KR101069228B1 - 사면계측장치 및 이를 포함하는 사면계측시스템 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 사면의 거동을 계측하여 사면 붕괴로 인한 재해를 예방하기 위한 사면계측장치 및 이를 포함하는 사면계측시스템에 관한 것이다. 특히 본 발명은 사면에 매설되는 복수의 파일 중 어느 하나와 결합되는 본체; 상기 사면의 변위를 계측하도록 상기 본체에 설치되는 변위계측센서; 상기 복수의 파일 간 상대변위에 의해 상기 사면의 침하량을 계측하도록 상기 본체에 설치된 침하량 계측계;를 포함하는 사면계측장치 및 이를 포함하는 사면계측시스템에 관한 것으로서, 사면의 이상징후 발생시 즉각적으로 대처할 수 있도록 할 수 있다.
사면붕괴, 낙석, 사면계측, 변위, 침하

Description

사면계측장치 및 이를 포함하는 사면계측시스템{Slope measuring apparatus and system using for the same}
본 발명은 사면의 거동을 계측하여 사면 붕괴로 인한 재해를 예방하기 위한 사면계측장치 및 이를 포함하는 사면계측시스템에 관한 것이다.
일반적으로, 사면의 변화는 온도, 비, 눈, 서리, 태풍, 미세 지진 등의 자연적인 원인이나, 토목공사 등의 인위적인 원인에 의해 발생되는데, 이 사면의 변화가 심하면, 사면이 붕괴되거나 낙석 위험 등 매우 심각한 인적, 물적 피해를 입을 수 있는 재해가 일어난다.
그런데, 사면의 변화는 매우 미세하게 진행되고, 사면의 변화의 원인이 너무 많으며, 지반 및 지질 특성이 불균질하고, 복잡하기 때문에 사면의 거동을 예측하여 재해를 예방하는 것은 매우 어렵다.
따라서, 사면 거동을 상시 계측하여 이상징후 발생시 즉각적으로 대처함으로써, 인적, 물적 피해를 최소화하는 방안이 절실히 요구되고 있는 실정이다.
본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로서, 사면의 거동을 상시 계측하여 이상 발생시 즉각적으로 대처할 수 있도록 하는 사면계측장치 및 이를 포함하는 사면계측시스템을 제공함을 그 목적으로 한다.
상기한 과제를 해결하기 위해 본 발명은 사면에 매설되는 복수의 파일 중 어느 하나와 결합되는 본체; 상기 사면의 변위를 계측하도록 상기 본체에 설치되는 변위계측센서; 상기 복수의 파일 간 상대변위에 의해 상기 사면의 침하량을 계측하도록 상기 본체에 설치된 침하량 계측계;를 포함하는 사면계측장치를 제시한다.
상기 본체는 두께에 비해 폭이 넒은 형상으로 형성된 것이 바람직하다.
상기 본체가 상기 파일의 상단에 결합될 수 있도록, 상기 본체의 하면 무게중심에 형성되고 상기 파일에 연결되는 파일연결부를 더 포함하는 것이 바람직하다.
상기 본체와 상기 파일연결부는 회동 가능토록 결합되는 것을 특징으로 하는 것이 바람직하다.
상기 파일연결부는 상기 파일과 결합되는 하부연결부와; 상기 본체와 결합되고, 상기 파일에 대하여 회동될 수 있도록 상기 하부연결부와 힌지 결합되는 상부연결부와; 상기 파일에 대한 상기 상부연결부의 회동을 구속할 수 있도록, 상기 상부연결부 및 상기 하부연결부에 탈착 가능토록 결합되는 고정핀을 포함하는 것을 특징으로 하는 것이 바람직하다.
상기 변위계측센서는 기울기 센서를 포함하는 것이 바람직하다.
상기 침하량 계측계는 상기 파일에 대하여 회동될 수 있도록 상기 본체에 힌지 결합되는 힌지결합부; 상기 힌지결합부를 상기 복수의 파일 중 또 다른 파일 또는 상기 복수의 파일 중 또 다른 파일에 설치된 사면계측장치와 연결하는 연결부재; 상기 파일에 대한 상기 힌지결합부의 회동에 의한 상기 힌지결합부의 기울기 변화를 계측하는 기울기 센서;를 포함하는 것이 바람직하다.
상기 본체에는 위성항법장치(GPS)가 더 구비된 것이 바람직하다.
상기 본체에는 상기 사면의 변위 또는 상기 사면의 침하량이 허용범위를 넘으면 이상상황을 알리는 이상상황 알림부가 더 구비된 것이 바람직하다.
상기 이상상황 알림부는 빛을 통해 알리는 경고등인 것이 바람직하다.
상기 경고등은 상기 본체의 내부에 설치되고, 상기 본체의 적어도 일부는 상기 경고등의 빛이 외부로 발산할 수 있도록 투명재질로 형성되는 것이 바람직하다.
상기 본체에 설치되어 상기 사면을 촬영하는 감시 카메라를 더 포함하는 것이 바람직하다.
상기 감시 카메라는 상기 본체의 하측부에 설치된 것이 바람직하다.
상기 감시 카메라는 촬영각도의 변경이 가능하도록 설치된 것이 바람직하다.
또한 상기한 과제를 해결하기 위해 본 발명은 사면에 매설된 복수 개의 파일; 상기 복수 개의 파일에 각각 설치된 상기의 사면계측장치; 상기 사면계측장치에 의해 계측된 데이터를 전송받아서 상기 사면을 실시간 감시관리하는 중앙관리부; 상기 중앙관리부와 연계하여, 상기 사면의 이상상황을 알리는 알림부를 포함하 는 사면계측시스템을 제시한다.
상기 사면계측장치는 상기의 감시카메라를 포함하고, 상기 중앙관리부는 상기 사면의 이상징후 발생시 상기 감시카메라가 상기 사면의 이상징후 발생지역을 근접 촬영하도록 상기 사면계측장치를 관리하는 것이 바람직하다.
상기 중앙관리부는 상기 사면의 거동을 실시간으로 모니터링할 수 있도록 디스플레이장치를 포함하는 것이 바람직하다.
본 발명은 사면의 거동을 상시 계측하여 이상발생시 즉각적으로 대처할 수 있게 함으로써, 사면 붕괴나 낙석 위험으로부터의 인적, 물적 피해를 최소화할 수 있는 이점이 있다.
이하, 첨부된 도 1 내지 도 3을 참조하여 본 발명의 실시예에 관하여 상세히 설명한다.
도면에 도시된 바와 같이, 본 발명에 따른 사면계측장치(50)를 포함하는 사면계측시스템은 사면(2)거동 계측보를 전송받아서 사면(2)을 실시간 감시관리하는 중앙관리부(10)와, 중앙관리부(10)와 연계하여 사면(2)의 이상상황을 알리는 알림부와, 사면(2)에 매설된 복수 개의 파일(pile)(미도시)들과, 복수 개의 파일에 각각 설치되어 사면(2)의 거동을 상시 계측하여 중앙관리부(10)에 사면거동 계측정보 를 보내는 복수 개의 사면계측장치(50)들을 포함하여 구성된다.
따라서, 사면계측장치(50)에 의해 사면(2)의 거동이 24시간 내내 상시 계측되고, 중앙관리부(10)에 의해 실시간으로 감시관리되어, 사면(2) 거동의 이상징후 발생시 사면(2) 거동의 이상징후에 대하여 알림부에 의해 알려짐으로써, 사면(2) 거동의 이상징후에 대하여 즉각적으로 대처할 수 있어, 사면(2) 붕괴나 낙석 위험 등의 재해로부터 인적, 물적 피해를 최소화할 수 있다.
특히 이러한 시스템은 사면(2) 감시 관리자의 주관적인 판단에 의한 것이 아니고, 과학적이고 체계적인 분석에 의해 상황에 따라 대처하기 위한 것이므로, 사면(2) 붕괴나 낙석 위험 등의 재해를 사전에 방지할 수 있다.
이때, 중앙관리부(10)는 사면계측장치(50)에 의해 계측된 데이터를 처리하는 데이터 처리부뿐만 아니라, 사면(2)의 거동, 즉 이 데이터 처리결과 및 사면계측장치(50)에 의해 촬영된 사면(2)을 실시간으로 화면으로 모니터링(monitoring)할 수 있도록 디스플레이장치(12)(display device)를 갖추는 것이 바람직하다.
중앙관리부(10)는 상기 사면(2)의 이상징후 발생시 사면(2)의 상황을 보다 면밀하게 파악할 수 있도록, 사면계측장치(50)의 감시카메라가 사면(2)의 이상징후 발생지역을 근접 촬영하도록 사면계측장치(50)를 관리하는 것이 보다 바람직하다.
알림부는 경보음을 이용하는 경보기나 빛을 이용하는 경고등으로 구현될 수 있다. 또한 알림부는 이상징후 발생지역 주변의 교통을 사전 통제할 수 있도록, 사면(2) 거동의 이상징후 발생 지역 주변의 교통신호등(20), 교통게시판 또는 사면(2) 붕괴, 낙석 위험 알림 신호등(22)으로 구현될 수 있다. 또한 알림부는 신속 하게 많은 사람한테 알릴 수 있도록 인터넷, 휴대폰(24), 방송 등의 통신매체로 구현되는 것도 바람직하다.
사면계측장치(50)는 사면계측장치(50)가 파일에 의해 지지될 수 있도록 파일과 결합되는 본체(60)와, 사면(2)의 변위를 계측하도록 본체(60)에 설치되는 변위계측센서(미도시)와, 서로 인접한 파일 간 상대변위에 의해 사면(2)의 침하량을 계측하도록 본체(60)에 설치된 침하량 계측계(70)를 포함하여 구성된다.
따라서, 변위계측센서를 통해 각각의 파일이 매립된 사면(2)의 처짐(settlement)의 변위분들을 계측하고, 침하량 계측계(70)를 통해 인접한 파일 간의 상대 변위에 의한 사면(2)의 침하량을 계측함으로써, 단순히 지표면의 기하학적인 변화가 아닌 지반하부의 파괴면을 추정하여 사면(2)의 거동을 계측할 수 있다.
이때, 본체(60)는 사면계측장치(50)가 보다 안정적인 자세로 설치될 수 있도록, 두께에 비해 폭이 넒은 형상으로 형성되는 것이 바람직하다.
그리고, 본체(60)의 하측에는 본체(60)가 파일의 상단에 안정적이고, 용이하고, 견실하게 결합될 수 있도록, 본체(60)의 하면 무게중심에 형성되고 파일에 연결되는 파일연결부(80)가 결합될 수 있다.
이때 본체(60)와 파일연결부(80)는 일체형으로 결합될 수도 있지만, 사면(2)의 기울기 등에 상관없이 사면계측장치(50)의 자세를 용이하게 설정할 수 있도록 본체용 힌지 핀(62)에 의해 상호 회동 가능토록 결합되는 것이 더 바람직하다. 아울러, 본체(60)와 파일연결부(80)에 탈착 가능하게 결합되어 본체(60)와 파일연결 부(80) 간 회동을 구속할 수 있는 본체용 고정핀(64)에 의해, 사면계측장치(50)의 자세를 잡은 후 그 자세가 유지될 수 있다.
파일연결부(80)는 사면(2)의 기울기 등에 따라 사면계측장치(50)가 파일에 결합되는 자세가 바뀔 수 있도록, 파일연결부용 힌지 축(82) 등에 의해 파일에 대하여 회동 가능토록 형성될 수 있다.
즉 파일연결부(80)는 파일에 대하여 회동 가능토록 형성된다면 어떠한 방식이든 무방하며, 바람직한 일 예로써 파일과 결합되는 하부연결부(84)와, 본체(60)와 결합되고 파일에 대하여 회동될 수 있도록 하부연결부(84)와 파일연결부용 힌지 핀(82)에 의해 힌지 결합되는 상부연결부(86)와, 파일에 대한 상부연결부(86)의 회동을 구속할 수 있도록 상부연결부(86) 및 하부연결부(84)에 탈착 가능토록 결합되는 파일연결부용 고정핀(88)을 포함하여 구성될 수 있다.
이때, 사면계측장치(50)의 자세를 다양하게 설정할 수 있도록, 본체(60)와 파일연결부(80) 간 회동방향과 하부연결부(84)와 상부연결부(86) 간 회동방향은 서로 상이하는 것이 더 바람직하다.
따라서, 파일연결부(80)에 대하여 본체(60)를 회동시키거나 하부연결부(84)에 대하여 상부연결부(86)를 회동시킴으로써 사면계측장치(50)의 자세를 설정하기 때문에 사면(2)의 기울기 등에 상관없이 본 사면계측장치(50)를 사면(2)에 수직하도록 설치하거나, 변위계측센서 및 침하량 계측계(70)의 초기값이 '0'이 되도록 사면계측장치(50)를 설치하는 것 등이 가능하다.
변위계측센서는 상기의 세 종류의 사면(2)의 변위분들을 계측할 수 있도록, 적어도 하나의 기울기 센서를 포함하는 것이 바람직하다. 물론 변위계측센서는 기울기 센서 이외에도 상기의 사면(2)의 변위분들 계측에 유용하다면 어떠한 것이든 적용될 수 있다.
침하량 계측계(70)는 파일에 대하여 회동될 수 있도록 본체(60)에 힌지 결합되는 힌지결합부(72)와, 힌지결합부(72)를 인접한 파일 또는 인접한 파일에 설치된 사면계측장치(50)와 연결하는 연결부재(74)와, 파일에 대한 힌지결합부(72)의 회동에 의한 힌지결합부(72)의 기울기 변화를 계측하는 기울기 센서(76)를 포함하여 구성될 수 있다.
힌지결합부(72)는 본체(60)에 힌지 결합될 수 있다면 어떻게 형성되든 무방하며, 바람직한 일 예로써 연결부재(74)와 결합된 힌지본체(72)와, 힌지본체(72)에 일체로 형성되고 본체(60)와 회동 가능토록 끼움 결합된 힌지결합부용 힌지축(78)을 포함하여 구성될 수 있다. 이때, 힌지결합부용 힌지축(78)은 본체(60)와 보다 용이하게 결합되어 동작될 수 있도록, 본체(60)로부터 돌출된 본체 힌지결합부(66)에 결합될 수 있다.
연결부재(74)는 인접한 파일 또는 인접한 파일에 설치된 사면계측장치(50)와 용이하게 탈착 가능토록 결합될 수 있고, 인접한 파일들이 매설된 사면(2)의 변위를 서로 전달할 수 있다면 어떻게 형성되든 무방하나, 간소하게 와이어로 구현되는 것이 바람직하다.
보다 바람직하게는, 연결부재(74)의 일단에는 인접한 파일 또는 인접한 파일에 설치된 사면계측장치(50)에 용이하고 견실하게 걸어지도록 고리(74A)가 형성됨 으로써, 제조 및 설치 용이성, 비용 절감 등의 측면에서 유리하다.
한편, 사면계측장치(50)는 이상징후가 발생된 사면(2)의 위치정보를 신속하게 확보하고, 이상징후 발생 사면(2)의 즉각적인 대처를 위한 처리반 등에 그 위치정보를 통신을 통해 알릴 수 있도록, 본체(60)에 설치되어 위성(30)과 연계되는 위성항법장치(69)(GPS)를 더 포함할 수 있다. 이때 위성항법장치(69)는 포털 매체인 구글 어스(google earth) 등의 인터넷과 연동될 수 있다.따라서, 사면(2) 거동의 이상징후 발생시 보다 신속하게 대처할 수 있어 바람직하다.
또한 사면계측장치(50)는 이상징후가 발생된 사면(2)의 주변 지역에도 즉각적으로 이상상황을 알릴 수 있도록, 본체(60)에 설치되어 사면(2)의 변위 또는 사면(2)의 침하량이 허용범위를 넘으면 이상상황을 알리는 이상상황 알림부(68)를 더 포함할 수 있다.
이때의 이상상황 알림부(68)는 이상상황을 알릴 수 있다면 어떠한 수단이든 무방하며, 바람직한 일 예로써 빛을 통해 알리는 경고등(이하, 설명의 편의를 위해 '장치용 경고등'이라 한다)으로 구현될 수 있다.
이때 장치용 경고등은 본체(60)의 내부에 설치되고, 본체(60)의 적어도 일부는 경고등의 빛이 외부로 발산할 수 있도록 투명재질로 형성됨으로써, 사면계측장치(50)가 미려하게 구성될 수 있고, 장치용 경고등이 본체(60)에 의해 보호받을 수 있어 바람직하다.
또한 사면계측장치(50)는 원거리에서도 사면(2)의 거동 상황을 육안으로 직접 확인할 수 있도록, 본체(60)에 설치되어 사면(2)을 촬영하는 감시 카메라(90)를 더 포함할 수 있다.
이때 감시 카메라(90)는 사면(2) 촬영이 용이하도록, 본체(60)의 하측부에 설치되는 것이 바람직하다. 또한 감시 카메라(90)는 사면(2)을 보다 용이하고 정확하게 촬영하고 사면(2)의 특정 지역의 촬영이 가능토록, CCTV용 카메라와 같이 힌지 축 등에 의해 촬영각도의 변경이 가능하도록 설치되는 것이 더 바람직하다.
이상은 본 발명에 의해 구현될 수 있는 바람직한 실시예의 일부에 관하여 설명한 것에 불과하므로, 주지된 바와 같이 본 발명의 범위는 위의 실시예에 한정되어 해석되어서는 안 될 것이며, 위에서 설명된 본 발명의 기술적 사상과 그 근본을 함께 하는 기술적 사상은 모두 본 발명의 범위에 포함된다고 할 것이다.
도 1은 본 발명에 따른 사면계측시스템의 구성도이다.
도 2는 본 발명에 따른 사면계측장치 및 이를 포함하는 사면계측시스템의 적용 예를 보여주는 도면이다.
도 3은 본 발명에 따른 사면계측장치의 측면도이다.
<도면의 주요 부분에 관한 부호의 설명>
10; 중앙관리부 20; 교통신호등
30; 위성 50; 침하량 계측장치
60; 본체 68; 이상상황 알림부
69; 감시카메라 70; 힌지결합부
74; 연결부재 80; 파일연결부
90; 감시카메라

Claims (17)

  1. 사면에 매설되는 복수의 파일 중 어느 하나와 결합되는 본체;
    상기 사면의 처짐 변위를 계측하도록 상기 본체에 설치되는 기울기 센서;
    상기 복수의 파일 간 상대변위에 의해 상기 사면의 침하량을 계측하도록 상기 본체에 설치된 침하량 계측계;를 포함하며,
    상기 본체에는 위성항법장치(GPS)가 더 구비된 것을 특징으로 하는 사면계측장치.
  2. 청구항 1에 있어서,
    상기 본체는 두께에 비해 폭이 넒은 형상으로 형성된 것을 특징으로 하는 사면계측장치.
  3. 청구항 1에 있어서,
    상기 본체가 상기 파일의 상단에 결합될 수 있도록, 상기 본체의 하면 무게중심에 형성되고 상기 파일에 연결되는 파일연결부를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 사면계측장치.
  4. 청구항 3에 있어서,
    상기 본체와 상기 파일연결부는 회동 가능토록 결합되는 것을 특징으로 하는 사면계측장치.
  5. 청구항 3에 있어서,
    상기 파일연결부는 상기 파일과 결합되는 하부연결부와;
    상기 본체와 결합되고, 상기 파일에 대하여 회동될 수 있도록 상기 하부연결부와 힌지결합되는 상부연결부와;
    상기 파일에 대한 상기 상부연결부의 회동을 구속할 수 있도록, 상기 상부연결부 및 상기 하부연결부에 탈착 가능토록 결합되는 파일연결부용 고정핀을 포함하는 것을 특징으로 하는 사면계측장치.
  6. 삭제
  7. 청구항 1에 있어서,
    상기 침하량 계측계는
    상기 파일에 대하여 회동될 수 있도록 상기 본체에 힌지 결합되는 힌지결합부;
    상기 힌지결합부를 상기 복수의 파일 중 또 다른 파일 또는 상기 복수의 파일 중 또 다른 파일에 설치된 사면계측장치와 연결하는 연결부재;
    상기 파일에 대한 상기 힌지결합부의 회동에 의한 상기 힌지결합부의 기울기 변화를 계측하는 기울기 센서;
    를 포함하는 것을 특징으로 하는 사면계측장치.
  8. 삭제
  9. 청구항 1에 있어서,
    상기 본체에는 상기 사면의 변위 또는 상기 사면의 침하량이 허용범위를 넘으면 이상상황을 알리는 이상상황 알림부가 더 구비된 것을 특징으로 하는 사면계측장치.
  10. 청구항 9에 있어서,
    상기 이상상황 알림부는 빛을 통해 알리는 경고등인 것을 특징으로 하는 사면계측장치.
  11. 청구항 10에 있어서,
    상기 경고등은 상기 본체의 내부에 설치되고, 상기 본체의 적어도 일부는 상기 경고등의 빛이 외부로 발산할 수 있도록 투명재질로 형성되는 것을 특징으로 하는 사면계측장치.
  12. 청구항 1에 있어서,
    상기 본체에 설치되어 상기 사면을 촬영하는 감시 카메라를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 사면계측장치.
  13. 청구항 12에 있어서,
    상기 감시 카메라는 상기 본체의 하측부에 설치된 것을 특징으로 하는 사면계측장치.
  14. 청구항 12에 있어서,
    상기 감시 카메라는 촬영각도의 변경이 가능하도록 설치된 것을 특징으로 하는 사면계측장치.
  15. 사면에 매설된 복수 개의 파일;
    상기 복수 개의 파일에 각각 설치된 청구항 1,2,3,4,5,7,9,10,11 중 어느 한 항의 사면계측장치;
    상기 사면계측장치에 의해 계측된 데이터를 전송받아서 상기 사면을 실시간 감시관리하는 중앙관리부;
    상기 중앙관리부와 연계하여, 상기 사면의 이상상황을 알리는 알림부를 포함하는 사면계측시스템.
  16. 청구항 15에 있어서,
    상기 사면계측장치는 상기 사면을 촬영하는 감시카메라를 더 포함하고,
    상기 중앙관리부는 상기 사면의 이상징후 발생시 상기 감시카메라가 상기 사면의 이상징후 발생지역을 근접 촬영하도록 상기 사면계측장치를 관리하는 것을 특징으로 하는 사면계측시스템.
  17. 청구항 16에 있어서,
    상기 중앙관리부는 상기 사면의 거동을 실시간으로 모니터링할 수 있도록 디스플레이장치를 포함하는 것을 특징으로 하는 사면계측시스템.
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