KR101615043B1 - 가드레일 건전성 모니터링 시스템 - Google Patents

Abstract

본 발명은 가드레일 내에 광섬유를 일체로 설치하고, 광섬유에 흐르는 광신호의 변화에 따라 건전성 허용범위와 비교 분석하는 구성을 통해 가드레일의 파손이나 변형의 정도 및 그 위치를 파악하는 가드레일 건전성 모니터링 시스템 및 방법을 제공하는 것을 목적으로 한다. 이를 위해 본 발명은 광섬유가 내재된 가드레일; 상기 가드레일의 임의의 위치에 설치되어 광신호를 주고받는 상호작용을 통해 파장 값 또는 광량을 측정하는 적어도 하나 이상의 측정모듈; 및 상기 측정모듈에 의해 측정된 파장 값 또는 광량을 입력받아 미리 설정된 건전성 허용범위와 비교 분석하고, 상기 비교 분석결과에 따라 상기 측정모듈의 위치정보와 사고발생정보를 미리 설정된 수신위치로 전송하는 제어모듈을 포함하여 구성된다. 따라서 본 발명은 가드레일 내에 광섬유를 일체로 설치하고, 광섬유에 흐르는 광신호의 변화에 따라 건전성 허용범위와 비교 분석하는 구성을 통해 가드레일의 파손이나 변형의 정도를 더욱 효과적으로 파악할 수 있으며, 가드레일이 파손 또는 변형된 위치를 정확하게 파악할 수 있는 장점이 있다.

Description

가드레일 건전성 모니터링 시스템{SYSTEM FOR MONITERING INTEGRITY OF GUIDE RAIL}

본 발명은 가드레일 건전성 모니터링 시스템에 관한 발명으로서, 더욱 상세하게는 가드레일 내에 광섬유를 일체로 설치하고, 광섬유에 흐르는 광신호의 변화에 따라 건전성 허용범위와 비교 분석하는 구성을 통해 가드레일의 파손이나 변형의 정도 및 그 위치를 파악하는 가드레일 건전성 모니터링 시스템에 관한 것이다.

일반적으로, 가드레일은 주로 교각이나 고가도로 또는 커브길 등의 도로변에 설치되는 것으로, 운전 부주의나 교통사고로 인해 차량이 도로 외부로 벗어나는 것을 방지함으로써, 대형 사고와 인명피해를 미연에 방지하기 위한 것이다.

이러한 용도로 사용되는 종래의 가드레일은 단순히 난간 형상으로 이루어져 있어서 차량이 충돌할 경우 쉽게 파손되어 복구 또는 재설치에 많은 시간과 비용이 소요되는 문제점이 있었다.

또한, 도로나 교량 상에서 사고가 발생하는 경우 사고발생사실이 신속하게 파악되지 않아서 신속한 후속처리를 하기 어렵게 되고, 일정시간 방치될 경우 사고자의 사망 또는 후속차량에 의한 연속적인 사고발생의 염려가 있다.

이와 같은 문제점을 해결하기 위한 방안으로서, 도로나 교량 상에 설치되는 가드레일을 이용하여 사고발생 즉시 사고사실과 발생위치를 파악할 수 있고, 설치가 용이하며, 제조단가가 저렴한 사고감지장치의 개발이 요구되고 있다.

예컨대, 한국 공개특허번호 제10-2010-0072931호("교통사고 감지시스템 및 감지방법")에 광케이블을 이용한 사고감지 기술이 개시되어 있다.

상기 기술은 광케이블의 특성을 이용하여 교통사고의 유무와 교통사고 발생시 사고 위치를 정확하게 추정하여 빠르게 대응할 수 있는 교통사고 감지 시스템 및 그 감지 방법으로서, 도로에 설치된 가드레일에 고정 설치된 광케이블과; 상기 광케이블이 설치된 가드레일의 시점과 종점에 구비된 주파수 송수신이 가능한 제어기와; 상기 제어기와 유무선 통신으로 연결되는 통제본부;로 구성되는 것을 특징으로 한다.

상기 기술에 따르면, 교통사고가 발생하는 경우, 통제본부에서 교통사고의 발생 유무를 실시간으로 확인할 수 있게 되어, 교통사고 발생시 사고 위치를 알 수 있고, 인명의 구조 및 사고 복구 등에 신속하게 대응할 수 있다는 장점이 있다.

그러나 상기 기술은 교통사고의 발생 유무만을 알 수 있으므로, 가드레일의 파손이나 변형의 정도를 파악하기는 어렵다.

이에 따라, 단순한 접촉사고가 일어날 경우, 가드레일의 재사용이 가능하거나 광케이블의 정상적인 동작이 가능함에도 불구하고, 신고가 접수되어 출동을 해야하는 번거로움이 발생할 수 있다.

또한 광케이블의 범위가 넓어 가드레일 또는 광케이블이 파손되거나 변형된 위치를 정확히 파악하기가 어렵다는 문제점이 있다.

한국 공개특허번호 제10-2010-0072931호(2010.07.01.)

이러한 문제점을 해결하기 위하여, 본 발명은 가드레일 내에 광섬유를 일체로 설치하고, 광섬유에 흐르는 광신호의 변화에 따라 건전성 허용범위와 비교 분석하는 구성을 통해 가드레일의 파손이나 변형의 정도 및 그 위치를 파악하는 가드레일 건전성 모니터링 시스템을 제공하는 것을 목적으로 한다.

상기한 목적을 달성하기 위하여 본 발명은 광섬유가 내재된 가드레일; 상기 가드레일의 임의의 위치에 설치되어 광신호를 주고받는 상호작용을 통해 파장 값 또는 광량을 측정하는 적어도 하나 이상의 측정모듈; 및 상기 측정모듈에 의해 측정된 파장 값 또는 광량을 입력받아 미리 설정된 건전성 허용범위와 비교 분석하고, 상기 비교 분석결과에 따라 상기 측정모듈의 위치정보와 사고발생정보를 미리 설정된 수신위치로 전송하는 제어모듈을 포함하여 구성된다.

또한, 본 발명에 따른 상기 광섬유는 플라스틱 광섬유(POF : Plastic Optical Fiber) 또는 유리 광섬유(GOF:Glass Optical Fiber) 중 어느 하나인 것을 특징으로 한다.

또한, 본 발명에 따른 상기 측정모듈은 광신호를 출력하고, 상기 출력된 광신호가 반사되어 도달하는 시간으로 파장 값을 측정하는 인테로게이터; 및 설치된 위치가 식별가능하도록 고유정보가 설정되어 일정한 간격으로 설치되고, 상기 인테로게이터로부터 입력받은 광신호를 반사하는 다수개의 반사광 센서로 구성한다.

또한, 본 발명에 따른 상기 반사광 센서는 FBG 격자센서인 것을 특징으로 한다.

또한, 본 발명에 따른 상기 제어모듈은 상기 측정모듈의 인테로게이터로부터 측정되는 파장 값을 입력받아 미리 설정된 건전성 허용범위와 비교 분석하는 연산부; 상기 연산부의 분석결과, 건전성 허용범위를 초과하면, 상기 인테로게이터와 연동하여 상기 반사광 센서의 위치를 분석하는 위치분석부; 및 상기 위치분석부에 의해 제공된 위치정보를 미리 설정된 수신위치로 전송하는 통신부로 구성한다.

또한, 본 발명에 따른 상기 위치분석부는 상기 반사광 센서의 고유정보와 상기 고유정보에 대응하는 위치정보를 저장하는 위치정보저장부; 및 상기 위치정보저장부에 저장된 위치정보를 검색하여 상기 통신부로 전송하는 위치정보제공부로 구성한다.

또한, 본 발명에 따른 상기 측정모듈은 빛을 발광하여 광신호를 출력하는 발광부; 및 상기 발광부로부터 광신호를 입력받아 광량을 측정하고, 설치된 위치의 식별이 가능하도록 고유정보가 설정된 적어도 하나 이상의 수광부로 구성한다.

또한, 본 발명에 따른 상기 제어모듈은 상기 측정모듈의 수광부로부터 측정되는 광량을 입력받아 미리 설정된 건전성 허용범위와 비교 분석하는 연산부; 상기 연산부의 분석결과, 상기 건전성 허용범위를 초과하면, 상기 수광부의 고유정보를 인식하여 상기 수광부의 위치를 분석하는 위치분석부; 및 상기 위치분석부에 의해 제공된 위치정보를 미리 설정된 수신위치로 전송하는 통신부로 구성한다.

또한, 본 발명에 따른 상기 위치분석부는 상기 수광부의 고유정보와 상기 고유정보에 대응하는 위치정보를 저장하는 위치정보저장부; 및 상기 위치정보저장부에 저장된 위치정보를 검색하여 상기 통신부로 전송하는 위치정보제공부로 구성하고, 상기 수광부의 고유정보를 인식하여 상기 위치정보제공부로 상기 고유정보를 출력하는 위치정보센서부를 더 포함하여 구성한다.

또한, 본 발명은 광섬유를 이용해 가드레일의 건전성을 모니터링하는 방법으로서, a) 측정모듈의 인테로게이터가 반사광 센서의 파장 값을 측정하는 단계; b) 상기 인테로게이터가 미리 저장된 상기 반사광 센서의 고유 파장 값을 상기 a)단계에서 측정된 파장 값과 비교하여 파장 값의 오류 여부를 판단하는 단계; c) 상기 b)단계의 판단결과, 상기 반사광 센서의 측정된 파장 값이 오류이면, 제어모듈로 제공하고, 상기 제어모듈은 오류 파장 값을 입력받아 미리 설정된 건전성 허용범위와 비교 분석하는 단계; d) 상기 c)단계의 분석결과, 상기 오류 파장 값이 건전성 허용범위를 초과하면, 상기 제어모듈이 상기 반사광 센서의 위치정보를 검색하는 단계; 및 e) 상기 d)단계에서 검색된 위치정보를 상기 제어모듈이 사고발생정보와 함께 미리 설정된 수신위치로 전송하는 단계로 구성한다.

또한, 본 발명에 따른 상기 c)단계는 상기 b)단계의 판단결과, 상기 반사광 센서의 측정된 파장 값이 정상이면, 상기 인테로게이터가 상기 반사광 센서의 파장 값을 측정하는 상기 a)단계를 다시 수행하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 한다.

또한, 본 발명에 따른 상기 d)단계는 상기 c)단계의 분석결과, 상기 오류 파장 값이 건전성 허용범위를 초과하지 않으면, 상기 인테로게이터가 상기 반사광 센서의 파장 값을 측정하는 상기 a)단계를 다시 수행하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 한다.

또한, 본 발명은 광섬유를 이용해 가드레일의 건전성을 모니터링하는 방법으로서, ⅰ) 측정모듈의 수광부가 발광부로부터 출력된 광신호를 입력받아 광량을 측정하는 단계; ⅱ) 제어모듈이 상기 수광부에 미리 저장된 고유 광량을 상기 ⅰ)단계에서 측정된 광량과 비교하여 광량 값의 오류 여부를 판단하는 단계; ⅲ) 상기 ⅱ)단계의 판단결과, 상기 측정된 광량 값이 오류이면, 상기 제어모듈은 상기 측정된 광량을 미리 설정된 건전성 허용범위와 비교 분석하는 단계; ⅳ) 상기 ⅲ)단계의 분석결과, 상기 측정된 광량이 건전성 허용범위를 초과하면, 상기 제어모듈이 상기 수광부의 위치정보를 검색하는 단계; 및 ⅴ) 상기 ⅳ)단계에서 검색된 위치정보를 상기 제어모듈이 사고발생정보와 함께 미리 설정된 수신위치로 전송하는 단계로 구성한다.

또한, 본 발명에 따른 상기 ⅲ)단계는 상기 ⅱ)단계의 판단결과, 상기 측정된 광량 값이 정상이면, 상기 측정모듈의 수광부가 발광부로부터 출력된 광신호를 입력받아 광량을 측정하는 상기 ⅰ)단계를 다시 수행하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 한다.

또한, 본 발명에 따른 상기 ⅳ)단계는 상기 ⅲ)단계의 분석결과, 상기 측정된 광량이 건전성 허용범위를 초과하지 않으면, 상기 측정모듈의 수광부가 발광부로부터 출력된 광신호를 입력받아 광량을 측정하는 상기 ⅰ)단계를 다시 수행하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 한다.

본 발명은 가드레일 내에 광섬유를 일체로 설치하고, 광섬유에 흐르는 광신호의 변화에 따라 건전성 허용범위와 비교 분석하는 구성을 통해 가드레일의 파손이나 변형의 정도를 더욱 효과적으로 파악할 수 있으며, 가드레일이 파손 또는 변형된 위치를 정확하게 파악할 수 있는 장점이 있다.

도 1 은 본 발명에 따른 가드레일 건전성 모니터링 시스템의 구성을 개략적으로 나타낸 블록도.
도 2 는 본 발명의 제1 실시예에 따른 측정모듈 및 제어모듈의 구성을 나타낸 블록도.
도 3 은 본 발명의 제1 실시예에 따른 측정모듈의 구성 및 작용을 나타낸 도면.
도 4 는 본 발명의 제1 실시예에 따른 가드레일 건전성 모니터링 시스템의 외부구성을 나타낸 사시도.
도 5 는 본 발명의 제1 실시예에 따른 가드레일 건전성 모니터링 방법을 나타낸 흐름도.
도 6 은 본 발명의 제2 실시예에 따른 측정모듈 및 제어모듈의 구성을 나타낸 블록도.
도 7 은 본 발명의 제2 실시예에 따른 가드레일 건전성 모니터링 시스템의 외부구성을 나타낸 사시도.
도 8 은 본 발명의 제2 실시예에 따른 가드레일 건전성 모니터링 방법을 나타낸 흐름도.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명에 따른 가드레일 건전성 모니터링 시스템의 바람직한 실시예를 상세하게 설명한다.

도 1은 본 발명에 따른 가드레일 건전성 모니터링 시스템의 구성을 개략적으로 나타낸 블록도이다.

도 1에 도시된 바와 같이, 본 발명에 따른 가드레일 건전성 모니터링 시스템(100)은 측정모듈(110), 제어모듈(120) 및 전원공급부(130)를 포함하여 구성된다.

상기 측정모듈(110)은 가드레일(101)의 임의의 위치에 설치되어 광신호를 주고받는 상호작용을 통해 파장 값 또는 광량을 측정하는 것으로서, 광섬유(113)에 연결되어 상기 광섬유(113) 내에 흐르는 광신호를 입력하거나 출력하는 기능을 수행한다.

또한, 상기 측정모듈(110)은 광신호를 통해 파장 값 또는 광량을 측정하는 기술적 범위 내에서 해당관련분야의 통상의 지식을 가진 전문가에 의해 다양한 모듈의 선택이 이루어질 수 있음은 물론이다.

여기서, 상기 광섬유(113)는 상기 측정모듈(110)이 광신호를 주고받을 수 있도록 빛의 이동통로가 되는 것으로, 그 종류는 폴리머 물질을 이용한 플라스틱 광섬유(POF : Plastic Optic Fiber)가 바람직하나, 실리카로 이루어진 유리 광섬유(GOF:Glass Optical Fiber)가 사용될 수도 있으며, 이에 한정되지 않고 해당관련분야의 통상지식을 가진 전문가에 의해 굴절률 분포, 빛의 전파 형태, 재료 및 제조 공법을 고려하여 다양한 광섬유 선택이 가능하다.

예컨대, 상기 플라스틱 광섬유는 코어 재료로 플라스틱을 사용한 광섬유로서, 유연성이 뛰어나고, 코어 직경이 굵어 설치 및 시공이 용이할 뿐만 아니라, 가격 또한 저렴하다.

특히, 불소수지코어 지름의 플라스틱 광섬유는 100m까지 10Gbps, 500m까지 2.5Gbps의 광대역 특성을 가지고 있어, 방송과 통신의 통합이 예상되는 홈 네트워크나 댁내 통신망의 인프라 매체로서 기대되고 있다.

또한, 상기 유리 광섬유는 수십Gbps에 달하는 매우 높은 광대역 특성을 가지므로 장거리 통신에 적합하며, 무게가 비교적 가볍고, 전자방해에 대한 영향이 적어 안정성이 높다.

이러한 효과는 본 발명에 따른 가드레일 건전성 모니터링 시스템의 모니터링을 보다 효율적으로 달성토록 한다.

상기 제어모듈(120)은 상기 측정모듈(110)에 측정되는 값에 따라, 위치정보제공을 제어하는 것으로서, 상기 측정모듈(110)에 의해 측정된 파장 값 또는 광량 값을 입력받아 미리 설정된 건전성 허용범위와 비교 분석하고, 상기 측정모듈(110)과 연동하여 제공되는 위치정보를 유/무선 통신회로를 통해 미리 설정된 수신 위치로 전송하도록 구성된다.

상기 전원공급부(130)는 상기 측정모듈(110) 또는 상기 제어모듈(120)에 전원을 공급하는 것으로, 전원선을 통한 AC전원 및 DC전원공급방식이 사용될 수 있으며, 이에 한정되지 않고 1차 전지 또는 2차 전지 등의 배터리를 이용한 무선 전원공급방식이 이루어질 수도 있다.

한편, 본 발명에서는 상술한 측정모듈(110)의 구성을 2가지 실시예로 제안하고 있으며, 상기 각각의 실시예에 따라, 상기 측정모듈(110) 및 상기 제어모듈(120)의 하위구성을 더 구체적으로 설명하면 다음과 같다.

(제1 실시예 - 파장 값 측정)

도 2는 본 발명의 제1 실시예에 따른 측정모듈 및 제어모듈의 구성을 나타낸 블록도이고, 도 3은 본 발명의 제1 실시예에 따른 측정모듈의 구성 및 작용을 나타낸 도면이며, 도 4는 본 발명의 제1 실시예에 따른 가드레일 건전성 모니터링 시스템의 외부구성을 나타낸 사시도이고, 도 5는 본 발명의 제1 실시예에 따른 가드레일 건전성 모니터링 방법을 나타낸 흐름도이다.

도 2 내지 도 4에 나타낸 바와 같이, 본 발명의 제1 실시예에 따른 상기 측정모듈(110)은 인테로게이터(111) 및 반사광 센서(112)를 포함하여 구성된다.

상기 인테로게이터(111)는 광신호를 출력하고 상기 출력한 광신호가 반사되어 도달하는 시간으로 파장 값을 측정하는 것으로서, 상기 가드레일(101)에 형성된 삽입홈(101a)을 통해 삽입되어 설치될 수 있다.

상기 반사광 센서(112)는 상기 인테로게이터(111)로부터 입력받은 광신호를 상기 인테로게이터(111)로 다시 반사하도록 구성된 것으로, 상기 광섬유(113) 내에 일정한 간격으로 다수개 설치된다.

또한, 상기 반사광 센서(112)는 설치된 위치를 식별할 수 있도록 고유정보가 설정될 수 있으며, 이때, 상기 고유정보는 제품별 코드 또는 고유의 파장 값 등이 포함된다.

여기서, 본 실시예에 따른 상기 반사광 센서(112)는 FBG 격자센서가 바람직하나, 상기 반사광 센서(112)를 다수개 배치하여, 각각의 특징적인 반사율을 갖도록 하는 본 발명의 기술적 범위내에서 자유로운 선택이 이루어질 수 있고, 해당관련분야의 통상지식을 가진 전문가에 의해 다양한 변경설계가 가능함은 물론이다.

도 3과 같이, 상기 광섬유(113)에 가공된 상기 반사광 센서(112) 즉, FBG 격자센서는 온도센서(미도시)와 함께 작용할 수 있고, 격자를 통해 상기 인테로게이터(111)에서 출력된 광신호를 반사하는 특성을 갖는다.

도면을 참조하여 좀 더 구체적으로 설명하면, 상기 인테로게이터(111)는 입사광을 출력하고, 상기 출력된 입사광은 각각의 반사광 센서(112a, 112b, 112c)에 순서대로 접촉하면서 반사 및 투과된다.

상기 각각의 반사광 센서(112a, 112b, 112c)로부터 반사된 빛의 파장은 응력이나 온도에 의해 생성되는 점진적 변형률에 비례하는 값만큼 시프트 될 수 있고, 상기 인테로게이터(111)는 이러한 파장 값을 측정한다.

상기 인테로게이터(111)에는 상기 반사광 센서(112)의 고유정보가 미리 저장되어 있을 수 있으며, 상기 인테로게이터(111)는 상기 측정된 파장 값과 상기 미리저장된 반사광 센서(112)의 고유 파장 값을 비교하여 오류를 판단하고, 오류 발생시 해당되는 반사광 센서(112)의 제품별 코드 및 오류 파장 값을 상기 제어모듈(120)로 출력한다.

도 2를 참조하여, 본 발명의 제1 실시예에 따른 상기 제어모듈(120)은 연산부(121), 위치분석부(122) 및 통신부(123)를 포함하여 구성된다.

상기 연산부(121)는 상기 측정모듈(110)로부터 측정된 오류 파장 값을 분석하는 것으로, 상기 측정모듈(110)의 인테로게이터(111)로부터 반사광 센서(112)의 오류 파장 값을 입력받아 미리 설정된 건전성 허용범위와 비교 분석하는 기능을 수행한다.

여기서, 건전성 허용범위란 상기 가드레일(101)이 파손 및 변형 시에도 정상적인 기능을 수행할 수 있는 범위를 의미하며, 이는 상기 가드레일(101)의 재질 및 상기 광섬유(113)의 종류에 따라 달라질 수 있으므로, 해당관련분야의 전문가에 의해 다양하게 설정될 수 있음은 물론이다.

또한, 상기 건전성 허용범위의 단위는 상기 인테로게이터(111)의 측정값과 비교가 용이하도록 파장 값의 단위를 사용하는 것이 바람직하다.

상기 위치분석부(122)는 상기 연산부(121)의 비교 분석결과, 건전성 허용범위를 초과하면, 상기 측정모듈(110)의 인테로게이터(111)로부터 반사광 센서(112)의 고유정보를 입력받아 위치를 분석하는 것으로, 위치정보저장부(122a) 및 위치정보제공부(122b)를 포함하여 구성된다.

상기 위치정보저장부(122a)는 상기 반사광 센서(112)의 고유정보와 상기 고유정보에 대응하는 위치정보를 저장하는 기능을 수행한다.

즉, 상기 고유정보는 제품별 코드가 될 수 있으며, 상기 위치정보저장부(122a)에는 상기 제품별 코드에 따라 상기 반사광 센서(112)가 설치된 각각의 위치정보가 저장된다.

상기 위치정보제공부(122b)는 상기 통신부(123)로 위치정보를 제공하는 것으로, 상기 인테로게이터(111)와 연동하여 상기 반사광 센서(112)의 고유정보를 입력받아 상기 위치정보저장부(122a)에 저장된 위치정보를 검색하고, 상기 통신부(123)로 전송한다.

상기 통신부(123)는 상기 위치분석부(122)를 통해 제공된 위치정보를 상기 가드레일(101)을 관리하는 특정장소로 알리도록 구성된 것으로, 상기 위치분석부(122)의 위치정보제공부(122b)에 의해 검색된 위치정보를 유/무선 통신회로를 통해 사고발생정보와 함께 미리 설정된 수신위치로 전송한다.

예컨대, 상기 수신위치는 상기 가드레일(101)을 재수리하거나, 사고발생시 사고를 처리할 수 있는 도로공사, 관공서, 119 신고센터 등이 바람직하다.

또한, 도면에 도시하지는 않았지만 별도의 단말기(미도시)를 더 포함하여 상기 단말기에 전화번호 등을 저장하여 사고발생 또는 가드레일 건전성 허용범위 초과시 자동적으로 연결되도록 미리 설정할 수도 있다.

한편, 상기 측정모듈(110) 및 상기 제어모듈(120)은 도 1의 설명에서 언급했듯이, 상기 전원공급부(130)에 의해 전원이 공급될 수 있으며, 상기 전원공급부(130)는 도 4와 같이, 별도의 전원장치(130a) 또는 가로등(130b) 등의 인근전원장치가 될 수도 있다.

이는 후술될 제2 실시예에서도 동일한 설명임을 미리 언급하는 바이다.

이하, 도 5를 참조하여 상술한 구성에 따른 가드레일 건전성 모니터링 방법을 구체적으로 후술한다.

도 5에 도시한 바와 같이, 본 발명의 제1 실시예에 따른 가드레일 건전성 모니터링 방법은 파장측정단계(S100), 오류 여부 판단단계(S200), 건전성 허용범위 비교분석단계(S300), 건전성 허용범위 초과 여부 판단단계(S400), 위치분석단계(S500) 및 위치정보 전송단계(S600)를 포함하여 구성된다.

먼저, 상기 S100단계의 파장측정단계에서는, 상기 인테로게이터(111)가 광신호를 출력하여 상기 반사광 센서(112)로 향하도록 하고, 상기 반사광 센서(112)는 상기 인테로게이터(111)에 각각의 파장 값이 측정되도록 상기 인테로게이터(111)로 광신호를 반사한다.

상기 인테로게이터(111)는 반사된 광신호를 입력받아 상기 반사광 센서(112)의 각 파장 값을 측정하고, 상기 S200단계로 진행된다.

상기 S200단계의 오류 여부 판단단계에서는, 상기 인테로게이터(111)가 미리 저장된 상기 반사광 센서(112)의 고유 파장 값을 상기 S100단계에서 측정된 파장 값과 비교하여 오류 여부를 판단한다.

상기 S200단계에서 파장 값의 오류로 판단되면 상기 S300단계로 진행되고, 상기 파장 값이 정상으로 판단되면, 상기 인테로게이터(111)가 광신호를 출력하여 상기 반사광 센서(112)로 향하도록 하고, 상기 반사광 센서(112)는 상기 인테로게이터(111)에 각각의 파장 값이 측정되도록 상기 인테로게이터(111)로 광신호를 반사하는 상기 S100단계를 다시 수행한다.

상기 S300단계의 비교분석단계에서는, 상기 인테로게이터(111)가 상기 반사광 센서(112)의 오류 파장 값을 상기 제어모듈(120)의 연산부(121)로 제공하고, 상기 연산부(121)는 오류 파장 값을 입력받아 미리 설정된 건전성 허용범위와 비교 분석한다.

상기 S400단계의 건전성 허용범위 초과 여부 판단단계에서는, 상기 연산부(121)에 의해 비교 분석된 결과가 건전성 허용범위 초과로 판단되면, 상기 S500단계로 진행되고, 상기 비교 분석된 결과가 건전성 허용범위 정상으로 판단되면, 전술하여 설명한 상기 S100단계를 다시 수행한다.

상기 S500단계의 위치분석단계에서는, 상기 제어모듈(120)의 위치분석부(122)가 상기 측정모듈(110)의 인테로게이터(111)로부터 오류를 발생시킨 반사광 센서(112)의 제품별 코드를 입력받고, 그에 대응하는 위치정보를 검색한다.

상기 S600단계의 위치정보 전송단계에서는, 상기 S500단계를 통해 검색된 위치정보를 상기 제어모듈(120)의 통신부(123)가 사고발생정보와 함께 미리 설정된 수신위치로 전송한다.

(제2 실시예 - 광량 측정)

도 6은 본 발명의 제2 실시예에 따른 측정모듈 및 제어모듈의 구성을 나타낸 블록도이고, 도 7은 본 발명의 제2 실시예에 따른 가드레일 건전성 모니터링 시스템의 외부구성을 나타낸 사시도이며, 도 8은 본 발명의 제2 실시예에 따른 가드레일 건전성 모니터링 방법을 나타낸 흐름도이다.

도 6 내지 도 7에 나타낸 바와 같이, 상기 제2 실시예에 따른 가드레일 건전성 모니터링 시스템(100')은 측정모듈(110'), 제어모듈(120'), 전원공급부(130)를 포함하여 구성된다.

상기 측정모듈(110')은 상기 가드레일(101)의 임의의 위치에 설치되어 광신호를 주고받는 상호작용을 통해 광량을 측정하도록 구성된 것으로, 발광부(111') 및 수광부(112')를 포함하여 구성된다.

상기 발광부(111')는 빛을 발광하여 광신호를 출력하는 것으로서, 상기 가드레일(101)에 형성된 삽입홈(101a)을 통해 삽입되어 설치될 수 있다.

상기 발광부(111')는 발광소자(적외선 다이오드)를 이용한 발광센서가 사용될 수 있고, 임의의 광량이 측정되도록 광신호를 출력하는 기술적 범위 내에서 다양한 변경설계가 가능하다.

또한, 경우에 따라서는 상기 제1 실시예의 인테로게이터(111)가 사용될 수도 있다.

상기 수광부(112')는 상기 발광부(111')로부터 광신호를 입력받아 광량을 측정하도록 구성된 것으로, 상기 광섬유(113)의 일측에 연결되고, 그 개수는 상기 발광부(111')의 개수에 대응하도록 설치될 수 있다.

즉, 상기 수광부(112')는 적어도 하나 이상이 설치되는 것이 바람직하다.

또한, 상기 수광부(112')는 상기 발광부(111')의 광량을 정확하게 측정할 수 있도록 Area디텍터를 사용하는 것이 바람직하나, CCD센서, CMOS센서 등이 사용될 수도 있으며, 이에 한정되지 않고 통상의 지식을 가진 전문가에 의해 다양한 변경설계가 가능함은 물론이다.

또한, 상기 수광부(112')는 설치된 위치를 식별할 수 있도록 고유정보가 설정될 수 있으며, 이때, 고유정보는 제품별 코드 또는 측정되는 고유 광량 등이 포함된다.

도면을 참조하여 좀 더 구체적으로 설명하면, 상기 발광부(111')는 입사광을 출력하고, 상기 출력된 입사광은 상기 수광부(112')로 입력된다.

상기 수광부(112')에 입력된 입사광은 상기 수광부(112')를 통해 그 광량이 측정되고, 상기 측정된 광량은 상기 제어모듈(120')로 출력된다.

도 6을 참조하여, 본 발명의 제2 실시예에 따른 상기 제어모듈(120')은 상기 측정모듈(110')에 의해 측정된 광량을 입력받아 미리 설정된 건전성 허용범위와 비교 분석하고, 상기 비교 분석결과에 따라 상기 측정모듈(110')의 위치정보와 사고발생정보를 미리 설정된 수신위치로 전송하도록 구성된 것으로, 연산부(121'), 위치분석부(122') 및 통신부(123)를 포함하여 구성된다.

상기 연산부(121')는 상기 측정모듈(110')로부터 측정된 광량을 분석하는 것으로, 상기 측정모듈(110')의 수광부(112')로부터 측정된 광량을 입력받아 미리 설정된 건전성 허용범위와 비교 분석하는 기능을 수행한다.

이때, 건전성 허용범위의 단위는 상기 수광부(112')의 측정값과 비교가 용이하도록 광량 값의 단위를 사용하는 것이 바람직하다.

상기 위치분석부(122')는 상기 수광부(112')에서 측정되는 광량의 변화를 실시간으로 인식하고, 상기 연산부(121')의 비교 분석결과, 건전성 허용범위를 초과하면, 상기 수광부(112')의 위치를 분석하는 것으로, 위치정보저장부(122a), 위치정보제공부(122b') 및 위치정보센서부(122c)를 포함하여 구성된다.

상기 위치정보저장부(122a)는 상기 수광부(112')의 고유정보와 상기 고유정보에 대응하는 위치정보를 저장하는 기능을 수행한다.

여기에서도, 상기 고유정보는 제1 실시예와 동일하게 제품별 코드가 될 수 있으며, 상기 위치정보저장부(122a)에는 상기 제품별 코드에 따라 상기 수광부(112')가 설치된 각각의 위치정보가 저장된다.

상기 위치정보제공부(122b')는 상기 통신부(123)로 위치정보를 제공하는 것으로, 후술되는 위치정보센서부(122c)가 상기 고유정보를 인식함에 따라 상기 위치정보저장부(122a)에 저장된 위치정보를 검색하여 상기 통신부(123)로 전송한다.

상기 위치정보센서부(122c)는 상기 수광부(112')의 광량 오류를 감지하고, 상기 광량 오류에 해당하는 수광부(112')의 고유정보를 인식할 수 있도록 구성된 것으로, 상기 인식된 고유정보, 즉, 제품별 코드를 상기 위치정보제공부(122b')로 출력한다.

상기 통신부(123)는 상기 위치분석부(122')를 통해 제공된 위치정보를 상기 가드레일(101)을 관리하는 특정장소로 알리도록 구성된 것으로, 그 기능 및 구성이 제1 실시예와 같으므로, 더 구체적인 설명은 생략한다.

이하, 도 8을 참조하여 상술한 구성에 따른 가드레일 건전성 모니터링 방법을 구체적으로 후술한다.

도 8에 도시한 바와 같이, 본 발명의 제2 실시예에 따른 가드레일 건전성 모니터링 방법은 광량측정단계(S100'), 오류 여부 판단단계(S200'), 건전성 허용범위 비교분석단계(S300'), 건전성 허용범위 초과 여부 판단단계(S400'), 위치분석단계(S500') 및 위치정보 전송단계(S600)를 포함하여 구성된다.

먼저, 상기 S100'단계의 광량측정단계에서는, 상기 측정모듈(110')의 발광부(111')가 광신호를 출력하여 상기 수광부(112')로 향하도록 하고, 상기 수광부(112')는 출력된 광신호를 입력받아 광량을 측정한다.

상기 S200'단계의 오류 여부 판단단계에서는, 상기 제어모듈(120')의 위치분석부(122')에 구성된 위치정보센서부(122c)가 실시간으로 광량의 변화를 감지하고, 상기 수광부(112')에 미리 저장된 고유 광량을 상기 S100'단계에서 측정된 광량과 비교하여 오류 여부를 판단한다.

상기 S200'단계에서 상기 측정된 광량 값이 오류로 판단되면, 상기 S300'단계로 진행되고, 상기 측정된 광량 값이 정상으로 판단되면, 상기 측정모듈(110')의 발광부(111')가 광신호를 출력하여 상기 수광부(112')로 향하도록 하고, 상기 수광부(112')는 출력된 광신호를 입력받아 광량을 측정하는 상기 S100'단계를 다시 수행한다.

상기 S300'단계의 비교분석단계에서는, 상기 수광부(112')가 측정된 오류 광량을 상기 제어모듈(120')의 연산부(121')로 제공하고, 상기 연산부(121')는 오류 광량을 입력받아 미리 설정된 건전성 허용범위와 비교 분석한다.

상기 S400'단계의 건전성 허용범위 초과 여부 판단단계에서는, 상기 연산부(121')에 의해 비교 분석된 결과가 건전성 허용범위 초과로 판단되면, 상기 S500'단계로 진행되고, 상기 비교 분석된 결과가 건전성 허용범위 정상으로 판단되면, 전술하여 설명한 상기 S100'단계를 다시 수행한다.

상기 S500'단계의 위치분석단계에서는, 상기 위치정보제공부(122b')가 위치정보센서부(122c)로부터 광량 오류에 해당하는 수광부(112')의 제품별 코드를 입력받고, 상기 위치정보제공부(122b')가 상기 위치정보저장부(122a)에서 상기 제품별 코드에 대응하는 위치정보를 검색한다.

상기 S600단계의 위치정보 전송단계에서는, 상기 S500'단계를 통해 검색된 위치정보를 상기 제어모듈(120')의 통신부(123)가 사고발생정보와 함께 미리 설정된 수신위치로 전송한다.

따라서, 본 발명은 가드레일 내에 광섬유를 일체로 설치하고, 광섬유에 흐르는 광신호의 변화에 따라 건전성 허용범위와 비교 분석하는 구성을 통해 가드레일의 파손이나 변형의 정도를 더욱 효과적으로 모니터링할 수 있게 된다.

또한, 일정한 간격으로 설치된 측정모듈과 상기 측정모듈의 위치정보를 분석하는 제어모듈을 통해 파손 또는 변형된 위치를 정확하게 파악할 수 있는 장점이 있다.

나아가, 사고발생시 미리 설정된 수신위치로 위치정보와 함께 사고발생정보를 자동적으로 전송하는 구성을 통해 더욱 신속한 사고처리를 제공할 수 있다.

상기와 같이, 본 발명의 바람직한 실시 예를 참조하여 설명하였지만 해당 기술 분야의 숙련된 당업자라면 하기의 특허청구범위에 기재된 본 발명의 사상 및 영역으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명을 다양하게 수정 및 변경시킬 수 있음을 이해할 수 있을 것이다.

또한, 본 발명의 실시예를 설명하는 과정에서 도면에 도시된 선들의 두께나 구성요소의 크기 등은 설명의 명료성과 편의상 과장되게 도시되어 있을 수 있으며, 상술된 용어들은 본 발명에서의 기능을 고려하여 정의된 용어들로서 이는 사용자, 운용자의 의도 또는 관례에 따라 달라질 수 있으므로, 이러한 용어들에 대한 해석은 본 명세서 전반에 걸친 내용을 토대로 내려져야 할 것이다.

101 : 가드레일 101a : 삽입홈
110, 110' : 측정모듈 111 : 인테로게이터
111' : 발광부 112 : 반사광 센서
112' : 수광부 113 : 광섬유
120, 120' : 제어모듈 121, 121' : 연산부
122, 122' : 위치분석부 122a : 위치정보저장부
122b, 122b' : 위치정보제공부 122c : 위치정보센서부
123 : 통신부

Claims (15)

1. 광섬유(113)가 내재된 가드레일(101);
   광신호를 출력하고, 상기 출력된 광신호가 반사되어 도달하는 시간으로 파장 값을 측정하는 인테로게이터(111)와, 설치된 위치가 식별가능하도록 고유정보가 설정되어 일정한 간격으로 설치되고, 상기 인테로게이터(111)로부터 입력받은 광신호를 반사하는 다수개의 반사광 센서(112)를 구비하며, 상기 가드레일(101)의 임의의 위치에 설치되어 광신호를 주고받는 상호작용을 통해 파장 값 또는 광량을 측정하는 적어도 하나 이상의 측정모듈(110); 및
   상기 측정모듈(110)의 인테로게이터(111)로부터 측정되는 파장 값을 입력받아 미리 설정된 건전성 허용범위와 비교 분석하는 연산부(121)와, 상기 연산부(121)의 분석결과, 건전성 허용범위를 초과하면, 상기 인테로게이터(111)와 연동하여 상기 반사광 센서(112)의 위치를 분석하는 위치분석부(122)와, 상기 위치분석부(122)에 의해 제공된 위치정보를 미리 설정된 수신위치로 전송하는 통신부(123)를 구비하고, 상기 측정모듈(110)에 의해 측정된 파장 값 또는 광량을 입력받아 미리 설정된 건전성 허용범위와 비교 분석하고, 상기 비교 분석결과에 따라 상기 측정모듈(110)의 위치정보와 사고발생정보를 미리 설정된 수신위치로 전송하는 제어모듈(120)을 포함하며,
   상기 위치분석부(122)는 상기 반사광 센서(112)의 고유정보와 상기 고유정보에 대응하는 위치정보를 저장하는 위치정보저장부(122a); 및
   상기 위치정보저장부(122a)에 저장된 위치정보를 검색하여 상기 통신부(123)로 전송하는 위치정보제공부(122b)로 구성한 것을 특징으로 하는 가드레일 건전성 모니터링 시스템.
   
2. 제 1 항에 있어서,
   상기 광섬유(113)는 플라스틱 광섬유(POF : Plastic Optical Fiber) 또는 유리 광섬유(GOF:Glass Optical Fiber) 중 어느 하나인 것을 특징으로 하는 가드레일 건전성 모니터링 시스템.
   
3. 삭제
4. 제 1 항에 있어서,
   상기 반사광 센서(112)는 FBG 격자센서인 것을 특징으로 하는 가드레일 건전성 모니터링 시스템.
   
5. 삭제
6. 삭제
7. 광섬유(113)가 내재된 가드레일(101);
   빛을 발광하여 광신호를 출력하는 발광부(111')와, 상기 발광부(111')로부터 광신호를 입력받아 광량을 측정하고, 설치된 위치의 식별이 가능하도록 고유정보가 설정된 적어도 하나 이상의 수광부(112')를 구비하며, 상기 가드레일(101)의 임의의 위치에 설치되어 광신호를 주고받는 상호작용을 통해 파장 값 또는 광량을 측정하는 적어도 하나 이상의 측정모듈(110'); 및
   상기 측정모듈(110')의 수광부(112')로부터 측정되는 광량을 입력받아 미리 설정된 건전성 허용범위와 비교 분석하는 연산부(121')와, 상기 연산부(121')의 분석결과, 상기 건전성 허용범위를 초과하면, 상기 수광부(112')의 고유정보를 인식하여 상기 수광부(112')의 위치를 분석하는 위치분석부(122')와, 상기 위치분석부(122')에 의해 제공된 위치정보를 미리 설정된 수신위치로 전송하는 통신부(123)를 구비하고, 상기 측정모듈(110')에 의해 측정된 파장 값 또는 광량을 입력받아 미리 설정된 건전성 허용범위와 비교 분석하고, 상기 비교 분석결과에 따라 상기 측정모듈(110')의 위치정보와 사고발생정보를 미리 설정된 수신위치로 전송하는 제어모듈(120')을 포함하며,
   상기 위치분석부(122')는 상기 수광부(112')의 고유정보와 상기 고유정보에 대응하는 위치정보를 저장하는 위치정보저장부(122a); 및
   상기 위치정보저장부(122a)에 저장된 위치정보를 검색하여 상기 통신부(123)로 전송하는 위치정보제공부(122b')로 구성하고,
   상기 수광부(112')의 고유정보를 인식하여 상기 위치정보제공부(122b')로 상기 고유정보를 출력하는 위치정보센서부(122c)로 구성한 것을 특징으로 하는 가드레일 건전성 모니터링 시스템.
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