KR20240006747A - 실시간 작업자 위치 측위가 가능한 방사선 안전관리 시스템 - Google Patents
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Abstract
본 발명은 실시간으로 방사선 관련 작업자의 동선을 파악하고 작업자의 방사선 피폭량과 생체신호를 실시간으로 모니터링 할 수 있는 방사선 안전관리 시스템에 관한 것으로서, 고성능 방사선 선량계의 착용 여부 감지 및 작업 환경에서 기준치 이상의 방사선 지역이나 특정 상황에서 작업자의 실시간 위치와 공간선량률, 시간대별 누적 피폭선량 등을 감시하여 작업자의 안전을 확보해줄 수 있는 실시간 작업자 위치 측위가 가능한 방사선 안전관리 시스템에 관한 것이다.
Description
본 발명은 실시간으로 방사선 관련 작업자의 동선을 파악하고 작업자의 방사선 피폭량과 생체신호를 실시간으로 모니터링 할 수 있는 방사선 안전관리 시스템에 관한 것으로서, 고성능 방사선 선량계의 착용 여부 감지 및 작업 환경에서 기준치 이상의 방사선 지역이나 특정 상황에서 작업자의 실시간 위치와 공간선량률, 시간대별 누적 피폭선량 등을 감시하여 작업자의 안전을 확보해줄 수 있는 실시간 작업자 위치 측위가 가능한 방사선 안전관리 시스템에 관한 것이다.
우리가 방사선과 함께 생활을 하여도 아무런 문제가 없는 것은 우리 주위에 존재하는 자연 방사선과 인공 방사선의 양이 특별히 인체에 영향을 주지 않을 정도의 적은 양이라고 생각할 수 있다. 대부분 자연 방사선에 노출되고 분기별 또는 1년을 단위로 하여 허용될 수 있는 누적 방사선량의 수치를 지정하고 국민들에게 권고하여 자연 방사선에 더해 의료 등의 목적에 의한 인공 방사선의 허용범위를 지정하여 관리하고 있다.
그러나 방사선 관련 업무를 담당하는 종사자 또는 방사성 동위원소를 취급하는 산업시설 및 원자력 발전소의 해체 등을 위해 투입되는 종사자 및 일반 토목, 건설분야의 근로자들이 예기치 않은 상황에서 일시에 너무 많은 방사선에 노출되면 치유하기 어려운 신체적 장애가 발생할 수 있다.
일반적으로 보통 사람이 연간 자연방사선에 의해 피폭으로 허용되는 양은 약 2.4밀리시버트인데, 이 양의 약 100배 정도의 양을 가지는 방사선에 일시에 노출되어도 신체에는 큰 영향을 주지 않으나, 약 400배 정도의 양(1천 밀리시버트)에 노출되면 신체적 이상 증상이 나타난다고 알려져 있다. 여기서 시버트(sievert)는 선량당량(dose equivalent)을 나타내는 SI 단위계의 단위로 기호는 Sv이다. 이 정도 양의 방사선량은 아주 큰 핵사고 현장에 가까이 있지 않고는 받기가 어려운 양이다.
상술한 바와 같이 상당한 방사선이 인체에 가해지지 않은 한 사람에게 큰 문제가 발생하지 않지만, 원자력 발전소와 같이 늘 일정한 방사선이 유출되고 있는 장소에서 근무하는 작업자에게는 큰 문제가 아닐 수 없다. 따라서 원자력 발전소에는 아주 미량의 방사능까지도 검출하고 이를 분석할 수 있는 첨단 장비들을 구비하고 있다.
대표적인 장비는 국가에서 운영하는 법정 선량계인 필름, 열형광선량계(TLD:Thermoluminescence Dosimeter), 광자극발광선량계(OSL:Optically stimulated luminescence)가 있으며, 보조선량계로 방사선 종사자의 안전을 위해서 누적 방사선 피폭량을 실시간으로 알려 주는 개인선량계(Automated Desiometry Record: ADR)가 이용되고 있다. 해당 법적 선량계는 실시간 측정이 아닌 분기별 누적 피폭선량의 분석으로 종사자의 피폭정도를 관리하기 위한 목적으로 사용된다. 따라서, 대부분의 종사자는 법적선량계를 착용하고 부가적으로 실시간 측정이 가능한 보조선량계를 함께 패용하고 있다.
이러한 보조선량계로 사용되고 있는 종래의 개인선량계는 작업자가 소지한 채 작업을 하는 과정에서 단순히, 공간선량률 및 누적선량에 대해 현재 위치에서의 방사능 수치만을 알림하여 주기 때문에 사고가 발생되어 방사능 수치가 급격하게 올라가거나 또는 방사성 동위원소를 취급하는 산업시설 또는 원자력 발전소의 해체작업 중 나타날 수 있는 방사능 물질의 유출 및 방사능에 오염된 폐기물, 건물 붕괴와 같은 안전사고에 대처가 어려운 문제점이 있다.
따라서, 방사선 구역별 출입관리와 정밀한 위치 측위 기능으로 작업자가 작업중인 위치의 실시간 공간 방사선률 및 작업자의 실시간 피폭상황을 측정하는 누적선량 등 해당 공간의 RMS 등을 통한 작업장의 공간선량률, 작업자의 실시간 위치 및 부가적인 생체 정보 등에 대한 실시간으로 모니터링이 가능한 안전 관리 시스템의 개발이 필요한 실정이다.
본 발명은 상기의 문제점을 해결하기 위해 안출된 것으로서, 방사선 작업이 이루어지는 격리구역 및 다양한 조건의 공간을 출입하는 작업자의 출입을 관리하고, 작업자에게 가해지는 피폭선량 등을 실시간으로 감시하여, 필요한 경우 신속하고 효과적인 대처가 가능하도록 실시간 작업자 위치 측위가 가능한 방사선 안전관리 시스템을 제공한다.
본 발명의 실시간 작업자 위치 측위가 가능한 방사선 안전관리 시스템은 설정된 관리구역(S)에 출입하는 방사선 관련 작업자가 휴대하여 방사선 피폭량을 계측하는 이동선량부(100); 설정된 관리구역(S)에 일정간격 이격되어 다수개 배치되며, 상기 이동선량부(100)의 위치를 실시간으로 식별하기 위해 상기 이동선량부(100)와 통신을 수행하는 보조공유기(200); 외부의 유무선 통신망에 연결되고, 상기 보조공유기(200)와 통신을 수행하여 상기 이동선량부(100)의 위치정보를 전송받는 메인공유기(300); 상기 메인공유기(300) 또는 상기 이동선량부(100)로부터 실시간으로 식별된 상기 이동선량부(100)의 위치정보와 상기 이동선량부(100)에서 계측한 방사선 피폭량 정보를 전송받아 모니터링하는 모니터링서버(400);를 포함하는 것을 특징으로 한다.
본 발명은 임의로 소정 반경을 그리는 제한구역(A)을 설정하고, 상기 제한구역(A)에 상기 이동선량부(100)의 진입여부를 상기 모니터링서버(400)로 전송하는 고정태그부(500);를 더 포함할 수 있으며, 본 발명의 상기 고정태그부(500)는 상기 이동선량부(100)의 진입시 진입시간과 진출시간을 기록하는 타임체커부(510);를 더 포함하는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 상기 이동선량부(100)는 상기 이동선량부(100)의 위치정보를 기반으로 상기 이동선량부(100)의 이동경로 정보를 저장하는 경로저장부(110);를 더 포함하는 것을 특징으로 한다.
본 발명은 상기 이동선량부(100)에 부여된 고유 ID정보를 식별하여 상기 이동선량부(100)의 출입여부를 확인하며, 이동선량부(100)에서 계측한 방사선 피폭데이터를 저장하는 출입관리부(600);를 더 포함한다.
그리고 상기 출입관리부(600)와 인접한 상기 설정된 관리구역(S)의 외부와 내부에 각각 보조공유기(200)가 배치되고, 상기 이동선량부(100)가 상기 출입관리부(600)를 통과하여 상기 관리구역(S)의 외부와 내부에 배치된 어느 하나의 보조공유기(200)로 이동한 방향을 기준으로 상기 출입여부를 확인하는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 상기 이동선량부(100)는 상기 보조공유기(200), 메인공유기(300)와 UWB 통신을 기반으로 송수신을 수행하여 상기 이동선량부(100)의 위치정보를 획득하는 위치측위부(120); 방사선 여부를 검출하고, 검출된 방사선 수치정보를 계측하는 피폭량 계측부(130); 상기 방사선 피폭량 계측부(130)에 전력을 공급하는 전력공급부(140); 계측된 방사선 수치정보와 획득한 위치정보를 상기 모니터링서버(400)로 전송하는 통신부(150); 상기 위치측위부(120), 피폭량 계측부(130), 전력공급부(140), 통신부(150)의 구동을 제어하는 주제어부(160); 작업자의 심박수, 혈압, 체온을 측정하여 작업자의 생체정보를 획득하는 생체정보 획득부(170);를 더 포함하는 것을 특징으로 한다.
또한, 본 발명의 상기 이동선량부(100)는 상기 이동선량부(100)의 착용 여부와 작업자의 움직임 여부를 감지하되, 상기 획득한 생체정보를 기반으로 작업자의 이상상태 여부를 감지하는 상태감지부(180);를 더 포함할 수 있다.
아울러 본 발명의 상기 이동선량부(100)는 작업자의 심박수, 혈압, 체온을 측정하여 작업자의 생체정보를 획득하는 생체정보 획득부(101); 상기 이동선량부(100)의 착용 여부와 작업자의 움직임 여부를 감지하는 감지부(102);를 더 포함하는 것을 특징으로 한다.
한편, 본 발명의 상기 보조공유기(200)는 상기 이동선량부(100)와 UWB통신을 기반으로 송수신을 수행하여 상기 이동선량부(100)의 위치정보를 획득하는 위치측위부(210); 상기 위치측위부(210)에서 획득한 상기 이동선량부(100)의 위치정보를 기반으로 상기 이동선량부(100)의 이동경로 정보를 저장하는 경로저장부(220); 상기 생체정보 획득부(101)와 감지부(102)에서 획득한 정보를 기반으로 작업자의 이상상태 여부를 감지하는 상태감지부(230);를 더 포함하는 것을 특징으로 한다.
그리고, 상기 모니터링서버(400)는 전송되는 정보를 블록체인화하여 저장하는 데이터저장부(410)를 더 포함할 수 있다.
본 발명은 방사선이 일정량 누출될 수밖에 없는 작업공간에서 일하는 작업자의 방사선 피폭량이 최소가 되도록 관리할 수 있으며, 작업공간을 출입하는 출입관리와 더불어 작업자의 생체정보 및 작업공간 내에서 이동하는 이동경로를 파악할 수 있다. 이로 인해 효과적인 안전관리 및 위급상황 발생시 실시간으로 대처할 수 있어 작업자의 안전을 확보해줄 수 있는 이점이 있다.
도 1 은 본 발명의 주요구성을 나타낸 개략도.
도 2 는 본 발명의 보조 및 메인공유기와 관리구역에서 이동중인 이동선량부의 이동 일실시예를 나타낸 개략도.
도 3 은 본 발명의 이동선량부와 보조공유기의 일실시예를 나타낸 개략도.
도 2 는 본 발명의 보조 및 메인공유기와 관리구역에서 이동중인 이동선량부의 이동 일실시예를 나타낸 개략도.
도 3 은 본 발명의 이동선량부와 보조공유기의 일실시예를 나타낸 개략도.
이하, 도면을 참조하여 본 발명의 실시간 작업자 위치 측위가 가능한 방사선 안전관리 시스템의 일실시예에 대해 상세히 설명한다. 본 발명에서의 작업자라 함은, 방사선을 받으며 방사선관련 계통에서 일하고 있는 사람으로서, 방사선 작업 종사자 방사선작업자 등을 포함하는 개념으로 이해하기로 한다.
한편, 본 발명에서의 안전관리자는 방사선 관리 구역 또는 산업시설, 연구소, 의료기관, 원자력 발전소 전 구간 등 다양한 공간에 대해 안전관리를 총괄하는 사람이며, 안전관리의 대상이 되는 곳의 종사자들에 대한 안전관리를 진행함과 동시에 대규모 환경에서의 중앙 제어 컴퓨터를 이용하여 작업자나 방사성물질을 취급하고 실시간 상황을 모니터링하는 사람과 작업 공간에서 작업자의 근처에서 작업자의 안전을 관리하는 사람을 지칭하기로 한다. 따라서, 안전관리를 위해 사용되는 모니터링 등을 목적으로 하는 장치는 제한된 범위에서 사용될 수 있는 네트워크 기반의 컴퓨터에서 모니터링을 위한 전용 단말, 스마트폰 등 다양한 기기를 활용하여 안전관리에 활용될 수 있다.
도 1 을 참조하면 본 발명은 이동선량부(100), 보조공유기(200), 메인공유기(300), 모니터링서버(400)를 포함한다.
이동선량부(100)는 방사선 관련 작업자가 작업시 휴대하거나 신체의 일부에 장착하여 작업자 주변의 공간선량률 및 방사선 피폭량인 누적선량을 계측하기 위한 장치이며, 또한, 설정된 관리구역(S)에 출입하는 작업자의 출입여부와 작업자의 이동경로 정보를 획득하기 위한 이동형 태그(Tag)로 사용된다. 설정된 관리구역(S)은 의료기관 내에 방사선기기가 설치된 방사선관리구역, 산업시설, 연구소, 원자력발전소, 핵폐기물 저장소 등 방사선에 노출될 우려가 있는 장소에 해당할 수 있다.
방사선 피폭량 계측은 방사선의 누적선량이 계측되며, 가슴부위에 장착될 수 있는 형태로 제작되거나, 피부 또는 옷 등에 탈착되는 패치형태로 제작될 수 있다. 그리고, 스마트워치와 같이 손목이나 팔 등에 착용이 가능한 형태로 제작될 수 있다. 이동선량부(100)의 주요 구성은 하술하도록 한다.
보조공유기(200)는 설정된 관리구역(S)에 일정간격 이격되면서 많은 수의 보조공유기(200)가 배치될 수 있다. 각각의 보조공유기(200)는 상호간 통신이 가능할 수 있으며, 이동선량부(100)와 통신이 가능하여 이동선량부(100)의 위치를 실시간으로 파악할 수 있다. 보조공유기(200)는 설치된 위치가 고정되는 고정형 앵커(Anchor)일 수 있다.
한편, 보조공유기(200)가 고정형 앵커로 구성이 어려운 경우, 보조공유기(200)와 이동형 태그인 이동선량부(100)는 사전에 정의된 프로토콜 및 통신 방식의 약속에 의해 주기적으로 이동선량부(100)가 앵커로 역할이 변경되어 앵커로의 역할을 수행할 수 있다. 이후 다시 이동선량부(100)가 이동형 태그로 역할이 변경되면 보조공유기(200)를 통해 이동선량부(100)의 상대적인 좌표와 거리를 측정하여 이동선량부(100)의 실시간 위치 및 측정정된 다양한 정보를 관제서버 및 센터로 이송이 가능해진다.
보조공유기(200)와 이동선량부(100)는 근거리무선통신기술인 UWB(Ultra Wide Band) 모듈을 이용한 RTLS(Real Time Location System) 이 적용되면서 시간 분해능이 우수하고, 저전력으로 동작이 가능하여 정밀도가 높아질 수 있다. 또한, 현장 상황에 맞도록 OWR(One Way Ranging), TWR(Two Way Ranging), N-to-N 위치측위 시스템, ToA, TDoA, PDoA 등의 위치측위 알고리즘 기법들을 이용한다.
OWR은 이동선량부(100)에서 패킷을 전송한 시간과 보조공유기(200)에서 패킷을 수신한 시간을 이용해서 이동선량부(100)와 보조공유기(200) 사이의 거리를 계산하는 방법으로 고속 측위기 가능한 시스템이다.
TWR은 이동선량부(100)와 보조공유기(200) 사이를 왕복하는데 걸리는 통신시간을 측정하여 거리를 측정하는 방법으로 양방향 통신은 UWB RF 신호의 ToF로 측정이 가능하다. ToF(Time-of-Flight Technique)는 펄스가 발사된 기준 시점과 측정대상물에서 반사되어 되돌아온 펄스의 검출시점 사이의 시간차를 측정하여 거리를 측정하는 기술이다.
메인공유기(300)는 외부에서 상시적으로 전력을 공급받을 수 있으며, 외부의 유무선 통신망에 연결되어 유무선 근거리 네트워크를 구성하거나, 원거리 통신망을 구성할 수 있도록 내부에 통신 수행 장치가 내장될 수 있다.
그리고, 메인공유기(300)는 보조공유기(200)와 통신을 수행하면서 이동선량부(100)의 위치정보를 전송받고, 하술하는 모니터링서버(400)로 전송받은 이동선량부(100)의 위치정보를 전송해줄 수 있다. 즉, 메인공유기(300)는 유선 랜과 무선 랜을 연결시켜주는 장치로 무선 인터넷 서비스를 위한 공유기 AP(Access Point)역할을 수행할 수 있다.
모니터링서버(400)는 실시간으로 식별된 이동선량부(100)의 위치정보와 이동선량부(100)에서 계측한 방사선 피폭량 정보를 전송받아 이동선량부(100)의 이동여부와 이동경로 및 작업자 개인의 피폭량을 모니터링할 수 있다. 즉, 관리자가 모니터링서버(400)를 통해 작업자의 상태 및 위치를 실시간으로 확인할 수 있으며, 비상상황 발생시 적절한 조치를 신속하게 수행할 수 있도록 한다.
한편, 설정된 관리구역(S)에는 임의로 소정반경을 그리는 제한구역(A)이 설정될 수 있다. 제한구역(A)에는 작업자가 제한구역(A)에 진입하였는지 여부를 확인할 수 있도록 이동선량부(100)를 감지하는 고정태그부(500)가 더 설치될 수 있다.
고정태그부(500)가 이동선량부(100)를 감지할 수 있는 범위는 제한구역(A)에 해당할 수 있다. 고정태그부(500)에서 이동선량부(100)를 감지하면 이에 대한 진입여부에 대한 정보와 이동선량부(100)가 제한구역(A)에 머무른 시간 정보를 주변의 보조공유기(200)와 메인공유기(300)를 경유하여 모니터링서버(400)로 실시간 전송시킬 수 있다.
즉, 설정된 제한구역(A)은 방사선의 농도가 관리구역(S)보다 높은 농도를 갖는 고준위 구역이거나 위험구역에 해당할 수 있으며, 모니터링서버(400)를 통해 관리자가 제한구역(A)에서 머무를 수 있는 시간과 작업자의 피폭량을 실시간으로 확인 및 관리할 수 있다.
고정태그부(500)는 타임체커부(510)를 더 포함할 수 있다. 타임체커부(510)는 이동선량부(100)가 제한구역(A)에 진입한 진입시간과 진출시간을 기록하여 기록된 정보를 모니터링서버(400)로 전송한다. 타임체커부(510)는 작업자가 제한구역(A)에 진입한 후 임의로 설정된 시간이 임박하거나 경과하면 진동이나 소리 등으로 작업자가 이를 인지할 수 있도록 알려줄 수 있다. 타임체커부(510)를 통해 제한구역(A)에 진입과 진출시간 정보를 획득함에 따라 작업자가 제한구역(A)으로 진입한 시간부터 진출한 시간까지의 방사선피폭량을 이동선량부(100)를 통해 계측할 수 있다.
한편, 이동선량부(100)는 이동선량부(100)의 이동경로를 저장하여 저장된 데이터를 모니터링서버(400)로 실시간 전송하는 경로저장부(110)를 더 포함할 수 있다. 경로저장부(110)를 통해 관리구역(A)에서 작업자가 이동하는 작업동선, 이동 패턴 및 대기시간을 확인할 수 있다. 즉, 이동 경로 등이 실시간으로 파악될 수 있기 때문에 다수의 작업자 중 선별된 작업자만 제한구역(A)에 접근할 수 있도록 할 수 있다.
그리고, 관리구역(S)에서 이동선량부(100)의 출입여부를 확인 및 관리할 수 있는 출입관리부(600)가 더 구비될 수 있다. 출입관리부(600)는 이동선량부(100)에 부여된 고유의 ID정보를 식별할 수 있다. 즉, 다수의 이동선량부(100)는 서로 구분이 가능하도록 각각의 이동선량부(100)에 부여된 고유의 ID정보를 가지고 있으며, 출입관리부(600)는 이동선량부(100)의 ID 정보를 식별하여 출입여부를 관리할 수 있다.
출입관리부(600)는 보조공유기(200)가 가지는 모든 기능을 포함할 수 있으며, 작업을 마치고 작업자가 관리구역(S)에서 나갈 때 이동선량부(100)가 계측한 방사선 피폭데이터를 저장하고 저장된 데이터를 모니터링서버(400)로 전송시킨다. 이를 통해 작업자 각각의 누적된 피폭량을 데이터화하여 관리할 수 있다.
한편, 이동선량부(100)의 출입관리는 보조공유기(200)로 접근하는 이동선량부(100)의 방향에 따라 이루어질 수 있다. 보다 상세히 설명하면, 다수의 보조공유기(200) 중 어느 하나의 보조공유기(200)는 출입관리부(600)와 인접하되, 관리구역(S)의 외부에 배치되고, 다수의 보조공유기(200)중 다른 어느 하나의 보조공유기(200)는 출입관리부(600)와 인접하되, 관리구역(S)의 내부에 배치된다. 이후 출입관리부(600)를 이동선량부(100)가 통과할 때 관리구역(S)의 외부에 배치된 보조공유기(200)와 가까워지도록 이동선량부(100)가 접근하거나, 반대로 관리구역(S)의 내부에 배치된 보조공유기(200)와 가까워지도록 이동선량부(100)가 접근하는 것에 따라 이동선량부(100)의 출입을 확인할 수 있다.
도 1 을 참조하여 이동선량부(100)의 일실시예에 대해 상세히 설명한다. 이동선량부(100)는 위치측위부(120), 계측부(130), 전력공급부(140), 통신부(150), 주제어부(160) 및 생체정보 획득부(170)를 포함한다.
위치측위부(120)는 보조공유기(200), 메인공유기(300)와 UWB 통신을 기반으로 송수신을 수행하여 이동선량부(100)의 위치정보를 획득할 수 있다. 위치측위부(120)에서 획득한 이동선량부(100)의 위치정보는 주제어부(160)로 전송된 후 통신부(150)를 통해 주변 보조공유기(200) 및 메인공유기(300)를 경유하여 모니터링서버(400)로 전송될 수 있으며, 통신부(150)를 통해 직접 모니터링서버(400)로 위치정보를 전송할 수 있다.
계측부(130)는 무기섬광체와 유기섬광체를 포함하는 섬광체와 실리콘 광증배소자(SiPM)를 사용한 방사선 섬광 검출기에 해당할 수 있다. 그리고, 계측부(130)는 방사선의 종류, 세기, 에너지 반응 등 인체의 피폭선량 등을 정밀하게 가늠할 수 있는 장치로 이미 공지된 계측기를 사용할 수 있다.
전력공급부(140)는 계측부(130)의 작동시 고전압의 전력이 필요하는데, 필요한 전력을 공급해줄 수 있는 장치에 해당하며, 전력공급부(140)를 통해 이동선량부(100)를 구동하는 모든 전력이 공급될 수 있다. 전력공급부(140)는 배터리를 포함할 수 있으며, 외부로부터 전력을 공급받아 배터리를 충전할 수 있는 충전회로부를 더 포함할 수 있다.
통신부(150)는 제어회로 구성 시 기판 안테나를 사용하여 제품의 소형화가 가능하도록 설계되어 안정적인 송수신이 가능할 수 있도록 하며, LoRa 모듈과 LTE Cat.M1모듈을 모두 고려하여 설계할 수 있다.
주제어부(160)는 위치측위부(120), 피폭량 계측부(130), 전력공급부(140), 통신부(150) 각각의 구동을 제어할 수 있는 Comtrol unit에 해당할 수 있다. 즉, 주제어부(160)는 계측부(130)에서 계측한 방사선 피폭선량의 누적선량과 날짜 및 시간 등을 연산하거나, 전력공급부(140)의 전력분배 및 배터리 잔량, 통신상태 등을 확인 및 제어해줄 수 있다.
생체정보 획득부(170)는 작업자의 심박수, 혈압, 체온을 측정하여 작업자의 생체정보를 측정할 수 있는 다양한 센서모듈을 포함한다. 센서모듈은 접촉식 센서로 피부를 통해 체온, 심박수, 혈압 등을 측정할 수 있다. 생체정보 획득부(170)에서 획득한 생체정보 데이터는 모니터링서버(400)로 전송되어 관리자가 작업자의 생체정보를 실시간으로 확인하여 작업자의 비상상황 발생 시 신속한 대응을 수행할 수 있다.
한편, 이동선량부(100)는 작업자가 이동선량부(100)를 착용하였는지의 여부를 확인할 수 있는 상태감지부(180)를 더 포함할 수 있다. 상태감지부(180)는 착용여부와 더불어 작업자의 움직임 여부를 감지할 수 있다. 상태감지부(180)는 IMU센서(3축-9축)를 기반하여 움직임 및 착용 여부를 감지할 수 있고, 이에 대한 정보데이터를 모니터링서버(400)로 전송하여 관리구역(S) 내 사고 및 작업자의 움직임 감지를 실시간으로 모니터링 할 수 있다.
따라서, 비상상황 발생시 신속한 대응이 가능하여 작업자의 안전을 확보해줄 수 있다. 그리고, 상태감지부(180)는 생체정보 획득부(170)에서 획득한 생체정보를 기반으로 작업자의 움직임 및 이상상태 여부를 감지하여 보다 정확한 작업자의 상태를 확인할 수 있다.
또한, 이동선량부(100)는 방사선 피폭량, 날짜와 시간, 통신연결상태, 배터리 잔량 등을 육안으로 확인이 가능하고, 설정 등을 수행할 수 있도록 디스플레이부와 버튼부를 포함하는 입출력장치부를 더 포함할 수 있다. 그리고, 데이터를 PC 등으로 전송시키기 위한 USB부가 더 구비될 수 있다.
모니터링서버(400)는 작업자가 관리구역(S)에서 이동한 실시간 위치정보, 이동선량부(100)를 통해 측정 주기에 매칭된 공간선량률 및 누적선량, 작업자의 생체신호정보 등의 관리구역(S)에서 발생되어 모니터링서버(400)로 유무선 통신에 의해 인터넷으로 전송되는 모든 정보를 저장하는 데이터 서버로 사용되어 관리할 수 있다. 즉, 모니터링서버(400)는 작업자에 의해 생성된 모든 실시간 정보를 저장하는 데이터저장부(410)를 더 포함할 수 있다. 데이터저장부(410)에 저장되는 정보는 블록체인화 되어 저장될 수 있으며, 이를 통해 수집된 작업자의 데이터 유실 및 위변조를 미연에 방지할 수 있는 효과를 제공한다.
[실시예 1]
도 3 을 참조하면 이동선량부(100)는 생체정보 획득부(101)를 포함하며, 생체정보 획특부(101)는 작업자의 심박수, 혈압, 체온을 측정하여 작업자의 생체정보를 측정할 수 있는 다양한 센서모듈을 포함한다. 센서모듈은 접촉식 센서로 피부를 통해 체온, 심박수, 혈압 등을 측정할 수 있다.
그리고, 이동선량부(100)는 작업자가 이동선량부(100)의 착용여부를 감지하고, 이동선량부(100)를 착용한 작업자의 움직임 여부를 감지하는 감지부(102)를 더 포함할 수 있다. 감지부(102)는 MU센서(3축-9축)를 기반하여 작업자의 움직임과 이동선량부(100)의 착용 여부를 감지할 수 있다.
[실시예 2]
도 3 을 참조하면 보조공유기(200)는 위치측위부(210), 경로저장부(220), 상태감지부(230)를 포함한다. 위치측위부(210)는 이동선량부(100)와 UWB통신을 기반으로 송수신을 수행하면서 이동선량부(100)의 위치정보를 획득한다.
경로저장부(220)는 위치측위부(210)에서 획득한 이동선량부(100)의 위치정보를 기반으로 이동선량부(100)의 이동경로 정보를 저장할 수 있다. 따라서, 작업자가 이동하는 작업동선, 이동 패턴 및 대기시간을 확인할 수 있다.
상태감지부(230)는 이동선량부(100)의 생체정보 획득부(101)와 감지부(102)에서 획득한 정보를 기반으로 작업자의 이상상태 여부를 감지한다. 작업자에게 이상상태, 비상상황 등의 상황이 감지되면 모니터링서버(400)로 작업자의 상태정보를 전송하여 신속한 대응을 수행할 수 있도록 한다.
한편, 보조공유기(200)는 이동선량부(100)에서 계측된 방사선 수치정보와 이동선량부(100)의 위치정보 및 상태감지부(230)의 이상상태 여부에 대한 정보를 모니터링서버(400)로 전송하는 통신부(240)가 더 구비될 수 있다. 통신부(240)는 제품의 소형화가 가능하도록 설계될 수 있으며, LoRa 모듈과 LTE Cat.M1모듈을 모두 고려하여 설계할 수 있다.
그리고, 보조공유기(200) 외부로부터 전력을 인가받아 각각의 구성에 전력을 공급하는 전력공급부(250)를 더 포함할 수 있다. 전력공급부(250)는 보조공유기(200)를 구동하는 모든 전력이 공급될 수 있다.
한편, 보조공유기(200)는 주제어부(260)를 더 포함하며, 주제어부(260)는 위치측위부(210), 경로저장부(220), 상태감지부(230), 통신부(240), 전력공급부(250) 각각의 구동을 제어할 수 있는 Comtrol unit에 해당할 수 있다. 즉, 이동선량부(100)에서 계측한 방사선 피폭선량의 누적선량과 날짜 및 시간 등을 연산하거나, 전력공급부(250)의 전력분배 및 배터리 잔량, 통신상태 등을 확인 및 제어해줄 수 있다.
그리고, 도면에 도시하지 않았으나, 메인공유기(300)의 다른 실시예로 메인공유기(300)는 보조공유기(200)의 실시예의 구성과 동일한 구성을 포함할 수 있다.
이와 같은 구성에 의한 본 발명은 작업공간에서 일하는 작업자의 방사선 피폭량과 이동경로를 실시간으로 확인하여 작업자의 안전을 확보하고, 위급상황 발생시 실시간으로 대처가 가능한 이점이 있다.
100 : 이동선량부
200 : 보조공유기
300 : 메인공유기 400 : 모니터링서버
500 : 고정태그부 600 : 출입관리부
300 : 메인공유기 400 : 모니터링서버
500 : 고정태그부 600 : 출입관리부
Claims (11)
- 설정된 관리구역(S)에 출입하는 방사선 관련 작업자가 휴대하여 방사선 피폭량을 계측하는 이동선량부(100);
설정된 관리구역(S)에 일정간격 이격되어 다수개 배치되며, 상기 이동선량부(100)의 위치를 실시간으로 식별하기 위해 상기 이동선량부(100)와 통신을 수행하는 보조공유기(200);
외부의 유무선 통신망에 연결되고, 상기 보조공유기(200)와 통신을 수행하여 상기 이동선량부(100)의 위치정보를 전송받는 메인공유기(300);
상기 메인공유기(300) 또는 상기 이동선량부(100)로부터 실시간으로 식별된 상기 이동선량부(100)의 위치정보와 상기 이동선량부(100)에서 계측한 방사선 피폭량 정보를 전송받아 모니터링하는 모니터링서버(400);
를 포함하는 것을 특징으로 하는 실시간 작업자 위치 측위가 가능한 방사선 안전관리 시스템. - 제 1 항에 있어서,
임의로 소정 반경을 그리는 제한구역(A)을 설정하고, 상기 제한구역(A)에 상기 이동선량부(100)의 진입여부를 상기 모니터링서버(400)로 전송하는 고정태그부(500);를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 실시간 작업자 위치 측위가 가능한 방사선 안전관리 시스템. - 제 2 항에 있어서,
상기 고정태그부(500)는 상기 이동선량부(100)의 진입시 진입시간과 진출시간을 기록하는 타임체커부(510);를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 실시간 작업자 위치 측위가 가능한 방사선 안전관리 시스템. - 제 1 항에 있어서,
상기 이동선량부(100)는 상기 이동선량부(100)의 위치정보를 기반으로 상기 이동선량부(100)의 이동경로 정보를 저장하는 경로저장부(110);를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 실시간 작업자 위치 측위가 가능한 방사선 안전관리 시스템. - 제 1 항에 있어서,
상기 이동선량부(100)에 부여된 고유 ID정보를 식별하여 상기 이동선량부(100)의 출입여부를 확인하며, 이동선량부(100)에서 계측한 방사선 피폭데이터를 저장하는 출입관리부(600);를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 실시간 작업자 위치 측위가 가능한 방사선 안전관리 시스템. - 제 5 항에 있어서,
상기 출입관리부(600)와 인접한 상기 설정된 관리구역(S)의 외부와 내부에 각각 보조공유기(200)가 배치되고, 상기 이동선량부(100)가 상기 출입관리부(600)를 통과하여 상기 관리구역(S)의 외부와 내부에 배치된 어느 하나의 보조공유기(200)로 이동한 방향을 기준으로 상기 출입여부를 확인하는 것을 특징으로 하는 실시간 작업자 위치 측위가 가능한 방사선 안전관리 시스템. - 제 1 항에 있어서,
상기 이동선량부(100)는 상기 보조공유기(200), 메인공유기(300)와 UWB 통신을 기반으로 송수신을 수행하여 상기 이동선량부(100)의 위치정보를 획득하는 위치측위부(120);
방사선 여부를 검출하고, 검출된 방사선 수치정보를 계측하는 피폭량 계측부(130);
상기 방사선 피폭량 계측부(130)에 전력을 공급하는 전력공급부(140);
계측된 방사선 수치정보와 획득한 위치정보를 상기 모니터링서버(400)로 전송하는 통신부(150);
상기 위치측위부(120), 피폭량 계측부(130), 전력공급부(140), 통신부(150)의 구동을 제어하는 주제어부(160);
작업자의 심박수, 혈압, 체온을 측정하여 작업자의 생체정보를 획득하는 생체정보 획득부(170);를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 실시간 작업자 위치 측위가 가능한 방사선 안전관리 시스템. - 제 7 항에 있어서,
상기 이동선량부(100)는 상기 이동선량부(100)의 착용 여부와 작업자의 움직임 여부를 감지하되, 상기 획득한 생체정보를 기반으로 작업자의 이상상태 여부를 감지하는 상태감지부(180);를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 실시간 작업자 위치 측위가 가능한 방사선 안전관리 시스템. - 제 1 항에 있어서,
상기 이동선량부(100)는 작업자의 심박수, 혈압, 체온을 측정하여 작업자의 생체정보를 획득하는 생체정보 획득부(101);
상기 이동선량부(100)의 착용 여부와 작업자의 움직임 여부를 감지하는 감지부(102);를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 실시간 작업자 위치 측위가 가능한 방사선 안전관리 시스템. - 제 9 항에 있어서,
상기 보조공유기(200)는 상기 이동선량부(100)와 UWB통신을 기반으로 송수신을 수행하여 상기 이동선량부(100)의 위치정보를 획득하는 위치측위부(210);
상기 위치측위부(210)에서 획득한 상기 이동선량부(100)의 위치정보를 기반으로 상기 이동선량부(100)의 이동경로 정보를 저장하는 경로저장부(220);
상기 생체정보 획득부(101)와 감지부(102)에서 획득한 정보를 기반으로 작업자의 이상상태 여부를 감지하는 상태감지부(230); 를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 실시간 작업자 위치 측위가 가능한 방사선 안전관리 시스템. - 제 7 항에 있어서,
상기 모니터링서버(400)는 전송되는 정보를 블록체인화하여 저장하는 데이터저장부(410)를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 실시간 작업자 위치 측위가 가능한 방사선 안전관리 시스템.
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| KR1020220083131A KR20240006747A (ko) | 2022-07-06 | 2022-07-06 | 실시간 작업자 위치 측위가 가능한 방사선 안전관리 시스템 |
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| KR101973612B1 (ko) | 2018-10-29 | 2019-04-29 | (주)뉴클리어엔지니어링 | 위치추적 기능을 갖는 개인선량계 및 이를 이용한 실시간 해체작업자 안전관리 시스템 |
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