KR101642862B1 - 광산 지역에서의 지진 피해 예측을 위한 시스템 및 방법 - Google Patents
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Abstract
본 발명은 석탄광산 등의 광산 지역에서 지진에 의해 발생될 수 있는 석탄가스 폭발 또는 갱도 붕괴 등의 사고를 예측함으로써, 피해를 최소화할 수 있는 광산 지역에서의 지진 피해 예측을 위한 시스템 및 방법에 관한 것으로, 광산 지역에서 발생하는 지진 신호를 감지하는 지진 감지 센서부와, 상기 지진 감지 센서부에서 감지된 지진 신호에 근거하여 지진 정보를 생성하는 지진 정보 생성부와, 광산 지역에서 발생하는 과거 지진 정보와 과거 지진 정보에 대응하여 발생된 피해 정보를 저장하는 피해 정보 데이터베이스부와, 상기 지진 정보 생성부에서 생성된 지진 정보와 상기 피해 정보 데이터베이스부에 저장된 과거 지진 정보를 비교하는 지진 정보 비교부와, 상기 지진 정보와 과거 지진 정보의 비교 결과에 근거하여 지진에 의한 광산 지역의 피해 발생 여부를 결정하는 광진 피해 결정부와, 상기 광진 피해 결정부에서 지진에 의한 광산 지역의 피해 발생이 결정되면, 상기 피해 정보 데이터베이스부에 저장된 피해 정보에 근거하여 예상 피해 정도를 결정하고, 결정된 광산 지역의 예상 피해 정도가 포함된 광진 이벤트를 생성하는 광진 피해 제어부 및 상기 광진 피해 제어부에서 생성된 광진 이벤트를 수신하여 경보를 출력하는 광진 피해 경보 출력부를 포함하는 것을 특징으로 한다.
Description
본 발명은 지진 피해 예측을 위한 시스템 및 방법에 관한 것으로, 보다 상세하게는, 석탄광산 등의 광산 지역에서 지진에 의해 발생될 수 있는 석탄가스 폭발 또는 갱도 붕괴 등의 사고를 예측함으로써, 피해를 최소화할 수 있는 광산 지역에서의 지진 피해 예측을 위한 시스템 및 방법에 관한 것이다.
일반적으로 지진은 지각 내부의 암석 내에 축적된 변형 에너지(Strain Energy)가 오랜 시간 동안 응축되었다가 암석의 탄성 한계를 초과할 때 암석이 급격하게 파괴되면서 변형 에너지가 일시적으로 방출되는 자연현상을 일컫는다.
이러한 지진이 발생할 때 전파되는 에너지에 의해 인명 및 대규모 재산 피해가 발생하게 되며 이를 최소화시키기 위한 노력들이 계속되고 있다.
지진이 발생한 후 최단 시간 내에 정확한 정보에 기초한 초동 대처가 지진 및 지진 해일로 인한 피해를 최소화하는 현실적이며 실제적인 방법으로 알려져 있다. 이를 위해 전세계적으로 지진 재해를 최소화시키기 위한 지진 조기경보 그리고 지진신속대응 체계를 구축하여 운영하고 있다.
지진 조기경보 체계는 지진 발생 시 전파되는 여러 지진파 중 가장 빠르게 전파되는 P파를 감지한 후 해당 부분의 데이터를 이용하여 지진 요소(발생 위치, 시간 및 규모)를 추정하고 관심 지역(대도시, 원자력발전소 등 주요 시설)에 실제 피해를 초래할 수 있는 S파의 세기와 예상 도달 시간에 대한 경보를 제공함으로써 해당 지역에서의 지진에 의한 피해를 대비할 수 있도록 지원하는 체계를 말한다.
지진 발생시 종파인 P파가 가장 빨리 전파되고, 뒤이어 피해가 큰 S파가 전파되는데, 상기와 같은 지진 조기경보 체계에서는 P파를 검출하여 S파가 도달하기 전 지진 발생 여부를 신속히 통보하기 위해 신속한 지진 이벤트를 검출할 필요가 있다.
일반적으로, 지진 이벤트의 신속한 검출을 위해, STA(short time average)/LTA(long time average) 방법을 이용하거나, Murdock-Hutt 이벤트 감지 기법(MHD)을 이용하였다.
STA/LTA 방법은 측정된 신호의 절대값 혹은 포락선으로부터 각각의 다른 길이의 구간 평균 비를 이용하여 지진파와 배경잡음을 구별하고, 지진파와 배경잡음의 에너지 비가 임계값을 초과하면 지진 이벤트로서 검출된다.
또한, MHD는 연속적인 원시자료에 FIR 필터를 적용한 후 순차적으로 ㅁ마말마루 P(peak)와 골 T(trough) 값을 검색하고, 실시간으로 계산되는 P-T 값을 미리 설정된 임계값과 비교하여 위상검출을 수행한 후 검출된 위상정보를 이용하여 지진 이벤트를 검출할 수 있다.
이러한, 지진신속대응 체계는 지진에 대한 정확한 정보(발생 위치, 시간, 규모 그리고 예상 피해 범위 등)를 제공하여 2차 피해 저감을 위한 국가적 차원에서의 신속대응을 지원하는 체계로 이해할 수 있다.
상기와 같은, 지진 경보 기술과 관련하여, 공개특허공보 제10-2013-0041687호는 지진 경보 모뎀, 지진 경보 시스템 및 그를 이용한 지진 경보 방법에 관한 것으로, 지진관측소에서 관측된 지진 관련 데이터를 통해 지진 상황의 위험을 알리는 경고 메시지를 실시간으로 단말기에 전송함으로써, 조기에 지진 경보를 개인에게 전송하여 지진으로부터 안전하게 대처할 수 있는 기술이 개시되고 있다.
한편, 광산 지역의 경우, 채굴 및 굴착 작업에 의해 지층에 힘이 가해지고 단층에 균열이 발생된 상태를 유지하게 된다. 이러한 경우, 지진이 발생하면 갱도가 무너질 가능성이 매우 높다는 문제점이 있다.
특히, 석탄을 채굴하는 광산의 경우, 발생된 지진에 의해 지하에 매장된 석탄 가스, 예를 들어 메탄 가스가 폭발하게 되고, 이로 인하여 갱도가 무너질 수 있는 위험성이 매우 높다.
그러나, 기존의 지진 경보 체계는 주로 재난 발생이 빈발하는 지역이나 대도시 위주로 편중되어 있기 때문에, 광산 지역에서 발생되는 지진으로 인한 가스 폭발이나 갱도의 붕괴 등으로 발생될 수 있는 피해를 예측하는데 어려움이 있다.
본 발명은 상기한 바와 같은 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로, 광산 지역에서 발생되는 초기 지진의 파형 및 강도를 검출하여, 데이터베이스로 구축된 기존의 지진 데이터와 비교한 후, 예측되는 피해 정도를 미리 파악하여 경보함으로써 가스 폭발이나 갱도 붕괴 등으로 발생될 수 있는 인명피해를 사전에 방지할 수 있는 광산 지역 지진 피해 예측을 위한 시스템 및 방법의 제공을 목적으로 한다.
그러나 본 발명의 목적은 상기에 언급된 목적으로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 목적들은 아래의 기재로부터 당업자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
상기 목적을 달성하기 위하여, 본 발명의 실시예에 따른 광산 지역에서의 지진 피해 예측 시스템은, 광산 지역에서 발생하는 지진 신호를 감지하는 지진 감지 센서부와, 상기 지진 감지 센서부에서 감지된 지진 신호에 근거하여 지진 정보를 생성하는 지진 정보 생성부와, 광산 지역에서 발생하는 과거 지진 정보와 과거 지진 정보에 대응하여 발생된 피해 정보를 저장하는 피해 정보 데이터베이스부와, 상기 지진 정보 생성부에서 생성된 지진 정보와 상기 피해 정보 데이터베이스부에 저장된 과거 지진 정보를 비교하는 지진 정보 비교부와, 상기 지진 정보와 과거 지진 정보의 비교 결과에 근거하여 지진에 의한 광산 지역의 피해 발생 여부를 결정하는 광진 피해 결정부와, 상기 광진 피해 결정부에서 지진에 의한 광산 지역의 피해 발생이 결정되면, 상기 피해 정보 데이터베이스부에 저장된 피해 정보에 근거하여 예상 피해 정도를 결정하고, 결정된 광산 지역의 예상 피해 정도가 포함된 광진 이벤트를 생성하는 광진 피해 제어부 및 상기 광진 피해 제어부에서 생성된 광진 이벤트를 수신하여 경보를 출력하는 광진 피해 경보 출력부를 포함하는 것을 특징으로 한다.
또한, 본 발명에 따른 광산 지역에서의 지진 피해 예측 시스템은, 상기 광진 피해 제어부가, 상기 광진 피해 결정부에서 지진에 의한 광산 지역의 피해가 발생되지 않는 것으로 결정되면, 지진 발생 정보만 포함된 광진 이벤트를 생성하는 것을 특징으로 한다.
또한, 본 발명에 따른 광산 지역에서의 지진 피해 예측 시스템은, 상기 피해 정보 데이터베이스부에 저장된 피해 정보는 갱도 붕괴 또는 석탄가스 폭발을 포함하는 것을 특징으로 한다.
또한, 본 발명에 따른 광산 지역에서의 지진 피해 예측 시스템은, 상기 광진 피해 경보 출력부에서 출력되는 경보는 원격지의 관리 서버에 전송되는 것을 특징으로 한다.
또한, 본 발명에 따른 광산 지역에서의 지진 피해 예측 시스템은, 상기 지진 정보 생성부에서 생성된 지진 정보는 지진의 파형 및 규모를 포함하는 것을 특징으로 한다.
또한, 본 발명에 따른 광산 지역에서의 지진 피해 예측 시스템은, 상기 지진 감지 센서부가 가속도 센서를 포함하는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 실시예에 따른 광산 지역에서의 지진 피해 예측 방법은, 지진 감지 센서부를 통해 광산 지역에서 발생하는 지진 신호를 감지하는 제 1 단계와, 지진 정보 생성부가 상기 지진 감지 센서부에서 감지된 지진 신호에 근거하여 지진 정보를 생성하는 제 2 단계와, 지진 정보 비교부가 상기 지진 정보 생성부에서 생성된 지진 정보와, 피해 정보 데이터베이스부에 저장된 광산 지역에서 발생하는 피해 정보와 대응되는 과거 지진 정보를 비교하는 제 3 단계와, 광진 피해 결정부가 상기 지진 정보와 과거 지진 정보의 비교 결과에 근거하여 지진에 의한 광산 지역의 피해 발생 여부를 결정하는 제 4 단계와, 광진 피해 제어부가 상기 광진 피해 결정부에서 지진에 의한 광산 지역의 피해 발생이 결정되면, 상기 피해 정보 데이터베이스부에 저장된 피해 정보에 근거하여 예상 피해 정도를 결정하는 제 5 단계와, 상기 광진 피해 제어부가 결정된 광산 지역의 예상 피해 정도가 포함된 광진 이벤트를 생성하는 제 6 단계 및 경보 출력부가 상기 광진 피해 제어부에서 생성된 광진 이벤트를 수신하여 경보를 출력하는 제 7 단계를 포함하는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 광산 지역에서의 지진 피해 예측 시스템 및 방법에 따르면, 광산 특히 석탄광산 지역에서 발생되는 초기 지진의 파형 및 강도를 검출하여, 데이터베이스로 구축되어 저장된 기존의 지진 데이터와 비교한 후, 발생된 초기 지진으로 예측되는 피해 정도를 미리 파악하여 경보함으로써 석탄가스 폭발이나 갱도 붕괴 등으로 발생될 수 있는 인명피해를 사전에 방지할 수 있는 이점이 있다.
도 1은, 본 발명의 실시예에 따른 광산 지역에서 지진 피해 예측을 위한 시스템의 구성을 나타내는 블럭도이다.
도 2는, 본 발명에 따른 피해 정보 데이터베이스부의 구성을 개략적으로 나타내는 블럭도이다.
도 3은, 본 발명에 따른 광진 피해 제어부의 구성을 개략적으로 나타내는 블럭도이다.
도 4는, 본 발명의 실시예에 따른 광산 지역에서 지진 피해 예측을 위한 방법을 나타내는 흐름도이다.
도 2는, 본 발명에 따른 피해 정보 데이터베이스부의 구성을 개략적으로 나타내는 블럭도이다.
도 3은, 본 발명에 따른 광진 피해 제어부의 구성을 개략적으로 나타내는 블럭도이다.
도 4는, 본 발명의 실시예에 따른 광산 지역에서 지진 피해 예측을 위한 방법을 나타내는 흐름도이다.
이하, 본 발명의 바람직한 실시 예의 상세한 설명은 첨부된 도면들을 참조하여 설명할 것이다. 하기에서 본 발명을 설명함에 있어서, 관련된 공지 기능 또는 구성에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명을 생략할 것이다.
본 발명의 개념에 따른 실시 예는 다양한 변경을 가할 수 있고 여러 가지 형태를 가질 수 있으므로 특정 실시 예들을 도면에 예시하고 본 명세서 또는 출원에 상세하게 설명하고자 한다. 그러나, 이는 본 발명의 개념에 따른 실시 예를 특정한 개시 형태에 대해 한정하려는 것이 아니며, 본 발명의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변경, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다.
어떤 구성요소가 다른 구성요소에 "연결되어" 있다거나 "접속되어" 있다고 언급된 때에는, 그 다른 구성요소에 직접적으로 연결되어 있거나 또는 접속되어 있을 수도 있지만, 중간에 다른 구성요소가 존재할 수도 있다고 이해되어야 할 것이다. 반면에, 어떤 구성요소가 다른 구성요소에 "직접 연결되어" 있다거나 "직접 접속되어" 있다고 언급된 때에는, 중간에 다른 구성요소가 존재하지 않는 것으로 이해되어야 할 것이다. 구성요소들 간의 관계를 설명하는 다른 표현들, 즉 "~사이에"와 "바로 ~사이에" 또는 "~에 이웃하는"과 "~에 직접 이웃하는" 등도 마찬가지로 해석되어야 한다.
본 명세서에서 사용한 용어는 단지 특정한 실시예를 설명하기 위해 사용된 것으로, 본 발명을 한정하려는 의도가 아니다. 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다. 본 명세서에서, "포함하다" 또는 "가지다" 등의 용어는 설시된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부분품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부분품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 광산 지역에서 지진 피해 예측을 위한 시스템의 구성을 나타내는 블럭도이고, 도 2는 피해 정보 데이터베이스부의 구성을 개략적으로 나타내는 블럭도이며, 도 3은 광진 피해 제어부의 구성을 개략적으로 나타내는 블럭도이고, 도 4는 본 발명의 실시예에 따른 광산 지역에서 지진 피해 예측을 위한 방법을 나타내는 흐름도이다.
도 1에 나타낸 바와 같이, 본 발명에 따른 광산 지역에서의 지진 피해 예측을 위한 시스템(1)은, 지진 감지 센서부(10), 지진 정보 생성부(20), 피해 정보 데이터베이스부(30), 지진 정보 비교부(40), 광진 피해 결정부(50), 광진 피해 제어부(60) 및 광진 피해 경보 출력부(70)를 포함할 수 있다.
피해 정보 데이터베이스부(30)는, 도 2에 나타낸 바와 같이, 광산 지역에서 발생된 과거 지진 정보가 저장되는 과거 지진 정보 저장부(310)와 과거 지진 정보에 대응해서 발생된 피해 정보, 예를 들어 갱도 붕괴, 석탄가스 폭발 등의 피해 정보가 저장되는 피해 정보 저장부(320)를 포함해서 구성될 수 있다.
도 1 내지 도 4를 참조하면, 광산(예를 들어, 석탄광산)지역에 설치되어, 이 광산 지역에서 발생하는 지진 신호가, 가속도 센서 등으로 이루어지는 지진 감지 센서부(10)를 통해 감지되면(S101), 지진 정보 생성부(20)에서는 지진 감지 센서부(10)에서 감지된 지진 신호에 근거하여 지진 정보를 생성할 수 있다(S102).
이 지진 정보에는 발생되는 지진의 파형 및 규모 등의 정보가 포함될 수 있다.
이후, 지진 정보 비교부(40)에서는 지진 정보 생성부(20)에서 생성된 지진 정보와, 피해 정보 데이터베이스부(30)의 과거 지진 정보 저장부(310)에 저장된 과거 지진 정보를 비교한다(S103). 이때, 지진 정보의 비교는 지진의 파형 및 규모 등을 비교할 수 있다.
광진 피해 결정부(50)는 지진 정보 비교부(40)의 비교 결과, 현재 생성된 지진 정보가 과거 지진 정보와 일치하고, 피해 정보 저장부(320)에 과거 지진 정보와 대응되는 피해 정보가 존재하는 것으로 확인되면 지진 피해 발생으로 결정하고(S105), 광진 피해 제어부(60)에 구비되는 예상 피해 결정 모듈(610)에서는 피해 정보 데이터베이스부(30)의 피해 정보 저장부(320)에 저장된 피해 정보에 근거하여 예상 피해 정도를 결정할 수 있다(S105).
그리고, 광진 피해 제어부(60)의 광진 이벤트 생성모듈(620)에서는 예상 피해 결정 모듈(610)을 통해 결정된 광산 지역의 예상 피해 정도가 포함된 광진 이벤트를 생성한다(S106).
광진 피해 경보 출력부(70)는 광진 이벤트 생성모듈(620)에서 생성된 광진 이벤트를 수신하여 경보를 출력하는 것으로(S107), 출력되는 경보는 도시하지는 않았지만, 원격지의 관리 서버(예를 들어, 지진센터 또는 기상청 등)에 전송될 수 있다.
또한, 광진 피해 결정부(50)에서 지진에 의한 광산 지역의 피해가 발생되지 않는 것으로 결정되면, 광진 피해 제어부(60)의 광진 이벤트 생성모듈(620)에서는 지진 발생 정보만 포함된 광진 이벤트를 생성하고(S108), 광진 피해 경보 출력부(70)는 지진 발생 정보만 포함된 경보를 출력할 수 있다(S109).
상기 본 발명의 내용은 도면에 도시된 실시예를 참고로 설명되었으나 이는 예시적인 것에 불과하며, 본 기술 분야의 통상의 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 타 실시예가 가능하다는 점을 이해할 것이다. 따라서 본 발명의 진정한 기술적 보호 범위는 첨부된 특허청구범위의 기술적 사상에 의해 정해져야 할 것이다.
10 : 감지 센서부
20 : 지진 정보 생서부
30 : 피해 정보 데이터베이스부
40 : 지진 정보 비교부
50 : 광진 피해 결정부
60 : 광진 피해 제어부
70 : 광진 피해 경보 출력부
20 : 지진 정보 생서부
30 : 피해 정보 데이터베이스부
40 : 지진 정보 비교부
50 : 광진 피해 결정부
60 : 광진 피해 제어부
70 : 광진 피해 경보 출력부
Claims (11)
- 광산 지역에서 발생하는 지진 신호를 감지하는 지진 감지 센서부;
상기 지진 감지 센서부에서 감지된 지진 신호에 근거하여 지진의 파형 및 규모를 포함하는 지진 정보를 생성하는 지진 정보 생성부;
광산 지역에서 발생하는 과거 지진 정보와 과거 지진 정보에 대응하여 발생된 피해 정보를 저장하는 피해 정보 데이터베이스부;
상기 지진 정보 생성부에서 생성된 지진 정보와 상기 피해 정보 데이터베이스부에 저장된 과거 지진 정보를 비교하는 지진 정보 비교부;
상기 지진 정보와 과거 지진 정보의 비교 결과에 근거하여 지진에 의한 광산 지역의 피해 발생 여부를 결정하는 광진 피해 결정부;
상기 광진 피해 결정부에서 지진에 의한 광산 지역의 피해 발생이 결정되면, 상기 피해 정보 데이터베이스부에 저장된 피해 정보에 근거하여 예상 피해 정도를 결정하고, 결정된 광산 지역의 예상 피해 정도가 포함된 광진 이벤트를 생성하는 광진 피해 제어부; 및
상기 광진 피해 제어부에서 생성된 광진 이벤트를 수신하여 경보를 출력하는 광진 피해 경보 출력부;를 포함하고,
상기 광진 피해 제어부는,
상기 광진 피해 결정부에서 지진에 의한 광산 지역의 피해가 발생되지 않는 것으로 결정되면, 지진 발생 정보만 포함된 광진 이벤트를 생성하는 것을 특징으로 하는 광산 지역에서의 지진 피해 예측 시스템.
- 삭제
- 제 1 항에 있어서,
상기 피해 정보 데이터베이스부에 저장된 피해 정보는 갱도 붕괴 또는 석탄가스 폭발을 포함하는 것을 특징으로 하는 광산 지역에서의 지진 피해 예측 시스템.
- 제 1 항에 있어서,
상기 광진 피해 경보 출력부에서 출력되는 경보는 원격지의(중앙의) 관리 서버(지진센터 또는 기상청)에 전송되는 것을 특징으로 하는 광산 지역에서의 지진 피해 예측 시스템.
- 삭제
- 제 1 항에 있어서,
상기 지진 감지 센서부는 가속도 센서를 포함하는 것을 특징으로 하는 광산 지역에서의 지진 피해 예측 시스템.
- 지진 감지 센서부를 통해 광산 지역에서 발생하는 지진 신호를 감지하는 제 1 단계;
지진 정보 생성부가 상기 지진 감지 센서부에서 감지된 지진 신호에 근거하여 지진의 파형 및 규모를 포함하는 지진 정보를 생성하는 제 2 단계;
지진 정보 비교부가 상기 지진 정보 생성부에서 생성된 지진 정보와, 피해 정보 데이터베이스부에 저장된 광산 지역에서 발생하는 피해 정보와 대응되는 과거 지진 정보를 비교하는 제 3 단계;
광진 피해 결정부가 상기 지진 정보와 과거 지진 정보의 비교 결과에 근거하여 지진에 의한 광산 지역의 피해 발생 여부를 결정하는 제 4 단계;
광진 피해 제어부가 상기 광진 피해 결정부에서 지진에 의한 광산 지역의 피해 발생이 결정되면, 상기 피해 정보 데이터베이스부에 저장된 피해 정보에 근거하여 예상 피해 정도를 결정하는 제 5 단계;
상기 광진 피해 제어부가 결정된 광산 지역의 예상 피해 정도가 포함된 광진 이벤트를 생성하는 제 6 단계; 및
경보 출력부가 상기 광진 피해 제어부에서 생성된 광진 이벤트를 수신하여 경보를 출력하는 제 7 단계;를 포함하고,
상기 제 6 단계에서,
상기 광진 피해 제어부는, 상기 광진 피해 결정부에서 지진에 의한 광산 지역의 피해가 발생되지 않는 것으로 결정되면, 지진 발생 정보만 포함된 광진 이벤트를 생성하는 것을 특징으로 하는 광산 지역에서의 지진 피해 예측 방법.
- 삭제
- 제 7 항에 있어서,
상기 피해 정보 데이터베이스부에 저장된 피해 정보는 갱도 붕괴 또는 석탄가스 폭발을 포함하는 것을 특징으로 하는 광산 지역에서의 지진 피해 예측 방법.
- 제 7 항에 있어서,
상기 제 7 단계에서,
상기 광진 피해 경보 출력부를 통해 출력되는 경보는 원격지의 관리 서버에 전송되는 것을 특징으로 하는 광산 지역에서의 지진 피해 예측 방법.
- 삭제
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