KR101519560B1 - 맨홀 관리 시스템 및 이를 이용한 맨홀 관리 방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 지하시설물의 관리 부족으로 이내 발생하는 홍수, 범람, 싱크홀, 도로 파손, 지방 붕괴 등 다양한 재난 재해에 대하여 지상과 지하에서 중 장거리로 양방향 통신이 가능한 통신기술과 지하 시설물 관리 기술을 융합하여 재난 재해를 사전에 감지하고 조치하여 사고를 예방하고, 사고 발생시 신속히 대응하기 위한 시스템에 관한 것이다.
본 발명은, 관할 지역 내의 맨홀들의 정보가 저장된 서버; 상기 관할 지역이 복수 개의 하위 구역(A1, A2, …)으로 구분되며, 각 하위 구역에 위치하는 맨홀들에 설치된 근거리 통신 모듈끼리 그룹화되어 형성되는 네트워크; 및 상기 하위 구역들 중 적어도 하나의 하위 구역의 네트워크에 속하는 맨홀의 근거리 통신 모듈과 근거리 통신하고, 상기 서버와는 원거리 통신망에 의해 연결되는 단말;을 포함하고, 상기 단말은 GPS 모듈과 내비게이션 소프트웨어를 포함하여서, 단말에 목적지 맨홀의 정보가 입력되면, 단말의 현 위치에서 목적지 맨홀까지 길 안내가 이루어지며, 상기 단말은, 단말이 목적지 맨홀 부근에 도착하여 목적지 맨홀의 근거리 통신 모듈과 연결된 경우, 해당 맨홀까지 정확히 찾아갈 수 있는 추가 안내가 이루어지는 맨홀 관리 시스템이다.

Description

맨홀 관리 시스템 및 이를 이용한 맨홀 관리 방법{Manhole Management System and Manhole Management Method thereby}

본 발명은 맨홀 관리 시스템에 관한 것으로, 보다 상세하게는 지하시설물의 관리 부족으로 이내 발생하는 홍수, 범람, 싱크홀, 도로 파손, 지방 붕괴 등 다양한 재난 재해에 대하여 지상과 지하에서 중 장거리로 양방향 통신이 가능한 통신기술과 지하 시설물 관리 기술을 융합하여 재난 재해를 사전에 감지하고 조치하여 사고를 예방하고, 사고 발생시 신속히 대응하기 위한 시스템에 관한 것이다.

지하매설관은 시민의 생활과 연계되어 있는 필수 사회자본인 Life Line이다. 하지만 이러한 지하매설관들은 말 그대로 지하에 매설되어 있어 보이지 않기 때문에 해당 분야에서 오래 근무해 와 경험이 쌓이지 않은 관리자가 관리하기 매우 어렵다.

게다가 지하매설관의 매설량이나 복잡함 정도는 단순히 인력을 투입해서 관리할 수 있을 정도로 간단한 것이 아니기 때문에 첨단 기술을 활용하여 관리하여야만 제대로 성능을 유지할 수 있는 시설이다

우리나라 상하수도관로의 매설은 1970년대 이후 급격히 증가하여, 현재는 노후화가 진행되고 있어서 지하시설물을 교체하거나 상태를 평가해야 하는 상황이 급증하고 있다. 하지만 국내에는 이를 관리할 수 있을만한 시스템이 제대로 갖추어져 있지 않은 실정이다.

해외에서는 2D 영상과 위치 관련 정보를 융합하는 작업이 진행되고 있으나, 국내에서는 정보 취득 방식 및 자료 관리의 한계에 부딪혀 지하매설관의 유지 관리기술을 선진국 수준으로 끌어올리지 못하고 있다. 이에 따라 싱크홀 및 홍수로 인한 재난 재해가 빈번히 발생하고 있다.

가령, 국내에서 상수도 누수로 인한 피해는 연간 5100억원 정도로 추산하고 있으며, 이는 싱크홀 발생의 원인이 되기도 한다.

게다가 하수도 누수로 인한 피해는 측정이 불가능한 지경이며, 홍수로 인해서 인명 및 각종 시설물 피해가 빈번히 발생하고 있고, 이로 인해 심각한 수질오염이 발생하기도 한다.

이러한 홍수를 예방하기 위해서는 우수관을 흐르는 강우 데이터를 실시간으로 정확하게 수집하는 것이 중요하고, 우수관의 확장이 필요한 지역의 작업을 용이하게 하기 위해서는 위와 같은 강우 데이터와 더불어, 맨홀의 3D 정보를 데이터베이스화한 후, 이러한 맨홀 정보에 강우 정보를 접목시킬 필요가 있다.

최첨단 통신기술과 지하시설물 관리 기술을 융합하여 지하시설물의 상태를 최첨단으로 수집/분석/처리하는 융합기술이 필요한 시점이지만, 상하수도와 최첨단 전자통신은 서로 많이 다른 분야이기 때문에 상하수도 관리에 최첨단 전자통신 분야를 접목시키기는 쉽지 않다.

등록실용신안공보 제426010호 등록특허공보 제1441660호 등록특허공보 제1435183호 공개특허공보 제2011-61191호

본 발명은 상기한 바와 같은 문제점을 해결하기 위해 안출된 것으로, 하수도 유지관리시스템 소프트웨어, 지하시설물 관리 통신 기술 연구 등을 통해 강우 데이터 수집 시스템, 맨홀 3D DB 구축 시스템, 도심 침수 재난 재해 예경보 시스템을 구현할 수 있는 맨홀 관리 시스템을 제공하는 것을 목적으로 한다.

상기한 바와 같은 목적을 달성하기 위해 본 발명은, 관할 지역 내의 맨홀들의 정보가 저장된 서버; 상기 관할 지역이 복수 개의 하위 구역(A1, A2, …)으로 구분되며, 각 하위 구역에 위치하는 맨홀들에 설치된 근거리 통신 모듈끼리 그룹화되어 형성되는 네트워크; 및 상기 하위 구역들 중 적어도 하나의 하위 구역의 네트워크에 속하는 맨홀의 근거리 통신 모듈과 근거리 통신하고, 상기 서버와는 원거리 통신망에 의해 연결되는 단말;을 포함하고, 상기 단말은 GPS 모듈과 내비게이션 소프트웨어를 포함하여서, 단말에 목적지 맨홀의 정보가 입력되면, 단말의 현 위치에서 목적지 맨홀까지 길 안내가 이루어지며, 상기 단말은, 단말이 목적지 맨홀 부근에 도착하여 목적지 맨홀의 근거리 통신 모듈과 연결된 경우, 해당 맨홀까지 정확히 찾아갈 수 있는 추가 안내가 이루어지는 것을 특징으로 하는 맨홀 관리 시스템을 제공한다.

상기 네트워크들과 서버는 원거리 통신망에 의해 서로 연결되어, 맨홀의 정보를 서버에 업데이트하는 것이 가능하다.

상기 근거리 통신 모듈은 지그비이며, 상기 하위 구역의 네트워크는 메쉬 토폴로지 형태일 수 있다.

상기 하위 구역의 네트워크 내에는 1개의 코디네이터와 복수 개의 라우터가 설치되고, 상기 코디네이터와 라우터들은 하위 구역 내에 존재하는 맨홀들 또는 맨홀들 부근에 설치되며, 상기 단말은 상기 코디네이터 또는 라우터들과 연결 가능한 라우터를 구비할 수 있다.

상기 단말은 목적지 맨홀과 근거리 통신 모듈로 연결된 경우, 해당 맨홀의 정보를 서버로부터 수신하고 해당 맨홀의 정보를 서버에 업데이트할 수 있다.

또한 본 발명은 상기 맨홀 관리 시스템을 이용한 맨홀 관리 방법으로서,

상기 단말에 목적지 맨홀이 입력되는 단계; 입력된 목적지 맨홀 정보에 근거하여 단말을 통해 해당 맨홀까지의 이동 경로가 안내되는 단계; 및 해당 맨홀에서 작업이 진행된 후 단말을 통해 해당 맨홀의 작업 정보, 촬영 정보, 현황 정보 중 적어도 어느 하나의 정보가 서버로 전송되는 단계;를 포함하는 것을 특징으로 하는 맨홀 관리 방법을 제공한다.

상기 서버로 전송된 맨홀의 정보는 서버의 DB에 업데이트될 수 있다.

본 발명에 의하면, 복잡한 하수도를 최첨단 통신 기술과 자동화 기술로 관리할 수 있어 효율적인 관리가 가능해지고, 이에 따라, 각종 재난 재해를 예방할 수 있다.

상술한 효과와 더불어 본 발명의 구체적인 효과는 이하 발명을 실시하기 위한 구체적인 사항을 설명하면서 함께 기술한다.

도 1은 본 발명에 따른 맨홀 관리 체계를 나타낸 개요도,
도 2는 본 발명에 따른 맨홀 관리 시스템의 서버의 관리화면의 일례를 나타낸 도면,
도 3은 본 발명에 따른 맨홀 관리 시스템의 단말의 관리화면의 초기화면의 일례를 나타낸 도면,
도 4는 도 3의 단말의 관리 메뉴의 일례를 나타낸 도면,
도 5는 도 4의 관리 메뉴에 도시된 맨홀 찾기 기능을 실행한 상태를 나타낸 도면,
도 6은 도 5의 맨홀 찾기 화면을 가상 현실로 변환한 상태를 나타낸 도면,
도 7은 도 4의 관리 메뉴에 도시된 불량 맨홀 목록 기능을 실행한 상태를 나타낸 도면,
도 8은 도 7의 불량 맨홀 목록에서 1개를 선택한 경우 선택된 맨홀의 정보를 나타낸 화면을 나타낸 도면,
도 9는 도 4의 관리 메뉴에 도시된 맨홀 점검 이력 기능을 실행한 상태를 나타낸 도면,
도 10은 도 9의 맨홀 점검 이력 목록에서 1개를 선택한 경우 선택된 맨홀의 정보를 나타낸 화면을 나타낸 도면,
도 11은 도 4의 관리 메뉴에 도시된 맨홀정비목록을 실행한 상태를 나타낸 도면,
도 12는 도 11의 맨홀 정비이력 목록에서 1개를 선택한 경우 선택된 맨홀의 정보를 나타낸 화면을 나타낸 도면,
도 13은 지정한 맨홀까지 찾아가는 경로를 안내하는 단말의 내비게이션 시스템을 나타낸 도면,
도 14는 내비게이션의 안내 등을 받아 현장에 도착한 상태에서 단말에 도시되는 현장의 맨홀 정보를 나타낸 도면,
도 15는 관리 구역에 도착한 단말과 관리 구역 내에 위치하는 맨홀의 통신 구조도를 나타낸 도면,
도 16은 지정한 맨홀에 도착하여 맨홀의 정보를 요청하는 경우 맨홀의 사진과 함께 맨홀과 관련한 각종 정보를 확인할 수 있는 단말의 화면을 나타낸 도면, 그리고
도 17은 지정한 맨홀의 현장 정보를 업데이트하는 단말의 화면을 나타낸 도면이다.

이하, 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부한 도면을 참조로 하여 상세히 설명한다.

본 발명은 이하에서 개시되는 실시예에 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 구현될 수 있으며, 단지 본 실시예는 본 발명의 개시가 완전하도록 하며 통상의 지식을 가진 자에게 발명의 범주를 완전하게 알려주기 위하여 제공되는 것이다.

[시스템 네트워크 구조-서버와 하위 구역과 단말]

도 1은 본 발명에 따른 맨홀 관리 체계를 나타낸 개요도, 도 2는 본 발명에 따른 맨홀 관리 시스템의 서버의 관리화면의 일례를 나타낸 도면, 그리고 도 3은 본 발명에 따른 맨홀 관리 시스템의 단말의 관리화면의 초기화면의 일례를 나타낸 도면이다.

본 발명에 따르면 하나의 서버는 도 2에 도시된 바와 같이 소정 지역 전체의 맨홀을 관리한다. 소정 지역이라 함은 서버의 운용주체에 따라 지방자치단체가 관할하고 있는 지역을 의미할 수도 있고, 더 크게는 국가 전체를 의미할 수도 있다.

도 1을 참조하면, 상기 서버가 관할하는 지역 내의 맨홀은 복수 개의 하위 구역(A1,A2…)으로 나뉘어 관리된다. 즉 서버가 관할 지역 내에 있는 맨홀에 모두 개별적으로 연결되어 맨홀들을 관리하기보다, 관할 지역을 몇 개의 하위 구역으로 나누고, 이러한 하위 구역 단위로 서버가 통신망으로 연결되어 관리하는 것이 구역별 관리가 용이하다. 상술한 서버와 하위 구역 간의 통신망은 원거리 통신 모듈로서, 무선 또는 유선으로 연결되는 인터넷 망일 수 있다.

각 하위 구역은 그 구역 내에 존재하는 복수의 맨홀(M1,M2,M3,M4,M5…)이 네트워크로 그룹화 되어 있다. 이들 맨홀들은 근거리 통신 모듈로 구성되는 통신망으로 서로 메쉬 토폴로지(mesh topology) 형태로 연결될 수 있으며, 풀 메쉬 형태(full mesh type)까지 갖출 필요는 없으나, 네트워크 내에서 일부 통신망이 단절되더라도 다른 통신망 경로를 통해 네트워크 그룹의 연결 상태를 유지할 수 있을 정도의 수준에서 부분 그물형(partial mesh) 형태로 연결되어 있는 것이 바람직하다. 가령 하나의 맨홀(M5)을 기준으로, 맨홀(M5)이 다른 맨홀(M1,M2,M3,M4)과 개별적으로 모두 연결될 필요는 없으며, 거리상으로 가까운 2개 내지 3개 정도의 맨홀(M3,M4)에만 연결되어도 무방하다. 즉 네트워크를 구성함에 있어서 복잡한 과정을 거치지 않으면서도 네트워크 망의 신뢰성을 확보하는 수준에서 메쉬 형태를 갖추면 족하다.

하위 구역을 구성하는 네트워크 내에는 최상위 맨홀(M1)이 존재하고, 이 맨홀(M1)은 서버와의 통신망을 통해 연결되어, 가령 해당 하위 구역 내의 맨홀 정보를 서버에 업데이트한다.

서버는 이렇게 각 하위 구역과의 통신을 통해 해당 하위 구역 내에 존재하는 맨홀의 정보를 업데이트할 수 있다.

서버에서 관리하는 맨홀의 정보로서는 맨홀의 ID(개별 맨홀의 일련번호), 해당 맨홀의 종류(상수도, 하수도, 우수, 오수, 전력망, 통신망 등), 해당 맨홀의 위치(지도상 위치, 위경도 좌표, 행정 주소 등), 해당 맨홀에서 관리되어야 하는 관리항목(맨홀 뚜껑 정보: 맨홀 규격, 맨홀 정위치 여부, 맨홀 파손/분실/침하 여부, 맨홀 실제 사진 등), 해당 맨홀에서 접근할 수 있는 지하 시설물의 정보(상수관, 하수관, 광케이블, 지역난방관로 등의 규격이나 매설 깊이, 연결 방향), 해당 맨홀의 지하 시설물에서 관리해야 하는 항목의 정보(관 연결 상태, 실시간 관 내부 정보), 해당 맨홀의 관리기관 정보(관리담당기관, 관리담당자, 직위, 전화번호), 해당 맨홀의 설치 정보(설치일자, 설치자, 기타 설치정보), 해당 맨홀의 유지보수 정보(수명, 고장 유무, 고장 빈도수, 수리 일자, 수리 빈도수, 교체 일자, 교체 빈도수) 등이 있다.

서버는 하위 구역과의 통신을 통해 하위 구역에서 제공받은 정보(맨홀 정위치 여부, 맨홀 분실 여부, 실시간 관 내부 정보)를 서버의 DB에 업데이트한다.

기술 발전의 속도와 그 정도에 따라 기준이 다르겠지만, 맨홀의 정보는, 서버가 하위 구역과의 통신을 통해 자동적으로 관리하고 업데이트할 수 있는 사항과, 인력에 의해 관리할 수 있는 사항으로 구분될 수 있다. 가령, 우수관을 흐르는 내부 유동량의 경우에는 우수관에 센서 류를 설치하여 자동으로 우수량을 측정하고 서버에 업데이트하는 것이 가능하다 할 것이고, 맨홀이 파손되어 복구해야 하는 상황에서 해당 맨홀을 복구하는 정비와 그 정비 이력의 업데이트는 인력에 의해 수동으로 이루어져야 할 것이다.

본 발명은 이렇게 인력에 의해 이루어져야 하는 작업에 대해서도, 작업 인력이 서버와 통신할 수 있는 단말을 휴대하도록 하여 해당 작업에 대한 정보가 작업 인력에 의해 편리하게, 그리고 정확하게 서버에 업데이트 될 수 있도록 하며, 작업 인력이 직접 확인한 사항을 통해 잘못된 서버의 정보를 바로잡을 수 있도록 하였다.

단말은 원거리 무선통신 기술인 3G 또는 LTE 망을 통해 서버에 접속할 수도 있고, Wi-Fi를 통해 인터넷 통신망으로 서버에 접속할 수도 있다. 단말은 서버와의 접속을 위한 원거리 통신 모듈 외에도, 작업 현장의 맨홀들과도 접속하여 통신할 수 있는 근거리 통신 모듈(가령 동글)이 구비되어 있는 것이 바람직하다. 그러면 작업자는 이러한 단말을 통해 서버의 DB로부터 정보를 얻어 맨홀 정비에 활용할 수도 있고, 현장 맨홀의 정보를 이러한 단말을 통해 서버에 업데이트할 수도 있다.

작업자가 단말을 통해 작업 현장의 맨홀들과 접속하기 위한 방법에는 여러 방식을 활용할 수 있겠으나, 본 발명의 실시예에서는 지그비(zigbee) 통신을 적용한다. 지그비 통신은 이론상 65536 노드까지 확장할 수 있기 때문에, 하위 구역별로 최소 수백~수천개의 맨홀을 관리해야 하는 하위 구역에 적용하기에 적합하다. 또한 지그비의 이론적인 통신 범위는 1.2km에 달하고 실질적인 통신 범위는 100m 정도로서, 블루투스나 와이파이보다 훨씬 통신 가능 거리가 길기 때문에, 맨홀이 밀집된 도시에서는 물론 맨홀이 띄엄띄엄 위치하는 시골에서도 네트워크를 구성하기에 부족함이 없다.

또한 지그비 통신은 상술한 메쉬 네트워킹을 지원하고, 가격이 저렴하며 저전력 통신기기이므로 기반 시설 통신용으로 적합하다.

아울러 통신 연결시 소요시간이 30ms 밖에 소요되지 아니하여 외부 단말이 네트워크에 즉각적으로 접속될 수 있어 외부에서 네트워크 관리가 편리하다.

나아가 맨홀 관리에 필요한 정보의 크기는 그리 크지 않기 때문에, 통신속도가 250kbps밖에 되지 않는 지그비의 데이터 송수신 속도는 맨홀 관리시스템의 네트워크 환경을 구성하는 데에 전혀 문제되지 않는다.

하나의 지그비 네트워크 내에는 FFD(full function device)인 하나의 코디네이터(□○)와, FFD인 복수개의 라우터(○)와, RFD(redeced function device)인 복수개의 종단기기(end device; △)를 설치할 수 있다.

FFD인 코디네이터와 라우터는, 해당 지그비 네트워크 내에서 복수의 다른 장치(device)와 통신 가능하고, RFD인 종단기기는 오직 하나의 FFD와 통신 가능하다. 또한 지그비 네트워크를 벗어난 외부와 통신이 가능한 FFD는 코디네이터뿐이며, 하나의 지그비 네트워크 상에는 하나의 코디네이터만 존재한다.

본 발명의 실시예에서는 관할 지역 내의 복수의 하위 구역들마다 각각 하나의 지그비 네트워크를 구성하였다.

즉 도 1에서 각 하위 구역(A1,A2)은 각각 지그비에 의해 네트워크가 형성되는데, 가령 하나의 맨홀마다 각각 하나의 지그비가 설치되도록 구성할 수 있다. 예를 들어 도 1의 A1 구역에는 다섯 개의 맨홀(M1,M2,M3,M4,M5)이 존재하는데, 이 다섯 개의 맨홀 중 네개(M2,M3,M4,M5)에 각각 FFD로서 지그비 네트워크의 라우터를 구성할 수 있으며, 그 중 하나의 맨홀(M1)은 역시 FFD로서 지그비 네트워크의 PAN 코디네이터로 구성함으로써, PAN 코디네이터가 해당 지그비 네트워크를 관할하면서 해당 네트워크 내의 각 맨홀의 정보를 취합하여 해당 네트워크의 외부에 있는 서버와 통신하도록 할 수 있다.

또한 각 맨홀 내에는 지하 시설물(도 15의 E1,E2,E3,E4,E5 참조)이 존재하고, 해당 지하 시설물에 관한 정보 역시 서버에 전송될 필요가 있다. 지하 시설물에 관한 정보는 센서나 각종 장비에 의해 측정되거나 모니터링 되도록 구성할 수 있는데, 이러한 센서나 각종 장비는 측정되거나 모니터링된 정보(유량, 누수, 누전, 단선 등)를 해당 맨홀의 라우터(E1,E2는 M5의 라우터에, E3는 M4의 라우터에, E4,E5는 M6의 라우터)에 전달해주기만 하면 해당 맨홀의 라우터가 이를 지그비 네트워크의 PAN 코디네이터에 전달함으로써 서버로 업로드하는 것이 가능하므로, 맨홀 내에 설치된 센서나 각종 장비에는 해당 맨홀의 라우터와만 통신할 수 있는 지그비 네트워크의 종단기기(△)를 설치할 수 있다.

앞서 설명한바 있듯이, 본 발명에서 작업 인력이 휴대하는 단말은 작업 현장의 맨홀들과 접속하여 통신 가능한 모듈이 구비된다. 이러한 모듈은 각 맨홀의 라우터와 통신할 수 있는 동글(◎)이며, 동글은 하나의 하위 구역의 라우터를 구성한다. 따라서 동글은 하나의 하위 구역(가령 도 15의 A1 구역) 내에서 다른 라우터들(각 맨홀들)과 통신 가능하다. 하나의 동글은 하나의 지그비 네트워크를 이루는 라우터가 되므로, 하나의 동글이 두 개 이상의 하위 구역과 동시에 접속할 수는 없지만, 하나의 단말에 서로 다른 지그비 네트워크(A1,A2)에 접속하는 동글들을 복수 개 연결하여 사용할 수 있으므로, 이러한 제약은 큰 문제가 되지 않는다. 또한 하나의 지그비 네트워크 내에 복수의 동글들을 사용하는 것은 노드의 범위 내에서는 언제나 가능하다.

단말과 동글의 연결 형태는 필요에 따라 다양하게 구성할 수 있다.

먼저, 단말과 동글은 분리형으로 제작될 수 있다. 이렇게 하면 작업자는 자신이 사용하는 단말에 각 하위 구역별로 구비된 동글들 중 필요한 동글을 연결하여 사용할 수 있다.

또한 하나의 동글 내에 복수의 하위 구역의 라우터를 통합 설치하여, 하나의 동글을 단말에 연결하더라도, 복수의 하위 구역과 개별적으로 또는 동시에 연결되도록 하는 것 역시 가능하다.

또한 하나의 하위 구역과 연결되는 동글들을 여러 개 준비하여, 이를 해당 하위 구역의 관리 담당자들에게 분배하여 복수의 인원이 동시에 해당 하위 구역에 접속하여 해당 하위 구역을 관리하도록 하는 것 역시 가능하다.

이러한 구성에 의하면 소정 하위 구역 내에 있는 맨홀의 정보는 해당 구역의 PAN 코디네이터를 통해 서버에 직접 업데이트될 수 있고, 해당 하위 구역에 접속된 동글이 있는 경우 그 동글을 통해 작업자 단말을 거쳐 서버에 업데이트 될 수도 있다.

맨홀의 정보는 기반 통신망을 통해 하위 구역의 네트워크에서 자동으로 서버에 업데이트되는 경우와, 작업자가 현장에 방문하여 동글과 단말을 통해 업데이트되는 경우가 있는데, 주로 현장의 실시간 감시 정보 등을 자동으로 서버에 업데이트되도록 할 수 있다. 즉 현장의 실시간 감시 정보(유량, 누수, 누전 감지, 맨홀 뚜껑 분실, 통신 지그비 고장 등)는 종단기기→ 라우터→ 코티네이터→ 서버의 순서를 거쳐 실시간으로 자동 업데이트 될 수 있다. 또한 병행적으로, 근처에 접속된 동글이 있는 경우에는 종단기기→ 라우터→ 동글→ 단말→ 서버의 순서를 거쳐 업데이트되는 것도 가능하다.

맨홀의 정보 중 현장 점검을 해야만 업데이트 가능한 사항들, 가령 맨홀 파손 여부 등 센서나 장치로는 확인 불가능한 사항들이나, 인력으로 보수하고 수행하는 보수 완료 정보, 현장 최신 사진 등은 작업자 내지 사용자가 단말에 입력하여 서버에 업데이트하는 방식이 더 효과적이다.

[시스템 운용]

상술한 네트워크 구조를 가진 본 발명에 따른 시스템의 운용은 다음과 같이 이루어진다. 먼저 작업관리자는 도 3에 도시된 단말 화면에 자신의 아이디와 비밀번호를 입력한다. 그러면 단말은 서버와 접속하여 해당 작업관리자를 확인한 후 해당 작업관리자가 담당하고 있는 지역을 확인하게 된다.

도 4는 도 3의 단말의 관리 메뉴의 일례를 나타낸 도면이다. 사용자가 단말을 통해 서버에 접속하게 되면, 사용자의 단말에는 도시된 바와 같이 사용자가 사용할 수 있는 메뉴가 표시된다.

사용자는 관할 구역 내에 있는 맨홀을, 해당 맨홀의 ID로 검색해서 찾거나, 실제 관할 구역 내의 현장에 있는 맨홀의 위치를 역으로 탐색하여 해당 맨홀의 ID와 해당 맨홀의 관련 정보를 찾을 수 있다. 도 5는 도 4의 관리 메뉴에 도시된 맨홀 찾기 기능을 실행한 상태를 나타낸 도면, 도 6은 도 5의 맨홀 찾기 화면을 가상 현실로 변환한 상태를 나타낸 도면으로서, 사용자가 도 4의 메뉴에서 “맨홀 찾기”를 선택하게 되면 단말에는 하위 구역의 지도가 표시되고, 지도 상에 해당 구역 내의 모든 맨홀, 또는 불량 맨홀 등의 위치가 표시된다. 따라서 사용자는 지도 상에 표시된 맨홀을 선택하여 정보를 확인할 수도 있고, 알고 있는 맨홀의 ID를 검색해서 이를 지도 상에서 확인할 수도 있다.

사용자는 원하는 맨홀을 찾은 경우 단말의 맨홀 내비게이션을 작동시켜 단말로부터 해당 맨홀까지 길 안내를 받을 수 있다.

도 7은 도 4의 관리 메뉴에 도시된 불량 맨홀 목록 기능을 실행한 상태를 나타낸 도면, 도 8은 도 7의 불량 맨홀 목록에서 1개를 선택한 경우 선택된 맨홀의 정보를 나타낸 화면을 나타낸 도면, 도 9는 도 4의 관리 메뉴에 도시된 맨홀 점검 이력 기능을 실행한 상태를 나타낸 도면, 도 10은 도 9의 맨홀 점검 이력 목록에서 1개를 선택한 경우 선택된 맨홀의 정보를 나타낸 화면을 나타낸 도면, 도 11은 도 4의 관리 메뉴에 도시된 맨홀정비목록을 실행한 상태를 나타낸 도면, 그리고 도 12는 도 11의 맨홀 정비이력 목록에서 1개를 선택한 경우 선택된 맨홀의 정보를 나타낸 화면을 나타낸 도면이다.

사용자가 단말을 통해 서버에 접속하면, 서버는 당해 사용자의 담당 구역을 확인하게 되고, 사용자가 도 4의 “불량맨홀목록”을 선택하면, 도 7에 도시된 바와 같이 사용자가 담당하고 있는 구역의 불량 맨홀 목록이 서버로부터 전송되어 단말에 표시된다. 그리고 사용자가 도 7의 리스트에서 살펴보고자 하는 불량 맨홀을 선택하면 도 8과 같이 해당 맨홀의 위치와 관련 정보가 표시된다.

사용자가 도 4의 “맨홀점검이력”을 선택하게 되면, 도 9에 도시된 바와 같이 사용자가 담당하고 있는 구역의 맨홀 중 점검 주기가 되어 점검이 필요한 맨홀 목록이 서버로부터 전송되어 단말에 표시된다. 그리고 사용자가 도 9의 리스트에서 점검하고자 하는 맨홀을 선택하면 도 10과 같이 해당 맨홀의 위치와 관련 정보가 표시된다.

또한 사용자가 도 4의 “맨홀정비목록”을 선택하게 되면, 도 11에 도시된 바와 같이 사용자가 담당하고 있는 구역의 불량 맨홀의 정비 사항이 표시된 목록이 서버로부터 전송되어 단말에 표시된다. 그리고 사용자가 도 11의 리스트에서 살펴보고자 하는 맨홀을 선택하게 되면 도 12와 같이 해당 맨홀의 위치와 관련 정보가 표시된다.

이렇게 여러 가지 방향 중 어느 한 방향으로 사용자가 찾고자 하던 맨홀이 검색되면, 해당 맨홀의 상태 정보나 점검 이력 정보 등을 확인할 수 있고, 단말의 “길찾기” 등을 선택하여 단말에 해당 맨홀까지 위치 안내를 요청하면, 단말의 내비게이션 프로그램이 작동하여 해당 맨홀까지 경로 안내를 받을 수 있다.

도 13은 지정한 맨홀까지 찾아가는 경로를 안내하는 단말의 내비게이션 시스템을 나타낸 도면, 도 14는 내비게이션의 안내 등을 받아 현장에 도착한 상태에서 단말에 도시되는 현장의 맨홀 정보를 나타낸 도면이다.

도 13에 도시된 바와 같이 내비게이션 시스템의 지도 정보에는 지도의 각 위치에 매칭된 맨홀 정보까지 포함되어 있으며, 사용자는 내비게이션 시스템에서 안내해 주는 경로를 따라 목적지 맨홀까지 이동할 수 있다. 이러한 맨홀 정보는 서버의 DB에 저장된 맨홀 위치 정보를 수신하여 사용하거나, 단말의 로컬 저장소 안에 미리 맨홀 위치 정보가 저장된 상태일 수 있다. 단말의 로컬 저장소에 미리 맨홀 위치 정보가 저장된 경우에는 주기적으로 또는 요청에 따라 서버에 접속하여 맨홀 위치에 관한 최신 정보로 업데이트하는 것이 가능하다.

한편 단말에 내장된 GPS에 의해 측정된 현재 작업자의 위치에는 오차가 있을 수 있고, 이러한 오차는 고층 빌딩이 많은 도심에서 심하게 나타날 수 있다.

따라서 본 발명의 단말은 사용자가 내비게이션의 안내를 받아 도착지까지 도착한 경우, 해당 맨홀까지 정확히 찾아갈 수 있는 추가 안내를 계속한다. 추가 안내 방식은 다음과 같은 절차로 이루어질 수 있다.

GPS의 오차 정도는 지정된 맨홀의 지그비 통신 거리보다는 상당히 짧기 때문에, 작업자가 단말의 안내를 받아 목적지에 도착한 경우 단말에 연결된 지그비 동글이 단말에 지정되었던 목적지 맨홀과 동일한 ID를 가지는 맨홀의 지그비 라우터와 즉각적으로 접속된 상태가 된다. 이렇게 동글과 해당 맨홀이 접속되면, 단말의 화면에는 현재 단말(의 동글)이 목적지 맨홀과 접속되었다는 표시를 하게 되고, 사용자가 해당 표시를 누르는 경우 추가 안내 절차가 시작된다.

추가 안내는 도 14에 도시된 바와 같이 목적지 맨홀 주변의 사진이 표시되어 사용자가 사진을 보고 정확히 목적지 맨홀 앞까지 갈 수 있도록 유도하는 방식일 수 있다.

또한 추가 안내는 증강 현실 상의 화면에 맨홀 정보를 표시함으로써, 사용자가 단말을 들고 이동하여 목적지 맨홀 앞까지 가도록 유도하는 방식일 수 있다.

또한 추가 안내는, 목적지 맨홀과 가장 가까이 있는 건물의 주소를 안내하고 건물의 사진과 해당 맨홀의 사진이 함께 찍힌 사진을 안내하는 방식일 수도 있다.

이러한 추가 안내 사항 역시 서버로부터 전송되거나 단말의 로컬 저장소에 저장된 것일 수 있다.

단말의 내비게이션 시스템은 맨홀 유지 관리 업무에 엄청난 편의를 제공한다. 종래의 작업 방식은 담당 지역을 오랜 기간 관리해 온 작업자가 맨홀의 일련번호만을 가지고 복잡한 배치도를 확인하여 직접 찾아가는 방식, 즉 경험과 경력에 의존하는 방식이었기 때문에, 작업자가 바뀌는 경우 맨홀 작업을 위해 해당 맨홀을 찾아가는 것만도 상당한 어려움이 있었다.

하지만 본 발명에 따르면 맨홀의 모든 위치가 DB화 되고 이러한 정보를 토대로 사용자의 단말이 맨홀의 GPS등의 위치 정보를 통해 내비게이션 시스템으로 길안내를 하며, 근처에서 맨홀의 정확한 위치를 알 수 있는 각종 정보를 작업자에게 제공함으로써, 작업자가 쉽게 해당 위치를 찾아갈 수 있도록 하였다.

도 15는 관리 구역에 도착한 단말과 관리 구역 내에 위치하는 맨홀의 통신 구조도를 나타낸 도면이다. 현장에 도착하면, 단말의 동글은 도 15에 도시된 바와 같이 해당 하위 구역의 지그비 네트워크 내에서 가까이 있는 맨홀의 라우터들과 접속하게 되고, 이들 중 목적지 맨홀이 있는지 확인할 수 있게 된다.

앞서 이미 설명한 바 있듯이, 도 15와 같은 상태에서, 가령 맨홀(M5)의 지하 시설물(E2)에서 측정된 정보를 서버에 업데이트하려는 경우, 지그비 네트워크의 라우터 경로를 통해 코디네이터 맨홀(M1)에 정보가 전달되고, 코디네이터 맨홀이 서버와의 통신망을 통해 관련 정보를 서버에 전송할 수 있고, 이와 별도로, 맨홀(M5)의 지하 시설물(E2)에서 측정된 정보는 지그비 네트워크의 라우터 경로를 통해 동글(A1D)에 정보가 전달되고, 동글과 연결된 단말을 통해 관련 정보가 서버에 전송되도록 할 수도 있다. 동글 자체는 라우터로서 외부 네트워크와 통신하는 것이 어렵지만, 동글과 단말이 연결된 상태에서 단말이 동글의 데이터를 수집한 후, 단말이 서버에 접속하여 관련 정보를 전달하는 것은 얼마든지 가능하다.

사용자가 지정된 목적지 맨홀에 도착한 경우 도 16과 도 17의 화면을 통해 맨홀 정보를 관리할 수 있다. 도 16은 지정한 맨홀에 도착하여 맨홀의 정보를 요청하는 경우 맨홀의 사진과 함께 맨홀과 관련한 각종 정보를 확인할 수 있는 단말의 화면을 나타낸 도면, 그리고 도 17은 지정한 맨홀의 현장 정보를 업데이트하는 단말의 화면을 나타낸 도면이다.

단말 사용자가 해당 맨홀에 도착하면, 먼저 단말을 통해 도 16에 도시된 바와 같이 해당 맨홀과 관련된 정보를 서버로부터 받아 현장에서 실시간으로 확인하는 것이 가능하다.

작업자가 정보를 확인한 후 맨홀의 정비하거나 복구하면, 도 17에 도시된 바와 같이 단말에 일체로 설치된 카메라를 통해 해당 맨홀을 촬영하고 이를 서버로 전송하는 것이 가능하다.

또한 도 8, 도 10, 도 12에 도시된 “복구완료작성”, “점검보고”, “정비완료보고” 등을 선택하여, 현장에서 실시한 작업을 서버로 전송하는 것이 가능하다.

이러한 현장 작업 정보 업데이트 프로세스는, 현장에서 해당 맨홀과 접속되어야 가능한 사항임은 물론 서버에서 DB화되어 관리되기 때문에, 작업자가 작업을 소흘히 하거나 거짓으로 작업 정보를 조작하는 것을 미연에 방지할 수 있다.

한편 본 발명의 지그비 라우터는 맨홀 뚜껑 상에 설치되는 것이 가능하다. 지그비 라우터를 맨홀 뚜껑에 설치할 경우에는, 해당 맨홀 뚜껑이 분실되었을 때 하위 구역의 지그비 네트워크 상에서 해당 뚜껑에 설치된 라우터의 연결이 끊어지게 되고, 이러한 사항은 코디네이터를 통해 즉각 서버로 전송될 수 있다.

맨홀의 지그비 라우터는 맨홀 지하의 소정 위치에 설치되고, 맨홀 뚜껑에는 종단기기를 설치하여, 종단기기가 맨홀의 라우터에서 멀어진 경우(즉 맨홀이 도난당한 경우)를 확인하는 방법 역시 가능하다.

본 발명의 구성인 지그비 라우터가 반드시 맨홀 지하에 설치되어야 하는 것은 아니다. 맨홀 뚜껑이 지그비 통신이 통과할 수 없을 정도로 두꺼운 경우 등 지그비 통신 모듈 설치에 장애가 있는 경우 지그비는 맨홀과 가까운 지상의 위치에 설치될 수도 있다.

이상과 같이 본 발명에 대해서 예시한 도면을 참조로 하여 설명하였으나, 본 명세서에 개시된 실시예와 도면에 의해 본 발명이 한정되는 것은 아니며, 본 발명의 기술사상의 범위 내에서 당업자에 의해 다양한 변형이 이루어질 수 있음은 자명하다. 아울러 앞서 본 발명의 실시예를 설명하면서 본 발명의 구성에 따른 작용 효과를 명시적으로 기재하여 설명하지 않았을 지라도, 해당 구성에 의해 예측 가능한 효과 또한 인정되어야 함은 당연하다.

가령 본 발명의 실시에에서는 하위 구역을 구성하는 네트워크 내에 코디네이터가 설치되고 각 맨홀과 단말의 동글에는 라우터가 설치되는 것을 한정하였으나, 단말의 동글이 코디네이터이고 각 맨홀에 라우터가 설치되는 구조로 구성할 수도 있다. 또한 근거리 통신 모듈이 반드시 지그비에 한정되는 것은 아니며, 와이파이로 구성하거나, 지그비와 와이파이 통합 모듈로 구성하는 것 역시 가능하다 할 것이다. 아울러 본 발명에서는 각 하위 구역의 네트워크가 메쉬 토폴로지 형태를 이루는 것을 기준으로 설명하였지만, 본 발명이 스타형 토폴로지, 버스형 토폴로지, 링형 토폴로지 등 다른 형태의 네트워크를 구성함을 배제하는 것은 아니다.

A1,A2: 하위 구역
M1~M6: 맨홀
E1~E5: 지하 시설물
□○ : 코디네이터
○: 라우터
△: 종단기기
◎: 동글(라우터)

Claims (7)

1. 관할 지역 내의 맨홀들의 정보가 저장된 서버;
   상기 관할 지역이 복수 개의 하위 구역(A1, A2, …)으로 구분되며, 각 하위 구역에 위치하는 맨홀들에 설치된 근거리 통신 모듈끼리 그룹화되어 형성되는 네트워크; 및
   상기 하위 구역들 중 적어도 하나의 하위 구역의 네트워크에 속하는 맨홀의 근거리 통신 모듈과 근거리 통신하는 근거리 통신 모듈을 포함하고, 상기 서버와는 원거리 통신망에 의해 연결되는 단말;을 포함하고,
   상기 단말은 GPS 모듈과 내비게이션 소프트웨어를 포함하여서, 단말에 목적지 맨홀의 정보가 입력되면, 단말의 현 위치에서 목적지 맨홀까지 길 안내가 이루어지며,
   상기 단말은, 단말이 목적지 맨홀 부근에 도착하여 당해 목적지 맨홀의 근거리 통신 모듈의 통신 범위 내에 위치하게 됨으로써, 상기 단말의 근거리 통신 모듈이 당해 목적지 맨홀의 근거리 통신 모듈과 연결된 경우, 상기 단말의 근거리통신 모듈에 연결된 맨홀의 근거리 통신 모듈이 당해 목적지 맨홀의 근거리 통신 모듈임을 확인한 후, 당해 목적지 맨홀까지 정확히 찾아갈 수 있는 추가 안내가 이루어지고,
   상기 근거리 통신 모듈은 지그비 또는 지그비-와이파이 통합 모듈이며,
   상기 하위 구역의 네트워크는 메쉬 토폴로지 형태를 포함하고,
   상기 단말은 목적지 맨홀과 근거리 통신 모듈로 연결된 경우, 해당 맨홀의 정보를 서버로부터 수신하고 해당 맨홀의 정보를 서버에 업데이트하는 것이 가능한 것을 특징으로 하는 맨홀 관리 시스템.
   
2. 청구항 1에 있어서,
   상기 네트워크들과 서버는 원거리 통신망에 의해 서로 연결되어, 맨홀의 정보를 서버에 업데이트하는 것이 가능한 것을 특징으로 하는 맨홀 관리 시스템.
   
3. 청구항 1에 있어서,
   상기 하위 구역의 네트워크 내에는 1개의 코디네이터와 복수 개의 라우터가 설치되고, 상기 코디네이터와 라우터들은 하위 구역 내에 존재하는 맨홀들 또는 맨홀들 부근에 설치되며,
   상기 단말은 상기 코디네이터 또는 라우터들과 연결 가능한 라우터를 구비하는 맨홀 관리 시스템.
   
4. 청구항 1에 있어서,
   상기 단말의 근거리 통신 모듈은 동글이며, 상기 단말과 동글은 분리형으로 제작된 것을 특징으로 하는 맨홀 관리 시스템.
   
5. 청구항 1 내지 청구항 4 중 어느 한 항의 맨홀 관리 시스템을 이용한 맨홀 관리 방법으로서,
   상기 단말에 목적지 맨홀이 입력되는 단계;
   입력된 목적지 맨홀 정보에 근거하여 단말을 통해 해당 맨홀까지의 이동 경로가 안내되는 단계; 및
   해당 맨홀에서 작업이 진행된 후 단말을 통해 해당 맨홀의 작업 정보, 촬영 정보, 현황 정보 중 적어도 어느 하나의 정보가 서버로 전송되는 단계;를 포함하는 것을 특징으로 하는 맨홀 관리 방법.
   
6. 청구항 5에 있어서,
   상기 서버로 전송된 맨홀의 정보는 서버의 DB에 업데이트되는 것을 특징으로 하는 맨홀 관리 방법.
7. 삭제

Images