KR101762364B1 - Composition surface wave exploration style ordinary times monitoring method - Google Patents

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Abstract

본 발명은 복합 표면파 탐사형 상시 모니터링 시스템과 그 모니터링 방법을 개시한 것으로, 이러한 본 발명은 능동형(active) 및 수동형(passive)의 표면파 탐사를 함께 이용하는 복합 탐사를 통해 감시대상물(levee body)에 대한 탐사 심도를 증대시키면서 감시대상물의 강성 변화를 상시 또는 주기적으로 모니터링하는 시스템이며, 이에따라 댐 및 저수지 등의 제체(levee body)와 같은 감시대상물의 안정성 위험도를 용이하게 파악할 수 있도록 하고, 감시대상물의 노후화 및 지진이나 집중호우 등과 같은 자연 재해로 인해 누수 또는 붕괴사고 등의 문제를 사전에 예방하면서, 탐사 진행시의 인적, 경제적 효율성을 높인 것이다.The present invention discloses a surface monitoring system and method for monitoring the complex surface wave. The present invention relates to a monitoring system for monitoring a surface of a levee body through a combined exploration using both active and passive surface waves. This system monitors the change in stiffness of a monitored object at all times or periodically while increasing the depth of exploration. It is thus possible to easily grasp the stability risk of a monitored object such as a levee body such as a dam or a reservoir, And natural disasters such as earthquakes and heavy rains, it is possible to improve the human and economic efficiency at the time of exploration while preventing problems such as leakage or collapse.

Figure R1020160023223
Figure R1020160023223

Description

복합 표면파 탐사형 상시 모니터링 방법{Composition surface wave exploration style ordinary times monitoring method}[0001] The present invention relates to a method for monitoring a complex surface wave,

본 발명은 탄성파 탐사 기법 중 하나인 표면파 탐사를 이용한 모니터링 기술에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 댐 및 저수지 등의 제체(levee body)와 같은 감시대상물에 대한 탐사 심도를 증대시키면서 감시대상물의 강성 변화를 상시 또는 주기적으로 모니터링하여 감시대상물의 안정성 위험도를 파악하고, 이를 통해 감시대상물의 노후화 및 지진이나 집중호우 등과 같은 자연 재해로 인해 누수 또는 붕괴사고 등의 문제를 사전에 예방할 수 있도록 하는 복합 표면파 탐사형 상시 모니터링 시스템과 그 모니터링 방법에 관한 것이다.The present invention relates to a monitoring technique using surface wave surveying, which is one of the seismic wave surveying techniques. More specifically, the present invention relates to a monitoring technique using a surface wave surveying method that increases a depth of a surveyed object such as a levee body such as a dam and a reservoir, It is possible to observe the stability risk of the monitoring object by monitoring at all times or periodically and thereby to prevent the problems such as the aging of the monitoring object and the natural disasters such as earthquake or heavy rainfall, And a monitoring method thereof.

최근에 댐 및 저수지 등과 같은 제체(levee body)의 붕괴사고가 빈번하게 발생하고 있으며, 이는 대체로 정비 부실, 집중호우 및 노후화 등이 주요 원인으로 분석되고 있다.Recently, collapse of levee bodies such as dams and reservoirs has been frequently occurred, which is mainly analyzed as maintenance failure, heavy rainfall and aging.

실제 국내 저수지 댐의 70%는 준공 후 50년이 경과되었으며, 30년 이상된 저수지 댐은 95%에 달한다. 이러한 노후화된 감시대상물은 그 지역주민의 삶과 밀접하게 연관되어 있으며, 문제 발생시 인명 피해 및 경제적 손실을 유발시킬 수 있는 잠재적 위험요소라 할 수 있다. Fifty years have passed since the completion of 70% of the domestic reservoir dams, and 95% of reservoir dams over 30 years old. These obsolete surveillance objects are closely related to the lives of local residents and can be a potential risk factor that can cause loss of life and economic loss in the event of a problem.

이에, 감시대상물의 안정성을 확보하고 재해를 예방하기 위해서는 사전에 지속적으로 감시대상물의 강성변화를 모니터링하여 위험도를 평가하고 감시할 수 있는 탐사방법이 필요하다.Therefore, in order to secure the stability of the monitoring object and prevent the disaster, it is necessary to continuously monitor the change of the stiffness of the monitoring object to evaluate and monitor the risk.

현재 댐 및 저수지 등의 안정성 파악을 위해 활용되는 물리 탐사 방법으로는 전기비저항탐사, 전자탐사, GPR, 굴절법/반사법/표면파 탐사 등이 있으며, 이중 전기비저항탐사는 현재 댐 및 저수지 등의 모니터링을 위해 이용되고 있다.Current probing methods such as electrical resistivity survey, electromagnetic survey, GPR, refraction / reflection / surface wave survey, and so on, are currently used for monitoring the stability of dams and reservoirs. .

그러나, 상기 전기비저항탐사는 전류를 발생시키고 그로부터 발생하는 전위차를 측정하여 전기비저항값을 산출하는 탐사 방법으로, 전류는 지하 매질의 함수비 등에 따라 비저항값이 달라지며, 기후, 계절, 환경여건에 따라 결과가 달라지기 때문에 이를 보정하기 위한 후처리 과정이 반드시 필요하다. 또한, 전기비저항탐사를 통해 획득된 결과는 정성적인 결과로서 감시대상물의 안정성과 직결되는 강성(stiffness)을 파악하는데 한계가 있으며, 감시대상물에 대한 보강 및 설계를 위한 정량적 값을 도출하는데도 문제가 있다.However, the electrical resistivity survey is a method of calculating the electrical resistivity by generating a current and measuring a potential difference therefrom. The current varies depending on the water content of the underground medium, Since the result is different, a post-processing process is necessary to correct the result. In addition, the results obtained through the electrical resistivity survey have limitations in understanding the stiffness that is directly related to the stability of the monitored object as a qualitative result, and there is also a problem in deriving a quantitative value for the reinforcement and design of the monitored object .

한편, 상기 물리 탐사 방법 중 하나인 표면파 탐사는 탄성파 에너지 중 80% 이상의 높은 비율을 차지하는 표면파(레일리파)로부터 전단파 속도를 측정하는 것으로, 이는 댐 및 저수지 등과 같이 내진특성(전단파속도, 탄성계수 등)에 대한 파악이 필수적인 감사대상물의 설계 및 시공에 많이 활용되고 있는 것이며, 이는 감시대상물에 대한 강성변화를 용이하게 파악할 수 있기 때문이다.Surface wave survey, which is one of the above geophysical survey methods, measures the shear wave velocity from surface waves (Rayleigh waves) occupying a high rate of 80% or more of the elastic wave energy. It is a function of the seismic characteristics (shear wave velocity, This is because it is easy to grasp the change in stiffness of the object to be monitored.

그리고, 상기 표면파 탐사로부터 획득되는 내진특성인 전단파속도는 아래의 수학식과 같이 감시대상물의 강성변화와 직접적인 관계에 있는 파라미터로써, 감시대상물의 노후화 및 누수에 의한 강성변화를 감지하여 재해예방에 활용될 수 있는 것이다.The shear wave velocity, which is the seismic property obtained from the surface wave survey, is a parameter directly related to the change of the stiffness of the monitored object as shown in the following equation, and is used to prevent disaster by detecting the change of stiffness due to the aging and leakage of the monitored object You can.

따라서, 표면파 탐사는 다른 물리탐사방법과 비교하여 내진설계에서 활용될 수 있는 정량적인 값의 도출이 가능하여 모니터링 자료의 정량적 분석 및 해석이 가능한 장점이 있는 것으로, 이는 발생 주파수 대역(저주파수 일수록 탐사심도 증대) 및 지하 매질의 특성에 따라 탐사 가능 심도가 결정되며, 탐사시 발진원의 종류를 다양하게 적용하여 저~고 Hz 영역까지 획득되는 데이터의 주파수 대역을 확장할 수 있는 것이다.Therefore, it is possible to quantitatively analyze and analyze the monitoring data by making it possible to derive a quantitative value that can be utilized in seismic design in comparison with other geophysical methods. This is because the generation frequency band (the lower frequency, The depth of exploration is determined according to the characteristics of the underground medium, and the frequency band of the data obtained from the low to high Hz range can be extended by applying various types of oscillation sources during the probe.

[수학식][Mathematical Expression]

강성률(μ: stiffness) = ρ(Vs)2 Stiffness (μ: stiffness) = ρ (V s ) 2

여기서, ρ는 밀도, Vs는 전단파속도Here, ρ is the density, V s is the shear wave velocity

그러나, 상기와 같은 표면파 탐사는 인공 발진원(예; 햄머, 웨이트 드롭, 바이브레이터 등)을 이용하는 것으로, 이러한 인공 발진원은 대부분이 10 내지 수백Hz 정도가 한계이고, 탐사 가능 심도는 해상도를 고려할 때 약 20 내지 30m 이내이므로, 다양한 크기의 감시대상물에 대하여 탐사 가능 심도 및 해상도를 만족하기 어렵다는 문제점이 있었다.However, in the surface wave survey as described above, artificial oscillation sources (e.g., hammer, weight drop, vibrator, etc.) are used. Most of these artificial oscillation sources have a limit of about 10 to several hundred Hz. It is difficult to satisfy the depth of field and the resolution for the objects to be monitored of various sizes because the distance is within about 20 to 30 m.

또한, 종래의 표면파 탐사는 인공 발진원을 이용하여 모니터링을 진행시, 지속적인 인력 및 설비 구축에 따른 경제적인 측면과 시간적 측면, 그리고 비용적인 측면에서 비효율성을 가지는 단점이 있고, 그 상시 모니터링을 위한 적용성이 매우 떨어지는 단점을 가진 것이었다.In addition, conventional surface wave surveys have disadvantages in that they are inefficient in terms of economics, temporal aspects, and cost in terms of continuous manpower and facility construction when monitoring is performed using an artificial oscillation source. It has a drawback that the applicability is very low.

이에, 상기 설명과 같이 인공 발진원을 이용하는 표면파 탐사의 문제점을 보완하고, 감시대상물에 대한 안정성 파악을 위해 인공 발진원을 이용하는 단일 표면파 탐사에 의존하는 것에 대하여 다양성을 유도하고, 또한 향후 감시대상물의 안정성 확보를 통한 피해 절감과 재해 예방을 위해 추가적인 기술의 적용 및 보완이 필요로 하는 실정이다.As a result, diversity is induced by supplementing the problem of surface wave exploration using an artificial oscillation source, relying on a single surface wave search using an artificial oscillation source to grasp the stability of the object to be monitored, It is necessary to apply and supplement additional technologies to reduce damage and prevent disasters through securing stability.

공개특허공보 제 10-2008-0106620 호(공개일 2010.05.10)Japanese Patent Application Laid-Open No. 10-2008-0106620 (published on May 10, 2010)

공개특허공보 제 10-2014-0119130 호(공개일 2015.02.16)Japanese Patent Application Laid-Open No. 10-2014-0119130 (Publication date 2015.02.16)

따라서, 본 발명은 종래 단일 탐사 방법으로 진행되는 표면파 탐사의 단점을 극복하기 위한 것으로, 능동형(active) 및 수동형(passive)의 표면파 탐사를 함께 이용하는 복합 탐사를 통해 감시대상물(levee body)에 대한 탐사 심도를 증대시키면서 감시대상물의 강성 변화를 상시 또는 주기적으로 모니터링하도록 구성함으로써, 댐 및 저수지 등의 제체(levee body)와 같은 감시대상물에 대한 안정성 위험도를 용이하게 파악할 수 있도록 하는 한편, 감시대상물의 노후화 및 지진이나 집중호우 등과 같은 자연 재해로 인해 누수 또는 붕괴사고 등의 문제를 사전에 예방할 수 있도록 하는 복합 표면파 탐사형 상시 모니터링 시스템과 그 모니터링 방법을 제공하는데 목적이 있는 것이다.Accordingly, the present invention overcomes the disadvantages of the surface wave survey conducted by the conventional single survey method, and exploration for a levee body is performed through a combined exploration using both active and passive surface wave exploration. It is possible to monitor the stability risk of the monitored object such as the levee body such as the dam and the reservoir easily by monitoring the change of the stiffness of the monitored object at all times or periodically while increasing the depth of the monitor, And an object of the present invention is to provide a continuous monitoring system and a monitoring method thereof, which can prevent problems such as leakage or collapse due to natural disasters such as earthquakes and heavy rainfall in advance.

상기 목적 달성을 위한 본 발명의 복합 표면파 탐사형 상시 모니터링 시스템은, 감시대상물내에 설치되고, 능동형 또는 수동형으로 발진된 탄성파 에너지를 감지한 후 이를 아날로그의 전기적 신호로 변환 출력하는 수진기; 상기 수진기를 제어하며, 상기 수진기로부터 변환 출력되는 아날로그의 전기적 신호를 디지털 신호의 데이터로 변환시키는 멀티제어반; 상기 멀티제어반으로부터 변환된 능동형 또는 수동형의 탄성파 에너지에 대한 데이터 정보를 저장하는 메모리부; 상기 멀티제어반에 의해 제어되며, 상기 메모리부에 저장된 데이터를 무선 전송하는 송신모듈; 구동전원을 공급하는 전원공급부; 및, 상기 송신모듈로부터 전송되는 능동형 또는 수동형 탄성파 에너지의 데이터 정보를 초기 탐사로부터 사전 구축된 능동형 또는 수동형 탄성파 에너지의 기준데이터와 비교하여, 상기 감시대상물이 설치된 지하 매질의 강성변화 특성을 상시 또는 주기적으로 분석하여 상기 감시대상물에 대한 안정성을 평가하는 모니터링 관제부; 를 포함하여 구성하는 것이다.In order to accomplish the above object, the present invention provides a surveillance system for monitoring the complex surface wave type, comprising: a water detector installed in a monitored object for sensing an elastic wave energy oscillated in an active or passive manner and converting the sensed energy into an analog electrical signal; A multi-control panel for controlling the water sampler and converting an analog electric signal converted and output from the water sampler into data of a digital signal; A memory unit for storing data information on the active or passive elastic wave energy converted from the multi-control unit; A transmission module that is controlled by the multi-control unit and wirelessly transmits data stored in the memory unit; A power supply unit for supplying driving power; And comparing the data information of the active or passive elastic wave energy transmitted from the transmission module with the reference data of the active or passive elastic wave energy preliminarily constructed from the initial exploration to determine the stiffness change characteristics of the underground medium in which the monitored object is installed, A monitoring control unit for evaluating the stability of the object to be monitored; .

또한, 상기 수진기는 상기 감시대상물내에 다단 설치되는 것이다.In addition, the water sampler is installed in multiple stages within the monitored object.

또한, 상기 감시대상물에는 제 1 체결부를 형성한 고정블럭을 설치 구성하고, 상기 수진기에는 상기 제 1 체결부로 체결이 가능한 제 2 체결부를 형성하며, 상기 제 1,2 체결부의 체결로부터 상기 고정블럭에 상기 수진기의 고정이 이루어지도록 구성한 것이다.The object to be monitored may be provided with a fixed block provided with a first fastening portion, a second fastening portion with which the first fastening portion can be fastened by the first fastening portion, Thereby fixing the water sampling device.

또한, 상기 수진기는 상기 고정블럭에 고정된 상태에서 보호박스에 의해 보호되도록 구성하는 것이다.In addition, the water jacket is configured to be protected by the protective box in a state of being fixed to the fixed block.

또한, 상기 수진기에 의해 감지되는 수동형으로 발진된 탄성파 에너지는 감시대상물의 주변에서 자연적 요인으로 발생하는 탄성파 에너지인 것이다.In addition, the passively oscillated elastic wave energy sensed by the water circulator is an elastic wave energy generated as a natural factor in the surroundings of the monitored object.

또한, 상기 자연적 요인은 자동차 진동, 토목공사에 따른 진동, 농기계 작업에 따른 진동, 너울, 지진 중 어느 하나에서 발생하는 탄성파 에너지이거나 이들이 복합적으로 작용하는 탄성파 에너지인 것이다.In addition, the natural factors are seismic energy generated from any one of automobile vibration, vibration due to civil engineering work, vibration due to agricultural machinery work, waviness, and earthquake, or seismic energy in which they act in combination.

또한, 상기 수진기에 의해 감지되는 능동형으로 발진된 탄성파 에너지는 감시대상물의 주변에서 인공 발진기를 이용하여 인위적으로 발생시킨 탄성파 에너지인 것이다.The active oscillated elastic wave energy sensed by the oscillator is an elastic wave energy artificially generated by using an artificial oscillator in the vicinity of the monitored object.

또한, 상기 인공 발진기는 햄머, 웨이트 드롭, 바이브 레이터 중 어느 하나인 것이다.Further, the artificial oscillator is any one of a hammer, a weight drop, and a vibrator.

또한, 상기 멀티제어반은 아날로그의 전기적 신호를 디지털 신호의 데이터로 변환하고, 환경설정에 따라 상기 수진기의 배열, 능동형 또는 수동형으로 발진된 탄성파 에너지의 크기에 따른 자료 획득 유무의 선별적인 제어(sensitivity control), 자료취득시간(sampling rate), 자료취득간격(sampling interval)을 제어하게 되는 제어프로그램을 탑재 구성한 것이다.In addition, the multi-control panel converts an analog electric signal into digital signal data, and performs a sensitivity control based on the arrangement of the water conditioner, data acquisition according to the size of the active or passive type of elastic wave energy, ), A data acquisition time (sampling rate), and a data acquisition interval (sampling interval).

또한, 상기 멀티제어반에는 상기 수진기의 설치 개수에 따라 포트 및 메인보드를 확장하는 다단의 슬롯부를 형성하여둔 것이다.In addition, the multi-control panel is provided with a multi-stage slot for extending the port and the main board according to the number of installed water jacks.

또한, 상기 전원공급부는, 태양광 에너지에 반응하는 태양전지 패널; 상기 태양전지 패널로부터 태양광 에너지를 전기적 에너지로 변환하는 태양광 발전모듈; 상기 태양광 발전모듈로부터 변환된 전기적 에너지를 전원으로 변환시키는 전원컨버터; 및, 상기 전원컨버터에 의해 변환된 전원에 의해 충전이 이루어지는 충전전지; 를 포함하여 구성하는 것이다.The power supply unit may include a solar cell panel that is responsive to solar energy; A photovoltaic power generation module for converting solar energy into electrical energy from the solar cell panel; A power converter for converting electrical energy converted from the photovoltaic power generation module into a power source; And a rechargeable battery which is charged by a power source converted by the power converter; .

또한, 상기 모니터링 관제부에는, 획득된 능동형 또는 수동형의 발진된 탄성파 에너지 정보로부터 주파수대역에 따른 위상속도분포를 생성하고, 상기 생성된 위상속도분포로부터 능동형 또는 수동형 탄성파 에너지의 복합 역산 해석을 통해 전단파속도(shear velocity)와 강성률(stiffness), 그리고 포아송비(poisson's ratio)를 순차적으로 해석하여, 상기 감시대상물의 강성변화 특성을 상시 또는 주기적으로 분석하여 상기 감시대상물에 대한 안정성을 평가하는 분석프로그램을 탑재 구성한 것이다.In addition, the monitoring control unit generates a phase velocity distribution according to the frequency band from the acquired active or passive oscillated elastic wave energy information, and analyzes the complex inversion of the active or passive elastic wave energy from the generated phase velocity distribution, An analyzing program for sequentially analyzing the shear velocity, the stiffness, and the poisson's ratio and analyzing the stiffness change characteristics of the monitored object at all times or periodically to evaluate the stability of the monitored object It will be mounted.

또한, 상기 위상속도분포는 분산이미지(dispersion image)인 것이다.Also, the phase velocity distribution is a dispersion image.

또한, 상기 모니터링 관제부에는 상기 분석프로그램을 통해 상시 또는 주기적으로 분석된 능동형 또는 수동형의 탄성파 에너지에 대한 데이터 변화량을 표시부에 디스플레이시키도록 구성한 것이다.In addition, the monitoring control unit is configured to display the data change amount of the active or passive elastic wave energy, which is always or periodically analyzed through the analysis program, on the display unit.

다른 일면에 따라, 상기 본 발명의 복합 표면파 탐사형 상시 모니터링 시스템에 의해 구현되는 모니터링 방법은, (a) 감시대상물의 규모 및 현장 여건에 따라 탄성파 에너지 탐사를 위한 장비인 수진기와 인공 발진기를 설치하는 단계; (b) 상기 (a)단계로부터 설치된 장비를 이용하여 능동형의 발진된 탄성파 에너지와, 상기 감시대상물의 주변에서 발생하는 자연적 요인에 의한 수동형의 발진된 탄성파 에너지를 감지하고 이를 모니터링 관제부에서 기준데이터로 설정하여 저장하는 단계; (c) 상기 (a)단계로부터 설치된 수진기를 통해 모니터링 관제부는 감시대상물의 주변에서 자연적 요인에 의해 발생하는 수동형 탄성파 에너지를 상시 또는 주기적으로 모니터링하고 이를 상기 (b)단계로부터 설정 저장한 기준데이터와 비교하는 단계; (d) 상기 (c)단계의 비교결과 상시 또는 주기적으로 모니터링된 정보와 기준데이터 사이에 편차의 이상성이 발견되면, 능동형 발진원을 통해 탄성파 에너지를 발생시키고 이를 수진기에서 감지하여 모니터링 관제부로 전송시키는 단계; 및, (e) 상기 (d)단계로부터 모니터링 관제부는 감시대상물의 주변에서 인위적으로 발생하는 탄성파 에너지를 모니터링한 후 이를 상기 (b)단계로부터 설정 저장한 기준데이터와 비교 분석하고 그 분석결과에 따라 상기 감시대상물에 대한 안정성을 평가하는 단계; 를 포함하여 진행하는 것이다.According to another aspect of the present invention, there is provided a monitoring method implemented by the continuous surface monitoring system of the present invention, comprising the steps of: (a) installing a water depth detector and an artificial oscillator, which are equipment for seismic energy exploration according to the size and site conditions of a monitored object step; (b) detecting the active oscillated seismic energy using the equipment installed from the step (a) and the passive oscillated seismic energy due to a natural factor occurring in the periphery of the monitored object, And storing the set value; (c) The monitoring controller monitors the passive elastic wave energy generated by a natural factor around the monitored object at all times or periodically through the stirrer installed from the step (a), and transmits the reference data set and saved from the step (b) Comparing; (d) If an abnormality of the deviation is found between the information regularly or periodically monitored and the reference data as a result of the comparison in the step (c), the elastic wave energy is generated through the active oscillation source and sensed by the oscillator and transmitted to the monitoring controller step; And (e) from the step (d), the monitoring control unit monitors the seismic energy generated artificially in the vicinity of the monitored object, compares the analyzed seismic energy with the reference data set and stored in the step (b) Evaluating the stability of the monitored object; .

또한, 상기 (c)단계에서 상기 모니터링 관제부는 감시대상물의 주변에서 자연적 요인에 의해 발생하는 수동형 탄성파 에너지를 상시 또는 주기적으로 모니터링시, 수동형의 발진된 탄성파 에너지 정보로부터 주파수대역에 따른 위상속도분포의 분산이미지를 생성하는 단계; 및, 상기 생성된 위상속도분포의 분산이미지로부터 역산 해석을 통해 전단파속도(shear velocity)와 강성률(stiffness) 및 포아송비(poisson's ratio)를 순차적으로 도출하는 단계; 를 더 포함하여 진행하는 것이다.In the step (c), the monitoring control unit monitors the passive seismic energy generated by a natural factor around the monitored object at all times or periodically, extracts the phase velocity distribution according to the frequency band from the passive oscillated seismic energy information Generating a distributed image; And sequentially deriving a shear velocity, a stiffness, and a poisson's ratio from the dispersion image of the generated phase velocity distribution through an inverse calculation; As shown in FIG.

또한, 상기 (e)단계에서 상기 모니터링 관제부는 감시대상물의 주변에서 인공 발진기에 의해 인위적으로 발생하는 능동형 탄성파 에너지를 모니터링시, 능동형의 발진된 탄성파 에너지 정보로부터 주파수대역에 따른 위상속도분포의 분산이미지를 생성하는 단계; 및, 상기 생성된 위상속도분포의 분산이미지로부터 역산 해석을 통해 전단파속도(shear velocity)와 강성률(stiffness) 및 포아송비(poisson's ratio)를 순차적으로 도출하는 단계; 를 더 포함하여 진행하는 것이다.In the step (e), when monitoring active seismic energy generated artificially by an artificial oscillator in the vicinity of the monitored object, the monitoring control unit calculates the dispersion image of the phase velocity distribution according to the frequency band from the active oscillated elastic wave energy information ≪ / RTI > And sequentially deriving a shear velocity, a stiffness, and a poisson's ratio from the dispersion image of the generated phase velocity distribution through an inverse calculation; As shown in FIG.

이와 같이, 본 발명은 능동형(active) 및 수동형(passive)의 표면파 탐사를 함께 이용하는 복합 탐사를 통해 감시대상물(levee body)에 대한 탐사 심도를 증대시키면서 감시대상물의 강성 변화를 상시 또는 주기적으로 모니터링하도록 구성한 것이며, 이를 통해 댐 및 저수지 등의 제체(levee body)와 같은 감시대상물에 대한 안정성 위험도를 용이하게 파악함은 물론, 감시대상물의 노후화 및 지진이나 집중호우 등과 같은 자연 재해로 인해 누수 또는 붕괴사고 등의 문제를 사전에 예방하는 효과를 기대할 수 있는 것이다.As described above, the present invention can continuously or periodically monitor the change in stiffness of the object to be monitored while increasing the depth of exploration for a levee body through a combined exploration using both active and passive surface wave exploration This can be used to easily identify the stability risk of monitored objects such as levee bodies such as dams and reservoirs, as well as to prevent the occurrence of leaks or collapses due to natural disasters such as aging, It is possible to expect the effect of preventing the problems beforehand.

또한, 본 발명은 인간 활동, 차량 이동, 너울, 지진 등의 주변활동 상황을 발진원으로 활용하는 모니터링 시스템을 구성함으로써, 인력 투입을 통한 별도의 탐사 진행이 필요없게 하여 탐사 진행시의 인적, 경제적 효율성을 높이는 효과를 기대할 수 있게 되는 것이다.In addition, the present invention constitutes a monitoring system that utilizes peripheral activities such as human activity, vehicle movement, waving, and earthquake as an oscillation source, thereby eliminating the need for separate exploration through manpower input, The effect of increasing the efficiency can be expected.

도 1은 본 발명의 실시예로 복합 표면파탐사형 상시 모니터링 시스템에 대한 전체적인 구성도.
도 2는 본 발명의 실시예로 복합 표면파탐사형 상시 모니터링 시스템에 대한 블럭도.
도 3은 본 발명의 실시예로 감시대상물내에 수진기의 설치상태를 보인 확대사시도.
도 4는 본 발명의 실시예로 감시대상물과 수진기에 대한 분해도.
도 5는 본 발명의 실시예로 복합 표면파탐사형 상시 모니터링 방법의 흐름도.
도 6은 본 발명의 실시예로 능동형(Active)과 수동형(Passive)의 복합 탐사를 통해 자료 보완과 저주파수를 확장하여 탐사심도를 증대시킨 상태인 보인 분산이미지(dispersion image)의 시뮬레이션 그래프.
BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS FIG. 1 is a block diagram of an overall monitoring system for a surface wave survey type of an embodiment of the present invention. FIG.
FIG. 2 is a block diagram of a surface monitoring system for continuous monitoring according to an embodiment of the present invention. FIG.
3 is an enlarged perspective view showing an installation state of a water jug in a monitored object according to an embodiment of the present invention.
4 is an exploded view of a monitoring object and a water jug according to an embodiment of the present invention.
FIG. 5 is a flow chart of a method for continuously monitoring a complex surface wave type according to an embodiment of the present invention. FIG.
FIG. 6 is a simulation graph of a dispersion image in which the data depth is increased by supplementing the data and performing a complex search using an active and a passive embodiment according to an embodiment of the present invention.

본 발명의 이점 및 특징, 그리고 그것들을 달성하는 방법은 첨부되는 도면과 함께 상세하게 후술되어 있는 실시 예를 참조하면 명확해질 것이다. 그러나 본 발명 기술적 사상의 실시예에 있어서 이하에서 개시되는 실시 예에 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 구현될 수 있으며, 단지 본 실시 예는 본 발명의 개시가 완전하도록 하고, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 발명의 범주를 완전하게 알려주기 위해 제공되는 것이며, 본 발명 기술적 사상의 실시예에 있어서 청구항의 범주에 의해 정의될 뿐이다.BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS The advantages and features of the present invention, and how to accomplish them, will become apparent by reference to the embodiments described in detail below with reference to the accompanying drawings. However, it should be understood that the present invention is not limited to the disclosed embodiments, but may be embodied in many different forms and should not be construed as limited to the embodiments set forth herein. It will be understood by those of ordinary skill in the art that various changes in form and detail may be made therein without departing from the spirit and scope of the invention as defined by the appended claims.

본 명세서에서 사용된 용어는 실시 예들을 설명하기 위한 것이며 본 발명을 제한하고자 하는 것은 아니다. 본 명세서에서, 단수형은 문구에서 특별히 언급하지 않는 한 복수형도 포함한다.The terminology used herein is for the purpose of illustrating embodiments and is not intended to be limiting of the present invention. In the present specification, the singular form includes plural forms unless otherwise specified in the specification.

본 명세서에서, "포함하다" 또는 "가지다" 등의 용어는 명세서상에 기재된 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.In this specification, the terms "comprises" or "having ", and the like, specify that the presence of stated features, integers, steps, operations, elements, But do not preclude the presence or addition of one or more other features, integers, steps, operations, components, parts, or combinations thereof.

또한, 본 명세서에서 기술하는 실시 예들은 본 발명의 이상적인 예시도인 단면도 및/또는 평면도들을 참고하여 설명될 것이다. 도면들에 있어서, 막 및 영역들의 두께는 기술적 내용의 효과적인 설명을 위해 과장된 것이다. 따라서, 제조 기술 및/또는 허용 오차 등에 의해 예시도의 형태가 변형될 수 있다. 따라서, 본 발명의 실시 예들은 도시된 특정 형태로 제한되는 것이 아니라 제조 공정에 따라 생성되거나 필요한 형태의 변화도 포함하는 것이다. 예를 들면, 직각으로 도시된 영역은 라운드 지거나 소정 곡률을 가지는 형태일 수 있다. 따라서, 도면에서 예시된 영역들은 개략적인 속성을 가지며, 도면에서 예시된 영역들의 모양은 장치의 영역의 특정 형태를 예시하기 위한 것이며 발명의 범주를 제한하기 위한 것이 아니다.In addition, the embodiments described herein will be described with reference to cross-sectional views and / or plan views, which are ideal illustrations of the present invention. In the drawings, the thicknesses of the films and regions are exaggerated for an effective description of the technical content. Thus, the shape of the illustrations may be modified by manufacturing techniques and / or tolerances. Accordingly, the embodiments of the present invention are not limited to the specific forms shown, but may include variations in shapes that are created or required according to the manufacturing process. For example, the area shown at right angles may be rounded or may have a shape with a certain curvature. Thus, the regions illustrated in the figures have schematic attributes, and the shapes of the regions illustrated in the figures are intended to illustrate specific forms of regions of the apparatus and are not intended to limit the scope of the invention.

명세서 전문에 걸쳐 동일 참조 부호는 동일 구성 요소를 지칭한다. 따라서, 동일한 참조 부호 또는 유사한 참조 부호들은 해당 도면에서 언급 또는 설명되지 않았더라도, 다른 도면을 참조하여 설명될 수 있다. 또한, 참조 부호가 표시되지 않았더라도, 다른 도면들을 참조하여 설명될 수 있다.Like reference numerals refer to like elements throughout the specification. Accordingly, although the same reference numerals or similar reference numerals are not mentioned or described in the drawings, they may be described with reference to other drawings. Further, even if the reference numerals are not shown, they can be described with reference to other drawings.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시예를 설명하기로 한다.Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the accompanying drawings.

도 1은 본 발명의 실시예로 복합 표면파탐사형 상시 모니터링 시스템에 대한 전체적인 구성도이고, 도 2는 본 발명의 실시예로 복합 표면파탐사형 상시 모니터링 시스템에 대한 블럭도이며, 도 3은 본 발명의 실시예로 감시대상물내에 수진기의 설치상태를 보인 확대사시도이고, 도 4는 본 발명의 실시예로 감시대상물과 수진기에 대한 분해도를 도시한 것이다.FIG. 1 is a block diagram of a surface monitoring system for continuous surface wave survey according to an embodiment of the present invention. FIG. 2 is a block diagram of a surface monitoring system for continuous surface wave survey according to an embodiment of the present invention. FIG. 4 is an exploded view of a monitoring object and a water detector according to an embodiment of the present invention. FIG. 4 is an enlarged perspective view showing an installation state of a water detector in an object to be monitored.

첨부된 도 1 내지 도 4를 참조하면, 본 발명의 실시예에 따른 복합 표면파 탐사형 상시 모니터링 시스템은, 수진기(10), 멀티제어반(20), 메모리부(30), 송신모듈(40), 전원공급부(50), 모니터링 관제부(60)를 포함하여 구성하는 것이다.1 to 4, the system for monitoring the complex surface wave according to the present invention includes a water depth detector 10, a multi control panel 20, a memory unit 30, a transmission module 40, A power supply unit 50, and a monitoring and control unit 60.

상기 수진기(10)는 댐 및 저수지 등의 제체(levee body)와 같은 감시대상물(100)내에 일정간격을 두고 다단 고정 설치되는 것으로, 능동형 또는 수동형으로 발진된 탄성파 에너지를 감지한 후 이를 아날로그의 전기적 신호로 변환하여 상기 멀티제어반(20)에 출력하도록 구성하여둔 것이다.The water depth detector 10 is installed in multiple stages at predetermined intervals in a monitored object 100 such as a dam body and a reservoir body such as a reservoir. The water detector 10 senses the active and passive elastic wave energy, And outputs the converted signal to the multi-control panel 20.

이때, 상기 감시대상물(100)에는 첨부된 도 3 및 도 4에서와 같이, 제 1 체결부(예; 너트)(101a)를 형성한 고정블럭(101)이 다단 설치되며, 상기 수진기(10)에는 상기 제 1 체결부(101a)로 체결이 가능한 제 2 체결부(예; 볼트)(11)를 형성하여둔 것이고, 이에따라 상기 제 1,2 체결부(101a)(11)의 체결로부터 상기 고정블럭(101)에 상기 수진기(10)의 고정이 이루어질 수 있도록 구성하여둔 것이다.3 and 4, a plurality of fixing blocks 101 having a first coupling part (e.g., a nut) 101a are installed in the monitoring object 100, The first fastening portion 101a and the second fastening portion 101b are formed with a second fastening portion such as a bolt 11 which can be fastened by the first fastening portion 101a. And the block 101 is fixed to the water jacket 10.

더불어, 상기 수진기(10)는 상기 고정블럭(101)에 고정된 상태에서 스테인레스 재질로 이루어진 보호박스(70)에 의해 보호되도록 구성할 수 있으며, 이는 도난방지, 데이터 획득 중 외부환경 영향 차단, 빗물 및 기타 오염물질의 유입으로부터 보호하기 위함인 것이다.In addition, the water jug 10 may be configured to be protected by a protective box 70 made of stainless steel in a state of being fixed to the fixed block 101. This may prevent theft, And other contaminants.

여기서, 상기 수진기(10)에 의해 감지되는 수동형으로 발진된 탄성파 에너지는 감시대상물(100)의 주변에서 자연적 요인, 즉, 자동차 진동, 토목공사에 따른 진동, 농기계 작업에 따른 진동, 너울, 지진 중 어느 하나에서 발생하는 탄성파 에너지 또는 이들이 복합적으로 작용하여 발생시킨 탄성파 에너지인 것이다.Here, the passively oscillated elastic wave energy sensed by the water turbine 10 is a natural factor in the vicinity of the monitored object 100, that is, vibration due to automobile vibration, civil engineering work, vibration due to agricultural machinery work, It is an elastic wave energy generated in any one of them or an elastic wave energy generated by a combination of these.

그리고, 상기 수진기(10)에 의해 감지되는 능동형으로 발진된 탄성파 에너지는 감시대상물(100)의 주변에서 인공 발진기인 햄머, 웨이트 드롭, 바이브 레이터 등에서 인위적으로 발생시킨 탄성파 에너지인 것이다.The active oscillated elastic wave energy sensed by the water sampling device 10 is an elastic wave energy artificially generated in a hammer, a weight drop, a vibrator, or the like, which is an artificial oscillator, in the vicinity of the monitored object 100.

상기 멀티제어반(20)은 다단으로 이루어진 상기 수진기(10)를 제어하며, 상기 수진기(10)로부터 변환 출력되는 아날로그의 전기적 신호를 디지털 신호의 데이터로 변환시킨 후 이를 상기 메모리부(30)에 저장시키도록 구성하여둔 것이다.The multi control panel 20 controls the multivibrator 10 so as to convert an analog electrical signal converted and output from the water sampler 10 into digital signal data and store it in the memory unit 30 .

이때, 상기 멀티제어반(20)에는 상기 수진기(10)의 설치 개수에 따라 포트 및 메인보드를 확장하는 다단의 슬롯부(21)를 형성하여둔 것으로, 이러한 멀티제어반(20)은 아날로그의 전기적 신호를 디지털 신호의 데이터로 변환하고, 환경설정에 따라 다단으로 이루어진 상기 수진기(10)의 배열, 능동형 또는 수동형으로 발진된 탄성파 에너지의 크기에 따른 자료 획득 유무의 선별적인 제어(sensitivity control), 자료취득시간(sampling rate), 자료취득간격(sampling interval)을 제어하게 되는 제어프로그램을 탑재 구성하여둔 것이다.At this time, the multi-control unit 20 is provided with a multi-stage slot unit 21 for expanding the port and the main board according to the number of the water conditioner 10. The multi-control unit 20 includes an analog electric signal A plurality of sensors 10 arranged in a multi-stage according to the environment setting, a sensitivity control for data acquisition depending on the size of the active or passive oscillating elastic wave energy, data acquisition A control program that controls a sampling rate and a sampling interval is installed.

여기서, 상기 수진기(10)와 상기 멀티제어반(20)은 전기케이블(200)로 연결되는 것으로서, 상기 전기케이블(200)은 신호 전달시 외부 환경의 영향을 차단하도록 방수형 플라스틱 배관 속에 설치하여둔 것이다.The water jacket 10 and the multi control panel 20 are connected to each other by an electric cable 200. The electric cable 200 is installed in a waterproof plastic pipe will be.

상기 메모리부(30)는 상기 멀티제어반(20)으로부터 변환된 능동형 또는 수동형의 탄성파 에너지에 대한 데이터 정보를 저장하는 것인데, 이는 상기 모니터링 관제부(60)에 의해 이루어지는 상시 또는 주기적인 모니터링을 위해 자료 획득 간격이 0.001초로서 최소 6시간 이상 연속적으로 탄성파 정보를 저장할 수 있도록 대용량으로 구성하여둔 것이다.The memory unit 30 stores data information of the active or passive elastic wave energy converted from the multi-control unit 20. The memory unit 30 stores data information of the active or passive elastic wave energy, And the acquisition interval is 0.001 seconds, so that it is configured to have a large capacity so that the elastic wave information can be continuously stored for at least 6 hours.

즉, 상기 메모리부(30)는 상기 멀티제어반(20)과 연결되어 자료를 저장하고 필요에 따라 사용자가 데이터를 백업할 수 있는 대용량의 저장매체로서, 6시간 이상의 수동형(Passive) 탄성파 에너지 정보의 저장이 가능하며, 탐사방법 및 현장여건에 따라 또는 제어요소(sampling time, interval, sensitivity 등)에 따라 데이터 용량은 제어가 가능하고, 수동형(Passive) 탄성파 에너지의 탐사를 위한 자연적 요인의 발진원이 현장마다 그 특성이 다르므로, 이를 감안하여 적용한 것이다.That is, the memory unit 30 is a large-capacity storage medium connected to the multi-control unit 20 to store data and to be able to back up data by a user as necessary. The memory unit 30 may include passive seismic energy information It is possible to control the data capacity according to the surveying method and the site conditions or according to the control factors (sampling time, interval, sensitivity, etc.), and the natural source of the natural factor for the exploration of passive seismic energy Because the characteristics are different in each site, it is applied considering this.

상기 송신모듈(40)은 상기 멀티제어반(20)에 의해 제어되면서, 상기 메모리부(30)에 저장된 데이터를 상기 모니터링 관제부(60)에 이동통신망을 통해 무선 전송하도록 구성하여둔 것이다.The transmission module 40 is configured to wirelessly transmit data stored in the memory unit 30 to the monitoring control unit 60 through the mobile communication network while being controlled by the multi control unit 20. [

상기 전원공급부(50)는 본 발명의 실시예에 따른 모니터링 시스템의 각 구성요소에 구동전원을 공급하는 것으로, 태양광 에너지에 반응하는 태양전지 패널(51)과, 상기 태양전지 패널(51)로부터 태양광 에너지를 전기적 에너지로 변환하는 태양광 발전모듈(52)과, 상기 태양광 발전모듈(52)로부터 변환된 전기적 에너지를 전원으로 변환시키는 전원컨버터(53)와, 상기 전원컨버터(53)에 의해 변환된 전원에 의해 충전이 이루어지는 충전전지(54)를 포함하여 구성되며, 이는 별도의 전기설비없이 자체적으로 전원공급 및 장기적인 모니터링을 수행할 수 있도록 하기 위함인 것이다.The power supply unit 50 supplies driving power to each component of the monitoring system according to the embodiment of the present invention and includes a solar cell panel 51 responsive to solar energy, A power converter 53 for converting the electrical energy converted from the photovoltaic power generation module 52 into a power source, and a power converter 53 for converting the electric energy converted from the photovoltaic power generation module 52 into a power source, And a rechargeable battery 54 that is charged by a power source converted by the power source 54. This is to enable power supply and long-term monitoring by itself without a separate electrical installation.

상기 모니터링 관제부(60)는 상기 송신모듈(40)로부터 이동통신망을 통해 무선 전송되는 능동형 또는 수동형 탄성파 에너지의 데이터 정보를 초기 탐사로부터 사전 구축된 능동형 또는 수동형 탄성파 에너지의 기준데이터와 비교하여, 상기 감시대상물(100)이 설치된 지하 매질의 강성변화 특성을 상시 또는 주기적으로 분석하고, 그 분석결과를 근거로 하여 상기 감시대상물(100)에 대한 안정성을 평가하도록 구성하여둔 것이다.The monitoring control unit 60 compares the data information of the active or passive elastic wave energy wirelessly transmitted from the transmission module 40 through the mobile communication network with the reference data of the active or passive elastic wave energy preformed from the initial probe, The monitoring apparatus 100 is configured to analyze the stiffness change characteristics of the underground medium provided with the monitored object 100 at all times or periodically and to evaluate the stability of the monitored object 100 based on the analysis results.

여기서, 상기 모니터링 관제부(60)는 감시대상물(100)의 근처에 설치되거나 또는 원거리에 설치되는 것으로, 그 위치는 상기 송신모듈(40)과 이동통신망을 통해 무선 통신이 가능한 것이면 어느 것도 관계없다.Here, the monitoring control unit 60 may be installed in the vicinity of the monitored object 100 or may be installed at a remote location, and the location thereof may be any of those capable of wireless communication with the transmission module 40 through the mobile communication network .

이때, 상기 모니터링 관제부(60)에는 분석프로그램이 탑재되며, 이러한 분석프로그램은 획득된 능동형 또는 수동형의 발진된 탄성파 에너지 정보로부터 주파수대역에 따른 위상속도분포의 분산이미지(dispersion image)를 생성하고, 상기 생성된 위상속도분포의 분산이미지로부터 능동형 또는 수동형 탄성파 에너지의 복합 역산 해석을 통해 전단파속도(shear velocity)와 강성률(stiffness), 그리고 포아송비(poisson's ratio)를 순차적으로 해석하여, 상기 감시대상물(100)이 설치된 지하 매질의 강성변화 특성을 상시 또는 주기적으로 분석할 수 있음은 물론, 그 분석에 따라 상기 감시대상물(100)에 대한 안정성을 평가할 수 있는 것이다.At this time, an analysis program is installed in the monitoring control unit 60. The analysis program generates a dispersion image of the phase velocity distribution according to the frequency band from the obtained active or passive oscillated elastic wave energy information, The shear velocity, the stiffness, and the poisson's ratio are sequentially analyzed from the distributed image of the generated phase velocity distribution through the complex inversion analysis of the active or passive elastic wave energy, 100 can be always or periodically analyzed and the stability of the monitored object 100 can be evaluated according to the analysis.

그리고, 상기 모니터링 관제부(60)에는 모니터와 같은 표시부(61)를 구성하게 되며, 이러한 표시부(61)는 상기 분석프로그램을 통해 상시 또는 주기적으로 분석된 능동형 또는 수동형의 탄성파 에너지에 대한 데이터 변화량을 표시하도록 구성하여둔 것이다.The monitoring unit 60 constitutes a display unit 61 such as a monitor. The display unit 61 displays data variation amounts of active or passive elastic wave energy analyzed at all times or periodically through the analysis program .

여기서, 상기 모니터링 관제부(60)는 자연적 요소 또는 인공 발진기를 이용하여 수동형 또는 능동형으로 발진된 탄성파 에너지를 수진기(10)에서 감지시, 복합적으로 감지된 능동형과 수동형 탄성파 에너지로부터 첨부된 도 6에서와 같이, 자료 보완과 저주파수를 확장시키면서 탐사심도를 증대시킨 분산이미지(dispersion image)를 생성할 수 있게 되는 것이다.Here, the monitoring control unit 60 extracts the active and passive elastic wave energies from the complexly sensed active and passive elastic wave energies when sensing the elastic wave energy oscillated in a passive or active manner using a natural element or an artificial oscillator, , It is possible to generate a dispersion image that increases the depth of exploration while supplementing the data and extending the low frequencies.

이와 같이, 본 발명의 실시예에 따른 복합 표면파 탐사형 상시 모니터링 시스템과 그 모니터링 방법은 첨부된 도 1 내지 도 6에서와 같이, 우선 감시대상물(100)의 규모 및 현장 여건에 따라 탄성파 에너지 탐사를 위한 장비인 수진기(10)와 인공 발진기를 설치하여둔다.As described above, the surveillance system and method for monitoring the complex surface wave according to the embodiment of the present invention can be applied to the surveillance of the seismic energy according to the scale and the site conditions of the monitored object 100 (10) and an artificial oscillator.

즉, 상기 감시대상물(100)내에 일정간격을 두고 제 1 체결부(101a)를 가지는 고정블럭(101)을 다단 설치한 후, 상기 고정블럭(101)에 제 2 체결부(11)를 가지는 수진기(10)를 설치하는 한편, 상기 인공 발진기로서 햄머, 웨이트 드롭, 바이브 레이터 등을 상기 감시대상물(100)의 주변에 배치하여 둔다.That is, after the fixed block 101 having the first coupling part 101a is installed at a predetermined interval in the monitored object 100, the fixed block 101 is provided with the second coupling part 11, And a hammer, a weight drop, a vibrator, and the like are disposed around the monitored object 100 as the artificial oscillator.

다음의 단계로서, 상기와 같이 설치된 장비인 인공 발진기를 상기 수진기(10)의 위치에 따라 이동시키면서 능동형의 탄성파 에너지를 발생시킨 후 이를 수진기(10)에서 감지하여 송신모듈(40)을 통해 모니터링 관제부(60)에 무선 전송하는 한편, 상기 감시대상물(100)의 주변에서 발생하는 자연적 요인에 의한 수동형의 탄성파 에너지를 수진기(10)에서 감지한 후 이를 상기 송신모듈(40)을 이용하여 모니터링 관제부(60)에 무선 전송함으로써, 상기 모니터링 관제부(60)가 상기 송신모듈(40)을 통해 수신한 능동형 또는 수동형의 탄성파 에너지를 기준데이터로 설정하고 이를 저장하여둔다.In the next step, the artificial oscillator, which is the equipment installed as described above, is generated while generating active elastic wave energy while moving according to the position of the water collector 10, then sensed by the water collector 10 and transmitted through the transmission module 40, And transmits the wireless signal to the monitoring unit 100. The sensing unit 100 detects the passive elastic wave energy due to a natural factor occurring in the surroundings of the monitored object 100 by the water collector 10, The monitoring unit 60 sets the active or passive elastic wave energy received through the transmission module 40 as reference data and stores it.

다음의 단계로서, 감시대상물(100)에 다단 설치된 수진기(10)를 통해 감시대상물(100)의 주변에서 자연적 요인에 의해 탄성파 에너지가 발생시, 이러한 탄성파 에너지는 멀티제어반(20)과 송신모듈(40)을 거쳐 모니터링 관제부(60)에 무선 전송되면서, 상기 모니터링 관제부(60)는 상시 또는 주기적으로 탄성파 에너지를 모니터링할 수 있게 되는 것이며, 이때 상기 모니터링 관제부(60)는 모니터링된 정보를 설정 저장한 기준데이터와 비교하게 되는 것이다.When the elastic wave energy is generated by natural factors in the vicinity of the monitored object 100 through the water attenuator 10 provided at the multi-stage stage of the monitored object 100, the elastic wave energy is transmitted to the multi- The monitoring control unit 60 can monitor the elastic wave energy at all times or periodically. At this time, the monitoring control unit 60 sets the monitored information to the monitoring control unit 60, And compared with the stored reference data.

이때, 상기 모니터링 관제부(60)는 감시대상물(100)의 주변에서 자연적 요인에 의해 발생하는 탄성파 에너지를 상시 또는 주기적으로 모니터링시, 수동형의 발진된 탄성파 에너지 정보로부터 탐사심도가 증대된 주파수대역에 따른 위상속도분포의 분산이미지를 생성하고, 상기 생성된 위상속도분포의 분산이미지로부터 역산 해석을 통해 전단파속도(shear velocity)와 강성률(stiffness) 및 포아송비(poisson's ratio)를 순차적으로 도출한 후 이를 기준데이터와 비교하게 되는 것이다.At this time, when the monitoring control unit 60 monitors the elastic wave energy generated by a natural factor around the monitored object 100 at all times or periodically, the monitoring control unit 60 detects the frequency of the passive type oscillated elastic wave energy information Shear velocity, stiffness, and poisson's ratio are sequentially derived from the distributed image of the generated phase velocity distribution through inverse analysis, It is compared with the reference data.

그리고, 상기의 비교결과 상시 또는 주기적으로 모니터링된 정보와 기준데이터 사이에 편차의 이상성이 발견되면, 이러한 이상성을 작업자에게 통보하게 되며, 이에따라 작업자는 감시대상물(100)의 주변에 설치되는 장비인 인공 발진기를 통해 능동형의 탄성파 에너지를 발생시키게 되며, 이렇게 발생된 능동형의 탄성파 에너지는 수진기(10)에 의해 감지된 후 멀티제어반(20)에 의해 메모리부(30)에 저장되는 한편, 송신모듈(40)을 모니터링 관제부(60)로 무선 전송이 이루어진다.When the abnormality of the deviation is found between the information monitored at all times or periodically and the reference data as a result of the comparison, the operator is notified of the abnormality. Accordingly, The active elastic wave energy generated by the oscillator 10 is sensed by the water receiver 10 and then stored in the memory unit 30 by the multi control panel 20, ) To the monitoring control unit (60).

그러면, 상기 모니터링 관제부(60)는 감시대상물(100)의 주변에서 인위적으로 발생하는 능동형 탄성파 에너지를 모니터링한 후 이를 사전에 설정 저장한 기준데이터와 비교 분석하고 그 분석결과에 따라 상기 감시대상물(100)에 대한 안정성을 평가할 수 있게 되는 것이다.Then, the monitoring control unit 60 monitors the active seismic energy generated artificially in the vicinity of the monitored object 100, compares and analyzes the active seismic energy with reference data stored in advance and stores the monitored object 100) can be evaluated.

즉, 상기 모니터링 관제부(60)는 감시대상물(100)의 주변에서 인공 발진기에 의해 인위적으로 발생하는 능동형 탄성파 에너지를 모니터링시, 능동형의 발진된 탄성파 에너지 정보로부터 위상속도분포의 분산이미지를 생성하고, 상기 생성된 위상속도분포의 분산이미지로부터 역산 해석을 통해 전단파속도(shear velocity)와 강성률(stiffness) 및 포아송비(poisson's ratio)를 순차적으로 도출할 수 있는 것인 바, 상기 도출된 정보를 토대로 상기 감시대상물(100)이 설치된 지하 매질의 강성변화 특성을 상시 또는 주기적으로 분석할 수 있음은 물론, 그 분석에 따라 상기 감시대상물(100)에 대한 안정성을 평가할 수 있으며, 이렇게 평가된 결과인 능동형 또는 수동형의 탄성파 에너지에 대한 데이터 변화량은 표시부(61)를 통해 표시되면서, 관리자는 상기 표시부(61)에 표시된 정보를 열람하면서, 감시대상물(100)이 안전한지를 원격 모니터링할 수 있고, 이러한 모니터링으로부터 감시대상물(100)인 댐 및 저수지 등의 붕괴와 같은 재해로부터 경제적/인적 피해를 사전에 예방할 수 있게 되는 것이다.That is, when monitoring the active seismic energy artificially generated by the artificial oscillator in the vicinity of the monitored object 100, the monitoring control unit 60 generates a dispersed image of the phase velocity distribution from the active oscillated acoustic wave energy information Shear velocity, stiffness, and poisson's ratio can be sequentially derived from the distributed image of the generated phase velocity distribution through inverse analysis. Based on the derived information, It is possible to always or periodically analyze the stiffness change characteristics of the underground medium in which the monitored object 100 is installed and also to evaluate the stability of the monitored object 100 according to the analysis. Or the passive type of elastic wave energy is displayed on the display unit 61 while the administrator displays the data change amount on the display unit 61 It is possible to remotely monitor whether or not the monitored object 100 is safe while viewing the monitored information and to prevent economic and human damage from a disaster such as a dam and a reservoir as the monitored object 100 will be.

이상에서 본 발명의 복합 표면파 탐사형 상시 모니터링 시스템과 그 모니터링 방법에 대한 기술사상을 첨부도면과 함께 서술하였지만, 이는 본 발명의 가장 양호한 실시예를 예시적으로 설명한 것이지 본 발명을 한정하는 것은 아니다.While the present invention has been particularly shown and described with reference to exemplary embodiments thereof, it is to be understood that the invention is not limited to the disclosed exemplary embodiments.

따라서, 본 발명은 상술한 특정의 바람직한 실시예에 한정되지 아니하며, 청구범위에서 청구하는 본 발명의 요지를 벗어남이 없이 당해 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 누구든지 다양한 변형 실시가 가능한 것은 물론이고, 그와같은 변경은 청구범위 기재의 범위내에 있게 된다.It will be apparent to those skilled in the art that various modifications and variations can be made in the present invention without departing from the spirit and scope of the invention as defined by the appended claims. It is to be understood that such changes and modifications are within the scope of the claims.

10; 수진기 11; 제 2 체결부
20; 멀티제어반 21; 슬롯부
30; 메모리부 40; 송신모듈
50; 전원공급부 60; 모니터링 관제부
61; 표시부 70; 보호박스
100; 감시대상물 101; 고정블럭
101a; 제 1 체결부
10; A water column 11; The second fastening portion
20; A multi-control panel 21; Slot portion
30; A memory unit 40; Transmission module
50; Power supply 60; Monitoring Control Department
61; A display section 70; Protective box
100; The monitored object 101; Fixed block
101a; The first fastening portion

Claims (17)

삭제delete 삭제delete 삭제delete 삭제delete 삭제delete 삭제delete 삭제delete 삭제delete 삭제delete 삭제delete 삭제delete 삭제delete 삭제delete 삭제delete (a) 감시대상물의 규모 및 현장 여건에 따라 탄성파 에너지 탐사를 위한 장비인 수진기와 인공 발진기를 설치하는 단계;
(b) 상기 (a)단계로부터 설치된 장비를 이용하여 능동형의 발진된 탄성파 에너지와, 상기 감시대상물의 주변에서 발생하는 자연적 요인에 의한 수동형의 발진된 탄성파 에너지를 감지하고 이를 모니터링 관제부에서 기준데이터로 설정하여 저장하는 단계;
(c) 상기 (a)단계로부터 설치된 수진기를 통해 모니터링 관제부는 감시대상물의 주변에서 자연적 요인에 의해 발생하는 수동형 탄성파 에너지를 상시 또는 주기적으로 모니터링하고 이를 상기 (b)단계로부터 설정 저장한 기준데이터와 비교하는 단계;
(d) 상기 (c)단계의 비교결과 상시 또는 주기적으로 모니터링된 정보와 기준데이터 사이에 편차의 이상성이 발견되면, 능동형 발진원을 통해 탄성파 에너지를 발생시키고 이를 수진기에서 감지하여 모니터링 관제부로 전송시키는 단계; 및,
(e) 상기 (d)단계로부터 모니터링 관제부는 감시대상물의 주변에서 인위적으로 발생하는 능동형 탄성파 에너지를 모니터링한 후 이를 상기 (b)단계로부터 설정 저장한 기준데이터와 비교 분석하고 그 분석결과에 따라 상기 감시대상물에 대한 안정성을 평가하는 단계; 를 포함하여 진행하는 것을 특징으로 하는 복합 표면파 탐사형 상시 모니터링 방법.
(a) installing a water source and an artificial oscillator, which are equipment for seismic energy exploration according to the size and site conditions of the object to be monitored;
(b) detecting the active oscillated seismic energy using the equipment installed from the step (a) and the passive oscillated seismic energy due to a natural factor occurring in the periphery of the monitored object, And storing the set value;
(c) The monitoring controller monitors the passive elastic wave energy generated by a natural factor around the monitored object at all times or periodically through the stirrer installed from the step (a), and transmits the reference data set and saved from the step (b) Comparing;
(d) If an abnormality of the deviation is found between the information regularly or periodically monitored and the reference data as a result of the comparison in the step (c), the elastic wave energy is generated through the active oscillation source and sensed by the oscillator and transmitted to the monitoring controller step; And
(e) Monitoring from the step (d), the monitoring controller monitors the active seismic energy generated artificially in the vicinity of the monitored object, compares the active seismic energy with the reference data set and stored in the step (b) Evaluating the stability of the monitored object; The method of claim 1,
제 15 항에 있어서,
상기 (c)단계에서 상기 모니터링 관제부는 감시대상물의 주변에서 자연적 요인에 의해 발생하는 수동형 탄성파 에너지를 상시 또는 주기적으로 모니터링시,
수동형의 발진된 탄성파 에너지 정보로부터 주파수대역에 따른 위상속도분포의 분산이미지를 생성하는 단계; 및,
상기 생성된 위상속도분포의 분산이미지로부터 역산 해석을 통해 전단파속도(shear velocity)와 강성률(stiffness) 및 포아송비(poisson's ratio)를 순차적으로 도출하는 단계; 를 더 포함하여 진행하는 것을 특징으로 하는 복합 표면파 탐사형 상시 모니터링 방법.
16. The method of claim 15,
In the step (c), the monitoring control unit monitors the passive seismic energy generated by a natural factor around the monitored object at all times or periodically,
Generating a dispersed image of a phase velocity distribution according to a frequency band from passive oscillated elastic wave energy information; And
Sequentially deriving a shear velocity, a stiffness, and a poisson's ratio from the dispersed image of the generated phase velocity distribution through inverse analysis; The method of claim 1, further comprising:
제 15 항에 있어서,
상기 (e)단계에서 상기 모니터링 관제부는 감시대상물의 주변에서 인공 발진기에 의해 인위적으로 발생하는 능동형 탄성파 에너지를 모니터링시,
능동형의 발진된 탄성파 에너지 정보로부터 주파수대역에 따른 위상속도분포의 분산이미지를 생성하는 단계; 및,
상기 생성된 위상속도분포의 분산이미지로부터 역산 해석을 통해 전단파속도(shear velocity)와 강성률(stiffness) 및 포아송비(poisson's ratio)를 순차적으로 도출하는 단계; 를 더 포함하여 진행하는 것을 특징으로 하는 복합 표면파 탐사형 상시 모니터링 방법.
16. The method of claim 15,
In the step (e), when monitoring the active seismic energy generated artificially by the artificial oscillator in the vicinity of the monitored object,
Generating a dispersed image of a phase velocity distribution according to a frequency band from the oscillated elastic wave energy information of the active type; And
Sequentially deriving a shear velocity, a stiffness, and a poisson's ratio from the dispersed image of the generated phase velocity distribution through inverse analysis; The method of claim 1, further comprising:
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