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[A-1 / 핫식스] 개문사고 안전장치

  • 우희민
  • 인천대학교
  • 작품구분일반형
  • 공개여부공개
  • 카테고리전자, 전기, 기계, 생활
  • 등록일2022-09-12
  • 팀원(공동개발자)여인준, 박수빈, 이주신, 이진욱, 최기승
  • 출품 경진대회제18회(2022년) 창의적종합설계경진대회

상세설명

1. 수행배경

  •  개문사고는 차량에서 문을 열거나 내릴 때 승차자가 측면을 진행하는 차량에 피해를 입히는 사고이다. 도로교통법 제 49조 제1항 제7호에 따르면 ‘운전자는 안전을 확인하지 아니하고 차의 문을 열거나 내려서는 아니 되며, 승차자가 교통의 위험을 일으키지 아니 하도록 필요한 조치를 할 것.’ 으로 되어 있다. 2017년 7월 22일 MBC뉴스에서 차량과 차량 간의 개문사고에 대해 다루었고 2021년 10월 20일 머니투데이에서 차량과 자전거간의 개문사고에 대해 다루었다. 또한 도시교통정보센터에서 나온 자료에서 최근 3년간 개문사고 발생은 5733건, 사망 8건, 부상 6273건으로 다른 차량사고에 비하면 다소 적은 수치이나 경각심을 가지기에 충분한 수치이다. 개문사고가 일어나면 하차하는 사람이 위험할 수 있고, 만약 오토바이나 자전거가 측면에 진행하는 차량이면 그 운전자가 위험할 수 있기에 필히 막아야 하는 사고이다.
  •  2019년 10월 13일 SBS ‘맨 인 블랙박스’라는 프로그램에서는 하차하는 사람이 뒤의 차량과 부딪혀 치아가 9개 골절되고 목디스크 증상과 타박상을 입은 사례를 전하였다. 이 사례에서 보듯 개문사고는 문을 열어 하차자가 직접 차량과 부딪힐 수 있기에 에어백이나 안전벨트와 같은 안전장치가 부상을 어느 정도 막을 수 있는 다른 차량사고보다 심한 부상을 당할 수 있다.또한 2022년 4월 25일 뉴스A에서는 오토바이운전자가 열리는 차문에 충돌하여 사망하는 사고를 보도했다. 하차자 뿐만 아니라 뒤에서 오는 차량의 운전자가 피해를 입을 수 있고 개문사고로 사망사고로까지 이어질 수도 있다는 것이다.
  •  이런 개문사고를 막기 위한 대책들을 조사해보니 문 반대쪽 손으로 문을 여는 ‘더치 리치’  페인이 있었다. 네덜란드에서 시작한 캠페인으로 문 반대쪽 손으로 문을 열면 몸이 돌아가고 몸이 돌아가면 시선이 뒤에서 접근하는 차량을 살필 수 있게 되는 원리이다. 하지만 개문사고는 탑승자의 부주의로 일어나기에 이 캠페인은 결국 탑승자가 주의를 좀 더 기울이라는 것 밖에 되지 못하는 한계가 있다. 놀라운 것은 다른 대책들을 찾아보았으나 ‘더치 리치’ 캠페인이외에는 다른 대책이 없었다.
  •  정리하자면 개문사고는 다른 차량사고랑 달리 안전장치가 없기에 하차자가 심한 부상을 당할 수 있으므로 개문사고의 발생횟수를 줄여야 한다. 또한 개문사고를 해결하기 위한 대책들이 현재 운전자나 탑승자의 주의를 좀 더 기울이자는 ‘더치 리치’ 캠페인밖에 없기에 개문사고를 예방하기가 어렵다. 그렇기에 우리는 개문사고를 직접적으로 예방할 수 있는 기술을 만들 수 있다면 개문사고의 발생횟수를 유의미하게 줄일 수 있을 것이고 그로 인해 부상자와 사망자 또한 줄일 수 있을 것이다.

 

                       

2. 수행기간

3. 개발작품 설명

  •  본 작품의 설계를 위해서 기존의 스트라이커 렛치 구조에 소기어와 싱크로나이저를 추가했으며, 이를 통해 소기어와 싱크로나이저가 맞물리는 효과를 활용하여 도어 각도 고정 및 잠금 장치를 구현 하였다. 또한 센서부에서 다가오는 물체의 속도를 측정하고 거리를 측정함을 구현하기 위하여 아두이노와 모션 감지 레이다 센서, 디지털 레이다 모듈을 활용하였으며, 이 감지를 통해 문의 각도고정과 경고음 경고등 출력을 제어하기 위하여 SCU를 MOSFET을 활용하여 구축하였다. 이를 통해 아두이노에 센서의 감지 신호가 들어오면 출력신호로 MOSFET의 Gate에 신호가 가게 되고 이에 따라 LED모듈, 리니어 모터, 디지털 엠프 모듈에 각각 신호가 가게 되어 개문 사고 안전 장치의 역할을 수행하도록 설계하였다.
  •  본 작품의 하단 프레임은 알루미늄 프로파일로 구성하였으며, 차량 플랫폼과 도어는 목재와 PC판을 이용하여 구현하였다. 또한 도어 내부의 부속품 등은 3D프린터를 이용하여 PLA소재로 출력하였으며, 도어 내부에 아두이노 보드와 SCU 배터리 등을 내장하였다.
  •  구체적으로 상세한 메커니즘 설명은 다음과 같다. 차량의 전면 헤드라이트 아래쪽과 차량의 후면 헤드라이트 아래쪽에 레이다센서를 장착한 후 차량의 도어에는 리니어모터를 이용한 장치를 부착한다. 이 도플러 센서의 경우 10M 이내 물체의 움직임을 감지하며 3M이내 대상의 모션을 감지하여 아날로그 신호를 출력하는 센서이다. 이 센서를 통해서 전방 후방의 물체를 감지하여 차량의 도어를 제어한다. 이 도어의 제어에 대한 매커니즘은 크게 2가지로 분류하여 나눌 수 있다. 첫 번째로, 물체가 다가올 때 문을 아직 열지 않은 경우. 두 번째로, 물체가 다가올 때 문을 연 경우이다. 첫 번째의 경우 도플러 센서에 의해 물체가 감지되면 차량 도어의 잠금장치가 작동하여 문이 열리지 못하도록 동작한다. 두 번째의 경우 물체가 다가왔을 때 차량 도어의 각도를 고정하여 승객과 후측방 다가오는 물체를 보호하는 매커니즘을 탑재한다. 또한 두 경우 모두 경고음, 경고등을 통해서 승객과 후측방 물체에게 경고 신호를 보낸다.

4. 활용방안

  • 기존의 개문 안전장치는 차량 뒤에 움직이는 물체가 감지되면 이를 인지해 차문을 잠궈주는 메커니즘이다. 하지만 문이 열린 상황에 뒤에서 자동차, 전동 킥보드, 자전거 등이 다가온다면 아무것도 할 수 없다는 문제점이 존재한다. 그렇기 때문에 기존의 방식인 물체 접근을 인식하고 차문을 잠궈주는 시스템에 더불어 리니어 모터, LED, 스피커를 활용하여 다가오는 운전자들에게 차 문이 열려있으니 주의하라는 경고를 시청각적으로 보낸다. 상대방 운전자에게 경각심을 부각시켜 안전사고를 방지하여 기존에 존재하는 시스템적인 문제를 개선하고 보완할 수 있다.
  • 기존의 개문안전장치는 차 안에 있는 사람의 안전을 고려해 설계한 제품이지만, 본 작품은 후측방 인물의 안전사고를 예방할 수 있다는 차별성이 존재한다. 또한 이는 자동차뿐 아니라 사람들이 자주 타고다니는 대중교통, 대형버스 등 어디에든 적용할 수 있다. 때문에 이는 현재의 개문안전장치보다 더 안전하다 할수 있으며, 상업적인 면에서 또한 긍정적으로 바라볼 수 있을 것이다.

소개 영상

소개 슬라이드

기타자료

댓글

  • 김태윤 (인천대학교) 2022-09-15 22:21:55

    정말 실용적이에요 너무 좋은 거 같아요!

  • 장준서 (인천대학교) 2022-09-15 20:32:29

    베리굿~

  • 김성수 (인천대학교) 2022-09-15 19:04:14

    오 정말 좋아요