KR102298001B1 - 배수통관 수위계를 설치할 수 없는 도심 내 수문 운영시스템 - Google Patents

배수통관 수위계를 설치할 수 없는 도심 내 수문 운영시스템 Download PDF

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Abstract

본 발명은 배수통관 수위계를 설치할 수 없는 도심 내 수문 운영시스템에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 배수통관에 수위계를 설치할 수 없는 도심지 내 수문(배수 통문)을 자율 제어할 수 있는 수문운영장치(400)를 구성함으로써, 관리 수위 정보와 하천용 수위계(300)가 제공하는 하천측 수위 정보를 이용해 배수 통문(200)의 개폐를 자율 제어하게 되어 제내지로 역류되지 않도록 선제적 초동 대응으로 국지성 집중호우로부터의 피해를 저감할 수 있는 배수통관 수위계를 설치할 수 없는 도심 내 수문 운영시스템에 관한 것이다.

Description

배수통관 수위계를 설치할 수 없는 도심 내 수문 운영시스템{Water gate management system in the city where a water level gauge cannot be installed}
본 발명은 배수통관 수위계를 설치할 수 없는 도심 내 수문 운영시스템에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 배수통관에 수위계를 설치할 수 없는 도심지 내 수문(배수 통문)을 자율 제어할 수 있는 수문운영장치(400)를 구성함으로써, 관리 수위 정보와 하천용 수위계(300)가 제공하는 하천측 수위 정보를 이용해 배수 통문(200)의 개폐를 자율 제어하여 제내지로 역류되지 않도록 선제적 초동 대응하여 국지성 집중호우로부터의 피해를 저감할 수 있는 배수통관 수위계를 설치할 수 없는 도심 내 수문 운영시스템에 관한 것이다.
지구온난화로 인한 환경변화에 따라 강우가 발생하는 시점에서 시설물을 제어시 배수의 감당량을 초과하는 단기간 다량의 강우형태를 보임으로써, 기존 원격계측감시제어(TM/TC) 시스템 방식으로는 해법을 찾을 수 없고, 펌프 용량증대, 배수장 리모델링과 같은 구조적 대응의 한계에 이르게 되었다.
또한, 국지성 집중호우와 같은 긴박한 상황에서 다수의 시설물에서 발생하는 동시다발적인 기계, 통신의 문제, 현장 변수 발생에 대해 한정된 인력이 관리하기에는 어려운 현실이다.
즉, 인력에 의해 원격으로 관리되는 감시계측제어시스템의 경우 기계의 과부하로 인한 고장, 통신두절로 인한 원격제어가 불가한 상황에 있어, 집중호우 발생 현장을 관리자가 직접 가서 해결하기에는 골든타임 내에 처리할 수 없어 인명과 재산피해를 가져오게 된다.
하천의 배수시설 운영방식은 인근 지역주민을 민간 수문관리인으로 임명하고, 민간수문관리인이 직접 현장에서 조작(수동 또는 전동)하는 방식이었다.
그런데, 이러한 방식은 수문관리인의 고령화, 전문성 부족, 피해 발생 시 불분명한 책임소재 등의 문제가 있었고, 특히 야간이나 기상악화 시 현장출동 과정에서 발생할 수 있는 안전사고 위험도 상존해왔다.
따라서, 4차 산업기술을 이용한 스마트 하천관리시스템 구축이 필요하다.
4차 산업혁명 시대로의 변화에 따라 인공지능이 등장하고 사물이 지능화되면서 사물들이 데이터를 수집, 비교, 분석, 판단, 조치 등 스스로 생각하고 결정함에 따라 자동화를 넘어 무인 자율화가 되고 있다.
기존 3차 산업혁명 시대와 같이 인력이 데이터를 비교, 분석, 판단, 조치하는 시스템은 효율성이 떨어져서 도태된다.
즉, 하천 재해관리 시설의 상태를 계측, 수집하여 전송하면 관리자가 비교, 분석, 판단하여 원격으로 제어하는 방식으로 인력에 의한 수동적 사물인터넷 기술이다. 이는, 통신두절이나 수문이나 펌프에 설치된 모터, 계측기 등의 문제발생시 원격에서 인력에 의해 판단하는데는 한계가 있다.
지난 2019년 2월 18일 미국 플로리다 주 올랜도에서 개최된 가트너 심포지엄/IT 엑스포에서 '2019년 주목되는 10대 전략 기술 트렌드'로 자율사물(Autonomous Things)이 제시되었고 자율사물(Autonomous Things) 기술은 향후 산업계 전반에 급속히 파급될 것으로 예측된다.
따라서, 향후 산업계는 운영체계(OS)를 탑재한 임베디드 방식의 지능형 원격단말장치(RTU)가 사물과 연결되어 자율적으로 데이터 수집, 비교, 분석, 판단, 자율제어하고 그 결과를 관리자나 관련기관에 신속하게 전달하는 방식으로 전환될 것으로 보인다.
한편 수문을 이용한 기존 하천의 재해관리시설물 관리시스템에서는 수문을 기준으로 내수위(제내지 수위)와 외수위(제외지 수위)를 비교하여 외수위가 내수위 보다 높으면 수문을 폐쇄하고, 반대로 외수위가 내수외보다 낮으면 수문을 개방하였는데, 이는 제내지에 수위를 측정할 수 있는 집수정이 설치된 경우에 가능한 것으로, 집수정 없이 배수 통관이 바로 하천에 연결되는 경우에는 내수위(제내지 수위)를 측정할 방법이 없어, 잘못된 수문 개방 시 제내지로의 하천수 역류가 발생하는 문제가 있다.
즉, 집수정이 없는 기존 하천의 재해관리시설은 도심지 지중에 매립 설치되는 우수관, 일측은 우수관의 말단에 연결되고 타측은 하천측에 연결되는 배수통관, 배수통관에 설치되는 수문인 배수 통문으로 구성되어, 배수통관을 통과한 우수는 수문인 배수통문을 거쳐 하천으로 유입되게 된다.
따라서, 집수정이 설치되지 않아 제내지 수위를 측정할 수 없어 잘못된 수문 개방 시 제내지로의 하천수 역류가 발생하는 문제가 있으며, 이러한 문제를 해결할 기술적 방안이 필요하게 되었다.
따라서, 본 발명에서는 배수통관에 수위계를 설치할 수 없는 도심지 내 수문(배수 통문)을 자율 제어할 수 있는 수문운영장치(400)를 구성함으로써, 관리 수위 정보와 하천용 수위계(300)가 제공하는 하천측 수위 정보를 이용해 배수 통문(200)의 개폐를 자율 제어하여 하천수가 제내지로 역류되지 않도록 선제적 초동 대응할 수 있는 배수통관 수위계를 설치할 수 없는 도심 내 수문 운영시스템에 관한 기술을 제안하고자 한다.
(선행문헌1) 대한민국 등록특허 제10-0706300호(2007.04.04)
따라서 본 발명은 상기와 같은 종래 기술의 문제점을 감안하여 제안된 것으로서, 본 발명의 제1 목적은 배수통관에 수위계를 설치할 수 없는 도심지 내 수문(배수 통문)을 자율 제어할 수 있는 수문운영장치(400)를 구성함으로써, 관리 수위 정보와 하천용 수위계(300)가 제공하는 하천측 수위 정보를 이용해 배수 통문(200)의 개폐를 자율 제어하여 하천수가 제내지로 역류되지 않도록 선제적 초동 대응을 하는 것에 있다.
본 발명의 제2 목적은 배수 통문(200)이 개방된 상태에서 중앙 관리 서버(500)로부터 다른 수문운영장치(400)의 고유식별 정보와 폐쇄 이벤트 정보를 획득하는 경우, 다른 수문운영장치(400)가 자신보다 상류에 위치한 수문운영장치이면, 개방된 배수 통문(200)을 선제적으로 폐쇄하도록 하는데 있다.
본 발명의 제3 목적은 수문운영장치(400)는 배수 통문을 폐쇄시킨 상태에서 하천용 수위계(300)가 제공하는 하천측 수위 정보에 의해 하천 수위의 상승 속도가 허용치를 초과하는 경우, 자신의 수문운영장치 고유 식별정보와 하천 범람 이벤트 정보를 중앙 관리 서버(500)로 제공하여 하천 범람 이벤트에 따른 후속 조치를 취할 수 있도록 하는데 있다.
본 발명이 해결하고자 하는 과제를 달성하기 위하여, 배수통관 수위계를 설치할 수 없는 도심 내 수문 운영시스템은,
도심 내 지중에 매립 설치된 우수관(1)에 연결되어 우수관(1)으로부터 우수를 유입 받고, 유입된 우수가 하천으로 방류되도록 하천의 복수개소에 설치되는 배수 통관(100)과;
배수 통관(100)마다 설치되되, 배수 통관(100)의 하천(10)측에 설치되고, 우수의 하천 방류를 위해 수문운영장치의 제어에 따라 개폐 동작하는 수문인 배수 통문(200)과;
배수 통문(200)마다 설치되어 배수 통문(200)이 설치된 하천측 수위를 감지하고, 감지된 하천측 수위 정보를 수문운영장치로 제공하는 하천용 수위계(300)와;
관리 수위 정보가 저장되고, 배수 통문(200)마다 설치되어 저장된 관리 수위 정보와 하천용 수위계(300)가 제공하는 하천측 수위 정보를 이용해 배수 통문(200)의 개폐를 제어하는 수문운영장치(400);를 포함한다.
이상의 구성 및 작용을 지니는 본 발명에 따른 배수통관 수위계를 설치할 수 없는 도심 내 수문 운영시스템은,
배수통관에 수위계를 설치할 수 없는 도심지 내 수문(배수 통문)을 자율 제어할 수 있는 수문운영장치(400)를 구성함으로써, 관리 수위 정보와 하천용 수위계(300)가 제공하는 하천측 수위 정보를 이용해 배수 통문(200)의 개폐를 자율 제어하여 하천수가 제내지로 역류되지 않도록 선제적 초동 대응하여 국지성 집중호우로부터의 피해를 저감시키는 효과를 발휘하게 된다.
또한, 배수 통문(200)이 개방된 상태에서 중앙 관리 서버(500)로부터 다른 수문운영장치(400)의 고유식별 정보와 폐쇄 이벤트 정보를 획득하는 경우, 다른 수문운영장치(400)가 자신보다 상류에 위치한 수문운영장치이면, 개방된 배수 통문(200)을 폐쇄하도록 함으로써, 국지성 호우에 따른 선제적 초동 대응이 가능한 효과를 제공한다.
또한, 수문운영장치(400)는 배수 통문을 폐쇄시킨 상태에서 하천용 수위계(300)가 제공하는 하천측 수위 정보에 의해 하천 수위의 상승 속도가 허용치를 초과하는 경우, 자신의 수문운영장치 고유 식별정보와 하천 범람 이벤트 정보를 중앙 관리 서버(500)로 제공하여 중앙 관리 서버에서 하천 범람 이벤트에 따른 후속 조치를 취할 수 있도록 함으로써, 인명 피해 및 경제적 피해를 최소화시킬 수 있는 효과를 발휘하게 된다.
도 1은 본 발명의 실시예에 배수통관 수위계를 설치할 수 없는 도심 내 수문 운영시스템의 전체 구성도.
도 2는 본 발명의 실시예에 배수통관 수위계를 설치할 수 없는 도심 내 수문 운영시스템의 관리수위보다 하천 현재 수위가 낮을 경우에 배수통문을 개방한 상태를 나타낸 예시도.
도 3은 관리수위보다 하천 현재 수위가 높을 경우에 배수통문을 개방한 상태를 나타낸 예시도.
도 4는 본 발명의 실시예에 배수통관 수위계를 설치할 수 없는 도심 내 수문 운영시스템의 수문운영장치(400)와 중앙 관리 서버(500) 블록도.
도 5는 본 발명의 실시예에 배수통관 수위계를 설치할 수 없는 도심 내 수문 운영시스템에 의해 처리된 지형도 화면 예시도.
도 6은 본 발명의 실시예에 배수통관 수위계를 설치할 수 없는 도심 내 수문 운영시스템에 의해 처리된 하천 범람 예상시에 처리된 지형도 화면 예시도.
이하의 내용은 단지 본 발명의 원리를 예시한다. 그러므로 당업자는 비록 본 명세서에 명확히 설명되거나 도시되지 않았지만, 본 발명의 원리를 구현하고 본 발명의 개념과 범위에 포함된 다양한 장치를 발명할 수 있는 것이다.
또한, 본 명세서에 열거된 모든 조건부 용어 및 실시 예들은 원칙적으로, 본 발명의 개념이 이해되도록 하기 위한 목적으로만 명백히 의도되고, 이와 같이 특별히 열거된 실시 예들 및 상태들에 제한적이지 않는 것으로 이해되어야 한다.
본 발명을 설명함에 있어서 제1, 제2 등의 용어는 다양한 구성요소들을 설명하는데 사용될 수 있지만, 구성요소들은 용어들에 의해 한정되지 않을 수 있다.
예를 들어, 본 발명의 권리 범위를 벗어나지 않으면서 제1 구성요소는 제2 구성요소로 명명될 수 있고, 유사하게 제2 구성요소도 제1 구성요소로 명명될 수 있다.
어떤 구성요소가 다른 구성요소에 연결되어 있다거나 접속되어 있다고 언급되는 경우는, 그 다른 구성요소에 직접적으로 연결되어 있거나 또는 접속되어 있을 수도 있지만, 중간에 다른 구성요소가 존재할 수도 있다고 이해될 수 있다.
본 명세서에서 사용한 용어는 단지 특정한 실시예를 설명하기 위해 사용된 것으로, 본 발명을 한정하려는 의도가 아니며, 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함할 수 있다.
본 명세서에서, 포함하다 또는 구비하다 등의 용어는 명세서상에 기재된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것으로서, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해될 수 있다.
이하, 첨부된 도면을 바탕으로 본 발명에 의한 배수통관 수위계를 설치할 수 없는 도심 내 수문 운영시스템의 바람직한 실시예에 대해 설명한다.
도 1은 본 발명의 실시예에 배수통관 수위계를 설치할 수 없는 도심 내 수문 운영시스템의 전체 구성도이다.
도 1에 도시한 바와 같이, 본 발명인 배수통관 수위계를 설치할 수 없는 도심 내 수문 운영시스템은 배수 통관(100), 배수 통문(200), 하천용 수위계(300), 수문운영장치(400)를 기본적으로 포함하여 구성되게 된다.
즉, 본 발명인 배수통관 수위계를 설치할 수 없는 도심 내 수문 운영시스템은,
도심 내 지중에 매립 설치된 우수관(1)에 연결되어 우수관(1)으로부터 우수를 유입 받고, 유입된 우수가 하천으로 방류되도록 하천의 복수개소에 설치되는 배수 통관(100)과;
배수 통관(100)마다 설치되되, 배수 통관(100)의 하천(10)측에 설치되고, 우수의 하천 방류를 위해 수문운영장치의 제어에 따라 개폐 동작하는 수문인 배수 통문(200)과;
배수 통문(200)마다 설치되어 배수 통문(200)이 설치된 하천측 수위를 감지하고, 감지된 하천측 수위 정보를 수문운영장치로 제공하는 하천용 수위계(300)와;
관리 수위 정보가 저장되고, 배수 통문(200)마다 설치되어 저장된 관리 수위 정보와 하천용 수위계(300)가 제공하는 하천측 수위 정보를 이용해 배수 통문(200)의 개폐를 제어하는 수문운영장치(400);를 포함하게 된다.
구체적으로 설명하면, 도 1 내지 도 2에 도시한 바와 같이, 상기 배수 통관(100)은 도심 내 지중에 매립 설치된 우수관(1)에 연결되어 우수관(1)으로부터 우수를 유입받아, 유입된 우수가 하천으로 방류되도록 하천의 복수개소에 설치되게 된다. 즉, 하천의 상류부터 하류에 이르는 다수의 장소에 배수 통관(100)이 설치되는 것이다.
도 1 내지 도 2에 도시한 바와 같이, 상기 수문인 배수 통문(200)은 상기한 배수 통관(100)마다 설치되는데, 구체적으로는 배수 통관(100)의 하천(10)측에 설치되게 되며, 수문인 배수 통문은 배수 통관을 통과하는 우수의 하천 방류를 위해 수문운영장치의 제어에 따라 개폐 동작하는 것이다.
도 1 내지 도 2에 도시한 바와 같이, 상기 하천용 수위계(300)는 배수 통문(200)마다 설치되어 배수 통문(200)이 설치된 하천측 수위를 감지하게 된다.
즉, 실시간으로 일정 주기마다 하천측 수위를 감지하고, 감지된 하천측 수위 정보를 수문운영장치로 제공하는 것이다.
본 발명의 핵심 구성인 수문운영장치(400)는 관리 수위 정보가 저장되어 있으며, 배수 통문(200)마다 설치되게 된다.
따라서, 상기 저장된 관리 수위 정보와 하천용 수위계(300)가 제공하는 하천측 수위 정보를 이용해 배수 통문(200)의 개폐를 제어하는 기능을 수행하게 된다.
수문을 이용한 기존 하천의 재해관리시설물 관리시스템에서는 수문을 기준으로 내수위(제내지 수위)와 외수위(제외지 수위)를 비교하여 외수위가 내수위 보다 높으면 수문을 폐쇄하고, 반대로 외수위가 내수외보다 낮으면 수문을 개방하였는데, 이는 제내지에 수위를 측정할 수 있는 집수정이 설치된 경우에 가능한 것으로, 집수정 없이 배수 통관이 바로 하천에 연결되는 경우에는 내수위(제내지 수위)를 측정할 방법이 없어, 잘못된 수문 개방 시 제내지로의 하천수 역류가 발생하는 문제가 있다.
본 발명의 수문운영장치(400)는 집수정 없이 배수 통관이 직접 하천에 하천에 연결되어 제내지 수위를 측정할 수 없는 하천관리시설물에서 하천수의 수위가 높아짐에 따른 제내지로의 하천수 역류가 발생하지 않도록 하는 구성이다.
즉, 상기 수문운영장치(400)는 저장된 관리 수위 정보와 하천용 수위계(300)가 제공하는 하천측 수위 정보를 비교해, 하천측 수위가 관리 수위보다 낮은 경우는 배수 통문(200)을 개방하고, 하천측 수위가 관리 수위보다 높은 경우는 배수 통문(200)을 폐쇄하는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 관리 수위 정보는 기준면을 기준점으로 하는 배수 통관(100)의 하천측 최저 높이와 기준면을 기준점으로 하는 배수 통관(100)이 설치된 지점의 하천 바닥면 높이를 이용하여 산출되는 것을 특징으로 한다.
하기에서는 본 발명의 핵심적 구성인 수문운영장치(400)에 대하여 도면을 참조하여 구체적으로 설명하도록 한다.
도 4에 도시한 바와 같이, 본 발명인 수문운영장치(400)는,
기준면을 기준점으로 하는 배수 통관(100)의 하천측 최저 높이와 기준면을 기준점으로 하는 배수 통관(100)이 설치된 지점의 하천 바닥면 높이를 입력받는 정보 입력부(410)와,
정보 입력부(410)를 통해 입력된 기준면을 기준점으로 하는 배수 통관(100)의 하천측 최저 높이와 기준면을 기준점으로 하는 배수 통관(100)이 설치된 지점의 하천 바닥면 높이를 하기의 수학식에 대입해 관리 수위를 산출하는 관리수위 산출부(420)와,
정보 입력부(410)를 통해 입력된 기준면을 기준점으로 하는 배수 통관(100)의 하천측 최저 높이와 기준면을 기준점으로 하는 배수 통관(100)이 설치된 지점의 하천 바닥면 높이와 관리수위 산출부(220)가 산출한 관리 수위 정보가 저장되는 정보저장부(430)와,
저장된 관리 수위 정보와 하천용 수위계(300)가 제공하는 하천측 수위 정보를 비교해, 하천측 수위가 관리 수위보다 낮은 경우는 배수 통문(200)을 개방하고, 하천측 수위가 관리 수위보다 높은 경우는 배수 통문(200)을 폐쇄하는 통문개폐 자율조치부(440)를 포함하는 것을 특징으로 한다.
상기 정보 입력부(410)는 기준면을 기준점으로 하는 배수 통관(100)의 하천측 최저 높이와 기준면을 기준점으로 하는 배수 통관(100)이 설치된 지점의 하천 바닥면 높이를 입력받게 된다.
예를 들어, 기존에 설치된 배수 통관 또는 현재 설치되고 있는 배수 통관에 대해 기준면을 기준점으로 하는 배수 통관의 하천측 최저 높이를 계측하고, 기준면을 기준점으로 하는 배수 통관(100)이 설치된 지점의 하천 바닥면 높이를 계측하게 되는데, 계측된 정보들을 정보 입력부(410)에 입력하게 되는 것이다.
상기 기준면이 해수면일 수 있는데, 기준면이 해수면인 경우, 상기 배수 통관(100)의 하천측 최저 높이는 해수면을 기준으로 하는 해발 높이이고, 상기 배수 통관(100)이 설치된 지점의 하천 바닥면 높이는 해수면을 기준으로 하는 해발 높이인 것을 특징으로 한다.
상기 관리수위 산출부(420)는 정보 입력부(410)를 통해 입력된 기준면을 기준점으로 하는 배수 통관(100)의 하천측 최저 높이와 기준면을 기준점으로 하는 배수 통관(100)이 설치된 지점의 하천 바닥면 높이를 하기의 수학식에 대입해 관리 수위를 산출하는 기능을 수행하게 된다.
h = h1 - h2 (수학식)
(h : 관리 수위, h1 : 기준면을 기준점으로 하는 배수 통관(100)의 하천측 최저 높이, h2 : 기준면을 기준점으로 하는 배수 통관(100)이 설치된 지점의 하천 바닥면 높이)
도 2를 예를 들어 설명하면, 기준면을 기준점으로 하는 배수 통관(100)의 하천측 최저 높이(h1)가 10M이고, 기준면을 기준점으로 하는 배수 통관(100)이 설치된 지점의 하천 바닥면 높이(h2)가 3M일 경우에, 상기 수학식 'h = h1 - h2'에 대입하게 되면 관리 수위는 '7M'로 산출된다.
배수 통관은 하천의 상류부터 하류에 이르는 다수의 장소에 설치되는 구성이어서 배수 통관별로 산출되는 관리수위는 각기 다를 수 있다.
한편, 상기한 기준면은 관리자에 의해 설정될 수도 있으나, 바람직하게는 해수면을 기준면으로 이용할 수가 있다. 상술한 바와 같이 기준면이 해수면인 경우, 상기 배수 통관(100)의 하천측 최저 높이는 해수면을 기준으로 하는 해발 높이이고, 상기 배수 통관(100)이 설치된 지점의 하천 바닥면 높이는 해수면을 기준으로 하는 해발 높이인 것이다.
따라서, 기준면을 이용한 배수 통관(100)의 하천측 최저 높이(h1)와 배수 통관(100)이 설치된 지점의 하천 바닥면 높이(h2)를 이용하면 제내지측에 수위계를 설치할 수 없는 상황에서도, 배수 통관(100)에 대한 배수 통문의 개폐 제어가 가능해지는 것이다.
상기 정보저장부(430)에는 정보 입력부(410)를 통해 입력된 기준면을 기준점으로 하는 배수 통관(100)의 하천측 최저 높이와 기준면을 기준점으로 하는 배수 통관(100)이 설치된 지점의 하천 바닥면 높이와 관리수위 산출부(220)가 산출한 관리 수위 정보가 저장되는데, 상기 예시의 경우, 배수 통관(100)의 하천측 최저 높이(h1)는 10M, 배수 통관(100)이 설치된 지점의 하천 바닥면 높이(h2)는 3M, 관리 수위는 7M 라는 정보가 저장되게 된다.
상기 통문개폐 자율조치부(440)는 저장된 관리 수위 정보와 하천용 수위계(300)가 제공하는 하천측 수위 정보를 비교해, 하천측 수위가 관리 수위보다 낮은 경우는 배수 통문(200)을 개방하고, 하천측 수위가 관리 수위보다 높은 경우는 배수 통문(200)을 폐쇄하는 기능을 수행하게 된다.
도 2를 예를 들어 설명하면, 저장된 관리 수위가 7M이고, 하천용 수위계(300)가 제공하는 하천측 수위가 3M라면 배수 통문을 개방하게 된다. 만일, 도 3과 같이, 관리 수위가 7M일 경우에, 하천측 수위가 7.5M라면 배수 통문을 폐쇄하여 제내지로의 역류를 방지하게 되는 것이다.
또한, 상기 통문개폐 자율조치부(440)는 배수 통문(200)을 개방시킨 경우, 수문운영장치 고유식별 정보와 배수 통문(200)을 개방했다는 개방 이벤트 정보를 중앙 관리 서버(500)로 제공하고, 배수 통문(200)을 폐쇄시킨 경우, 수문운영장치 고유식별 정보와 배수 통문(200)을 폐쇄했다는 폐쇄 이벤트 정보를 중앙 관리 서버(500)로 제공한다.
예를 들어, #ID:1-RTU#water_gate_open_event#2021-02-13-09:01'이라는 수문운영장치 고유식별 정보와 개방 이벤트 정보를 중앙 관리 서버(500)로 제공하고, 배수 통문(200)을 폐쇄시킨 경우에는 #ID:1-RTU#water_gate_closed_event#2021-02-13-09:01'이라는 수문운영장치 고유식별 정보와 폐쇄 이벤트 정보를 중앙 관리 서버(500)로 제공하게 된다.
또한, 상기 통문개폐 자율조치부(440)는 배수 통문(200)이 개방된 상태에서 중앙 관리 서버(500)로부터 다른 수문운영장치(400)의 고유식별 정보와 폐쇄 이벤트 정보를 획득하는 경우, 다른 수문운영장치(400)가 자신보다 상류에 위치한 수문운영장치이면, 개방된 배수 통문(200)을 폐쇄하는 것을 특징으로 한다.
예를 들어, 수문운영장치#ID:11-RTU#water_gate_closed_event#2021-02-13-09:01'이라는 다른 수문운영장치의 고유식별 정보와 폐쇄 이벤트 정보를 획득하게 되면, 'ID:11-RTU'라는 다른 수문운영장치가 자신('ID:2-RTU')보다 상류에 위치한 수문운영장치인지를 판단하게 된다.
이때, 다른 수문운영장치가 자신보다 상류에 위치한 수문운영장치일 경우에는 개방된 배수 통문을 폐쇄하는 선제적 조치를 취하게 되는 것이다.
구체적으로, 획득된 다른 수문운영장치 고유식별 정보와 사전 저장된 수문운영장치 설치정보(수문운영장치 고유식별 정보와 설치 위치 정보가 매칭된 정보)를 이용해 획득된 고유식별 정보에 해당하는 다른 수문운영장치가 자신보다 상류에 위치한 수문운영장치인지를 판단하는 것이며, 상류에 위치한 수문운영장치일 경우에는 개방된 배수 통문을 폐쇄하는 선제적 조치를 취하게 되는 것이다.
예를 들어, 상류측에 국지성 호우가 발행하거나, 집중호우로 상류특에 있는 댐에서 물을 방류하는 경우, 시차를 두고 하류측에 있는 하천의 수위는 높아지게 되는데, 하류측 수위가 높아진 후에 배수 통문을 폐쇄하게 되면 일정양의 하천수가 배수 통문 폐쇄전에 역류할 가능성이 있어 상류측 수문운영장치가 배수 통문을 폐쇄했다는 정보를 중앙 관리 서버(500)로부터 획득하게 되면, 하류측에 있는 수문운영장치가 하천 수위가 높아지기 전에 미리 배수 통문을 폐쇄시켜 상류측에서 방류된 물에 의한 제내지 역류를 사전에 방지하게 되는 것이다.
한편, 부가적인 양태에 따라, 상기 통문개폐 자율조치부(440)는 배수 통문을 폐쇄시킨 상태에서 하천용 수위계(300)가 제공하는 하천측 수위 정보에 의해 하천 수위의 상승 속도가 허용치를 초과하는 경우, 수문운영장치 고유 식별정보와 하천 범람 이벤트 정보를 중앙 관리 서버(500)로 제공하는 것을 특징으로 한다.
예를 들어, 하천 수위의 상승 속도 허용치가 20cm/분이고, 하천측 수위계(300)에서 제공된 하천 수위의 상승 속도가 30cm/분일 경우에는 하천 수위 상승 속도 허용치를 초과하기 때문에 'auto event_ID:1-rtu #number-1 water gate #Rate of rising water level 30#2021-02-11-11:00' 라는 수문운영장치 고유 식별정보와 하천 범람 이벤트 정보를 중앙 관리 서버(500)로 제공하게 된다.
이때, 부가적인 양태에 따라, 본 발명인 배수통관 수위계를 설치할 수 없는 도심 내 수문 운영시스템은 어느 한 배수 통문(200)에 설치된 수문운영장치(400)가 고유식별 정보와 폐쇄 이벤트 정보를 제공하면, 제공받은 고유식별 정보와 폐쇄 이벤트 정보를 나머지 배수 통문(200)에 설치된 수문운영장치(400)로 제공하는 중앙 관리 서버(500);를 더 포함하여 구성하게 된다.
이는 특정 배수 통문(200)에 설치된 수문운영장치가 폐쇄 이벤트 정보를 제공하였다는 것은 특정 배수 통문(200)에 설치된 수문운영장치가 설치된 지점의 하천 수위가 관리 수위를 초과하였음을 의미하기 때문에 중앙 관리 서버(500)는 후속 조치를 취하기 위하여 제공받은 고유식별 정보와 폐쇄 이벤트 정보를 나머지 배수 통문(200)에 설치된 수문운영장치(400)로 제공하는 것이다.
상기와 같은 기능을 수행하기 위하여, 도 4에 도시한 바와 같이, 중앙 관리 서버(500)는,
수문운영장치(400)들이 고유식별 정보, 개방 이벤트 정보, 폐쇄 이벤트 정보를 제공하면, 제공된 고유식별 정보, 개방 이벤트 정보, 폐쇄 이벤트 정보를 이용해 배수 통문(200)들의 개폐 여부를 지형도 기반의 화면에 표시하는 이벤트 정보 처리부(510)와,
어느 한 배수 통문(200)에 설치된 수문운영장치(400)가 고유식별 정보와 폐쇄 이벤트 정보를 제공하면, 제공받은 고유식별 정보와 폐쇄 이벤트 정보를 나머지 배수 통문(200)에 설치된 수문운영장치(400)로 제공하는 이벤트 정보 제공부(520)를 포함하는 것을 특징으로 한다.
구체적으로 도 5에 도시한 바와 같이, 이벤트 정보 처리부(510)는 수문운영장치(400)들이 고유식별 정보, 개방 이벤트 정보, 폐쇄 이벤트 정보를 제공하면, 제공된 고유식별 정보, 개방 이벤트 정보, 폐쇄 이벤트 정보를 이용해 배수 통문(200)들의 개폐 여부를 지형도 기반의 화면에 표시하게 된다.
예를 들어, 'auto event_ID:1-rtu #number-1 water gate#closed#2021-02-11-09:00'라는 고유식별 정보와 폐쇄 이벤트 정보를 제공하면, 고유 식별정보인 ID:1을 추출하고, 고유 식별정보 ID:1 인 수문운영장치가 설치된 위치 A를 사전 저장된 수문운영장치 설치정보(수문운영장치 고유식별 정보와 설치 위치 정보가 매칭된 정보)를 이용해 파악하고, 파악된 위치 A와 폐쇄 이벤트 정보를 도 5에 도시한 바와 같이, 지형도 기반의 화면에 표시하게 된다.
또한, 'auto event_ID:1-rtu #number-1 water gate#open#2021-02-11-09:00'라는 고유식별 정보와 개방 이벤트 정보를 제공하면, 고유 식별정보인 ID:1을 추출하고, 고유 식별정보 ID:1 인 수문운영장치가 설치된 위치 A를 사전 저장된 수문운영장치 설치정보(수문운영장치 고유식별 정보와 설치 위치 정보가 매칭된 정보)를 이용해 파악하고, 파악된 위치 A와 개방 이벤트 정보를 도 5에 도시한 바와 같이, 지형도 기반의 화면에 표시하게 된다.
상기 이벤트 정보 제공부(520)는 어느 한 배수 통문(200)에 설치된 수문운영장치(400)가 고유식별 정보와 폐쇄 이벤트 정보를 제공하면, 제공받은 고유식별 정보와 폐쇄 이벤트 정보를 나머지 배수 통문(200)에 설치된 수문운영장치(400)로 제공하게 되는데, 예를 들어, 'auto event_ID:1-rtu #number-1 water gate#closed#2021-02-11-09:00'라는 고유식별 정보와 폐쇄 이벤트 정보를 'ID:2-rtu', 'ID:3-rtu' 등에 제공하게 된다.
그리고, 부가적인 양태에 따라, 상기 중앙 관리 서버(500)는 수문운영장치(400)들이 고유식별 정보, 하천 범람 이벤트 정보를 제공하면, 제공된 고유식별 정보와 사전 저장된 수문운영장치 설치정보보(수문운영장치 고유식별 정보와 설치 위치 정보가 매칭된 정보)를 이용하여 하천 범람이 예상되는 하천 위치를 파악하고, 파악된 하천 범람이 예상되는 하천 위치를 지형도 기반의 화면에 표시하고, 하천 범람이 예상되는 하천을 관리하는 관리기관의 관리자 단말기(600)로 발송 처리하고, 하천 범람이 예상되는 하천이 위치한 관할 지자체의 행정정보 알림수단(700)으로 범람 위험 알림 메시지를 전송하여 해당 주민들이 하천 범람 시 대처할 수 있도록 하는 하천범람이벤트처리부(530)를 더 포함하는 것을 특징으로 한다.
도 6에 도시한 바와 같이, 상기 하천범람이벤트처리부(530)는 수문운영장치(400)들이 고유식별 정보, 하천 범람 이벤트 정보를 제공하면, 제공된 고유식별 정보와 사전 저장된 수문운영장치 설치정보를 이용하여 하천 범람이 예상되는 하천 위치를 파악하고, 파악된 하천 범람이 예상되는 하천 위치를 지형도 기반의 화면에 표시하게 된다.
에를 들어, 어느 한 수문운영장치(400)가 'auto event_ID:1-rtu #number-1 water gate#closed#Rate of rising water level 30#2021-02-11-09:00'라는 고유식별 정보와 하천 범람 이벤트 정보를 제공하면, 어느 한 수문운영장치(400)가 설치된 위치 A를 사전 저장된 수문운영장치 설치정보(수문운영장치 고유식별 정보와 설치 위치 정보가 매칭된 정보)를 이용해 파악하고, 파악된 하천 범람이 예상되는 하천 위치를 A를 도 6에 도시한 바와 같이, 지형도 기반의 화면에 표시하게 된다.
또한, 하천 범람이 예상되는 하천을 관리하는 관리기관의 관리자 단말기(600)로 발송 처리하게 된다.
예를 들어, A 하천에 하천 범람이 예상되는 경우 ' A 하천에 설치된 1번 배수통문을 폐쇄하는 조치를 취하였으며, 1번 배수통문 주변으로 하천 범람이 예상됩니다.'라는 문자메세지를 생성하여 해당 하천을 관리하는 관리기관의 관리자단말기(600)인 '010-1234-****'로 생성된 문자메세지를 발송 처리하게 되는 것이다.
또한, 하천 범람이 예상되는 하천이 위치한 관할 지자체의 행정정보 알림수단(700)으로 범람 위험 알림 메시지를 전송하여 해당 주민들이 하천 범람 시 대처할 수 있도록 하게 된다.
예를 들어, A 하천에 하천 범람이 예상되는 경우 'A 하천 범람이 예상되므로 이에 따른 주민들의 대피를 유도하시기 바랍니다.'라는 알림 메세지를 하천 범람이 예상되는 하천이 위치한 관할 지자체의 행정정보 알림수단(700)으로 전송하게 되는 것이다.
이상에서는 본 발명의 바람직한 실시예에 대하여 도시하고 설명하였지만, 본 발명은 상술한 특정의 실시 예에 한정되지 아니하며, 청구범위에서 청구하는 본 발명의 요지를 벗어남이 없이 당해 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 다양한 변형 실시가 가능한 것은 물론이고, 이러한 변형 실시들은 본 발명의 기술적 사상이나 전망으로부터 개별적으로 이해되어서는 안될 것이다.
100 : 배수 통관
200 : 배수 통문
300 : 하천용 수위계
400 : 수문운영장치
500 : 중앙 관리 서버
600 : 관리기관의 관리자 단말기
700 : 관할 지자체의 행정정보 알림수단

Claims (10)

  1. 배수통관 수위계를 설치할 수 없는 도심 내 수문 운영시스템에 있어서,
    도심 내 지중에 매립 설치된 우수관(1)에 연결되어 우수관(1)으로부터 우수를 유입 받고, 유입된 우수가 하천으로 방류되도록 하천의 복수개소에 설치되는 배수 통관(100)과;
    배수 통관(100)마다 설치되되, 배수 통관(100)의 하천(10)측에 설치되고, 우수의 하천 방류를 위해 수문운영장치의 제어에 따라 개폐 동작하는 수문인 배수 통문(200)과;
    배수 통문(200)마다 설치되어 배수 통문(200)이 설치된 하천측 수위를 감지하고, 감지된 하천측 수위 정보를 수문운영장치로 제공하는 하천용 수위계(300)와;
    관리 수위 정보가 저장되고, 배수 통문(200)마다 설치되어 저장된 관리 수위 정보와 하천용 수위계(300)가 제공하는 하천측 수위 정보를 이용해 배수 통문(200)의 개폐를 제어하는 수문운영장치(400);를 포함하되,

    상기 수문운영장치(400)는,
    기준면을 기준점으로 하는 배수 통관(100)의 하천측 최저 높이와 기준면을 기준점으로 하는 배수 통관(100)이 설치된 지점의 하천 바닥면 높이를 입력받는 정보 입력부(410)와,
    정보 입력부(410)를 통해 입력된 기준면을 기준점으로 하는 배수 통관(100)의 하천측 최저 높이와 기준면을 기준점으로 하는 배수 통관(100)이 설치된 지점의 하천 바닥면 높이를 하기의 수학식에 대입해 관리 수위를 산출하는 관리수위 산출부(420)와,
    정보 입력부(410)를 통해 입력된 기준면을 기준점으로 하는 배수 통관(100)의 하천측 최저 높이와 기준면을 기준점으로 하는 배수 통관(100)이 설치된 지점의 하천 바닥면 높이와 관리수위 산출부(220)가 산출한 관리 수위 정보가 저장되는 정보저장부(430)와,
    저장된 관리 수위 정보와 하천용 수위계(300)가 제공하는 하천측 수위 정보를 비교해, 하천측 수위가 관리 수위보다 낮은 경우는 배수 통문(200)을 개방하고, 하천측 수위가 관리 수위보다 높은 경우는 배수 통문(200)을 폐쇄하는 통문개폐 자율조치부(440)를 포함하는 것을 특징으로 하는 배수통관 수위계를 설치할 수 없는 도심 내 수문 운영시스템.
    h = h1 - h2 (수학식)
    (h : 관리 수위, h1 : 기준면을 기준점으로 하는 배수 통관(100)의 하천측 최저 높이, h2 : 기준면을 기준점으로 하는 배수 통관(100)이 설치된 지점의 하천 바닥면 높이)
  2. 삭제
  3. 삭제
  4. 제 1항에 있어서,
    상기 기준면이 해수면인 경우,
    상기 배수 통관(100)의 하천측 최저 높이는 해수면을 기준으로 하는 해발 높이이고, 상기 배수 통관(100)이 설치된 지점의 하천 바닥면 높이는 해수면을 기준으로 하는 해발 높이인 것을 특징으로 하는 배수통관 수위계를 설치할 수 없는 도심 내 수문 운영시스템.
  5. 제 1항에 있어서,
    상기 통문개폐 자율조치부(440)는,
    배수 통문(200)을 개방시킨 경우, 수문운영장치 고유식별 정보와 배수 통문(200)을 개방했다는 개방 이벤트 정보를 중앙 관리 서버(500)로 제공하고,
    배수 통문(200)을 폐쇄시킨 경우, 수문운영장치 고유식별 정보와 배수 통문(200)을 폐쇄했다는 폐쇄 이벤트 정보를 중앙 관리 서버(500)로 제공하며,
    배수 통문(200)이 개방된 상태에서 중앙 관리 서버(500)로부터 다른 수문운영장치(400)의 고유식별 정보와 폐쇄 이벤트 정보를 획득하는 경우, 다른 수문운영장치(400)가 자신보다 상류에 위치한 수문운영장치이면, 개방된 배수 통문(200)을 폐쇄하는 것을 특징으로 하는 배수통관 수위계를 설치할 수 없는 도심 내 수문 운영시스템.
  6. 제 5항에 있어서,
    상기 통문개폐 자율조치부(440)는,
    획득된 수문운영장치 고유식별 정보와 사전 저장된 수문운영장치 설치정보를 이용해 획득된 고유식별 정보에 해당하는 수문운영장치가 자신보다 상류에 위치한 수문운영장치인지를 판단하는 것을 특징으로 하는 배수통관 수위계를 설치할 수 없는 도심 내 수문 운영시스템.
  7. 제 1항에 있어서,
    상기 통문개폐 자율조치부(440)는,
    배수 통문을 폐쇄시킨 상태에서 하천용 수위계(300)가 제공하는 하천측 수위 정보에 의해 하천 수위의 상승 속도가 허용치를 초과하는 경우, 수문운영장치 고유 식별정보와 하천 범람 이벤트 정보를 중앙 관리 서버(500)로 제공하는 것을 특징으로 하는 배수통관 수위계를 설치할 수 없는 도심 내 수문 운영시스템.
  8. 제 1항에 있어서,
    어느 한 배수 통문(200)에 설치된 수문운영장치(400)가 고유식별 정보와 폐쇄 이벤트 정보를 제공하면, 제공받은 고유식별 정보와 폐쇄 이벤트 정보를 나머지 배수 통문(200)에 설치된 수문운영장치(400)로 제공하는 중앙 관리 서버(500);를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 배수통관 수위계를 설치할 수 없는 도심 내 수문 운영시스템.
  9. 제 8항에 있어서,
    상기 중앙 관리 서버(500)는,
    수문운영장치(400)들이 고유식별 정보, 개방 이벤트 정보, 폐쇄 이벤트 정보를 제공하면, 제공된 고유식별 정보, 개방 이벤트 정보, 폐쇄 이벤트 정보를 이용해 배수 통문(200)들의 개폐 여부를 지형도 기반의 화면에 표시하는 이벤트 정보 처리부(510)와,
    어느 한 배수 통문(200)에 설치된 수문운영장치(400)가 고유식별 정보와 폐쇄 이벤트 정보를 제공하면, 제공받은 고유식별 정보와 폐쇄 이벤트 정보를 나머지 배수 통문(200)에 설치된 수문운영장치(400)로 제공하는 이벤트 정보 제공부(520)를 포함하는 것을 특징으로 하는 배수통관 수위계를 설치할 수 없는 도심 내 수문 운영시스템.
  10. 제 9항에 있어서,
    상기 중앙 관리 서버(500)는,
    수문운영장치(400)들이 고유식별 정보, 하천 범람 이벤트 정보를 제공하면, 제공된 고유식별 정보와 사전 저장된 수문운영장치 설치정보를 이용하여 하천 범람이 예상되는 하천 위치를 파악하고, 파악된 하천 범람이 예상되는 하천 위치를 지형도 기반의 화면에 표시하고,
    하천 범람이 예상되는 하천을 관리하는 관리기관의 관리자 단말기(600)로 발송 처리하고,
    하천 범람이 예상되는 하천이 위치한 관할 지자체의 행정정보 알림수단(700)으로 범람 위험 알림 메시지를 전송하여 해당 주민들이 하천 범람 시 대처할 수 있도록 하는 하천범람이벤트처리부(530)를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 배수통관 수위계를 설치할 수 없는 도심 내 수문 운영시스템.
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