KR101946855B1 - 지진동 감지 센서 및 이를 이용한 지진 대응 시스템 - Google Patents

지진동 감지 센서 및 이를 이용한 지진 대응 시스템 Download PDF

Info

Publication number
KR101946855B1
KR101946855B1 KR1020180106912A KR20180106912A KR101946855B1 KR 101946855 B1 KR101946855 B1 KR 101946855B1 KR 1020180106912 A KR1020180106912 A KR 1020180106912A KR 20180106912 A KR20180106912 A KR 20180106912A KR 101946855 B1 KR101946855 B1 KR 101946855B1
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
earthquake
vibration
shaking
motion
sensor
Prior art date
Application number
KR1020180106912A
Other languages
English (en)
Inventor
최선화
임기환
이명진
김재선
강형구
오금호
권영우
Original Assignee
대한민국
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 대한민국 filed Critical 대한민국
Priority to KR1020180106912A priority Critical patent/KR101946855B1/ko
Application granted granted Critical
Publication of KR101946855B1 publication Critical patent/KR101946855B1/ko
Priority to PCT/KR2019/007531 priority patent/WO2020050482A1/ko
Priority to US16/695,964 priority patent/US10684383B2/en

Links

Images

Classifications

    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01V—GEOPHYSICS; GRAVITATIONAL MEASUREMENTS; DETECTING MASSES OR OBJECTS; TAGS
    • G01V1/00—Seismology; Seismic or acoustic prospecting or detecting
    • G01V1/01—Measuring or predicting earthquakes
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01V—GEOPHYSICS; GRAVITATIONAL MEASUREMENTS; DETECTING MASSES OR OBJECTS; TAGS
    • G01V1/00—Seismology; Seismic or acoustic prospecting or detecting
    • G01V1/28—Processing seismic data, e.g. for interpretation or for event detection
    • G01V1/30—Analysis
    • G01V1/307—Analysis for determining seismic attributes, e.g. amplitude, instantaneous phase or frequency, reflection strength or polarity
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01P—MEASURING LINEAR OR ANGULAR SPEED, ACCELERATION, DECELERATION, OR SHOCK; INDICATING PRESENCE, ABSENCE, OR DIRECTION, OF MOVEMENT
    • G01P15/00—Measuring acceleration; Measuring deceleration; Measuring shock, i.e. sudden change of acceleration
    • G01P15/02—Measuring acceleration; Measuring deceleration; Measuring shock, i.e. sudden change of acceleration by making use of inertia forces using solid seismic masses
    • G01P15/08—Measuring acceleration; Measuring deceleration; Measuring shock, i.e. sudden change of acceleration by making use of inertia forces using solid seismic masses with conversion into electric or magnetic values
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01V—GEOPHYSICS; GRAVITATIONAL MEASUREMENTS; DETECTING MASSES OR OBJECTS; TAGS
    • G01V1/00—Seismology; Seismic or acoustic prospecting or detecting
    • G01V1/16—Receiving elements for seismic signals; Arrangements or adaptations of receiving elements
    • G01V1/162—Details
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01V—GEOPHYSICS; GRAVITATIONAL MEASUREMENTS; DETECTING MASSES OR OBJECTS; TAGS
    • G01V1/00—Seismology; Seismic or acoustic prospecting or detecting
    • G01V1/22—Transmitting seismic signals to recording or processing apparatus
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01V—GEOPHYSICS; GRAVITATIONAL MEASUREMENTS; DETECTING MASSES OR OBJECTS; TAGS
    • G01V1/00—Seismology; Seismic or acoustic prospecting or detecting
    • G01V1/28—Processing seismic data, e.g. for interpretation or for event detection
    • G—PHYSICS
    • G06—COMPUTING; CALCULATING OR COUNTING
    • G06N—COMPUTING ARRANGEMENTS BASED ON SPECIFIC COMPUTATIONAL MODELS
    • G06N3/00—Computing arrangements based on biological models
    • G06N3/02—Neural networks
    • G—PHYSICS
    • G08—SIGNALLING
    • G08B—SIGNALLING OR CALLING SYSTEMS; ORDER TELEGRAPHS; ALARM SYSTEMS
    • G08B25/00—Alarm systems in which the location of the alarm condition is signalled to a central station, e.g. fire or police telegraphic systems
    • G08B25/01—Alarm systems in which the location of the alarm condition is signalled to a central station, e.g. fire or police telegraphic systems characterised by the transmission medium
    • G08B25/08—Alarm systems in which the location of the alarm condition is signalled to a central station, e.g. fire or police telegraphic systems characterised by the transmission medium using communication transmission lines
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01V—GEOPHYSICS; GRAVITATIONAL MEASUREMENTS; DETECTING MASSES OR OBJECTS; TAGS
    • G01V2210/00—Details of seismic processing or analysis
    • G01V2210/10—Aspects of acoustic signal generation or detection
    • G01V2210/12—Signal generation
    • G01V2210/123—Passive source, e.g. microseismics
    • G01V2210/1232—Earthquakes
    • G—PHYSICS
    • G06—COMPUTING; CALCULATING OR COUNTING
    • G06N—COMPUTING ARRANGEMENTS BASED ON SPECIFIC COMPUTATIONAL MODELS
    • G06N3/00—Computing arrangements based on biological models
    • G06N3/02—Neural networks
    • G06N3/08—Learning methods
    • G—PHYSICS
    • G08—SIGNALLING
    • G08B—SIGNALLING OR CALLING SYSTEMS; ORDER TELEGRAPHS; ALARM SYSTEMS
    • G08B21/00—Alarms responsive to a single specified undesired or abnormal condition and not otherwise provided for
    • G08B21/02—Alarms for ensuring the safety of persons
    • G08B21/10—Alarms for ensuring the safety of persons responsive to calamitous events, e.g. tornados or earthquakes

Landscapes

  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Remote Sensing (AREA)
  • Environmental & Geological Engineering (AREA)
  • Geology (AREA)
  • General Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Acoustics & Sound (AREA)
  • Geophysics (AREA)
  • Theoretical Computer Science (AREA)
  • Biomedical Technology (AREA)
  • Molecular Biology (AREA)
  • Biophysics (AREA)
  • Computational Linguistics (AREA)
  • Data Mining & Analysis (AREA)
  • Evolutionary Computation (AREA)
  • General Health & Medical Sciences (AREA)
  • Artificial Intelligence (AREA)
  • Computing Systems (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mathematical Physics (AREA)
  • Software Systems (AREA)
  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • Business, Economics & Management (AREA)
  • Emergency Management (AREA)
  • Geophysics And Detection Of Objects (AREA)

Abstract

지진동 감지 센서를 이용한 지진 대응 시스템에 대한 것으로 본원의 일 실시예에 따른 지진동 감지 센서를 이용한 지진 대응 시스템의 지진동 감지 센서는 흔들림에 의한 지반의 최대 지반 가속도(PGA)를 포함하는 센서값을 측정하는 센서부, 상기 최대 지반 가속도가 지진동 감지 조건을 만족하는 경우, 상기 최대 지반 가속도를 입력으로 하는 인공신경망으로부터 산출된 지진동 감지 결과값에 기초하여 지진동을 감지하는 지진동 감지부, 상기 지진동의 감지 결과에 기초하여, 상기 센서값으로부터 연산된 지진동 판단 파라미터에 기초하여 최종 지진동의 발생을 결정하는 지진동 결정부, 상기 최대 지반 가속도를 통해 상기 결정된 최종 지진동의 흔들림 단계를 산출하는 흔들림 단계 산출부 및 상기 최종 지진동의 흔들림 단계를 공지하는 통신부를 포함할 수 있다.

Description

지진동 감지 센서 및 이를 이용한 지진 대응 시스템{SEISMIC MOTION SENSOR AND SYSTEM FOR RESPONSING EARTHQUAKE USING THE SAME}
본원은 지진동 감지 센서, 지진동 감지 센서를 이용한 지진 대응 시스템 및 지진동 감지 센서를 이용한 지진동 감지 방법에 관한 것이다.
지진동은 지구 내부에서 급격한 지각변동이 생겨 그 충격으로 생긴 파동, 즉 지진파가 지표면까지 전해져 지반을 흔드는 것을 말하며, 학술적으로는 "탄성 에너지원으로부터 지진파가 전파됨으로써 발생하는 지구의 진동"이라고 정의할 수 있다. 지진동의 규모는 민감한 지진계로만 검출되는 아주 작은 규모의 지진동부터 광범위한 지역에 큰 피해를 주는 대규모의 지진동까지 다양하다. 전세계적으로 매일 지구상에서 발생하는 지진동은 수천개에 이르며, 대부분의 지진동은 오랜 기간에 걸쳐 대륙의 이동, 해저의 확장, 산맥의 형성 등에 작용하는 지구 내부의 커다란 힘에 의하여 발생된다.
지진동이 발생하면 산업시설물을 비롯한 구조물 등이 손상 뿐만 아니라, 인명피해도 함께 수반될 수 있다. 이때, 지진동에 의한 피해의 정도는 지진동의 규모 및 지진 발생 지점(진원)과의 거리에 따라 달라질 수 있다. 일반적으로 지진동의 에너지는 지진동 발생 지점과의 거리가 멀어질수록 감쇠하면서 약화하는 특성이 있기 때문이다. 따라서, 지진동이 발생할 경우, 지진동의 정확한 판단과, 발생된 지진동의 크기를 파악하며, 지진동의 발생을 신속하게 전파하는 것이 광역적인 지진피해 및 인명피해의 대응에 있어서 매우 중요하다.
한편, 지진동을 감지하는 지진동 센서는 고가의 제품으로서 그 규모가 크며 우수한 기술력을 필요로 하기 때문에 지정된 장소 또는 기관에 고정적으로 설치되었으며, 그로부터 수집되는 정보를 분석하여 일반 국민들에게 일방적으로 지진동 감지 결과가 전파되는 시스템이 일반적이다. 또한, 지진동의 감지 후 국민들에게 제공되는 정보 또는 대응책이 단순 지진동의 발생 알림 또는 획일화된 정보이기 때문에, 알람의 효용도가 떨어지게 된다. 따라서, 국민들이 주로 생활하고 접근 가능한 시설 등에 설치되어 보다 민첩하게 지진동 감지 및 그에 따른 위험요소의 자동 제어가 가능한 보급형 지진동 감지 센서가 필요한 실정이다. 나아가, 지진동의 감지 후 사용자의 현재 위치, 상황 등에 따라 다양화된 대응책을 제공할 수 있는 지진 대응 시스템이 보급되어야 할 것이다.
본원의 배경이 되는 기술은 한국특허공개공보 제10-0911896호에 개시되어 있다.
본원은 전술한 종래 기술의 문제점을 해결하기 위한 것으로서, 인공신경망을 통해 지진동을 감지하고, 감지된 지진동의 확실성을 판단하여 공지할 수 있는 지진동 감지 센서, 지진동 감지 센서를 이용한 지진동 감지 방법 및 지진동 감지 센서를 이용한 지진 대응 시스템을 제공하는 것을 목적으로 한다.
본원은 전술한 종래 기술의 문제점을 해결하기 위한 것으로서, 지진동의 단계 및 사용자가 위치한 시설의 특성에 따라 최적화된 알람을 출력하고, IOT 장치와 연동되어 지진 발생시 자동적으로 대응이 가능한 지진동 감지 센서, 지진동 감지 센서를 이용한 지진동 감지 방법 및 지진동 감지 센서를 이용한 지진 대응 시스템을 제공하는 것을 목적으로 한다.
다만, 본원의 실시예가 이루고자 하는 기술적 과제는 상기된 바와 같은 기술적 과제들도 한정되지 않으며, 또 다른 기술적 과제들이 존재할 수 있다.
상기한 기술적 과제를 달성하기 위한 기술적 수단으로서, 본원의 일 실시예에 따른 지진동 감지 센서를 이용한 지진동 감지 방법은, 지진동 감지 센서로부터 흔들림에 의한 지반의 최대 지반 가속도(PGA)를 포함하는 센서값을 측정하는 단계, 상기 최대 지반 가속도가 지진동 감지 조건을 만족하는 경우, 상기 최대 지반 가속도를 입력으로 하는 인공신경망으로부터 산출된 지진동 감지 결과값에 기초하여 지진동을 감지하는 단계, 상기 지진동의 감지 결과에 기초하여, 상기 센서값으로부터 연산된 지진동 판단 파라미터에 기초하여 최종 지진동의 발생을 결정하는 단계, 상기 최대 지반 가속도를 통해 상기 결정된 최종 지진동의 흔들림 단계를 산출하는 단계 및 상기 최종 지진동의 흔들림 단계를 공지하는 단계를 포함할 수 있다.
본원의 일 실시예에 따르면, 상기 센서값은, X축 센서값, y축 센서값 및 Z축 센서값을 포함하고, 상기 지진동 감지 조건은, 상기 최대 지반 가속도가 미리 설정된 가속도 임계값을 초과하는지 판단할 수 있다.
본원의 일 실시예에 따르면, 상기 지진동을 감지하는 단계는, 지진동 특성 파라미터를 고려하여 상기 인공신경망으로부터 상기 지진동 감지 결과값을 산출하는 단계 및 상기 지진동 감지 결과값이 미리 설정된 감지 임계값을 초과한 흔들림을 지진동으로 감지하는 단계를 포함하고, 상기 지진동 특성 파라미터는 ZC(Zero Cross), IQR(Interquartile range) 및 CAV(Cumulative Absolute Velocity) 중 적어도 어느 하나를 포함할 수 있다.
본원의 일 실시예에 따르면, 상기 지진동을 감지하는 단계는, 상기 지진동 감지 결과값이 미리 설정된 감지 임계값을 초과하는지 판단하는 단계 및 상기 지진동 감지 결과값이 상기 미리 설정된 감지 임계값을 초과하지 않는 경우, 미리 설정된 제1유예 시간 동안 지진동 감지 결과값이 상기 미리 설정된 감지 임계값을 초과하는지 판단하는 단계를 포함할 수 있다.
본원의 일 실시예에 따르면, 상기 지진동 감지 결과값이 미리 설정된 임계값을 초과하여 지진동이 감지된 경우, 상기 최종 지진동의 발생을 결정하는 단계는, 미리 설정된 시간 동안 상기 지진동 판단 파라미터의 상기 지진동 판단 파라미터별로 설정된 판단 임계값 초과 여부에 기초하여 최종 지진동의 발생을 결정하되, 상기 지진동 판단 파라미터는 상기 지진동 감지 결과값, STA(Short Term Average) 및 LTA(Long Term Average) 중 적어도 어느 하나를 포함할 수 있다.
본원의 일 실시예에 따르면, 상기 최종 지진동의 발생을 결정하는 단계는, 상기 지진동 감지 결과값이 상기 미리 설정된 시간 동안 상기 판단 임계값을 미리 설정된 횟수만큼 초과하면, 최종 지진동의 발생을 결정하거나, 상기 미리 설정된 시간 동안 상기 지진동 감지 결과값이 상기 판단 임계값을 초과하고, 상기 STA 및 LTA가 미리 설정된 횟수 이상 상기 판단 임계값을 초과하면 최종 지진동의 발생을 결정할 수 있다.
본원의 일 실시예에 따르면, 상기 최종 지진동의 흔들림 단계를 산출하는 단계는, 상기 최종 지진동으로 결정된 흔들림과 연계된 최대 지반 가속도가 속한 흔들림 단계 판단 구간에 기초하여 상기 최종 지진동의 흔들림 단계를 산출하고, 미리 설정된 제2유예 시간 동안 최대 지반 가속도의 변화에 따른 최종 지진동의 흔들림 단계의 변화를 검출할 수 있다.
본원의 일 실시예에 따르면, 상기 최종 지진동의 흔들림 단계를 공지하는 단계는, 상기 산출된 최종 지진동의 흔들림 단계 및 사용자 단말이 위치한 시설의 특성 중 적어도 어느 하나에 기초하여, 알람을 다르게 설정할 수 있다.
본원의 일 실시예에 따른 지진동 감지 센서는, 흔들림에 의한 지반의 최대 지반 가속도(PGA)를 포함하는 센서값을 측정하는 센서부, 상기 최대 지반 가속도가 지진동 감지 조건을 만족하는 경우, 상기 최대 지반 가속도를 입력으로 하는 인공신경망으로부터 산출된 지진동 감지 결과값에 기초하여 지진동을 감지하는 지진동 감지부, 상기 지진동의 감지 결과에 기초하여, 상기 센서값으로부터 연산된 지진동 판단 파라미터에 기초하여 최종 지진동의 발생을 결정하는 지진동 결정부,상기 최대 지반 가속도를 통해 상기 결정된 최종 지진동의 흔들림 단계를 산출하는 흔들림 단계 산출부 및 상기 최종 지진동의 흔들림 단계를 공지하는 통신부를 포함할 수 있다.
본원의 일 실시예에 따른 지진동 감지 센서를 이용한 지진 대응 시스템은, 지진동 감지 센서로부터 흔들림에 의한 지반의 최대 지반 가속도(PGA)를 포함하는 센서값을 측정하고, 상기 최대 지반 가속도가 제1지진동 감지 조건을 만족하는 경우, 상기 최대 지반 가속도를 입력으로 하는 인공신경망으로부터 산출된 지진동 감지 결과값에 기초하여 지진동을 감지하고, 상기 지진동의 감지 결과에 기초하여, 상기 센서값으로부터 연산된 지진동 판단 파라미터에 기초하여 최종 지진동의 발생을 결정하고, 상기 최대 지반 가속도를 통해 상기 결정된 최종 지진동의 흔들림 단계를 산출하고, 상기 최종 지진동의 흔들림 단계를 공지하는 지진동 감지 센서 및 상기 산출된 최종 지진동의 흔들림 단계 및 사용자 단말이 위치한 시설의 특성 중 적어도 어느 하나에 기초하여 다르게 설정되는 알람을 출력하는 사용자 단말을 포함할 수 있다.
상술한 과제 해결 수단은 단지 예시적인 것으로서, 본원을 제한하려는 의도로 해석되지 않아야 한다. 상술한 예시적인 실시예 외에도, 도면 및 발명의 상세한 설명에 추가적인 실시예가 존재할 수 있다.
전술한 본원의 과제 해결 수단에 의하면, 인공신경망을 통해 지진동을 감지하고, 감지된 지진동의 확실성을 판단하여 공지할 수 있는 지진동 감지 센서를 이용한 지진 대응 시스템을 제공할 수 있다.
본원은 전술한 종래 기술의 문제점을 해결하기 위한 것으로서, 지진동의 단계 및 사용자가 위치한 시설의 특성에 따라 최적화된 알람을 출력하고, IOT 장치와 연동되어 지진 발생시 자동적으로 대응이 가능한 지진동 감지 센서를 이용한 지진 대응 시스템을 제공할 수 있다.
도 1은 본원의 일 실시예에 따른 지진동 감지 센서를 이용한 지진 대응 시스템의 구성을 도시한 도면이다.
도 2는 본원의 일 실시예에 따른 지진동 감지 센서의 구성을 도시한 도면이다.
도 3은 본원의 일 실시예에 따른 지진동 감지 센서의 지진동 특성 파라미터의 예를 도시한 도면이다.
도 4는 본원의 일 실시예에 따른 지진동 감지 센서의 지진동 특성 파라미터의 다른 예를 도시한 도면이다.
도 5는 본원의 일 실시예에 따른 지진동 감지 센서의 지진동 감지부의 동작을 나타내는 개략도를 도시한 도면이다.
도 6은 본원의 일 실시예에 따른 지진동 감지 센서를 이용한 지진동 감지 방법의 흐름을 도시한 도면이다.
아래에서는 첨부한 도면을 참조하여 본원이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 본원의 실시예를 상세히 설명한다. 그러나 본원은 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며 여기에서 설명하는 실시예에 한정되지 않는다. 그리고 도면에서 본원을 명확하게 설명하기 위해서 설명과 관계없는 부분은 생략하였으며, 명세서 전체를 통하여 유사한 부분에 대해서는 유사한 도면 부호를 붙였다.
본원 명세서 전체에서, 어떤 부분이 다른 부분과 "연결"되어 있다고 할 때, 이는 "직접적으로 연결"되어 있는 경우뿐 아니라, 그 중간에 다른 소자를 사이에 두고 "전기적으로 연결"되어 있는 경우도 포함한다.
본원 명세서 전체에서, 어떤 부재가 다른 부재 "상에", "상부에", "상단에", "하에", "하부에", "하단에" 위치하고 있다고 할 때, 이는 어떤 부재가 다른 부재에 접해 있는 경우뿐 아니라 두 부재 사이에 또 다른 부재가 존재하는 경우도 포함한다.
본원 명세서 전체에서, 어떤 부분이 어떤 구성요소를 "포함" 한다고 할 때, 이는 특별히 반대되는 기재가 없는 한 다른 구성요소를 제외하는 것이 아니라 다른 구성 요소를 더 포함할 수 있는 것을 의미한다.
도 1은 본원의 일 실시예에 따른 지진동 감지 센서를 이용한 지진 대응 시스템의 구성을 도시한 도면이다.
도 1을 참조하면, 지진동 감지 센서를 이용한 지진 대응 시스템(10)은 지진동 감지 센서(100), 사용자 단말(200) 및 IOT 장치(300)를 포함할 수 있다. 지진동 감지 센서(100)는 보급형 지진동 감지 센서로서 가정, 학교, 사무실 등 사용자의 생활시설 내에 복수개 설치될 수 있다. 지진동 감지 센서(100)는 MEMS(Micro Electro-Mechanical Systems) 센서 및 아두이노에 기반하여 구비될 수 있다. 아두이노는 다양한 스위치, 센서로부터 입력 값을 받아들여 코딩된 프로그램에 의해 센서, 모터, 각종 모듈과 같은 전자 장치들을 제어할 수 있다. MEMS 및 아두이노에 기반한 지진동 감지 센서(100)는 저비용으로 구현될 수 있으므로, 공중(公衆)에 용이하게 보급되어 지진동 감지를 위한 대책으로 마련될 수 있다.
지진동 감지 센서(100), 사용자 단말(200) 및 IOT 장치(300) 상호간은 네트워크를 통해 연결될 수 있다. 네트워크는 단말들 및 서버들과 같은 각각의 노드 상호간에 정보 교환이 가능한 연결 구조를 의미하는 것으로, 이러한 네트워크의 일 예에는, 3GPP(3rd Generation Partnership Project) 네트워크, LTE(Long Term Evolution) 네트워크, 5G 네트워크, WIMAX(World Interoperability for Microwave Access) 네트워크, 인터넷(Internet), LAN(Local Area Network), Wireless LAN(Wireless Local Area Network), WAN(Wide Area Network), PAN(Personal Area Network), wifi 네트워크, 블루투스(Bluetooth) 네트워크, 위성 방송 네트워크, 아날로그 방송 네트워크, DMB(Digital Multimedia Broadcasting) 네트워크 등이 포함되나 반드시 이에 한정되지는 않는다.
사용자 단말(200)은 지진동 감지 센서(100)로부터 지진동 흔들림에 따른 알람을 수신하여 출력할 수 있다. 사용자 단말(200)은 예를 들면, 스마트폰(Smartphone), 스마트패드(SmartPad), 태블릿 PC등과 PCS(Personal Communication System), GSM(Global System for Mobile communication), PDC(Personal Digital Cellular), PHS(Personal Handyphone System), PDA(Personal Digital Assistant), IMT(International Mobile Telecommunication)-2000, CDMA(Code Division Multiple Access)-2000, W-CDMA(W-Code Division Multiple Access), Wibro(Wireless Broadband Internet) 단말기 같은 모든 종류의 무선 통신 장치 및 데스크탑 컴퓨터, 스마트 TV 등 유선 통신 장치를 포함할 수 있다.
IOT 장치(300)는 지진동 감지 센서(100)로부터 수신된 지진동 흔들림에 따른 알람을 출력하거나, 지진동 감지 센서(100)로부터 수신된 최종 지진동의 흔들림 단계에 기초하여 생성된 제어 신호를 통해 그 구동이 제어될 수 있다. 예를 들어, IOT 장치(300)는 인공지능 스피커, 스마트 워치, 전기 차단 장치, 가스 차단 장치, LED 램프 모듈, 도어 잠금 장치, 가구 잠금 장치 등의 다양한 매체 및 장치를 포함할 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다. 상기 최종 지진동의 흔들림 단계, 사용자 단말(200) 및 IOT 장치(300)는 보다 뒤에서 살펴보기로 한다.
도 2는 본원의 일 실시예에 따른 지진동 감지 센서의 구성을 도시한 도면이다.
도 2를 참조하면, 지진동 감지 센서(100)는 센서부(110), 지진동 감지부(120), 지진동 결정부(130), 흔들림 단계 산출부(140), 통신부(150) 및 제어 신호 생성부(160)를 포함할 수 있다. 센서부(110)는 흔들림에 의한 지반의 최대 지반 가속도(Peak Ground Acceleration, PGA)를 포함하는 센서값을 측정할 수 있다. 최대 지반 가속도는 지진에 의해 발생되는 최대의 지반가속도로서, 가속도계수에 중력가속도를 곱한 값으로 정의될 수 있다. 센서부(110)는 흔들림에 의한 X축, Y축, Z축 가속도의 변화를 측정하는 X축 센서, Y축 센서 및 Z축 센서를 포함할 수 있다. 즉, 상기 센서값은 최대 지반 가속도와 연계된 X축 센서값, y축 센서값 및 Z축 센서값을 포함할 수 있다.
지진동 감지부(120)는 최대 지반 가속도가 지진동 감지 조건을 만족하는지 판단할 수 있다. 상기 지진동 감지 조건은 최대 지반 가속도가 미리 설정된 가속도 임계값을 초과하는지 판단할 수 있다. 지진동 감지 센서(100)는 고정형(평상시 움직임이 상대적으로 적은 환경)으로 구비될 수 있으므로, 종래의 이동형 지진동 감지 장치와 달리 최대 지반 가속도 값을 정규화하지 않고, 사용할 수 있다. 또한, 상기 미리 설정된 가속도 임계값은 예를 들어 0.2ga일 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니며, 지진동 감지 센서(100)의 동작 환경에 따라 노이즈 정보에 기초하여 0.1~0.2사이의 값으로 자동적으로 설정될 수 있다.
또한, 지진동 감지부(120)는 최대 지반 가속도가 지진동 감지 조건을 만족하는 경우, 지진동 감지 단계를 수행한다. 지진동 감지부(120)는 최대 지반 가속도가 지진동 감지 조건을 만족하는 경우, 최대 지반 가속도를 입력으로 하는 인공신경망(Artificial Neural Network, ANN)으로부터 산출된 지진동 감지 결과값(ANN 결과값)에 기초하여 지진동을 감지할 수 있다. 상기 인공신경망은 최대 지반 가속도 값을 입력으로 하고, 최대 지반 가속도 값에 따라 지진동에 의한 흔들림과 지진동이 아닌 다른 원인에 의한 흔들림을 판별하는 학습을 통해 구축될 수 있다. 예를 들어, 상기 인공신경망은 지진동으로 인한 최대 지반 가속도의 X축 성분, y축 성분 및 Z축 성분을 포함하는 제1 가속도 유형 모델과 지진동 이외의 다양한 일반 흔들림으로 인한 최대 지반 가속도의 X축 성분, y축 성분 및 Z축 성분을 포함하는 복수의 제2 가속도 유형 모델을 분류 및 학습하고, 제1 가속도 유형 모델과 제2가속도 유형 모델로부터 산출되는 지진동 특성 파라미터(후술함)의 유형을 분류 및 학습하여 지진동에 의한 흔들림과 지진동이 아닌 다른 원인에 의한 흔들림을 판별할 수 있다.
지진동 감지부(120)는 인공신경망을 통해 보다 신뢰성 있는 결과를 산출하기 위해 지진동 특성 파라미터를 고려하여 지진동 감지 결과를 산출할 수 있다. 예시적으로, 인공신경망은 딥 러닝 신경망신경망일 수 있으나, 이에만 한정되는 것은 아니며, 기 개발되었거나 향후 개발되는 다양한 신경망 체계를 적용할 수 있다.
도 3은 본원의 일 실시예에 따른 지진동 감지 센서의 지진동 특성 파라미터의 예를 도시한 도면이고, 도 4는 본원의 일 실시예에 따른 지진동 감지 센서의 지진동 특성 파라미터의 다른 예를 도시한 도면이다.
지진동 감지부(120)가 고려하는 지진동 특성 파라미터는 ZC(Zero Cross), IQR(Interquartile range) 및 CAV(Cumulative Absolute Velocity) 중 적어도 어느 하나를 포함할 수 있다. 지진동 특성 파라미터인 ZC, IQR, CAV는 최대 지반 가속도로부터 지진동에 가까운 성분만을 추출하기 위해 사용되는 특성일 수 있다. 도 3을 참조하면, 지진동 특성 파라미터 중 ZC는 최대 지반 가속도와 연계된 X축 센서값, y축 센서값 및 Z축 센서값을 이용하여, X, Y, Z축에서 0을 넘는 횟수 중 가장 큰 값을 취하는 것을 의미할 수 있다. 또한, 도 4를 참조하면 IQR은 변산도의 일종으로, 대상 분포의 양끝 1/4을 제외한 범위를 의미한다. 즉, 변산성의 정도를 분포의 중앙에 위치한 중앙값의 좌우로부터 동일한 백분율을 가진 두 점간의 거리에 의해 산출될 수 있다. IQR은 최대 지반 가속도의 X, Y, Z벡터 합에서 상위 25%인 Q3(a)과 하위 25%인 Q1(b)의 차이(Q3-Q1)로 산출될 수 있다. 달리 말해, IQR은 정렬된 가속도 축의 벡터 합 중간의 50%의 변화폭으로 산출될 수 있다. 또한, CAV는 최대 지반 가속도의 X, Y, Z 벡터 합의 시간적분값(예를 들어, 2초간)을 나타내며, 하기의 수학식 1을 통해 산출될 수 있다.
[수학식 1]
CAV=
Figure 112018089037842-pat00001
도 5는 본원의 일 실시예에 따른 지진동 감지 센서의 지진동 감지부의 동작을 나타내는 개략도를 도시한 도면이다.
도 5를 참조하면, 지진동 감지부(120)는 최대 지반 가속도를 입력으로 하고, 지진동 특성 파라미터인 ZC, IQR 및 CAV를 연산하며, 지진동 특성 파라미터인 ZC, IQR 및 CAV 중 적어도 어느 하나를 고려하는 인공신경망을 통해 지진동 감지 결과값을 산출함으로써, 신뢰성 있는 지진동 감지 결과값을 산출할 수 있다. 예를 들어, 지진동 감지부(120)는 지진동 특성 파라미터 값(ZC, IQR 및 CAV)의 산술 평균 또는 지진동 특성 파라미터 값을 변수로 하는 미리 설정된 연산식에 의하여 지진동 감지 결과값을 산출할 수 있다. 또한, 입력되는 최대 지반 가속도에 따른 지진동 감지 결과값 산출의 학습은 반복적으로 이루어질 수 있으며, 이에 따라, 지진동 감지부(120)의 지진동 감지 결과값 산출에 따른 지진동 감지에 기반이 되는 인공신경망이 지속적으로 업데이트 될 수 있다. 여기서, 신뢰성 있는 지진동 감지 결과라 함은 지진동에 의한 흔들림과 지진동이 아닌 다른 원인에 의한 흔들림을 보다 정확하게 판별한 결과를 의미할 수 있다.
지진동 감지 결과값(ANN 결과값) 산출에 따른 지진동 감지에 대해 구체적으로 살펴보면, 지진동 감지부(120)는 지진동 감지 결과값이 미리 설정된 감지 임계값을 초과하는지 판단할 수 있다. 예시적으로 상기 감지 임계값은 0.9일 수 있다. 지진동 감지 결과값이 미리 설정된 임계값을 초과하는 경우, 지진동 감지부(120)는 상기 흔들림이 지진동에 의해 발생했음을 감지할 수 있다. 다시 말해, 지진동 감지 결과값을 통해 지진동이 아닌 요인에 의한 흔들림과 지진동에 의한 흔들림을 구분할 수 있으며, 지진동 감지 결과값이 감지 임계값을 초과하는 경우 지진동이 발생했음을 감지할 수 있다.
또한, 지진동 감지 결과값이 미리 설정된 감지 임계값을 초과하지 않는 경우, 지진동 감지부(120)는 지진동 감지 결과값을 계속하여 업데이트 연산하며, 지진동 감지부(120)는 미리 설정된 제1유예 시간 동안 지진동 감지 결과값이 미리 설정된 감지 임계값을 초과하는지 판단할 수 있다. 예시적으로, 제1유예 시간은 10초일 수 있다. 지진동 감지부(120)는 흔들림 발생 이후 최초로 산출된 지진동 감지 결과값이 감지 임계값을 초과하지 않더라도, 흔들림의 변화(예를 들어, 흔들림의 세기가 강해지는 경우)를 고려하여 제1유예 시간 동안 흔들림의 변화에 의해 지진동 감지 결과값이 감지 임계값을 초과하는지 판단할 수 있다. 지진동 감지부(120)는 상기 제1유예 시간 동안 흔들림의 변화를 고려함으로써, 지진동의 감지의 누락을 방지할 수 있다.
지진동 감지부(120)에 의해 지진동이 감지된 경우, 지진동 결정부(130)는 지진동의 감지 결과에 기초하여, 센서값으로부터 연산된 지진동 판단 파라미터에 기초하여 최종 지진동의 발생을 결정할 수 있다. 지진동 판단 파라미터는 지진동 감지 결과값(ANN 결과값), STA(Short Term Average) 및 LTA (Long Term Average) 중 적어도 어느 하나를 포함할 수 있다. STA는 상기 센서값의 X축 센서값, y축 센서값 및 Z축 센서값의 단 구간 평균을 의미하고, LTA는 X축 센서값, y축 센서값 및 Z축 센서값의 장 구간 평균을 의미한다.
본원의 일 실시예에 따르면, 지진동 결정부(130)는 지진동 감지부(120)에 의하여 지진동이 발생한 것으로 판단되면, 집중 지진동 감지 단계를 수행할 수 있다. 지진동 결정부(130)는 지진동 감지부(120)에 의하여 지진동이 발생한 것으로 판단되면, 지진동으로 판단(감지)된 시점부터 이전 수 초간의 최대 지반 가속도 값을 이용하여 지진동 판단 파라미터를 연산할 수 있다. 또한, 지진동 결정부(130)는 지진동 판단 파라미터 각각의 값에 따라 감지된 지진동을 최종 지진동이 발생한 것으로 결정할 수 있다.
구체적으로, 지진동 감지부(130)는 미리 설정된 시간 동안, 지진동 판단 파라미터의 지진동 판단 파라미터별로 설정된 판단 임계값 초과 여부에 기초하여 최종 지진동의 발생을 결정할 수 있다. 상기 미리 설정된 시간은 예를 들어 3초일 수 있다. 또한, 판단 임계값은 지진동 판단 파라미터인 지진동 감지 결과값, STA, LTA 각각에 대해 설정될 수 있다. 지진동 감지 결과값의 판단 임계값은 전술한 감지 임계값과 동일할 수 있으나 이에 한정되는 것은 아니며, 실시예에 따라 감지 임계값과 다른 값을 가질 수 있다.
최종 지진동의 발생은 미리 설정된 시간 내에 지진동 판단 파라미터가 판단 임계값을 초과한 횟수에 기초하여 결정될 수 있다. 지진동 판단 파라미터는 미리 설정된 시간 내에 3회(ANN, STA, LTA 3셋트) 계산될 수 있다. 상기 미리 설정된 시간은 지진동으로 판단(감지)된 시점부터 이전 3초이고, 계산 횟수는 예시적인 횟수이다. 예를 들어, 각 지진동 판단 파라미터는 지진동이 감지되고, 0~2초 사이에 1회차가 계산되고, 0.5~2.5초 사이에 2회차가 계산되며, 1~3초 사이에 3회차가 계산될 수 있다. 상기 계산은 지진동 판단 파라미터별로 계산될 수 있다.
지진동 결정부(130)는 각 지진동 판단 파라미터가 지진동 판단 파라미터별로 설정된 판단 임계값을 초과한 횟수에 기초하여 최종 지진동의 발생을 결정할 수 있다. 예시적으로, 지진동 결정부(130)는, 지진동 감지 결과값(ANN 결과값)이 미리 설정된 시간(3초) 동안 판단 임계값을 미리 설정된 횟수만큼 초과하면, 최종 지진동의 발생을 결정할 수 있다. 상기 미리 설정된 횟수는 2회일 수 있다. 지진동 결정부(130)는 지진동 감지 결과값의 연산이 연속하여 판단 임계값을 초과하거나, 3회 계산 중 2회 이상 판단 임계값을 초과한 경우, 최종 지진동의 발생을 결정할 수 있다. 예를 들어, 3회 계산 중 1회차 및 3회차에서 계산된 지진동 감지 결과값이 판단 임계값을 초과하면, 지진동 결정부(130)는 최종 지진동의 발생을 결정할 수 있고, 1회차 계산 및 2회차 계산 또는 2회차 계산 및 3회차 계산 모두 판단 임계값을 초과하면, 최종 지진동의 발생을 결정할 수 있다.
또한, 지진동 결정부(130)는 미리 설정된 시간 동안 지진동 감지 결과값이 판단 임계값을 초과하고, STA 및 LTA가 미리 설정된 횟수 이상 판단 임계값을 초과하면 최종 지진동의 발생을 결정할 수 있다. 지진동 결정부(130)는 미리 설정된 시간(3초)간 3회의 지진동 판단 파라미터 계산에서 지진동 감지 결과값이 판단 임계값을 1회 초과하고, STA 및 LTA가 미리 설정된 횟수, 예를 들어 2회 이상 판단 임계값을 초과하면, 최종 지진동의 발생을 결정할 수 있다. 한편, 상기 지진동 감지 결과값이 판단 임계값을 초과하지 않거나, STA 및 LTA가 미리 설정된 횟수 이상 판단 임계값을 초과하지 않는 경우, 지진동 감지부(120)에 의한 지진동 감지 결과값의 산출이 반복될 수 있다.
전술한 바에 따르면, 지진동 감지 센서(100)는 흔들림에 의한 지반의 최대 지반 가속도가 지진동 감지 조건을 통하여 일정 수준 이상의 흔들림의 여부를 판단하고, 지진동 감지 조건을 만족하는 경우, 지진동 특성 파라미터를 고려한 인공신경망을 통해 지진동에 의한 흔들림 또는 지진동이 아닌 흔들림의 여부를 판별하여, 지진동에 의한 흔들림을 통해 지진동을 감지할 수 있다(1차 판단). 또한, 지진동 판단 파라미터별로 설정된 판단 임계값의 초과 여부에 기초하여 감지된 지진동이 실제 발생한 지진동(최종 지진동)인 것으로 결정할 수 있다(2차 판단). 즉, 지진동 감지 센서(100)는 여러 단계에 거쳐 지진동을 감지하고 확정함으로써, 지진동에 의한 흔들림과 지진동이 아닌 흔들림을 판별할 수 있다. 또한, 지진동 감지 센서(100)는 지진동의 변화 또는 여진에 대비하여, 지진동 감지의 유예시간(제1유예시간)을 적용함으로써, 흔들림의 변화를 누락하지 않고, 보다 정확한 지진동의 감지 및 결정을 수행할 수 있다.
지진동 결정부(130)에 의해 최종적으로 지진동이 발생함이 결정되면, 흔들림 단계 산출부(140)는 최종 지진동의 흔들림 단계를 산출할 수 있다. 예시적으로, 흔들림 단계는 지진동의 크기, 규모, 수준과 같이 이해될 수 있다. 흔들림 단계 산출부(140)는 최대 지반 가속도를 통해 상기 결정된 최종 지진동의 흔들림 단계를 산출할 수 있다. 흔들림 단계 산출부(140)는 최종 지진동으로 결정된 흔들림과 연계된 최대 지반 가속도가 속하는 흔들림 단계 판단 구간을 결정하고, 흔들림 단계 판단 구간에 기초하여 상기 최종 지진동의 흔들림 단계를 산출할 수 있다. 최종 지진동으로 결정된 흔들림과 연계된 최대 지반 가속도는 전술한 지진동 감지부(120)에서 지진동 감지 조건을 만족한 최대 지반 가속도를 의미한다.
상기 흔들림 단계 판단 구간은 최대 지반 가속도의 크기에 따라 복수의 구간으로 구분될 수 있다. 예시적으로, 최대 지반 가속도가 0.2미만의 구간의 경우, 1단계(예를 들어, 진도 4~5)로 구분될 수 있고, 최대 지반 가속도가 0.21~0.4미만의 구간은 2단계(예를 들어, 진도 6~7)로 구분될 수 있으며, 0.41~0.6미만의 구간은 3단계(예를 들어, 진도 8)로 구분될 수 있다. 흔들림 단계 산출부(140)는 상기 구분된 흔들림 단계 구간중 최대 지반 가속도가 속하는 구간을 최종 지진동의 흔들림 단계로 산출할 수 있다. 또한, 상기 흔들림 단계 판단 구간은 상술한 1~3단계 외에도 다양한 구간으로 설정될 수 있음은 자명하다.
통신부(150)는 최종 지진동의 흔들림 단계를 공지할 수 있다. 예시적으로 통신부(150)는 상기 네트워크를 통해 사용자 단말(200) 또는 IOT 장치(300)로 최종 지진동의 흔들림 단계를 공지할 수 있다. 최종 지진동의 흔들림 단계의 공지에 대해서는 보다 뒤에서 살펴보기로 한다.
흔들림 단계 산출부(140)는 최종 지진동의 흔들림 단계를 판단하되, 미리 설정된 제2유예 시간 동안 최대 지반 가속도의 변화에 따른 최종 지진동의 흔들림 단계의 변화를 검출할 수 있다. 제2유예 시간은 흔들림 단계 산출부(140)에서 지진동의 흔들림 단계를 산출한 이후, 발생하는 흔들림의 변화를 감지하기 위해 고려될 수 있다. 예시적으로, 상기 제2유예 시간은 7초일 수 있다. 흔들림 단계 산출부(140)는 최종 지진동의 흔들림 단계를 판단한 이후에도 흔들림이 지속되거나, 새로운 흔들림에 의해 최대 지반 가속도를 포함하는 센서값이 측정되면, 측정된 최대 지반 가속도가 속하는 흔들림 단계 판단 구간을 판단하여, 앞서 판단된 최종 지진동의 흔들림 단계와 비교할 수 있다. 비교 결과, 새로 측정된 최대 지반 가속도에 의해 판단된 흔들림 단계가 앞서 판단된 최종 지진동의 흔들림 단계보다 높은 단계인 경우, 흔들림 단계의 변화를 통신부(150)를 통해 사용자 단말(200) 또는 IOT 장치(300)로 공지할 수 있다. 한편, 새로 측정된 최대 지반 가속도에 의해 판단된 흔들림 단계가 앞서 판단된 최종 지진동의 흔들림 단계보다 낮거나 같은 경우, 통신부(150)는 앞서 판단된 최종 지진동의 흔들림 단계의 공지를 유지할 수 있다.
흔들림 단계 산출부(140)는 흔들림이 멈취 최대 지반 가속도가 측정되지 않을 때까지 제2유예 시간을 유지할 수 있다. 예를 들어, 최종 지진동의 흔들림 단계를 산출한 이후, 제2유예 시간 내에 새로운 센서값이 측정된 경우, 흔들림 단계 산출부(140)는 제2유예 시간을 초기화하여 다시 제2유예 시간 동안 센서값의 측정을 모니터링 할 수 있고, 마지막으로 센서값이 측정된 이후, 제2유예 시간 동안 측정되지 않을 때 까지 반복할 수 있다.
지진동 감지 센서(100)는 최종 지진동의 발생을 결정하고, 최종 지진동일 발생한 것으로 결정된 경우라면, 결정된 최종 지진동의 흔들림 단계를 산출하여 공지한 이후에도 추가적인 흔들림에 의해 흔들림 단계의 변화가 있는지 판단할 수 있으며, 흔들림이 완전히 종료될 때 까지 반복함으로써 신뢰성 있는 지진동 감지가 이루어질 수 있다.
통신부(150)는 최종 지진동의 흔들림 단계를 공지할 수 있다. 통신부(150)는 최종 지진동의 흔들림 단계 및 사용자 단말(200) 또는 IOT 장치(300)가 위치한 시설의 특성 중 적어도 어느 하나에 기초하여 알람을 생성하고, 생성된 알람을 전송할 수 있다. 통신부(150)는 최종 지진동의 흔들림 단계 및 사용자 단말(200) 또는 IOT 장치(300)가 위치한 시설의 특성 중 적어도 어느 하나에 기초하여 서로 다른 지진행동요령 정보를 생성하여 제공할 수 있다. 예시적으로, 통신부(150)는 최종 지진동의 흔들림 단계에 따라 서로 다른 콘텐츠를 포함하는 알람을 생성하여 전송할 수 있다. 또한, 통신부(150)는, 사용자 단말(200)이 쇼핑 시설에 위치한 경우, 흔들림에 의해 진동을 느끼면, 몸을 낮추고 소지품, 바구니, 쇼핑카트, 장소에 따라 주변 물품을 이용해 머리와 몸을 보호하라는 알람을 생성하여 전송할 수 있다. 또한, 통신부(150)는 사용자 단말(200)의 시설 내 위치별 대응 방안을 포함하는 알람을 생성하여 전송할 수 있다. 예를 들어, 쇼핑 시설의 에스컬레이터의 경우, 넘어지지 않도록 몸을 낮추고 양옆 손잡이를 붙잡아야 하며, 위에서 떨어지는 물체를 대비해 남은 손으로 머리를 보호하라고 공지하는 알람을 생성하여 전송할 수 있다, 에스컬레이터의 위, 아래 가장자리에 있다면, 에스컬레이터에서 벗어나 안전한 위치에서 머리와 몸을 보호하라고 공지하는 알람을 생성하여 전송할 수 있다. 또한, 상기 알람은 지진동 흔들림 단계에 따라 행동 요령이 다르게 설정될 수 있다.
통신부(150)는 상기 예시(쇼핑 시설) 외에도 다양한 시설에 따른 알람을 생성하여 전송할 수 있고, 시설 내의 구체적인 환경에 따른 알람을 설정할 수 있다. 예를 들어, 숙박시설의 객실인 경우, 화장대와 창가에서 최대한 떨어져 바닥에 엎드려 머리와 목을 보호하고, 침대 위에 있다면, 이불과 베개로 머리와 몸을 보호하고, 침대 근처에 있다면, 몸을 낮추고 침대 옆으로 밀착해 머리와 몸을 보호하며, 출입문 근처에 있다면, 문을 열고 고정하여 대피경로를 확보해야 한다고 공지하는 알람을 생성하여 전송할 수 있다. 또한, 숙박시설의 화장실인 경우, 씻고 있다면 몸을 낮추고 목욕대야, 수건, 목욕가운 등으로 머리와 몸을 보호하고, 벽면 타일의 떨어짐, 유리 거울의 파손으로 생기는 파편에 주의하며, 보일러의 이상으로 냉,온수의 조절이 어려워질 수 있으므로 수도꼭지를 잠그고, 성급하게 움직여 바닥의 물기에 의해 넘어지지 않도록 주의하라고 공지하는 알람을 생성하여 전송할 수 있다. 이와 같이, 통신부(150)는 사용자 단말(200)이 위치하는 시설별로 서로 다른 알람을 생성하여 전송할 수 있고, 시설내 위치 또는 사용자의 환경에 따라서도 서로 다른 알람을 생성하여 전송할 수 있다.
예시적으로, 통신부(150)는 상기 네트워크를 통해 사용자 단말(200) 또는 IOT 장치(300)로 최종 지진동의 흔들림 단계를 공지할 수 있다. 또한, 통신부(150)는 제어 신호 생성부(160)에서 생성된 제어 신호를 사용자 단말(200) 또는 IOT 장치(300)로 전송할 수 있다. 또한, 통신부(150)는 사용자 단말(200) 및 IOT 장치(300)로부터 사용자 단말(200) 및 IOT 장치(300)의 위치정보를 수신할 수 있다. 상기 위치정보에 대해서는 후술하기로 한다.
제어 신호 생성부(160)는 산출된 최종 지진동의 흔들림 단계 및 사용자 단말(200) 또는 IOT 장치(300)가 위치한 시설의 특성 중 적어도 어느 하나에 기초하여 사용자 단말(200) 또는 IOT 장치(300)를 제어하기 위한 제어 신호를 생성할 수 있다. 제어 신호 생성부(160)는 최종 지진동의 흔들림 단계 및 IOT 장치(300)가 위치한 시설의 특성 중 적어도 어느 하나에 기초하여 IOT 장치(300)를 제어함으로써, 지진으로 인한 IOT 장치(300)의 위험요소를 제어할 수 있다. 제어 신호 생성부(160)는 통신부(150)를 통해 사용자 단말(200)에 구비된 위치 감지 센서(예를 들어 GPS 센서)로부터 사용자 단말(200)의 위치 정보를 수신할 수 있다. 또한, 제어 신호 생성부(160)는 최종 지진동의 흔들림 단계 및 사용자 단말(200)의 위치 정보 또는 위치 정보에 대응하는 시설의 특성에 기초하여 제어 신호를 생성할 수 있다. 예시적으로, 상기 시설의 특성은 시설의 종류, 위치 중 적어도 어느 하나를 포함할 수 있다. 또한, 제어 신호 생성부(160)는 통신부(150)를 통해 IOT 장치(300)의 위치 정보를 수신할 수 있고, 최종 지진동의 흔들림 단계 및 IOT 장치(300)의 위치 정보에 기초하여 제어 신호를 생성할 수 있다.
제어 신호 생성부(160)는 흔들림 단계에 따라 사용자 단말(200)을 제어하기 위한 제어 신호를 생성할 수 있다. 예를 들어, 제어 신호 생성부(160)는 흔들림 단계가 커질수록 사용자 단말(200)을 통해 출력되는 알람 진동의 세기, 텍스트의 크기, 소리의 크기가 커지도록 제어 신호를 생성할 수 있으며, 사용자 단말(200)이 위치한 시설의 특성에 따라, 알람 출력의 종류 및 사용자 단말(200)의 화면의 색이 다르게 출력되도록 제어 신호를 생성할 수 있다.
사용자 단말(200)은 최종 지진동의 흔들림 단계 및 사용자 단말(200)이 위치한 시설의 특성 중 적어도 어느 하나에 기초하여 다르게 설정된 알람을 출력할 수 있다. 또한, 사용자 단말(200)은 사용자 단말(200)에 구비된 위치 감지 센서(예를 들어 GPS 센서)를 통해 사용자 단말(200)의 현재 위치를 파악할 수 있고, 지진동 감지 센서(100)로부터 수신한 지진동 흔들림 단계 및 사용자 단말(200)의 현재 위치를 연계하여 알람을 출력할 수 있다. 사용자 단말(200)은 시설별로 서로 다르게 설정된 알람을 포함하는 제어 신호에 기초하여 알람을 출력할 수 있고, 시설내 위치 또는 사용자의 환경에 따라 서로 다르게 설정된 알람을 포함하는 제어 신호에 기초하여 알람을 출력할 수 있다.
상기 최종 지진동의 흔들림 단계에 따른 알람 및 제어 신호는 통신부(150)를 통해 IOT 장치(300)로 전송될 수 있다. IOT 장치(300)는 제어 신호에 기초하여 동작을 수행할 수 있다. 예시적으로, 다양한 IOT 장치(300) 중 인공지능 스피커의 경우, 최종 지진동의 흔들림 단계 및 제어 신호를 수신하면 흔들림 단계별 또는 위치에 따라, 서로 다른 음성 메시지를 출력할 수 있다. 인공지능 스피커는 제어 신호에 기초하여, 인공지능 스피커의 위치 또는 인공지능 스피커와 연동된 사용자 단말의 위치에 따라 서로 다른 행동 요령을 포함하도록 설정된 알람을 출력할 수 있다. 또한, 전원 차단 장치의 경우, 최종 지진동의 흔들림 단계 및 제어 신호를 수신하면, 전원 차단 장치에 연결된 전자기기로 공급되는 전원을 차단할 수 있고, 지진동 흔들림 단계에 따라, 전원을 차단하는 전자기기를 다르게 하여 전원을 차단할 수 있다. 예시적으로, 전원 차단 장치에 냉장고, 전자레인지, 전기 밥솥이 연결된 것으로 가정하면, 흔들림 단계가 1단계인 경우에는 전자레인지의 전원을 차단하고, 흔들림 단계가 2단계인 경우, 전기 밥솥의 전원을 차단하며, 3단계인 경우, 냉장고를 포함한 연결된 모든 전자기기의 전원을 차단할 수 있다. 이와 같이, 지진동 감지 센서(100)는 흔들림 단계에 따라 설정되는 제어 신호를 제공함으로써IOT 장치(300)는 흔들림 단계에 따라 최적의 대응을 수행할 수 있다.
도 6은 본원의 일 실시예에 따른 지진동 감지 센서를 이용한 지진동 감지 방법의 흐름을 도시한 도면이다.
도 6에 도시된 지진동 감지 센서를 이용한 지진동 감지 방법은 앞선 도1 내지 도 5를 통해 설명된 지진동 감지 센서에 의하여 수행될 수 있다. 따라서 이하 생략된 내용이라고 하더라도 도 1 내지 도 5를 통해 지진동 감지 센서에 대하여 설명된 내용은 도 6에도 동일하게 적용될 수 있다.
도 6을 참조하면, 단계 S602에서, 센서부(110)는 흔들림에 의한 지반의 최대 지반 가속도(Peak Ground Acceleration, PGA)를 포함하는 센서값을 측정할 수 있다. 상기 센서값은 X축 센서값, y축 센서값 및 Z축 센서값을 포함할 수 있다.
단계 S604에서, 지진동 감지부(120)는 최대 지반 가속도가 지진동 감지 조건을 만족하는지 판단할 수 있다. 상기 지진동 감지 조건은 최대 지반 가속도가 미리 설정된 가속도 임계값을 초과하는지 판단할 수 있다. 상기 미리 설정된 가속도 임계값은 예를 들어 0.2일 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니며, 지진동 감지 센서(100)의 동작 환경에 따라 노이즈 정보에 기초하여 0.1~0.2사이의 값으로 자동적으로 설정될 수 있다. 최대 지반 가속도가 지진동 감지 조건을 만족하지 않는 경우, 센서부(110)의 센서값 측정이 반복될 수 있다.
단계 S606에서, 지진동 감지부(120)는 최대 지반 가속도가 지진동 감지 조건을 만족하는 경우, 상기 최대 지반 가속도를 입력으로 하는 인공신경망(Artificial Neural Network, ANN)으로부터 지진동 감지 결과값을 산출할 수 있다. 상기 인공신경망은 최대 지반 가속도를 입력으로 하고, 최대 지반 가속도에 따라 지진동에 의한 흔들림과 지진동이 아닌 경우의 흔들림을 판별하는 학습을 통해 구축될 수 있다. 단계 S606에서, 지진동 감지부(120)는 인공신경망을 통해 보다 신뢰성 있는 결과를 산출하기 위해 지진동 특성 파라미터를 연산하고, 연산된 지진동 특성 파라미터를 고려하여 지진동 감지 결과를 산출할 수 있다. 지진동 특성 파라미터는 ZC(Zero Cross), IQR(Interquartile range) 및 CAV(Cumulative Absolute Velocity) 중 적어도 어느 하나를 포함할 수 있다.
단계 S608에서, 지진동 감지부(120)는 지진동 감지 결과값이 미리 설정된 감지 임계값을 초과하는지 판단할 수 있다. 예시적으로 상기 감지 임계값은 0.9일 수 있다. 지진동 감지 결과값이 미리 설정된 임계값을 초과하는 경우, 단계 S610에서, 지진동 감지부(120)는 상기 흔들림에 의해 지진동이 발생했음을 감지할 수 있다. 다시 말해, 지진동 감지 결과값을 통해 지진동이 아닌 요인에 의한 흔들림과 지진동에 의한 흔들림을 구분할 수 있으며, 지진동 감지 결과값이 감지 임계값을 초과하는 경우 지진동이 발생했음을 감지할 수 있다.
한편, 단계 S608에서, 지진동 감지 결과값이 미리 설정된 감지 임계값을 초과하지 않는 경우, 단계 S612에서, 지진동 감지부(120)는 미리 설정된 제1유예 시간 동안 지진동 감지 결과값이 미리 설정된 감지 임계값을 초과하는지 판단할 수 있다. 예시적으로, 제1유예 시간은 10초일 수 있다. 지진동 감지부(120)는 흔들림 발생 이후 최초로 산출된 지진동 감지 결과값이 감지 임계값을 초과하지 않더라도, 흔들림의 변화(예를 들어, 흔들림의 세기가 강해지는 경우)를 고려하여 제1유예 시간 동안 흔들림의 변화에 의해 지진동 감지 결과값이 감지 임계값을 초과하는지 판단할 수 있다. 지진동 감지부(120)는 상기 제1유예 시간 동안 흔들림의 변화를 고려함으로써, 지진동의 감지의 누락을 방지할 수 있다.
지진동 감지부(120)에 의해 지진동이 감지된 경우, 단계 S614에서, 지진동 감지부(130)는 미리 설정된 시간 동안 지진동 판단 파라미터의 지진동 판단 파라미터별로 설정된 판단 임계값 을 초과하는지 판단할 수 있다. 지진동 판단 파라미터는 지진동 감지 결과값, STA(Short Term Average) 및 LTA (Long Term Average) 중 적어도 어느 하나를 포함할 수 있다. 상기 미리 설정된 시간은 예를 들어 3초일 수 있다. 또한, 판단 임계값은 지진동 판단 파라미터인 지진동 감지 결과값, STA, LTA 각각에 대해 설정될 수 있다.지진동 감지 결과값의 판단 임계값은 전술한 감지 임계값과 동일할 수 있으나 이에 한정되는 것은 아니며, 실시예에 따라 감지 임계값과 다른 값을 가질 수 있다.
최종 지진동의 발생은 미리 설정된 시간 내에 지진동 판단 파라미터가 판단 임계값을 초과한 횟수에 기초하여 결정될 수 있다. 지진동 판단 파라미터는 미리 설정된 시간 내에 3회 계산될 수 있다. 상기 미리 설정된 시간은 3초이고, 계산 횟수는 예시적인 횟수이다. 예를 들어, 각 지진동 판단 파라미터는 지진동이 감지되고, 0~2초 사이에 1회차가 계산되고, 0.5~2.5초 사이에 2회차가 계산되며, 1~3초 사이에 3회차가 계산될 수 있다. 상기 계산은 지진동 판단 파라미터별로 계산될 수 있다.
단계 S616에서, 지진동 결정부(130)는 각 지진동 판단 파라미터가 지진동 판단 파라미터별로 설정된 판단 임계값을 초과한 횟수에 기초하여 최종 지진동의 발생을 결정할 수 있다. 예시적으로, 지진동 결정부(130)는, 지진동 감지 결과값이 미리 설정된 시간(3초) 동안 판단 임계값을 미리 설정된 횟수만큼 초과하면, 최종 지진동의 발생을 결정할 수 있다. 상기 미리 설정된 횟수는 2회일 수 있다. 지진동 결정부(130)는 지진동 감지 결과값의 연산이 연속하여 판단 임계값을 초과하거나, 3회 계산 중 2회 이상 판단 임계값을 초과한 경우, 최종 지진동의 발생을 결정할 수 있다. 예를 들어, 3회 계산 중 1회차 및 3회차에서 계산된 지진동 감지 결과값이 판단 임계값을 초과하면, 지진동 결정부(130)는 최종 지진동의 발생을 결정할 수 있고, 1회차 계산 및 2회차 계산 또는 2회차 계산 및 3회차 계산 모두 판단 임계값을 초과하면, 최종 지진동의 발생을 결정할 수 있다. 또한, 지진동 결정부(130)는 미리 설정된 시간 동안 상기 지진동 감지 결과값이 상기 판단 임계값을 초과하고, STA 및 LTA가 미리 설정된 횟수 이상 판단 임계값을 초과하면 최종 지진동의 발생을 결정할 수 있다. 지진동 결정부(130)는 미리 설정된 시간(3초)간 3회의 지진동 판단 파라미터 계산에서 지진동 감지 결과값이 판단 임계값을 1회 초과하고, STA 및 LTA가 미리 설정된 횟수, 예를 들어 2회 이상 판단 임계값을 초과하면, 최종 지진동의 발생을 결정할 수 있다.
단계 S616에서 최종 지진동이 발생한 것으로 결정된 경우, 단계 S618에서, 흔들림 단계 산출부(140)는 지진동의 흔들림 단계를 산출할 수 있다. 흔들림 단계 산출부(140)는 최대 지반 가속도를 통해 상기 결정된 최종 지진동의 흔들림 단계를 산출할 수 있다. 흔들림 단계 산출부(140)는 최종 지진동으로 결정된 흔들림과 연계된 최대 지반 가속도가 속한 흔들림 단계 판단 구간에 기초하여 상기 최종 지진동의 흔들림 단계를 산출할 수 있다. 최종 지진동으로 결정된 흔들림과 연계된 최대 지반 가속도는 전술한 지진동 감지부(120)에서 지진동 감지 조건을 만족한 최대 지반 가속도를 의미한다.
단계 S620에서 통신부(150)는 최종 지진동의 흔들림 단계를 공지할 수 있다. 예시적으로 통신부(150)는 상기 네트워크를 통해 사용자 단말(200) 또는 IOT 장치(300)로 최종 지진동의 흔들림 단계를 공지할 수 있다. 통신부(150)는 산출된 최종 지진동의 흔들림 단계 및 사용자 단말(200)이 위치한 시설의 특성 중 적어도 어느 하나에 기초하여, 알람을 다르게 설정하여 흔들림 단계를 공지할 수 있다.
상기 단계 S618에서 흔들림 단계 산출부(140)는 최종 지진동의 흔들림 단계를 판단한 이후, 미리 설정된 제2유예 시간 동안 최대 지반 가속도의 변화에 따른 최종 지진동의 흔들림 단계의 변화를 검출할 수 있다. 제2유예 시간은 흔들림 단계 산출부(140)에서 지진동의 흔들림 단계를 산출한 이후, 발생하는 흔들림의 변화를 감지하기 위해 고려될 수 있다. 예시적으로, 상기 제2유예 시간은 7초일 수 있다. 흔들림 단계 산출부(140)는 최종 지진동의 흔들림 단계를 판단한 이후에도 흔들림이 지속되거나, 새로운 흔들림에 의해 최대 지반 가속도를 포함하는 센서값이 측정되면, 측정된 최대 지반 가속도가 속하는 흔들림 단계 판단 구간을 판단하여, 앞서 판단된 최종 지진동의 흔들림 단계와 비교할 수 있다. 비교 결과, 새로 측정된 최대 지반 가속도에 의해 판단된 흔들림 단계가 앞서 판단된 최종 지진동의 흔들림 단계보다 높은 단계인 경우, 흔들림 단계의 변화를 통신부(150)를 통해 사용자 단말(200) 또는 IOT 장치(300)로 공지할 수 있다. 한편, 새로 측정된 최대 지반 가속도에 의해 판단된 흔들림 단계가 앞서 판단된 최종 지진동의 흔들림 단계보다 낮거나 같은 경우, 통신부(150)는 앞서 판단된 최종 지진동의 흔들림 단계의 공지를 유지할 수 있다.
상기 단계 S618에서 흔들림 단계 산출부(140)는 흔들림이 멈취 최대 지반 가속도가 측정되지 않을 때까지 제2유예 시간을 유지할 수 있다. 예를 들어, 최종 지진동의 흔들림 단계를 산출한 이후, 제2유예 시간 내에 새로운 센서값이 측정된 경우, 흔들림 단계 산출부(140)는 제2유예 시간을 초기화하여 다시 제2유예 시간 동안 센서값의 측정을 모니터링 할 수 있고, 마지막으로 센서값이 측정된 이후, 제2유예 시간 동안 측정되지 않을 때 까지 반복할 수 있다.
단계 S622에서, 통신부(150)는 최종 지진동의 흔들림 단계 및 사용자 단말(200) 또는 IOT 장치(300)가 위치한 시설의 특성 중 적어도 어느 하나에 기초하여 서로 다른 지진행동요령 정보를 생성하여 제공할 수 있다. 예시적으로, 사용자 단말(200)에 구비된 위치 감지 센서(예를 들어 GPS 센서)를 통해 사용자 단말(200)의 현재 위치가 파악될 수 있고, 통신부(150)는 사용자 단말의 위치를 고려하여 서로 다른 지진행동요령 정보를 생성하여 제공할 수 있다.
통신부(150)는 최종 지진동의 흔들림 단계에 따라 서로 다른 콘텐츠를 포함하는 알람을 생성하여 전송할 수 있다. 또한, 통신부(150)는 다양한 시설에 따른 알람을 생성하여 전송할 수 있고, 시설 내의 구체적인 환경에 따른 알람을 설정할 수 있다. 또한, 통신부(150)는 사용자 단말(200)이 위치하는 시설별로 서로 다른 알람을 생성하여 전송할 수 있고, 시설내 위치 또는 사용자의 환경에 따라서도 서로 다른 알람을 생성하여 전송할 수 있다.
단계 S624에서, 통신부(150)는 네트워크를 통해IOT 장치(300)로 최종 지진동의 흔들림 단계를 공지하여 IOT 장치(300)가 제어될 수 있다. 또한, 제어 신호 생성부(160)는 산출된 최종 지진동의 흔들림 단계 및 사용자 단말(200) 또는 IOT 장치(300)가 위치한 시설의 특성 중 적어도 어느 하나에 기초하여 사용자 단말(200) 또는 IOT 장치(300)를 제어하기 위한 제어 신호를 생성할 수 있고, 통신부(150)는 상기 제어 신호를 IOT 장치(300)로 전송할 수 있다. 제어 신호 생성부(160)는 최종 지진동의 흔들림 단계 및 IOT 장치(300)가 위치한 시설의 특성 중 적어도 어느 하나에 기초하여 IOT 장치(300)를 제어함으로써, 지진으로 인한 IOT 장치(300)의 위험요소를 제어할 수 있다. . IOT 장치(300)는 제어 신호에 기초하여 동작을 수행할 수 있다. 예시적으로, 다양한 IOT 장치(300) 중 인공지능 스피커의 경우, 최종 지진동의 흔들림 단계 및 제어 신호를 수신하면 흔들림 단계별 또는 위치에 따라, 서로 다른 음성 메시지를 출력할 수 있다. 인공지능 스피커는 제어 신호에 기초하여, 인공지능 스피커의 위치 또는 인공지능 스피커와 연동된 사용자 단말의 위치에 따라 서로 다른 행동 요령을 포함하도록 설정된 알람을 출력할 수 있다. 또한, 전원 차단 장치의 경우, 최종 지진동의 흔들림 단계 및 제어 신호를 수신하면, 전원 차단 장치에 연결된 전자기기로 공급되는 전원을 차단할 수 있고, 지진동 흔들림 단계에 따라, 전원을 차단하는 전자기기를 다르게 하여 전원을 차단할 수 있다. 예시적으로, 전원 차단 장치에 냉장고, 전자레인지, 전기 밥솥이 연결된 것으로 가정하면, 흔들림 단계가 1단계인 경우에는 전자레인지의 전원을 차단하고, 흔들림 단계가 2단계인 경우, 전기 밥솥의 전원을 차단하며, 3단계인 경우, 냉장고를 포함한 연결된 모든 전자기기의 전원을 차단할 수 있다. 이와 같이, 지진동 감지 센서(100)는 흔들림 단계에 따라 설정되는 제어 신호를 제공함으로써IOT 장치(300)는 흔들림 단계에 따라 최적의 대응을 수행할 수 있다.
상기 단계 S622 및 단계 S624는 각각 독립적으로 수행될 수 있고, 동시에 수행될 수도 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다.
본원의 일 실시 예에 따른, 지진동 감지 센서를 이용한 지진동 감지 방법은, 다양한 컴퓨터 수단을 통하여 수행될 수 있는 프로그램 명령 형태로 구현되어 컴퓨터 판독 가능 매체에 기록될 수 있다. 상기 컴퓨터 판독 가능 매체는 프로그램 명령, 데이터 파일, 데이터 구조 등을 단독으로 또는 조합하여 포함할 수 있다. 상기 매체에 기록되는 프로그램 명령은 본 발명을 위하여 특별히 설계되고 구성된 것들이거나 컴퓨터 소프트웨어 당업자에게 공지되어 사용 가능한 것일 수도 있다. 컴퓨터 판독 가능 기록 매체의 예에는 하드 디스크, 플로피 디스크 및 자기 테이프와 같은 자기 매체(magnetic media), CD-ROM, DVD와 같은 광기록 매체(optical media), 플롭티컬 디스크(floptical disk)와 같은 자기-광 매체(magneto-optical media), 및 롬(ROM), 램(RAM), 플래시 메모리 등과 같은 프로그램 명령을 저장하고 수행하도록 특별히 구성된 하드웨어 장치가 포함된다. 프로그램 명령의 예에는 컴파일러에 의해 만들어지는 것과 같은 기계어 코드뿐만 아니라 인터프리터 등을 사용해서 컴퓨터에 의해서 실행될 수 있는 고급 언어 코드를 포함한다. 상기된 하드웨어 장치는 본 발명의 동작을 수행하기 위해 하나 이상의 소프트웨어 모듈로서 작동하도록 구성될 수 있으며, 그 역도 마찬가지이다.
전술한 본원의 설명은 예시를 위한 것이며, 본원이 속하는 기술분야의 통상의 지식을 가진 자는 본원의 기술적 사상이나 필수적인 특징을 변경하지 않고서 다른 구체적인 형태로 쉽게 변형이 가능하다는 것을 이해할 수 있을 것이다. 그러므로 이상에서 기술한 실시예들은 모든 면에서 예시적인 것이며 한정적이 아닌 것으로 이해해야만 한다. 예를 들어, 단일형으로 설명되어 있는 각 구성 요소는 분산되어 실시될 수도 있으며, 마찬가지로 분산된 것으로 설명되어 있는 구성 요소들도 결합된 형태로 실시될 수 있다.
본원의 범위는 상기 상세한 설명보다는 후술하는 특허청구범위에 의하여 나타내어지며, 특허청구범위의 의미 및 범위 그리고 그 균등 개념으로부터 도출되는 모든 변경 또는 변형된 형태가 본원의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 한다.
10: 지진동 감지 센서를 이용한 지진 대응 시스템
100: 지진동 감지 센서
110: 센서부
120: 지진동 감지부
130: 지진동 결정부
140: 흔들림 단계 산출부
150: 통신부
160: 제어 신호 생성부
200: 사용자 단말
300: IOT 장치

Claims (10)

  1. 지진동 감지 센서를 이용한 지진동 감지 방법에 있어서,
    지진동 감지 센서로부터 흔들림에 의한 지반의 최대 지반 가속도(PGA)를 포함하는 센서값을 측정하는 단계;
    상기 지진동 감지 센서에 의해, 상기 최대 지반 가속도가 지진동 감지 조건을 만족하는 경우, 상기 최대 지반 가속도를 입력으로 하는 인공신경망으로부터 산출된 지진동 감지 결과값에 기초하여 지진동을 감지하는 단계;
    상기 지진동 감지 센서에 의해, 상기 지진동의 감지 결과에 기초하여, 상기 센서값으로부터 연산된 지진동 판단 파라미터에 기초하여 최종 지진동의 발생을 결정하는 단계;
    상기 지진동 감지 센서에 의해, 상기 최대 지반 가속도를 통해 상기 결정된 최종 지진동의 흔들림 단계를 산출하는 단계; 및
    상기 지진동 감지 센서에 의해, 상기 최종 지진동의 흔들림 단계를 공지하는 단계,
    를 포함하되,
    상기 지진동을 감지하는 단계는,
    지진동 특성 파라미터를 고려하여 상기 인공신경망으로부터 상기 지진동 감지 결과값을 산출하고,
    상기 지진동 감지 결과값이 미리 설정된 감지 임계값을 초과하는지 판단하고,
    상기 지진동 감지 결과값이 미리 설정된 감지 임계값을 초과한 흔들림을 지진동으로 감지하되,
    상기 흔들림에 의해 처음으로 산출된 상기 지진동 감지 결과값이 상기 미리 설정된 감지 임계값을 초과하지 않는 경우, 흔들림의 변화를 고려하여 흔들림의 변화에 의한 지진동 감지 결과값을 업데이트 연산하여, 미리 설정된 제1유예 시간 동안 상기 흔들림의 변화에 의한 지진동 감지 결과값이 상기 미리 설정된 감지 임계값을 초과하는지 판단하고,
    상기 지진동 특성 파라미터는 ZC(Zero Cross), IQR(Interquartile range) 및 CAV(Cumulative Absolute Velocity) 중 적어도 어느 하나를 포함하는 것인, 지진동 감지 방법.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 센서값은,
    X축 센서값, y축 센서값 및 Z축 센서값을 포함하고,
    상기 지진동 감지 조건은,
    상기 최대 지반 가속도가 미리 설정된 가속도 임계값을 초과하는지 판단하는 것인, 지진동 감지 방법.
  3. 삭제
  4. 삭제
  5. 제1항에 있어서,
    상기 지진동 감지 결과값이 미리 설정된 감지 임계값을 초과하여 지진동이 감지된 경우,
    상기 최종 지진동의 발생을 결정하는 단계는,
    미리 설정된 시간 동안 상기 지진동 판단 파라미터의 상기 지진동 판단 파라미터별로 설정된 판단 임계값 초과 여부에 기초하여 최종 지진동의 발생을 결정하되,
    상기 지진동 판단 파라미터는 상기 지진동 감지 결과값, STA(Short Term Average) 및 LTA(Long Term Average) 중 적어도 어느 하나를 포함하는 것인, 지진동 감지 방법.
  6. 제5항에 있어서,
    상기 최종 지진동의 발생을 결정하는 단계는,
    상기 지진동 감지 결과값이 상기 미리 설정된 시간 동안 상기 판단 임계값을 미리 설정된 횟수만큼 초과하면, 최종 지진동의 발생을 결정하거나,
    상기 미리 설정된 시간 동안 상기 지진동 감지 결과값이 상기 판단 임계값을 초과하고, 상기 STA 및 LTA가 미리 설정된 횟수 이상 상기 판단 임계값을 초과하면 최종 지진동의 발생을 결정하는 것인, 지진동 감지 방법.
  7. 제5항에 있어서,
    상기 최종 지진동의 흔들림 단계를 산출하는 단계는,
    상기 최종 지진동으로 결정된 흔들림과 연계된 최대 지반 가속도가 속한 흔들림 단계 판단 구간에 기초하여 상기 최종 지진동의 흔들림 단계를 산출하고,
    미리 설정된 제2유예 시간 동안 최대 지반 가속도의 변화에 따른 최종 지진동의 흔들림 단계의 변화를 검출하는 것인, 지진동 감지 방법.
  8. 제5항에 있어서,
    상기 최종 지진동의 흔들림 단계를 공지하는 단계는,
    상기 산출된 최종 지진동의 흔들림 단계 및 사용자 단말이 위치한 시설의 특성 중 적어도 어느 하나에 기초하여, 알람을 다르게 설정하는 것인, 지진동 감지 방법.
  9. 지진동 감지 센서에 있어서,
    흔들림에 의한 지반의 최대 지반 가속도(PGA)를 포함하는 센서값을 측정하는 센서부;
    상기 최대 지반 가속도가 지진동 감지 조건을 만족하는 경우, 상기 최대 지반 가속도를 입력으로 하는 인공신경망으로부터 산출된 지진동 감지 결과값에 기초하여 지진동을 감지하는 지진동 감지부;
    상기 지진동의 감지 결과에 기초하여, 상기 센서값으로부터 연산된 지진동 판단 파라미터에 기초하여 최종 지진동의 발생을 결정하는 지진동 결정부;
    상기 최대 지반 가속도를 통해 상기 결정된 최종 지진동의 흔들림 단계를 산출하는 흔들림 단계 산출부; 및
    상기 최종 지진동의 흔들림 단계를 공지하는 통신부,
    를 포함하되,
    상기 지진동 감지부는,
    지진동 특성 파라미터를 고려하여 상기 인공신경망으로부터 상기 지진동 감지 결과값을 산출하고,
    상기 지진동 감지 결과값이 미리 설정된 감지 임계값을 초과하는지 판단하고,
    상기 지진동 감지 결과값이 미리 설정된 감지 임계값을 초과한 흔들림을 지진동으로 감지하되,
    상기 흔들림에 의해 처음으로 산출된 상기 지진동 감지 결과값이 상기 미리 설정된 감지 임계값을 초과하지 않는 경우, 흔들림의 변화를 고려하여 흔들림의 변화에 의한 지진동 감지 결과값을 업데이트 연산하여, 미리 설정된 제1유예 시간 동안 상기 흔들림의 변화에 의한 지진동 감지 결과값이 상기 미리 설정된 감지 임계값을 초과하는지 판단하고,
    상기 지진동 특성 파라미터는 ZC(Zero Cross), IQR(Interquartile range) 및 CAV(Cumulative Absolute Velocity) 중 적어도 어느 하나를 포함하는 것인, 지진동 감지 센서.
  10. 지진동 감지 센서를 이용한 지진 대응 시스템에 있어서,
    흔들림에 의한 지반의 최대 지반 가속도(PGA)를 포함하는 센서값을 측정하고, 상기 최대 지반 가속도가 제1지진동 감지 조건을 만족하는 경우, 상기 최대 지반 가속도를 입력으로 하는 인공신경망으로부터 산출된 지진동 감지 결과값에 기초하여 지진동을 감지하고, 상기 지진동의 감지 결과에 기초하여, 상기 센서값으로부터 연산된 지진동 판단 파라미터에 기초하여 최종 지진동의 발생을 결정하고, 상기 최대 지반 가속도를 통해 상기 결정된 최종 지진동의 흔들림 단계를 산출하고, 상기 최종 지진동의 흔들림 단계를 공지하는 지진동 감지 센서; 및
    상기 산출된 최종 지진동의 흔들림 단계에 기초하여 알람을 출력하는 사용자 단말,
    을 포함하되,
    상기 지진동 감지 센서는,
    지진동 특성 파라미터를 고려하여 상기 인공신경망으로부터 상기 지진동 감지 결과값을 산출하고,
    상기 지진동 감지 결과값이 미리 설정된 감지 임계값을 초과하는지 판단하고,
    상기 지진동 감지 결과값이 미리 설정된 감지 임계값을 초과한 흔들림을 지진동으로 감지하되,
    상기 흔들림에 의해 처음으로 산출된 상기 지진동 감지 결과값이 상기 미리 설정된 감지 임계값을 초과하지 않는 경우, 흔들림의 변화를 고려하여 흔들림의 변화에 의한 지진동 감지 결과값을 업데이트 연산하여, 미리 설정된 제1유예 시간 동안 상기 흔들림의 변화에 의한 지진동 감지 결과값이 상기 미리 설정된 감지 임계값을 초과하는지 판단하고,
    상기 지진동 특성 파라미터는 ZC(Zero Cross), IQR(Interquartile range) 및 CAV(Cumulative Absolute Velocity) 중 적어도 어느 하나를 포함하는 것인, 지진동 감지 센서를 이용한 지진 대응 시스템.
KR1020180106912A 2018-09-07 2018-09-07 지진동 감지 센서 및 이를 이용한 지진 대응 시스템 KR101946855B1 (ko)

Priority Applications (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020180106912A KR101946855B1 (ko) 2018-09-07 2018-09-07 지진동 감지 센서 및 이를 이용한 지진 대응 시스템
PCT/KR2019/007531 WO2020050482A1 (ko) 2018-09-07 2019-06-21 지진동 감지 센서 및 이를 이용한 지진 대응 시스템
US16/695,964 US10684383B2 (en) 2018-09-07 2019-11-26 Seismic motion sensor and earthquake response system using the same

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020180106912A KR101946855B1 (ko) 2018-09-07 2018-09-07 지진동 감지 센서 및 이를 이용한 지진 대응 시스템

Publications (1)

Publication Number Publication Date
KR101946855B1 true KR101946855B1 (ko) 2019-02-15

Family

ID=65367547

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020180106912A KR101946855B1 (ko) 2018-09-07 2018-09-07 지진동 감지 센서 및 이를 이용한 지진 대응 시스템

Country Status (3)

Country Link
US (1) US10684383B2 (ko)
KR (1) KR101946855B1 (ko)
WO (1) WO2020050482A1 (ko)

Cited By (12)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN110334567A (zh) * 2019-03-22 2019-10-15 长江大学 一种微地震有效信号检测方法
KR102260788B1 (ko) * 2020-11-25 2021-06-07 주식회사 아이자랩 경사지 붕괴위험 예측 방법
KR102260783B1 (ko) * 2020-11-25 2021-06-07 주식회사 아이자랩 경사지 붕괴위험 예측용 계측기 및 이를 구비하는 경사지 붕괴위험 예측 시스템
KR20210097580A (ko) * 2020-01-30 2021-08-09 린나이코리아 주식회사 보일러의 지진 감지 시스템 및 방법
KR20210101135A (ko) * 2020-02-07 2021-08-18 포항공과대학교 산학협력단 조기 지진 감지 장치 및 방법
CN113623908A (zh) * 2021-08-12 2021-11-09 珠海格力节能环保制冷技术研究中心有限公司 离心式冷水机组及其抗震运行控制方法
KR20210142858A (ko) 2020-05-19 2021-11-26 중앙대학교 산학협력단 스마트 ＩｏＴ 지진 센서유닛 및 이용한 통보방법
KR102442346B1 (ko) * 2021-10-15 2022-09-14 주식회사 동일아이씨티 지진 가속도 센서의 정상 동작 여부 현장 검증 방법 및 이에 사용되는 지진 가속도 센서
KR20220163565A (ko) * 2021-06-03 2022-12-12 주식회사 이에스피 실시간 비탈면 붕괴 통합 감지 시스템
KR102559912B1 (ko) * 2022-11-29 2023-07-26 대한민국(행정안전부 국립재난안전연구원장) 인공지능을 이용한 지진동 감지 장치 및 방법
KR102592837B1 (ko) * 2023-03-10 2023-10-24 대한민국(기상청장) Mems 가속도 센서 기반 관측망을 이용하여 지표면 진도를 산출하는 방법 및 장치
KR102660291B1 (ko) * 2022-11-29 2024-04-24 대한민국(행정안전부 국립재난안전연구원장) 지진 정보 제공 시스템

Families Citing this family (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20240142646A1 (en) * 2021-03-07 2024-05-02 Fiber Sense Limited Devices, systems, and methods providing earthquake information with distributed fiber-optic sensing
IT202100029864A1 (it) * 2021-11-25 2023-05-25 Pietro Fiorentini Spa Metodo perfezionato per classificare un evento vibrazionale.

Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2009150817A (ja) * 2007-12-21 2009-07-09 Tohoku Univ 早期地震情報処理システム
JP2010151628A (ja) 2008-12-25 2010-07-08 Central Japan Railway Co 地震計、地震ノイズ再判定方法、プログラム

Family Cites Families (11)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP3047426B2 (ja) * 1990-04-10 2000-05-29 オムロン株式会社 感震器
JPH05340799A (ja) * 1992-06-11 1993-12-21 Omron Corp 振動判別装置
JP3075191B2 (ja) * 1996-09-12 2000-08-07 松下電器産業株式会社 感震装置
JP3047426U (ja) 1996-12-26 1998-04-14 高雄 近藤 ペン形ストレス解消香液射出容器
KR100800812B1 (ko) * 2006-11-10 2008-02-01 삼성전자주식회사 휴대단말기에서 지진 경보 방법 및 그 시스템
KR100911896B1 (ko) 2009-03-11 2009-08-13 (주)대우건설 인공손상학습 기반하의 지진경보장치
KR101386255B1 (ko) * 2012-09-19 2014-04-17 한국전력공사 지진측정장치 및 지진측정방법
KR102044041B1 (ko) * 2013-09-27 2019-12-03 한국전력공사 지진측정장치 및 지진측정방법
TWI541770B (zh) * 2015-01-08 2016-07-11 財團法人國家實驗研究院 地震警報廣播設備及相關方法
JP6528567B2 (ja) * 2015-07-02 2019-06-12 オムロン株式会社 感震センサ及び閾値調整方法
KR101872238B1 (ko) * 2018-01-25 2018-07-31 라성에너지(주) 지진감지기의 평균 지반 최대가속도 측정을 통한 지진 조기경보 시스템

Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2009150817A (ja) * 2007-12-21 2009-07-09 Tohoku Univ 早期地震情報処理システム
JP2010151628A (ja) 2008-12-25 2010-07-08 Central Japan Railway Co 地震計、地震ノイズ再判定方法、プログラム

Cited By (16)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN110334567A (zh) * 2019-03-22 2019-10-15 长江大学 一种微地震有效信号检测方法
KR20210097580A (ko) * 2020-01-30 2021-08-09 린나이코리아 주식회사 보일러의 지진 감지 시스템 및 방법
KR102328908B1 (ko) * 2020-01-30 2021-11-19 린나이코리아 주식회사 보일러의 지진 감지 시스템 및 방법
KR20210101135A (ko) * 2020-02-07 2021-08-18 포항공과대학교 산학협력단 조기 지진 감지 장치 및 방법
KR102528547B1 (ko) * 2020-02-07 2023-05-04 포항공과대학교 산학협력단 조기 지진 감지 장치 및 방법
KR20210142858A (ko) 2020-05-19 2021-11-26 중앙대학교 산학협력단 스마트 ＩｏＴ 지진 센서유닛 및 이용한 통보방법
KR102260788B1 (ko) * 2020-11-25 2021-06-07 주식회사 아이자랩 경사지 붕괴위험 예측 방법
KR102260783B1 (ko) * 2020-11-25 2021-06-07 주식회사 아이자랩 경사지 붕괴위험 예측용 계측기 및 이를 구비하는 경사지 붕괴위험 예측 시스템
KR102587369B1 (ko) * 2021-06-03 2023-10-12 주식회사 이에스피 실시간 비탈면 붕괴 통합 감지 시스템
KR20220163565A (ko) * 2021-06-03 2022-12-12 주식회사 이에스피 실시간 비탈면 붕괴 통합 감지 시스템
CN113623908A (zh) * 2021-08-12 2021-11-09 珠海格力节能环保制冷技术研究中心有限公司 离心式冷水机组及其抗震运行控制方法
CN113623908B (zh) * 2021-08-12 2023-02-28 珠海格力节能环保制冷技术研究中心有限公司 离心式冷水机组及其抗震运行控制方法
KR102442346B1 (ko) * 2021-10-15 2022-09-14 주식회사 동일아이씨티 지진 가속도 센서의 정상 동작 여부 현장 검증 방법 및 이에 사용되는 지진 가속도 센서
KR102559912B1 (ko) * 2022-11-29 2023-07-26 대한민국(행정안전부 국립재난안전연구원장) 인공지능을 이용한 지진동 감지 장치 및 방법
KR102660291B1 (ko) * 2022-11-29 2024-04-24 대한민국(행정안전부 국립재난안전연구원장) 지진 정보 제공 시스템
KR102592837B1 (ko) * 2023-03-10 2023-10-24 대한민국(기상청장) Mems 가속도 센서 기반 관측망을 이용하여 지표면 진도를 산출하는 방법 및 장치

Also Published As

Publication number Publication date
US10684383B2 (en) 2020-06-16
WO2020050482A1 (ko) 2020-03-12
US20200096657A1 (en) 2020-03-26

Similar Documents

Publication Publication Date Title
KR101946855B1 (ko) 지진동 감지 센서 및 이를 이용한 지진 대응 시스템
US10887748B2 (en) MyShake: smartphone-based earthquake early warning system
US9779595B2 (en) Security apparatus and method
JP4257230B2 (ja) 移動ロボット
KR101796247B1 (ko) 상황인식 기반의 도어 상태 감지를 위한 지능형 IoT 장치 및 시스템
Iervolino Performance-based earthquake early warning
Chum et al. Infrasound in the ionosphere from earthquakes and typhoons
JP2013530389A (ja) 地震を検出するためのコンピュータビデオカメラの使用
JP6506922B2 (ja) 構造物検証システム、構造物検証装置、構造物検証プログラム
KR101923833B1 (ko) 층간 소음 알림 시스템 및 방법
US20220012911A1 (en) System and method for analyzing an image to determine spacing between a person and an object
Parolai et al. On‐site early warning and rapid damage forecasting using single stations: Outcomes from the REAKT project
KR20130127517A (ko) 저 평균 속도 보행 모션 식별
Ye et al. Physical violence detection for preventing school bullying
Chen et al. Evacuation time analysis and optimization for distributed emergency guiding based on wireless sensor networks
JP2008282281A (ja) 制御装置、防犯装置、および無線端末装置
Angela et al. Analysing the effectiveness of wearable wireless sensors in controlling crowd disasters
Lo et al. Wireless location tracking by a sensor-assisted particle filter and floor plans in a 2.5-D space
KR101853700B1 (ko) 재난 구조시의 실내 위치 표시 시스템 및 방법
KR20200059673A (ko) Ｍｅｍｓ 네트워크를 이용한 실시간 지진동 감시 및 분포 지도 작성을 위한 장치 및 방법
EP1603094A1 (en) Security system, terminal, information processing device and method, program, vehicle security system, network system, and setting method
KR102353297B1 (ko) 스마트 ＩｏＴ 지진 센서유닛 및 이용한 통보방법
KR102658883B1 (ko) 음원 위치 추정 장치 및 방법
KR102660291B1 (ko) 지진 정보 제공 시스템
CN105738946A (zh) 多元触发的方法

Legal Events

Date Code Title Description
E701 Decision to grant or registration of patent right
GRNT Written decision to grant