KR101938300B1 - 멀티미디어 정보와 cps 기술을 활용한 임베디드 방식의 펌프장 자율운영시스템 - Google Patents

멀티미디어 정보와 cps 기술을 활용한 임베디드 방식의 펌프장 자율운영시스템 Download PDF

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Abstract

본 발명은 멀티미디어 정보와 CPS 기술을 활용한 임베디드 방식의 펌프장 자율운영시스템에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 수위측정부로부터 제공된 수위 정보를 획득할 경우에, 카메라부에 프리셋 신호를 송출하여 획득한 촬영 영상 정보와 해당 수위 정보를 매칭시킨 제1자율운영모드이벤트정보를 생성하여 관리사무소서버로 송출하여 관리사무소에 상주하고 있는 관리자로 하여금 제진기에 대한 동작 원격 제어신호를 획득하여 이에 따라 즉각적으로 제진기를 동작시키도록 하며, 카메라부에 의해 획득한 촬영 영상 정보를 분석하여 산출된 부유물 높이가 포함된 높이 정보에서 상기 수위측정부로부터 제공된 수위 정보를 차감한 결과값을 부유물 높이 정보로 판단하고, 판단된 부유물 높이 정보가 설정된 부유물 높이 조건에 위배되는 경우, 제진기에 동작 명령 신호를 송출하여 모터 파손 사고 방지를 위한 자율 조치를 수행하고, 상기 카메라부에 프리셋 신호를 송출하여 획득한 촬영 영상 정보와 해당 부유물 높이 정보와 자율 조치한 동작 정보를 매칭시킨 제2자율운영모드이벤트정보를 생성하여 관리사무소서버로 송출함으로써, 제진기의 고장을 미연에 방지하기 위한 멀티미디어 정보와 CPS 기술을 활용한 임베디드 방식의 펌프장 자율운영시스템에 관한 것이다.

Description

멀티미디어 정보와 CPS 기술을 활용한 임베디드 방식의 펌프장 자율운영시스템{A pumping station autonomous operating system based Embedded using Multimedia and CPS Technology}
본 발명은 멀티미디어 정보와 CPS 기술을 활용한 임베디드 방식의 펌프장 자율운영시스템에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 수위측정부로부터 제공된 수위 정보를 획득할 경우에, 카메라부에 프리셋 신호를 송출하여 획득한 촬영 영상 정보와 해당 수위 정보를 매칭시킨 제1자율운영모드이벤트정보를 생성하여 관리사무소서버로 송출하여 관리사무소에 상주하고 있는 관리자로 하여금 제진기에 대한 동작 원격 제어신호를 획득하여 이에 따라 즉각적으로 제진기를 동작시키도록 하며, 카메라부에 의해 획득한 촬영 영상 정보를 분석하여 산출된 부유물 높이가 포함된 높이 정보에서 상기 수위측정부로부터 제공된 수위 정보를 차감한 결과값을 부유물 높이 정보로 판단하고, 판단된 부유물 높이 정보가 설정된 부유물 높이 조건에 위배되는 경우, 제진기에 동작 명령 신호를 송출하여 모터 파손 사고 방지를 위한 자율 조치를 수행하고, 상기 카메라부에 프리셋 신호를 송출하여 획득한 촬영 영상 정보와 해당 부유물 높이 정보와 자율 조치한 동작 정보를 매칭시킨 제2자율운영모드이벤트정보를 생성하여 관리사무소서버로 송출함으로써, 제진기의 고장을 미연에 방지하기 위한 멀티미디어 정보와 CPS 기술을 활용한 임베디드 방식의 펌프장 자율운영시스템에 관한 것이다.
일반적으로 제진기는 취수장이나 배수 펌프장 등에 설치되어 수류와 함께 떠내려오는 부유물을 제거시키는 장치로 알려져 있다.
설치 위치는 유입수로의 전면으로서 유입 수로를 따라 이동하는 부유물 및 각종 이물질을 스크린을 통해 제거하는데 적절한 위치를 선정하여 설치된다.
종래의 제진기(1)를 간단히 살펴보면, 도 1과 같이 수로 벽면에 설치되는 프레임(10)과, 프레임(10)의 양측에 설치되는 가이드레일(11), 가이드레일(11) 사이에 설치되며 다수의 격판을 구비하는 스크린(12)(12a), 가이드레일 따라 회전하는 엔드리스 체인(13), 상기 체인에 설치되어 함께 회전하는 갈퀴형 레이크(14), 엔드리스 체인을 구동시키기 위한 구동모터(15), 인양된 부유물이 수로 내로 떨어지는 것을 방지하고 구동축을 보호하기 위한 에이프런(16) 등으로 구성된다.
상기 제진기(1)는 수류와 함께 떠내려오는 부유물 및 이물질의 입자가 스크린(12)(12a)의 격판 간격 보다 작은 진개물은 스크린을 통해 바져나가게 되고 큰 입자는 스크린(12)의 전면에 걸리도록 하는데, 이때 구동모터(15)에 의해 체인(13)이 회전하게 되면 체인(13)에 설치된 레이크(14)가 스크린(12)에 걸린 이물질 및 부유물을 인양, 수집구로 배출시키게 된다.
이러한 종래의 제진기(1) 주변에 위치한 부유물을 제거하기 위하여 관리자가 이를 항상 감시하고 있다가 부유물이 어느 정도 쌓이게 되면 제진기를 동작시키는 방식을 채택하고 있었다.
따라서, 갑작스런 국지성 호우시 발생하는 부유물에 대하여 즉각적으로 대처할 수가 없어 제진기를 동작시키는 모터 혹은 구동부품들에 대한 과부하가 발생하여 고가의 제진기가 고장나는 경우가 근래에 들어 많이 발생하고 있다.
이에 따라 제진기 주변에 쌓여있는 부유물을 자동 감지하여 부유물이 일정 높이 쌓이게 되면 자율적으로 제진기를 동작시키는 시스템이 필요하게 되었다.
(선행문헌) 대한민국등록실용신안공보 제20-0271608호
따라서 본 발명은 상기와 같은 종래 기술의 문제점을 감안하여 제안된 것으로서, 본 발명의 제1 목적은 수위측정부(200)로부터 제공된 수위 정보를 획득할 경우에, 상기 카메라부(100)에 프리셋 신호를 송출하여 획득한 촬영 영상 정보와 해당 수위 정보를 매칭시킨 제1자율운영모드이벤트정보를 생성하여 관리사무소서버(400)로 송출하여 관리사무소에 상주하고 있는 관리자로 하여금 제진기(30)에 대한 동작 원격 제어신호를 획득하여 이에 따라 즉각적으로 제진기를 동작시키도록 하며, 카메라부(100)에 의해 획득한 촬영 영상 정보를 분석하여 산출된 부유물 높이가 포함된 높이 정보에서 상기 수위측정부(200)로부터 제공된 수위 정보를 차감한 결과값을 부유물 높이 정보로 판단하고, 판단된 부유물 높이 정보가 설정된 부유물 높이 조건에 위배되는 경우, 제진기(30)에 동작 명령 신호를 송출하여 모터 파손 사고 방지를 위한 자율 조치를 수행하고, 상기 카메라부(100)에 프리셋 신호를 송출하여 획득한 촬영 영상 정보와 해당 부유물 높이 정보와 자율 조치한 동작 정보를 매칭시킨 제2자율운영모드이벤트정보를 생성하여 관리사무소서버(400)로 송출함으로써, 제진기의 고장을 미연에 방지하고자 한다.
본 발명이 해결하고자 하는 과제를 달성하기 위하여, 멀티미디어 정보와 CPS 기술을 활용한 임베디드 방식의 펌프장 자율운영시스템은,
제진기 주변의 부유물을 촬영하기 위한 카메라부(100)와,
제진기 주변에 설치 구성되어 유지 수위를 벗어날 경우에 측정된 수위 정보를 CPS기반RTU(300)로 제공하기 위한 수위측정부(200)와,
상기 수위측정부(200)로부터 제공된 수위 정보를 획득할 경우에, 상기 카메라부(100)에 프리셋 신호를 송출하여 획득한 촬영 영상 정보와 해당 수위 정보를 매칭시킨 제1자율운영모드이벤트정보를 생성하여 관리사무소서버(400)로 송출하고,
상기 카메라부(100)에 의해 획득한 촬영 영상 정보를 분석하여 산출된 부유물 높이가 포함된 높이 정보에서 상기 수위측정부(200)로부터 제공된 수위 정보를 차감한 결과값을 부유물 높이 정보로 판단하고, 판단된 부유물 높이 정보가 설정된 부유물 높이 조건에 위배되는 경우, 제진기(30)에 동작 명령 신호를 송출하여 모터 파손 사고 방지를 위한 자율 조치를 수행하고, 상기 카메라부(100)에 프리셋 신호를 송출하여 획득한 촬영 영상 정보와 해당 부유물 높이 정보와 자율 조치한 동작 정보를 매칭시킨 제2자율운영모드이벤트정보를 생성하여 관리사무소서버(400)로 송출하고,
관리사무소서버(400)로부터 제1자율운영모드이벤트정보에 따른 제진기에 대한 동작 원격 제어신호를 획득할 경우에 해당 제진기(30)로 동작 명령 신호를 송출하기 위해 제진기마다 설치 운영되는 CPS기반RTU(300)와,
상기 CPS기반RTU(300)로부터 제1자율운영모드이벤트정보를 획득할 경우에 해당 수위 정보와 촬영 영상 정보 중 적어도 하나 이상을 화면에 출력시키고, 관리자에 의해 원격제어 선택이 이루어지면 제진기(30)에 대한 동작 원격 제어신호를 해당 CPS기반RTU(300)로 송출하며,
상기 CPS기반RTU(300)로부터 제2자율운영모드이벤트정보를 획득할 경우에 부유물 높이 정보와 자율 조치한 동작 정보와 촬영 영상 정보 중 적어도 하나 이상을 화면에 출력시키고, 수거기관단말기(500)로 부유물 수거 요청 정보를 자동 송출하기 위한 관리사무소서버(400)를 포함한다.
이상의 구성 및 작용을 지니는 본 발명에 따른 멀티미디어 정보와 CPS 기술을 활용한 임베디드 방식의 펌프장 자율운영시스템은,
수위측정부(200)로부터 제공된 수위 정보를 획득할 경우에, 상기 카메라부(100)에 프리셋 신호를 송출하여 획득한 촬영 영상 정보와 해당 수위 정보를 매칭시킨 제1자율운영모드이벤트정보를 생성하여 관리사무소서버(400)로 송출하여 관리사무소에 상주하고 있는 관리자로 하여금 제진기(30)에 대한 동작 원격 제어신호를 획득하여 이에 따라 즉각적으로 제진기를 동작시키도록 하며, 카메라부(100)에 의해 획득한 촬영 영상 정보를 분석하여 산출된 부유물 높이가 포함된 높이 정보에서 상기 수위측정부(200)로부터 제공된 수위 정보를 차감한 결과값을 부유물 높이 정보로 판단하고, 판단된 부유물 높이 정보가 설정된 부유물 높이 조건에 위배되는 경우, 제진기(30)에 동작 명령 신호를 송출하여 모터 파손 사고 방지를 위한 자율 조치를 수행하고, 상기 카메라부(100)에 프리셋 신호를 송출하여 획득한 촬영 영상 정보와 해당 부유물 높이 정보와 자율 조치한 동작 정보를 매칭시킨 제2자율운영모드이벤트정보를 생성하여 관리사무소서버(400)로 송출함으로써, 제진기의 고장을 미연에 방지하는 효과를 발휘한다.
또한, 관리사무소서버에서는 제진기에 구성된 CPS기반RTU로부터 제공된 멀티미디어 정보, 데이터를 데이터베이스에 저장 및 관리함으로써, 제진기의 동작 상태를 효율적으로 관리할 수 있게 된다.
도 1 은 종래의 일반적인 제진기를 나타낸 예시도.
도 2는 본 발명의 제1 실시예에 따른 멀티미디어 정보와 CPS 기술을 활용한 임베디드 방식의 펌프장 자율운영시스템의 전체 구성도.
도 3은 본 발명의 제1 실시예에 따른 멀티미디어 정보와 CPS 기술을 활용한 임베디드 방식의 펌프장 자율운영시스템의 관리자에게 제공되는 화면 예시도.
도 4는 본 발명의 제1 실시예에 따른 멀티미디어 정보와 CPS 기술을 활용한 임베디드 방식의 펌프장 자율운영시스템의 CPS기반RTU(300) 블록도.
도 5는 본 발명의 제1 실시예에 따른 멀티미디어 정보와 CPS 기술을 활용한 임베디드 방식의 펌프장 자율운영시스템의 관리사무소서버(400) 블록도.
도 6은 본 발명의 제2 실시예에 따른 멀티미디어 정보와 CPS 기술을 활용한 임베디드 방식의 펌프장 자율운영시스템의 전체 구성도.
도 7은 본 발명의 제1 실시예 내지 제2 실시예에 따른 멀티미디어 정보와 CPS 기술을 활용한 임베디드 방식의 펌프장 자율운영시스템의 제진기이벤트정보자율판단부(310) 블록도.
이하의 내용은 단지 본 발명의 원리를 예시한다. 그러므로 당업자는 비록 본 명세서에 명확히 설명되거나 도시되지 않았지만, 본 발명의 원리를 구현하고 본 발명의 개념과 범위에 포함된 다양한 장치를 발명할 수 있는 것이다.
또한, 본 명세서에 열거된 모든 조건부 용어 및 실시 예들은 원칙적으로, 본 발명의 개념이 이해되도록 하기 위한 목적으로만 명백히 의도되고, 이와 같이 특별히 열거된 실시 예들 및 상태들에 제한적이지 않는 것으로 이해되어야 한다.
본 발명을 설명함에 있어서 제 1, 제 2 등의 용어는 다양한 구성요소들을 설명하는데 사용될 수 있지만, 구성요소들은 용어들에 의해 한정되지 않을 수 있다.
용어들은 하나의 구성요소를 다른 구성요소로부터 구별하는 목적으로만 된다.
예를 들어, 본 발명의 권리 범위를 벗어나지 않으면서 제1 구성요소는 제 2 구성요소로 명명될 수 있고, 유사하게 제 2 구성요소도 제 1 구성요소로 명명될 수 있다.
어떤 구성요소가 다른 구성요소에 연결되어 있다거나 접속되어 있다고 언급되는 경우는, 그 다른 구성요소에 직접적으로 연결되어 있거나 또는 접속되어 있을 수도 있지만, 중간에 다른 구성요소가 존재할 수도 있다고 이해될 수 있다.
본 명세서에서 사용한 용어는 단지 특정한 실시예를 설명하기 위해 사용된 것으로, 본 발명을 한정하려는 의도가 아니다.
단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함할 수 있다.
본 명세서에서, 포함하다 또는 구비하다 등의 용어는 명세서상에 기재된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것으로서, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해될 수 있다.
또한, 도면에서의 요소들의 형상 및 크기 등은 보다 명확한 설명을 위해 과장될 수 있다.
이하에서는, 본 발명에 의한 멀티미디어 정보와 CPS 기술을 활용한 임베디드 방식의 펌프장 자율운영시스템의 실시예를 통해 상세히 설명하도록 한다.
도 2는 본 발명의 제1 실시예에 따른 멀티미디어 정보와 CPS 기술을 활용한 임베디드 방식의 펌프장 자율운영시스템의 전체 구성도이다.
도 2에 도시한 바와 같이, 본 발명인 제진기자율운영시스템은 크게, CPS기반RTU(300), 관리사무소서버(400), 수거기관단말기(500)를 포함하여 구성되게 된다.
이때, 상기 CPS기반RTU(300)는 제진기마다 제진기 주변에 형성되며, 이러한 복수의 제진기를 관리사무소에서 원격으로 모니터링하며, 원격 제어를 수행하게 된다.
따라서, 본 발명에서는 CPS기반RTU(300)가 부유물이 일정 높이 쌓이게 되면 자율적으로 제진기를 동작시키는 조치를 취하고, 동시에 관리사무소로 동작 결과 정보를 제공하여 관리사무소에서 관리자에 의해 즉각적으로 확인할 수 있도록 한다.
즉, 상기와 같이, 데이터를 주고 받기 위하여, 본 발명인 멀티미디어 정보와 CPS 기술을 활용한 임베디드 방식의 펌프장 자율운영시스템은 각각의 제진기마다 설치 운영되는 CPS기반RTU(300)들은 네트워크망을 통해 원격지에 구성된 관리사무소서버(400)와 네트워크 연결되어 영상, 음향, 데이터를 주고 받을 수 있으며, 관리사무소서버(400)의 원격 제어 신호를 수신받아 해당 제진기에 대한 제어를 수행할 수 있는 것을 특징으로 한다.
구체적으로 설명하면, 제진기(30) 주변에는 부유물을 촬영하기 위한 카메라부(100), 제진기 주변에 설치 구성되어 유지 수위를 벗어날 경우에 측정된 수위 정보를 CPS기반RTU(300)로 제공하기 위한 수위측정부(200)를 기본적으로 구성하게 된다.
이때, CPS기반RTU(300)는 각각의 제진기마다 설치되게 되며, CPS기반RTU(300)는 상기 수위측정부(200)로부터 제공된 수위 정보를 획득할 경우에, 상기 카메라부(100)에 프리셋 신호를 송출하여 획득한 촬영 영상 정보와 해당 수위 정보를 매칭시킨 제1자율운영모드이벤트정보를 생성하여 관리사무소서버(400)로 송출하게 된다.
예를 들어, 펌프장 혹은 배수장에 설치 구성된 제진기의 스크린 주변에 설치 구성된 수위측정부로부터 수위 정보를 획득하게 되는데, 제진기가 구성되는 지역의 환경 변수에 따른 유지 수위값을 설정하게 되는데, 예를 들어, 1미터를 유지 수위로 설정하게 되며, 이를 벗어나게 되면 수위측정부(200)에서 수위를 측정하게 된다.
따라서, 상기한 1미터를 초과하는 1.5미터가 감지되게 되면 이에 따라 해당 제진기 주변에 설치 구성된 카메라부(100)에 프리셋 신호를 송출하여 촬영된 영상 정보를 획득하게 된다.
이때, 획득된 촬영 영상 정보와 해당 수위 정보를 매칭시킨 제1자율운영모드이벤트정보를 관리사무소서버(400)로 송출하게 된다.
예를 들어, 'auto event1_ID:A Dust collector#Water level-1.5m#camera-1 preset#video.mpeg#2018-09-01-09:00'라는 제1자율운영모드이벤트정보를 생성하여 관리사무소서버(400)로 송출하게 되는 것이다.
상기한 제1자율운영모드이벤트정보에는 제진기 아이디, 수위값, 프리셋된 카메라 아이디, 촬영된 영상, 촬영 일시 혹은 감지 일시 정보를 포함하는 것을 특징으로 한다.
이때, 관리사무소서버(400)로부터 제1자율운영모드이벤트정보에 따른 제진기에 대한 동작 원격 제어신호를 획득할 경우에 해당 제진기로 동작 명령 신호를 송출하게 된다.
즉, 제1자율운영모드이벤트정보는 관리사무소에서 상주하는 관리자가 이를 확인하기 위한 수위 감지 정보로서, 관리자가 수위 감지 정보와 영상 정보를 확인하여 문제가 발생할 경우에 특정 제진기로 동작 원격 제어신호를 제공하기 위한 것이다.
예를 들어, 상기와 같이, 유지 수위값을 벗어나고, 영상을 확인한 결과, 부유물이 넓게 쌓여 있을 경우에 해당 제진기에 동작 신호를 제공하여 제진기를 동작시킴으로써, 부유물을 제거하게 되는 것이다.
종래의 방식은 제진기에 쌓여 있는 부유물을 관리자가 현장에서 확인하면서 자신의 경험을 바탕으로 제진기를 동작시키게 되므로 갑작스런 국지성 호우가 발생하거나, 부유물이 관리자가 상주하지 않은 시간에 쌓이게 되면 제진기가 동작함에 있어 과부하가 발생할 소지가 있게 된다.
따라서, 일정 높이 이상 쌓여 있는 상태에서의 부유물을 제거함에 있어 설비 고장이 발생하게 된다.
요약하자면, 상기와 같은 제1자율운영모드이벤트정보는 수위측정부(200)로부터 제공된 수위 정보를 획득할 경우에 관리사무소에 상주하는 관리자에 의하여 상태 감시, 영상 감시를 수행하고, 제진기 주변에 쌓여 있는 부유물이 일정 범위에 걸쳐 넓게 퍼져있게 되면 동작 원격 제어신호를 송출함으로써, 제진기를 동작시키기 위한 것이다.
그리고, 본 발명의 CPS기반RTU(300)는 상기 카메라부(100)에 의해 획득한 촬영 영상 정보를 분석하여 산출된 부유물 높이가 포함된 높이 정보에서 상기 수위측정부(200)로부터 제공된 수위 정보를 차감한 결과값을 부유물 높이 정보로 판단하고, 판단된 부유물 높이 정보가 설정된 부유물 높이 조건에 위배되는 경우, 제진기(10)에 동작 명령 신호를 송출하여 모터 파손 사고 방지를 위한 자율 조치를 수행하고, 상기 카메라부(100)에 프리셋 신호를 송출하여 획득한 촬영 영상 정보와 해당 부유물 높이 정보와 자율 조치한 동작 정보를 매칭시킨 제2자율운영모드이벤트정보를 생성하여 관리사무소서버(400)로 송출하게 된다.
구체적으로 설명하면, 카메라부(100)에 의해 획득한 촬영 영상 정보를 분석하여 산출된 부유물 높이가 포함된 높이 정보에서 상기 수위측정부(200)로부터 제공된 수위 정보를 차감한 결과값을 부유물 높이 정보로 판단하게 된다.
예를 들어, 부유물 높이가 포함된 높이 정보가 12미터이며, 수위측정부에서 제공된 수위 정보가 10미터일 경우에 부유물의 높이는 2미터로 판단하는 것이다.
이때, 설정된 부유물 높이 조건이 1미터일 경우에 상기 판단된 부유물 높이 정보가 설정된 부유물 높이 조건에 위배되기 때문에 제진기(10)에 동작 명령 신호를 송출하여 모터 파손 사고 방지를 위한 자율 조치를 수행하게 되는 것이다.
그리고, 상기 카메라부(100)에 프리셋 신호를 송출하여 획득한 촬영 영상 정보와 해당 부유물 높이 정보와 자율 조치한 동작 정보를 매칭시킨 제2자율운영모드이벤트정보를 생성하여 관리사무소서버(400)로 송출하게 되는 것이다.
예를 들어, 'auto event2_ID:A Dust collector#Water level-1.5m#collection 2m#camera-1 preset#video.mpeg#2018-09-01-09:00#A Dust collector on'라는 제2자율운영모드이벤트정보를 생성하여 관리사무소서버(40)로 송출하게 되는 것이다.
상기한 제2자율운영모드이벤트정보에는 제진기 아이디, 수위값, 프리셋된 카메라 아이디, 촬영된 영상, 촬영 일시 혹은 감지 일시 정보, 자율 조치한 제진기 동작 정보를 포함하는 것을 특징으로 한다.
한편, 본 발명에서 설명하고 있는 CPS기반RTU(30)는 임베디드 방식의 CPS(Cyber-Physical System) 기술을 기반으로 자율 제어를 수행하는 Remote Terminal Unit을 의미한다.
구체적으로, CPS는 다수의 센서, 엑츄에이터, 제어기기들이 네트워크로 연결되어 복합시스템(System of Systems)을 구성하고 물리 세계 정보를 습득, 가공, 계산, 분석하여 그 결과를 엑츄에이터 시스템을 통하여 물리 세계에 적용하는 기술을 말한다.
CPS는 기능적으로는 연산(Computation), 통신(Communication), 제어(Control)가 융합된 복합 시스템으로 실시간성, 지능화, 적응성 및 예측성, 연결성 등을 주요 특징으로 한다.
CPS는 물리 세계에서 발생하는 변화를 감지할 수 있는 다양한 센서를 통해 환경 인지 기능을 수행한다.
사이버 세계에서는 센서로부터 수집된 정보와 물리 세계를 재현 및 투영하는 고도화된 시스템 모델들을 기반으로 물리 세계를 인지, 분석, 예측한다.
그 결과로 생성된 제어정보는 물리 시스템의 입력에 적용되어 물리 시스템을 변화시킨다.
이에 따라 물리 시스템의 상태가 변화하고 인지 정보가 재수집되는 전체 사이클을 형성한다.
이런 사이클이 주기적 혹은 비주기적으로 반복되면서 데이터의 수집과 이를 통한 물리 시스템의 제어라는 바퀴가 맞물려 돌아간다.
이로 인해 물리 세계를 구성하는 환경 요소 및 물리 개체들과 사이버 세계는 안정성을 유지하면서 진화하는 CPS 생태계(ecosystem)를 이룬다고 할 수 있다.
CPS는 현실세계의 다양한 물리 시스템들과 소프트웨어로 대변되는 사이버 세계를 융합함으로써 두 세계가 외부요인에 능동적으로 대처할 수 있는 적응력을 가지게 한다.
물리 세계의 사물과 사이버 세계를 연결하기 위해서는 유비쿼터스 네트워킹 기술을 사용한다.
이런 의미에서 CPS를 임베디드 센서, 프로세서, 액츄에이터를 가진 지능화된 네트워크 시스템으로 정의하기도 한다.(참조 : 지식의 지평 21, 발행일 2016년 1월 9일, 대우재단 발간)
또한, 상기 관리사무소서버(400)는 CPS기반RTU(300)로부터 제1자율운영모드이벤트정보를 획득할 경우에 해당 수위 정보와 촬영 영상 정보 중 적어도 하나 이상을 화면에 출력시키고, 관리자에 의해 원격제어 선택이 이루어지면 제진기(10)에 대한 동작 원격 제어신호를 해당 CPS기반RTU(300)로 송출하게 된다.
예를 들어, 도 3과 같은 평상시 화면, 즉, 제진기가 구성된 배수장 영상 화면(31)이 출력되며, 해당 수위 정보(32)가 표시되며, 출력 화면에 제어 버튼(33, 정운전, 역운전, 정지, 리셋 등)을 제공하여 관리자가 특정 버튼을 클릭하게 되면 동작 원격 제어신호를 CPS기반RTU(300)로 송출하게 되는 것이다.
예를 들어, 'auto event1_ID:A Dust collector#Water level-1.5m#camera-1 preset#video.mpeg#2018-09-01-09:00'라는 제1자율운영모드이벤트정보를 화면에 출력시키며, 관리자에 의해 설정된 동작 원격 제어신호인 'remote cont_ID:A Dust collector#2018-09-01-09:01#A Dust collector number-1 on'를 CPS기반RTU(300)로 송출하게 되는 것이다.
한편, 상기 CPS기반RTU(300)로부터 제2자율운영모드이벤트정보를 획득할 경우에 부유물 높이 정보와 자율 조치한 동작 정보와 촬영 영상 정보 중 적어도 하나 이상을 화면에 출력시키게 된다.
예를 들어, 'auto event2_ID:A Dust collector#Water level-1.5m#camera-1 preset#video.mpeg#2018-09-01-09:00#A Dust collector on'이라는 제2자율운영모드이벤트정보를 화면에 출력시키게 된다.
그리고, 수거기관단말기(500)로 부유물 수거 요청 정보를 자동 송출하게 된다.
예를 들어, 'auto event2_ID:A Dust collector#Water level-1.5m#camera-1 preset#video.mpeg#2018-09-01-09:00#A Dust collector on#Request Collection'이라는 정보를 송출하게 되는 것이다.
이때, 본 발명에서 설명하고 있는 수거기관단말기(500)에는 예를 들어, 관할 시청, 구청 등에 등재된 수거 전문 회사의 관리자 등이 소지한 단말기를 의미한다.
도 4는 본 발명의 제1 실시예에 따른 멀티미디어 정보와 CPS 기술을 활용한 임베디드 방식의 펌프장 자율운영시스템의 CPS기반RTU(300) 블록도이다.
도 4에 도시한 바와 같이, 상기 CPS기반RTU(300)는 제진기이벤트정보자율판단부(310), 제진기이벤트정보자율생성부(320), 제1자율운영모드원격제어처리부(330), 사물인터넷통신부(340)를 포함하여 구성된다.
구체적으로 설명하면, 상기 제진기이벤트정보자율판단부(310)는 수위측정부(200)로부터 제공된 수위 정보를 획득할 경우에, 상기 카메라부(100)에 프리셋 신호를 송출하게 된다.
예를 들어, 수위측정부(200)로부터 수위 정보를 획득하게 되면, 해당 제진기를 관할하는 카메라부(100)에 프리셋 신호를 송출하게 되는 것이다.
구체적인 예를 들면, 'A Dust collector#camera-1 preset'이라는 프리셋 신호를 송출하게 된다.
한편, 상기 카메라부(100)에 의해 획득한 촬영 영상 정보를 분석하여 산출된 부유물 높이가 포함된 높이 정보에서 상기 수위측정부(200)로부터 제공된 수위 정보를 차감한 결과값을 부유물 높이 정보로 판단하고, 판단된 부유물 높이 정보가 설정된 부유물 높이 조건에 위배되는 경우, 제진기 동작 조건으로 판단하게 된다.
예를 들어, 획득한 촬영 영상 정보를 분석하여 산출된 부유물 높이가 포함된 높이 정보가 12미터이며, 수위측정부에서 제공된 수위 정보가 10미터일 경우에 부유물의 높이는 2미터로 판단하는 것이다.
이때, 설정된 부유물 높이 조건이 1미터일 경우에 상기 판단된 부유물 높이 정보가 설정된 부유물 높이 조건에 위배되기 때문에 제진기(10)에 동작 명령 신호를 송출하여 모터 파손 사고 방지를 위한 자율 조치를 수행하게 되는 것이다.
예를 들어, 'A Dust collector#A Dust collector number-1 on'이라는 동작 명령 신호를 해당 제진기로 송출하게 된다.
상기 제진기이벤트정보자율생성부(320)는 카메라부의 프리셋에 의해 획득된 촬영 영상 정보와 해당 수위 정보를 매칭시킨 제1자율운영모드이벤트정보를 생성하여 사물인터넷통신부로 제공하게 된다.
즉, 제1자율운영모드이벤트정보의 경우에는 관리자로 하여금 현재 상태를 인지하여 즉각적으로 판단할 수 있는 근거 정보를 제공하기 위한 것이므로 제공되는 정보는 수위 정보와 촬영 영상 정보가 된다.
그리고, 상기 제진기이벤트정보자율생성부(320)는 카메라부(100)에 프리셋 신호를 송출하여 획득한 촬영 영상 정보와 해당 부유물 높이 정보와 자율 조치한 동작 정보를 매칭시킨 제2자율운영모드이벤트정보를 생성하여 사물인터넷통신부로 제공하게 된다.
즉, 제2자율운영모드이벤트정보는 관리자로 하여금 현재 상태를 판단하는 방식이 아닌 CPS기반RTU(300)가 현장에서 수위 정보와 영상 분석 정보를 토대로 비교, 분석하여 자율 대응하는 자율 운영 방식이므로 제진기에 자율 조치시킨 동작 결과 정보와 촬영 영상 정보 및 부유물의 높이 정보가 된다.
상기 제1자율운영모드원격제어처리부(330)는 관리사무소서버(400)에서 제공된 제1자율운영모드이벤트정보에 따른 제진기에 대한 동작 원격 제어신호를 사물인터넷통신부가 제공할 경우에 해당 제진기(10)로 동작 명령 신호를 송출하고, 제진기(10)로부터 동작 결과 정보를 획득하여 사물인터넷통신부로 제공하게 된다.
즉, 제1자율운영모드이벤트정보에 따른 동작 원격 제어신호를 관리자에게 요청한 것이며, 만약 문제가 없는 수위 정보라면, 동작 원격 제어신호는 관리자가 제공하지 않게 될 것이며, 부유물이 직관적으로 판단하여 수거할 정도일 경우에 관리자에 의해 제공된 동작 원격 제어신호가 되는 것이다.
상기 사물인터넷통신부(340)는 제진기이벤트정보자율생성부(320)에서 제공된 제1자율운영모드이벤트정보와 제2자율운영모드이벤트정보 중 어느 하나의 정보를 관리사무소서버(400)로 전송하거나, 관리사무소서버(400)에서 제공된 제진기에 대한 동작 원격 제어신호를 수신받아 제1자율운영모드원격제어처리부(330)로 제공하고, 제1자율운영모드원격제어처리부로부터 제공된 동작 결과 정보를 관리사무소서버(400)로 전송하게 된다.
따라서, 상기 사물인터넷통신부의 경우에는 유선 통신망을 이용하기 위한 통신인터페이스가 될 수 있으며, 무선 통신망을 이용하기 위한 통신인터페이스가 될 수 있으나, 외력에 의해 파손될 수 있기 때문에 무선 통신망을 이용하기 위한 통신인터페이스를 구성하는 것이 바람직하다.
도 5는 본 발명의 제1 실시예에 따른 멀티미디어 정보와 CPS 기술을 활용한 임베디드 방식의 펌프장 자율운영시스템의 관리사무소서버(400) 블록도이다.
도 5에 도시한 바와 같이, 상기 관리사무소서버(400)는 제1자율운영모드이벤트정보출력처리부(410), 제1자율운영모드이벤트원격제어처리부(420), 제2자율운영모드이벤트정보출력처리부(430), 부유물수거요청정보처리부(440)를 포함하여 구성된다.
구체적으로 설명하면, 제1자율운영모드이벤트정보출력처리부(410)는 CPS기반RTU(300)로부터 제공된 제1자율운영모드이벤트정보를 획득할 경우에, 화면에 해당 수위 정보와 촬영 영상 정보 중 적어도 하나 이상을 출력시키게 된다.
예를 들어, 'auto event1_ID:A Dust collector#Water level-1.5m#camera-1 preset#video.mpeg#2018-09-01-09:00'라는 어느 하나의 수위 정보와 촬영 영상 정보 중 적어도 하나 이상을 포함하고 있는 제1자율운영모드이벤트정보를 화면에 출력시키게 된다.
도 3에 도시한 바와 같이, 제1자율운영모드이벤트원격제어처리부(420)는 화면에 원격 제어페이지를 제공하며, 원격 제어페이지 상에 제어 버튼(33)을 제공하여 관리자에 의해 설정된 제진기에 대한 동작 원격 제어신호를 획득하면 해당 동작 원격 제어신호를 해당 CPS기반RTU(300)로 송출하게 된다.
예를 들어, 관리자에 의해 설정된 동작 원격 제어신호인 'remote cont_ID:A Dust collector#2018-09-01-09:01#A Dust collector number-1 on'를 CPS기반RTU(300)로 송출하게 되는 것이다.
상기 제2자율운영모드이벤트정보출력처리부(430)는 CPS기반RTU(300)로부터 제2자율운영모드이벤트정보를 획득할 경우에, 화면에 부유물 높이 정보와 자율 조치한 동작 정보와 촬영 영상 정보 중 적어도 하나 이상을 화면에 출력시키게 된다.
상기의 경우에는 CPS기반RTU(300)에서 자율 조치한 동작 정보를 출력하는 것으로서, 예를 들어, 'remote cont_ID:A Dust collector#2018-09-01-09:01#Water level-1.5m#collection 2m#A Dust collector number-1 on'라는 부유물 높이 정보와 자율 조치한 동작 정보와 촬영 영상 정보 중 적어도 하나 이상을 포함한 제2자율운영모드이벤트정보를 화면에 출력하게 되는 것이다.
이때, 추가적으로 수위 정보를 포함하여 화면에 출력시킬 수도 있다.
상기 부유물수거요청정보처리부(440)는 화면에 수거기관 단말기 정보를 포함한 부유물 수거 요청페이지를 제공하며, 관리자에 의해 설정된 수거기관 단말기 정보를 획득하면 해당 수거기관 단말기로 부유물 수거 요청신호를 송출하게 된다.
예를 들어, 'auto event2_ID:A Dust collector#Water level-1.5m#collection 2m#camera-1 preset#video.mpeg#2018-09-01-09:00#A Dust collector on#Request Collection'이라는 부유물 수거 요청신호를 송출하게 된다.
한편, 부가적인 양태에 따라, 본 발명인 펌프장 자율운영시스템은,
제진기 주변에 설치 구성하여 해당 장소에서 발생하는 음향 신호를 검출하여 CPS기반RTU(300)로 제공하기 위한 음향측정장치(150);를 더 포함하여 구성될 수 있다.
구체적으로 설명하면, 상기 음향측정장치(150)는 제진기 주변에 설치 구성하여 해당 장소에서 발생하는 음향 신호를 검출하여 CPS기반RTU(300)로 제공하게 된다.
따라서, 상기 음향측정장치로부터 측정된 음향 신호를 CPS기반RTU(300)에서 획득하여 관리사무소서버(400)로 송출할 수 있으며, 제진기에 대한 자율 조치를 수행함에 있어, CPS기반RTU(300)에서는 상기 음향 신호를 추가적으로 획득하여 음향 신호를 관리사무소서버(400)로 송출함으로써, 제진기의 동작 유무를 청각적으로 확인할 수 있도록 하기 위한 것이다.
이때, CPS기반RTU(300)는,
제2자율운영모드이벤트정보 생성시, 촬영 영상 정보와 해당 부유물 높이 정보와 자율 조치한 동작 정보에 상기 음향측정장치로부터 제공된 음향 신호를 매칭시킨 제2자율운영모드이벤트정보를 생성하여 관리사무소서버(400)로 송출하는 것을 특징으로 한다.
즉, 제2자율운영모드이벤트정보 생성시에 촬영 영상 정보와 해당 부유물 높이 정보와 자율 조치한 동작 정보를 기본으로 하고, 추가적으로 상기 음향측정장치로부터 제공된 음향 신호를 매칭시키게 된다.
요약하자면, CPS기반RTU(300)에서 추가적으로 음향측정장치(135)로부터 제공되는 음향 정보를 이용하여 좀 더 정확하게 제진기의 동작 유무를 판단하기 위한 것이다.
결국, CPS기반RTU(300)는 관리사무소에 상주하는 관리자가 보고, 듣고, 제어하기 위하여 영상, 음향, 센싱 데이터를 관리사무소서버(400)로 제공하게 되는 것이다.
도 6은 본 발명의 제2 실시예에 따른 멀티미디어 정보와 CPS 기술을 활용한 임베디드 방식의 펌프장 자율운영시스템의 전체 구성도이다.
도 6에 도시한 바와 같이, 본 발명의 제2 실시예에 따른 멀티미디어 정보와 CPS 기술을 활용한 임베디드 방식의 펌프장 자율운영시스템은,
통합관리센터서버(600)를 더 포함하고,
상기 CPS기반RTU(300)는 관리사무소서버(400)로 제2자율운영모드이벤트정보 송출 시 추가적으로 상기 통합관리센터서버(600)로도 제2자율운영모드이벤트정보를 송출하고,
상기 관리사무소서버(400)는 수거기관단말기(500)로 부유물 수거 요청 정보자동 송출 후 부유물 수거 요청 결과정보를 상기 통합관리센터서버(600)로 송출하며,
상기 통합관리센터서버(600)는 CPS기반RTU(300)로부터 제2자율운영모드이벤트정보를 획득할 경우에 부유물 높이 정보와 자율 조치한 동작 정보와 촬영 영상 정보 중 적어도 하나 이상을 화면에 출력시키며, 관리사무소서버(400)로부터 부유물 수거 요청 결과정보를 획득할 경우에 해당 부유물 수거 요청 결과정보를 화면에 출력시키는 것을 특징으로 한다.
이를 통해 관리사무소뿐만 아니라, 통합관리센터에서도 현재 제진기의 상태를 모니터링할 수 있게 된다.
즉, CPS기반RTU(300)는 관리사무소서버(400)로 제2자율운영모드이벤트정보 송출 시 추가적으로 상기 통합관리센터서버(600)로도 제2자율운영모드이벤트정보를 송출하게 된다.
이를 위하여, CPS기반RTU(300)는 관리사무소서버(400)간에 네트워크망을 통해 연결하게 되며, CPS기반RTU(300)와 통합관리센터서버(600) 간에도 네트워크망을 통해 연결하게 되는 것이다.
또한, 상기 관리사무소서버(400)는 수거기관단말기(500)로 부유물 수거 요청 정보 자동 송출 후, 부유물 수거 요청 결과정보를 상기 통합관리센터서버(600)로 송출하게 된다.
즉, 관리사무소에서 자동적으로 부유물 수거 요청 정보를 송출하였다면 관리사무소를 전반적으로 관리하는 통합관리센터에서도 이에 대한 결과 정보를 획득하여 데이터베이스에 저장 관리함으로써, 유기적인 종합 관리가 가능한 효과를 제공하게 된다.
이때, 통합관리센터서버(600)는 관리사무소서버(400)와 마찬가지로 CPS기반RTU(300)로부터 제2자율운영모드이벤트정보를 획득할 경우에 부유물 높이 정보와 자율 조치한 동작 정보와 촬영 영상 정보 중 적어도 하나 이상을 화면에 출력시키며, 관리사무소서버(400)로부터 부유물 수거 요청 결과정보를 획득할 경우에 해당 부유물 수거 요청 결과정보를 화면에 출력시키게 되는 것이다.
따라서, 통합 관리자도 실시간으로 현재 제진기의 상태 정보를 모니터링할 수 있게 되는 것이다.
한편, 본 발명의 핵심 구성수단인 CPS기반RTU(300)를 구성함으로써, 영상 분석과 데이터 분석을 통해 부유물이 쌓인 높이가 설정된 높이를 초과할 경우에 CPS기반RTU(300)에서 자율 조치를 수행하기 때문에 본 발명의 배경기술에서 언급한 10초 ~ 1분 이내에 제진기 동작이 가능한 장점을 발휘하게 되는 것이다.
그리고, 본 발명의 멀티미디어 정보와 CPS 기술을 활용한 임베디드 방식의 펌프장 자율운영시스템은 CPS기반RTU(300)가 수위측정부, 카메라부 등과 연결하기 위한 포트와, 포트에 의해 연결되어 제공되는 데이터를 분석하기 위하여 CPS기반RTU(300)는 임베디드 기반으로 구성하게 된다.
종래 기술은 제진기의 운영 및 제진기가 설치 구성되는 외부 환경 특징을 고려하지 않은 일반화된 시스템으로, 복잡한 결선 작업에 따른 해당 전문업체만이 설계, 시공, 유지관리를 할 수 있어 공사기간 및 비용이 많이 소요되었지만, 상기와 같이 임베디드 기반의 CPS기반RTU(300)를 제공함으로써, 설계의 간편화, 시공 및 유지 관리의 편리성을 제공할 수 있게 된다.
도 7은 본 발명의 제1 실시예 내지 제2 실시예에 따른 멀티미디어 정보와 CPS 기술을 활용한 임베디드 방식의 펌프장 자율운영시스템의 제진기이벤트정보자율판단부(310) 블록도이다.
도 7에 도시한 바와 같이, 제진기이벤트정보자율판단부(310)는,
상기 수위측정부(200)로부터 제공된 수위 정보를 획득할 경우에, 카메라부(100)에 프리셋 신호를 송출하고, 카메라부로부터 촬영된 촬영 영상 정보를 수신하기 위한 촬영영상정보획득모듈(311);
상기 촬영영상정보획득모듈에 의해 획득한 촬영 영상 정보 중 수위표시계(50)와 부유물 높이가 포함된 높이를 인식하고, 부유물 높이가 포함된 높이의 경계면에 위치한 수위표시계의 문자를 분석하여 부유물 높이가 포함된 높이 정보로 산출하기 위한 부유물포함높이정보산출모듈(312);
상기 부유물포함높이정보산출모듈에 의해 산출된 부유물 높이가 포함된 높이 정보에서 상기 수위측정부로부터 획득된 수위 정보를 차감한 결과값을 부유물 높이 정보로 산출하기 위한 부유물높이정보산출모듈(313);
상기 부유물높이정보산출모듈(313)에 의해 산출된 부유물 높이 정보를 획득하여 설정된 부유물 높이 조건과 비교하며, 비교 결과, 부유물 높이 조건에 위배될 경우에 제진기(10)에 동작 명령 신호를 송출하여 모터 파손 사고 방지를 위한 자율 조치를 수행하기 위한 제진기자율조치수행모듈(314);을 포함하여 구성된다.
구체적으로 설명하면, 촬영영상정보획득모듈(311)은 수위측정부(200)로부터 제공된 수위 정보를 획득할 경우에, 카메라부(100)에 프리셋 신호를 송출하고, 카메라부로부터 촬영된 촬영 영상 정보를 수신하게 된다.
즉, 유지 수위를 초과하게 되면 수위측정부로부터 자동적으로 수위 정보를 획득하게 되며, 이때 카메라부에 프리셋 신호를 송출하여 해당 제진기 주변의 영상을 촬영하게 된다.
이때, 상기 카메라부로부터 획득되는 영상에는 수위표시계가 포함된 주변 영상인 것을 특징으로 한다.
그리고, 상기 부유물포함높이정보산출모듈(312)은 촬영영상정보획득모듈에 의해 획득한 촬영 영상 정보 중 수위표시계(50)와 부유물 높이가 포함된 높이를 인식하고, 부유물 높이가 포함된 높이의 경계면에 위치한 수위표시계의 문자를 분석하여 부유물 높이가 포함된 높이 정보로 산출하게 된다.
상기 특정 문자 혹은 숫자 혹은 기호 등을 인식하는 기술은 일반적인 영상 분석 기술로서, 특정 영상 내에 존재하는 문자나 기호를 인식하여 인식된 데이터를 토대로 문자 혹은 숫자 혹은 기호 등을 분석하는 알고리즘이 각 산업 분야에 널리 활용되고 있다.
예를 들어, 차량의 번호판 인식 기술, 카메라를 이용한 수위 측정 기술 등이 대표적이며, 영상 내 문자나 기호를 분석하는 과정을 설명하자면, 촬영된 영상을 획득하여 역광 보정, 기울기 보정, 노이즈 제거를 수행하는 영상보정과정을 거치게 되며, 영상보정과정을 통해 보정된 영상으로부터 문자열의 그룹을 파인딩하여 좌표를 설정하여 문자 영역만을 획득하는 파인딩 과정을 거치게 되며, 파인딩 과정을 통해 획득된 문자 혹은 기호 영역에서 문자와 기호 각각에 대하여 개별적으로 인식하여 노이즈 제거 후, 이치화된 문자 혹은 기호 영상의 특징들을 레이블링을 통하여 그룹화하여 문자 혹은 기호의 구성이 될 수 없는 조건의 그룹을 제거하여 문자 및 기호만을 획득하게 된다.
이와 같이, 상기 부유물포함높이정보산출모듈(312)은 촬영영상정보획득모듈에 의해 획득한 촬영 영상 정보 중 수위표시계(50)와 부유물 높이가 포함된 높이를 인식하고, 부유물 높이가 포함된 높이의 경계면에 위치한 수위표시계의 문자를 분석하여 부유물 높이가 포함된 높이 정보로 산출하게 되는 것이다.
또한, 상기한 경계면을 추출하기 위하여 일반적으로 윤곽선 추출법을 이용할 수 있으며, 필요에 따라 색농도 변화법을 이용할 수도 있을 것이다.
예를 들어, 수위표시계 중 부유물 높이가 포함된 높이의 경계면에 위치한 수위표시계의 문자가 12미터일 경우에 문자인 12미터를 인식하게 되어 부유물 높이가 포함된 높이 정보가 12미터임을 산출하는 것이다.
이때, 상기 부유물높이정보산출모듈(313)은 부유물포함높이정보산출모듈에 의해 산출된 부유물 높이가 포함된 높이 정보인 12미터에서 수위측정부로부터 획득된 수위 정보가 10미터일 경우에 12미터에서 10미터를 차감한 결과값인 2미터를 부유물 높이 정보로 산출하게 된다.
이때, 상기 제진기자율조치수행모듈(314)은 상기 부유물높이정보산출모듈(313)에 의해 산출된 부유물 높이 정보를 획득하여 설정된 부유물 높이 조건과 비교하며, 비교 결과, 부유물 높이 조건에 위배될 경우에 제진기(10)에 동작 명령 신호를 송출하여 모터 파손 사고 방지를 위한 자율 조치를 수행하게 된다.
예를 들어, 설정된 부유물 높이 조건이 1미터일 경우에, 상기 부유물높이정보산출모듈(313)에 의해 산출된 부유물 높이 정보인 2미터와 비교하게 된다.
비교 결과, 1미터를 초과하게 되므로(부유물 높이 조건에 위배됨) 제진기(30)에 동작 명령 신호를 송출하는 자율 조치를 수행하게 되는 것이다.
따라서, 제진기를 동작시키는 모터의 파손을 미연에 방지할 수 있게 되는 것이다.
일반적인 강우량일 경우에는 관리자에 의해 주기적으로 부유물을 제거할 수 있으나, 갑작스런 국지성 호우일 경우에는 관리자의 육안 식별로 제진기를 동작시키기에는 역부족이지만, 본 발명의 펌프장 자율운영시스템을 도입할 경우에는 자율적으로 제진기 동작 조치를 수행하기 때문에 국지성 호우시 갑작스럽게 쌓이는 부유물에 대하여 실시간으로 제거하는 작업을 수행할 수 있게 된다.
한편, 상기 제진기자율조치수행모듈(314)은,
설정된 분석 주기에 따라 부유물높이정보산출모듈(313)에 의해 산출된 부유물 높이 정보를 획득하여 설정된 부유물 높이 조건과 비교하며, 비교 결과, 부유물 높이 조건에 위배되지 않을 경우에 제진기(10)에 동작 정지 명령 신호를 송출하여 제진기의 동작을 정지시키는 것을 특징으로 한다.
즉, 분석 주기를 5분으로 설정하게 되면 5분마다 부유물높이정보산출모듈(313)에 의해 산출된 부유물 높이 정보를 획득하여 설정된 부유물 높이 조건과 비교하며, 비교 결과, 부유물 높이 조건에 위배되지 않을 경우에 제진기(10)에 동작 정지 명령 신호를 송출하여 제진기의 동작을 정지시키게 된다.
예를 들어, 2018년 9월 2일 오전 9시에 제진기를 동작시킨 후, 9시 5분에 부유물높이정보산출모듈(313)에 의해 산출된 부유물 높이 정보인 0.5미터를 획득하게 되면 설정된 부유물 높이 조건인 1미터와 비교하게 되고, 비교 결과, 1미터를 초과하지 않게 되므로 제진기(10)에 동작 정지 명령 신호를 송출하여 제진기의 동작을 정지시키게 되는 것이다.
즉, 제진기의 동작뿐만 아니라, 정지까지 자율 조치 수행할 수 있게 되는 것이다.
상기와 같이, 본 발명에 의하면, 수위측정부(200)로부터 제공된 수위 정보를 획득할 경우에, 상기 카메라부(100)에 프리셋 신호를 송출하여 획득한 촬영 영상 정보와 해당 수위 정보를 매칭시킨 제1자율운영모드이벤트정보를 생성하여 관리사무소서버(400)로 송출하여 관리사무소에 상주하고 있는 관리자로 하여금 제진기(30)에 대한 동작 원격 제어신호를 획득하여 이에 따라 즉각적으로 제진기를 동작시키도록 하며, 카메라부(100)에 의해 획득한 촬영 영상 정보를 분석하여 산출된 부유물 높이가 포함된 높이 정보에서 상기 수위측정부(200)로부터 제공된 수위 정보를 차감한 결과값을 부유물 높이 정보로 판단하고, 판단된 부유물 높이 정보가 설정된 부유물 높이 조건에 위배되는 경우, 제진기(30)에 동작 명령 신호를 송출하여 모터 파손 사고 방지를 위한 자율 조치를 수행하고, 상기 카메라부(100)에 프리셋 신호를 송출하여 획득한 촬영 영상 정보와 해당 부유물 높이 정보와 자율 조치한 동작 정보를 매칭시킨 제2자율운영모드이벤트정보를 생성하여 관리사무소서버(400)로 송출함으로써, 제진기의 고장을 미연에 방지하는 효과를 발휘한다.
또한, 이상에서는 본 발명의 바람직한 실시예에 대하여 도시하고 설명하였지만, 본 발명은 상술한 특정의 실시 예에 한정되지 아니하며, 청구범위에서 청구하는 본 발명의 요지를 벗어남이 없이 당해 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 다양한 변형 실시가 가능한 것은 물론이고, 이러한 변형 실시들은 본 발명의 기술적 사상이나 전망으로부터 개별적으로 이해되어서는 안될 것이다.
100 : 카메라부
200 : 수위측정부
300 : CPS기반RTU
400 : 관리사무소서버
500 : 수거기관단말기
600 : 통합관리센터서버

Claims (5)

  1. 멀티미디어 정보와 CPS 기술을 활용한 임베디드 방식의 펌프장 자율운영시스템에 있어서,
    제진기 주변의 부유물을 촬영하기 위한 카메라부(100)와;
    제진기 주변에 설치 구성되어 유지 수위를 벗어날 경우에 측정된 수위 정보를 CPS기반RTU(300)로 제공하기 위한 수위측정부(200)와;
    상기 수위측정부(200)로부터 제공된 수위 정보를 획득할 경우에, 상기 카메라부(100)에 프리셋 신호를 송출하여 획득한 촬영 영상 정보와 해당 수위 정보를 매칭시킨 제1자율운영모드이벤트정보를 생성하여 관리사무소서버(400)로 송출하고,
    상기 카메라부(100)에 의해 획득한 촬영 영상 정보를 분석하여 산출된 부유물 높이가 포함된 높이 정보에서 상기 수위측정부(200)로부터 제공된 수위 정보를 차감한 결과값을 부유물 높이 정보로 판단하고, 판단된 부유물 높이 정보가 설정된 부유물 높이 조건에 위배되는 경우, 제진기(30)에 동작 명령 신호를 송출하여 모터 파손 사고 방지를 위한 자율 조치를 수행하고, 상기 카메라부(100)에 프리셋 신호를 송출하여 획득한 촬영 영상 정보와 해당 부유물 높이 정보와 자율 조치한 동작 정보를 매칭시킨 제2자율운영모드이벤트정보를 생성하여 관리사무소서버(400)로 송출하고,
    관리사무소서버(400)로부터 제1자율운영모드이벤트정보에 따른 제진기에 대한 동작 원격 제어신호를 획득할 경우에 해당 제진기(30)로 동작 명령 신호를 송출하기 위해 제진기마다 설치 운영되는 CPS기반RTU(300)와,
    상기 CPS기반RTU(300)로부터 제1자율운영모드이벤트정보를 획득할 경우에 해당 수위 정보와 촬영 영상 정보 중 적어도 하나 이상을 화면에 출력시키고, 관리자에 의해 원격제어 선택이 이루어지면 제진기(30)에 대한 동작 원격 제어신호를 해당 CPS기반RTU(300)로 송출하며, 상기 CPS기반RTU(300)로부터 제2자율운영모드이벤트정보를 획득할 경우에 부유물 높이 정보와 자율 조치한 동작 정보와 촬영 영상 정보 중 적어도 하나 이상을 화면에 출력시키고, 수거기관단말기(500)로 부유물 수거 요청 정보를 자동 송출하기 위한 관리사무소서버(400)와;
    통합관리센터서버(600)를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하고,

    상기 CPS기반RTU(300)는 관리사무소서버(400)로 제2자율운영모드이벤트정보 송출 시 추가적으로 상기 통합관리센터서버(600)로도 제2자율운영모드이벤트정보를 송출하고,
    상기 관리사무소서버(400)는 수거기관단말기(500)로 부유물 수거 요청 정보자동 송출 후 부유물 수거 요청 결과정보를 상기 통합관리센터서버(600)로 송출하며,
    상기 통합관리센터서버(600)는 CPS기반RTU(300)로부터 제2자율운영모드이벤트정보를 획득할 경우에 부유물 높이 정보와 자율 조치한 동작 정보와 촬영 영상 정보 중 적어도 하나 이상을 화면에 출력시키며, 관리사무소서버(400)로부터 부유물 수거 요청 결과정보를 획득할 경우에 해당 부유물 수거 요청 결과정보를 화면에 출력시키는 것을 특징으로 하는 멀티미디어 정보와 CPS 기술을 활용한 임베디드 방식의 펌프장 자율운영시스템.
  2. 삭제
  3. 제 1항에 있어서,
    제진기 주변에 설치 구성하여 해당 장소에서 발생하는 음향 신호를 검출하여 CPS기반RTU(300)로 제공하기 위한 음향측정장치(150);를 더 포함하고,
    이 경우 상기 CPS기반RTU(300)는,
    제2자율운영모드이벤트정보 생성시, 촬영 영상 정보와 해당 부유물 높이 정보와 자율 조치한 동작 정보에 상기 음향측정장치로부터 제공된 음향 신호를 매칭시킨 제2자율운영모드이벤트정보를 생성하여 관리사무소서버(400)로 송출하는 것을 특징으로 하는 멀티미디어 정보와 CPS 기술을 활용한 임베디드 방식의 펌프장 자율운영시스템.
  4. 제 1항에 있어서,
    각각의 제진기마다 설치 운영되는 CPS기반RTU(300)들은 네트워크망을 통해 원격지에 구성된 관리사무소서버(400)와 네트워크 연결되어 영상, 음향, 데이터를 주고 받을 수 있으며, 관리사무소서버(400)의 원격 제어 신호를 수신받아 해당 제진기에 대한 제어를 수행할 수 있는 것을 특징으로 하는 멀티미디어 정보와 CPS 기술을 활용한 임베디드 방식의 펌프장 자율운영시스템.
  5. 제 1항에 있어서,
    상기 관리사무소서버(400)는,
    CPS기반RTU(300)로부터 제1자율운영모드이벤트정보를 획득할 경우에 해당 수위 정보와 촬영 영상 정보 중 적어도 하나 이상을 화면에 출력시키기 위한 제1자율운영모드이벤트정보출력처리부(410);
    화면에 원격 제어페이지를 제공하며, 관리자에 의해 설정된 제진기에 대한 동작 원격 제어신호를 획득하면 해당 동작 원격 제어신호를 해당 CPS기반RTU(300)로 송출하기 위한 제1자율운영모드이벤트원격제어처리부(420);
    CPS기반RTU(300)로부터 제2자율운영모드이벤트정보를 획득할 경우에, 화면에 부유물 높이 정보와 자율 조치한 동작 정보와 촬영 영상 정보 중 적어도 하나 이상을 화면에 출력시키기 위한 제2자율운영모드이벤트정보출력처리부(430);
    화면에 수거기관 단말기 정보를 포함한 부유물 수거 요청페이지를 제공하며, 관리자에 의해 설정된 수거기관 단말기 정보를 획득하면 해당 수거기관 단말기로 부유물 수거 요청신호를 송출하기 위한 부유물수거요청정보처리부(440);를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 멀티미디어 정보와 CPS 기술을 활용한 임베디드 방식의 펌프장 자율운영시스템.
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