상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 배관상태 원격감시시스템은, 가스의 이동통로인 배관망과, 가스의 공급압력을 일정하게 유지하기 위한 정압기와, 가스이동을 제어하기 위한 밸브와, 배관의 전기방식 테스트장치를 포함하는 가스배관설비에 있어서, 상황실에 위치하며 단말측정장치에 의하여 검출된 후 전송선로인 배관을 통하여 극초단파 무선주파수 대역인 300MHz 이상, 447MHz 미만의 주파수신호로 전송된 데이터를 이용하여 가스배관상태를 검출하고 상기 상황실의 중앙제어장치에 설정된 프로그램에 의한 명령 및 상황실 운영자에 의하여 주기적으로 또는 수동적으로 상태감시를 수행하는 상시제어모드와, 대규모 굴착공사 등의 특수구간의 감시구역에 설치된 센싱단말측정장치에서의 감시항목중 가스누출, 진동검출, 교량파손 등의 상황발생 감지시 자동적으로 긴급조치를 발동시키는 긴급제어모드로 동작되어, 이상사태 발생시에 비상출동, 밸브차단 및/또는 정압기의 압력제어명령을 출력하는 중앙제어장치와, 상기 중앙제어장치로 부터 제어명령을 입력받고 검출데이터를 전송하도록 송수신되는 신호를 특정신호로 변조하는 신호변환부와, 상기 신호변환부에서 변조된 특정신호를 증폭하여 출력하는 신호확장부와, 상기 신호확장부에서 발생된 신호를 매개체인 금속배관에 접속시키고 각 센싱단말측정장치로부터 검출, 수집된 신호를 입력받는 신호단속부와, 센싱단말측정장치로부터 측정된 신호와 감시데이터를 수신하고 불량데이터를 선별하고 각 측정장치의 부호화된 신호를 해독하는 신호처리부와, 상기 신호처리부에서 정리된 데이터를 자체 내장된 메모리소자에 저장하는 신호저장부와, 신호발생전달장치를 제어하는 신호제어부로 이루어진 신호발생전달장치와, 매설된 배관을 통하여 상기 신호발생전달장치로 신호를 전송하는 접속중앙장치와, 매설된 배관을 통하여 상기 접속중앙장치로 측정된 데이터를 전송하는 센싱단말측정장치와, 상기 중앙제어장치로부터의 제어신호에 따라서 가스압력을 조정하기 위한 조절장치와, 상기 중앙제어장치로부터의 제어신호에 따라서 밸브를 차단하는 차단장치를 포함하는 것을 특징으로 한다.
이하 첨부된 도면을 참고하여 본 발명의 배관상태 원격감시시스템을 상세히 설명하면 다음과 같다.
도 2는 본 발명에 의한 배관상태 원격감시시스템의 개념도이다.
본 발명은 배관(10)이 설치된 지역, 특히 도시가스의 공급압을 조정하는 정압기(20)로부터 최종 사용처인 소비자까지 연결되어 있는 공급용 배관(10)이 매설된 주위에서 대규모 굴착공사 시행시에 발생되는 배관에 대한 직접적인 충격 또는 지반붕괴 등을 검출하고, 이로 인하여 발생가능한 2차 재해를 미연에 방지할 수 있도록 검출신호 및 제어신호를 상기 공급용 배관(10)을 이용하여 송수신할 수 있도록 한 것이다.
배관(10)이 매설된 지역의 상태를 검출을 위한 (센싱) 단말측정장치는 예를 들면 전기방식테스트장치(40), 관말압력검출기(50), 가스검출기(60), 진동검출기(70) 등이 될 수 있으며, 또 다른 종류의 측정장치를 추가하는 것이 가능하다. 이에 따라서 가스수용가에 안정된 가스를 공급하고, 굴착공사등으로 인한 대형사고를 미연에 방지할 수 있으며, 또한 배관손상을 예방할 수 있다.
측정된 검출신호들은 배관(10)을 이용하여 송수신하게 되는 것이며, 이때 배관(10)에 적용되는 신호는 극초단파 무선주파수 대역인 300MHz 이상 447MHz 미만의 주파수신호를 이용하는 것이 바람직하다.상기 검출신호들은 배관(10)을 전송선로로 이용하여 정압기(20)를 중심으로 하여 수집된 후에, 무선기지국(90) 또는 유선기지국(100) 등을 경유하여 상황실(80)로 전송하고 명령신호를 수신하는 방식으로 실행된다. 이와 같이 배관(10)을 통하여 검출신호들이 수집되므로 단말측정장치를 연결하기 위한 별도의 공사가 필요하지 않은 이점을 가진다. 실제 정압기(20)가 설치된 장소에 상황실(30)과 전용선등으로 연결되는 신호발생전달장치(150)가 설치된다.
도 3은 본 발명의 배관상태 원격감시시스템의 블럭도이다. 도시된 바와 같이, 상황실(80)에 위치하며 단말측정장치에 의하여 검출된 데이터를 이용하여 가스배관상태를 검출하고 이상사태발생시에 비상출동, 밸브차단 및/또는 정압기의 압력제어명령을 출력하는 중앙제어장치(110)와, 상기 중앙제어장치(110)로부터 제어명령을 입력받고 검출데이터를 전송하는 신호발생전달장치(130)와, 매설된 배관(10)을 통하여 상기 신호발생전달장치(130)로 신호를 전송하는 접속중앙장치(140)와, 매설된 배관(10)을 통하여 상기 접속중앙장치(140)로 측정된 데이터를 전송하는 센싱단말측정장치(150)와, 상기 중앙제어장치(110)로부터의 제어신호에 따라서 가스압력을 조정하기 위한 조절장치(160)와, 상기 중앙제어장치(110)로부터의 제어신호에 따라서 밸브(30)를 차단하는 차단장치(170)를 포함한다.
상기 중앙제어장치(110)는 상황실(30)에 설치되어서 전체 시스템을 제어하는 서버컴퓨터이다. 중앙제어장치(110)는 원격지에 위치한 신호발생전달장치(130)로부터 전송되는 수집데이터를 이용하여 각 배관(10) 및 그 주변의 상태를 검출하고 이상상황이 발생된 것으로 판단되면 필요한 조치를 취하도록 제어신호를 출력한다. 제어신호의 예를 들면 현장점검반의 비상출동을 명령하여 즉시 사고발생지역의 안전조치를 취하도록 하거나 원격제어신호를 출력하여 밸브차단 및/또는 정압기의 압력조정을 수행할 수 있게 되는 것이다.상기 중앙제어장치(110)에서 출력되어 배관(10)에 설치된 밸브차단 및/또는 정압기의 압력을 조정하는 원격제어신호는 가스가 공급되는 배관(10)을 전송선로로 이용하게 되므로 별도의 전송선로를 구비하지 않고도 신호를 전송할 수 있게되는 것이며, 무선으로 전송시 노즈즈로 인한 데이터의 손상을 방지하게 되는 것이다.
중앙제어장치(110)는 특히 상시제어모드와 긴급제어모드로 구분될 수 있다. 상기의 상시제어모드는 상황실(80)의 중앙제어장치(110)에 설정된 프로그램에 의한 명령 및 상황실 운영자에 의하여 주기적으로 또는 수동적으로 상태감시를 수행하는 모드이다. 또한 긴급제어모드는 대규모 굴착공사 등의 특수구간의 감시구역에 설치된 센싱단말측정장치(150)에서의 감시항목중 가스누출, 진동검출, 교량파손 등의 상황발생 감지시 자동적으로 긴급조치를 발동시키는 모드이다. 상기 긴급제어모드의 감시항목을 단말측정장치를 더 추가하여 증가하거나 감소시킬 수 있으며 그에 따라서 프로그램을 조정한다.
상기 신호발생전달장치(130)는 상황실(80)의 중앙제어장치(110)와의 데이터송수신을 위한 것으로서, 전용선을 통하여 연결된다. 물론 전용선 뿐만 아니라, 도 2에서와 같이, 무선통신방식으로 데이터를 송수신하는 것도 가능함은 명백하다. 신호발생전달장치(130)는 정압기(20)를 원격제어하는 원격단말장치(120)에 포함시킬 수 있다. 이것의 이점은 정압기(20)를 중심으로하여 하나의 지역단위로 세분화시킴으로서 관리가 용이한 이점이 있다.
신호발생전달장치(130)는 다른 지역에 설치되는 신호발생전달장치(130)와의 구별을 위하여 각각 고유한 식별부호를 부여하는 것이 바람직하다. 고유식별부호는 중앙제어장치(110)와의 데이터통신에 사용되는 데이터통신프로토콜에 의하여 해당 프로토콜에 적합하게 설정될 수 있다. 이것은 센싱단말측정장치(150)에도 유사하게 적용시킬 수 있다.
도 4에 도시된 것은 상기 신호발생전달장치(130)의 블럭도이다. 도시된 바와 같이, 상기 중앙제어장치(110)와의 사이에 송수신되는 신호를 특정신호로 변조하는 신호변환부(130-1)와, 상기 신호변환부(130-1)에서 변조된 특정신호를 증폭하여 출력하는 신호확장부(130-2)와, 상기 신호확장부(130-2)에서 발생된 신호를 매개체인 금속배관에 접속시키고 각 센싱단말측정장치(150)로부터 검출, 수집된 신호를 입력받는 신호단속부(130-3)와, 센싱단말측정장치(150)로부터 측정된 신호와 감시데이터를 수신하고 불량데이터를 선별하고 각 측정장치의 부호화된 신호를 해독하는 신호처리부(130-4)와, 상기 신호처리부(130-4)에서 정리된 데이터를 자체 내장된 메모리소자에 저장하는 신호저장부(130-5)와, 신호발생전달장치(130)를 제어하는 신호제어부(130-6)를 포함하고 있다.
상기 신호발생전달장치(130)는 접속중앙장치(140)와 연결된다. 상기 접속중앙장치(140)는 각각의 센싱단말측정장치(150)들로부터 측정, 수집된 데이터를 저장하였다가 전송하는 기능을 수행하는 것이다. 이 때 신호발생전달장치(130)와 접속중앙장치(140)는 도선이 아니라 매설된 배관(10)을 통하여 데이터를 송수신한다. 이렇게 매설된 배관(10)을 통하여 데이터를 송수신함으로서 별도의 공사없이 필요한 통신수단을 용이하게 확보할 수 있다.
이러한 기능을 위하여 접속중앙장치(140)는 지하에 매설시키는 것이 바람직하며, 특히 밸브제어박스 또는 정압기 또는 전기방식 테스트장치의 박스등에 매설할 수 있다. 물론 이러한 설치위치는 변경할 수 있음은 명백하다.
상기와 같이 배관(10)을 이용하여 데이터를 송수신할 때 배관(10)에 적용되는 신호는 극초단파 무선주파수 대역인 300MHz 이상 447MHz 미만의 주파수신호 및/또는 초음파신호를 이용하는 것이 바람직하며, 대규모 굴착공사 및 요주의 가스배관 등 주요 감시대상시설에 대하여 전용선, 코드분할 다중접속망(CDMA) 등 유선망을 구축하여 가스배관 손상유무 및 가스누출 유무 등의 상태를 감시하는 신호방식를 적용할 수 있다.
이러한 방식 중 직접 배관에 신호를 전송하는 매체는 극초단파 무선주파수 또는 초음파를 이용함으로서 배관(10)의 부식상태에 관계없이 데이터의 전송이 안정적으로 수행된다. 상기 배관망(10)은 가스배관에 인가된 방식전위, 압력, 유량, 온도 등의 상태와 진동, 가스누출, 지반침하, 구조물 손상 등의 외부 자극신호를 디지털데이터로로 전송한다. 한편, 배관(10)중의 절연구역에 대하여서는 주파수신호 대신에 자기장 또는 음파를 이용한 신호전송방식을 이용하여 데이터를 전송한다. 자기장 및 음파통신방식은 종래 알려져 있으므로 상세한 설명은 생략한다.
이에 비하여 접속중앙장치(140)와 연결되는 센싱단말측정장치(150)들은 지하에 반드시 매설할 필요성이 없다. 센싱단말측정장치(150)들은 예를 들면 가스검출기(60), 진동검출기(70), 관말압력검출기(50), 전기방식테스트장치(40), 및/또는 지반침하검출기(180)등이 될 수 있다. 또한 필요에 따라서 다양한 측정장치들을 더 추가할 수 있다.
상기 조절장치(160)는 중앙제어장치(110)로부터의 제어신호에 따라서 정압기(20)의 압력을 조절하는데 사용될 수 있으며, 차단장치(170)는 밸브(30)를 개폐하는데 사용될 수 있다. 물론 상기 조절장치(160) 및 차단장치(170)의 제어대상도 확장될 수 있음은 명백하다.