KR102193830B1 - 터널 막장면의 계측자료에 따른 지반 트렌드 기반의 전방 예측 방법과 예측 시스템 - Google Patents

Abstract

본 발명은 막장면의 전방을 예측하고 지반 트렌드를 파악하기 위한 지반 트렌드 및 전방 예측 모니터링 방법과 예측 모니터링 시스템에 관한 것으로, 좀 더 구체적으로는 막장면의 암질, 암종 및 절리 분포 등의 사실적 계측자료를 토대로 미굴착된 막장면 전방의 암질을 예측하고 터널 시공 경로 내에 지반 트렌드를 파악해서 보다 효율적이고 신뢰도 있는 예측 결과를 추론할 수 있는 터널 막장면의 계측자료에 따른 지반 트렌드 기반의 전방 예측 방법과 예측 시스템에 관한 것으로, 굴착 터널의 막장면에서 동일 암질의 군집 범위를 검출하여 암질영역을 표출하는 제1단계; 상기 암질영역의 경계라인에서 첫째 높이의 제1점과, 둘째 높이의 제2점과, 셋째 높이의 제3점을 확인하는 제2단계; 상기 제2점과 제3점을 잇는 기준선을 형성하는 제3단계; 상기 제1점 내지 제3점을 경유하는 경계라인과 기준선 간의 제1높이와, 상기 암질영역의 제2높이의 비율이 임계값 이상이면, 상기 기준선을 경계로 제1점 방향의 암질 범위를 삭제해서 상기 암질영역의 보정영역을 표출하는 제4단계; 상기 막장면의 굴착 깊이 순으로 이전 보정영역들의 변화율을 확인하고, 전방 막장면의 암질영역을 예측하는 제5단계;를 포함한다.

Description

터널 막장면의 계측자료에 따른 지반 트렌드 기반의 전방 예측 방법과 예측 시스템{APPARATUS AND METHOD FOR PREDICTING FRONT GEOLOGICAL FEATURES BASED ON INDICATINGTENDENCY TO CHANGE ACCORDING TO MEASURING DATA FOR A BLIND END IN A TUNNEL}

본 발명은 막장면의 전방을 예측하고 지반 트렌드(trend)를 파악하기 위한 지반 트렌드 및 전방 예측 모니터링 방법과 예측 모니터링 시스템에 관한 것으로, 좀 더 구체적으로는 막장면의 암질, 암종 및 절리 분포 등의 사실적 계측자료를 토대로 미굴착된 막장면 전방의 암질을 예측하고 터널 시공 경로 내에 지반 트렌드를 파악해서 보다 효율적이고 신뢰도 있는 예측 결과를 추론할 수 있는 터널 막장면의 계측자료에 따른 지반 트렌드 기반의 전방 예측 방법과 예측 시스템에 관한 것이다.

산악지형을 통과하는 도로나 철도 건설에서는 터널 공사가 필수적으로 요구된다. 터널 공사는 통상적으로 천공 및 장약, 발파 및 환기. 버력 및 부석 처리, 쇼크리트 타설, 지보공 및 록볼트 설치, 콘크리트 라이닝 등의 NATM(New Austrian Tunneling Method) 기법의 공정 순서로 이루어진다.

터널 공사 중의 안전을 위해서 굴착을 위한 발파 공정 이후 발파 단면인 막장면의 암질, 암종 및 절리 분포 등을 측정하고 측정 데이터를 분석해서 공사 지역의 지반 트렌드 및 막장면의 전방을 예측한다. 이렇게 예측된 지반 정보는 굴착을 위한 발파 또는 굴착 타입 결정에 주요한 정보로 활용된다.

종래에는 막장면의 암질, 암종 및 절리 분포 등을 측정하기 위해서 계측자가 현장에서 막장면을 직접 지면에 스케치하고 지점별로 암종과 암질 및 기타 성분을 분석해서 보고서를 작성했다. 이렇게 작성 및 수집된 보고서 내용은 관찰자의 주관적인 경험과 지식 등을 기반으로 분석되어서 막장면의 전방이 예측됐다.

그러나 계측자가 막장면의 암질 현황을 스케치하여 기술자에 전달할 경우 막장면 스케치의 작성상태가 계측자별로 상이하고, 그에 대한 체계적인 관리가 어려우며, 그 전 단계 또는 그 이후 단계에서 얻게 되는 막장의 암질 정보와의 연계성이 감소되어 막장의 암질 정보를 나타내는 막장면 스케치가 해당 터널의 굴착을 위한 일회적인 자료로 사용됨에 그치게 되는 문제점이 있었다.

또한, 계측자가 작성한 막장면 스케치를 시공사나 감독(사업단, 공구)에 있는 기술자에게 전달하고, 관찰자가 이를 토대로 막장의 암질을 분석 및 예상한 후 굴착타입을 결정하게 될 경우에는, 막장면 스케치가 이루어진 이후부터 굴착타입이 결정되는 시점까지 상당한 시간이 소요될 수 밖에 없었다. 결국, 막장에 있는 계측자들은 후속적인 굴착 작업을 진행하지 못하고 상당한 시간을 대기할 수 밖에 없는 문제점이 있었다.

또한, 막장면 스케치와 이를 보고 판단한 계측자의 결정사항만이 공정일지에 기록되므로, 해당 굴착타입을 결정하게 된 이유나 그로 인해 예상되는 터널의 암질 분포현황 등을 시공사나 감독의 다른 근무자들이 쉽게 확인하지 못하게 되어 터널의 굴착현황에 대한 파악이 어려웠으며, 터널 공사와 같은 큰 공사를 진행하면서 얻게 된 작업 경험들이 체계적으로 관리 및 전달되지 못하는 문제점이 있었다.

근래에는 이와 같이 계측자에 따라 달라지는 종래 수기 스케치를 통한 암질 정보 파악의 객관성이 결여됨을 보완하기 위해서, 레이저 스캐너를 이용하여 막장의 암질 표면에 레이저를 조사해서 암질과의 반사도를 파악하는 디지털 방식의 스케치로 암질 정보를 획득했다.

그러나 전술한 계측 작업을 통해 수집된 양질의 정보 역시 결국에는 관찰자의 주관적인 판단에 근거하여 분석 및 예측되므로, 막장면 전방의 암질, 암종 및 절리 분포에 대한 예측 결과의 신뢰도가 낮았고, 객관적이고 체계적인 분석 및 예측을 기대할 수 없었다.

결국, 터널 공사의 안전성과 효율성을 높이기 위해 반드시 요구되는 예측 기술의 개선이 시급히 요구되었다.

선행기술문헌 1. 특허공개번호 제10-2018-0056086호(2018.05.28 공개)

이에 본 발명은, 상기의 문제를 해소하기 위해 발명된 것으로, 굴착 깊이별 막장면의 전면을 점유하는 규칙적인 형태의 암질, 암종 및 절리 분포 등을 계측하고, 이렇게 계측된 자료를 토대로 미굴착된 전방 막장면의 암질 분포 등을 막장면의 전면 및 측면 변화를 활용해 예측해서 터널 시공 경로 내에 지반 트렌드를 파악하여 보다 효율적이고 신뢰도 있는 예측 결과를 추론할 수 있는 터널 막장면의 계측자료에 따른 지반 트렌드 기반의 전방 예측 방법과 예측 시스템의 제공을 해결하고자 하는 과제로 한다.

또한 본 발명은, 굴착 깊이별 막장면의 전면에 점유하는 하나 이상의 불규칙적인 형태의 암질, 암종 및 절리 분포 등을 계측하고, 이렇게 계측된 자료를 토대로 미굴착된 전방 막장면의 암질 분포 등을 막장면의 전면 및 측면 변화를 활용해 예측해서 터널 시공 경로 내에 지반 트렌드를 파악하여 보다 효율적이고 신뢰도 있는 예측 결과를 추론할 수 있는 터널 막장면의 계측자료에 따른 지반 트렌드 기반의 전방 예측 방법과 예측 시스템의 제공을 해결하고자 하는 과제로 한다.

또한 본 발명은, 굴착 깊이별 막장면의 전면을 점유하는 암질, 암종 및 절리 분포 등을 계측하고, 이렇게 계측된 자료를 토대로 미굴착된 전방 막장면의 암질 분포 등을 막장면의 전면 변화만을 활용해 예측해서 터널 시공 경로 내에 지반 트렌드를 파악하여 보다 효율적이고 신뢰도 있는 예측 결과를 추론할 수 있는 터널 막장면의 계측자료에 따른 지반 트렌드 기반의 전방 예측 방법과 예측 시스템의 제공을 해결하고자 하는 과제로 한다.

상기의 과제를 달성하기 위하여 본 발명은,

굴착 터널의 막장면에서 동일 암질의 군집 범위를 검출하여 암질영역을 생성하는 제1단계;

상기 암질영역의 경계라인에서 첫째 높이의 제1점과, 둘째 높이의 제2점과, 셋째 높이의 제3점을 확인하는 제2단계;

상기 제2점과 제3점을 잇는 기준선을 형성하는 제3단계;

상기 제1점 내지 제3점을 경유하는 경계라인과 기준선 간의 제1높이와, 상기 암질영역의 제2높이의 비율이 임계값 이상이면, 상기 기준선을 경계로 제1점 방향의 암질 범위를 삭제해서 상기 암질영역의 보정영역을 생성하는 제4단계; 및

상기 막장면의 굴착 깊이 순으로 이전 보정영역들의 변화율을 확인하고, 전방 막장면의 암질영역을 예측하는 제5단계;

를 포함하는 터널 막장면의 계측자료에 따른 지반 트렌드 기반의 전방 예측 방법이다.

상기의 다른 기술적 과제를 달성하기 위하여 본 발명은,

굴착 터널의 제1막장면에서 동일 암질의 군집 범위를 검출하여 제1암질영역을 생성하고, 상기 제1암질영역의 제1중심점을 설정하는 제1단계;

상기 제1막장면의 다음 굴착 깊이의 막장면인 제2막장면에서 동일 암질의 군집 범위를 검출하여 제2암질영역을 생성하고, 상기 제2암질영역의 제2중심점을 설정하는 제2단계; 및

상기 제1중심점과 제2중심점 간의 거리가 임계값 미만이면 제1암질영역과 제2암질영역은 동질 영역인 것으로 설정하는 제3단계;

상기 막장면의 굴착 깊이 순으로 이전 동질 영역들의 변화율을 확인하고, 전방 막장면의 암질영역을 예측하는 제4단계;

를 포함하는 터널 막장면의 계측자료에 따른 지반 트렌드 기반의 전방 예측 방법이다.

상기의 또 다른 기술적 과제를 달성하기 위하여 본 발명은,

굴착 터널의 막장면에서 동일 암질의 군집 범위를 검출하여 암질영역을 생성하는 제1단계;

상기 암질영역을 일정 간격으로 다등분해서 분할영역을 생성하는 제2단계;

상기 분할영역의 일단점과 타단점을 각각 추출하는 제3단계; 및

상기 막장면의 굴착 깊이 순으로 이전 암질영역들의 분할영역별 일단점과 타단점 각각의 변화율을 확인하고, 전방 막장면의 암질영역의 분할영역별 일단점과 타단점을 예측해서 전방 막장면의 암질영역을 예측하는 제4단계;

를 포함하는 터널 막장면의 계측자료에 따른 지반 트렌드 기반의 전방 예측 방법이다.

상기의 본 발명은, 굴착 터널의 기존 막장면을 활용해서 굴착 터널의 경로에 따른 지반 트렌드를 파악하고 후속 막장면의 암종과 암질 형태를 예측해서 후속 굴착에 활용할 수 있는 효과가 있다.

또한 굴착 터널의 암질 및 암종의 지반 트렌드가 불규칙한 구조에서도 암질 및 암종별로 분포 형태를 예측할 수 있고, 또한 굴착 터널의 기존 막장면들을 분석해서 암종과 암질의 변화를 모니터링하고, 모니터링된 막장면의 형태 변화를 기초로 후속 막장면의 암종 및 암질 형태를 예측할 수 있는 효과가 있다.

도 1은 본 발명에 따른 예측시스템의 일 실시 예를 도시한 블록도이고,
도 2는 본 발명에 따른 전방 예측 방법의 일 실시 예를 도시한 플로차트이고,
도 3은 본 발명에 따른 예측시스템의 출력수단을 통해 출력되는 이미지창의 모습을 보인 이미지이고,
도 4는 본 발명에 따른 전방 예측 방법에 따라 암질영역의 속성값을 확인하는 모습을 개략적으로 도시한 도면이고,
도 5는 본 발명에 따른 전방 예측 방법에 따라 암질영역에서 보정영역을 표출하는 모습을 도시한 도면이고,
도 6은 본 발명에 따른 전방 예측 방법에 따라 표출된 보정영역의 종축도를 보인 이미지이고,
도 7은 본 발명에 따른 전방 예측 방법을 통해 예측하기 위한 암질영역을 개략적으로 도시한 도면이고,
도 8은 도 7의 암질영역의 전방 암질영역을 예측하기 위한 일 예를 보인 이미지이고,
도 9는 본 발명에 따른 전방 예측 방법의 다른 실시 예를 도시한 플로차트이고,
도 10은 본 발명에 따른 전방 예측 방법에 따라 암질영역의 속성값을 확인하는 모습을 개략적으로 도시한 도면이고,
도 11 내지 도 13은 본 발명에 따른 전방 예측 방법에 따라 암질영역의 수직선이 표시되는 모습을 개략적으로 도시한 도면이고,
도 14는 본 발명에 따른 전방 예측 방법에 따라 굴착 깊이별 막장면에 대응하는 종축도를 보인 이미지이고,
도 15는 본 발명에 따른 전방 예측 방법의 또 다른 실시 예를 도시한 플로차트이고,
도 16은 본 발명에 따른 전방 예측 방법에 따라 암질영역의 속성값을 확인하는 모습을 개략적으로 도시한 도면이고,
도 17은 본 발명에 따른 전방 예측 방법에 따라 이전 분할영역들의 일단점의 위치 변화를 보인 도면이다.

상술한 본 발명의 특징 및 효과는 첨부된 도면과 관련한 다음의 상세한 설명을 통하여 분명해질 것이며, 그에 따라 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 본 발명의 기술적 사상을 용이하게 실시할 수 있을 것이다. 본 발명은 다양한 변경을 가할 수 있고 여러 가지 형태를 가질 수 있는바, 특정 실시 예들을 도면에 예시하고 본문에 상세하게 설명하고자 한다. 그러나 이는 본 발명을 특정한 개시형태에 대해 한정하려는 것이 아니며, 본 발명의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변경, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다. 본 출원에서 사용한 용어는 단지 특정한 실시 예들을 설명하기 위해 사용된 것으로, 본 발명을 한정하려는 의도가 아니다.

이하, 본 발명을 구체적인 내용이 첨부된 도면에 의거하여 상세히 설명한다.

도 1은 본 발명에 따른 예측시스템의 일 실시 예를 도시한 블록도이다.

도 1을 참조하면, 본 실시의 예측시스템(10)은, 굴착 깊이별 실측 막장면의 암질영역 정보를 저장 관리하는 실측 막장면정보 DB(11); 상기 막장면의 지반정보를 분석해서 암질영역을 정의하는 막장면 분석모듈(12); 막장면 분석모듈(12)이 표출한 암질영역 이미지를 설정값에 따라 연산해서 속성값을 확인하고 프로세싱하는 막장면 처리모듈(13); 상기 암질영역 이미지와 속성값을 실측 막장면정보 DB(11)에서 검색된 실측 막장면의 암질영역 정보와 연산해서 전방 막장면의 암질영역을 예측하는 막장면 예측모듈(14);을 포함한다. 예측시스템(10)의 편집 상황은 각각의 모듈(11, 12, 13)이 프로세싱하면서 출력수단(20)을 통해 디스플레이된다.

실측 막장면정보 DB(11)는, 굴착 터널의 깊이별로 실측된 막장면의 암질영역 정보를 저장하고 관리한다. 일반적으로 굴착 터널은 지정된 간격으로 굴착된 후에 절개면에 해당하는 막장면을 실측 및 분석한다. 이때 확인되는 막장면에 대한 정보는 지반을 분석할 수 있는 주요한 정보인 절리, 암종, 암질 등 다양하다. 이하의 설명에서는 막장면에 대한 정보 대상을 암질로 대표해 표기한다. 하지만, 막장면에 대해 작업자가 실측하는 대상은 암질에 한정하지 않으며 암종과 절리 및 기타 지반 분석을 위해 필요한 조사 대상을 모두 포함한다. 이외에도 실측 막장면정보 DB(11)는 암질영역 정보의 기초 자료인 페이스 매핑, 암판정 결과 정보, 암반등급(RMR) 등의 보고서 등을 저장 관리한다.

막장면 분석모듈(12)은, 상기 막장면의 지반정보를 분석해서 암질영역을 정의한다. 현장에서 굴착 후에 확인된 막장면의 지반은 전문 작업자에 의해 자체 분석하고, 아울러 디지털 카메라 및 레이저 스캐닝 등의 장비를 활용해서 매핑을 위한 상세 정보를 수집한다.

이렇게 수집된 지반정보는 막장면 분석모듈(12)의 설정 프로세스를 통해 분석되고 해당 막장면 내에서 구체적인 암질영역을 파악해 검출한다. 본 발명에 따른 암질영역은 지정된 대상의 범위를 시각적으로 확인하기 위한 위치값을 포함한다. 여기서, 상기 위치값은 2D 이미지 처리를 위한 코드이며, 상기 코드에 따라 픽셀 좌표가 설정된다. 또한 동일한 암질영역에 해당하는 코드는 군집해서 일괄적으로 프로세싱 되므로, 상기 코드에 해당하는 출력수단(20)의 픽셀이 실행되어서 해당하는 암질영역이 그래픽 이미지로 시각화 된다.

그러므로 막장면 분석모듈(12)은 상기 위치값을 기준으로 암질영역 이미지를 생성해서 출력수단(20)을 통해 디스플레이한다. 또한, 디지털 페이스 매핑 자료의 분석을 통해(XML) 절리면 및 암종 등의 포인트 정보를 추출하여 웹화면 그래프로 표현한다. 이외에도 상기 암질영역은 자체 암질의 사양 정보도 포함할 수 있다.

막장면 처리모듈(13)은, 막장면 분석모듈(12)이 표출한 암질영역 이미지를 설정값에 따라 연산해서 속성값을 확인하고 프로세싱한다. 전술한 바와 같이 암질영역은 위치값을 포함하므로, 암질영역 이미지가 갖는 경계라인의 위치와 길이, 상기 암질영역 이미지의 중점 등에 대한 속성값을 파악할 수 있다. 또한, 상기 속성값을 기반으로 암질영역 이미지에 속하는 각종 점과 선 등을 추가로 도화할 수 있다. 막장면 처리모듈(13)에 대한 보다 구체적인 설명은 하기 실시 예를 설명하면서 상세히 한다.

막장면 예측모듈(14)은, 상기 암질영역 이미지와 속성값을 실측 막장면정보 DB(11)에서 검색된 실측 막장면의 암질영역 정보와 연산해서 전방 막장면의 암질영역을 예측한다. 상기 전방 막장면은 미굴착된 터널의 일 구간이나, 현재까지 수집된 실측 막장면의 암질영역 정보를 기초로 예측할 수 있다. 전방 막장면의 예측은 하기 실시 예를 설명하면서 상세히 한다.

전술한 예측시스템(10)의 구체적인 동작은 본 실시의 전방 예측 방법의 설명과 더불어 상세히 한다.

도 2는 본 발명에 따른 전방 예측 방법의 일 실시 예를 도시한 플로차트이고, 도 3은 본 발명에 따른 예측시스템의 출력수단을 통해 출력되는 이미지창의 모습을 보인 이미지이고, 도 4는 본 발명에 따른 전방 예측 방법에 따라 암질영역의 속성값을 확인하는 모습을 개략적으로 도시한 도면이다.

도 1 내지 도 4를 참조하면, 본 실시의 터널 막장면의 계측자료에 따른 지반 트렌드 기반의 전방 예측 방법은, 굴착 터널의 막장면(TZ)에서 동일 암질의 군집 범위를 검출하여 암질영역(SZ)을 표출하는 제1단계(S11); 암질영역(SZ)의 경계라인(BL)에서 첫째 높이의 제1점(P1)과, 둘째 높이의 제2점(P2)과, 셋째 높이의 제3점(P3)을 확인하는 제2단계(S12); 제2점(P2)과 제3점(P3)을 잇는 기준선(SL)을 형성하는 제3단계(S13); 제1점(P1) 내지 제3점(P3)을 경유하는 경계라인(BL1, BL2) 및 기준선(SL) 간의 제1높이(H1, H3)와, 암질영역(SZ)의 제2높이(TH, H2)의 비율이 임계값 이상이면, 기준선(SL)을 경계로 제1점(P1) 방향의 암질 범위를 삭제해서 암질영역(SZ)의 보정영역(SZ')을 표출하는 제4단계(S14); 막장면(TZ)의 굴착 깊이 순으로 이전 보정영역들의 변화율을 확인하고, 전방 막장면의 암질영역을 예측하는 제5단계(S15);를 포함한다.

각 단계를 좀 더 구체적으로 설명한다.

S11; 제1단계, 암질영역 표출 단계

막장면 분석모듈(12)은 굴착 터널의 막장면(TZ)에서 동일 암질의 군집 범위를 검출하여 암질영역(SZ)을 표출한다. 전술한 바와 같이, 현장에서 전문 작업자가 자체 분석한 정보와 각종 장비를 활용해서 매핑을 위해 수집한 각종 상세 정보를 토대로 막장면 분석모듈(12)이 막장면(TZ) 내에 암질을 검출한다.

계속해서 막장면 분석모듈(12)은 검출된 암질들 중 동일 암질의 군집 범위를 검출해서 암질의 영역, 즉 암질영역(SZ)을 정의한다. 본 발명에 따른 암질영역은 지정된 대상의 범위를 시각적으로 확인하기 위한 위치값을 포함한다. 그러므로 막장면 분석모듈(12)은 상기 위치값을 기준으로 암질영역 이미지를 생성해서 출력수단(20)을 통해 디스플레이할 수 있다. 일 예를 들면, 막장면 분석모듈(12)은 도 3에 보인 바와 같이, 제1창(W1)의 그래픽 이미지(SZM1), 제2창(W2)의 실사 합성 이미지(SZM2), 제3창(W3)의 속성값 표시 이미지(SZM3) 등으로 출력수단(20)을 통해 디스플레이한다.

S12; 제2단계, 속성값 검출 단계

막장면 처리모듈(13)은 막장면 분석모듈(12)이 표출한 암질영역 이미지를 설정값에 따라 연산해서 속성값을 확인하고 프로세싱한다.

전술한 바와 같이, 암질영역(SZ)은 위치값을 포함하므로, 도 4의 (a)도면과 같이 막장면(TZ) 이미지 내에 암질영역(SZ) 이미지를 경계라인(BL)으로 표시할 수 있다. 따라서 도 4의 (b)도면과 같이 암질영역(SZ) 이미지의 경계라인(BL)에서 첫째 높이의 제1점(P1)과, 둘째 높이의 제2점(P2)과, 셋째 높이의 제3점(P3)을 확인할 수 있고, 도 4의 (c)도면과 같이 막장면(TZ) 이미지의 중점(CP)을 기준으로 수직선(CL)을 생성할 수 있다.

이외에도 막장면 처리모듈(13)은 암질영역(SZ) 이미지의 속성값을 기반으로 각종 점과 선 등을 추가로 도화할 수 있다.

참고로, 제1점(P1) 내지 제3점(P3)은 암질영역(SZ) 이미지에서 최고 높이 순 또는 최저 높이 순 또는 최좌측 순 또는 최우측 순으로 선택될 수 있는데, 본 실시에서는 최고 높이 순으로 해서 제1점(P1) 내지 제3점(P3)을 확인한다.

S13; 제3단계, 기준선 형성 단계

막장면 처리모듈(13)은 도 4의 (b)도면과 같이 암질영역(SZ) 이미지의 제2점(P2)과 제3점(P3)을 잇는 기준선(SL)을 형성한다. 여기서 기준선(SL)은 보정영역(SZ'; 도 5 참조)을 표출하기 위한 기준이다.

기준선(SL)을 형성하면, 막장면 처리모듈(13)은 도 4의 (c)도면과 같이 경계라인(BL)이 수직선(CL)과 교차하는 교차점(CP1, CP3)과, 기준선(SL)과 교차하는 교차점(CP2)을 확인할 수 있다. 하지만, 교차점(CP1 내지 CP3)은 보정영역 생성 방식에 따라 선택적으로 활용되므로, 제4단계(S14)에서 상세히 설명한다.

도 5는 본 발명에 따른 전방 예측 방법에 따라 암질영역에서 보정영역을 표출하는 모습을 도시한 도면이다.

도 1, 도 2, 도 4 및 도 5를 참조하여 설명한다.

S14; 제4단계, 보정영역 표출 단계

막장면 처리모듈(13)은, 제1점(P1) 내지 제3점(P3)을 경유하는 경계라인(BL1, BL2) 및 기준선(SL) 간의 제1높이(H1, H3)와, 암질영역(SZ)의 제2높이(TH, H2)의 비율이 임계값 이상이면, 기준선(SL)을 경계로 제1점(P1) 방향의 암질 영역(SZ")을 삭제해서 암질영역(SZ)의 보정영역(SZ')을 표출한다. 여기서 상기 임계값은 1/4일 수 있고, 이외에도 임계값은 굴착 터널 및 암질영역의 규모와 기타 지반 상태에 따라 다양하게 변경될 수 있다.

제1 실시 예는, 제1점(P1) 내지 제3점(P3)을 경유하는 경계라인(BL1) 및 기준선(SL) 간의 제1높이(H1)가, 도 5의 (a)도면과 같이, 경계라인(BL1)과 기준선(SL)이 수직선(CL)과 각각 교차하는 교차점(CP1, CP2) 간의 거리이다. 또한, 암질영역(SZ)의 제2높이(H2)가, 경계라인(BL1, BL3)이 수직선(CL)과 각각 교차하는 교차점(CP1, CP3) 간의 거리이다. 즉, 제1 실시 예의 제1높이(H1)와 제2높이(H2)는 수직선(CL)을 기준으로 정의되는 것이다.

이렇게 확인된 제2높이(H2) 대비 제1높이(H1)를 임계값과 비교해서, 해당 비율이 임계값 이상이면, 기준선(SL)을 경계로 제1점(P1) 방향의 암질 영역(SZ")이 불균일한 것으로 간주하고 삭제한다. 따라서 삭제된 영역(SZ")을 제외한 암질영역(SZ) 이미지의 영역을 보정영역(SZ')을 표출한다. 그러나 상기 비율이 임계값 미만이면, 암질영역(SZ) 이미지 전체를 그대로 유지한다.

보정영역(SZ') 표출을 위한 제2 실시 예는, 제1점(P1) 내지 제3점(P3)을 경유하는 경계라인(BL1) 및 기준선(SL) 간의 제1높이(H3)가, 도 5의 (b)도면과 같이, 경계라인(BL1, BL2)과 기준선(SL)으로 둘러싸인 영역(SZ")의 높이이다. 또한 암질영역(SZ)의 제2높이(TH)가, 암질영역(SZ) 이미지의 높이이다. 즉, 막장면(TZ) 이미지 내에 암질영역(SZ) 이미지의 자세에서, 경계라인(BL1, BL2)과 기준선(SL)으로 둘러싸인 영역(SZ")과 암질영역(SZ) 이미지의 높이인 것이다.

이렇게 확인된 제2높이(TH) 대비 제3높이(H3)를 임계값과 비교해서, 해당 비율이 임계값 이상이면, 기준선(SL)을 경계로 제1점(P1) 방향의 암질 영역(SZ")이 불균일한 것으로 간주하고 삭제한다. 따라서 삭제된 영역(SZ")을 제외한 암질영역(SZ) 이미지의 영역을 보정영역(SZ')을 표출한다. 그러나 상기 비율이 임계값 미만이면, 암질영역(SZ) 이미지 전체를 그대로 유지한다.

도 6은 본 발명에 따른 전방 예측 방법에 따라 표출된 보정영역의 종축도를 보인 이미지이고, 도 7은 본 발명에 따른 전방 예측 방법을 통해 예측하기 위한 암질영역을 개략적으로 도시한 도면이고, 도 8은 도 7의 암질영역의 전방 암질영역을 예측하기 위한 일 예를 보인 이미지이다.

도 1 내지 도 2, 도 6 내지 도 8을 참조해 설명한다.

S15; 제5단계, 암질영역 예측 단계

막장면 예측모듈(14)은, 암질영역(SZ) 이미지와 속성값을 실측 막장면정보 DB(11)에서 검색된 실측 막장면의 암질영역 정보와 연산해서 전방 막장면의 암질영역을 예측한다.

좀 더 구체적으로 설명하면, 막장면(TZ)의 굴착 깊이 순으로 이전 보정영역들의 변화율을 확인하고, 전방 막장면의 암질영역(SZ)을 예측한다. 여기서 실측 막장면정보 DB(11)는 굴착 깊이별 실측 막장면의 암질영역 정보를 저장 관리한다. 상기 실측 막장면의 암질영역 정보는 막장면(TZ) 이미지의 정면 모습과 더불어 막장면(TZ) 이미지의 종축도를 포함하며, 막장면(TZ) 이미지는 터널의 굴착 깊이별로 분류된다. 따라서 종축도는 도 8과 같이 굴착 깊이를 따라 배열되어 파노라마 형태의 이미지로 그래픽된다.

상기 종축도에 대해 좀 더 상세히 설명한다.

도 6의 (a)도면에 도시된 바와 같이,막장면(TZ) 이미지의 수직선(CL)을 기준으로 제1높이(H1)가 확인되고, 수직선(CL) 구간만을 1차원의 선 형태로 표시하되, 상기 1차원의 선 형태의 막장면(TZ) 구간 안에는 암질영역(SZ)에 해당하는 제2높이(H2) 구간과, 삭제 가능성이 있는 영역(SZ")에 해당하는 제1높이(H1) 구간이 설정된다.

제1높이(H1) 구간과 제2높이(H2) 구간이 설정된 1차원의 선 형태인 막장면(TZ) 구간은 도 6의 종축도와 도 8의 (b)도면과 같이 굴착 깊이별로 배열되고, 막장면(TZ) 내 암질영역(SZ)의 굴착 깊이별 변화를 보이는 종축도를 형성한다. 즉, 암질영역(SZ)의 변화를 이미지 트래킹으로 추적하도록, 상기 1차원의 선 형태인 수직선들의 고점(HP)과 저점(LP)을 각각 이어서 종축도를 생성하는 것이다.

한편, 도 6의 (b)도면은, 제2높이(H2) 대비 제1높이(H1)가 임계값 이상이면, 제1높이(H1)에 해당하는 영역을 삭제해서 보정영역(SZ')만을 보인 막장면(TZ) 이미지와 그 종축도이다. 상기 종축도에서 확인할 수 있듯이 삭제된 영역(SZ") 만큼의 제1높이(H1)가 삭제된다. 결국, 도 6의 (a)도면의 종축도의 형태와 도 6의 (b)도면의 종축도의 형태에 차이가 확인된다. 참고로, 도 6의 (b)도면의 종축도인 경우, 보정영역(SZ')의 변화를 이미지 트래킹으로 추적하도록, 상기 1차원의 선 형태인 수직선별 고점(HP)과 저점(LP)을 각각 이어서 종축도를 형성한다.

결국, 막장면 예측모듈(14)은 종축도를 형성해서 굴착 깊이별 암질영역(SZ) 또는 보정영역(SZ')의 변화 트렌드를 추적 및 확인할 수 있다.

도 7에 도시된 바와 같이, 막장면 예측모듈(14)은 다음의 실시 예를 통해 1차원의 선 형태인 수직선(CL) 구간 내에 보정영역(SZ1, SZ2) 구간을 설정한다.

우선, 제1 실시 예는 도 7의 (a)도면과 같이, 고점(HP)은 보정영역(SZ1, SZ2)의 상부 경계라인(L1)에서 최고점(MH1)과 최저점(ML1)의 평균 위치이고, 저점(LP)은 보정영역(SZ1, SZ2)의 하부 경계라인(L2)에서 최고점(MH2)과 최저점(ML2)의 평균 위치이다. 이렇게 확인된 평균 위치들을 수직선(CL) 구간의 해당 위치에 고점(HP)과 저점(LP)으로 설정하고, 종축도 형성을 위해 활용한다.

다음으로 제2 실시 예는 도 7의 (b)도면과 같이, 고점(HP)과 저점(LP)이 각각 보정영역의 상부 경계라인(L1)과 하부 경계라인(L2)이 수직선(CL)과 각각 교차하는 교차점(C1, C2)이다. 이렇게 확인된 평균 위치들을 상기 1차원의 선 형태인 수직선(CL) 구간의 해당 위치에 고점(HP)과 저점(LP)으로 설정하고, 종축도 형성을 위해 활용한다.

계속해서, 막장면 예측모듈(14)은 막장면(TZ)의 굴착 깊이 순으로 이전 보정영역들의 변화율을 확인하고, 전방 막장면의 암질영역을 예측한다.

상기 종축도는 굴착 깊이에 따라 암질영역의 변화 트렌드를 확인할 수 있으므로, 이를 기반으로 미굴착된 전방 막장면의 암질영역을 예측할 수 있다. 제1 실시 예는 최근 굴착 깊이 막장면의 변화율과 동일한 변화율을 반영해서 전방 막장면의 암질영역을 예측한다. 따라서, 도 8의 (b)도면의 종축도에서 최근 굴착 깊이 최근 막장면의 고점과 저점을 각각 잇는 제1연결라인(LL1)을 설계된 굴착 깊이만큼 제2연결라인(LL2)을 이용해 그대로 연장해서, 미 굴착된 전방 막장면의 암질영역을 예측한다.

제2 실시 예는 종축도에서 막장면들 각각의 고점과 저점을 잇는 연결라인들의 변화도를 굴착 깊이에 따라 가중치를 두어서 최종 변화율을 산출한다. 이를 좀 더 상세히 설명하면, 도 8의 (b)도면의 종축도와 같이, 굴착 깊이에 따라 막장면에 해당하는 1차원의 선 형태인 수직선(CL) 구간이 형성되고, 수직선(CL) 구간에는 고점(HP)과 저점(LP)이 각각 구성된다. 또한 이렇게 형성된 수직선(CL) 내에 고점(HP)과 저점(LP)은 각각 제1연결라인(LL1)으로 이어진다. 그런데 굴착 깊이에 따라 제1연결라인(LL1)의 변화도는 차이가 발생한다. 그러므로 해당 변화도별로 가중치를 달리해서 제2연결라인(LL2)의 예측을 위한 최종 변화율을 산출한다. 본 실시 예는 전방 막장면에 근접할수록 가중치를 크게 해서, 최근 막장면의 제1연결라인(LL1)의 변화도가 제2연결라인(LL2)의 변화율에 상대적으로 큰 가중치를 줄 수 있도록 한다. 본 실시 예는 전방 막장면에 근접한 변화도 순으로 상기 가중치가 0.4, 0.3, 0.2, 0.1이 되도록 했다.

이후, 전방 굴착을 통해 전방 막장면이 실측되면, 신규 막장면 내에 암질영역을 표출하고 실측 막장면 정보 DB(11)에 저장한다.

도 9는 본 발명에 따른 전방 예측 방법의 다른 실시 예를 도시한 플로차트이고, 도 10은 본 발명에 따른 전방 예측 방법에 따라 암질영역의 속성값을 확인하는 모습을 개략적으로 도시한 도면이다.

도 1과 도 9 내지 도 10을 참조하면, 굴착 터널의 제1막장면(TZ1)에서 동일 암질의 군집 범위를 검출하여 제1암질영역(SZ1)을 표출하고, 제1암질영역(SZ1)의 제1중심점(21)을 설정하는 제1단계(S21); 제1막장면(TZ1)의 다음 굴착 깊이의 막장면인 제2막장면(SZ2)에서 동일 암질의 군집 범위를 검출하여 제2암질영역(SZ2)을 표출하고, 제2암질영역(SZ2)의 제2중심점(22)을 설정하는 제2단계; 제1중심점(21)과 제2중심점(22) 간의 거리가 임계값 미만이면 제1암질영역(SZ1)과 제2암질영역(SZ2)은 동질 영역인 것으로 설정하는 제3단계(S23); 막장면의 굴착 깊이 순으로 이전 동질 영역들의 변화율을 확인하고, 전방 막장면의 암질영역을 예측하는 제4단계(S24);를 포함한다.

각 단계를 좀 더 구체적으로 설명한다.

S21; 제1단계, 제1암질영역 속성값 검출 단계

막장면 분석모듈(12)은 굴착 터널의 제1막장면(TZ1)에서 동일 암질의 군집 범위를 검출하여 제1암질영역(SZ1)을 표출하고, 막장면 처리모듈(13)은 제1암질영역(SZ1)의 제1중심점(21)을 설정한다.

막장면 분석모듈(12)이 굴착 터널의 제1막장면(TZ1)에서 동일 암질의 군집 범위를 검출하고 제1암질영역(SZ1)을 표출하는 구체적인 설명은 전술한 바 있으므로, 여기서는 그 설명을 생략한다.

제1막장면(TZ1)과 제1암질영역(SZ1)이 표출되면, 막장면 처리모듈(13)은 막장면 분석모듈(12)이 표출한 제1암질영역(SZ1) 이미지를 설정값에 따라 연산해서 속성값인 제1중심점(21)을 확인하고 프로세싱한다. 제1암질영역(SZ1)은 위치값을 포함하므로, 도 10의 (a)도면과 같이 제1막장면(TZ1) 이미지 내에 제1암질영역(SZ1) 이미지를 제1경계라인(BL21)으로 표시할 수 있다.

이외에도 막장면 처리모듈(13)은 제1암질영역(SZ1) 이미지의 속성값을 기반으로 각종 점과 선 등을 추가로 도화할 수 있다. 본 발명에서는 제1암질영역(SZ1)의 제1중심점(21)을 경유하는 제1수직선(CL1, 도 11 참조)을 생성할 수 있다.

S22; 제2단계, 제2암질영역 속성값 검출 단계

막장면 분석모듈(12)은 굴착 터널의 제2막장면(TZ2)에서 동일 암질의 군집 범위를 검출하여 제2암질영역(SZ2)을 표출하고, 막장면 처리모듈(13)은 제2암질영역(SZ2)의 제2중심점(22)을 설정한다.

막장면 분석모듈(12)이 굴착 터널의 제2막장면(TZ2)에서 동일 암질의 군집 범위를 검출하고 제2암질영역(SZ2)을 표출하는 구체적인 설명은 전술한 바 있으므로, 여기서는 그 설명을 생략한다.

제2막장면(TZ2)과 제2암질영역(SZ2)이 표출되면, 막장면 처리모듈(13)은 막장면 분석모듈(12)이 표출한 제2암질영역(SZ2) 이미지를 설정값에 따라 연산해서 속성값인 제2중심점(22)을 확인하고 프로세싱한다. 제2암질영역(SZ2)은 위치값을 포함하므로, 도 10의 (b)도면과 같이 제2막장면(TZ2) 이미지 내에 제2암질영역(SZ2) 이미지를 제2경계라인(BL22)으로 표시할 수 있다.

이외에도 막장면 처리모듈(13)은 암질영역(SZ) 이미지의 속성값을 기반으로 각종 점과 선 등을 추가로 도화할 수 있다. 본 발명에서는 제2암질영역(SZ2)의 제2중심점(22)을 경유하는 제2수직선(CL2, 도 11 참조)을 생성할 수 있다.

제1단계(S21)와 제2단계(S22)의 과정과 동일하게, 막장면 분석모듈(12)은 굴착 터널의 제3,4막장면(TZ3, TZ4)에서 동일 암질의 군집 범위를 검출하여, 도 10의 (c)도면 및 (d)도면과 같이 후속 암질영역(SZ31, SZ32, SZ33, SZ41, SZ42)을 표출한다. 또한, 막장면 처리모듈(13)은 암질영역(SZ31, SZ32, SZ33, SZ41, SZ42)의 중심점(231 내지 233, 241, 242)을 각각 설정한다.

S23; 제3단계, 암질영역의 동질 확인 단계

막장면 처리모듈(13)은, 제1중심점(21)과 제2중심점(22) 간의 거리(dt; 도 11 참조)를 측정하고, 거리(dt)가 임계값 미만이면 제1암질영역(SZ1)과 제2암질영역(SZ2)은 동질 영역인 것으로 설정한다. 여기서 상기 임계값은 굴착 터널 및 암질영역의 규모와 기타 지반 상태에 따라 다양하게 변경될 수 있다. 본 실시 예의 임계값은, 비교대상인 두 암질영역 간 거리의 최고치와 최저치의 차에서 1/4이다. 즉, 제1암질영역(SZ1) 곳곳과 제2암질영역(SZ2) 곳곳 간의 거리를 확인해서 최고치와 최저치를 확인하고, 이렇게 확인된 최고치와 최저치의 차에서 1/4의 값이 임계값인 것이다. 따라서, 제1암질영역(SZ1)과 제2암질영역(SZ2) 간 거리의 최고치가 12이고 최저치가 4이면, 그 차인 8의 1/4인 '2'가 곧 제1암질영역(SZ1)과 제2암질영역(SZ2)의 동질 영역 여부를 판단하는 기준이 된다.

한편, 막장면 처리모듈(13)은, 굴착 깊이에 따라 확인되는 도 10의 (c)도면에 후속 암질영역(SZ31, SZ32, SZ33) 각각의 중심점(231 내지 233)과 제2암질영역(SZ2) 간의 거리를 측정해서 상기 임계값의 미만 여부를 확인한다. 또한 도 10의 (d)도면에 후속 암질영역(SZ41, SZ42) 각각의 중심점(241, 242)과 암질영역(SZ31, SZ32, SZ33) 각각의 중심점(231 내지 233) 간의 거리를 측정해서 상기 임계값의 미만 여부를 확인한다.

이상과 같이 막장면 처리모듈(13)은, 굴착 깊이에 따른 막장면(TZ1 내지 TZ4) 내에 암질영역 간 동질 여부를 확인하고, 후속 절차를 진행한다.

도 11 내지 도 13은 본 발명에 따른 전방 예측 방법에 따라 암질영역의 수직선이 표시되는 모습을 개략적으로 도시한 도면이고, 도 14는 본 발명에 따른 전방 예측 방법에 따라 굴착 깊이별 막장면에 대응하는 종축도를 보인 이미지이다.

도 1과 도 9 내지 도 14를 참조해 설명한다.

S24; 제4단계, 암질영역 예측 단계

막장면 예측모듈(13)은 막장면(TZ1 내지 TZ4)의 굴착 깊이 순으로 이전 동질 영역들의 변화율을 확인하고, 전방 막장면의 암질영역을 예측한다.

이를 위해서 막장면 처리모듈(12)은, 실측 막장면정보 DB(11)에서 이전 암질영역(SZ1, SZ2, SZ31, SZ32, SZ33, SZ41, SZ42)을 검색하고, 동질 영역으로 확인된 암질영역(SZ1, SZ2, SZ31, SZ32, SZ33, SZ41, SZ42)의 고점과 저점을 각각 확인한다.

우선, 도 11을 참조하여 수직선(CL1)과 고점(a1, b1) 및 저점(a2, b2)을 설명한다.

막장면 처리모듈(12)은, 서로 동질 영역으로 확인된 제1암질영역(SZ1)과 제2암질영역(SZ2) 중에서, 굴착 깊이가 상대적으로 작아 우선 검출된 제1암질영역(SZ1) 이미지에, 제1암질영역(SZ1) 이미지의 제1중심점(21)을 경유하는 제1수직선(CL1)을 표시한다. 이때 제1암질영역(SZ1)의 경계라인(BL21)과 제1수직선(CL1) 간의 교차점 중에서 고 위치의 점은 고점(a1)이라 칭하고, 저 위치는 점은 저점(a2)이라 칭한다.

한편, 제2암질영역(SZ2)은 제1암질영역(SZ1)과 동질 영역이므로, 막장면 처리모듈(12)은 제1수직선(CL1)을 제2암질영역(SZ2)에 그대로 반영해서 제2암질영역(SZ2)의 경계라인(BL21)과 제1수직선(CL1) 간의 교차점을 확인한다. 상기 교차점 중에서 고 위치의 점은 고점(b1)이라 칭하고, 저 위치는 점은 저점(b2)이라 칭한다.

도 12를 참조하여 제1 내지 제3수직선(CL1, CL2, CL3)과 고점(b1, c1, d1, e1) 및 저점(b2, c2, d2, e2)을 각각 설명한다.

막장면 처리모듈(12)은, 제31암질영역(SZ31)이 제2암질영역(SZ2)과 서로 동질 영역인 것으로 확인되므로, 제1수직선(CL1)을 제31암질영역(SZ31)에 그대로 반영해서 제31암질영역(SZ31)의 경계라인(BL231)과 제1수직선(CL1) 간의 교차점을 확인한다. 상기 교차점 중에서 고 위치의 점은 고점(c1)이라 칭하고, 저 위치는 점은 저점(c2)이라 칭한다.

한편, 막장면 처리모듈(12)은 제31암질영역(SZ31)과 제32암질영역(SZ32)이 서로 다른 암질인 것으로 확인되므로, 제32암질영역(SZ32) 이미지의 중심점(232)을 경유하는 제2수직선(CL2)을 표시한다. 이때 제32암질영역(SZ32)의 경계라인(BL232)과 제2수직선(CL2) 간의 교차점 중에서 고 위치의 점은 고점(d1)이라 칭하고, 저 위치는 점은 저점(d2)이라 칭한다.

또한, 막장면 처리모듈(12)은 제31암질영역(SZ31)과 제32암질영역(SZ32)과 제33암질영역(SZ33)이 각각 서로 다른 암질인 것으로 확인되므로, 제33암질영역(SZ33) 이미지의 중심점(233)을 경유하는 제3수직선(CL3)을 표시한다. 이때 제33암질영역(SZ33)의 경계라인(BL233)과 제3수직선(CL3) 간의 교차점 중에서 고 위치의 점은 고점(e1)이라 칭하고, 저 위치는 점은 저점(e2)이라 칭한다.

도 13을 참조하여 제2 내지 제3수직선(CL2, CL3)과 고점(d1, e1, f1, g1) 및 저점(d1, e1, f1, g1)을 각각 설명한다.

막장면 처리모듈(12)은, 제32암질영역(SZ32)이 제41암질영역(SZ41)과 서로 동질 영역인 것으로 확인되므로, 제2수직선(CL2)을 제41암질영역(SZ41)에 그대로 반영해서 제41암질영역(SZ31)의 경계라인(BL241)과 제2수직선(CL2) 간의 교차점을 확인한다. 상기 교차점 중에서 고 위치의 점은 고점(d1)이라 칭하고, 저 위치는 점은 저점(d2)이라 칭한다.

계속해서 막장면 처리모듈(12)은, 제33암질영역(SZ33)이 제42암질영역(SZ42)과 서로 동질 영역인 것으로 확인되므로, 제3수직선(CL3)을 제42암질영역(SZ42)에 그대로 반영해서 제42암질영역(SZ42)의 경계라인(BL242)과 제3수직선(CL3) 간의 교차점을 확인한다. 상기 교차점 중에서 고 위치의 점은 고점(e1)이라 칭하고, 저 위치는 점은 저점(e2)이라 칭한다.

전술한 대로 암질영역별 고점과 저점이 모두 확인되면, 막장면 예측모듈(14)은, 굴착 터널의 굴착 깊이 순으로 제1수직선(CL1)과 제2수직선(CL2)을 배열해서 제1암질영역(SZ1)과 제2암질영역(SZ2)의 변화를 이미지 트래킹으로 추적한다. 이를 위해 막장면 예측모듈(14)은 도 14에 도시한 바와 같이, 제1,2수직선(CL1, CL2)별로 동질 영역의 고점(a1, b1, c1, d1, e1, f1, g1)과 저점(a2, b2, c2, d2, e2, f2, g2)을 각각 이어 종축도를 생성한다.

본 실시의 종축도에 대해 좀 더 구체적으로 설명한다.

도 11에 도시된 바와 같이 막장면 예측모듈(14)은, 제1암질영역(SZ1)의 제1중심점(21)을 경유하는 제1수직선(CL1)에 제1암질영역(SZ1)의 고점(a1)과 저점(a2)을 표시하고, 제2암질영역(SZ2)의 제2중심점(22)을 경유하는 제2수직선(치2)에 제2암질영역(SZ2)의 고점(b1)과 저점(b2)을 표시한다. 계속해서, 막장면 예측모듈(14)은 도 14에 도시된 바와 같이, 상기 굴착 터널의 굴착 깊이 순으로 제1수직선(CL1)과 제2수직선(Cl2)을 배열하고, 제1,2수직선(CL1, CL2)별로 동질 영역의 고점(a1, b1)과 저점(a2, b2)을 각각 제1연결라인(LL1)으로 이어서 종축도를 생성한다. 그런데, 제2수직선(CL2) 및 제3수직선(CL3)과 같이 서로 다른 수직선이 동일 막장면에 구성되며 이질의 암질영역의 수직선인 경우에는, 도 14의 'TZ3' 및 'TZ4' 막장면 구간과 같이 제2수직선(CL2)과 제3수직선(CL3)을 중첩하게 배치할 수 있다.

도 14에 도시된 종축도의 구조를 좀 더 설명한다.

'TZ1' 막장면 구간은 제1수직선(CL1)을 경유하는 1 종류의 암질영역이 확인된다. 따라서 제1수직선(CL1)이 경유하는 고점(a1)과 저점(a2)은 각각 1 개씩임을 확인할 수 있다.

또한 'TZ2' 막장면 구간은 제1수직선(CL1)을 경유하는 1 종류의 암질영역이 확인된다. 따라서 제1수직선(CL1)이 경유하는 고점(b1)과 저점(b2)은 각각 1 개씩임을 확인할 수 있다. 이때, 'TZ2' 막장면 구간의 수직선은 'TZ1' 막장면 구간의 수직선과 동일한 제1수직선(CL1)이므로, 'TZ1' 막장면 구간의 암질영역과 'TZ2' 막장면 구간의 암질영역은 동질이다.

그런데 'TZ3' 막장면 구간은 제1수직선(CL1)과 제2수직선(CL2)과 제3수직선(CL3)을 각각 경유하는 3 종류의 암질영역이 확인된다. 따라서 제1 내지 제3수직선(CL1 내지 CL3)이 각각 경유하는 고점(c1, d1, e1)과 저점(c2, d2, e2)은 각각 1 개씩임을 확인할 수 있다. 이때, 'TZ3' 막장면 구간의 수직선은 'TZ2' 막장면 구간의 수직선과 동일한 제1수직선(CL1)이므로, 'TZ3' 막장면 구간의 암질영역 중 일부가 'TZ2' 막장면 구간의 암질영역과 동질이다. 한편, 'TZ3' 막장면 구간에는 새로운 암질영역이 2 개 더 확인된다.

또한 'TZ4' 막장면 구간은 제2수직선(CL2)과 제3수직선(CL3)을 각각 경유하는 2 종류의 암질영역이 확인된다. 따라서 제2 내지 제3수직선(CL2 내지 CL3)이 각각 경유하는 고점(f1, g1)과 저점(f2, g2)은 각각 1 개씩임을 확인할 수 있다. 이때, 'TZ4' 막장면 구간의 수직선은 'TZ3' 막장면 구간의 수직선과 동일한 제2수직선(CL2)과 제3수직선(CL3)이므로, 'TZ4' 막장면 구간의 암질영역과 'TZ3' 막장면 구간의 암질영역 일부는 동질이다.

이상 설명한 본 실시의 종축도는 굴착 깊이별 막장면(TZ1 내지 TZ4)의 암질영역 분포 등을 명시하고, 아울러 해당 막장면(TZ1 내지 TZ4)의 암질영역 변화 트렌드를 보인다. 그러므로, 상기 변화 트렌드를 기반으로 전방 막장면에 구성되는 암질영역의 종류와 형태 및 분포 등에 대한 예측을 할 수 있다.

막장면 예측모듈(14)은, 종축도에 명시된 변화 트렌드, 즉 암질영역의 막장면(TZ1 내지 TZ4)별 동질의 암질영역의 고점과 저점을 각각 제1연결라인(LL1)으로 이어서, 후속으로 연결될 제2연결라인(LL2)의 변화도를 예측한다.

제1 실시 예는 최근 굴착 깊이 막장면의 변화율과 동일한 변화율을 반영해서 전방 막장면의 암질영역을 예측한다. 따라서, 도 14의 종축도에서 최근 굴착 깊이 최근 막장면의 고점과 저점을 각각 잇는 제1연결라인(LL1)을 설계된 굴착 깊이만큼 제2연결라인(LL2)을 이용해 그대로 연장해서, 미 굴착된 전방 막장면의 암질영역을 예측한다.

제2 실시 예는 종축도에서 막장면들 각각의 고점과 저점을 잇는 연결라인들의 변화도를 굴착 깊이에 따라 가중치를 두어서 최종 변화율을 산출한다. 이를 좀 더 상세히 설명하면, 도 14의 종축도와 같이, 굴착 깊이에 따라 막장면에 해당하는 1차원의 선 형태인 제1 내지 제4수직선(CL1 내지 CL4) 구간이 형성되고, 제 내지 제4수직선(CL1 내지 CL4) 구간에는 고점(a1, b1, c1, d1, e1, f1, g1)과 저점(a2, b2, c2, d2, e2, f2, g2)이 각각 구성된다. 또한 이렇게 형성된 제1 내지 제4수직선(CL1 내지 CL4) 내에 고점(a1, b1, c1, d1, e1, f1, g1)과 저점(a2, b2, c2, d2, e2, f2, g2)은 각각 연결라인으로 이어진다. 그런데 굴착 깊이에 따라 연결라인의 변화도는 차이가 발생한다. 그러므로 해당 변화도별로 가중치를 달리해서 제2연결라인(LL2)의 예측을 위한 최종 변화율을 산출한다. 본 실시 예는 전방 막장면에 근접할수록 가중치를 크게 해서, 최근 막장면의 제1연결라인(LL1)의 변화도가 제2연결라인(LL2)의 변화율에 상대적으로 큰 가중치를 줄 수 있도록 한다. 본 실시 예는 전방 막장면에 근접한 변화도 순으로 상기 가중치가 0.4, 0.3, 0.2, 0.1이 되도록 했다.

이후, 전방 굴착을 통해 전방 막장면이 실측되면, 신규 막장면 내에 암질영역을 표출하고 실측 막장면 정보 DB(11)에 저장한다.

도 15는 본 발명에 따른 전방 예측 방법의 또 다른 실시 예를 도시한 플로차트이고, 도 16은 본 발명에 따른 전방 예측 방법에 따라 암질영역의 속성값을 확인하는 모습을 개략적으로 도시한 도면이다.

도 1과 도 15 내지 도 16을 참조하면, 굴착 터널의 막장면에서 동일 암질의 군집 범위를 검출하여 암질영역(SZ)을 표출하고, 이전 굴착 깊이 막장면의 암질영역과 동질 여부를 확인하는 제1단계(S31); 암질영역(SZ)을 일정 간격으로 다등분해서 분할영역을 표출하는 제2단계(S32); 분할영역의 일단점과 타단점을 각각 추출하는 제3단계(S33); 막장면의 굴착 깊이 순으로 동질의 이전 암질영역들의 분할영역(DZ)별 일단점(SP)과 타단점(FP) 각각의 변화율을 확인하고, 전방 막장면의 암질영역의 분할영역별 일단점과 타단점을 예측해서 전방 막장면의 암질영역을 예측하는 제4단계(S34)를 포함한다.

각 단계를 좀 더 구체적으로 설명한다.

S31; 제1단계, 암질영역 표출 단계

막장면 분석모듈(12)은 굴착 터널의 막장면에서 동일 암질의 군집 범위를 검출하여 암질영역(SZ)을 표출한다. 전술한 바와 같이, 현장에서 전문 작업자가 자체 분석한 정보와 각종 장비를 활용해서 매핑을 위해 수집한 각종 상세 정보를 토대로 막장면 분석모듈(12)이 막장면(TZ) 내에 암질을 검출한다. 또한, 막장면 분석모듈(12)은 암질영역(SZ)의 중심점(21)을 설정한다.

계속해서 막장면 분석모듈(12)은 검출된 암질들 중 동일 암질의 군집 범위를 검출해서 암질의 영역, 즉 암질영역(SZ)을 정의한다. 본 발명에 따른 암질영역(SZ)은 지정된 대상의 범위를 시각적으로 확인하기 위한 위치값을 포함한다. 그러므로 막장면 분석모듈(12)은 상기 위치값을 기준으로 암질영역 이미지를 생성해서 출력수단(20)을 통해 디스플레이할 수 있다.

이를 좀 더 구체적으로 설명하면, 막장면(TZ)과 암질영역(SZ)이 표출되면, 막장면 처리모듈(13)은 막장면 분석모듈(12)이 표출한 암질영역(SZ)을 위치값에 따라 연산해서, 암질영역(SZ) 이미지의 속성값인 중심점(21)과 경계라인(BL)을 확인한다. 이렇게 확인된 중심점(21)과 경계라인(BL)을 기반으로 암질영역(SZ)을 도 16의 (a)도면과 같이 막장면(TZ) 이미지 내에 암질영역(SZ) 이미지로 표시한다.

한편, 암질영역(SZ)의 경계라인(BL)은 굴착 깊이별 암질영역의 변화에 따라 그 형태가 변화한다. 그러므로, 경계라인(BL)의 구간별 변화 모습을 체크해서 암질영역(SZ) 이미지의 변화 행태를 체크할 수 있다. 또한, 암질영역S(Z)의 중심점(21)도 굴착 깊이별 암질영역의 변화에 따라 그 위치가 변화한다. 그러므로, 굴착 깊이별 암질영역의 중심점(21)의 위치 변화와 변화 방향 등을 체크할 수 있다.

이외에도 막장면 처리모듈(13)은 암질영역(SZ) 이미지의 속성값을 기반으로 각종 점과 선 등을 추가로 도화할 수 있다.

막장면 분석모듈(12)이 막장면(TZ)에서 암질영역(SZ)을 표출하면, 막장면 처리모듈(13)은 이전 굴착 깊이의 막장면에 구성된 암질영역과 동질 여부를 판단한다. 서로 다른 굴착 깊이의 막장면에 구성된 암질영역의 동질 여부는, 비교 대상의 암질영역들의 중심점을 검출하고, 상기 이전 암질영역들의 중심점 간에 거리가 임계값 미만이면 해당하는 이전 암질영역들은 서로 동질인 것으로 설정함으로써 이루어진다.

여기서 상기 임계값은 굴착 터널 및 암질영역의 규모와 기타 지반 상태에 따라 다양하게 변경될 수 있다. 본 실시 예의 임계값은, 비교대상인 두 암질영역 간 거리의 최고치와 최저치 간 차의 1/4이다. 즉, 제1암질영역 곳곳과 제2암질영역 곳곳 간의 거리를 확인해서 최고치와 최저치를 확인하고, 이렇게 확인된 최고치와 최저치의 차에서 1/4의 값이 임계값인 것이다. 따라서, 상기 제1암질영역과 제2암질영역 간 거리의 최고치가 12이고 최저치가 4이면, 그 차인 8의 1/4인 '2'가 곧 상기 제1암질영역과 제2암질영역의 동질 영역 여부를 판단하는 기준이 된다.

S32; 제2단계, 분할영역 표출 단계

막장면 처리모듈(13)은 도 16의 (b)도면과 같이 암질영역(SZ)을 일정 간격으로 다등분해서 분할영역을 표출한다.

전술한 대로 막장면 분석모듈(12)이 막장면(TZ)에서 암질영역(SZ)을 검출하고 암질영역(SZ)을 이미지화하면, 막장면 처리모듈(13)은 암질영역(SZ) 이미지를 지정 간격으로 분할해서 독립된 이미지를 생성한다. 이때 암질영역(SZ) 이미지의 분할은 횡방향 또는 종방향 등 다양할 수 있는데, 본 실시는 암질영역(SZ) 이미지를 횡방향으로 분할한다.

막장면 처리모듈(13)은, 암질영역(SZ) 자체의 면적 또는 분할 방향의 길이 등은 물론, 암질영역(SZ) 이미지의 면적 또는 분할 방향의 길이 등에 따라 분할 개수를 유동적으로 설정한다. 일반적으로 막장면 처리모듈(13)은 암질영역(SZ) 이미지를 10분할 또는 20분할로 분할한다.

암질영역(SZ) 이미지의 상기 분할을 통해서 막장면 예측모듈(14)이 암질영역(SZ) 이미지 전체가 아닌 구간 단위로 굴착 깊이별 암질영역(SZ) 이미지의 변화를 파악할 수 있고, 상기 구간 단위로 파악된 변화 데이터에 따라 각 구간 별 변화를 예측할 수 있다. 이를 통해서 막장면 예측모듈(14)은 암질영역을 지점별로 세밀하게 예측할 수 있다.

S33; 제3단계, 분할영역별 일/타단점 확인 단계

막장면 처리모듈(13)은, 암질영역(SZ) 이미지를 분할해 생성한 분할영역(DZ)의 일단점(SP)과 타단점(FP)을 확인한다. 여기서 일단점(SP)과 타단점(FP)는 분할영역(DZ)의 가장자리 지점이며, 따라서 암질영역(SZ) 이미지의 경계라인(BL)의 일 지점이다.

본 실시는 막장면 처리모듈(13)이 암질영역(SZ) 이미지를 횡방향으로 분할하므로, 분할영역(DZ)의 일단점(SP)와 타단점(FP)는 각각 분할영역(DZ)의 최고점과 최저점이다.

도 17은 본 발명에 따른 전방 예측 방법에 따라 이전 분할영역들의 일단점의 위치 변화를 보인 도면이다.

도 1, 도 1과 도 15 내지 도 17을 참조한다.

S34; 제4단계, 암질영역 예측 단계

막장면 예측모듈(14)은, 막장면의 굴착 깊이 순으로 동질의 이전 암질영역들의 분할영역별 일단점과 타단점 각각의 변화율을 확인하고, 전방 막장면의 암질영역의 분할영역별 일단점과 타단점을 예측해서 전방 막장면의 암질영역을 예측한다.

도 17은 이전 막장면들에서 서로 동일한 것으로 확인된 암질영역(SZ10 내지 (SZ40)의 일 부분을 도시하고 있는데, 이중 (a)도면은 4 번째 전 깊이의 암질영역(SZ40) 이미지이고, (b)도면은 3 번째 전 깊이의 암질영역(SZ30) 이미지고, (c)도면은 2 번째 전 깊이의 암질영역(SZ20) 이미지이고, (d)도면은 바로 이전 깊이의 암질영역(SZ10) 이미지이다.

각 암질영역(SZ10 내지 SZ40) 이미지들의 분할영역들에서 세번째 분할영역(DZ31 내지 DZ34)을 참조해 설명하면, 암질영역(SZ10 내지 SZ40) 이미지들 각각의 세번째 분할영역(DZ31 내지 DZ34)의 일단점(SP1 내지 SP4)은 각각 (x1, y1) 내지 (x4, y4)의 좌표값을 갖는다. 막장면 예측모듈(14)은 암질영역(SZ10 내지 SZ40) 이미지의 해당 분할영역(DZ31 내지 DZ34)의 일단점(SP1 내지 SP4)의 지점 변화를 확인해서 그 변화도를 파악하고, 이렇게 변화한 변화율을 토대로 전방 막장면의 해당 분할영역의 일단점을 예측한다.

막장면 예측모듈(14)의 예측 과정을 일 예를 들어 설명한다.

제1 실시 예는 최근 굴착 깊이별 막장면의 변화율과 동일한 변화율을 반영해서 전방 막장면의 암질영역을 예측한다. 따라서, 막장면 예측모듈(14)은, 바로 이전 깊이의 암질영역(DZ10) 이미지와 2 번째 전 깊이의 암질영역(SZ20) 이미지에서 해당 분할영역(DZ31, DZ32)의 변화도를 확인하고, 상기 변화도에 따라 전방 막장면의 암질영역 내에 해당 분할영역의 일단점 위치를 예측한다. 여기서 막장면 예측모듈(14)의 분할영역(DZ31 내지 DZ34)별 일단점 위치 예측은, 상기 일단점의 변화도와 더불어 해당 암질영역(SZ)의 중심점(21) 및 경계라인(BL)의 변화 방향과 변화 행태를 고려해 이루어진다.

제2 실시 예는 해당 분할영역의 일단점 위치 변화를 굴착 깊이에 따라 가중치를 두어서 최종 변화율을 산출한다. 이를 좀 더 상세히 설명하면, 막장면 예측모듈(14)은 4 번째 전 깊이의 암질영역(SZ40) 이미지와 3 번째 전 깊이의 암질영역(SZ30) 이미지에서 해당 분할영역(DZ33, DZ34)의 변화도를 확인한다. 또한 막장면 예측모듈(14)은 3 번째 전 깊이의 암질영역(SZ30) 이미지와 2 번째 전 깊이의 암질영역(SZ20) 이미지에서 해당 분할영역(DZ32, DZ33)의 변화도를 확인한다. 또한 막장면 예측모듈(14)은 2 번째 전 깊이의 암질영역(SZ20) 이미지와 바로 이전 깊이의 암질영역(SZ10) 이미지에서 해당 분할영역(DZ31, DZ32)의 변화도를 확인한다. 결국, 굴착 깊이에 따른 해당 분할영역(DZ31 내지 DZ34)의 일단점(SP1 내지 SP4)별 지점의 변화도에 차이가 발생한다. 그러므로 해당 변화도별로 가중치를 달리해서 최종 변화율을 산출하고, 상기 최종 변화율에 따라 전방 막장면의 암질영역의 해당 분할영역의 일단점을 예측한다. 본 실시 예는 전방 막장면에 근접할수록 가중치를 크게 해서, 막장면 예측모듈(14)은 2 번째 전 깊이의 암질영역(SZ20) 이미지와 바로 이전 깊이의 암질영역(SZ10) 이미지에서 해당 분할영역(DZ31, DZ32)의 변화도가 전방 분할영역의 일단점 위치 변화율에 상대적으로 큰 가중치를 줄 수 있도록 한다. 본 실시 예는 전방 막장면에 근접한 변화도 순으로 상기 가중치가 0.4, 0.3, 0.2, 0.1이 되도록 했다.

여기서 막장면 예측모듈(14)의 분할영역(DZ31 내지 DZ34)별 일단점 위치 예측은, 상기 제1 실시 예와 같이 일단점의 변화도와 더불어 해당 암질영역(SZ)의 중심점(21) 및 경계라인(BL)의 변화 방향과 변화 행태를 고려해 이루어진다.

이후, 전방 굴착을 통해 전방 막장면이 실측되면, 신규 막장면 내에 암질영역을 표출하고 실측 막장면 정보 DB(11)에 저장한다.

앞서 설명한 본 발명의 상세한 설명에서는 본 발명의 바람직한 실시 예들을 참조해 설명했지만, 해당 기술분야의 숙련된 당업자 또는 해당 기술분야에 통상의 지식을 갖는 자라면 후술될 특허청구범위에 기재된 본 발명의 사상 및 기술영역으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명을 다양하게 수정 및 변경시킬 수 있음을 이해할 수 있을 것이다.

Claims (16)

1. 굴착 터널의 막장면에서 동일 암질의 군집 범위를 검출하여 암질영역을 표출하는 제1단계;
   상기 암질영역의 경계라인에서 암질영역의 최고점 또는 최저점 또는 최좌측점 또는 최우측점을 시점으로 해서 순차로 지정되는 제1점과 제2점과 제3점을 확인하는 제2단계;
   상기 제2점과 제3점을 잇는 기준선을 형성하는 제3단계;
   상기 제1점 내지 제3점을 경유하는 경계라인과 기준선 간의 제1높이와, 상기 암질영역의 제2높이의 비율이 임계값 이상이면, 상기 기준선을 경계로 제1점 방향의 암질 범위를 삭제해서 상기 암질영역의 보정영역을 표출하는 제4단계; 및
   상기 막장면의 굴착 깊이 순으로 이전 보정영역들의 변화율을 확인해서, 전방 막장면의 암질영역을 예측하는 제5단계;
   를 포함하는 것을 특징으로 하는 터널 막장면의 계측자료에 따른 지반 트렌드 기반의 전방 예측 방법.
2. 제 1 항에 있어서,
   상기 제5단계에서, 상기 막장면의 중점을 경유하는 수직선에 보정영역의 고점과 저점을 표시하고, 상기 굴착 터널의 굴착 깊이 순으로 막장면의 수직선을 배열하며, 상기 보정영역의 변화를 이미지 트래킹으로 추적하도록 상기 수직선별 고점과 저점을 각각 이어 종축도를 생성하는 것;을 특징으로 하는 터널 막장면의 계측자료에 따른 지반 트렌드 기반의 전방 예측 방법.
3. 제 2 항에 있어서,
   상기 고점과 저점은 각각 보정영역의 상부 경계라인과 하부 경계라인이 기준선과 각각 교차하는 교차점인 것;을 특징으로 하는 터널 막장면의 계측자료에 따른 지반 트렌드 기반의 전방 예측 방법.
4. 제 2 항에 있어서,
   상기 고점은, 상기 보정영역의 상부 경계라인에서 최고점과 최저점의 평균 위치이고; 상기 저점은, 상기 보정영역의 하부 경계라인에서 최고점과 최저점의 평균 위치인 것;을 특징으로 하는 터널 막장면의 계측자료에 따른 지반 트렌드 기반의 전방 예측 방법.
5. 제 2 항에 있어서,
   상기 제5단계에서, 굴착 깊이별 막장면 내에 이전 보정영역들의 고점과 저점 각각의 변화율은, 이전의 암질영역들 간의 변화도에 가중치를 두어 산출하는 것;을 특징으로 하는 터널 막장면의 계측자료에 따른 지반 트렌드 기반의 전방 예측 방법.
6. 삭제
7. 제 1 항에 있어서,
   상기 제4단계에서, 상기 제1높이는 막장면의 중점을 경유하는 수직선이 경계라인 및 기준선과 각각 교차하는 교차점들 간의 길이이고;
   상기 제2높이는 수직선이 암질영역의 경계라인을 교차하는 교차점들 간의 길이인 것;을 특징으로 하는 터널 막장면의 계측자료에 따른 지반 트렌드 기반의 전방 예측 방법.
8. 굴착 터널의 제1막장면에서 동일 암질의 군집 범위를 검출하여 제1암질영역을 표출하고, 상기 제1암질영역의 제1중심점을 설정하는 제1단계;
   상기 제1막장면의 다음 굴착 깊이의 막장면인 제2막장면에서 동일 암질의 군집 범위를 검출하여 제2암질영역을 표출하고, 상기 제2암질영역의 제2중심점을 설정하는 제2단계;
   상기 제1중심점과 제2중심점 간의 거리가 임계값 미만이면 제1암질영역과 제2암질영역은 동질 영역인 것으로 설정하는 제3단계; 및
   상기 막장면의 굴착 깊이 순으로 이전 동질 영역들의 변화율을 확인하고, 전방 막장면의 암질영역을 예측하는 제4단계;
   를 포함하는 것을 특징으로 하는 터널 막장면의 계측자료에 따른 지반 트렌드 기반의 전방 예측 방법.
9. 제 8 항에 있어서,
   상기 제4단계에서, 상기 제1암질영역의 제1중심점을 경유하는 제1수직선에 제1암질영역의 고점과 저점을 표시하고, 상기 제2암질영역의 제2중심점을 경유하는 제2수직선에 제2암질영역의 고점과 저점을 표시하며, 상기 굴착 터널의 굴착 깊이 순으로 제1수직선과 제2수직선을 배열해서 제1암질영역과 제2암질영역의 변화를 이미지 트래킹으로 추적하도록 상기 제1,2수직선별로 동질 영역의 고점과 저점을 각각 이어 종축도를 생성하는 것;을 특징으로 하는 터널 막장면의 계측자료에 따른 지반 트렌드 기반의 전방 예측 방법.
10. 제 9 항에 있어서,
    상기 제4단계에서, 굴착 깊이별 막장면 내에 이전 동질 영역들의 고점과 저점 각각의 변화율은, 이전의 동질 영역들 간의 변화도에 가중치를 두어 산출하는 것;을 특징으로 하는 터널 막장면의 계측자료에 따른 지반 트렌드 기반의 전방 예측 방법.
11. 제 9 항에 있어서,
    상기 제4단계에서, 상기 제1수직선과 제2수직선이 동일 막장면에 구성되며 이질의 암질영역의 수직선인 경우에는, 상기 종축도는 제1수직선과 제2수직선을 중첩해서 시각화한 것;을 특징으로 하는 터널 막장면의 계측자료에 따른 지반 트렌드 기반의 전방 예측 방법.
12. 굴착 터널의 막장면에서 동일 암질의 군집 범위를 검출하여 암질영역을 표출하고, 이전 굴착 깊이 막장면의 암질영역과 동질 여부를 확인하는 제1단계;
    상기 암질영역을 일정 간격으로 다등분해서 분할영역을 표출하는 제2단계;
    상기 분할영역의 일단점과 타단점을 각각 추출하는 제3단계; 및
    상기 막장면의 굴착 깊이 순으로 동질의 이전 암질영역들의 분할영역별 일단점과 타단점 각각의 변화율을 확인하고, 전방 막장면의 암질영역의 분할영역별 일단점과 타단점을 예측해서 전방 막장면의 암질영역을 예측하는 제4단계;
    를 포함하는 것을 특징으로 하는 터널 막장면의 계측자료에 따른 지반 트렌드 기반의 전방 예측 방법.
13. 제 12 항에 있어서,
    상기 제2단계에서, 상기 분할영역은 암질영역을 횡방향으로 분할하고;
    상기 제3단계에서, 상기 일단점과 타단점은 각각 분할영역의 최고점과 최저점인 것;을 특징으로 하는 터널 막장면의 계측자료에 따른 지반 트렌드 기반의 전방 예측 방법.
14. 제 12 항에 있어서,
    상기 제4단계에서, 상기 일단점과 타단점 각각의 변화율은 일단점과 타단점 간의 거리 변화율을 포함하는 것;을 특징으로 하는 터널 막장면의 계측자료에 따른 지반 트렌드 기반의 전방 예측 방법.
15. 제 12 항에 있어서,
    상기 제1단계와 제2단계 사이에서, 상기 막장면의 굴착 깊이 순으로 이전 암질영역들의 중심점을 검출하고, 상기 이전 암질영역들의 중심점 간에 거리가 임계값 미만이면 해당하는 이전 암질영역들은 서로 동질 영역인 것으로 설정하는 단계;
    를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 터널 막장면의 계측자료에 따른 지반 트렌드 기반의 전방 예측 방법.
16. 제 12 항에 있어서,
    상기 제4단계에서, 굴착 깊이별 막장면 내에 이전 암질영역들의 분할영역별 일단점과 타단점 각각의 변화율은, 최근 막장면의 분할영역 간의 변화도에 가중치를 두어 산출하는 것;을 특징으로 하는 터널 막장면의 계측자료에 따른 지반 트렌드 기반의 전방 예측 방법.

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