KR101952278B1 - 리모트 터널 관리시스템 - Google Patents

Abstract

본 발명은 터널에 설치되는 교통장비들 각각의 동작 상태를 원격에서 효율적으로 모니터링 및 관리함과 동시에 터널 내 교통상태에 대응하여 비상방송을 출력하여 터널 내 비상방송의 가청성을 높일 수 있는 리모트 터널 관리시스템에 관한 것이다.

Description

리모트 터널 관리시스템{Remote management system for tunnel}

본 발명은 리모트 터널 관리시스템에 관한 것으로서, 상세하게로는 터널에 설치되는 교통장비들 각각의 동작 상태를 원격에서 효율적으로 모니터링 및 관리함과 동시에 터널 내 교통상태에 대응하여 비상방송을 출력하여 터널 내 비상방송의 가청성을 높일 수 있는 리모트 터널 관리시스템에 관한 것이다.

교통인프라가 확장되고, 전자디바이스 기술이 발달함에 따라 도로 곳곳에는 스피커, 전광판, CCTV 카메라, 신호시스템 및 감지센서 등과 같은 다양한 교통장비들이 설치되고 있다.

특히 차량이 증가하고 도로가 확장됨에 따라 도로, 철도, 수로 등을 연결하기 위한 터널의 수량 또한 증가하였고, 이러한 터널은 도로 건설이 어려운 장소를 우회하지 않고 간단하게 연결시킴으로써 불필요한 도로건설비용 및 차량이동시간을 절감시킴과 동시에 차량의 이동성 및 편의성을 높일 수 있는 장점을 가진다.

그러나 터널은 진입로 및 진출로를 제외한 사방이 밀폐되는 특징을 갖기 때문에 야외도로에 비해 운전자의 가시성이 현저히 떨어져 교통사고가 빈번하게 발생함과 동시에 사고 발생 시 후속 추돌사고로 이루어질 확률이 높으며, 사방이 밀폐되어 화재진압 및 인명구조가 어려우며, 유독가스가 외부로 배출되지 않아 사고로 이루어지기 쉬운 단점을 갖는다.

특히 최근 들어 도로 상의 각종 정보르 감지하여 교통 상황을 실시간으로 분석하고 이를 기반으로 교통정보를 가공하여 제공하기 위한 ITS(Intelligent Transport System)가 도입되어 널리 사용됨에 따라 터널 내부, 진입로 및 진출로에는, ITS 또한 종래에는 터널 내부, 진입로 및 진출로에, 비상방송용 스피커, 전광판, 각종 감지센서들, 카메라, 환풍기, LED 등의 다양한 교통장비들이 설치되고 있다.

이러한 교통장비는 연산처리량, 구동시간, 통신부하 및 환경여건 등의 다양한 원인에 의하여 장애가 발생하게 되는데, 이러한 장애는 해당 장비의 본연의 기능을 수행하지 못하게 할 뿐만 아니라 교통사고로 이어질 수 있기 때문에 장애를 얼마나 신속하게 대응하는지는 안전사고로 직결될 수 있는 매우 중요한 문제이다.

그러나 종래에는 터널 교통장비들 중 어느 하나에 장애가 발생하는 경우, 해당 장비에 숙련된 지식을 가진 작업자가 직접 현장을 방문하여 장애를 복구하는 방식으로 이루어지고 있으나, 일반적으로 이러한 교통장비의 장애요인 중 일시적인 부하로 인한 장애가 가장 많은 비중을 차지하고, 이러한 일시적인 부하로 인한 장애는 해당 장비의 재부팅(리셋)을 통해 복구시킬 수 있는 특성을 갖는다.

따라서 종래에는 장애 발생 시 작업자가 현장에 방문하더라도 단순히 해당 장비를 재부팅시키는 작업만으로 장애를 복구시키는 일이 빈번하게 발생하기 때문에 인력 및 시간소모가 심하며, 장비점검 및 운용의 효율성이 떨어지며, 신속성이 요구되는 교통장비의 특성을 감안할 때 장애에 대처하는 시간이 지체되는 구조적 한계를 갖는다.

다른 한편, 터널은 일반도로와 비교하여 교통사고 발생률이 높을 뿐만 아니라 사고 발생 시 대형인명사고 및 높은 치사율로 이어지기 때문에 교통사고, 터널 내 정체율 등의 비상상황에 대한 정보를 터널 내 운전자에게 표출하여 터널 내 교통사고를 사전에 방지하기 위한 터널 방송시스템에 대한 다양한 연구가 진행되고 있다.

국내등록특허 제10-1178879호(발명의 명칭 : 터널 내부 비상 방송 시스템)에는 비상방송을 출력하기 위한 터널 내부 비상 방송 시스템(이하 종래기술이라고 함)이 개시되어 있고, 종래기술은 FM 수신기가 비상 방송 신호를 포함하는 FM 신호를 수신 받으면, 수신된 FM 신호 중 비상 방송 신호를 가청 주파수 경계 대역으로 변화하여 외부로 출력함으로써 운전자가 비상 상황을 신속하게 인지할 수 있도록 한다.

그러나 일반적으로 터널은 내부 공간이 밀폐되는 특징을 갖기 때문에 터널 내부에서 비상방송이 출력되는 경우, 출력된 음파가 터널 내벽에 반사되어 반사되는 음파 및 원음의 시가차가 발생함과 동시에 음파들 사이의 간섭현상이 과도하게 이루어져 가청성이 매우 떨어지는 구조적 한계를 갖는다. 특히 차량 운전자의 경우 차량 소음으로 인해 터널 내에서 비상방송이 출력되더라도 실질적으로 비상방송을 정확하게 청취하지 못하게 된다.

즉 종래기술은 전술하였던 바와 같이, 밀폐된 공간을 형성하는 터널구조를 전혀 감안하지 않은 것으로서, 터널 내부에 복수개의 스피커들이 설치되기 때문에 원음과의 시간차 및 음파들의 간섭현상이 과도하게 증가하여 가청성이 현저히 떨어지게 되고, 이에 따라 비상방송이 출력되더라도, 차량 운전자가 비상방송을 정확하게 청취할 수 없는 구조적 한계를 갖고, 이러한 한계에 따라 비상방송을 출력하고자 하는 본연의 기능이 상실되는 단점을 갖는다.

이때 터널 내부에는 복수개의 스피커들이 설치되어 비상방송을 출력하게 되는데, 이러한 스피커들은 터널 내부의 길이에 비교하여 소수로 설치되거나 또는 인접한 스피커들 사이의 간격이 과도하게 이격되어 설치되는 경우 가청성이 떨어질 뿐만 아니라 반대로, 과도하게 많은 스피커들이 설치되는 경우 음파의 메아리 현상으로 인해 가청성이 오히려 떨어지는 특성을 갖는다. 즉 동일 수량 및 위치의 스피커들에서 비상방송이 출력된다고 할지라도, 터널 내 차량 점유율, 차량수(N), 차량속도 등의 다양한 요건에 의해 가청성이 달라진다.

그러나 종래기술은 이러한 터널 내 방송의 특성을 전혀 감안하지 않아 비상방송 발생 시 모든 스피커들에서 비상방송이 동시에 출력되기 때문에 메아리 현상으로 인해 가청성이 현저히 떨어져 정보전달이 효율적으로 이루어지지 않게 된다.

또한 종래기술은 비상방송 시 스피커들 전체에서 출력이 이루어지기 때문에 스피커의 장비고장, 점검 및 교체가 빈번하게 이루어져 운용비용이 증가하는 문제점이 발생한다.

이와 같이, 터널 내 메아리 현상으로 인해 가청성이 떨어지는 문제점을 해결하기 위한 방법으로 차량 운전자의 휴대용 단말기(스마트 폰 등)로 무선통신망을 통해 비상방송을 전송하여 표출하도록 하는 시스템이 연구되었으나, 이러한 방식은 터널 내 휴대용 단말기에서 지원이 가능한 무선통신망을 별도로 구축하여야 함과 동시에 휴대용 단말기가 전송받은 방송을 출력하기 위하여 휴대용 단말기에 어플리케이션을 별도로 설치하여야하기 때문에 시스템 구성이 복잡하여 시스템구축이 실질적으로 불가능한 한계를 갖는다.

즉 터널 교통장비들을 1)원격에서 효율적으로 모니터링 및 관리 가능함과 동시에 2)교통장비의 장애가 발생하는 경우 이를 신속하게 대처할 수 있으며, 3)돌발 상황 발생 시 터널 내 교통상태에 따라 비상방송을 효율적으로 출력할 수 있는 터널 관리시스템에 대한 요구가 시급한 실정이다.

본 발명은 이러한 문제를 해결하기 위한 것으로, 본 발명의 해결과제는 터널 내벽에 복수개의 스피커들을 설치하여 외부로부터 비상방송 음향데이터를 전송받을 때 스피커들을 통해 비상방송을 출력하되, 감지수단에 의해 검출된 감지데이터를 이용하여 터널 내 교통정보를 생성한 후 생성된 터널 내 교통정보에 따라 스피커들 중 출력이 이루어져야 할 스피커인 출력대상을 결정하며, 결정된 출력대상의 스피커들에서만 비상방송이 출력되도록 구성됨으로써 터널 내 차량의 상태에 따라 비상방송이 출력되어 간단한 구성으로 터널 내 방송의 가청성을 높일 수 있는 리모트 터널 관리시스템을 제공하기 위한 것이다.

또한 본 발명의 또 다른 해결과제는 기 설정된 출력대상 검출 알고리즘을 이용하여 터널 내 교통정보, 터널길이, 터널 내 스피커들의 수량 및 위치 정보 등을 감안하여 출력대상을 결정함으로써 모든 스피커들에서 비상방송이 출력됨에 따라 메아리 현상으로 인해 오히려 가청성이 떨어지는 종래의 문제점을 획기적으로 해결할 수 있는 리모트 터널 관리시스템에 관한 것이다.

또한 본 발명의 또 다른 해결과제는 스피커들 중 출력대상으로 선정된 스피커들에서만 비상방송 출력이 이루어지기 때문에 스피커들 전체에서 비상방송이 출력되는 경우와 비교하여 장비고장, 점검 및 교체를 절감시킬 수 있는 리모트 터널 관리시스템을 제공하기 위한 것이다.

또한 본 발명의 또 다른 해결과제는 컨트롤러가 각 교통장비에 연결되어 제1-핑데이터, 전력데이터 및 입출력데이터를 검출하는 IOT 장비들로부터 데이터를 전송받으면, 전송받은 데이터를 분석하여 IOT 장비 및 교통장비의 장애를 판단하며, 만약 IOT 장비 및 교통장비의 장애가 판단되는 경우 해당 IOT 장비를 리셋 시키도록 구성됨으로써 장애 발생 시 신속한 현장 대응이 가능하여 장애로 인한 피해를 최소화할 수 있는 리모트 터널 관리시스템을 제공하기 위한 것이다.

또한 본 발명의 또 다른 해결과제는 컨트롤러가 IOT 장비뿐만 아니라 컨트롤러 자체의 제2 핑-테스트를 수행하도록 구성되고, 만약 컨트롤러 자체의 제2 핑-테스트에 의해 장애가 발생되었다고 판단되는 경우 자신을 리셋시키도록 구성됨으로써 컨트롤러의 일시적인 부하로 인한 판단 오류를 절감시켜 장애 복구 효율성을 획기적으로 높일 수 있는 리모트 터널 관리시스템을 제공하기 위한 것이다.

또한 본 발명의 또 다른 해결과제는 관제센터서버가 컨트롤러로부터 전송받은 동작상태 정보를 분석하여 각 IOT 장비 및 교통장비의 장애 여부를 판단하도록 구성됨으로써 장애 발생 여부에 대한 정확성 및 신뢰도를 더욱 높일 수 있는 리모트 터널 관리시스템을 제공하기 위한 것이다.

또한 본 발명의 또 다른 해결과제는 컨트롤러가 관제센터서버로부터 장애발생 확인데이터를 전송받으면, 탐색주기 동안 장애가 발생된 적이 있으면 별도의 동작을 수행하지 않되, 탐색주기 동안 장애가 발생된 적이 없으면 리셋대상을 컨트롤러로 결정함으로써 컨트롤러의 일시적인 부하로 인해 장애를 검출하지 못하는 상황이 발생하더라도, 이를 신속하게 해결 및 대응할 수 있는 리모트 터널 관리시스템을 제공하기 위한 것이다.

또한 본 발명의 또 다른 해결과제는 환기장치가 회동수단에 의하여 하우징의 회동이 가능하도록 구성되고, 컨트롤러가 터널 내 오염도가 임계치를 초과하는 경우, 환기장치를 구동시키되, 풍향에 따라 풍력이 발생되도록 환기장치를 회동시킴으로써 환기효율성을 극대화시킬 수 있는 것을 특징으로 하는 리모트 터널 관리시스템을 제공하기 위한 것이다.

상기 과제를 해결하기 위한 본 발명의 해결수단은 터널 내부의 차량 수(N), 평균 속도, 정체율, 점유율을 검출할 수 있는 감지수단들; 상기 터널 내부에 이격되게 설치되어 수신 받은 비상방송 음향데이터를 출력하는 스피커들; 상기 감지수단들로부터 감지데이터를 전송받는 컨트롤러; 상기 컨트롤러는 비상방송 관리부를 더 포함하고, 상기 비상방송 관리부는 상기 감지수단들로부터 전송받은 감지데이터를 분석하여 차량 수(N), 평균 속도, 정체율, 점유율 중 적어도 하나 이상을 포함하는 ‘터널 내 교통정보’를 생성하는 교통정보 생성모듈; 기 설정된 출력대상 검출 알고리즘을 이용하여 상기 `터널 내 교통정보`를 분석하여 상기 스피커들 중 비상방송이 출력될 스피커들인 출력대상을 결정하는 출력대상 결정모듈; 상기 스피커들 각각의 스위치모듈을 포함하며, 상기 출력대상 결정모듈에 의해 결정된 출력대상의 스피커들로 비상방송 음향데이터를 송출하는 비상방송 음향데이터 송출 제어모듈을 포함하고, 상기 출력대상 검출 알고리즘은 상기 `터널 내 교통정보`와, 기 설정된 터널길이 정보, 상기 스피커들의 수량 및 위치정보를 분석하여 출력대상을 결정하고, 상기 출력대상 검출 알고리즘에 의해 검출되는 출력대상의 수량은 상기 `터널 내 교통정보`의 차량 수(N) 정보와 비례하고, 상기 교통장비들은 상기 터널 내부에 설치되어 풍향 및 풍속을 검출하는 적어도 하나 이상의 풍향/풍속 센서와, 상기 터널 내부에 설치되어 상기 터널 내부의 공기 오염도를 검출하는 적어도 하나 이상의 오염도센서와, 상기 터널 내부 천장에 이격되게 설치되어 풍력을 발생시키는 적어도 하나 이상의 환기장치를 포함하고, 상기 풍향/풍속 센서 및 및 상기 오염도센서는 연결된 IOT 장비들을 통해 풍향/풍속 데이터 및 오염도 측정값을 상기 컨트롤러로 전송하고, 상기 환기장치는 전후면에 개구부가 형성되는 하우징과, 상기 하우징의 내부에 회전 가능하도록 설치되는 회전날개와, 상기 회전날개를 회전시키는 구동수단과, 상기 하우징을 고정 및 지지하는 고정플레이트와, 상기 고정플레이트를 회동시키는 회동수단을 포함하고, 상기 컨트롤러는 환기관리부를 더 포함하고, 상기 환기관리부는 상기 오염도센서의 IOT 장비로부터 전송받은 오염도 측정값을 임계치에 비교하여 오염도 측정값이 임계치를 초과하면 상기 환기장치의 구동이 필요하다고 판단하는 환기 판단모듈; 상기 환기 판단모듈에 의해 상기 환기장치의 구동이 필요하다고 판단될 때 구동되며, 상기 터널의 일측 진입/진출로에서 타측 진입/진출로를 향하는 방향을 X축이라고 할 때, 상기 환기장치에서 발생되는 풍력의 방향인 배치방향이 ‘+X’ 인지 또는 ‘-X’ 인지를 검출하는 환기장치 방향 검출모듈; 상기 풍향/풍속 센서의 IOT 장비로부터 전송받은 풍향/풍속 데이터를 통해 터널 내 풍속 및 풍향을 검출하는 풍향/풍속 검출모듈; 상기 풍향/풍속 검출모듈에 의해 검출된 풍속의 크기를 제2 임계치와 비교하며, 만약 풍속의 크기가 제2 임계치 이상이면 상기 환기장치의 배치방향을 풍향에 일치시킬 필요가 있다고 판단하며, 만약 풍속의 크기가 제2 임계치 미만이면 상기 환기장치의 배치방향을 풍향에 일치시킬 필요가 없다고 판단하는 방향 변경여부 판단모듈; 상기 방향 변경여부 판단모듈에 의해 풍속의 크기가 제2 임계치 이상일 때 구동되며, 상기 환기장치 방향 검출모듈에 의해 검출된 상기 환기장치의 배치방향과 상기 풍향/풍속 검출모듈에 의해 검출된 풍향을 비교하며, 만약 상기 환기장치의 배치방향이 풍향과 일치하면 상기 환기장치의 회동이 필요하다고 판단하며, 만약 상기 환기장치의 배치방향이 풍향과 일치하지 않으면 상기 환기장치의 회동이 필요하지 않다고 판단하는 환기장치 회동 판단모듈; 상기 환기장치의 상기 구동수단을 제어하기 위한 제어데이터 및 상기 회동수단을 제어하기 위한 제어데이터를 포함하는 구동데이터를 생성하는 구동데이터 생성모듈을 더 포함하고, 상기 환기관리부는 상기 구동데이터 생성모듈에 의해 생성된 구동데이터를 상기 환기장치의 IOT로 전송하는 것이다.

또한 본 발명에서 상기 리모트 터널 관리시스템은 터널 내 설치되어 기 설정된 동작 및 연산처리를 수행하는 교통장비들; 상기 교통장비들 각각에 연동되게 설치되고, 핑-테스트(Ping-test)를 수행하는 핑-데이터 검출모듈과, 연결된 교통장비의 리셋(Reset)을 제어하는 리셋처리모듈을 포함하는 IOT 장비들; 상기 IOT 장비들로부터 제1 핑-데이터를 전송받는 컨트롤러; 상기 컨트롤러 및 상기 IOT 장비들 사이의 데이터 이동경로를 제공하는 근거리 유무선 통신망을 포함하고, 상기 컨트롤러는 장비관리부를 더 포함하고, 상기 장비관리부는 상기 IOT 장비들로부터 전송받은 제1 핑-데이터를 분석하여 통신상태 정보를 포함하는 동작상태 정보를 생성하는 동작상태 정보 생성모듈; 기 설정된 장애검출 알고리즘을 이용하여 상기 IOT 장비들로부터 전송받은 제1 핑-데이터를 분석하여 각 IOT 장비의 장애여부를 판단하는 장애여부 판단모듈을 더 포함하고, 상기 장비관리부는 상기 장애여부 판단모듈에 의해 장애가 발생되었다고 판단될 때 해당 IOT 장비로 리셋명령 데이터가 전송되도록 하고, 상기 IOT 장비들은 상기 컨트롤러로부터 리셋명령 데이터를 전송받으면, 상기 리셋처리모듈에 의해 리셋 되고, 상기 장비관리부는 상기 컨트롤러의 핑-테스트를 수행하여 제2 핑-데이터를 검출하는 제2 핑-테스트 모듈; 리셋 대상을 결정하는 리셋대상 결정모듈; 상기 리셋대상 결정모듈에 의해 리셋대상이 자신으로 결정되면, 상기 컨트롤러를 자체적으로 리셋 시키는 리셋제어모듈을 더 포함하고, 상기 리셋대상 결정모듈은 상기 장애여부 판단모듈이 상기 제1 핑-데이터를 통해 장애가 발생하였다고 판단하면 리셋대상을 해당 IOT로 결정하며, 상기 제2 핑-데이터를 통해 장애가 발생하였다고 판단하면 리셋대상을 상기 컨트롤러로 결정하고, 상기 리모트 터널 관리시스템은 관제센터서버를 더 포함하고, 상기 관제센터서버는 상기 컨트롤러로부터 전송받은 제1 핑- 데이터 및 제2 핑-데이터를 분석하여 상기 IOT 장비들 및 상기 컨트롤러의 장애여부를 2차적으로 판단한 후 장애가 발생되었다고 판단될 때 상기 컨트롤러로 장애발생 확인데이터를 전송하고, 상기 컨트롤러의 상기 장비관리부는 상기 관제센터서버로부터 장애발생 확인데이터를 전송받으면, 상기 리셋대상 결정모듈이 전송받은 시점부터 기 설정됨 임계시간 이전 사이인 탐색주기 동안에 상기 관제센터서버로부터 전송받은 장애발생 확인데이터와 동일한 내용의 장애가 발생되었다고 판단된 적이 있는지를 탐색하며, 만약 탐색주기 동안 동일한 내용의 장애가 발생되었다고 판단된 적이 있으면 별도의 동작을 수행하지 않고, 만약 탐색주기 동안 동일한 내용의 장애가 발생되었다고 판단된 적이 없으면 리셋대상을 상기 컨트롤러로 결정하고, 상기 컨트롤러는 상기 리셋대상 결정모듈에 의해 결정된 리셋대상의 리셋이 이루어진 이후에도 장애가 지속되는지를 판단하는 장애복구 판단모듈을 더 포함하고, 상기 장비관리부는 상기 장애복구 판단모듈에 의해 장애가 지속된다고 판단되는 경우 상기 관제센터서버로 장애가 지속되고 있음을 나타내는 장애지속 확인데이터를 전송하고, 상기 관제센터서버는 상기 컨트롤러로부터 장애지속 확인데이터를 전송받으면, 해당 현장의 관리자의 단말기로 알림정보를 전송하는 것이 바람직하다.

또한 본 발명에서 상기 교통장비들은 상기 터널 내부에 설치되어 풍향 및 풍속을 검출하는 적어도 하나 이상의 풍향/풍속 센서와, 상기 터널 내부에 설치되어 상기 터널 내부의 공기 오염도를 검출하는 적어도 하나 이상의 오염도센서와, 상기 터널 내부 천장에 이격되게 설치되어 풍력을 발생시키는 적어도 하나 이상의 환기장치를 포함하고, 상기 풍향/풍속 센서 및 및 상기 오염도센서는 연결된 IOT 장비들을 통해 풍향/풍속 데이터 및 오염도 측정값을 상기 컨트롤러로 전송하고, 상기 환기장치는 전후면에 개구부가 형성되는 하우징과, 상기 하우징의 내부에 회전 가능하도록 설치되는 회전날개와, 상기 회전날개를 회전시키는 구동수단과, 상기 하우징을 고정 및 지지하는 고정플레이트와, 상기 고정플레이트를 회동시키는 회동수단을 포함하고, 상기 컨트롤러는 환기관리부를 더 포함하고, 상기 환기관리부는 상기 오염도센서의 IOT 장비로부터 전송받은 오염도 측정값을 임계치에 비교하여 오염도 측정값이 임계치를 초과하면 상기 환기장치의 구동이 필요하다고 판단하는 환기 판단모듈; 상기 환기 판단모듈에 의해 상기 환기장치의 구동이 필요하다고 판단될 때 구동되며, 상기 터널의 일측 진입/진출로에서 타측 진입/진출로를 향하는 방향을 X축이라고 할 때, 상기 환기장치에서 발생되는 풍력의 방향인 배치방향이 ‘+X’ 인지 또는 ‘-X’ 인지를 검출하는 환기장치 방향 검출모듈; 상기 풍향/풍속 센서의 IOT 장비로부터 전송받은 풍향/풍속 데이터를 통해 터널 내 풍속 및 풍향을 검출하는 풍향/풍속 검출모듈; 상기 풍향/풍속 검출모듈에 의해 검출된 풍속의 크기를 제2 임계치와 비교하며, 만약 풍속의 크기가 제2 임계치 이상이면 상기 환기장치의 배치방향을 풍향에 일치시킬 필요가 있다고 판단하며, 만약 풍속의 크기가 제2 임계치 미만이면 상기 환기장치의 배치방향을 풍향에 일치시킬 필요가 없다고 판단하는 방향 변경여부 판단모듈; 상기 방향 변경여부 판단모듈에 의해 풍속의 크기가 제2 임계치 이상일 때 구동되며, 상기 환기장치 방향 검출모듈에 의해 검출된 상기 환기장치의 배치방향과 상기 풍향/풍속 검출모듈에 의해 검출된 풍향을 비교하며, 만약 상기 환기장치의 배치방향이 풍향과 일치하면 상기 환기장치의 회동이 필요하다고 판단하며, 만약 상기 환기장치의 배치방향이 풍향과 일치하지 않으면 상기 환기장치의 회동이 필요하지 않다고 판단하는 환기장치 회동 판단모듈; 상기 환기장치의 상기 구동수단을 제어하기 위한 제어데이터 및 상기 회동수단을 제어하기 위한 제어데이터를 포함하는 구동데이터를 생성하는 구동데이터 생성모듈을 더 포함하고, 상기 환기관리부는 상기 구동데이터 생성모듈에 의해 생성된 구동데이터를 상기 환기장치의 IOT로 전송하는 것이 바람직하다.

상기 과제와 해결수단을 갖는 본 발명에 따르면 터널 내벽에 복수개의 스피커들을 설치하여 외부로부터 비상방송 음향데이터를 전송받을 때 스피커들을 통해 비상방송을 출력하되, 감지수단에 의해 검출된 감지데이터를 이용하여 터널 내 교통정보를 생성한 후 생성된 터널 내 교통정보에 따라 스피커들 중 출력이 이루어져야 할 스피커인 출력대상을 결정하며, 결정된 출력대상의 스피커들에서만 비상방송이 출력되도록 구성됨으로써 터널 내 차량의 상태에 따라 비상방송이 출력되어 간단한 구성으로 터널 내 방송의 가청성을 높일 수 있다.

또한 본 발명에 의하면 기 설정된 출력대상 검출 알고리즘을 이용하여 터널 내 교통정보, 터널길이, 터널 내 스피커들의 수량 및 위치 정보 등을 감안하여 출력대상을 결정함으로써 모든 스피커들에서 비상방송이 출력됨에 따라 메아리 현상으로 인해 오히려 가청성이 떨어지는 종래의 문제점을 획기적으로 해결할 수 있다.

또한 본 발명에 의하면 스피커들 중 출력대상으로 선정된 스피커들에서만 비상방송 출력이 이루어지기 때문에 스피커들 전체에서 비상방송이 출력되는 경우와 비교하여 장비고장, 점검 및 교체를 절감시킬 수 있게 된다.

또한 본 발명에 의하면 컨트롤러가 각 교통장비에 연결되어 제1-핑데이터, 전력데이터 및 입출력데이터를 검출하는 IOT 장비들로부터 데이터를 전송받으면, 전송받은 데이터를 분석하여 IOT 장비 및 교통장비의 장애를 판단하며, 만약 IOT 장비 및 교통장비의 장애가 판단되는 경우 해당 IOT 장비를 리셋 시키도록 구성됨으로써 장애 발생 시 신속한 현장 대응이 가능하여 장애로 인한 피해를 최소화할 수 있게 된다.

또한 본 발명에 의하면 컨트롤러가 IOT 장비뿐만 아니라 컨트롤러 자체의 제2 핑-테스트를 수행하도록 구성되고, 만약 컨트롤러 자체의 제2 핑-테스트에 의해 장애가 발생되었다고 판단되는 경우 자신을 리셋시키도록 구성됨으로써 컨트롤러의 일시적인 부하로 인한 판단 오류를 절감시켜 장애 복구 효율성을 획기적으로 높일 수 있다.

또한 본 발명에 의하면 관제센터서버가 컨트롤러로부터 전송받은 동작상태 정보를 분석하여 각 IOT 장비 및 교통장비의 장애 여부를 판단하도록 구성됨으로써 장애 발생 여부에 대한 정확성 및 신뢰도를 더욱 높일 수 있다.

또한 본 발명에 의하면 컨트롤러가 관제센터서버로부터 장애발생 확인데이터를 전송받으면, 탐색주기 동안 장애가 발생된 적이 있으면 별도의 동작을 수행하지 않되, 탐색주기 동안 장애가 발생된 적이 없으면 리셋대상을 컨트롤러로 결정함으로써 컨트롤러의 일시적인 부하로 인해 장애를 검출하지 못하는 상황이 발생하더라도, 이를 신속하게 해결 및 대응할 수 있게 된다.

또한 본 발명에 의하면 환기장치가 회동수단에 의하여 하우징의 회동이 가능하도록 구성되고, 컨트롤러가 터널 내 오염도가 임계치를 초과하는 경우, 환기장치를 구동시키되, 풍향에 따라 풍력이 발생되도록 환기장치를 회동시킴으로써 환기효율성을 극대화시킬 수 있다.

도 1은 본 발명의 일실시예인 리모트 터널 관리시스템을 나타내는 블록도이다.
도 2는 도 1을 나타내는 예시도이다.
도 3은 도 1의 교통장비를 설명하기 위한 예시 블록도이다.
도 4는 본 발명의 스피커들을 설명하기 위한 예시도이다.
도 5는 도 1의 IOT 장비를 나타내는 블록도이다.
도 6은 도 1의 컨트롤러를 나타내는 블록도이다.
도 7은 도 6의 비상방송 관리부를 나타내는 블록도이다.
도 8은 도 7의 컨트롤러의 비상방송 관리부의 출력대상 결정모듈에 적용되는 출력대상 검출 알고리즘을 설명하기 위한 예시도이다.
도 9는 도 6의 장비관리부를 나타내는 블록도이다.
도 10은 도 6의 환기관리부를 나타내는 블록도이다.
도 11은 본 발명의 환기장치를 설명하기 위한 예시도이다.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 일실시예를 설명한다.

도 1은 본 발명의 일실시예인 리모트 터널 관리시스템을 나타내는 블록도이고, 도 2는 도 1을 나타내는 예시도이고, 도 3은 도 1의 교통장비를 설명하기 위한 예시 블록도이다.

본 발명의 일실시예인 리모트 터널 관리시스템(1)은 1)교통장비(5)들 각각에 연결된 IOT 장비(4)를 통해 원격에서 각 교통장비(5)의 동작 상태를 모니터링 함과 동시에 IOT 장비(4)들을 통해 검출된 동작 상태의 분석을 통해 장애를 판단한 후 장애 발생된 교통장비를 리셋(Reset) 시킴으로써 교통장비의 장애에 대해 신속한 대처가 가능하도록 하고, 2)터널 내부에 설치되는 복수개의 스피커(53)들을 통해 비상방송을 출력함으로써 터널을 이용하는 운전자에게 비상방송을 신속하게 전달함과 동시에 `터널 내 교통상태정보`(점유율, 차량수(N), 차량속도 등)에 따라 스피커(53)들 중 비상방송이 출력될 대상인 출력대상을 결정한 후 결정된 출력대상으로 비상방송을 출력함으로써 터널 내 운전자가 비상상황을 사전에 인지하여 사고를 효율적으로 방지하고, 3)터널 내부에 설치되는 오염도 센서(57) 및 풍향/풍속 센서(56)를 이용하여 터널 내부 공기의 오염도가 임계치 이상일 때 풍향에 대응하여 환기장치(55)의 설치방향을 회동시킴으로써 터널 내부를 신속하게 환기시키기 위한 것이다.

또한 리모트 터널 관리시스템(1)은 도 1과 2에 도시된 바와 같이, 관리서버(7)와, 컨트롤러(3), IOT 장비(4)들, 교통장비(5-1), ..., (5-N)들, 관리자 단말기(9), 통신망(10), 근거리 통신망(11)로 이루어진다.

이때 교통장비(5-1), ..., (5-N)들은 도 3에 도시된 바와 같이, 터널(20)의 일측 진입/진출로에 설치되는 제1 루프검지기(51)와, 터널(20)의 타측 진입/진출로에 설치되는 제2 루프검지기(52)와, 터널(20)의 내부에 이격되게 설치되어 비상방송을 출력하는 스피커(53)들과, 터널(20)의 내부를 촬영하는 카메라(54)들과, 터널(20)의 내부 천장에 이격되게 설치되는 환기장치(55)들과, 터널(20) 내부의 풍향/풍속을 감지하는 풍향/풍속 센서(56)와, 터널(2)의 내부 오염도를 감지하는 오염도센서(57) 등을 포함한다.

제1 루프검지기(51)는 터널(20)의 일측 진입/진출로의 노면에 매립되게 설치되어 차량을 감지하고, 제2 루프검지기(52)는 터널(20)의 타측 진입/진출로의 노면에 매립되게 설치되어 차량을 감지한다.

또한 제1, 2 루프검지기(51), (52)들은 검출된 루프신호를 컨트롤러(3)로 전송한다.

이하, 제1 루프검지기(51)에서 제2 루프검지기(52)를 향하는 방향을 ‘+X’ 방향이라고 하고, 제2 루프검지기(52)에서 제1 루프검지기(51)를 향하는 방향을 ‘-X’ 방향이라고 한다.

또한 교통장비들 중 제1 루프검지기(51) 및 제2 루프검지기(52)는 연결된 IOT 장비를 통해 컨트롤러(3)로 루프신호를 전송하고, 카메라(54)는 연결된 IOT 장비를 통해 컨트롤러(3)로 촬영영상을 전송하고, 풍향/풍속센서(56)는 연결된 IOT 장비를 통해 컨트롤러(3)로 풍향/풍속 데이터를 컨트롤러(3)로 전송하고, 오염도센서(57)는 연결된 IOT 장비를 통해 컨트롤러(3)로 오염도 측정값을 전송한다.

도 4는 본 발명의 스피커들을 설명하기 위한 예시도이다.

스피커(53)들은 도 4에 도시된 바와 같이, 터널(20)의 내벽에 간격을 두고 이격되게 설치된다. 이때 스피커(53)들의 설치간격은 도로환경, 평균점유율 등에 의해 변동될 수 있으나, 대략 50m인 것이 바람직하다.

또한 스피커(53)들은 연결된 IOT 장비(4)의 제어에 따라 비상방송을 출력하고, 해당 IOT 장비(4)는 컨트롤러(3)로부터 비상방송 음향데이터를 전송받으면, 스피커(53)들을 제어하여 전송받은 비상방송 음향데이터가 출력되도록 한다.

이때 비상방송은 사고정보, 노면 결빙정보, 미끄럼 정보, 정체정보 등을 포함한다.

또한 스피커(53)들은 도면에는 도시되지 않았지만 전송받은 전기신호를 오디오신호로 변환하는 음성변환모듈과, 음성변환모듈에 의해 오디오신호로 변환된 비상방송 음향신호를 증폭시키는 증폭부(Amp)와, 증폭부에 의해 증폭된 비상방송 음향신호를 출력시키는 음성출력모듈을 포함하고, 이러한 스피커의 구성은 이에 한정되지 않으며, 통상의 스피커의 기본구성들이 더 포함될 수 있음은 당연하다.

또한 스피커(53)들은 비상방송 출력 시 컨트롤러(3)의 제어에 따라 현재 터널 내 교통상태에 따라 선택된 스피커들만이 비상방송을 출력함으로써 가청성을 극대화시킬 수 있게 된다.

카메라(54)들은 터널 내부에 이격되게 설치되어 촬영을 수행하며, 획득된 촬영영상을 컨트롤러(3)로 전송한다.

이때 카메라(54)들에 의해 촬영된 영상들은 컨트롤러(3)에 의해 분석되어 터널 내 교통정보 생성에 활용된다.

환기장치(55)들은 터널(20)의 내부 천장에 이격되게 설치된다.

또한 환기장치(55)들은 회전날개 및 회전날개를 회동시키기 위한 구동수단을 포함하여 컨트롤러(3)의 제어에 따라 회전날개가 회동되어 풍력을 발생시킴으로써 터널(20) 내부의 공기를 환기시키는 기능을 수행한다.

또한 환기장치(55)들은 회동수단에 의해 회동이 가능하도록 구성됨으로써 ‘+X’ 또는 ‘-X’의 방향으로 회동할 수 있게 된다.

이때 컨트롤러(3)는 환기장치(55)들을 구동시킬 때, 현재 터널 내부의 풍향에 맞춰 환기장치(55)들을 회동시킨 후 회전날개를 구동시킴으로써 환기가 신속하고 효율적으로 이루어지도록 한다.

풍향/풍속 센서(56)는 터널(20)의 내부에 설치되어 풍향/풍속 정보를 검출한다.

또한 풍향/풍속 센서(56)는 검출된 풍향/풍속 정보를 컨트롤러(3)로 전송한다.

오염도센서(57)는 터널(20)의 내부에 설치되어 공기오염도를 검출하며, 검출된 오염도정보를 컨트롤러(3)로 전송한다.

즉, 컨트롤러(3)는 오염도센서(57)로부터 전송받은 오염도를 기 설정된 임계치에 비교하여 만약 오염도가 임계치를 초과하면 환기가 필요하다고 판단하여 환기장치(55)를 구동시키기로 결정하고, 환기장치(55) 구동 시 풍향/풍속 센서(56)에 의해 검출된 풍향정보에 따라 환기장치(55)들을 회동시킨 후 구동시킴으로써 환기 효율성을 높임과 동시에 환기가 신속하게 이루어질 수 있게 된다.

다시 도 1과 2로 돌아가서, 통신망(10)은 컨트롤러(3), 관제센터서버(7) 및 관리자단말기(9) 사이의 데이터 이동경로를 제공하며, 상세하게로는 광역통신망(WAN), 이동통신망, 유선통신망, LTE 등으로 구성될 수 있다.

근거리 통신망(11)은 IOT 장비(4)들 및 컨트롤러(3) 사이의 데이터 이동경로를 제공하며, 상세하게로는 RS232C 방식의 케이블 및 LAN 케이블 등의 유선통신망 또는 지그비(Zig-bee), 블루투스(Blue-tooth), 와이파이(Wi-Fi) 등의 근거리 무선통신망으로 구성될 수 있다.

IOT 장비(4)들은 교통장비(5-1), ..., (5-N)들에 각각 연결되며, 연결된 교통장비로 전력공급을 제어한다.

또한 IOT 장비(4)들은 컨트롤러(3)와 근거리 통신망(11)으로 연결되어 서로 네트워크를 형성한다. 이때 네트워크는 컨트롤러(3)를 마스터(Master)로 설정하고, IOT 장비(4)들을 슬레이브(Slave)로 설정하는 마스터-슬레이브 시스템(Master-slave system)으로 구현됨으로써 처리 효율을 높일 수 있다.

또한 IOT 장비(4)는 모듈 형태로 제작되어 교통장비(5)와 접속 및 연동이 간단하게 이루어지도록 한다.

또한 IOT 장비(4)는 연결된 교통장비(5)로 전력을 공급하는 릴레이(Relay) 출력에 전류센서를 배치하여 소비전류를 검출한다.

또한 IOT 장비(4)는 연결된 현장 장비의 입출력 데이터를 검출한다.

또한 IOT 장비(4)는 컨트롤러(3)의 제어에 따라 기 설정된 주기(T) 마다 공지된 핑-테스트(Ping-test)(이하 제1 핑-테스트라고 함)를 수행하여 제1 핑 데이터를 검출한다.

또한 IOT 장비(4)는 검출된 전력데이터, 입출력 데이터, 제1 핑-데이터를 근거리 통신망(10)을 통해 컨트롤러(3)로 전송한다.

또한 IOT 장비(4)는 컨트롤러(3)로부터 리셋명령 데이터를 전송받으면, 해당 교통장비 및 자신을 리셋(Reset) 시킨다.

컨트롤러(3)는 IOT 장비(4)들을 관리 및 제어한다.

또한 컨트롤러(3)는 제1 루프검지기(51) 및 제2 루프검지기(52)로부터 수신 받은 루프신호를 분석하여 터널(20)을 통과하는 차량의 수량(N)을 검출한다.

또한 컨트롤러(3)는 카메라(54)들로부터 전송받은 촬영영상을 분석하여 차량점유율, 차량속도, 정체율, 사고발생정보를 검출한다. 이때 사고발생정보는 교통사고가 발생되었는지의 여부를 나타낸다.

또한 컨트롤러(3)는 검출된 차량 수량(N), 점유율, 차량속도, 정체율, 사고발생정보 등을 포함하는 터널 내 교통정보를 생성하며, 생성된 터널 내 교통정보를 관제센터서버(7)로 전송한다.

또한 컨트롤러(3)는 관제센터서버(7)와 통신망(10)으로 연결되어 관제센터서버(7)로부터 비상방송 음향데이터를 전송받는다.

또한 컨트롤러(3)는 교통장비(5)들 중 스피커(53)들의 IOT 장비(4)와 근거리 통신망(11)으로 연결되어 관제센터서버(7)로부터 수신 받은 비상방송 음향데이터가 스피커(53)들을 통해 출력되도록 수신 받은 비상방송 음향데이터를 해당 IOT 장비(4)로 전송한다.

이때 컨트롤러(3)는 관제센터서버(7)로부터 비상방송 음향데이터를 전송받으면, 터널 내 교통정보, 스피커들의 수량 및 위치정보를 기준으로 스피커(53)들 중 비상방송을 출력할 스피커인 출력대상을 결정하며, 출력대상으로 결정된 스피커(53)들로 비상방송 음향데이터를 전송함으로써 현재 터널 내 교통상황에 대응하여 가청성을 극대화시킬 수 있게 된다.

예를 들어 컨트롤러(3)는 만약 터널 내 주행차량의 점유율이 10%미만인 경우 출력대상을 소수개로 결정하여 소수의 스피커들에서만 비상방송이 출력되도록 하고, 만약 터널 내 주행차량의 점유율이 70% 이상인 경우 출력대상을 다수개로 결정하여 다수의 스피커들에서 비상방송이 출력되는 것으로 구성될 수 있고, 이러한 컨트롤러(3)의 출력대상 결정 방식 및 기술은 후술되는 도 6 내지 8에서 상세하게 설명하기로 한다.

또한 컨트롤러(3)는 주기적으로 각 IOT 장비(4)로부터 전력데이터, 입출력 데이터 및 제1 핑-데이터를 수신 받으며, 수신 받은 데이터들을 분석 및 가공하여 전력상태, 통신상태 및 입출력 상태 등을 포함하는 동작상태 정보를 생성한다.

또한 컨트롤러(3)는 기 설정된 장애검출 알고리즘을 이용하여 생성된 동작상태 정보를 분석하여 장애 여부를 판단한다. 예를 들어 장애검출 알고리즘은 전력상태, 통신상태 및 입출력 상태들을 기 설정된 임계치들 각각과 비교하여 임계치를 벗어나는지의 여부에 따라 장애여부를 검출하는 것으로 구성될 수 있으며, 이러한 장애검출 알고리즘의 장애 여부 판단 방법은 이에 한정되지 않으며, 다양한 방법 및 기술이 적용될 수 있다.

또한 컨트롤러(3)는 기 설정된 주기(T) 마다 자신의 통신 상태를 검출하기 위한 제2 핑-테스트를 수행한다.

이때 컨트롤러(3)는 만약 IOT 장비(4)들로부터 전송받은 제1 핑-데이터(제1 핑-테스트에 의한)를 분석하여 해당 IOT 장비의 통신 장애가 검출되면, 해당 IOT 장비로 리셋명령 데이터를 전송하고, 제2 핑-테스트에 의한 제2 핑-데이터를 분석하여 통신 장애가 검출되면, 자신을 리셋 시킴으로써 컨트롤러(3) 자신의 통신 상태를 점검할 수 있을 뿐만 아니라 연결된 각 IOT 장비(4)의 통신 상태를 2중으로 점검할 수 있게 된다.

또한 컨트롤러(3)는 생성된 동작상태 정보를 관제센터서버(7)로 전송하며, 만약 장애가 검출되었다고 판단되는 경우 장애가 발생하였음을 나타내는 ‘장애 발생 확인데이터’를 관제센터서버(7)로 전송한다.

또한 컨트롤러(3)는 만약 특정 IOT 장비(4)의 장애가 발생되었다고 판별되는 경우, 해당 IOT 장비로 리셋명령 데이터를 전송하여 해당 IOT 장비(4) 및 교통장비(5)를 리셋(재부팅) 시키고, 재부팅 된 IOT 장비의 동작상태 정보를 통해 장애가 해결되었는지 또는 장애가 지속되는지를 판단한다.

이때 컨트롤러(3)는 장애가 지속된다고 판단되는 경우, 관제센터서버(7)로 장애지속 확인데이터를 전송한다.

또한 컨트롤러(3)는 오염도센서(57)로부터 수신 받은 오염도 측정값(p)을 기 설정된 임계치에 비교하며, 만약 오염도 측정값(P)이 임계치 미만이면 환기장치(55)의 구동이 필요하지 않다고 판단하며, 만약 오염도 측정값(P)이 임계치를 초과하면 환기장치(55)의 구동이 필요하다고 판단한다.

또한 컨트롤러(3)는 환기장치(55)의 구동이 필요하다고 판단되면, 풍향/풍속 센서(56)들로부터 전송받은 풍향/풍속 데이터를 이용하여 환기장치(55)에서 발생된 풍력의 방향인 배치방향이 수신 받은 풍향데이터와 일치하는지를 비교하며, 만약 두 방향이 일치하면 환기장치(55)의 IOT 장비(4)로 구동제어데이터를 전송하고, 만약 두 방향이 일치하지 않으면, 환기장치(55)의 IOT 장비(4)로 회동제어데이터를 전송한 후 환기장치(55)의 회동이 완료되면 구동제어데이터를 전송한다.

이때 환기장치(55)의 IOT 장비(4)는 컨트롤러(3)로부터 만약 구동제어데이터를 전송받으면 환기장치(55)의 회전날개를 구동시키고, 만약 회동제어데이터를 전송받으면 환기장치(55)의 회동수단을 제어하여 환기장치(55)가 평면상으로 바라보았을 때 현재 방향에서 180도로 회동되도록 한다.

즉 본 발명은 터널 내부의 풍향이 ‘+X’ 인지 또는 ‘-X’인지에 따라 환기장치(55)들을 회동시킨 이후 풍력을 발생시킴으로써 터널 내부의 공기를 효율적이고 신속하게 환기시킬 수 있다.

관제센터서버(7)는 컨트롤러(3)를 관리 및 제어함과 동시에 컨트롤러(3)로부터 전송받은 각 IOT 장비(4)의 동작 상태를 모니터링 하는 관제센터의 서버이다.

즉 관제센터서버(7)는 컨트롤러(3)로부터 전송받은 동작상태 정보를 가공하여 이를 모니터와 같은 디스플레이 장치를 통해 전시함으로써 관리자에 의하여 모니터링이 가능하도록 한다.

또한 관제센터서버(7)는 컨트롤러(3)로부터 전송받은 동작상태 정보를 분석하여 장애 발생 여부를 재판단함으로써 본 발명에서는 장애 판별이 컨트롤러(3) 및 관제센터서버(7)에서 2중으로 수행되게 된다.

또한 관제센터서버(7)는 장애가 발생되었다고 판단되면, 컨트롤러(3)로 장애가 발생되었음을 나타내는 ‘장애발생 확인데이터’를 전송한다. 이때 컨트롤러(3)는 관제센터서버로부터 장애발생 확인데이터를 전송받으면, 전송받은 시점으로부터 임계범위 이전 사이에 자체적으로 장애가 발생되었음을 판단하였는지를 비교하며, 만약 수신시점 및 임계범위 사이에 자체적으로 장애가 발생되었다고 판단하였으면 별도의 동작을 수행하지 않고, 만약 수신시점 및 임계범위 사이에 자체적으로 장애가 발생되었다고 판단한 경우가 없으면 자신을 리셋(재부팅) 시킨다.

즉 관제센터서버(7) 및 컨트롤러(3)는 정상적으로 동작한다고 가정할 때, 동일한 동작상태 정보로부터 장애 발생 여부에 대한 동일한 판별 결과를 검출하게 되나, 컨트롤러(3)가 일시적인 부하로 인해 장애를 검출하기 위한 연산처리가 정상적으로 동작되지 않는다고 가정할 때, 관제센터서버(7)에서만 장애가 발생되었다고 판단하기 때문에 이러한 경우 컨트롤러(3)를 리셋(재부팅) 시킴으로써 컨트롤러(3)의 일시적인 부하로 인해 장애 검출이 이루어지지 않는 경우에도 신속한 대응이 가능하게 된다.

또한 관제센터서버(7)는 컨트롤러(3)로부터 장애발생 확인데이터를 전송받거나 또는 자체적으로 장애발생 확인데이터를 생성하는 경우, 이를 외부로 표출하여 관리자가 장애발생여부를 신속하게 인지할 수 있게 된다.

또한 관제센터서버(7)는 컨트롤러(3)로부터 장애지속 확인데이터를 전송받으면, 해당 현장을 담당하는 관리자의 단말기인 관리자 단말기(9)로 장애관련정보를 전송함으로써 리셋(재부팅) 만으로 장애가 해결되지 않는 경우 신속한 현장 대응이 이루어지게 된다.

또한 관제센터서버(7)는 마이크를 통해 관리자로부터 비상방송 음향데이터를 입력받거나 또는 비상방송 음향데이터를 기 제작하여 저정할 수 있으며, 관리자로부터 비상방송 음향데이터를 또는 기 제작된 비상방송 음향데이터의 송출을 요청받으면, 이를 통신망(10)을 통해 컨트롤러(3)로 전송한다.

이때 비상방송 음향데이터를 교통정보, 사고발생정보, 터널 내 정체정보, 유의사항 정보 등과 같이 터널을 주행 중인 차량 운전자가 인지하여야할 정보로 정의되고, 사전에 미리 녹음되어 저장되거나 또는 관리자로부터 마이크를 통해 직접 입력받는 방식으로 이루어질 수 있다.

도 5는 도 1의 IOT 장비를 나타내는 블록도이다.

IOT 장비(4)는 도 5에 도시된 바와 같이, 제어모듈(41)과, 근거리 통신인터페이스모듈(42), 데이터 입출력모듈(43), 소비전류 측정모듈(44), 입출력데이터 검출모듈(45)과, 핑-데이터 검출모듈(46), 구동제어모듈(47), 리셋처리모듈(48), 전력공급모듈(49)로 이루어진다.

제어모듈(41)은 IOT 장비(4)의 O.S(Operating System)이며, 제어대상(42), (43), (44), (45), (46), (47), (48), (49)들을 제어한다.

또한 제어모듈(41)은 근거리 통신인터페이스모듈(42)을 통해 컨트롤러(3)로부터 전송받은 데이터를 대응되는 구성부로 입력하여 컨트롤러(3)의 요청에 따라 연산처리 또는 교통장비의 구동이 이루어지도록 한다.

또한 제어모듈(41)은 기 설정된 주기(T) 마다 데이터 입출력모듈(43), 소비전류 측정모듈(44), 입출력데이터 검출모듈(45)을 동작시켜 전력데이터, 입출력 데이터, 제1 핑-데이터가 검출되도록 한다.

또한 제어모듈(41)은 근거리 통신인터페이스모듈(42)을 제어하여 검출된 전력데이터, 입출력 데이터, 제1 핑-데이터가 컨트롤러(3)로 전송되도록 한다.

또한 제어모듈(41)은 컨트롤러(3)로부터 리셋명령 데이터를 전송받으면, 리셋처리모듈(48)을 구동시킨다.

또한 제어모듈(41)은 컨트롤러(3)로부터 해당 교통장비(5)의 동작을 제어하기 위한 구동제어데이터를 전송받으면, 전송받은 구동제어데이터를 구동제어모듈(47)로 입력하여 컨트롤러(3)의 제어에 따라 연결된 교통장비(5)의 동작이 이루어지도록 한다

근거리 통신인터페이스모듈(42)은 근거리 통신망(11)을 통해 컨트롤러(3)와 데이터를 송수신한다.

데이터 입출력모듈(43)은 연결된 교통장비(5)와 데이터를 입출력한다.

소비전류 측정모듈(44)은 연결된 교통장비(5)로 전력을 출력하는 릴레이에 설치된 전류센서의 소비전류를 이용하여 전력데이터를 검출한다.

입출력데이터 검출모듈(45)은 해당 교통장비(5)와의 입출력데이터를 검출한다.

핑-데이터 검출모듈(46)은 제1 핑-테스트(Ping-Test)를 수행하여 제1 핑-데이터를 검출한다.

구동제어모듈(47)은 해당 교통장비(5)의 동작 및 구동을 제어한다.

리셋처리모듈(48)은 해당 교통장비(5) 및 자신의 리셋(재부팅)을 수행한다.

전력공급모듈(49)은 해당 교통장비(5)로 전력을 공급한다.

도 6은 도 1의 컨트롤러를 나타내는 블록도이다.

컨트롤러(3)는 도 6에 도시된 바와 같이, 제어부(31)와, 메모리(32), 통신 인터페이스부(33), 비상방송 관리부(34), 장비관리부(35), 환기관리부(36)로 이루어진다.

제어부(31)는 컨트롤러(3)의 O.S(Operating System)이며, 제어대상(32), (33), (34), (35), (36)들을 관리 및 제어한다.

또한 제어부(31)는 제1 루프검지기(52)의 IOT 장비와, 제2 루프검지기(52)의 IOT 장비, 카메라(54)들의 IOT 장비로부터 데이터를 수신 받으면, 수신 받은 데이터를 비상방송 관리부(34)로 입력한다.

또한 제어부(31)는 주기(T) 마다 각 IOT 장비(4)로부터 전송받는 전력데이터, 입출력데이터 및 제1 핑-데이터를 장비관리부(35)로 입력한다.

또한 제어부(31)는 풍향/풍속 센서(56)의 IOT 장비 및 오염도센서(57)의 IOT 장비로부터 전송받는 데이터를 환기관리부(36)로 입력한다.

메모리(32)에는 컨트롤러(3) 및 IOT 장비(4)들 각각의 식별코드정보 및 통신식별정보가 저장된다.

또한 메모리(32)에는 각 IOT 장비(4)로부터 전송받은 데이터들이 저장된다. 이때 IOT 장비(4)로부터 송신되는 데이터는 전력데이터, 입출력데이터, 제1 핑-데이터, 촬영영상, 루프신호들, 풍향/풍속 데이터, 오염도측정값, 촬영영상 등이 될 수 있다.

또한 메모리(32)에는 장비관리부(35)의 동작상태 정보 생성모듈(351)에 의해 생성되는 동작상태 정보들과, 장애여부 판단모듈(352)에 의해 판단된 결과데이터가 저장된다.

또한 메모리(32)에는 기 설정된 장애검출 알고리즘이 저장된다.

또한 메모리(32)에는 기 설정된 출력대상 검출 알고리즘이 저장된다.

통신 인터페이스부(33)는 통신망(10) 및 근거리 통신망(11)과 접속하여 관제센터서버(7) 및 IOT 장비(4)들과 데이터를 송수신한다.

도 7은 도 6의 비상방송 관리부를 나타내는 블록도이다.

비상방송 관리부(34)는 도 7에 도시된 바와 같이, 감지데이터 분석모듈(341), 영상분석모듈(342), 교통정보 생성모듈(343), 출력대상 결정모듈(344), 비상방송 음향데이터 송출 제어모듈(345)로 이루어진다.

감지데이터 분석모듈(341)은 제1 루프검지기(51) 및 제2 루프검지기(52)의 IOT 장비(4)들로부터 전송받은 루프신호를 분석하며, 검출된 분석데이터를 교통정보 생성모듈(343)로 입력한다.

영상분석모듈(342)은 카메라(53)들의 IOT 장비(4)로부터 전송받은 촬영영상을 분석하여 영상 내 차량객체를 검출함과 동시에 검출된 차량객체의 궤적을 추적한다. 이때 촬영영상의 분석을 통해 영상 내 차량객체를 검출하며, 검출된 차량객체의 궤적을 추적하는 기술은 영상시스템에 있어서 통상적으로 사용되는 기술이기 때문에 상세한 설명은 생략하기로 한다.

또한 영상분석모듈(342)은 검출된 분석데이터를 교통정보 생성모듈(343)로 입력한다.

교통정보 생성모듈(343)은 감지데이터 분석모듈(341)로부터 입력된 분석데이터 및 영상분석모듈(342)로부터 입력된 분석데이터를 활용 및 가공하여 터널을 주행 중인 차량들에 대한 정보인 ‘터널 내 교통정보’를 생성한다.

이때 터널 내 교통정보는 차량점유율, 차량수(N), 정체율, 속도 등을 포함하고, 루프신호 또는 영상분석을 통해 교통정보를 생성하는 기술은 ITS에 있어서 통상적으로 사용되는 기술이기 때문에 상세한 설명은 생략하기로 한다.

또한 교통정보 생성모듈(343)은 `터널 내 교통정보`가 생성되면, 생성된 `터널 내 교통정보`를 메모리(32)에 저장한다.

이때 제어부(31)는 교통정보 생성모듈(343)에 의해 터널 내 교통정보가 생성되면, 통신 인터페이스부(33)를 제어하여 생성된 터널 내 교통정보가 관제센터서버(7)로 전송되도록 한다.

또한 교통정보 생성모듈(343)은 만약 관제센터서버(7)로부터 비상방송 음향데이터를 전송받으면 현재의 `터널 내 교통정보`를 출력대상 결정모듈(344)로 입력한다.

즉 출력대상 결정모듈(344)은 관제센터서버(7)로부터 비상방송 음향데이터를 전송받을 때, 상세하게로는 관제센터서버(7)에 의해 비상방송이 필요하다고 판단되는 경우 구동된다.

또한 출력대상 결정모듈(344)은 교통정보 생성모듈(343)로부터 터널 내 교통정보를 입력받으면, 메모리(32)에 저장된 터널길이 정보, 스피커들의 수량 및 위치정보를 추출한다.

또한 출력대상 결정모듈(344)은 입력된 `터널 내 교통정보`, 터널길이 정보, 스피커들의 수량 및 위치정보를 입력값으로 하여 기 설정된 출력대상 검출 알고리즘을 이용하여 스피커(53-1), ..., (53-N)들 중 비상방송이 출력될 스피커인 출력대상을 결정한다. 이때 출력대상 결정모듈(344)에 의해 검출되는 출력대상의 수량은 `터널 내 교통정보`의 차량 수(N) 정보와 비례하는 것이 바람직하다. 그 이유는 터널 내 차량이 10대인 경우와, 1대인 경우를 비교하였을 때 10대인 경우가 1대인 경우와 비교하여 다수의 스피커들에서 출력되는 것이 가청성을 높일 수 있다.

또한 출력대상 결정모듈(344)은 출력대상이 결정되면, 결정된 출력대상 정보를 비상방송 음향데이터 송출 제어모듈(345)로 입력한다.

비상방송 음향데이터 송출 제어모듈(345)은 스피커(53-1), ..., (53-N)들 각각에 대한 스위치모듈을 포함하며, 출력대상 결정모듈(344)로부터 입력된 출력대상 정보에 따라 각 스피커의 스위치를 제어하여 입력된 출력대상의 스피커들로 비상방송 음향데이터가 송출되도록 한다.

도 8은 도 7의 컨트롤러의 비상방송 관리부의 출력대상 결정모듈에 적용되는 출력대상 검출 알고리즘을 설명하기 위한 예시도이다.

도 8은 발명의 컨트롤러(3)의 출력대상 결정모듈(344)에 적용되는 출력대상 검출 알고리즘의 일실시예이고, `터널 내 교통정보` 중 차량 수(N)를 기준으로 출력대상을 결정하는 것으로 예를 들어 설명하기로 한다. 이때 출력대상 검출 알고리즘이 출력대상을 검출하는 방식은 이에 한정되지 않는다.

도 8에 도시된 바와 같이, 터널(20) 내부에 5개의 스피커(53-1), (53-2), (53-3), (53-4), (53-5)들이 설치되고, `터널 내 교통정보`의 차량수(N)가 `5`라고 가정할 때, 출력대상 결정모듈(344)은 전체 스피커(53-1), (53-2), (53-3), (53-4), (53-5)들 중 제1, 3, 5 스피커(53-1), (53-3), (53-5)들을 출력대상으로 결정할 수 있다.

도 9는 도 6의 장비관리부를 나타내는 블록도이다.

장비관리부(35)는 통신 인터페이스부(33)를 통해 기 설정된 주기(T) 마다 각 IOT 장비(4)들로부터 전송받은 해당 교통장비(5)의 전력데이터, 입출력데이터 및 제1 핑-데이터를 입력받으면, 입력받은 데이터들을 분석하여 각 IOT 장비(4)의 장애여부를 판별함과 동시에 장애가 발생되었다고 판단될 때 해당 IOT 장비 또는 자신(3)을 리셋 시켜 장애에 대한 신속한 대처가 이루어지도록 한다.

또한 장비관리부(35)는 도 9에 도시된 바와 같이, 제2 핑-테스트 모듈(350)과, 동작상태 정보 생성모듈(35), 장애여부 판단모듈(36), 리셋대상 결정모듈(37), 리셋제어모듈(38), 장애복구 판단모듈(39)로 이루어진다.

또한 장비관리부(35)는 통신 인터페이스부(33)를 통해 관제센터서버(7)로부터 장애발생 확인데이터를 전송받으면, 전송받은 장애발생 확인데이터를 리셋대상 결정모듈(353)로 입력한다.

제2 핑-테스트 모듈(350)은 컨트롤러(3) 자체의 핑-테스트(Ping-test)를 수행하여 제2 핑-데이터를 검출한다.

즉 컨트롤러(3)의 장비관리부(35)는 IOT 장비(4)들로부터 전송 받은 제1 핑-데이터를 통해 해당 IOT 장비(4)의 통신 상태를 점검하되, 제2 핑-테스트 모듈(350)에 의해 검출된 제2 핑-데이터를 통해 컨트롤러(3) 자체의 통신 상태를 점검할 수 있게 된다.

동작상태 정보 생성모듈(351)은 IOT 장비(4)들로부터 전송 받아 입력된 전력데이터를 분석 및 가공하여 전력상태 정보를 생성한다.

또한 동작상태 정보 생성모듈(351)은 IOT 장비(4)들로부터 전송 받아 입력된 입출력데이터를 분석 및 가공하여 입출력상태 정보를 생성한다.

또한 동작상태 정보 생성모듈(35)은 IOT 장비(4)들로부터 전송 받아 입력된 제1 핑-데이터를 분석 및 가공하여 IOT 장비의 통신상태 정보인 제1 통신상태 정보를 생성하며, 제2 핑-테스트 모듈(350)에 의해 검출된 제2 핑-데이터를 분석 및 가공하여 컨트롤러(3) 자체의 통신상태 정보인 제2 통신상태 정보를 생성한다.

다시 말하면, 동작상태 정보 생성모듈(351)은 전력상태 정보, 입출력상태 정보, 제1 통신상태 정보 및 제2 통신상태 정보를 포함하는 동작상태 정보를 생성한다.

또한 동작상태 정보 생성모듈(351)에 의해 생성된 동작상태 정보는 장애여부 판단모듈(352)로 입력된다.

장애여부 판단모듈(352)은 기 설정된 장애검출 알고리즘을 이용하여 동작상태 정보 생성모듈(351)로부터 입력된 동작상태 정보의 전력상태, 입출력상태, 제1 통신상태 및 제2 통신상태 정보를 분석하여 장애여부를 판단한다.

이때 장애검출 알고리즘은 전력상태, 입출력상태, 제1 통신상태 및 제2 통신상태 정보를 기 설정된 임계치들 각각에 비교하여 임계치를 벗어나는지의 여부에 따라 장애여부를 판단하는 것으로 구성될 수 있다.

또한 장애여부 판단모듈(352)은 전술하였던 도 5의 IOT 장비(4)들의 핑-데이터 검출모듈(46)에 의해 검출된 제1 핑-데이터로부터 생성된 제1 통신데이터가 임계치를 벗어나거나 또는 전력상태 및 입출력상태가 임계치를 벗어나는 경우, 해당 IOT 장비에 장애가 발생하였다고 판단한다.

또한 장애여부 판단모듈(352)은 제2 핑-테스트 모듈(350)에 의해 검출된 제2 핑-데이터로부터 생성된 제2 통신데이터가 임계치를 벗어나는 경우, 컨트롤러(3) 자체에 장애가 발생하였다고 판단한다.

리셋대상 결정모듈(353)은 장애여부 판단모듈(352)에 의해 판단된 결과에 따라 리셋대상을 결정한다.

즉 리셋대상 결정모듈(353)은 만약 장애여부 판단모듈(352)에 의해 IOT 장비(4)들 중 적어도 하나 이상에 장애가 발생하였다고 판단되면 리셋대상을 해당 IOT 장비로 결정하고, 만약 장애여부 판단모듈(352)에 의해 컨트롤러(3) 자체에 장애가 발생하였다고 판단되면, 리셋대상을 컨트롤러(3)로 결정한다.

이때 장비관리부(35)는 리셋대상 결정모듈(353)에 의해 만약 리셋대상이 컨트롤러(3) 자체로 결정되면 리셋제어모듈(354)을 구동시키고, 만약 리셋대상 결정모듈(353)에 의해 만약 리셋대상이 IOT 장비로 결정되면, 해당 IOT 장비로 리셋명령 데이터가 전송되도록 한다.

또한 리셋대상 결정모듈(353)은 통신 인터페이스부(33)를 통해 관제센터서버(7)로부터 전송받은 장애발생 확인데이터를 입력받으면, 입력된 시점부터 기 설정된 임계시간 이전 사이(이하 탐색주기라고 함) 동안 장애여부 판단모듈(352)에 의해 동일한 내용의 장애가 발생되었다고 판단되었는지를 비교한다.

또한 리셋대상 결정모듈(353)은 만약 탐색주기 동안 장애여부 판단모듈(352)에 의해 동일한 내용의 장애가 발생되었다고 판단된 적이 있으면, 별도의 동작을 수행하지 않고, 만약 탐색주기 동안 장애여부 판단모듈(36)에 의해 동일한 내용의 장애가 발생되었다고 판단된 적이 없으면, 리셋대상을 컨트롤러(3)로 결정한다.

리셋제어모듈(354)은 리셋대상 결정모듈(353)에 의해 리셋대상이 컨트롤러(3) 자체로 결정될 때 구동된다.

또한 리셋제어모듈(354)은 구동 시 리셋대상인 컨트롤러(3)를 리셋(재부팅) 시킨다.

즉 리셋제어모듈(354)은 리셋대상 결정모듈(353)에 의해 리셋대상이 컨트롤러(3) 자체로 결정될 때 구동되어 컨트롤러(3)를 리셋 시킴으로써 컨트롤러(3) 자체의 장애가 신속하게 복구될 수 있도록 한다.

장애복구 판단모듈(355)은 1)리셋명령 데이터가 송신된 해당 IOT 장비의 리셋이 이루어진 이후에도 장애여부 판단모듈(352)에 의해 해당 IOT 장비의 장애가 지속적으로 발생되는지를 검출하며, 2)리셋제어모듈(354)에 의해 컨트롤러(3) 자체의 리셋이 이루어진 이후에도 장애여부 판단모듈(352)에 의해 컨트롤러(3)의 장애가 지속적으로 발생되는지를 검출한다.

또한 장애복구 판단모듈(352)은 만약 리셋 이후 장애가 다시 반복되는 경우, 리셋으로 장애를 해결할 수 없음을 나타내는 장애지속 확인데이터를 생성한다.

이때 장애복구 판단모듈(352)에 의해 생성된 장애지속 확인데이터는 관제센터서버(7)로 전송되고, 관제센터서버(7)는 컨트롤러(3)로부터 장애지속 데이터를 전송받으면, 해당 현장을 담당하는 관리자단말기(9)로 이러한 정보를 포함하는 알림정보를 전송함으로써 리셋(재부팅) 만으로 장애가 해결되지 않은 경우 신속한 현장 대응이 가능하도록 한다.

도 10은 도 6의 환기관리부를 나타내는 블록도이고, 도 11은 본 발명의 환기장치를 설명하기 위한 예시도이다.

도 10의 환기관리부(36)는 통신 인터페이스부(33)를 통해 풍향/풍속 센서(56) 및 오염도센서(57)로부터 전송받은 풍향/풍속 데이터 및 오염도 측정값이 입력된다.

또한 환기관리부(36)는 오염도 비교모듈(361)과, 환기 판단모듈(362), 환기장치 방향 검출모듈(363), 풍향/풍속 검출모듈(364), 방향 변경여부 판단모듈(365), 일치여부 비교모듈(366), 환기장치 회동 판단모듈(367), 구동데이터 생성모듈(368)로 이루어진다.

이때 본 발명의 환기장치(55)를 도 11로 예를 들어 설명하면, 환기장치(55)는 도 11에 도시된 바와 같이, 전후면에 개구부가 형성되는 하우징(552)과, 하우징(552)의 내부에 회전 가능하도록 설치되는 회전날개(551)와, 상기 회전날개를 회전시키는 구동수단(미도시)과, 하우징(552)을 고정 및 지지하는 고정플레이트(553)와, 고정플레이트(553)를 회동시키기 위한 회동수단(555)을 포함한다.

즉 환기장치(55)는 구동수단에 의하여 회전날개(551)가 회전하여 풍력을 발생시킴과 동시에 회동수단(555)에 의하여 고정플레이트(553)가 회동 가능하도록 구성된다.

오염도 비교모듈(361)은 오염도센서(57)로부터 전송받은 오염도 측정값과, 기 설정된 임계치를 비교한다.

이때 임계치는 터널 내 환기가 필요하다고 판단할 수 있는 오염도 최소값으로 정의된다.

환기 판단모듈(362)은 만약 오염도 비교모듈(361)에 의해 오염도 측정값이 임계치를 초과하면 환기장치(55)의 구동이 필요하다고 판단하며, 만약 오염도 비교모듈(361)에 의해 오염도 측정값이 임계치 미만이면 환기장치(55)의 구동이 필요하지 않다고 판단한다.

또한 환기 판단모듈(362)은 오염도 측정값이 임계치를 초과하여 환기장치(55)의 구동이 필요하다고 판단하면, 환기장치 방향 검출모듈(363)을 구동시킨다.

환기장치 방향 검출모듈(363)은 환기장치(55)에서 풍속을 발생시키는 방향(바람이 부는 방향, 이하 배치방향이라고 함)을 검출한다.

즉 환기장치 방향 검출모듈(363)은 환기장치(55)의 배치방향이 ‘+X’ 인지 또는 ‘-X’ 인지를 검출한다.

또한 환기장치 방향 검출모듈(363)에 의해 검출된 환기장치(55)의 배치방향은 일치여부 비교모듈(366)로 입력된다.

풍향/풍속 검출모듈(364)은 풍향/풍속 센서(56)로부터 전송받은 풍향/풍속 데이터를 분석하여 X축 성분의 풍속 및 풍향을 검출한다.

즉 풍향/풍속 검출모듈(364)은 터널 내 바람의 방향인 풍향과, 바람의 크기인 풍속을 검출한다.

방향 변경여부 판단모듈(365)은 풍향/풍속 검출모듈(364)에 의해 검출된 풍속의 크기를 임계치와 비교한다. 이때 임계치는 환기장치(55)의 배치방향 및 풍향의 일치가 필요하다고 판단할수 있는 풍속의 최소값으로 정읜된다.

또한 방향 변경여부 판단모듈(365)은 만약 검출된 풍속의 크기가 임계치 이상이면 환기장치(55)를 풍향에 일치시킬 필요가 있다고 판단하며, 일치여부 비교모듈(366)을 구동시킨다.

또한 방향 변경여부 판단모듈(365)은 만약 검출된 풍속의 크기가 임계치 미만이면 환기장치(55)를 풍향에 일치시킬 필요가 없다고 판단하며, 구동데이터 생성모듈(368)을 구동시킨다.

일치여부 비교모듈(366)은 풍향/풍속 검출모듈(364)에 의해 검출된 풍향과, 환기장치(55)의 배치방향을 비교한다.

환기장치 회동 판단모듈(367)은 만약 일치여부 비교모듈(366)에 의해 환기장치(55)의 배치방향이 검출된 풍향과 일치하면, 환기장치(55)의 회동이 필요하지 않다고 판단하며, 만약 일치여부 비교모듈(366)에 의해 환기장치(55)의 배치방향이 검출된 풍향과 일치하지 않으면, 환기장치(55)의 회동이 필요하다고 판단한다.

구동데이터 생성모듈(368)은 환기장치(55)의 구동수단을 제어하기 위한 제어데이터 및 회동수단(555)을 제어하기 위한 제어데이터를 포함하는 구동데이터를 생성한다.

또한 구동데이터 생성모듈(368)에 의해 생성된 구동데이터는 제어부(31)의 제어에 따라 해당 IOT 장비로 전송된다.

이와 같이 본 발명의 일실시예인 리모트 터널 관리시스템(1)은 터널 내벽에 복수개의 스피커들을 설치하여 외부로부터 비상방송 음향데이터를 전송받을 때 스피커들을 통해 비상방송을 출력하되, 감지수단에 의해 검출된 감지데이터를 이용하여 터널 내 교통정보를 생성한 후 생성된 터널 내 교통정보에 따라 스피커들 중 출력이 이루어져야 할 스피커인 출력대상을 결정하며, 결정된 출력대상의 스피커들에서만 비상방송이 출력되도록 구성됨으로써 터널 내 차량의 상태에 따라 비상방송이 출력되어 간단한 구성으로 터널 내 방송의 가청성을 높일 수 있게 된다.

또한 본 발명의 리모트 터널 관리시스템(1)은 기 설정된 출력대상 검출 알고리즘을 이용하여 터널 내 교통정보, 터널길이, 터널 내 스피커들의 수량 및 위치 정보 등을 감안하여 출력대상을 결정함으로써 모든 스피커들에서 비상방송이 출력됨에 따라 메아리 현상으로 인해 오히려 가청성이 떨어지는 종래의 문제점을 획기적으로 해결할 수 있다.

또한 본 발명의 리모트 터널 관리시스템(1)은 스피커들 중 출력대상으로 선정된 스피커들에서만 비상방송 출력이 이루어지기 때문에 스피커들 전체에서 비상방송이 출력되는 경우와 비교하여 장비고장, 점검 및 교체를 절감시킬 수 있게 된다.

또한 본 발명의 리모트 터널 관리시스템(1)은 컨트롤러가 각 교통장비에 연결되어 제1-핑데이터, 전력데이터 및 입출력데이터를 검출하는 IOT 장비들로부터 데이터를 전송받으면, 전송받은 데이터를 분석하여 IOT 장비 및 교통장비의 장애를 판단하며, 만약 IOT 장비 및 교통장비의 장애가 판단되는 경우 해당 IOT 장비를 리셋 시키도록 구성됨으로써 장애 발생 시 신속한 현장 대응이 가능하여 장애로 인한 피해를 최소화할 수 있게 된다.

또한 본 발명의 리모트 터널 관리시스템(1)은 컨트롤러가 IOT 장비뿐만 아니라 컨트롤러 자체의 제2 핑-테스트를 수행하도록 구성되고, 만약 컨트롤러 자체의 제2 핑-테스트에 의해 장애가 발생되었다고 판단되는 경우 자신을 리셋시키도록 구성됨으로써 컨트롤러의 일시적인 부하로 인한 판단 오류를 절감시켜 장애 복구 효율성을 획기적으로 높일 수 있다.

또한 본 발명의 리모트 터널 관리시스템(1)은 관제센터서버가 컨트롤러로부터 전송받은 동작상태 정보를 분석하여 각 IOT 장비 및 교통장비의 장애 여부를 판단하도록 구성됨으로써 장애 발생 여부에 대한 정확성 및 신뢰도를 더욱 높일 수 있다.

또한 본 발명의 리모트 터널 관리시스템(1)은 컨트롤러가 관제센터서버로부터 장애발생 확인데이터를 전송받으면, 탐색주기 동안 장애가 발생된 적이 있으면 별도의 동작을 수행하지 않되, 탐색주기 동안 장애가 발생된 적이 없으면 리셋대상을 컨트롤러로 결정함으로써 컨트롤러의 일시적인 부하로 인해 장애를 검출하지 못하는 상황이 발생하더라도, 이를 신속하게 해결 및 대응할 수 있게 된다.

또한 본 발명의 리모트 터널 관리시스템(1)은 환기장치가 회동수단에 의하여 하우징의 회동이 가능하도록 구성되고, 컨트롤러가 터널 내 오염도가 임계치를 초과하는 경우, 환기장치를 구동시키되, 풍향에 따라 바람이 발생되도록 환기장치를 회동시키도록 구성됨으로써 환기효율성을 극대화시킬 수 있다.

1:리모트 터널 관리시스템 3:컨트롤러
4:IOT 장비들 5:교통장비들 7:관제센터서버
9:관리자단말기 10:통신망 11:근거리 통신망
20:터널 31:메모리 32:제어부
33:통신 인터페이스부 34:비상방송 관리부 35:장비관리부
36:환기관리부 41:제어모듈
42:근거리 통신 인터페이스 모듈
43:데이터 입출력모듈 44:소비전류 측정모듈
45:입출력데이터 검출모듈 46:핑-데이터 검출모듈
47:구동제어모듈 48:리셋처리모듈
49:전력공급모듈

Claims (3)

1. 터널 내부의 차량 수(N), 평균 속도, 정체율, 점유율을 검출할 수 있는 감지수단들;
   상기 터널 내부에 이격되게 설치되어 수신 받은 비상방송 음향데이터를 출력하는 스피커들;
   상기 감지수단들로부터 감지데이터를 전송받는 컨트롤러;
   상기 컨트롤러는 비상방송 관리부를 더 포함하고,
   상기 비상방송 관리부는
   상기 감지수단들로부터 전송받은 감지데이터를 분석하여 차량 수(N), 평균 속도, 정체율, 점유율 중 적어도 하나 이상을 포함하는 ‘터널 내 교통정보’를 생성하는 교통정보 생성모듈;
   기 설정된 출력대상 검출 알고리즘을 이용하여 상기 `터널 내 교통정보`를 분석하여 상기 스피커들 중 비상방송이 출력될 스피커들인 출력대상을 결정하는 출력대상 결정모듈;
   상기 스피커들 각각의 스위치모듈을 포함하며, 상기 출력대상 결정모듈에 의해 결정된 출력대상의 스피커들로 비상방송 음향데이터를 송출하는 비상방송 음향데이터 송출 제어모듈을 포함하고,
   상기 출력대상 검출 알고리즘은 상기 `터널 내 교통정보`와, 기 설정된 터널길이 정보, 상기 스피커들의 수량 및 위치정보를 분석하여 출력대상을 결정하고,
   상기 출력대상 검출 알고리즘에 의해 검출되는 출력대상의 수량은 상기 `터널 내 교통정보`의 차량 수(N) 정보와 비례하고,
   상기 교통장비들은
   상기 터널 내부에 설치되어 풍향 및 풍속을 검출하는 적어도 하나 이상의 풍향/풍속 센서와, 상기 터널 내부에 설치되어 상기 터널 내부의 공기 오염도를 검출하는 적어도 하나 이상의 오염도센서와, 상기 터널 내부 천장에 이격되게 설치되어 풍력을 발생시키는 적어도 하나 이상의 환기장치를 포함하고,
   상기 풍향/풍속 센서 및 및 상기 오염도센서는 연결된 IOT 장비들을 통해 풍향/풍속 데이터 및 오염도 측정값을 상기 컨트롤러로 전송하고,
   상기 환기장치는 전후면에 개구부가 형성되는 하우징과, 상기 하우징의 내부에 회전 가능하도록 설치되는 회전날개와, 상기 회전날개를 회전시키는 구동수단과, 상기 하우징을 고정 및 지지하는 고정플레이트와, 상기 고정플레이트를 회동시키는 회동수단을 포함하고,
   상기 컨트롤러는 환기관리부를 더 포함하고,
   상기 환기관리부는
   상기 오염도센서의 IOT 장비로부터 전송받은 오염도 측정값을 임계치에 비교하여 오염도 측정값이 임계치를 초과하면 상기 환기장치의 구동이 필요하다고 판단하는 환기 판단모듈;
   상기 환기 판단모듈에 의해 상기 환기장치의 구동이 필요하다고 판단될 때 구동되며, 상기 터널의 일측 진입/진출로에서 타측 진입/진출로를 향하는 방향을 X축이라고 할 때, 상기 환기장치에서 발생되는 풍력의 방향인 배치방향이 ‘+X’ 인지 또는 ‘-X’ 인지를 검출하는 환기장치 방향 검출모듈;
   상기 풍향/풍속 센서의 IOT 장비로부터 전송받은 풍향/풍속 데이터를 통해 터널 내 풍속 및 풍향을 검출하는 풍향/풍속 검출모듈;
   상기 풍향/풍속 검출모듈에 의해 검출된 풍속의 크기를 제2 임계치와 비교하며, 만약 풍속의 크기가 제2 임계치 이상이면 상기 환기장치의 배치방향을 풍향에 일치시킬 필요가 있다고 판단하며, 만약 풍속의 크기가 제2 임계치 미만이면 상기 환기장치의 배치방향을 풍향에 일치시킬 필요가 없다고 판단하는 방향 변경여부 판단모듈;
   상기 방향 변경여부 판단모듈에 의해 풍속의 크기가 제2 임계치 이상일 때 구동되며, 상기 환기장치 방향 검출모듈에 의해 검출된 상기 환기장치의 배치방향과 상기 풍향/풍속 검출모듈에 의해 검출된 풍향을 비교하며, 만약 상기 환기장치의 배치방향이 풍향과 일치하면 상기 환기장치의 회동이 필요하다고 판단하며, 만약 상기 환기장치의 배치방향이 풍향과 일치하지 않으면 상기 환기장치의 회동이 필요하지 않다고 판단하는 환기장치 회동 판단모듈;
   상기 환기장치의 상기 구동수단을 제어하기 위한 제어데이터 및 상기 회동수단을 제어하기 위한 제어데이터를 포함하는 구동데이터를 생성하는 구동데이터 생성모듈을 더 포함하고,
   상기 환기관리부는 상기 구동데이터 생성모듈에 의해 생성된 구동데이터를 상기 환기장치의 IOT로 전송하는 것을 특징으로 하는 리모트 터널 관리시스템.
2. 청구항 제1항에 있어서, 상기 리모트 터널 관리시스템은
   터널 내 설치되어 기 설정된 동작 및 연산처리를 수행하는 교통장비들;
   상기 교통장비들 각각에 연동되게 설치되고, 핑-테스트(Ping-test)를 수행하는 핑-데이터 검출모듈과, 연결된 교통장비의 리셋(Reset)을 제어하는 리셋처리모듈을 포함하는 IOT 장비들;
   상기 IOT 장비들로부터 제1 핑-데이터를 전송받는 컨트롤러;
   상기 컨트롤러 및 상기 IOT 장비들 사이의 데이터 이동경로를 제공하는 근거리 유무선 통신망을 포함하고,
   상기 컨트롤러는 장비관리부를 더 포함하고,
   상기 장비관리부는
   상기 IOT 장비들로부터 전송받은 제1 핑-데이터를 분석하여 통신상태 정보를 포함하는 동작상태 정보를 생성하는 동작상태 정보 생성모듈;
   기 설정된 장애검출 알고리즘을 이용하여 상기 IOT 장비들로부터 전송받은 제1 핑-데이터를 분석하여 각 IOT 장비의 장애여부를 판단하는 장애여부 판단모듈을 더 포함하고,
   상기 장비관리부는 상기 장애여부 판단모듈에 의해 장애가 발생되었다고 판단될 때 해당 IOT 장비로 리셋명령 데이터가 전송되도록 하고, 상기 IOT 장비들은 상기 컨트롤러로부터 리셋명령 데이터를 전송받으면, 상기 리셋처리모듈에 의해 리셋 되고,
   상기 장비관리부는
   상기 컨트롤러의 핑-테스트를 수행하여 제2 핑-데이터를 검출하는 제2 핑-테스트 모듈;
   리셋 대상을 결정하는 리셋대상 결정모듈;
   상기 리셋대상 결정모듈에 의해 리셋대상이 자신으로 결정되면, 상기 컨트롤러를 자체적으로 리셋 시키는 리셋제어모듈을 더 포함하고,
   상기 리셋대상 결정모듈은
   상기 장애여부 판단모듈이 상기 제1 핑-데이터를 통해 장애가 발생하였다고 판단하면 리셋대상을 해당 IOT로 결정하며, 상기 제2 핑-데이터를 통해 장애가 발생하였다고 판단하면 리셋대상을 상기 컨트롤러로 결정하고,
   상기 리모트 터널 관리시스템은 관제센터서버를 더 포함하고,
   상기 관제센터서버는
   상기 컨트롤러로부터 전송받은 제1 핑- 데이터 및 제2 핑-데이터를 분석하여 상기 IOT 장비들 및 상기 컨트롤러의 장애여부를 2차적으로 판단한 후 장애가 발생되었다고 판단될 때 상기 컨트롤러로 장애발생 확인데이터를 전송하고,
   상기 컨트롤러의 상기 장비관리부는
   상기 관제센터서버로부터 장애발생 확인데이터를 전송받으면, 상기 리셋대상 결정모듈이 전송받은 시점부터 기 설정됨 임계시간 이전 사이인 탐색주기 동안에 상기 관제센터서버로부터 전송받은 장애발생 확인데이터와 동일한 내용의 장애가 발생되었다고 판단된 적이 있는지를 탐색하며, 만약 탐색주기 동안 동일한 내용의 장애가 발생되었다고 판단된 적이 있으면 별도의 동작을 수행하지 않고, 만약 탐색주기 동안 동일한 내용의 장애가 발생되었다고 판단된 적이 없으면 리셋대상을 상기 컨트롤러로 결정하고,
   상기 컨트롤러는
   상기 리셋대상 결정모듈에 의해 결정된 리셋대상의 리셋이 이루어진 이후에도 장애가 지속되는지를 판단하는 장애복구 판단모듈을 더 포함하고,
   상기 장비관리부는 상기 장애복구 판단모듈에 의해 장애가 지속된다고 판단되는 경우 상기 관제센터서버로 장애가 지속되고 있음을 나타내는 장애지속 확인데이터를 전송하고,
   상기 관제센터서버는 상기 컨트롤러로부터 장애지속 확인데이터를 전송받으면, 해당 현장의 관리자의 단말기로 알림정보를 전송하는 것을 특징으로 하는 리모트 터널 관리시스템.
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