광고

[집중조명] “초기 화재 못 잡은 고양 저유소” 대규모 옥외 공간 화재 감지 기술은?

-실내 물론 실외까지… 감지 기술의 정석 ‘불꽃감지기’
-열화상ㆍ영상 분석으로 실시간 화재 감지하는 기술들

최누리 기자 | 입력 : 2018/12/26 [15:32]

▲ 고양시 저유소 화재 당시 소방관들이 활활 타오르는 저유소 인근에서 진압활동을 벌이고 있다.     ©경기도소방재난본부 제공

 

[FPN 최누리 기자] = 지난 10월 7일 경기도 고양시 저유소 화재는 안전관리 부실로 인한 인재로 결론 났다. 당시 저유소는 폭발 위험에 언제나 노출돼 있었지만 화재를 상시 감시하기 위한 시설이 부실했다.

 

화재 당시 휘발유 저장 탱크는 외부에서 유입되는 불길이 옮겨 붙을 정도로 화재에 취약했다. 만약 화재 초기 불꽃을 발견하기만 했어도 큰 피해로 이어지진 않았을 일이다. 그러나 저유소에 화재를 감지하는 시설은 전무했다.

 

또 저유소에 근무하고 있던 직원 4명 중 통제실에 근무한 인원은 1명에 불과했다. 폐쇄회로 텔레비전(CCTV) 모니터 화면이 작아 근무자가 최초 잔디에 불이 붙은 것을 쉽게 인식하기도 어려웠다. 

 

전문가들은 이러한 대규모 시설물의 화재를 조기에 감지하기 위해서는 특수한 소방시설이 설치돼야 한다고 입을 모은다. <FPN/소방방재신문>이 고양 저유소 화재와 같은 대규모 옥외 공간에서 발생할 수 있는 화재를 빠르게 감지하기 위한 시스템을 분야 전문가들로부터 수소문해 찾아봤다.

  

대규모 공간 화재 감지 실현, 영상화재감시시스템 

▲ 창성에이스산업가 개발한 중ㆍ장거리 열화상화재감지카메라     © 창성에이스산업 제공

 

대규모 공간의 화재 감시 기능을 실현하는 방법으로 주목받는 기술 중 하나는 ‘중ㆍ장거리 열화상 화재 감지 카메라 시스템’이다.

 

특수 방재시스템을 전문 개발기업인 (주)창성에이스산업(대표 이의용)의 중ㆍ장거리 열화상화재감지카메라 시스템은 원거리에서도 온도 분포를 분석하고 침입 등에 대비해 육안 관찰이 가능한 고성능 카메라를 일체화시켜 화재를 감지하는 기술이다. 

 

제품의 유형은 중거리용과 장거리용으로 나눠진다. 중거리 제품은 300m 이내 화재감지와 200m 이내 지역 감시에 최적화된 제품이며 장거리용은 2km 이내 화재감지와 최대 6km에 이르는 지역의 감시를 실현한다. 화재감지 기능의 경우 9~10초 이내 이뤄진다는 게 창성에이스산업 측 설명이다.

 

창성에이스산업에 따르면 이 제품에는 적외선 카메라와 CCD(전자결합소자) 카메라가 장착됐다. 열영상을 통해 전기와 기계 설비에서 발생하는 열 등을 감지하고 CCD 카메라는 선명한 영상을 선택적으로 보여준다. 355도 좌우 자동 회전으로 대규모 공간에서의 감시가 유리하다.

 

시각적으로 확인이 어려운 대상체의 온도 변화를 감지해 영상으로 표출해 주는 이 시스템의 카메라에는 가시광선이 없는 어둠 속에서도 추가 조명 없이 감시할 수 있는 기능도 있다.

 

실시간 관리 체계 기능 강화를 위한 기능이 접목됐다. 사물인터넷(IoT) 기술과의 융합으로 실시간 화재와 온도를 감지하고 사전에 설정된 온도 수치 초과 시 자동으로 알람 경고(SMS, 영상)를 이용자에게 발신해 준다. 상시 모니터링을 위한 16채널의 분할 화면은 체계적인 모니터링도 가능하게 해준다.

 

또 실시간 온도와 습도, 풍량, 풍속은 GUI(Graphical User Interface) 화면에 표기되고 지표면과 지상, 대기 공간상 모든 화재 상황도 감시할 수 있다.

 

이 시스템은 주요 군사시설물은 물론 건물, 도심, 산불, 비행장 격납고, 유류저장소, 원전, 주요 산업 시설 등의 외곽 보안과 화재 감시에 적용할 수 있다. 창성에이스산업은 이 시스템을 실제 중공업 플랜트 공장 사업장과 삼척시, 성남시, 세종시 등의 산불화재감시용으로 공급하기도 했다.  

 

적ㆍ자외선으로 화재 잡는 불꽃감지기

▲ 해영정밀의 삼파장 적외선식 특수불꽃감지기     © 해영정밀 제공

 

옥외 공간에서 화재를 감지하기 위한 기술 중 가장 보편화된 방식은 불꽃감지기다. 적외선과 자외선의 파장을 감시해 화재 사실을 알려주는 기술이다.

 

보통 30~50m의 유효감지 거리를 갖는 이 불꽃감지기는 불이 나면 적외선 또는 자외선 센서를 통해 화재발생 사실을 감지한다. 각 제조업체마다 감시 거리와 감시 가능 시야각을 다양하게 개발해 공급하고 있다. 

 

(주)해영정밀(대표 이영은)의 삼파장 적외선식 불꽃감지기는 3.9~5.0μm 파장대의 중적외선(Mid-IR)을 감지하고 100도에 이르는 감시 시야각을 가졌다. 저전력 설계와 고성능 마이크로프로세서도 장착된 것이 특징이다.

 

외부 비화재보에 대한 식별력도 높다. 해영정밀에 따르면 태양광과 형광등, 할로겐등, 전기용접 불꽃 등 직사광과 깜박거림(Flickering)에 반응하지 않는다. 

 

특히 설치 현장에 따라 다양하게 발생하는 불꽃감지기 비화재보의 효과적인 분석을 위해 초당 실시간으로 데이터를 저장하는 특수 기능도 갖췄다. 해당 기능에는 16GB의 SD 메모리카드가 내장돼 있어 이벤트 발생 시 초당 모든 기록을 저장한다. 별도 폴더와 파일을 자동으로 생성하고 최대 10년간 기록 데이터를 저장할 수도 있다. 

 

내부에는 전자시계 기능이 장착돼 화재 알람이나 비화재보가 발생한 시점까지 확인할 수 있다. 알루미늄, SUS304, SUS316 등 다양한 내압 방폭형 케이스를 통해 현장 적응성을 높였다. 수소나 아세틸렌 폭발 환경에 대응이 가능한 내압 방폭 등급(IIc, T6, IP66, IP67)도 갖춰 특수 환경에 따른 적응성도 갖췄다.

 

해영정밀 관계자는 “제품 설계부터 납품 후 준공단계까지 관련 기술을 지원하고 있다”며 “블랙박스가 내장된 불꽃감지기는 현장에서 발생하는 비화재보의 원인을 정밀하게 분석해 개별 현장의 애로사항을 해결하는 데 도움이 될 수 있다”고 말했다. 

 

불꽃감지기의 대표 기업으로는 미국 FM인증까지 획득한 (주)창성에이스산업도 있다. 창성에이스산업의 불꽃감지기는 자외선과 적외선 파장을 신속하고 정밀하게 감지하기 위한 고감도 센서가 적용돼 최대의 민감도를 실현한다. 

 

칼만필터(Kalman Filter) 기법을 적용해 불꽃에 대한 판단기능을 강화한 것이 특징이다. 기존 제품보다 화재 검출에 대한 신뢰성을 높였다. 또 네트워크 구성이 가능하도록 시리얼(RS-485)통신출력을 가능하게 해 손쉬운 관리를 실현하고 소형으로 개발돼 좁은 공간에서도 설치가 용이하다. 

 

적외선 불꽃감지기의 경우 각기 다른 적외선 파장 대역의 감지로 감지 주위의 여러 비화재보 요인으로부터 오작동을 최소화했다. 창성에이스산업은 15~50m에 이르는 감지 거리와 최대 100도에 이르는 시야각을 가진 불꽃감지기 등 다양한 모델의 제품을 공급하고 있다.

 

불꽃ㆍ연기 감지하는 지능형 영상분석 카메라 

▲ 4번 사진 아이아이에스티의 파이어워치     ©아이아이에스티 제공

 

CCTV 등 영상을 통해 화재를 감지하는 기술도 나날이 발전하면서 대규모 공간의 화재 감시 시스템이 주목을 받고 있다.

 

지능형 영상분석 카메라를 전문 제조하는 (주)아이아이에스티(대표 서범석)의 파이어워치(FireWatch)는 200만 화소의 IP 카메라를 통해 화면상 45픽셀 이상(NTSC 기준) 불꽃이나 연기를 30초 이내 감지한다. 또 불꽃(1%)과 연기(10%)가 차지하는 화면 영역을 현장별로 조절할 수 있다. 

 

CCTV 모니터ㆍ애플리케이션과 연동된 파이어워치는 스마트폰을 통해 원격으로 모니터링이 가능하고 70m까지 화재위험 지역과 취약시설을 실시간으로 감시하는 한편 침입 감지 기능까지 갖춰 방화자 등 무단 침입자를 사전에 차단할 수 있다. 또 화재 등 관련 정보를 문자 메시지나 이메일로 전송해 준다.


오류나 오보를 최소화하기 위한 기능을 갖추고 있다. 특수 알고리즘을 통해 자동차 헤드라이트와 경광등, 라이터 불, 가스 불, 네온사인, 용접 등 유사불꽃을 선별하고 불광로와 수증기 배출시설 등 항시 불이나 연기(수증기)가 발생하는 구역을 제외할 수 있다. 

 

ISO 9001과 중소기업 성능인증, GS1 등급을 획득한 아이아이에스티의 파이어워치는 국내는 물론 미국과 중국에서 영상분석 화재 인식 관련 특허를 취득하기도 했다. 조달 우수제품 선정 등  제품의 기술력을 인정받고 있다는 게 관계자 설명이다.

 

이 제품은 현대자동차 남양주연구소, 원자력환경공단, 일신방직, 인천공항, 현대제철, 삼성반도체, 태경농산, 여수석유화학고, 한국수력원자력 팔당발전소, 해군 등 다양한 시설에 적용되기도 했다.

 

아이아이에스티 관계자는 “독창적인 영상분석 임베디드 플렛폼과 불꽃 연기에 대한 알고리즘 개발 능력을 기반으로 특수 화재감지 카메라를 제조하고 있다”며 “인공지능 화재인식 IP 카메라 시스템 분야에서 선두기업으로 성장하기 위해 노력하고 있다”고 말했다. 이어 “앞으로 한국소방산업기술원을 통한 기술 인정과 우수품질인증을 획득하기 위한 검토를 진행 중에 있다”고 전했다.  

 

기존 CCTV에도 적용 가능한 영상 화재감지기술

▲ 비젼인의 VFD     ©비젼인 제공

 

일반적인 CCTV 등에서 나타나는 가시영상을 실시간으로 분석해 조기에 화재를 감지하는 기술도 있다. 

 

(주)비젼인(대표 김학일)의 VFD(Video Fire Detection)는 자체 개발한 영상분석 엔진으로 화재 초기에 발생하는 연기와 불꽃을 검출하는 기술을 공급한다. 이 소프트웨어는 CCTV에 적용이 가능하다. 

 

보통 화재나 연기를 감지하기 위해서는 별도의 설비를 새로 설치해야 하지만 VFD를 CCTV에 적용하면 영상을 분석해 화재 여부를 판단할 수 있다. 또 다량의 화재 데이터를 학습한 인공지능으로 화재를 감별해 준다. 인공지능의 핵심 기술인 딥러닝(심층기계학습)을 통해 오경보율도 감소시켰다는 게 비젼인 측 설명이다.

 

40*40픽셀의 불꽃 감지 능력과 200픽셀의 연기 감지 능력을 지닌 VFD는 20m 거리에서 10초 이내 0.1*0.1m² 불꽃이나 1m 높이의 연기를 감지할 수 있다. 0.002 럭스(Lux) 야간 환경에서도 불꽃을 감지한다. 

 

특히 불이 나면 화재 정보를 SMS나 이메일로 전송하고 전송된 URL를 통해 실시간으로 화재 영상을 시청할 수 있다. 비젼인은 VFD 소프트웨어뿐 아니라 이 기술이 적용된 영상화재감지기도 공급한다. 

 

비젼인 관계자는 “덴마크 화재연구소(DBI)와 한국건설생활환경시험연구원(KCL) 성능시험을 국내 최초로 통과했다”며 “내년에는 한국소방산업기술원의 인증 획득을 위해 준비하고 있다”고 말했다. 

 

최누리 기자 nuri@fpn119.co.kr 

 

기업정보 보기

- (주)창성에이스산업

- (주)해영정밀

 

광고
FPN TV
[FPN TV/Tech] 압력탱크 필요 없는 전자식압력스위치 시스템 ‘pump eye’
1/2
광고
광고
광고
광고
광고
광고
광고
광고
광고
광고