KR102029323B1 - 침수 범람 방지를 위한 자동 호안 기립 시스템 및 그 방법 - Google Patents

Abstract

침수 범람에 따른 피해를 사전에 방지할 수 있는 침수 범람 방지를 위한 자동 호안 기립 시스템 및 그 방법이 개시된다.
본 발명은 기상 정보, 해양 정보 및 지리 정보 중 적어도 하나를 이용하여, 파랑의 월파에 의한 침수 범람을 예측하고, 시뮬레이션을 수행하여, 이를 통해 태폭풍 내습 시 제방을 처오르는 월파에 의한 침수 범람을 정확히 예측함과 동시에 피해를 사전에 방지할 수 있도록 호안 기립을 제어하는 효과가 있다.

Description

침수 범람 방지를 위한 자동 호안 기립 시스템 및 그 방법{SYSTEM AND METHOD FOR AUTOMATIC FLOOD PREVENTION}

본 발명은 자동 호안 기립 시스템 및 그 방법에 관한 것으로서, 기상 정보, 해양 정보 및 지리 정보 중 적어도 하나를 이용하여, 파랑의 월파에 의한 침수 범람을 예측하고, 시뮬레이션하여 호안을 자동으로 기립시킴으로써, 월파에 따른 침수 범람을 방지하기 위한 침수 범람 방지를 위한 자동 호안 기립 시스템 및 그 방법에 관한 것이다.

우리나라 연안은 54% 이상이 자연 해안보다는 제방 등과 같은 기타 인공 해안으로 형성되어 있다. 이러한 우리나라 연안의 특징에 의하여, 태풍 내습 시 연안 저지대가 받는 피해는 태풍에 의한 해일 범람이 아닌 파랑이 제방을 넘어 올라오면서 발생하는 월파 범람에 의하여 발생한다.

이러한 월파 범람을 방지하기 위해, 직립 제방 또는 경사 지대에 테트라포트 또는 피복석이 설치되어 있지만, 오히려 이로 인해, 제방 전후에서 수심이 급변함으로써, 수학적으로 특이해가 발생하게 되어, 이러한 자연 현상을 효과적으로 모의할 수 없는 어려움이 존재하였다.

또한, 연안 제방을 건설할 경우, 주기적으로 발생하는 파랑에 대응하는 마루 높이를 설정해야 하므로, 통상적인 태폭풍 해일 즉, 태폭풍시 외조위 변화와 함께 폭풍 해일에 기인한 해수면 상승에 의한 범람이 거의 발생하지 않는 것으로 모의 실험 상 결과가 도출된다. 하지만, 실제 파랑의 처오름과 월파로 인한 범람이 빈번하게 발생하고 있는바, 이를 효과적으로 모의하고 예측하는 방법이 필요한 상황이다.

그리고 최근 지구 온난화로 인한 해수면 상승과 태풍 규모의 변화로 파랑에 의한 월파량이 허용 월파량을 초과하면서 월파 피해가 증가할 것으로 예상되고 있는바, 이러한 월파 피해를 방지하기 위한 기술이 필요한 시점이다.

또한, 기존의 침수 범람 방지 구조물은 대부분 외수위가 높아짐에 따라 수압을 이용하여 기립하도록 설계되었거나 사전에 공기를 주입 또는 유압을 이용하여 기립하도록 설계되었다.

하지만, 월파나 너울에 의한 침수 범람은 외수위가 천단고보다 낮은 상태에서도 충분히 발생할 수 있기 때문에 외수위를 고려하여 수압에 따라 기립하는 기존 구조물은 월파에 따른 침수를 방지할 수 없는 문제가 있었다.

대한민국 등록특허공보 제10-1828369호(2018.02.06. 등록)

따라서, 이러한 문제점을 해결하기 위한 본 발명의 첫 번째 목적은 직립 제방이든 경사 제방이든 제방의 형상에 상관없이 월파량을 계산할 수 있으며, 다양한 변수를 반영함으로써, 월파량 계산의 정확도를 향상시킬 수 있으며, 계산된 월파량을 이용하여, 시뮬레이션을 수행하고, 이러한 과정을 통해 태폭풍 내습 시 제방을 처오르는 월파에 의한 침수 범람을 정확히 예측함과 동시에 이를 이용하여 피해를 사전에 방지할 수 있도록 호안을 자동으로 기립시킬 수 있고, 태풍 해일에 의한 수치예측 결과(해일고 또는 월파에 의한 침수가능 높이)가 자동 호안 기립의 평상시 천단고 보다 높게 나와 월파/범람/침수의 피해 발생이 예측될 경우 자동으로 호안을 기립시킴으로써 월파/범람/침수 피해를 방지할 수 있으며, 연안 도시내 방재시스템에 예측 정보를 함께 전달하여 빌딩 지하 주차장, 지하 시설물, 지하 대피소 등 침수 피해 가능성이 있는 곳에서 대비할 수 있도록 정보를 전달할 수 있고, 호안 기립 높이를 해일고에 대응하도록 하여 에너지 사용을 최소화할 수 있는 침수 범람 방지를 위한 자동 호안 기립 시스템을 제공하는 것이다.

또한, 두 번째 목적은 직립 제방이든 경사 제방이든 제방의 형상에 상관없이 월파량을 계산할 수 있으며, 다양한 변수를 반영함으로써, 월파량 계산의 정확도를 향상시킬 수 있으며, 계산된 월파량을 이용하여, 시뮬레이션을 수행하고, 이러한 과정을 통해 태폭풍 내습 시 제방을 처오르는 월파에 의한 침수 범람을 정확히 예측함과 동시에 이를 이용하여 피해를 사전에 방지할 수 있도록 호안을 자동으로 기립시킬 수 있고, 태풍 해일에 의한 수치예측 결과(해일고 또는 월파에 의한 침수가능 높이)가 자동 호안 기립의 평상시 천단고 보다 높게 나와 월파/범람/침수의 피해 발생이 예측될 경우 자동으로 호안을 기립시킴으로써 월파/범람/침수 피해를 방지할 수 있으며, 연안 도시내 방재시스템에 예측 정보를 함께 전달하여 빌딩 지하 주차장, 지하 시설물, 지하 대피소 등 침수 피해 가능성이 있는 곳에서 대비할 수 있도록 정보를 전달할 수 있고, 호안 기립 높이를 해일고에 대응하도록 하여 에너지 사용을 최소화할 수 있는 침수 범람 방지를 위한 자동 호안 기립 방법을 제공하는 것이다.

상기 첫 번째 목적을 달성하기 위하여 본 발명은, 외부 서버로부터 기상 정보, 해양 정보 및 지리 정보 중 적어도 하나를 수신하고, 상기 기상 정보, 해양 정보 및 지리 정보 중 적어도 하나를 이용하여, 월파에 의한 침수 범람 여부를 판단하는 침수 범람 예측 장치 및 상기 침수 범람 예측 장치의 판단 결과, 월파에 의한 침수 범람이 발생하였다고 판단된 경우, 상기 침수 범람 예측 장치로부터 월파에 의한 침수 범람 발생 경고를 수신하고, 설정된 호안을 기립시키는 호안 기립 제어 장치를 포함하는 자동 호안 기립 시스템을 제공한다.

상기 침수 범람 예측 장치는 외부 서버로부터 기상 정보, 해양 정보 및 지리 정보 중 적어도 하나를 수신하는 통신부, 상기 기상 정보, 해양 정보 및 지리 정보 중 적어도 하나를 이용하여, 침수 범람 조건을 판단하는 조건 판단부, 침수 범람 예측을 위한 하나 이상의 산정식을 저장하고 있는 저장부, 상기 조건 판단부가 판단한 침수 범람 조건과 상기 저장부가 저장하고 있는 산정식을 매칭하는 매칭부, 상기 매칭부가 매칭한 산정식에 의한 월파량을 계산하는 월파량 계산부 및 상기 월파량 계산부가 계산한 월파량을 반영하여, 월파 침수 시뮬레이션을 수행하는 시뮬레이션부를 포함할 수 있다.

상기 침수 범람 예측 장치는 상기 시뮬레이션부가 수행한 월파 침수 시뮬레이션을 디스플레이하는 디스플레이부를 포함할 수 있다.

상기 조건 판단부는 월파 침수를 예방하기 위해 설치된 구조물의 형태가 직립 구조물인지 경사 구조물인지 판단할 수 있다.

상기 조건 판단부는 월파 발생 여부를 판단할 수 있다.

상기 조건 판단부는 월파가 발생하였다고 판단한 경우, 파랑의 마루 높이가 직립 구조물의 상단 높이 이상인지 미만인지 판단할 수 있다.

상기 조건 판단부는 월파가 발생하였다고 판단한 경우, 파랑의 마루 높이가 경사 구조물의 상단 높이 이상인지 미만인지 판단할 수 있다.

상기 매칭부는 상기 조건 판단부의 판단 결과, 상기 구조물이 경사 구조물이며, 월파 발생 여부를 판단할 수 없는 경우, 이와 상응하는 산정식을 상기 저장부가 저장하고 있는 하나 이상의 산정식 중 어느 하나를 선택하여 매칭할 수 있다.

상기 조건 판단부는 상기 파랑의 마루 높이가 상기 직립 구조물의 상단 높이 이상인 경우, 상기 파랑이 비충격파(non-impulsive wave)인지 여부를 판단하며, 상기 매칭부는 상기 조건 판단부의 판단 결과, 상기 파랑이 비충격파인 경우, 확률론적 월파량 산정식 및 결정론적 월파량 산정식 중 어느 하나를 이용할 것인지 결정할 수 있다.

상기 조건 판단부는 상기 파랑의 마루 높이가 상기 직립 구조물의 상단 높이 미만인 경우, 상기 파랑이 충격파(impulsive wave)인지 비충격파(non-impulsive wave)인지 판단하며, 상기 매칭부는 상기 조건 판단부의 판단 결과를 이용하여, 확률론적 월파량 산정식 및 결정론적 월파량 산정식 중 어느 하나를 이용할 것인지 결정할 수 있다.

상기 조건 판단부는 상기 파랑의 마루 높이가 경사 구조물의 상단 높이 이상인 경우, 상기 파랑이 쇄파(breaking wave)인지 비쇄파(non-breaking wave)인지 판단하며, 상기 매칭부는 상기 조건 판단부의 판단 결과를 이용하여, 상기 저장부가 저장하고 있는 하나 이상의 산정식 중 어느 하나를 선택하여 매칭할 수 있다.

상기 조건 판단부는 상기 파랑의 마루 높이가 경사 구조물의 상단 높이 미만인 경우, 상기 파랑이 쇄파(breaking wave)인지 비쇄파(non-breaking wave)인지 판단할 수 있다.

상기 매칭부는 상기 조건 판단부의 판단 결과, 상기 파랑이 충격파인 경우, 상기 파랑에 의해 발생하는 경사파(Oblique wave)의 효과 및 상기 결정 결과를 고려하여, 상기 저장부가 저장하고 있는 하나 이상의 산정식 중 어느 하나를 선택하여 매칭할 수 있다.

상기 매칭부는 상기 조건 판단부의 판단 결과, 상기 파랑이 비충격파이며, 결정론적 월파량 산정식을 이용하는 것으로 결정된 경우, 상기 파랑에 의해 발생하는 경사파(Oblique wave)의 효과를 고려하여, 상기 저장부가 저장하고 있는 하나 이상의 산정식 중 어느 하나를 선택하여 매칭할 수 있다.

상기 조건 판단부는 상기 파랑에 의해 발생하는 경사파(Oblique wave)의 효과 유무를 판단하며, 경사파(Oblique wave)의 효과가 있는 경우, 상기 경사 구조물의 일면에 추가 구조물이 설치되어 있는지 여부를 판단하고, 상기 매칭부는 상기 조건 판단부의 판단 결과를 이용하고, 상기 파랑에 의해 발생하는 경사파(Oblique wave)의 효과 및 추가 구조물의 유무를 고려하여, 상기 저장부가 저장하고 있는 하나 이상의 산정식 중 어느 하나를 선택하여 매칭할 수 있다.

상기 매칭부는 상기 조건 판단부의 판단 결과를 이용하여, 확률론적 월파량 산정식 및 결정론적 월파량 산정식 중 어느 하나를 이용할 것인지 결정하며, 상기 결정에 상응하는 산정식을 상기 저장부가 저장하고 있는 하나 이상의 산정식 중 어느 하나를 선택하여 매칭할 수 있다.

상기 두 번째 목적을 달성하기 위하여 본 발명은, 외부 서버로부터 통신부가 기상 정보, 해양 정보 및 지리 정보 중 적어도 하나를 수신하는 단계, 조건 판단부가 상기 기상 정보, 해양 정보 및 지리 정보 중 적어도 하나를 이용하여, 침수 범람 조건을 판단하는 단계, 매칭부가 상기 조건 판단부가 판단한 침수 범람 조건과 저장부가 저장하고 있는 산정식을 매칭하는 단계, 월파량 계산부가 상기 매칭부가 매칭한 산정식에 의한 월파량을 계산하는 단계, 시뮬레이션부가 상기 월파량 계산부가 계산한 월파량을 반영하여, 월파 침수 시뮬레이션을 수행하는 단계, 상기 시뮬레이션부가 월파 침수 시뮬레이션을 수행한 결과, 월파에 의한 침수가 발생하였다고 판단한 경우, 호안 기립 제어 장치가 상기 통신부로부터 월파에 의한 침수 범람 발생 경고를 수신하는 단계 및 상기 호안 기립 제어 장치가 설정된 호안을 기립시키는 단계를 포함하는 자동 호안 기립 방법을 제공한다.

상기 자동 호안 기립 방법은 디스플레이부가 상기 시뮬레이션부가 수행한 월파 침수 시뮬레이션을 디스플레이하는 단계를 포함할 수 있다.

상기 조건 판단부가 상기 기상 정보, 해양 정보 및 지리 정보 중 적어도 하나를 이용하여, 침수 범람 조건을 판단하는 단계는 상기 조건 판단부가 월파 침수를 예방하기 위해 설치된 구조물의 형태가 직립 구조물인지 경사 구조물인지 판단하는 단계를 포함할 수 있다.

상기 조건 판단부가 월파 침수를 예방하기 위해 설치된 구조물의 형태가 직립 구조물인지 경사 구조물인지 판단하는 단계는 상기 조건 판단부가 월파 발생 여부를 판단하는 단계를 포함할 수 있다.

상기 조건 판단부가 월파 발생 여부를 판단하는 단계는 상기 조건 판단부가 월파가 발생하였다고 판단한 경우, 파랑의 마루 높이가 직립 구조물의 상단 높이 이상인지 미만인지 판단하는 단계를 포함할 수 있다.

상기 조건 판단부가 월파 발생 여부를 판단하는 단계는 상기 조건 판단부가 월파가 발생하였다고 판단한 경우, 파랑의 마루 높이가 경사 구조물의 상단 높이 이상인지 미만인지 판단하는 단계를 포함할 수 있다.

상기 매칭부가 상기 조건 판단부가 판단한 침수 범람 조건과 저장부가 저장하고 있는 산정식을 매칭하는 단계는 상기 매칭부가 상기 조건 판단부의 판단 결과, 상기 구조물이 경사 구조물이며, 월파 발생 여부를 판단할 수 없는 경우, 이와 상응하는 산정식을 상기 저장부가 저장하고 있는 하나 이상의 산정식 중 어느 하나를 선택하여 매칭하는 단계를 포함할 수 있다.

상기 조건 판단부가 월파가 발생하였다고 판단한 경우, 파랑의 마루 높이가 직립 구조물의 상단 높이 이상인지 미만인지 판단하는 단계는 상기 조건 판단부가 상기 파랑의 마루 높이가 상기 직립 구조물의 상단 높이 이상인 경우, 상기 파랑이 비충격파(non-impulsive wave)인지 여부를 판단하는 단계를 포함하며, 상기 매칭부가 상기 조건 판단부가 판단한 침수 범람 조건과 저장부가 저장하고 있는 산정식을 매칭하는 단계는 상기 매칭부가 상기 조건 판단부의 판단 결과, 상기 파랑이 비충격파인 경우, 확률론적 월파량 산정식 및 결정론적 월파량 산정식 중 어느 하나를 이용할 것인지 결정하는 단계를 포함할 수 있다.

상기 조건 판단부가 월파가 발생하였다고 판단한 경우, 파랑의 마루 높이가 직립 구조물의 상단 높이 이상인지 미만인지 판단하는 단계는 상기 조건 판단부가 상기 파랑의 마루 높이가 상기 직립 구조물의 상단 높이 미만인 경우, 상기 파랑이 충격파(impulsive wave)인지 비충격파(non-impulsive wave)인지 판단하는 단계를 포함하며, 상기 매칭부가 상기 조건 판단부가 판단한 침수 범람 조건과 저장부가 저장하고 있는 산정식을 매칭하는 단계는 상기 매칭부가 상기 조건 판단부의 판단 결과를 이용하여, 확률론적 월파량 산정식 및 결정론적 월파량 산정식 중 어느 하나를 이용할 것인지 결정하는 단계를 포함할 수 있다.

상기 조건 판단부가 월파가 발생하였다고 판단한 경우, 파랑의 마루 높이가 경사 구조물의 상단 높이 이상인지 미만인지 판단하는 단계는 상기 조건 판단부가 상기 파랑의 마루 높이가 경사 구조물의 상단 높이 이상인 경우, 상기 파랑이 쇄파(breaking wave)인지 비쇄파(non-breaking wave)인지 판단하는 단계를 포함하며, 상기 매칭부가 상기 조건 판단부가 판단한 침수 범람 조건과 저장부가 저장하고 있는 산정식을 매칭하는 단계는 상기 매칭부가 상기 조건 판단부의 판단 결과를 이용하여, 상기 저장부가 저장하고 있는 하나 이상의 산정식 중 어느 하나를 선택하여 매칭하는 단계를 포함할 수 있다.

상기 조건 판단부가 월파가 발생하였다고 판단한 경우, 파랑의 마루 높이가 경사 구조물의 상단 높이 이상인지 미만인지 판단하는 단계는 상기 조건 판단부가 상기 파랑의 마루 높이가 경사 구조물의 상단 높이 미만인 경우, 상기 파랑이 쇄파(breaking wave)인지 비쇄파(non-breaking wave)인지 판단하는 단계를 포함할 수 있다.

상기 매칭부가 상기 조건 판단부의 판단 결과를 이용하여, 확률론적 월파량 산정식 및 결정론적 월파량 산정식 중 어느 하나를 이용할 것인지 결정하는 단계는 상기 매칭부가 상기 조건 판단부의 판단 결과, 상기 파랑이 충격파인 경우, 상기 파랑에 의해 발생하는 경사파(Oblique wave)의 효과 및 상기 결정 결과를 고려하여, 상기 저장부가 저장하고 있는 하나 이상의 산정식 중 어느 하나를 선택하여 매칭하는 단계를 포함할 수 있다.

상기 매칭부가 상기 조건 판단부의 판단 결과를 이용하여, 확률론적 월파량 산정식 및 결정론적 월파량 산정식 중 어느 하나를 이용할 것인지 결정하는 단계는 상기 매칭부가 상기 조건 판단부의 판단 결과, 상기 파랑이 비충격파이며, 결정론적 월파량 산정식을 이용하는 것으로 결정된 경우, 상기 파랑에 의해 발생하는 경사파(Oblique wave)의 효과를 고려하여, 상기 저장부가 저장하고 있는 하나 이상의 산정식 중 어느 하나를 선택하여 매칭하는 단계를 포함할 수 있다.

상기 조건 판단부가 상기 파랑의 마루 높이가 경사 구조물의 상단 높이 미만인 경우, 상기 파랑이 쇄파(breaking wave)인지 비쇄파(non-breaking wave)인지 판단하는 단계는 상기 조건 판단부가 상기 파랑에 의해 발생하는 경사파(Oblique wave)의 효과 유무를 판단하며, 경사파(Oblique wave)의 효과가 있는 경우, 상기 경사 구조물의 일면에 추가 구조물이 설치되어 있는지 여부를 판단하는 단계를 포함하며, 상기 매칭부가 상기 조건 판단부가 판단한 침수 범람 조건과 저장부가 저장하고 있는 산정식을 매칭하는 단계는 상기 매칭부가 상기 조건 판단부의 판단 결과를 이용하고, 상기 파랑에 의해 발생하는 경사파(Oblique wave)의 효과 및 추가 구조물의 유무를 고려하여, 상기 저장부가 저장하고 있는 하나 이상의 산정식 중 어느 하나를 선택하여 매칭하는 단계를 포함할 수 있다.

상기 매칭부가 상기 조건 판단부가 판단한 침수 범람 조건과 저장부가 저장하고 있는 산정식을 매칭하는 단계는 상기 매칭부가 상기 조건 판단부의 판단 결과를 이용하여, 확률론적 월파량 산정식 및 결정론적 월파량 산정식 중 어느 하나를 이용할 것인지 결정하는 단계 및 상기 매칭부가 상기 결정에 상응하는 산정식을 상기 저장부가 저장하고 있는 하나 이상의 산정식 중 어느 하나를 선택하여 매칭하는 단계를 포함할 수 있다.

상기에서 설명한 침수 범람 방지를 위한 자동 호안 기립 시스템 및 그 방법에 의하면, 직립 제방이든 경사 제방이든 제방의 형상에 상관없이 월파량을 계산할 수 있으며, 다양한 변수를 반영함으로써, 월파량 계산의 정확도를 향상시킬 수 있으며, 계산된 월파량을 이용하여, 시뮬레이션을 수행하고, 이러한 과정을 통해 태폭풍 내습 시 제방을 처오르는 월파에 의한 침수 범람을 정확히 예측함과 동시에 이를 이용하여 피해를 사전에 방지할 수 있도록 호안을 자동으로 기립시킬 수 있고, 태풍 해일에 의한 수치예측 결과(해일고 또는 월파에 의한 침수가능 높이)가 자동 호안 기립의 평상시 천단고 보다 높게 나와 월파/범람/침수의 피해 발생이 예측될 경우 자동으로 호안을 기립시킴으로써 월파/범람/침수 피해를 방지할 수 있으며, 연안 도시내 방재시스템에 예측 정보를 함께 전달하여 빌딩 지하 주차장, 지하 시설물, 지하 대피소 등 침수 피해 가능성이 있는 곳에서 대비할 수 있도록 정보를 전달할 수 있으며, 호안 기립 높이를 해일고에 대응하도록 하여 에너지 사용을 최소화할 수 있고, 월파에 의한 침수 범람을 방지하기 위해 천단고를 높이지 않아도 되는바, 연안도시의 조망권 확보에 도움을 줄 수 있으며, 월파 방지를 위한 해상 공사를 보다 편리하게 수행할 수 있는바 경제적 및 사회적으로 이득을 가져오며, 연안도시의 인명, 재산 및 국도 보호에 크게 기여할 수 있는 효과가 있다.

도 1은 본 발명의 일 실시예인 침수 범람 방지를 위한 자동 호안 기립 시스템의 개략적인 구성을 나타낸 도면이다.
도 2는 본 발명의 일 구성인 침수 범람 예측 장치의 개략적인 구성을 나타낸 도면이다.
도 3은 월파 발생 시, 파랑의 마루 높이가 직립 구조물의 상단 높이 이상 또는 미만 여부의 판단을 설명하기 위한 도면이다.
도 4는 월파 발생 시, 파랑의 마루 높이가 경사 구조물의 상단 높이 이상 또는 미만 여부의 판단을 설명하기 위한 도면이다.
도 5는 파랑에 의해 발생하는 경사파(Oblique wave)를 설명하기 위한 도면이다.
도 6은 본 발명의 일 실시예인 침수 범람 방지를 위한 자동 호안 기립 방법의 개략적인 흐름을 나타낸 도면이다.

본 명세서 및 청구범위에 사용된 용어나 단어는 통상적이거나 사전적인 의미로 한정 해석되지 아니하며, 발명자는 그 사용자의 발명을 가장 최선의 방법으로 설명하기 위해 용어의 개념을 적절하게 정의할 수 있다는 원칙에 입각하여 본 발명의 기술적 사상에 부합하는 의미와 개념으로 해석되어야만 한다.

명세서 전체에서, 어떤 부분이 어떤 구성요소를 “포함”한다고 할 때, 이는 특별히 반대되는 기재가 없는 한 다른 구성요소를 제외하는 것이 아니라 다른 구성요소를 더 포함할 수 있는 것을 의미한다. 또한, 명세서에 기재된 “…부”, “…기”, “…단”, “모듈”, “장치” 등의 용어는 적어도 하나의 기능이나 동작을 처리하는 단위를 의미하며, 이는 하드웨어 및/또는 소프트웨어의 결합으로 구현될 수 있다.

본 발명의 실시 예에서 사용되는 용어에 대해 간략히 설명하고, 본 실시 예들에 대해 구체적으로 설명하기로 한다.

본 발명의 실시 예에서 사용되는 용어는 본 발명에서의 기능을 고려하면서 가능한 현재 널리 사용되는 일반적인 용어들을 선택하였으나, 이는 당 분야에 종사하는 기술자의 의도 또는 판례, 새로운 기술의 출현 등에 따라 달라질 수 있다. 또한, 특정한 경우는 출원인이 임의로 선정한 용어도 있으며, 이 경우 해당되는 실시예들의 설명 부분에서 상세히 그 의미를 기재할 것이다. 따라서 본 실시예들에서 사용되는 용어는 단순한 용어의 명칭이 아닌, 그 용어가 가지는 의미와 본 실시예들의 전반에 걸친 내용을 토대로 정의되어야 한다.

본 발명의 실시 예에서, 제1, 제2 등과 같이 서수를 포함하는 용어는 다양한 구성요소들을 설명하는데 사용될 수 있지만, 상기 구성요소들은 상기 용어들에 의해 한정되지는 않는다. 상기 용어들은 하나의 구성요소를 다른 구성요소로부터 구별하는 목적으로만 사용된다. 예를 들어, 본 발명의 권리 범위를 벗어나지 않으면서 제1 구성요소는 제2 구성요소로 명명될 수 있고, 유사하게 제2 구성요소도 제1 구성요소로 명명될 수 있다. 및/또는 이라는 용어는 복수의 관련된 기재된 항목들의 조합 또는 복수의 관련된 기재된 항목들 중의 어느 항목을 포함한다.

또한, 본 발명의 실시 예에서, 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다.

또한, 본 발명의 실시 예에서, "포함하다" 또는 "가지다" 등의 용어는 명세서상에 기재된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.

또한, 본 발명의 실시 예에서, ‘모듈’ 혹은 ‘부’는 적어도 하나의 기능이나 동작을 수행하며, 하드웨어 또는 소프트웨어로 구현되거나 하드웨어와 소프트웨어의 결합으로 구현될 수 있다. 또한, 복수의‘모듈’ 혹은 복수의‘부’는 특정한 하드웨어로 구현될 필요가 있는 ‘모듈’ 혹은 ‘부’를 제외하고는 적어도 하나의 모듈로 일체화되어 적어도 하나의 프로세서로 구현될 수 있다.

또한, 본 발명의 실시 예에서, 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.

이하, 본 발명의 실시 예를 첨부한 도면들을 참조하여 상세히 설명하기로 한다.

도 1은 본 발명의 일 실시예인 침수 범람 방지를 위한 자동 호안 기립 시스템의 개략적인 구성을 나타낸 도면이고, 도 2는 본 발명의 일 구성인 침수 범람 예측 장치의 개략적인 구성을 나타낸 도면이며, 도 3은 월파 발생 시, 파랑의 마루 높이가 직립 구조물의 상단 높이 이상 또는 미만 여부의 판단을 설명하기 위한 도면이고, 도 4는 월파 발생 시, 파랑의 마루 높이가 경사 구조물의 상단 높이 이상 또는 미만 여부의 판단을 설명하기 위한 도면이며, 도 5는 파랑에 의해 발생하는 경사파(Oblique wave)를 설명하기 위한 도면이다.

도 1 내지 도 5를 참고하면, 자동 호안 기립 시스템(10)은 침수 범람 예측 장치(100), 외부 서버(200) 및 호안 기립 제어 장치(300)를 포함할 수 있다.

그리고 침수 범람 예측 장치(100)는 통신부(110), 조건 판단부(120), 저장부(130), 매칭부(140), 월파량 계산부(150), 시뮬레이션부(160) 및 디스플레이부(170)를 포함할 수 있다.

또한, 침수 범람 예측 장치(100)는 외부 서버(200)로부터 기상 정보, 해양 정보 및 지리 정보 중 적어도 하나를 수신하고, 기상 정보, 해양 정보 및 지리 정보 중 적어도 하나를 이용하여, 월파에 의한 침수 범람 여부를 판단할 수 있다.

그리고 호안 기립 제어 장치(300)는 침수 범람 예측 장치(100)의 판단 결과, 월파에 의한 침수 범람이 발생하였다고 판단된 경우, 침수 범람 예측 장치(100)로부터 월파에 의한 침수 범람 발생 경고를 수신할 수 있고, 호안 기립 제어 장치(300)는 설정된 호안을 기립시킬 수 있다.

여기서, 호안 기립 제어 장치(300)는 수압을 이용한 경우, 유압을 이용한 경우 등과 같이 다양한 동력원을 이용하여 호안을 기립시킬 수 있으며, 호안을 기립시키는 동력원이 제한되지는 않는다.

또한, 호안 기립 제어 장치(300)는 특정 범위에 무게 감지 센서 등이 설치됨으로써, 특정 범위에 무게가 감지되거나 주변에 사람이 존재한다고 판단하는 경우, 호안 기립 과정에서 발생할 수 있는 안전 사고를 예방하기 위해 경고음 등을 출력할 수 있다.

통신부(110)는 외부 서버(200)로부터 기상 정보, 해양 정보 및 지리 정보 중 적어도 하나를 수신할 수 있다.

여기서 통신부(110)는 외부 서버(200)뿐만 아니라, 입력부(미도시)와의 통신을 통해 기상 정보, 해양 정보 및 지리 정보 중 적어도 하나를 수신할 수 있다.

입력부(미도시)는 사용자 명령을 입력받기 위해 터치 입력부, 버튼, 음성 입력부, 모션 입력부, 키보드, 마우스 등과 같은 다양한 입력 장치를 포함할 수 있으며, 이러한 입력부(미도시)는 키 패드(key pad), 돔 스위치 (dome switch), 터치 패드(정압/정전), 조그 휠, 조그 스위치 등으로 구성될 수 있다.

또한, 입력부(미도시)는 터치 패드가 디스플레이부(170)와 상호 레이어 구조를 이룰 수 있으며, 이를 터치 스크린이라 부를 수 있다.

그리고 입력부(미도시)를 구성하는 터치 패드가 디스플레이부(170)와 상호 레이어 구조를 이루어 터치 스크린으로 구성되는 경우, 후술할 디스플레이부(170)는 디스플레이 장치 이외에 입력 장치 즉, 입력부(미도시)로도 사용될 수 있다. 즉, 디스플레이부(170)와 입력부(미도시)는 하나로 구성될 수 있다.

터치 스크린은 터치 입력 위치, 터치 된 면적뿐만 아니라 터치 입력 압력까지도 검출할 수 있도록 구성될 수 있다. 또한, 터치 스크린은 터치(real-touch)뿐만 아니라 근접 터치(proximity touch)도 검출될 수 있도록 구성될 수 있다.

그리고 통신부(110)는 유선 또는 무선 통신을 이용함으로써, 외부 서버(200) 및 호안 기립 제어 장치(300) 중 적어도 하나와 데이터를 송수신할 수 있다.

또한, 무선 통신의 경우, 와이파이 칩, 블루투스 칩, NFC칩, 무선 통신 칩 등과 같은 다양한 통신 칩이 이용될 수 있다. 이때, 와이파이 칩, 블루투스 칩, NFC 칩은 각각 WiFi 방식, 블루투스 방식, NFC 방식으로 통신을 수행한다. 이 중 NFC 칩은 135kHz, 13.56MHz, 433MHz, 860~960MHz, 2.45GHz 등과 같은 다양한 RF-ID 주파수 대역들 중에서 13.56MHz 대역을 사용하는 NFC(Near Field Communication) 방식으로 동작하는 칩을 의미한다. 와이파이 칩이나 블루투스 칩을 이용하는 경우에는 SSID 및 세션 키 등과 같은 각종 연결 정보를 먼저 송수신하여, 이를 이용하여 통신 연결한 후 각종 정보들을 송수신할 수 있다. 무선 통신 칩은 IEEE, 지그비, 3G(3rd Generation), 3GPP(3rd Generation Partnership Project), LTE(Long Term Evoloution) 등과 같은 다양한 통신 규격에 따라 통신을 수행하는 칩을 의미한다.

상술한 기상 정보는 기상에 관한 관측 자료, 지식, 보도 내용으로서, 일기예보, 기상 통보, 기상 특보, 기상 주의보, 기상 경보 등을 포함할 수 있으며, 비, 눈, 바람, 구름, 기온, 기압 등 대기에서 일어나는 기상현상에 대한 관측 및 측정, 예측 자료를 포함할 수 있다.

또한, 해양 정보는 특정한 해역이나 특정 바닷가 지방을 대상으로 바람, 날씨의 일반적인 상황과 폭풍우 상황을 의미할 수 있으며, 해양 예보, 폭풍우 경보 등을 포함할 수 있다.

그리고 지리 정보는 지리 정보는 한 장소의 위치와 공간 형태를 나타내는 공간 자료, 장소의 특성을 나타내는 속성 자료, 다른 장소 및 현상들과의 관계를 나타내는 관계 자료를 포함할 수 있다.

그리고 조건 판단부(120)는 기상 정보, 해양 정보 및 지리 정보 중 적어도 하나를 이용하여 침수 범람 조건을 판단할 수 있다.

또한, 조건 판단부(120)는 월파 침수를 예방하기 위해 설치된 구조물의 형태가 직립 구조물인지 경사 구조물인지 판단할 수 있다.

이후 조건 판단부(120)는 특정 지역 또는 특정 해안의 월파 발생 여부를 판단할 수 있다.

이러한 조건 판단부(120)의 특정 지역 또는 특정 해안의 월파 발생 여부 판단은 기상 정보, 해양 정보 및 지리 정보 중 적어도 하나를 이용하여 수행될 수 있다.

또한, 조건 판단부(120)는 특정 지역 또는 특정 해안에 월파가 발생하였다고 판단한 경우, 파랑의 마루 높이가 직립 구조물의 상단 높이 이상인지 미만인지 판단할 수 있다.

보다 구체적으로, 도 3을 참고할 경우 도 3의 (a)는 파랑의 마루 높이가 직립 구조물의 상단 높이 미만인 경우를 나타낸 것이며, 도 3의 (b)는 파랑의 마루 높이가 직립 구조물의 상단 높이 이상인 경우를 나타낸 것이다.

이처럼 조건 판단부(120)는 기상 정보, 해양 정보 및 지리 정보 중 적어도 하나를 이용하여 월파가 발생하였다고 판단한 경우, 파랑의 마루 높이가 직립 구조물의 상단 높이 이상인지 미만인지 판단할 수 있다.

그리고 조건 판단부(120)는 월파가 발생하였다고 판단한 경우, 파랑의 마루 높이가 경사 구조물의 상단 높이 이상인지 미만인지 판단할 수 있다.

보다 구체적으로, 도 4를 참고할 경우 도 4의 (a)는 파랑의 마루 높이가 경사 구조물의 상단 높이 미만인 경우를 나타낸 것이며, 도 4의 (b)는 파랑의 마루 높이가 경사 구조물의 상단 높이 이상인 경우를 나타낸 것이다.

이처럼 조건 판단부(120)는 기상 정보, 해양 정보 및 지리 정보 중 적어도 하나를 이용하여 월파가 발생하였다고 판단한 경우, 파랑의 마루 높이가 경사 구조물의 상단 높이 이상인지 미만인지 판단할 수 있다.

그리고 조건 판단부(120)는 파랑의 마루 높이가 직립 구조물의 상단 높이 이상인 경우, 파랑이 비충격파(non-impulsive wave)인지 여부를 판단할 수 있다.

여기서 비충격파(non-impulsive wave)는 충격파의 반대로서, 수직 구조물에서 솟구치는 파를 의미하는 것이며, 구조물에 충격을 주지 않는 것 파를 의미한다.

또한, 조건 판단부(120)는 파랑의 마루 높이가 직립 구조물의 상단 높이 미만인 경우, 파랑이 충격파(impulsive wave)인지 비충격파(non-impulsive wave)인지 판단할 수 있다.

여기서 충격파(impulsive wave)는 구조물에 부딪쳐 부서지는 파, 즉 충격을 주는 파를 의미하며, 짧은 시간 내에 급격히 작용한 힘이 응력파의 형식으로 전파되는 것을 의미한다.

그리고 조건 판단부(120)는 파랑의 높이가 경사 구조물의 상단 높이 이상인 경우, 파랑이 쇄파(breaking wave)인지 비쇄파(non-breaking wave)인지 판단할 수 있다.

여기서 쇄파(breaking wave)는 파도가 얕은 바다에 가까워지면 주기는 변하지 않으나 파장은 짧아지고. 파고는 높아지며, 파형이 대칭형에서부터 점차 앞쪽이 급경사로 되어 부서지는 파를 의미한다.

그리고 비쇄파(non-breaking wave)는 쇄파가 아닌 파를 의미한다.

또한, 조건 판단부(120)는 파랑의 높이가 경사 구조물의 상단 높이 미만인 경우, 파랑이 쇄파(breaking wave)인지 비쇄파(non-breaking wave)인지 판단할 수 있다.

그리고 조건 판단부(120)는 파랑에 의해 발생하는 경사파(Oblique wave)의 효과 유무를 판단할 수 있으며, 판단 결과, 경사파(Oblique wave)의 효과가 있는 경우, 경사 구조물의 일면에 추가 구조물이 설치되어 있는지 여부를 판단할 수 있다.

여기서 경사파(Oblique wave) 및 경사파(Oblique wave)의 효과는 후술한다.

또한, 저장부(130)는 침수 범람 예측을 위한 하나 이상의 산정식을 저장할 수 있다.

보다 구체적으로 저장부(130)가 저장하고 있는 하나 이상의 산정식은 기 사용되어 지고 있는 월파량 산정식을 의미하는 것으로, EurOtop의 산정식이 포함될 수 있다.

그리고 매칭부(140)는 조건 판단부(120)가 판단한 침수 범람 조건과 저장부(130)가 저장하고 있는 산정식을 매칭할 수 있다.

또한, 매칭부(140)는 조건 판단부(120)의 판단 결과, 구조물이 경사 구조물이며, 월파 발생 여부를 판단할 수 없는 경우, 이와 상응하는 산정식을 저장부(130)가 저장하고 있는 하나 이상의 산정식 중 어느 하나를 선택하여 매칭할 수 있다.

그리고 매칭부(140)는 조건 판단부(120)의 판단 결과, 파랑이 비충격파인 경우, 확률론적 월파량 산정식 및 결정론적 월파량 산정식 중 어느 하나를 이용할 것인지 결정할 수 있다.

여기서 확률론적 월파량 산정식은 수리실험으로 계측된 월파량의 평균값을 나타내는 식을 의미하며, 결정론적 월파량 산정식은 확률론적 월파량 산정식에서 표준편차만큼 증가시킨 식을 의미한다.

매칭부(140)는 조건 판단부(120)의 판단 결과를 이용하여, 확률론적 월파량 산정식 및 결정론적 월파량 산정식 중 어느 하나를 이용할 것인지 결정할 수 있다.

보다 구체적으로, 매칭부(140)는 조건 판단부(120)의 판단 결과, 즉 파랑의 마루 높이가 직립 구조물의 상단 높이 미만인 경우에, 파랑이 충격파(impulsive wave)라면, 파랑이 충격파(impulsive wave)일 경우와 상응하는 확률론적 월파량 산정식 및 결정론적 월파량 산정식 중 어느 하나를 이용할 것인지 결정할 수 있다.

그리고 매칭부(140)는 조건 판단부(120)의 판단 결과, 즉 파랑의 마루 높이가 직립 구조물의 상단 높이 미만인 경우에, 파랑이 비충격파(non-impulsive wave)라면, 파랑이 비충격파(non-impulsive wave)일 경우와 상응하는 확률론적 월파량 산정식 및 결정론적 월파량 산정식 중 어느 하나를 이용할 것인지 결정할 수 있다.

매칭부(140)는 조건 판단부(120)의 판단 결과를 이용하여, 저장부(130)가 저장하고 있는 하나 이상의 산정식 중 어느 하나를 선택하여 매칭할 수 있다.

보다 구체적으로, 매칭부(140)는 조건 판단부(120)의 판단 결과, 즉 파랑의 마루 높이가 경사 구조물의 상단 높이 이상인 경우에, 파랑이 쇄파(breaking wave)라면, 저장부(130)가 저장하고 있는 하나 이상의 산정식 중 파랑이 쇄파(breaking wave)일 경우와 상응하는 산정식을 선택하여 매칭할 수 있다.

그리고 매칭부(140)는 조건 판단부(120)의 판단 결과, 즉 파랑의 마루 높이가 경사 구조물의 상단 높이 이상인 경우에, 파랑이 비쇄파(non-breaking wave)라면, 저장부(130)가 저장하고 있는 하나 이상의 산정식 중 파랑이 비쇄파(non-breaking wave)일 경우와 상응하는 산정식을 선택하여 매칭할 수 있다.

또한, 매칭부(140)는 조건 판단부(120)의 판단 결과, 즉 파랑의 마루 높이가 직립 구조물의 상단 높이 미만인 경우에, 파랑이 충격파(impulsive wave)라면, 파랑에 의해 발생하는 경사파(Oblique wave)의 효과와 더불어 확률론적 월파량 산정식 및 결정론적 월파량 산정식 중 어느 하나를 이용할 것인지 결정한 결정 결과를 고려하여, 저장부(130)가 저장하고 있는 하나 이상의 산정식 중 어느 하나를 선택하여 매칭할 수 있다.

경사파(Oblique wave)는 방파제 즉, 구조물에 경사지게 입사하는 파랑을 의미한다. 그리고 경사파(Oblique wave)의 효과는 방파제 즉, 구조물에 경사지게 입사하는 경사파의 경우, 파랑의 입사각에 따라 월파량의 증감이 나타나는 바 이러한 월파량의 증감을 의미한다.

파랑의 입사각(β)은 도 5를 참고하면, 구조물(20)과 수직된 방향을 의미하는 1점 쇄선과 구조물에 입사하는 파랑의 진행 방향을 나타낸 파선 사이의 각도로 확인할 수 있다.

또한, 매칭부(140)는 조건 판단부(120)의 판단 결과, 즉 파랑의 마루 높이가 직립 구조물의 상단 높이 미만인 경우에, 파랑이 비충격파(non-impulsive wave)이며, 결정론적 월파량 산정식을 이용하는 것으로 결정된 경우, 파랑에 의해 발생하는 경사파(Oblique wave)의 효과를 고려하여, 저장부(130)가 저장하고 있는 하나 이상의 산정식 중 어느 하나를 선택하여 매칭할 수 있다.

그리고 매칭부(140)는 조건 판단부(120)의 판단 결과, 즉 파랑의 마루 높이가 경사 구조물의 상단 높이 미만인 경우, 파랑에 의해 발생하는 경사파(Oblique wave)의 효과 및 추가 구조물의 유무를 고려하여, 저장부(130)가 저장하고 있는 하나 이상의 산정식 중 어느 하나를 선택하여 매칭할 수 있다.

또한, 매칭부(140)는 조건 판단부(120)의 판단 결과, 즉 파랑의 마루 높이가 경사 구조물의 상단 높이 미만인 경우, 파랑에 의해 발생하는 경사파(Oblique wave)의 효과 및 추가 구조물의 유무 결과를 이용하여, 확률론적 월파량 산정식 및 결정론적 월파량 산정식 중 어느 하나를 이용할 것인지 결정할 수 있으며, 이러한 결정에 상응하는 산정식을 저장부(130)가 저장하고 있는 하나 이상의 산정식 중 어느 하나를 선택하여 매칭할 수 있다.

또한, 월파량 계산부(150)는 매칭부(140)가 매칭한 산정식에 의한 월파량을 계산할 수 있다.

그리고 시뮬레이션부(160)는 월파량 계산부(150)가 계산한 월파량을 반영하여, 월파 침수 시뮬레이션을 수행할 수 있다.

또한, 시뮬레이션부(160)의 월파 침수 시뮬레이션 수행 결과, 특정 지역에서 침수 피해가 우려되는 상황이라고 판단되는 경우, 특정 지역 방재 담당자에게 침수 피해 우려 상황 정보를 통신부(110)가 송신하도록 제어할 수 있다.

그리고 시뮬레이션부(160)의 월파 침수 시뮬레이션 수행 결과, 특정 지역에서 월파에 의한 침수 범람이 발생하였다고 시뮬레이션부(160)가 판단한 경우, 통신부(110)는 월파에 의한 침수 범람 발생 경고를 호안 기립 제어 장치(300)로 송신할 수 있으며, 호안 기립 제어 장치(300)는 설정된 특정 지역의 호안을 기립시킬 수 있다.

여기서, 시뮬레이션부(160)의 월파 침수 시뮬레이션 수행 결과, 특정 지역에서 월파에 의한 침수 범람이 발생하였다고 시뮬레이션부(160)가 판단한 경우는, 실제 특정 지역에서 월파에 의한 침수 범람이 발생한 것이 아니라, 시뮬레이션부(160)의 시뮬레이션 수행 결과에서 특정 지역에서 월파에 의한 침수 범람이 발생하였다는 것을 의미한다.

또한, 시뮬레이션부(160)의 월파 침수 시뮬레이션 수행 결과, 특정 지역에서 월파에 의한 침수 범람이 발생할 가능성이 있다고 시뮬레이션부(160)가 판단한 경우, 통신부(110)는 월파에 의한 침수 범람 발생 경고를 호안 기립 제어 장치(300)로 송신할 수 있으며, 호안 기립 제어 장치(300)는 설정된 특정 지역의 호안을 기립시킬 수 있다.

여기서, 시뮬레이션부(160)의 월파 침수 시뮬레이션 수행 결과, 특정 지역에서 월파에 의한 침수 범람이 발생할 가능성이 있다고 시뮬레이션부(160)가 판단한 경우는 실제 특정 지역에서 월파에 의한 침수 범람이 발생할 가능성이 있다는 것이 아니라, 시뮬레이션부(160)의 시뮬레이션 수행 결과에서 특정 지역에서 월파에 의한 침수 범람 발생 가능성이 있다는 것을 의미한다.

또한, 시뮬레이션부(160)의 월파 침수 시뮬레이션 수행 결과, 특정 지역에서 월파에 의한 침수 범람이 발생할 가능성이 있으며, 이 과정에서 해일고 및 천단고를 고려하여 에너지 사용이 최소화될 수 있도록 호안 기립 제어 장치(300)의 호안 기립 범위를 설정할 수 있고, 통신부(110)는 시뮬레이션부(160)가 설정한 호안 기립 제어 장치(300)의 호안 기립 범위를 호안 기립 제어 장치(300)로 송신할 수 있다.

즉, 이처럼 시뮬레이션부(160)의 월파 침수 시뮬레이션 수행을 통해, 실제 월파 침수가 발생하기 전에 대응을 할 수 있는 효과가 있다.

또한, 시뮬레이션부(160)가 설정하는 호안 기립 제어 장치(300)의 호안 기립 범위에 의하여 자동 호안 기립시에 사용되는 에너지를 최소화할 수 있는 효과가 있다.

이때, 통신부(110)의 송신 방법은 어떠한 방법으로 한정되지 않으며, 다양한 방법으로 송신할 수 있다.

또한, 디스플레이부(170)는 시뮬레이션부(160)가 수행한 월파 침수 시뮬레이션을 디스플레이할 수 있다.

이러한 디스플레이부(170)는 액정 디스플레이(liquid crystal display), 박막 트랜지스터 액정 디스플레이(thin film transistor-liquid crystal display), 유기 발광 다이오드(organic light-emitting diode), 플렉시블 디스플레이(flexible display), 3차원 디스플레이(3D display) 중에서 적어도 하나를 포함할 수 있다.

도 6은 본 발명의 일 실시예인 침수 범람 방지를 위한 자동 호안 기립 방법의 개략적인 흐름을 나타낸 도면이다.

도 6을 참고하면, 외부 서버(200)로부터 통신부(110)가 기상 정보, 해양 정보 및 지리 정보 중 적어도 하나를 수신할 수 있다.(S630)

그리고 조건 판단부(120)가 기상 정보, 해양 정보 및 지리 정보 중 적어도 하나를 이용하여, 침수 범람 조건을 판단할 수 있다.(S631)

또한, 조건 판단부(120)가 월파 침수를 예방하기 위해 설치된 구조물의 형태가 직립 구조물인지 경사 구조물인지 판단할 수 있다.

그리고 조건 판단부(120)가 월파 발생 여부를 판단할 수 있다.

또한, 조건 판단부(120)가 월파가 발생하였다고 판단한 경우, 조건 판단부(120)는 파랑의 마루 높이가 직립 구조물의 상단 높이 이상인지 미만인지 판단할 수 있다.

그리고 파랑의 마루 높이가 직립 구조물의 상단 높이 이상인 경우, 조건 판단부(120)는 파랑이 비충격파(non-impulsive wave)인지 여부를 판단할 수 있다.

또한, 파랑의 마루 높이가 직립 구조물의 상단 높이 미만인 경우, 조건 판단부(120)는 파랑이 충격파(impulsive wave)인지 비충격파(non-impulsive wave)인지 판단할 수 있다.

그리고 조건 판단부(120)가 월파가 발생하였다고 판단한 경우, 조건 판단부(120)는 파랑의 마루 높이가 경사 구조물의 상단 높이 이상인지 미만인지 판단할 수 있다.

또한, 파랑의 마루 높이가 경사 구조물의 상단 높이 이상인 경우, 조건 판단부(120)는 파랑이 쇄파(breaking wave)인지 비쇄파(non-breaking wave)인지 판단할 수 있다.

그리고 파랑의 마루 높이가 경사 구조물의 상단 높이 미만인 경우, 조건 판단부(120)는 파랑이 쇄파(breaking wave)인지 비쇄파(non-breaking wave)인지 판단할 수 있다.

또한, 조건 판단부(120)가 파랑에 의해 발생하는 경사파(Oblique wave)의 효과 유무를 판단하며, 경사파(Oblique wave)의 효과가 있는 경우, 조건 판단부(120)가 경사 구조물의 일면에 추가 구조물이 설치되어 있는지 여부를 판단할 수 있다.

또한, 매칭부(140)가 조건 판단부(120)가 판단한 침수 범람 조건과 저장부(130)가 저장하고 있는 산정식을 매칭할 수 있다.(S632)

그리고 매칭부(140)가 조건 판단부(120)의 판단 결과, 구조물이 경사 구조물이며, 월파 발생 여부를 판단할 수 없는 경우, 매칭부(140)는 이와 상응하는 산정식을 저장부(130)가 저장하고 있는 하나 이상의 산정식 중 어느 하나를 선택하여 매칭할 수 있다.

또한, 조건 판단부(120)의 판단 결과, 파랑이 비충격파인 경우, 매칭부(140)는 확률론적 월파량 산정식 및 결정론적 월파량 산정식 중 어느 하나를 이용할 것인지 결정할 수 있다.

그리고 매칭부(140)가 조건 판단부(120)의 판단 결과를 이용하여, 확률론적 월파량 산정식 및 결정론적 월파량 산정식 중 어느 하나를 이용할 것인지 결정할 수 있다.

또한, 매칭부(140)가 조건 판단부(120)의 판단 결과를 이용하여, 저장부(130)가 저장하고 있는 하나 이상의 산정식 중 어느 하나를 선택하여 매칭할 수 있다.

그리고 매칭부(140)가 조건 판단부(120)의 판단 결과, 파랑이 충격파인 경우, 파랑에 의해 발생하는 경사파(Oblique wave)의 효과 및 결정 결과를 고려하여, 저장부(130)가 저장하고 있는 하나 이상의 산정식 중 어느 하나를 선택하여 매칭할 수 있다.

또한, 매칭부(140)가 조건 판단부(120)의 판단 결과, 파랑이 비충격파이며, 결정론적 월파량 산정식을 이용하는 것으로 결정된 경우, 파랑에 의해 발생하는 경사파(Oblique wave)의 효과를 고려하여, 매칭부(140)는 저장부(130)가 저장하고 있는 하나 이상의 산정식 중 어느 하나를 선택하여 매칭할 수 있다.

그리고 매칭부(140)가 조건 판단부(120)의 판단 결과를 이용하고, 파랑에 의해 발생하는 경사파(Oblique wave)의 효과 및 추가 구조물의 유무를 고려하여, 매칭부(140)는 저장부(130)가 저장하고 있는 하나 이상의 산정식 중 어느 하나를 선택하여 매칭할 수 있다.

또한, 매칭부(140)가 조건 판단부(120)의 판단 결과를 이용하여, 확률론적 월파량 산정식 및 결정론적 월파량 산정식 중 어느 하나를 이용할 것인지 결정할 수 있고, 매칭부(140)가 결정에 상응하는 산정식을 저장부(130)가 저장하고 있는 하나 이상의 산정식 중 어느 하나를 선택하여 매칭할 수 있다.

그리고 월파량 계산부(150)가 매칭부(140)가 매칭한 산정식에 의한 월파량을 계산할 수 있다.(S633)

또한, 시뮬레이션부(160)가 월파량 계산부(150)가 계산한 월파량을 반영하여, 월파 침수 시뮬레이션을 수행할 수 있다.(S634)

그리고 시뮬레이션부(160)가 월파 침수 시뮬레이션을 수행한 결과, 시뮬레이션부(160)가 월파에 의한 침수가 발생하였다고 판단한 경우 S636 단계를 수행할 수 있고, 월파에 의한 침수가 발생하였다고 판단하지 않은 경우, S630 단계를 수행할 수 있다.(S635)

또한, 시뮬레이션부(160)가 월파에 의한 침수가 발생하였다고 판단한 경우, 호안 기립 제어 장치(300)가 통신부(110)로부터 월파에 의한 침수 범람 발생 경고를 수신할 수 있다.(S636)

그리고 호안 기립 제어 장치(300)가 설정된 호안을 기립시킬 수 있다.(S637)

또한, 디스플레이부(170)는 시뮬레이션부(160)가 수행한 월파 침수 시뮬레이션을 디스플레이할 수 있다.

상기와 같이 본 발명의 실시 예에 따른 침수 범람 방지를 위한 자동 호안 기립 시스템 및 그 방법의 구성 및 동작이 이루어질 수 있으며, 한편 상기 본 발명의 설명에서는 구체적인 실시 예에 관해 설명하였으나 여러 가지 변형이 본 발명의 범위를 벗어나지 않고 실시될 수 있다.

이상에서 본 발명은 비록 한정된 실시 예와 도면에 의해 설명되었으나, 본 발명은 이것에 의해 한정되지 않으며 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 다양한 수정 및 변형이 가능함은 물론이다.

본 실시 예와 관련된 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자는 상기된 기재의 본질적인 특성에서 벗어나지 않는 범위에서 변형된 형태로 구현될 수 있음을 이해할 수 있을 것이다. 그러므로 개시 방법들은 한정적인 관점이 아니라 설명적인 관점에서 고려되어야 한다. 본 발명의 범위는 전술한 설명이 아니라 특허청구범위에 나타나 있으며, 그와 동등한 범위 내에 있는 모든 차이점은 본 발명에 포함된 것으로 해석되어야 할 것이다.

10: 자동 호안 기립 시스템 100: 침수 범람 예측 장치
110: 통신부 120: 조건 판단부
130: 저장부 140: 매칭부
150: 월파량 계산부 160: 시뮬레이션부
170: 디스플레이부 200: 외부 서버
300: 호안 기립 제어 장치

Claims (31)

1. 외부 서버로부터 기상 정보, 해양 정보 및 지리 정보 중 적어도 하나를 수신하고, 상기 기상 정보, 해양 정보 및 지리 정보 중 적어도 하나를 이용하여, 월파에 의한 침수 범람 여부를 판단하는 침수 범람 예측 장치;및
   상기 침수 범람 예측 장치의 판단 결과, 월파에 의한 침수 범람이 발생하였다고 판단된 경우, 상기 침수 범람 예측 장치로부터 월파에 의한 침수 범람 발생 경고를 수신하고, 설정된 호안을 기립시키는 호안 기립 제어 장치;
   를 포함하며,
   상기 침수 범람 예측 장치는
   외부 서버로부터 기상 정보, 해양 정보 및 지리 정보 중 적어도 하나를 수신하는 통신부;
   상기 기상 정보, 해양 정보 및 지리 정보 중 적어도 하나를 이용하여, 침수 범람 조건을 판단하는 조건 판단부;
   침수 범람 예측을 위한 하나 이상의 산정식을 저장하고 있는 저장부;
   상기 조건 판단부가 판단한 침수 범람 조건과 상기 저장부가 저장하고 있는 산정식을 매칭하는 매칭부;
   상기 매칭부가 매칭한 산정식에 의한 월파량을 계산하는 월파량 계산부;및
   상기 월파량 계산부가 계산한 월파량을 반영하여, 월파 침수 시뮬레이션을 수행하는 시뮬레이션부;
   를 포함하고,
   상기 조건 판단부는
   월파 침수를 예방하기 위해 설치된 구조물의 형태가 직립 구조물인지 경사 구조물인지 판단하며, 월파 발생 여부를 판단하고, 월파가 발생하였다고 판단한 경우, 파랑의 마루 높이가 직립 구조물의 상단 높이 이상인지 미만인지 판단하며, 상기 파랑의 마루 높이가 상기 직립 구조물의 상단 높이 이상인 경우, 상기 파랑이 비충격파(non-impulsive wave)인지 여부를 판단하며,
   상기 매칭부는
   상기 조건 판단부의 판단 결과, 상기 파랑이 비충격파인 경우, 확률론적 월파량 산정식 및 결정론적 월파량 산정식 중 어느 하나를 이용할 것인지 결정하는 것을 특징으로 하는 자동 호안 기립 시스템.
2. 삭제
3. 제1항에 있어서,
   상기 침수 범람 예측 장치는
   상기 시뮬레이션부가 수행한 월파 침수 시뮬레이션을 디스플레이하는 디스플레이부;
   를 포함하는 자동 호안 기립 시스템.
4. 삭제
5. 삭제
6. 삭제
7. 제1항에 있어서,
   상기 조건 판단부는
   월파가 발생하였다고 판단한 경우, 파랑의 마루 높이가 경사 구조물의 상단 높이 이상인지 미만인지 판단하는 것을 특징으로 하는 자동 호안 기립 시스템.
8. 제1항에 있어서,
   상기 매칭부는
   상기 조건 판단부의 판단 결과, 상기 구조물이 경사 구조물이며, 월파 발생 여부를 판단할 수 없는 경우, 이와 상응하는 산정식을 상기 저장부가 저장하고 있는 하나 이상의 산정식 중 어느 하나를 선택하여 매칭하는 것을 특징으로 하는 자동 호안 기립 시스템.
9. 삭제
10. 제1항에 있어서,
    상기 조건 판단부는
    상기 파랑의 마루 높이가 상기 직립 구조물의 상단 높이 미만인 경우, 상기 파랑이 충격파(impulsive wave)인지 비충격파(non-impulsive wave)인지 판단하며,
    상기 매칭부는
    상기 조건 판단부의 판단 결과를 이용하여, 확률론적 월파량 산정식 및 결정론적 월파량 산정식 중 어느 하나를 이용할 것인지 결정하는 것을 특징으로 하는 자동 호안 기립 시스템.
11. 제7항에 있어서,
    상기 조건 판단부는
    상기 파랑의 마루 높이가 경사 구조물의 상단 높이 이상인 경우, 상기 파랑이 쇄파(breaking wave)인지 비쇄파(non-breaking wave)인지 판단하며,
    상기 매칭부는
    상기 조건 판단부의 판단 결과를 이용하여, 상기 저장부가 저장하고 있는 하나 이상의 산정식 중 어느 하나를 선택하여 매칭하는 것을 특징으로 하는 자동 호안 기립 시스템.
12. 제7항에 있어서,
    상기 조건 판단부는
    상기 파랑의 마루 높이가 경사 구조물의 상단 높이 미만인 경우, 상기 파랑이 쇄파(breaking wave)인지 비쇄파(non-breaking wave)인지 판단하는 것을 특징으로 하는 자동 호안 기립 시스템.
13. 제10항에 있어서,
    상기 매칭부는
    상기 조건 판단부의 판단 결과, 상기 파랑이 충격파인 경우, 상기 파랑에 의해 발생하는 경사파(Oblique wave)의 효과 및 상기 결정 결과를 고려하여, 상기 저장부가 저장하고 있는 하나 이상의 산정식 중 어느 하나를 선택하여 매칭하는 것을 특징으로 하는 자동 호안 기립 시스템.
14. 제10항에 있어서,
    상기 매칭부는
    상기 조건 판단부의 판단 결과, 상기 파랑이 비충격파이며, 결정론적 월파량 산정식을 이용하는 것으로 결정된 경우, 상기 파랑에 의해 발생하는 경사파(Oblique wave)의 효과를 고려하여, 상기 저장부가 저장하고 있는 하나 이상의 산정식 중 어느 하나를 선택하여 매칭하는 것을 특징으로 하는 자동 호안 기립 시스템.
15. 제12항에 있어서,
    상기 조건 판단부는
    상기 파랑에 의해 발생하는 경사파(Oblique wave)의 효과 유무를 판단하며, 경사파(Oblique wave)의 효과가 있는 경우, 상기 경사 구조물의 일면에 추가 구조물이 설치되어 있는지 여부를 판단하고,
    상기 매칭부는
    상기 조건 판단부의 판단 결과를 이용하고, 상기 파랑에 의해 발생하는 경사파(Oblique wave)의 효과 및 추가 구조물의 유무를 고려하여, 상기 저장부가 저장하고 있는 하나 이상의 산정식 중 어느 하나를 선택하여 매칭하는 것을 특징으로 하는 자동 호안 기립 시스템.
16. 제15항에 있어서,
    상기 매칭부는
    상기 조건 판단부의 판단 결과를 이용하여, 확률론적 월파량 산정식 및 결정론적 월파량 산정식 중 어느 하나를 이용할 것인지 결정하며, 상기 결정에 상응하는 산정식을 상기 저장부가 저장하고 있는 하나 이상의 산정식 중 어느 하나를 선택하여 매칭하는 것을 특징으로 하는 자동 호안 기립 시스템.
17. 외부 서버로부터 통신부가 기상 정보, 해양 정보 및 지리 정보 중 적어도 하나를 수신하는 단계;
    조건 판단부가 상기 기상 정보, 해양 정보 및 지리 정보 중 적어도 하나를 이용하여, 침수 범람 조건을 판단하는 단계;
    매칭부가 상기 조건 판단부가 판단한 침수 범람 조건과 저장부가 저장하고 있는 산정식을 매칭하는 단계;
    월파량 계산부가 상기 매칭부가 매칭한 산정식에 의한 월파량을 계산하는 단계;
    시뮬레이션부가 상기 월파량 계산부가 계산한 월파량을 반영하여, 월파 침수 시뮬레이션을 수행하는 단계;
    상기 시뮬레이션부가 월파 침수 시뮬레이션을 수행한 결과, 월파에 의한 침수가 발생하였다고 판단한 경우, 호안 기립 제어 장치가 상기 통신부로부터 월파에 의한 침수 범람 발생 경고를 수신하는 단계;및
    상기 호안 기립 제어 장치가 설정된 호안을 기립시키는 단계;
    를 포함하며,
    상기 조건 판단부가 상기 기상 정보, 해양 정보 및 지리 정보 중 적어도 하나를 이용하여, 침수 범람 조건을 판단하는 단계는
    상기 조건 판단부가 월파 침수를 예방하기 위해 설치된 구조물의 형태가 직립 구조물인지 경사 구조물인지 판단하는 단계;
    를 포함하고,
    상기 조건 판단부가 월파 침수를 예방하기 위해 설치된 구조물의 형태가 직립 구조물인지 경사 구조물인지 판단하는 단계는
    상기 조건 판단부가 월파 발생 여부를 판단하는 단계;
    를 포함하며,
    상기 조건 판단부가 월파 발생 여부를 판단하는 단계는
    상기 조건 판단부가 월파가 발생하였다고 판단한 경우, 파랑의 마루 높이가 직립 구조물의 상단 높이 이상인지 미만인지 판단하는 단계;
    를 포함하고,
    상기 조건 판단부가 월파가 발생하였다고 판단한 경우, 파랑의 마루 높이가 직립 구조물의 상단 높이 이상인지 미만인지 판단하는 단계는
    상기 조건 판단부가 상기 파랑의 마루 높이가 상기 직립 구조물의 상단 높이 이상인 경우, 상기 파랑이 비충격파(non-impulsive wave)인지 여부를 판단하는 단계;
    를 포함하며,
    상기 매칭부가 상기 조건 판단부가 판단한 침수 범람 조건과 저장부가 저장하고 있는 산정식을 매칭하는 단계는
    상기 매칭부가 상기 조건 판단부의 판단 결과, 상기 파랑이 비충격파인 경우, 확률론적 월파량 산정식 및 결정론적 월파량 산정식 중 어느 하나를 이용할 것인지 결정하는 단계;
    를 포함하는 자동 호안 기립 방법.
18. 제17항에 있어서,
    디스플레이부가 상기 시뮬레이션부가 수행한 월파 침수 시뮬레이션을 디스플레이하는 단계;
    를 포함하는 자동 호안 기립 방법.
19. 삭제
20. 삭제
21. 삭제
22. 제17항에 있어서,
    상기 조건 판단부가 월파 발생 여부를 판단하는 단계는
    상기 조건 판단부가 월파가 발생하였다고 판단한 경우, 파랑의 마루 높이가 경사 구조물의 상단 높이 이상인지 미만인지 판단하는 단계;
    를 포함하는 자동 호안 기립 방법.
23. 제17항에 있어서,
    상기 매칭부가 상기 조건 판단부가 판단한 침수 범람 조건과 저장부가 저장하고 있는 산정식을 매칭하는 단계는
    상기 매칭부가 상기 조건 판단부의 판단 결과, 상기 구조물이 경사 구조물이며, 월파 발생 여부를 판단할 수 없는 경우, 이와 상응하는 산정식을 상기 저장부가 저장하고 있는 하나 이상의 산정식 중 어느 하나를 선택하여 매칭하는 단계;
    를 포함하는 자동 호안 기립 방법.
24. 삭제
25. 제17항에 있어서,
    상기 조건 판단부가 월파가 발생하였다고 판단한 경우, 파랑의 마루 높이가 직립 구조물의 상단 높이 이상인지 미만인지 판단하는 단계는
    상기 조건 판단부가 상기 파랑의 마루 높이가 상기 직립 구조물의 상단 높이 미만인 경우, 상기 파랑이 충격파(impulsive wave)인지 비충격파(non-impulsive wave)인지 판단하는 단계;
    를 포함하며,
    상기 매칭부가 상기 조건 판단부가 판단한 침수 범람 조건과 저장부가 저장하고 있는 산정식을 매칭하는 단계는
    상기 매칭부가 상기 조건 판단부의 판단 결과를 이용하여, 확률론적 월파량 산정식 및 결정론적 월파량 산정식 중 어느 하나를 이용할 것인지 결정하는 단계;
    를 포함하는 자동 호안 기립 방법.
26. 제22항에 있어서,
    상기 조건 판단부가 월파가 발생하였다고 판단한 경우, 파랑의 마루 높이가 경사 구조물의 상단 높이 이상인지 미만인지 판단하는 단계는
    상기 조건 판단부가 상기 파랑의 마루 높이가 경사 구조물의 상단 높이 이상인 경우, 상기 파랑이 쇄파(breaking wave)인지 비쇄파(non-breaking wave)인지 판단하는 단계;
    를 포함하며,
    상기 매칭부가 상기 조건 판단부가 판단한 침수 범람 조건과 저장부가 저장하고 있는 산정식을 매칭하는 단계는
    상기 매칭부가 상기 조건 판단부의 판단 결과를 이용하여, 상기 저장부가 저장하고 있는 하나 이상의 산정식 중 어느 하나를 선택하여 매칭하는 단계;
    를 포함하는 자동 호안 기립 방법.
27. 제22항에 있어서,
    상기 조건 판단부가 월파가 발생하였다고 판단한 경우, 파랑의 마루 높이가 경사 구조물의 상단 높이 이상인지 미만인지 판단하는 단계는
    상기 조건 판단부가 상기 파랑의 마루 높이가 경사 구조물의 상단 높이 미만인 경우, 상기 파랑이 쇄파(breaking wave)인지 비쇄파(non-breaking wave)인지 판단하는 단계;
    를 포함하는 자동 호안 기립 방법.
28. 제25항에 있어서,
    상기 매칭부가 상기 조건 판단부의 판단 결과를 이용하여, 확률론적 월파량 산정식 및 결정론적 월파량 산정식 중 어느 하나를 이용할 것인지 결정하는 단계는
    상기 매칭부가 상기 조건 판단부의 판단 결과, 상기 파랑이 충격파인 경우, 상기 파랑에 의해 발생하는 경사파(Oblique wave)의 효과 및 상기 결정 결과를 고려하여, 상기 저장부가 저장하고 있는 하나 이상의 산정식 중 어느 하나를 선택하여 매칭하는 단계;
    를 포함하는 자동 호안 기립 방법.
29. 제25항에 있어서,
    상기 매칭부가 상기 조건 판단부의 판단 결과를 이용하여, 확률론적 월파량 산정식 및 결정론적 월파량 산정식 중 어느 하나를 이용할 것인지 결정하는 단계는
    상기 매칭부가 상기 조건 판단부의 판단 결과, 상기 파랑이 비충격파이며, 결정론적 월파량 산정식을 이용하는 것으로 결정된 경우, 상기 파랑에 의해 발생하는 경사파(Oblique wave)의 효과를 고려하여, 상기 저장부가 저장하고 있는 하나 이상의 산정식 중 어느 하나를 선택하여 매칭하는 단계;
    를 포함하는 자동 호안 기립 방법.
30. 제27항에 있어서,
    상기 조건 판단부가 상기 파랑의 마루 높이가 경사 구조물의 상단 높이 미만인 경우, 상기 파랑이 쇄파(breaking wave)인지 비쇄파(non-breaking wave)인지 판단하는 단계는
    상기 조건 판단부가 상기 파랑에 의해 발생하는 경사파(Oblique wave)의 효과 유무를 판단하며, 경사파(Oblique wave)의 효과가 있는 경우, 상기 경사 구조물의 일면에 추가 구조물이 설치되어 있는지 여부를 판단하는 단계;
    를 포함하며,
    상기 매칭부가 상기 조건 판단부가 판단한 침수 범람 조건과 저장부가 저장하고 있는 산정식을 매칭하는 단계는
    상기 매칭부가 상기 조건 판단부의 판단 결과를 이용하고, 상기 파랑에 의해 발생하는 경사파(Oblique wave)의 효과 및 추가 구조물의 유무를 고려하여, 상기 저장부가 저장하고 있는 하나 이상의 산정식 중 어느 하나를 선택하여 매칭하는 단계;
    를 포함하는 자동 호안 기립 방법.
31. 제30항에 있어서,
    상기 매칭부가 상기 조건 판단부가 판단한 침수 범람 조건과 저장부가 저장하고 있는 산정식을 매칭하는 단계는
    상기 매칭부가 상기 조건 판단부의 판단 결과를 이용하여, 확률론적 월파량 산정식 및 결정론적 월파량 산정식 중 어느 하나를 이용할 것인지 결정하는 단계;및
    상기 매칭부가 상기 결정에 상응하는 산정식을 상기 저장부가 저장하고 있는 하나 이상의 산정식 중 어느 하나를 선택하여 매칭하는 단계;
    를 포함하는 자동 호안 기립 방법.

Images