KR102277825B1 - 다종 센서 기반 다층 구조 3차원 감시 시스템 및 그 방법 - Google Patents
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Abstract
본 발명은 다층 구조의 복토층의 이상징후 및 변형 등을 실시간으로 계측하여 사용자에게 3차원 공간 영역에서의 상태 정보를 제공할 수 있는 다종 센서 기반 다층 구조 3차원 감시 시스템 및 그 방법을 개시한다. 다종 센서 기반 다층 구조 3차원 감시 시스템은, 다종 센서류, 데이터 수집-전송 모듈, 관계형 DB 관리 시스템(RDBMS) 및 중앙 관리 모듈을 포함하고, 다층 구조로 형성된 복토층의 이상징후 및 변형을 실시간으로 계측하여 3차원 공간 영역에서 복토층의 상태 정보를 제공한다. 다종 센서류는 복토층의 층들 각각에 배치되어, 복토층의 이상징후 및 변형을 실시간으로 계측하기 위해 계측치를 검출한다. 데이터 수집-전송 모듈은 계측치를 수집하고 전송한다. RDBMS는 데이터 수집-전송 모듈에서 전송된 계측치를 저장하고 관리한다. 중앙 관리 모듈은 관계형 DB 관리 시스템을 통해 복토층의 이상유무 및 현재상황 정보를 산출하여 알림 처리하는 기능을 수행한다.
Description
본 발명은 다종 센서 기반 다층 구조 3차원 감시 시스템 및 그 방법에 관한 것으로, 보다 상세하게는 다층 구조의 복토층의 이상징후 및 변형 등을 실시간으로 계측하여 사용자에게 3차원 공간 영역에서의 상태 정보를 제공할 수 있는 다종 센서 기반 다층 구조 3차원 감시 시스템 및 그 방법에 관한 것이다.
일반적으로, 방사성폐기물 처분장은 원자력의 이용과정에서 발생된 방사성 폐기물을 영구 처분하기 위한 시설을 말하며, 방사성 물질이 외부로 유출되지 않도록 여러 겹의 토양덮개를 설치해야 한다.
도 1은 방사성폐기물 처분장의 토양덮개 구조를 나타낸 단면도이다.
도 1에 도시된 바와 같이, 방사성폐기물 처분장은 제일 상위층부터 표면토(원토), 자갈층, 미세자갈층, 모래층(제1 배수층), 아스팔트층, 모래층(제1 배수층), 인공방수층, 복토 방벽층 등 여러 층의 토양덮개로 구성된다.
방사성폐기물 처분자의 모니터링 기술에 따르면, 그 위치에서의 변화 또는 2차원적 영역에서의 변화만을 분석하여 시설의 이상유무를 파악하였다. 특히 2차원적 분석의 한계로 다층 구조물 내 층과 층 사이의 상호 영향에 대한 정확한 물성을 파악하는데 한계가 있다.
이에 본 발명의 기술적 과제는 이러한 점에 착안한 것으로, 본 발명의 목적은 방사성폐기물 표층처분시설의 덮개를 감시하는 시스템으로, 영구적으로 지속되어야 할 다층 구조의 복토층의 이상징후 및 변형 등을 실시간으로 계측하여 사용자에게 3차원 공간영역에서 다층 구조의 복토층의 물리적 정보를 제공하는 시스템으로, 이 시스템을 통해 복토층의 2차원적 변화가 아닌 3차원 공간 분석 결과를 사용자가 신속하고 용이하게 파악할 수 있는 감시 시스템을 제공하는 것이다.
본 발명의 다른 목적은 상기한 감시 시스템을 이용한 감시 방법을 제공하는 것이다.
상기한 본 발명의 목적을 실현하기 위하여 일실시예에 따른 다종 센서 기반 다층 구조 3차원 감시 시스템은, 다종 센서류, 데이터 수집-전송 모듈, 관계형 DB 관리 시스템(Relational DataBase Management System, RDBMS) 및 중앙 관리 모듈을 포함하고, 다층 구조로 형성된 복토층의 이상징후 및 변형을 실시간으로 계측하여 3차원 공간 영역에서 복토층의 상태 정보를 제공한다. 상기 다종 센서류는 상기 복토층의 층들 각각에 배치되어, 상기 복토층의 이상징후 및 변형을 실시간으로 계측하기 위해 계측치를 검출한다. 상기 데이터 수집-전송 모듈은 상기 계측치를 수집하고 전송한다. 상기 RDBMS는 상기 데이터 수집-전송 모듈에서 전송된 계측치를 저장하고 관리한다. 상기 중앙 관리 모듈은 상기 관계형 DB 관리 시스템에 저장된 계측치를 근거로 상기 복토층의 이상유무 및 현재상황 정보를 산출하여 알림 처리하는 기능을 수행한다.
일실시예에서, 상기 중앙 관리 모듈은 상기 복토층의 이상유무 및 현재상황 정보를 3차원 시각화 처리하여 화면에 표시하는 기능을 더 수행할 수 있다.
일실시예에서, 상기 다종 센서류에 구비되는 센서들 각각에는 센서들마다 X, Y 및 Z값이 메타 정보로 저장될 수 있다.
일실시예에서, 상기 다종 센서류는, 온도를 측정하는 온도 센서; 토양수분, 전기전도도 및 온도를 측정하는 멀티센서; 상기 복토층의 층들 간극 간의 수압을 측정하는 간극수압센서; 및 상기 복토층의 경사도를 측정하는 경사센서를 포함할 수 있다.
일실시예에서, 상기 중앙 관리 모듈은 그래픽 유저 인터페이스(GUI)를 포함하고, 상기 그래픽 유져 인터페이스를 통해 상기 복토층의 이상유무 및 현재상황 정보를 표시할 수 있다.
상기한 본 발명의 다른 목적을 실현하기 위하여 일실시예에 따르면, 다층 구조로 형성된 복토층의 이상징후 및 변형을 실시간으로 계측하여 3차원 공간 영역에서 복토층의 상태 정보를 제공하는 다종 센서 기반 다층 구조 3차원 감시 방법에서, 다종 센서에서 일정 시간 간격으로 측정된 다종 센서 데이터가 수신됨에 따라, 상기 다종 센서 데이터를 관계형 DB 관리 시스템(RDBMS)에 축적한다. 상기 관계형 DB 관리 시스템(RDBMS)에 축적된 정보에 대해 다종 센서의 상태정보 및 결측 또는 이상치를 분석한다. 다종 센서의 상태정보 및 결측 또는 이상치를 도출한다. 상기 결측 또는 이상치의 발생 여부를 체크한다. 상기 결측 또는 이상치의 미발생으로 체크되면, 상기 다종 센서 데이터의 수신 여부를 체크하는 단계로 피드백하고, 상기 결측 또는 이상치의 발생으로 체크되면 감시 시스템 상에 센서 분석 이벤트를 메시지화한다.
일실시예에서, 3차원 공간 분석 요청 여부를 체크하고, 상기 3차원 공간 분석이 요청되는 것으로 체크되면 계측 데이터를 입체적으로 표시하기 위해 다중센서의 위치정보 및 시계열자료를 기반으로 3차원 공간 상에서 보간 처리한다. 이어, 3차원 공간 보간 결과를 저장하고, 사용자의 요청에 따라 가장 최근 3차원 공간 보간 결과를 호출하여 3차원 시각화 처리한다.
이러한 다종 센서 기반 다층 구조 3차원 감시 시스템 및 그 방법에 의하면, 방사성폐기물 표층처분시설의 덮개를 감시하는 시스템으로, 영구적으로 지속되어야 할 다층 구조의 복토층의 이상징후 및 변형 등을 실시간으로 계측하여 사용자에게 3차원 공간영역에서 다층 구조의 복토층의 물리적 정보를 제공하는 시스템을 통해 복토층의 2차원적 변화가 아닌 3차원 공간 분석 결과를 사용자가 신속하고 용이하게 파악할 수 있다. 또한 획득된 데이터의 분석/처리를 통해 사용자가 알고자 하는 구조물의 상태, 이상유무 등을 3차원으로 파악하여 직관적이고 용이하게 파악할 수 있다.
도 1은 방사성폐기물 처분장의 토양덮개 구조를 나타낸 단면도이다.
도 2는 본 발명에 따른 다종 센서 기반 다층 구조 3차원 감시 시스템을 설명하기 위한 구성도이다.
도 3은 방사성폐기물 처분장의 토양덮개에 다종 센서류의 배치를 설명하기 위한 단면도이다.
도 4는 복토층에 배열된 다종 센서류를 설명하기 위한 평면도이다.
도 5a는 지중온도 센서의 선택에 따른 계측데이터의 화면 출력을 설명하기 위한 도면이고, 도 5b는 토양수분 센서의 선택에 따른 계측데이터의 화면 출력을 설명하기 위한 도면이고, 도 5c는 경사계 센서의 선택에 따른 계측데이터의 화면 출력을 설명하기 위한 도면이다.
도 6은 본 발명의 일실시예에 따른 다종 센서 기반 다층 구조 3차원 감시 방법을 설명하기 위한 흐름도이다.
도 2는 본 발명에 따른 다종 센서 기반 다층 구조 3차원 감시 시스템을 설명하기 위한 구성도이다.
도 3은 방사성폐기물 처분장의 토양덮개에 다종 센서류의 배치를 설명하기 위한 단면도이다.
도 4는 복토층에 배열된 다종 센서류를 설명하기 위한 평면도이다.
도 5a는 지중온도 센서의 선택에 따른 계측데이터의 화면 출력을 설명하기 위한 도면이고, 도 5b는 토양수분 센서의 선택에 따른 계측데이터의 화면 출력을 설명하기 위한 도면이고, 도 5c는 경사계 센서의 선택에 따른 계측데이터의 화면 출력을 설명하기 위한 도면이다.
도 6은 본 발명의 일실시예에 따른 다종 센서 기반 다층 구조 3차원 감시 방법을 설명하기 위한 흐름도이다.
이하, 첨부한 도면들을 참조하여, 본 발명을 보다 상세하게 설명하고자 한다. 본 발명은 다양한 변경을 가할 수 있고 여러 가지 형태를 가질 수 있는 바, 특정 실시예들을 도면에 예시하고 본문에 상세하게 설명하고자 한다. 그러나, 이는 본 발명을 특정한 개시 형태에 대해 한정하려는 것이 아니며, 본 발명의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변경, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다.
본 출원에서, "포함하다" 또는 "가지다" 등의 용어는 명세서 상에 기재된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부분품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부분품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.
또한, 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 문맥 상 가지는 의미와 일치하는 의미를 가지는 것으로 해석되어야 하며, 본 출원에서 명백하게 정의하지 않는 한, 이상적이거나 과도하게 형식적인 의미로 해석되지 않는다.
도 2는 본 발명의 일실시예에 따른 다종 센서 기반 다층 구조 3차원 감시 시스템을 설명하기 위한 구성도이다.
도 2를 참조하면, 본 발명의 일실시예에 따른 다종 센서 기반 다층 구조 3차원 감시 시스템은 다종 센서류(110), 데이터 수집-전송 모듈(120), 관계형 DB 관리 시스템(Relational DataBase Management System, RDBMS)(140) 및 중앙 관리 모듈(150)을 포함하고, 다층 구조로 형성된 복토층의 이상징후 및 변형을 실시간으로 계측하여 3차원 공간 영역에서 복토층의 상태 정보를 사용자에게 제공한다.
상기 다종 센서류(110)는 상기 복토층의 층들 각각에 배치되어, 상기 복토층의 이상징후 및 변형을 실시간으로 계측하기 위해 계측치를 검출한다. 상기 다종 센서류(110)는 온도를 측정하는 온도 센서, 토양수분, 전기전도도 및 온도를 측정하는 멀티센서, 상기 복토층의 층들 간극 간의 수압을 측정하는 간극수압센서, 및 상기 복토층의 경사도를 측정하는 경사센서를 포함할 수 있다.
상기 데이터 수집-전송 모듈(120)은 상기 계측치를 수집하고 전송한다.
상기 관계형 DB 관리 시스템(RDBMS)(140)은 상기 데이터 수집-전송 모듈(120)에서 전송된 계측치를 저장하고 관리한다. 복토층의 각 층마다 설치될 센서의 종류 및 수량은 달라질 수 있기에 계측치를 유기적으로 관리할 수 있는 관계형 DB 관리 시스템(140)을 도입하여 데이터의 손실을 최소화하고, 추후 확장 가능성을 열어두는 것이 바람직하다. 상기 관계형 DB 관리 시스템(140)에 저장 및 관리되는 계측치는 상기 중앙 관리 모듈(150)에 의한 일련의 분석을 통해 사용자에게 알림 또는 메시지로 정보를 그래픽 유저 인터페이스(GUI) 상에 제공될 수 있다. 또한, 계측되고 있는 구조물을 3차원 오브젝트로 모사하고 그 오브젝트 내에 공간통계분석 결과를 표출하여 사용자에게 구조물의 상태 및 변화를 직관적으로 전달될 수 있다.
상기 중앙 관리 모듈(150)은 상기 관계형 DB 관리 시스템(140)을 통해 상기 복토층의 이상유무 및 현재상황 정보를 산출하여 알림 처리하는 기능을 수행한다. 또한 상기 중앙 관리 모듈(150)은 상기 복토층의 이상유무 및 현재상황 정보를 3차원 시각화 처리하여 화면에 표시하는 기능을 더 수행한다. 또한 상기 중앙 관리 모듈(150)은 그래픽 유저 인터페이스(GUI)를 포함하고, 상기 그래픽 유져 인터페이스(GUI)를 통해 복토층의 이상유무 및 현재상황 정보를 표시할 수 있다.
본 발명의 일실시예에 따른 다종 센서 기반 다층 구조 3차원 감시 시스템은 센서허브(130)를 더 포함할 수 있다. 상기 센서허브(130)는 복토층의 상단(즉, 경사면 위쪽)에 배치되어 각 층에서 나온 케이블들을 통합하여 하나로 연결해 주는 역할을 수행한다. 복토층의 상단에서 케이블들은 상기 센서허브(130)에 통합되므로 케이블의 파손은 최소화될 수 있다.
이상에서 설명된 바와 같이, 다종 센서 기반 다층 구조 3차원 감시 시스템은 방사성폐기물 표층처분시설의 덮개를 감시하는 시스템으로 채용될 수 있다. 즉, 다종 센서 기반 다층 구조 3차원 감시 시스템이 방사성폐기물 표층처분시설의 덮개를 감시하는 시스템으로 채용되는 경우, 영구적으로 지속되어야 할 다층 구조의 복토층의 이상징후 및 변형 등을 실시간으로 계측하여 사용자에게 3차원 공간영역에서 다층 구조의 복토층의 물리적 정보를 제공할 수 있다. 이에 따라, 사용자는 복토층의 2차원적 변화가 아닌 3차원 공간 분석 결과를 보다 신속하고 용이하게 파악할 수 있다.
도 3은 방사성폐기물 처분장의 토양덮개에 다종 센서류의 배치를 설명하기 위한 단면도이다. 도 4는 복토층에 배열된 다종 센서류를 설명하기 위한 평면도이다.
도 3 및 도 4를 참조하면, 본 발명에 따른 다종 센서 기반 다층 구조 3차원 감시 시스템이 감시하는 방사성폐기물 처분장의 토양덮개는 다중 복토층으로 구성되며, 예를 들어, 최하부에는 제1 모래층(first sand layer)(10)이 형성되고, 제1 모래층(10) 위에는 점토층(clay layer)(20)이 형성되고, 점토층(20) 위에는 제2 모래층(second sand layer)(30)이 형성되고, 제2 모래층(30) 위에는 완두콩 자갈층(pea gravel layer)(40)이 형성되고, 완두콩 자갈층(40) 위에는 잔돌이 섞인 모래층(gravelly sand layer)(50)이 형성되고, 최상부에는 미사질 모래층(silty sand layer)(60)이 형성된다.
다중 복토층을 구성하는 각 층들의 두께는 동일할 수도 있고, 서로 다를 수도 있으며, 전체적으로 약간의 기울기(경사)를 갖는다.
각 층의 구성물질이 다르게 이루어진 다중 복토층에는 다종 센서류(110)가 배열된다. 상기 다종 센서류(110)는 수평적으로 배열될 수 있지만, 본 실시예에서는 상기 다종 센서류(110)는 3차원 영역의 정보를 파악하기 위해 수평적 배열뿐 아니라 수직적 배열까지 고려된다.
상기 다종 센서류(110)가 수평적 및 수직적으로 배열되고, 각 센서들마다 X, Y 및 Z값이 메타 정보로 저장되어 있어 3차원공간에서 센서 개별의 위치가 파악된다. 예를 들어, 도 4에 도시된 센서들은 동일한 층에 배열되므로 각 센서들의 Z값은 동일하다.
본 실시예에서, 상기 다종 센서류(110)는 4종류의 센서를 기본적으로 하며, 예를 들어, 온도를 측정하는 온도 센서, 토양수분, 전기전도도 및 온도를 측정하는 멀티센서, 층 간극 간의 수압을 측정하는 간극수압센서, 그리고 상기 복토층의 경사도를 측정하는 경사센서를 포함할 수 있다. 한편, 복토층의 다른 물성 변화를 알아보고자 하면, 다양한 종류의 센서류가 추가될 수도 있다.
각 층별 다종 센서류(110)의 개수는 수평적 배열과 수직적 배열을 고려하여 정할 수 있으며, 센서가 촘촘할수록 공간 보간의 해상도가 높아질 수 있다.
각 층의 센서들은 하나의 띠를 이룰 수 있도록 케이블을 배치하여 강수 침투 및 흐름에 방해가 되지 않도록 한다.
복토층의 상단(경사면 위쪽)에는 각 층에서 나온 케이블을 하나로 연결해 주는 센서허브를 두고 케이블을 통합하여, 케이블의 파손을 최소화할 수 있게 한다.
상기 다종 센서류(110)의 설치방법은 하나의 층을 시공할 때 매질을 다종 센서류(110)의 심도까지 고르게 복토하고 다짐하여 심도 조건을 맞춘 후 상기 다종 센서류(110)를 설치한다.
상기 다종 센서류(110)의 설치 후에는 다시 매질을 복토 과정과 다짐 과정을 반복한다.
하나의 층에 대한 시공이 완료되면, 그 위에 시공될 층과 교란을 방지하기 위해 얇은 두께의 차수제를 설치한다.
각 층별 센서의 수량은 수평적 배열과 수직적 배열을 고려하여 정할 수 있으며, 센서가 촘촘할수록 공간 보간의 해상도가 높아질 수 있다.
각 층의 다종 센서류(110)는 하나의 띠를 이룰 수 있도록 케이블을 배치하여 강수 침투 및 흐름에 방해가 되지 않도록 한다.
복토층의 상단(경사면 위쪽)에는 각 층에서 나온 케이블을 하나로 연결해 주는 센서허브(130)를 두고 케이블을 통합하여, 케이블의 파손을 최소화할 수 있게 한다. 층별로 센서와 케이블을 연결한 후, 층별로 상기 센서허브(130)를 두어 케이블의 파손을 최소화하고 센서와 데이터 수집-전송 모듈 간의 연결이 용이하게 한다.
도 5a는 지중온도 센서의 선택에 따른 계측데이터의 화면 출력을 설명하기 위한 도면이고, 도 5b는 토양수분 센서의 선택에 따른 계측데이터의 화면 출력을 설명하기 위한 도면이고, 도 5c는 경사계 센서의 선택에 따른 계측데이터의 화면 출력을 설명하기 위한 도면이다.
도 5a를 참조하면, 중앙 관리 모듈(150)(도 2에 도시됨)에 의해 표시되는 화면의 일측에는 제1 팝업창이 표시되고, 화면의 타측에는 제2 팝업창이 표시된다.
상기 제1 팝업창에는 사용자에 의한 층 및 센서의 선택을 위한 아이콘들이 표시된다. 예를 들어, 사용자에 의해 1층이 선택되면 해당 1층에 대응하여 배열된 다종 센서들이 표시된다. 다종 센서들을 나타내는 아이콘들은 크기나 형상, 색깔 등이 다르게 표시될 수 있다. 사용자가 특정 센서에 대응하는 아이콘을 선택하면 선택된 센서의 아이콘은 예를 들어, 노랑색으로 표시되어 사용자가 선택된 센서를 확인할 수 있도록 한다. 도 5a에서 선택된 아이콘은 지중온도 센서이다.
화면의 중앙부에는 방사성폐기물 처분장의 토양덮개가 사시도 형상으로 표시될 수 있다. 사용자에 의해 특정 층이 선택되면 해당 층을 제외한 나머지층은 점선이나 은선 형태로 표시되어 어느 층이 선택되었는지를 직관적으로 사용자에게 알릴 수도 있다.
상기 제2 팝업창에는 상기 제1 팝업창에서 사용자에 의해 선택된 지중온도 센서에 대응하여 시간별 온도 데이터들인 센서 측정 자료가 그래프로서 표시된다. 예를 들어, X축은 시간축이고, Y축은 온도 계측값이 표시된다. 사용자는 상기 제2 팝업창을 통해 표시되는 센서 측정 자료를 통해 해당 지중온도 센서에 의한 온도 계측값을 보다 직관적으로 확인할 수 있다.
도 5b를 참조하면, 중앙 관리 모듈(150)(도 2에 도시됨)에 의해 표시되는 화면의 일측에는 제1 팝업창이 표시되고, 화면의 타측에는 제2 팝업창이 표시된다.
상기 제1 팝업창에는 사용자에 의한 층 및 센서의 선택을 위한 아이콘들이 표시된다. 예를 들어, 사용자에 의해 1층이 선택되면 해당 1층에 대응하여 배열된 다종 센서들이 표시된다. 다종 센서들을 나타내는 아이콘들은 크기나 형상, 색깔 등이 다르게 표시될 수 있다. 사용자가 특정 센서에 대응하는 아이콘을 선택하면 선택된 센서의 아이콘은 예를 들어, 노랑색으로 표시되어 사용자가 선택된 센서를 확인할 수 있도록 한다. 도 5b에서 선택된 아이콘은 토양수분 센서이다.
상기 제2 팝업창에는 상기 제1 팝업창에서 사용자에 의해 선택된 토양수분 센서에 대응하여 시간별 수분 데이터들인 센서 측정 자료가 그래프로서 표시된다. 예를 들어, X축은 시간축이고, Y축은 수분 계측값이 표시된다. 사용자는 상기 제2 팝업창을 통해 표시되는 센서 측정 자료를 통해 해당 토양수분 센서에 의한 수분 계측값을 보다 직관적으로 확인할 수 있다.
도 5c를 참조하면, 중앙 관리 모듈(150)(도 2에 도시됨)에 의해 표시되는 화면의 일측에는 제1 팝업창이 표시되고, 화면의 타측에는 제2 팝업창이 표시된다.
상기 제1 팝업창에는 사용자에 의한 층 및 센서의 선택을 위한 아이콘들이 표시된다. 예를 들어, 사용자에 의해 1층이 선택되면 해당 1층에 대응하여 배열된 다종 센서들이 표시된다. 다종 센서들을 나타내는 아이콘들은 크기나 형상, 색깔 등이 다르게 표시될 수 있다. 사용자가 특정 센서에 대응하는 아이콘을 선택하면 선택된 센서의 아이콘은 예를 들어, 노랑색으로 표시되어 사용자가 선택된 센서를 확인할 수 있도록 한다. 도 5c에서 선택된 아이콘은 경사계 센서이다.
상기 제2 팝업창에는 상기 제1 팝업창에서 사용자에 의해 선택된 경사계 센서에 대응하여 시간별 경사 데이터들인 센서 측정 자료가 그래프로서 표시된다. 예를 들어, X축은 시간축이고, Y축은 경사값이 표시된다. 사용자는 상기 제2 팝업창을 통해 표시되는 센서 측정 자료를 통해 해당 경사계 센서에 의한 경사 계측값을 보다 직관적으로 확인할 수 있다.
도 6은 본 발명의 일실시예에 따른 다종 센서 기반 다층 구조 3차원 감시 방법을 설명하기 위한 흐름도이다.
도 2 내지 도 6을 참조하면, 중앙 관리 모듈(150)은 다종 센서 데이터의 수신 여부를 체크한다(단계 S110). 상기 다종 센서 데이터는 다종 센서류(110)에 구비되는 각종 센서들에 의해 일정 간격으로 측정되고, 데이터 수집-전송 모듈(120)에 의해 수집되어 1차적으로 저장된 후 무선통신을 경유하여 관계형 DB 관리 시스템(RDBMS)(140)에 전송된다.
단계 S110에서 다종 센서 데이터가 수신되는 것으로 체크되면, 중앙 관리 모듈(150)은 수신되는 다종 센서 데이터를 관계형 DB 관리 시스템(RDBMS)(140)에 축적한다(단계 S120).
관계형 DB 관리 시스템(RDBMS)(140)에 축적된 다종 센서 데이터를 기반으로 센서의 상태정보 및 결측 또는 이상치를 분석한다(단계 S130). 여기서, 상기 결측은 다종 센서류(110)에 구비되는 센서들 중 적어도 하나 이상에 고장 등이 발생되어 정상적으로 계측치를 검출하지 못해서 발생되는 것이다. 또한 이상치는 다종 센서류(110)에 구비되는 센서들에 의해 계측된 계측치가 허용 범위를 벗어나는 경우 발생되는 것을 칭한다.
중앙 관리 모듈(150)은 다종 센서류(110)의 상태 정보 및 결측 또는 이상치를 도출한다(단계 S140). 이때, 다종 센서류(110)의 상태 정보는 도출되지만, 결측 정보가 도출되지 않을 수도 있고, 이상치가 도출되지 않을 수도 있다.
이어, 중앙 관리 모듈(150)은 상기 결측 또는 이상치의 발생 여부를 체크한다(단계 S150).
단계 S150에서 결측 또는 이상치가 미발생된 것으로 체크되면, 단계 S140로 피드백하여 다종 센서류(110)의 상태정보 및 결측 또는 이상치를 분석한다.
단계 S160에서 결측 또는 이상치가 발생된 것으로 체크되면, 중앙 관리 모듈(150)은 감시 시스템 상에 센서 분석 이벤트를 메시지화한다(단계 S160). 상기 센서 분석 이벤트는 어느 층의 어느 센서에서 결측이 발생되었는지 이상치가 발생되었는지 시간 정보와 함께 메시지화될 수 있다. 메시지화된 센서 분석 이벤트는 별도로 저장되기도 하고, 사용자에게 화면 형태로 표시될 수도 있고, 사용자에게 경고 문자와 같이 유무선 통신망을 통해 제공될 수도 있다.
상기 센서 분석 이벤트를 메시지화한 후, 중앙 관리 모듈(150)은 3차원 공간 분석 요청 여부를 체크한다(단계 S170). 상기한 3차원 공간 분석 요청은 사용자에 의해 수정으로 요청될 수도 있고, 센서 분석 이벤트가 발생됨에 따라 자동으로 3차원 공간 분석 요청이 실행될 수 있다.
단계 S170에서 3차원 공간 분석이 미요청되는 것으로 체크되면, 단계 S110으로 피드백하여 다종 센서 데이터의 수신 여부를 체크한다.
단계 S170에서 3차원 공간 분석이 요청되는 것으로 체크되면, 중앙 관리 모듈(150)은 센서의 위치정보 및 시계열자료를 기반으로 3차원 공간을 보간 처리한다(단계 S180). 상기 센서의 위치정보는 복토층의 어느 층인지에 대한 정보와, 센서허브로부터 어느 거리만큼 이격되었는지에 대한 정보 등을 포함할 수 있다. 상기 센서의 시계열자료는 센서들 각각에 의한 시간별 계측치를 포함할 수 있다.
이어, 중앙 관리 모듈(150)은 3차원 공간이 보간 처리된 결과 데이터를 저장한다(단계 S190).
이어, 중앙 관리 모듈(150)은 현재 시점의 3차원 표시가 설정되었는지의 여부를 체크한다(단계 S200).
단계 S200에서 현재 시점의 3차원 표시가 설정된 체크되면, 중앙 관리 모듈(150)은 현재 3차원 공간 보간 결과를 근거로 3차원 시각화 처리하여 영상을 표시한 후(단계 S210), 단계 S110으로 피드백한다.
단계 S200에서 현재 시점의 3차원 표시가 미설정된 것으로 체크되면 중앙 관리 모듈(150)은 가장 최근 3차원 공간보건 결과를 근거로 3차원 시각화 처리하여 영상을 표시한 후(단계 S220), 단계 S110으로 피드백한다.
이상에서 설명된 바와 같이, 본 발명에 따르면, 방사성폐기물 표층처분시설의 덮개를 감시하는 시스템으로, 영구적으로 지속되어야 할 다층 구조의 복토층의 이상징후 및 변형 등을 실시간으로 계측하여 사용자에게 3차원 공간영역에서 다층 구조의 복토층의 물리적 정보를 제공하는 시스템으로, 이 시스템을 통해 복토층의 2차원적 변화가 아닌 3차원 공간 분석 결과를 사용자가 신속하고 용이하게 파악할 수 있다.
이상에서는 실시예를 참조하여 설명하였지만, 해당 기술 분야의 숙련된 당업자는 하기의 특허 청구의 범위에 기재된 본 발명의 사상 및 영역으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명을 다양하게 수정 및 변경시킬 수 있음을 이해할 수 있을 것이다.
110 : 다종 센서류 120 : 데이터 수집-전송 모듈
130 : 센서허브 140 : 관계형 DB 관리 시스템
150 : 중앙 관리 모듈
130 : 센서허브 140 : 관계형 DB 관리 시스템
150 : 중앙 관리 모듈
Claims (7)
- 다층 구조로 형성된 복토층의 이상징후 및 변형을 실시간으로 계측하여 3차원 공간 영역에서 복토층의 상태 정보를 제공하는 다종 센서 기반 다층 구조 3차원 감시 시스템으로서,
상기 복토층의 층들 각각에 배치되어, 상기 복토층의 이상징후 및 변형을 실시간으로 계측하기 위해 계측치를 검출하는 다종 센서류;
상기 계측치를 수집하고 전송하는 데이터 수집-전송 모듈;
상기 데이터 수집-전송 모듈에서 전송된 계측치를 저장하고 관리하는 관계형 DB 관리 시스템(Relational DataBase Management System, RDBMS); 및
상기 관계형 DB 관리 시스템에 저장된 계측치를 근거로 상기 복토층의 이상유무 및 현재상황 정보를 산출하여 알림 처리하는 기능을 수행하는 중앙 관리 모듈을 포함하되, 상기 복토층은, 최하부에 형성된 제1 모래층; 상기 제1 모래층 위에 형성된 점토층; 상기 점토층 위에 형성된 제2 모래층; 상기 제2 모래층 위에 형성된 완두콩 자갈층; 상기 완두콩 자갈층 위에 형성된 잔돌이 섞인 모래층; 및 최상부에 형성된 미사질 모래층을 포함하고,
상기 제1 모래층 및 상기 점토층 사이, 상기 점토층 및 상기 제2 모래층 사이, 상기 제2 모래층 및 상기 완두콩 자갈층 사이, 상기 완두콩 자갈층 및 상기 잔돌이 섞인 모래층 사이, 그리고 상기 잔돌이 섞인 모래층 및 상기 미사질 모래층 사이 각각에는 상부에 시공된 층과의 교란을 방지하기 위해 차수재가 배치된 것을 특징으로 하는 다종 센서 기반 다층 구조 3차원 감시 시스템. - 제1항에 있어서, 상기 중앙 관리 모듈은 상기 복토층의 이상유무 및 현재상황 정보를 3차원 시각화 처리하여 화면에 표시하는 기능을 더 수행하는 것을 특징으로 하는 다종 센서 기반 다층 구조 3차원 감시 시스템.
- 제1항에 있어서, 상기 다종 센서류에 구비되는 센서들 각각에는 센서들마다 X, Y 및 Z값이 메타 정보로 저장된 것을 특징으로 하는 다종 센서 기반 다층 구조 3차원 감시 시스템.
- 제1항에 있어서, 상기 다종 센서류는,
온도를 측정하는 온도 센서;
토양수분, 전기전도도 및 온도를 측정하는 멀티센서;
상기 복토층의 층들 간극 간의 수압을 측정하는 간극수압센서; 및
상기 복토층의 경사도를 측정하는 경사센서를 포함하는 것을 특징으로 하는 다종 센서 기반 다층 구조 3차원 감시 시스템. - 제1항에 있어서, 상기 중앙 관리 모듈은 그래픽 유저 인터페이스(GUI)를 포함하고, 상기 그래픽 유저 인터페이스를 통해 상기 복토층의 이상유무 및 현재상황 정보를 표시하는 것을 특징으로 하는 다종 센서 기반 다층 구조 3차원 감시 시스템.
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