되어 결합된 융합 카메라를 이용하여, 열화상 센서에서 출력되는 열화상 데이터가 감시실에 전달되어 산불 의심 신호를 감지하면 자동적으로 감시실에 경보를 발령하고, 이 경보에 따라 감시 요원이 이미지 센서의 영상을 통해 현지 영상을 보면서 최종적으로 산불 여부를 판단하는 방식을 이용하므로, 신속하고 정확하게 산불감시를 할 수 있게 된다.

도1은 본 발명에 따른 산불 감시 카메라의 구성도
도2는 본 발명에 따른 산불 감시 시스템의 전체적인 구성도
도3은 본 발명의 산불 감시 카메라에서 코일을 고압선에 설치하는 방법의 설명도
도4는 본 발명에 따른 산불 감시 시스템의 설치 및 동작의 순서도

이하, 첨부 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 상세하게 설명한다.

도 1은 본 발명에 따른 산불감시 카메라의 구성도이다.

산림지역인 산에는 수십 미터 높이의 다수의 고압 송전탑이 존재하고, 본 발명에서는 산불 감시 카메라를 송전탑의 적절한 위치에 설치하여 송전탑에 설치된 다수의 산불 감시 카메라에 의해 원거리까지 산림을 감시하여 산불을 효과적으로 감시하게 된다.

이렇게 고압 송전탑에 설치되는 본 발명의 산불 감시 카메라(10)는, 도1과 같이 고압 송전탑의 고압선(1)에 코일(2)을 감아서 고압 교류의 고압선(1)에서 코일(2)로 유도되는 전류가 무선 충전기(3)에 공급되어 무선 충전기(3) 내부에 존재하는 전력 변환부(미도시)에서 원하는 직류 전류로 변환되어 내장된 충전 배터리(미도시)를 충전시키고, 이 무선 충전기(3)의 충전배터리에 충전된 전력에 의해 열화상 센서(6)와 이미지 센서(7)와 LTE 이동통신 모듈(5)이 일체화된 융합 카메라(4)에 전원이 공급된다.

다음으로, 도2를 참고로 하여 본 발명에 따른 산불 감시 카메라 시스템의 전체적인 구성 및 동작을 설명한다.

산불 감시 카메라(10)의 열화상 센서(6)와 이미지 센서(7)에서 감지되는 감시 지역의 열화상 데이터와 영상 데이터는 주기적으로 LTE 이동통신 모듈(5)에 의해 이동통신 방식으로 감시실(20)의 감시 서버(11)에 전달되고, 감시 서버(11)에서는 영상 데이터에 의해 모니터(12)에 관련 영상을 표시하게 된다.

또한, 수신된 열화상 데이터를 통해 특정 온도를 초과하여 산불이 의심되는 열화상 데이터 값이 감지되는 경우에는 감시서버(11)는 경보 발생기(13)에 의해 감시실(20)에 경보를 발령하고, 해당 모니터 화면의 특정 부분이 깜박이는 동작을 하게 하여 감시요원이 경보를 듣고 해당 모니터 화면의 영상을 보면서 판단을 하여 최종적으로 산불이라고 판단되는 경우에는 해당 기관(예: 재난 방재 센터 등)에 산불 발생을 통보하여 조치를 취하게 한다.

한편, 도1에서는 본 발명의 원리를 설명하는 차원에서 편의상 고압선(1)에 코일(2)이 감겨져 있어서 작업자가 수작업으로 고압선(1)에 도선(2)을 감아서 코일을 형성하는 것처럼 도시되어 있지만, 고압선(1)의 높은 전압 및 전자파 수준 때문에 작업자가 수작업으로 장시간(예: 수분 이상)에 걸쳐서 고압선(1)에 코일(2)을 감는 작업을 하는 것은 위험하고 불편하므로, 단시간(예 : 10초 이내) 내에 도1과 같이 고압선에 코일을 감는 효과를 달성하는 방법이 필요하기에, 이 방법에 대해 도3을 참고로 하여 설명하기로 한다.

도3과 같이 원통형 코어(30-1, 30-2)가 수평으로 절단되어 상하 분리 가능하게 된 상부 코어(30-1)와 하부 코어(30-2)가 접촉되어 고정 결합되고, 하부 코어(30-2)에는 도3처럼 길이 방향으로 도선(31)이 감겨져 있으며, 도선(31)의 양단부는 무선충전기(3)에 연결된다.

그러면, 도3과 같은 상태에서는 고압선(32)에서 유도되는 자계가 상호 결합된 상하부 코어(30-1, 30-2)의 원주 방향으로 흐르게 되고, 이 자계에 의해 하부 코어(30-2)에 감져진 도선(31)에 전류가 유도되어 무선 충전기(3)에 교류 전류가 공급된다.

여기서, 작업자는 도선(31)이 감져진 하부 코어(30-2)를 고압선(32)의 하부에 위치시키고 상부 코어(30-1)을 도3처럼 맞추어 놓은 상태에서 상부 코어(30-1)의 위쪽에서 하부가 약간 개방된 반원통형 탄성 클립(미도시) 등의 클립을 밀어 넣으면 상부 코어(30-1)과 하부 코어(30-2)가 견고하게 결합되어 작업이 완료된다. 물론 상부 코어(30-1)에 도선(31)을 감고 탄성 클립을 하부 코어(30-2)의 하부에서 밀어 넣는 것도 가능하다.

결국, 도3과 같은 방식을 이용하면, 상부 코어(30-1)과 하부 코어(30-2)가 분리 가능하고 하부 코어(30-2)에 도선(31)이 감겨진 상태로 미리 제작된 상태에서, 작업자가 고압선(32)로 접근하여 고압선(32)의 상하부에 상부 코어(30-1)과 하부 코어(30-2)가 고압선(32)를 감싸게 접촉시킨 후에 탄성 클립을 끼워서 상부 코어(30-1)과 하부 코어(30-2)를 견고하게 결합시키는 단순하고 신속한 작업을 수행하게 되므로, 작업자의 작업시간이 10초 이내로 단축되고 작업이 단순화되어 작업자가 신속하고 편리하게 작업을 완료하게 된다.

이제 도4 참고로 하여, 본 발명에 따른 산불 감시 시스템의 설치 및 동작 순서를 설명하기로 한다.

도1과 같은 구성을 가지는 산불 감시 카메라(10)를 고압 송전탑의 적절한 위치에 설치한다(S1). 이때 감시하고자 하는 산림 영역을 커버하도록 하나의 송전탑에는 설치 각도가 상이한 다수 개의 산불 감시 카메라(10)가 설치될 수 있고, 각각의 산불 감시 카메라(10)의 LTE 이동통신 모듈(5)의 식별 번호에 따라 고압 송전탑 번호 및 감시 카메라 번호가 할당되어 있어서(S2) 이 식별번호와 함께 영화상 및 영상 데이터를 수신하는 감시 서버(11)은 이 식별번호를 통해 어느 위치의 송전탑의 어느 감시 카메라(10)의 열화상 및 영상 데이터 인지를 알 수 있게 된다.

다음으로, 각각의 산불 감시 카메라(10)의 화상 센서(6)와 이미지 센서(7)를 통해 주기적으로 열화상 데이터와 영상 데이터가 획득되어 LTE 이동통신 모듈(5)을 통해 감시실(20)의 감시 서버(11)로 송신되면(S3), 감시 서버(11)는 식별 번호를 통해 어느 위치의 송전탑의 어느 감시 카메라의 영화상 및 영상 데이터 인지를 알 수 있게 되고, 수신되는 열화상 데이터를 통해 열화상 데이터에서 산불 온도에 해당하는 열화상 값(특정 값 이상의 열화상 값)이 존재하는지를 판별하고(S4), 영상 데이터는 해당하는 모니터(12)에 전송되어 영상을 모니터(12)에 표시하게 된다(S5).

이때, 열화상 데이터에서 산불 온도에 해당하는 열화상 값이 판별되면 감시 서버(11)은 경보 발생기(13)에게 경보를 울리게 하여(S6) 감시 요원이 산불 의심 사안이 발생하였다는 것을 알 수 있게 하고, 해당 모니터 화면의 특정 부분이 깜박이게 하여 감시요원이 산불 관련 모니터를 용이하게 인식하게 하여 감시요원이 경보를 듣고 화면의 특정 부분이 깜박이는 해당 모니터 화면의 영상을 보면서 판단을 하여 산불이라고 최종적으로 판단되는 경우에는 해당 기관(예: 재난 방재 센터 등)에 산불 발생을 통보하여 조치(예: 산불 진화 요원 파견 및 해당 지역 인근에 산불 발생 안내 방송)를 취하게 한다(S7).

이때, 열화상 값에 의해 산불 온도에 해당한다고 해도 최종적으로 감시요원이 현장 화면을 보면서 판단하게 하는 것은, 예를 들면 산림 내의 시설물(예 : 민가)에서 난방이나 취사를 위해 불을 피운 경우에는 불이 번지지 않기 때문에, 이러한 경우에는 열화상 값이 산불 온도에 해당하더라도 최종적으로 감시요원이 해당 영상을 관찰하여 불이 번지지 않는 경우에는 산불이 아니라고 판정하여 불필요한 통보 및 조치를 방지하기 위함이다.

결국, 이상과 같은 본 발명을 이용하면 산악지역에 설치된 기존의 송전탑에 본 발명의 산불 감시 카메라를 설치하므로 별도의 고가의 감시탑을 설치하는 비용이 소요되지 않게 되고, 송전탑의 고압선에서 유도되는 전력을 전원으로 활용하므로 태양광 발전 장치와 같은 별도의 고가의 전원장치도 불필요하게 되어 저렴한 산불 감시 카메라를 제공하게 된다.

또한, 본 발명에서는 열화상 센서와 이미지 센서가 일체화된 융합 카메라를 이용하여, 열화상 센서에서 출력되는 열화상 데이터가 감시실에 전달되어 산불 의심 신호를 감지하면 자동적으로 감시실에 경보를 발령하고, 이 경보에 따라 감시 요원이 수신되는 이미지 센서 영상을 통해 현장 영상을 보면서 최종적으로 산불 여부를 판단하는 방식을 이용하므로, 신속하고 정확하게 산불 감시를 할 수 있게 된다.

이상에서 본 발명의 바람직한 실시예를 참조하여 설명하였지만, 해당 기술분야의 숙련된 당업자는 하기의 특허청구범위에 기재된 본 발명의 사상 및 영역으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명을 다양하게 수정 및 변경시킬 수 있음을 이해할 수 있을 것이다.

Claims

산불 감시 시스템에 있어서,
산불 감시를 위해 고압 송전탑에 설치되고, 감시 영역의 열화상을 감지하는 열화상 센서(6)와 감시 영역의 영상을 감지하는 이미지 센서(7)와 이동통신 모듈(5)을 포함하는 융합 카메라(4)를 포함하며, 상기 융합 카메라(4)와 이동통신 모듈(5)에 전원을 공급하기 위하여 고압 송전탑의 고압선에 의해 유도되는 교류 전류에 의해 충전되는 무선 충전기(3)를 포함하는 산불 감시 카메라(10);
상기 열화상 센서(6)과 이미지 센서(7)를 통해 획득되는 열화상 데이터와 영상 데이터를 이동통신 모듈(5)을 통해 수신하여, 열화상 데이터에서 산불에 해당하는 열화상 값이 존재하는지를 판단하여 존재하면 경보 발생기(13)을 통해 경보를 발생시키고, 영상 데이터에 따른 영상을 모니터(12)에 표시하여 상기 경보 발생시 감시 요원이 해당 모니터 화면을 통해 최종적으로 산불 발생 여부를 판단하게 하는 감시 서버(11)를 포함하는 것을 특징으로 하는 산불 감시 시스템.
제1항에 있어서,
상기 경보 발생시, 산불에 대응하는 모니터 화면의 특정 부분이 깜박이게 하여 감시요원이 산불 발생 관련 모니터 화면을 용이하게 인식하게 하는 것을 특징으로 하는 산불 감시 시스템.
제1항에 있어서,
상기 고압선에 의해 유도되는 전류는, 상부 코어(30-1)과 하부 코어(30-2)가 접촉 가능하고 상부 코어(30-1)과 하부 코어(30-2)의 어느 한쪽에 도선(31)이 감져진 상부 코어(30-1)과 하부 코어(30-2)를 고압선(32)을 감싸도록 고정 결합시켜서 형성되는 것을 특징으로 하는 산불 감시 시스템.
제3항에 있어서,
상기 고정 결합은, 탄성 클립에 의해 수행되는 것을 특징으로 하는 산불 감시 시스템.
제1항에 있어서,
상기 무선 충전기(3)는, 내부에 고압선에서 유도되는 교류 전류를 직류 전류로 변환하는 전력 변환부와, 이 직류 전류에 의해 충전되는 충전 배터리를 포함하는 것을 특징으로 하는 산불 감시 시스템.