KR102085934B1 - 분산형 수문 제어 시스템 및 방법 - Google Patents

분산형 수문 제어 시스템 및 방법 Download PDF

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김승진
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    • E02B—HYDRAULIC ENGINEERING
    • E02B7/00—Barrages or weirs; Layout, construction, methods of, or devices for, making same
    • E02B7/20—Movable barrages; Lock or dry-dock gates
    • E02B7/205—Barrages controlled by the variations of the water level; automatically functioning barrages

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Abstract

본 발명의 예시적 실시예에 따라 저수지에 근접하게 배치되는 수문 제어 시스템은, 수문 제어 시스템 외부와의 통신 채널을 제공하는 통신 모듈, 저수지와 관계된 고유 정보를 저장하는 정보 저장부, 및 통신 채널을 통해서 외부 정보를 수집하고 외부 정보 및 고유 정보 중 적어도 하나에 기초하여 미리 정의된 결정 기준에 따라 수문을 통한 방류량을 결정하는 제어부를 포함할 수 있다.

Description

분산형 수문 제어 시스템 및 방법{SYSTEM AND METHOD FOR DISTRIBUTED CONTROL OF SLUICE}
본 발명의 기술적 사상은 수문 제어 시스템 및 방법에 관한 것으로서, 자세하게는 각지에 있는 저수지들의 수문들을 분산 제어하기 위한 수문 제어 시스템 및 방법에 관한 것이다.
농업 용수는 작물의 생산을 목적으로 논 및/또는 밭의 경지에 인공적으로 물을 공급하는 관개 용수를 지칭할 수 있다. 농업 용수의 공급원으로서 저수지는 수문의 개폐 정도에 따라 방류량이 결정될 수 있다. 저수지의 방류량은 강수량과 함께, 해당 저수지로부터 공급되는 용수를 사용하는 경지의 결과물에 가장 중요한 인자들 중 하나일 수 있다. 저수지의 방류량은 다양한 요인들, 예컨대 단기적 강수량, 장기적 기후 예보, 관계된 경지의 볼륨 등을 고려하여 결정될 필요가 있다. 저수지의 수문은 관리자에 의해서 임의적으로 제어될 수 있으나 전국 각지의 저수지들을 다양한 요인들을 고려하여 적절하게 제어하는 것은 용이하지 아니할 수 있고, 이에 따라 농업 용수의 공급원로서 저수지를 유효 적절하게 관리할 수 있는 방법이 요구되고 있다.
본 발명의 기술적 사상은, 저수지에 근접하게 배치되어 외부 정보 및 저수지의 고유 정보를 사용하여 저수지 수문을 적절하게 제어함으로써 저수지의 방류량을 결정하는 지능형 수문 제어 시스템 및 방법을 제공한다.
상기와 같은 목적을 달성하기 위하여, 본 발명의 기술적 사상의 일측면에 따른 수문 제어 시스템은, 저수지에 근접하게 배치될 수 있고, 수문 제어 시스템 외부와의 통신 채널을 제공하는 통신 모듈, 저수지와 관계된 고유 정보를 저장하는 정보 저장부, 및 통신 채널을 통해서 외부 정보를 수집하고 외부 정보 및 고유 정보 중 적어도 하나에 기초하여 미리 정의된 결정 기준에 따라 수문을 통한 방류량을 결정하는 제어부를 포함할 수 있다.
본 발명의 예시적 실시예에 따라, 통신 모듈은 기상 정보 서버, 하천 정보 서버, 중앙 관리 서버 중 적어도 하나와의 통신 채널을 제공할 수 있고, 외부 정보는 기상 정보, 하천의 수량 정보, 중앙 제어 명령 중 적어도 하나를 포함할 수 있다.
본 발명의 예시적 실시예에 따라, 통신 채널은 이동 통신망을 통한 무선 채널 및 유선 통신망을 통한 유선 채널 중 적어도 하나를 포함할 수 있다.
본 발명의 예시적 실시예에 따라, 통신 모듈은 저수지와 인접한 다른 저수지의 수문 제어 시스템과 직접 통신 채널을 제공할 수 있고, 제어부는 다른 저수지의 수문 제어 시스템으로부터 수집된 다른 저수지의 고유 정보에 더 기초하여 수문을 통한 방류량을 결정할 수 있다.
본 발명의 예시적 실시예에 따라, 정보 저장부는 저수지와 관계된 하천 정보, 현재 저수량, 최대 저수량, 수문의 개폐 소요 시간, 수문의 시간당 방류량, 저수지와 관련된 경지 볼륨 중 적어도 하나를 고유 정보로서 저장할 수 있다.
본 발명의 예시적 실시예에 따라, 수문 제어 시스템은 외부에서 공급된 전력을 저장하고 비상시 저장된 전력을 제어부에 공급하는 전력 공급부를 더 포함할 수 있고, 제어부는 비상시 고유 정보에 기초하여 수문을 통한 방류량을 결정할 수 있다.
본 발명의 예시적 실시예에 따라, 제어부는 통신 채널을 통해서 갱신 정보를 수신할 수 있고, 갱신 정보에 따라 미리 정의된 결정 기준을 갱신할 수 있다.
본 발명의 예시적 실시예에 따라, 통신 인터페이스는 관리자 단말과의 통신 채널을 제공할 수 있고, 관리자 단말과의 통신 채널은 보안 통신 채널로서 통신 모듈 및 관리자 단말 사이 직접 통신 채널일 수 있다.
본 발명의 예시적 실시예에 따라, 제어부는 통신 채널을 통해서 수신된 요청에 응답하여 고유 정보 중 적어도 일부를 통신 채널을 통해서 수문 제어 시스템 외부로 제공할 수 있다.
본 발명의 기술적 사상의 일측면에 따른 수문 제어 방법은, 저수지에 근접하게 배치되는 수문 제어 시스템에 의해서 수행될 수 있고, 저수지의 고유 정보를 획득하는 단계, 관기 시스템 외부로부터 외부 정보를 수집하는 단계, 및 외부 정보 및 고유 정보 중 적어도 하나에 기초하여 수문을 통한 방류량을 결정하는 단계를 포함할 수 있다.
본 발명의 예시적 실시예에 따른 수문 제어 시스템 및 방법은, 저수지의 고유 정보뿐만 아니라 방류량을 결정하는데 유효한 외부 정보를 사용함으로써 저수지의 방류량이 적절하게 결정될 수 있다.
또한, 본 발명의 예시적 실시예에 따른 수문 제어 시스템 및 방법은, 자체적인 정보 수집 및 방류량 결정 동작에 기인하여 모든 저수지들에 대한 전반적인 설치 대신 단계적인 설치가 가능할 수 있다.
또한, 본 발명의 예시적 실시예에 따른 수문 제어 시스템 및 방법은, 중앙 집중 제어뿐만 아니라 분산 제어를 지원함으로써 비상시 수문의 비정상적 제어가 예방될 수 있다.
또한, 본 발명의 예시적 실시예에 따른 수문 제어 시스템 및 방법은, 자체적인 수문 제어에 기인하여, 중앙 제어의 보안 취약에 따른 부적절한 제어로부터 자유로울 수 있다.
도 1은 본 발명의 예시적 실시예에 따라 복수의 저수지들에 설치된 수문 제어 시스템들을 나타내는 도면이다.
도 2는 본 발명의 예시적 실시예에 따른 수문 제어 시스템을 나타내는 블록도이다.
도 3은 본 발명의 예시적 실시예에 따른 수문 제어 방법을 나타내는 순서도이다.
도 4는 본 발명의 예시적 실시예에 따라 복수의 저수지들에 설치된 수문 제어 시스템들을 나타내는 도면이다.
도 5는 본 발명의 예시적 실시예에 따라 수문 제어 시스템을 나타내는 블록도이다.
도 6은 본 발명의 예시적 실시예에 따른 수문 제어 방법을 나타내는 순서도이다.
도 7은 본 발명의 예시적 실시예에 따라 수문 제어 시스템을 나타내는 블록도이다.
이하, 첨부한 도면을 참조하여 본 발명의 실시예에 대해 상세히 설명한다. 본 발명의 실시예는 당 업계에서 평균적인 지식을 가진 자에게 본 발명을 보다 완전하게 설명하기 위하여 제공되는 것이다. 본 발명은 다양한 변경을 가할 수 있고 여러 가지 형태를 가질 수 있는 바, 특정 실시예들을 도면에 예시하고 상세하게 설명하고자 한다. 그러나, 이는 본 발명을 특정한 개시 형태에 대해 한정하려는 것이 아니며, 본 발명의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변경, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다. 각 도면을 설명하면서 유사한 참조부호를 유사한 구성요소에 대해 사용한다. 첨부된 도면에 있어서, 구조물들의 치수는 본 발명의 명확성을 기하기 위하여 실제보다 확대하거나 축소하여 도시한 것이다.
본 출원에서 사용한 용어는 단지 특정한 실시예를 설명하기 위해 사용된 것으로, 본 발명을 한정하려는 의도가 아니다. 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수개의 표현을 포함한다. 본 출원에서, "포함하다" 또는 "가지다" 등의 용어는 명세서 상에 기재된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부분품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성 요소, 부분품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.
다르게 정의되지 않는 한, 기술적이거나 과학적인 용어를 포함해서 여기서 사용되는 모든 용어들은 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 일반적으로 이해되는 것과 동일한 의미를 갖는다. 일반적으로 사용되는 사전에 정의되어 있는 것과 같은 용어들은 관련 기술의 문맥상 가지는 의미와 일치하는 의미를 가지는 것으로 해석되어야 하며, 본 출원에서 명백하게 정의하지 한, 이상적이거나 과도하게 형식적인 의미로 해석되지 않는다.
이하 도면 및 설명에서, 하나의 블록으로 표시 또는 설명되는 구성요소는 하드웨어 블록 또는 소프트웨어 블록일 수 있다. 예를 들면, 구성요소들 각각은 서로 신호를 주고 받는 독립적인 하드웨어 블록일 수도 있고, 또는 하나의 프로세서에서 실행되는 소프트웨어 블록일 수도 있다.
도 1은 본 발명의 예시적 실시예에 따라 복수의 저수지들(A, B, C)에 설치된 수문 제어 시스템들(100a, 100b, 100c)을 나타내는 도면이다. 비록 도 1은 3개의 저수지들(A, B, C)에 각각 배치된 수문 제어 시스템들(100a, 100b, 100c)이 도시되었으나, 본 발명의 기술적 사상은 이에 제한되지 아니하고, 2개 이하 또는 4개 이상의 저수지들 각각에 배치된 수문 제어 시스템들 역시 가능한 점은 이해될 것이다.
도 1을 참조하면, 용수는 저수지들(A, B, C)로부터 수문들(10a, 10b, 10c)을 통해서 수로(20)로 향할 수 있고, 경지에 사용되고 남은 잉여 용수는 하천(30)으로 향할 수 있다. 경지는 하나 이상의 저수지로부터 용수를 공급받을 수 있다. 저수지들(A, B, C) 각각의 방류량은 수문들(10a, 10b, 10c)의 개폐 정도에 따라 결정될 수 있고, 수문 제어 시스템들(100a, 100b, 100c)은 도 1에 도시된 바와 같이 저수지들(A, B, C) 각각에 인접하게 배치될 수 있다.
본 개시의 예시적 실시예에 따라, 수문 제어 시스템들(100a, 100b, 100c)은 저수지들(A, B, C)에 근접하게 배치되어 수문들(10a, 10b, 10c)을 제어할 수 있다. 예를 들면, 저수지(A)에 근접하게 배치된 수문 제어 시스템(100a)은 저수지(A)의 방류량을 결정하는 수문(10a)의 개폐를 제어할 수 있다. 도 2 및 도 3 등을 참조하여 후술되는 바와 같이, 수문 제어 시스템(100a)은 저수지(A)에 관한 정보, 즉 고유 정보뿐만 아니라 수문 제어 시스템(100a)의 외부로부터 수집된 정보, 즉 외부 정보를 사용하여 저수지(A)의 방류량을 스스로 결정할 수 있고, 그에 따라 수문(10a)을 제어할 수 있다. 이에 따라, 저수지(A)의 고유 정보뿐만 아니라 방류량을 결정하는데 유효한 외부 정보가 사용됨으로써 저수지(A)의 방류량이 적절하게 결정될 수 있다. 또한, 수문 제어 시스템 스스로 정보를 수집하고 방류량을 결정함으로써 복수의 저수지들에 대한 단계적인 설치가 가능할 수 있다. 또한, 수문 제어 시스템(100a)은 중앙 집중 제어뿐만 아니라 분산 제어를 지원함으로써 비상시 수문(10a)의 비정상적 제어가 방지될 수 있다. 또한, 수문 제어 시스템(100a)에 의한 자체적인 수문(10a) 제어에 기인하여, 중앙 제어의 보안 취약에 따른 부적절한 제어로부터 자유로울 수 있다.
도 2는 본 발명의 예시적 실시예에 따른 수문 제어 시스템(100)을 나타내는 블록도이다. 도 1을 참조하여 전술된 바와 같이, 수문 제어 시스템(100)은 저수지의 방류량을 결정하는 수문(10)에 근접하게 배치될 수 있다. 도 2를 참조하면, 수문 제어 시스템(100)은 외부로부터 외부 정보(E_INFO)를 수신할 수 있고, 수문(10)에 제어 신호(CTRL)를 출력할 수 있다.
일부 실시예들에서, 수문 제어 시스템(100)은 네트워크(200)에 접속할 수 있고, 네트워크(200)를 통해서 외부 정보(E_INFO)를 수집할 수 있다. 예를 들면, 도 2에 도시된 바와 같이, 수문 제어 시스템(100)은 네트워크(200)를 통해서 중앙 관리 서버(310)에 접속할 수 있고, 중앙 관리 서버(310)로부터 중앙 제어 명령을 외부 정보(E_INFO)로서 수신할 수 있다. 중앙 관리 서버(310)는, 예컨대 농어촌진흥공사와 같이 농업 용수를 위한 저수지들을 관리하는 주체에 의해서 운영되는 것으로서, 전국 각지의 저수지들을 관리하기 위한 정보를 제공할 수 있다. 중앙 관리 서버(310)는 저수지들의 전반적인 관리를 위한 정보를 중앙 제어 명령으로서 수문 제어 시스템(100)에 제공할 수도 있고, 평상시와 다른 저수지 관리 필요가 발생한 경우 그러한 정보를 중앙 제어 명령으로서 수문 제어 시스템(100)에 제공할 수도 있다. 수문 제어 시스템(100)은 외부 정보(E_INFO)에 포함된 중앙 제어 명령에 응답하여 수문(10)을 제어할 수 있다.
수문 제어 시스템(100)은 네트워크(200)를 통해서 하천 정보 서버(320)에 접속할 수 있고, 하천 정보 서버(320)로부터 하천 정보를 외부 정보(E_INFO)로서 수신할 수 있다. 하천 정보 서버(320)는, 예컨대 수자원공사와 같이 댐 및 하천을 관리하는 주체에 의해서 운영되는 것으로서, 전국 각지의 하천에 관한 정보, 예컨대 하천의 수량, 댐 방류량 등을 제공할 수 있다. 수문 제어 시스템(100)은 외부 정보(E_INFO)에 포함된 하천 정보에 기초하여 수문(10)을 제어할 수 있다.
수문 제어 시스템(100)은 네트워크(200)를 통해서 기상 정보 서버(330)에 접속할 수 있고, 기상 정보 서버(330)로부터 기상 정보를 외부 정보(E_INFO)로서 수신할 수 있다. 기상 정보 서버(330)는, 예컨대 기상청과 같이 기상 정보를 관리하는 주체에 의해서 운영되는 것으로서, 과거/현재/미래의 기상 정보, 장기적/단기적 기상 정보, 전국적/국지적 기상 정보 등을 제공할 수 있다. 수문 제어 시스템(100)은 외부 정보(E_INFO)에 포함된 하천 정보에 기초하여 수문(10)을 제어할 수 있다.
도 2에 도시된 바와 같이, 수문 제어 시스템(100)은 통신 모듈(110), 제어부(120) 및 정보 저장부(130)를 포함할 수 있다. 통신 모듈(110)은 수문 제어 시스템(100) 외부와의 통신 채널을 제공할 수 있다. 예를 들면, 통신 모듈(110)은 CDMA, LTE 등과 같은 이동 통신망을 통한 무선 채널을 제공할 수도 있고, WAN, LAN, 전력선 통신 등과 같은 유선 통신망을 통한 유선 채널을 제공할 수도 있다. 또한, ZigBee, TVWS와 같이 이동 통신망을 사용하지 아니하는 무선 채널을 제공할 수도 있다. 통신 모듈(110)이 제공하는 통신 채널은 전술된 예시들에 제한되지 아니하며, 수문 제어 시스템(100)이 외부 정보(E_INFO)를 제공하는 외부 대상과의 임의의 통신 채널이 통신 모듈(110)에 의해서 제공될 수 있음은 이해될 것이다. 통신 모듈(110)을 통해서 수신된 외부 정보(E_INFO)는 제어부(120)에 제공될 수 있다.
정보 저장부(130)는 저수지에 관한 고유 정보(I_INFO)를 저장할 수 있다. 예를 들면, 정보 저장부(130)에 저장된 고유 정보(I_INFO)는, 저수지와 관계된 하천 정보, 현재 저수량, 최대 저수량, 수문(10)의 개폐 소요 시간, 수문(10)의 시간당 방류량, 저수지가 공급하는 용수가 사용되는 경지의 볼륨 등을 포함할 수 있다. 정보 저장부(130)에 저장된 고유 정보는 갱신될 수 있으며 제어부(120)에 제공될 수 있다. 예를 들면, 저수지의 수량계로부터 수신되는 저수지의 수량 정보가 갱신될 수 있다.
제어부(120)는 통신 모듈(110)로부터 제공되는 외부 정보(E_INFO) 및 정보 저장부(130)로부터 제공되는 고유 정보(I_INFO)를 사용하여 수문(10)을 제어할 수 있다. 예를 들면, 제어부(120)는 외부 정보(E_INFO) 및/또는 내부 정보(I_INFO)를 미리 정해진 조건과 비교할 수 있고, 미리 정해진 조건을 충족하는 경우 조건에 대응하는 방류량이 되도록 제어 신호(CTRL)를 통해서 수문(10)을 제어할 수 있다. 제어부(120)의 동작에 대한 자세한 내용은 도 3을 참조하여 후술될 것이다.
도 3은 본 발명의 예시적 실시예에 따른 수문 제어 방법을 나타내는 순서도이다. 예를 들면, 도 3의 방법은 도 2의 수문 제어 시스템(100)에 의해서 수행될 수 있고, 수문 제어 시스템(100) 또는 제어부(120)의 동작 방법으로도 지칭될 수 있다. 이하에서 도 3은 도 2를 참조하여 설명될 것이다.
도 3을 참조하면, 단계 S100에서 외부로부터 외부 정보(E_INFO)를 수집하는 동작이 수행될 수 있다. 도 2를 참조하여 전술된 바와 같이, 수문 제어 시스템(100)은 다양한 대상들로부터 외부 정보(E_INFO)를 수집할 수 있고, 예컨대 외부 정보(E_INFO)는 기상 정보, 하천 정보, 제어 명령 등을 포함할 수 있다. 즉, 수문 제어 시스템(100) 스스로 저수지의 방류량을 결정하는데 필요한 외부 정보(E_INFO)를 수집할 수 있다.
단계 S200에서, 저수지의 고유 정보를 획득하는 동작이 수행될 수 있다. 도 2를 참조하여 전술된 바와 같이, 저수지와 관계된 고유 정보(I_INFO)는 정보 저장부(130)에 저장될 수 있다. 고유 정보(I_INFO) 중 적어도 일부는 수문 제어 시스템(100)이 저수지에 인접하게 설치될 때 정보 저장부(130)에 주입될 수도 있고, 고유 정보(I_INFO) 중 적어도 일부는 주기적으로 저수지 주변 정보를 감지하는 센서들(예컨대, 수량계)로부터 수신된 신호에 따라 제어부(120)에 의해서 갱신되어 정보 저장부(130)에 저장될 수도 있다. 예를 들면, 고유 정보(I_INFO)는 하천 정보, 현재/최대 저수량, 수문 정보, 경지 정보 등을 포함할 수 있다.
단계 S300에서, 고유 정보(I_INFO) 및/또는 외부 정보(E_INFO)에 기초하여 방류량을 결정하는 동작이 수행될 수 있다. 예를 들면, 제어부(120)는 고유 정보(I_INFO) 및/또는 외부 정보(E_INFO)를 미리 정해진 함수의 입력으로서 사용할 수 있고, 함수의 결과값을 미리 정해진 기준값과 비교함으로써 방류량을 결정할 수 있다. 미리 정해진 함수는 고유 정보(I_INFO) 및/또는 외부 정보(E_INFO) 각각에 포함된 수치들에 대한 가중치들을 정의할 수 있고, 가중치들에 따라 수치들을 총괄적으로 고려하여 결과값을 도출할 수 있다. 저수지와 관계된 고유 정보(I_INFO)뿐만 아니라 외부로부터 수지보딘 외부 정보(E_INFO)가 반영됨으로써 방류량은 유효 적절하게 결정될 수 있고, 결정된 방류량에 따라 수문(10)이 제어될 수 있다.
도 4는 본 발명의 예시적 실시예에 따라 복수의 저수지들(A, B, C)에 설치된 수문 제어 시스템들(100a, 100b, 100c)을 나타내는 도면이다.
도 4를 참조하면, 수문 제어 시스템들(100a, 100b, 100c)은 통신 채널을 통해서 상호 집적 통신할 수 있다. 예를 들면, 도 4에서 점선으로 도시된 바와 같이. 수문(10a)을 제어하는 수문 제어 시스템(100a)은, 통신 채널(AB)을 통해서 수문(10b)을 제어하는 수문 제어 시스템(100b)과 통신할 수 있고, 통신 채널(AC)을 통해서 수문(10c)을 제어하는 수문 제어 시스템(100c)과 통신할 수 있다. 유사하게, 수문(10b)을 제어하는 수문 제어 시스템(100b)은 통신 채널(BC)을 통해서 수문(10c)을 제어하는 수문 제어 시스템(100c)과 통신할 수 있다. 도 4에서 점선으로 도시된 통신 채널들(AB, AC, BC) 중 적어도 일부는 TVWS, ZigBee와 같은 일대일 무선 통신 채널일 수도 있고, 유선 통신 채널일 수도 있다. 도 4의 통신 채널들(AB, AC, BC)은 도 2의 통신 모듈(110)에 의해서 제공될 수 있다.
수문 제어 시스템들(100a, 100b, 100c)은 상호 통신 채널들(AB, AC, BC)을 통해서 자신의 고유 정보(I_INFO)를 제공하거나 상대의 고유 정보(I_INFO)를 획득할 수 있다. 예를 들면, 도 4에 도시된 바와 같이, 저수지들(A, B, C)로부터 공급된 용수는 수로(20)의 특정 지점에서 합류될 수 있고, 하나의 하천(30)으로 향할 수 있다. 또한, 수로(20)의 하류측에 위치한 경지는 2이상의 저수지들로부터 용수를 공급받을 수 있다. 즉, 수문 제어 시스템들(100a, 100b, 100c) 각각은 자신의 제어 하에 있는 저수지뿐만 아니라 다른 저수지의 정보를 활용하여 방류량을 결정할 필요가 있다. 따라서, 수문 제어 시스템들(100a, 100b, 100c) 각각은 지리적으로 인접한 (또는, 용수가 도달하는 하천이 동일한) 다른 수문 제어 시스템과 통신하기 위한 통신 채널을 통해서, 자신의 고유 정보(I_INFO), 예컨대 방류량을 다른 수문 제어 시스템에 제공할 수도 있고, 다른 수문 제어 시스템으로부터 고유 정보(I_INFO)를 수신할 수도 있다. 수문 제어 시스템들(100a, 100b, 100c) 각각은 다른 수문 제어 시스템으로부터 획득된 고유 정보(I_INFO)를 자신의 외부 정보(E_INFO)로서 사용하여 방류량을 결정하는데 사용할 수 있다.
도 5는 본 발명의 예시적 실시예에 따라 수문 제어 시스템(100')을 나타내는 블록도이다. 도 5를 참조하면, 수문 제어 시스템(100')은 통신 모듈(110'), 제어부(120') 및 정보 저장부(130')를 포함할 수 있고, 수문 제어 시스템(100')의 구성요소들은 도 2의 수문 제어 시스템(100)의 구성요소들과 동일하거나 유사한 기능을 각각 수행할 수 있다. 이하에서, 도 5에 대한 설명 중 도 2에 대한 설명과 중복되는 내용은 생략될 것이다.
도 5를 참조하면, 수문 제어 시스템(100')은 관리자 단말(400)과 통신할 수 있다. 즉, 도 5에 도시된 바와 같이, 통신 모듈(110')은 관리자 단말(400)과의 통신 채널을 제공할 수 있고, 관리자 단말(400)로부터 갱신 정보(U_INFO)를 수신할 수 있고, 내부 정보(I_INFO)를 전송할 수 있다. 통신 모듈(110') 및 관리자 단말(400) 사이 통신 채널은 통신망을 통하지 아니하는 무선 또는 유선의 직접 통신 채널일 수 있고, 일부 실시예들에서 보안 통신 채널일 수 있다. 예를 들면, 통신 모듈(110') 및 관리자 단말(400) 사이 통신 채널은 상호 인증(authentication)을 통해서 개설될 수도 있고, 암호화(encryption)된 데이터가 송수신될 수도 있다. 관리자 단말(400)은 수문 제어 시스템(100')과 가까운 거리에서 수문 제어 시스템(100')과 통신할 수 있고, 예컨대 수문 제어 시스템(100')을 방문한 관리자에 의해서 수반될 수 있다.
관리 단말(400)로부터 수신되는 갱신 정보(U_INFO)는 수문 제어 시스템(100')이 방류량을 결정하는 결정 기준을 갱신하는데 필요한 정보를 포함할 수 있다. 예를 들면, 도 3 등을 참조하여 전술된 바와 같이, 수문 제어 시스템(100')의 제어부(120')는 외부 정보(E_INFO) 및/또는 내부 정보(I_INFO)를 미리 정해진 기준과 비교하거나, 미리 정해진 함수의 입력으로 사용함으로써 방류량을 결정할 수 있다. 제어부(120')는 관리자 단말(400)로부터 수신된 갱신 정보(U_INFO)에 기초하여 외부 정보(E_INFO) 및/또는 내부 정보(I_INFO)와 비교되는 미리 정해진 기준을 갱신할 수도 있고, 외부 정보(E_INFO) 및/또는 내부 정보(I_INFO)가 입력으로 사용되는 미리 정해진 함수(예컨대, 함수의 계수 등)를 갱신할 수도 있다. 예를 들면, 수문 제어 시스템(100')이 자체적으로 방류량을 결정하는 결정 기준은, 예컨대 장기적인 기후 변화 등 특정한 요인에 의해서 변경될 필요가 있다. 이에 따라, 수문 제어 시스템(100')은 갱신 정보(U_INFO)를 수신함으로써 갱신 정보(U_INFO)에 따라 방류량의 결정 기준을 갱신함으로써 그러한 변화에 적응적으로 방류량을 결정할 수 있다. 일부 실시예들에서, 결정 기준의 갱신은 플래시 메모리, 하드 디스크 등과 같은 비휘발성 저장장치에 저장된 데이터나 프로그램 코드의 변경을 통해서 수행될 수 있다. 결정 기준의 갱신에 관한 자세한 내용은 도 6을 참조하여 후술될 것이다.
수문 제어 시스템(100')은 관리자 단말(400)에 내부 정보(I_INFO)를 제공할 수 있다. 관리자는 관리자 단말(400)을 통해서 내부 정보(I_INFO)를 확인할 수 있고, 수문 제어 시스템(100') 및/또는 수문 제어 시스템(100')의 제어 하에 있는 저수지에 대한 정보를 획득할 수 있다.
도 6은 본 발명의 예시적 실시예에 따른 수문 제어 방법을 나타내는 순서도이다. 구체적으로 도 6은 외부로부터 수신된 갱신 정보(U_INFO)를 사용하여 방류량을 결정하는 방법(S500')을 나타내며, 도 3의 단계 S500의 일 예일 수 있다. 이하에서, 도 6은 도 5를 참조하여 설명될 것이다.
단계 S510에서, 갱신 정보(U_INFO)가 수신되었는지 여부가 판단될 수 있다. 일부 실시예들에서 도 5를 참조하여 전술된 바와 같이 갱신 정보(U_INFO)는 관리자 단말(400)로부터 수신될 수도 있고, 다른 일부 실시예들에서 도 1의 중앙 관리 서버(310)로부터 수신될 수도 있다. 갱신 정보(U_INFO)가 수신된 경우 단계 S530이 후속하여 수행될 수 있는 한편, 갱신 정보(U_INFO)가 수신되지 아니한 경우 단계 S550이 후속하여 수행될 수 있다.
단계 S530에서, 방류량의 결정 기준을 갱신하는 동작을 수행할 수 있다. 결정 기준은 적어도 하나의 기준값 및/또는 적어도 하나의 함수를 포함할 수 있다. 단계 S510에서 갱신 정보(U_INFO)가 수신된 것으로 판단된 경우, 갱신 정보(U_INFO)에 따라 적어도 하나의 기준값 및/또는 적어도 하나의 함수가 갱신될 수 있다.
단계 S550에서, 고유 정보(I_INFO) 및/또는 외부 정보(E_INFO)에 기초하여 결정 기준에 따라 방류량을 결정하는 동작이 수행될 수 있다. 단계 S510에서 갱신 정보(U_INFO)가 수신되지 아니한 것으로 판단된 경우, 기존의 결정 기준에 따라 방류량이 결정되는 한편, 단계 S510에서 갱신 정보(U_INFO)가 수신된 것으로 판단되어 단계 S530에서 결정 기준이 갱신된 경우 갱신된 결정 기준에 따라 방류량이 결정될 수 있다.
도 7은 본 발명의 예시적 실시예에 따라 수문 제어 시스템(100")을 나타내는 블록도이다. 도 7을 참조하면, 수문 제어 시스템(100")은 통신 모듈(110"), 제어부(120"), 정보 저장부(130") 및 전력 공급부(140")를 포함할 수 있다. 도 7의 수문 제어 시스템(100")의 구성요소들은 도 2 및 도 5의 수문 제어 시스템들(100, 100')의 대응하는 구성요소들과 동일하거나 유사한 기능을 각각 수행할 수 있다. 이하에서, 도 7에 대한 설명 중 도 2 및 도 5에 대한 설명과 중복되는 내용은 생략될 것이다.
외부 전력원(500)은 수문 제어 시스템(100")의 동작에 필요한 전력을 공급할 수 있다. 외부 전력원(500)은 전력망으로부터 전력선을 통해서 공급되는 전력을 수문 제어 시스템(100")에 전달할 수도 있고, 태양 전지 등과 같은 자체적으로 전력을 생산하여 수문 제어 시스템(100")에 공급할 수도 있다.
수문 제어 시스템(100")은 외부 전력원(500)으로부터 공급되는 전력에 기초하여 통신 모듈(110"), 제어부(120") 및 정보 저장부(130")에 전력을 공급하는 전력 공급부(140")를 포함할 수 있다. 전력 공급부(140")는 외부 전력원(500)으로부터 공급되는 전력을 저장할 수 있고, 비상시 저장된 전력을 통신 모듈(110"), 제어부(120") 및 정보 저장부(130")에 공급할 수 있다. 전력 공급부(140")는 전력을 저장할 수 있는 부품, 예컨대 배터리, 축전지 등을 포함할 수 있고, 외부 전력원(500)으로부터 공급되는 전력을 저장할 수 있다. 자연 재해, 전력 공급 오류 등과 같이 비상시, 전력 공급부(140")는 통신 모듈(110"), 제어부(120") 및 정보 저장부(130")에 안정적으로 전력을 공급함으로써 통신 모듈(110"), 제어부(120") 및 정보 저장부(130")가 정상적으로 동작하는 것을 지원할 수 있다. 이에 따라, 비상시 수문의 비정상적 제어가 예방될 수 있다.
일부 실시예들에서, 제어부(120")는 비상시에 정보 저장부(130")에 저장된 고유 정보(I_INFO)에 기초하여 방류량을 결정할 수 있다. 예를 들면, 자연 재해 등에 기인하여 통신 모듈(110")이 제공하는 통신 채널이 손상될 수 있고, 이에 따라 외부 정보(E_INFO)의 수집이 원활하지 아니하거나 오류를 포함하는 외부 정보(E_INFO)가 수집될 수 있다. 이에 따라, 제어부(120")는 비상시가 발생됨을 인식할 수 있고, 비상시에는 정보 저장부(130")에 저장된 내부 정보(I_INFO)만에 기초하여 방수류량을 결정할 수 있고, 수문을 제어할 수 있다.
이상에서와 같이 도면과 명세서에서 예시적인 실시예들이 개시되었다. 본 명세서에서 특정한 용어를 사용하여 실시예들을 설명되었으나, 이는 단지 본 발명의 기술적 사상을 설명하기 위한 목적에서 사용된 것이지 의미 한정이나 특허청구범위에 기재된 본 발명의 범위를 제한하기 위하여 사용된 것은 아니다. 그러므로 본 기술분야의 통상의 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 타 실시예가 가능하다는 점을 이해할 것이다. 따라서, 본 발명의 진정한 기술적 보호범위는 첨부된 특허청구범위의 기술적 사상에 의해 정해져야 할 것이다.

Claims (9)

  1. 저수지에 근접하게 배치되는 수문 제어 시스템으로서,
    상기 수문 제어 시스템 외부와의 통신 채널을 제공하는 통신 모듈;
    상기 저수지와 관계된 고유 정보를 저장하는 정보 저장부; 및
    상기 통신 채널을 통해서 외부 정보를 수집하고, 상기 외부 정보 및 상기 고유 정보 중 적어도 하나에 기초하여 미리 정의된 결정 기준에 따라 상기 수문을 통한 방류량을 결정하는 제어부를 포함하고,
    상기 정보 저장부는, 상기 저수지와 관계된 하천 정보, 현재 저수량, 최대 저수량, 상기 수문의 개폐 소요 시간, 상기 수문의 시간당 방류량, 상기 저수지와 관련된 경지 볼륨을 상기 고유 정보로서 저장하고,
    상기 통신 모듈은, 상기 수문 제어 시스템을 방문한 관리자가 수반하는 관리자 단말과의 통신 채널을 제공하고,
    상기 관리자 단말과의 통신 채널은, 통신망을 통하지 아니하는 보안 통신 채널로서 상기 통신 모듈 및 상기 관리자 단말 사이 직접 통신 채널이고,
    상기 제어부는, 상기 직접 통신 채널을 통해서 갱신 정보를 수신하고, 상기 갱신 정보에 따라 상기 미리 정의된 결정 기준을 갱신하는 것을 특징으로 하는 수문 제어 시스템.
  2. 청구항 1에 있어서,
    상기 통신 모듈은, 기상 정보 서버, 하천 정보 서버 및 중앙 관리 서버와의 통신 채널들을 제공하고,
    상기 외부 정보는, 기상 정보, 하천의 수량 정보 및 중앙 제어 명령을 포함하는 것을 특징으로 하는 수문 제어 시스템.
  3. 청구항 2에 있어서,
    상기 통신 채널은, 이동 통신망을 통한 무선 채널 및 유선 통신망을 통한 유선 채널 중 적어도 하나를 포함하는 것을 특징으로 하는 수문 제어 시스템.
  4. 청구항 1에 있어서,
    상기 통신 모듈은, 상기 저수지와 인접한 다른 저수지의 수문 제어 시스템과 직접 통신 채널을 제공하고,
    상기 제어부는 상기 다른 저수지의 수문 제어 시스템으로부터 수집된 상기 다른 저수지의 고유 정보에 더 기초하여 상기 수문을 통한 방류량을 결정하는 것을 특징으로 하는 수문 제어 시스템.
  5. 삭제
  6. 청구항 1에 있어서,
    외부에서 공급된 전력을 저장하고, 비상시 저장된 전력을 상기 제어부에 공급하는 전력 공급부를 더 포함하고,
    상기 제어부는 비상시 상기 고유 정보에 기초하여 상기 수문을 통한 방류량을 결정하는 것을 특징으로 하는 수문 제어 시스템.
  7. 삭제
  8. 삭제
  9. 청구항 1에 있어서,
    상기 제어부는, 상기 통신 채널을 통해서 수신된 요청에 응답하여 상기 고유 정보 중 적어도 일부를 상기 통신 채널을 통해서 상기 수문 제어 시스템 외부로 제공하는 것을 특징으로 하는 수문 제어 시스템.
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