KR101056055B1 - State measurement method of river bank rest facility - Google Patents

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Abstract

하천 호안의 사면에 설치된 시설물의 상태(대규모 손상 조짐이나 붕괴 조짐)를 실시간으로 정확하게 계측하여, 하천 호안에 설치된 시설물의 대규모 손상이나 붕괴가 우려될 경우 미리 그에 대한 대책을 수립하도록 도모해줌으로써, 하천 호안 시설물의 대규모 손상이나 붕괴로 인한 피해를 사전에 방지할 수 있도록 한 하천 호안 시설물의 상태 계측방법이 개시된다.By accurately measuring the condition of the facilities installed on the slopes of river shores (large signs of damage or signs of collapse) in real time, if there is concern of large-scale damage or collapse of the facilities installed on the river lakes, the countermeasures will be taken in advance. Disclosed is a method for measuring the condition of river shoreline facilities, which can prevent damage caused by large-scale damage or collapse of shoreline facilities.

개시된 하천 호안 시설물의 상태 계측방법은, 하천 호안 시설물의 지표면 또는 지중에 수직방향으로 설치된 변위 감지 센서를 이용하여 타깃의 변위를 측정하는 측정단계와; 상기 측정단계에서 측정된 상기 타깃의 변위 정보를 그룹화하고, 상기 그룹화한 타깃의 변위 정보를 기반으로 근접성을 분석하는 근접성 분석단계와; 상기 타깃의 변위 정보를 기반으로 상대변위 차를 분석하는 상대변위차 분석단계; 및 상기 근접성과 상대변위 차를 분석한 결과 정보를 기반으로 유사성 분석을 수행하여 사면 거동을 판단하는 유사성 분석단계를 포함한다.The disclosed state measurement method of river banks facilities, measuring step of measuring the displacement of the target using a displacement sensor installed in the vertical direction on the surface or ground of the river banks facility; A proximity analysis step of grouping displacement information of the target measured in the measuring step and analyzing proximity based on the displacement information of the grouped targets; A relative displacement difference analysis step of analyzing a relative displacement difference based on the displacement information of the target; And a similarity analysis step of determining a slope behavior by performing a similarity analysis based on the result of analyzing the proximity and the relative displacement difference.

하천, 호안, 사면, 근접성, 상대변위차, 유사성 Rivers, shores, slopes, proximity, relative displacement, similarity

Description

하천 호안 시설물의 상태 계측방법{Method for state measuring of revetment facilities}{Method for state measuring of revetment facilities}

본 발명은 하천 호안의 사면에 설치된 시설물의 상태(대규모 손상 조짐이나 붕괴 조짐)를 실시간으로 정확하게 계측하여, 하천 호안에 설치된 시설물의 대규모 손상이나 붕괴가 우려될 경우 미리 그에 대한 대책을 수립하도록 도모해줌으로써, 하천 호안 시설물의 대규모 손상이나 붕괴로 인한 피해를 사전에 방지할 수 있도록 한 하천 호안 시설물의 상태 계측방법에 관한 기술이다.The present invention accurately measures the condition of facilities installed on slopes of river lakes (large signs of damage or signs of collapse) in real time, and plans to establish countermeasures in advance when there is concern of large-scale damage or collapse of facilities installed on river lakes. The present invention relates to a method for measuring the condition of a riverbank facility, which can prevent damage caused by massive damage or collapse of the riverbank facility.

우리나라는 지난 2002년도부터 2004년도까지 태풍 '루사', '매미' 등 크고 작은 태풍의 내습과 잦은 강우로 인하여 모든 유역의 대·소 하천 모두가 호안(제방) 붕괴, 유실 및 범람으로 많은 수해를 입었다.In Korea, from 2002 to 2004, both large and small rivers in all watersheds suffered a lot of damages due to the collapse of the banks, the loss and flooding due to the invasion of large and small typhoons such as typhoons 'Rusa' and 'Cicada' and frequent rainfall. Wore.

이는 하천 호안의 시설물 설계 당시 기존의 호우사상과는 달리 특정 지역에 국지적이며 집중적(게릴라 성)인 강우가 발생하여 예측이 불가능하고, 천문학적 확률의 초과 강우로 인하여 하천의 홍수지속시간이 3일('02년도 설계개념)인 72시간을 넘어섬에 따라 제방의 제체가 포화되어 슬라이딩 등이 발생되고 파이핑 및 제체, 구조물 부위의 누수 등이 발생한 것으로 추정된다.Unlike the existing heavy rain accident at the time of designing a river shore, it is unpredictable because local and intensive (guerrilla) rainfall occurs in a specific area, and the flood duration of the river is 3 days due to the excess rainfall of astronomical probability. As the design concept of '02 is exceeded, it is estimated that the embankment saturates and the sliding occurs, and piping, the embankment, and the leakage of structure parts occur.

하천구조물에서 기존 제방의 누수 등이 발생한 사례를 통해 2002년의 배수통문 관련 홍수피해를 살펴보면 12%(453건 중 54건)에 해당하여 하천시설물(구조물)에 의한 수해의 규모가 점차 커지고 있음을 알 수 있다.The flood damage related to drainage gates in 2002 was 12% (54 out of 453 cases) in the river structure, and the magnitude of flood damage caused by river facilities (structure) is gradually increasing. Able to know.

따라서, 효과적인 제방안전관리를 위하여 수자원(수리, 수문학적), 토질, 구조적 측면의 다각적인 내용을 고려할 수 있는 미래지향적 첨단 안전관리기법의 제시가 절실히 필요한 상황이다.Therefore, it is urgently needed to present future-oriented advanced safety management techniques that can take into account the diversified contents of water resources (repair, hydrology), soil, and structural aspects for effective embankment safety management.

한편, 사면붕괴의 위험성이 있는 다양한 실계측 데이터들이 토목기술자들에게 주어졌지만, 이를 해석, 가공 후 실시간 사면 거동 양상을 분석하고, 사면안정에 대한 결론을 유도하는 일은 결코 쉬운 일이 아니다.On the other hand, various real-world measurement data for the risk of slope collapse have been given to civil engineers, but it is not easy to analyze the real-time slope behavior after analysis, processing, and draw conclusions about slope stability.

현재 제방의 누수부위를 탐지하거나 제체구조의 건전성을 평가하기 위한 다양한 방법이 국내외적으로 제안되고 있다.At present, various methods have been proposed at home and abroad to detect leaking areas of banks and to evaluate the health of the body structure.

국내에서는 자연전위탐사나 전기 비저항탐사, 저온탐사와 같은 물리 탐사법이 다양하게 적용되고 있다. 이러한 방법은 분해능을 높이기 위하여 전극 간격을 매우 작게 설정할 경우 가탐심도가 낮아지게 되므로, 일정 규모 이상의 호안에서는 전극 간격을 적정간격 이상으로 유지해야 한다.In Korea, physical exploration methods such as natural potential exploration, electrical resistivity exploration, and low temperature exploration have been applied in various ways. In this method, since the depth of detection becomes low when the electrode interval is set very small in order to increase the resolution, the electrode interval should be maintained above the proper interval in arcs above a certain scale.

국외에서는 계측자료에 의한 위험 예측에 관한 연구 중 수학적 해석기법과 유사한 연구로서 비선형동적모델(NDS)을 이용한 연구가 있으며, 이는 지진을 포함한 구조물에 대한 붕괴시간을 해석하는 방법을 제안한 것이다.Overseas, there is a study using the nonlinear dynamic model (NDS), which is similar to the mathematical analysis technique, and suggests a method for analyzing the collapse time of structures including earthquakes.

그러나 이러한 모든 기존의 토목구조물 계측관리방법은, 효과적인 과업수행을 위해 구조물별 관리기준치를 산정하여 계측결과와 설계시 산정한 값과의 비교분 석을 수행하는 방식이다.However, all these existing civil structures measurement and management methods are to compare the measurement results with those calculated during the design by calculating the control standard for each structure for effective task performance.

현재 토목계측분야에서는 계측자료와 비교할 관리기준치가 명확하지 않은 것으로 확인되었으며, 현재 사용되고 있는 관리기준치는 일본과 미국의 자료를 그대로 인용하고 있는데, 이 또한 구조물의 설계시 산정한 값이 아니라 경험적인 값을 일괄적으로 유사 구조물에 사용해야 하는 단점이 있다.In the civil engineering field, it was confirmed that the management standard value to be compared with the measurement data is not clear. The current management standard value refers to the data of Japan and the US as it is. This value is also an empirical value, not a calculated value in the design of the structure. There is a drawback to using a batch of similar structures.

특히, 수리시설물은 타 구조물에서 사용하는 단순 비교 형태의 관리기준방법을 적용하기에는 너무나 많은 변수들이 존재하므로 수리시설물의 특성에 적합한 관리기준치 산정방법이 절실히 요구된다.In particular, since there are too many variables for the repair facility to apply the simple comparative type of control standard method used in other structures, there is an urgent need for a method of calculating the control standard value suitable for the characteristics of the repair facility.

본 발명은 상기와 같은 필요에 의해 제안된 것으로서,The present invention has been proposed by the above needs,

본 발명이 해결하고자 하는 과제는, 하천 호안에 설치된 시설물의 상태(대규모 손상 조짐이나 붕괴 조짐)를 실시간으로 정확하게 계측할 수 있도록 한 하천 호안 시설물의 상태 계측방법을 제공하는 데 있다.The problem to be solved by the present invention is to provide a method for measuring the condition of a river shore facility to accurately measure in real time the condition (large signs of damage or signs of collapse) installed in the river lake.

본 발명이 해결하고자 하는 다른 과제는, 하천 호안에 설치된 시설물의 대규모 손상이나 붕괴 조짐을 미리 계측함으로써, 그에 대한 대책을 수립하도록 도모해주어, 하천 호안 시설물의 대규모 손상이나 붕괴로 인한 피해를 사전에 방지할 수 있도록 한 하천 호안 시설물의 상태 계측방법을 제공하는 데 있다.Another problem to be solved by the present invention is to measure in advance the signs of large-scale damage or collapse of the facilities installed in the river lakes, so as to establish countermeasures, thereby preventing damage caused by large-scale damage or collapse of the river lakes facilities in advance. It is to provide a method for measuring the condition of river shoreline facilities.

상기와 같은 과제들을 해결하기 위한 본 발명에 따른 "하천 호안 시설물의 상태 계측방법"은,According to the present invention for solving the above problems, the "state measurement method of river shore protection facilities",

하천 호안 시설물의 지표면 또는 지중에 수직방향으로 설치된 변위 감지 센서를 이용하여 타깃의 변위를 측정하는 측정단계와; A measurement step of measuring a displacement of the target by using a displacement detection sensor installed in a vertical direction on the ground surface or the ground of a river shore facility;

상기 측정단계에서 측정된 상기 타깃의 변위 정보를 그룹화하고, 상기 그룹화한 타깃의 변위 정보를 기반으로 근접성을 분석하는 근접성 분석단계와;A proximity analysis step of grouping displacement information of the target measured in the measuring step and analyzing proximity based on the displacement information of the grouped targets;

상기 타깃의 변위 정보를 기반으로 상대변위 차를 분석하는 상대변위 차 분석단계; 및A relative displacement difference analysis step of analyzing a relative displacement difference based on the displacement information of the target; And

상기 근접성과 상대변위 차를 분석한 결과 정보를 기반으로 유사성 분석을 수행하여 사면 거동을 판단하는 유사성 분석단계를 포함한다.And a similarity analysis step of determining slope behavior by performing similarity analysis based on the result of analyzing the difference between the proximity and the relative displacement.

여기서, 상기 타깃의 변위 정보를 그룹화하는 것은 동일 단면에 설치된 수평방향 타깃의 변위 정보들을 하나의 그룹으로 그룹화하는 것을 특징으로 한다.Here, the grouping of the displacement information of the target is characterized in that the displacement information of the horizontal target installed in the same section is grouped into one group.

본 발명에 따르면, 하천 호안에 설치된 시설물의 상태(대규모 손상 조짐이나 붕괴 조짐, 사면 거동)를 실시간으로 정확하게 계측할 수 있는 장점이 있다.According to the present invention, there is an advantage in that it is possible to accurately measure the condition (large signs of damage or signs of collapse, slope behavior) of the facilities installed in the river lakes in real time.

또한, 상기와 같은 장점으로 인해 하천 호안에 설치된 시설물의 대규모 손상이나 붕괴 조짐을 미리 예측할 수 있어 그에 대한 대책을 수립하도록 도모해줌으로써, 하천 호안 시설물의 대규모 손상이나 붕괴로 인한 피해를 사전에 방지할 수 있 는 장점이 있다.In addition, due to the above advantages, it is possible to predict the signs of large-scale damage or collapse of the facilities installed on the river shore in advance, and to prepare countermeasures to prevent the damage caused by the large-scale damage or collapse of the river shore facility. There are advantages to it.

이하 본 발명의 바람직한 실시 예를 첨부한 도면에 의거 상세히 설명하면 다음과 같다. 본 발명을 설명하기에 앞서 관련된 공지 기능 혹은 구성에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그에 대한 상세한 설명은 생략한다.Hereinafter, described in detail with reference to the accompanying drawings a preferred embodiment of the present invention. In the following description, well-known functions or constructions are not described in detail since they would obscure the invention in unnecessary detail.

도 1a는 본 발명에서 복수의 타깃이 필드(현장)의 지표 사면에 설치된 일 예도이고, 도 1b는 복수의 타깃이 필드(현장)의 지중 사면에 설치된 일 예도이며, 도 2는 본 발명에 따른 하천 호안 시설물의 상태 계측시스템의 개략 구성도이고, 도 3은 본 발명에 따른 하천 호안 시설물의 상태 계측방법을 보인 흐름도이다.Figure 1a is an example of a plurality of targets installed on the surface slope of the field (site) in the present invention, Figure 1b is an example of a plurality of targets are installed on the underground slope of the field (site), Figure 2 is in accordance with the present invention 3 is a schematic configuration diagram of a state measurement system of a river shore security facility, and FIG. 3 is a flowchart showing a state measurement method of a river shore security facility according to the present invention.

도 1a와 도 1b의 차이점은 타깃에 설치된 변위 감지 센서가 다르다. 예를 들어, 도 1a와 같이 지표의 사면에 설치되는 변위 감지 센서는 각 타깃과 타깃을 와이어로 연결하고 해당 와이어의 변위 길이를 측정하는 길이측정센서 또는 GPS를 이용한 위치 측정 센서를 사용하는 것이 바람직하고, 도 1b와 같이 지중의 사면에 설치되는 변위 감지 센서는 각도센서를 이용하는 것이 바람직하다. 길이측정센서, 각도센서 또는 위치측정센서는 변위 측정을 위한 분야에서 이미 공지된 센서를 그대로 채택하게 되므로, 그의 자세한 설명은 생략한다.The difference between FIG. 1A and FIG. 1B is that the displacement detection sensor installed in the target is different. For example, as shown in FIG. 1A, the displacement detection sensor installed on the slope of the ground may use a length measuring sensor or a position measuring sensor using GPS that connects each target with a wire and measures a displacement length of the corresponding wire. In addition, it is preferable to use an angle sensor as the displacement sensor installed on the slope of the ground as shown in FIG. 1B. Since the length sensor, the angle sensor, or the position measuring sensor adopts a sensor already known in the field for displacement measurement, its detailed description is omitted.

지표의 사면에 설치된 타깃을 이용하여 변위 정보를 측정하는 것과 지중의 사면에 설치된 타깃을 이용하여 변위 정보를 측정하는 방법은 설치된 센서에만 그 차이가 있을 뿐, 측정된 변위 정보를 이용하여 사면 거동을 분석하는 방법은 동일하므로, 이하에서는 설명의 편의를 위해 지표 사면에 타깃을 설치한 것에 대해서만 설명한다.The measurement of displacement information using targets installed on the slope of the ground and the measurement of displacement information using targets installed on the slope of the ground differ only in the installed sensor, and the slope behavior is measured using the measured displacement information. Since the method of analysis is the same, below, only the thing which installed the target in the surface of the surface for convenience of description is demonstrated.

도 1a에 도시한 바와 같이, 본 발명에 적용된 복수의 타깃(101 ~ 104)은 현장(필드)에 설치된 하천 호안 시설물의 지표 사면에 폴(111 ~ 114)을 이용하여 설치된다. 여기서 타깃은 동일 단면을 기준으로 수평적으로 설치되는 것이 바람직하다.As shown in FIG. 1A, a plurality of targets 101 to 104 applied to the present invention are installed using poles 111 to 114 on the surface slope of a river shore facility installed in a field (field). Here, the target is preferably installed horizontally with respect to the same cross section.

도 1a에는 편의상 사면에 4개의 타깃만을 도시하였으나, 하천 호안 시설물의 상태를 정확히 예측하기 위해서는 가능한 많은 수의 타깃이 설치되는 것이 바람직하나, 타깃의 수가 많으면 많은 수록 정확성은 도모할 수 있지만 타깃의 설치 비용과 정보 처리에 과다하게 비용이 소모되므로, 실험 등에 의해 최적화된 개수의 타깃을 설정하는 것이 바람직하다.In FIG. 1A, only four targets are shown on the slope for convenience, but in order to accurately predict the condition of the riverbank facility, it is preferable to install as many targets as possible, but the larger the number of targets, the higher the accuracy can be achieved. Since the cost and information processing are excessively consumed, it is desirable to set an optimized number of targets by experiment or the like.

여기서

Figure 112009022230967-pat00001
는 각 단면의 센서위치로서, n은 단면번호이고, m은 센서위치이다.here
Figure 112009022230967-pat00001
Is a sensor position of each cross section, n is a cross section number, and m is a sensor position.

제체의 지표설치 타입의 그룹화(Grouping) 작업은 대표 단면을 설정하여 제방의 파괴라인 추정 즉, 깊은 파괴면 인지 아니면 얕은 파괴면으로 붕괴가 될 것인지 예측을 할 수 있다. 분석하고자 하는 단면에서 발생 가능한 잠재적인 파괴 라인은 센서 수에 따라 비례하며 모든 경우의 수를 포함하여 각 단계별로 분석을 수행한다.Grouping of the surface installation type of a body can set up a representative cross section to estimate the fracture line of the embankment, that is, whether it will collapse to a deep or shallow fracture surface. The potential breakdown lines that can occur in the cross section to be analyzed are proportional to the number of sensors and are analyzed in each step, including the number of cases.

도 2는 각도센서 또는 GPS를 이용한 하천 호안 시설물의 상태 계측시스템을 도시한 구성도로서, 현장 시스템(100), 하천 호안 시설물의 상태 계측수단(200), 통신망(300), 감시 시스템(400)으로 구성된다.2 is a configuration diagram showing a state measurement system of a river shore security facility using an angle sensor or GPS, the field system 100, the state measurement means 200 of the river shore security facility 200, the communication network 300, the monitoring system 400 It consists of.

현장 시스템(100)은 폴(111 ~ 114)에 의해 현장의 하천 호안 시설물(120)의 지표면에 수직방향으로 설치되며 변위 측정 센서를 포함하는 복수의 타깃(101 ~ 104)과, 상기 현장에 설치된 복수의 타깃(101 ~ 104)에 포함된 변위 측정 센서로부터 획득한 타깃 변위 정보를 연결된 통신망에 대응하는 데이터 포맷으로 변환하여, 상기 통신망을 통해 원격에 위치한 하천 호안 시설물의 상태 계측수단(200)으로 전송하는 변위정보 전송수단(130)을 포함한다.On-site system 100 is installed in the vertical direction on the ground surface of the river shore facility 120 of the site by poles 111 ~ 114 and a plurality of targets (101 ~ 104) including a displacement measuring sensor and installed in the site The target displacement information obtained from the displacement measuring sensors included in the plurality of targets 101 to 104 is converted into a data format corresponding to the connected communication network, and the state measurement means 200 of the river shore facility located remotely through the communication network. Displacement information transmitting means 130 for transmitting.

변위정보 전송수단(130)은 각 변위 측정 센서로부터 획득한 변위 정보를 신호 처리하여 접속되는 단말기로 유선 전송하기 위한 신호처리기를 포함할 수 있으며, 신호처리기에서 처리된 변위 정보를 무선 통신망으로 전송하기 위한 무선 데이터 포맷으로 변환하여 무선 전송하는 무선 전송기를 포함할 수도 있다. 유선 단말기를 이용할 경우 관리자가 신호처리기에 접근하여 직접 단말기를 신호처리기에 접속해야하는 불편함이 있으며, 무선 전송 방식일 경우에는 관리자가 직접 신호처리기의 위치까지 답사하는 불편함을 제거할 수 있는 장점이 있다. 그러나 유선 방식과 무선 방식은 주지한 바와 같이 다양한 장·단점이 존재하므로, 하천 호안 시설물의 설치 위치나 기타 주변 환경을 고려하여 적절한 방식을 취사선택하거나 두 가지 방식을 병행하여 사용하는 것도 가능하다.Displacement information transmission means 130 may include a signal processor for wired transmission to the terminal connected to the signal processing the displacement information obtained from each displacement measuring sensor, and to transmit the displacement information processed by the signal processor to the wireless communication network It may include a wireless transmitter for converting into a wireless data format for wireless transmission. In case of using a wired terminal, it is inconvenient for the administrator to directly access the signal processor by accessing the signal processor, and in the case of the wireless transmission method, the administrator can eliminate the inconvenience of directly exploring the location of the signal processor. have. However, since wired and wireless methods have various advantages and disadvantages, it is possible to select a suitable method or to use both methods in consideration of the installation location of the river shore facility or other surrounding environment.

하천 호안 시설물의 상태 계측수단(200)은 상기 현장에 설치된 현장 시스 템(100)과 마찬가지로 현장에 설치할 수도 있으며, 원격에 설치하고 별도의 통신망(예를 들어, CDMA)을 통해 데이터 통신을 수행하는 방식을 이용할 수도 있다. 관리의 편리성이나 기타 주변 환경 등을 고려할 때 원격에 설치하는 것이 바람직하다.The state measuring means 200 of the river shore protection facility may be installed at the site like the on-site system 100 installed at the site, installed remotely and performing data communication through a separate communication network (for example, CDMA). You can also use the method. Considering the convenience of management or other surrounding environment, it is desirable to install remotely.

이러한 하천 호안 시설물의 상태 계측수단(200)은 상기 변위정보 전송수단(130)에서 전송된 상기 복수 타깃의 변위 정보를 그룹화하고, 그 그룹화한 타깃의 변위 정보를 분석하여 하천 호안 시설물의 상태를 계측하는 기능을 수행하는 것으로서, 구체적으로는, 상기 변위정보 전송수단에서 전송된 복수 타깃의 변위 정보를 수신하기 위한 변위정보 수신수단(210)과; 상기 변위정보 수신수단(210)에서 수신한 변위 정보를 데이터베이스(221)에 저장하고 이를 관리하기 위한 데이터베이스 서버(220)와; 상기 데이터베이스(221)에 저장된 복수 타깃의 변위 정보를 그룹화하고, 그 그룹화한 타깃의 변위 정보를 SAM 알고리즘으로 분석하여 사면 거동을 판단하고, 그 판단 결과를 하천 호안 시설물의 상태 계측 정보로 제공하는 변위 정보 분석수단(230)과; 상기 변위 정보 분석수단(230)에서 계측한 하천 호안 시설물의 상태 정보를 통신망(300)을 통해 일반 사용자 및 정보 참조자의 단말기로 전송해주는 계측정보 전송수단(240)을 포함한다.The state measuring means 200 of the river shore security facilities 200 groups the displacement information of the plurality of targets transmitted from the displacement information transmitting means 130, and analyzes the displacement information of the grouped targets to measure the state of the river shore safety facilities. To perform a function, specifically, displacement information receiving means for receiving displacement information of a plurality of targets transmitted from the displacement information transmitting means; A database server 220 for storing and managing displacement information received by the displacement information receiving unit 210 in a database 221; Displacement information of a plurality of targets stored in the database 221 is grouped, the displacement information of the grouped targets is analyzed by a SAM algorithm, and the slope behavior is determined, and the result of the determination is provided as state measurement information of the river shore facility. Information analyzing means 230; Measurement information transmitting means 240 for transmitting the state information of the river shore facility measured by the displacement information analysis means 230 to the terminal of the general user and the information referrer through the communication network 300.

여기서 변위정보 분석수단(230)은 통상의 정보처리용 컴퓨터를 의미하므로, 그에 대한 구체적인 설명은 생략한다.Here, the displacement information analyzing means 230 means a conventional information processing computer, and a detailed description thereof will be omitted.

감시 시스템(400)은 상기 통신망(300)을 통해 변위정보 분석정보를 수신하여 사용하기 위한 일반 사용자(비 전문가) 시스템(410)과, 상기 통신망(300)을 통해 변위정보 분석정보를 수신하여 하천 호안 시설물의 대규모 손상이나 붕괴를 통보해주거나 대규모 손상이나 붕괴로부터 피해를 방지하기 위한 대책을 수립하는 분석 전문가인 정보 참조자 시스템(420)을 포함한다.Surveillance system 400 is a general user (non-professional) system 410 for receiving and using the displacement information analysis information through the communication network 300, and receives the displacement information analysis information through the communication network 300 to the river Information referrer system 420, which is an analytical expert that notifies large-scale damage or collapse of a raft facility or establishes measures to prevent damage from large-scale damage or collapse.

이와 같이 구성된 본 발명에 따른 하천 호안 시설물의 상태 계측시스템은, 하천 호안시설물의 지표 사면에 설치된 타깃(101 ~ 104)에 포함되는 변위 측정 센서에서 하천 호안 시설물의 변위량을 측정하게 되고(S101), 변위정보 전송수단(130)의 신호 처리기에서 상기 측정한 변위 정보를 신호 처리하고 데이터 파일로 만들어 단말기가 접속할 경우 해당 단말기로 유선 전송해준다. 만약, 무선 데이터로 원격에 전송할 경우에는 무선 전송기에서 통신망에 대응하는 무선 데이터 포맷으로 변환을 하여 상기 통신망을 통해 변위 정보를 무선 전송하게 된다. 측정된 변위 정보는 각 단면의 센서위치 정보와 단면 번호 정보와 센서 위치 정보를 포함한다. 또한, 측정된 변위 정보는 각 동일 단면에 대해서 수평적으로 설치된 타깃의 변위 정보를 의미한다. 예를 들어, 하천 호안 시설물의 지표 사면에 수직적으로 4개의 타깃이 일정 간격으로 설치되고, 동일 단면에 대해서 수평적으로 타깃이 8개 지표면에 설치되었다고 가정을 하면, 1회의 검출 시점에 대해서 32개의 변위 정보가 발생하게 되며, 동일 단면에 대해서 수평적으로 8개의 변위 정보가 하나의 그룹으로 그룹화되므로, 상기와 같은 경우는 4개의 데이터 그룹을 얻을 수 있게 된다(S103).The state measurement system of the river revetment facility according to the present invention configured as described above is to measure the displacement amount of the river revetment facility in the displacement measuring sensor included in the target (101 ~ 104) installed on the surface slope of the river revetment facility (S101), In the signal processor of the displacement information transmission means 130, the measured displacement information is signal-processed and made into a data file, and when the terminal is connected, the wired transmission is performed to the terminal. If the remote data is transmitted remotely, the wireless transmitter converts the data into a wireless data format corresponding to the communication network and wirelessly transmits the displacement information through the communication network. The measured displacement information includes sensor position information, section number information, and sensor position information of each cross section. In addition, the measured displacement information means displacement information of a target horizontally installed with respect to each same cross section. For example, suppose that four targets are installed at regular intervals on the surface slope of a river shoreline facility, and eight targets are installed horizontally on the same section horizontally. Displacement information is generated, and since eight displacement information are grouped in one group horizontally with respect to the same cross section, four data groups can be obtained in the above case (S103).

이렇게 얻어지는 그룹화 정보는 대표 단면을 설정하여 호안의 파괴라인 추정 즉, 깊은 파괴면 인지 아니면 얕은 파괴면으로 붕괴가 될 것인지 예측하는 데 사용 된다. 분석하고자 하는 단면에서 발생 가능한 잠재적인 파괴 라인은 센서 수에 따라 비례하며, 모든 경우의 수를 포함하여 각 단계별로 분석을 수행한다.The grouping information thus obtained is used to set up a representative cross section to estimate the fracture line of the lake, i.e. whether it will collapse into a deep or shallow fracture surface. The potential breakdown lines that can occur in the cross section to be analyzed are proportional to the number of sensors, and the analysis is performed in each step, including the number of cases.

여기서 각 단면을 기준으로 설치된 센서의 수량이 5개 미만으로 적다면 단면에 상관없이 전체적으로 그룹화하여 분석하는 방법을 적용할 수도 있다.Here, if the number of sensors installed based on each cross-section is less than five, a method of grouping and analyzing the entire cross-section may be applied.

상기에서 현장 시스템(100)은 필요에 따라 유선 전송 방식과 무선 전송 방식을 병행하여 구현하는 것도 가능하다.In the above-described field system 100 may be implemented in parallel with a wired transmission method and a wireless transmission method as necessary.

하천 호안 시설물의 상태 계측수단(200)은 변위정보 수신수단(210)을 통해 상기 변위정보 전송수단(130)에서 전송된 변위 정보를 수신하게 되는 데, 변위정보 수신수단(210)은 변위정보 전송수단(130)에 대응하는 기술적 구성을 갖고 변위 정보를 수신하게 된다. 예를 들어, 전송수단이 유선 방식(RS-485)일 경우 수신수단도 유선 방식의 구성을 갖게 되며, 전송수단이 무선 방식일 경우에는 수신수단도 무선 방식의 구성을 갖게 된다.The state measuring means 200 of the river shore security facility 200 receives the displacement information transmitted from the displacement information transmitting means 130 through the displacement information receiving means 210, and the displacement information receiving means 210 transmits the displacement information. Receive displacement information with a technical configuration corresponding to the means 130. For example, when the transmission means is a wired method (RS-485), the receiving means also has a wired configuration, and when the transmission means is a wireless system, the receiving means also has a wireless configuration.

변위정보 수신수단(210)에서 하천 호안 시설물의 지표에 수직방향으로 설치된 복수 타깃의 변위 정보를 수신하게 되면, 데이터베이스 서버(220)에서 이를 데이터베이스(221)에 저장하게 되고, 변위정보 분석수단(230)은 상기 데이터베이스(221)에 저장된 복수 타깃의 변위 정보를 기 설정된 SAM 알고리즘에 적용하여 하천 호안 시설물의 상태 계측치를 추출하게 된다.When the displacement information receiving means 210 receives the displacement information of a plurality of targets installed in the vertical direction on the indicator of the river bank facility, it is stored in the database 221 in the database server 220, displacement information analysis means 230 ) Applies the displacement information of the plurality of targets stored in the database 221 to a preset SAM algorithm to extract the state measurement value of the river bank facility.

이를 위해 먼저 상기 타깃의 변위 정보를 기반으로 근접성(Closeness)을 분석하게 된다(S105).여기서 근접성은 관측점 사이의 시간 열 데이터의 차이, 즉, 각 관측점의 시간 열 데이터의 상호 관련 정도를 의미한다.To this end, first, a closeness is analyzed based on the displacement information of the target (S105). Here, the proximity means a difference in time series data between viewpoints, that is, a degree of correlation of time sequence data of each viewpoint. .

사면에 설치된 각 관측점의 시간 열 데이터의 상호 관련 정도를 측정하기 위하여, 각 관측점이 변위 데이터를 비교하여, 관측점들의 연동성, 즉, 거동양상을 분석하여 거동하는 사면의 크기와 속도 등을 확인하게 된다.In order to measure the degree of correlation of the time series data of each observation point installed on the slope, each observation point compares the displacement data and analyzes the interlocking behavior of the observation points, that is, the behavior pattern, and confirms the size and speed of the slope. .

계측대상사면 표면에 관측점 혹은 폴이 N개 있다고 가정을 하고, 각각의 관측점을 P1, P2,...,Pn이라고 한다. 데이터를 측정하는 시간분포를 t1, t2,...,tn이라 하고, 시간에 따른 각 관측점의 위치변화, 즉, 사면 상부의 변위를 D라고 한다. 그러므로 시간에 따른 Pi점의 변위는 Di(t1),Di(t2),...,Di(tn)으로 표현하거나, 간단히 Di(tk), k=1, 2,...,tn으로 표현할 수 있다.It is assumed that there are N observation points or poles on the surface of the measurement target slope, and each observation point is called P1, P2, ..., Pn. The time distribution for measuring data is called t1, t2, ..., tn, and the change in position of each observation point over time, that is, the displacement of the upper slope is called D. Therefore, the displacement of Pi point over time can be expressed as Di (t1), Di (t2), ..., Di (tn), or simply Di (tk), k = 1, 2, ..., tn Can be.

같은 방법으로 Pj점의 경우, 시간 열에 따른 변위는 Dj(t1),Dj(t2),...,Dj(tk)으로 표현된다.In the same way, for the Pj point, the displacement along the temporal sequence is represented by Dj (t1), Dj (t2), ..., Dj (tk).

시간이 tk일 때, 두 관측점 Pi와 Pj 사이의 변위차는 아래의 수식1과 같이 정의한다.When time is tk, the displacement difference between two viewpoints Pi and Pj is defined as Equation 1 below.

Figure 112009022230967-pat00002
Figure 112009022230967-pat00002

두 관측점 Pi와 Pj사이의 시간영역이 [t1, t2]일 때, 변위에 관한 시간 열 데이터 Di,j(tk)의 평균변위차는 아래의 수식 2와 같이 표현할 수 있다.When the time domain between two viewpoints Pi and Pj is [t1, t2], the average displacement difference of the time series data D i, j (tk) with respect to displacement can be expressed as Equation 2 below.

Figure 112011004265148-pat00055

그러나 변위차 Di(tk)는 영역이 [0 ~ +∞]사이인 거리차원을 가지고 있다.
Figure 112011004265148-pat00055

However, the displacement difference Di (tk) has a distance dimension whose region is between [0 and + ∞].

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도 4에 보듯이, 사면의 파괴가 사면 하단으로 파괴가 일어나는 얕은 파괴 같은 경우, 변위가 +∞방향으로 발생할 것이며, 깊은 파괴와 같이 파괴면이 회전할 경우, 변위는 0방향으로 움직일 것이다. 여기서 ∞의 공학적 의미는 사면파괴에 해당하며, +는 두 관측점 간의 변위의 증가, -는 변위의 감소를 의미한다. 사면에서 발생한 변위차는 추후 전개될 수식 및 그래프 상에서 비교분석되어야 하므로, 변위차를 무차원의 간단한 상수로 바꾸어 계산하는 것이 좋을 것이다. 그러므로 변위차가 [0 ~ +∞]사이에서 움직이고 있으므로, [0° ~ +90°] 사이에서 [0 ~ +∞]로 움직이는 tan함수의 특성을 이용할 경우, 함수를 무차원 상수로 변환할 수 있다. 변환된 무차원 상수는 [0 ~ +1]구간에서 움직일 것이다. 이 변환방법은 아래의 수식3과 같다.As shown in Fig. 4, in the case where the fracture of the slope is a shallow fracture where the fracture occurs at the bottom of the slope, the displacement will occur in the + ∞ direction, and when the fracture surface rotates, such as deep fracture, the displacement will move in the zero direction. Here, the engineering meaning of ∞ corresponds to slope failure, + means an increase in displacement between two observation points, and-means a decrease in displacement. Since the displacement difference generated from the slope should be compared and analyzed on the equation and graph to be developed later, it is better to calculate the displacement difference by changing it to a simple dimensionless constant. Therefore, since the displacement difference is moving between [0 ~ + ∞], the function can be converted into a dimensionless constant using the characteristic of the tan function moving from [0 ° to + 90 °] from [0 ° to + ∞]. . The transformed dimensionless constant will move in the range [0 to +1]. This conversion method is shown in Equation 3 below.

Figure 112011004265148-pat00056
Figure 112011004265148-pat00056

혹은

Figure 112009022230967-pat00005
이다.or
Figure 112009022230967-pat00005
to be.

이 식은 다시 아래의 수식 4와 같이 다시 정리할 수 있다.This expression can be rearranged as shown in Equation 4 below.

Figure 112009022230967-pat00006
Figure 112009022230967-pat00006

여기서

Figure 112011004265148-pat00007
의 영역은 0≤
Figure 112011004265148-pat00008
≤90이므로,
Figure 112011004265148-pat00009
는 [0 ~ 1]구간 내의 상수 값으로 계산된다. 그러므로
Figure 112011004265148-pat00010
는 두 사면 관측점의 계측변위 데이터의 차이를 거리 차원이 아닌 무차원 상수로 나타낼 수 있는 값이다.here
Figure 112011004265148-pat00007
The area of 0≤
Figure 112011004265148-pat00008
≤90,
Figure 112011004265148-pat00009
Is calculated as a constant value within the range [0 to 1]. therefore
Figure 112011004265148-pat00010
Is a value that can represent the difference between the measured displacement data of two slope observation points as a dimensionless constant rather than a distance dimension.

그러나 사면이 얼마나 같이 연동하는가 즉, 사면의 두 관측점이 같이 움직이는가를 알면 파괴면의 크기를 알 수 있을 것이다. 다시 말하면, 사면 내 두 관측점의 같은 시간대 변위차가 크면, 두 지점은 서로 다른 파괴면 위에서 따로 움직이고 있는 것이고, 변위차가 적거나 거의 없다면 두 관측점은 같은 파괴면 상에서 움직이고 있으므로, 파괴면의 크기와 속도 등을 유추할 수 있다.However, knowing how the slopes interlock together, that is, the two observations on the slope move together, the size of the fracture surface can be known. In other words, if the same time-phase displacement difference between the two viewpoints on the slope is large, the two points are moving on different fracture planes separately, and if there is little or no displacement difference, the two viewpoints are moving on the same fracture plane. Can be inferred.

그러므로 두 관측점의 변위 데이터의 차이, 즉 관측점의 근접성에 관한 지수를 새로 도입할 필요가 있다. 근접성 지수는 전적으로 두 관측점의 변위차와 다른 개념이며, 근접성 지수는 상수로 정리된 변위차에서 최대값을 빼면 된다. 사인함수로 표시된 변위의 최대값의 경우, +변위의 경우 1이며, -변위의 경우 0이다. 따라서 근접성 지수는 무차원 상수로 정의된 변위차, 즉,

Figure 112011004265148-pat00011
를 최대값 1에서 빼주면된다.Therefore, it is necessary to introduce a new index of the difference between the displacement data of two viewpoints, that is, the proximity of the viewpoints. Proximity indices are entirely different from the displacement difference between two observation points. Proximity indices can be subtracted from the maximum difference from a constant displacement difference. The maximum value of the displacement represented by the sine function is 1 for + displacement and 0 for-displacement. Therefore, the proximity index is the displacement difference defined by the dimensionless constant,
Figure 112011004265148-pat00011
Subtract from the maximum value of 1.

시간차 i, j에서 발생한 사면 내 두 관측점 사이의 근접성 지수는,The proximity index between two observation points on the slope at time differences i and j is

근접성 지수(

Figure 112011004265148-pat00012
)=발생가능한 최대변위 차(0 ~ ∞) - 실제 변위차(
Figure 112011004265148-pat00013
) = 1(
Figure 112011004265148-pat00014
의 양의 최대변위 값) -
Figure 112011004265148-pat00015
(실제변위 값)Proximity Index (
Figure 112011004265148-pat00012
) = Maximum displacement difference (0 to ∞)-actual displacement difference (
Figure 112011004265148-pat00013
) = 1 (
Figure 112011004265148-pat00014
Value of positive displacement)-
Figure 112011004265148-pat00015
(Actual displacement value)

혹은, = 0 - (-

Figure 112011004265148-pat00016
)(음의 실제변위 값)Or = 0-(-
Figure 112011004265148-pat00016
) (Negative actual displacement value)

그러므로 파괴 사면의 회전으로 인한 두 관측점 간의 상대적 변위가 감소하는 깊은 파괴의 경우, 근접성 지수는 음의 값을 가지게 되며, 파괴 사면의 병진으로 상대적 변위가 증가하는 얕은 파괴의 경우, 양의 지수 값을 가지게 된다.Therefore, for deep failures where the relative displacement between two viewpoints due to the rotation of the failure slope decreases, the proximity index will be negative, and for shallow failures where relative displacement increases due to translation of the failure slope, positive exponential values will occur. Have.

결론적으로 근접성 지수의 절대값이 크면 두 관측점의 시간 열 데이터의 차이가 작다는 것이고, 이는 두 지점의 변위량 차이가 작다는 것을 의미한다. 즉,

Figure 112011004265148-pat00017
근접성 지수의 절대값이 작을수록 두 관측점의 변위차가 작으므로 거동 양상은 비슷하다. 즉, 지수가 1 혹은 0에 근접할수록 사면의 거동 양상은 비슷하며, 이는 같은 파괴면 상에 있다. 변위량이 지속적으로 증가하고 있는 일반적인 사면 거동에 대한 근접성 지수는 아래의 수식 5에 보인 바와 같으며, 만약 현저한 깊은 파괴로 인한 상대변위 감소 구간에서는 아래의 수식 5에 대해 부호만 다르게 정의된다.In conclusion, the greater the absolute value of the proximity index, the smaller the difference in time series data between two observation points, which means that the difference in displacement between two points is small. In other words,
Figure 112011004265148-pat00017
The smaller the absolute value of the proximity index, the smaller the difference in displacement between the two observations. In other words, as the exponent approaches 1 or 0, the behavior of the slope is similar, which is on the same fracture surface. Proximity indices for general slope behavior with increasing displacements are shown in Equation 5 below, and only the sign is defined differently for Equation 5 below in the relative displacement reduction section due to significant deep fracture.

Figure 112009022230967-pat00018
Figure 112009022230967-pat00018

다음으로, 타깃의 변위 정보를 기반으로 상대변위 차를 분석하게 된다(S107). Next, the relative displacement difference is analyzed based on the displacement information of the target (S107).

사면의 파괴에 따른 거동양상은 긴 시간에 걸쳐 일어나므로, 두 관측점 사이의 변위 차가 시간에 따라 다른 거동을 보이는 형상을 찾는 것이 유리하다. 그러나 근접성 지수의 경우 각 관측점 사이의 전체 시간 열 데이터를 단순히 하나의 지수로 나타내므로, 각 관측점 사이의 거동차이가 일어나는 과정을 분석하기가 힘들다. 즉, 전체 거동차이를 하나의 값으로 나타내는 근접성 지수보다 과정을 알 수 있는 그래프를 이용하는 것이 유리하다. 그러므로 이러한 요구에 합당하게 유사성이라는 개념을 도입하고자 한다.Since the behavior pattern due to the failure of the slope occurs over a long time, it is advantageous to find a shape in which the displacement difference between the two observation points shows different behavior with time. However, in the case of the proximity index, the total time series data between each observation point is simply represented by one index, so it is difficult to analyze the process of behavioral difference between each observation point. In other words, it is advantageous to use a graph that knows the process rather than the proximity index that represents the overall behavioral difference as one value. Therefore, I would like to introduce the concept of similarity to this requirement.

다시 말하면, 근접성 지수는 평균치라는 개념을 이용하고 있으므로, 안정적인 데이터와 불안정한 데이터 모두 평균치는 같을 수 있으나, 데이터를 그래프로 그려보면 유사한 형상을 보이는 그래프의 데이터가 같은 사면 거동양상을 보임을 쉽게 알 수 있다.In other words, since the proximity index uses the concept of an average value, both the stable data and the unstable data may have the same average value.However, when the data are plotted on a graph, it is easy to see that the data of the graph having similar shapes show the same slope behavior. have.

유사성의 개념을 이용하기 위해 먼저 상대 변위 차(relative displacement) 를 정의한다. 상대변위 차는 두 관측점 사이의 최대변위차(

Figure 112009022230967-pat00019
)와 최소변위차(
Figure 112009022230967-pat00020
)와 해당 시점의 변위차를 사용하여 구할 수 있다. 두 관측점의 최대변위 차와 최소변위 차의 차이가 변위차 차이의 최대값이 될 것이며, 이는 두 관측 데이터를 이용한 변위차 그래프의 최대간격(
Figure 112009022230967-pat00021
-
Figure 112009022230967-pat00022
)이 될 것이다. 그리고 최대 변위차값을 해당 시점의 변위차값으로 빼면 이는 변위차 그래프의 해당 시점의 간격이 되며(
Figure 112009022230967-pat00023
-
Figure 112009022230967-pat00024
), 해당 간격을 최대 간격으로 나누면 이는 상대 변위차가 될 것이다. 먼저, 최대 및 최소 상대변위 차는 아래의 수식6 및 수식7로 정의되며, 이는 도 5와 같이 나타낼 수 있다.To use the concept of similarity, we first define a relative displacement. Relative displacement difference is the maximum displacement difference between two observations (
Figure 112009022230967-pat00019
) And minimum displacement (
Figure 112009022230967-pat00020
) And the displacement difference at that time. The difference between the maximum displacement difference and the minimum displacement difference between two observation points will be the maximum value of the displacement difference, which is the maximum interval of the displacement difference graph using the two observation data (
Figure 112009022230967-pat00021
-
Figure 112009022230967-pat00022
Will be Subtracting the maximum displacement difference value by the displacement difference value at that time becomes the interval of the corresponding time point in the displacement difference graph (
Figure 112009022230967-pat00023
-
Figure 112009022230967-pat00024
If you divide the interval by the maximum interval, it will be the relative displacement difference. First, the maximum and minimum relative displacement difference is defined by Equations 6 and 7 below, which may be represented as shown in FIG. 5.

Figure 112009022230967-pat00025
Figure 112009022230967-pat00025

Figure 112009022230967-pat00026
Figure 112009022230967-pat00026

Figure 112009022230967-pat00027
Figure 112009022230967-pat00027

두 관측점의 관측시간 i, j구간에서 어떤 시간 tk에 해당하는 시간 열 데이터에 관한 상대변위 차는 아래의 수식 8로 정의할 수 있다.The relative displacement difference of the time column data corresponding to a certain time tk in the observation time i and j of two observation points can be defined by Equation 8 below.

Figure 112009022230967-pat00028
Figure 112009022230967-pat00028

Figure 112009022230967-pat00029
Figure 112009022230967-pat00029

두 시간 열 데이터의 평균값을 구하면, 아래의 수식 9로 정의할 수 있다.When the average value of two time column data is obtained, it can be defined by Equation 9 below.

Figure 112009022230967-pat00030
Figure 112009022230967-pat00030

Figure 112011004265148-pat00031
의 범위는 [0 ~ 1]인 무차원수이므로, 당연히 이의 평균값인
Figure 112011004265148-pat00032
역시 범위가 [0 ~ 1]사이인 무차원수이다.
Figure 112011004265148-pat00033
값이 크거나 혹은 1에 근접할 때 i, j시간 구간의 데이터 시리즈는 유사한 모양을 갖게 될 것이다. 다시 말하면,
Figure 112011004265148-pat00034
값이 작거나 0에 근접하면 i, j시간 구간의 데이터 시리즈는 서로 다른 모양을 갖게 될 것이다.
Figure 112011004265148-pat00031
Since the range of is a dimensionless number that is [0 to 1],
Figure 112011004265148-pat00032
It is also a dimensionless number ranging from [0 to 1].
Figure 112011004265148-pat00033
When the value is large or close to 1, the data series of the i and j time intervals will have a similar shape. In other words,
Figure 112011004265148-pat00034
If the value is small or close to 0, the data series in the i and j time intervals will have different shapes.

다음으로, 상기 근접성 분석과 상태변위 차 분석 결과를 이용하여 유사성 분석을 하고, 그 유사성 분석 결과를 기반으로 사면 거동을 판단하게 된다(S109 ~ S111).Next, similarity analysis is performed using the results of the proximity analysis and the state displacement difference analysis, and the slope behavior is determined based on the result of the similarity analysis (S109 to S111).

두 관측점의 시간 열 데이터의 차이, 즉, 두 지점의 변위량 차이를 수치화하 기 위하여 근접성 지수(

Figure 112009022230967-pat00035
)라는 개념을 정의하였고, 데이터 시리즈의 그래프 형상의 비슷한 정도를 나타내기 위하여 상대 변위차(
Figure 112009022230967-pat00036
)라는 개념을 정의하였다. 상기 두 가지 개념을 각각 사용하는 것이 아니라 함께 사용한다면, 두 관측지점의 시간 열 데이터의 변위차의 정도 및 그래프로 나타난 모양이 비슷한 정도(각 지점의 시간에 따른 데이터의 증감 정도)를 동시에 나타낼 수 있을 것이다. 이 두 개념은 근접성과 상대변위 차를 각각 좌표의 한 축으로 하여 도 6과 같이 그림으로 표현할 수 있으며, 같은 무리에 속하면 같은 거동을 나타내고 있다고 할 수 있을 것이다.In order to quantify the difference in the time series data of two observations, that is, the difference in displacement between two points, the proximity index (
Figure 112009022230967-pat00035
), And the relative displacement difference (
Figure 112009022230967-pat00036
) Is defined. If the two concepts are not used separately, but used together, the degree of displacement of the time series data of two observation points and the shape of the graph are similar (the degree of increase and decrease of data over time at each point) can be simultaneously represented. There will be. These two concepts can be expressed as a figure as shown in Fig. 6 by using the proximity and relative displacement difference as one axis of the coordinates, respectively, and it can be said that they represent the same behavior when belonging to the same group.

두 관측점의 시간 열 i와 j에서 만들어진 근접성 지수와 상대 변위차의 곱을 이용하여 유사성을 정의한다. 이 유사성(

Figure 112009022230967-pat00037
)은 아래의 수식 10과 같이 정의한다. 구간이 [0 ~ 1]사이인 두 무차원수로 구성되었으므로, 유사성은 당연히 [0 ~ 1]사이의 범위 구간에 존재한다.The similarity is defined using the product of the proximity index and the relative displacement difference produced by the time columns i and j of the two observations. This similarity (
Figure 112009022230967-pat00037
) Is defined as in Equation 10 below. Since the interval consists of two dimensionless numbers between [0 and 1], similarity naturally exists in the range interval between [0 and 1].

Figure 112009022230967-pat00038
Figure 112009022230967-pat00038

주지한 바와 같은 해석 모델을 계측된 임의의 지역(충청북도 D사면)의 데이터에 적용하였다. 도 7에 도시한 바와 같이, 대상 사면은 국도의 절취사면부로 1단면 ~ 3단면은 사면하부의 남한강을 기준으로 붕적사면에서 마을 진입로 상의 콘크리트 도로와 상부의 폐석 성토층에 이르는 단면으로 진입로 하부 사면에서 인장균 열이 발견된 지점이다. 4 ~ 5단면은 전석과 붕적토(HW ~ CW)로 피복되어 있고, 노두가 노출된 암반부는 풍화의 진전으로 인하여 변색이 진행되고 있으며, 손으로도 암편이 쉽게 탈락되는 상황이다. 또한, 지표토양의 침식 및 활동을 억지하기 위하여 부분적으로 돌망태공 및 목재막음으로 처리되어 있으나, 돌망태공의 경우 느슨한 상태이고 목재막음 또한 부식 및 낙석으로 인하여 파손된 지점이다.An analytical model, as noted, was applied to the data of any area measured (Slope D, Chungcheongbuk-do). As shown in FIG. 7, the target slope is a cut slope of the national road, and cross sections 1 to 3 are cross-sections from the bandung slope to the concrete road on the village entrance road and the waste-rock embankment layer on the upper slope of the Namhan River at the bottom of the slope. The point at which tensile cracks were found at. Sections 4 to 5 are covered with all-rock and bandage soil (HW-CW), and exposed rock outcrops are discolored due to the development of weathering, and the hand piece is easily removed by hand. In addition, in order to suppress the erosion and activity of the surface soil, but partially treated with gabion and wood blockage, the gabion hole is in a loose state and the wood blockage is also a point damaged by corrosion and rockfall.

현장의 계측자료 중 사용된 부분은 1단면과 3단면, 즉, 관측점 1 ~ 6까지의 자료가 사용되었다. 사면 거동의 유사성을 계산하는 과정을 도면을 이용하여 설명하면 다음과 같다. 도 8은 원 계측 데이터를 나열하였고, 이를 이용한 변위차 및 평균 변위차는 도 9에 도시하였다. 도 10에서 상대변위차 및 평균 상대변위 차를 계산하였다. 그리고 근접성 지수 및 상대 변위 차를 이용한 유사성을 계산한 것은 도 11이며, 이를 그림으로 도시한 것이 도 12이다.In the field measurement data, sections 1 and 3, that is, observation points 1 to 6, were used. Referring to the process of calculating the similarity of the slope behavior using the drawings as follows. FIG. 8 lists the original measurement data, and the displacement difference and the average displacement difference using the same are shown in FIG. 9. In FIG. 10, the relative displacement difference and the average relative displacement difference were calculated. The similarity calculated using the proximity index and the relative displacement difference is shown in FIG. 11, which is illustrated in FIG. 12.

도 11에 보인 바와 같이, 근접성 지수는 모든 계측 데이터에서 거의 1에 가까운 값이 나왔다. 이는 각 관측지점들의 사면 거동의 변위 차가 거의 없다는 것을 의미하며, 사면 거동의 변위 크기가 1단면과 3단면 모두에서 거의 일정하다는 것을 의미한다. As shown in FIG. 11, the proximity index showed a value close to 1 in all measurement data. This means that there is little displacement difference of slope behavior at each observation point, and that the displacement magnitude of slope behavior is almost constant in both 1st and 3rd sections.

상대변위 차의 경우, 0.376 ~ 0.489 정도에서 움직여, 계측자료들이 널뛴다는 것을 알 수 있다. 즉, 근접성에서 알 수 있듯이 사면 거동의 변위는 큰 차이가 없으나, 그 자료들은 도 13 내지 도 15에서 보인 바와 같이, 그래프로 도시한다면 안정된 상황이 아닌 불안정한 그래프 양상을 보임을 알 수 있다.In the case of the relative displacement difference, it moves from 0.376 to 0.489, indicating that the measurement data is null. That is, as can be seen from the proximity, the displacement of the slope behavior does not have a big difference, but as shown in FIGS. 13 to 15, it can be seen that the graph shows an unstable graph pattern, not a stable situation.

결론적으로, 근접성, 상대변위차 및 유사성이라는 개념을 이용함으로써, 사 면 붕괴의 위험성이 있는 다양한 실계측 데이터들을 해석, 가공한 후 실시간 사면 거동 양상을 분석하여 사면안정에 대한 결론을 유도할 수 있게 되는 것이다.In conclusion, by using the concept of proximity, relative displacement, and similarity, we can analyze various real-time measurement data at risk of slope collapse and analyze real-time slope behavior to draw conclusions about slope stability. Will be.

이렇게 판단한 하천 호안 시설물의 상태 계측 정보 및 판정 정보는 인터넷과 같은 통신망을 이용하거나 문자메시지(SMS) 같은 문자 전송 방식을 이용하여 관리자(하천 호안 시설물을 관리하는 전문 관리자) 및 일반 사용자(해당 정보를 이용하는 사용자로서 비 전문가)에게 전송된다. The state measurement information and the judgment information of the river shore protection facilities determined in this way are used by a manager (a professional manager who manages river shore protection facilities) and a general user (by using the communication network such as the Internet or a text transmission method such as SMS). As a user to be used).

관리자는 전송된 하천 호안 시설물의 상태 계측 및 판정 정보를 확인하고, 하천 호안 시설물이 대규모 손상이 발생할 조짐이 있거나 붕괴 우려가 있다고 판단이 되면, 경보를 발령하고, 후속 조치를 신속하게 취함으로써, 추후 하천 호안 시설물의 대규모 손상이나 붕괴로 인해 발생할 수 있는 피해를 최소화한다.The manager shall check the status measurement and judgment information of the stream revetment facilities sent, and if the river revetment is deemed to have a significant damage or fear of collapse, it will issue an alarm and promptly follow up by Minimize the damage that can be caused by large-scale damage or collapse of riverbank facilities.

본 발명은 상술한 특정의 바람직한 실시 예에 한정되지 아니하며, 청구범위에서 청구하는 본 발명의 요지를 벗어남이 없이 당해 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 누구든지 다양한 변형실시가 가능한 것은 물론이고, 그와 같은 변경은 청구범위 기재의 범위 내에 있게 된다.The present invention is not limited to the above-described specific preferred embodiments, and various modifications can be made by any person having ordinary skill in the art without departing from the gist of the present invention claimed in the claims. Of course, such changes will fall within the scope of the claims.

도 1a 및 도 1b는 본 발명이 적용되는 현장 시스템의 개략 구성도.1A and 1B are schematic structural diagrams of a field system to which the present invention is applied.

도 2는 본 발명에 따른 하천 호안 시설물의 상태 계측 시스템의 구성도.Figure 2 is a block diagram of a state measurement system of the river shore security facilities according to the present invention.

도 3은 본 발명에 따른 하천 호안 시설물의 상태 계측 방법을 보인 흐름도.Figure 3 is a flow chart showing a method for measuring the state of the river banks facilities in accordance with the present invention.

도 4는 본 발명에서 사면의 파괴 면을 설명하기 위한 예시도.Figure 4 is an exemplary view for explaining the fracture surface of the slope in the present invention.

도 5는 본 발명에서 사면 거동의 변위 차를 설명하기 위한 도면.5 is a view for explaining the displacement difference of the slope behavior in the present invention.

도 6은 본 발명에서 근접성과 상대변위 차를 이용한 유사성 분석방법을 보인 예시도.Figure 6 is an exemplary view showing a similarity analysis method using the difference between proximity and relative displacement in the present invention.

도 7은 본 발명에 따른 상태 계측 방법을 적용하기 위한 임의 사면의 변위 감지 센서의 배치도.7 is a layout view of a displacement detection sensor of any slope for applying the state measurement method according to the present invention.

도 8은 본 발명에서 원 계측 데이터의 일 예도.8 is an example of original measurement data in the present invention.

도 9는 본 발명에서 변위차 및 평균 변위 차의 일 예도.9 is an example of the displacement difference and the average displacement difference in the present invention.

도 10은 상대변위차 및 평균상태변위 차의 일 예도.10 is an example of the relative displacement difference and the average state displacement difference.

도 11은 근접성 지수 및 상대변위 차를 이용한 유사성 계산 예시도.11 is an example of similarity calculation using the proximity index and the relative displacement difference.

도 12는 근접성 지수 및 상대변위 차를 이용한 유사성 예시도.12 is a diagram illustrating the similarity using the proximity index and the relative displacement difference.

도 13은 시간에 따른 원 변위 계측자료 예시도.13 is an exemplary diagram of circular displacement measurement data over time.

도 14는 사면 거동의 각 관측점간 변위차 예시도.14 is an exemplary view of a displacement difference between observation points of slope behavior.

도 15는 사면 거동의 각 관측점간 상태 변위차 예시도.15 is an exemplary diagram showing a state displacement difference between observation points of slope behavior.

<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명><Explanation of symbols for the main parts of the drawings>

100… 현장 시스템100... Field system

101 ~ 104… 타깃101 to 104. target

111 ~ 114… 폴111 to 114... pole

130… 변위정보 송신수단130... Displacement information transmission means

200… 하천 호안 시설물의 상태 계측수단200... Means of state measurement of river bank rest facility

220… 데이터베이스 서버220... Database server

230… 변위정보 분석수단230... Displacement Information Analysis Means

300… 통신망300... communications network

Claims (5)

현장시스템 및 하천 호안 시설물의 상태계측수단을 통해 하천 호안 시설물의 상태를 계측하는 방법에 있어서,In the method for measuring the state of the river shore security facilities through the on-site system and the state measuring means of the river shore security facilities, 상기 현장시스템에서 상기 하천 호안 시설물의 지표면 또는 지중에 수직방향으로 설치된 변위 감지 센서를 이용하여 타깃의 변위를 측정하는 측정단계와;A measurement step of measuring a displacement of a target by using a displacement sensor installed in the vertical direction on the ground surface or the ground of the river shore facility in the field system; 상기 하천 호안 시설물의 상태 계측수단에서 상기 측정단계에서 측정된 상기 타깃의 변위 정보를 그룹화하고, 상기 그룹화한 타깃의 변위 정보를 기반으로 각 관측점의 시간 열 데이터의 상호 관련 정도인 근접성을 분석하는 근접성 분석단계와;Proximity to group the displacement information of the target measured in the measuring step in the state measurement means of the river shore security facility, and to analyze the proximity which is the degree of correlation of the time series data of each observation point based on the displacement information of the grouped targets. An analysis step; 상기 하천 호안 시설물의 상태 계측수단에서 상기 타깃의 변위 정보를 기반으로 두 관측점 사이의 최대변위차와 최소변위차와 해당 시점의 변위차인 상대변위 차를 분석하는 상대변위 차 분석단계; 및A relative displacement difference analysis step of analyzing a relative displacement difference, which is a displacement difference between a maximum observation point and a minimum displacement difference and a corresponding viewpoint, based on the displacement information of the target in the state measuring means of the river shore security facility; And 상기 하천 호안 시설물의 상태 계측수단에서 상기 근접성과 상대변위 차를 분석한 결과 정보를 기반으로 근접성과 상대변위 차를 각각 좌표의 한 축으로 하여 그림으로 표현한 후 같은 무리에 속하는지를 판단하기 위한 유사성 분석을 수행하여 사면 거동을 판단하는 유사성 분석단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 하천 호안 시설물의 상태 계측방법. Similarity analysis to determine whether belonging to the same group after representing the proximity and relative displacement difference as a picture of the coordinates based on the result of analyzing the proximity and the relative displacement difference in the state measuring means of the river shore facility facilities Method of measuring the condition of the river banks facilities, characterized in that it comprises a similarity analysis step of determining the slope behavior by performing. 삭제delete 삭제delete 삭제delete 삭제delete
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* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
한국지반환경공학회 2005년도 학술발표회논문집, 2005년 9월 30일, 한희수, 전성곤, 김경태, 3차 방정식을 이용한 사면거동분석 및 파괴예측, 237-244쪽.*
한국지반환경공학회 2005년도 학술발표회논문집, 2005년 9월 30일, 한희수, 전성곤, 김경태, X-R 관리도를 이용한 사면거동 해석, 159-166쪽.*

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