KR100956789B1 - 지진 재난 방지용 제어 장치 및 지진 재난 방지용 지역 통합 제어 시스템 - Google Patents

지진 재난 방지용 제어 장치 및 지진 재난 방지용 지역 통합 제어 시스템 Download PDF

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Abstract

본 발명은, 지진에 의한 진동을 감지하는 지진 감지 센서와, 상기 지진 감지 센서에서 감지한 지진의 강도를 수치화한 자체 진도 계급을 나타내는 자체 지진 정보를 생성하는 지진 정보 생성부와, 상기 생성된 자체 지진 정보를 통합 지진 관리 서버로 전송하고, 또한, 상기 통합 지진 관리 서버로부터 전송되는 또다른 지진 감지 센서로부터 감지된 지진에 대한 외부 진도 계급 및 상기 또다른 지진 감지 센서의 위치인 외부 지진 발생 지점을 나타내는 외부 지진 정보를 수신하는 통신부와, 상기 자체 지진 정보의 상기 자체 진도 계급이 미리 설정된 위험 진도 계급 이상인 경우, 또는 상기 외부 진도 계급이 상기 위험 진도 계급 이상이고 상기 외부 지진 정보의 상기 지진 발생 지점이 미리 설정된 위험 반경 이내인 경우에, 지진 위험 경보를 출력하는 지진 위험 판단부를 포함하는 지진 재난 방지용 제어 장치를 제공한다.
지진, 배전반, 건물 관리

Description

지진 재난 방지용 제어 장치 및 지진 재난 방지용 지역 통합 제어 시스템{APPARATUS FOR PREVENTING DISASTER FROM EARTHQUAKE AND LOCAL AREA CONTROL SYSTEM FOR PREVENTING DISASTER FROM EARTHQUAKE}
본 발명은 지진 재난 방지용 제어 장치에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 건물에 설치되어 지진의 발생이 감지된 경우 건물로 인입되는 전력 및/또는 인화성 연료를 차단하도록 제어하여 지진에 의한 2차적 재난을 방지하는 제어 장치에 관한 것이다.
일반적으로 전세계 여러 지역에서 크고 작은 지진이 발생하는데, 지진의 발생을 사람들에게 신속하게 알려주지 못하여, 건물 내부에 잔류하던 사람들이 건물에 갇히고 화재, 붕괴 또는 누전으로 인한 감전사고 등이 발생하여 많은 인명 피해를 발생시키는 경우가 많다.
한편, 지진을 미리 경보하여 사람들을 대피시켰더라도, 건물 내의 보일러실 등에서 누출된 가스 및 가연성 물질에 의한 화재가 발생하여 재산 피해를 입는 경우도 많았다.
지진의 강도는 진도 계급으로 표현될 수 있으며, 이는 어떤 장소에 나타난 지진에 의한 진동의 세기를 사람의 느낌이나 주변의 물체 또는 구조물의 흔들림 정도를 측정하여 수치로 표시한 것이다. 진도 계급은 지진의 규모와 진앙 거리 진원 깊이에 따라 크게 좌우되며 그 지역의 지질 구조와 구조물의 형태 및 인구 현황에 따라 달리 나타날 수 있다.
진도 계급은 세계적으로 통일되어 있지 않으며 나라마다 실정에 맞는 척도를 채택하고 있다. 우리나라는 최근부터 수정된 메르칼리 진도 계급(Modified Mercalli Intensity scale)을 사용하고 있으며, 각 진도 계급마다의 상세한 내용은 다음과 같다.
진도 계급 설명
I 미세한 진동. 특수한 조건에서 극히 소수만 느낌.
II 실내에서 극히 소수 느낌.
III 실내에서 소수 느낌. 매달린 물체가 약하게 움직임.
IV 실내에서 다수 느낌. 실외에서는 감지하지 못함.
V 건물 전체가 흔들림. 물체의 파손, 뒤집힘, 추락, 가벼운 물체의 위치 이동.
VI 똑바로 걷기 어려움. 약한 건물의 회벽이 떨어지거나 금이 감. 무거운 물체의 위치 이동 또는 뒤집힘.
VII 서있기 곤란함. 운전중에도 지진을 느낌. 회벽이 무너지고, 느슨한 적재물과 담장이 무너짐.
VIII 차량 운전 곤란. 일부 건물 붕괴. 사면이나 지표의 균열. 탑, 굴뚝 붕괴.
IX 견고한 건물의 피해가 심하거나 붕괴. 지표의 균열이 발생하고 지하 파이프관 파손.
X 대다수의 견고한 건물과 구조물 파괴. 지표의 균열. 대규모 사태. 아스팔트 균열.
한편, 최근의 대형 건물에는, 발생한 지진 진도 계급에 따라 건물의 전력 공급 및 연료의 공급을 차단함으로써, 누전 또는 연료의 누출에 의한 2차적 재난을 방지하기 위한 차단 장치가 설치되고 있다.
그러나 이와 같이 지진을 감지하여 전력 및 연료를 차단하는 기존의 시스템에서는, 자체의 지진 감지 장치의 오작동 또는 고장에 대해서는 어떠한 대책도 구비하지 못하고 있다.
도 1은 기존의 건물에 있어서 각종 설비의 제어 계통을 설명하기 위한 도면이다. 먼저, 건물(100)에는 발전소로부터 입력되는 전력을 각종 설비에 분배하여 공급하는 배전반(22)이 배치되며, 연료 공급 네트워크(또는 연료 공급 탱크 등)로부터 공급되는 가스와 같은 연료를 각종 설비에 공급하는 연료 분배기(24)가 배치되어 있다. 또한, 각종 기계 설비로부터 순환되는 냉난방수, 공기, 저장된 연료 등의 배관에 설치된 밸브를 제어하는 순환 밸브 제어기(26)가 배치되어 있다. 또한, 이러한 배전반(22), 연료 분배기(24), 순환 밸브 제어기(26) 등의 동작을 제어하기 위한 건물 제어 장치(10)가 배치되어 있다.
기계 설비로는, 보일러(31), 냉온수기(32), 공기 조화기(33), 물 펌프(34), 연료 공급 탱크(42), 엘리베이터(37), 각종 조명 기구(36) 등이 있을 수 있다.
이와 같은 종래의 건물(100)의 설비 제어 계통에 의하면, 건물 제어 장치(10)에 대한 관리자가 직접 조작에 의해 임의로 배전반(22)의 전력 분배 동작, 연료 분배기(24)의 연료 공급 동작, 순환 밸브 제어기(26)의 밸브 제어 동작을 제어하고 있다.
따라서, 관리자가 부재중이거나, 조작의 실수가 발생한다면, 건물(100)의 기능에 불편함을 일으킬 수 있게 된다.
더욱, 지진과 같은 대규모의 자연 재해가 발생한 상황에서는 관리자가 건물(100)에 잔류하여 건물 제어 장치(10)를 수동 조작할 수 없으므로, 전력이나 연료의 누출 등에 의해 2차적으로 발생하는 각종 사고를 자동으로 방지할 수 있도록 할 필요가 있다.
즉, 지진과 같은 재해가 발생한 경우, 건물 내부의 상용 전력을 차단하여 누전 등에 의한 화재나 감전 사고의 발생을 최소화하도록 하고, 외부로부터 입력되는 연료를 차단하여 연료 누출에 의한 화재나 질식사고 등을 방지하고, 냉난방수나 냉난방된 공기 또는 위생용수 등에 대한 배관의 밸브 등을 차단하여 예기치 못한 사고를 방지하도록 할 필요가 있다.
본 발명은, 지진과 같은 재해 발생시, 건물로 입력되는 전력이나 인화성 연료를 차단하여 누전 또는 연료 누출에 의한 2차적 재난을 방지할 수 있는 시스템을 제공하는 것을 목적으로 한다.
또한, 본 발명은, 지역 네트워크를 통해 특정 지역에서 발생한 지진에 대한 경보를 수신하면, 수신된 경보를 이용하여 건물에 구비된 지진 감지 센서의 정상 동작 여부를 검출할 수 있는 시스템을 제공하고자 하는 것을 또다른 목적으로 한다.
또한, 본 발명은, 건물에 구비된 지진 감지 센서가 정상 동작하지 않는 경우에도, 지진의 발생에 대하여 효과적으로 대응할 수 있도록 하는 시스템을 제공하고자 하는 것을 또다른 목적으로 한다.
상기한 바와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명은, 지진에 의한 진동을 감지하는 지진 감지 센서와, 상기 지진 감지 센서에서 감지한 지진의 강도를 수치화한 자체 진도 계급을 나타내는 자체 지진 정보를 생성하는 지진 정보 생성부와, 상기 생성된 자체 지진 정보를 통합 지진 관리 서버로 전송하고, 또한, 상기 통합 지진 관리 서버로부터 전송되는 또다른 지진 감지 센서로부터 감지된 지진에 대한 외부 진도 계급 및 상기 또다른 지진 감지 센서의 위치인 외부 지진 발생 지점을 나타내는 외부 지진 정보를 수신하는 통신부와, 상기 자체 지진 정보의 상기 자체 진 도 계급이 미리 설정된 위험 진도 계급 이상인 경우, 또는 상기 외부 진도 계급이 상기 위험 진도 계급 이상이고 상기 외부 지진 정보의 상기 지진 발생 지점이 미리 설정된 위험 반경 이내인 경우에, 지진 위험 경보를 출력하는 지진 위험 판단부를 포함하는 지진 재난 방지용 제어 장치를 제공한다.
또한, 상기 지진 위험 판단부는, 상기 통합 지진 관리 서버로부터 전송된 상기 외부 지진 정보를 분석하여 상기 외부 진도 계급이 상기 위험 진도 계급 이상이고 상기 지진 발생 지점이 미리 설정된 위험 반경 이내인 것으로 판정되었음에도 불구하고, 상기 자체 지진 정보의 상기 자체 진도 계급이 상기 외부 진도 계급에 비하여 소정의 허용 범위를 벗어나는 오차를 나타낼 경우, 상기 지진 감지 센서 또는 상기 지진 정보 생성부의 고장으로 판정하는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 외부 진도 계급과 비교되는 위험 진도 계급과, 상기 자체 진도 계급과 비교되는 위험 진도 계급은 서로 독립적인 크기를 갖는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 지진 위험 판단부로부터 출력되는 상기 지진 위험 경보를 수신하는 경우에, 발전소로부터 제공되는 전력을 건물 내부의 복수의 전력 사용 장치로 배전하는 배전반의 배전 기능을 차단하기 위한 전력 차단 신호를 출력하는 전력 차단부를 더 포함하는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 지진 위험 판단부로부터 출력되는 상기 지진 위험 경보를 수신하는 경우에, 인화성 연료를 사용하는 장치에 대하여 상기 연료를 공급하는 복수의 밸브를 구비한 연료 분배기의 연료 분배 기능을 차단하기 위한 밸브 차단 신호를 출력하는 밸브 차단부를 더 포함하는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 지진 위험 판단부로부터 출력되는 상기 지진 위험 경보를 수신하는 경우에, 건물 내부로 물을 공급하는 배관에 설치된 밸브를 차단하기 위한 밸브 차단 신호를 출력하는 밸브 차단부를 더 포함하는 것을 특징으로 한다.
또한, 상술한 목적을 달성하기 위한 또다른 형태의 본 발명은, 지진에 의한 진동을 감지하는 지진 감지 센서와, 상기 지진 감지 센서에서 감지한 지진의 강도를 수치화한 자체 진도 계급을 표시하는 자체 지진 정보를 생성하는 지진 정보 생성부와, 상기 생성된 자체 지진 정보를 유무선 통신망을 통해 전송하고, 또한, 상기 유무선 통신망으로부터 전송되는 외부 지진 정보를 수신하는 통신부와, 상기 자체 지진 정보의 상기 자체 진도 계급이 미리 설정된 위험 진도 계급 이상인 경우, 또는 상기 외부 진도 계급이 상기 위험 진도 계급 이상이고 상기 외부 지진 정보의 상기 지진 발생 지점이 미리 설정된 위험 반경 이내인 경우에, 지진 위험 경보를 출력하는 지진 위험 판단부와, 상기 지진 위험 경보가 출력되면 발전소로부터 제공되는 전력을 건물 내부의 복수의 전력 사용 장치로 배전하는 배전반의 배전 기능을 차단하는 전력 차단부를 구비하는 지진 재난 제어 장치, 및 복수의 상기 지진 재난 제어 장치의 상기 통신부와 상기 유무선 통신망을 통해 통신하며, 상기 복수의 지진 재난 제어 장치 중 어느 하나로부터 상기 자체 지진 정보를 수신하면, 상기 수신한 자체 지진 정보 및 상기 어느 하나의 지진 재난 제어 장치의 위치를 지진 발생 지점으로 표시하는 상기 외부 지진 정보를 상기 유무선 네트워크를 통해 상기 복수의 지진 재난 제어 장치에 대하여 전파하는 통합 지진 관리 서버를 포함하여 이루어지는 지진 재난 방지용 지역 통합 제어 시스템을 제공한다.
또한, 상기 통합 지진 관리 서버는, 상기 어느 하나의 지진 재난 제어 장치로부터 상기 자체 지진 정보를 수신하면, 상기 나머지의 지진 재난 제어 장치 중 상기 어느 하나의 지진 재난 제어 장치의 위치로부터 상기 위험 반경 내에 위치하는 하나 또는 복수의 지진 재난 제어 장치 측으로 상기 외부 지진 정보를 전송하는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 지진 재난 제어 장치는, 상기 외부 지진 정보를 분석하여 상기 외부 진도 계급이 상기 위험 진도 계급 이상이고 상기 지진 발생 지점이 미리 설정된 위험 반경 이내인 것으로 판정되었음에도 불구하고, 상기 자체 지진 정보의 상기 자체 진도 계급이 상기 외부 진도 계급에 비하여 소정의 기준 오차 범위를 벗어나는 오차를 나타낼 경우, 상기 지진 감지 센서 또는 상기 지진 정보 생성부를 고장으로 판정하는 것을 특징으로 한다.
상술한 바와 같은 구성으로 이루어진 본 발명에 따른 지진 재난 방지용 제어 장치에 의하면, 지역 네트워크를 통해 특정 지역에서 발생한 지진에 대한 경보를 수신하면, 수신된 경보를 이용하여 건물에 자체 구비된 지진 감지 센서의 정상 동작 여부를 검출할 수 있게 되어, 자체 구비된 지진 감지 센서가 고장인 경우, 또는 지진 재난 방지용 제어 장치의 일부 구성 요소가 고장인 경우에 있어서도 외부 지진 정보를 활용하여 지진의 발생에 대하여 효과적으로 대응할 수 있게 된다.
이하, 첨부한 도면들을 이용하여 본 발명의 다양한 실시 형태를 설명한다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 지진 재난 방지용 제어 장치의 구성을 나타낸 블록도이다. 도 2에 따르면, 본 발명에 따른 지진 재난 방지용 제어 장치(70)는, 지진 감지 센서(71)와, 지진 정보 생성부(72)와, 통신부(73)와, 지진 위험 판단부(74)를 포함하여 이루어진다. 또한, 전력 차단부(75) 및 밸브 차단부(76)를 더욱 포함한다. 이와 같은 지진 재난 방지용 제어 장치(70)는 건물(100)의 일측(주로, 건물의 최하부 기반)에 설치되어 건물(100)로 전달되는 지진에 의한 진동을 감지하고, 감지된 진동에 대응하는 각종 신호를 출력한다.
지진 감지 센서(71)는, 건물의 일측에 설치되어, 건물로 전달되는 지진에 의한 진동을 감지한다. 감지된 진동은 아날로그 파형 또는 아날로그 파형을 디지털화한 정보, 또는 진동의 진폭/파장/지속 시간 등에 기초한 지진의 강도를 나타내는 수치 등으로 변환되어 출력된다.
이러한 지진 감지 센서(71)로는, 압축 감지 센서, 가속도 감지 센서, 지자기 감지 센서 등이 적용될 수 있으며, 그 외에도 지진에 의한 진동을 감지할 수 있는 것이라면 어떠한 원리를 이용하는 어떠한 센서라도 적용될 수 있다.
지진 정보 생성부(72)는, 지진 감지 센서(71)에서 감지한 아날로그/디지털 파형에 기초하여 또는 출력되는 지진의 강도를 이용하여 진도 계급(자체 진도 계 급)으로 변환하고, 변환된 진도 계급을 포함하는 정보인 자체 지진 정보를 생성한다. 이러한 자체 지진 정보에는, 지진의 발생 시각, 지진 감지 센서의 설치 위치(예를 들면, 위도/경도 좌표), 진동의 특성, 지진의 강도, 진도 계급(자체 진도 계급), 지속 시간 등이 포함될 수 있다.
통신부(73)는, 지진 정보 생성부(72)에서 생성한 자체 지진 정보를 후술하는 통합 지진 관리 서버(80)로 전송하고, 또한, 통합 지진 관리 서버(80)로부터 전송되는 또다른 지진 정보 생성부로부터의 외부 지역 진도 계급 및 그 지진 감지 센서의 설치 위치(위도/경도 좌표)인 외부 지진 발생 지점을 포함하는 외부 지진 정보를 수신한다.
통신부(73)와 통합 지진 관리 서버(80)와의 통신은 유선 전화 통신망, 케이블 방송망, CDMA/GSM 이동통신망, 유무선 인터넷 통신망 등이 적절하게 선택/조합되어 이용될 수 있다.
지진 위험 판단부(74)는, 지진 정보 생성부(72)에서 생성한 자체 지진 정보와 통합 지진 관리 서버(80)로부터 제공되어 통신부(73)를 통해 입력받은 외부 지진 정보를 이용하여 지진에 의한 위험이 예측되는 경우 지진 위험 경보를 출력한다.
즉, 자체 지진 정보의 자체 진도 계급이 미리 설정된 위험 진도 계급 이상인 경우, 또는 외부 지진 정보의 외부 지진 발생 지점이 미리 설정된 위험 반경 이내이고 외부 지역 진도 계급이 상기 위험 진도 계급 이상인 경우에, 지진 위험 경보를 출력하게 된다.
지진 위험 판단부(74)에서 지진 위험 경보를 출력하기까지의 절차는 다음과 같다.
먼저, 지진 정보 생성부(72)에서 생성한 자체 지진 정보를 입력받으면, 이 자체 지진 정보에 포함된 자체 진도 계급을 확인한다. 확인된 자체 진도 계급은 소정의 저장 수단(도시하지 않음) 등에 미리 저장되어 있는 위험 진도 계급과 비교된다. 위험 진도 계급은 관리자에 의해 임의로 설정될 수 있으며, 건물에 지진에 의한 피해가 발생하거나 부수적인 피해가 발생할 우려가 있는 정도의 진도 계급으로 설정된다. 그리고 자체 진도 계급이 위험 진도 계급 이상으로 판정되는 경우에는 지진에 대한 위험을 경보하는 지진 위험 경보를 생성하여 출력하게 된다.
또한, 지진 위험 판단부(74)는 외부로부터 입력되는 외부 지진 정보를 이용하여 지진 위험 경보를 생성하여 출력할 수도 있다.
통합 지진 관리 서버(80)에서는, 연결된 지진 재난 방지용 제어 장치(70) 중 하나 또는 복수로부터 전송된 자체 지진 정보에 의해 지진의 감지를 통보받으면, 입력된 자체 지진 정보를 다시 연결된 모든 지진 재난 방지용 제어 장치(70)로 또는 지진의 감지에 의해 자체 지진 정보를 출력한 지진 재난 방지용 제어 장치(70)로부터 소정 반경 내에 위치한 지진 재난 방지용 제어 장치(70)로 전송한다.
지진 위험 판단부(74)는 이렇게 전송된 정보를 외부 지진 정보로서 수신하고, 수신된 외부 지진 정보를 확인하여 지진 위험 경보를 출력할 것인지의 여부를 판단하게 된다.
지진 위험 경보를 출력하는 더욱 상세한 절차는 도 3 및 도 4를 참조하여 추 후 설명한다.
지진 위험 판단부(74)에서 생성한 지진 위험 경보는 전력 차단부(75) 및/또는 밸브 차단부(76)로 출력된다.
전력 차단부(75)는, 발전소 또는 고압 변압기로부터 입력되는 고압 전력을 건물 내의 각종 전기 사용 장치로 분배하는 배전반(22)의 동작을 제어한다. 즉, 지진 위험 경보와 같은 신호를 수신하면, 배전반(22)에 설치된 하나 또는 다수의 스위치를 전체적으로 또는 선택적으로 차단하는 제어를 행한다.
밸브 차단부(76)는, 가연성 연료를 공급하는 연료 공급망 또는 연료 공급 탱크(42)로부터의 연료를 건물 내의 각종 연료 사용 장치로 분배하는 연료 분배기(24)의 동작을 제어한다. 즉, 지진 위험 경보와 같은 신호를 수신하게 되면, 연료 분배기(24)에 설치된 하나 또는 다수의 밸브를 전체적으로 또는 선택적으로 차단하는 제어를 행한다.
지진 위험 판단부(74)에서 생성한 지진 위험 경보는 위와 같이 전력 차단부(75) 및/또는 밸브 차단부(76)로 직접 연결되어 전송될 수도 있으며, 종래의 구성과 같이 건물 제어 장치(70)가 각 배전반(22) 및 연료 분배기(24) 등을 제어하고 있는 구성에서, 지진 위험 경보를 건물 제어 장치(70) 측으로 전송함으로써 건물 제어 장치(70)에서 각각의 배전반(22) 및 연료 분배기(24)를 제어하도록 할 수도 있다.
또한, 본 발명의 일 실시예에 따른 지진 재난 방지용 제어 장치(70)는, 순환밸브 제어부(도시하지 않음)를 더 포함할 수 있다. 순환밸브 제어부는, 건물 내의 각종 기계 장치로부터 생성된 냉난방용 냉온수, 증기, 상하수의 순환 및 차단을 제어하는 순환 밸브를 제어하는 순환밸브 제어기(26)의 동작을 제어한다. 즉, 지진 위험 경보와 같은 신호를 수신하게 되면, 순환밸브 제어부는 순환밸브 제어기를 제어하여, 하나 또는 다수의 순환 밸브를 선택적으로 또는 전체적으로 차단하는 제어를 행할 수 있다.
이와 같은 구성으로 이루어진 본 발명의 일 실시예에 따른 지진 재난 방지용 제어 장치(70)에 의하면, 자체적으로 감지한 자체 지진 정보뿐만 아니라, 통합 지진 관리 서버(80)로부터 네트워크를 통해 전송된 외부 지진 정보에 의해서도 배전반(22) 및/또는 연료 분배기(24)를 차단하는 안전 조치를 취할 수 있게 된다. 또한, 이러한 구성에 의하면, 건물에 설치된 지진 재난 방지용 제어 장치(70)의 일부가 고장 상태여서 지진을 직접 감지하지 못하더라도 효과적으로 지진에 의한 재난에 대응할 수 있게 된다.
다음, 도 3을 참조하여, 본 발명의 일 실시예에 따른 지진 재난 방지용 제어 장치에 있어서 지진을 감지하여 지진 위험 경보를 출력하는 절차에 대하여 설명한다.
먼저, 지진 재난 방지용 제어 장치(70)에서는, 통신부(73)를 통해 외부 지진 정보가 수신되었는지를 확인한다(S12). 외부 지진 정보가 수신되었다면, 수신된 외부 지진 정보를 분석하여 측정된 지진의 강도를 수치로 표시한 외부 지역 진도 계 급을 분석하고(S13, S14), 분석된 외부 지역 진도 계급과 미리 설정되어 있는 위험 진도 계급을 비교한다(S15).
이때, 외부 지진 정보가 수신되면, 즉시 자체 지진 감지 센서(71)에서 진동을 감지하여 자체 지진 정보가 생성되었는지를 확인하고 지진의 강도를 체크하도록 할 수도 있다(S19 및 S20으로 진행함). 이에 의해 외부 지진 정보가 수신되는 경우 자체 지진 정보를 동시에 이용하여 지진에 의한 위험을 판단할 수 있게 된다.
한편, 단계(S15)에서, 외부 진도 계급이 위험 진도 계급 이상인 경우에는, 외부 지진 정보를 출력한 지진 재난 방지용 제어 장치의 위치를 분석하고, 분석된 위치를 외부 지진 발생 지점으로 설정하고, 설정된 외부 지진 발생 지점까지의 거리를 산출한다(S16).
그리고 산출된 거리가 미리 설정된 위험 반경 이내인지의 여부를 판정한다(S17). 만약, 산출된 외부 지진 발생 지점까지의 거리가 위험 반경 이내라면, 발생한 지진이 건물에 재난을 발생시킬 위험 요소로 작용할 수 있다고 간주하고 지진 위험 경보를 생성하여 출력하게 된다(S18).
한편, 외부 지진 정보를 수신하지 못한 경우 또는 지진 발생 지점이 위험 반경보다 큰 경우 또는 외부 지역 진도 계급이 위험 진도 계급 미만인 경우에는, 자체 설치된 지진 감지 센서(71)에 의해 진동이 감지되는지를 확인하는 절차로 이동한다(S19).
이때, 진동이 감지된 경우에는 지진의 발생으로 간주하고(진동이 소정의 기준 강도 이상이거나 기준 시간 이상으로 진동하는 경우), 진동의 강도를 수치화하 여 자체 진도 계급을 산출한다(S20).
자체 진도 계급이 산출되면, 산출된 자체 진도 계급과 미리 설정된 위험 진도 계급을 비교하게 되며(S21). 만약 자체 진도 계급이 위험 진도 계급 이상인 경우에는, 단계(S18)로 진행하여 지진의 위험을 경보하는 지진 위험 경보를 출력하게 된다.
한편, 자체의 지진 감지 센서에서 진동이 감지되지 않거나, 진동이 미약한 경우 또는 산출된 자체 진도 계급이 위험 진도 계급 미만인 경우에는, 지진이 건물에 피해를 입히지 않을 것으로 판단하고 단계(S12)로 진행하여 이어지는 지진의 감시를 계속한다.
여기에서, 위험 반경이라는 것은, 어떠한 건물로부터 인접한 지역에서 지진이 발생이 감지된 경우, 감지된 지진의 진동이 그 건물에 영향을 미칠 수 있는 거리를 말한다. 예를 들면, 10Km, 30Km, 50Km 등으로 설정될 수 있다. 이러한 위험 반경은 건물이 건설된 지역의 지질 구조에 따라 달라질 수 있으며, 더욱 건물의 관리자에 의해 임의로 축소 또는 확장되도록 설정될 수 있다.
또한, 위험 진도 계급이라는 것은, 발생한 지진에 대한 진도 계급 중에서, 건물에 대하여 직접적 또는 간접적으로 피해를 줄 수 있는 정도의 진도 계급을 말한다. 이러한 위험 진도 계급은 수정된 메르칼리 진도 계급에 따라 세분화될 수 있으며, 필요에 따라서는 더욱 세분화한 진도 계급을 이용할 수 있다. 또한, 또다른 진도 계급 구분을 이용할 수도 있다. 이는 본 발명에서 설명된 자체 진도 계급 및 외부 지역 진도 계급에 대해서도 마찬가지이다.
상술한 바와 같은, 본 발명의 일 실시예에 따른 지진 재난 방지용 제어 장치에 의하면, 자체적으로 설치된 지진 감지 센서(71)뿐만 아니라, 통합 지진 관리 서버(80)로부터 네트워크를 통해 입력되는 외부 지지 정보에 의해서도 지진 경보를 출력할 수 있게 된다.
따라서, 자체 구비된 지진 감지 센서(71)가 고장인 경우, 또는 지진 재난 방지용 제어 장치(70)의 일부 구성 요소가 고장인 경우에 있어서도 지진의 발생에 효과적으로 대응할 수 있게 된다.
도 4는, 이와 같이, 자체 지진 정보와 외부 지진 정보를 상호 보완적으로 이용하여 자체의 지진 재난 방지용 제어 장치의 정상 동작 상태를 검사하는 방법을 설명하기 위한 도면이다.
먼저, 어느 건물에 설치된 지진 재난 방지용 제어 장치(70)에서는, 도 3과 같은 지진 위험 경보를 행함과 동시에 또는 평상시 일정 주기마다 자체 설치된 지진 감지 센서(71)로부터 진동을 감지하여 생성한 자체 진도 계급을 획득하고(S32), 외부 지진 정보를 입력받아 외부 지역 진도 계급을 획득하고(S33), 또한, 외부 지진 발생 지점을 분석하고 분석된 지점과 자신과의 거리를 산출한다(S34).
외부 지진 발생 지점을 분석하고 분석된 지점과 자신과의 거리가 산출되면, 산출된 거리를 기초로 하여 거리 상수를 결정한다(S35). 거리 상수는 거리에 따라 지진에 의한 진동의 감쇠를 나타내는 상수이다.
거리 상수가 결정되면, 외부 지진 발생 지점에서의 외부 지역 진도 계급과 적절한 수식에 의해 연산하여 환산 진도 계급을 산출한다(S36). 환산 진도 계급은, 상기 산출된 거리만큼 떨어진 외부 지진 발생 지점에서 발생한 지진이, 상기 산출된 거리만큼 전파되면서 감쇠한 후, 상기 건물에 도달하는 진동에 대한 진도 계급을 나타내는 이론상의 수치이다.
이렇게 환산 진도 계급이 산출되면, 산출된 환산 진도 계급은 지진 재난 방지용 제어 장치(70) 자체에서 감지하여 생성한 자체 진도 계급과 비교되어 오차(비교 오차)가 산출된다(S37). 그리고 비교의 결과에 의해 산출된 오차는 미리 설정된 허용 오차와 비교되고(S38), 산출된 오차가 허용 오차를 초과하는 경우에는 자체 지진 정보를 생성한 지진 재난 방지용 제어 장치(70)의 일부분, 특히 지진 감지 센서(71)가 고장인 것으로 간주하게 되고(S39), 소정의 경보를 출력하게 된다. 한편, 산출된 오차가 허용 오차 이하인 경우에는 자체 지진 정보를 생성한 지진 재난 방지용 제어 장치가 정상 동작하는 것으로 간주하게 된다(S40).
상술한 바에 의하면 본 발명을 바람직한 실시예를 이용하여 설명하고 있지만, 이는 단지 일례일 뿐으로서, 다양한 변경 또는 수정이 있을 수 있다. 더욱, 본 발명에 포함된 각종 용어의 개념 및 본 발명을 이해하기 위한 기초 지식 등에 대해서는, 본 발명과 동일한 출원인에 의해 출원되어 등록된 특허 제803097호 및 실용신안 제426386호를 참조하여 이해될 수 있다.
도 1은 기존의 건물에 있어서 각종 설비의 제어 계통을 설명하기 위한 도면이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 지진 재난 방지용 제어 장치의 구성을 나타낸 블록도이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 지진 재난 방지용 제어 장치에 있어서 지진을 감지하여 지진 위험 경보를 출력하는 절차를 나타낸 도면이다.
도 4는 자체 지진 정보와 외부 지진 정보를 상호 보완적으로 이용하여 자체의 지진 재난 방지용 제어 장치의 정상 동작 상태를 검사하는 방법을 설명하기 위한 도면이다.

Claims (9)

  1. 지진에 의한 진동을 감지하는 지진 감지 센서와, 상기 지진 감지 센서에서 감지한 지진의 강도를 수치화한 자체 진도 계급을 표시하는 자체 지진 정보를 생성하는 지진 정보 생성부와, 상기 생성된 자체 지진 정보를 유무선 통신망을 통해 전송하고, 또한, 상기 유무선 통신망으로부터 전송되는 외부 지진 정보를 수신하는 통신부와, 상기 자체 지진 정보의 상기 자체 진도 계급이 미리 설정된 위험 진도 계급 이상인 경우, 또는 상기 외부 진도 계급이 상기 위험 진도 계급 이상이고 상기 외부 지진 정보의 상기 지진 발생 지점이 미리 설정된 위험 반경 이내인 경우에, 지진 위험 경보를 출력하는 지진 위험 판단부와, 상기 지진 위험 경보가 출력되면 발전소로부터 제공되는 전력을 건물 내부의 복수의 전력 사용 장치로 배전하는 배전반의 배전 기능을 차단하는 전력 차단부를 구비하는 지진 재난 방지용 제어 장치, 및
    복수의 상기 지진 재난 방지용 제어 장치의 상기 통신부와 상기 유무선 통신망을 통해 통신하며, 상기 복수의 지진 재난 방지용 제어 장치 중 어느 하나로부터 상기 자체 지진 정보를 수신하면, 상기 수신한 자체 지진 정보 및 상기 어느 하나의 지진 재난 방지용 제어 장치의 위치를 지진 발생 지점으로 표시하는 상기 외부 지진 정보를 상기 유무선 네트워크를 통해 상기 복수의 지진 재난 방지용 제어 장치에 대하여 전파하는 통합 지진 관리 서버를 포함하여 이루어지는 지진 재난 방지용 지역 통합 제어 시스템.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 통합 지진 관리 서버는,
    상기 어느 하나의 지진 재난 방지용 제어 장치로부터 상기 자체 지진 정보를 수신하면, 상기 나머지의 지진 재난 방지용 제어 장치 중 상기 어느 하나의 지진 재난 방지용 제어 장치의 위치로부터 상기 위험 반경 내에 위치하는 하나 또는 복수의 지진 재난 방지용 제어 장치 측으로 상기 외부 지진 정보를 전송하는 것을 특징으로 하는 지진 재난 방지용 지역 통합 제어 시스템.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 지진 재난 방지용 제어 장치는,
    상기 외부 지진 정보를 분석하여 상기 외부 진도 계급이 상기 위험 진도 계급 이상이고 상기 지진 발생 지점이 미리 설정된 위험 반경 이내인 것으로 판정되었음에도 불구하고, 상기 자체 지진 정보의 상기 자체 진도 계급이 상기 외부 진도 계급에 비하여 소정의 기준 오차 범위를 벗어나는 오차를 나타낼 경우, 상기 지진 감지 센서 또는 상기 지진 정보 생성부를 고장으로 판정하는 것을 특징으로 하는 지진 재난 방지용 지역 통합 제어 시스템.
  4. 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 지진 재난 방지용 제어 장치는,
    상기 지진 위험 판단부로부터 출력되는 상기 지진 위험 경보를 수신하는 경우에, 인화성 연료를 사용하는 장치에 대하여 상기 연료를 공급하는 복수의 밸브를 구비한 연료 분배기의 연료 분배 기능을 차단하기 위한 밸브 차단 신호를 출력하는 밸브 차단부를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 지진 재난 방지용 제어 장치.
  5. 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 지진 재난 방지용 제어 장치는,
    상기 지진 위험 판단부로부터 출력되는 상기 지진 위험 경보를 수신하는 경우에, 건물 내부로 물을 공급하는 배관에 설치된 밸브를 차단하기 위한 밸브 차단 신호를 출력하는 밸브 차단부를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 지진 재난 방지용 제어 장치.
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