KR101684427B1 - Landslide and Debris-flow Remote Monitoring System and the method thereof - Google Patents

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KR101684427B1
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유광태
김종락
장수현
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Abstract

A remote monitoring system for a landslide and a debris flow of the present invention includes: a data logger which is installed in soil, and receives self-supporting power to measure rainfall and pore water pressure of the ground and transmit data; and a remote server which receives data regarding the measured rainfall and the pore water pressure of the ground to calculate a first pore water pressure increase rate by using precipitation duration time, rainfall intensity, and soil moisture percentage, and estimates a second pore water pressure increase rate after a predetermined time by using the calculated first pore water pressure increase rate to transmit a warning. The present invention can, in a mountainous area in which power is not constantly supplied, provide against a disaster by monitoring a possibility of a landslide or a debris flow occurring during sudden rainfall and heavy rainfall by using the relationship among rainfall, pore water pressure, and effective stress.

Description

산사태 및 토석류 원격 모니터링 시스템 및 그 방법{Landslide and Debris-flow Remote Monitoring System and the method thereof}[Background Art] Landslide and Debris-flow Remote Monitoring System and the Method Thereof [

본 발명은 산사태 및 토석류 원격 모니터링 시스템 및 그 방법에 관한 것으로, 특히 상시전원 공급이 불가능한 산간지역에서 강우, 간극수압 및 유효응력간의 관계를 이용하여 돌발강우 및 집중호우시 발생하는 산사태 및 토석류 발생 가능성을 사전에 모니터링 하여 재해에 대비할 수 있는 산사태 및 토석류 원격 모니터링 시스템 및 그 방법에 관한 것이다.The present invention relates to a system and method for remote monitoring of landslides and landslides, and more particularly, to the possibility of landslides and landslides occurring during sudden rainfall and heavy rainfall using the relationship between rainfall, pore water pressure and effective stress in mountainous areas, And a method for remote monitoring of landslides and landslides that can prepare for a disaster.

2000년 이후 국내 태풍 및 집중강우로 인한 산사태 피해가 지속적으로 발생하고 있으며, 특히 2006년 강원도 지방을 중심으로 산사태 및 토석류 피해가 크게 발생하여 재산손실을 가져왔으며, 2011년도에는 서울시 우면산 산사태로 인한 인명피해가 크게 발생하였다. 산림청 산사태정보시스템 통계보고에 의하면 2000년 이후 피해물량 당 복구비(백만원/ha)가 매년 약 10% 씩 증가하는 추세를 보이고 있다.Landslide damage caused by domestic typhoon and intensive rainfall has been continuing since 2000. In particular, landslides and destruction of landslides occurred in Gangwon Province in 2006, resulting in loss of property. In 2011, There was a great deal of damage. According to the Forest Stewards Sustainable Information System Statistical Report, the restoration cost (KRW MN / ha) per damage has increased by about 10% every year since 2000.

산사태 및 토석류로 인한 피해 증가로 인하여 토사재해 예방 및 관리에 대한 관심이 증가하였고, 2000년 후반부터 토사재해 모니터링 시스템 구축이 진행되고 있다. Due to the increased damage caused by landslides and landslides, interest in the prevention and management of the earthquake disaster has increased, and construction of a disaster monitoring system for earthquake disaster has been ongoing since late 2000.

산사태와 및 토석류와 같은 토사재해 발생지역은 대부분 도시지역 산지이며 집중강우시 발생하는 경우가 대부분이다. 일본, 홍콩, 미국 등 국외에서는 2000년 이전에 토사 재해 예경보 통합관리시스템 구축 및 운영을 하고 있으며, 이후 다른 국가에서도 지속적으로 시스템 구축을 진행하고 있다. Landslides such as landslides and landslides are mostly urban areas and most of them occur during intensive rainfall. Japan, Hong Kong, and the United States have been establishing and operating an integrated management system for earthquake disaster warning and alarm systems before 2000, and are continuing to build systems in other countries.

토사재해 모니터링 시스템은 주로 강우량 측정을 수행하며, 필요에 따라 경사계, 간극수압계, 함수량계, 진동계 등을 설치한다. 집중호우에 의한 강우량 증가는 토양내 간극수압을 증가시키고 결과적으로 유효응력 감소에 따른 산사태 혹은 토석류 발생의 원인이 된다. 토양내 함수량 증가에 따른 유효응력 감소는 선행강우시간, 강우강도 및 지질특성에 따라 달라지므로 강우량 측정만으로는 산사태 및 토석류 발생 가능성을 사전에 감지하기 매우 어렵다. 간극수압계, 함수량 및 진동계를 설치하는 경우에는 강우에 의한 지반조건 변화를 나타내는 결과에 해당하므로 이들 지표만으로 산사태 및 토석류 발생 시점을 예측하는 경우 대피 및 대응시간이 부족하게 되어 인명 및 재산피해를 최소화하기 어렵다.Soil disaster monitoring system mainly performs rainfall measurement and installs inclinometer, pore water pressure meter, water meter, vibration meter etc. as needed. Increase in rainfall due to heavy rainfall increases pore water pressure in the soil and consequently causes landslide or soil erosion due to effective stress reduction. Since the decrease of effective stress due to the increase of water content in soil depends on the preceding rainfall time, rainfall intensity and geological characteristics, it is very difficult to detect the occurrence of landslides and soils by rainfall measurement alone. If a pore pressure meter, a water content and a vibration meter are installed, it corresponds to the result indicating the change of the ground condition due to rainfall. Therefore, when the landslide and the time of occurrence of the landslide are predicted only by these indicators, It is difficult to do.

전원공급 측면의 경우 각 국가별로 구축된 산사태 및 토석류 모니터링 시스템은 크게 외부 전원을 공급하는 시스템(외부전원시스템)과 태양광 전원을 사용하여 외부 전원을 공급하지 않는 시스템(태양광전원시스템)으로 구분할 수 있다. 외부전원시스템은 상시전원으로써 충분한 전력공급이 가능하므로, 다양한 계측항목 및 카메라에 의한 영상을 동시에 모니터링할 수 있으나, 태양광전원시스템만을 사용하는 경우 비교적 전력소비량이 적은 계측항목만을 모니터링하고 있다.In terms of power supply, the landslide and soil monitoring system constructed for each country is divided into a system that supplies external power (external power system) and a system that does not supply external power by using solar power (solar power system) . Since the external power supply system can supply enough power with the constant power supply, it is possible to simultaneously monitor various measurement items and camera images. However, when only the solar power supply system is used, only the measurement items with relatively low power consumption are monitored.

국내에서 개발된 시스템도 태양광전원을 이용할 경우 강우 및 지반 계측항목만을 수집하고 있으며, 카메라를 이용한 영상감시를 위해서는 상시전원을 사용하는 경우가 대부분이다. 영상정보는 산사태 및 토석류 발생여부를 가장 확실하게 확인할 수 있는 방법이므로 산지에서 영상감시는 매우 중요한 측정항목이나 상시전원 공급이 어려운 경우에는 영상감시를 수행하지 못하는 문제점이 있다.The system developed in Korea collects only rainfall and ground measurement items when using the solar power source, and the power is always used for the video surveillance using the camera. Since video information is the most reliable method to detect occurrence of landslides and landslides, video surveillance is a very important measurement item in the mountain area. However, if it is difficult to supply power at all times, video surveillance can not be performed.

본 발명은 상시전원 공급이 불가능한 산간지역에서 강우, 간극수압 및 유효응력간의 관계를 이용하여 돌발강우 및 집중호우시 발생하는 산사태 및 토석류 발생 가능성을 사전에 모니터링 하고 재해에 대응할 수 있는 산사태 및 토석류 원격 모니터링 시스템 및 그 방법을 제공하는 것을 목적으로 한다. The present invention proactively monitors the occurrence of landslides and landslides that occur during sudden rainfall and heavy rainfall using the relationship between rainfall, pore water pressure and effective stress in mountainous areas where power supply is impossible at all times, Monitoring system and method therefor.

상기의 과제를 달성하기 위한 본 발명의 일 실시 예에 따른 산사태 및 토석류 원격 모니터링 시스템은, 토사에 설치되며 자립형 전원을 공급받아 강우량 및 지반의 간극 수압을 측정하여 데이터를 전송하는 데이터 로거; 및 상기 측정된 강우량 및 지반의 간극 수압 데이터를 전송받아 강수지속시간, 강우강도 및 토양 함수비를 이용하여 제1 간극수압증가율을 계산하고, 계산된 제1 간극수압증가율을 이용하여 소정 시간 이후의 제2 간극수압증가율을 예측하여 경보를 전송하는 원격 서버를 포함하는 점에 그 특징이 있다. According to an aspect of the present invention, there is provided a remote monitoring system for a landslide and a soil stone, the system comprising: a data logger for receiving data of a rainfall and a pore pressure of the ground, And calculating the first pore water pressure increase rate using the measured rainfall amount and the pore water pressure data of the ground by using the precipitation duration time, the rainfall intensity and the soil water content ratio, and using the calculated first pore water pressure increase rate, And a remote server for transmitting an alarm by predicting the 2 pore water pressure increase rate.

여기서, 특히 상기 데이터 로거는, 태양광 또는 풍력을 이용하여 발생된 전력을 저장하여 전원을 공급하는 전원공급 수단; 토사에 설치되어 지반 상태를 측정한 지반 정보 및 토석류 및 산사태 영상을 촬영하여 영상 정보를 전송하는 측정 수단; 상기 측정 수단에서 측정된 지반 정보 및 영상 정보를 수신하여 측정 데이터를 수집하고, 상기 전원 공급 수단 및 통신 수단을 제어하는 중앙처리 수단; 및 상기 중앙처리 수단에서 수집된 측정 데이터를 원격 서버로 전송하는 통신 수단을 포함하는 점에 그 특징이 있다.In particular, the data logger includes: power supply means for storing power generated by using sunlight or wind power to supply power; A measuring means installed in the soil to measure the ground condition and the soil stone and the landslide image and transmit the image information; Central processing means for receiving the ground information and image information measured by the measuring means and collecting measurement data, and for controlling the power supply means and the communication means; And communication means for transmitting the measurement data collected by the central processing means to a remote server.

여기서, 특히 상기 측정 수단은, 토사에 소정 간격으로 설치되어 강우량을 측정하는 강우량 센서; 토사에 소정 간격으로 설치되어 간극 수압을 측정하는 간극 수압 센서; 및 토석류 및 산사태의 상태를 촬영하여 전송하는 카메라부를 포함하는 점에 그 특징이 있다.In particular, the measuring means includes a rainfall sensor installed at a predetermined interval on the soil to measure the rainfall amount; A pore water pressure sensor installed at a predetermined interval on the soil to measure pore water pressure; And a camera unit for photographing and transmitting the state of the landslide and the landslide.

여기서, 특히 상기 전원공급 수단은, 태양광 또는 풍력을 이용하여 전력을 생산하는 전원 발생부; 상기 전원 발생부에서 생산된 전력을 저장하는 배터리; 및 상기 생산되는 전력을 제어하고, 상기 배터리 전압을 모니터링하는 전원 모듈을 포함하는 점에 그 특징이 있다.In particular, the power supply unit may include: a power generator for generating power using sunlight or wind power; A battery for storing power generated by the power generator; And a power module for controlling the produced power and monitoring the battery voltage.

여기서, 특히 상기 중앙처리수단은, 상기 측정 수단에서 측정된 전류 신호를 디지털 신호로 변환하는 신호 변환부; 상기 측정 수단, 상기 통신 수단을 제어하고, 지반 정보 및 영상 정보를 수신하여 측정 데이터를 수집하는 중앙 처리부; 상기 측정 수단에서 측정된 지반 정보 및 배터리 상태를 표시하는 디스플레이부; 상기 측정 수단에서 측정된 측정 데이터를 저장하는 메모리를 포함하는 점에 그 특징이 있다.In particular, the central processing means includes: a signal converting portion for converting the current signal measured by the measuring means into a digital signal; A central processing unit for controlling the measuring means and the communication means, receiving the ground information and the image information and collecting measurement data; A display unit for displaying the ground information and the battery condition measured by the measuring unit; And a memory for storing the measurement data measured by the measurement means.

여기서, 특히 상기 통신 수단은, 상기 측정 수단 및 상기 전원 공급 수단, 및 원격 서버와 통신하고, 고속 통신 모듈 및 저속 통신 모듈을 제어하는 통신 관리부; 상기 측정 데이터를 고속으로 전송하는 고속 통신 모듈; 및 상기 측정 데이터를 저속으로 전송하는 저속 통신 모듈을 포함하는 점에 그 특징이 있다.Here, in particular, the communication unit may include: a communication manager for communicating with the measurement unit, the power supply unit, and the remote server, and controlling the high-speed communication module and the low-speed communication module; A high-speed communication module for transmitting the measurement data at high speed; And a low-speed communication module for transmitting the measurement data at low speed.

여기서, 특히 상기 원격 서버는, 상기 데이터 로거에서 전송된 측정 데이터를 이용하여 강우지속시간, 강우강도 및 토양함수비를 연산하여 현재 상태의 제1 간극수압증가율을 계산하고, 제1 간극수압증가율을 이용하여 소정 시간 후의 제2 간극수압증가율을 예측하는 분석 모듈; 상기 분석 모듈에서 계산된 제2 간극수압증가율에 대응하여 알람 주기를 경보를 발생하는 알람 모듈; 상기 데이터 로거에서 전송된 측정 데이터 및 상기 분석 모듈에서 계산된 강우지속시간, 강우강도, 토양함수비, 제1 간극수압증가율 및 제2 간극수압증가율을 포함하는 지반 데이터를 저장하는 데이터 베이스; 및 상기 알람 모듈에서 발생된 경보를 관리자에게 전송하는 웹 서비스부를 포함하는 점에 그 특징이 있다.In particular, the remote server calculates the first pore water pressure increase rate in the current state by calculating the rainfall duration, the rainfall intensity and the soil water content ratio using the measurement data transmitted from the data logger, and calculates the first pore water pressure increase rate An analysis module for predicting a second pore pressure increase rate after a predetermined time; An alarm module for generating an alarm in response to the second pore pressure increase rate calculated by the analysis module; A database storing the measurement data transmitted from the data logger and the ground data including the rainfall duration, the rainfall intensity, the soil water content, the first pore water pressure increase rate, and the second pore water pressure increase rate calculated by the analysis module; And a web service unit for transmitting an alarm generated by the alarm module to an administrator.

여기서, 특히 상기 중앙처리 수단은 상기 전원 공급수단의 전원을 기후 상태에 대응하여 절전 모드 또는 정상 모드로 전환하여 전원 관리를 제어하는 점에 그 특징이 있다.In particular, the central processing means is characterized in that the power supply is controlled by switching the power supply of the power supply means to a power saving mode or a normal mode in response to a climate condition.

여기서, 특히 상기 중앙처리 수단은 상기 통신 모듈에서 전송되는 측정 데이터의 데이터 전송 주기 및 데이터 전송 속도를 제어하는 점에 그 특징이 있다.In particular, the central processing means is characterized in that it controls the data transmission period and the data transmission rate of the measurement data transmitted from the communication module.

또한, 상기의 과제를 달성하기 위한 본 발명의 일 실시 예에 따른 산사태 및 토석류 원격 모니터링 방법은, 자립형 전원을 공급받아 토사의 지반 상태를 측정하는 단계; 상기 측정된 지반 데이터를 수집하여 원격 서버에 전송하는 단계; 상기 전송된 지반 데이터를 이용하여 간극수압증가율을 계산하여 분석하는 단계; 및 상기 분석된 간극수압증가율에 대응하여 경보를 관리자에게 전송하는 단계를 포함하는 점에 그 특징이 있다. According to another aspect of the present invention, there is provided a remote monitoring method for a landslide and a soil stone, comprising: measuring a ground condition of a soil by receiving an independent power source; Collecting the measured ground data and transmitting the collected ground data to a remote server; Calculating and analyzing a pore water pressure increase rate using the transmitted ground data; And transmitting an alarm to the manager corresponding to the analyzed pore water pressure increase rate.

여기서, 특히 상기 지반 상태를 측정하는 단계는, 토사의 강우량, 간극 수압을 측정하고, 토석류 및 산사태의 상태를 촬영하는 점에 그 특징이 있다. Here, in particular, the step of measuring the ground condition is characterized by measuring the amount of rainfall and pore water pressure of the gravel, and photographing the state of the landslide and the landslide.

여기서, 특히 상기 자립형 전원은 태양광 또는 풍력을 이용하여 전력을 생산하여 배터리에 저장하는 점에 그 특징이 있다. In particular, the stand-alone power source is characterized in that electric power is produced using sunlight or wind power and stored in a battery.

여기서, 특히 상기 원격 서버에 전송하는 단계는, 기후에 대응하여 측정 데이터의 데이터 전송 주기 및 데이터 전송 속도를 제어하여 전송하는 점에 그 특징이 있다. Here, in particular, the step of transmitting to the remote server is characterized in that the data transmission period and the data transmission rate of the measurement data are controlled and transmitted in response to the climate.

여기서, 특히 상기 분석하는 단계는, 상기 지반 상태의 측정 데이터를 이용하여 강우지속시간, 강우강도 및 토양함수비를 연산하여 현재 상태의 제1 간극수압증가율을 계산하고, 제1 간극수압증가율을 이용하여 소정 시간 후의 제2 간극수압증가율을 예측하는 점에 그 특징이 있다. In particular, the analyzing step may include calculating the first pore water pressure increase rate in the current state by calculating the rainfall duration, the rainfall intensity, and the soil water content ratio using the measurement data of the ground condition, and using the first pore water pressure increase rate And the second pore water pressure increase rate after a predetermined time is predicted.

여기서, 특히 상기 측정하는 단계 이후, 상기 측정된 데이터를 저장하는 단계를 더 포함하는 점에 그 특징이 있다. Here, the method further includes storing the measured data, particularly after the measuring step.

여기서, 특히 상기 경보를 관리자에게 전송하는 단계에서, 상기 발생된 경보를 웹 서비스를 이용하여 관리자에게 전송하는 점에 그 특징이 있다. In particular, in transmitting the alarm to the manager, the generated alarm is transmitted to the manager using the web service.

본 발명은 상시전원이 공급되지 않는 산지에서 산사태 및 토석류 발생 수 시간 전에 감지하고 경보를 전송함으로써 인명 및 재산피해를 최소화 시킬 수 있다.The present invention can minimize the damage of life and property by sensing alarms and transmitting alarms several hours before landslides and landslides occur in a mountain where no power is always supplied.

도 1은 본 발명의 일 실시 예에 따른 산사태 및 토석류 원격 모니터링 시스템의 구성을 개략적으로 도시한 도면.
도 2는 본 발명의 토석류 및 산사태 원격 모니터링 시스템을 설치한 예를 도시한 도면.
도 3은 본 발명의 강우와 연계한 주야간 영상감지 영상 결과를 도시한 도면.
도 4는 본 발명의 강우, 간극수압 및 함수비와의 관계를 도시한 도면.
도 5는 본 발명의 간극 수압에 의한 경보 발생 적용을 위한 퍼지로직 및 기준을 도시한 도면.
도 6은 본 발명의 일 실시 예에 따른 산사태 및 토석류 원격 모니터링 방법에 대한 순서도를 개략적으로 도시한 도면.
BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS FIG. 1 is a schematic view showing the configuration of a landslide and soil stone remote monitoring system according to an embodiment of the present invention; FIG.
2 is a view showing an example in which the landslide and landslide remote monitoring system of the present invention is installed.
FIG. 3 is a diagram illustrating a day / night image sensing result associated with rainfall of the present invention. FIG.
4 is a view showing the relationship between rainfall, pore water pressure and water content of the present invention.
5 illustrates fuzzy logic and criteria for application of alarm generation by pore water pressure of the present invention;
6 is a flowchart schematically illustrating a method for remotely monitoring landslides and landslides according to an embodiment of the present invention.

본 발명은 다양한 변경을 가할 수 있고 여러 가지 실시예를 가질 수 있는 바, 특정 실시 예들을 도면에 예시하고 이를 상세한 설명을 통해 상세히 설명하고자 한다. 그러나 이는 본 발명을 특정한 실시 형태에 대해 한정하려는 것이 아니며, 본 발명의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변경, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다. While the present invention has been described in connection with certain exemplary embodiments, it is to be understood that the invention is not limited to the disclosed embodiments, but, on the contrary, is intended to cover various modifications and similarities. It is to be understood, however, that the invention is not to be limited to the specific embodiments, but includes all modifications, equivalents, and alternatives falling within the spirit and scope of the invention.

본 발명을 설명함에 있어서, 관련된 공지 기술에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우 그 상세한 설명을 생략한다. 또한, 본 명세서의 설명 과정에서 이용되는 숫자(예를 들어, 제1, 제2 등)는 하나의 구성요소를 다른 구성요소와 구분하기 위한 식별기호에 불과하다.DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS In the following description of the present invention, detailed description of known related arts will be omitted when it is determined that the gist of the present invention may be unnecessarily obscured. In addition, numerals (e.g., first, second, etc.) used in the description of the present invention are merely an identifier for distinguishing one component from another.

또한, 본 명세서에서, 일 구성요소가 다른 구성요소와 "연결된다" 거나 "접속된다" 등으로 언급된 때에는, 상기 일 구성요소가 상기 다른 구성요소와 직접 연결되거나 또는 직접 접속될 수도 있지만, 특별히 반대되는 기재가 존재하지 않는 이상, 중간에 또 다른 구성요소를 매개하여 연결되거나 또는 접속될 수도 있다고 이해되어야 할 것이다. Also, in this specification, when an element is referred to as being "connected" or "connected" with another element, the element may be directly connected or directly connected to the other element, It should be understood that, unless an opposite description is present, it may be connected or connected via another element in the middle.

이하, 첨부된 도면들을 참조하여 본 발명의 산사태 및 토석류 원격 모니터링 시스템 및 그 방법에 관하여 상세히 설명한다.DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS Hereinafter, a system and method for remotely monitoring landslides and landslides of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.

도 1은 본 발명의 일 실시 예에 따른 산사태 및 토석류 원격 모니터링 시스템의 구성을 개략적으로 도시한 도면이고, 도 2는 본 발명의 토석류 및 산사태 원격 모니터링 시스템을 설치한 예를 도시한 도면이다. FIG. 1 is a view schematically showing a configuration of a landslide and soil stone remote monitoring system according to an embodiment of the present invention, and FIG. 2 is a view showing an example of installing a soil stone and landslide remote monitoring system of the present invention.

도 1을 참조하면, 본 발명의 일 실시 예에 따른 산사태 및 토석류 원격 모니터링 시스템은, 토사에 설치되며 자립형 전원을 공급받아 강우량 및 지반의 간극 수압을 측정하여 데이터를 전송하는 데이터 로거(100); 및 상기 측정된 강우량 및 지반의 간극 수압 데이터를 전송받아 강수지속시간, 강우강도 및 토양 함수비를 이용하여 제1 간극수압증가율을 계산하고, 계산된 제1 간극수압증가율을 이용하여 소정 시간 이후의 제2 간극수압증가율을 예측하여 경보를 전송하는 원격 서버(300)를 포함한다. 즉, 상기 데이터 로거(100)는 센서, 카메라 정보를 수집하고 가공하여 원격지 서버로 데이터를 전송하는 기능을 담당하고, 상기 원격 서버(200)는 상기 데이터 로거(100)에서 전송된 정보를 저장 및 분석하여 정보를 제공하고 경보를 전송한다.Referring to FIG. 1, the system includes a data logger 100 installed in the soil and measuring the rain water pressure and the pore water pressure of the ground by receiving the independent power source and transmitting the data, according to an embodiment of the present invention. And calculating the first pore water pressure increase rate using the measured rainfall amount and the pore water pressure data of the ground by using the precipitation duration time, the rainfall intensity and the soil water content ratio, and using the calculated first pore water pressure increase rate, And a remote server 300 that transmits an alarm by predicting the 2 pore water pressure increase rate. That is, the data logger 100 is responsible for collecting and processing sensor and camera information to transmit data to a remote server, and the remote server 200 may store and transmit information transmitted from the data logger 100, Analyze and provide information and send alarms.

상기 데이터 로거(100)는, 태양광 또는 풍력을 이용하여 발생된 전력을 저장하여 전원을 공급하는 전원공급 수단(110); 토사에 설치되어 지반 상태를 측정한 지반 정보 및 토석류 및 산사태 영상을 촬영하여 영상 정보를 전송하는 측정 수단(120); 상기 측정 수단(120)에서 측정된 지반 정보 및 영상 정보를 수신하여 측정 데이터를 수집하고, 상기 전원공급 수단(110) 및 통신 수단(140)을 제어하는 중앙처리 수단(130); 및 상기 중앙처리 수단(130)에서 수집된 측정 데이터를 원격 서버로 전송하는 통신 수단(140)을 포함한다.The data logger 100 includes power supply means 110 for storing power generated by using sunlight or wind power to supply power; Measuring means (120) installed in the soil to measure the ground condition and the soil stone and the landslide image and transmit the image information; A central processing means (130) for receiving the ground information and image information measured by the measuring means (120) and collecting measurement data, and for controlling the power supply means (110) and the communication means (140); And communication means (140) for transmitting the measurement data collected by the central processing means (130) to a remote server.

상기 전원공급 수단(110)은 태양광 또는 풍력을 이용하여 전력을 생산하는 전원 발생부(111); 상기 전원 발생부(111)에서 생산된 전력을 저장하는 배터리(112); 및 상기 생산되는 전력을 제어하고, 상기 배터리(112) 전압을 모니터링하는 전원 모듈(113)을 포함한다. The power supply unit 110 includes a power generator 111 for generating power using sunlight or wind power; A battery 112 for storing power generated by the power generator 111; And a power module 113 for controlling the produced power and monitoring the voltage of the battery 112. [

상기 전원 발생부(111)는 태양광을 이용한 솔라 패널에서 전력을 생산하거나 풍력발전기에서 전력을 생산하게 된다. 즉, 산사태 및 토석류는 주로 강우에 의하여 발생하며 장마 기간에는 일조량이 부족하므로 풍력발전기를 이용하여 부족한 전원을 공급하고, 청천 시에는 태양광을 이용하여 전력을 생산하여 배터리를 충전한다. The power generation unit 111 generates electric power from a solar panel using solar light or generates electric power from a wind power generator. In other words, landslides and debris are mainly generated by rainfall, and the solar power is insufficient during the rainy season. Therefore, the wind power generator is used to supply the insufficient power, and in Cheongcheon, the power is generated by using the solar power to charge the battery.

상기 배터리(112)는 솔라패널 및 풍력발전기에서 생산되는 전력을 배터리에 저장하는 역할을 한다.The battery 112 serves to store power generated by the solar panel and the wind power generator in the battery.

상기 전원모듈(113)은 배터리 전압을 모니터링 하면서 솔라패널 및 풍력발전기에서 생산되는 전력을 제어하게 된다. 또한, 배터리 전압이 기준전압(22~23V) 이하로 저하되는 경우 통신모듈을 이용하여 원격 서버로 알람을 전송하여 관리자에게 조치 할수 있도록 한다.The power module 113 monitors the battery voltage and controls the power generated by the solar panel and the wind power generator. Also, if the battery voltage drops below the reference voltage (22 ~ 23V), the alarm is sent to the remote server using the communication module so that the manager can take action.

상기 측정 수단(120)은 강우량 센서, 간극 수압 센서 및 카메라부를 포함하여 구성된다.The measuring unit 120 includes a rainfall sensor, a pore pressure sensor, and a camera unit.

상기 강우량 센서(121)는 토사에 소정 간격으로 설치되어 우천시의 내린 강우량을 측정하게 된다. The rainfall sensor 121 is installed at a predetermined interval on the soil to measure the amount of rainfall during rain.

상기 간극 수압 센서(122)는 토사에 소정 간격으로 설치되어 간극 수압을 측정하게 된다. 즉, 각 지점의 수압을 측정하여 단위 면적당 물의 세기에 따른 흐름을 알 수 있게 된다. The pore water pressure sensor 122 is installed at a predetermined interval on the soil to measure the pore water pressure. That is, by measuring the water pressure at each point, the flow of water per unit area can be known.

도 3은 본 발명의 강우와 연계한 주, 야간 영상감지 영상 결과를 도시한 도면이다. 도 3에 도시된 바와 같이, 상기 카메라부(123)는 토석류 및 산사태의 주간 및 야간의 상태를 촬영하여 전송하게 된다. FIG. 3 is a view showing a main night image sensing result image associated with rainfall of the present invention. As shown in FIG. 3, the camera unit 123 photographs and transmits the daytime and nighttime states of the landslide and the landslide.

상기 중앙처리수단(130)은 신호 변환부(131), 중앙 처리부(132), 디스플레이부(133) 및 메모리(134)를 포함하여 구성되고, 상기 전원 공급수단(110)의 전원을 기후 상태에 대응하여 절전 모드 또는 정상 모드로 전환하여 전원 관리를 제어하고, 상기 통신 모듈(140)에서 전송되는 측정 데이터의 데이터 전송 주기 및 데이터 전송 속도를 제어하게 된다. The central processing unit 130 includes a signal conversion unit 131, a central processing unit 132, a display unit 133 and a memory 134. The power of the power supply unit 110 is switched to a climate state The power management mode is controlled by switching to the power saving mode or the normal mode in response to the control signal, and the data transmission period and the data transmission speed of the measurement data transmitted from the communication module 140 are controlled.

상기 신호 변환부(131)는 상기 측정 수단(120)의 강우량 센서 및 간극수압센서에서 발생되는 미세전류 신호를 증폭하고 이를 디지털 신호로 변환하게 된다.The signal converting unit 131 amplifies the fine current signal generated by the rain sensor and the pore pressure sensor of the measuring unit 120 and converts the amplified fine current signal into a digital signal.

상기 중앙 처리부(132)는 상기 측정 수단(120), 상기 통신 수단(140)을 제어하고, 지반 정보 및 영상 정보를 수신하여 계측자료 수집, 화면디스플레이, 통신제어, 알람 관리 및 데이터 저장기능을 수행하게 된다. The central processing unit 132 controls the measuring unit 120 and the communication unit 140 and receives the ground information and image information to perform measurement data collection, screen display, communication control, alarm management, and data storage .

보다 구체적으로, 상기 중앙 처리부(132)는 상기 전원 공급수단(110)을 제어하게 되는데 원격 모니터링 시스템이 상시전원을 사용하지 않으므로 데이터 로거(100) 전원을 최소화하여 사용하도록 관리한다. 즉, 예를 들어, 효율적인 전원관리를 위하여 강우가 발생하지 않는 청천 시에는 1시간에 1회씩 데이터 로거(100) 전원을 기동하여 지반상태 및 영상정보를 수집하고 절전 모드로 진입한다. 또한, 시간당 강우가 0.5mm 이하인 경우에는 데이터로거(100) 전원을 10분에 1회 기동하여 자료를 수집하고, 시간당 강우가 0.5mm를 초과하는 경우에는 실시간으로 정보를 수집한다. More specifically, the central processing unit 132 controls the power supply unit 110. Since the remote monitoring system does not use the normal power source, the power of the data logger 100 is minimized and managed. In other words, for efficient power management, for example, when the rain does not occur, the power of the data logger 100 is activated once per hour to collect the ground condition and image information and enter the power saving mode. When the rainfall per hour is 0.5 mm or less, the data logger 100 is operated once every 10 minutes to collect data. When the rainfall per hour exceeds 0.5 mm, information is collected in real time.

또한, 상기 중앙 처리부(132)는 상기 통신 수단(140)을 제어하여 장마철과 같이 강우지속시간이 증가하는 경우에는 송신하는 영상정보의 양이 증가하므로 영상은 고속 통신망을 사용하고, 상대적으로 데이터량 적은 지반정보는 저속통신망을 이용한다. In addition, when the duration of the rainfall increases such as in the rainy season, the central processing unit 132 controls the communication unit 140 to increase the amount of image information to be transmitted. Therefore, the image uses a high-speed communication network, Low ground information uses low speed network.

또한, 상기 중앙 처리부(132)는 배터리 전압이 기준전압 이하로 저하하는 경우에는 배터리 사용시간을 계산한 후 데이터 수집 및 통신주기를 5분에서 1시간 간격으로 조절한다.When the battery voltage drops below the reference voltage, the central processing unit 132 calculates the battery usage time and then adjusts the data collection and communication cycle at intervals of 5 minutes to 1 hour.

상기 디스플레이부(133)는 상기 측정 수단(120)에서 측정된 지반 정보 및 배터리 상태를 표시하게 된다. The display unit 133 displays the ground information and the battery condition measured by the measuring unit 120.

보다 상세하게는, 상기 디스플레이부(133)는 데이터 로거(100)의 상태를 표시하고 주요 설정을 사용자가 조절할 수 있도록 한다. 데이터 로거(100)의 상태는 배터리 전압, 강우량, 간극수압, 통신주기, 메모리 용량 등이며, 사용자는 터치스크린에서 통신주기와 알람 기준을 설정할 수 있다. More specifically, the display unit 133 displays the status of the data logger 100 and allows the user to adjust the main settings. The state of the data logger 100 is a battery voltage, a rainfall amount, a pore water pressure, a communication cycle, a memory capacity, etc., and a user can set a communication cycle and an alarm reference on the touch screen.

상기 메모리(134)는 상기 측정 수단(120)에서 측정된 지반 정보의 측정 데이터 및 영상 정보를 실시간으로 저장하게 된다. The memory 134 stores measurement data and image information of the ground information measured by the measuring unit 120 in real time.

상기 통신 수단(140)은, 상기 측정 수단(120) 및 상기 전원 공급 수단(110), 및 원격 서버(200)와 통신하고, 고속 통신 모듈(142) 및 저속 통신 모듈(143)을 제어하는 통신 관리부(141), 고속 통신 모듈(142) 및 저속 통신 모듈(143)을 포함한다.The communication unit 140 communicates with the measurement unit 120, the power supply unit 110 and the remote server 200 and performs communications with the high speed communication module 142 and the low speed communication module 143 A management section 141, a high-speed communication module 142, and a low-speed communication module 143.

상기 통신 관리부(141)는 장마철과 같이 강우지속시간이 증가하는 경우에는 송신하는 영상 정보의 양이 증가하므로 영상은 고속 통신망인 고속 통신 모듈(142)을 사용하고, 상대적으로 데이터량 적은 지반정보는 저속통신망인 저속 통신 모듈(143)을 이용한다. 여기서, 청천 시 통신주기가 1시간으로 증가하는 경우에는 저속 통신망인 저속 통신 모듈(143)을 이용한다. 즉, 데이터양이 적은 청천 시에는 고속 통신모듈을 사용하지 않으므로 불필요한 전원 사용을 최소화할 수 있다. 2개의 통신모듈 중 한 개의 통신모듈의 문제가 발생하는 경우 알람을 발생시키고 정상으로 동작하는 1개의 통신모듈을 이용하여 통신을 수행한다. 만일, 2개의 통신모듈에 모두 문제가 발생하는 경우 메모리에 측정되는 정보를 저장하고 통신이 복구된 후 저장된 정보를 원격 서버(200)로 전송한다. 이때, 만일 배터리 전압이 기준전압 이하로 저하하는 경우에는 배터리 사용시간을 계산한 후 데이터 수집 및 통신주기를 5분에서 1시간 간격으로 조절할 수 있다. 이렇게 통신 모듈을 제어하여 강우시 통신 안정성을 향상시킬 수 있게 된다. When the duration of the rainfall increases, such as the rainy season, the communication management unit 141 increases the amount of image information to be transmitted. Therefore, the high speed communication module 142, which is a high speed communication network, is used as the image, Speed communication module 143 which is a low-speed communication network. Here, when the communication cycle at the time of uncleanness is increased to one hour, the low-speed communication module 143, which is a low-speed communication network, is used. In other words, since the high-speed communication module is not used in the case of a small amount of data, the unnecessary use of the power can be minimized. When a problem occurs in one of the two communication modules, an alarm is generated and communication is performed using one communication module operating normally. If a problem arises in both communication modules, the measured information is stored in the memory and the stored information is transmitted to the remote server 200 after the communication is restored. At this time, if the battery voltage drops below the reference voltage, the battery use time can be calculated and the data collection and communication cycle can be adjusted from 5 minutes to 1 hour. In this way, the communication module can be controlled to improve the communication stability at the time of rainfall.

상기 원격 서버(200)는, 분석 모듈(210), 알람 모듈(220), 데이터 베이스(230) 및 웹 서비스부(240)를 포함하여 구성된다. The remote server 200 includes an analysis module 210, an alarm module 220, a database 230, and a web service unit 240.

상기 분석 모듈(210)은 상기 데이터 로거(100)에서 전송된 측정 데이터를 이용하여 강우지속시간, 강우강도 및 토양함수비를 연산하여 현재 상태의 제1 간극수압증가율을 계산하고, 제1 간극수압증가율을 이용하여 소정 시간 후의 제2 간극수압증가율을 예측하게 된다. The analysis module 210 calculates the first pore water pressure increase rate in the current state by calculating the rainfall duration, the rainfall intensity, and the soil water content ratio using the measurement data transmitted from the data logger 100, The second pore water pressure increase rate after a predetermined time is predicted.

보다 구체적으로, 상기 분석 모듈(210)은 산사태 및 토석류 발생 가능성에 대해 높은 신뢰도로 예측하기 위해서 강우와 지반조건을 동시에 고려하여 분석한 후, 예측하게 된다. More specifically, the analysis module 210 estimates the rainfall and the ground conditions at the same time in order to predict with high reliability about the possibility of landslides and the occurrence of landslides.

도 4는 본 발명의 강우, 간극수압 및 함수비와의 관계를 도시한 도면이다. 4 is a view showing the relationship between rainfall, pore water pressure and water content of the present invention.

도 4에 도시된 바와 같이, 지반 유효 응력을 감소시키는 원인인 강우와 간극수압과의 관계를 예측할 수 있다. 일반적으로 지반 내 유효 응력과 간극수압과의 관계식은 하기 수식 1과 같이 정의된다. 여기서, 간극수압은 지반 내 포함된 물의 상향수압을 의미한다.As shown in Fig. 4, it is possible to predict the relationship between the rain water pressure and the pore water pressure, which is the cause of reducing the ground effective stress. Generally, the relationship between the effective stress in the soil and the pore water pressure is defined as follows. Here, the pore water pressure refers to the upward water pressure of the water contained in the ground.

수식 1 Equation 1

Figure 112016037585212-pat00001
Figure 112016037585212-pat00001

Figure 112016037585212-pat00002
Figure 112016037585212-pat00002

도 4에서 일정 수준의 강우지속시간(5~6시간) 및 강우강도(1mm/h 이상) 지속시 약 5~6시간 후에 지반 내 간극수압이 급격히 증가함을 나타낸다. 함수비 또한 동일한 조건에서 증가하는 경향을 보이고 있으나 간극수압은 강우 강도에 비하여 1~2시간 늦게 나타나고 있는 있으며, 이에 대한 기울기는 지반특성과 관련이 있다.FIG. 4 shows that the pore water pressure in the ground rapidly increases after a certain level of rainfall duration (5 to 6 hours) and a rainfall intensity (1 mm / h or more) of about 5 to 6 hours. The water content also shows a tendency to increase under the same conditions, but the pore water pressure is 1 to 2 hours later than the rainfall intensity, and the slope is related to the soil properties.

또한, 강우지속시간, 강우강도 및 토양함수비를 이용한 제1 간극수압증가율을 수식으로 표현하면 하기 수식 2와 같이 정의할 수 있다.Also, the first pore water pressure increase rate using the rainfall duration, the rainfall intensity, and the soil water content ratio can be expressed by the following equation (2).

수식 2 Equation 2

Figure 112016037585212-pat00003
Figure 112016037585212-pat00003

여기서,

Figure 112016037585212-pat00004
here,
Figure 112016037585212-pat00004

Figure 112016037585212-pat00005
Figure 112016037585212-pat00005

Figure 112016037585212-pat00006
Figure 112016037585212-pat00006

Figure 112016037585212-pat00007
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Figure 112016037585212-pat00008
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Figure 112016037585212-pat00009
Figure 112016037585212-pat00009

Figure 112016037585212-pat00010
Figure 112016037585212-pat00010

Figure 112016037585212-pat00011
Figure 112016037585212-pat00011

상기 수식 2의

Figure 112016037585212-pat00012
는 지반특성에 따라 0에서 1 사이의 값을 가지게 되며, 지반조사 및 실내실험을 통하여 결정하며, 강우지속시간, 한계 강우강도 및 토양함수비에 따른 간극수압 증가율을 추정한다. 상기 수식 2를 이용하여 강우지속시간, 강우강도 및 토양함수비를 측정한 후 향후 5~6시간 이후의 제2 간극수압증가율을 예측하게 된다.In Equation (2)
Figure 112016037585212-pat00012
Is determined from soil investigation and laboratory tests, and the pore water pressure increase rate is estimated according to rainfall duration, marginal rainfall intensity, and soil moisture content. The rainfall duration, the rainfall intensity and the soil water content ratio are measured using Equation (2), and the second pore water pressure increase rate after 5 to 6 hours in the future is predicted.

또한, 도 5는 본 발명의 간극 수압에 의한 경보 발생 적용을 위한 퍼지로직 및 기준을 도시한 도면이다. 5 is a diagram showing fuzzy logic and criteria for application of alarm generation by pore water pressure of the present invention.

도 5에 도시된 바와 같이, 간극수압증가율이 정상범위에서 경보단계까지 진행하는 경우 퍼지 로직을 이용하여 구간 정상(30% 이하), 주의(30~70%), 경보(70% 이상)의 3단계로 추정하고 각 발생단계에 대한 신뢰도(%)를 계산한다. 각 발생단계의 퍼지확률은 다음 수식 3을 이용하여 계산한다.As shown in FIG. 5, when the pore pressure increase rate is in the range from the normal range to the alarming range, the fuzzy logic is used to set the normal (30% or less), caution (30-70% And estimates the reliability (%) for each generation step. The fuzzy probability of each generation step is calculated using the following equation (3).

수식 3Equation 3

Figure 112016037585212-pat00013
Figure 112016037585212-pat00013

여기서,

Figure 112016037585212-pat00014
= 매개변수로써 기본 값은 각각 1이며, 현장조건에 따라 조절하여 사용하게 된다.here,
Figure 112016037585212-pat00014
= Parameter, the default value is 1, and it is adjusted according to the field conditions.

이러한 분석을 통한 예측은 일기예보에서 강우 확률과 같은 개념으로써 정상에서 주의 혹은 주의에서 경보 단계로의 진입 이전에 발생 가능성에 대한 신뢰도 값을 백분율로 제공함으로써 급격한 단계 변화 시 사전에 인지할 수 있도록 하는 역할을 한다.The prediction through this analysis is the same as the probability of precipitation in the weather forecast. It provides a percentage of confidence in the probability of occurrence before the entry into the alert phase from normal to attention or attention, so that it can be recognized in advance It plays a role.

상기 알람 모듈(220)은 상기 분석 모듈(210)에서 계산된 제2 간극수압증가율에 대응하여 정상에서 주의 혹은 주의에서 경보 단계로의 진입에 대한 알람을 발생하고 경보를 전송하게 된다. In response to the second pore pressure increase rate calculated by the analysis module 210, the alarm module 220 generates an alarm for the entry into the alarm phase from the normal state or the state of attention, and transmits an alarm.

상기 데이터 베이스(230) 상기 데이터 로거에서 전송된 측정 데이터 및 상기 분석 모듈에서 계산된 강우지속시간, 강우강도, 토양함수비, 제1 간극수압증가율 및 제2 간극수압증가율을 포함하는 지반 데이터 및 영상 데이터를 저장한다.The data base 230 is a data logger for storing the measurement data transmitted from the data logger and the ground data including the rainfall duration, the rainfall intensity, the soil water content, the first pore water pressure increase rate and the second pore water pressure increase rate calculated by the analysis module, / RTI >

상기 웹 서비스부(240)는 상기 알람 모듈(220)에서 발생된 경보를 관리자에게 전송한다. 즉, 알람이 발생하는 경우 문자메시지 혹은 이메일로 관리자에게 경보내용을 전송하게 된다.The web service unit 240 transmits an alarm generated by the alarm module 220 to the manager. That is, when an alarm occurs, the alarm content is transmitted to the administrator through a text message or e-mail.

또한, 도 6은 본 발명의 일 실시 예에 따른 산사태 및 토석류 원격 모니터링 방법에 대한 순서도를 개략적으로 도시한 도면이다. 도 6에 도시된 바와 같이, 본 발명의 일 실시 예에 따른 산사태 및 토석류 원격 모니터링 방법은, 먼저 자립형 전원을 공급받아 토사의 지반 상태를 측정하는 단계가 수행된다(S601). 6 is a flowchart schematically illustrating a method of remotely monitoring a landslide and a soil stone according to an embodiment of the present invention. As shown in FIG. 6, in the method for remotely monitoring landslides and landslides according to an embodiment of the present invention, the ground state of the soil is measured by receiving a self-standing power source (S601).

보다 구체적으로, 상기 지반 상태의 측정은 토사의 강우량, 간극 수압을 측정하고, 토석류 및 산사태의 상태를 카메라로 촬영하여 영상 정보를 얻게 된다.More specifically, the measurement of the ground condition measures the amount of rainfall and pore water pressure of the earth, and the state of the landslide and the landslide is photographed with a camera to obtain image information.

그리고 상기 측정된 데이터를 저장하는 단계가 수행된다(S602). 여기서, 상기 자립형 전원은 태양광 또는 풍력을 이용하여 전력을 생산하여 배터리에 저장하게 된다. Then, the measured data is stored (S602). Here, the stand-alone power source generates electric power by using sunlight or wind power and stores it in the battery.

그 다음, 상기 측정된 지반 데이터를 수집하여 원격 서버에 전송하는 단계가 수행된다(S603). 여기서, 기후에 대응하여 측정 데이터의 데이터 전송 주기 및 데이터 전송 속도를 제어하여 전송하게 된다. Then, the measured ground data is collected and transmitted to a remote server (S603). Here, the data transmission period and the data transmission rate of the measurement data are controlled in accordance with the climate and transmitted.

보다 구체적으로, 원격 모니터링 시스템의 효율적인 전원관리를 위하여 강우가 발생하지 않는 청천 시에는 1시간에 1회씩 데이터 로거(100) 전원을 기동하여 지반상태 및 영상정보를 수집하고 절전 모드로 진입한다. 또한, 시간당 강우가 0.5mm 이하인 경우에는 데이터로거(100) 전원을 10분에 1회 기동하여 자료를 수집하고, 시간당 강우가 0.5mm를 초과하는 경우에는 실시간으로 정보를 수집하여 전송하게 된다. More specifically, in order to efficiently manage the power of the remote monitoring system, the power source of the data logger 100 is activated once per hour to collect the ground condition and the image information and enter the power saving mode when the rain is not generated. When the rainfall per hour is 0.5 mm or less, the power of the data logger 100 is activated once every 10 minutes to collect data. When the rainfall per hour exceeds 0.5 mm, information is collected and transmitted in real time.

또한, 장마철과 같이 강우지속시간이 증가하는 경우에는 송신하는 영상 정보의 양이 증가하므로 영상은 고속 통신망을 사용하고, 상대적으로 데이터량 적은 지반정보는 저속통신망을 이용한다. 즉, 데이터양이 적은 청천 시에는 고속 통신모듈을 사용하지 않으므로 불필요한 전원 사용을 최소화할 수 있다. 2개의 통신모듈 중 한 개의 통신모듈의 문제가 발생하는 경우 알람을 발생시키고 정상으로 동작하는 1개의 통신모듈을 이용하여 통신을 수행한다. 만일, 2개의 통신모듈에 모두 문제가 발생하는 경우 메모리에 측정되는 정보를 저장하고 통신이 복구된 후 저장된 정보를 원격 서버(200)로 전송한다.Also, when the duration of rainfall increases as in the rainy season, the amount of image information to be transmitted increases, so that the image uses the high-speed communication network and the low-capacity ground information uses the low-speed communication network. In other words, since the high-speed communication module is not used in the case of a small amount of data, the unnecessary use of the power can be minimized. When a problem occurs in one of the two communication modules, an alarm is generated and communication is performed using one communication module operating normally. If a problem arises in both communication modules, the measured information is stored in the memory and the stored information is transmitted to the remote server 200 after the communication is restored.

이어서, 상기 전송된 지반 데이터를 이용하여 간극수압증가율을 계산하여 분석하는 단계가 수행된다(S604).Next, a step of calculating and analyzing the pore water pressure increase rate using the transmitted ground data is performed (S604).

보다 구체적으로, 상기 지반 상태의 측정 데이터를 이용하여 강우지속시간, 강우강도 및 토양함수비를 연산하여 현재 상태의 제1 간극수압증가율을 계산하고, 제1 간극수압증가율을 이용하여 소정 시간 후의 제2 간극수압증가율을 예측하게 된다. 여기서, 지반 데이터를 이용하는 간극수압증가율의 계산에 대한 설명은 상기 도 1의 분석 모듈에서 수행되는 상세한 설명을 참조하여 생략하기로 한다.More specifically, the first pore water pressure increase rate in the current state is calculated by calculating the rainfall duration, the rainfall intensity, and the soil water content ratio using the measurement data of the ground condition, and the second pore water pressure increase rate Pore water pressure increase rate is predicted. Here, the calculation of the pore pressure increase rate using the ground data will be omitted with reference to the detailed description performed in the analysis module of FIG.

마지막으로, 상기 분석된 간극수압증가율에 대응하여 경보를 관리자에게 전송하는 단계가 수행된다(S605). 여기서, 상기 발생된 경보를 웹 서비스를 이용하여 관리자에게 전송한다. 즉, 알람이 발생하는 경우 문자메시지 혹은 이메일로 관리자에게 경보내용을 전송하게 된다.Finally, in step S605, an alarm is transmitted to the manager in response to the analyzed pore water pressure increase rate. Here, the generated alarm is transmitted to the manager using the web service. That is, when an alarm occurs, the alarm content is transmitted to the administrator through a text message or e-mail.

따라서, 본 발명은 상시전원 공급이 불가능한 산간지역에서 강우, 간극수압 및 유효응력간의 관계를 이용하여 돌발강우 및 집중호우시 발생하는 1m/sec ~ 20m/sec에 달할 정도로 매우 빠른 속도로 상부에서 하부로 진행하는 산사태 및 토석류 발생 가능성을 수 시간 전에 감지하여 피해지역 주민 대피 및 방호준비를 취할 수 있게 된다. Therefore, according to the present invention, by using the relationship between rainfall, pore water pressure and effective stress in the mountainous area where the power supply is not always possible, it is possible to control the flow rate from 1 m / sec to 20 m / The possibility of landslides and the occurrence of landslides can be detected several hours before the evacuation of the affected area and preparation for protection.

본 발명의 권리범위는 상술한 실시예에 한정되는 것이 아니라 첨부된 특허청구범위내에서 다양한 형태의 실시예로 구현될 수 있다. 특허청구범위에서 청구하는 본 발명의 요지를 벗어남이 없이 당해 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진자라면 누구든지 변형 가능한 다양한 범위까지 본 발명의 청구범위 기재의 범위 내에 있는 것으로 본다. The scope of the present invention is not limited to the above-described embodiments, but may be embodied in various forms of embodiments within the scope of the appended claims. It will be understood by those skilled in the art that various changes in form and details may be made therein without departing from the spirit and scope of the present invention as defined by the appended claims.

100 --- 데이터 로거 110 --- 전원공급 수단
111 --- 전원 발생부 112 --- 배터리
113 --- 전원 모듈 120 --- 측정 수단
121 --- 강우량 센서 122 --- 간극수압 센서
123 --- 카메라 130 --- 중앙처리 수단
131 --- 신호 변환부 132 --- 중앙 처리부
133 --- 디스플레이부 134 --- 메모리
140 --- 통신 수단 141 --- 통신 관리부
142 --- 고속 통신 모듈 143 --- 저속 통신 모듈
200 --- 원격 서버 210 --- 분석 모듈
220 --- 알람 모듈 230 --- 데이터 베이스
240 --- 웹 서비스부
100 --- Data logger 110 --- Power supply means
111 --- Power generator 112 --- Battery
113 --- Power module 120 --- Measuring means
121 --- Rainfall sensor 122 --- Pore pressure sensor
123 --- camera 130 --- central processing means
131 --- Signal conversion unit 132 --- Central processing unit
133 --- Display part 134 --- Memory
140 --- Communication means 141 --- Communication manager
142 --- High speed communication module 143 --- Low speed communication module
200 --- Remote Server 210 --- Analysis Module
220 --- Alarm module 230 --- Database
240 --- Web Service Department

Claims (16)

토사에 설치되며 자립형 전원을 공급받아 강우량 및 지반의 간극 수압을 측정하여 데이터를 전송하는 데이터 로거; 및
상기 측정된 강우량 및 지반의 간극 수압 데이터를 전송받아 강수지속시간, 강우강도 및 토양 함수비를 이용하여 제1 간극수압증가율을 계산하고, 계산된 제1 간극수압증가율과 퍼지로직을 이용하여 소정 시간 이후의 제2 간극수압증가율을 예측하여 경보를 전송하는 원격 서버를 포함하며,
상기 데이터 로거는,
태양광 또는 풍력을 이용하여 발생된 전력을 저장하여 전원을 공급하는 전원공급 수단;
토사에 설치되어 지반 상태를 측정한 지반 정보 및 토석류 및 산사태 영상을 촬영하여 영상 정보를 전송하는 측정 수단;
상기 측정 수단에서 측정된 지반 정보 및 영상 정보를 수신하여 측정 데이터를 수집하고, 상기 전원 공급 수단 및 통신 수단을 제어하는 중앙처리 수단; 및
상기 중앙처리수단에서 수집된 측정 데이터를 원격 서버로 전송하는 통신 수단을 포함하는
상기 중앙처리수단은 상기 측정 수단, 상기 통신 수단을 제어하고, 지반 정보 및 영상 정보를 수신하여 측정 데이터를 수집하는 중앙처리부를 포함하되, 상기 통신 수단을 제어하여 강우지속시간이 기 설정된 시간 이상으로 증가하는 경우, 영상 정보는 고속통신망을 사용하여 전송하고, 상기 지반 정보는 저속통신망을 사용하여 전송하는 것을 특징으로 하는 산사태 및 토석류 원격 모니터링 시스템.
Data logger installed in soil and equipped with independent power source to measure rainfall amount and pore pressure of ground and transmit data; And
The first pore water pressure increase rate is calculated using the measured rainfall amount and the pore water pressure data of the ground using the precipitation duration time, the rainfall intensity, and the soil water content ratio, and the calculated first pore water pressure increase rate and the fuzzy logic And a remote server for transmitting an alarm by predicting a second pore water pressure increase rate of the second pore water pressure,
The data logger includes:
Power supply means for storing power generated by using sunlight or wind power to supply power;
A measuring means installed in the soil to measure the ground condition and the soil stone and the landslide image and transmit the image information;
Central processing means for receiving the ground information and image information measured by the measuring means and collecting measurement data, and for controlling the power supply means and the communication means; And
And communication means for transmitting the measurement data collected by the central processing means to a remote server
Wherein the central processing means includes a central processing unit for controlling the measuring means and the communication means and for collecting the measurement data by receiving the ground information and the image information and for controlling the communication means so that the rainfall duration is longer than a predetermined time Wherein the image information is transmitted using a high speed communication network and the ground information is transmitted using a low speed communication network.
삭제delete 제1항에 있어서,
상기 측정 수단은,
토사에 소정 간격으로 설치되어 강우량을 측정하는 강우량 센서;
토사에 소정 간격으로 설치되어 간극 수압을 측정하는 간극 수압 센서; 및
토석류 및 산사태의 상태를 촬영하여 전송하는 카메라부를 포함하는 것을 특징으로 하는 산사태 및 토석류 원격 모니터링 시스템.
The method according to claim 1,
Wherein the measuring means comprises:
A rainfall sensor installed at a predetermined interval on the soil to measure the rainfall amount;
A pore water pressure sensor installed at a predetermined interval on the soil to measure pore water pressure; And
And a camera unit for photographing and transmitting a state of landslide and landslide.
제1항에 있어서,
상기 전원공급 수단은,
태양광 또는 풍력을 이용하여 전력을 생산하는 전원 발생부;
상기 전원 발생부에서 생산된 전력을 저장하는 배터리; 및
상기 생산되는 전력을 제어하고, 배터리 전압을 모니터링하는 전원 모듈을 포함하는 것을 특징으로 하는 산사태 및 토석류 원격 모니터링 시스템.
The method according to claim 1,
Wherein the power supply means comprises:
A power generator for generating power using sunlight or wind power;
A battery for storing power generated by the power generator; And
And a power module for controlling the produced electric power and monitoring the battery voltage.
제1항에 있어서,
상기 중앙처리수단은,
상기 측정 수단에서 측정된 전류 신호를 디지털 신호로 변환하는 신호 변환부;
상기 측정 수단에서 측정된 지반 정보 및 배터리 상태를 표시하는 디스플레이부;
상기 측정 수단에서 측정된 측정 데이터를 저장하는 메모리를 포함하는 것을 특징으로 하는 산사태 및 토석류 원격 모니터링 시스템.
The method according to claim 1,
The central processing means,
A signal converter for converting the current signal measured by the measuring unit into a digital signal;
A display unit for displaying the ground information and the battery condition measured by the measuring unit;
And a memory for storing measured data measured by said measuring means.
제1항에 있어서,
상기 통신 수단은,
상기 측정 수단 및 상기 전원 공급 수단, 및 원격 서버와 통신하고, 고속 통신 모듈 및 저속 통신 모듈을 제어하는 통신 관리부;
상기 측정 데이터를 고속으로 전송하는 고속 통신 모듈; 및
상기 측정 데이터를 저속으로 전송하는 저속 통신 모듈을 포함하는 것을 특징으로 하는 산사태 및 토석류 원격 모니터링 시스템.
The method according to claim 1,
Wherein,
A communication manager for communicating with the measurement means, the power supply means, and the remote server, and controlling the high speed communication module and the low speed communication module;
A high-speed communication module for transmitting the measurement data at high speed; And
And a low speed communication module for transmitting the measurement data at a low speed.
제1항에 있어서,
상기 원격 서버는,
상기 데이터 로거에서 전송된 측정 데이터를 이용하여 강우지속시간, 강우강도 및 토양함수비를 연산하여 현재 상태의 제1 간극수압증가율을 계산하고, 제1 간극수압증가율을 이용하여 소정 시간 후의 제2 간극수압증가율을 예측하는 분석 모듈;
상기 분석 모듈에서 계산된 제2 간극수압증가율에 대응하여 알람 주기를 경보를 발생하는 알람 모듈;
상기 데이터 로거에서 전송된 측정 데이터 및 상기 분석 모듈에서 계산된 강우지속시간, 강우강도, 토양함수비, 제1 간극수압증가율 및 제2 간극수압증가율을 포함하는 지반 데이터를 저장하는 데이터 베이스; 및
상기 알람 모듈에서 발생된 경보를 관리자에게 전송하는 웹 서비스부를 포함하는 것을 특징으로 하는 산사태 및 토석류 원격 모니터링 시스템.
The method according to claim 1,
The remote server comprising:
Calculating a first pore water pressure increase rate in a current state by calculating a rainfall duration time, a rainfall intensity, and a soil water content ratio using measurement data transmitted from the data logger, calculating a second pore water pressure increase rate after a predetermined time by using the first pore water pressure increase rate, An analysis module for predicting the growth rate;
An alarm module for generating an alarm in response to the second pore pressure increase rate calculated by the analysis module;
A database storing the measurement data transmitted from the data logger and the ground data including the rainfall duration, the rainfall intensity, the soil water content, the first pore water pressure increase rate, and the second pore water pressure increase rate calculated by the analysis module; And
And a web service unit for transmitting an alarm generated by the alarm module to an administrator.
제1항에 있어서,
상기 중앙처리 수단은 상기 전원 공급수단의 전원을 기후 상태에 대응하여 절전 모드 또는 정상 모드로 전환하여 전원 관리를 제어하는 것을 특징으로 하는 산사태 및 토석류 원격 모니터링 시스템.
The method according to claim 1,
Wherein the central processing unit controls the power management by switching the power supply of the power supply unit to the power saving mode or the normal mode in response to the climate condition.
제1항에 있어서,
상기 중앙처리 수단은 상기 통신 수단에서 전송되는 측정 데이터의 데이터 전송 주기 및 데이터 전송 속도를 제어하는 것을 특징으로 하는 산사태 및 토석류 원격 모니터링 시스템.
The method according to claim 1,
Wherein the central processing means controls the data transmission period and the data transmission rate of the measurement data transmitted from the communication means.
자립형 전원을 공급받아 토사의 지반 상태를 측정하는 단계;
상기 측정된 지반 데이터를 수집하여 원격 서버에 전송하는 단계;
상기 전송된 지반 데이터를 이용하여 제1간극수압증가율을 계산하고, 퍼지로직을 이용하여 소정시간 후의 제2간극수압증가율을 예측, 분석하는 단계; 및
상기 분석된 간극수압증가율에 대응하여 경보를 관리자에게 전송하는 단계를 포함하고,
상기 지반 상태를 측정하는 단계는,
토사의 강우량, 간극 수압을 측정하고, 토석류 및 산사태의 상태를 촬영하는 것을 포함하며,
상기 측정된 토사의 강우량, 간극 수압관련 정보를 포함하는 지반 정보 및 토석류 및 산사태의 상태를 촬영한 영상 정보를 송신하되, 강우지속시간이 기 설정된 시간 이상으로 증가하는 경우,
상기 원격 서버에 전송하는 단계는 상기 영상정보는 고속통신망을 사용하여 전송하고, 상기 지반 정보는 저속통신망을 사용하여 전송하는 것을 특징으로 하는 산사태 토석류 원격 모니터링 방법.
Measuring the soil condition of the soil by supplying the independent power source;
Collecting the measured ground data and transmitting the collected ground data to a remote server;
Calculating a first pore pressure increase rate using the transmitted ground data and predicting and analyzing a second pore water pressure increase rate after a predetermined time using fuzzy logic; And
And transmitting an alarm to the manager in response to the analyzed pore water pressure increase rate,
Measuring the ground condition comprises:
Measuring the amount of rainfall and pore water pressure of the soil, and photographing the states of landslides and landslides,
The method of claim 1, further comprising the steps of: when the rainfall duration is greater than a predetermined time, transmitting the measured groundwater information including the rainfall amount of the soil, the pore water pressure related information,
Wherein the transmitting of the image information to the remote server comprises transmitting the image information using a high speed communication network and transmitting the ground information using a low speed communication network.
삭제delete 제10항에 있어서,
상기 자립형 전원은 태양광 또는 풍력을 이용하여 전력을 생산하여 배터리에 저장하는 것을 특징으로 하는 산사태 및 토석류 원격 모니터링 방법.
11. The method of claim 10,
Wherein the stand-alone power source generates electric power by using sunlight or wind power and stores the electric power in a battery.
제10항에 있어서,
상기 원격 서버에 전송하는 단계는,
기후에 대응하여 측정 데이터의 데이터 전송 주기를 제어하여 전송하는 것을 특징으로 하는 산사태 및 토석류 원격 모니터링 방법.
11. The method of claim 10,
Wherein the transmitting to the remote server comprises:
Wherein the data transmission period of the measurement data is controlled in response to the climate and transmitted.
삭제delete 제10항에 있어서,
상기 측정하는 단계 이후,
상기 측정된 데이터를 저장하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 산사태 및 토석류 원격 모니터링 방법.
11. The method of claim 10,
After the measuring step,
Further comprising the step of storing the measured data. ≪ Desc / Clms Page number 19 >
제10항에 있어서,
상기 경보를 관리자에게 전송하는 단계에서,
상기 발생된 경보를 웹 서비스를 이용하여 관리자에게 전송하는 것을 특징으로 하는 산사태 및 토석류 원격 모니터링 방법.
11. The method of claim 10,
In the step of transmitting the alarm to the manager,
And transmitting the alert to the administrator using the web service.
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