KR102244090B1 - 하이브리드 그루빙 헤드, 이를 이용한 소음저감 및 도로 주행성 개선을 위한 그라인딩 공법을 위한 제어 시스템 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 하이브리드 그루빙 헤드, 이를 이용한 소음저감 및 도로 주행성 개선을 위한 그라인딩 공법을 위한 제어 시스템에 관한 것이다. 본 발명은, 스페이서(130)의 두께가 0.3 내지 1.4 mm이며, 블레이드(110) 및 블레이드(120)의 두께가 2.5 내지 10.0 mm이며, 블레이드(110)와 블레이드(120) 사이의 높이차는 0.5 내지 5.0 mm인 것을 특징으로 하는 하이브리드 그라인딩 헤드(100); 하이브리드 콘크리트 표면절삭 제어 장치(200); 를 포함하는 소음저감 및 도로 주행성 개선을 위한 그라인딩 공법을 위한 제어 시스템(1)에 있어서, 하이브리드 콘크리트 표면절삭 제어 장치(200)는, 셋팅 모듈(254)에 의해 제어된 하이브리드 그루빙 헤드(100)의 높이, 제 1 블레이드(110), 제 2 블레이드(120), 스페이스(130)의 높이가 조절된 상태에서 회전 모터(220)에 대한 제어를 통해서 하이브리드 그루빙 헤드(100)를 정방향으로 회전시키도록 제어하면서, 위치 수신 센서(241)로부터 수신되는 현재의 좌표 정보가 저장부(260)에 저장된 도로 단위 정보 중 구분 차선 변경 정보에 도로 속성 정보가 변경되는 위치인 경우 회전 모터(200)에 대한 회전을 중단하도록 제어하는 수행 모듈(255); 을 포함하는 것을 특징으로 할 수 있다.
이에 의해, 현재의 기존 포장도로의 그라인딩 시공 시스템은 모니터링 시스템과 제어 시스템을 인력으로 순차적으로 진행되고 있으므로, 이것을 4차산업혁명 기술 인공지능 및 초연결 시스템 도입 및 적용함으로써, 그라인딩 시공을 인력으로 하는 것보다 시간적 물질적 비용을 줄일 뿐만 아니라, 안전적인 부분에서도 기여하도록 하고, 각 도로의 특성에 맞게 그라인딩 시공을 위한 헤드 설계를 변형가능하도록 하는 효과를 제공할 수 있다.

Description

하이브리드 그루빙 헤드, 이를 이용한 소음저감 및 도로 주행성 개선을 위한 그라인딩 공법을 위한 제어 시스템{Hybrid grooving head, and Control system for grinding method for noise reduction and road driving improvement using the same}
본 발명은 하이브리드 그루빙 헤드, 이를 이용한 소음저감 및 도로 주행성 개선을 위한 그라인딩 공법을 위한 제어 시스템에 관한 것으로, 보다 구체적으로는, 현재의 기존 포장도로의 그라인딩 시공 시스템은 모니터링 시스템과 제어 시스템을 인력으로 순차적으로 진행되고 있으므로, 이것을 4차산업혁명 기술 인공지능 및 초연결 시스템 도입 및 적용함으로써, 그라인딩 시공을 인력으로 하는 것보다 시간적 물질적 비용을 줄일 뿐만 아니라, 안전적인 부분에서도 기여하도록 할 뿐만 아니라, 하이브리드 절삭 헤드에 형성된 복수의 블레이드에 의해 복수의 텍스쳐를 동시에 각 도로의 특성에 맞게 변형하여 적용하여 콘크리트 도로에서 소음저감 및 도로 주행성 기능을 극대화하도록 하기 위한 하이브리드 그루빙 헤드, 이를 이용한 소음저감 및 도로 주행성 개선을 위한 그라인딩 공법을 위한 제어 시스템에 관한 것이다.
일반적으로, 고속도로나 자동차 전용 도로는 아스팔트 포장도로와 콘크리트 포장도로로 구분된다. 아스팔트 포장은 시공비가 싸고 승차감이 좋은 반면에 강도가 약하기 때문에 사용 중 도로 파손이 많고, 이에 따라 자주 보수공사를 해야 하는 단점이 있다. 또한, 콘크리트 포장은 시공비가 비싸고 승차감이 떨어지는 반면에 강도가 강하기 때문에 사용 시 도로 파손이 적고, 이에 따라 유지보수 비용이 적게 드는 장점이 있다.
이러한 콘크리트 포장은 고속도로 이용객의 주행 쾌적성 향상을 위하여 소음 저감과 승차감 향상을 위해 지속적인 노력을 기울여 왔으나, 여전히 아스팔트 포장에 비해 상대적으로 높은 주행소음이 발생하고 있어 다양한 종류의 표면처리를 시행하고 있다.
이에 따라 콘크리트 포장의 표면처리에 있어서, 타이어-노면 마찰소음 저감하여 환경소음공해를 해결하고 평탄성을 개선하여 주행쾌적성을 향상시키고 미끄럼 저항성을 높여 안전성을 확보하고 콘크리트 포장도로의 공용수명을 연장시켜 유지보수 비용 절감에 효과가 있도록 하기 위한 기술 개발이 요구되고 있다.
한편, 종래의 콘크리트 포장의 소음과 승차감 개선을 위하여 그루빙(Grooving) 및 다이아몬드 그라인딩(Conventional Diamond Grinding)을 실시하고 있으며, 그루빙(Grooving)의 경우 여전히 아스팔트 포장에 비해 높은 소음이 발생하고 있으며, 저소음 아스팔트 포장과는 현격한 차이를 보이고 있다.
예를 들면, 도 1은 종래의 기술에 따른 횡방향 및 종방향 그루빙 공법을 설명하기 위한 도면으로서, 도 1a는 횡방향 그루빙을 나타내며, 도 1b는 종방향 그루빙을 나타낸다. 도 1a 및 도 1b에 도시된 바와 같이, 그루빙(Grooving)은 콘크리트 포장 또는 아스콘 포장의 표면을 절삭장비를 사용하여 깎아서 홈을 만드는 것을 말한다.
이러한 그루빙(Grooving) 공법은 도로 및 활주로 포장 표면에 일정한 규격의 홈을 형성하는 공법으로서, 국제그루빙 ＆ 그라인딩 협회(International Grooving and Grinding Association: IGGA)의 정의에 따르면, 포장면무늬(Pavement Texture)의 단위 패턴의 폭에 따라 텍스쳐(Texture)와 그루브(Groove)로 구분하고 있다. 즉, 단위 패턴의 폭(Space)이 1/2 Inch(12.7㎜) 이상의 경우를 그루브로 정의하고, 1/2 Inch 이하인 경우를 텍스쳐로 분류하고 있다.
이러한 그루빙 공법은 패턴별 분류에 따라 차량 주행방향과 수평하게 홈을 절단하는 종방향 그루빙(Longitudinal Grooving)과 차량 주행방향에 수직으로 절단하는 횡방향 그루빙(Transverse Grooving)으로 구분한다.
국내의 경우, 지금까지 보편적으로 도 1a에 도시된 바와 같이, 횡방향 그루빙(30)만을 적용하여 왔으나, 근래에는 사고율감소, 소음저감에 효과가 있는 도 1b와 같은 종방향 그루빙(40) 방식을 곡선구간, 경사구간, 터널구간 등을 중심으로 확대 적용하고 있다.
한편, 도 2는 종래의 기술에 따른 다이아몬드 그라인딩 시공 이후의 콘크리트 포장 노면 조직을 예시하는 도면으로서, 도 2a는 다이아몬드 그라인딩 시공 이후의 콘크리트 포장 노면 조직을 예시하는 사진이고, 도 2b는 그라인딩 노면 형상을 나타내는 도면이다.
종래의 기술에 따른 다이아몬드 그라인딩(Conventional Diamond Grinding: CDG) 공법에 의해 콘크리트 포장에 핀(Fin) 및 랜드(Land)가 형성되며, 이에 따른 콘크리트 포장 노면과 타이어간의 소음은, 도 2a에 도시된 바와 같이, 핀(Fin)의 프로파일에 영향을 받고 있으며, 예를 들면, 프로파일 변화가 큰 경우에 소음이 증가하고, 변화가 적은 경우에 소음이 감소할 수 있다.
한편, 현재의 기존 포장도로의 그라인딩 시공 시스템은 모니터링 시스템과 제어 시스템을 인력으로 순차적으로 진행되고 있다.
이에 따라 해당 기술 분야에 있어서는, 기존의 시스템 상에서 4차산업혁명 기술 인공지능 및 초연결 시스템 도입 및 적용함으로써, 그라인딩 시공을 인력으로 하는 것보다 시간적 물질적 비용을 줄일 뿐만 아니라, 안전적인 부분에서도 기여하도록 할 뿐만 아니라, 각 도로의 특성에 맞게 그라인딩 시공을 위한 헤드 설계를 변형가능한 하이브리드 방식의 헤드를 통해 소음저감 및 도로 주행성 개선하도록 하기 위한 기술 개발이 요구되고 있다.
대한민국 특허출원 출원번호 제10-2019-0057321(2019.05.16)호 " 콘크리트 도로의 소음저감을 위한 고성능표면처리 공법 및 이에 사용되는 하이브리드 그루빙 헤드(High-performance surface texturing method of concrete pavement for reducing road noise and the hybrid grooving head)"
본 발명은 상기의 문제점을 해결하기 위한 것으로, 현재의 기존 포장도로의 그라인딩 시공 시스템은 모니터링 시스템과 제어 시스템을 인력으로 순차적으로 진행되고 있으므로, 이것을 4차산업혁명 기술 인공지능 및 초연결 시스템 도입 및 적용함으로써, 그라인딩 시공을 인력으로 하는 것보다 시간적 물질적 비용을 줄일 뿐만 아니라, 안전적인 부분에서도 기여하도록 하고, 각 도로의 특성에 맞게 그라인딩 시공을 위한 헤드 설계를 변형가능한 하이브리드 방식의 헤드를 이용해 도로 사정에 맞도록 소음저감 및 도로 주행성 개선하도록 하는 공법을 제공하도록 하기 위한 하이브리드 그루빙 헤드, 이를 이용한 소음저감 및 도로 주행성 개선을 위한 그라인딩 공법을 위한 제어 시스템을 제공하기 위한 것이다.
또한, 본 발명은 곡선 주로 또는 직선 주로, 그 밖의 주로의 특성에 따라 소음저감 및 도로 주행성 개선을 위한 패턴 연마가 가능하도록 하기 위한 하이브리드 그루빙 헤드, 이를 이용한 소음저감 및 도로 주행성 개선을 위한 그라인딩 공법을 위한 제어 시스템을 제공하기 위한 것이다.
그러나 본 발명의 목적들은 상기에 언급된 목적으로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 목적들은 아래의 기재로부터 당업자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
상기의 목적을 달성하기 위해 본 발명의 실시예에 따른 소음저감 및 도로 주행성 개선을 위한 그라인딩 공법을 위한 제어 시스템은, 스페이서(130)의 두께가 0.3 내지 1.4 mm이며, 블레이드(110) 및 블레이드(120)의 두께가 2.5 내지 10.0 mm이며, 블레이드(110)와 블레이드(120) 사이의 높이차는 0.5 내지 5.0 mm인 것을 특징으로 하는 하이브리드 그라인딩 헤드(100); 하이브리드 콘크리트 표면절삭 제어 장치(200); 를 포함하는 소음저감 및 도로 주행성 개선을 위한 그라인딩 공법을 위한 제어 시스템(1)에 있어서, 하이브리드 콘크리트 표면절삭 제어 장치(200)는, 셋팅 모듈(254)에 의해 제어된 하이브리드 그루빙 헤드(100)의 높이, 제 1 블레이드(110), 제 2 블레이드(120), 스페이스(130)의 높이가 조절된 상태에서 회전 모터(220)에 대한 제어를 통해서 하이브리드 그루빙 헤드(100)를 정방향으로 회전시키도록 제어하면서, 위치 수신 센서(241)로부터 수신되는 현재의 좌표 정보가 저장부(260)에 저장된 도로 단위 정보 중 구분 차선 변경 정보에 도로 속성 정보가 변경되는 위치인 경우 회전 모터(200)에 대한 회전을 중단하도록 제어하는 수행 모듈(255); 을 포함하는 것을 특징으로 할 수 있다.
이때, 본 발명에서, 각기 직경이 다른 원판 형상인 제 1 블레이드(110), 제 2 블레이드(120), 스페이스(130)가 집합적으로 장착되어 전체적인 드럼 형상을 형성하는 것을 특징으로 할 수 있다.
본 발명의 실시예에 따른 하이브리드 그루빙 헤드, 이를 이용한 소음저감 및 도로 주행성 개선을 위한 그라인딩 공법을 위한 제어 시스템은, 현재의 기존 포장도로의 그라인딩 시공 시스템은 모니터링 시스템과 제어 시스템을 인력으로 순차적으로 진행되고 있으므로, 이것을 4차산업혁명 기술 인공지능 및 초연결 시스템 도입 및 적용함으로써, 그라인딩 시공을 인력으로 하는 것보다 시간적 물질적 비용을 줄일 뿐만 아니라, 안전적인 부분에서도 기여하도록 하고, 각 도로의 특성에 맞게 그라인딩 시공을 위한 헤드 설계를 변형가능한 하이브리드 방식의 헤드를 이용해 도로 사정에 맞도록 소음저감 및 도로 주행성 개선하도록 하는 공법을 제공할 수 있다.
뿐만 아니라, 본 발명의 다른 실시예에 따른 하이브리드 그루빙 헤드, 이를 이용한 소음저감 및 도로 주행성 개선을 위한 그라인딩 공법을 위한 제어 시스템은, 곡선 주로 또는 직선 주로, 그 밖의 주로의 특성에 따라 소음저감 및 도로 주행성 개선을 위한 패턴 연마가 가능하도록 하는 효과를 제공할 수 있다.
도 1은 종래의 기술에 따른 횡방향 및 종방향 그루빙 공법을 설명하기 위한 도면이다.
도 2는 종래의 기술에 따른 다이아몬드 그라인딩 시공 이후의 콘크리트 포장 노면 조직을 예시하는 도면이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 소음저감 및 도로 주행성 개선을 위한 그라인딩 공법을 위한 제어 시스템(1)에 사용되는 하이브리드 그루빙 헤드(100)의 구조를 나타내는 도면이다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 소음저감 및 도로 주행성 개선을 위한 그라인딩 공법을 위한 제어 시스템(1)에 사용되는 하이브리드 그루빙 헤드(100)를 활용한 콘크리트 도로의 소음저감을 위한 고성능표면처리 공법에 활용시의 효과를 나타내는 그래프이다.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 소음저감 및 도로 주행성 개선을 위한 그라인딩 공법을 위한 제어 시스템(1)에 사용되는 하이브리드 그루빙 헤드(100)의 구조를 나타내는 도면이다. 도 6은 도 5의 하이브리드 그루빙 헤드(100)에 의해 연마된 노면 구조를 나타내는 도면이다. 도 7은 도 5의 하이브리드 그루빙 헤드(100)에서 제 1 블레이드(110)와 스페이서(130)에 의한 연마된 노면의 박리저항성에 대한 효과를 나타내는 그래프이다. 도 8은 본 발명의 일 실시예에 따른 소음저감 및 도로 주행성 개선을 위한 그라인딩 공법을 위한 제어 시스템(1)을 나타내는 도면이다.
도 9은 본 발명의 실시예에 따른 소음저감 및 도로 주행성 개선을 위한 그라인딩 공법을 위한 제어 시스템(1) 중 하이브리드 콘크리트 표면 절삭 제어 장치(200)의 구성요소를 나타내는 블록도이다.
도 10은 본 발명의 실시예에 따른 소음저감 및 도로 주행성 개선을 위한 그라인딩 공법을 위한 제어 시스템(1) 중 하이브리드 콘크리트 표면 절삭 제어 장치(200)의 제어부(250)의 구성요소를 나타내는 블록도이다.
도 11은 본 발명의 실시예에 따른 소음저감 및 도로 주행성 개선을 위한 그라인딩 공법을 위한 제어 시스템(1)의 하이브리드 그루빙 헤드(100)이 하이브리드 콘크리트 표면절삭 제어 장치(200)에 의해서 높이가 조절된 상태를 나타내는 도면이다.
도 12는 본 발명의 일 실시예에 따른 소음저감 및 도로 주행성 개선을 위한 그라인딩 공법을 위한 제어 시스템(1)에 따른 그라인딩 과정을 나타내는 도면이다.
도 13은 본 발명의 일 실시예에 따른 소음저감 및 도로 주행성 개선을 위한 그라인딩 공법을 위한 제어 시스템(1) 중 수행 모듈(255)의 구성요소를 나타내는 도면이다.
이하, 본 발명의 바람직한 실시예의 상세한 설명은 첨부된 도면들을 참조하여 설명할 것이다. 하기에서 본 발명을 설명함에 있어서, 관련된 공지 기능 또는 구성에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명을 생략할 것이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 소음저감 및 도로 주행성 개선을 위한 그라인딩 공법을 위한 제어 시스템(1)에 사용되는 하이브리드 그루빙 헤드(100)의 구조를 나타내는 도면이다. 도 3을 참조하면, 상기의 목적을 달성하기 위해 본 발명의 실시예에 따른 하이브리드 그라인딩 헤드는, 스페이서(130)의 두께가 0.3 내지 1.4 mm이며, 제 1 블레이드(110) 및 제 2 블레이드(120)의 두께가 2.5 내지 10.0 mm이며, 제 1 블레이드(110)와 제 2 블레이드(120) 사이의 높이차는 0.5 내지 5.0 mm인 것을 특징으로 한다.
이때, 각기 직경이 다른 원판 형상인 제 1 블레이드(110) 및 제 2 블레이드(120)가 교대로 장착되어 전체적인 드럼 형상을 형성하는 것을 특징으로 한다.
또한, 직사각형 또는 삼각형 형태의 다이아몬드 팁날을 부착한 제 1 블레이드(110) 및 제 2 블레이드(120)가 일렬로 나열되어 형성되는 것을 특징으로 한다.
또한, 각기 다른 두께의 제 1 블레이드(110) 및 제 2 블레이드(120)가 교대로 배열되는 것을 특징으로 한다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 소음저감 및 도로 주행성 개선을 위한 그라인딩 공법을 위한 제어 시스템(1)에 사용되는 하이브리드 그루빙 헤드(100)를 활용한 콘크리트 도로의 소음저감을 위한 고성능표면처리 공법에 활용시의 효과를 나타내는 그래프이다. 도 4a를 참조하면, 소음 평가에 있어서, 실외소음은 차량속도에 따라 1.5 내지 7.5dB(A)의 소음감소효과가 있었다.
다음으로 도 4b를 참조하면, 탄성 평가는, NGCS 시공후 0.88m/km 평탄성가 확보되며, 기존 콘크리트 평탄성지수(IRI)에 있어서 0.65m/km가 향상되었다.
그 밖에, 미끄럼마찰 시험 (ASTM E 501)에 있어서, 미끄럼저항지수(SN)가 52.7 확보로 미끄럼기준을 상회함을 알 수 있다.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 소음저감 및 도로 주행성 개선을 위한 그라인딩 공법을 위한 제어 시스템(1)에 사용되는 하이브리드 그루빙 헤드(100)의 구조를 나타내는 도면이다. 도 6은 도 5의 하이브리드 그루빙 헤드(100)에 의해 연마된 노면 구조를 나타내는 도면이다. 도 7은 도 5의 하이브리드 그루빙 헤드(100)에서 제 1 블레이드(110)와 스페이서(130)에 의한 연마된 노면의 박리저항성에 대한 효과를 나타내는 그래프이다. 도 8은 본 발명의 일 실시예에 따른 소음저감 및 도로 주행성 개선을 위한 그라인딩 공법을 위한 제어 시스템(1)을 나타내는 도면이다. 도 9은 본 발명의 실시예에 따른 소음저감 및 도로 주행성 개선을 위한 그라인딩 공법을 위한 제어 시스템(1) 중 하이브리드 콘크리트 표면 절삭 제어 장치(200)의 구성요소를 나타내는 블록도이다. 도 10은 본 발명의 실시예에 따른 소음저감 및 도로 주행성 개선을 위한 그라인딩 공법을 위한 제어 시스템(1) 중 하이브리드 콘크리트 표면 절삭 제어 장치(200)의 제어부(250)의 구성요소를 나타내는 블록도이다.
먼저, 도 5를 참조하면, 하이브리드 그루빙 헤드(100)는 각기 직경이 다른 원판 형상인 제 1 블레이드(110)와 스페이서(130)로 이루어짐으로써, 기본적으로, 콘크리트 포장의 표면을 미리 설정된 깊이로 절삭한다. 이 경우, 각기 직경이 다른 원판 형상인 제 1 블레이드(110)와 스페이서(130)가 교대로 장착되어 전체적인 드럼 형상을 형성할 수 있다.
한편, 하이브리드 그루빙 헤드(100)를 장착하는 패턴 연마용 차량의 기본적 구조, 패턴 연마 공법의 기본적 구성 등은 모두 종래의 기술과 동일하므로, 본 발명에서는 하이브리드 그루빙 헤드(100)를 중심으로 구체적으로 살펴보도록 한다.
하이브리드 그루빙 헤드(100)는 콘크리트 포장의 표면에 패턴 연마 공법을 수행하기 위해 장착된 수백 개의 절삭날인 제 1 블레이드(110)를 이용하여 콘크리트 포장의 표면의 일부를 서로 다른 깊이로 제거함으로써, 새로운 조직을 형성해 줄 수 있다.
한편, 도 6과 같이 하이브리브 노면 연마 헤드(100)에 의해 절삭된 최적의 종 방향 홈 간격(S)을 찾기 위해서, 각 종 방향 홈 간격(S)이 형성된 공시체에 대한 박리저항성 시험을 하였으며, 도 7과 같이 시험 결과, 종 방향 홈 간격(S)(mm)이 0.20 내지 0.25mm인 구간에서는 타 구간에 비해 박리저항성이 큰 폭으로 증가하는 것을 알 수 있었고, 타 구간에서는 박리저항성의 크기의 변화가 거의 없음을 확인할 수 있었다.
도 8을 참조하면, 소음저감 및 도로 주행성 개선을 위한 그라인딩 공법을 위한 제어 시스템(1)은 하이브리드 그루빙 헤드(100), 하이브리드 콘크리트 표면절삭 제어 장치(200), 네트워크(300), 도로면 관리 서버(400), 빅데이터 서버(500) 및 모바일 단말(600)을 포함할 수 있다.
다음으로 도 9를 참조하면, 하이브리드 콘크리트 표면 절삭 제어 장치(200)는 유압 실린더(210), 회전 모터(220), 촬영부(230), 센서부(240), 위치 수신 센서(241), 기울기 센서(242), 제어부(250), 저장부(260) 및 통신부(270)를 포함하며, 제 1 블레이드(110)의 높이를 조절하는 제 1 높이 조절단(111), 제 2 블레이드(120)의 높이를 조절하는 제 2 높이 조절단(112), 스페이서(130)의 높이를 조절하는 제 3 높이 조절단(113)을 포함할 수 있다.
여기서, 유압 실린더(210)는 하이브리드 그루빙 헤드(100)의 회전 축의 양단에 연결되어 하이브리드 그루빙 헤드(100)의 양단의 높이를 조절하기 위해 두 개가 형성될 수 있다.
회전 모터(220)는 하이브리드 그루빙 헤드(100)를 회전시키기 위해 하이브리드 그루빙 헤드(100)를 회전시키는 회전 축과 연결된 형태로 형성될 수 있다.
촬영부(230)는 하이브리드 그루빙 헤드(100)가 콘크리트 표면의 노면 상태를 촬영하기 위해 하이브리드 그루빙 헤드(100)를 장착하는 트레일러와 같은 패턴 연마용 차량 상의 하부면에 하이브리드 그루빙 헤드(100)가 지나가는 전단 및 후단에 각각 하나씩 형성될 수 있다.
보다 구체적으로, 트레일러는 하이브리드 그루빙 헤드(100)를 포함하는 패턴 연마부와 구동부에 해당하는 하이브리드 콘크리트 표면 절삭 제어 장치(200)를 포함함으로써, 하이브리드 콘크리트 표면 절삭 제어 장치(200)에 의한 하이브리드 그루빙 헤드(100)의 구동 중 도로의 표면을 패턴 연마를 하기 위한 구성으로서, 하이브리드 그루빙 헤드(100) 콘크리트 포장의 표면을 패턴 연마하도록 앞바퀴와 뒷바퀴 사이에 장착된 경우, 앞바퀴 영역에 제 1 촬영부(231)가 형성되며, 뒷바퀴 영역에 제 2 촬영부(232)가 형성될 수 있다.
센서부(240)는 위치 수신 센서(241), 기울기 센서(242), 압력 센서(243), 도로면 측정 센서(244)를 포함할 수 있다.
제어부(250)는 위치 수신 센서(241)로부터 현재의 좌표 정보를 통해 패턴 연마용 차량의 현재 위치가 곡선 주로 또는 직선 주로인지 여부를 분석할 수 있다.
제어부(250)는 그라인딩 헤드의 전/후에 영상 카메라를 장착하여 운전자가 육안으로 그라인딩 절삭 깊이나 상태를 확인할 수 있으며, 초음파 촬영을 통해 콘크리트 절삭량(부피)을 측정할 수 있다.
보다 구체적으로 도 10을 참조하면, 하이브리드 콘크리트 표면 절삭 제어 장치(200)의 제어부(250)는 정보 수집 모듈(251), 정보 분석 모듈(252), 거리 측정 모듈(253), 셋팅 모듈(254), 수행 모듈(255)을 포함할 수 잇다.
정보 수집 모듈(251)은 위치 수신 센서(241)로부터 현재의 GPS 좌표 정보를 수집한 뒤, 네트워크(300)를 통해 도로면 관리 서버(400)로 전송하도록 통신부(270)를 제어할 수 있다.
이후, 정보 수집 모듈(251)은 도로면 관리 서버(400)로부터 현재의 좌표 정보와 매칭되는 주로 정보(곡선 주로, 직선 주로), 도로 정보(고속도로, 자동차 전용도로, 국도 등), 차선 정보(1차선 내지 n 차선, n은 2 이상의 자연수), 구분 차선 변경 정보 등을 포함하는 "도로 단위 정보"를 수신하도록 통신부(270)을 제어한 뒤, 저장부(260)에 도로 단위 정보를 저장할 수 있다.
여기서 구분 차선 변경 정보는 현재의 좌표 정보로부터 주로 정보(곡선 주로, 직선 주로) 및 도로 정보(고속도로, 자동차 전용도로, 국도 등)가 변경되는 위치의 거리 정보일 수 있다. 즉, 일 예로, 현재 주로 정보로 곡선 주로인 경우 직선 주로로 변경되기 위해 남은 거리 정보일 수 있다.
정보 분석 모듈(252)은 촬영부(230)를 구성하는 전면 촬영부(233)에 대한 제어를 통해 하이브리드 그루빙 헤드(100)를 장착한 트레일러의 전면에 대한 촬영을 통해 "도로 단위 정보"에 차선 정보 중 몇 차선에 하이브리드 그루빙 헤드(100)에 위치하는지 여부를 분석하여 차선 분석 정보를 생성한 뒤, 도로 단위 정보와 차선 분석 정보를 네트워크(300)를 통해 도로면 관리 서버(400)로 전송하도록 통신부(270)를 제어할 수 있다.
여기서, 도로면 관리 서버(400)는 "도로 단위 정보"의 각 파라미터 정보와 차선 분석 정보에 매칭되는 소음저감 및 도로 주행성 개선에 최적화된 하이브리드 그루빙 헤드(100) 전체의 높이 조절 정보, 도로면 관리 서버(400)로부터 제 1 블레이드(110) 및 제 2 블레이드(120), 스페이서(130)의 높이 조절 정보를 생성하되, 네트워크(300)를 통해 빅데이터 서버(500)의 빅데이터를 활용할 수 있다.
보다 구체적으로, 도로면 관리 서버(400)는 제 1 블레이드(110) 및 제 2 블레이드(120), 스페이서(130)의 높이 조절 정보, 하이브리드 그루빙 헤드(100) 전체의 높이 조절 정보를 추출하는데 있어서, 네트워크(300)를 통해 액세스한 빅데이터 서버(500)의 분산 파일 프로그램에 의해 DCS DB에 분산 저장된 수집 데이터를 머신러닝 알고리즘을 통해 분석하여 추출할 수 있다.
보다 구체적으로, 도로면 관리 서버(400)에서 사용되는 머신러닝 알고리즘은 결정 트리(DT, Decision Tree) 분류 알고리즘, 랜덤 포레스트 분류 알고리즘, SVM(Support Vector Machine) 분류 알고리즘 중 하나일 수 있다.
도로면 관리 서버(400)는 "도로 단위 정보"의 주로 정보(곡선 주로, 직선 주로), 도로 정보(고속도로, 자동차 전용도로, 국도 등)와, "도로 단위 정보"의 차선 정보(1차선 내지 n 차선, n은 2 이상의 자연수) 중 차선 분석 정보를 기준으로 구분되는 DCS DB를 추출한 뒤, 각 DCS DB에 분산 저장된 수집 데이터에 해당하는 하이브리드 그루빙 헤드(100)에 의해 절삭된 최적의 종 방향 홈 간격(S), 노면 절삭 깊이(D), 종방향 홈 폭(W), 홈 절삭 깊이(H)에 해당하는 복수의 특징 정보를 추출하고 추출된 특징 정보에 대한 추출을 수행할 수 있다. 이후 도로면 관리 서버(400)는 추출된 특징 정보를 형성하기 위한 제 1 블레이드(110) 및 제 2 블레이드(120), 스페이서(130)의 높이 조절 정보, 하이브리드 그루빙 헤드(100) 전체의 높이 조절 정보와 매칭되는 정보를 각 DCS DB에 대해서 추출을 수행하거나, 복수의 머신러닝 알고리즘 중 적어도 하나 이상을 이용하여 학습하여 학습한 결과로 생성할 수 있다.
즉, 도로면 관리 서버(400)는 추출되는 높이 정보에 대한 정확도 향상을 위해 다수의 상호 보완적인 머신러닝 알고리즘들로 구성된 앙상블 구조를 적용할 수 있다.
결정 트리 분류 알고리즘은 트리 구조로 학습하여 결과를 도출하는 방식으로 결과 해석 및 이해가 용이하고, 데이터 처리 속도가 빠르며 탐색 트리 기반으로 룰 도출이 가능할 수 있다. DT의 낮은 분류 정확도를 개선하기 위한 방안으로 RF를 적용할 수 있다. 랜덤 포레스트 분류 알고리즘은 다수의 DT를 앙상블로 학습한 결과를 도축하는 방식으로, DT보다 결과 이해가 어려우나 DT보다 결과 정확도가 높을 수 있다. DT 또는 RF 학습을 통해 발생 가능한 과적합의 개선 방안으로 SVM을 적용할 수 있다. SVM 분류 알고리즘은 서로 다른 분류에 속한 데이터를 평면 기반으로 분류하는 방식으로, 일반적으로 높은 정확도를 갖고, 구조적으로 과적합(overfitting)에 낮은 민감도를 가질 수 있다.
이후, 정보 분석 모듈(252)은 도로면 관리 서버(400)로부터 제 1 블레이드(110) 및 제 2 블레이드(120), 스페이서(130)의 높이 조절 정보, 하이브리드 그루빙 헤드(100) 전체의 높이 조절 정보를 포함하는 "높이 조절 단위 정보"를 수신하도록 통신부(270)를 제어한 뒤, 수신된 "높이 조절 단위 정보"를 저장부(260)에 저장할 수 있다.
한편, 거리 측정 모듈(253)은 센서부(240)를 구성하는 도로면 측정 센서(244)로부터 현재 하이브리드 그루빙 헤드(100)가 트레일러에 장착된 상태에서 하이브리드 그루빙 헤드(100)로부터 도로면 사이의 거리 정보를 제공받을 수 있다.
이를 위해 도로면 측정 센서(244)는 하이브리드 그루빙 헤드(100) 중 노면과 닿는 영역인 제 1 블레이드(110), 제 2 블레이드(120), 스페이스(130)를 제외한 닿지 않는 영역에 노면을 향해 적외선을 조사하는 적외선 발광단과, 적외선 발광단으로부터 제공된 광원이 노면에 의해 반사된 광원이 도달하는 시간을 감지하기 위한 수광단으로 이루어짐으로써, 도달시간을 통해 도로면과의 사이의 길이를 RTT(Round Trip Time)을 활용해 측정할 수 있다.
셋팅 모듈(254)은 현재의 하이브리드 그루빙 헤드(100)와 노면 사이의 길이로부터 저장부(260)에 저장된 높이 조절 정보에 포함된 하이브리드 그루빙 헤드(100) 전체의 높이 조절 정보에 매칭되도록 하이브리드 그루빙 헤드(100)의 양단의 높이를 조절하기 위해 제 1 유압 실린더(211) 및 제 2 유압 실린더(212)의 두 개로 형성된 유압 실린더(210)의 높이를 조절함으로써, 하이브리드 그루빙 헤드(100) 전체의 높이를 설정할 수 있다.
이후, 셋팅 모듈(254)은 저장부(260)에 저장된 높이 조절 정보에 포함된 제 1 블레이드(110), 제 2 블레이드(120), 스페이스(130)의 높이 조절 정보에 따라 각각 제 1 높이 조절단(111), 제 2 높이 조절단(112), 제 3 높이 조절단(113)의 높이를 제어할 수 있다.
여기서, 제 1 높이 조절단(111), 제 2 높이 조절단(112), 제 3 높이 조절단(113)은 드럼 형상의 하이브리드 그루빙 헤드(100)가 회전하는 중심축을 감싸도록 형성되는 그루빙 헤드(100)의 구성요소로 원통막의 상부면과 연결되는 구조로 형성됨으로써, 원형 날 형태로 원통막을 중심으로 각 조절단(111, 112, 113)에 대한 제어부(250)의 제어에 따라 제 1 블레이드(110), 제 2 블레이드(120), 스페이스(130)에 대한 자체의 높이가 조절가능하도록 할 수 있다.
다시 말해, 원통막은 중심축과 고정되어 형성되며, 원통막의 길이 방향으로 제 1 블레이드(110), 제 2 블레이드(120), 스페이스(130)에 패당하는 헤드 구성요소 조합이 형성된 상태에서 조합된 헤드 구성요소에 해당하는 각 원형 날 하부 끝단과, 중심축 외측에 구비된 원통막 사이에 형성된 제 1 내지 제 3 조절단(111 내지 113)에 의해 각 제 1 블레이드(110), 제 2 블레이드(120), 스페이스(130)의 높이가 조절될 수 있다. 한편, 제 1 블레이드(110), 제 2 블레이드(120), 스페이스(130)서 각각과 원통막 사이에 조절단은 한 개 보다는 적어도 2개가 형성되어 안정적인 지지 구조가 형성되는 것이 바람직하며, 원통막의 길이 방향에 해당하는 수평 방향으로 제 1 블레이드(110) 및 제 2 블레이드(120)가 미리 설정된 상태로 배열되고 배열된 각 블레이드(110, 120) 사이를 스페이서(130)가 위치하는데, 이웃하는 조절단(111 내지 113) 간에는 서로 높이 조절을 위해 동작시 간섭을 일으키지 않도록 각 이웃하는 헤드 구성요소 간에는 높이 조절단(111 내지 113)의 원통막을 중심으로 방사하는 방향이 서로 겹치지 않도록 설정되는 것이 바람직하다.
또한, 디폴트 상태에서 복수의 제 1 블레이드(110)를 구성하는 각 제 1 블레이드(110)에 형성된 적어도 두개 이상의 높이 조절단(111)은 동일한 높이로 설계되고, 동일한 방식으로, 각 제 2 블레이드(120), 각 스페이스(130)에 형성된 적어도 두개 이상의 높이 조절단(121, 131)도 동일한 높이로 설계될 수 있다.
수행 모듈(255)은 셋팅 모듈(254)에 의해 제어된 하이브리드 그루빙 헤드(100)의 높이, 제 1 블레이드(110), 제 2 블레이드(120), 스페이스(130)의 높이가 조절된 상태에서 회전 모터(220)에 대한 제어를 통해서 하이브리드 그루빙 헤드(100)를 정방향으로 회전시키도록 제어하면서, 위치 수신 센서(241)로부터 수신되는 현재의 좌표 정보가 저장부(260)에 저장된 도로 단위 정보 중 구분 차선 변경 정보에 도로 속성 정보가 변경되는 위치인 경우 회전 모터(200)에 대한 회전을 중단하도록 제어할 수 있다.
이후, 수행 모듈(255)은 정보 수집 모듈(251)에 대한 요청을 통해 현재의 GPS 좌표 정보에 대한 네트워크(300)를 통해 도로면 관리 서버(400)에 대한 요청을 수행함으로써, 상술한 정보 수집 모듈(251)에 의한 "도로 단위 정보"를 수신 과정, 정보 분석 모듈(252)에 의한 차선 분석 정보 생성 및 "높이 조절 단위 정보" 수집 과정, 거리 측정 모듈(252)에 의한 현재의 하이브리드 그루빙 헤드(100)가 트레일러에 장착된 상태에서 하이브리드 그루빙 헤드(100)로부터 도로면 사이의 거리 정보 보정 과정, 셋팅 모듈(254)에 의한 높이 조절 과정, 수행 모듈(253)에 의한 도로면 그라인딩 과정이 도로 속성 정보에 매칭된 최적의 노면 소음저감 및 도로 주행성이 개선되도록 차별화되어 생성될 수 있도록 할 수 있다.
도 11은 본 발명의 실시예에 따른 소음저감 및 도로 주행성 개선을 위한 그라인딩 공법을 위한 제어 시스템(1)의 하이브리드 그루빙 헤드(100)이 하이브리드 콘크리트 표면절삭 제어 장치(200)에 의해서 높이가 조절된 상태를 나타내는 도면이다. 도 11을 참조하면, 하이브리드 그루빙 헤드(100)는 직사각형 형태의 단일의 블레이드(110) 및 스페이서(130)로만 일렬로 나열되어 형성될 수 있다. 이 경우, 콘크리트의 표면을 빗 내지 갈퀴와 같은 기구 끝단에 상술한 최적의 규격을 갖는 블레이드(110)와 그 사이에 스페이서(130)를 사용하여 콘크리트 표면에 타이닝(Tining) 공법으로 홈을 생성할 수 있으며, 이 경우 블레이드(110)의 높이 배열로 다단의 홈을 형성할 수 있으며, 하나의 블레이드(110) 및 스페이서(130)가 형성하는 연마 유닛 간의 높이차(L1)는 하이브리드 콘크리트 표면절삭 제어 장치(200)에 의해 높이 조절단에 의해 조절될 수 있다.
한편, 기존의 그라인딩 방식은 사람이 하는 방식으로, "제 1 과정으로", 그라인딩을 시공할 장소의 정보를 수집/분석하며, 소요기간 약 3일 동안 수행한다. 도로의 1단계 정보 수집으로, 고속도로, 국도, 지방도, 아스팔트, 콘크리트, 교량구간, 터널구간, 곡선구간, 직선구간, 2차로, 3차로 등에 대한 정보를 수집하며, 도로의 2단계 정보 수집으로, 평탄성, 주행성, 소음도, 안전도, 주변시설(주거, 상업), 도로 파손율/수명 등을 수집할 수 있다.
"제 2 과정으로", 적합한 날폭과 날배열을 세팅하여 도로의 선형에 맞게 그라인딩 한다. 날배열 및 규격 세팅은 소요기간 약 1일 동안 수행하며, 3x3x16mm, 3x3x6mm, 3x3x1.4mm 등에 대한 세팅, 날폭 세팅은 고속도로, 국도, 지방도 등 도로폭에 따라 수행하며, 도로선형에 맞게, 흔들리지 않고 똑바르게, 오차범위 3cm 미만으로 수행하는 것이 바람직하다.
이러한 과정에 대해서 본 발명에 따른 소음저감 및 도로 주행성 개선을 위한 그라인딩 공법을 위한 제어 시스템(1)은 자동화 시스템이 하는 방식으로, 기존의 "제 2 과정"을 대체함에 있어서", 모니터링에 의해 그라인딩을 시공할 장소의 정보를 수집/분석하되, 소요기간 없이 현장에서 바로 진행하는 장점을 제공한 상태에서 적합한 날폭과 날배열을 세팅하여 도로의 선형에 맞게 그라인딩할 수 있는 장점을 제공할 수 있으며, 여기에 본 발명의 특징이 있다.
이러한 과정은 도 12와 같은 절차에 의해 수행될 수 있다.
여기서 제 1 과정에서 본 발명의 소음저감 및 도로 주행성 개선을 위한 그라인딩 공법 모니터링 시스템이 머리 역할을 수행하고, 제 2 과정에서 제어를 위한 제어부(250)와 구동장치부는 인간의 몸의 역할을 수행하며, 소음저감 및 도로 주행성 개선을 위한 그라인딩 공법 모니터링 시스템에서의 모니터링을 위한 제어부, 그리고 소음저감 및 도로 주행성 개선을 위한 그라인딩 공법을 위한 제어 시스템(1)에서 제어를 위한 제어부(250)와 구동장치부는 각각 분리되어 두 개의 차량으로 이루어지는 것이 바람직하다. 소음저감 및 도로 주행성 개선을 위한 그라인딩 공법을 위한 제어 시스템(1)의 제어부(250)는 고도의 정밀도를 필요로 하며, 소음저감 및 도로 주행성 개선을 위한 그라인딩 공법 모니터링 시스템의 제어부와의 제어를 위해 GPS와 통신 시스템을 기반으로 연결되며, 두 개의 시스템 사이에 서버에 해당하는 도로면 관리 서버(400)를 두어 모니터링에서 수집한 자료를 분석하여 제어 장치부에 전송하는 것이 바람직하다.
소음저감 및 도로 주행성 개선을 위한 그라인딩 공법 모니터링 시스템에서의 모니터링을 위한 제어부, 그리고 소음저감 및 도로 주행성 개선을 위한 그라인딩 공법을 위한 제어 시스템(1)에서 제어를 위한 제어부(250)와 구동장치부가 탑재된 차량은 약 100m 이내 간격으로 떨어져 있으며 시간당 약 0.5 km/h 속도로 전진 이동하며, 분석과 그라인딩을 동시에 수행하며, 소음저감 및 도로 주행성 개선을 위한 그라인딩 공법 모니터링 시스템에서 모차량의 도로 정보 수집은 촬영 카메라/소음 측정기/레이저 측정기 등을 사용하여 차량에서 수집한 정보를 도로면 관리 서버(400)에 송신한다.
도로면 관리 서버(400)는 수신한 정보를 분석하고 제어를 위해 소음저감 및 도로 주행성 개선을 위한 그라인딩 공법을 위한 제어 시스템(1)에서 구동장치부(그라인딩) 및 제어를 위한 제어부(250)가 실린 차량의 단말로 전송할 수 있으며, 이때 그라인딩 시공하게 되는 위치는 고성능 GPS를 사용하며, 그라인딩 장비는 수신한 정보를 기반으로 날폭과 날규격을 세팅하고, 장비에 부착된 촬영 카메라에 도로의 선형에 맞게 반듯하게 전진 이동하며 그라인딩을 시공할 수 있다. 그라인딩하게 되는 시점과 종점의 위치는 GPS를 사용하여 하이브리드 그루빙 헤드를 내렸다가 올렸다가 하게 된다. 이때, 그라인딩 장비에 부착된 초음파 촬영 카메라로 절삭한 부분의 면적 및 부피를 측정할 수 있다.
도 13은 본 발명의 일 실시예에 따른 소음저감 및 도로 주행성 개선을 위한 그라인딩 공법을 위한 제어 시스템(1) 중 수행 모듈(255)의 구성요소를 나타내는 도면이다. 수행 모듈(255)은 수행 제어 모듈(255a), 2차원 제어정보 제공 모듈(255b) 및 3차원 제어정보 제공 모듈(256c)을 포함할 수 있다.
수행 제어 모듈(255a)은 상술한 셋팅 모듈(254)에 의해 제어된 하이브리드 그루빙 헤드(100)의 높이, 제 1 블레이드(110), 제 2 블레이드(120), 스페이스(130)의 높이가 조절된 상태에서 회전 모터(220)에 대한 제어를 통해서 하이브리드 그루빙 헤드(100)를 정방향으로 회전시키도록 제어하면서, 위치 수신 센서(241)로부터 수신되는 현재의 좌표 정보가 저장부(260)에 저장된 도로 단위 정보 중 구분 차선 변경 정보에 도로 속성 정보가 변경되는 위치인 경우 회전 모터(200)에 대한 회전을 중단하도록 제어할 뿐만 아니라, 정보 수집 모듈(251)에 대한 요청을 통해 현재의 GPS 좌표 정보에 대한 네트워크(300)를 통해 도로면 관리 서버(400)에 대한 요청을 수행함으로써, 상술한 정보 수집 모듈(251)에 의한 "도로 단위 정보"를 수신 과정, 정보 분석 모듈(252)에 의한 차선 분석 정보 생성 및 "높이 조절 단위 정보" 수집 과정, 거리 측정 모듈(252)에 의한 현재의 하이브리드 그루빙 헤드(100)가 트레일러에 장착된 상태에서 하이브리드 그루빙 헤드(100)로부터 도로면 사이의 거리 정보 보정 과정, 셋팅 모듈(254)에 의한 높이 조절 과정, 수행 모듈(253)에 의한 도로면 그라인딩 과정이 도로 속성 정보에 매칭된 최적의 노면 소음저감 및 도로 주행성이 개선되도록 차별화되어 생성될 수 있도록 할 수 있다.
2차원 제어정보 제공 모듈(255b)은 수행 제어 모듈(255a)에 의해 상술한 셋팅 모듈(254)에 의해 제어된 하이브리드 그루빙 헤드(100)의 높이, 제 1 블레이드(110), 제 2 블레이드(120), 스페이스(130)의 높이가 조절된 상태에서 회전 모터(220)에 대한 제어를 통해서 하이브리드 그루빙 헤드(100)를 정방향으로 회전시키도록 제어하면서, 위치 수신 센서(241)로부터 수신되는 현재의 좌표 정보가 저장부(260)에 저장된 도로 단위 정보 중 구분 차선 변경 정보에 도로 속성 정보가 변경되는 위치인 경우 회전 모터(200)에 대한 회전을 중단하도록 제어하는 경우에 대한 2차원 이미지 정보를 생성할 뿐만 아니라, 정보 수집 모듈(251)에 대한 요청을 통해 현재의 GPS 좌표 정보에 대한 네트워크(300)를 통해 도로면 관리 서버(400)에 대한 요청을 수행함으로써, 상술한 정보 수집 모듈(251)에 의한 "도로 단위 정보"를 수신 과정, 정보 분석 모듈(252)에 의한 차선 분석 정보 생성 및 "높이 조절 단위 정보" 수집 과정, 거리 측정 모듈(252)에 의한 현재의 하이브리드 그루빙 헤드(100)가 트레일러에 장착된 상태에서 하이브리드 그루빙 헤드(100)로부터 도로면 사이의 거리 정보 보정 과정, 셋팅 모듈(254)에 의한 높이 조절 과정, 수행 모듈(253)에 의한 도로면 그라인딩 과정이 도로 속성 정보에 매칭된 최적의 노면 소음저감 및 도로 주행성이 개선되도록 차별화되어 생성 과정에 대해서 2차원 이미지 정보를 생성한 뒤, 생성된 2차원 이미지 정보 상에서 "도로 단위 정보"의 각 파라미터 정보와 차선 분석 정보에 매칭되는 소음저감 및 도로 주행성 개선에 최적화된 하이브리드 그루빙 헤드(100) 전체의 높이 조절 정보, 도로면 관리 서버(400)로부터 제 1 블레이드(110) 및 제 2 블레이드(120), 스페이서(130)의 높이 조절 정보의 변화 상태를 2차원 모델링 정보로 생성할 수 있다.
이후, 3차원 제어정보 제공 모듈(256c)은 2차원 모델링 정보에 대해서 VR 영상 정보로 변환을 수행하며, 저장부(260)에 저장된 VR 영상 정보에서 각 복수의 제어 파라미터 정보(제 1 블레이드(110) 및 제 2 블레이드(120), 스페이서(130)의 상태 정보)에 대한 시간이 지남에 따라 생성되는 변화 파라미터(블레이드 및 스페이서의 마모도, 그리고 두께 변화)를 네트워크(300)를 통해 빅데이터 서버(500)로부터 수신한 뒤, 수신된 변화 파라미터에 대한 머신러닝 알고리즘을 통해 시간에 따라 생성되는 VR 영상 정보를 각 기간(주, 달, 년 단위, 계절 단위 중 하나) 별로 생성한 뒤, 생성된 VR 영상 정보를 네트워크(300)를 통해 모바일 단말(600)로 제공할 수 있다.
본 발명은 또한 컴퓨터로 읽을 수 있는 기록매체에 컴퓨터가 읽을 수 있는 코드로서 구현하는 것이 가능하다. 컴퓨터가 읽을 수 있는 기록매체는 컴퓨터 시스템에 의하여 읽혀질 수 있는 데이터가 저장되는 모든 종류의 기록 장치를 포함한다.
컴퓨터가 읽을 수 있는 기록매체의 예로는 ROM, RAM, CD-ROM, 자기테이프, 플로피 디스크, 광 데이터 저장장치 등이 있으며, 또한 캐리어 웨이브(예를 들어, 인터넷을 통한 전송)의 형태로 구현되는 것도 포함한다.
또한 컴퓨터가 읽을 수 있는 기록매체는 네트워크로 연결된 컴퓨터 시스템에 분산되어, 분산방식으로 컴퓨터가 읽을 수 있는 코드가 저장되고 실행될 수 있다. 그리고 본 발명을 구현하기 위한 기능적인(functional) 프로그램, 코드 및 코드 세그먼트들은 본 발명이 속하는 기술 분야의 프로그래머들에 의해 용이하게 추론될 수 있다.
이상과 같이, 본 명세서와 도면에는 본 발명의 바람직한 실시예에 대하여 개시하였으며, 비록 특정 용어들이 사용되었으나, 이는 단지 본 발명의 기술 내용을 쉽게 설명하고 발명의 이해를 돕기 위한 일반적인 의미에서 사용된 것이지, 본 발명의 범위를 한정하고자 하는 것은 아니다. 여기에 개시된 실시예 외에도 본 발명의 기술적 사상에 바탕을 둔 다른 변형 예들이 실시 가능하다는 것은 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 자명한 것이다.
1 : 소음저감 및 도로 주행성 개선을 위한 그라인딩 공법을 위한 제어 시스템
100 : 하이브리드 그루빙 헤드
200 : 하이브리드 콘크리트 표면절삭 제어 장치
210 : 유압 실린더
220 : 회전 모터
230 : 촬영부
240 : 센서부
241 : 위치 수신 센서
242 : 기울기 센서
243 : 압력 센서
244 : 도로면 측정 센서
250 : 제어부
251 : 정보 수집 모듈
252 : 정보 분석 모듈
253 : 거리 측정 모듈
254 : 셋팅 모듈
255 : 수행 모듈
260 : 저장부
270 : 통신부
280 : 디스플레이부
300 : 네트워크
400 : 도로면 관리 서버
500 : 빅데이터 서버
600 : 모바일 단말

Claims (2)

  1. 하이브리드 그루빙 헤드(100), 하이브리드 콘크리트 표면절삭 제어 장치(200), 네트워크(300), 도로면 관리 서버(400)를 포함하는 소음저감 및 도로 주행성 개선을 위한 그라인딩 공법을 위한 제어 시스템(1)에 있어서,
    하이브리드 그라인딩 헤드(100)는,
    스페이서(130)의 두께가 0.3 내지 1.4 mm이며, 블레이드(110) 및 블레이드(120)의 두께가 2.5 내지 10.0 mm이며, 블레이드(110)와 블레이드(120) 사이의 높이차는 0.5 내지 5.0 mm이며, 각기 직경이 다른 원판 형상인 제 1 블레이드(110), 제 2 블레이드(120), 스페이스(130)가 집합적으로 장착되어 전체적인 드럼 형상을 형성하며,
    하이브리드 콘크리트 표면 절삭 제어 장치(200)는,
    유압 실린더(210), 회전 모터(220), 촬영부(230), 센서부(240), 위치 수신 센서(241), 기울기 센서(242), 제어부(250), 저장부(260) 및 통신부(270), 제 1 블레이드(110)의 높이를 조절하는 제 1 높이 조절단(111), 제 2 블레이드(120)의 높이를 조절하는 제 2 높이 조절단(112), 스페이서(130)의 높이를 조절하는 제 3 높이 조절단(113)을 포함하며,
    유압 실린더(210)는, 하이브리드 그루빙 헤드(100)의 회전 축의 양단에 연결되어 하이브리드 그루빙 헤드(100)의 양단의 높이를 조절하기 위해 두 개가 형성되며,
    회전 모터(220)는, 하이브리드 그루빙 헤드(100)를 회전시키기 위해 하이브리드 그루빙 헤드(100)를 회전시키는 회전 축과 연결된 형태로 형성되며,
    촬영부(230)는, 하이브리드 그루빙 헤드(100)가 콘크리트 표면의 노면 상태를 촬영하기 위해 하이브리드 그루빙 헤드(100)를 장착하는 트레일러와 같은 패턴 연마용 차량 상의 하부면에 하이브리드 그루빙 헤드(100)가 지나가는 전단 및 후단에 각각 하나씩 형성되며,
    트레일러는 하이브리드 그루빙 헤드(100)를 포함하는 패턴 연마부와 구동부에 해당하는 하이브리드 콘크리트 표면 절삭 제어 장치(200)를 포함함으로써, 하이브리드 콘크리트 표면 절삭 제어 장치(200)에 의한 하이브리드 그루빙 헤드(100)의 구동 중 도로의 표면을 패턴 연마를 하기 위한 구성으로서, 하이브리드 그루빙 헤드(100) 콘크리트 포장의 표면을 패턴 연마하도록 앞바퀴와 뒷바퀴 사이에 장착된 경우, 앞바퀴 영역에 제 1 촬영부(231)가 형성되며, 뒷바퀴 영역에 제 2 촬영부(232)가 형성되며,
    센서부(240)는, 위치 수신 센서(241), 기울기 센서(242), 압력 센서(243), 도로면 측정 센서(244)를 포함하며,
    제어부(250)는, 위치 수신 센서(241)로부터 현재의 좌표 정보를 통해 패턴 연마용 차량의 현재 위치가 곡선 주로 또는 직선 주로인지 여부를 분석하며,
    그라인딩 헤드의 전과 후에 영상 카메라를 장착하여 운전자가 육안으로 그라인딩 절삭 깊이나 상태를 확인할 수 있으며, 초음파 촬영을 통해 콘크리트 절삭량(부피)을 측정하며,
    제어부(250)는, 정보 수집 모듈(251), 정보 분석 모듈(252), 거리 측정 모듈(253), 셋팅 모듈(254), 수행 모듈(255)을 포함하며,
    정보 수집 모듈(251)은, 위치 수신 센서(241)로부터 현재의 GPS 좌표 정보를 수집한 뒤, 네트워크(300)를 통해 도로면 관리 서버(400)로 전송하도록 통신부(270)를 제어하며, 도로면 관리 서버(400)로부터 현재의 좌표 정보와 매칭되는 주로 정보(곡선 주로, 직선 주로 포함), 도로 정보(고속도로, 자동차 전용도로, 국도 포함), 차선 정보(1차선 내지 n 차선, n은 2 이상의 자연수), 구분 차선 변경 정보를 포함하는 "도로 단위 정보"를 수신하도록 통신부(270)을 제어한 뒤, 저장부(260)에 도로 단위 정보를 저장하며,
    구분 차선 변경 정보는 현재의 좌표 정보로부터 주로 정보(곡선 주로, 직선 주로 포함) 및 도로 정보(고속도로, 자동차 전용도로, 국도 포함)가 변경되는 위치의 거리 정보로 현재 주로 정보로 곡선 주로인 경우 직선 주로로 변경되기 위해 남은 거리 정보를 포함하며,
    정보 분석 모듈(252)은,
    촬영부(230)를 구성하는 전면 촬영부(233)에 대한 제어를 통해 하이브리드 그루빙 헤드(100)를 장착한 트레일러의 전면에 대한 촬영을 통해 "도로 단위 정보"에 차선 정보 중 몇 차선에 하이브리드 그루빙 헤드(100)에 위치하는지 여부를 분석하여 차선 분석 정보를 생성한 뒤, 도로 단위 정보와 차선 분석 정보를 네트워크(300)를 통해 도로면 관리 서버(400)로 전송하도록 통신부(270)를 제어하며,
    도로면 관리 서버(400)로부터 제 1 블레이드(110) 및 제 2 블레이드(120), 스페이서(130)의 높이 조절 정보, 하이브리드 그루빙 헤드(100) 전체의 높이 조절 정보를 포함하는 "높이 조절 단위 정보"를 수신하도록 통신부(270)를 제어한 뒤, 수신된 "높이 조절 단위 정보"를 저장부(260)에 저장하며,
    거리 측정 모듈(253)은,
    센서부(240)를 구성하는 도로면 측정 센서(244)로부터 현재 하이브리드 그루빙 헤드(100)가 트레일러에 장착된 상태에서 하이브리드 그루빙 헤드(100)로부터 도로면 사이의 거리 정보를 제공받으며,
    도로면 측정 센서(244)는 하이브리드 그루빙 헤드(100) 중 노면과 닿는 영역인 제 1 블레이드(110), 제 2 블레이드(120), 스페이스(130)를 제외한 닿지 않는 영역에 노면을 향해 적외선을 조사하는 적외선 발광단과, 적외선 발광단으로부터 제공된 광원이 노면에 의해 반사된 광원이 도달하는 시간을 감지하기 위한 수광단으로 이루어짐으로써, 도달시간을 통해 도로면과의 사이의 길이를 RTT(Round Trip Time)을 활용해 측정하며,
    셋팅 모듈(254)은,
    현재의 하이브리드 그루빙 헤드(100)와 노면 사이의 길이로부터 저장부(260)에 저장된 높이 조절 정보에 포함된 하이브리드 그루빙 헤드(100) 전체의 높이 조절 정보에 매칭되도록 하이브리드 그루빙 헤드(100)의 양단의 높이를 조절하기 위해 제 1 유압 실린더(211) 및 제 2 유압 실린더(212)의 두 개로 형성된 유압 실린더(210)의 높이를 조절함으로써, 하이브리드 그루빙 헤드(100) 전체의 높이를 설정하며, 저장부(260)에 저장된 높이 조절 정보에 포함된 제 1 블레이드(110), 제 2 블레이드(120), 스페이스(130)의 높이 조절 정보에 따라 각각 제 1 높이 조절단(111), 제 2 높이 조절단(112), 제 3 높이 조절단(113)의 높이를 제어하여,
    제 1 높이 조절단(111), 제 2 높이 조절단(112), 제 3 높이 조절단(113)은 드럼 형상의 하이브리드 그루빙 헤드(100)가 회전하는 중심축을 감싸도록 형성되는 그루빙 헤드(100)의 구성요소로 원통막의 상부면과 연결되는 구조로 형성됨으로써, 원형 날 형태로 원통막을 중심으로 각 조절단(111, 112, 113)에 대한 제어부(250)의 제어에 따라 제 1 블레이드(110), 제 2 블레이드(120), 스페이스(130)에 대한 자체의 높이가 조절가능하며,
    원통막은 중심축과 고정되어 형성되며, 원통막의 길이 방향으로 제 1 블레이드(110), 제 2 블레이드(120), 스페이스(130)에 패당하는 헤드 구성요소 조합이 형성된 상태에서 조합된 헤드 구성요소에 해당하는 각 원형 날 하부 끝단과, 중심축 외측에 구비된 원통막 사이에 형성된 제 1 내지 제 3 조절단(111 내지 113)에 의해 각 제 1 블레이드(110), 제 2 블레이드(120), 스페이스(130)의 높이가 조절될 수 있다. 한편, 제 1 블레이드(110), 제 2 블레이드(120), 스페이스(130)서 각각과 원통막 사이에 조절단은 한 개 보다는 적어도 2개가 형성되어 안정적인 지지 구조가 형성되며, 원통막의 길이 방향에 해당하는 수평 방향으로 제 1 블레이드(110) 및 제 2 블레이드(120)가 미리 설정된 상태로 배열되고 배열된 각 블레이드(110, 120) 사이를 스페이서(130)가 위치하는데, 이웃하는 조절단(111 내지 113) 간에는 서로 높이 조절을 위해 동작시 간섭을 일으키지 않도록 각 이웃하는 헤드 구성요소 간에는 높이 조절단(111 내지 113)의 원통막을 중심으로 방사하는 방향이 서로 겹치지 않도록 설정되며,
    디폴트 상태에서 복수의 제 1 블레이드(110)를 구성하는 각 제 1 블레이드(110)에 형성된 적어도 두개 이상의 높이 조절단(111)은 동일한 높이로 설계되고, 동일한 방식으로, 각 제 2 블레이드(120), 각 스페이스(130)에 형성된 적어도 두개 이상의 높이 조절단(121, 131)도 동일한 높이로 설계되며,
    수행 모듈(255)은,
    셋팅 모듈(254)에 의해 제어된 하이브리드 그루빙 헤드(100)의 높이, 제 1 블레이드(110), 제 2 블레이드(120), 스페이스(130)의 높이가 조절된 상태에서 회전 모터(220)에 대한 제어를 통해서 하이브리드 그루빙 헤드(100)를 정방향으로 회전시키도록 제어하면서, 위치 수신 센서(241)로부터 수신되는 현재의 좌표 정보가 저장부(260)에 저장된 도로 단위 정보 중 구분 차선 변경 정보에 도로 속성 정보가 변경되는 위치인 경우 회전 모터(200)에 대한 회전을 중단하도록 제어하며,
    정보 수집 모듈(251)에 대한 요청을 통해 현재의 GPS 좌표 정보에 대한 네트워크(300)를 통해 도로면 관리 서버(400)에 대한 요청을 수행함으로써, 정보 수집 모듈(251)에 의한 "도로 단위 정보"를 수신 과정, 정보 분석 모듈(252)에 의한 차선 분석 정보 생성 및 "높이 조절 단위 정보" 수집 과정, 거리 측정 모듈(252)에 의한 현재의 하이브리드 그루빙 헤드(100)가 트레일러에 장착된 상태에서 하이브리드 그루빙 헤드(100)로부터 도로면 사이의 거리 정보 보정 과정, 셋팅 모듈(254)에 의한 높이 조절 과정, 수행 모듈(253)에 의한 도로면 그라인딩 과정이 도로 속성 정보에 매칭된 최적의 노면 소음저감 및 도로 주행성이 개선되도록 차별화되어 생성될 수 있도록 하는 것을 특징으로 하는 소음저감 및 도로 주행성 개선을 위한 그라인딩 공법을 위한 제어 시스템.
  2. 삭제
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대한민국 특허출원 출원번호 제10-2019-0057321(2019.05.16)호 " 콘크리트 도로의 소음저감을 위한 고성능표면처리 공법 및 이에 사용되는 하이브리드 그루빙 헤드(High-performance surface texturing method of concrete pavement for reducing road noise and the hybrid grooving head)"

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