KR100763998B1 - 무선통신망을 이용한 교량관리시스템 - Google Patents

무선통신망을 이용한 교량관리시스템 Download PDF

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Abstract

본 발명은 교량관리시스템에 관한 것으로, 교량의 계측센서를 설치하고 이들 계측센서로부터 교량의 진동, 온도, 균열 등의 교량관리에 필요한 데이터를 수집하여 무선통신망을 통해 교량을 관리할 수 있도록 하는 무선통신망을 이용한 교량관리시스템에 관한 것이다.
본 발명에서는 교량에 각 위치별로 다수의 계측센서를 설치하고, 이들 계측센서를 통해 교량의 진동, 온도, 균열 등을 측정하고, 측정된 데이터를 무선주파수 송수신(RFID)을 통해 수집하고 이를 무선통신망을 통해 중앙센터에서 관리할 수 있도록 하므로써, 실시간으로 교량의 이상유무를 판단하고, 관리, 보수할 수 있음은 물론 각 위치에 설치된 교량을 중앙에서 모니터링 및 통계화할 수 있도록 하는 교량관리시스템을 제공하고자 한다.
교량, 교량관리, 교량관리시스템

Description

무선통신망을 이용한 교량관리시스템{The bridge management system which uses a radio communication network}
도 1은 본 발명 무선통신망을 이용한 교량관리시스템의 구성을 개략적으로 나타낸 도면.
도 2는 본 발명에 있어서, 무선통신망을 이용한 교량관리시스템의 구성을 나타낸 블록도.
본 발명은 교량관리시스템에 관한 것으로, 교량의 계측센서를 설치하고 이들 계측센서로부터 교량의 진동, 온도, 균열 등의 교량관리에 필요한 데이터를 수집하여 무선통신망을 통해 교량을 관리할 수 있도록 하는 무선통신망을 이용한 교량관리시스템에 관한 것이다.
도로에서 교량이 차지 하는 비중은 매우 높다. 특히 우리나라와 같이 산간지역이 많고, 하천이 많은 지형상 교량의 수는 자연스럽게 늘어날 수 밖에 없다.
특히 한강과 같이 도심을 가로질러 흐르는 하천이 있는 경우 도로를 건설함에 있어서, 교량의 설치는 필연적이며, 산간도로, 한정적인 공간에서의 필요에 따 라 설치되는 도로의 인터체인지 등과 같이 지형적인 특성, 도로 계획에 따라 교량은 설치되고 있다.
이와 같은 교량은 사고가 발생할 경우 대형사고로 이어질 수 밖에 없는 특수성을 감안할 때 안전한 설계는 물론, 완공 후에도 그 점검 및 이에 따른 보수에 만전을 기해야 한다.
그러나 교량 설계에 있어, 교량의 보수 유지관리를 위한 장치에 대한 부분은 반영하지 않고 있는 것이 일반적이며, 다만 그 권장사항으로 교량의 점검에 필요한 승하강 사다리, 검사로 등을 설치하고 있다.
이와 같은 교량상태에서 검사원이 교량의 상태를 검사하는 데 어려움이 있다.
검사원이 주기별로 수시 검사는 하고 있지만, 교량의 신속한 상황파악은 불가능하면, 많은 수의 교량에 점검에 어려울 뿐 더러, 이들 데이터를 통계화 하는 것은 불가능하다.
따라서 신속한 상황판단으로 교량의 이상을 발견하여 적절한 조치 등을 하기 위하여 교량의 점검 시스템이 요구된다.
본 발명에서는 이러한 점을 감안하여 교량에 각 위치별로 다수의 계측센서를 설치하고, 이들 계측센서를 통해 교량의 진동, 온도, 균열 등을 측정하고, 측정된 데이터를 무선주파수 송수신(RFID)을 통해 수집하고 이를 무선통신망을 통해 중앙센터에서 관리할 수 있도록 하므로써, 실시간으로 교량의 이상유무를 판단하고, 관 리, 보수할 수 있음은 물론 각 위치에 설치된 교량을 중앙에서 모니터링 및 통계화할 수 있도록 하는 교량관리시스템을 제공하고자 한 것이다.
본 발명은 교량의 상태를 측정하기 위한 계측센서를 내장한 무선주파수 식별 (RFID ; Radio Frequency Identification) 송수신장치가 교량의 각 위치별로 설치되고, 각 무선주파수 식별 송수신장치와 무선 데이터 통신을 통해 계측센서에 의해 측정된 데이터를 수집하여 무선통신망을 통해 중앙관리시스템으로 전송하는 교량데이터 수집 무선통신장치를 포함하는 교량측정 정보 수집 시스템과, 무선통신망을 통해 각 교량에 설치된 교량측정 정보 수집 시스템으로부터 전송 받은 교량측정 정보로부터 교량의 상태를 판단하고, 그 결과에 따른 조치를 취할 수 있도록 교량 상태를 모니터링하는 중앙관리시스템을 포함하여 구성된 것을 특징으로 한다.
이와 같은 특징을 갖는 본 발명을 첨부된 도면 도 1 및 도 2에 도시된 그 실시 예를 참조하여 그 구성 및 동작, 작용을 상세히 설명하면 다음과 같다.
교량의 각 위치에 대하여 교량의 상태를 측정하고, 인접된 교량정보 측정단말기와의 무선 데이터 송수신하여 그 측정된 정보를 중계 전송하는 교량측정단말기(110)와, 각 교량측정단말기(110)로부터 교량 측정 데이터를 수집하고 그 수집된 정보를 무선통신망(CDMA)을 중앙교량관리시스템(200)으로 전송하는 교량정보수집단말기(120)를 포함하여 구성되는 교량정보 수집시스템(100)과,
교량정보수집시스템(100)으로부터 전송 받은 교량측정 정보를 저장 및 처리하여 교량을 관리하기 위한 중앙교량 관리시스템(200)으로 구성된다.
상기 교량정보측정단말기(110)는 교량의 진동, 온도, 균열 등을 측정하기 위한 계측센서부(111)와, 인접된 자신의 계측센서부(111)로부터 측정된 교량 측정 데이터 및 인접된 교량측정단말기(110)로부터 전송된 교량측정데이터를 인접된 교량측정단말기(110)에 중계전송하기 위하여 자신의 식별정보(ID)를 포함하는 RFID 통신모듈(112)을 포함하여 구성된다.
상기 교량정보 수집단말기(120)는 교량식별정보(ID)를 포함하는 RFID 통신모듈(121)과, 각 교량측정단말기(110)로부터 수집된 교량측정 데이터를 취합하여 중앙교량관리시스템(200)으로 전송하기 위한 교량측정정보를 생성하는 전송정보제어부(122)와, 전송정보제어부(121)로부터 생성된 교량측정정보를 무선통신망을 통해 중앙교량관리시스템(200)으로 전송하기 위한 CDMA 모뎀(123)을 포함하여 구성된다.
상기 중앙교량관리시스템(200)은 교량정보수집시스템(100)으로 교량측정정보를 전송받기 위한 CDMA모뎀(210)과, CDMA모뎀(210)으로부터 수신된 교량측정정보를 교량에 따라 저장 및 관리하기 위한 관제서버(230)와, 교량에 설치된 교량정보수집시스템 정보와 CDMA 모뎀(210)으로부터 수신된 교량측정정보가 저장되는 데이터 베이스(220)를 포함하여 이루어지며,
관제서버(230)는 교량정보 수집시스템(100)과의 무선통신망(CDMA)을 통해 송수신하여 교량측정정보를 전송받으며 교량에 설치된 교량정보수집시스템(100)의 상태를 관리하기 위한 프로세스를 제공하는 교량시스템관리프로세스부(231)와, 교량측정정보에 포함된 교량정보 수집단말기(120)의 교량식별정보(ID) 및 교량정보 측정단말기(110)의 식별 정보(ID)를 확인하여 교량별/교량의 각 위치별로 저장/관리 하기 위한 프로세스를 제공하는 교량측정정보 저장관리 프로세스부(232)와, 관리자가 소정의 유무선 네트워크를 통해 접속(로그인)하여 관리자 프로그램에 따라 저장된 교량측정정보로부터 실시간 자료 분석, 보고서생성, 조치(위험경고) 등과 교량정보수집시스템 정보의 관리를 위한 관리자 작업 프로세스를 제공하는 관리자작업프로세스부(233)를 포함하여 구성된다.
이와 같은 본 발명은 교량의 측정정보를 수집하기 위한 교량정보수집시스템(100)과 CDMA 무선통신망을 이용하여 교량정보수집시스템(100)으로부터 수집된 교량측정정보를 이용하여 교량을 모니터링하기 위한 중앙교량관리시스템(200)DL 구성되는 바,
상기 교량정보수집시스템(100)은 교량의 상태를 측정하기 위하여 각 위치에 계측센서부(111)를 포함하는 교량측정단말기(110)를 구성한다.
교량측정단말기(110)는 교량의 시작시점으로부터 종단까지 소정의 거리를 두고 설치되고, 종단부에 각 교량측정단말기(110)의 계측센서부(111)에서 측정된 데이터를 수집,취합하기 위하여 교량정보수집단말기(120)를 설치한다.
상기 교량측정단말기(110)는 계측센서부(111)에서 측정된 데이터를 인접된 교량측정단말기(110)간 무선 데이터 통신(RF)하여 상기 교량정보 수집단말기(120)에 중계전송하기 위하여 RFID 모듈(112)을 구성한다.
교량측정단말기(110)는 가시방향으로 소정의 거리를 두고 설치하여 신뢰성있는 통신환경을 제공하도록 하며, 도 1에서와 같이, 교량의 중앙을 중심으로 좌우에 각각 일 라인씩 설치한다.
따라서 각 일 라인마다 교량정보수집단말기(120)가 구성되는 것으로, 하나의 교량에 두 개의 교량정보 수집단말기(120)가 구성된다.
이는 실시 예일 뿐 교량의 크기에 따라서 그 수(라인, 단말기의 개수)는 제한하지 않는다.
각 교량측정단말기(110)는 순차적으로 인접한 교량측정단말기(110)로 데이터를 전송하도록 구성되는 것으로, 데이터의 중계전송은 A1→A2→A3,.....→An→T1/ B1→B2→B3→Bn,.....→T2 순차적으로 이루어진다.
상기 교량측정단말기(110)에 구성된 계측센서부(111)는 진동, 온도, 균열 등을 감지하기 위한 센서들로 구성되며, 교량의 점검에 필요한 다양한 센서를 구성할 수 있다.
교량정보 수집단말기(120)는 CDMA 무선통신망을 통해 중앙교량관리시스템(200)으로 교량측정정보를 전송하도록 하기 위하여 CDMA 모뎀(122)을 구성한다.
본 실시예에서는 CDMA 무선통신망을 이용하였지만 제공되는 무선이동통신망 또는 그 외 통신망을 이용하여도 무방하다.
교량정보 수집단말기(120)는 소정의 시간마다 주기적으로 교량측정정보를 중앙교량관리시스템(200)으로 전송하도록 구성된다.
각 교량측정단말기(110)와 교량정보수집단말기(120)는 자신의 고유 식별정보(ID)를 포함하고 있으므로 측정데이터(계측정보)와 함께 전송하도록 한다.
따라서, 교량정보 수집단말기(120)에서 전송되는 교량측정정보는 교량식별정보와 각 교량측정단말기(110)의 식별정보 및 계측된 계측데이터 정보를 포함한다.
이와 같은 ID는 교량측정단말기(110) 및 교량정보 수집단말기(120)의 설치시 현장에서 설정(setting)하고, 이후에 중앙관리시스템(200)의 데이터 베이스(220)에 등록한다.
관리자는 소정의 정해진 프로그램이 설치된 피씨 또는 그 외의 단말기를 이용하여 관제서버(230)에 접속하여 상기와 같이 설치된 교량측정단말기(110) 및 교량정보 수집단말기(120)의 ID 및 설치정보 즉, 교량정보 수집시스템 정보를 데이터 베이스(220)에 등록한다.
중앙교량관리시스템(200)은 CDMA모뎀(210), 데이터 베이스(220), 관제서버(230)로 구성되며,
상기 데이터 베이스(220)는 교량정보수집 시스템 정보와 교량정보수집시스템(100)에서 전송한 교량측정정보를 포함한다.
교량정보수집 시스템 정보는 교량정보수집단말기(120)의 식별정보에 대하여 교량명, 설치위치 등과 교량측정단말기(110)의 식별정보에 대하여 교량에 설치된 위치, 계측되는 정보(센서의 구성상황) 등을 포함한다.
교량측정정보는 교량측정단말기(110)의 계측정보이며, 교량정보 수집단말기(110) 및 교량정보 수집단말기(120)의 식별정보에 대하여 계측 데이터가 저장된다.
여기서 교량측정정보 저장관리 프로세스부(232)에 의해 식별정보대신에 실제 교량명과 교량의 설치위치를 직접 표시하고, 이에 대한 계측데이터로 저장할 수 있다.
관제서버(230)의 교량시스템관리프로세스부(231)는 교량정보수집시스템(100) 과 통신하여 교량측정정보를 전송 받기 위한 프로세스를 제공하기 위한 것이다.
교량측정정보 저장관리 프로세스부(232)는 교량측정정보에 포함된 교량정보 수집단말기(120)의 교량식별정보(ID) 및 교량정보 측정단말기(110)의 식별 정보(ID)를 확인하여 교량별/교량의 각 위치별로 저장/관리하기 위한 프로세스를 제공한다.
관리자작업프로세스부(233)는 관리자가 소정의 유무선 네트워크를 통해 소정의 정해진 관리자 프로그램을 이용하여 접속(로그인)하여 관리자 프로그램에 따라 저장된 교량측정정보로부터 실시간 자료 분석, 보고서생성, 조치(위험경고) 등과 교량정보수집시스템 정보의 관리를 위한 관리자 작업 프로세스를 제공하는 관리자작업프로세스부(233)를 포함하여 구성된다.
소정의 정해진 관리자 프로그램을 이용하여 내부 네트워크 또는 외부의 인터넷 등의 네트워크를 통해 인증된 사용자(관리자)에 대하여 접속을 허가하고, 관리자가 다양한 관리 업무를 할 수 있도록 프로세스를 제공하기 위한 것이다.
이와 같은 구성을 갖는 본 발명의 동작을 설명하면 다음과 같다.
교량에 설치된 교량측정단말기(110)의 계측센서부(111)에서는 교량의 진동, 온도, 균열 등을 측정하게 되고, 이와 같이 측정된 데이터는 RFID 모듈(112)을 통해 인접한 교량측정단말기(110)에 전송된다.
이를 받은 교량측정단말기(110)에서는 자신이 측정한 데이터와 함께 인접한 교량측정단말기(110)에서 전송한 계측데이터를 함께 다음 인접한 교량측정단말기(110)로 전송한다.
이와 같은 과정을 거쳐 최종단 교량정보수집단말기(120)에 중계전송된다.
교량정보수집단말기(120)의 전송정보 제어부(122)에서는 이와 같이 RF 통신을 통해 수신된 계측데이터를 취합하여 교량측정정보를 생성하고, 생성된 교량측정정보를 CDMA통신망을 통해 일정한 시간간격 주기로 중앙교량관리시스템(200)으로 전송한다.
중앙교량관리시스템(200)의 교량시스템관리프로세스부(231)에서는 각 교량에 설치된 교량정보수집단말기(120)와 통신하여 교량측정정보를 수집하게 되고, 교량측정정보 저장관리프로세스부(232)에서 제공하는 프로세스에 따라 데이터베이스(232)에 저장한다.
관리자는 소정의 정해진 프로그램이 설치된 피씨 또는 그 외의 단말기를 이용하여 관제서버(230)에 접속하게 되고, 관리자 작업프로세스부(233)에서 제공하는 프로세스에 따라 인증된 사용자임이 확인되면, 관리자가 작업하고자 하는 자료분석, 통계, 보고서작성 등의 처리에 요구되는 정보를 제공한다.
이와 같은 본 발명을 적용하면, 실시간으로 다수의 교량을 중앙에서 모니터링 관리할 수 있다.
관리자는 저장된 데이터를 이용하여 자료 분석, 각 자료 정보를 이용한 통계분석, 보고서 작업이 용이해지므로, 교량을 체계적이고 효과적으로 관리할 수 있게 된다.

Claims (4)

  1. 교량의 진동, 온도, 균열을 측정하기 위한 계측센서부(111)와, 인접된 자신의 계측센서부(111)로부터 측정된 교량 측정 데이터 및 인접된 교량측정단말기(110)로부터 전송된 교량측정데이터를 인접된 교량측정단말기(110)에 중계전송하기 위하여 자신의 식별정보(ID)를 포함하는 RFID 통신모듈(112)을 구비하여 교량의 각 위치에 대하여 교량의 상태를 측정하고, 인접된 교량정보 측정단말기(110)와의 무선 데이터 송수신하여 그 측정된 정보를 설치위치로부터 순차적으로 중계 전송하는 두 개이상의 교량측정단말기(110);과 교량식별정보(ID)를 포함하는 RFID 통신모듈(121)과, 각 교량측정단말기(110)로부터 수집된 교량측정 데이터를 취합하여 중앙교량관리시스템(200)으로 전송하기 위한 교량측정정보를 생성하는 전송정보제어부(122)와, 전송정보제어부(121)로부터 생성된 교량측정정보를 무선통신망을 통해 중앙교량관리시스템(200)으로 전송하기 위한 무선통신수단을 구비하는 교량정보수집단말기(120);를 포함하여 구성되는 교량정보 수집시스템(100)과,
    교량정보수집시스템(100)으로 교량측정정보를 전송받기 위한 무선통신수단;과 무선통신수단을 통해 수신된 교량측정정보를 교량에 따라 저장 및 관리하기 위한 관제서버(230); 및 교량에 설치된 교량정보수집시스템 정보와 수신된 교량측정정보가 저장되는 데이터 베이스(220);를 포함하는 중앙교량 관리시스템(200)으로 구성되되,
    상기 관제서버(230)는 교량정보 수집시스템(100)과의 CDMA망을 통해 송수신하여 교량측정정보를 전송받으며 교량에 설치된 교량정보수집시스템(100)의 상태를 관리하기 위한 프로세스를 제공하는 교량시스템관리프로세스부(231)와, 교량측정정보에 포함된 교량정보 수집단말기(120)의 교량식별정보(ID) 및 교량정보 측정단말기(110)의 식별 정보(ID)를 확인하여 교량별/교량의 각 위치별로 저장/관리하기 위한 프로세스를 제공하는 교량측정정보 저장관리 프로세스부(232)와, 관리자가 소정의 유무선 네트워크를 통해 접속하여 관리자 프로그램에 따라 저장된 교량측정정보로부터 실시간 자료 분석, 보고서생성, 위험경고를 수행하고, 교량정보수집시스템 정보의 관리를 위한 관리자 작업 프로세스를 제공하는 관리자작업프로세스부(233)를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 무선통신망을 이용한 교량관리시스템.
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