본 연구의 목적은 개발 중인 화학, 생물학, 방사능 및 원자력 특수재난 대응 격리 이송 장비의 효율성과 사용 용이성을 평가하는 것이다. 상기 개발 장비는 자체 개발한 격리, 이송, 환자 감시 모듈을 통합하여 제작하였다. 응급구조사를 대상으로 한 마네킹을 이용한 무작위 교차 실험(또는 시뮬레이션)연구이며, 모든 연구대상자는 기존 장비와 특수재난 대응 격리 이송 장비의 시제품을 교대로 사용하였다. 생체신호 변화 검출 소요 시간과 치료 적용 소요 시간으로 효율성을 평가하였고 각 감시장치, 이송카트, 격리 장치 편의성에 대한 설문조사를 통해 사용 편의성으로 평가하였다. 총 12명의 응급구조사가 연구에 참여하였고 특수재난 대응 격리 이송 장비 군의 저산소증 검출 시간이 3.5초(2.5-3.9)로 기존 장비군의 4.9초(3.8-3.9)보다 유의하게 짧았다(p < 0.05). 심전도 변화 감지 소요 시간 및 안면 마스크 산소 공급 소요 시간의 감소 경향은 있었으나 통계적 유의성은 관찰되지 않았다. 특수재난 대응 격리 이송 장비 군의 환자 감시 장치의 전반적 만족도도 특수재난 대응 격리 이송 장비 군이 4점(3.5-5)으로 기존 장비군의 3점(3-3)에 비해 높았다(p < 0.05). 특수재난 대응 격리 이송 장비 사용군이 저산소증 검출 시간이 짧았으며 기존장비에 비해 환자 감시 장치의 전반적 만족도가 높은 것을 확인하였다.
영상유고감지시스템은 터널 내 보행자, 낙하물, 정지 차량, 역주행, 화재(화염 및 연기) 등 돌발상황 시에 초동 감지 목적의 시스템으로 최근 도심지의 대심도 지하도로 건설에 따라 중요성이 부각되고 있다. 그러므로 영상유고감지시스템을 대심도 복층터널에 적용하기 위하여 복층터널의 설계 특성을 반영하여 개발하였고, 본 논문에서는 특히 기존 영상유고감지시스템에서는 지원되지 않거나 또는 오감지가 많아 복층터널 환경에 그대로 적용하기 어려웠던 화재 감지를 색 영상 분포, 실루엣 확산 및 통계적 특성 분석을 복합적으로 사용하는 방법을 제안하고, 이를 복층터널 테스트베드 환경에서 차량 실물화재 실험을 통하여 검증하였다.
본 논문은 화재위험성이 높은 터널 및 지하공동구 등 열악한 환경조건에서도 가장 적응성 있는 화재감지로 화재피해를 최소화 할 수 있는 광섬유선형감지기를 이용한 화재감지시스템에 관한 연구이다. 한가닥의 광섬유를 이용하여 m 단위의 온도표시 및 수 km 이상의 장거리 화재감시가 가능하고, 고신뢰성 및 장수명 등 다양한 장점으로 인해 국외의 경우 열악한 장소에 대부분 채용하고 있는 시스템이다. 이로 인해 국내에서도 향후 그 수요가 크게 증가될 것으로 예상된다. 하지만, 현재까지 광섬유선형감지기를 제외한 광신호 구동 및 분석 모듈은 100% 수입에 의존하고 있는 실정이다. 이에 본 연구에서는 현재 수입의 의존도를 줄이고자 광섬유선형감지기를 이용한 화재감지시스템의 국산화 기술개발을 위해 1차적으로 위치 및 온도 측정의 신호처리 방법을 도출하고, 신호처리 검증을 위해 광신호처리 시험모듈을 설계 제작하여 그 성능을 확인하였다.
본 논문은 1인 가구를 위한 맞춤형 스마트 화재 및 방범 시스템을 소개한다. 최근 독신 인구의 증가 및 고령화로 인한 1인 가구가 급증하고 있다. 이에 따라 1인 가구를 위한 사설 보안 업체에 대한 수요가 증가하고 있으며 최근 급속하게 발전하고 있는 사물인터넷(IoT) 및 센서 기술을 적용한 스마트 보안 시스템 또한 중요한 이슈가 되고 있다. 그러나 점차 1인 가구가 증가하는 인구 구조의 추세에도 불구하고 기존 시스템은 다인가구에 초점이 맞춰져 있어 1인 가구에서 활용하기에 규모가 너무 크고 화재 감시, 방범 시스템이 별개의 구조로 작동하는 단점이 존재한다. 따라서 본 논문에서는 방범 시스템과 화재 감시 시스템이 통합된 1인 가구를 위한 맞춤형 안전대비 서비스를 제공하는 시스템을 설계하고 구현한다. 이를 통해 기존 사설 업체이용보다 적은 비용으로 경찰의 치안이 닿지 못하는 곳의 범죄 활동을 예방하고 실시간으로 주택의 상황을 모니터링 할 수 있도록 한다.
본 논문은 선박 기관실 내의 효율적인 감시를 위한 팬-틸트-줌(PTZ) 카메라 기반의 모니터링 시스템의 설계 방법을 다룬다. 선박 기관실에는 여전히 전통적인 아날로그 계기들을 사용하는 곳이 많고, 침수나 화재 등 안전과 밀접하게 관련된 사각지대들이 다수 존재한다. 이러한 감시 개소들에 대하여 비교적 빠른 주기로 넓은 범위를 보장하는 카메라 기반 감시 시스템은 선박의 안전을 강화시킬 수 있는 효과적인 대안이 될 수 있다. 이에 본 연구에서는 기존 PTZ 카메라의 기능들을 소프트웨어적 방법으로 더욱 강화시킨 형태의 모니터링 시스템을 제안한다. 보다 구체적으로는 카메라제어 모듈, 위치등록 모듈, 순회제어 모듈, 멀티뷰 영상재구성 모듈로 구성된 모니터링 시스템의 설계 방법을 제안하고, 제안된 방법은 기관실 환경에서의 실험을 통해 그 효용성을 평가한다.
유비쿼터스 센서 네트워크를 통해 수집되는 데이터는 끊임없이 변화하는 스트림 데이터이다. 이 스트림 데이터는 기존의 데이터베이스와는 매우 다른 특성을 가지고 있어서, 이를 저장하고 분석 및 질의 처리하는 방법에 대한 새로운 기법이 필요하며, 이에 대한 연구가 최근에 많은 관심을 끌고 있다. 본 연구에서는 센서 네트워크로부터 끊임없이 들어오는 스트림 데이터를 수집하고 이를 효율적으로 데이터베이스에 저장하는 저장 관리자를 구현하였다. 이 저장 관리자는 무선 센서 환경에서 발생하는 오류에 대한 정제, 반복적으로 센싱되는 동일한 데이터에 대한 축소 기능, 장기간의 스트림 데이터를 경동 시간 구조로 유지하는 기능 등을 제공한다. 또 이 연구에서는, 구현된 저장 관리자를 건물의 온도, 습도, 조도 등을 수집하는 건물 화재 감시 센서네트워크에 적용하여 그 성능을 측정하였다. 실험 결과, 이 저장 관리자는 스트림 데이터의 저장 공간을 현저히 줄이며, 건물 화재 감시를 위한 장기간의 스트림 데이터를 저장하는데 효과적임을 보였다.
본 논문은 기존 논문들에서 사용되었던 다양한 색상모델의 연기색상을 비교분석하여, 화재 영상감시 시스템의 연기 검출에 최적인 컬러모델을 제시하기 위한 컬러영상의 연기색상 분석에 대하여 기술한다. 각 표준 색상 모델에서의 연기색상과 비연기 색상간의 분리도 특성을 비교하기 위하여 히스토그램 교차 분석 기법을 사용하였다. 표준색상모델로는 RGB, YCbCr, CIE-Lab, HSV 컬러모델을 사용하였으며, 계산된 히스토그램 교차(Histogram Intersection)값이 작으면 연기와 비연기 영역분할 특성이 우수한 컬러모델이며 큰 값을 가지는 컬러모델에서는 연기분할 특성이 좋지 않다. 4개의 표준 컬러모델을 분석한 결과, RGB 색상모델과 HSV 색상모델이 각각 평균 히스토그램 교차 값이 0.14, 0.156 으로서 연기와 비연기 색상 분리도가 매우 우수하여 컬러영상의 색상기반 연기검출에 가장 최적이며 실용적인 컬러모델로 확인되었다.
본 논문은 컬러 영상의 색상분석 기반의 화염 검출 알고리즘에 최적인 컬러모델을 도출하여 화재감시 시스템에 적용하기 위한 컬러모델의 화염 색상 비교 분석에 대하여 기술한다. 기존 화재검출 알고리즘에서 많이 사용되는 RGB, YCbCr, CIE Lab, HSV 국제 표준 컬러모델에서 화염과 비화염 영역간의 색상 분리도 특성을 영상의 히스토그램 교차 분석(Histogram Intersection) 기법을 사용하여 정량화하고 분석한다. 4가지 국제 표준 컬러모델에 대한 히스토그램 교차 분석 결과, YCbCr 컬러모델의 평균 히스토그램 교차값이 0.0575로서 화염과 비화염간의 색상 분리도가 가장 우수한 컬러모델임을 확인하였으며, 각 컬러모델을 구성하는 12개 성분들 중에서는 청색차(Cb) 성분, 적색(R) 성분, 적색차(Cr) 성분이 각각 0.0433, 0.0526, 0.0567 로서 화염과 비화염 영역의 색상 분리도 특성이 매우 우수하여, 색상 분석 기반의 화염 검출에 가장 최적이며 실용적인 컬러모델과 성분임을 확인하였다.
본 논문에서는 MCCB 및 단자대 접속부의 접촉불량에 의한 소손특성을 분석하였으며, 발열을 감지하여 화재를 예방할 수 있는 다양한 기법들을 제시하였다. 첫째로, 열전대를 사용하는 방법과 적외선 열화상기를 사용하여 접촉불량 등의 원인에 의해서 발열을 감지하는 방법을 분석하였다. 또한, 접촉불량 발생시 변색여부로 쉽게 이상유무 판단이 가능한 서모캡의 특성을 분석하였으며, 공간 등의 제약을 덜 받으면서 접속부위에 상시 설치하고 감시할 수 있는 방식인 향 캡슐과 향 검지기를 사용하여 과열을 감지하는 시스템의 원리 및 특징을 분석하였다. 마지막으로, 가융합금의 용융특성을 응용한 접촉불량 감지나사를 제작하여 단자대에 적용 및 실험하여 성능을 검증하였다. 상기 제시된 기법들을 적절히 적용된다면 MCCB 및 단자대등의 접속부의 접촉불량에 의한 전기화재 예방에 기여할 수 있을 것으로 기대된다.
본 연구는 900MHz와 2.4GHz의 주파수 대역을 갖는 각각의 센서노드를 무선개인네트워크로 연결하여 불국사의 문화유산을 보호하기 위한 화재조기감지시스템을 구축한 결과에 기반을 두고 있다. 본 연구에서는 먼저 유비쿼터스 센서네트워크에 기반을 둔 문화재관리를 위한 요구사항을 분석하고, 문화재관리에서 필수적인 화재감시 및 조기탐지를 위해 적용한 U-불국사의 개발 사례를 제시한다. 이 사례는 U-불국사의 실현이라는 시간에 따라 변형 또는 훼손되는 각각의 유형문화재에 대한 정보를 실시간 온라인으로 입수하여 이를 토대로 과학적으로 문화재를 관리할 수 있는 시스템인 U-문화재관리와 이들 문화유산에 대한 정보를 현장에서 휴대 단말기로 제공해 주는 U-관광 프로젝트의 초기단계로서 수개월간의 시험운영하고 있는 것이다.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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