KR102143039B1 - 다중 경로식 원격감시제어장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 다중 경로식 원격감시제어장치에 관한 것이다. 본 발명은 자연재해가 발생하는 현장이나 환경기초시설물 또는 빌딩을 포함하는 감시제어대상물의 실시간 상황을 모니터링하는 모니터링장치; 모니터링장치로부터 상기 실시간 상황에 대한 상황 정보를 수집하는 감시장치; 감시장치로부터 수신된 상기 상황정보를 비상상황정보로 인식하고, 비상상황 대응데이터를 발생하여 자연재해에 대응하는 비상대응계획을 출력하는 관제센터 서버; 비상상황정보와 상기 비상대응계획에 대한 정보를 전달받고, 그에 대응하기 위한 행정적 처리를 수행하는 행정기관 서버; 및 비상상황정보와 상기 비상대응계획에 대한 정보를 전달받고, 그에 대응하기 위한 재정적 처리를 수행하는 재정기관 서버;를 포함하여 이루어진다.

Description

다중 경로식 원격감시제어장치{REMOTE MONITORING AND CONTROL APPARATUS FOR THE TYPE OF MULTI-PATH}

본 발명은 다중 경로식 원격감시제어장치에 관한 것이다.

자연재해란 지진, 가뭄, 해일 등 급격한 자연현상으로 인해 발생하는 재난을 의미한다. 즉, 태풍ㆍ홍수ㆍ호우ㆍ폭풍ㆍ해일ㆍ폭설ㆍ가뭄ㆍ지진 등의 피할 수 없는 자연현상으로 인하여 발생하는 피해를 나타낸다.

자연재해의 종류로는 태풍, 홍수, 해일 등으로 인한 수해(水害), 눈과 서리, 우박 등으로 인한 재해, 지진과 산사태, 화산 등 지각 활동과 관련된 재해, 자연발화, 산불 등으로 인한 재해 등이 있다. 또한, 추위, 더위와 같은 기온과 관련된 재해 등 다양한 형태도 있으며, 동물로 인한 전염병 및 농작물 피해 등과 같은 자연재해도 있다.

산업화가 진전되면서 동시에 수많은 재해 방지시설과 대책 등이 만들어졌지만, 이상 기후 등으로 인한 자연재해는 끊이지 않고 있다.

재해란 재난을 야기할 수 있는 개개의 사건 및 그로 인한 상황을 의미하며, 일반적으로 자연재해와 인위적 재해의 경우로 구분할 수 있다.

자연재해는 홍수, 지진, 폭설, 폭우, 폭풍 등에 준하는 자연현상으로 인하여 발생하는 피해이고, 인위적 재해는 붕괴, 폭발, 환경오염, 사고 등 인위적 현상에 의해 발생하는 피해이다. 자연재해는 여러 가지 유형으로 구분할 수 있으며, 크게 기상요인에 의한 기상재해와 지진ㆍ화산활동 등에 의한 지질재해로 구분된다.

인위적 재해의 경우 인간의 면밀한 노력이나 철저한 관리, 기술의 발달에 의해 상당 부분 근절시킬 수 있는 반면에, 자연재해는 인위적인 노력으로는 근절시킬 수 없는 불가항력적인 요소를 지니고 있다.

따라서 인위적 재해는 시간과 경제ㆍ사회의 발전에 따라 발생빈도나 피해 규모가 커지는 경향이 있는 반면에, 자연재해는 불규칙적인 발생특성을 갖는다. 다시 말해서, 인위적 재난은 발생을 통제하지 않는다면 발전에 따라 재난의 빈도와 피해가 증가할 것으로 예측되는 반면, 자연재해는 발생자체를 통제하기가 불가능하므로 발생의 빈도나 강도, 피해규모를 예측할 수 없다는 특성을 갖고 있는 것이다.

자연재해와 인위적 재해는 모두 발생 과정에서 돌발적이며 강한 영향을 주지만, 피해의 형태나 규모, 영향 범위에서 차이가 나는 경우가 있다.

이에 자연재해는 재난 발생의 가능성과 상황변화를 예측할 수 있지만 인위적 재해는 예측하기 어려우며 지속되는 기간과 통제능력에 있어서도 차이를 나타낸다.

상기한 바와 같이, 재난의 발생원인은 자연적 인자(요인)와 인위적 인자(요인)로 구분될 수 있으며, 전자는 이상기상 등 에너지적 인자와 지질 불량 등 자연 환경적 인자로 발생된 것이고, 후자는 방재시설의 불비 등 기술적 인자와 개발 남발과 환경파괴 등 사회적 인자로 세분된다.

자연적 인자, 예를 들면, 호우나 지진 등은 발생 자체를 현재의 과학기술로는 완전히 제거할 수 없으나, 인위적 인자에 대해서는 사전에 예방이 어느 정도 가능하다고 볼 수 있다.

재해방지대책이라는 측면에서 인위적 재해는 근본적으로 발생 자체를 줄이는 대책이 가능하지만, 자연재해는 발생 자체를 줄이기에는 현재의 과학기술 수준으로도 어렵기 때문에 이로 인하여 발생하는 피해를 최대한 경감시키는 방향으로 대책이 마련되어야 한다.

우리나라는 매년 여름철에 심한 호우로 인한 수위 상승으로 저지대가 범람하여 인명과 재산에 막대한 피해를 입고 있다.

이와 같은 수해는 거의 매년 지역적으로 발생하여 몇 년에 한 번은 극심한 홍수를 일으키는데 그 원인으로는 장마전선과 태풍 등이 있다. 실제로 우리나라에서 수해와 풍해가 개별적으로 나타나는 경우는 드물고 보통 호우가 내릴 때 강한 바람을 동반하기 마련이다.

또한, 강한 태풍은 폭풍해일 현상을 일으키기도 하고 심한 파도를 일으켜 조업 중이거나 항해 중인 선박을 파손 및 침몰시키는 등 육지뿐만 아니라 해상에도 막대한 피해를 일으킨다.

한해(旱害)는 가뭄으로 비가 오지 않아 심한 물 부족으로 일어나는 재해이며, 수해와 함께 가장 두려운 재해 중의 하나라고 할 수 있다. 비가 오지 않게 되면 곡물을 심을 수가 없고 따라서 식량공급에 차질을 빚게 된다. 가뭄은 장기간 즉, 보통 한 계절 또는 그 이상에 걸친 강우의 부족으로부터 기인한다. 이러한 강우의 부족은 일부 사회활동, 생명체 또는 환경 분야에 있어 물의 결핍을 초래한다. 가뭄은 특정한 지역에 대해 강우와 증발산 사이의 균형에 있어 장기간 평균 상태와 관계하여 고려되어야 한다. 또한, 가뭄은 시기 즉, 주요 발생계절, 강우철 시작의 지연, 주요 작물의 성장단계와 관련한 강우의 발생 등과 강우의 효율 즉, 강우강도, 강우의 횟수와 관계가 있다. 우리나라는 연강수량으로 보면 벼농사에 부족함이 없다.

따라서 이와 같이 자연재해를 야기하는 요소들을 잘 관리하면 비록 재해가 발생하더라도 그 피해를 최소화할 수 있을 것이며, 자연재해를 완전히 방지하지는 못하더라도 어느 정도 예측 가능하여 그에 대비할 수 있을 것이다.

특허등록 제10-1686041호는 자연재해에 따른 수변 구조물의 피해정보를 실시간으로 예측／관리 가능한 GIS 기반의 수변 구조물 통합관리시스템을 개시하고 있다.

태풍 등 대형 강우, 강풍 등 수변 구조물의 안전에 직접적으로 영향을 주는 자연재해에 대한 수변 구조물의 안전성을 예측하기 위하여 수변 구조물의 거동변화를 실시간 계측한 후, 계측된 자료를 데이터베이스 구축과 동시에 분석하여 수변 구조물의 위험도 예측 및 용이한 유지보수를 위한 기술로써, 수변 구조물이 피해를 입을 수 있는 재해특성에 따라 수변 구조물의 거동변화를 실시간으로 분류 및 모니터링함으로써, 수변 구조물에서 발생할 수 있는 범람, 유실, 파손, 붕괴, 침수, 침투, 세굴, 균열, 철근노출, 휨, 이격, 변형, 파이핑 중 적어도 하나 이상이 포함된 수변구조물의 예상피해정보를 미리 예측함으로써, 불가항력적인 자연재해에 따른 피해를 예방할 수 있도록 한 것이다. 또한, 자연재해로 인하여 지리적 위치별 및 종류별에 따른 수변구조물의 거동특성별로 통합 관리함으로서, 수변 구조물의 유지보수에 따른 비용적인 측면을 최소화시킬 수 있도록 한 것이다.

그러나 상기 등록기술은 수변 구조물에 관련된 피해를 예측하는 것으로써 수변 구조물의 관리에는 적절하게 이용할 수 있으나, 수변 구조물이 설치된 현장 및 주변 지역에 대한 피해는 예측이 어려워 적절하게 대처할 수 없는 문제점이 있다.

특허등록 제10-1335924호는 자연재해 위험지구 정보를 이용한 위험구간 예측정보 안내 시스템에 관한 것이다.

자연재해 위험지구 정보를 생성하는 기상정보 서버와, 기상정보 서버로부터 상기 생성된 자연재해 위험지구 정보를 실시간으로 수집하여 상기 수집된 자연재해 위험지구 정보에 포함된 위험 지구를 포함하는 경로 정보를 생성하고 상기 생성된 경로 정보를 내비게이션 단말에 제공하는 내비게이션 경로 서버를 포함하고, 강수량 정보와 같은 기상 정보가 결합된 자연재해 위험지구 정보를 이용하여 위험구간 예측 정보를 차량 운전자의 내비게이션 단말에 제공하도록 한 것이다.

그러나 상기 등록기술은 기상정보와, 자연재해 위험지구 정보를 서로 연관시켜 기상이 좋지 않은 자연재해 위험지구를 통과하는 차량에 이러한 상황을 네비게이션을 통해 알림으로써 운전자가 우회도로를 이용할 수 있도록 한 것이나, 구조물이 설치된 현장 및 그 주변지역에 대한 피해를 예측하여 미리 대비할 수 있도록 하는 수준에는 도달하지 못한 기술이다.

1. 특허등록 제10-1686041호 2. 특허등록 제10-1335924호

본 발명의 목적은, 자연재해가 발생한 현장 및 그 주변지역에 대한 피해를 예측하여 인적 물적 손해를 최소화할 수 있도록 한, 다중 경로식 원격감시제어장치를 제공하는데 있다.

한편, 본 발명의 목적은 이상에서 언급된 목적으로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 하수처리장 정수장 펌프장 하천관리 빌딩자동제어와 같은 다른 목적들은 아래의 기재로부터 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 사람(이하 ‘통상의 기술자’)에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.

상기 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 다중 경로식 원격감시제어장치는,

자연재해가 발생하는 현장이나 환경기초시설물 또는 빌딩을 포함하는 감시제어대상물의 실시간 상황을 모니터링하는 모니터링장치;

상기 모니터링장치로부터 상기 현장의 실시간 상황 정보를 수집하는 감시장치;

상기 감시장치로부터 수신된 상기 실시간 상황 정보가 비상상황정보로 판단되면, 비상상황정보에 대응하는 데이터를 발생하여 행정기관 및 재정기관과 함께 자연재해 및 피해에 대응하는 비상대응계획을 출력하는 관제센터 서버;

상기 비상상황정보와 상기 비상대응계획에 대한 정보를 수신하여 그에 대응하기 위한 행정적 처리를 수행하는 행정기관 서버; 및

상기 비상상황정보와 상기 비상대응계획에 대한 정보를 수신하여 그에 대응하기 위한 재정적 처리를 수행하는 재정기관 서버;를 포함하여 이루어진 것을 특징으로 한다.

본 발명에서, 관제센터 또는 감시장치로부터 수신된 상기 상황 정보가 비상상황정보로 인식되면, 비상상황정보에 대응하는 데이터를 발생하여 자연재해 및 피해에 대응하는 비상대응계획을 출력하도록 상기 관제센터와 네트워킹된 단말기; 및

상기 관제센터로부터 비상상황정보를 전달받고 비상대응을 수행하도록 상기 관제센터와 네트워킹된 현장 대응기관이 추가 구성되는 것을 특징으로 한다.

본 발명에서, 감시장치, 관제센터, 단말기는 상황정보가 비상상황정보인 경우 비상대응계획에 대응하는 시뮬레이션을 생성하는 것을 특징으로 한다.

본 발명에서, 관제센터는

모니터링장치의 모니터링신호를 토대로 자연재해 상황을 판단하고, 이를 토대로 시설물 복구, 대피 등이 가능하도록 함과 동시에, 감시장치와 단말기도 이러한 상황을 공유하도록 제어하는 제어부;

상기 감시장치 또는 단말기로부터 전송되어 오는 신호를 수신하는 수신부;

상기 모니터링장치로부터 전송된 감지신호를 처리한 결과를 감시장치 또는 단말기로 송신하는 송신부;

자연재해에 따라 관제센터에서 수행되는 제어동작을 조작하는 조작부;

상기 제어부에서 처리된 모니터링장치의 모니터링 신호를 토대로 시설물의 현재 상황 및 미래 상황과, 시설물이 설치된 현장 및 주변 지역의 현재 상황 및 미래 상황을 판단하고 예측하는 예측부;

상기 모니터링장치로부터 전송되는 모니터링 신호를 관리자가 확인이 가능하도록 외부로 표시하고, 상기 제어부에서 처리된 신호와 상기 예측부에서 처리된 신호를 관리자가 확인이 가능하도록 외부로 표시하는 표시부;

상기 예측부에서 처리된 신호를 제어부에서 판단한 결과, 자연재해가 이미 발생되고 있고, 앞으로 피해가 발생할 염려가 있어 주변 관리자에게 이를 신속히 인지시킬 필요가 있을 경우 경고음을 외부로 방출하는 경보부; 및

상기 모니터링장치의 모니터링 신호와, 제어부에서 처리된 신호와, 예측부에서 처리된 신호를 저장 관리하여 시설물의 현재 상황 및 미래 상황과 시설물이 설치된 현장 및 주변 지역의 현재 상황 및 미래 상황을 판단하는데 활용될 수 있도록 하는 데이터베이스로 구성되는 것을 특징으로 한다.

본 발명에서, 감시장치는

모니터링장치의 모니터링신호를 토대로 자연재해 상황을 판단하고, 이를 토대로 시설물 복구 및 대피가 가능하도록 함과 동시에, 관제센터와 단말기도 이러한 상황을 공유하도록 제어하는 제어부;

상기 관제센터 또는 단말기로부터 전송되어 오는 신호를 수신하는 수신부;

상기 모니터링장치로부터 전송된 감지신호를 처리한 결과를 관제센터 또는 단말기로 송신하는 송신부;

자연재해에 따라 감시장치에서 수행되는 동작을 조작하는 조작부;

상기 제어부에서 처리된 모니터링장치의 모니터링 신호를 토대로 시설물의 현재 상황 및 미래 상황과, 시설물이 설치된 현장 및 주변 지역의 현재 상황 및 미래 상황을 예측하는 예측부;

상기 모니터링장치로부터 전송되는 모니터링 신호를 관리자가 확인이 가능하도록 외부로 표시하고, 제어부에서 처리된 신호와, 예측부에서 처리된 신호를 관리자가 확인이 가능하도록 외부로 표시하는 표시부;

상기 예측부에서 처리된 신호를 제어부에서 판단한 결과, 자연재해가 이미 발생되고 있고, 앞으로 피해가 발생할 염려가 있어 주변 관리자에게 이를 신속히 인지시킬 필요가 있을 경우 경고음을 외부로 방출하는 경보부; 및

상기 모니터링장치의 모니터링 신호와, 제어부에서 처리된 신호와, 예측부에서 처리된 신호를 저장 관리하여 시설물의 현재 상황 및 미래 상황과 시설물이 설치된 현장 및 주변 지역의 현재 상황 및 미래 상황을 판단하는데 활용될 수 있도록 하는 데이터베이스로 구성되는 것을 특징으로 한다.

본 발명에서, 모니터링장치는 감지 및 촬영수단으로서 센서, CCTV, 드론이 구성되는 것을 특징으로 한다.

본 발명의 다중 경로식 원격감시제어장치에 따르면, 태풍, 폭우, 폭설, 폭염, 혹한 등 자연재해로 인한 인적 물적 재해인 2차적인 재해발생에 적절하게 대응함과 동시에, 재해에 따른 피해를 미리 예측하여 대비하도록 함으로써 인적 물적 손해를 최소화할 수 있게 된다.

본 발명의 효과는 상술한 것으로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 하수처리장 정수장 펌프장 하천관리 빌딩자동제어와 같은 다른 효과들은 아래의 기재로부터 통상의 기술자에게 명확하게 인식될 수 있을 것이다.

도 1은 일반적인 재난안전 무선통신망의 서비스 구조도.
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 지능형 자동영상 감지시스템의 개념도.
도 3은 본 발명의 실시예에 따른 다중 경로식 원격감시제어장치가 적용되는 네트워크 구성도.
도 4는 도 3의 관제센터의 제어 구성도.
도 5는 도 3의 감시장치의 제어 구성도.
도 6은 도 3의 단말기의 제어 구성도.
도 7은 본 발명의 실시예에 따른 구조적(시설, 장비) 요소, 지형적 요소, 행정 제도적 요소, 재정적 요소를 예시한 도면.
도 8은 본 발명의 실시예에 따른 모니터링장치의 구성 예시도.
도 9는 본 발명의 실시예에 따른 관제센터, 행정기관, 재정기관 및 대응기관의 관계를 나타낸 도면.
도 10은 본 발명의 실시예에 따른 자연재해 예측을 위해 활용되는 정보 예시도.

본 발명은 다양한 변경을 가할 수 있고 여러 가지 실시예를 가질 수 있는 바, 특정 실시예들을 도면에 예시하고 상세한 설명에 상세하게 설명하고자 한다.

그러나 이는 본 발명을 특정한 실시 형태에 대해 한정하려는 것이 아니며, 본 발명의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변경, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다.

본 발명에서 사용한 용어는 단지 특정한 실시예를 설명하기 위해 사용된 것으로, 본 발명을 한정하려는 의도가 아니다.

다르게 정의되지 않는 한, 기술적이거나 과학적인 용어를 포함해서 여기서 사용되는 모든 용어들은 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 일반적으로 이해되는 것과 동일한 의미를 가지고 있다.

[발명의 바람직한 형태]

본 발명은 다중 경로식 원격감시제어장치를 개시한다.

대형 사고를 예방하기 위해서는 그 전에 발생하는 경미한 사건 사고들과 그 징후를 미리 분석하는 것이 중요하다. 즉, 대량의 정형 및 비정형 데이터의 집합과 이를 통해 가치를 추출하고 결과를 분석하는 기술인 '빅 데이터 기술'을 재난안전 분야에 적용하면 피해를 최소화할 수 있을 것이다. 본 발명은 이러한 기술을 이용한 것이다.

자연재해를 예측하고 실제 발생된 재해에 대한 피해를 최소화하기 위해서는 현장에 설치된 시설물(구조물)의 현재 상황 및 미래 상황에 대한 모니터링, 행정기관의 제도적 협조, 재정기관의 재무적 협조 등이 절실히 요구된다. 즉 시설물에 피해가 발생하는 경우 이를 보수 또는 교체하기 위해서는 일정한 절차가 필요한바, 행정기관에서 이를 즉시 인지하여 보수 또는 교체하도록 결정하되, 보수 또는 교체에는 비용이 소요되므로 재정기관을 통해 이를 해결할 수 있도록 하는 것이다.

자연재해에 따른 피해 에측에 가장 중요한 것이 자연재해의 사전적 예방 및 대응 등과 관련한 모니터링장치이다. 즉 자연재해에 따른 피해의 사전적 예방 및 대응 등을 위해서는 체계적이고 선제적인 모니터링 시스템이 필요한 것이다.

이러한 모니터링 시스템에는 예를 들어, 자연재해에 따른 피해 발생 이전에 태풍이나 호우 등으로 인한 하천의 범람이나 저지대 침수방지를 위한 각종 센서 네트워크와 연관된 기계ㆍ전기적인 시스템이 있을 수 있다. 이러한 시스템은 대부분 원격에서 자동으로 통제되도록 구성된다. 본 발명에서는 이러한 시스템이 현장 또는 주변에 설치된 감시장치와 원격 통제소 역할을 하는 관제센터로 구현된다.

본 발명에서 모니터링 요소 및 지형적 요소와, 행정 제도적 요소 및 재정적 요소가 연관된 네트워크 시스템은 컴퓨터에 의한 자료의 취득과 분석을 기초로 자연재해에 따른 피해에 적절하게 대응할 수 있도록 최적합하게 구축된다.

본 발명은 상기 각 요소들의 리스크 관리를 위하여 적정레벨 수준의 가이드라인을 설정하고, 상시적으로 최적화 상태를 유지하면서 자연재해에 대하여 언제나 안정적 대비상태를 유지할 수 있도록 한다. 여기서 리스크 관리란 자연재해에 대응하여 적합한(정상적인) 동작을 하는 수준에 이르지 못하는 경우 이를 외부에 인지시켜 정상적인 수준으로 보완할 수 있도록 하는 것을 의미한다.

만약, 어느 한 요소라도 리스크 레벨 수준에 도달하면 경고 알람을 방출하도록 하고, 관리자는 즉시 알람을 제거할 수 있는 적절한 조치를 취함으로써 자연재해에 대한 능동적인 대처가 가능하여 귀중한 인명과 재산적 손실을 경감할 수 있도록 한다.

센서, CCTV, 드론 등으로 이루어지는 모니터링장치에서 감지되는 감지결과는 일반시민의 위험인지 민감도 조사를 통하여 중요도와 우선순위가 결정되도록 하며, 또한 자연재해 대책법상의 제 규정간의 관계 등을 비교 분석함으로써 각 요인의 경고 알람 레벨을 설정한다.

본 발명은 이처럼 최적화된 체계적이고 선제적인 네트워크 시스템에 의해서 기업과 민간, 정부의 협력적이며 효율적인 대응이 가능하도록 함으로써 반복적으로 발생하는 자연재해로부터 인명과 재산적 손실의 최소화에 기여한다.

자연재해에 대한 지형적 요소란 자연재해의 직접적인 대상이 되는 지형과 지물(地物) 등을 의미한다. 이는 임야 및 산림자원의 분포, 경사도, 위치 등과 도시기반시설인 상하수도 분포 및 노후화 정도, 배수관계, 지반침수 가능지역 등을 나타내는 것으로 정의될 수 있다. 즉, 이러한 지형지물은 자연재해로부터 피해를 입을 가능성이 큰 상시적 취약대상이므로 본 발명은 이러한 지역의 자연재해에 대해 모니터링이 가능하도록 구성한다.

본 발명은 재해지도와 대피소 정보 및 방재시설물 등과 같은 요소, 즉, GIS 위치정보와 재난지도 대피소 및 대피안내도 등도 지형적 모니터링 요소에 포함시켜 관리운용하도록 구성한다.

지형적 요소와 관련하여, 재해유형별로 위험 후보지 선정 및 위험지구 지정을 할 수 있는데, 대표적인 지형적 요소로는 하천재해, 내수재해, 사면(斜面)ㆍ토사(土砂)재해, 해안재해 등을 들 수 있다.

본 발명은 이러한 지형적 요소에 의해서 선정된 위험지구 등에 대하여 자연재해로부터의 저감 종합대책을 체계적으로 수립하여 운용할 수 있도록 하며, 구체적으로는 전지역, 수계, 유역단위 및 위험지구 단위로 세분화하여 각 저감대책을 적절하게 수립하여 운용한다.

특히, 지형적 요소와 관련하여 우리나라는 계절별, 지역별 강수량의 편차가 크고 여름철에 강수량이 집중됨에 따라 빗물의 효율적 활용에 한계가 있으며, 산발적 가뭄은 물론 상습적 가뭄 발생 지역이 상존하고 있다.

이에 따라, 과거 가뭄 피해 발생지역이나 도시, 산간 등 가뭄 피해 예상지역 등 상습가뭄 재해지역으로 고시된 지역을 비롯한 가뭄재해 위험지구를 선정하여 수자원 확보방안 등이 가능하도록 구성한다.

또한, 겨울철의 대설피해에 대비하기 위해 상습적인 대설피해지역 및 내설 설계대상 시설물이 있는 지역과, 대설로 인한 붕괴가 우려되는 시설물(예: 농ㆍ축산시설물, 천막구조물 등)이 있는 지역을 설정하고, 겨울철 주요 피해인 비닐하우스 붕괴, 사유시설 집중 피해발생 등을 관리할 수 있도록 구성한다.

상기 지형적 요소들은 센서, 영상감시(CCTV) 시스템 및 드론 등을 병행한 모니터링이 효과적일 수 있다.

모니터링장치를 설치하는 지역으로는 태풍이나 호우 등의 사유로 발생하는 재난이 발생하기 쉬워 이에 대비하기 위해 방재시설을 설치한 연안해안, 산사태가 발생하기 쉬운 산악지대, 갑작스런 폭우 등으로 인한 수해가 발생하기 쉬운 저지대나 하천지대 등을 들 수 있다.

본 발명은 상기 연안해안, 산악지대, 저지대, 하천지대 등에 각각 설치한 방재 시설물들의 현재 및 미래상황을 관제센터에서도 파악할 수 있도록 구성한다.

본 발명은 자연재해로부터의 피해를 최소화하기 위한 방재조직 등의 구성과 이를 체계적으로 실행하기 위한 유관기관과의 협조, 각 관련기관의 지휘책임과 권한, 경보레벨의 지정 등과, 드론 등과 같은 신기술 및 신제품의 활용이 두드러짐에 따라 이의 도입 및 정착을 위한 법적 제도적 지원활동 등이 용이하도록 구성한다.

예를 들어, 국가 및 지방자치단체가 행하고 있는 자연재해 방지시설 모니터링을 위한 장치운용에 요구되는 행정적 지원이나, 적합한 전문가의 양성, 제도정비 운용 등과 타 부서간의 정보공유를 위한 행정적ㆍ제도적 시스템의 정비 등이 해당된다.

이러한 행정적ㆍ제도적 시스템의 정비 등은 일반적으로 다음과 같이 수립되어 실행되도록 한다.

먼저, 기초조사로써 일반현황, 자연재해현황, 관련계획 등이 조사되도록 한다. 즉, 행정구역, 방재시설 등 일반현황, 연도별 자연재해 피해, 방재관련계획, 토지이용관련계획, 시설정비 관련계획 등에 대해서 조사하도록 한다. 이에 기초하여, 지형적으로 재난우려가 있는 자연재해 위험지구를 선정한다. 이는 각 재해유형별로 위험후보지의 선정과 위험지구가 지정되며, 각 재해유형은 하천재해, 내수재해, 사면ㆍ토사재해, 해안재해, 바람재해, 대설ㆍ가뭄재해, 기타재해 등으로 구분된다.

다음에, 자연재해 위험지구가 선정되면 선정된 위험지구에 대한 자연재해저감 종합대책이 수립되도록 한다. 이는 전지역, 수계, 유역단위 및 위험지구 단위별로 세밀하게 저감대책이 수립되도록 한다. 이 과정에서, 저감대책을 타 분야 계획과 연계추진을 위해 관련기관과 협의 조정하도록 구성한다.

시행계획 수립 시에는 긴급성ㆍ위험성ㆍ효율성ㆍ형평성 등의 우선순위를 고려하여 단계별ㆍ연차별로 시행계획을 수립한다.

특히, 행정 제도적 요소의 유지관리와 재해복구 예비비와 같은 대응과 복구에 수반되는 예산 등의 긴급재난이 발생한 경우는 유관기관이나 타부서 간의 협의를 필요로 하나, 대체적으로 긴급재난 발생의 경우에 신속대응에 한계를 노출하고 있으므로 관재센터 등에서는 유관기관의 자료 등을 포함한 토털 솔루션을 제공할 수 있도록 구성한다.

아울러, 방재 시설물 설치의 경우에 방재시설물이 자연재해로부터 주민안전을 위하여 꼭 필요하며, 그 중요성이 인식되면서도 해당주민들에게는 사적재산의 침해나 경관문제 등으로 인하여 오히려 기피시설물이 될 수도 있다. 따라서 이러한 시설물의 구축을 위한 계획수립의 경우에는 주변 경관과 조화를 이룰 수 있는 자연경관과 안전을 함께 고려하는 세심한 노력이 요구된다.

특히 전문가와 협의를 거쳐 기계, 전기장치와 토목, 건축물은 물론 핵심 장치인 모니터링 시스템을 포함하여 시설과 장치 전반을 아우르는 목록을 완성하여 내구 년한을 정하고, 기한의 도래 전에 과감한 정비와 교체 공사를 통하여 꼭 필요할 때 장비 노후화로 가동을 멈추어 대형 재난 사고로 이어지지 않도록 하며, 긴급 재난 발생 시 초래되는 혼란은 전문성 결여도 큰 영향을 미칠 것이다.

따라서 본 발명은 분야별 관리자를 배치하여 책임과 권한을 명확히 부여하는 제반 규정과 지침을 확립하는 내용도 행정 제도적 요소에 포함시킨다.

재정적 요소란 자연재해의 사전적 예방 및 대응 등과 관련한 요소로써, 자연재해로 인한 재난 발생에 대응하기 위한 긴급구호품의 확보(율)이나 예산확보 및 예비비 책정 등과 관련한 것이다.

또한, 모니터링장치 및 시설물들의 설치와 운용에 소요되는 인건비, 설치비, 기타 유지 및 운용관리비용 등의 예산확보와 관련된 내용 등도 재정적 요소에 포함된다. 이외에도 행정 제도적 모니터링 요소의 유지관리 및 방재시설물의 설치ㆍ운용 등에 요구되는 예산 등도 재정적 요소에 해당된다.

특히, 재정적 요소는 상기의 재해복구 예비비와 같은 대응과 복구에 수반되는 예산집행이 요구되는 국가나 지방자치단체 차원의 긴급재난이 발생한 경우에는 유관기관 간이나 타부서 간의 협조와 협의를 필요로 한다.

그러나 대체적으로 긴급재난 발생의 경우에 신속대응에 한계를 노출하고 있으므로 관재센터에서는 유관기관의 자료 등을 포함한 토털 솔루션을 제공할 수 있는 체계적인 시스템이 되도록 구성한다.

본 발명은 첫째, 각종 대형사고가 빈발함에 따라 과학적이고 합리적인 예방 조치를 위한 각종 안전 관련정보의 DB화, 둘째, 각종 주요 시설물의 안전관리를 위하여 시설물의 설계도면과 시설의 보수점검 등에 관한 종합적이고 체계적인 이력관리, 셋째, 각종 재난 재해 사고로부터 위험예방에 만전을 기하고 피해를 최소화하기 위한 모니터링 등에 의한 조기경보시스템의 구축, 넷째, 재해 재난 및 대형 사고가 발생했을 경우 신속한 처리업무를 수행하는 종합 상황실(관제센터)에 대한 정보 차원의 지원, 다섯째, 유관기관간의 업무 연계성 확보를 통한 정보의 공유체계 구축, 여섯째, 각종 최신 모니터링장치 및 정보기술을 안전관리에 적극적으로 도입 운용함으로써 안전관리의 고도화, 일곱째, 국가안전 전반의 체계적인 관리를 위한 선진국형의 안전관리시스템 구축, 여덟째, 재해 재난사례 DB 구축과 동시에 체계적인 분석을 통한 유사시 피해 상황 최소화를 추진할 수 있도록 구성한다.

이하, 본 발명의 바람직한 실시예를 도면을 참조하여 상세히 설명한다.

도 1은 일반적인 재난안전 무선통신망의 서비스 구조도이다. 도 2는 지능형 자동영상 감지시스템의 개념도이다. 도 3은 본 발명의 실시예에 따른 다중 경로식 원격감시제어장치가 적용되는 네트워크 구성도이다. 도 4는 도 3의 관제센터의 제어 구성도이다. 도 5는 도 3의 감시장치의 제어 구성도이다. 도 6은 도 3의 단말기의 제어 구성도이다. 도 7은 본 발명의 실시예에 따른 구조적(시설, 장비) 요소, 지형적 요소, 행정 제도적 요소, 재정적 요소를 예시한 도면이다. 도 8은 본 발명의 실시예에 따른 모니터링장치의 구성 예시도이다. 도 9는 본 발명의 실시예에 따른 관제센터, 행정기관, 재정기관 및 대응기관의 관계를 나타낸 도면이다. 도 10은 본 발명의 실시예에 따른 자연재해 예측을 위해 활용되는 정보 예시도이다.

도 1에 도시한 바와 같이, 일반적인 재난안전 무선통신망의 서비스 구조는 다양한 수단을 통해 모니터링된 신호를 전송하는 모니터링장치(100)와, 모니터링장치(100)로부터 전송되는 모니터링신호를 수신하여 종합상황실, 행정기관, 현장지휘센터 등이 각각의 네트워크망을 통해 처리하는 장치(200)와, 상기 장치(200)에서 처리된 비상상황신호를 다양한 수단을 통해 외부에 인지시키는 장치(300)로 구성된다.

도 2에 도시한 바와 같이, 예를 들어 수위, 적설, 산사태, 해안, 산불 등에 관련된 다양한 자연재해를 지능형 알고리즘을 통해 판단하고, 이를 다양한 수단을 통해 외부에 인지시킨다.

본 발명은 도 1 및 도 2의 시스템에 구성된 요소들을 이용하되, 특허성을 갖도록 개선하여 자연재해 발생 및 피해 예측이 가능한 기술로 구현한 것이다.

도 3에 도시된 바와 같이 본 발명의 실시예는, 모니터링장치(10)와 감시장치(20)가 통신망(N1)을 통해 네트워킹된 상태에서 감시장치(20)에 구성된 제어장치 및/또는 원격 관제센터(30)에 구성된 제어장치 및/또는 단말기(40)에 구성된 제어장치를 통해 모니터링장치(10)의 감지신호를 처리하여 자연재해를 예측할 수 있다. 즉 시설물이 설치된 현장 및 주변지역에 대한 자연재해 및 피해를 포함하는 비상상황을 예측할 수 있다.

상기 모니터링장치(10)는 예를 들어, 센서, CCTV, 드론 등이 구성될 수 있다. 센서는 감지신호, CCTV 및 드론은 영상신호를 감시장치(20) 또는 관제센터(30)로 전송할 수 있다. 감지신호와 영상신호는 모두 감시장치(20) 또는 관제센터(30)에서 디지털데이터로 변환된 후 자연재해 발생 및 그 피해를 예측하는데 활용될 수 있다.

상기 센서와 CCTV는 고정형으로써 현장 및 주변지역에 한정된 범위내에서 감지 또는 촬영에 이용될 것이고, 드론은 조정하기에 따라 센서와 CCTV보다 훨씬 넓은 범위에 대하여 촬영하는데 이용될 것이다. 따라서 드론이 좀 더 넓은 범위에 대한 자연재해 및 피해 예측에 유리하다고 할 수 있다.

본 발명에서는 센서 감지신호와, CCTV 및 드론의 영상신호를 모두 반영하여 자연재해 및 피해를 예측하는 정보로 활용할 수 있다.

또한, 이들 감지수단들의 고장 여부를 감지하여 센서, CCTV 및 드론 중 고장이 발생한 감지수단의 신호는 제외하고, 나머지 정상적으로 작동하는 감지수단의 신호가 서로 부합하는 경우 이를 자연재해 및 피해를 예측하는 정보로 활용할 수 있도록 할 수 있다.

상기 감시장치(20)는 현장 또는 주변 근거리에 설치된 제어장치일 수 있으며, 관제센터(30)는 적어도 두 개 이상의 감시장치(20)를 통합하여 관리하는 중앙통제소일 수 있고, 단말기(40)는 관리자가 소유하는 이동통신 단말기일 수 있다.

하나의 감시장치가 시설물이 설치된 현장에 구성되고, 또 다른 감시장치가 시설물의 파손 또는 붕괴로 인하여 피해가 예측되는 주변지역에 구성된 경우, 관제센터는 이들 감시장치로부터 전송받은 두 개의 신호를 토대로 시설물이 설치된 현장 및 주변지역의 자연재해 및 피해를 예측할 수 있다. 이와 같이 하는 것은, 어느 하나의 감시장치가 비정상일 경우를 대비할 수 있기 때문이다. 즉 시설물이 설치된 현장에 구성된 감시장치가 고장일 경우, 주변지역에 구성된 감시장치에 의한 신호를 관제센터가 전송받아 분석함으로써 자연재해 비상상황을 인식하고 그에 적절하게 대응할 수 있는 것이다.

관제센터(30)는 상기한 행정기관 및 재정기관을 포함하는 개념일 수 있다. 다만, 도 9에 도시한 바와 같이 관제센터(30)를 종합상황실 역할을 하도록 하고, 행정기관(50), 재정기관(60), 대응기관(70)을 통신망을 통해 관제센터(30)와 네트워킹해도 무방할 것이다. 상기 대응기관(70)은 예를 들어, 현장 구조팀을 지휘하는 기관일 수 있다.

또한, 본 발명은 감시장치(10)와 통신망(N2)을 통해 네트워킹되거나 관제센터(30)와 통신망(N3)을 통해 네트워킹된 단말기(40), 예를 들어 관리자 스마트폰을 통해 모니터링장치(10)의 모니터링신호를 처리하여 자연재해에 대한 대응 및 예측을 할 수도 있다. 즉 감시장치(10), 관제센터(30) 및 단말기(40)가 모두 모니터링장치(10)로부터 전송되는 모니터링신호를 공유하여 자연재해에 대한 대응 및 예측을 할 수 있도록 하는 것이다.

한편, 상기 감시장치(20)는 시설물이 설치된 현장 또는 그로부터 일정거리 이격된 주변지역에 설치될 수 있고, 원격 관제센터(30)는 원격지에 구성된 종합상황실 서버일 수 있으며, 단말기(40)는 관제센터(30)에 소속된, 예를 들어 현장에 파견된 관리자의 스마트폰일 수 있다.

따라서 감시장치(10), 관제센터(30)와 단말기(40)가 통신망을 통해 네트워킹되어 모니터링장치(10)로부터 모니터링되는 비상상황신호를 공유함으로써 그 신호를 토대로 관리자는 언제 어디서나 자연재해에 대한 대응 및 예측(비상상황에 대한 대응계획)을 할 수 있고, 그에 대한 조치를 자체적으로 또는 유관기관들간의 협의를 통해 수행할 수 있다.

즉 이러한 구성은 관리자가 언제 어느 장소에 있더라도 자연재해에 관련된 비상상황을 즉각 인지할 수 있으므로 신속한 대응이 가능할 뿐만 아니라, 만일 상기 관제센터(30)의 점검시에도 관리자는 공백없이 모니터링장치(10)로부터 전송되는 자연재해에 대한 신호를 처리할 수 있다.

상기 관제센터(30)와 단말기(40)가 통신하는 경우에는 예를 들어, 인증번호 등을 통해 접속된 단말기(40)만 관제센터(30)의 신호를 전송받아 모니터링장치(10)를 원격 제어할 수 있도록 구성할 수 있다.

한편, 상기한 바와 같이 관제센터(30)가 종합상황실 또는 행정기관 또는 재정기관이 될 수도 있고, 별개로 존재하는 기관일 수도 있음은 물론, 단말기(40)는 관제센터(30)에 소속된 관리자의 스마트폰 또는 행정기관 소속 스마트폰 또는 재정기관 소속 스마트폰 또는 대응기관 소속 스마트폰이 될 수도 있다. 도면상에는 이러한 사항을 구체적으로 표시하지 않았으나, 본 발명이 종합상황실, 행정기관, 재정기관 그리고 자연재해에 대응하기 위하여 현장에 파견되는 대응기관이 통신망을 통해 네트워킹되어 본 발명의 목적을 달성할 수 있음을 알 수 있을 것이다.

도 4에 도시된 바와 같이 본 발명의 실시예에 따른 관제센터(30)는 제어부(31), 수신부(32), 송신부(33), 조작부(34), 예측부(35), 표시부(36), 경보부(37), 데이터베이스(DB)(38)로 구성될 수 있다.

제어부(31)는, 모니터링장치(10)의 모니터링신호를 토대로 자연재해 상황을 판단하고, 이를 토대로 시설물 복구, 대피 등이 가능하도록 함과 동시에, 감시장치(20)와 단말기(40)도 이러한 상황을 공유하도록 제어한다.

수신부(32)는, 상기 감시장치(20) 또는 단말기(40)로부터 전송되어 오는 신호를 수신하는 것이다.

송신부(33)는, 모니터링장치(10)로부터 전송된 감지신호를 처리한 결과를 감시장치(20) 또는 단말기(40)로 송신하는 것이다.

조작부(34)는 자연재해에 따라 관제센터(30)에서 수행되는 제어동작을 조작하는 것이다.

예측부(35)는 상기 제어부(31)에서 처리된 모니터링장치(10)의 모니터링 신호를 토대로 시설물의 현재 상황 및 미래 상황 그리고 시설물이 설치된 현장 및 주변 지역의 현재 상황 및 미래 상황을 판단하고 예측하는 것이다. 여기서 상황이라 함은 피해까지 포함하는 개념일 수 있다.

표시부(36)는 모니터링장치(10)로부터 전송되는 모니터링 신호를 관리자가 확인이 가능하도록 외부로 표시하는 것이다. 또한, 표시부(36)는 제어부(31)에서 처리된 신호와 예측부(35)에서 처리된 신호를 관리자가 확인이 가능하도록 외부로 표시하는 것이다. 표시부(36)는 처리값을 숫자 또는 기호로 표시하는 대신에, 미리 약속된 단어 등으로 표시할 수 있다.

경보부(37)는 상기 예측부(35)에서 처리된 신호를 제어부(31)에서 판단한 결과, 자연재해가 이미 발생되고 있고, 앞으로 피해가 발생할 염려가 있는 등, 주변 관리자에게 이를 신속히 인지시킬 필요가 있을 경우 경고음을 외부로 방출하는 것이다.

데이터베이스(38)는, 모니터링장치(10)의 모니터링 신호와, 제어부(31)에서 처리된 신호와, 예측부(35)에서 처리된 신호 등을 저장 관리하여 시설물의 현재 상황 및 미래 상황과 시설물이 설치된 현장 및 주변 지역의 현재 상황 및 미래 상황을 판단하는데 활용될 수 있도록 하는 것이다.

이와 같이 구성된 감시장치(20), 관제센터(30) 및 단말기(40)는 최초 감시 장치(20)에서 처리된 신호를 감시장치(20)와 관제센터(30)간, 감시장치(20)와 단말기(40)간, 관제센터(30)와 단말기(40)간 등 다양한 네트워크를 통해 함께 공유한다.

한편, 감시장치(20)의 제어 구성도가 도 5에 도시되어 있고, 단말기(40)의 제어 구성도가 도 6에 각각 도시되어 있다.

도 5에 도시된 바와 같이 본 발명의 실시예에 따른 감시장치(20)는 제어부(21), 수신부(22), 송신부(23), 조작부(24), 예측부(25), 표시부(26), 경보부(27), 데이터베이스(DB)(28)로 구성될 수 있다.

제어부(21)는, 모니터링장치(10)의 모니터링신호를 토대로 자연재해 상황을 판단하고, 이를 토대로 시설물 복구, 대피 등이 가능하도록 함과 동시에, 관제센터(30)와 단말기(40)도 이러한 상황을 공유하도록 제어한다.

수신부(22)는, 상기 관제센터(30) 또는 단말기(40)로부터 전송되어 오는 신호를 수신하는 것이다.

송신부(23)는, 모니터링장치(10)로부터 전송된 감지신호를 처리한 결과를 관제센터(20) 또는 단말기(40)로 송신하는 것이다.

조작부(24)는 자연재해에 따라 감시장치(20)에서 수행되는 동작을 조작하는 것이다.

예측부(25)는 상기 제어부(21)에서 처리된 모니터링장치(10)의 모니터링 신호를 토대로 시설물의 현재 상황 및 미래 상황과, 시설물이 설치된 현장 및 주변 지역의 현재 상황 및 미래 상황을 예측하는 것이다.

표시부(26)는 모니터링장치(10)로부터 전송되는 모니터링 신호를 관리자가 확인이 가능하도록 외부로 표시하는 것이다. 또한, 표시부(26)는 제어부(21)에서 처리된 신호와 예측부(25)에서 처리된 신호를 관리자가 확인이 가능하도록 외부로 표시하는 것이다. 표시부(26)는 처리값을 숫자 또는 기호로 표시하는 대신에, 미리 약속된 단어 등으로 표시할 수 있다.

경보부(27)는 상기 예측부(25)에서 처리된 신호를 제어부(21)에서 판단한 결과, 자연재해가 이미 발생되고 있고, 앞으로 피해가 발생할 염려가 있는 등, 주변 관리자에게 이를 신속히 인지시킬 필요가 있을 경우 경고음을 외부로 방출하는 것이다.

데이터베이스(28)는, 모니터링장치(10)의 모니터링 신호와, 제어부(21)에서 처리된 신호와, 예측부(25)에서 처리된 신호 등을 저장 관리하여 시설물의 현재 상황 및 미래 상황과 시설물이 설치된 현장 및 주변 지역의 현재 상황 및 미래 상황을 판단하는데 활용될 수 있도록 하는 것이다.

도 6에 도시된 바와 같이 본 발명의 실시예에 따른 단말기(40)는 제어부(41), 수신부(42), 송신부(43), 조작부(44), 예측부(45), 표시부(46), 경보부(47), 데이터베이스(DB)(48)로 구성될 수 있다.

제어부(41)는, 모니터링장치(10)의 모니터링신호를 토대로 자연재해 상황을 판단하고, 이를 토대로 시설물 복구, 대피 등이 가능하도록 함과 동시에, 감시장치(20)와 관제센터(30)도 이러한 상황을 공유하도록 제어한다.

수신부(42)는, 상기 감시장치(20) 또는 관제센터(30)로부터 전송되어 오는 신호를 수신하는 것이다.

송신부(43)는, 모니터링장치(10)로부터 전송된 감지신호를 처리한 결과를 감시장치 및/또는 관제센터(30)로 송신하는 것이다.

조작부(44)는 단말기(40)의 동작을 조작하는 것이다.

예측부(45)는 상기 제어부(41)에서 처리된 모니터링장치(10)의 모니터링 신호를 토대로 시설물의 현재 상황 및 주변 상황과, 미래 상황을 예측하는 것이다.

표시부(46)는 모니터링장치(10)로부터 전송되는 모니터링 신호를 관리자가 확인이 가능하도록 외부로 표시하는 것이다. 또한, 표시부(46)는 제어부(41)에서 처리된 신호와 예측부(45)에서 처리된 신호를 관리자가 확인이 가능하도록 외부로 표시하는 것이다. 표시부(46)는 처리값을 숫자 또는 기호로 표시하는 대신에, 미리 약속된 단어 등으로 표시할 수 있다.

경보부(47)는 상기 예측부(45)에서 처리된 신호를 제어부(41)에서 판단한 결과, 자연재해가 이미 발생되고 있고, 앞으로 피해가 발생할 염려가 있는 등, 주변 관리자에게 이를 신속히 인지시킬 필요가 있을 경우 경고음을 외부로 방출하는 것이다.

데이터베이스(48)는, 모니터링장치(10)의 모니터링 신호와, 제어부(41)에서 처리된 신호와, 예측부(45)에서 처리된 신호 등을 저장 관리하여 시설물의 현재 상황 및 미래 상황과 시설물이 설치된 현장 및 주변 지역의 현재 상황 및 미래 상황을 판단하는데 활용될 수 있도록 하는 것이다.

도 4 내지 도 6에 도시된 제어 구성에 따르면, 모니터링장치(10)로부터 전송된 모니터링신호를 처리한 결과가 관제센터(30), 단말기(40), 행정기관(50), 재정기관(60) 및 대응기관(70)에 함께 공유되므로 신속한 시설물 보수 또는 교체와, 현장 및 주변 피해지역에 대한 대비 및 예측이 가능하게 된다.

본 발명에서 자연재해가 발생할 경우 제어 동작에 대해 설명하면 다음과 같다.

시설물에 직접 또는 인접하여 설치된 모니터링장치(10)로부터 시설물 현재 상황에 대한 모니터링신호가 감시장치(20)를 통해 관제센터(30)로 전송되면, 관제센터(30)는 실시간 강우량 데이터와 시설물의 현재 상황을 토대로 얼마만큼의 강우량이 더 누적되면 시설물이 완전히 붕괴될 것인지에 대하여 연산한다. 이때, 모니터링장치(10)로부터 전송되는 모니터링신호와, 모니터링장치(10)가 설치된 현장의 지형적 요소 그리고 현장 및 주변지역에 동일한 시기에 기록된 과거 강우량 등을 서로 연관하여 분석한다.

즉 도 9에 도시한 바와 같이, 현장 및 주변지역에 대한 과거 자연재해 정보, 피해정보, 복구정보, 위치정보, 지형정보, 기후정보, 대피소정보, 방재시설물 정보를 토대로 시설물의 붕괴에 대한 시뮬레이션을 실행한다.

상기 과거 재해정보는 홍수, 대설 등 하나 또는 그 이상의 복합적인 요소로 인한 자연재해에 의한 피해 발생 정보를 의미하며, 만일 현재 폭우로 인하여 시설물 붕괴 및 주변지역 피해가 예측될 경우에는 과거 강우량 및 홍수 정보 등을 근거로 이를 예측한다. 즉 현재 상황에 부합하는 과거정보를 활용하여 폭우가 언제까지 계속될 것인지, 폭우로 인한 피해는 어느 정도일지, 주변지역에 대해서는 어떠한 조치를 취해야 하는지 등을 예측할 수 있도록 하는 것이다.

상기 피해정보는 시설물 파손 또는 붕괴뿐만 아니라, 시설물 파손 또는 붕괴로 인한 현장 및 주변지역의 피해, 예를 들어 주변 농지에 대한 홍수를 막기 위하여 설치된 시설물 파손 또는 붕괴로 인한 현장 및 주변 농지의 피해정보를 의미할 수 있다. 주변 가옥, 축사, 산사태 피해 등도 이러한 정보에 포함될 수 있다. 그러나 이러한 것으로만 제한하지는 않는다.

상기 복구정보는 피해를 복구한 정보를 의미하며, 예를 들어 복구 인력 수, 복구 물자, 복구 비용, 복구 기간 등이 있을 수 있다. 복구정보에는 복구에 참여한 기관 등이 포함될 수 있다. 그러나 이러한 것으로만 제한하지는 않는다.

상기 지형정보는 시설물이 설치된 현장 및 주변 지역에 대한 지형정보이며, 예를 들어 시설물이 설치된 현장으로부터 주변지역으로 경사진 각도, 도로, 가옥, 하천, 수목, 산 등이 포함될 수 있다. 경사진 각도를 예로 들면, 시설물이 하천에 설치되었다고 가정할 경우, 시설물의 파손 또는 붕괴로 인하여 하천의 범람이 발생하고, 이에 따라 범람한 하천으로부터 넘쳐나는 물이 주변 농지, 가옥, 축사 등에 얼마만큼 빠른 속도로 도달할 수 있는지를 판단하는데 활용될 수 있다.

상기 기후정보는 폭우, 폭설, 홍수, 폭염, 한파 등이 포함될 수 있으며, 최초 폭우부터 종료까지 걸리는 기간, 온도변화 등이 포함될 수 있다. 이들 기후가 현재 상황에 연관되어 예를 들어, 폭우가 언제까지 지속될지 등을 판단하는 것이다. 그러나 이러한 것으로만 제한하지는 않는다.

상기 대피소 정보는 시설물이 설치된 현장 및 주변지역에 설치된 인명 또는 가축 대피소가 포함될 수 있다. 만일, 일부 대피소도 주변 홍수로 인하여 위험하다고 판단될 경우에는 복수 개의 대피소 중 가장 안전하다고 판단된 대피소나 현장으로부터 가장 멀리 떨어진, 예를 들어 홍수와 큰 관련이 없는 지역에 설치된 대피소를 이용하도록 할 수 있을 것이다.

상기 시설물 정보는 시설물 재질, 설치된 일자, 설치된 이후부터 현재까지 보수 이력 등이 포함될 수 있다. 그러나 이러한 것으로만 제한하지는 않는다.

자연재해가 발생한 경우 모니터링장치(10)로부터 전송되는 모니터링신호를 수신한 관제센터(30)는 상기 도 9에 표시한 요소들을 전부 또는 선택적으로 연관시켜 분석한다.

이에 대해 예시를 들어 설명하면 다음과 같다,

모니터링장치(10)는 예를 들어, 시설물의 외벽이나 상판에 부착하여 변형과 변위를 측정하기 위한 변위센서와 변각센서로부터 변위와 변각을 측정하게 된다. 즉, 변위센서는 구조물의 흔들림을 측정하고, 변각센서는 구조물의 기울기를 측정한다.

시설물의 지속적인 변형은 변각센서로부터 구조물의 변형된 각을 측정하여 얻게 되며, 일시적인 요인에 의한 흔들림은 변위센서를 통해 얻게 된다. 이들 센서로부터 전송된 값은 A/D컨버터(도시 생략)를 거쳐 관제센터(30)의 처리에 의해 일정값(기준값) 이상 또는 이하이면 표시부와 경보부를 통해 위험상황 등임을 알리게 된다.

CCTV 또는 드론은 상기 센서와 달리 시설물 및 시설물이 설치된 현장과 주변 지역에 대한 영상을 촬영하며, 영상으로 전송된 값은 A/D컨버터를 거쳐 관제센터(30)의 처리에 의해 일정값 이하이거나 이상이면 표시부와 경보부를 통해 위험상황 등임을 알리게 된다.

즉 관제센터(30)에서는 모니터링장치(10)로부터 수신된 시설물의 변형 및 변위값을 토대로 사전 위험 경보 및 위험 경고등을 점등하고, 이를 스마트폰 문자메시지 등으로 사전 입력된 관리자 단말기(40)로 전송하게 되며, 시설물의 변위 및 변형을 분석하고 해석할 수 있는 프로그램을 통해 시설물의 사전 안전성도 계산할 수 있도록 한다.

또한, 여러 시설물을 동시에 감시하고 관리할 수 있는 원격지의 시설물 종합 감시 센터인 관제센터(30)에 전송함으로서 중앙집중식 시설물 위험도 감시할 수 있도록 한다.

또한, 모니터링장치(10)로부터 실시간으로 전송되는 모니터링신호를 바탕으로 임의의 값에 따라 예를 들어, 강의 범람여부를 시뮬레이션 할 수 있고, 예를 들어 댐이 있으면 댐에서 방류되는 양을 실시간으로 확인하여 그 값에 따라 강 및 주변지역의 범람 여부를 시뮬레이션할 수도 있다.

또한, 강우량과 댐 방류량과 연계하여 강의 범람 여부, 강의 체적, 강의 길이, 강의 높이, 강의 범람에 따른 주변 지역의 피해 정도, 강 범람을 통한 단계적인 조치사항 등을 제시할 수 있다.

주변지역의 물 수위와 침수면적, 침수수위, 건물의 침수 정도, 피해상황을 계산할 수 있으며, 배수펌프는 상습 내수침수지역의 물이 하천으로 흘러가는 상황을 시뮬레이션을 통해 예측할 수 있다.

상기 데이터베이스가 상기 시설물이 설치된 현장과 주변지역간의 거리, 현장과 주변지역의 지형, 배수시설, 면적 등에 대한 정보를 저장하고 있을 경우 상기 현장과 주변지역의 침수 정도, 강 범람 정도를 계산할 수 있다. 따라서 비상상황에 대한 적절한 대응이 가능하다.

또한, 상기 데이터베이스가 상기 주변지역의 건물에 대한 정보, 즉 건물 배치상태와 높이 등에 대한 정보를 저장 관리하는 경우, 상기 예측부는 상기 주변지역의 정보 및 상기 데이터베이스에 저장되어 있는 정보를 바탕으로, 상기 주변지역의 건물의 침수 여부 및 상기 건물이 침수되는 정도에 대하여 계산할 수도 있다. 따라서 비상상황에 대한 적절한 대응이 가능하다.

이러한 동작을 위해 필요한 데이터를 제공하도록 도 8에 도시한 바와 같은 모니터링 구성이 개시될 수 있다.

모니터링장치(10)는 강우량, 댐방류량, 유속 및 수위에 대한 정보를 수집하는 다수의 측정장치로 제공될 수 있으며, 임의의 특정지역에 설치되는 정보 획득 센서일 수 있다. 구체적으로, 이러한 모니터링장치(10)는 댐이 있는 곳이나 그 하류에 설치되어 댐에서 방출되는 수량을 측정할 수 있는 센서(11), 하천이나 강물이 흐르는 지역에 설치되어 물이 흘러가는 속도를 측정할 수 있는 센서(12), 다수의 관측 지역에 설치되어 강우량을 측정할 수 있는 센서(13) 및, 특정지역에 물이 차 있는 높이를 측정하는 센서(14)를 포함할 수 있다.

상기 센서(1, 12, 13, 14)는 임의의 특정지역에 다수 설치될 수 있고, 본 발명은 이를 통해 얻은 정보를 통하여 비 또는 홍수 등이 재해발생 현장 또는 주변지역에 미치는 영향을 객관적으로 계산해서 위험 발생 수준을 미리 예측할 수 있다.

본 발명의 자연재해 예측에 대해 보다 구체적인 예시를 들어 설명하면 다음과 같다.

특정지역에 많은 량의 강우량이 측정됨에 따라 상기와 같이 모니터링장치(10)에 의해 시설물의 이상이 감지되면, 예측부(35)는 과거 자연재해 정보, 피해정보, 복구정보, 위치정보, 지형정보, 기후정보, 대피소정보, 방재시설물 정보 중 적어도 하나 이상의 정보를 선택적으로 연계하여 시설물의 현재 상황 및 미래 상황과, 시설물이 설치된 현장 및 주변지역의 현재 상황 및 미래 상황을 예측하게 된다. 상황은 피해도 포함하는 개념이다.

상기 예측된 결과에 따라 만일 시설물의 보수 또는 교체가 요구되는 경우, 관제센터(30)는 행정기관(서버, 50), 재정기관(서버, 60), 대응기관(서버, 70)에 모두 이러한 사항을 전송한다.

따라서 행정기관(50)은 시설물의 보수 또는 교체에 필요한 비용을 계산하고 보수 또는 교체가 이루어질 수 있도록 행정적인 결제라인을 거치게 되며, 결제가 완료된 사항을 재정기관(60)으로 전송하게 된다. 또는 관제센터(30)로 전송하면 관제센터(30)로부터 재정기관(60)으로 전송할 수도 있다.

따라서 재정기관(60)은 필요한 보수 또는 교체 비용을 결제하고, 이를 관제센터(30) 또는 행정기관(50)에 전송함으로써 대응기관(70)을 통해 즉시 또는 이른 시일내에 시설물의 보수 또는 교체가 이루어지도록 한다.

즉시 보수 또는 교체가 이루어지는 경우는 기후정보 등을 분석한 결과 앞으로 더 큰 피해를 유인하는 요인이 크다고 판단될 경우 이루어지며, 차후 보수 또는 교체가 이루어지는 경우는 기후정보 등을 분석한 결과 앞으로 더 큰 피해를 유인하는 요인이 크지 않다고 판단될 경우 이루어지도록 설정할 수 있다.

한편, 관제센터(30)는 자연재해로 인한 보수 또는 교체된 시설물 상태를 감지하는 센서, CCTV, 드론으로부터 전송되는 신호를 분석하여 시설물의 정상여부를 판단하고, 자연재해가 아닌 다른 원인(예를 들어, 사람의 고의적인 파손 등 인위적인 요인)으로 인하여 보수 또는 교체가 필요할 경우에는 이러한 상황을 다시 행정기관(50)과 재정기관(60)에 전송하여 보수 또는 교체를 위한 행정처리 및 재정처리 행위가 진행되도록 할 수 있다. 그리고 관제센터(30)는 CCTV 및/또는 드론으로부터 전송된 신호를 토대로 시설물을 파손한 사람의 영상을 확보하여 행위에 대한 적절한 조치가 이루어지도록 할 수 있다.

시설물의 현재 상황 및 미래 상황과, 시설물이 설치된 현장 및 주변 지역의 현재 상황 및 미래 상황, 즉 피해를 예측하는 기술에 대해 설명하면 다음과 같다. 시설물이 홍수를 예방하기 위해 주변 농지를 경계로 하천가에 설치된 것으로 가정한다.

상기 모니터링장치(10)에 의해 모니터링된 시설물 상황이 현재 많은 량의 강우에 의해 반쯤 잠겼을 경우, 과거 자연재해정보, 피해정보, 지형정보, 기후정보, 방재시설물 정보 등을 서로 연관하여 판단한다.

과거 자연재해 정보는 과거에도 이와 유사한 사례가 있었는지를 분석하는데 활용된다. 피해정보는 과거 이와 유사한 사례로 인하여 발생한 피해가 어느 정도였는지를 분석하는데 활용된다. 적정선을 기준으로 하여 피해액이 클 경우와 작을 경우로 구분할 수 있다.

지형정보는 기후정보와 연계되어 현재까지의 강우량이 현장 및 주변 지형을 통해 얼마만큼의 속도로 물길이 유입될 수 있을지에 대하여 분석하는데 활용된다. 예를 들어, 그 속도가 사람이 빠른 속도로 걷는 걸음걸이에 비해 빠른 유속일 경우 와 상대적으로 느릴 경우 유속일 경우가 있을 수 있다.

방재시설물 정보는 구조물의 설치 시점과 재질 그리고 과거 보수 또는 교체 이력 등을 검색하여 현재의 강우량과 유속 등에 얼마만큼 견딜 수 있을지에 대하여 분석하는데 활용된다. 예를 들어, 방재시설물의 재질이 물에 약한 재질인 경우 그리고 설치 시점이 오래되었고 과거 보수 이력이 있는 경우와, 상대적으로 물에 강한 재질이고 설치 시점이 근시일이며, 과거 보수 이력이 없는 경우가 있을 수 있다.

상기한 바와 같이 두 가지 중 어느 하나로 판단되는 경우 어느 한쪽으로 가중치를 부여하여 시설물에 대한 직접인 피해는 물론, 주변 지역에 대한 피해정도 산정에 이용할 수 있다. 즉 가중치가 큰 것은 현장 및 주변 지역 피해가 클 것으로 예상되는 경우이고, 가중치가 상대적으로 작은 것은 현장 및 주변 지역 피해가 상대적으로 작을 것으로 예상되는 경우라고 할 수 있다. 그러나 이러한 사항으로만 제한하지는 않는다.

따라서 상기와 같이 판단된 결과에 따라 관제센터(30) 또는 단말기(40)는 적절한 조치가 이루어지도록 행정기관(50), 재정기관(60) 및 대응기관(70)을 제어한다.

대응기관(70)에 대해서는 제어신호를 전송하여 구조팀 급파에 의한 인명 구조 및 대피가 가능하도록 할 수 있고, 행정기관(50) 및 재정기관(60)에 대해서는 시설물의 파손 또는 붕괴로 인한 보수 또는 교체에 소요되는 행정 및 비용에 대한 결제과정이 이루어지도록 제어신호를 전송한다.

행정기관(50)에서 처리된 결과와 재정기관(60)에서 처리된 결과는 실시간으로 관제센터(30) 또는 단말기(40)로 전송되며, 관제센터(30) 또는 단말기(40)에서는 대응기관(70)에 신호를 전송하여 시설물의 보수 또는 교체가 이루어지도록 조치한다.

한편, 관제센터(30)는 보수 또는 교체된 시설물 상태를 감지하는 센서, CCTV, 드론으로부터 전송되는 신호를 분석하여 시설물의 정상여부를 판단하고, 자연재해가 아닌 다른 원인(예를 들어, 사람의 고의적인 파손 등 인위적인 요인)으로 인하여 보수 또는 교체가 필요할 경우에도 이러한 상황을 다시 행정기관(50)과 재정기관(60)에 전송하여 보수 또는 교체를 위한 행정처리 및 재정처리 행위가 진행되도록 한다. 또한, 관제센터(30)는 CCTV 및/또는 드론으로부터 전송된 신호를 토대로 시설물을 파손한 사람의 영상을 확보하여 행위에 대한 적절한 조치가 이루어지도록 한다.

다중 경로식 원격감시제어장치의 실시예가 기술되었다. 위에 기술된 실시예는 본원발명에 기술되는 원리를 나타내는 많은 구체적 실시예중에서 일부 실시예를 예시하는 것이다. 따라서 본원발명의 실시예를 이용함에 따라 당업자들이 본원발명의 청구항에 의해 정의된 범위내에서 많은 다른 배열들을 쉽게 구현해낼 수 있을 것이다.

10 : 모니터링장치 20 : 감시장치
21, 31, 41 : 제어부 22, 32, 42 : 수신부
23, 33, 43 : 송신부 24, 34, 44 : 조작부
25, 35, 45 : 예측부 26, 36, 46 : 표시부
27, 37, 47 : 경보부 28, 38, 48 : DB
30 : 관제센터 40 : 단말기
50 : 행정기관 60 : 재정기관
70 : 대응기관

Claims (6)

1. 자연재해가 발생하는 현장이나 환경기초시설물 또는 빌딩을 포함하는 감시제어대상물의 실시간 상황을 모니터링하는 모니터링장치;
   상기 모니터링장치로부터 상기 현장의 실시간 상황 정보를 수집하는 감시장치;
   상기 감시장치로부터 수신된 상기 실시간 상황 정보가 비상상황정보로 판단되면, 비상상황정보에 대응하는 데이터를 발생하여 행정기관 및 재정기관과 함께 자연재해 및 피해에 대응하는 비상대응계획을 출력하는 관제센터 서버;
   상기 비상상황정보와 상기 비상대응계획에 대한 정보를 수신하여 그에 대응하기 위한 행정적 처리를 수행하는 행정기관 서버; 및
   상기 비상상황정보와 상기 비상대응계획에 대한 정보를 수신하여 그에 대응하기 위한 재정적 처리를 수행하는 재정기관 서버;를 포함하여 이루어진 것을 특징으로 하며,
   상기 관제센터 서버 또는 감시장치로부터 수신된 상기 상황 정보가 비상상황정보로 인식되면, 비상상황정보에 대응하는 데이터를 발생하여 자연재해 및 피해에 대응하는 비상대응계획을 출력하도록 상기 관제센터 서버와 네트워킹된 단말기 및 상기 관제센터 서버로부터 비상상황정보를 전달받고 비상대응을 수행하도록 상기 관제센터 서버와 네트워킹된 현장 대응기관이 추가 구성되는 것을 특징으로 하고,
   상기 감시장치는
   상기 모니터링장치의 모니터링신호를 토대로 자연재해 상황을 판단하고, 이를 토대로 시설물 복구 및 대피가 가능하도록 함과 동시에, 관제센터 서버와 단말기도 상황을 공유하도록 제어하는 제어부;
   상기 관제센터 서버 또는 단말기로부터 전송되어 오는 신호를 수신하는 수신부;
   상기 모니터링장치로부터 전송된 감지신호를 처리한 결과를 관제센터 서버 또는 단말기로 송신하는 송신부;
   자연재해에 따라 감시장치에서 수행되는 동작을 조작하는 조작부;
   상기 제어부에서 처리된 모니터링장치의 모니터링 신호를 토대로 시설물의 현재 상황 및 미래 상황과, 시설물이 설치된 현장 및 주변 지역의 현재 상황 및 미래 상황을 예측하는 예측부;
   상기 모니터링장치로부터 전송되는 모니터링 신호를 관리자가 확인이 가능하도록 외부로 표시하고, 제어부에서 처리된 신호와, 예측부에서 처리된 신호를 관리자가 확인이 가능하도록 외부로 표시하는 표시부;
   상기 예측부에서 처리된 신호를 제어부에서 판단한 결과, 자연재해가 이미 발생되고 있고, 앞으로 피해가 발생할 염려가 있어 주변 관리자에게 이를 신속히 인지시킬 필요가 있을 경우 경고음을 외부로 방출하는 경보부; 및
   상기 모니터링장치의 모니터링 신호와, 제어부에서 처리된 신호와, 예측부에서 처리된 신호를 저장 관리하여 시설물의 현재 상황 및 미래 상황과 시설물이 설치된 현장 및 주변 지역의 현재 상황 및 미래 상황을 판단하는데 활용될 수 있도록 하는 데이터베이스;로 구성되는 것을 특징으로 하는
   다중 경로식 원격감시제어장치.
2. 삭제
3. 청구항 1항에 있어서,
   상기 감시장치, 관제센터 서버 및 단말기는
   상기 상황정보가 비상상황정보인 경우 비상대응계획에 대응하는 시뮬레이션을 생성하는 것을 특징으로 하는 다중 경로식 원격감시제어장치.
4. 청구항 1항에 있어서,
   상기 관제센터 서버는
   모니터링장치의 모니터링신호를 토대로 자연재해 상황을 판단하고, 이를 토대로 시설물 복구, 대피가 가능하도록 함과 동시에, 감시장치와 단말기도 상황을 공유하도록 제어하는 제어부;
   상기 감시장치 또는 단말기로부터 전송되어 오는 신호를 수신하는 수신부;
   상기 모니터링장치로부터 전송된 감지신호를 처리한 결과를 감시장치 또는 단말기로 송신하는 송신부;
   자연재해에 따라 관제센터 서버에서 수행되는 제어동작을 조작하는 조작부;
   상기 제어부에서 처리된 모니터링장치의 모니터링 신호를 토대로 시설물의 현재 상황 및 미래 상황과, 시설물이 설치된 현장 및 주변 지역의 현재 상황 및 미래 상황을 판단하고 예측하는 예측부;
   상기 모니터링장치로부터 전송되는 모니터링 신호를 관리자가 확인이 가능하도록 외부로 표시하고, 상기 제어부에서 처리된 신호와 상기 예측부에서 처리된 신호를 관리자가 확인이 가능하도록 외부로 표시하는 표시부;
   상기 예측부에서 처리된 신호를 제어부에서 판단한 결과, 자연재해가 이미 발생되고 있고, 앞으로 피해가 발생할 염려가 있어 주변 관리자에게 이를 신속히 인지시킬 필요가 있을 경우 경고음을 외부로 방출하는 경보부; 및
   상기 모니터링장치의 모니터링 신호와, 제어부에서 처리된 신호와, 예측부에서 처리된 신호를 저장 관리하여 시설물의 현재 상황 및 미래 상황과 시설물이 설치된 현장 및 주변 지역의 현재 상황 및 미래 상황을 판단하는데 활용될 수 있도록 하는 데이터베이스로 구성되는 것을 특징으로 하는 다중 경로식 원격감시제어장치.
5. 삭제
6. 청구항 1항에 있어서,
   상기 모니터링장치는 감지 또는 촬영수단으로서 센서, CCTV, 드론이 구성되는 것을 특징으로 하는 다중 경로식 원격감시제어장치.

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