KR102247240B1 - 비탈면 실시간 무인 감시 시스템 - Google Patents

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KR102247240B1
KR102247240B1 KR1020200141965A KR20200141965A KR102247240B1 KR 102247240 B1 KR102247240 B1 KR 102247240B1 KR 1020200141965 A KR1020200141965 A KR 1020200141965A KR 20200141965 A KR20200141965 A KR 20200141965A KR 102247240 B1 KR102247240 B1 KR 102247240B1
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김영민
김용광
곽승준
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주식회사 이에스피
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Abstract

본 발명은 비탈면 실시간 무인 감시 시스템에 관한 것으로 보다 상세하게는, 센서 네트워크에 기반한 비탈면 실시간 무인 감시 시스템에 관한 것이다.
본 발명은 원격지에 위치한 비탈면을 실시간 감시할 수 있는 시스템을 제공하는 것을 목적으로 한다.
본 발명의 일 실시예에 따른 비탈면 실시간 무인 감시 시스템은 경사계 센서 및 가속도 센서를 포함하는 일체형 멀티 센서; 및 상기 일체형 멀티 센서로부터 경사계 센서의 센싱값 및 가속도 센서의 센싱값을 수집하는 센싱값 수집부 및 상기 센싱값 수집부가 수집한 경사계 센서의 센싱값 및 가속도 센서의 센싱값에 따라 센싱값을 수집하는 주기를 가변하는 센싱주기 조절부를 포함하는 게이트웨이를 포함한다.
본 발명은 원격지에 위치한 비탈면을 센서 네트워크를 통해 실시간 감시할 수 있다.

Description

비탈면 실시간 무인 감시 시스템{Real-time unmanned surveillance system for slopes}
본 발명은 비탈면 실시간 무인 감시 시스템에 관한 것으로 보다 상세하게는, 센서 네트워크에 기반한 비탈면 실시간 무인 감시 시스템에 관한 것이다.
최근 토지의 수요가 많아지고, 자연친화적 삶을 추구하는 사람들이 증가함에 따라 산지와 같은 자연환경에 도로, 주거지 등과 같은 토지개발이 증가하고 있다.
이러한 토지개발 증가에 의해, 토지에 사면 및 절벽과 같은 비탈면 형성이 증가되고, 이러한 비탈면의 증가는 강우나 지진과 같은 자연재해에 의해 붕괴되어 인명피해와 같은 피해를 유발할 수 있다. 따라서, 비탈면의 환경정보를 실시간으로 센싱하여 비탈면 붕괴를 감시하는 것이 중요하다.
한국등록특허 제10-0812389호(2018.03.04., 사면 붕괴 감시를 위한 측정방법) 한국등록특허 제10-0869571호(2018.11.13., 강우에 의한 사면 붕괴 감시 시스템 및 감시 방법)
본 발명은 원격지에 위치한 비탈면을 실시간 감시할 수 있는 시스템을 제공하는 것을 목적으로 한다.
본 발명은 상용전력이 공급되지 않는 상황에서 비탈면 감시를 위해 소모되는 전원이 효율적으로 관리될 수 있는 시스템을 제공하는 것을 목적으로 한다.
본 발명은 복수의 개소 마다 센서가 설치되는 비탈면에서, 복수의 개소 각각의 비탈면 상태를 반영하여 보다 신뢰성이 있게 비탈면을 감시할 수 있는 시스템을 제공하는 것을 목적으로 한다.
본 발명의 일 실시예에 따른 비탈면 실시간 무인 감시 시스템은 경사계 센서 및 가속도 센서를 포함하는 일체형 멀티 센서; 및 상기 일체형 멀티 센서로부터 경사계 센서의 센싱값 및 가속도 센서의 센싱값을 수집하는 센싱값 수집부 및 상기 센싱값 수집부가 수집한 경사계 센서의 센싱값 및 가속도 센서의 센싱값에 따라 센싱값을 수집하는 주기를 가변하는 센싱주기 조절부를 포함하는 게이트웨이를 포함한다.
여기서, 초기 설정 모드에서 상기 센싱값 수집부는 제 1 주기로 구역별로 하나의 경사계 센서의 센싱값을 수집하고, 상기 센싱 주기 조절부는 상기 제 1 주기로 수집된 경사계 센서의 센싱값을 이용해, 구역별 경사계 센서의 센싱값 중 제 2 임계치를 초과한 센싱값이 존재하는지 여부를 판단하고, 상기 센싱 주기 조절부는 상기 제 2 임계치를 초과한 센싱값이 존재하는 것으로 판단되면, 상기 센싱값 수집부가 구역별로 하나의 경사계 센서의 센싱값을 수집하는 주기를 제 2 주기로 변경할 수 있다.
그리고, 상기 센싱 주기 조절부는 상기 제 2 주기로 수집되는 구역별 하나의 경사계 센서의 센싱값 중 제 3 임계치를 초과한 센싱값이 존재하는지 여부를 판단하고, 상기 제 3 임계치를 초과한 센싱값이 존재하는 것으로 판단되면, 상기 센싱 주기 조절부는 모든 구역의 모든 경사계 센서를 활성화시키고, 상기 센싱값 수집부는 상기 모든 구역의 모든 경사계 센서의 센싱값을 제 3 주기에 따라 수집하고, 상기 제 2 주기는 상기 제 1 주기 보다 짧을 수 있다.
또한, 상기 센싱 주기 조절부는 상기 모든 구역의 모든 경사계 센서의 센싱값 중 제 4 임계치를 초과한 센싱값이 존재하는지 여부를 판단하고, 상기 제 4 임계치를 초과한 센싱값이 존재하는 것으로 판단되면, 상기 센싱 주기 조절부는 붕괴 이벤트 발생으로 인지하고, 상기 가속도 센서를 활성화시키고, 상기 센싱값 수집부는 제 3 주기로 가속도 센서의 센싱값을 수집하고, 상기 가속도 센서는 상기 붕괴 이벤트가 발생한 경우에 한해 활성화될 수 있다.
또한, 상기 센싱 주기 조절부는 붕괴 이벤트가 고조 단계에서 소강 단계로 진행되는지 여부를 판단하고, 상기 붕괴 이벤트가 고조 단계에서 소강 단계로 진행되는 것으로 판단되면, 상기 센싱 주기 조절부는 제 4 주기로 상기 가속도 센서의 센싱값의 수집 주기를 변경하며, 상기 제 4 주기는 상기 제 3 주기보다 길 수 있다.
또한, 상기 센싱 주기 조절부는 붕괴 이벤트가 개시 단계에서 고조 단계로 진행되는지 여부를 판단하고, 상기 붕괴 이벤트가 개시 단계에서 고조 단계로 진행되는 것으로 판단되면, 상기 센싱 주기 조절부는 제 5 주기로 가속도 센서의 센싱값의 수집 주기를 변경하고, 상기 제 5 주기는 상기 제 3 주기 보다 짧을 수 있다.
본 발명은 원격지에 위치한 비탈면을 센서 네트워크를 통해 실시간 감시할 수 있다.
본 발명은 상용전력이 공급되지 않는 상황에서 비탈면 감시를 위해 소모되는 전원을 비탈면 상황에 따른 능동적인 데이터 전송 주기 번경 방식을 통해 효율적으로 관리할 수 있다.
본 발명은 복수의 개소 마다 센서가 설치되는 비탈면에서, 복수의 개소 각각의 비탈면 상태를 반영하여 보다 신뢰성이 있게 비탈면을 감시할 수 있다.
도 1은 본 발명이 적용된 비탈면 실시간 무인 감시 시스템에 대한 개념도이다.
도 2는 계측 시스템의 모식도를 나타낸다.
도 3은 일체형 멀티센서의 구성도를 나타낸다.
도 4는 일체형 멀티 센서의 하드웨어 시스템 구성을 나타낸다.
도 5는 복수의 일체형 멀티 센서가 비탈면에 설치된 시스템을 설명하기 위한 도면이다.
도 6은 복수의 구역 및 하위 구역으로 구획된 비탈면을 설명하기 위한 도면이다.
도 7은 비탈면 감시 시스템의 개략도이다.
도 8은 도 7의 일체형 멀티 센서의 기능 블록도이다.
도 9는 도 8의 제어모듈의 기능 블록도이다.
도 10은 도 7의 게이트웨이의 기능 블록도이다.
도 11은 센싱주기 조절부가 데이터 수집 주기를 가변하는 프로세스에 대한 플로우 차트이다.
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.
각 도면을 설명하면서 유사한 참조부호를 유사한 구성요소에 대해 사용하였다. 본 발명을 설명함에 있어서 관련된 공지 기술에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 흐릴 수 있다고 판단되는 경우 그 상세한 설명을 생략한다.
제1, 제2 등의 용어는 다양한 구성 요소들을 설명하는데 사용될 수 있지만, 상기 구성 요소들은 상기 용어들에 의해 한정되어서는 안 된다. 상기 용어들은 하나의 구성요소를 다른 구성요소로부터 구별하는 목적으로만 사용된다.
예를 들어, 본 발명의 권리 범위를 벗어나지 않으면서 제1 구성요소는 제2 구성요소로 명명될 수 있고, 유사하게 제2 구성요소도 제1 구성요소로 명명될 수 있다.
및/또는 이라는 용어는 복수의 관련된 기재된 항목들의 조합 또는 복수의 관련된 기재된 항목들 중의 어느 항목을 포함한다.
어떤 구성요소가 다른 구성요소에 "연결되어" 있다거나 "접속되어" 있다고 언급된 때에는, 그 다른 구성요소에 직접적으로 연결되어 있거나 또는 접속되어 있을 수도 있지만, 중간에 다른 구성요소가 존재할 수도 있다고 이해되어야 할 것이다.
반면에, 어떤 구성요소가 다른 구성요소에 "직접 연결되어" 있다거나 "직접 접속되어" 있다고 언급된 때에는, 중간에 다른 구성요소가 존재하지 않는 것으로 이해되어야 할 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, 복수의 표현을 포함한다. 본 출원에서, "포함하다" 또는 "가지다" 등의 용어는 명세서상에 기재된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.
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.
일반적으로 사용되는 사전에 정의되어 있는 것과 같은 용어들은 관련 기술의 문맥상 가지는 의미와 일치하는 의미를 가지는 것으로 해석되어야 하며, 본 출원에서 명백하게 정의하지 않는 한, 이상적이거나 과도하게 형식적인 의미로 해석되지 않는다.
이하, 첨부된 도 1 내지 도 11을 참조하여 본 발명의 바람직한 일 실시예에 따른 비탈면 실시간 무인 감시 시스템에 대하여 설명한다. 이하, 본 발명의 요지를 명확히 하기 위해 종래 주지된 사항에 대한 설명은 생략하거나 간단히 한다.
먼저, 도 1을 참조하면, 비탈면 실시간 무인 감시 시스템은 비탈면 현장에 설치된 센서 및 실시간 통합 관리 서버를 포함한다. 유무선 통신망은 현장 설치 센서와 통합 관리 서버 간의 통신을 제공할 수 있다. 현장 설치 센서는 다양한 센서를 내장한 일체형 멀티 센서일 수 있다. 본 발명의 서비스 장치는 통합 관리 서버로 구현될 수 있다. 이에 대한 구체적인 사항은 후술한다.
통합 관리 서버는 실시간 모니터링 및 자료 분석 기능을 제공할 수 있다. 이때, 자료 분석은 전문가에 의해 진행될 수도 있다. 서버가 수신하는 정보는 데이터베이스에 저장 및 관리될 수 있다.
통합관리서버는 현장 설치 센서로부터 영상 정보를 수신하고, 실시간 영상을 제공할 수 있다. 서버는 관리자 단말로 실시간 영상 정보 및 현장 설치 센서로부터 수신되는 데이터를 제공할 수 있다.
통합관리서버에서 제공되는 자료를 분석하여 진급 복구 작업이 진행될 수도 있다.
도 2를 참조하면, 일체형 멀티 센서가 비탈면에 설치될 수 있다.
도 3을 참조하면, 일체형 멀티 센서는 카메라, 경사계, 가속도계, 제어보드, 함수비 및 지중온도 센서를 포함할 수 있다.
카메라는 360 도 전방위에 대한 영상을 취득할 수 있다. 경사계 센서 및 가속도 센서는 지표변위를 센싱할 수 있다. 함수비 센서는 지표 내부의 함수비를 계측할 수 있다. 지중온도 센서는 지표 내부의 온도를 센싱할 수 있다. 제어보드는 기 설정된 시퀀스에 따라 카메라, 경사계 센서, 가속도 센서, 함수비 센서 및 지중온도 센서의 센싱 동작을 제어할 수 있다. 지지대는 지중에 기 설정된 깊이 만큼 삽입되어 고정될 수 있다. 지지대 상부에, 카메라, 경사계 및 가속도 센서가 설치될 수 있다. 유지/보수가 용이하도록 카메라, 경사계 센서 및 가속도 센서는 토양 외부로 노출되도록 설치되는 것이 바람직하다.
도 4를 참조하면, 일체형 멀티 센서는 영상을 감지하기 위한 카메라, 경사도 계측을 위한 경사계 센서, 가속도 계측을 위한 가속도 센서, 지중 함수비를 계측하기 위한 함수비 센서, 지중온도 계측을 위한 지중온도센서를 포함할 수 있다. 카메라, 경사계 센서, 가속도 센서, 함수비 센서 및 지중온도센서는 제어보드(도 3 참조)와 무선 통신할 수 있다. 이때, 지그비 규격이 적용될 수 있다. 그리고, 제어보드는 외부 디바이스(예를 들어, 통합 관리 서버)와 LTE 통신망을 통해 통신할 수 있다. 이때, 제어보드는 게이트웨이를 통해 LTE 망에 접속할 수 있다. 이에 대한 구체적인 사항은 후술한다.
도 5를 참조하면, 복수의 일체형 멀티 센서는 비탈면에서 복수의 센싱 포인트 각각에 설치될 수 있다. 복수의 일체형 멀티 센서는 각각 고유의 ID를 가지며 관리자는 일체형 멀티 센서 ID를 선택하여 특정 일체형 밀티센서의 데이터를 열람할 수 있다.
이하, 상술한 일체형 밀티 센서가 적용된 비탈면 실시간 무인 감시 시스템에 대하여 구체적으로 설명한다.
도 6을 참조하면, 본 발명의 실시간 무인 감시 시스템에서 감시 대상 비탈면은 복수의 구역으로 구획될 수 있다. 그리고, 각각의 구역은 복수의 하부 구역으로 구획될 수 있다. 감시 대상 비탈면은 일정하지 않은 경사면을 복수로 가질 수 있다. 구체적으로 감시 대상 비탈면은 경사가 다양할 수 있다. 감시 대상 비탈면은 경사가 완만한 구간 및 경사가 급격한 구간이 존재할 수 있다. 즉, 경사가 급격한 구간은 경사가 완만한 구간 대비 붕괴의 위험도가 높을 수 있다. 이에, 본 발명은 감시 대상 비탈면의 경사를 기준으로 감시 대상 비탈면을 복수의 구역으로 구획할 수 있다. 동일 구역 내에 속하는 지점은 경사가 유사할 수 있다.
도 6은 n 개의 구역으로 감시 대상 비탈면이 구획된 경우를 예시한다. 도 6을 기준으로 감시 대상 비탈면은 제 1 구역(Z1), 제 2 구역(Z2), ..., 제 n 구역(Zn)으로 구획될 수 있다. 제 1 구역(Z1)은 하부 구역(Z1-1, Z1-2,..., Z1-n)으로 구획되고, 제 2 구역(Z2)은 하부 구역(Z2-1, Z2-2,..., Z2-n)으로 구획되고, 제 n 구역(Zn)은 하부 구역(Zn-1, Zn-2,..., Zn-n)으로 구획될 수 있다.
각각의 하부 구역에 일체형 멀티 센서(S1-1, S1-2,..., S1-n, S2-1, S2-2,..., S2-n,..., Sn-1, Sn-2,..., Sn-n, 이하, "S"로 통칭한다.)가 설치될 수 있다.
이 같은 시스템에서, 동일 구역에 설치된 복수의 일체형 멀티 센서 상의 경사계 센서는 동일 경사를 가지는 환경에 설치되므로 붕괴 조짐과 같은 이벤트에 동일 또는 극히 유사한 센싱값을 출력할 수 있다. 아울러, 붕괴 또는 붕괴의 조짐은 통상적으로 매우 국소적인 영역이 아닌 지반의 상태(예를 들어, 지반 경사)로 구분될 수 있는 영역 전반에 걸쳐 일어나므로, 동일 구역은 붕괴 또는 붕괴 조짐에 대하여 동일 또는 극히 유사한 변위를 형성할 수 있다.
도 7을 참조하면, 앞서 본 바와 같이, 복수의 일체형 멀티 센서를 포함한 비탈면 실시간 무인 감시 시스템은 복수의 구역(Z1, Z2, ..., Zn)의 하위구역 각각에 설치된 일체형 멀티 센서(S1-1, S1-2,..., S1-n, S2-1, S2-2,..., S2-n,..., Sn-1, Sn-2,..., Sn-n, 이하, "S"로 통칭한다.), 게이트웨이(200) 및 서비스 장치(300)를 포함할 수 있다. 복수의 일체형 멀티센서(S)와 게이트웨이(200)는 제 1 통신망(10)을 통해 통신할 수 있다. 이때, 제 1 통신망(10)은 Zigbee와 같은 무선 통신망 규격을 사용할 수 있다. 게이트웨이(200)와 서비스 장치(300)는 제 2 통신망(20)을 통해 통신할 수 있다. 이때, 제 2 통신망(20)은 LTE 망일 수 있다.
게이트웨이(200)는 복수의 일체형 멀티 센서(S)로부터 센싱 데이터를 수집, 복수의 일체형 멀티 센서(S)의 센싱 데이터 샘플링 및 전송 주기 제어, 복수의 일체형 멀티 센서(S)로부터 수집된 데이터를 서비스 장치(300)에 전송 등과 같은 기능을 수행할 수 있다.
도 8을 참조하면, 일체형 멀티 센서(S)는 카메라(111), 경사계 센서(112), 가속도 센서(113), 함수비 센서(114), 지중온도센서(115), 제어모듈(120) 및 배터리(130)를 포함할 수 있다.
카메라(111)는 기 설정된 조건이 된 때(후술하는 경사계 센서(112)의 센싱값에 의해 게이트웨이(200)가 붕괴 이벤트가 발생한 것으로 인식한 때) 주변 영상을 촬영하고, 그 촬영된 영상을 게이트웨이(200)에 전송할 수 있다.
경사계 센서(112)는 2차원적으로 비탈면의 경사를 센싱할 수 있다.
가속도 센서(113)는 3차적으로 비탈면의 변위를 센싱할 수 있다. 가속도 센서(113)의 센싱값으로부터 변화를 연산하기 위한 제어모듈(120)의 정보 처리량은 경사계 센서(112)의 센싱값으로부터 경사를 연산하기 위한 제어모듈(120)의 정보처리량 보다 많을 수 있다. 그리고, 가속도 센서(113)의 센싱값을 게이트웨이(200)에 전송하기 위한 데이터 사이즈는 경사계 센서(112)의 센싱값을 게이트웨이(200)에 전송하기 위한 데이터 사이즈 보다 클 수 있다. 즉, 가속도 센서(113)의 센싱값의 처리 및 전송을 위해 일체형 멀티 센서(S)가 소모하는 전력은 경사계 센서(112) 보다 클 수 있다. 따라서, 가속도 센서(113)는 경사계 센서(112)의 센싱값을 통해 붕괴 이벤트가 개시된 것으로 인식되는 경우에 한해 센싱 동작 및 센싱 데이터 전송 동작을 수행하게 하는 것이 시스템 운영 관점에서 불필요한 전력 소모를 최소화할 수 있다.
함수비 센서(114)는 지중의 함수비를 센싱하고, 센싱값을 게이트웨이(200)에 전송할 수 있고, 지중온도센서(115)는 지중의 온도를 센싱하고 게이트웨이(200)에 전송할 수 있다.
도 9를 참조하면, 제어모듈(120)은 센싱부(121), 센싱주기 설정부(122) 및 통신부(123)를 포함할 수 있다.
센싱부(121)는 카메라(111)가 제공하는 영상, 경사계 센서(112)의 센싱값, 가속도 센서(113)의 센싱값, 함수비 센서(114)의 센싱값, 지중온도센서(115)의 센싱값을 수집할 수 있다.
센싱주기 설정부(122)는 센싱부(121)가 게이트웨이(200)의 제어에 따라, 카메라(111)로부터 영상을 수집하고 게이트웨이(200)에 전송하는 주기, 경사계 센서(112)로부터 센싱값을 수집하고 게이트웨이(200)에 전송하는 주기, 가속도 센서(113)로부터 센싱값을 수집하고 게이트웨이(200)에 전송하는 주기, 함수비 센서(114)로부터 센싱값을 수집하고 게이트웨이(200)에 전송하는 주기, 지중온도센서(115)로부터 센싱값을 수집하고 게이트웨이(200)에 전송하는 주기를 가변할 수 있다.
통신부(123)는 제 1 통신망(10)을 이용한 게이트웨이(200)와의 통신을 제공할 수 있다.
도 10을 참조하면, 게이트웨이(200)는 센싱값 수집부(210), 센싱주기 조절부(220), 데이터 전송부(230), 제 1 통신부(240) 및 제 2 통신부(250)를 포함할 수 있다. 제 1 통신부(240)는 게이트웨이(200)와 일체형 멀티 센서(S) 간의 통신을 지원할 수 있다. 제 2 통신부(250)는 게이트웨이(200)와 플랫폼 장치(300) 간의 통신을 지원할 수 있다.
센싱값 수집부(210)는 복수의 일체형 멀티 센서(S) 상의 카메라(111)가 촬영한 영상을 수집하고, 복수의 일체형 멀티 센서(S) 상의 경사계 센서(112)의 센싱값을 수집하고, 복수의 일체형 멀티 센서(S) 상의 가속도 센서(113)의 센싱값을 수집하고, 복수의 일체형 멀티 센서(S) 상의 함수비 센서(114)의 센싱값을 수집하고, 복수의 일체형 멀티 센서(S) 상의 지중온도센서(115)의 센싱값을 수집할 수 있다. 센싱값 수집부(210)는 센싱주기 조절부(220)에 의해 붕괴 이벤트가 발생한 것으로 판단된 때 카메라(111)가 촬영한 영상을 수집할 수 있다. 센싱값 수집부(210)는 기 설정된 주기로, 함수비 센서(114) 및 지중온도센서(115)의 센싱값을 수집할 수 있다. 센싱값 수집부(210)는 센싱주기 조절부(220)가 결정하는 데이터 수집 주기에 따라 경사계 센서(112)의 센싱값 및 가속도 센서(113)의 센싱값을 수집할 수 있다. 경사계 센서(112)의 데이터 수집 주기는 제어모듈(120)의 경사계 센서(112)의 센싱값의 샘플링 주기와 동일할 수 있다. 가속도 센서(113)의 데이터 수집 주기는 제어모듈(120)의 가속도 센서(113)의 센싱값의 샘풀링 주기와 동일할 수 있다.
이하, 센싱주기 조절부(220)가 데이터 수집 주기를 가변하는 사항에 대하여 구체적으로 설명한다.
도 11을 참조하면, 초기 설정 모드에서 센싱값 수집부(210)는 제 1 주기로 구역별로 하나의 경사계 센서(112)의 센싱값을 수집할 수 있다(S1). 이때, 구역별로 복수의 경사계 센서(112)가 설치되므로, 센싱값 수집부(210)는 동일 구역에 설치된 복수의 경사계 센서(112)의 데이터 전송 순서에 따라 제 1 주기 마다, 동일 구역 상의 복수의 경사계 센서(112) 중 어느 하나의 센싱값 만을 수집할 수 있다. 이에 의해, 구역 관점에서 데이터 전송에 따른 전원 소비가 줄을 수 있다. 그리고, S1 단계에 대응하여, 제어 모듈(120)의 경사계 센서(112)의 센싱값의 샘플링 주기는 제 1 주기일 수 있다.
센싱 주기 조절부(220)는 S1에서 수집된 경사계 센서(112)의 센싱값을 이용해, 구역별 경사계 센서의 센싱값 중 제 2 임게치를 초과한 센싱값이 존재하는지 여부를 판단할 수 있다(S2). 이때, 제 2 임계치를 초과하지 않는 것으로 판단되면, S1로 복귀될 수 있다.
S2에서 제 2 임계치를 초과한 센싱값이 존재하는 것으로 판단되면, 센싱주기 조절부(220)는 센싱값 수집부(210)가 구역별로 하나의 경사계 센서(112)의 센싱값을 수집하는 주기를 제 2 주기로 변경할 수 있다. 그리고, 센싱값 수집부(210)는 제 2 주기로 구역별로 하나의 경사계 센서 센싱값을 수집할 수 있다(S3). 이때, 제 2 주기는 제 1 주기 보다 짧을 수 있다. 이에 따라, 제어 모듈(120)의 경사계 센서(112)의 센싱값의 샘플링 주기도 제 2 주기로 변경될 수 있다. 이에 의해, 붕괴 조짐의 시작 시점을 빠르게 인식하게 할 수 있다.
센싱 주기 조절부(220)는 제 2 주기로 수집되는 구역별 하나의 경사계 센서(112)의 센싱값 중 제 3 임계치를 초과한 센싱값이 존재하는지 여부를 판단할 수 있다(S4). S4에서 제 3 임계치를 초과한 센싱값이 존재하지 않는 것으로 판단되면, S2로 복귀될 수 있다. 여기서, 제 3 임계치는 제 2 임계치보다 큰 값일 수 있다.
S4에서 제 3 임계치를 초과한 센싱값이 존재하는 것으로 판단되면, 센싱 주기 조절부(220)는 모든 구역의 모든 경사계 센서(112)를 활성화시키도록 할 수 있다(S5). 이때, 센싱값 수집부(210)는 모든 구역의 모든 경사계 센서(112)의 센싱값을 제 3 주기에 따라 수집할 수 있다. 이에 의해, 일체형 멀티 센서(S)의 전원 소모를 최소화하는 조건에서 붕괴 이벤트의 조기 검출이 가능할 수 있다.
그리고, 센싱 주기 조절부(220)는 모든 구역의 모든 경사계 센서(112)의 센싱값 중 제 4 임계치를 초과한 센싱값이 존재하는지 여부를 판단할 수 있다(S6). S6에서 제 4 임계치를 초과한 센싱값이 존재하지 않는 것으로 판단되면, S4로 복귀할 수 있다. 여기서, 제 4 임계치는 제 3 임계치 보다 큰 값일 수 있다.
이와 달리, S6에서 제 4 임계치를 초과한 센싱값이 존재하는 것으로 판단되면, 센싱 주기 조절부(220)는 붕괴 이벤트 발생으로 인지할 수 있다(S7).
이때, 센싱 주기 조절부(220)는 제어 모듈(220)이 가속도 센서(113)를 활성화시키도록 제어 명령을 일체형 멀티 센서(S)로 송출할 수 있다. 그리고, 센싱값 수집부(210)는 제 3 주기로 가속도 센서(113)의 센싱값을 수집할 수 있다(S8). 여기서, 제 3 주기는 제 2 주기 보다 짧을 수 있다. 이와 같이 붕괴 이벤트가 발생한 경우에 한해 가속도 센서(113)를 활성화 시키는 것에 의해, 일체형 멀티 센서(S)의 불필요한 전원 소모를 최소화할 수 있다.
그리고, 센싱 주기 조절부(220)는 붕괴 이벤트가 고조 단계에서 소강 단계로 진행되는지 여부를 판단할 수 있다(S9). S9에서 붕괴 이벤트가 고조 단계에서 소강 단계로 진행되는 것으로 판단되면, 제 4 주기로 가속도 센서(113)의 센싱값의 수집 주기를 변경할 수 있다(S10). 제 4 주기는 제 3 주기보다 길 수 있다.
S9에서 붕괴 이벤트가 고조 단계에서 소강 단계로 진행되지 않는다고 판단되면, 센싱 주기 조절부(220)는 붕괴 이벤트가 개시 단계에서 고조 단계로 진행되는지 여부를 판단할 수 있다(S11). S11에서, 붕괴 이벤트가 개시 단계에서 고조 단계로 진행되는 것으로 판단되면, 센싱 주기 조절부(220)는 제 5 주기로 가속도 센서(113)의 센싱값의 수집 주기를 변경할 수 있다(S12). 여기서, 제 5 주기는 제 3 주기 보다 짧을 수 있다.
S11에서 붕괴 이벤트가 개시 단계에서 고조 단계로 진행되지 않는다고 판단되면, 센싱 주기 조절부(220)는 붕괴 이벤트가 종료되었는지 여부를 판단할 수 있다(S13). S13에서 이벤트가 종료되지 않은 것으로 판단되면, S9로 복귀될 수 있다. S13에서 이벤트가 종료된 것으로 판단되면, S1로 복귀될 수 있다.
센싱 주기 조절부(220)는 가속도 센서(113)의 센싱값을 이용해 붕괴 이벤트의 추이를 분석할 수 있다. 이때, 센싱 주기 조절부(220)는 붕괴 이벤트가 개시 단계에서 고조 단계로 진행되는 추이에 있는지 여부 및 붕괴 이벤트가 고조 단계에서 소강 상태로 진행되는 추이에 있는지 여부를 판단할 수 있다. 가속도 센서(113)의 센싱값을 통해 단위 시간당 경사면의 변위 변화율이 증가한다면, 센싱 주기 조절부(220)는 붕괴 이벤트가 개시 단계에서 고조 단계로 진행되는 추이에 있다고 판단할 수 있다. 가속도 센서(113)의 센싱값을 통해 단위 시간당 경사면의 변위 변화율이 감소한다면, 센싱 주기 조절부(220)는 붕괴 이벤트가 고조 단계에서 소강 단계로 진행되는 추이에 있다고 판단할 수 있다.
이와 같이, 붕괴 이벤트의 변화 추이에 따라 가속도 센서(113)의 센싱값 수집 주기를 가변하는 것에 의해, 일체형 멀티 센서(S)에서의 불필요한 전력 소모를 줄임과 동시에 붕괴 위험도에 적응하여 비탈변 변위를 신뢰성이 있게 모니터링할 수 있다.
다시 도 10을 참조하면, 데이터 전송부(230)는 센싱값 수집부(210)가 수집한 카메라(111)가 촬영한 영상, 경사계 센서(112)/가속도 센서(113)/함수비 센서(114)/지중온도센서(115)의 센싱값을 플랫폼 장치(200)에 전송할 수 있다.
Z1, Z2, ..., Zn : 구역
Z1-1, Z1-2,..., Z1-n : 제 1 구역의 하위 구역
Z2-1, Z2-2,..., Z2-n : 제 2 구역의 하위 구역
Zn-1, Zn-2,..., Zn-n : 제 n 구역의 하위 구역
S1-1, S1-2,..., S1-n, S2-1, S2-2,..., S2-n,..., Sn-1, Sn-2,..., Sn-n : 하위 구역에 설치된 일체형 멀티 센서
10 : 제 1 통신망
20 : 제 2 통신망
111 : 카메라
112 : 경사계 센서
113 : 가속도 센서
114 : 함수비 센서
115 : 지중온도센서
120 : 제어모듈
121 : 센싱값 수집부
122 : 센싱 주기 설정부
123 : 통신부
130 : 배터리
200 : 게이트웨이
210 : 센싱값 수집부
220 : 센싱주기 조절부
230 : 데이터 전송부
240 : 제 1 통신부
250 : 제 2 통신부
300 : 서비스 장치

Claims (6)

  1. 경사계 센서 및 가속도 센서를 포함하는 일체형 멀티 센서; 및
    상기 일체형 멀티 센서로부터 경사계 센서의 센싱값 및 가속도 센서의 센싱값을 수집하는 센싱값 수집부 및 상기 센싱값 수집부가 수집한 경사계 센서의 센싱값 및 가속도 센서의 센싱값에 따라 센싱값을 수집하는 주기를 가변하는 센싱주기 조절부를 포함하는 게이트웨이를 포함하고,
    초기 설정 모드에서 상기 센싱값 수집부는 제 1 주기로 구역별로 하나의 경사계 센서의 센싱값을 수집하고,
    상기 센싱 주기 조절부는 상기 제 1 주기로 수집된 경사계 센서의 센싱값을 이용해, 구역별 경사계 센서의 센싱값 중 제 2 임계치를 초과한 센싱값이 존재하는지 여부를 판단하고,
    상기 센싱 주기 조절부는 상기 제 2 임계치를 초과한 센싱값이 존재하는 것으로 판단되면, 상기 센싱값 수집부가 구역별로 하나의 경사계 센서의 센싱값을 수집하는 주기를 제 2 주기로 변경하고,
    상기 센싱 주기 조절부는 상기 제 2 주기로 수집되는 구역별 하나의 경사계 센서의 센싱값 중 제 3 임계치를 초과한 센싱값이 존재하는지 여부를 판단하고,
    상기 제 3 임계치를 초과한 센싱값이 존재하는 것으로 판단되면, 상기 센싱 주기 조절부는 모든 구역의 모든 경사계 센서를 활성화시키고,
    상기 센싱값 수집부는 상기 모든 구역의 모든 경사계 센서의 센싱값을 제 3 주기에 따라 수집하고,
    상기 제 2 주기는 상기 제 1 주기 보다 짧은 것을 특징으로 하는 비탈면 실시간 무인 감시 시스템.
  2. 삭제
  3. 삭제
  4. 제 1 항에 있어서,
    상기 센싱 주기 조절부는 상기 모든 구역의 모든 경사계 센서의 센싱값 중 제 4 임계치를 초과한 센싱값이 존재하는지 여부를 판단하고,
    상기 제 4 임계치를 초과한 센싱값이 존재하는 것으로 판단되면, 상기 센싱 주기 조절부는 붕괴 이벤트 발생으로 인지하고, 상기 가속도 센서를 활성화시키고,
    상기 센싱값 수집부는 제 3 주기로 가속도 센서의 센싱값을 수집하고,
    상기 가속도 센서는 상기 붕괴 이벤트가 발생한 경우에 한해 활성화되는 것을 특징으로 하는 비탈면 실시간 무인 감시 시스템.
  5. 제 4 항에 있어서,
    상기 센싱 주기 조절부는 붕괴 이벤트가 고조 단계에서 소강 단계로 진행되는지 여부를 판단하고,
    상기 붕괴 이벤트가 고조 단계에서 소강 단계로 진행되는 것으로 판단되면, 상기 센싱 주기 조절부는 제 4 주기로 상기 가속도 센서의 센싱값의 수집 주기를 변경하며,
    상기 제 4 주기는 상기 제 3 주기보다 긴 것을 특징으로 하는 비탈면 실시간 무인 감시 시스템.
  6. 제 5 항에 있어서,
    상기 센싱 주기 조절부는 붕괴 이벤트가 개시 단계에서 고조 단계로 진행되는지 여부를 판단하고,
    상기 붕괴 이벤트가 개시 단계에서 고조 단계로 진행되는 것으로 판단되면, 상기 센싱 주기 조절부는 제 5 주기로 가속도 센서의 센싱값의 수집 주기를 변경하고,
    상기 제 5 주기는 상기 제 3 주기 보다 짧은 것을 특징으로 하는 비탈면 실시간 무인 감시 시스템.
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