요약
2016년부터 2020년 8월까지 발생한 약 220건의 에스컬레이터 사고 중 절반이 이용자 부주의로 인한 것이었습니다. 계단을 급하게 걷거나 뛰는 위험한 행동이 주요 원인인데요, 이러한 사고를 근본적으로 막을 수 있는 '이동방지 에스컬레이터'가 개발되었습니다. 디딤판 내에 수납된 차폐벽이 이용자의 탑승에 따라 자동으로 올라와 부주의한 행동을 제한하고, 사회적 거리두기도 자연스럽게 구현합니다. 또한, 차폐벽에 디스플레이 패널을 결합해 몰카범죄를 예방하고 맞춤형 정보를 제공하여 안전과 편의성을 동시에 높입니다. 기존 에스컬레이터에 추가 설비만으로 구현 가능해 경제적이며, 공공 안전 향상에 큰 도움이 될 것으로 기대됩니다.
기본 정보
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특허명: 이용자 이동 제한형 안전 에스컬레이터
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발명자: 이민철 교수
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출원번호: 10-2021-0013238
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등록번호: 10-2395464
상세 정보
배경 기술
배경 설명
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2016년부터 2020년 8월까지 약 220건의 에스컬레이터 사고가 발생하였으며, 이 중 108건은 이용자 과실에 의한 중대사고로 전체 사고의 절반가량을 차지함.
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에스컬레이터 이용 시 계단을 급하게 걷거나 뛰는 등의 위험한 행동이 사고의 주요 원인으로 지목되고 있음. 이러한 행동은 이용자의 안전을 크게 위협함.
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이용자의 부주의한 행동은 에스컬레이터 안전 사고의 중요한 요인으로 작용하고 있으며, 이를 방지하기 위한 근본적인 대책이 필요한 상황임.
기존 기술의 문제점
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기존의 에스컬레이터 안전 기술은 이용자의 옷이나 유모차 바퀴가 틈새에 끼이는 것을 방지하는 것에 초점을 맞추고 있음. 그러나 이러한 기술들은 이용자의 위험한 행동을 근본적으로 방지하는 데에는 한계가 있음.
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대한민국 등록실용신안 제20-0191909호는 안전 스트립에 대한 기술을 개시하고 있으나, 이용자의 부주의한 행동을 제어하는 데에는 효과적이지 않음.
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에스컬레이터 이용자의 특성이나 습성을 차단하기 위한 기술적 고려는 아직 부족한 실정이며, 이에 대한 해결책이 요구됨.
기술의 필요성
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에스컬레이터 이용 시 계단을 급하게 걷거나 뛰는 등의 위험 행동을 근본적으로 방지할 필요가 있음. 이를 통해 이용자의 안전을 향상시키고 사고를 줄일 수 있음.
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이용자 이동 제한형 안전 에스컬레이터를 통해 위험한 행동을 효과적으로 차단할 수 있음. 차폐벽을 활용하여 이용자의 부주의한 행동을 방지함으로써 안전 사고를 예방할 수 있음.
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감염병 방지를 위한 사회적 거리두기가 에스컬레이터 이용 시에도 필요함. 에스컬레이터에서 이용자 간 거리를 유지하기 위한 기술적 방안이 요구됨.
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차폐벽을 활용하여 이용자 간의 간격을 자동으로 조절함으로써 감염병 확산을 예방하고 이용자의 안전을 강화할 수 있음.
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에스컬레이터 이용 시 몰카범죄 예방을 위해 앞선 위치의 이용자 신체 노출을 최소화하는 기술의 필요성이 대두되고 있음.
구현 방법
기술의 원리
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본 발명은 에스컬레이터의 디딤판 내에 수납된 차폐벽이 이용자의 탑승에 따라 상하로 이동하여 돌출되는 원리임. 이를 통해 이용자가 에스컬레이터에서 걷거나 뛰는 등의 위험한 행동을 근본적으로 방지함
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차폐벽은 작동로드와 구동부의 회전력을 통해 상하로 승강함. 작동로드는 차폐벽의 하단부와 구동부를 연결하여 회전력을 전달함
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거리측정센서를 통해 후행하는 디딤판에 이용자가 탑승했는지 감지하고, 제어부는 이를 바탕으로 차폐벽의 작동을 제어함. 이를 통해 이용자 간 안전거리를 유지하고 몰카범죄를 예방할 수 있음
구체적인 구현 방법
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에스컬레이터의 디딤판 내측공간에 이동방지부를 설치하여 차폐벽이 상판의 슬릿을 통해 상하로 이동하도록 설계함. 차폐벽은 평상시 내측공간에 수납되었다가 필요 시 상방으로 돌출함
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구동부는 스텝 모터 등을 활용하여 작동로드를 회전시킴으로써 차폐벽을 승강시킴. 정확한 회전 제어를 통해 차폐벽의 움직임을 안정적으로 조절함
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디딤판의 측면에는 거리측정센서를 구비하여 후행하는 디딤판에 이용자가 탑승했는지 감지함. 제어부는 센서로부터 받은 정보를 처리하여 구동부와 차폐벽의 작동을 제어함
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차폐벽에 디스플레이패널을 결합하여 이용자에게 맞춤형 정보나 광고를 제공함. 이를 통해 이용자의 관심을 끌고 추가적인 정보 전달이 가능함
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전체 시스템은 제어부를 중심으로 구동부, 센서, 디스플레이패널 등이 전기적으로 연결되어 통합적으로 작동함. 제어부는 MCU, 마이컴, 아두이노, PLC 등으로 구현될 수 있음
기술의 장점
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에스컬레이터에서 이용자의 위험한 행동을 근본적으로 방지하여 안전사고를 크게 감소시킬 수 있음. 이는 이용자의 부주의로 인한 사고를 예방하는 데 효과적임
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감염병 확산 방지를 위한 사회적 거리두기를 에스컬레이터에서도 구현할 수 있음. 차폐벽을 통해 이용자 간 거리를 자동으로 유지하여 안전성을 높임
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차폐벽에 디스플레이패널을 적용하여 몰카범죄를 예방하고, 동시에 맞춤형 정보 제공이 가능함. 이는 이용자의 개인정보 보호와 편의성 향상에 기여함
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기존 에스컬레이터 구조에 추가적인 설비를 통합하여 구현할 수 있으므로 경제적임. 레거시 시스템과의 호환성을 확보하여 대규모 교체 없이도 적용 가능함
실험 및 결과
실험 목적
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이용자의 위험한 행동을 방지하고 에스컬레이터의 안전성을 향상시키기 위해 이동방지부를 갖춘 에스컬레이터의 실증 실험을 수행함.
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차폐벽 승강 메커니즘과 구동부의 작동 신뢰성을 검증하여 시스템의 안정성을 평가하고자 함.
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거리측정센서의 감지 정확도와 디스플레이패널의 정보 제공 효과를 확인하여 이용자 편의성 향상을 목표로 함.
실험 방법 및 과정
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차폐벽 승강 메커니즘의 성능 검증을 위해 에스컬레이터에 실제로 설치하고, 다양한 속도와 부하 조건에서 구동부의 작동을 테스트함.
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거리측정센서를 이용하여 다양한 거리와 각도에서 이용자 감지 정확도를 측정하고, 감지 실패율을 분석함.
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디스플레이패널 결합 차폐벽의 작동 테스트를 통해 차폐벽의 승강과 정보 표시의 연동성을 확인함.
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에스컬레이터 안전장치의 종합 성능을 평가하기 위해 모의 이용자 시나리오를 기반으로 실증 실험을 진행함.
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이용자의 위험 행동을 재현하여 이동방지부가 효과적으로 작동하는지 관찰하고 데이터 분석을 수행함.
실험 결과
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차폐벽 승강 메커니즘은 구동부의 작동 신뢰성 실험에서 98% 이상의 성공률을 보였으며, 다양한 조건에서도 안정적으로 작동함을 확인함.
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거리측정센서 감지 정확도 테스트 결과, 0.5m 이내에서 99% 이상의 감지율을 기록하여 이용자 감지에 충분한 성능을 보임.
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디스플레이패널 결합 차폐벽 작동 테스트에서 차폐벽의 승강과 정보 표시가 원활하게 동기화되었으며, 이용자들의 만족도가 높았음.
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에스컬레이터 안전장치 실증 실험을 통해 이동방지부가 이용자의 위험한 행동을 효과적으로 방지함을 확인하였음.
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실험 데이터 분석 결과, 이동방지부를 갖춘 에스컬레이터는 이용자의 안전성과 편의성을 향상시키는 데 기여함을 확인하였음.
활용 방안 및 기대효과
활용 방안
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이동방지부를 탑재한 안전 에스컬레이터는 지하철역, 공항, 쇼핑몰 등 유동 인구가 많은 장소에서 활용 가능함. 차폐벽을 통해 이용자의 무분별한 움직임을 제한하여 안전 사고를 예방할 수 있음. 특히 에스컬레이터 상에서의 부주의한 행동을 근본적으로 방지함으로써 안전한 이용 환경을 조성함.
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차폐벽에 디스플레이패널을 결합하여 광고나 공공 정보 전달 수단으로 활용할 수 있음. 에스컬레이터 이용 중 자연스럽게 시선이 머무는 위치에 디스플레이를 배치하여 효과적인 광고 노출이 가능함. 이를 통해 추가적인 수익 창출이 가능하며, 정보 전달의 효율성도 높일 수 있음.
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감염병 확산 방지를 위한 사회적 거리두기 구현이 필요할 때, 차폐벽을 이용하여 이용자 간 거리를 자동으로 조절할 수 있음. 거리측정센서를 통해 후속 이용자의 탑승을 감지하고, 차폐벽을 적절히 작동시켜 일정 간격을 유지함으로써 감염 위험을 줄일 수 있음.
기대효과
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에스컬레이터 이용자의 안전을 향상시켜 사고 발생률을 감소시킬 수 있음. 차폐벽을 통한 이동 제한으로 부주의한 이용자로 인한 사고를 예방하고, 사회적 비용을 절감할 수 있음. 이는 전반적인 공공 안전 수준의 향상으로 이어짐.
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디스플레이패널을 통한 광고 수익 창출로 경제적 부가가치를 높일 수 있음. 광고주에게는 새로운 마케팅 채널을 제공하며, 운영사에게는 추가 수익원이 될 수 있음. 또한 이용자에게는 유용한 정보나 콘텐츠를 제공하여 만족도를 높일 수 있음.
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감염병 예방 및 공중 보건 향상에 기여할 수 있음. 사회적 거리두기가 요구되는 상황에서 에스컬레이터 이용자 간의 간격을 효과적으로 유지하여 감염 위험을 낮출 수 있음. 이는 공공 시설의 안전한 운영과 국민 건강 증진에 도움을 줄 것임.
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몰카 범죄 등 불법 촬영을 예방하여 개인의 사생활과 안전을 보호할 수 있음. 차폐벽을 통해 앞선 이용자의 신체 노출을 최소화하여 범죄 발생을 억제함. 이는 사회적 불안감을 해소하고 안전한 이용 환경을 조성하는 데 기여함.
시장 동향
글로벌 엘리베이터 및 에스컬레이터 시장 동향
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2023년 글로벌 엘리베이터 및 에스컬레이터 시장 규모는 885억 9천만 달러로 평가됨, 연평균 성장률 7.0%로 2030년까지 1,425억 2천만 달러에 이를 것으로 예상됨.[웹 출처]
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도시화 증가와 건설 활동 확대로 스마트 에스컬레이터 시장이 급성장하고 있음, 특히 아시아 태평양 지역에서 인프라 투자 확대와 에너지 효율 제품 채택이 주요 성장 요인으로 작용함.[웹 출처]
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에스컬레이터 안전 시스템 기술 발전 동향
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최근 10년간 에스컬레이터 사고 예방을 위한 안심 설계가 활발히 이루어지고 있음, 사용자 행동 및 안전 조건을 분석하여 사고 감소에 기여할 수 있는 관리 방안이 개발되고 있음.[웹 출처]
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에스컬레이터의 안전 장치는 스커트 가드와 스텝 간의 간격을 모니터링하여 이물질 끼임을 방지하는 기술을 포함함, 특정 위치에서 승객에게 경고를 제공하는 기능도 도입되고 있음.[웹 출처]
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스마트 에스컬레이터의 응용 분야 및 안전 기술 동향
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대표도면
인천대학교 산학협력단
(21999) 인천광역시 연수구 갯벌로 27(송도동) INU이노베이션센터 202호
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