KR101059142B1 - 자동 우량 및 수위 경보장치 통신이중화를 위한 방법 및 장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 산간 지방의 수해 경보 시스템에 관한 것으로서, 우량이 일정량을 넘는 경우, 그에 대해 먼저 VHF 통신 수단을 통해 통제국으로 경보 이벤트를 전송하고, 이것이 실패한 경우 다른 통신 수단인 CDMA 통신 수단을 통해 다시 경보 이벤트를 전송함으로써, 재해 발생에 이중으로 대비할 수 있는 시스템 및 방법을 제공한다.

Description

자동 우량 및 수위 경보장치 통신이중화를 위한 방법 및 장치{A METHOD AND AN APPARATUS FOR DUAL COMMUNICATION OF AUTOMATIC ALARM DEVICE FOR RAINFALL AND WATER LEVEL}

본 발명은 재해 발생에 대한 이중 경보 시스템 및 방법에 관한 것이다. 보다 구체적으로, 본 발명은 산간 지방의 수해 경보 시스템에 관한 것으로서, 우량이 일정량을 넘는 경우, 그에 대해 먼저 VHF 통신 수단을 통해 통제국으로 경보 이벤트를 전송하고, 이것이 실패한 경우 다른 통신 수단인 CDMA 통신 수단을 통해 다시 경보 이벤트를 전송함으로써, 재해 발생에 이중으로 대비할 수 있는 시스템 및 방법을 제공한다.

생활수준의 향상과 더불어 레저문화가 확산됨에 따라 휴일이면 도시를 벗어나 산이나 계곡을 휴식과 야영을 즐기는 인구가 급속히 늘어나고 있다. 또한 이러한 추세에 따라 계곡 하류의 경치가 수려한 곳에는 찾아오는 행락객을 상대로 하는 크고 작은 각종 위락시설이 늘어나면서 이를 관리하는 상주인구 또한 급격히 증가하고 있다.

한편 산악지역의 기상은 매우 변화무쌍하여 일상적인 기상관측 방식으로는 이를 예측하여 경보하는 것이 대단히 어렵다. 그 이유는 산악지역의 기후가 다음과 같은 특징을 가지고 있기 때문이다.

첫째, 여름철에 산악지역에 내리는 게릴라성 호우로서 사전에 예측이 불가능하다. 둘째, 게릴라성 호우는 국지적으로 내리며, 짧은 시간에 집중적으로 내리므로 단위면적 및 단위시간당 강우의 양이 대단히 많다. 셋째, 산악지역의 계곡은 경사가 깊기 때문에 유속이 대단히 빠르며 그 충격이 크다. 넷째, 산악지역의 계곡은 일반 하천과는 달리 그 거리가 짧기 때문에 상류의 강우변화가 빠르게 하류에 영향을 미친다.

상기와 같은 산악지역의 기상의 특성상 산악지역에서 발생하는 돌발홍수는 짧은 시간에 급격히 계곡의 물의 양을 증가시키며 또한 급증한 계류는 단시간 내에 하류에 영향을 미쳐 미리 이에 대비하지 않으면 많은 인명과 재산상의 피해를 발생

시킨다.

이 때문에 산악지역에 설치되는 자동우량경보시스템은 관측 시간을 세분하고 세분화된 시간 단위로 상류지역의 강우량의 변화를 지속적으로 관측함으로서 계곡 상류에서 국지적으로 많은 양의 비가 내려 돌발홍수가 발생할 경우 이를 신속히 감지할 수 있도록 설계되어야 하며, 또 그에 따라 신속히 비상경보를 발령함으로서 하류지역의 행락객이나 주민들이 안전하게 대피할 수 있도록 유도할 수 있어야 한다.

또한 비상경보를 발령함에 있어서도 현장의 상황이 매우 급박하기 때문에 주민들이 별도로 상황을 파악하고 대처할 방법을 강구할 시간적 여유가 없는 점을 고려하여 현재의 기상상황이나 현장상황을 보다 상세히 알려주어야 하며, 또 대피요령이나 대피장소 등도 보다 정확하고 구체적으로 알려주어야만 비로소 행락객들이나 주민들의 안전을 확보할 수 있게 된다.

비상경보를 발령하는 시스템은 통상적으로, 산악 지역의 곳곳에 배치되어 우량을 측정하고, 우량이 일정량을 넘으면 통제국으로 전송해주는 우량국, 비상 경보 발령 시스템의 센터 역할을 하는 통제국, 및 비상 경보를 출력하는 경보국 등으로 구성된다.

종래에는 우량국은 통제국과 통신하기 위해 VHF 통신 방법을 사용하였다. 평상시 또는 비상 경보를 발령할 상황이 되면, 상기 우량국은 통제국으로 VHF 신호를 송출하게 된다. 그러나, 단일 통신 방법을 사용하는 경우 통신에 오류가 발생했을 때 이를 보완할 수단이 없다. 특히 비가 많이 오는 상황에는 우량국을 포함하는 비상 경보 발령 시스템의 장비들이 오류를 발생시킬 가능성이 많기 때문에 통신 방법으로 단일 수단을 사용하면 비상 경보 시스템이 제대로 동작하지 못하게 할 가능성이 많다.

본 발명은 위와 같은 문제점을 해결하기 위한 것으로서, 비상 경보 발령 시스템을 구성하는 구성 요소들 간의 통신 방법을 이중화하는 방안을 제시한다.

본 발명은 종래에 사용하는 VHF 통신 방법을 주 통신 방법으로 유지하고, VHF 통신에 오류가 발생하는 경우 보다 안정성이 있는 CDMA 통신 방법으로 절체하여 통신을 수행하는 방법을 제시한다.

본 발명의 일 실시예에 따른, 이중 무선 통신 방법을 사용한 비상 경보 발령 시스템은, 강우의 양을 일정 시간 단위로 관측하여 제1 무선 통신 방법을 통해 통제국으로 경보 이벤트 신호를 전송하고, 상기 제1 무선 통신 방법에 의한 전송이 소정횟수 만큼 실패하면 제2 무선 통신 방법을 통해 상기 경보 이벤트 신호를 전송하는 우량국; 상기 제1 통신 방법 또는 제2 통신 방법을 통해 상기 우량국으로부터 경보 이벤트 신호를 수신하면 경보국으로 경보발령 명령을 전송하는 통제국; 상기 통제국으로부터 경보발령 명령을 수신하고, 상기 경보발령 명령에 따라 경보 메시지를 증폭하여 출력하는 경보국; 및 상기 통제국과 연결되어 상기 통제국을 모니터링하고, 경보 명령 또는 안내방송 명령을 지시하는 감시국을 포함한다.

본 발명의 일 실시예에 따른, 강우의 양을 측정하여 경보 이벤트 발생시에 경보 이벤트 신호를 통제국으로 송신하는 우량국은, 우량을 측정하는 강우량 센서; 경보 이벤트 신호를 송신하는 제1 송수신기; 상기 제1 송수신기의 경보 이벤트 신호 송신이 소정 횟수 만큼 실패할 경우 상기 경보 이벤트 신호를 송신하는 제2 송수신기; 상기 측정된 우량에 따라 경보 이벤트 발생을 검출하고 상기 제1 송수신기와 제2 송수신기 중 상기 경보 이벤트 신호를 전송할 통신부를 결정하는 제어부; 상기 제어부의 결정에 따라, 상기 제1 송수신기와 상기 제2 송수신기중 하나를 선택하는 통신 스위칭부; 및 상기 제1 송수신기 또는 제2 송수신기의 신호를 송수신하는 안테나를 포함한다.

본 발명의 일 실시예에 따른, 강우의 양을 측정하여 경보 이벤트 발생시에 경보 이벤트 신호를 통제국으로 송신하는 우량국의 비상 경보 발령 방법은, 우량을 측정하는 단계; 상기 측정된 우량을 기반으로 경보 이벤트 발생을 검출하는 단계; 상기 경보 이벤트가 발생한 경우 제1 무선 통신 방법에 의해 상기 통제국으로 경보 이벤트 신호를 전송하는 단계; 상기 제1 무선 통신 방법에 의한 경보 이벤트 신호 전송이 성공하였는지 판단하는 단계; 및 상기 제1 무선 통신 방법에 의한 경보 이벤트 신호 전송이 소정 횟수 만큼 실패하면, 제2 무선 통신 방법에 의해 상기 경보 이벤트 발생 신호를 전송하는 단계를 포함한다.

본 발명에 따르면, 비상 경보 발령 시스템을 구성하는 우량국, 통제국, 경보국 등의 통신에 장애가 있거나 오류가 발생하는 경우에도, 보완적인 통신 시스템에 의해 경보가 문제없이 지역 주민과 재해 관리 당국에 발령될 수 있다.

또한, 본 발명에 따르면, 종래의 기본 통신 방법을 유지한 채, 보완 통신 방법을 추가함으로써 저렴한 비용으로 비상 경보 장애 문제를 극복할 수 있다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 비상 경보 발령 시스템의 구성을 나타낸다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 우량국(100)의 구성을 나타낸다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 통신방식 스위칭부(190)의 구성을 나타낸다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 경보국(200)의 구성을 나타낸다.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 통제국(300)의 구성을 나타낸다.
도 6은 본 발명의 일 실시예에 따라, 우량국(100)에서 수행되는 비상 경보 발령 방법을 나타내는 순서도이다.

이하 도면을 참조하여 본 발명의 실시예들을 상세히 설명한다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 비상 경보 발령 시스템의 구성을 나타낸다.

도 1에 도시된 바와 같이, 본 발명의 일 실시예에 따른 비상 경보 발령 시스템(100)은 우량국(100), 경보국(200), 통제국(300) 및 감시국(400)으로 구성될 수 있다.

우량국(100)은 계곡의 상류의 요소요소에 설치되어 계곡의 상류에서 발생되는 강우의 양을 분단위로 관측하는 기능을 수행한다. 우량국(100)은 강우의 양을 일정 시간 단위로 관측하여 제1 무선 통신 방법을 통해 통제국으로 경보 이벤트 신호를 전송하고, 상기 제1 무선 통신 방법에 의한 전송이 소정횟수 만큼 실패하면 제2 무선 통신 방법을 통해 상기 경보 이벤트 신호를 전송한다.

통제국(300)는 우량국(100) 또는 경보국(200)과 무선으로 통신할 수 있으며, 후술하는 바와 같이 VHF 또는 CDMA 방식으로 신호를 송수신할 수 있다. 통제국(300)은 평상시는 우량국(100) 및 통제국(300) 내부의 관측정보 및 장비 상태정보를 한 시간 간격으로 수집하다가 우량국(100)으로부터 강우에 대한 경보 이벤트 신호를 수신하면, 경보 발령 여부 및 어느 종류의 경보를 발령할 것인지를 판단한 후, 경보의 발령이 필요하다고 판단되면 경보 발령의 방식을 결정한 다음 경보국(200)으로 경보발령 명령을 전송한다. 통제국(300)은 읍면동 사무소 내에 설치될 수 있다.

경보국(200)은 대피가 필요한 주민들이 집중되는 장소, 예컨대 계곡 또는 거주지 근처에 설치되며, 통제국(300)으로부터 방송지령을 수신하고 상기 수신된 명령을 분석한 후, 동 명령에 따라 저장된 방송내용을 앰프부에 의해 증폭하여 출력한다. 경보국(200)은 상기 통제국(300)으로부터 경보발령 명령을 수신하고, 상기 경보발령 명령에 따라 경보 메시지를 증폭하여 출력한다. 경보국(200)은 후술하는 바와 같이, 미리 저장되어 있는 음성 메시지 중 하나를 선택하여 출력할 수도 있고, 통제국(300)으로부터 수신된 문자 메시지를 TTS 모듈에 의해 음성으로 변환하여 출력할 수도 있다.

감시국(400)은 원격지에 있는 여러 통제국(300)에서 일어나는 모든 상황을 수집하여 모니터링하거나 수동으로 경보 및 안내방송 명령을 지시하는 한편, 수집된 자료를 이용하여 보고서 등의 가공자료를 생성하는 등의 역할을 수행한다. 감시국(400)은 통제국(300) 보다 상위 기관, 즉 군청 또는 도청 내에 설치될 수 있다. 감시국(400)은 비상 경보 발령 시스템(100)은 상기 통제국(300)과 연결되어 상기 통제국(300)을 모니터링하고, 경보 명령 또는 안내방송 명령을 지시한다.

이외에, 실시예에 따라서는, 비상 경보 발령 시스템(100)은 무선 통신이 불가능하거나, 수신율이 취약한 지역에 설치된 우량국(100), 통제국(300) 또는 경보국(200)의 무선 통신을 중계하는 하나 이상의 중계국들을 더 포함될 수 있다.

또한, 실시예에 따라서는, 비상 경보 발령 시스템(100)은 우량국(100) 외에 추가적으로 계곡이나 강의 수위를 측정하기 위한 하나 이상의 수위국들을 더 포함할 수 있다.

이하 각 비상 경보 발령 시스템의 각 구성 요소들에 대해 상세히 설명한다.

도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 우량국(100)의 구성을 나타낸다.

도 2에 도시된 바와 같이, 우량국(100)은 우량을 측정하는 강우량 센서(150), 통제국으로부터 정규 호출 신호를 수신하고, 통제국으로 경보 이벤트 신호를 송신하는 제1 송수신기(110), 상기 제1 송수신기의 경보 이벤트 신호 송신이 소정 횟수 만큼 실패할 경우 상기 경보 이벤트 신호를 송신하는 제2 송수신기(140), 상기 측정된 우량에 따라 경보 이벤트 발생을 검출하고 상기 제1 송수신기와 제2 송수신기 중 상기 경보 이벤트 신호를 전송할 통신부를 결정하는 제어부 또는 RTU(130), 상기 RTU(130)의 결정에 따라, 상기 제1 송수신기(110)와 상기 제2 송수신기(140)중 하나를 선택하는 스위칭부(190), 상기 제1 송수신기(110) 또는 제2 송수신기(120)의 신호를 송수신하는 안테나(180,181)로 구성될 수 있으며, 상기 RTU(130)에 전원을 공급하는 전원 공급장치(170)를 더 포함할 수 있다.

강우량 센서(250)는 강우량을 측정할 수 있는 강우량 센서일 수 있으며, 일정 시간 예컨대 1분 간격으로 우량을 측정할 수 있다.

RTU(130)는 우량국(100)의 전체 동작을 제어하는 역할을 수행하며, 평상시에는 통제국(300)의 정규 호출에 따라 저장된 강우량 데이터와 장치의 상태값 등을 통제국으로 전송하고, 경보 이벤트 발생 시에는 경보 이벤트 신호를 통제국(300)으로 전송한다. RTU(130)는 먼저 제1 송수신기(110)를 통해 통신을 시도하고, 소정 횟수 이상 실패할 경우, 제2 송수신기(130)를 통해 통신을 시도한다.

RTU(130)는 강우량 센서(250)에서 측정된 우량이 일정 기준을 넘어가면 경보 이벤트가 발생한 것으로 판단할 수 있으며, 제1 송수신기(110)를 통해 경보 이벤트 신호를 전송하고, 이것이 실패하면 제2 송수신기(140)를 통해 경보 이벤트 신호를 전송한다.

제1 송수신기(110)는 경보 이벤트가 발생하면, 우선적으로 경보 이벤트 신호를 전송하는 장치로서, VHF 통신 모듈일 수 있다. RF 모뎀(120)은 RTU(130)로부터 수신된 신호를 변조하여 제1 송수신기(110)로 전달한다.

제2 송수신기(140)는 제1 송수신기(110)에 의한 경보 이벤트 신호 전송이 실패하면 경보 이벤트 신호를 전송하는 장치로서, CDMA 통신 모듈일 수 있다. CDMA에 의한 통신은 통상적인 2G 또는 3G 통신 기지국을 통한 통신으로서, 상용화된 이동 통신 사업자에 의해 제공될 수 있다. 제2 송수신기(140)에는 CDMA 통신에서 사용되는 가입자 전화번호가 할당될 수 있다.

제1 송수신기(110)에 의한 VHF 신호는 VHF 안테나(180)를 통해 송수신되고, 제2 송수신기(140)에 의한 CDMA 신호는 CDMA 안테나(181)를 통해 송수신된다.

스위칭부(190)는 RTU(130)로부터의 신호에 따라, RF 모뎀(120)을 통해 경보 신호를 VHF 신호로 변조하여 제1 송수신기(110)로 전달하다가 CDMA 통신으로 전송하라는 신호가 수신되면 CDMA 모듈(141)을 구동하여, 제2 송수신기(140)를 통해 CDMA 방식으로 경보 신호를 전송한다. 스위칭부(190)의 상세한 구성 및 동작에 대해서는 도 3을 참조하여 후술한다.

레코더(150)는 경보 이벤트를 발생시킬 기준에 대한 데이터를 저장한다. 예컨대, 누적 강우량이 레코더(150)에 입력되어 있는 값을 상회하게 되면 RTU(130)가 경보 이벤트를 발생시키게 된다.

우량국(100)의 전원 공급장치(170)는 태양전지(171), 상기 태양전지(171)에 발생된 전력을 충전지에 충전시키기 위한 충전기(172), 상기 충전기(172)에 의해 공급되는 전력을 비상용 전원으로 충전하는 충전지(173)로 구성될 수 있으며, 이는 경보국(200)의 전원공급장치(270)와 마찬가지이다.

도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 통신방식 스위칭부(190)의 구성을 나타낸다.

도 3에 도시된 바와 같이, 스위칭부(190)는 우량국(100)의 RTU(130)로부터 수신되는 경보 신호 또는 통제국(300)으로부터의 정규 호출에 대한 응답 신호를 RF 모뎀(120)을 통해 변조하여 제1 송수신기(110)로 전달한다. CDMA 모듈 CPU(142)는 RTU(130)로부터의 신호를 모니터링하고 있다가, 소정 횟수 만큼의 에러가 발생하였음이 검출되면, CDMA 모듈(141)을 구동한다.

즉, CDMA 모듈 CPU(142)는 두번째 통신 방식인 CDAM를 구동할지 여부를 판단하고, CDAM 모듈(141)은 제2 송수신기(140)에 CDMA 통신 개시 신호, 즉 전화 걸기 신호를 보낸다. 경보 신호 또는 정규 호출에 대한 응답 신호는 제2 송수신기(140)에서 변조되어 통제국(300)으로 송신된다.

실시예에 따라서, 제2 송수신기(140)는 CDMA 모뎀일 수 있으며, 독립적으로 생산 및 판매되는 제품일 수 있다. 제2 송수신기(140)는 스위칭부(190)에 케이블로 연결되지 않고, 기판 실장 형식으로 연결될 수 있다. 즉, 스위칭부(190)에는 제2 송수신기(140)를 장착하기 위한 슬롯이 마련되고, 제2 송수신기(140)는 그 슬롯에 삽입함으로써 스위칭부(190)와 연결될 수 있다.

도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 경보국(200)의 구성을 나타낸다.

경보국(200)은 방송지령관련 정보를 송수신하는 제1 송수신기(210) 또는 제2 송수신기(286)와, 상기 제1 송수신기(210)를 통해 통제국의 원격제어부(300a)로부터 수신되는 경보관련 정보를 복조하여 RTU(230)로 전달하고 RTU(230)로부터 수신된 신호를 변조하여 송수신기(210)를 통해 원격제어부(300a)로 전송하는 RF MODEM(220)과, 경보국(200)의 모든 장치를 총괄하여 제어하는 한편 통제국(300)으로부터 수신된 신호를 분석하여 경보를 발령하고 경보 결과를 통제국(300)으로 송신하는 RTU(230)와, 상기 RTU(230)의 제어를 받아 미리 저장되어 있는 음성 경보메세지를 출력하는 ADPCM(Adaptive Differential Pulse Code Modulation)부(240)와; 상기 RTU(230)의 제어를 받아 수신된 문자 데이터를 음성으로 변환(TTS)하여 출력하는 TTS부(TTS Module)(240)와, 상기 RTU(230)의 제어에 따라 운영자의 육성을 직접 발령할 수 있도록 음성신호를 출력하는 마이크(285)와, 상기 ADPCM부(240), TTS부(250), 마이크(285)로부터 출력된 음성신호를 수신하여 이를 음성으로 출력하는 경보부(281, 282, 283, 284)와; 상기 통제국(300)으로부터의 정보를 수신하고 경보국의 정보를 통제국으로 송신하기 위한 VHF 안테나(260)와; 경보국(200)의 모든 장치에 전력을 공급하는 전원공급부(270)로 구성될 수 있다.

제1 송수신기(210)는 VHF 통신 모듈이며, 통제국(300)의 제1 송수신기(310)와 통신한다. 제2 송수신기(286)는 CDMA 통신 모듈이며, 통제국(300)의 제2 송수신기(394)와 통신한다.

제2 송수신기(286)는 TTS 모듈(250)에 연결되어, SMS 문자 메시지 또는 MMS 문자 메시지를 수신하고, 수신된 문자 메시지는 TTS 모듈(250)에 의해 TTS 변환되어 출력된다.

ADPCM부(240)는 저장된 음성 메시지를 출력하는 모듈이고, TTS 모듈(250)은 수신한 문자를 TTS 변환하여 음성을 출력하는 모듈이다. 마이크(285)는 경보국(200)의 사용자의 육성을 직접 출력한다.

ADPCM(240), TTS 모듈(250) 또는 마이크(285)로부터의 음성은 pre-amp(281)과 power amp(282)와 스피커 디텍트(283)를 거쳐서 스피커(284)로 출력된다.

전원 공급장치(270)는 우량국(100)과 마찬가지로 태양전지(271), 상기 태양전지(271)에 발생된 전력을 충전지에 충전시키기 위한 충전기(272), 상기 충전기(272)에 의해 공급되는 전력을 비상용 전원으로 충전하는 충전지(273)로 구성될 수 있다.

도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 통제국(300)의 구성을 나타낸다.

상기 통제국(300)은 크게 우량국(100)으로부터 주기적으로, 또는 통제국의 요청에 따라 송신되는 강우량측정 정보 및 경보국(200)으로부터 송신되는 경보관련 정보를 수신하고, 우량국(100)으로 우량측정 결과를 요청하거나 경보국(200)으로 경보지령을 발령하는 원격제어부(300a)와, 상기 원격제어부(300a)로 수신된 우량 및 경보관련 정보를 가공하여 저장하거나 분석하여 감시국으로 전송하는 한편, 운영자가 당시의 상황에 맞는 경보메세지를 입력하면 이를 가공 편집하여 원격제어부로 송신하는 자료처리부(300b)와; 통제국(300)에 필요한 전원을 공급하는 전원공급장치(370)로 구성될 수 있다.

상기 원격제어부(300a)에서,

제1 송수신기(310)는 VHF 통신 모듈이며, 우량국(100)으로부터 송신되는 강우량측정 정보 및 경보국(200)으로부터 송신되는 경보발령 결과를 수신하고 우량국(100)으로 우량측정 결과를 송신토록 요청하는 신호를 송신하며 경보국(200)으로 경보지령을 송신한다.

RF 모뎀(320)은 상기 송수신기(310)를 통해 수신되는 우량국(100)의 강우량 정보와 경보국(200)으로부터 수신되는 경보관련 정보를 복조하여 RTU(330)로 전달하고 RTU(330)로부터 수신된 신호를 변조하여 송수신기(310)를 통해 경보국(200)이나 우량국(100)으로 전송한다.

원격제어부(300a)의 제1 송수신기(310)에 의한 통신이 소정 횟수 이상 실패하면, 자료처리부(300b)의 모니터링PC(390)에 연결된 제2 송수신기(394)에 의해 CDMA 통신이 시도된다.

RTU(330)는 통제국(300)의 모든 장치를 총괄하여 제어하는 한편 우량국(100)이나 경보국(200)으로부터 수신된 신호를 분석하여 경보를 발령하거나 수신된 정보를 가공하여 저장한다.

ADPCM부(340)는 상기 RTU(330)의 제어를 받아 경보국으로 음성신호 경보 방송 명령을 전송하고, TTS부(350)는 상기 RTU(330)의 제어를 받아 경보국으로 문자정보 경보 방송 명령을 전송한다.

이 외에, 경보국에서 발령되는 경보의 내용을 통제국내에 방송하기 위해 증폭하는 증폭부(351)와, 상기 증폭부(351)에서 증폭된 경보신호를 음성으로 출력하는 스피커(352)와, 상기 우량국(100)과 경보국(200)으로 전송되거나 우량국(100)과 경보국(200)으로부터 수신되는 신호를 중계하는 안테나(360)를 더 포함할 수 있다.

상기 자료처리부(300b)에서,

외부통신장치(384)는 상기 원격제어부(300a)로 우량 및 경보관련 정보를 수신하거나 자료처리부(300b)에서 가공된 문자정보를 포함한 경보관련 정보를 원격제어부(300a)로 전송한다.

모니터링PC(390)는 상기 외부통신장치(384)를 통해 수신된 정보를 분석?가공하여 저장하거나 출력하는 한편, 운영자입력장치(385)를 통해 입력되는 문자정보를 가공하여 데이터베이스(393)에 저장하고, 주기적(혹은 필요하다고 판단될 경우)으로 DB화된 정보를 유선망을 통해 감시국(400)으로 전송한다.

운영자입력장치(385)는 상기 모니터링 PC(390)로 방송하고자 하는 경보의 문자메세지를 입력하기 위한 장치이다.

이 외에, 상기 운영자입력장치(385)를 통해 모니터링PC(390)로 입력되는 내용을 운영자가 볼 수 있도록 디스플레이하는 모니터(381)와, 상기 모니터링(PC)에서 가공된 문자정보를 운영자가 직접 들을 수 있도록 하기 위한 스피커(382)와, 상기 모니터링(PC)에서 가공된 문자정보를 출력하는 프린터(383)로 구성될 수 있다.

상기 모니터링PC(390)는,

문자정보를 음성으로 변화하여 운영자가 직접 듣도록 하기 위한 TTS엔진(391)과, 운영자가 입력한 정보를 경보방송에 필요한 문자신호로 가공하기 위한 모니터링소프트웨어(392)와, 상기 모니터링소프트웨어(392)에 의해 가공된 문자정보를 DB화하여 저장하는 데이터베이스(393)로 구성된다. 또한, 모니터링PC(390)에는 우량국(100) 또는 경보국(200)과 제1 송수신기(310)를 통한 통신에 문제가 발생할 경우, 대신 통신을 수행하는 제2 송수신기(394)가 연결될 수 있다. 제2 송수신기(394)는 CDMA 통신을 수행하는 CDMA 통신 모듈일 수 있다.

실시예에 따라서는, 제2 송수신기(394)는 RTU(330)에 직접 연결될 수도 있으며, 이 경우 제1 송수신기(310)의 통신 방식인 VHF 통신과 제2 송수신기(394)의 통신 방식인 CDMA 통신 간을 스위칭하는 스위칭부(미도시)가 더 포함될 수 있다.

이하에서는, 비상 경보 발령 시스템을 구성하는 구성 요소들 상호간에 이루어지는 동작들을 보다 상세히 설명한다.

평상시에는 먼저 계곡 상류의 요소요소에 설치된 우량국(100)의 강우량센서(140)는 해당지역에서의 강우량을 일정 시간 단위, 예컨대 매 1분단위로 관측한후, 관측된 결과를 RTU(130)로 전송한다. RTU(130)는 수신된 관측결과를 이용해서 일정 시간, 예컨대 10분 동안의 누적강우량을 1분마다 산출하여 자체 레코더(150)에 저장하는 한편 강우량의 변동추이를 분석한다.

한편 RTU(130)는 우량국(100)의 관측결과를 통제국(300)의 요청에 따라 일정 시간, 예컨대 1시간 단위로 RF모뎀(120)과 제1 송수신기(110) 및 안테나(160)를 거쳐 통제국(300)으로 전송한다. 또한 우량국(100)의 RTU(130)는 상기 분단위로 측정된 10분동안의 강우량을 적산하여 그 변동추이를 분석한 다음, 단위시간당 누적 강우량이 미리 레코더(150)에 입력되어 있는 값을 상회하게 되면 이 결과(이벤트 강우량)를 즉시 RF모뎀(120)과 송수신기(110)를 거쳐 통제국(300)으로 전송한다.

한편, 통제국(300)의 RTU(330)는 RF 모뎀(320)과 제1 송수신기(310) 및 안테나(360)를 통하여 우량국(100)으로 주기적으로 강우량 측정결과를 요청하며 수신된 강우량 측정결과를 자료처리부(300b)로 전송한다. 이와 함께 우량국(100)으로부터 전송되어 오는 정보를 감시하고 있다가 상류지역에서 급격한 강우량 변화가 발생하여 우량국(100)으로부터 이벤트 강우량이 전송되어오면 이를 즉시 자료처리부(300b)로 전송한다.

우량국(100)의 제1 송수신기(110)와 통제국(300)의 제1 송수신기(310) 간의 통신에 문제가 없을 경우에는 위와 같은 통신이 제1 송수신기(110)와 제1 송수신기(310)에 의해 계속 수행된다. 그러나, 통신에 문제가 발생할 경우에는 우량국(100)의 제2 송수신기(140)와 통제국(300)의 제2 송수신기(394)에 의해 CDMA 통신에 의해 신호가 전송된다.

보다 구체적으로, 우량국(100)과 통제국(300)은 임의의 신호를 전송한 다음, 상대편으로부터 수신 확인(ACK) 신호를 수신하면 전송에 성공한 것으로 판단하고, 일정 시간 내에 수신 확인 신호가 수신되지 않으면 전송에 실패한 것으로 판단한다. 본 발명의 실시예에 따라, 신호 전송에 실패한 경우, 즉 수신 확인 신호가 수신되지 않는 경우, 제2 송수신기(140, 394)에 의해 신호를 송수신한다.

구체적으로, 통제국(300)으로부터의 정규 호출이 있는 경우에, 우량국(100)은 일정 횟수, 예컨대 10회 제1 송수신기(110)를 통해 정규 호출에 대한 응답 신호를 전송한다. 전술한 바와 같이 제1 송수신기(110)는 VHF 통신 모듈일 수 있다. 이에 응답하여 일정 시간 내에 통제국(300)으로부터 수신 확인 신호가 수신되지 않으면, 우량국(100)의 RTU(130)는 통신에 실패한 것으로 판단하고, 제2 송수신기(140)를 통해 정규 호출에 대한 응답 신호를 다시 전송한다. 전술한 바와 같이 제2 송수신기(140)는 CDMA 통신 모듈일 수 있다.

물론, 제1 송수신기(110)에 의한 신호 전송은 통제국(300)의 제1 송수신기(310)가 응답하고, 제2 송수신기(140)에 의한 신호 전송은 통제국(300)의 제2 송수신기(394)가 응답한다.

강우량 이벤트가 발생할 때도 마찬가지로, 우량국(100)은 제1 송수신기(110)를 통해 일정 회수 만큼, 이벤트 강우량에 대한 신호를 전송하고, 이에 대해 일정 시간 내에 수신 확인 신호가 수신되지 않을 경우, 제2 송수신기(140)를 통해 이벤트 강우량에 대한 신호를 전송한다.

한편, 통제국(300)의 자료처리부(300b)의 모니터링PC(390)는 원격제어부(300a)로부터 외부통신장치(384)를 거쳐 강우량측정값을 수신하고, 탑재되어 있는 모니터링 소프트웨어(392)에 의해 강우량 값을 분석한 다음, 그 분석결과를 데이터베이스(393)에 저장하고 경보의 발령 여부와 경보의 단계(경계, 대피, 중대피)를 결정한다. 이어서 경보의 발령이 필요하다고 판단되면 이를 원격제어부(300a)와 감시국(400)으로 통보한다.

통제국(300)은 평상시에는 우량국(100) 및 통제국(300)의 관측정보 및 장비 상태정보를 한 시간 간격으로 수집하다가 우량국(100)으로부터 강우 이벤트를 수신하였을 때는 즉시 경보발령 여부를 판단하게 된다. 경보명령에는 3단계의 경보 발

령이 존재하는데 이는 경계경보, 대피경보, 중대피경보로 나누어진다. 경보의 단계는 우량국(100)에서 전송되는 강우 이벤트와 메모리에 저장되어 있는 정보를 비교하여 판단되어 진다. 이때 만일 하위 단계의 강우 이벤트가 수신될 경우에는 경보를 생략하고 상위 단계의 강우 이벤트일 경우에만 선택적으로 해당 경보발령 명령을 경보국(200)으로 전송함으로서 경보의 중복 발령을 방지한다.

한편 자료처리부(300b)로부터 경보의 발령을 요구하는 정보를 수신한 원격제어부(300a)의 RTU(330)는 RF 모뎀(320)과 송수신기(310) 및 안테나(360)을 통하여 경보국(200)으로 경보명령을 통보한다.

또한 통제국 요원은 필요할 경우 통제국(300) 자료처리부(300b)의 운영자입력장치(385)를 통하여 새로운 비상경보 메세지 정보를 문자로 입력하게 된다. 이 비상경보메세지는 운영자가 획득한 모든 상황정보를 최대한 활용하여 가능한 한 정확한 기상상황 및 대피요령 등이 실려지도록 작성된다. 이 경우 운영자가 입력하는 문자메세지는 모니터(381) 및 프린터 (383)를 통해서 문자로 출력되는 한편, 운영자의 지시에 따라 TTS엔진(391)에서 해당 문자메세지를 음성으로 변환한 음성정보를 스피커(382)로 츨력하여 운영자가 직접 이를 확인할 수 있게 한다. 이는 경보될 내용을 운영자가 직접 확인할 수 있도록 함으로서 파싱(parsing) 과정에서 발생될 수 있는 구문해석의 오류를 방지하고 경보내용의 정확성을 확보하기 위한 것이다. 확인 결과 경보의 내용(입력한 결과)이 만족스러우면 운영자는 이를 데이터베이스(393)에 저장함과 동시에 모니터링 소프트웨어(392)에 의해 이를 코드화한 다음, 그 결과를 원격제어부(300a)를 통해 경보국(200)으로 전송한다.

이 경우 통제국(300)에서 경보국(200)으로 전달되는 경보 명령은 일단 VHF 안테나(360)를 거쳐 VHF망을 타고 전달되게 된다. 우량국(100)과 통제국(300) 간의 통신과 마찬가지로, VHF 통신에 실패한 경우, 즉 경보국(200)으로부터 일정 시간 내에 수신확인 신호가 수신되지 않을 경우, 통제국은 다른 통신 수단, 즉 제2 송수신기(394)를 통해 CDMA 방식으로 경보 명령을 전달하게 된다.

한편 행락객이나 주민들이 밀집되는 지역에 설치된 경보국(200)의 RTU(230)는 통제국(300)으로부터 제1 송수신기(210), RF 모뎀(220) 및 안테나(260)를 통하여 수신된 경보 방송의 내용을 미리 ADPCM 방식으로 ADPCM부(240)에 보관하거나 문자정보의 형태로 TTS모듈(250)에 저장하여 둔다. 물론, 통신 방식이 스위칭되어 CDMA 방식으로 경보 명령이 수신되는 경우는 제2 송수신기(286) 및 CDMA(261)를 통해 경보 명령이 수신된다.

VHF 방식 또는 CDMA 방식 통해 문자 데이터가 전송되면 TTS 모듈(250)에 의해 음성으로 변환되어 출력된다. 이 때, CDMA 방식으로의 문자 전송은 통상적으로 사용되는 SMS 또는 MMS 문자일 수 있으며, 수신된 문자는 TTS(250)에 의해 음성으로 변환되어 출력된다.

이어서 경보의 발령이 필요하다고 결정이 될 경우 통제국(300)으로부터 경보방송명령과 함께 메모리의 번호가 수신되면 RTU(230)는 명령의 내용을 분석한 다음 만일 ADPCM 방송명령이면 ADPCM부(240)에 압축 저장된 해당 경보메세지를 출력하여 재생한 후, pre-amp(281)과 power amp(282)와 스피커 디텍트(283)를 거쳐서 스피커(284)로 출력한다. 이와 동시에 통제국(300)의 스피커(352)에서도 동일한 내용의 경보방송이 출력되게 된다.

또한 통제국(300)으로부터 수신된 경보방송명령과 메모리의 번호가 문자정보메세지이면 RTU(230)는 명령의 내용을 분석한 다음 전송되어 온 메시지를 일단 TTS부(250)에 저장하고 이를 음성신호로 변환하여 출력한 후, pre-amp(281)과 power amp(282)와 스피커 디텍트(283)를 거쳐서 스피커(284)로 출력한다. 마찬가지로 이와 동시에 통제국(300)의 스피커(352)에서도 동일한 내용의 경보방송이 출력되게 된다.

이러한 과정을 거쳐서 우량국(100)과 통제국(300) 간에 VHF 통신이 실패하더라도, CDMA 통신을 통해 경보가 정상적으로 전송될 수 있다.

이러한 이중 경보 시스템은 우량국(100)과 통제국(300) 뿐만 아니라, 통제국(300)과 경보국(200) 간에도 적용될 수 있다. 즉, 통제국(300)이 VHF 통신을 통해 경보국(200)으로 경보 발령 명령을 전송하였으나, 실패한 경우 CDMA 통신을 통해 경보 발령 명령을 전송할 수 있다.

도 6은 본 발명의 일 실시예에 따라, 우량국(100)에서 수행되는 비상 경보 발령 방법을 나타내는 순서도이다.

도 6을 참조하면, 단계(S11)에서 강우량 이벤트가 발생하지 않을 때에는, 통제국(300)으로부터 일정 시간 간격으로 정규 호출 신호를 수신한다.

단계(S12)에서, 정규 호출 신호에 응답하여 VHF 방식으로 우량국(100)은 측정된 강우량 데이터를 전송한다. 강우량 데이터와 함께 우량국(100) 장치들의 상태값을 전송할 수도 있다. 일정 횟수 예컨대 10회 강우량 데이터를 전송한 후에, 단계(S13)에서 ACK가 수신되었는지 확인한다. ACK가 수신되지 않았으면, 단계(S14)에서 통신 방신을 CDMA로 변경하고 다시 강우량 측정 데이터를 전송한다.

한편, 단계(S15)에서 정규 호출에 관계없이, 강우량이 일정량을 넘는지를 판단하여, 경보 이벤트가 발생했는지 판단한다.

경보 이벤트가 발생하였으면 단계(S16)에서 통제국(300)으로 VHF 방식으로 이벤트 발생 신호와 강우량을 전송한다. 경보 이벤트가 발생하지 않았으면 계속해서 정규 호출이 수행된다.

이벤트 발생 신호와 강우량을 일정 횟수, 예컨대 3번 전송한 후에, 단계(S17)에서, 이벤트 발생 신호에 대한 ACK가 수신되었는지 확인하고, 수신되지 않았으면 단계(S18)에서, 전송 방식을 CDMA로 변경하여 재전송한다.

ACK가 수신되었으면, 단계(S19)에서 락아웃을 수행하여 일정 시간, 예컨대 10분간은 경보 이벤트가 발생하여도 무시하고 경보를 전송하지 않는다.

단계(S20)에서, 락아웃 시간이 경과하면 경보 이벤트가 발생하였는지 확인하여 다시 경보 신호 및 강우량 데이터를 통제국(300)으로 전송하는 프로세스를 계속한다. 경보 이벤트가 발생하지 않으면, 다시 정규 호출 프로세스를 계속 수행한다.

100 : 우량국 200 : 경보국
300 : 통제국 400 : 감시국
110 : 제1 송수신기 120 : RF 모뎀
130 : RTU 140 : 제2 송수신기
150 : 강우량 센서 160 : 레코더
170 : 전원공급장치 171 : 태양전지
172 : 충전기 173 : 충전지
180 : VHF 안테나 181 : CDMA 안테나
190 : 통신방식 스위칭부
210 : 제1 송수신부
220 : RF 모뎀 230 : RTU
240 : ADPCM부 250 : TTS 모듈
286 : 제2 송수신기 300a : 원격제어부
300b : 자료처리부 310 : 제1 송수신기
330 : RTU 340 : ADPCM부
350 : TTS 모듈

Claims (10)

1. 이중 무선 통신 방법을 사용한 비상 경보 발령 시스템에 있어서,
   강우의 양을 일정 시간 단위로 관측하여 제1 무선 통신 방법을 통해 통제국으로 경보 이벤트 신호를 전송하고, 상기 제1 무선 통신 방법에 의한 전송이 소정횟수 만큼 실패하면 제2 무선 통신 방법을 통해 상기 경보 이벤트 신호를 전송하는 우량국;
   상기 제1 통신 방법 또는 제2 통신 방법을 통해 상기 우량국으로부터 경보 이벤트 신호를 수신하면 경보국으로 경보발령 명령을 전송하는 통제국;
   상기 통제국으로부터 경보발령 명령을 수신하고, 상기 경보발령 명령에 따라 경보 메시지를 증폭하여 출력하는 경보국; 및
   상기 통제국과 연결되어 상기 통제국을 모니터링하고, 경보 명령 또는 안내방송 명령을 지시하는 감시국을 포함하되, 상기 우량국은,
   우량을 측정하는 강우량 센서;
   경보 이벤트 신호를 송신하는 제1 송수신기;
   상기 제1 송수신기의 경보 이벤트 신호 송신이 소정 횟수 만큼 실패할 경우 상기 경보 이벤트 신호를 송신하는 제2 송수신기;
   상기 측정된 우량에 따라 경보 이벤트 발생을 검출하고 상기 제1 송수신기와 제2 송수신기 중 상기 경보 이벤트 신호를 전송할 통신부를 결정하는 제어부;
   상기 제어부의 결정에 따라, 상기 제1 송수신기와 상기 제2 송수신기중 하나를 선택하는 통신 스위칭부; 및
   상기 제1 송수신기 또는 제2 송수신기의 신호를 송수신하는 안테나를 포함하는 것을 특징으로 하는 비상 경보 발령 시스템.
2. 제1항에 있어서,
   상기 제1 무선 통신 방법은 VHF 통신 방식이고, 상기 제2 무선 통신 방법은 CDMA 통신 방식인 비상 경보 발령 시스템.
3. 제1항에 있어서,
   상기 우량국은 상기 제1 무선 통신 방법에 의해 상기 경보 이벤트 신호를 전송한 후 소정 시간 내에 상기 통제국으로부터 수신 확인 신호를 수신하지 못하면, 상기 전송이 실패한 것으로 판단하는 비상 경보 발령 시스템.
4. 강우의 양을 측정하여 경보 이벤트 발생시에 경보 이벤트 신호를 통제국으로 송신하는 우량국에 있어서,
   우량을 측정하는 강우량 센서;
   경보 이벤트 신호를 송신하는 제1 송수신기;
   상기 제1 송수신기의 경보 이벤트 신호 송신이 소정 횟수 만큼 실패할 경우 상기 경보 이벤트 신호를 송신하는 제2 송수신기;
   상기 측정된 우량에 따라 경보 이벤트 발생을 검출하고 상기 제1 송수신기와 제2 송수신기 중 상기 경보 이벤트 신호를 전송할 통신부를 결정하는 제어부;
   상기 제어부의 결정에 따라, 상기 제1 송수신기와 상기 제2 송수신기중 하나를 선택하는 통신 스위칭부; 및
   상기 제1 송수신기 또는 제2 송수신기의 신호를 송수신하는 안테나를 포함하는 우량국.
5. 제4항에 있어서,
   상기 제1 송수신기는 VHF 통신 모듈이고, 상기 제2 송수신기는 CDMA 통신 모듈인 우량국.
6. 제4항에 있어서,
   상기 제어부는 상기 제1 송수신기가 이벤트 데이터를 통제국으로 전송한 후, 소정 시간 내에 상기 통제국으로부터 수신 확인 신호를 수신하지 못하면, 상기 상기 경보 이벤트 신호 송신이 실패한 것으로 판단하는 우량국.
7. 강우의 양을 측정하여 경보 이벤트 발생시에 경보 이벤트 신호를 통제국으로 송신하는 우량국의 비상 경보 발령 방법에 있어서,
   우량을 측정하는 단계;
   상기 측정된 우량을 기반으로 경보 이벤트 발생을 검출하는 단계;
   상기 경보 이벤트가 발생한 경우 제1 무선 통신 방법에 의해 상기 통제국으로 경보 이벤트 신호를 전송하는 단계;
   상기 제1 무선 통신 방법에 의한 경보 이벤트 신호 전송이 성공하였는지 판단하는 단계; 및
   상기 제1 무선 통신 방법에 의한 경보 이벤트 신호 전송이 소정 횟수 만큼 실패하면, 제2 무선 통신 방법에 의해 상기 경보 이벤트 발생 신호를 전송하는 단계를 포함하는 비상 경보 발령 방법.
8. 제7항에 있어서,
   상기 경보 이벤트 신호 전송이 성공하였는지 판단하는 단계는,
   상기 경보 이벤트 신호를 제1 무선 통신 방법에 의해 전송한 후 소정 시간 내에 상기 통제국으로부터 수신 확인 신호가 수신되지 않으면 상기 경보 이벤트 신호 전송이 실패한 것으로 판단하는 단계를 포함하는 비상 경보 발령 방법.
9. 제7항에 있어서,
   상기 제1 무선 통신 방법은 VHF 통신 방식이고, 상기 제2 무선 통신 방법은, CDMA 통신 방식인 비상 경보 발령 방법.
10. 제7항에 있어서,
    상기 경보 이벤트 발생 신호를 전송한 후에, 소정 시간 동안은 경보 이벤트 발생이 검출되어도 경보 이벤트 발생 신호를 전송하지 않는 단계를 더 포함하는 비상 경보 발령 방법.
    

Images