KR101017746B1 - 지능형 물관리 자동화시스템 - Google Patents

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안종율
안태형
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(주) 휴스
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Abstract

본 발명은 지능형 물관리 자동화시스템에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 시스템 스스로 기상청, 홍수통제소, 수자원공사, 환경부 등의 홈페이지에 접속하여 각종 기상 관련 정보를 수집하여 현장 여건에 맞는 홍수 예측 데이터를 생성하고 관리자에게 알려서 관리자로 하여금 수문 혹은 펌프를 작동시키도록 함으로써, 사후 대응이 아닌 사전에 예비 방류를 수행할 수 있도록 하여 인명과 재산을 보호하고 효율적인 물관리가 가능한 지능형 물관리 자동화시스템에 관한 것이다.
본 발명을 통해 현장정보처리장치에서 기상청, 홍수통제소, 수자원공사, 환경부 등의 홈페이지에 스스로 시간단위, 일 단위 등으로 접속하여 관개유역(읍면동 단위예보 활용) 예보가 있을시 입력된 관개 유역 범위, 예상 강우량, 현재수위, 최대 방류량 등의 자료를 기반으로 예비 방류를 수행하여 수용한계 초과시 상류나 하류측의 해당 관계자용단말기로 문자전송 또는 자동 재난대비 비상안내방송을 하여 관리자들로 하여금 사전에 상황을 파악하고 대비하게 함으로써 자연재해로부터 사후 관리가 아닌 사전 대비를 통해 소중한 인명과 재산피해를 방지하는 효과를 제공하게 된다.
또한, 통신두절시에도 현장정보처리장치가 인터넷 유선 통신에서 CDMA 통신으로 자동절체되고 통신정상시와 같은 동일한 기능을 수행하도록 이중화함으로써 안정적인 운영의 효과가 있다.

Description

지능형 물관리 자동화시스템{Intelligent Water Management Automation System.}
본 발명은 지능형 물관리 자동화시스템에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 시스템 스스로 기상청, 홍수통제소, 수자원공사, 환경부 등의 홈페이지에 접속하여 각종 기상 관련 정보를 수집하여 현장 여건에 맞는 홍수 예측 데이터를 생성하고 관리자에게 알려서 관리자로 하여금 수문 혹은 펌프를 작동시키도록 함으로써, 사후 대응이 아닌 사전에 예비 방류를 수행할 수 있도록 하여 인명과 재산을 보호하고 효율적인 물관리가 가능한 지능형 물관리 자동화시스템에 관한 것이다.
종래의 홍수를 감시하는 물관리 자동화시스템은 우량계와 수위계 등의 센서를 통해 홍수발생 가능성의 예측에 필요한 각종 데이터를 검출하는 다수의 감시장치가 댐이나 하천의 주요지점에 설치되며, 상기 감시장치에 의해 검출된 데이터를 관리자가 직접 측정하거나 분석하여 홍수의 발생 가능성을 판단하는 홍수통제소 유무선망을 통해 감시장치에 전송하고 있다.
상기와 같이 감시장치는 강이나 하천의 주요지점에 설치되어 각종 센서들을 통해 홍수발생 가능성의 예측에 필요한 데이터를 검출하고 이를 홍수통제소로 전송하게 되는데, 종래의 감시장치는 VHF망, 유선망, 위성망, 이동 통신망중 어느 하나만을 이용하여 검출된 데이터를 홍수통제소로 전송하도록 구성되어 있다.
그러나, 상기한 구성들은 비가 실질적으로 해당 지역에 내리고 있는 상황에서 재해 발생지역을 미리 판단하여 이에 따른 적절한 조치를 취하기 위한 것이어서 갑작스런 국지성 호우에 대하여 사전에 대처하기에는 다소 역부족이었다.
즉, 이미 비가 내리고 있는 상태에서 해당 호우지역의 관계자들이 효율적으로 상류측 관계자와 하류측 관계자들과 적절한 대응책을 마련하기에 충분한 시간을 확보할 수 없는 문제점이 발생할 수밖에 없었다.
한편, 종래의 감시장치가 데이터 전송을 위해 이용하는 통신망에 장애가 발생하거나 감시장치의 통신장치에 동작 이상이 발생하게 되면 센서들을 통해 검출된 데이터를 홍수통제소로 전송하지 못하게 된다.
이로 인해 홍수통제소는 홍수의 발생 가능성을 정확하게 예측하지 못함에 따라 홍수로 인한 피해를 최소화시킬 수 없다는 문제점이 있었다.
또한, 대부분 각 댐들의 수문관리와 빗물 펌프장의 운영관리 등은 관리자가 종합 통제실의 지시나 자체적 판단에 의해 관리하고 있으며, 수위측정이나 강우량 정보 등도 각각 별도로 측정하여 이들의 정보를 종합 통제소로 보내서 종합 통제소에서 전체적 관리를 하기는 하지만 이는 전자동 종합 관리가 아니고, 온/오프라인을 병행하면서 단순 정보의 전달만 하고 관리자들에 의해 분석하여 인위적 판단으로 개별적 관리를 하고 있는 실정이다.
한편, 상기한 종래의 시스템들은 홍수에 대한 대책을 강구하기 위한 구성일 뿐 실질적인 수질 오염에 대한 측정을 병행하여 비가 내리기 전에 홍수 대비와 더불어 수질 오염을 적절하게 해결할 수 있는 기술은 존재하지 않고 있는 실정이다.
따라서, 본 발명은 상기 종래의 문제점을 해소하기 위해 안출된 것으로,
본 발명의 목적은 현장정보처리장치에서 기상청, 홍수통제소, 수자원공사, 환경부 등의 홈페이지에 스스로 시간단위, 일 단위 등으로 접속하여 관개유역(읍면동 단위예보 활용) 예보가 있을시 입력된 관개 유역 범위, 예상 강우량, 현재수위, 최대 방류량 등의 자료를 기반으로 예비 방류를 수행하여 수용한계 초과시 상류나 하류측의 해당 관계자용단말기로 문자전송 또는 자동 재난대비 비상안내방송을 하여 관리자들로 하여금 사전에 상황을 파악하고 대비하게 함으로써 자연재해로부터 소중한 인명과 재산피해를 방지하도록 하는데 있다.
본 발명의 다른 목적은 예비 방류시 수문 개폐율과 수문의 넓이를 계산한 방류량, 현재 수위, 예상 강우량, 예상 방류량 등의 데이터가 중앙관리수단에서 실시간 관계기관들 또는 하구측에 전송되어 하구에서 배수 관리를 할 수 있도록 지원할 뿐만 아니라, 하구둑 배수갑문 관리소와 의견을 조율하여 방류시간을 변경할 수 있도록 하는데 있다.
본 발명의 또 다른 목적은 실제 비가 내릴 경우에 홍수통제소로부터 수위, 유량, 도달시간들의 데이터를 취득하고, 하구에 도달하는 시간을 정확하게 계산하며, 만조시간과 연계하여 물을 연락간수로 등으로 배제함으로써 홍수 피해를 최소화하도록 하는데 있다.
본 발명의 또 다른 목적은 지능형 물관리자동화시스템을 수질관리에 적용시 상류측 수질오염원인 축사, 공장, 생활폐수 등의 오염원을 카테고리로 분류하고 해당 카테고리에 관련업체 및 관계자 등의 주소, 연락처 등을 데이터베이스화하여 해당 오염원에서 수질 오염이 발생시 오염원에 해당하는 연락처 데이터를 통하여 자동으로 문자메시지 또는 유선 등으로 알려 수질오염의 진행을 미연에 방지할 수 있도록 하는데 있다.
본 발명의 또 다른 목적은 현장정보처리장치와 중앙관리수단에 모두 기상정보수집부를 두고 현장과 중앙의 통신 두절시 현장은 인터넷 유선 통신에서 CDMA 무선 통신으로 자동 절체되고 현장장치의 자체 처리에 따라 통신이 두절되어도 정상적인 기능 수행을 하도록 함으로써 통신 두절에 따른 문제를 해소하는데 있다.
본 발명이 해결하고자 하는 과제를 달성하기 위하여, 본 발명의 일실시예에 따른 지능형 물관리 자동화시스템은,
관측지역의 수위를 측정하며, 기상 정보 제공사이트에 접속하여 관측지역의 기상 정보를 수집하며, 수집된 기상 정보 및 측정된 수위값을 중앙관리수단으로 전송하는 현장정보처리장치와;
현장정보처리장치로부터 전송되는 수집된 기상 정보를 분석하여 기상 패턴값을 추출하고, 수위값을 참조하여 예상 강우량에 따른 홍수 예측지역 범위를 산정한 후 예상침수지역을 분석하여 홍수 예측지역의 관계자용단말기로 해당 정보를 송출하며, 방류 신호를 수신받게 되면 수문 혹은 펌프를 동작시키고 관측 지역의 예상 강우량, 수위, 예비 방류량, 수문 개폐율 혹은 펌프 가동 수준 정보 중 어느 하나를 관계기관서버로 전송하는 중앙관리수단;을 포함하여 구성되어 본 발명의 과제를 해결하게 된다.
이상에서 살펴본 바와 같이, 본 발명의 지능형 물관리 자동화시스템은,
현장정보처리장치에서 기상청, 홍수통제소, 수자원공사, 환경부 등의 홈페이지에 스스로 시간단위, 일 단위 등으로 접속하여 관개유역(읍면동 단위예보 활용) 예보가 있을시 입력된 관개 유역 범위, 예상 강우량, 현재수위, 최대 방류량 등의 자료를 기반으로 예비 방류를 수행하여 수용한계 초과시 상류나 하류측의 해당 관계자용단말기로 문자전송 또는 자동 재난대비 비상안내방송을 하여 관리자들로 하여금 사전에 상황을 파악하고 대비하게 함으로써 자연재해로부터 사후 관리가 아닌 사전 대비를 통해 소중한 인명과 재산피해를 방지하는 효과를 제공하게 된다.
또한, 통신두절시에도 현장정보처리장치가 인터넷 유선 통신에서 CDMA 통신으로 자동절체되고 통신정상시와 같은 동일한 기능을 수행하도록 이중화함으로써 안정적인 운영의 효과가 있다.
또한, 예비 방류시 수문 개폐율과 수문의 넓이를 계산한 방류량, 현재 수위, 예상 강우량, 예상 방류량 등의 데이터가 중앙관리수단에서 실시간 관계기관들 또는 하구측에 전송되어 하구에서 배수 관리를 할 수 있도록 지원할 뿐만 아니라, 하구둑 배수갑에서 운영하는 예측수위시스템과 연계하여 방류시간을 조율할 수 있도록 함으로써, 유기적인 통합 물관리를 제공하는 더 나은 효과가 있다.
또한, 실제 비가 내릴 경우에 홍수통제소로부터 수위, 유량, 도달시간들의 데이터를 취득하고, 하구에 도달하는 시간을 정확하게 계산하며, 하구둑 배수갑문에서 운영하는 예측수위시스템과 연계하여 하구둑 배수갑문에서 배제하지 못할 경우(배제가능 시간 동안 배제량 대비 유입유량의 차가 클 경우) 하천수를 연락간수로 등으로 배제함으로써 홍수 피해를 최소화하도록 하는 더 나은 효과가 있다.
또한, 지능형 물관리자동화시스템을 수질관리에 적용시 상류측 수질오염원인 축사, 공장, 생활폐수 등의 오염원을 카테고리로 분류하고 해당 카테고리에 관련업체 및 관계자 등의 주소, 연락처 등을 데이터베이스화하여 해당 오염원에서 수질 오염이 발생시 오염원에 해당하는 연락처 데이터를 통하여 자동으로 문자메시지 또는 유선 등으로 알려 수질오염의 진행을 미연에 방지할 수 있게 된다.
도 1 은 본 발명의 일실시예에 따른 지능형 물관리 자동화시스템의 전체 구성도이다.
도 2 는 본 발명의 일실시예에 따른 지능형 물관리 자동화시스템의 통신 가능시 현장정보처리장치의 블록도이다.
도 3 은 본 발명의 일실시예에 따른 지능형 물관리 자동화시스템의 통신 불가능시 현장정보처리장치의 블록도이다.
도 4 는 본 발명의 일실시예에 따른 지능형 물관리 자동화시스템의 중앙관리수단 블록도이다.
도 5 는 본 발명의 일실시예에 따른 지능형 물관리 자동화시스템을 저수지에 적용한 예측 범람 모형도를 나타낸 도면이다.
도 6 은 본 발명의 일실시예에 따른 지능형 물관리 자동화시스템을 배수장에 적용한 예측 범람 모형도를 나타낸 도면이다.
도 7 은 본 발명의 일실시예에 따른 지능형 물관리 자동화시스템을 수질 관리에 적용시를 나타낸 도면이다.
도 8 은 본 발명의 일실시예에 따른 지능형 물관리 자동화시스템의 기상데이터수집부의 처리 과정을 나타낸 예시도이다.
도 9 는 본 발명의 일실시예에 따른 지능형 물관리 자동화시스템의 물관리 자동화를 나타낸 흐름도이다.
도 10 는 본 발명의 일실시예에 따른 하구둑 예측수위 시스템 화면구성이다.
상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 지능형 물관리 자동화시스템은,
물관리 자동화시스템에 있어서,
관측지역의 수위를 측정하며, 기상 정보 제공사이트에 접속하여 관측지역의 기상 정보를 수집하며, 수집된 기상 정보 및 측정된 수위값을 중앙관리수단으로 전송하는 현장정보처리장치와;
현장정보처리장치로부터 전송되는 수집된 기상 정보를 분석하여 기상 패턴값을 추출하고, 수위값을 참조하여 예상 강우량에 따른 홍수 예측지역 범위를 산정한 후 예상침수지역을 분석하거나, 기상 정보 제공사이트에 접속하여 기상 정보를 수집하여 기상 정보를 분석하여 기상 패턴값을 추출하고, 수위값을 참조하여 예상 강우량에 따른 홍수 예측지역 범위를 산정한 후 예상침수지역을 분석하여,
홍수 예측지역의 관계자용단말기로 해당 정보를 송출하며, 방류 신호를 수신받게 되면 수문 혹은 펌프를 동작시키고 관측 지역의 예상 강우량, 수위, 예비 방류량, 수문 개폐율 혹은 펌프 가동 수준 정보 중 어느 하나이상을 관계기관서버로 전송하는 중앙관리수단;을 포함하여 구성되는 것을 특징으로 한다.
이때, 상기 현장정보처리장치는,
관측지역에 설치되어 수위를 측정하는 수위측정부와,
기상 정보 제공사이트에 접속하여 관측지역에 해당하는 기상 정보를 수집하는 기상데이터수집부와,
중앙관리수단과 통신하여 통신이 가능하면 수위측정부에서 측정된 수위값을 중앙관리수단으로 전송하는 현장기상정보통신부를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 한다.
이때, 다른 실시예에 따른 상기 현장정보처리장치는,
관측지역에 설치되어 수위를 측정하는 수위측정부와,
기상 정보 제공사이트에 접속하여 관측지역에 해당하는 기상 정보를 수집하는 기상데이터수집부와,
중앙관리수단과 통신하여 통신이 불가능하면 상기 기상데이터수집부에 의해 수집된 기상 정보와 수위측정부에서 측정된 수위값을 획득하여 예상 강우량에 따른 홍수 예측지역 범위를 산정하는 현장예측분석부와,
상기 현장예측분석부에 의해 예상침수지역을 분석한 후 홍수 예측지역의 관계자용단말기로 해당 기상 정보 및 예측지역 정보를 송출하는 현장예측정보송출부를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 한다.
이때, 상기 중앙관리수단은,
기상 정보 제공사이트에 접속하여 관측지역에 해당하는 기상 정보를 수집하는 중앙기상데이터수집부와,
현장정보처리장치로부터 전송되는 수집된 기상 정보 혹은 상기 중앙기상데이터수집부에서 수집된 기상 정보를 분석하여 기상 패턴값을 추출하여 현장기상정보데이터베이스에 저장하는 기상정보분석부와,
상기 기상정보분석부에 의해 분석된 기상 패턴값을 저장하며, 상기 현장정보처리장치로부터 전송되는 측정 데이터를 저장하는 현장기상정보데이터베이스와,
상기 현장기상정보데이터베이스를 참조하여 예상 강우량에 따른 홍수 예측지역 범위를 산정한 후 예상침수지역을 분석하는 홍수예측분석부와,
상기 홍수예측분석부에 의해 분석된 홍수 예측지역의 관계자용단말기로 해당 정보를 송출시키는 홍수예측정보송출부와,
관계자용단말기에서 전송된 방류 신호를 수신받게 되면 장치제어부에 동작 신호를 송출하는 방류실시부와,
상기 방류실시부에 의해 송출된 동작 신호를 수신받아 수문 혹은 펌프의 동작을 제어하는 장치제어부와,
상기 관측 지역의 예상 강우량, 수위, 예비 방류량, 수문 개폐율 혹은 펌프 가동 수준 정보 중 어느 하나 이상을 관계기관서버로 전송하는 관측지역정보전송부를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 한다.
이때, 본 발명인 지능형 물관리 자동화시스템은,
기상 정보를 참조하여 예비 방류를 수행하는 것을 특징으로 한다.
또한, 본 발명인 지능형 물관리 자동화시스템은,
실제 비가 올 경우에 관측지역의 직하류에 위치한 홍수통제소로부터 강우량, 수위, 유량 정보를 중앙관리수단에서 획득하여 홍수 예측지역에 도달하는 시간을 관계자용단말기로 전송하는 것을 특징으로 한다.
이때, 상기 중앙관리수단은,
하구둑의 만조 시간대 정보를 저장하는 만조시간대저장부와,
관계자용단말기에서 전송된 방류 신호를 수신받게 되면 상기 만조시간대저장부에 저장된 만조 시간대를 참조하여 방류실시부에 의해 방류가 실시되면 홍수조절지 혹은 저수지 혹은 수류지에 설치 구성된 수문을 개폐하여 방류된 물을 유도하는 만조유도제어부를 더 포함하여 구성되는 것을 특징으로 한다.
한편, 본 발명의 다른 일실시예에 따른 지능형 물관리 자동화시스템은,
물관리 자동화시스템에 있어서,
관측지역의 수위 및 수질을 측정하며, 기상 정보 제공사이트에 접속하여 관측지역의 기상 정보를 수집하며, 수집된 기상 정보와 측정된 수위값 및 수질값을 중앙관리수단으로 전송하는 현장정보처리장치와;
현장정보처리장치로부터 전송되는 수집된 기상 정보를 분석하여 기상 패턴값을 추출하고, 수위값을 참조하여 예상 강우량에 따른 홍수 예측지역 범위를 산정한 후 예상침수지역을 분석하거나, 기상 정보 제공사이트에 접속하여 기상 정보를 수집하여 기상 정보를 분석하여 기상 패턴값을 추출하고, 수위값을 참조하여 예상 강우량에 따른 홍수 예측지역 범위를 산정한 후 예상침수지역을 분석하여,
홍수 예측지역의 관계자용단말기로 해당 정보를 송출하며, 방류 신호를 수신받게 되면 수문 혹은 펌프를 동작시키고 관측 지역의 예상 강우량, 수위, 예비 방류량, 수문 개폐율 혹은 펌프 가동 수준 정보 중 어느 하나이상을 관계기관서버로 전송하거나, 현장정보처리장치로부터 전송되는 수질값을 분석하여 기준값을 초과할 경우에 해당 수질값 및 관련업체 정보를 관계자용단말기로 전송하는 중앙관리수단;을 포함하여 구성되는 것을 특징으로 한다.
이때, 상기 현장정보처리장치는,
관측지역에 설치되어 수위를 측정하는 수위측정부와,
관측지역에 설치되어 수질을 측정하는 수질측정부와,
기상 정보 제공사이트에 접속하여 관측지역에 해당하는 기상 정보를 수집하는 기상데이터수집부와,
중앙관리수단과 통신하여 통신이 가능하면 수위측정부에서 측정된 수위값 및 수질측정부에서 측정된 수질값을 중앙관리수단으로 전송하는 현장기상정보통신부를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 한다.
이때, 다른 일실시예에 따른 상기 현장정보처리장치는,
관측지역에 설치되어 수위를 측정하는 수위측정부와,
관측지역에 설치되어 수질을 측정하는 수질측정부와,
기상 정보 제공사이트에 접속하여 관측지역에 해당하는 기상 정보를 수집하는 기상데이터수집부와,
중앙관리수단과 통신하여 통신이 불가능하면 상기 기상데이터수집부에 의해 수집된 기상 정보와 수위측정부에서 측정된 수위값을 획득하여 예상 강우량에 따른 홍수 예측지역 범위를 산정하는 현장예측분석부와,
수질측정부에서 측정된 수질값을 기준값과 비교하는 수질값분석부와,
상기 현장예측분석부에 의해 예상침수지역을 분석한 후 홍수 예측지역의 관계자용단말기로 해당 기상 정보 및 예측지역 정보를 송출하거나 측정된 수질값이 기준값을 초과할 경우에 관계자용단말기로 해당 수질값 및 관련업체 정보를 송출하는 현장예측정보송출부를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 한다.
이때, 상기 중앙관리수단은,
기상 정보 제공사이트에 접속하여 관측지역에 해당하는 기상 정보를 수집하는 중앙기상데이터수집부와,
현장정보처리장치로부터 전송되는 수집된 기상 정보 혹은 상기 중앙기상데이터수집부에서 수집된 기상 정보를 분석하여 기상 패턴값을 추출하여 현장기상정보데이터베이스에 저장하는 기상정보분석부와,
상기 기상정보분석부에 의해 분석된 기상 패턴값을 저장하며, 상기 현장정보처리장치로부터 전송되는 측정 데이터를 저장하는 현장기상정보데이터베이스와,
상기 현장기상정보데이터베이스를 참조하여 예상 강우량에 따른 홍수 예측지역 범위를 산정한 후 예상침수지역을 분석하는 홍수예측분석부와,
상기 홍수예측분석부에 의해 분석된 홍수 예측지역의 관계자용단말기로 해당 정보를 송출시키는 홍수예측정보송출부와,
관계자용단말기에서 전송된 방류 신호를 수신받게 되면 장치제어부에 동작 신호를 송출하는 방류실시부와,
상기 방류실시부에 의해 송출된 동작 신호를 수신받아 수문 혹은 펌프의 동작을 제어하는 장치제어부와,
상기 관측 지역의 예상 강우량, 수위, 예비 방류량, 수문 개폐율 혹은 펌프 가동 수준 정보 중 어느 하나 이상을 관계기관서버로 전송하는 관측지역정보전송부와,
상류측 수질 오염원을 카테고리로 분류하고 해당 카테고리에 관련업체 정보 및 관계자의 주소, 연락처 정보와 수질 오염원의 기준값을 저장하는 수질정보데이터베이스와,
현장정보처리장치로부터 전송되는 수질값을 상기 수질정보데이터베이스를 참조하여 분석하고, 분석된 값이 기준값을 초과할 경우에 해당 수질값 및 관련업체 정보를 관계자용단말기로 전송하는 관측지역수질오염정보전송부를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 한다.
이때, 상기 지능형 물관리 자동화시스템은,
실제 비가 올 경우에 관측지역의 직하류에 위치한 홍수통제소로부터 강우량, 수위, 유량 정보를 중앙관리수단에서 획득하여 홍수 예측지역에 도달하는 시간을 관계자용단말기로 전송하는 것을 특징으로 한다.
이때, 상기 중앙관리수단은,
하구둑의 만조 시간대 정보를 저장하는 만조시간대저장부와,
관계자용단말기에서 전송된 방류 신호를 수신받게 되면 상기 만조시간대저장부에 저장된 만조 시간대를 참조하여 방류실시부에 의해 방류가 실시되면 홍수조절지 혹은 저수지 혹은 수류지에 설치 구성된 수문을 개폐하여 방류된 물을 유도하는 만조유도제어부를 더 포함하여 구성되는 것을 특징으로 한다.
이때, 상기 기상데이터수집부는,
지정된 스케쥴에 따라 기상 정보 제공사이트에 접속하는 업데이트스케쥴러와,
RSS 피드로 작성되는 업데이트 데이터를 수집하는 알에스에스수집부를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 한다.
이때, 상기 홍수예측분석부는,
수위 정보 및 예상 강우량을 획득하여 유량 변화에 따른 홍수 예측 범위를 산정한 후 예상 침수지역을 분석하는 예측범람모형도산출부와,
예상 강우량을 획득하여 시간대별 그래프를 산출하는 그래프산출부를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 한다.
이때, 상기 현장정보처리장치는,
통신이 불가능하면 유선 통신에서 무선 통신으로 자동 절체시키는 통신자동절체부를 더 포함하여 구성되는 것을 특징으로 한다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명인 지능형 물관리 자동화시스템의 바람직한 실시예를 상세하게 설명한다.
도 1 은 본 발명의 일실시예에 따른 지능형 물관리 자동화시스템의 전체 구성도이다.
도 1에 도시한 바와 같이, 본 발명인 지능형 물관리 자동화시스템은,
관측지역의 수위를 측정하며, 기상 정보 제공사이트에 접속하여 관측지역의 기상 정보를 수집하며, 수집된 기상 정보 및 측정된 수위값을 중앙관리수단으로 전송하는 현장정보처리장치(100)와;
현장정보처리장치로부터 전송되는 수집된 기상 정보를 분석하여 기상 패턴값을 추출하고, 수위값을 참조하여 예상 강우량에 따른 홍수 예측지역 범위를 산정한 후 예상침수지역을 분석하거나, 기상 정보 제공사이트에 접속하여 기상 정보를 수집하여 기상 정보를 분석하여 기상 패턴값을 추출하고, 수위값을 참조하여 예상 강우량에 따른 홍수 예측지역 범위를 산정한 후 예상침수지역을 분석하여,
홍수 예측지역의 관계자용단말기로 해당 정보를 송출하며, 방류 신호를 수신받게 되면 수문 혹은 펌프를 동작시키고 관측 지역의 예상 강우량, 수위, 예비 방류량, 수문 개폐율 혹은 펌프 가동 수준 정보 중 어느 하나이상을 관계기관서버(300)로 전송하는 중앙관리수단(200);을 포함하여 구성된다.
상기와 같은 구성을 통해 본 발명은 홍수 예측지역 범위를 산정한 후 예상침수지역을 분석할 수 있으며 이를 통해 실제 비가 오기 전에 미리 저장되어 있던 물을 하류로 방류시켜 홍수에 대비할 수 있게 된다.
본 발명의 가장 큰 특징은 기상 정보들을 기상 정보 제공사이트에 접속하여 게더링한 후 게더링된 정보를 활용하여 예측 지역을 비가 오기 전에 미리 분석하여 사전에 예비 방류 계획을 관계자들끼리 협의하여 철저하게 수립할 수 있도록 하는 것이다.
이를 위하여 현장정보처리장치, 중앙관리수단 및 이를 연결하는 통신망(유선통신 및 CDMA 통신의 이중화로 통신두절에 대한 대비)을 포함하여 구성되는 것이다.
도 2 는 본 발명의 일실시예에 따른 지능형 물관리 자동화시스템의 통신 가능시 현장정보처리장치의 블록도이다.
도 2에 도시한 바와 같이, 본 발명의 통신 가능시 현장정보처리장치(100)는,
관측지역에 설치되어 수위를 측정하는 수위측정부(110)와,
기상 정보 제공사이트에 접속하여 관측지역에 해당하는 기상 정보를 수집하는 기상데이터수집부(120)와,
중앙관리수단과 통신하여 통신이 가능하면 수위측정부에서 측정된 수위값을 중앙관리수단으로 전송하는 현장기상정보통신부(130)를 포함하여 구성된다.
상기한 바와 같이 현장정보처리장치에 기상데이터수집부를 구성하는 이유는 중앙관리수단과 통신시 통신이 불가능한 경우를 대비하기 위하여 현장에서 자체적으로 기상 데이터를 분석하기 위한 것이다.
상기의 경우에는 통신이 가능할 경우를 구성한 것으로서, 기상데이터수집부에 의해 수집된 기상 정보와 수위측정부에서 측정된 수위값을 중앙관리수단으로 현장기상정보통신부(130)의 처리에 의해 전송하게 된다.
이때, 상기 기상데이터수집부(120)는,
지정된 스케쥴에 따라 기상 정보 제공사이트에 접속하는 업데이트스케쥴러(121)와,
RSS 피드로 작성되는 업데이트 데이터를 수집하는 알에스에스수집부(122)를 포함하여 구성된다.
인터넷의 비약적인 발전을 통하여 많은 정보가 공유되어가고 있는데, 이용자들은 새롭게 업데이트 정보를 획득하기 위하여 컨텐츠 제공업체들의 사이트에 접속하여 정보를 검색하고 있다.
여기서, 이용자들은 새롭게 업데이트 정보만을 획득하기 원하는 경우에도 불구하고, 컨텐츠 제공업체들로부터 제공되는 업데이트 정보 및 이전 정보를 모두 다운로드 받아서 보게 되는데, 이러한 이용자들의 욕구를 만족시키기 위하여 RSS 어플리케이션이 등장하게 되었다.
상기 RSS란 RDF Site Summary, Rich Site Summary 등의 약칭으로 뉴스나 블로그와 같이 컨텐츠 업데이트가 자주 일어나는 웹사이트에서, 업데이트 정보를 쉽게 사용자들에게 제공하기 위해 XML을 기반으로 만들어진 데이터 형식이다.
상기 RSS 방식은 사이트가 제공하는 주소를 자신의 RSS 어플리케이션에 등록하면, 업데이트 정보를 찾기 위해 사이트에 매번 방문할 필요 없이 RSS 어플리케이션이 사이트로부터 업데이트 정보를 확인하고 다운로드 받을 수 있다.
이에 따라 본 발명에서는 RSS 방식을 적용한 물관리 관련기관 사이트(기상청, 홍수통제소 등)와 연계한 데이터 추출 및 저장 방법을 활용한 것이다.
상기 업데이트스케쥴러(121)는 지정된 스케쥴에 따라 기상 정보 제공사이트에 접속하며, 알에스에스수집부(122)는 RSS 피드로 작성되는 업데이트 데이터를 수집하는 것이다.
도 3 은 본 발명의 일실시예에 따른 지능형 물관리 자동화시스템의 통신 불가능시 현장정보처리장치의 블록도이다.
도 3에 도시한 바와 같이, 본 발명의 통신 불가능시 현장정보처리장치(100)는,
관측지역에 설치되어 수위를 측정하는 수위측정부(110)와,
기상 정보 제공사이트에 접속하여 관측지역에 해당하는 기상 정보를 수집하는 기상데이터수집부(120)와,
중앙관리수단과 통신하여 통신이 불가능하면 상기 기상데이터수집부에 의해 수집된 기상 정보와 수위측정부에서 측정된 수위값을 획득하여 예상 강우량에 따른 홍수 예측지역 범위를 산정하는 현장예측분석부(140)와,
상기 현장예측분석부에 의해 예상침수지역을 분석한 후 홍수 예측지역의 관계자용단말기로 해당 기상 정보 및 예측지역 정보를 송출하는 현장예측정보송출부(150)를 포함하여 구성된다.
즉, 통신상태가 정상일 경우 유선통신 연결을 유지하고 통신상태가 불능일 경우 CDMA 통신으로 자동 전환되도록 구성된다.
즉, 통신이 불가능하면 유선 통신에서 무선 통신으로 자동 절체시키는 통신자동절체부(미도시)를 더 포함하여 구성되게 되며, 기상 정보 제공사이트를 자체적으로 접속하기 위하여 자동절체부를 구성하게 되는 것이다.
상기와 같은 구성은 중앙관리수단과 통신이 불가능할 경우에 현장에서 자체적으로 판단하여 실시간으로 즉각 대응하기 위한 구성이다.
이를 위하여 현장정보처리장치에는 기상데이터수집부에 의해 수집된 기상 정보를 수집하여 RSS 피드를 분석하여 동일 패턴 값을 추출한 후 데이터베이스에 추출된 데이터를 저장하기 위한 패턴추출부(미도시)를 포함하여 구성할 수 있다.
상기 현장예측분석부 및 현장예측정보송출부는 중앙관리수단에 구성된 예측분석부와 예측정보송출부와 동일한 기능을 수행하므로 이에 대한 구체적인 설명은 하기에 설명하도록 하겠다.
도 4 는 본 발명의 일실시예에 따른 지능형 물관리 자동화시스템의 중앙관리수단 블록도이다.
도 4에 도시한 바와 같이, 상기 중앙관리수단(200)은,
기상 정보 제공사이트에 접속하여 관측지역에 해당하는 기상 정보를 수집하는 중앙기상데이터수집부(미도시)와,
현장정보처리장치로부터 전송되는 수집된 기상 정보 혹은 상기 중앙기상데이터수집부에서 수집된 기상 정보를 분석하여 기상 패턴값을 추출하여 현장기상정보데이터베이스에 저장하는 기상정보분석부(210)와,
상기 기상정보분석부에 의해 분석된 기상 패턴값을 저장하며, 상기 현장정보처리장치로부터 전송되는 측정 데이터를 저장하는 현장기상정보데이터베이스(220)와,
상기 현장기상정보데이터베이스를 참조하여 예상 강우량에 따른 홍수 예측지역 범위를 산정한 후 예상침수지역을 분석하는 홍수예측분석부(230)와,
상기 홍수예측분석부에 의해 분석된 홍수 예측지역의 관계자용단말기로 해당 정보를 송출시키는 홍수예측정보송출부(240)와,
관계자용단말기에서 전송된 방류 신호를 수신받게 되면 장치제어부에 동작 신호를 송출하는 방류실시부(250)와,
상기 방류실시부에 의해 송출된 동작 신호를 수신받아 수문 혹은 펌프의 동작을 제어하는 장치제어부(260)와,
상기 관측 지역의 예상 강우량, 수위, 예비 방류량, 수문 개폐율 혹은 펌프 가동 수준 정보 중 어느 하나 이상을 관계기관서버로 전송하는 관측지역정보전송부(270)를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 한다.
상기 중앙기상데이터수집부(미도시)는 기상 정보 제공사이트에 접속하여 관측지역에 해당하는 기상 정보를 수집하는 기능을 수행하게 된다.
즉, 중앙관리수단은 통신이 정상적일 경우에 중앙에서 수집할 수도 있으며, 통신이 비정상적일 경우에는 현장에서 수집할 수도 있으나 중앙에서도 수집할 수 있도록 하는 것이다.
상기 기상정보분석부(210)는 현장정보처리장치로부터 전송되는 수집된 기상 정보를 분석하여 기상 패턴값을 추출하여 현장기상정보데이터베이스에 저장하게 된다.
도 8에 도시한 바와 같이, RSS 피드 내에 디스크립션 필드를 포함하는데, 수집된 RSS 피드를 분석하여 동일 패턴값을 추출한 후 현장기상정보데이터베이스에 저장하는 방식이다.
상기 홍수예측분석부(230)는 현장기상정보데이터베이스를 참조하여 예상 강우량에 따른 홍수 예측지역 범위를 산정한 후 예상침수지역을 분석하는 기능을 수행하는데, 이에 대하여 구체적으로 설명하도록 하겠다.
이를 위하여 상기 홍수예측분석부는,
수위 정보 및 예상 강우량을 획득하여 저류량 변화에 따른 홍수 예측 범위를 산정한 후 예상 침수지역을 분석하는 예측범람모형도산출부와,
예상 강우량을 획득하여 시간대별 그래프를 산출하는 그래프산출부를 포함하여 구성되어 진다.
상기 그래프산출부는 강우 정보가 추출될 시 예상 그래프를 그린다.
이때, 예상 그래프는 현재 정보를 t라 하고 바로 이전 주기에서 추출된 시간을 t-1이라 할 때, 산술평균 예상강우율로 다음 시간 t+1의 강우량을 예측하여 그래프를 그린다.
도 5 는 본 발명의 일실시예에 따른 지능형 물관리 자동화시스템을 저수지에 적용한 예측 범람 모형도를 나타낸 도면이다.
저수지에는 홍수조절용 여수토 수문과 농촌용수 공급용의 취수탑, 취수문 등으로 구성되어 있으며, 상류부에는 일정량의 침수지가 있고 그 위쪽에 각종 작물재배지, 축산, 양만장 등의 시설물들이 있어 저수지의 용수를 활용하여 농축산물을 생산하고 있다.
또한, 하류 쪽에는 농가, 하우스, 농지 등이 있어 상시 농촌용수를 공급함으로 모든 삶에 기반이 된다 할 수 있다.
본 발명의 시스템을 저수지에 적용할 경우 여수토 수문으로 방류되는 양을 측정하는 유량계를 구성할 수가 있고 취수탑 사통에는 농촌용수 공급량을 체크할 수 있는 유량계가 있으며, 강우량, 수위, 수질 등을 측정하여 실시간으로 중앙관리수단으로 데이터를 전송할 수도 있다.
상기 수위 정보 및 예상 강우량을 획득하여 저류량 변화에 따른 홍수 예측 범위를 산정한 후 예상 침수지역을 분석하는 예측범람모형도산출부의 기능을 예를 들어 설명하자면, 저수지의 관리수위가 1.2M라 하고, 강우예보를 수집하여 예상 강우량을 아래의 식에 적용하여 저류량의 변화량을 산출하고 이때, 유입량, 방류량 등의 예상 데이터는 해당 저수지의 기간별로 누적 홍수범람 정보를 데이터베이스에 사전 구축하고 강우량과의 상관관계를 통해 아래의 식을 통해 분석하여 저류량 변화에 따른 홍수 예측 범위를 산정한 후 예상 침수지역을 표시한다.
ΔSt=Qin+Rt-OVFt-DVt-LSSt
(ΔS = 저류량의 변화량, Qin= 저수지 유입량, R= 저수지 수면적의 강우량, OVF = 저수지의 여수토나 수문으로부터의 방류량, DV= 취수량 또는 통관 방류량, LSS = 기타 손실량으로서 수면증발량, 침투량임)
예를 들어, Qin = 1.2M , Rt = 0.4M , OVFt = 0 , DVt = 0 , LSSt = 0 이라면, 상기 ΔSt = 1.6M가 되어 홍수위를 초과하게 되어 양만장까지 침수지가 될 수 있다는 것을 산출하는 것이다.
도 6 은 본 발명의 일실시예에 따른 지능형 물관리 자동화시스템을 배수장에 적용한 예측 범람 모형도를 나타낸 도면이다.
상기 예측범람모형도산출부는 강우예보를 수집하여 예상 강우량을 추출하고 배수장의 최대 토출량과 비교하여 범람 모형을 표시한다.
이때, 해당 저수지의 기간별로 누적 홍수범람 정보를 데이터베이스에 사전 구축하고 예상 강우량과 범람 정보의 상관관계를 통해 분석한다.
한계 토출량을 초과하여 범람시 해당 침수 지역의 관계자 및 주민에게는 문자메시지나 비상방송을 하여 사전 대비를 하도록 함으로써 소중한 인명과 재산을 보호하는 것이다.
상기한 바와 같이, 홍수예측분석부에 의해 분석된 홍수 예측지역의 관계자용단말기로 홍수예측정보송출부(240)의 처리에 의해 해당 정보를 송출시키게 된다.
상기 정보란 관계자가 관리하는 지역의 예상 강우량, 수위 정보를 의미할 수 있으며, 더 나아가 방류해야 하는 예비 방류량 등을 더 포함할 수도 있다.
상기 방류실시부(250)는 관계자용단말기에서 전송된 방류 신호를 수신받게 되면 장치제어부(수문 및 펌프를 제어하는 것을 의미함.)에 동작 신호를 송출하게 된다.
본 발명에서 설명하고 있는 관계자용단말기는 일반적인 모바일단말기 혹은 컴퓨터단말기 등을 의미하며, 관계자들이 관계자용단말기를 통해 정보를 확인하게 된다.
상기 방류실시부에 의해 송출된 동작 신호를 수신받아 장치제어부(260)는 수문 혹은 펌프의 동작을 제어하게 된다.
즉, 수문의 개폐율에 따른 방류량 조절 혹은 수위값에 따른 펌프 가동 대수 및 펌프 토출량 조절등을 제어하는 것이며 이러한 기술은 이미 당업자들에게 널리 알려진 기술이므로 이에 대한 구체적인 설명은 생략한다.
이후, 상기 관측 지역의 예상 강우량, 수위, 예비 방류량, 수문 개폐율 혹은 펌프 가동 수준 정보(구체적으로는 수문의 개폐율에 따른 방류량 조절 혹은 수위값에 따른 펌프 가동 대수 및 펌프 토출량 조절등) 중 어느 하나 이상을 관계기관서버로 관측지역정보전송부(270)의 처리에 의해 송출하게 되는 것이다.
한편, 상기 중앙관리수단은,
하구둑의 만조 시간대 정보를 저장하는 만조시간대저장부(280)와,
관계자용단말기에서 전송된 방류 신호를 수신받게 되면 상기 만조시간대저장부에 저장된 만조 시간대를 참조(도 10 참조)하여 방류실시부에 의해 방류가 실시되면 홍수조절지 혹은 저류지에 설치 구성된 수문을 개폐하여 방류된 물을 유도하는 만조유도제어부(290)를 더 포함하여 구성할 수 있다.
즉, 상류측에서 방출되는 물에 의해 하류측에 구성된 하구둑을 통해 바다로 방출하여야 하는데, 만조시에는 바닷물이 하구둑 내부에 유입되어 농작물에 피해를 줄 수 밖에 없으므로 만조 시간대 정보를 만조시간대저장부에 저장시킨 후 만조유도제어부(290)를 통해 관계자용단말기에서 전송된 방류 신호를 수신받게 되면 상기 만조시간대저장부에 저장된 만조 시간대를 참조(도 10 참조)하여 방류실시부에 의해 방류가 실시되면 홍수조절지 혹은 저류지에 설치 구성된 수문을 개폐하여 방류된 물을 유도하여 홍수조절지 혹은 저류지로 방류된 물을 저장시키게 되는 것이다.
이를 통해 홍수조절지 혹은 저류지로 연결되는 유로의 수질을 개선하는 더 나은 효과를 제공할 수 있으며 더 나아가 생태계를 살릴 수 있는 더 나은 효과를 제공하게 되는 것이다.
예를 들어 설명하자면, 만수위를 관리할 경우에 예비 방류를 본 발명의 시스템을 통해 수행하면 내일 200MM의 비가 관측지역에 내리는 것으로 기상 정보가 수집될 경우에 배출량이 해당 수문 혹은 펌프를 통해 50MM 정도밖에 수행할 수 없다면 홍수에 따른 재난이 발생할 수 밖에 없다.
따라서, 오늘 100MM를 먼저 예비 방류할 것으로 결정한 후 방류 신호를 전송하여 수문 혹은 펌프를 동작시키게 된다.
이때, 모든 강에는 하구가 존재하는데 바다의 만조와 간조에 따라 만약 오전 10시에 상류에서 방류를 결정하여 방류를 수행할 경우에 해당 하구둑에 도착하는 시간이 12시라면 12시는 만조시간이라면 방류를 수행하지 못하게 된다.(도 10 참조)
결국, 상기 홍수조절지 혹은 저수지 혹은 수류지로 방류된 물을 우회시켜 일시 저장후 간조시 다시 방류시켜 바다로 방출하는 것이다.
이렇듯 본 발명의 시스템은 예비 방류를 비가 오기 전에 계획적으로 하류측 관계자들과 관측지역 관계자들이 예상 그래프 혹은 범람 모형도를 참조하여 방류량 및 방류 지역을 협의할 수 있게 되는 것이다.
한편, 본 발명의 부가적인 양상에 따라 실제 비가 올 경우에 관측지역의 직하류에 위치한 홍수통제소로부터 강우량, 수위, 유량 정보를 중앙관리수단에서 획득하여 홍수 예측지역에 도달하는 시간을 관계자용단말기로 전송할 수도 있다.
이를 위하여 홍수통제소로부터 강우량, 수위, 유량 정보를 획득하는 정보획득부를 중앙관리수단에 구성할 수 있다.
즉, 실제 비가 내릴 경우에 홍수통제소로부터 수위, 유량, 특정 지역에 도달하는 시간의 데이터를 취득하고, 하구(하구둑)에 도달하는 시간을 정확하게 계산하고 하구둑 배수갑문에서 운영하는 예측수위시스템과 연계하여 하구둑 배수갑문에서 배제하지 못할 경우(배제가능 시간 동안 배제량 대비 유입유량의 차가 클 경우) 하천수를 연락간수로 등으로 배제함으로써 홍수 피해를 최소화하도록 하는 더 나은 효과가 있다.
상기 하구둑 배수갑문에서 운영하는 예측수위시스템은 도 10과 같으며 이러한 시스템의 구성 및 동작 원리는 이미 당업자들에게는 널리 알려진 기술이므로 이에 대한 구체적인 설명은 생략하겠다.
한편, 본 발명의 다른 일실시예에 따른 지능형 물관리 자동화시스템은,
물관리 자동화시스템에 있어서,
관측지역의 수위 및 수질을 측정하며, 기상 정보 제공사이트에 접속하여 관측지역의 기상 정보를 수집하며, 수집된 기상 정보와 측정된 수위값 및 수질값을 중앙관리수단으로 전송하는 현장정보처리장치와;
현장정보처리장치로부터 전송되는 수집된 기상 정보를 분석하여 기상 패턴값을 추출하고, 수위값을 참조하여 예상 강우량에 따른 홍수 예측지역 범위를 산정한 후 예상침수지역을 분석하거나, 기상 정보 제공사이트에 접속하여 기상 정보를 수집하여 기상 정보를 분석하여 기상 패턴값을 추출하고, 수위값을 참조하여 예상 강우량에 따른 홍수 예측지역 범위를 산정한 후 예상침수지역을 분석하여,
홍수 예측지역의 관계자용단말기로 해당 정보를 송출하며, 방류 신호를 수신받게 되면 수문 혹은 펌프를 동작시키고 관측 지역의 예상 강우량, 수위, 예비 방류량, 수문 개폐율 혹은 펌프 가동 수준 정보 중 어느 하나이상을 관계기관서버로 전송하거나, 현장정보처리장치로부터 전송되는 수질값을 분석하여 기준값을 초과할 경우에 해당 수질값 및 관련업체 정보를 관계자용단말기로 전송하는 중앙관리수단;을 포함하여 구성된다.
상기와 같은 구성은 관측 지역의 수질을 측정하기 위한 구성인 것이다.
이를 위하여 상기 현장정보처리장치에는 관측지역에 설치되어 수질을 측정하는 수질측정부를 더 포함하여 구성하게 되며, 중앙관리수단에는 상류측 수질 오염원을 카테고리로 분류하고 해당 카테고리에 관련업체 정보 및 관계자의 주소, 연락처 정보와 수질 오염원의 기준값을 저장하는 수질정보데이터베이스(미도시)와,
현장정보처리장치로부터 전송되는 수질값을 상기 수질정보데이터베이스를 참조하여 분석하고, 분석된 값이 기준값을 초과할 경우에 해당 수질값 및 관련업체 정보를 관계자용단말기로 전송하는 관측지역수질오염정보전송부(미도시)를 더 포함하여 구성하게 된다.
도 7에 도시한 바와 같이, 수질정보데이터베이스에는 상류측 수질 오염원을 카테고리로 분류하고 해당 카테고리에 관련업체 정보 및 관계자의 주소, 연락처 정보와 수질 오염원의 기준값을 저장하게 된다.
또한, 상기 관측지역수질오염정보전송부는 현장정보처리장치로부터 전송되는 수질값을 상기 수질정보데이터베이스를 참조하여 분석하고, 분석된 값이 기준값을 초과할 경우에 해당 수질값 및 관련업체 정보를 관계자용단말기로 전송하는 것이다.
예를 들어, 축사의 경우 질소나 인을 측정하게 되는데, 상기 측정값이 기준값 이하일 경우에 정상이기 때문에 전송할 필요는 없게 되지만 상기 공장의 경우 수은이나 BOD를 측정하게 되며 상기 측정값이 기준값을 초과할 경우에 해당 수질값 및 관련 업체 정보를 관계자용단말기로 전송하여 이에 따른 시정 조치를 취할 수 있도록 하는 것이다.
이는, 통신 정상시 중앙관리소에서 실시하지만, 통신 불능시 현장장치가 유선통신에서 CDMA 통신으로 자동절체하여 자체 내장 프로그램에 의해 상기 기능을 수행한다.
본 발명의 시스템을 저수지에 적용할 경우에 시스템의 운영을 도 9를 참조하여 구체적으로 설명하자면, 현장정보처리장치에서 기상 정보 제공사이트에 접속하여 관측지역의 기상 정보를 수집하며, 수집된 기상 정보 중 강우량 정보가 존재하면 해당 강우 정보 및 해당 지역의 수위값을 중앙관리수단으로 전송하게 된다.
그러면, 중앙관리수단에서는 현장정보처리장치로부터 전송되는 수집된 기상 정보를 분석하여 기상 패턴값을 추출하고, 수위값을 참조하여 예상 강우량에 따른 홍수 예측지역 범위를 산정한 후 예상침수지역을 분석하며 동시에 시간당 강우량을 그래프로 표출시키게 된다.
이때, 홍수 예측지역의 관계자용단말기로 해당 정보를 문자로 송출하며, 관계자들의 협의에 의해 방류를 결정하게 되어 방류 신호를 수신받게 되면 일정 시간 해당 지역에 안내 방송을 하고 이후 수문을 동작시켜 방류를 실시하게 된다.
이후, 관측 지역의 예상 강우량, 수위, 예비 방류량, 수문 개폐율 중 어느 하나 이상을 관계기관서버로 전송하여 재난 재해에 비가 오기 전에 대비할 수 있는 시간을 제공하게 된다.
도 10은 본 발명의 일실시 예에 따른 하구둑 예측수위 시스템 화면 구성으로 그래프 상단의 녹색선은 해양수산청에서 제공하는 조석표를 미리 데이터베이스에 저장하여 시간에 따라 그래프를 그리고 있으며, 아래의 파란색 선은 바다측 해수위를 실시간으로 계측되어 전송되는 값이며, 빨간색 선은 담수측 수위를 나타내며 노란색 선은 관리수위를 나타낸다.
관리자는 미리 문자메시지 발송 및 알람 조건을 설정해 두고 다른 업무를 진행하다가 알람 발생시부터 모니터링하여 해수위가 담수위 보다 낮아지는 지점부터 수문을 열고, 담수위가 해수위 보다 낮아지는 지점에서 수문을 닫는 등의 작업을 자동 및 수동으로 운전한다.
본 발명에서 상류 댐 또는 저수지 등에서 방류시 참조하는 만조시간대는 도 10의 예측 수위 그래프를 통해 사전에 미리 판단하여 하구둑 배수갑문에서 배제하지 못할 경우 즉, 배제가능 시간 동안 배제량 대비 유입유량의 차가 클 경우 하천수는 연락간수로 등을 통해 배제한다.
이상에서와 같은 내용의 본 발명이 속하는 기술분야의 당업자는 본 발명의 기술적 사상이나 필수적 특징을 변경하지 않고서 다른 구체적인 형태로 실시될 수 있다는 것을 이해할 수 있을 것이다. 그러므로 이상에서 기술한 실시 예들은 모든 면에서 예시된 것이며 한정적인 것이 아닌 것으로서 이해해야만 한다.
본 발명의 범위는 상기 상세한 설명보다는 후술하는 특허청구범위에 의하여 나타내어지며, 특허청구 범위의 의미 및 범위 그리고 그 등가 개념으로부터 도출되는 모든 변경 또는 변형된 형태가 본 발명의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 한다.
100 : 현장정보처리장치
200 : 중앙관리수단
300 : 관계기관서버

Claims (16)

  1. 물관리 자동화시스템에 있어서,
    관측지역의 수위를 측정하며, 기상 정보 제공사이트에 접속하여 관측지역의 기상 정보를 수집하며, 수집된 기상 정보 및 측정된 수위값을 중앙관리수단으로 전송하는 현장정보처리장치와;
    기상 정보 제공사이트에 접속하여 관측지역에 해당하는 기상 정보를 수집하는 중앙기상데이터수집부와,
    현장정보처리장치로부터 전송되는 수집된 기상 정보 혹은 상기 중앙기상데이터수집부에서 수집된 기상 정보를 분석하여 기상 패턴값을 추출하여 현장기상정보데이터베이스에 저장하는 기상정보분석부와,
    상기 기상정보분석부에 의해 분석된 기상 패턴값을 저장하며, 상기 현장정보처리장치로부터 전송되는 측정 데이터를 저장하는 현장기상정보데이터베이스와,
    상기 현장기상정보데이터베이스를 참조하여 예상 강우량에 따른 홍수 예측지역 범위를 산정한 후 예상침수지역을 분석하는 홍수예측분석부와,
    상기 홍수예측분석부에 의해 분석된 홍수 예측지역의 관계자용단말기로 해당 정보를 송출시키는 홍수예측정보송출부와,
    관계자용단말기에서 전송된 방류 신호를 수신받게 되면 장치제어부에 동작 신호를 송출하는 방류실시부와,
    상기 방류실시부에 의해 송출된 동작 신호를 수신받아 수문 혹은 펌프의 동작을 제어하는 장치제어부와,
    상기 관측 지역의 예상 강우량, 수위, 예비 방류량, 수문 개폐율 혹은 펌프 가동 수준 정보 중 어느 하나 이상을 관계기관서버로 전송하는 관측지역정보전송부를 포함하여 구성되는 중앙관리수단;을 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 지능형 물관리 자동화시스템.
  2. 제 1항에 있어서,
    상기 현장정보처리장치는,
    관측지역에 설치되어 수위를 측정하는 수위측정부와,
    기상 정보 제공사이트에 접속하여 관측지역에 해당하는 기상 정보를 수집하는 기상데이터수집부와,
    중앙관리수단과 통신하여 통신이 가능하면 수위측정부에서 측정된 수위값을 중앙관리수단으로 전송하는 현장기상정보통신부를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 지능형 물관리 자동화시스템.
  3. 제 1항에 있어서,
    상기 현장정보처리장치는,
    관측지역에 설치되어 수위를 측정하는 수위측정부와,
    기상 정보 제공사이트에 접속하여 관측지역에 해당하는 기상 정보를 수집하는 기상데이터수집부와,
    중앙관리수단과 통신하여 통신이 불가능하면 상기 기상데이터수집부에 의해 수집된 기상 정보와 수위측정부에서 측정된 수위값을 획득하여 예상 강우량에 따른 홍수 예측지역 범위를 산정하는 현장예측분석부와,
    상기 현장예측분석부에 의해 예상침수지역을 분석한 후 홍수 예측지역의 관계자용단말기로 해당 기상 정보 및 예측지역 정보를 송출하는 현장예측정보송출부를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 지능형 물관리 자동화시스템.
  4. 삭제
  5. 제 1항에 있어서,
    상기 지능형 물관리 자동화시스템은,
    기상 정보를 참조하여 예비 방류를 수행하는 것을 특징으로 하는 지능형 물관리 자동화시스템.
  6. 제 1항에 있어서,
    실제 비가 올 경우에 관측지역의 직하류에 위치한 홍수통제소로부터 강우량, 수위, 유량 정보를 중앙관리수단에서 획득하여 홍수 예측지역에 도달하는 시간을 관계자용단말기로 전송하는 것을 특징으로 하는 지능형 물관리 자동화시스템.
  7. 제 1항에 있어서,
    상기 중앙관리수단은,
    하구둑의 만조 시간대 정보를 저장하는 만조시간대저장부와,
    관계자용단말기에서 전송된 방류 신호를 수신받게 되면 상기 만조시간대저장부에 저장된 만조 시간대를 참조하여 방류실시부에 의해 방류가 실시되면 홍수조절지 혹은 저수지 혹은 수류지에 설치 구성된 수문을 개폐하여 방류된 물을 유도하는 만조유도제어부를 더 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 지능형 물관리 자동화시스템.
  8. 물관리 자동화시스템에 있어서,
    관측지역의 수위 및 수질을 측정하며, 기상 정보 제공사이트에 접속하여 관측지역의 기상 정보를 수집하며, 수집된 기상 정보와 측정된 수위값 및 수질값을 중앙관리수단으로 전송하는 현장정보처리장치와;
    기상 정보 제공사이트에 접속하여 관측지역에 해당하는 기상 정보를 수집하는 중앙기상데이터수집부와,
    현장정보처리장치로부터 전송되는 수집된 기상 정보 혹은 상기 중앙기상데이터수집부에서 수집된 기상 정보를 분석하여 기상 패턴값을 추출하여 현장기상정보데이터베이스에 저장하는 기상정보분석부와,
    상기 기상정보분석부에 의해 분석된 기상 패턴값을 저장하며, 상기 현장정보처리장치로부터 전송되는 측정 데이터를 저장하는 현장기상정보데이터베이스와,
    상기 현장기상정보데이터베이스를 참조하여 예상 강우량에 따른 홍수 예측지역 범위를 산정한 후 예상침수지역을 분석하는 홍수예측분석부와,
    상기 홍수예측분석부에 의해 분석된 홍수 예측지역의 관계자용단말기로 해당 정보를 송출시키는 홍수예측정보송출부와,
    관계자용단말기에서 전송된 방류 신호를 수신받게 되면 장치제어부에 동작 신호를 송출하는 방류실시부와,
    상기 방류실시부에 의해 송출된 동작 신호를 수신받아 수문 혹은 펌프의 동작을 제어하는 장치제어부와,
    상기 관측 지역의 예상 강우량, 수위, 예비 방류량, 수문 개폐율 혹은 펌프 가동 수준 정보 중 어느 하나 이상을 관계기관서버로 전송하는 관측지역정보전송부와,
    상류측 수질 오염원을 카테고리로 분류하고 해당 카테고리에 관련업체 정보 및 관계자의 주소, 연락처 정보와 수질 오염원의 기준값을 저장하는 수질정보데이터베이스와,
    현장정보처리장치로부터 전송되는 수질값을 상기 수질정보데이터베이스를 참조하여 분석하고, 분석된 값이 기준값을 초과할 경우에 해당 수질값 및 관련업체 정보를 관계자용단말기로 전송하는 관측지역수질오염정보전송부를 포함하여 구성되는 중앙관리수단;을 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 지능형 물관리 자동화시스템.
  9. 제 8항에 있어서,
    상기 현장정보처리장치는,
    관측지역에 설치되어 수위를 측정하는 수위측정부와,
    관측지역에 설치되어 수질을 측정하는 수질측정부와,
    기상 정보 제공사이트에 접속하여 관측지역에 해당하는 기상 정보를 수집하는 기상데이터수집부와,
    중앙관리수단과 통신하여 통신이 가능하면 수위측정부에서 측정된 수위값 및 수질측정부에서 측정된 수질값을 중앙관리수단으로 전송하는 현장기상정보통신부를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 지능형 물관리 자동화시스템.
  10. 제 8항에 있어서,
    상기 현장정보처리장치는,
    관측지역에 설치되어 수위를 측정하는 수위측정부와,
    관측지역에 설치되어 수질을 측정하는 수질측정부와,
    기상 정보 제공사이트에 접속하여 관측지역에 해당하는 기상 정보를 수집하는 기상데이터수집부와,
    중앙관리수단과 통신하여 통신이 불가능하면 상기 기상데이터수집부에 의해 수집된 기상 정보와 수위측정부에서 측정된 수위값을 획득하여 예상 강우량에 따른 홍수 예측지역 범위를 산정하는 현장예측분석부와,
    수질측정부에서 측정된 수질값을 기준값과 비교하는 수질값분석부와,
    상기 현장예측분석부에 의해 예상침수지역을 분석한 후 홍수 예측지역의 관계자용단말기로 해당 기상 정보 및 예측지역 정보를 송출하거나 측정된 수질값이 기준값을 초과할 경우에 관계자용단말기로 해당 수질값 및 관련업체 정보를 송출하는 현장예측정보송출부를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 지능형 물관리 자동화시스템.
  11. 삭제
  12. 제 8항에 있어서,
    실제 비가 올 경우에 관측지역의 직하류에 위치한 홍수통제소로부터 강우량, 수위, 유량 정보를 중앙관리수단에서 획득하여 홍수 예측지역에 도달하는 시간을 관계자용단말기로 전송하는 것을 특징으로 하는 지능형 물관리 자동화시스템.
  13. 제 8항에 있어서,
    상기 중앙관리수단은,
    하구둑의 만조 시간대 정보를 저장하는 만조시간대저장부와,
    관계자용단말기에서 전송된 방류 신호를 수신받게 되면 상기 만조시간대저장부에 저장된 만조 시간대를 참조하여 방류실시부에 의해 방류가 실시되면 홍수조절지 혹은 저수지 혹은 수류지에 설치 구성된 수문을 개폐하여 방류된 물을 유도하는 만조유도제어부를 더 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 지능형 물관리 자동화시스템.
  14. 제 2항 또는 제 9항에 있어서,
    상기 기상데이터수집부는,
    지정된 스케쥴에 따라 기상 정보 제공사이트에 접속하는 업데이트스케쥴러와,
    RSS 피드로 작성되는 업데이트 데이터를 수집하는 알에스에스수집부를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 지능형 물관리 자동화시스템.
  15. 제 1항 또는 제 8항에 있어서,
    상기 홍수예측분석부는,
    수위 정보 및 예상 강우량을 획득하여 유량 변화에 따른 홍수 예측 범위를 산정한 후 예상 침수지역을 분석하는 예측범람모형도산출부와,
    예상 강우량을 획득하여 시간대별 그래프를 산출하는 그래프산출부를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 지능형 물관리 자동화시스템.
  16. 제 3항 또는 제 10항에 있어서,
    상기 현장정보처리장치는,
    통신이 불가능하면 유선 통신에서 무선 통신으로 자동 절체시키는 통신자동절체부를 더 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 지능형 물관리 자동화시스템.

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