KR101782040B1 - 드론을 이용한 상수도 시설물 측량장치 및 위치측정방법 - Google Patents
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Abstract
본 발명의 드론을 이용한 상수도 시설물 측량장치 및 위치측정방법에 따르면, 상수도 시설물을 무인화된 유무선 영상장치로 상수원 현장 상황을 모니터링하여 환경적인 요건을 극복할 수 있고, 상수도 시설물의 각종 부대시설의 작동현황, 수질 분석치 등을 실시간으로 확인하고, 단위 행정구역의 관리부서를 통제센터가 되도록 각 상수원 시설물 간을 네트워크화 함으로써 관리의 효율성의 극대화시킬 수 있으며, 또한 상수도 시설물의 각 장치들을 원격으로 제어함과 동시에 상수도 및 시설에 문제 발생 시 이에 따른 상황 정보를 통제소 및 무인 비행을 수행하는 드론으로 전송하여 즉각적인 조치가 이루어지도록 하는 효과가 있다.
Description
본 발명은 드론을 이용한 상수도 시설물 측량장치 및 위치측정방법에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 넓은 지역에 산재되어 설치된 상수도 시설물을 체계적이고 효율적으로 관리하여 깨끗한 음용수를 저렴한 비용으로 공급하도록 하여, 해당 주민들의 건강복지 증진을 도모하고 지방자치단체의 불필요한 공무 손실을 방지할 뿐만 아니라 대민행정 관리효율을 상승시킬 수 있는 드론을 이용한 상수도 시설물 측량장치 및 위치측정방법에 관한 것이다.
일반적으로 상수도 시설물을 포함한 수자원은 국가의 매우 주요한 자원으로써, 공익을 우선적으로 고려하여 개발되고 있으며, 경제성 등의 제반요소를 판단하여 장기간의 검토를 거쳐 계획을 수립하고 건설 및 관리하게 된다.
이러한 상수도 시설물은 설치범위가 광범위하고 특히, 산간 오지에 거주하는 주민들의 건강을 책임지는 매우 중요한 시설이므로 설비에 문제가 발생하는 경우에는 즉시 감지하여 조치가 가능하도록 원격지에서 모니터링하고 제어할 수 있는 시스템이 요구되고 있다.
이에 국내 특허공보 제2002-0091418호에는 상수도시설의 안전하고 효율적인 원격제어와 관리가 가능하고, 일반 사용자에게는 각자가 원하는 서비스를 제공받을 수 있으며, 관리자에게는 보안이 유지된 상태에서 상수도시설의 상태를 원격지에서 실시간으로 점검하고 관리할 수 있도록 하여 인원 및 경비를 절감하기 위한 목적으로 발명의 명칭이 '상수도 운영 및 관리시스템'인 고안이 개시되어 있다.
상기 개시된 발명은 상수도시설의 상태정보를 추출하고, 관리자가 입력하는 제어데이터에 의해 원격에서 제어하는 로컬감시제어서버 및 통신서버를 구비한 현장시스템과, 일반 사용자에게 정보를 제공할 수 있는 웹페이지를 운영하고, 관리자의 제어데이터를 현장시스템에 전송하는 중앙서버를 구비하는 중앙관리시스템과, 관리자를 인증하기 위한 보안수단이 구비된 관리자시스템과, 상기 중앙관리시스템에 접속할 수 있는 사용자시스템으로 구성된다.
그러나 단위 행정구역별로 수백개에 달하는 상수도 시설물은 관리하는 관리자의 담당 범위를 현실적으로 초과하고, 상수도 시설물이 산간 오지에 설치되어 있으면, 접근이 용이하지 않아 현실적으로 관리가 어렵고 부적절한 관리가 되고 있는 문제점이 있었다.
본 발명은 상술한 문제점을 해결하기 위해 안출된 것으로서, 상수도 시설물을 무인화된 유무선 영상장치로 상수원 현장 상황을 모니터링하여 환경적인 요건을 극복할 수 있고, 상수도 시설물의 각종 부대시설의 작동현황, 수질 분석치 등을 실시간으로 확인하고, 단위 행정구역의 관리부서를 통제센터가 되도록 각 상수원 시설물 간을 네트워크화 함으로써 관리의 효율성의 극대화시킬 수 있으며, 또한 상수도 시설물의 각 장치들을 원격으로 제어함과 동시에 상수도 및 시설에 문제 발생 시 이에 따른 상황 정보를 통제소 및 무인 비행을 수행하는 드론으로 전송하여 즉각적인 조치가 이루어지도록 하는 드론을 이용한 상수도 시설물 측량장치 및 위치측정방법을 제공하는 것이다.
상술한 목적을 달성하기 위한 본 발명의 드론을 이용한 상수도 시설물 측량장치 및 위치측정방법은, 상수도 시설물의 수질상태와 시설장치의 동작 상태를 실시간으로 파악하여 동시에 복수개의 상수도 시설물을 관리하는 상수도 시설물 측량장치로써, 상수도 시설물에는 시설장치의 동작상태 데이터를 전송하는 전송장치와, 시설장치의 상태를 영상화하여 전송하는 영상장치가 포함되어 구성되며; 상수도 시설물로부터 전송된 데이터를 전송하는 무선 송수신모뎀과, 무선 송수신모뎀으로부터 일정거리 이내에 설치되어 데이터를 수신받아 엔코딩하여 전송하는 데이터전송모듈과, 데이터전송모듈을 통한 데이터를 수신받아 저장하는 관리회사서버와, 관리회사서버와 연동되는 행정기관서버가 포함되어 구성되며; 상수도 시설물은 취수원으로부터 취수된 원수가 도수관을 통해 저장되는 정수장, 정수장에서 정수된 물이 송수관을 통해 저장되는 배수지, 송수관과 급수관의 관로 내부에 침전된 협잡물을 관 외부로 배출시키는 배수설비가 포함되어 구성되며, 상기 배수설비는 유입관을 통해 유입되는 물의 수량 및 수압을 제어하도록 밸브가 설치된 밸브실과, 소정의 공간을 가짐으로써 물이 저수되는 배수피트로 이루어지며, 상기 배수피트의 일측 하부에는 밸브실을 거쳐 물이 유출되는 유출관이 연결되어 있고, 상기 배수피트의 타측 상부에는 물이 배출되는 배출구가 형성되어 있어, 상기 유입관을 통해 배수피트 내부로 유입된 물은 배출구가 형성된 높이만큼 배수피트 내부에 저장된 후 배출구를 통하여 배출되며, 유입관을 통해 배수피트 내부로 유입된 물에 함유된 협잡물은 유출관을 통해 배출되는 것을 특징으로 하며; 상기 상수도 시설물에서 수질상태를 측정하기 위한 수질측정기는 잔류염소측정기, 온도계, 전기전도계, pH계, 탁도계, 질산성질소 및 암모니아성 질소측정기에서 하나 이상 선택되고; 상기 상수도 시설물에서 시설장치는 약품투입기, 정수여과기, 수위측정기를 포함하여 구성되며; 상기 상수도 시설물에는 시설장치의 동작상태 데이터를 전송하는 전송장치와 시설장치의 상태를 영상화하여 전송하는 영상장치가 포함되어 무인 비행을 하는 것으로, 관리회사서버로부터 상수도 시설물의 시설장치가 비정상 작동하는 경우에 이를 통보받아 해당 시설장치가 위치한 장소로 비행하여 해당 시설장치의 이상 유무를 점검하는 드론이 포함되어 구성된다.
상기 도수관, 송수관 및 급수관에는 일정한 간격으로 부착되고 누수 여부 판단을 위해 도수관, 송수관 및 급수관의 유수의 변화를 탐지하는 센서 노드; 상기 센서 노드로부터 탐지된 유수 변화 정보를 수신하여 관리회사서버로 전송하는 싱크 노드; 및 상기 도수관, 송수관 및 급수관이 매설된 지상에 부착되고, 상기 유수 변화 정보를 기초로 누수가 판단되면 누수 발생 지점의 도수관, 송수관 또는 급수관의 위치 및 속성 정보를 제공받는 RFID 태그를 포함하여 구성되며; 상기 드론은 RFID 태그로부터 제공되는 유수 변화 정보를 수신받아 관리회사서버로 전송되도록 하는 태그 검출부를 포함하여 구성될 수 있다.
이상에서 설명한 바와 같은 본 발명의 드론을 이용한 상수도 시설물 측량장치 및 위치측정방법에 따르면, 상수도 시설물을 무인화된 유무선 영상장치로 상수원 현장 상황을 모니터링하여 환경적인 요건을 극복할 수 있고, 상수도 시설물의 각종 부대시설의 작동현황, 수질 분석치 등을 실시간으로 확인하고, 단위 행정구역의 관리부서를 통제센터가 되도록 각 상수원 시설물 간을 네트워크화 함으로써 관리의 효율성의 극대화시킬 수 있으며, 또한 상수도 시설물의 각 장치들을 원격으로 제어함과 동시에 상수도 및 시설에 문제 발생 시 이에 따른 상황 정보를 통제소 및 무인 비행을 수행하는 드론으로 전송하여 즉각적인 조치가 이루어지도록 하는 효과가 있다.
도 1은 본 발명의 일실시예에 따른 드론을 이용한 상수도 시설물 측량장치를 나타낸 블록도이며,
도 2 및 도 3은 본 발명의 일실시예에 따른 드론을 이용한 상수도 시설물 측량장치를 이루는 상수도 시설물을 나타낸 예시도면이며,
도 4는 본 발명의 일실시예에 따른 드론을 이용한 상수도 시설물 측량장치를 이루는 드론을 나타낸 블록도이다.
도 2 및 도 3은 본 발명의 일실시예에 따른 드론을 이용한 상수도 시설물 측량장치를 이루는 상수도 시설물을 나타낸 예시도면이며,
도 4는 본 발명의 일실시예에 따른 드론을 이용한 상수도 시설물 측량장치를 이루는 드론을 나타낸 블록도이다.
이하, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 본 발명을 용이하게 실시할 수 있도록 상세히 설명하기 위하여, 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부한 도면을 참조하여 상세하게 설명한다.
본 발명의 일실시예에 따른 드론을 이용한 상수도 시설물 측량장치 및 위치측정방법은 도 1에 나타낸 바와 같이,
일정한 행정구역내에 각각 산재되어 설치되어 있는 복수개의 상수도 시설물(261~264)과, 상기 상수도 시설물(261~264)과 제어 데이터 정보를 무선으로 송수신하는 데이터 전송모듈과, 상기 데이터 전송모듈의 정보를 유선 또는 무선의 통신을 제공하는 통신사(210)를 통해 제공받는 관리회사서버(100)와, 상기 관리회사서버(100)와 연동되는 행정기관통제서버(200)와, 상기 행정기관통제서버(200)와 연동된 관리회사서버(100)를 통해 상기 상수도 시설물(261~264)을 현장에서 관리회사서버로부터 상수도 시설물(261~264)의 시설장치가 비정상 작동하는 경우에 이를 통보받아 해당 시설장치가 위치한 장소로 비행하여 해당 시설장치의 이상 유무를 점검하는 무인 비행체인 드론(271~274)를 포함하여 구성된다.
상기 데이터 전송모듈은 특정한 상수도 시설물(제1상수도 시설물:261)와 통신되는 독립데이터 전송모듈(230)과, 다수의 상수도 시설물(제2상수도 시설물 내지 제n상수도 시설물:262~264)과 통신되는 다중데이터 전송모듈(240)로 구성될 수 있다.
즉 설치된 상수도 시설물의 환경조건에 따라 적절하게 독립데이터 전송모듈 또는 다중데이터 전송모듈을 사용하게 된다.
또한 상기 드론(271~274)는 각 상수도 시설물별로 배치되어 행정기관에서 운용되는 것으로써, 상기 관리회사서버(100)나 행정기관통제서버(200)의 경보전송(250)를 수신받게 된다.
상기 관리회사서버(100)는 상기 상수도 시설물(261~264)에 대한 모든 정보를 수집하고 관리하게 된다.
즉 관리회사서버(100)에는 상수도 시설물의 일반현황에 관한 정보가 저장되는 일반현황데이터베이스와, 부대시설에 대한 정보가 저장되는 시설현황데이터베이스와, 관리상태의 정보가 저장되는 관리현황데이터베이스와, 수질상태 및 수질분석의 정보가 저장되는 수질 및 분석현황데이터베이스와, 제공된 경보 및 처리현황이 저장되는 경보설정제어현황데이터베이스가 구축된다.
상기 일반현황데이터베이스에는 각 상수도 시설물이 설치되어 있는 곳을 명확하게 파악할 수 있도록 분포지도와, 각 상수도 시설물의 일반적인 정보가 기본현황으로 저장되며, 상기 시설현황데이터베이스는 부대설비와 주변장치에 대한 정보를 각각 개별적으로 관리하고, 상기 관리현황데이터베이스에는 각 상수도 시설물에 설치되어 있는 시설의 유지관리 내역과, 보수내역이 저장된다.
또한 상기 수질 및 분석현황데이터베이스에는 각 상수도 시설물의 수질분석 결과와 일정 기간 동안의 수질에 대한 통계분석이 저장되고, 상기 경보설정제어현황데이터베이스에는 각 상수도 시설물에 설치되어 있는 설비의 설비감시와, 경보내역 및 전송내역이 각각 저장되며, 상기 설비감시를 위한 각종 장치의 원격설정제어를 하게 된다.
상기 관리회사서버(100)와 상수도 시설물은 서버-클라이언트로 구축되는 시스템으로 웹브라우져 및 각종 프로그램으로 구동되어 상수도 시설물의 시설이 인트라넷으로 연결되어 형성된다.
상기 관리회사서버(100)는 상수도 시설물 급수시설에 대한 다양한 조건검색이 가능하여 각종 통계 집계와 현황파악을 할 수 있으며, 일반관리항목과 시설관련항목에 대한 제반 항목과 지속적인 이력관리사항을 상기 해당 데이터베이스에 누적하여 저장함으로써 상수도 시설물 급수시설에 관한 모든 업무의 관리가 가능하도록 구성된다.
또한 각 단위 행정구역별 지도 데이터를 저장하여 지역별 및 여러 조건검색 결과별로 지도상에서 그 분포를 출력할 수 있도록 하여 현황파악 업무의 편리성을 제공한다.
상기 관리회사서버(100)는 행정기관 통제서버(200)와 각각 연동되어 행정기관의 담당자는 항상 실시간으로 상수도 시설물의 현황을 파악할 수 있다.
또한 특정 상수도 시설물에 문제가 발생한 경우에는 해당 상수도 시설물에 배치된 드론으로 해당 시설장치의 이상 유무를 점검하라는 명령을 무선으로 통보하여 문제점을 최단 시간에 파악할 수 있도록 한다.
다시 말해, 상수도 시설물(261~264)에는 별도의 현장 관리자가 상주할 필요가 없이, 상수도 시설물(261~264)에 문제가 발생하는 경우, 상기 관리회사서버(100) 또는 행정기관 통제서버(200)와 드론(271~274)를 이용하여 상수도 시설물을 관리함으로써 상수도 시설물의 관리와 운용을 최소한의 인원으로 효과적으로 수행할 수 있게 된다.
상기 데이터전송모듈은 통상의 통신사(210)를 통해 상기 관리회사서버(100)로 상수도 시설물의 정보데이터를 전송하게 된다.
이때 상기 통신사(210)는 유선으로 구성할 수 있지만, 무선으로 데이터를 전송할 수 있는 것이 더욱 바람직하다.
상기 상수도 시설물(261~264)에는 도 2에 나타낸 바와 같이, 취수원(11)의 원수를 유입하기 위한 취수펌프와, 상기 취수펌프를 제어하기 위한 무선수위조절기와, 상기 취수펌프를 통해 유입되는 원수가 도수관(13)을 거쳐 저장되는 저수조(15)와, 상기 저수조(15)의 수위를 측정하기 위한 수위측정기와, 상기 저수조(15)에 저장된 물을 제공받아 순차적으로 정수시키기 위한 제1정수장(17) 및 제2정수장(19)과, 제2정수장(19)에서 정수된 물이 송수관(21)을 통해 저장되는 제1배수지(23) 및 제2배수지(25)와, 제2배수지(25)로부터 급수관(27)을 통해 수용가(50)로 물이 이송된다.
상수도 시설물(261~264)에서 송수관(21)과 급수관(27)의 관로 내부에 침전된 협잡물을 관 외부로 배출시키는 배수설비(29)가 포함되어 구성된다.
상기 배수설비(29)는 유입관을 통해 유입되는 물의 수량 및 수압을 제어하도록 밸브가 설치된 밸브실과, 소정의 공간을 가짐으로써 물이 저수되는 배수피트로 이루어지며, 상기 배수피트의 일측 하부에는 밸브실을 거쳐 물이 유출되는 유출관이 연결되어 있고, 상기 배수피트의 타측 상부에는 물이 배출되는 배출구가 형성되어 있어, 상기 유입관을 통해 배수피트 내부로 유입된 물은 배출구가 형성된 높이만큼 배수피트 내부에 저장된 후 배출구를 통하여 배출되며, 유입관을 통해 배수피트 내부로 유입된 물에 함유된 협잡물은 유출관을 통해 배출됨으로써 수용가(50)로 보다 깨끗한 상태의 물이 공급된다.
그러나 배수피트 내부에 협잡물이 다량 침전된 경우 배출구을 통해 유출되는 물보다 배수되는 물의 수질이 악화될 수 있음에 따라 배출구를 통해 유출되는 물은 0.5nut이하의 탁도를 만족해야만 한다.
그런데 일반적인 배수설비의 경우 배수관 단부의 물이 저수된 영역인 배수피트 하부에 위치함에 따라 물의 채수는 물론 탁도를 측정하기 어렵다.
이를 해결하기 위하여 배출구 단부에 채수관을 연결하여 배수피트 상부에서 채수가 가능한 채수기를 구성할 수 있다.
채수관을 통하여 상방향으로 채수가 가능하록 어느 정도 배수관 내에 수압을 유지하기 위하여 커버의 자중에 의한 수압상승을 유도하고 있다.
따라서 커버와 몸체부의 밀착력을 높이기 위하여 몸체부의 타측 단부를 비스듬하게 경사지게 형성하거나 커버에 별도의 무게추를 부가하고 있다.
그러나 타측 단부를 비스듬하게 경사지게 하는 구조는 밀착력을 높일 수는 있으나 이토나 모래 등의 이물질 등이 흘러내리지 않고 종단에 쌓이게 될 경우 이물질에 의해 커버가 완전히 폐쇄되지 않게 되므로 채수 수압을 얻을 수 없는 문제가 발생된다.
또한 별도의 무게추 등을 부가하는 경우에는 커버로부터 돌출된 무게추가 배수피트에 쌓인 이물질에 걸려서 커버가 개방되지 않거나 닫쳐지지 않는 경우가 발생될 우려가 있었다.
또한 커버가 침전물이나 이물질에 걸려서 개페동작이 원활하지 않을 경우에는 작업자가 배수피트 내부에 들어가서 이물질이나 침전물을 제거하여 커버를 동작시켜야 하는 번거로움이 있었다.
이러한 문제점을 해결하기 위하여, 본 발명에서 채수기를 유자관과 스프링을 이용하는 것으로, 원통 형상의 몸체부와, 커버와, L자형 하부 채수관과, L자형 상부 채수관과, 관절부, 인장스프링을 포함하여 구성한다.
몸체부는 배출구 단부에 일단이 고정수단에 의해 결합되는 원통형으로 형성된다.
여기서 고정수단은 일반적으로 잘 알려진 고정수단을 사용하는 것으로 구체적인 설명은 생략한다.
몸체부의 타단에는 커버가 힌지 결합된다.
커버는 배출구를 통해 유입된 물이 배출되는 과정에서 저항체 역할을 하여 수압에 의해 배수되는 물의 일부가 채수관을 통해 채수통으로 자연스럽게 이송되게 한다.
커버는 자중에 의해 일정 수압 이하에서는 몸체부 타단을 밀폐하고, 자중 이상의 일정 수압 이상에서는 수압에 의해 개방된다.
따라서 본 발명에서는 커버의 자중을 높이기 위하여 채수관을 몸체부에 결합하지 않고 커버에 결합한다.
채수관은 하부 채수관, 상부 채수관, 관절부의 세부분으로 구성된다.
하부 채수관은 커버와 채수통 사이의 간격의 대략 1/2 길이를 가지는 수직관과, 이 수직관의 양단에서 L자형으로 구부러진 일단과 타단을 포함한다.
일단은 수직에서 수평후방으로 90도 구부러진 L자형으로 커버의 중앙부를 관통하여 몸체부 내부 공간과 연통하도록 결합된다.
타단은 수직에서 우측방으로 90도 구부러진 L자형으로 그 종단에 플렌지가 형성된다.
타단에는 인장 스프링의 일단을 걸기 위한 스프링 걸이 고리가 형성된다.
상부 채수관은 커버와 채수통 사이의 간격의 대략 1/2 길이를 가지는 수직관과, 이 수직관의 양단으로부터 L자형으로 구부러진 일단과 타단을 포함한다.
일단은 수직에서 수평후방으로 90도 구부러진 L자형으로 채수통을 향하도록 수평 배치된다.
타단은 수직에서 우측방으로 90도 구부러진 L자형으로 그 종단에 플렌지가 형성된다.
또한 상부 채수관의 외주면에는 좌우 방향으로 각각 돌출된 한 쌍의 수평 지지봉들을 포함한다.
플렌지에는 대략 90도 간격의 호형 장공이 등간격으로 배치된다.
관절부는 U자관 및 한 쌍의 튜브를 포함한다.
U자관의 양단에 플렌지가 각각 형성되고 각 플렌지에는 대략 90도 간격의 호형 장공이 등간격으로 배치된다.
따라서 하부 채수관의 타단 플렌지는 U자관의 플렌지와 면접되고 호형 장공과 호형장공을 관통하는 볼트 및 너트에 의해 체결되어 호형 장공의 범위 내에서 회동 가능하게 결합된다.
마찬가가지로 상부 채수관의 타단 플렌지는 U자관의 플렌지와 면접되고 호형 장공과 호형장공을 관통하는 볼트 및 너트에 의해 체결되어 호형 장공의 범위 내에서 회동가능하게 결합된다.
볼트 및 너트와 볼트 및 너트의 플렌지 면접 부위에 마찰계수를 줄이기 위한 미끄럼 링을 체결하는 것이 바람직하다.
하부 채수관의 타단 플렌지는 U자관의 플렌지가 결합되는 관 내에는 연결부위의 기밀성을 위하여 튜브가 삽입되고, 상부 채수관의 타단 플렌지는 U자관의 플렌지가 결합되는 관 내에는 연결부위의 기밀성을 위하여 튜브가 삽입된다.
채수통의 지지부에 상부 채수관의 한 쌍의 지지봉들이 힌지 결합된다.
지지부는 상부 채수관의 외경보다 큰 간격을 두고 서로 마주보는 한 쌍의 지지대들을 포함한다.
한 쌍의 지지대들 각각은 채수통의 일측면에 일단이 고정되고 수평방향으로 연장된 외팔보 형태를 가지며 자유단 근처에 L자형 고정홈이 형성되고 이 고정홈에 한 쌍의 수평 지지봉들이 각각 끼워져 지지된다.
따라서 상부 채수관이 한 쌍의 지지봉들을 회전축으로 전후로 회동되게 체결된다.
이와 같이 결합된 상태에서 배수관에 물이 공급되면 배수관 내부의 물이 하부 채수관, 관절부 및 상부 채수관을 거쳐서 채수통으로 채수된다.
배수관 내부의 수압이 커버 자중(여기서 커버 자중은 커버, 하부 채수관, 관절부, 상부 채수관의 총합 자중을 의미함)의 보다 높아지면 커버가 힌지축을 중심으로 회동되어 개방된다.
이에 커버에 결합된 하부 채수관도 커버 힌지축을 중심으로 회동되어 타단이 후방(도면에서 몸체부 또는 배수관 방향)으로 회동되고, 이에 관절부의 플렌지부 위가 먼저 후방으로 당겨져서 이동되고 이어서 플렌지 부위도 후하방으로 당겨지게 되므로 상부 채수관의 타단을 후방으로 잡아당기므로 상부 채수관은 한 쌍의 지지봉들을 축으로 하여 회동된다.
즉 두개의 고정점 사이에서 두개의 이동 관절에 의한 관절운동이 이루어진다.
이 때 관절부는 인장 스프링에 의해 수압에 대항하는 힘을 발생시킨다.
이 탄성력은 커버를 개방 상태에서 폐쇄 상태로 복원하고자 하는 힘을 증가시킨다.
배수관 내의 수압이 감소하면 관절부의 탄성 복원력과 커버의 자중의 합력에 의해 커버는 폐쇄방향으로 회동되고, 개방시와 반대방향으로 관절운동이 이루어진다.
이때에는 인장 스프링의 복원력에 의해 관절운동이 원활하게 이루어진다.
인장 스프링이 없어도 2관절운동은 원활하게 이루어지지만 관절 작용점 위치 설계 등이 보다 세밀하게 요구된다.
이와 같이 본 발명에서는 커버 자중을 높이기 위하여 종래의 무게추를 커버에 설치하지 않고 채수관을 커버에 결합하여 무게추 겸용으로 활용함으로써 부품수를 절감시키고 원가를 낮출 수 있다.
또한 커버에서 돌출된 구조물이 하방으로 향하는 것이 아니라 상방향으로 향하도록 구성되므로 배수피트 바닥에 쌓이는 협잡물 등에 의한 영향을 최소화 시킬 수 있어서 원할한 개폐동작을 유지할 수 있다.
또한 상부 채수관에 가해진 힘이 커버에 전달되므로 배수피트 바닥까지 내려가지 않고서도 상부 채수관을 흔들어서 커버를 전후로 회동시켜 주변에 낀 협잡물 등을 흔들어 떨쳐낼 수 있으므로 개폐 동작상태를 정상적으로 유지하는 데 간편하다.
상기 도수관(13), 송수관(21) 및 급수관(27)에는 일정한 간격으로 부착되고 누수 여부 판단을 위해 도수관(13), 송수관(21) 및 급수관(27)의 유수의 변화를 탐지하는 센서 노드(70), 상기 센서 노드(70)로부터 탐지된 유수 변화 정보를 수신하여 관리회사서버(100)로 전송하는 싱크 노드 및 상기 도수관(13), 송수관(21) 및 급수관(27)이 매설된 지상에 부착되고, 상기 유수 변화 정보를 기초로 누수가 판단되면 누수 발생 지점의 도수관(13), 송수관(21) 또는 급수관(27)의 위치 및 속성 정보를 제공받는 RFID 태그를 포함하여 구성된다.
상기 드론(271~274)은 RFID 태그로부터 제공되는 유수 변화 정보를 수신받아 관리회사서버(100)로 전송되도록 하는 태그 검출부(319)를 포함하여 구성된다.
따라서 도수관(13), 송수관(21) 또는 급수관(27)에 부착된 센서 노드로부터
도수관(13), 송수관(21) 또는 급수관(27)의 누수 여부를 판단하기 위한 탐지 정보를 수신하여 신속한 복구가 이루어지게 한다.
또한, 상기 도수관(13), 송수관(21) 또는 급수관(27)이 매설된 위치의 지상 구간에 부착된 RFID 태그로부터 상수도관의 위치와 속성 정보를 수신하고, 복구자에게 복구 명령 시 그 정보를 제공하여 상수도관 망을 관리할 수 있다.
상기 복구자는 복구 명령과 함께 상기 상수도관의 위치와 속성 정보를 수신할 수도 있고, 복구 명령 수신 후 개별적으로 상기 RFID 태그로부터 상수도관의 위치와 속성 정보를 수신하여 복구에 이용할 수 있다.
상기 제1정수장(17) 및 제2정수장(19)에는 저장된 물을 소독하기 위한 약품투입기와, 저장된 물의 수질을 파악하기 위한 잔류염소측정기, 온도계, 전기전도계, pH계, 탁도계, 질산성 질소측정기 및 영상카메라가 설치되어 있고, 상기 설치된 각각의 측정기의 측정데이터는 무선 송수신모뎀을 통해 외부로 전송된다.
상기 영상카메라는 상기 각 측정기나 부대설비의 동작 상태를 육안으로 확인하기 위해 설치되며, 영상전송시간과 카메라화면은 상기 무선 송수신모뎀을 통해 전송된다.
또한 상기 취수펌프에는 모터고장여부와 펌프작동제어를 하기 위한 제어장치가 설치되며, 상기 약품투입기에는 제1정수장(17) 및 제2정수장(19) 내부의 농도와 연동되어 약품이 투입되며, 약품소진여부, 약품잔여수량, 배터리의 잔량이 측정되어 상기 무선 송수신모뎀을 통해 제어된다.
관리회사서버(100)에서는 상수도 시설물의 현장 영상을 실시간으로 관찰할 수 있다.
또한 잔류염소측정기, 탁도계, pH계, 온도계, 수위조절기, 영상카메라 등의 감시장치로 현재의 수질과 용량을 실시간으로 파악할 수 있다.
그리고 상기 주설비와 부대설비 및 주변장치의 동작현황을 실시간으로 검침할 수 있다.
또한 상기 주변장치 등은 상수도 시설물 관리 및 수질관리를 위해 추가 설치할 수 있다.
그리고 관리회사서버(100)에서는 상수도 시설물 별로 설치되어 있는 약품투입기, 여과기, 잔류염소측정기, 탁도계, 탱크수위계, 취수펌프, 영상카메라 등의 장비가 현재 작동되고 있는지 또는 경보상태에 있는지의 통신상태를 한눈에 파악할 수 있다.
즉 송수신모뎀을 통해 실시간으로 관리회사서버(100)에 해당 측정기기의 동작상태정보를 제공하여 이를 체크할 수 있게 된다.
또한 관리회사서버(100)에는 상기 측정기기로부터 전송되어온 데이터를 표시하고, 따라서 발생되는 문제점에 대하여 매우 신속하고 적절하게 대처할 수 있게 된다.
따라서 해당 측정기기가 오동작하거나 고장인 경우에는 작동여부를 파악하여 해당 상수도 시설물에 배치된 드론으로 해당 시설장치의 이상 유무를 점검하는 명령을 전달한다.
아울러, 드론에는 위치를 파악하기 위한 모듈인 GPS수신부(303), 관리회사서버(100)와 통신하기 위한 모듈인 통신부(305), GPS 위성으로부터 위치 정보를 수신받아 미리 설정된 영역 내에서 비행이 이루어지도록 제어하는 비행제어부(307), 데이터를 저장하기 위한 메모리부(309), 영상을 촬영하기 위한 카메라부(311), 수온을 측정하기 위한 온도센서부(313), 물의 수질을 측정하기 위한 수질측정부(315), 물의 깊이를 측정하기 위한 초음파측정부(317), 형광액을 분사하기 위한 형광액 분사부(321) 및 비행 중 지면을 향해 추락하더라도 추락 시 충격을 최소화할 수 있는 낙하방지부(323)를 더 포함하여 구성된다.
따라서, 드론은 제1정수장(17), 제2정수장(19), 제1배수지(23), 제2배수지(25)의 수면 위로 비행하면서, 온도센서부(313)를 통하여 물의 온도를 측정하고, 수질측정부(315)를 통하여 수질을 측정하고, 초음파측정부(317)를 통하여 물의 깊이를 측정하여 관리회사서버(100)로 측정된 데이터를 전송한다.
아울러, 도수관(13), 송수관(21) 또는 급수관(27)의 위치 및 속성 정보를 제공받는 RFID 태그로부터 제공되는 유수 변화 정보를 수신받으면, 해당 도수관(13), 송수관(21) 또는 급수관(27)이 매설된 위치로 이동하여 형광액 분사부(321)를 통한 형광액을 뿌려 놓음으로써, 추후 복구자가 해당 시설물 복수 시에 보다 빠르게 복수 할 수 있도록 한다.
이상의 설명에서는 본 발명의 바람직한 실시예를 제시하여 설명하였으나, 본 발명이 반드시 이에 한정되는 것은 아니며, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위 내에서 여러 가지 치환, 변형 및 변경할 수 있음을 쉽게 알 수 있을 것이다.
11: 취수원 13: 도수관
15: 저수조 17: 제1정수장
19: 제2정수장 21: 송수관
23: 제1배수지 25: 제2배수지
27: 급수관
15: 저수조 17: 제1정수장
19: 제2정수장 21: 송수관
23: 제1배수지 25: 제2배수지
27: 급수관
Claims (3)
- 상수도 시설물의 수질상태와 시설장치의 동작 상태를 실시간으로 파악하여 동시에 복수개의 상수도 시설물을 관리하는 상수도 시설물 측량장치로써,
상수도 시설물에는 시설장치의 동작상태 데이터를 전송하는 전송장치와, 시설장치의 상태를 영상화하여 전송하는 영상장치가 포함되어 구성되며;
상수도 시설물로부터 전송된 데이터를 전송하는 무선 송수신모뎀과, 무선 송수신모뎀으로부터 일정거리 이내에 설치되어 데이터를 수신받아 엔코딩하여 전송하는 데이터전송모듈과, 데이터전송모듈을 통한 데이터를 수신받아 저장하는 관리회사서버와, 관리회사서버와 연동되는 행정기관서버가 포함되어 구성되며;
상수도 시설물은 취수원으로부터 취수된 원수가 도수관을 통해 저장되는 정수장, 정수장에서 정수된 물이 송수관을 통해 저장되는 배수지, 송수관과 급수관의 관로 내부에 침전된 협잡물을 관 외부로 배출시키는 배수설비가 포함되어 구성되며;
상기 상수도 시설물에서 수질상태를 측정하기 위한 수질측정기는 잔류염소측정기, 온도계, 전기전도계, pH계, 탁도계, 질산성질소 및 암모니아성 질소측정기에서 하나 이상 선택되고;
상기 상수도 시설물에서 시설장치는 약품투입기, 정수여과기, 수위측정기를 포함하여 구성되며;
상기 상수도 시설물에는 시설장치의 동작상태 데이터를 전송하는 전송장치와 시설장치의 상태를 영상화하여 전송하는 영상장치가 포함되어 무인 비행을 하는 것으로, 관리회사서버로부터 상수도 시설물의 시설장치가 비정상 작동하는 경우에 이를 통보받아 해당 시설장치가 위치한 장소로 비행하여 해당 시설장치의 이상 유무를 점검하는 드론이 포함되어 구성된 것을 특징으로 한 드론을 이용한 상수도 시설물 측량장치. - 청구항 1에 있어서, 상기 도수관, 송수관 및 급수관에는 일정한 간격으로 부착되고 누수 여부 판단을 위해 도수관, 송수관 및 급수관의 유수의 변화를 탐지하는 센서 노드; 상기 센서 노드로부터 탐지된 유수 변화 정보를 수신하여 관리회사서버로 전송하는 싱크 노드; 및 상기 도수관, 송수관 및 급수관이 매설된 지상에 부착되고, 상기 유수 변화 정보를 기초로 누수가 판단되면 누수 발생 지점의 도수관, 송수관 또는 급수관의 위치 및 속성 정보를 제공받는 RFID 태그를 포함하여 구성되며;
상기 드론은 RFID 태그로부터 제공되는 유수 변화 정보를 수신받아 관리회사서버로 전송되도록 하는 태그 검출부를 포함하여 구성된 것을 특징으로 한 드론을 이용한 상수도 시설물 측량장치. - 청구항 1에 있어서, 상기 배수설비는 유입관을 통해 유입되는 물의 수량 및 수압을 제어하도록 밸브가 설치된 밸브실과, 소정의 공간을 가짐으로써 물이 저수되는 배수피트로 이루어지며, 상기 배수피트의 일측 하부에는 밸브실을 거쳐 물이 유출되는 유출관이 연결되어 있고, 상기 배수피트의 타측 상부에는 물이 배출되는 배출구가 형성되어 있어, 상기 유입관을 통해 배수피트 내부로 유입된 물은 배출구가 형성된 높이만큼 배수피트 내부에 저장된 후 배출구를 통하여 배출되며, 유입관을 통해 배수피트 내부로 유입된 물에 함유된 협잡물은 유출관을 통해 배출되는 것을 특징으로 한 드론을 이용한 상수도 시설물 측량장치.
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