KR102321078B1

KR102321078B1 - 모바일 기반 조사장비를 이용한 건축물 안전진단 서비스 제공 시스템

Info

Publication number: KR102321078B1
Application number: KR1020210009718A
Authority: KR
Inventors: 정현호
Original assignee: 정현호
Priority date: 2021-01-22
Filing date: 2021-01-22
Publication date: 2021-11-03

Abstract

모바일 기반 조사장비를 이용한 건축물 안전진단 서비스 제공 시스템이 제공되며, 적어도 하나의 종류의 유무선 네트워크에 연결되어 측정된 측정 데이터를 적어도 하나의 종류의 유무선 네트워크를 통하여 출력하는 적어도 하나의 종류의 조사장비, 적어도 하나의 종류의 조사장비와 적어도 하나의 종류의 유무선 네트워크와 연결되고, 적어도 하나의 종류의 조사장비로 측정할 객체를 선택하고, 측정 데이터를 입력으로 하고 적어도 하나의 종류의 조사장비 및 객체에 기 매핑되어 저장된 계산식을 선택하여 각 객체의 조사 데이터를 출력하는 안전진단 단말 및 적어도 하나의 종류의 조사장비와, 적어도 하나의 종류의 조사장비로 측정할 객체와, 적어도 하나의 종류의 조사장비에서 출력된 측정 데이터를 입력할 적어도 하나의 종류의 계산식을 매핑하여 저장하는 저장부, 적어도 하나의 종류의 조사장비와 안전진단 단말을 유무선 네트워크로 연동되도록 연결하는 연결부, 적어도 하나의 종류의 조사장비로 측정할 객체가 사용자 단말에서 선택되고 측정 데이터가 사용자 단말로 입력되는 경우, 사용자 단말로 각 객체의 조사 데이터를 출력하도록 하는 출력부를 포함하는 안전진단 서비스 제공 서버를 포함한다.

Description

모바일 기반 조사장비를 이용한 건축물 안전진단 서비스 제공 시스템{SYSTEM FOR PROVIDING MOBILE BASED SAFTY INSPECTION SERVICE USING INSPECT DEVICES}

본 발명은 모바일 기반 조사장비를 이용한 건축물 안전진단 서비스 제공 시스템에 관한 것으로, IoT 기반으로 모바일과 조사장비를 연동하여 조사장비로부터 측정된 측정 데이터를 화면에 표시하고 측정 데이터를 입력으로 계산한 결과를 실시간으로 보여줄 수 있는 플랫폼을 제공한다.

건축물안전관리는 시설물 안전관리에 관한 특별법에 따라 유지관리를 위해서 시설물의 효용을 높이고 안전을 확보하여 국민의 복리증진을 목적으로 함에 있다. 건축물안전진단 프로세스를 살펴보면, 먼저 현장답사를 실시한 후에 현장조사 전 설계도서 및 관련 자료를 사전에 검토한다. 현장조사는 안전점검과 정밀안전진단으로 구분되는데, 안전점검은 경험과 기술을 갖춘 자가 육안이나 점검기구 등으로 검사하여 건축물의 위험요인을 조사하는 것으로 정기점검, 정밀점검 및 긴급점검으로 나뉜다. 건축물안전진단의 평가항목은 크게 내구성과 내하력으로 나뉜다. 내구성은 외관조사, 재료품질시험, 지반조사가 있으며, 내하력 조사는 구조안전성으로 구분된다. 건축물안전진단의 조사항목은 총 15 개의 항목이 있으며, 육안검사와 기계장치를 이용한 외관조사, 지질 및 지반조사, 부재에 대한 재료시험으로 구분된다.

이때, 건축물을 안전진단하기 위한 모바일 기반 애플리케이션이 연구 및 개발되었는데, 한국공개특허 제2017-0034979호(2017년03월30일 공개)에는, 점검 건축물의 폴더에 CAD 기반의 도면을 JPG로 변환 시킨 후 애플리케이션에 접속하고 대상 건축물을 선택한 후 층을선택하고 점검대상의 부재 및 결함을 선택하고, 결함부위의 사진을 촬영하여 도면에 결함을 체크하는 외관 조사 기능과, 대상 건축물을 선택한 후 점검대상 층과 결함을 추가선택하고, 재료 시험결과 값을 입력후 추정 강도를 측정하는 시험 및 측정 값을 입력하고, 사진 촬영 및 도면에 결함을 체크하는 기능과, 평가 대상 층을 선택하는 평가 메뉴를 선택하고, 평가 메뉴 선택 후, 선택된 평가 대상 층 부재의 균열, 박리, 누수 등을 순차적으로 평가하는 외관 조사를 평가하고, 평가 대상 층 부재의 반발경도, 콘크리트 탄산화, 철근 부식의 평가를 행하는 시험 측정 평가 후, 평가 대상 층의 부재 단위별로 평가하여, 부재 등급을 평가하는 부재 평가를 수행하고, 외관 조사 평가와 시험측정 평가의 평가된 값을 종합하여 층 별로 평가를 실시하는 층 별 평가를 행하고, 각 층별 등급을 종합하여 평가 후, 최종상태 평가 점수를 산정하는 전체 상태 평가를 하는 상태평가, 안전성평가, 종합평가 기능과, 안전점검 보고서 작성을 지원하는 기능을 포함하는 구성이 개시되어 있다.

다만, 일반적으로 현장점검 시 1 인 또는 한 업체의 주도 하에 여러 가지의 검사를 수행하기 때문에 신뢰성과 객관성 확보가 어렵고, 조사 시 실제 다량의 장비를 소지해야 하며 많은 검사항목에 따른 시간, 비용, 노력이 필요하다. 현장조사와 시험한 결과를 보고서 작성 시 별도로 데이터 입력을 거치게 되는데, 검사 후 데이터가 부족한 경우에는 별도의 재검사가 필요하여 안전진단을 위한 조사와 측정 작업이 반복적으로 발생한다. 따라서 사소한 조사항목에 대해서는 평가를 실시하지 않아 외관조사망도와 보고서 작성이 제대로 이루어지지 못해 안전진단 평가 결과에 대한 적정성에 문제가 많은 실정이다. 이처럼 외관조사와 육안조사 시 신뢰성을 높일 수 있는 측정방법과 조사기술의 대책이 필요하다.

본 발명의 일 실시예는, IoT(Internet of Things) 기반으로 적어도 하나의 종류의 조사장비로부터 출력된 측정 데이터를 수집하여 안전점검 단말에 표시할 때, 각 객체의 위치에 대응하는 측정 데이터를 화면 상에 그대로 행렬로 표시하여 출력해주기 때문에 직관적으로 어느 부위의 값이 어떻게 나왔는지를 알 수 있도록 하고, 측정 데이터를 입력으로 하는 적어도 하나의 종류의 계산식의 결과값을 보여주고, 기 설정된 오차범위 외의 값들은 오류 또는 이상치로 분류하여 해당 부위를 다시 측정하도록 하거나 캘리브레이션을 줄 수 있으며, 제3종 시설물에 대한 안전평가점수도 안전점검자가 일일이 계산하는 것이 아니라, 측정 데이터만 입력하면 자동으로 계산되도록 함으로써, 보고서에 오류가 발생하거나 사람이 일일이 수동으로 계산하는 일이 없도록 할 수 있는, 모바일 기반 조사장비를 이용한 건축물 안전진단 서비스 제공 방법을 제공할 수 있다. 다만, 본 실시예가 이루고자 하는 기술적 과제는 상기된 바와 같은 기술적 과제로 한정되지 않으며, 또 다른 기술적 과제들이 존재할 수 있다.

상술한 기술적 과제를 달성하기 위한 기술적 수단으로서, 본 발명의 일 실시예는, 적어도 하나의 종류의 유무선 네트워크에 연결되어 측정된 측정 데이터를 적어도 하나의 종류의 유무선 네트워크를 통하여 출력하는 적어도 하나의 종류의 조사장비, 적어도 하나의 종류의 조사장비와 적어도 하나의 종류의 유무선 네트워크와 연결되고, 적어도 하나의 종류의 조사장비로 측정할 객체를 선택하고, 측정 데이터를 입력으로 하고 적어도 하나의 종류의 조사장비 및 객체에 기 매핑되어 저장된 계산식을 선택하여 각 객체의 조사 데이터를 출력하는 안전진단 단말 및 적어도 하나의 종류의 조사장비와, 적어도 하나의 종류의 조사장비로 측정할 객체와, 적어도 하나의 종류의 조사장비에서 출력된 측정 데이터를 입력할 적어도 하나의 종류의 계산식을 매핑하여 저장하는 저장부, 적어도 하나의 종류의 조사장비와 안전진단 단말을 유무선 네트워크로 연동되도록 연결하는 연결부, 적어도 하나의 종류의 조사장비로 측정할 객체가 사용자 단말에서 선택되고 측정 데이터가 사용자 단말로 입력되는 경우, 사용자 단말로 각 객체의 조사 데이터를 출력하도록 하는 출력부를 포함하는 안전진단 서비스 제공 서버를 포함한다.

전술한 본 발명의 과제 해결 수단 중 어느 하나에 의하면, IoT(Internet of Things) 기반으로 적어도 하나의 종류의 조사장비로부터 출력된 측정 데이터를 수집하여 안전점검 단말에 표시할 때, 각 객체의 위치에 대응하는 측정 데이터를 화면 상에 그대로 행렬로 표시하여 출력해주기 때문에 직관적으로 어느 부위의 값이 어떻게 나왔는지를 알 수 있도록 하고, 측정 데이터를 입력으로 하는 적어도 하나의 종류의 계산식의 결과값을 보여주고, 기 설정된 오차범위 외의 값들은 오류 또는 이상치로 분류하여 해당 부위를 다시 측정하도록 하거나 캘리브레이션을 줄 수 있으며, 제3종 시설물에 대한 안전평가점수도 안전점검자가 일일이 계산하는 것이 아니라, 측정 데이터만 입력하면 자동으로 계산되도록 함으로써, 보고서에 오류가 발생하거나 사람이 일일이 수동으로 계산하는 일이 없도록 할 수 있다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 모바일 기반 조사장비를 이용한 건축물 안전진단 서비스 제공 시스템을 설명하기 위한 도면이다.
도 2는 도 1의 시스템에 포함된 안전진단 서비스 제공 서버를 설명하기 위한 블록 구성도이다.
도 3 내지 도 15는 본 발명의 일 실시예에 따른 모바일 기반 조사장비를 이용한 건축물 안전진단 서비스가 구현된 일 실시예를 설명하기 위한 도면이다.
도 16은 본 발명의 일 실시예에 따른 모바일 기반 조사장비를 이용한 건축물 안전진단 서비스 제공 방법을 설명하기 위한 동작 흐름도이다.

아래에서는 첨부한 도면을 참조하여 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 본 발명의 실시예를 상세히 설명한다. 그러나 본 발명은 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며 여기에서 설명하는 실시예에 한정되지 않는다. 그리고 도면에서 본 발명을 명확하게 설명하기 위해서 설명과 관계없는 부분은 생략하였으며, 명세서 전체를 통하여 유사한 부분에 대해서는 유사한 도면 부호를 붙였다.

명세서 전체에서, 어떤 부분이 다른 부분과 "연결"되어 있다고 할 때, 이는 "직접적으로 연결"되어 있는 경우뿐 아니라, 그 중간에 다른 소자를 사이에 두고 "전기적으로 연결"되어 있는 경우도 포함한다. 또한 어떤 부분이 어떤 구성요소를 "포함"한다고 할 때, 이는 특별히 반대되는 기재가 없는 한 다른 구성요소를 제외하는 것이 아니라 다른 구성요소를 더 포함할 수 있는 것을 의미하며, 하나 또는 그 이상의 다른 특징이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부분품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.

명세서 전체에서 사용되는 정도의 용어 "약", "실질적으로" 등은 언급된 의미에 고유한 제조 및 물질 허용오차가 제시될 때 그 수치에서 또는 그 수치에 근접한 의미로 사용되고, 본 발명의 이해를 돕기 위해 정확하거나 절대적인 수치가 언급된 개시 내용을 비양심적인 침해자가 부당하게 이용하는 것을 방지하기 위해 사용된다. 본 발명의 명세서 전체에서 사용되는 정도의 용어 "~(하는) 단계" 또는 "~의 단계"는 "~ 를 위한 단계"를 의미하지 않는다.

본 명세서에 있어서 '부(部)'란, 하드웨어에 의해 실현되는 유닛(unit), 소프트웨어에 의해 실현되는 유닛, 양방을 이용하여 실현되는 유닛을 포함한다. 또한, 1 개의 유닛이 2 개 이상의 하드웨어를 이용하여 실현되어도 되고, 2 개 이상의 유닛이 1 개의 하드웨어에 의해 실현되어도 된다. 한편, '~부'는 소프트웨어 또는 하드웨어에 한정되는 의미는 아니며, '~부'는 어드레싱 할 수 있는 저장 매체에 있도록 구성될 수도 있고 하나 또는 그 이상의 프로세서들을 재생시키도록 구성될 수도 있다. 따라서, 일 예로서 '~부'는 소프트웨어 구성요소들, 객체 지향 소프트웨어 구성요소들, 클래스 구성요소들 및 태스크 구성요소들과 같은 구성요소들과, 프로세스들, 함수들, 속성들, 프로시저들, 서브루틴들, 프로그램 코드의 세그먼트들, 드라이버들, 펌웨어, 마이크로코드, 회로, 데이터, 데이터베이스, 데이터 구조들, 테이블들, 어레이들 및 변수들을 포함한다. 구성요소들과 '~부'들 안에서 제공되는 기능은 더 작은 수의 구성요소들 및 '~부'들로 결합되거나 추가적인 구성요소들과 '~부'들로 더 분리될 수 있다. 뿐만 아니라, 구성요소들 및 '~부'들은 디바이스 또는 보안 멀티미디어카드 내의 하나 또는 그 이상의 CPU들을 재생시키도록 구현될 수도 있다.

본 명세서에 있어서 단말, 장치 또는 디바이스가 수행하는 것으로 기술된 동작이나 기능 중 일부는 해당 단말, 장치 또는 디바이스와 연결된 서버에서 대신 수행될 수도 있다. 이와 마찬가지로, 서버가 수행하는 것으로 기술된 동작이나 기능 중 일부도 해당 서버와 연결된 단말, 장치 또는 디바이스에서 수행될 수도 있다.

본 명세서에서 있어서, 단말과 매핑(Mapping) 또는 매칭(Matching)으로 기술된 동작이나 기능 중 일부는, 단말의 식별 정보(Identifying Data)인 단말기의 고유번호나 개인의 식별정보를 매핑 또는 매칭한다는 의미로 해석될 수 있다.

이하 첨부된 도면을 참고하여 본 발명을 상세히 설명하기로 한다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 모바일 기반 조사장비를 이용한 건축물 안전진단 서비스 제공 시스템을 설명하기 위한 도면이다. 도 1을 참조하면, 모바일 기반 조사장비를 이용한 건축물 안전진단 서비스 제공 시스템(1)은, 적어도 하나의 안전진단 단말(100), 안전진단 서비스 제공 서버(300) 및 적어도 하나의 조사장비(400)를 포함할 수 있다. 다만, 이러한 도 1의 모바일 기반 조사장비를 이용한 건축물 안전진단 서비스 제공 시스템(1)은, 본 발명의 일 실시예에 불과하므로, 도 1을 통하여 본 발명이 한정 해석되는 것은 아니다.

이때, 도 1의 각 구성요소들은 일반적으로 네트워크(Network, 200)를 통해 연결된다. 예를 들어, 도 1에 도시된 바와 같이, 적어도 하나의 안전진단 단말(100)은 네트워크(200)를 통하여 안전진단 서비스 제공 서버(300)와 연결될 수 있다. 그리고, 안전진단 서비스 제공 서버(300)는, 네트워크(200)를 통하여 적어도 하나의 안전진단 단말(100), 적어도 하나의 조사장비(400)와 연결될 수 있다. 또한, 적어도 하나의 조사장비(400)는, 네트워크(200)를 통하여 안전진단 서비스 제공 서버(300) 및 안전진단 단말(100)과 연결될 수 있다.

여기서, 네트워크는, 복수의 단말 및 서버들과 같은 각각의 노드 상호 간에 정보 교환이 가능한 연결 구조를 의미하는 것으로, 이러한 네트워크의 일 예에는 근거리 통신망(LAN: Local Area Network), 광역 통신망(WAN: Wide Area Network), 인터넷(WWW: World Wide Web), 유무선 데이터 통신망, 전화망, 유무선 텔레비전 통신망 등을 포함한다. 무선 데이터 통신망의 일례에는 3G, 4G, 5G, 3GPP(3rd Generation Partnership Project), 5GPP(5th Generation Partnership Project), LTE(Long Term Evolution), WIMAX(World Interoperability for Microwave Access), 와이파이(Wi-Fi), 인터넷(Internet), LAN(Local Area Network), Wireless LAN(Wireless Local Area Network), WAN(Wide Area Network), PAN(Personal Area Network), RF(Radio Frequency), 블루투스(Bluetooth) 네트워크, NFC(Near-Field Communication) 네트워크, 위성 방송 네트워크, 아날로그 방송 네트워크, DMB(Digital Multimedia Broadcasting) 네트워크 등이 포함되나 이에 한정되지는 않는다.

하기에서, 적어도 하나의 라는 용어는 단수 및 복수를 포함하는 용어로 정의되고, 적어도 하나의 라는 용어가 존재하지 않더라도 각 구성요소가 단수 또는 복수로 존재할 수 있고, 단수 또는 복수를 의미할 수 있음은 자명하다 할 것이다. 또한, 각 구성요소가 단수 또는 복수로 구비되는 것은, 실시예에 따라 변경가능하다 할 것이다.

적어도 하나의 안전진단 단말(100)은, 모바일 기반 조사장비를 이용한 건축물 안전진단 서비스 관련 웹 페이지, 앱 페이지, 프로그램 또는 애플리케이션을 이용하여 적어도 하나의 조사장비(400)로부터 측정된 측정 데이터를 각 측정위치별로 구비된 아이콘 상에 출력하고, 측정 데이터를 입력으로 적어도 하나의 종류의 계산식을 통하여 산출된 조사 데이터를 출력하는 단말일 수 있다. 이때, 측정 데이터는 예를 들어 콘크리트 강도 조사의 경우, 콘크리트 강도 조사장비를 이용하여 벽체를 기 설정된 간격으로 타격하게 되는데, 이때, 타격각도(벽체와 조사장비가 이루는 각도), 반발도(측정 데이터)를 입력하는 경우, 콘크리트 강도(MPa)가 산출되며, 측정 데이터는 반발도이다. 안전진단자는 결과적으로 타격만 하고 그 값은 조사장비(400)에서 안전진단 단말(100)에서 출력되게 되므로, 조사장비(400)에서 나온 값을 일일이 손가락을 이용하여 수동으로 입력하지 않아도 되고, 계산식도 미리 저장되어 있으므로 결과값(e.g., 콘크리트 강도)도 바로 현장에서 출력할 수 있으며, 만약 오차범위를 넘는 값, 예를 들어, 최솟값과 최댓값의 범위를 20% 이상 넘어가는 이상치(오류)가 나온 경우 다시 한번 현장에서 측정하도록 함으로써 다시 현장을 방문하는 일이 없도록 한다. 이때, 각 측정 데이터에 대응하는 계산식은 이미 공지된 기술이며 후술하는 표(Table) 등을 통하여 설명하도록 한다.

본 발명의 일 실시예에 따라 측정하는 객체는, 콘크리트 강도 측정(타격), 콘크리트 초음파 강도 측정(초음파), 건축물 기울기 측정(건물이 기울어진 정도), 부동침하 측정(바닥면 기울기 측정), 부재처짐 측정(천장의 기울기 측정), 탄산화 측정(시멘트의 노후정도 측정)이다. 이를 통하여 제3종 시설물에 대한 안전점검 점수를 낼 수 있는데, 안전점검 점수의 종류는, 실태조사 점수, 건축(건축물, 지하도상가)에 대한 안전평가 점수, 토목(교량, 육교)에 대한 안전평가 점수, 토목(터널, 지하차도)에 대한 안전평가 점수, 토목(옹벽)에 대한 안전평가 점수이며, 이를 정리하면 이하 표 1 및 표 2와 같다.

조사장비를 이용한 측정 데이터& 조사 데이터
1	콘크리트 강도 측정(타격)
2	콘크리트 초음파 강도 측정(초음파)
3	건축물 기울기 측정(건물이 기울어진 정도)
4	부동침하 측정(바닥면 기울기 측정)
5	부재처짐 측정(천장의 기울기 측정)
6	탄산화 측정(시멘트의 노후정도 측정)

조사 데이터를 이용한 안전점검 점수 산출
1	실태조사 점수
2	건축(건축물, 지하도상가)에 대한 안전평가 점수
3	토목(교량, 육교)에 대한 안전평가 점수
4	토목(터널, 지하차도)에 대한 안전평가 점수
5	토목(옹벽)에 대한 안전평가 점수

여기서, 적어도 하나의 안전진단 단말(100)은, 네트워크를 통하여 원격지의 서버나 단말에 접속할 수 있는 컴퓨터로 구현될 수 있다. 여기서, 컴퓨터는 예를 들어, 네비게이션, 웹 브라우저(WEB Browser)가 탑재된 노트북, 데스크톱(Desktop), 랩톱(Laptop) 등을 포함할 수 있다. 이때, 적어도 하나의 안전진단 단말(100)은, 네트워크를 통해 원격지의 서버나 단말에 접속할 수 있는 단말로 구현될 수 있다. 적어도 하나의 안전진단 단말(100)은, 예를 들어, 휴대성과 이동성이 보장되는 무선 통신 장치로서, 네비게이션, PCS(Personal Communication System), GSM(Global System for Mobile communications), PDC(Personal Digital Cellular), PHS(Personal Handyphone System), PDA(Personal Digital Assistant), IMT(International Mobile Telecommunication)-2000, CDMA(Code Division Multiple Access)-2000, W-CDMA(W-Code Division Multiple Access), Wibro(Wireless Broadband Internet) 단말, 스마트폰(Smartphone), 스마트 패드(Smartpad), 타블렛 PC(Tablet PC) 등과 같은 모든 종류의 핸드헬드(Handheld) 기반의 무선 통신 장치를 포함할 수 있다.

안전진단 서비스 제공 서버(300)는, 모바일 기반 조사장비를 이용한 건축물 안전진단 서비스 웹 페이지, 앱 페이지, 프로그램 또는 애플리케이션을 제공하는 서버일 수 있다. 그리고, 안전진단 서비스 제공 서버(300)는, 적어도 하나의 종류의 조사장비(400) 및 측정 데이터를 입력으로 조사 데이터를 출력(산출)하는 적어도 하나의 계산식을 매핑하여 저장하는 서버일 수 있다. 또한, 안전진단 서비스 제공 서버(300)는, 적어도 하나의 안전점검 점수를 산출하는 방법과 적어도 하나의 제3종 시설물에 대한 데이터를 매핑하여 저장하는 서버일 수 있다. 그리고, 안전진단 서비스 제공 서버(300)는, 안전진단 단말(100)과 적어도 하나의 조사장비(400)가 유무선 네트워크로 연결되도록 하는 서버일 수 있다. 또한, 안전진단 서비스 제공 서버(300)는, 적어도 하나의 조사장비(400)에서 나온 측정 데이터를 안전진단 단말(100)에서 출력하도록 하고, 측정 데이터를 입력으로 계산된 결과인 조사 데이터를 출력하도록 하는 서버일 수 있다.

여기서, 안전진단 서비스 제공 서버(300)는, 네트워크를 통하여 원격지의 서버나 단말에 접속할 수 있는 컴퓨터로 구현될 수 있다. 여기서, 컴퓨터는 예를 들어, 네비게이션, 웹 브라우저(WEB Browser)가 탑재된 노트북, 데스크톱(Desktop), 랩톱(Laptop) 등을 포함할 수 있다.

적어도 하나의 조사장비(400)는, 모바일 기반 조사장비를 이용한 건축물 안전진단 서비스 관련 웹 페이지, 앱 페이지, 프로그램 또는 애플리케이션을 이용하거나 이용하지 않고 안전진단 단말(100)과 연결되는 IoT 기반 장비일 수 있다. 이때, 적어도 하나의 조사장비(400)는, 측정한 데이터를 측정 데이터로 안전전검 단말(100)로 전송하는 장비일 수 있다.

도 2는 도 1의 시스템에 포함된 안전진단 서비스 제공 서버를 설명하기 위한 블록 구성도이고, 도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 모바일 기반 조사장비를 이용한 건축물 안전진단 서비스가 구현된 일 실시예를 설명하기 위한 도면이다.

도 2를 참조하면, 안전진단 서비스 제공 서버(300)는, 저장부(310), 연결부(320), 출력부(330), 안전평가부(340)를 포함할 수 있다.

본 발명의 일 실시예에 따른 안전진단 서비스 제공 서버(300)나 연동되어 동작하는 다른 서버(미도시)가 적어도 하나의 안전진단 단말(100) 및 적어도 하나의 조사장비(400)로 모바일 기반 조사장비를 이용한 건축물 안전진단 서비스 애플리케이션, 프로그램, 앱 페이지, 웹 페이지 등을 전송하는 경우, 적어도 하나의 안전진단 단말(100) 및 적어도 하나의 조사장비(400)는, 모바일 기반 조사장비를 이용한 건축물 안전진단 서비스 애플리케이션, 프로그램, 앱 페이지, 웹 페이지 등을 설치하거나 열 수 있다. 또한, 웹 브라우저에서 실행되는 스크립트를 이용하여 서비스 프로그램이 적어도 하나의 안전진단 단말(100) 및 적어도 하나의 조사장비(400)에서 구동될 수도 있다. 여기서, 웹 브라우저는 웹(WWW: World Wide Web) 서비스를 이용할 수 있게 하는 프로그램으로 HTML(Hyper Text Mark-up Language)로 서술된 하이퍼 텍스트를 받아서 보여주는 프로그램을 의미하며, 예를 들어 넷스케이프(Netscape), 익스플로러(Explorer), 크롬(Chrome) 등을 포함한다. 또한, 애플리케이션은 단말 상의 응용 프로그램(Application)을 의미하며, 예를 들어, 모바일 단말(스마트폰)에서 실행되는 앱(App)을 포함한다.

이하에서, 도 2를 설명할 때, 각 필요한 부분의 설명이 존재하는 도면을 도 3 내지 도 15에서 참조하여 설명하기로 한다.

저장부(310)는, 적어도 하나의 종류의 조사장비(400)와, 적어도 하나의 종류의 조사장비(400)로 측정할 객체와, 적어도 하나의 종류의 조사장비(400)에서 출력된 측정 데이터를 입력할 적어도 하나의 종류의 계산식을 매핑하여 저장할 수 있다. 도 3a를 참조하면, 안전진단자는 조사장비(400)를 들고, 예를 들어, 5X4의 메쉬(Mesh)를 만들어 벽에 그리거나 이미 만들어진 메쉬를 대고, 5X4로 이루어진 각 칸에 대응하는 곳에 조사장비(400)를 대고 측정을 하게 된다. 예를 들어, 콘크리트 강도를 조사한다고 가정하면, 벽의 중앙부와 단부(상부면 또는 하부면)에 5X4의 메쉬를 대고, 중앙부에 20번, 단부에 20번 조사장비(400)로 벽을 타격하게 된다. 메쉬를 대는 이유는 일정한 간격으로 중앙부에서 20 군데, 단부에서 20 군데에 측정을 해야하기 때문인데, 예를 들어, 중앙부의 20 군데를 5X4 행렬로 구성하고, 각 타격위치 간격이 5cm 라고 하면, 총 가로는 25cm, 세로는 20cm가 된다. 이를 레이저를 통하여 메쉬 형태를 조사하고 각 영역을 안전진단자가 타격하는 방법도 가능할 수 있다.

이렇게 강도를 조사하는데, 조사장비(400)에서 나온 측정 데이터가 바로 콘크리트 강도가 아니기 때문에, 측정 데이터를 계산식에 넣어서 계산하는 과정이 요구된다. 타격각도, 예를 들어 조사장비(400)가 벽과 이루는 각도는 몇 도인지, 타격강도는 얼마인지, 이때 측정된 측정 데이터는 얼마인지를 알아야 벽의 강도가 계산된다. 그리고 어디서 측정했는지도 하나하나 표기를 해야 하는데, 도 3b와 같이 도면에 위치를 표시하면 번호가 부여되고 각 번호에 텍스트를 수동으로 입력하거나 자동으로 입력될 수 있으며, 번호에 대한 장비측정 속성 데이터를 가질 수 있다. 예를 들어, 벽체(S1)에 콘크리트 강도 조사를 했다면, 콘크리트 강도 조사를 위한 조사장비(400)의 속성 데이터를 가지게 된다.

이때, 강도를 계산하는 방법은 도 3c와 같이 반발경도법에 따른 계산식, 초음파(고강도)에 따른 계산식 등이 다양한 학회, 기관 및 학교에서 마련하고 있다. 안전진단자는 어떠한 계산식을 사용할 것인지, 또 사용했는지를 선택하기만 하면 계산식은 이미 기 공지되어 있고 프로그램 상 저장되어 있으므로, [측정 데이터(입력값)->계산식(선택 또는 자동적용)->조사 데이터(출력값)]가 나오게 된다. 이때, 반발경도법이란 타격법중의 하나이며 콘크리트의 표면을 슈미트해머로 타격하여 표면의 손상정도나 반발 정도로부터 압축강도를 판정하는 검사방법이다. 경화된 콘크리트의 표면을 스프링 힘으로 타격한 후 반발되는 거리와 콘크리트의 압축강도(f'c)와의 사이에 관계에 기초한다. 본 발명의 일 실시예에서는 표 1 및 표 2와 같이 다양한 조사장비(400)를 통하여 다양한 계산식을 통해 다양한 조사 데이터를 출력하게 되므로, 이러한 [조사장비(400)의 종류-계산식]이 모두 데이터베이스화되어 있어야 한다.

연결부(320)는, 적어도 하나의 종류의 조사장비(400)와 안전진단 단말(100)을 유무선 네트워크로 연동되도록 연결할 수 있다. 이때, 각 조사장비(400)와 안전진단 단말(100)은 IoT 기반으로 연결될 수 있다. 만약, 각 조사장비(400)가 무선 네트워크 기능이 없는 경우라면, 동글(Dongle)과 같은 하드웨어를 부착하여 조사장비(400)가 IoT 기반으로 구동할 수 있도록 변경할 수도 있다. 이때, 동글을 구성하는 하드웨어를 FPGA(Field-Programmable Gate Array)로 구성할 수도 있는데, FPGA의 가장 큰 장점은 재프로그래밍(Re-programming)이 가능하다는 점이다. 하드웨어의 재프로그래밍이 가능하여 설계의 지속적인 업데이트가 가능하다. 하지만 시스템 소프트웨어 펌웨어 업데이트와 마찬가지로, FPGA 로직 전체를 새로운 비트스트림으로 재구성할 때에는 동작의 공백이 발생하는 단점이 있다. 하지만 Xilinx사에서 제공하는 DPR 기술을 활용하면 이런 단점을 보완하여 더 유연한 시스템을 설계할 수 있다.

DPR은 설계 과정에서 정적 영역(Static Region)과 재구성 가능한 영역(Reconfigurable region)으로 분리 설계하여, 정적 영역의 연속적인 동작을 보장하면서 재구성 가능한 영역만 부분 재구성 할 수 있는 기술이다. 일반적으로 하드웨어 활용량(Utilization)이 100%되는 경우는 거의 없다. 따라서 사용될 확률이 적은 모듈을 다른 모듈로 재구성할 수 있다면, 더 작은 하드웨어에서 더 다양한 동작을 할 수 있을 것이다. DPR 기법은 부분 비트스트림(Partial Bitstream)을 저장하기 위한 외장 플래시 메모리 사용 유무에 따라 나눌 수 있다. 일반적으로 사용될 부분 비트스트림을 외장 플래시 메모리에 미리 저장해놓는다면 재구성 동작을 빠르게 처리할 수 있을 것이다. 따라서 IoT 엣지 환경에서는 외장 메모리를 사용하지 않는 DPR 기법이 전력 소모 측면, 동작의 유연성 측면, 내부 로직 활용도 측면에서 효과적이다.

mIoT(Metamorphic IoT Platform) 플랫폼은 상황에 따라 실시간으로 엣지의 하드웨어 구성을 변경할 수 있는 변형성(Metamorphism)을 가지는 IoT 플랫폼이다. 이 플랫폼은 서버 중심 IoT 플랫폼(Server-centric IoT Platform)의 네트워크 정체와 서버 동작 과부하(Overload)에 따른 지연과 엣지 기반 IoT 플랫폼(Edge-centric IoT Platform)의 처리 능력과 동작의 유연성이 부족한 단점을 보완할 수 있다. mIoT 플랫폼은 엣지, 엣지 서버, 메인 서버로 구성된 3 계층 구조로 구성되어있고, 엣지에서 필요한 하드웨어를 서버로 요청하면 서버는 엣지의 FPGA를 재구성시켜준다. 즉, 엣지는 동작에 필요한 하드웨어를 실시간으로 엣지 서버로 요청하고, 엣지 서버는 요청받은 하드웨어 비트 스트림을 보유하고 있다면 엣지로 전송해준다. 만약 엣지 서버가 비트스트림을 보유하고 있지 않다면 엣지 서버는 메인 서버로 비트스트림 생성을 요청한다.

mIoT 플랫폼의 엣지 디바이스는 DPR 기법이 FPGA에 적용되어 로직 설계 단계에서 정적 로직과 재구성 가능한 로직으로 나눠 설계된다. 그리고 서버는 엣지 동작에 따라 재구성 가능한 영역에 필요한 로직을 실시간으로 재구 성한다. 그리고 엣지 서버는 엣지의 재구성 요청을 받아 재구성 작업을 담당하며, 메인 서버는 하드웨어 합성 및 비트스트림 생성을 담당한다. 이런 과정을 통해 제한된 하드웨어 자원을 가지는 엣지 디바이스에서 다양한 하드웨어 모듈 및 가속기를 사용할 수 있고, 엣지 디바이스의 처리 성능 및 동작의 유연성(Flexibility)를 높일 수 있다. 물론, 상술한 플랫폼을 이용하지 않고 공지된 플랫폼을 이용하거나 통신방식을 이용할 수도 있다. 블루투스나 NFC 등과 같이 연동이 될 수도 있고, RFID 등을 이용하여 일대일로 페어링되는 방식도 가능함은 자명하다 할 것이다.

출력부(330)는, 적어도 하나의 종류의 조사장비(400)로 측정할 객체가 사용자 단말에서 선택되고 측정 데이터가 사용자 단말로 입력되는 경우, 사용자 단말로 각 객체의 조사 데이터를 출력하도록 할 수 있다. 안전진단 단말(100)은, 적어도 하나의 종류의 조사장비(400)와 적어도 하나의 종류의 유무선 네트워크와 연결되고, 적어도 하나의 종류의 조사장비(400)로 측정할 객체를 선택하고, 측정 데이터를 입력으로 하고 적어도 하나의 종류의 조사장비(400) 및 객체에 기 매핑되어 저장된 계산식을 선택하여 각 객체의 조사 데이터를 출력할 수 있다. 적어도 하나의 종류의 조사장비(400)는, 적어도 하나의 종류의 유무선 네트워크에 연결되어 측정된 측정 데이터를 적어도 하나의 종류의 유무선 네트워크를 통하여 출력할 수 있다.

도 3d를 참조하면, 콘크리트 강도 조사의 타격NO.(번호), 단부(상단부 또는 하단부)의 반발도와, 중앙부의 반발도 각각 20 개가, 안전점검자가 타격한 위치, 번호 및 결과다. 이때의 값은 상술한 바와 같이 측정 데이터이다. 실제 측정치로 절대값인데, 이를 타격각도, 타격강도, 반발도를 모두 넣어서 계산식으로 계산을 해야 이하와 같이 평균강도가 나오게 된다. 추정압축강도는 이상치를 제외한 나머지를 이용하여 추정된 강도이고, 설계기준강도는 초기 설계시에 몇 MPa를 기준으로 설계했는지를 알려주는 강도이다. 그리고 표의 하단에 보면 그래프가 보이는데, 추정압축강도와 설계기준강도를 비교해주는 표이며, 각 위치별로 그래프가 표시된 것을 볼 수 있다.

이하에서는 표 1 및 표 2에서 나열했던 측정을 하나씩 순서대로 설명하기로 한다.

<콘크리트 강도 측정>

적어도 하나의 종류의 조사장비(400)가 콘크리트 강도 측정을 위한 조사장비(400)인 경우, 안전진단 단말(100)은 재령일, 설계강도 및 타격각도를 입력하고, N×M 행렬로 형성되는 원형 내에 콘크리트 강도 측정을 위한 조사장비(400)로부터 수신한 측정 데이터를 출력하고, 측정 데이터의 최솟값 및 최댓값을 추출하여 기 설정된 오차범위를 초과하는 측정 데이터가 존재하는 경우 캘리브레이션을 수행하여 예상 데이터를 출력할 수 있다.

도 4a를 참조하면, N은 5 일 수 있고, M은 4 일 수 있고, 5×4 행렬이 도시된다. 도 4a의 ①의 적용식은 콘크리트 강도 측정을 할 때 계산식을 선택하는 영역이다. 반발강도계산식은 상술한 바와 같이, 학회, 기관 및 학교마다 다양할 수 있는데, 이 중 어느 방법을 이용하여 계산을 할 것인지에 대한 정보를 입력하는 것이다. ②은 각 층을 선택하는 각 층 선택 버튼이고, ③은 설정 및 설정값으로, 재령일, 설계강도, 타격각도, 강도값을 설정하고, 각 번호(조사장비(400)를 타격하는 위치인 1 번부터 20번까지)에 의한 타격강도를 계산하여 콘크리트 강도 대한 결과값을 계산하여 나타내 줌으로서 현장에서 콘크리트의 상태를 바로 알 수 있다. ④는 조사의 위치 번호를 나타내는 버튼인데, 각 조사위치에 번호를 부여하고 번호에 따른 측정값 적용하여 측정값을 분리하고 데이터 관리에 효율적인 기능이다.

⑤는, 측정값력 및 예상값을 도시하는 영역인데, 측정값이란, 각 번호에 따라 측정값(측정 데이터)를 조사장비(400)로부터 IoT를 통하여 전송받아 데이터를 계산식에 넣기 전 데이터를 보여주는 것이고, 예상값이란 최댓값이나 최솟값을 기준으로 오차범위 밖의 오류값을 캘리브레이션 해 준 값이다. 예를 들어, 20 내지 100이 일반적인 범위인데, 갑자기 200과 같은 임펄스가 나타났다면, 이는 조사장비(400)의 이상이거나 정말 그 위치에 콘크리트 강도가 더 높은 것이다. 이에 NG(Not Good)를 표시하여 오류값이 도시된 영역을 번호로 표시해주고, 이를 보고 안전점검자는 직관적으로 어느 부분의 값이 오류가 났는지를 확인할 수 있도록 한다. 예를 들어 (1,2) 위치인 2 번 영역에서 NG가 났다면, 2 번 영역을 다시 검사할 수 있도록 하는 것이다.

⑥은 전체선택으로, 측정값을 선택할 수 있도록 하는 기능이고, ⑦은 번호 이동 버튼으로, 다른 번호로 이동할 수 있는 기능이다. ⑧은, ⑤ 측정값 입력을 숫자 1 씩 증가 또는 감소하도록 하는 기능이고, ⑥ 전체 및 ⑤ 측정값 입력은, 전체를 1 씩 증가 또는 감소하도록 하는 기능이다. ⑨는 숫자입력기로, ⑤에 값을 입력 또는 변경하는 기능이고, 한 번호의 값이 잘못 되었거나 수동으로 입력하고자 할 때 이용할 수 있다. ⑩은 ⑤의 측정값을 그래프로 표현할 수 있는 기능이며, ⑪은 측정 강도 보기 기능으로, ⑤의 측정값을 나타내 주며 ⑤의 데이터를 분석계산하여 ③에 결과값을 나타내 준다. ⑫는 예상 강도 보기 버튼으로, ⑤의 예상값을 나타내 주며 ⑤의 데이터를 분석계산하여 ③에 결과값을 나타내 준다. ⑬은 ⑥의 값을 지우기, 복사,붙여넣기, 키보드, 입력을 버튼을 통하여 설정할 수 있다. 이를 통하여, 현장에서 측정값을 분석하여 콘크리트 강도를 계산하고 결과값 적용 또는 예상강도 값을 분석하여 비파괴 강도측정기로 콘크리트의 상태를 비교 분석할 수 있고, 보고서까지 출력 적용할 수 있다.

이때 사용되는 수학식 내에 포함된 각 변수를 정리하면, 도 4b와 같은데, S는 비파괴강도 타격값(1번~20번의 타격값), Po(α)는 타격각도에 따른 보정값, Anvil(α)는 ANVIL보정치, Ro는 (타격값+타격각도에 따른 보정값) × ANVIL보정치, Mpa1, Mpa2는 비파괴 강도측정 계산을 적용함에 있어 각 학회에 따른 계산식을 적용 계산하며, 부재의 조건에 따라 계산식을 변경하여 적용할 수 있으며, Av Mpa는 Mpa1, Mpa의 평균강도(Mpa)를 적용한 값, D는 재령일(조사일-준공일), D(α)는 재령일에 의한 보정계수, Ab Mpa는 추정압축강도(Mpa)(Mpa1, Mpa2 평균값에 재령일에 의한 보정계수를 곱하여, Total Mpa(Total(추정압축강도(Mpa)를 계산하여 적용함)이다.

이때, 00은 단부 또는 중앙부이며, 소수점 셋째 자리 이상은 버린다.

도 3d로 돌아가서 도 3d를 참조하면, 최종 결과값인데, 이는 도 4c를 통하여 측정 데이터->계산식->조사 데이터로 나온 결과값이다. 이때, 조사장비(400)를 통하여 입력되는 값은 반발도 1부터 20까지의 값이다. 그 외의 과정은 계산식에 의해 자동으로 계산된다. 이미, 상술한 바와 같이 변수들이 다 정의되어 있고 안전점검자가 선택한 계산식은 이미 저장되어 있기 때문에 자동으로 그 결과값인 조사 데이터가 나올 수 있다. 도 4c를 참조하면, 오류값은 허용범위 ±20%를 초과한 값으로, NG로 표시가 되기 때문에 이 부분을 다시 ⑤에 표시할 수 있고, 안전점검자는 사무실로 돌아가 이를 계산한 후 발견하고 다시 현장으로 돌아올 필요 없이, 현장에서 즉시 오류값을 발견하고 재측정할 수 있다.

<콘크리트 초음파 강도 측정>

도 5a를 참조하면, 적어도 하나의 종류의 조사장비(400)가 콘크리트 초음파 강도 측정을 위한 조사장비(400)인 경우, 안전진단 단말(100)은 재령일, 설계강도, 간접법(Vi) 및 직접법(Vd)에 따른 초음파 강도값을 설정 및 입력하고, N×U 행렬로 형성되는 원형 내에 콘크리트 초음파 강도 측정을 위한 조사장비(400)로부터 수신한 측정 데이터를 출력하고, 측정 데이터의 최솟값 및 최댓값을 추출하여 기 설정된 오차범위를 초과하는 측정 데이터가 존재하는 경우 캘리브레이션을 수행하여 예상 데이터를 출력할 수 있다. 이때 도 5a와 도 4a의 다른 점은 도 4a에서는 타격을 가해서 콘크리트의 강도를 측정했다면, 도 5a에서는 초음파를 이용하여 콘크리트의 강도를 측정하는 것이다. 이에 따라, 초음파 조사장비(400)가 필요한데, 이에 따라 간접법(Vi, Indirect)인지 직접법(Vd, Direct)인지에 따라 초음파 강도값을 설정하는 부분과, ⑤에 단부와 중앙부가 한 영역에 표시된다는 것이다. 도 4a에서는 한 벽에서 중앙과 단부를 모두 측정해야 하고, 중앙 및 단부 각각 측정해야 할 영역이 20 개씩, 총 40 개이기 때문에 한 화면에 표시하지 않았지만, 도 5a에서는 초음파로 측정을 하기 때문에, [가, 나, 다, 라, 마]와 같이 측정 영역이 존재하는 경우, 가와 나를 연결하여 측정하고, 가와 다를 연결하여 측정하고, 가와 라, 가와 마와 같이 측정하는 방식을 사용한다. 이에 따라, 단부(상단부 또는 하단부)와 중앙부에 5 개의 영역만 조사를 하면 되고, 총 10 개의 영역만 조사를 하기 때문에 한 화면에 나타내기로 하는 점이 다르다. 이때, N은 5 개이고 U는 2 개일 수 있다.

이때 사용되는 계산식의 각 변수의 정의는 도 5b와 같은데, 이때 SUM은 엑셀을 기반으로 작성이 되어 SUM이라는 수학식이 기재되었음을 밝힌다. 물론, 본 발명의 일 실시예가 엑셀 기반으로 구동되는 것은 아니고, 표를 작성하는 과정에서 엑셀을 이용한 것임을 명시하며 프로그램으로 구동되는 경우 동일한 원리가 이용될 수 있고 엑셀이 아닌 다른 포맷에서 구동가능함은 자명하다 할 것이다. 이때, Y는 측정거리, X는 초음파 속도 측정값, Y2는 Y의 제곱, X2는 X의 제곱, XY는 측정값과 거리의 값을 곱한 값, Y(SUM)은 Y의 값을 모두 합한 값, X(SUM)은 X의 값을 모두 합한 값, Y2(SUM)는 Y(SUM(1~5)를 모두 합한 값, X2(SUM)는 X(SUM(1~5)를 모두 합한 값, XY(SUM)는 XY(SUM(1~5)를 모두 합한 값이며, Vi(m/s)는 간접법에 의한 초음파 속도, Vd(m/s)는 직접법에 의한 초음파 속도, CR은 보정 비율 값, 초음파 측정 계산을 적용함에 있어 각 학회의 계산식을 적용하여 콘크리트 초음파 측정에 의한 콘크리트의 상태를 분석하는 기술임을 밝힌다.

이때, 일본건축학회의 Fck와 일본재료학회의 Fck는 각각 이하 수학식 6 및 수학식 7과 같다.

수학식 8 및 9는 소수점 셋째 자리에서 반올림 한다.

도 5c는 초음파로 측정한 콘크리트 강도를 계산하기 전(X,Y)과 이를 이용하여 계산된 결과를 그래프나 수치로 나타낸 것이다. 이를 위하여 조사장비(400)로부터 중앙부와 단부 각각 5 개씩 측정 데이터를 입력받고, 도 5d와 같이 설정을 해둘 수 있다.

<기울기 측정>

적어도 하나의 종류의 조사장비(400)가 건축물 기울기 측정을 위한 조사장비(400)인 경우, 안전진단 단말(100)은 재령일 및 안전진단자의 위치를 선택하고, 각 위치에서 측정한 각도, 거리 및 높이를 입력하며, 건축물 기울기 측정을 위한 조사장비(400)에서 출력한 측정 데이터를 도°분'초"로 받아 표시하며, 각도, 거리 및 높이와, 각 위치에서의 측정 데이터에 기반하여 건축물의 기울기를 출력할 수 있다. ①은 적용식을 어떤 것을 사용할 것인지를 선택하는 영역이고, 적어도 하나의 계산식을 선택할 수 있다. ②는 각 층 선택 버튼이고, ③은, 설정 및 설정값으로, 재령일을 입력받을 수 있으며, ④는, 조사의 위치 번호 버튼으로, 각 조사위치에 번호를 부여하고 번호에 따른 측정값을 적용한다. ⑤는, 각 번호에 따라 측정값을 입력받고 계산식으로 계산한 결과인 조사 데이터를 출력한다. ⑥은, 설계값 입력 버튼이고, 이는 초기 도면 등 초기 설계시 자료를 입력하는 영역이다. ⑦은, 번호 이동은, 다른 번호로 이동하는 영역이고, ⑧은, ⑤ 측정값 입력을 숫자 1씩 증가 또는 감소 기능이고, ⑥ 및 ⑤ 전체를 1 씩 증가 또는 감소하는 기능이다. ⑨는 숫자입력기인데, ⑤ 및 ⑥에 값을 입력 또는 변경하는 기능이고, ⑩은, 높이계산기로, 설계상의 건물 높이를 계산하여 주는 기능이고, ⑪은, 측정값 보기 기능으로, ⑤의 측정값을 나타내 주며 ⑤ 및 ⑥의 데이터를 분석 계산하여 ③에 결과값을 나타내 준다. ⑫는 예상값 보기로, ⑤의 예상값을 나타내 주며 ⑤ 및 ⑥의 데이터를 계산하여 ③에 결과값을 나타내 준다. ⑬은, ⑤,⑥의 값을 지우기, 복사,붙여넣기, 키보드, 입력을 버튼을 통하여 설정하는 기능이고, ⑭는, 숫자입력기로, ⑩ 높이계산기에 숫자를 입력할 수 있다. 현장에서 측정값을 분석하여 시설물의 기울기를 계산하고 기울기의 현상태를 파악하고 또한 예상값을 비교 분석하여 시설물의 기울기 상태를 비교분석하는 기능이며, 보고서까지 출력할 수 있다.

도 6b는 기울기를 구하는 계산식에 포함된 변수를 정의하는데, Ah1는 측정데이터(도,분,초)이며, L는 거리, H는 측정건물의 전체높이, H1는 측정높이, H2는 측정위치, E는 측정각도거리, de는 편차(δ)를 적용하여, di의 수직변위를 계산하고 최종 측정건축물의 평가등급을 계산하여 건축물의 기울기 상태를 파악하고 건축물의 상태를 등급을 분석하는 기술이다. 이때, 안전점검자는 어디에서 측정하는지, 즉, L인 측정위치와 건물 사이의 거리, 측정위치로부터 건물 상단부까지의 거리인 측정각도거리(E), 지하에서 지상부까지의 높이(H2)만 측정하면 기울기가 계산된다. 도 6c를 참조하면, 안전점검자가 조사장비(400)를 통하여 측정을 한 후 안전점검 단말(400)을 보면 해당 건물이 몇 도 기울어졌는지를 실시간으로 현장에서 알 수 있다.

단, 각도(라디안)은 이하 수학식 11과 같고, 단 소수점 셋째자리에서 반올림한다.

이때, 최고높이는 전체높이에서 측정높이를 뺀 나머지에 100을 곱한 값이다.

<부동침하 측정>

도 7a는, 적어도 하나의 종류의 조사장비(400)가 부동침하 측정을 위한 조사장비(400)인 경우, 안전진단 단말(100)은 N×U 행렬로 형성되는 원형 하부면에 각 위치에서 측정한 측정 데이터를 입력받고, 측정 데이터의 최솟값 및 최댓값을 추출하여 기 설정된 오차범위를 초과하는 측정 데이터가 존재하는 경우 캘리브레이션을 수행하여 예상 데이터를 출력할 수 있다. 이때, 부동침하(不同沈下) 측정이란, 연약층, 경사지반, 이질지층, 낭떠러지, 증축, 지하구멍 등이 원인이 되어 한 건물에서 부분적으로 서로 불균등하게 침하되는 현상을 측정하는 것인데 대부분 바닥면이 얼마나 기울어졌는지, 어느 부분이 더 꺼졌는지를 보는 것이다.

측정을 위해서는, 대상부지내 Bench Mark(주변 가능한 침하가 발생되지 않거나 최소화된 부분)에 마킹하고 설기준하여 일정높이로 각 대상구조물에 다수 부등침하측정용 표지병(Level Mark)를 구조물 각부에 부착한다. 이러한 Level Mark는 향후 일정기간 경과후 재측시 기준고를 대비한 각 부착점의 등고차 값을 획득, 비교하여 대상구조물의 전체변위를 파악하고, 각 부착부간의 상대적인 등고차값을 측정하여, 절대침하(절대변위) 및 부등침하(상대변위)에 대한 실제 변형여부를 판단하는 방법이다. 이때 각 위치에서 측정 값은 IoT 기반은 아니고 사람이 입력을 하게 되어 있다. 물론, 레벨기의 값이 무선으로 출력된다면 상술한 측정 데이터의 자동입력과 같이 자동화될 수 있다.

이때, 침하에 대한 그 진행성을 파악하기 위한 조사로 계측기를 각부에 부착하여 일정기간 경과후에 재측하여 그 변화상태로 침하량을 구하는 방법이다. 향후 변위가 가장 적을 것으로 예측되는 주변 부위에 1개소 기준점을 설정하여 표시하고, 대상 건물의 2축(X, Y축)에 동일레벨의 다수 레벨측정점을 현장에 표시하는데, 이때 어느 부분을 측정했는지, 또 다음은 어디를 해야 하고 그 값은 얼마인지를 모바일 화면에 직접 입력할 수 있다. 이러한 설정표시부는 향후 재측시 Elevation 삼각대를 이용해 기존 설정한 기준점에 시준높이를 맞추어 각 측정점의 등고차 값을 획득, 비교하여 해당 기간동안의 실제적인 수직변화(처짐 및 침하)상태를 측정한다. 이를 위해서는, ③이 상술한 UI/UX와는 다른 기능을 하게 되는데, 이는 조사의 위치번호 버튼으로, 각 조사위치에 번호를 부여하고 번호에 따른 측정값을 적용하는 것이다. 나머지의 기능은 동일하므로 그 설명은 생략한다.

이러한 방법은 각 표시부위의 구간거리에 대해 1㎜ 단위의 정밀도로 비교하여 정량적 수치를 얻는 방법으로 정밀도가 매우 높아 건물 전체의 변위를 파악할 수 있다는 장점이 있으며 실제 변위측정의 실효적 방법으로 평가된다.

도 7b에는 계산식에 사용되는 각 변수가 정의되어 있는데, 현장의 주요지점에 계측기기를 설치하여 기간에 따라 발생하는 실제구조물 및 지반의 거위 식에서 Ah는 측정데이터(mm)이며, MAX(δ)는 최대측정치와의 편차, Po(Position)는 위치표시, SPAN은 측정거리, de(δ/L)는 부재변형각(δ/L)을 적용하여 바닥 Level의 편차를 계산하여 Level을 계산하여 바닥 Level 상태를 분석하는 기술이다. 도 7c를 참조하면 그 결과를 도시한다.

<부재처짐 측정>

도 8a를 참조하면, 적어도 하나의 종류의 조사장비(400)가 부재처짐 측정을 위한 조사장비(400)인 경우, 안전진단 단말(100)은 Y×U 행렬로 형성되는 원형 하부면에 각 위치에서 측정한 측정 데이터를 입력받고, 측정 데이터의 최솟값 및 최댓값을 추출하여 기 설정된 오차범위를 초과하는 측정 데이터가 존재하는 경우 캘리브레이션을 수행하여 예상 데이터를 출력할 수 있다. 이때, ③이 상술한 UI/UX와는 다른 기능을 하게 되는데, 이는 조사의 위치번호 버튼으로, 각 조사위치에 번호를 부여하고 번호에 따른 측정값을 적용하는 것이다. 나머지의 기능은 동일하므로 그 설명은 생략한다. 부동침하가 바닥면의 굴곡을 측정했다면, 부재처짐은 천장의 처짐을 측정하는 것인데, 이때 사용되는 계산식 내 변수는 도 8b와 같다.

도 8b를 참조하면, Ah는 측정데이터(mm)이며, MAX(δ)는 최대측정치와의 편차, Po(Position)는 위치표시, SPAN은 측정거리, level은 보의 처짐량, de(δ/L)는 부재변형각(δ/L)을 적용하여 보의 처짐량을 계산하여 등급을 계산하며 보의 처짐상태를 분석하는 기술이다. 도 8c는 결과를 보여준다.

단, 처짐량이 0이 아닌 경우이다.

<부재규격>

도 9a를 참조하면, ③에서 부재 및 부재명 입력 또는 데이터 자동연결할 수 있도록 구성되는데, 각 조사위치에 번호를 부여하고 번호에 따른 부재, 부재명 입력할 수 있다. ④은, 설계도면 부재 OCR분석 부재명 저장하는 것인데, 이미지 또는 dxf,dwg 도면의 파일을 ①, ③의 위치 및 도면의 분석 및 도면의 OCR기술을 적용하여 부재 데이터를 자동 입력하며, 시공상태의 측정값과 비교하여 시설물의 부재를 확인 점검하는 기능이다. 도 9b를 참조하면, 부재규격이 정의되어 있는데 이에 한정되지 않고 추가, 변형 및 삭제도 가능할 수 있다. 현장에서 설계도면의 부재명을 OCR기술을 적용하여 시공상태의 측정값을 분석하여 부재의 규격을 설계도면과 같은지 여부, 설계도면대로 시공후 변경사항이 없는지에 대한 조사하는 기능이며, 보고서까지 출력할 수 있다.

<탄산화 측정>

도 10a를 참조하면, 콘크리트의 탄산화를 측정한 결과를 입력하기 위한 화면이다. 도 8a와 대부분 유사한데, ③은, 부재 및 부재명 입력 또는 데이터 자동연결 기능으로, 각 조사위치에 번호를 부여하고 번호에 따른 부재, 부재명 입력하는 기능이고, ④는 설계도면 부재 OCR분석 부재명 저장하는 기능으로, 이미지 또는 pdf, dxf, dwg 도면의 파일을 ②, ③의 위치를 도면분석 및 도면에 OCR기술을 적용하여 부재 데이터를 추출하여 ④에 부재, 부재명을 자동 입력하며, 적용식을 반영한 계산을 통한 분석기능이다. ⑤는, 탄산화 깊이로, 측정값 입력하는 화면이고, 얼마나 깊이 뚫어 측정을 했는지를 안전점검자로부터 입력받는 화면이다. ⑥는 피복두께로 측정값을 입력받는 기능이고, ⑦는 번호 이동으로, 다른 번호로 이동하며, ⑧는, 측정값 입력으로 숫자 1씩 증가 또는 감소 기능되도록 하고, ⑥이나, ⑤ 전체를 1씩 증가 또는 감소할 수 있도록 한다. 현장에서 콘크리트 탄산화의 시험을 통한 콘크리트의 부식상태의 측정하여 부재의 콘크리트의 수명 및 콘크리트 상태여부를 분석하는 기능이며, 보고서까지 출력 적용할 수 있다.

도 2로 돌아가서, 안전평가부(340)는, 적어도 하나의 종류의 조사장비(400)로부터 계산된 적어도 하나의 객체의 조사 데이터를 입력으로 하여 제3종 시설물에 대한 안전평가점수를 계산하여 출력할 수 있다. 이하에서는 제3종 시설물에 대한 안전평가 종류 및 이에 대한 화면을 설명한다.

<실태조사>

도 11a를 참조하면, ①은, 제3종 시설물 지정 실태조사에 대한 안전평가로, 각 조사 건물의 변경 버튼이고, ②는, 평가항목을 도시하고, ③은 조사자의견을 선택할 수 있도록 선택박스가 구비되고, ④는 보수유무 입력 항목으로, 각 항목의 보수에 대한 조사결과에 따라 보수 유,무를 자동으로 입력해줄 수 있다. ⑤는, 각 항목에 따른 점수계산 결과 화면으로, 각 항목에 대한 입력값을 자동계산하여 점수를 산정하여 나타내 주며, ⑥은, 평가결과이며, 종합점수 및 긴급안전점검, 정밀안전진단, 안전상태, 중대결함, 안전조치 등에 대한 입력 및 출력을 위한 영역이다. ⑦은, 평가항목사진으로, 각 항목마다 사진을 적용하여 현장조사와 문서정리를 최적화 함으로서 데이터 관리의 효율을 높인 기능이다.

현장에서 데이터를 분석하여 점수를 자동계산하고 건축물의 상태를 바로 파악할 수 있으며 각 항목마다 평가항목사진을 적용하여 데이터 관리의 효율성을 극대화 함으로서 사무실에서 문서정리 및 사진정리에 대한 작업을 없앤 것이 핵심적인 장점이다. 현장에서 제3종 시설물에 대한 보고서를 자동으로 완성할 수 있다. 점수를 부과하는 기준과 계산식은 도 11b에 정의되어 있다.

<건축(건축물,지하도상가)>

도 12a를 참조하면, 제3종 시설물 건축(건축물,지하도상가)에 대한 안전평가를 위한 화면으로, 기능은 도 11a와 동일하고, 도 12b에 그 점수계산식이 도시되어 있다.

<토목(교량,육교)>

도 13a를 참조하면 제3종 시설물 토목(교량,육교)에 대한 안전평가를 위한 화면으로, 기능은 도 11a와 동일하고, 도 13b에 그 점수계산식이 도시되어 있다.

<토목(터널,지하차도)>

도 14a를 참조하면 제3종 시설물 토목(터널,지하차도)에 대한 안전평가를 위한 화면으로, 기능은 도 11a와 동일하고, 도 14b에 그 점수계산식이 도시되어 있다.

<토목(옹벽)>

도 15a를 참조하면 제3종 시설물 토목(옹벽)에 대한 안전평가를 위한 화면으로, 기능은 도 11a와 동일하고, 도 15b에 그 점수계산식이 도시되어 있다.

이와 같은 도 2 내지 도 15의 모바일 기반 조사장비를 이용한 건축물 안전진단 서비스 제공 방법에 대해서 설명되지 아니한 사항은 앞서 도 1을 통해 모바일 기반 조사장비를 이용한 건축물 안전진단 서비스 제공 방법에 대하여 설명된 내용과 동일하거나 설명된 내용으로부터 용이하게 유추 가능하므로 이하 설명을 생략하도록 한다.

도 16는 본 발명의 일 실시예에 따른 도 1의 모바일 기반 조사장비를 이용한 건축물 안전진단 서비스 제공 시스템에 포함된 각 구성들 상호 간에 데이터가 송수신되는 과정을 나타낸 도면이다. 이하, 도 16을 통해 각 구성들 상호간에 데이터가 송수신되는 과정의 일 예를 설명할 것이나, 이와 같은 실시예로 본원이 한정 해석되는 것은 아니며, 앞서 설명한 다양한 실시예들에 따라 도 16에 도시된 데이터가 송수신되는 과정이 변경될 수 있음은 기술분야에 속하는 당업자에게 자명하다.

도 16을 참조하면, 안전진단 서비스 제공 서버는, 적어도 하나의 종류의 조사장비와, 적어도 하나의 종류의 조사장비로 측정할 객체와, 적어도 하나의 종류의 조사장비에서 출력된 측정 데이터를 입력할 적어도 하나의 종류의 계산식을 매핑하여 저장한다(S1100).

그리고, 안전진단 서비스 제공 서버는, 적어도 하나의 종류의 조사장비와 안전진단 단말을 유무선 네트워크로 연동되도록 연결하고(S1200), 적어도 하나의 종류의 조사장비로 측정할 객체가 사용자 단말에서 선택되고 측정 데이터가 사용자 단말로 입력되는 경우, 사용자 단말로 각 객체의 조사 데이터를 출력한다(S1300).

상술한 단계들(1100~S1300)간의 순서는 예시일 뿐, 이에 한정되지 않는다. 즉, 상술한 단계들(1100~S1300)간의 순서는 상호 변동될 수 있으며, 이중 일부 단계들은 동시에 실행되거나 삭제될 수도 있다.

이와 같은 도 16의 모바일 기반 조사장비를 이용한 건축물 안전진단 서비스 제공 방법에 대해서 설명되지 아니한 사항은 앞서 도 1 내지 도 15를 통해 모바일 기반 조사장비를 이용한 건축물 안전진단 서비스 제공 방법에 대하여 설명된 내용과 동일하거나 설명된 내용으로부터 용이하게 유추 가능하므로 이하 설명을 생략하도록 한다.

도 16을 통해 설명된 일 실시예에 따른 모바일 기반 조사장비를 이용한 건축물 안전진단 서비스 제공 방법은, 컴퓨터에 의해 실행되는 애플리케이션이나 프로그램 모듈과 같은 컴퓨터에 의해 실행가능한 명령어를 포함하는 기록 매체의 형태로도 구현될 수 있다. 컴퓨터 판독 가능 매체는 컴퓨터에 의해 액세스될 수 있는 임의의 가용 매체일 수 있고, 휘발성 및 비휘발성 매체, 분리형 및 비분리형 매체를 모두 포함한다. 또한, 컴퓨터 판독가능 매체는 컴퓨터 저장 매체를 모두 포함할 수 있다. 컴퓨터 저장 매체는 컴퓨터 판독가능 명령어, 데이터 구조, 프로그램 모듈 또는 기타 데이터와 같은 정보의 저장을 위한 임의의 방법 또는 기술로 구현된 휘발성 및 비휘발성, 분리형 및 비분리형 매체를 모두 포함한다.

전술한 본 발명의 일 실시예에 따른 모바일 기반 조사장비를 이용한 건축물 안전진단 서비스 제공 방법은, 단말기에 기본적으로 설치된 애플리케이션(이는 단말기에 기본적으로 탑재된 플랫폼이나 운영체제 등에 포함된 프로그램을 포함할 수 있음)에 의해 실행될 수 있고, 사용자가 애플리케이션 스토어 서버, 애플리케이션 또는 해당 서비스와 관련된 웹 서버 등의 애플리케이션 제공 서버를 통해 마스터 단말기에 직접 설치한 애플리케이션(즉, 프로그램)에 의해 실행될 수도 있다. 이러한 의미에서, 전술한 본 발명의 일 실시예에 따른 모바일 기반 조사장비를 이용한 건축물 안전진단 서비스 제공 방법은 단말기에 기본적으로 설치되거나 사용자에 의해 직접 설치된 애플리케이션(즉, 프로그램)으로 구현되고 단말기에 등의 컴퓨터로 읽을 수 있는 기록매체에 기록될 수 있다.

전술한 본 발명의 설명은 예시를 위한 것이며, 본 발명이 속하는 기술분야의 통상의 지식을 가진 자는 본 발명의 기술적 사상이나 필수적인 특징을 변경하지 않고서 다른 구체적인 형태로 쉽게 변형이 가능하다는 것을 이해할 수 있을 것이다. 그러므로 이상에서 기술한 실시예들은 모든 면에서 예시적인 것이며 한정적이 아닌 것으로 이해해야만 한다. 예를 들어, 단일형으로 설명되어 있는 각 구성 요소는 분산되어 실시될 수도 있으며, 마찬가지로 분산된 것으로 설명되어 있는 구성 요소들도 결합된 형태로 실시될 수 있다.

본 발명의 범위는 상기 상세한 설명보다는 후술하는 특허청구범위에 의하여 나타내어지며, 특허청구범위의 의미 및 범위 그리고 그 균등 개념으로부터 도출되는 모든 변경 또는 변형된 형태가 본 발명의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 한다.

Claims

적어도 하나의 종류의 유무선 네트워크에 연결되어 측정된 측정 데이터를 상기 적어도 하나의 종류의 유무선 네트워크를 통하여 출력하는 적어도 하나의 종류의 조사장비;
상기 적어도 하나의 종류의 조사장비와 상기 적어도 하나의 종류의 유무선 네트워크와 연결되고, 상기 적어도 하나의 종류의 조사장비로 측정할 객체를 선택하고, 상기 측정 데이터를 입력으로 하고 적어도 하나의 종류의 조사장비 및 객체에 기 매핑되어 저장된 계산식을 선택하여 각 객체의 조사 데이터를 출력하는 안전진단 단말; 및
상기 적어도 하나의 종류의 조사장비와, 상기 적어도 하나의 종류의 조사장비로 측정할 객체와, 상기 적어도 하나의 종류의 조사장비에서 출력된 측정 데이터를 입력할 적어도 하나의 종류의 계산식을 매핑하여 저장하는 저장부, 상기 적어도 하나의 종류의 조사장비와 상기 안전진단 단말을 유무선 네트워크로 연동되도록 연결하는 연결부, 상기 적어도 하나의 종류의 조사장비로 측정할 객체가 사용자 단말에서 선택되고 상기 측정 데이터가 상기 사용자 단말로 입력되는 경우, 상기 사용자 단말로 각 객체의 조사 데이터를 출력하도록 하는 출력부를 포함하는 안전진단 서비스 제공 서버;를 포함하되,
상기 적어도 하나의 종류의 조사장비가 콘크리트 강도 측정을 위한 조사장비인 경우,
상기 안전진단 단말은 재령일, 설계강도 및 타격각도를 입력하고, N×M 행렬로 형성되는 원형 내에 상기 콘크리트 강도 측정을 위한 조사장비로부터 수신한 측정 데이터를 출력하고,
상기 측정 데이터의 최솟값 및 최댓값을 추출하여 기 설정된 오차범위를 초과하는 측정 데이터가 존재하는 경우 캘리브레이션을 수행하여 예상 데이터를 출력하고,
상기 적어도 하나의 종류의 조사장비가 콘크리트 초음파 강도 측정을 위한 조사장비인 경우에는,
상기 안전진단 단말은 재령일, 설계강도, 간접법(Vi) 및 직접법(Vd)에 따른 초음파 강도값을 설정 및 입력하고, N×U 행렬로 형성되는 원형 내에 상기 콘크리트 초음파 강도 측정을 위한 조사장비로부터 수신한 측정 데이터를 출력하고,
상기 측정 데이터의 최솟값 및 최댓값을 추출하여 기 설정된 오차범위를 초과하는 측정 데이터가 존재하는 경우 캘리브레이션을 수행하여 예상 데이터를 출력하는 모바일 기반 조사장비를 이용한 건축물 안전진단 서비스 제공 시스템.
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제 1 항에 있어서,
상기 적어도 하나의 종류의 조사장비가 건축물 기울기 측정을 위한 조사장비인 경우,
상기 안전진단 단말은 재령일 및 안전진단자의 위치를 선택하고, 각 위치에서 측정한 각도, 거리 및 높이를 입력하며, 상기 건축물 기울기 측정을 위한 조사장비에서 출력한 측정 데이터를 도°분'초"로 받아 표시하며, 상기 각도, 거리 및 높이와, 각 위치에서의 측정 데이터에 기반하여 건축물의 기울기를 출력하는 것을 특징으로 하는 모바일 기반 조사장비를 이용한 건축물 안전진단 서비스 제공 시스템.
제 1 항에 있어서,
상기 적어도 하나의 종류의 조사장비가 부동침하 측정을 위한 조사장비인 경우,
상기 안전진단 단말은 N×U 행렬로 형성되는 원형 하부면에 각 위치에서 측정한 측정 데이터를 입력받고, 상기 측정 데이터의 최솟값 및 최댓값을 추출하여 기 설정된 오차범위를 초과하는 측정 데이터가 존재하는 경우 캘리브레이션을 수행하여 예상 데이터를 출력하는 것을 특징으로 하는 모바일 기반 조사장비를 이용한 건축물 안전진단 서비스 제공 시스템.
제 1 항에 있어서,
상기 적어도 하나의 종류의 조사장비가 부재처짐 측정을 위한 조사장비인 경우,
상기 안전진단 단말은 Y×U 행렬로 형성되는 원형 하부면에 각 위치에서 측정한 측정 데이터를 입력받고, 상기 측정 데이터의 최솟값 및 최댓값을 추출하여 기 설정된 오차범위를 초과하는 측정 데이터가 존재하는 경우 캘리브레이션을 수행하여 예상 데이터를 출력하는 것을 특징으로 하는 모바일 기반 조사장비를 이용한 건축물 안전진단 서비스 제공 시스템.
제 1 항에 있어서,
상기 안전진단 서비스 제공 서버는,
상기 적어도 하나의 종류의 조사장비로부터 계산된 적어도 하나의 객체의 조사 데이터를 입력으로 하여 제3종 시설물에 대한 안전평가점수를 계산하여 출력하는 안전평가부;
를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 모바일 기반 조사장비를 이용한 건축물 안전진단 서비스 제공 시스템.