KR101379039B1 - 침수 예경보 시스템 - Google Patents

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Abstract

본 발명의 침수 예경보 시스템은, 현재 강우량을 실시간으로 측정하는 강우량계 수수기; 강우량에 따른 현재 수위를 측정하는 수위계; 상기 강우량계 수수기가 측정한 강우량 데이터 및 상기 수위계가 측정한 수위 데이터를 수집하고, 저장, 관리하는 인텔리전트 RTU 단말; 과거 어느 특정지역에 대한 강우량에 따른 수위를 분석하여 침수가능성 정도에 따른 침수유형을 모델링한 침수유형 모델 정보를 저장하는 침수예경보 데이터베이스; 및 상기 인텔리전트 RTU 단말로부터 제공된 상기 강우량 데이터, 상기 수위 데이터 및 상기 침수예경보 데이터베이스로부터 제공된 상기 침수유형 모델 정보를 이용하여 특정지역의 침수예경보를 제공하는 침수예경보 통합관리부를 포함하는 기술을 제공함에 기술적 특징이 있다.

Description

침수 예경보 시스템{FLOODING FORECAST ALARM SYSTEM}
본 발명은 침수 예경보 시스템에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 기후변화로 인하여 집중호우가 빈번하게 발생하고 지역별 강우량의 편차가 큰 상황에서, 실시간으로 측정된 강우량 데이터, 관로수위 데이터, 하천수위 데이터 및 과거의 특정지역에 대한 침수유형 모델 정보를 이용하여 특정지역의 침수유형을 판단하고, 침수구역으로 판단된 지역의 담당자가 소지한 스마트 폰 등으로 침수 예경보를 실시간으로 신속히 전송함으로써, 침수 피해를 최소화 또는 예방할 수 있는 침수 예경보 시스템에 관한 것이다.
국내 기후변화와 수자원 영향에 대한 연구에 따르면, 우리나라 기상재해 중 극한사상인 홍수와 가뭄에 따른 취약성이 커지고 있으며, 특히 대부분의 유역에서 홍수피해가 증가할 것으로 나타나고 있다.
이러한 기후변화에 따른 홍수피해를 줄이기 위해서는 항상 모든 장소에서 하천이나 강의 수위자료를 실시간으로 모니터링 함은 물론, 강우량에 따른 홍수 예측에 대한 자료를 국민 또는 고객들에게 제공해야 할 필요가 있다.
특히 돌발적인 집중 강우에 의하여 홍수가 발생하는 예가 많아지는 최근의 경우에 있어서는 홍수 발생을 예 경보 하고, 이에 대비하는 하는 것이 인적, 물적인 홍수피해를 줄일 수 있는 중요한 방법 중의 하나가 된다.
그러나, 종래의 홍수 예 경보는 담당 기관에서 매스컴을 통하여 이루어졌기 때문에, 특정인이나 일반인들에게 해당 홍수관련 정보를 동시에 제공하는 데에는 한계가 있었다.
이로인해 데이터를 수집하여 서버로 전송하는 데이터 전송 장치와 예측된 홍수를 일반고객에게 언제 어디서든 쌍방향으로 서비스할 수 있는 유비 쿼터스(ubiquitous) 기술 개발이 요청되었지만, 아직까지 실제로 개발이 이루어져 실생활에 활용되지 못하고 있는 실정이다.
대한민국 등록특허 제10-0918093호
본 발명이 해결하고자 하는 기술적 과제는, 기후변화로 인하여 집중호우가 빈번하게 발생하고 지역별 강우량의 편차가 큰 상황에서, 실시간으로 측정된 강우량 데이터, 관로수위 데이터, 하천수위 데이터 및 과거의 특정지역에 대한 침수유형 모델 정보를 이용하여 특정지역의 침수유형을 판단하고, 침수구역으로 판단된 지역의 담당자가 소지한 스마트 폰 등으로 침수 예경보를 실시간으로 신속히 전송함으로써, 침수 피해를 최소화 또는 예방할 수 있는 침수 예경보 시스템을 제공하는데 있다.
상기 기술적 과제를 이루기 위한 본 발명에 따른 침수 예경보 시스템은, 현재 강우량을 실시간으로 측정하는 강우량계 수수기; 강우량에 따른 현재 수위를 측정하는 수위계; 상기 강우량계 수수기가 측정한 강우량 데이터 및 상기 수위계가 측정한 수위 데이터를 수집하고, 저장, 관리하는 인텔리전트 RTU 단말; 과거 어느 특정지역에 대한 강우량에 따른 수위를 분석하여 침수가능성 정도에 따른 침수유형을 모델링한 침수유형 모델 정보를 저장하는 침수예경보 데이터베이스; 및 상기 인텔리전트 RTU 단말로부터 제공된 상기 강우량 데이터, 상기 수위 데이터 및 상기 침수예경보 데이터베이스로부터 제공된 상기 침수유형 모델 정보를 이용하여 특정지역의 침수예경보를 제공하는 침수예경보 통합관리부를 포함하는 기술을 제공한다.
본 발명은 집중호우로 인한 침수 피해를 최소화 또는 예방할 수 있는 기술적 효과가 있다.
도 1은 본 발명에 따른 침수 예경보 시스템의 구성을 나타낸 것이다.
도 2는 도 1의 구성 중 침수 예경보 통합관리부의 구성을 상세히 나타낸 것이다.
이하에서는 본 발명의 구체적인 실시예를 도면을 참조하여 상세히 설명하도록 한다.
도 1은 본 발명에 따른 침수 예경보 시스템의 구성을 나타낸 것이다.
도 1을 참조하면, 본 발명에 따른 침수 예경보 시스템(100)은, 강우량계 수수기(110), 수위계(120), 인텔리전트 RTU 단말(130), 침수예경보 통합관리부(140), 침수예경보 데이터베이스(150) 및 사용자 단말부(160)를 포함하여 구성된다.
강우량계 수수기(110)는 각 지역별 현재 강우량을 실시간으로 측정하기 위한 것으로, 측정된 강우량 데이터는 무극성 접점방식으로 인텔리전트 RTU 단말(130)로 수집된다.
수위계(120)는 관로 수위계(121) 및 하천 수위계(122)를 포함한다.
여기서 관로 수위계(121)는 각 지역의 수도관 등의 관로의 현재 수위를 실시간 측정하기 위한 것이며, 하천 수위계(122)는 하천, 강 유역, 댐 등의 현재 수위를 실시간 측정하기 위한 것이다.
이 경우 관로 수위계(121)에서 측정된 관로수위 데이터, 하천 수위계(122)에서 측정된 관로수위 데이터는 RS232 등의 유선통신 방식으로 인텔리전트 RTU 단말(130)로 전송된다.
인텔리전트 RTU(Remote Terminal Unit) 단말(130)은 강우량계 수수기(110)에서 측정한 강우량 데이터, 관로 수위계(121)에서 측정한 관로수위 데이터, 하천 수위계(121)에서 측정한 하천수위 데이터를 통합적으로 수집하여, 필요한 자료를 생성하고 이를 저장, 조회 등의 작업을 처리할 수 있는 지능형 단말이다.
이 경우 강우량 데이터는 누계우량, 일강우량, 시간우량, 60분 강우강도, 30분 강우강도, 15분 강우강도, 10분 강우강도 등의 세부 강우량 정보를 포함한다.
한편 인텔리전트 RTU 단말(130)은 무극성 접점 방식, RS232 방식 외에 무선통신 방식을 사용할 수 있는데, 무선통신으로 지그비(Zigbee), 알에프(RF), 와이파이(WiFi), 3G, 4G, LTE, LTE-A, 와이브로(Wireless Broadband Internet) 등을 사용할 수 있다.
즉 인텔리전트 RTU 단말(130)은 MtoM(Marketplace to Marketplace) 장비로써, 모뎀 및 기타 통신 설비 설치가 불가능한 지역에서도 모바일 통신을 이용하여 수집된 데이터를 침수예경보 통합관리부(140)로 제공할 수 있다.
침수예경보 통합관리부(140)는 인텔리전트 RTU 단말(130)로부터 침수예경보 데이터(이를테면, 강우량 데이터, 관로수위 데이터, 하천수위 데이터)를 전송받아, 이를 분석한 후 해당 지역에 대한 침수 예경보를 제공한다.
도 2는 침수 예경보 통합관리부의 구성을 상세히 나타낸 것으로, 도 2를 참조하면, 침수예경보 통합관리부(140)는 침수유형 모델링부(141), 침수예경보 정보수집부(142), 침수유형 판단부(143), 지리 정보부(144) 및 침수구역 설정부(145)를 포함하여 구성된다.
침수유형 모델링부(141)는 침수예경보 데이터베이스(150)로부터 과거 어느 특정지역에 대한 강우량에 따른 수위를 분석하여 침수가능성 정도를 수치화한 침수위험지수 등을 산출하고, 이에 따라 침수유형을 모델링한 침수유형 모델 정보를 전송받아, 침수유형 판단부(143)의 요청이 있을 경우 이를 제공한다.
침수예경보 정보수집부(142)는 지역별 강우량 데이터, 관로수위 데이터, 하천수위 데이터를 수집하고, 수집된 데이터 들을 1분 단위로 데이터베이스에 저장한 1분 데이터베이스(소위, '빅 데이터')를 구축한다.
침수유형 판단부(143)는 침수예경보 정보수집부(142)에서 제공하는 실시간 침수예경보 정보 및 침수유형 모델링부(141)에서 제공하는 과거의 침수유형 모델 정보를 이용하여, 특정지역의 침수 유형을 판단한다.
즉 침수유형 판단부(143)는 침수예경보 정보수집부(142)에서 제공하는 1분 데이터베이스를 조회하고, 조회된 자료를 이용해 30분 강우량 패턴 분석을 중심으로, 강우량의 년도별 빈도(이를테면, 3년 빈도, 5년 빈도, 10년 빈도, 20년 빈도, 30년 빈도)와 시간에 따른 강우량 패턴을 분석하며, 분석된 결과가 침수유형 모델링부(141)에서 제공하는 과거의 강우량 패턴과 유사한지를 비교하여 특정지역의 침수유형을 판단한다.
이 경우 강우량 패턴 분석 시, 동일지역의 과거 강우량 데이터에서 유사한 강우량 곡선을 검색한 후 강우량 패턴을 실시간으로 분석하는데, 분석 오차를 최소화하기 위해 현재 강우량 데이터를 보정자료로 활용한다.
또한, 강우량 패턴 분석 시, 과거 강우량 데이터에서 유사한 강우량 곡선 뿐 만아니라, 침수시간 정보, 수위 여유고 정보를 함께 제공하여 분석의 정확도를 높일 수 있도록 함이 바람직하다.
한편 강우량에 따른 수위 패턴 분석 시, 동일지역의 과거 강우량에 따른 수위 패턴분석 자료에서 유사한 강우량 빈도 별 수위 곡선을 검색한 후 강우량에 따른 수위 패턴을 실시간으로 분석하는데, 분석 오차를 최소화하기 위해 현재 수위 데이터를 보정자료로 활용한다.
이 경우 강우량, 수위 데이터뿐만 아니라 펌프장, 댐 데이터 등의 침수관련 데이터를 통합적으로 분석하여 침수예상지역을 판단하며, 또한 특정지역 한 지점뿐만 아니라, 인근지역의 강우량, 수위 데이터도 연계하여 특정지역의 침수유형을 예측한다.
지리 정보부(144)는 GPS(Global Positioning System)와 연계하여, 해당 침수지역에 대한 지리 정보를 제공한다.
침수구역 설정부(145)는 침수유형 판단부(143)에서 제공하는 특정지역에 대한 침수유형 정보 및 지리 정보부(144)에서 제공하는 특정지역에 대한 지리정보를 이용하여 특정지역을 침수구역으로 설정하고, 이를 침수구역으로 설정된 특정지역의 관리자 등에게 통보한다.
다음으로, 침수예경보 데이터베이스(150)는 과거 어느 특정지역에 대한 강우량에 따른 수위를 분석하여 침수가능성 정도를 수치화한 침수위험지수 등을 산출하고, 이에 따라 침수유형을 모델링한 침수유형 모델 정보를 저장하고 있다.
사용자 단말부(160)는 침수예경보 통합관리부(140)에서 무선통신으로 (이를테면, 지그비(Zigbee), 알에프(RF), 와이파이(WiFi), 3G, 4G, LTE, LTE-A, 와이브로(Wireless Broadband Internet) 등) 제공하는 강우량, 하천수위, 관로수위에 관한 실시간 정보를 모니터링 할뿐만 아니라, 집중호우에 따른 침수예경보 및 침수예상지역을 확인하기 위한 것으로, 이를테면, 스마트 폰, SMS(Short Message Service), PDA(Personal Digital Assistants) 등을 사용하여 구현할 수 있다.
이 경우 사용자는 실시간 강우량, 하천수위, 관로수위 정보를 모니터링하고, 강수량, 수위에 따른 침수유형을 분석한 그래프 등의 시각적인 도구를 제공받음으로, 관심지역의 현재 침수 상황 등을 신속하게 체크할 수 있다.
또한 사용자는 위치정보를 기반으로 한 해당지역의 하천 침수예상지역, 도로 침수예상지역 또는 주거 침수예상지역 등의 침수예경보 및 사용자가 위치한 지역의 현재 날씨, 예상 날씨 등의 기상정보를 스마트 폰 등을 통해 실시간으로 제공받아 활용할 수 있다.
이상에서는 본 발명에 대한 기술사상을 첨부 도면과 함께 서술하였지만 는 본 발명의 바람직한 실시 예를 예시적으로 설명한 것이지 본 발명을 한정하는 것은 아니다. 또한 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 누구나 본 발명의 기술적 사상의 범주를 이탈하지 않는 범위 내에서 다양한 변형 및 모방이 가능함은 명백한 사실이다.
110 : 강우량계 수수기
120 : 수위계
121 : 관로 수위계 122 : 하천 수위계
130 : 인텔리전트 RTU 단말
140 : 침수예경보 통합관리부
141 : 침수유형 모델링부 142 : 침수예경보 정보수집부
143 : 침수유형 판단부 144 : 지리 정보부
145 : 침수구역 설정부
150 : 침수예경보 데이터베이스
160 : 사용자 단말부

Claims (8)

  1. 현재 강우량을 실시간으로 측정하는 강우량계 수수기;
    강우량에 따른 현재 수위를 측정하는 수위계;
    상기 강우량계 수수기가 측정한 강우량 데이터 및 상기 수위계가 측정한 수위 데이터를 수집하고, 저장, 관리하는 인텔리전트 RTU 단말;
    과거 어느 특정지역에 대한 강우량에 따른 수위를 분석하여 침수가능성 정도에 따른 침수유형을 모델링한 침수유형 모델 정보를 저장하는 침수예경보 데이터베이스; 및
    상기 인텔리전트 RTU 단말로부터 제공된 상기 강우량 데이터, 상기 수위 데이터 및 상기 침수예경보 데이터베이스로부터 제공된 상기 침수유형 모델 정보를 이용하여 특정지역의 침수예경보를 제공하는 침수예경보 통합관리부를 포함하는 것을 특징으로 하는 침수 예경보 시스템.
  2. 제 1항에 있어서, 상기 침수예경보 통합관리부는,
    상기 침수유형 모델 정보를 전송받아 이를 관리하는 침수유형 모델링부;
    상기 강우량 데이터, 상기 수위 데이터를 전송받아, 1분 단위로 데이터베이스에 저장하여 빅 데이터를 구축하고 있는 침수예경보 정보수집부;
    상기 강우량 데이터, 상기 수위 데이터 및 상기 침수유형 모델 정보를 이용하여 특정지역의 침수 유형을 판단하는 침수유형 판단부;
    GPS(Global Positioning System)와 연계하여, 침수지역에 대한 지리 정보를 제공하는 지리 정보부; 및
    상기 침수유형 판단부에서 제공하는 특정지역에 대한 침수유형 정보 및 상기 지리 정보부에서 제공하는 특정지역에 대한 지리정보를 이용하여 특정지역을 침수구역으로 설정하고, 상기 침수구역의 관리자에게 침수예경보를 통보하는 침수구역 설정부를 포함하는 것을 특징으로 하는 침수 예경보 시스템.
  3. 제 2항에 있어서, 상기 침수유형 판단부는,
    상기 빅 데이터를 조회하고, 30분 강우량 패턴 분석을 중심으로, 강우량의 년도별 빈도와 시간에 따른 강우량 패턴을 분석하며, 분석된 결과가 상기 침수유형 모델링부에서 제공하는 과거의 강우량 패턴과 유사한지를 비교하여 특정지역의 침수유형을 판단하는 것을 특징으로 하는 침수 예경보 시스템.
  4. 제 1항에 있어서,
    상기 침수예경보 통합관리부와 무선통신을 통해, 강우량, 하천수위, 관로수위에 관한 실시간 정보 및 침수예경보를 전송받아 모니터링 하는 사용자 단말부를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 침수 예경보 시스템.
  5. 제 4항에 있어서, 상기 무선통신은,
    무선통신으로 지그비(Zigbee), 알에프(RF), 와이파이(WiFi), 3G, 4G, LTE, LTE-A, 와이브로(Wireless Broadband Internet) 중 어느 하나 이상을 사용하는 것을 특징으로 하는 침수 예경보 시스템.
  6. 제 1항에 있어서, 상기 강우량계 수수기는,
    측정한 강우량 데이터를 무극성 접점방식으로 상기 인텔리전트 RTU 단말로 전송하는 것을 특징으로 하는 침수 예경보 시스템.
  7. 제 1항에 있어서, 상기 수위계는,
    측정된 수위 데이터를 RS232 통신으로 상기 인텔리전트 RTU 단말로 전송하는 것을 특징으로 하는 침수 예경보 시스템.
  8. 제 1항에 있어서, 상기 수위계는,
    관로의 현재 수위를 실시간 측정하는 관로 수위계; 및
    하천, 강 유역, 댐 중 어느 하나 이상의 현재 수위를 실시간 측정하는 하천 수위계를 포함하는 것을 특징으로 하는 침수 예경보 시스템.
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