KR102407159B1 - 건물 위험도 지도 생성방법 및 이를 이용한 지진재난 건물위험도 지도제공 시스템 - Google Patents

건물 위험도 지도 생성방법 및 이를 이용한 지진재난 건물위험도 지도제공 시스템 Download PDF

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Abstract

건물 위험도 지도 생성방법은 발생한 지진의 규모 및 진원지 데이터를 기반으로 쉐이크 맵(Shake Map)을 생성하는 단계와, 각 건물의 위치와 상기 쉐이크 맵(Shake Map)을 고려하여 각 건물별 충격량을 계산하는 단계와, 각 건물의 내부정보를 기반으로 충격량에 따른 건물 손상정도를 산출하는 단계와, 건물 손상정도에 따른 건물 위험도를 데이터베이스화 하고, 지리정보 기반의 건물 위험도 정보를 시각화하여 제공하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 한다.

Description

건물 위험도 지도 생성방법 및 이를 이용한 지진재난 건물위험도 지도제공 시스템{Building hazard map generation method and Earthquake disaster building hazard map provision system using the same}
본 발명은 지진 재난관리기술에 관한 것으로서, 더 상세하게는 건물 위험도 지도 생성방법 및 이를 이용한 지진재난 건물위험도 지도제공 시스템에 관한 것이다.
일반적으로 지진은 지구 내부의 변화로 일어나는 판운동이나 화산활동으로 일어나는 돌발적인 지각의 요동현상으로 지진의 직접적인 원인은 암석권에 있는 판(plate)의 움직임이다.
이러한 움직임이 직접 지진을 일으키기도 하고 다른 형태의 지진 에너지원을 제공하기도 하며 판을 움직이는 힘은 다양한 형태로 나타나는데, 침강지역에서 판이 암석권 밑의 상부맨틀에 비해 차고 무겁기 때문에 이를 뚫고 들어가려는 힘, 상부 맨틀 밑에 서판이 상승하여 분리되거나 좌우로 넓어지려는 힘, 지구내부의 열대류에 의해 상부맨틀이 판의 밑부분을 끌고 이동하는 힘 등이라고 생각할 수 있으나, 이것들이 어느 정도의 비율로 작용하는지는 정확히 알 수는 없다.
최근 50년간 세계 각지에서 발생한 규모 7 이상의 지진은 약 500회에 이르며 지진에 대한 피해는 점점 그 강도가 높아지고 있다. 지진피해의 예로 지난 인도네시아 수마트라 해역과, 동일본 대지진이 발생하여 수많은 인명피해가 있었다.
현재 “자연재해대책법”의 내진설계기준 마련 의무화 규정에 따라, 주요 구조물의 지진 시 안전성 확보를 위한 내진설계가 이루어지고 있는데, 구조물의 내진설계 기본원칙은 2가지 측면으로 나눌 수 있다.
첫째는 소규모의 지진에 대해서는 구조물이 손상을 입지 않아야 하고, 둘째는 대규모의 지진에 대해서는 구조물의 손상을 피할 수는 없으나 최소한 구조물의 붕괴로 인한 인명피해는 막아야 한다는 것이다. 그리고 지진재해 발생시 대응성패가 초동대응에 크게 좌우함을 볼 때, 무엇보다 중요한 것은 지진발생시 피해정보를 신속히 확보하는 것이다.
한편, 국내에서 2017년 11월 15일에 발생한 포항지진은 1년 전에 발생한 경주지진에 비해 규모는 작았지만 피해는 더 크게 났다. 지진이 포항도심지를 강타했고 발생 깊이가 지면에서 가까웠기 때문이다.
포항지진 때는 긴급재난문자가 35초 만에 발송되고, 최초지진이 발생한지 약10여분 만에 신속하게 중앙 재난안전대책본부가 가동되었다. 그러나 실질적으로 지진피해를 입은 시민들에게 즉각적으로 현재 위치에 맞는 대피정보를 전달하지 못하여 안전한 지역으로 신속하게 대피하지 못하는 문제점이 발생했다.
KR 10-2012-0118386 A
본 발명은 상기와 같은 기술적 과제를 해결하기 위해 제안된 것으로, 지진의 규모 및 진원지 데이터를 기반으로 생성된 쉐이크 맵(Shake Map)을 이용한 건물 위험도 지도 생성방법을 제공한다.
또한, 주변의 건물이 얼마나 안전한지 가장 가까운 대피소/구호소는 어디인지 등 시민의 즉각적인 의사판단에 도움이 되는 위치기반맞춤형정보를 생성하고 상황에 맞는 정보를 전달 할 수 있는 시스템을 제공한다.
상기 문제점을 해결하기 위한 본 발명의 일 실시예에 따르면, 발생한 지진의 규모 및 진원지 데이터를 기반으로 쉐이크 맵(Shake Map)을 생성하는 단계와, 각 건물의 위치와 상기 쉐이크 맵(Shake Map)을 고려하여 각 건물별 충격량을 계산하고 각 건물의 내부정보를 기반으로 충격량에 따른 건물 손상정도를 산출하는 단계와, 건물 손상정도에 따른 건물 위험도를 데이터베이스화 하고, 지리정보 기반의 건물 위험도 정보를 시각화 하여 제공하는 단계를 포함하는 건물 위험도 지도 생성방법이 제공된다.
또한, 본 발명의 다른 실시예에 따르면, 외부서버로부터 지진의 규모 및 진원지 데이터와, 각 건물의 내부정보를 제공받으며, 제공된 정보를 기반으로 쉐이크 맵(Shake Map)을 생성함에 있어서, 각 건물의 위치와 상기 쉐이크 맵(Shake Map)을 고려하여 각 건물별 충격량을 계산하고, 각 건물의 내부정보를 기반으로 충격량에 따른 건물 손상정도를 산출하며, 건물 손상정도에 따른 건물 위험도를 데이터베이스화 하여 관리하는 관리서버와, 관리서버로부터 지리정보 기반의 건물 위험도 정보를 제공받아 표시하는 애플리케이션이 설치되는 사용자 단말기를 포함하는 지진재난 건물위험도 지도제공 시스템이 제공된다.
또한, 본 발명에서 진원지 데이터는, 진원시작시간과, 진앙의 위도 및 경도와, 진원깊이를 포함하는 것을 특징으로 한다.
또한, 본 발명에서 건물의 내부정보는, 건축물대장 정보, 내진설계 정보 및 시설물안전관리등급을 포함하는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 실시예에 따른 건물 위험도 지도 생성방법 및 이를 이용한 지진재난 건물위험도 지도제공 시스템은 지진이 발생할 경우, 외부서버에서 제공된 정보를 바탕으로 쉐이크 맵(Shake Map) 및 건물위험도 지도를 빠르게 생성하고, 사용자 단말기를 소지한 시민에게 즉각적인 의사판단에 도움이 되는 위치기반맞춤형정보를 제공하여 인명피해를 최소화할 수 있다.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 건물 위험도 지도 생성방법에 대한 순서도
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 지진재난 건물위험도 지도제공 시스템의 구성도
도 3은 애플리케이션에 표시되는 사용자 지원정보의 예시도
이하, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 본 발명의 기술적 사상을 용이하게 실시할 수 있을 정도로 상세히 설명하기 위하여, 본 발명의 실시예를 첨부한 도면을 참조하여 설명하기로 한다.
본원발명에 따른 건물 위험도 지도 생성방법 및 이를 이용한 지진재난 건물위험도 지도제공 시스템은 발생한 지진의 규모 및 진원지 데이터를 기반으로 신속하게 최대 지반 가속도(Peak ground acceleration, PGA)를 산출하는 과정과,
건물의 위치와 최대 지반 가속도(Peak ground acceleration, PGA) 데이터로 건물이 지진으로부터 받은 충격량을 계산하는 과정과,
건물의 내구정보(건축물대장정보, 내진설계정보, 시설물안전관리등급 등)를 기반으로 하여 충격량에 따른 건물의 손상정도를 산출하는 과정과,
건물위험도 정보를 포함한 건물데이터를 데이터베이스화 하여 공간정보기반(Geographic Information System, GIS)기반 유저 인터페이스(UI)에 건물위험도 정보를 표출하는 과정을 포함하여 재난 시 신속하게 건물 위험도 지도를 생성하고 제공할 수 있다.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 건물 위험도 지도 생성방법에 대한 순서도이다.
도 1을 참조하면, 건물 위험도 지도 생성방법은 쉐이크 맵(Shake Map)을 생성하는 단계(S10)와, 건물 손상정도를 산출하는 단계(S20)와, 건물 위험도 정보를 시각화 하여 제공하는 단계(S30)를 포함한다.
쉐이크 맵(Shake Map)을 생성하는 단계(S10)는 발생한 지진의 규모 및 진원지 데이터를 기반으로 쉐이크 맵(Shake Map)을 생성한다. 여기에서 진원지 데이터는 진원시작시간과, 진앙의 위도 및 경도와, 진원깊이를 포함한다.
쉐이크 맵(Shake Map)은 지진의 진원지와 크기를 표시하는데, 지진 쉐이크 맵(Shake Map)에서는 지진의 흔들림이 특정 지역에서 얼마나 강렬했는지를 나타내기 위해 지진이 발생한 후에 색상으로 코드화 되어 지도상에 표시될 수 있다. 즉, 쉐이크 맵(Shake Map)은 지진의 영향을 가장 크게 받는 지역을 체계적으로 알려주는 역할을 한다.
쉐이크 맵(Shake Map)을 생성하는 단계(S10)에서는 외부서버로부터 지진 정보를 실시간으로 받아와 규모, 위도, 경도값을 추출 후 쉐이크 맵(Shake Map) 데이터를 계산하여 최대 지반 가속도(Peak ground acceleration, PGA)를 획득한다.
최대 지반 가속도(Peak ground acceleration, PGA)는 지진 발생 시 진동으로 지반이 움직인 최대 가속도를 의미한다. 지진의 진도와 관련이 있으며 단위는 보통 g(중력 가속도 단위) 또는 gal(cm/s²)을 이용한다.
최대 지반 가속도(Peak ground acceleration, PGA)는 지형이나 지물, 지진계의 위치에 큰 영향을 받으므로 진원지에서 가속도는 다양하게 나타난다. 최대 지반 가속도를 표시할 때는 주로 진도 지도(shake map)를 이용해 표시한다. 지진 진도도 보통 이 최대 지반 가속도를 이용해 나타낸다.
참고적으로 건물 위험도 지도 생성방법 및 이를 이용한 지진재난 건물위험도 지도제공 시스템은 최대 지반 속도(peak ground velocity, PGV)를 추가로 고려할 수 있는데, 최대 지반 속도(peak ground velocity, PGV)는 일반적으로 구조물의 손상과 상관관계가 있다. 즉, 최대 지반 속도(peak ground velocity, PGV)는 최대 지반 가속도(Peak ground acceleration, PGA) 보다 저진동수 성분(즉, 장주기성분)에 더 민감하다. 최대 지반 속도(peak ground velocity, PGV)는 지진 가속도를 적분하여 구할 수 있다.
건물 손상정도를 산출하는 단계(S20)는 각 건물의 위치와 쉐이크 맵(Shake Map)을 고려하여 각 건물별 충격량을 계산하는 단계와, 각 건물의 내부정보를 기반으로 충격량에 따른 건물 손상정도를 산출하는 단계를 포함한다.
여기에서 건물의 내부정보는 건축물대장 정보, 내진설계 정보 및 시설물안전관리등급을 포함한다.
즉, 각 건물별 충격량은 멀티 폴리곤 형태의 쉐이크 맵(Shake Map) 데이터와, 건물위치 데이터를 기반으로 하여 PIP (Point in Polygon)를 통해 건물이 받는 진로를 추출하고 계산식을 이용해서 충격량 계산할 수 있다.
또한, 건물 손상정도를 산출하는 단계는 평시에 건축물 대장정보, 내진설계정보, 시설물안전관리등급 등을 수집 및 가공하여 건물의 내구정보를 데이터베이스에 저장하고 지진 발생시에 데이터베이스에 저장된 내구정보와 지진 충격량 정보를 결합하여 건물의 손상정도를 산출 후 건물의 손상정도에 따라 건물 위험도를 A등급부터 E등급으로 분류할 수 있다.
건물 위험도 정보를 시각화 하여 제공하는 단계(S30)는 건물 손상정도에 따른 건물 위험도를 데이터베이스화 하고, 지리정보 기반의 건물 위험도 정보를 시각화 하여 제공한다.
즉, 각 건물별 건물 위험도 정보를 A-E 등급별로 나눠 지도 위 마커를 통해 함께 표출할 수 있다. 이때, 건물 위험도 정보는 3차원 그래픽, 증강현실, 가상현실 등과 같은 다양한 시각화 방법을 통해 제공될 수 있을 것이다.
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 지진재난 건물위험도 지도제공 시스템의 구성도이다.
본 실시예에 따른 지진재난 건물위험도 지도제공 시스템은 제안하고자 하는 기술적인 사상을 명확하게 설명하기 위한 간략한 구성만을 포함하고 있다.
도 2를 참조하면, 지진재난 건물위험도 지도제공 시스템은 관리서버(100)와, 사용자 단말기(200)와, 외부서버(300)를 포함하여 구성된다.
여기에서 관리서버(100)는 메인 서버모듈(110), 쉐이크맵 서버모듈(120), 건물위험도평가 서버모듈(130), 데이터베이스 서버모듈(140)을 구비한다.
상기와 같이 구성되는 지진재난 건물위험도 지도제공 시스템의 주요동작을 살펴보면 다음과 같다.
지진재난 건물위험도 지도제공 시스템은 도 1의 건물 위험도 지도 생성방법을 이용하여 건물위험도 지도를 사용자에게 제공하는 시스템으로 정의될 수 있다.
관리서버(100)는 외부서버(300)로부터 지진의 규모 및 진원지 데이터와, 각 건물의 내부정보를 제공받는다. 여기에서 외부서버(300)는 기상청 서버, 공공기관 데이데 제공서버, 지리정보서버 등과 같은 정보제공서버를 포함한다.
관리서버(100)는 외부서버(300)에서 제공된 정보를 기반으로 쉐이크 맵(Shake Map)을 생성한다. 즉, 관리서버(100)는 각 건물의 위치와 쉐이크 맵(Shake Map)을 고려하여 각 건물별 충격량을 계산하고, 각 건물의 내부정보를 기반으로 충격량에 따른 건물 손상정도를 산출하며, 건물 손상정도에 따른 건물 위험도를 데이터베이스화 하여 관리한다.
특히, 관리서버(100)는 메인 서버모듈(110), 쉐이크맵 서버모듈(120), 건물위험도평가 서버모듈(130), 데이터베이스 서버모듈(140)로 구성될 수 있다.
메인 서버모듈(110)은 정보의 흐름을 제어하는 역할을 수행한다. 즉, 메인 서버모듈(110)은 기상청, 관공서, 공공기관 등의 서버에서 재난 및 건물관련정보를 제공받아 쉐이크맵 서버모듈(120) 및 건물위험도평가 서버모듈(130)로 전달하고, 각 모듈로부터 받은 정보(쉐이크맵 데이터, 건물내구정보 등)를 데이터베이스 서버모듈(140)에 전달하며, 사용자 단말기(200)를 인증하고 사용자 단말기(200)에 서비스 데이터를 전달하는 역할을 수행한다.
쉐이크맵 서버모듈(120)은 메인 서버모듈(110)로부터 지진규모, 위도, 경도 데이터 등을 전달받아 내장된 알고리즘을 통해 자체적으로 쉐이크 맵(Shake Map)을 생성한다.
건물위험도평가 서버모듈(130)은 제공받은 데이터를 기반으로 실시간으로 건물 위험도를 평가한다. 즉, 건물위험도평가 서버모듈(130)은 메인 서버모듈(110)부터 건축물 대장정보, 내진설계정보, 시설물안전관리등급을 전송받아 건물내구정보를 생성하고, 건물위험도를 평가하는 역할을 수행한다.
데이터베이스 서버모듈(140)은 쉐이크맵 서버모듈(120)에서 생성된 쉐이크 맵(Shake Map) 데이터와 건물위험도평가 서버모듈(130)에서 계산된 결과를 전달받아 데이터베이스화하여 관리한다.
사용자 단말기(200)는 관리서버(100)로부터 지리정보 기반의 건물 위험도 정보를 표시하는 애플리케이션이 설치된다. 사용자 단말기는 휴대폰, 스마트폰, 스마트 패드 등과 같이 사용자가 휴대하면서 사용할 수 있는 기기를 총칭하는 것이며, 본 실시예에서는 스마트폰으로 구성된 사용자 단말기로 가정하고 설명하기로 한다.
즉, 관리서버(100)에 인증된 사용자 단말기(200)는 자신의 위성위치정보를 관리서버(100)에 주기적으로 전송하고, 관리서버(100)는 지진과 같은 재난이 발생했을 경우 사용자 단말기(200)가 위치한 지역의 재난정보를 자동 전송한다.
즉, 관리서버(100)는 사용자 단말기(200)로 쉐이크 맵(Shake Map) 및 건물위험도 지도를 빠르게 생성하여 즉각 제공하므로, 사용자 단말기(200)를 소지한 시민의 즉각적인 의사판단에 도움이 되는 위치기반맞춤형정보를 제공하여 인명피해를 최소화할 수 있다. 이때, 사용자 단말기(200)에 표시되는 건물 위험도 정보는 3차원 그래픽, 증강현실, 가상현실 등과 같은 다양한 시각화 방법을 통해 제공될 수 있을 것이다.
참고적으로 실시예에 따라 관리서버(100)는 메인 서버, 쉐이크맵 서버, 건물위험도평가 서버, 데이터베이스 서버 등과 같이 복수 개의 서버로 구성될 수도 있을 것이다.
도 3은 애플리케이션에 표시되는 사용자 지원정보의 예시도이다.
도 3을 참조하면, 사용자 단말기(200)에 설치된 애플리케이션에 표시되는 정보가 표시되어 있다.
즉, 사용자 단말기(200)가 관리서버(100)에 인증되어 있을 경우, 사용자 단말기(200)의 위성위치정보를 기반으로 해당 지역의 지리정보 기반의 건물 위험도 정보를 3차원 그래픽화하여 제공할 수 있다. 이때, 각 건물별 건물 위험도 정보를 A-E 등급별로 나눠 지도위 마커를 통해 함께 표출될 수 있다. 따라서 사용자는 애플리케이션에 표시된 안전한 건물정보를 바탕으로 대피장소를 빠르게 판단할 수 있다.
즉, 주변의 건물이 얼마나 안전한지 가장 가까운 대피소/구호소는 어디인지 등 시민의 즉각적인 의사판단에 도움이 되는 위치기반맞춤형정보를 제공받을 수 있다.
한편, 사용자 단말기(200)의 애플리케이션이 건물 위험도 정보를 3차원 그래픽화 하여 표시할 때, 사용자에게 강조해야하는 부분을 가상객체로 표시할 수 있다. 즉, 실제영상정보(지도상의 건물)에 대응되는 가상객체가 표시되며 가상객체가 터치될 경우, 미리 설정된 가상객체의 정보가 상세히 표시될 수 있다.
예를 들면, 건물모양이 가상객체로 표시되고 해당부분을 터치하면 사용자에게 제공할 상세한 정보가 표시된다. 해당 정보는 건물의 3차원 구조도일 수 있다.
즉, 가상객체로서 건물의 3차원 구조도가 표시될 수 있으며, 해당 건물의 특정대피공간의 상태를 표시할 수 있다.
예를 들면 특정대피공간의 제1 출입문에 제1 움직임 감지센서가 배치되고 제2 출입문에 제2 움직임 감지센서가 배치되어 해당 공간의 대피자의 움직임 방향을 감지할 수 있다. 제1 출입문과 제2 출입문으로 서로 대각선 방향으로 배치되어 있다고 가정한다.
즉, 관리서버(100)는 제1 움직임 감지센서와 제2 움직임 감지센서의 두 센서의 정보를 모두 취합하여 동시에 움직임이 감지되었을 경우에만 해당 공간의 내부에 대피자가 있다고 판별한다. 참고적으로 움직임 감지센서는 도플러 효과를 이용하여 움직임을 감지하도록 구성된다.
이와 같이, 사용자 단말기(200)의 애플리케이션의 화면에 실제영상정보에 대응되는 가상객체가 표시될 경우, 선택된 가상객체의 좌표는 실제영상정보에 대한 공간 좌표계에서 사용자 단말기(200)의 모바일 좌표계로 변경되고, 선택 해제된 가상객체의 좌표는 사용자 단말기(200)의 모바일 좌표계에서 실제영상정보에 대한 공간 좌표계로 변경될 수 있다.
참고적으로 지진재난 건물위험도 지도제공 시스템의 관리서버(100)는 경사지의 변화를 감지하는 복수의 센서장치로부터 전송된 데이터를 활용하여 건물별 충격량, 건물 손상정도, 건물 위험도에 각각 추가반영하는 데이터로 활용할 수 있다.
예를 들면, 센서장치는 카메라, 복수의 센서, 전원부, 제어부로 구성될 수 있다.
카메라는 기본적으로 설정된 방향을 촬영하도록 제어되며, 제어부의 제어에 의해 촬영방향이 변경될 수 있다. 카메라는 진동으로 발생한 움직임을 인식하고 흔들림의 반대 방향으로 빛이 굴절 되도록 조절하는 진동방지 기능을 가지고 있다. 경사지에 설치된 센서장치의 카메라는 날씨에 의한 진동 또는 경사지의 변위에 의해서 충격이 가해질 수 있는데, 이러한 충격이 발생하더라도 흔들림 없는 영상을 촬영할 수 있다. 또한, 이러한 충격의 크기는 관리서버(100)로 전달되어 현장의 충격량을 실시간으로 제공할 수 있다. 진동방지 장치 기능은 제어부의 제어에 따라 턴온(TURN ON) 또는 턴오프(TURN OFF)될 수 있다.
카메라는 센서장치에 내장되는 형태로 배치될 수 있으며, 센서장치의 외부면에 탈부착 가능한 형태로 배치될 수도 있을 것이다. 카메라는 동영상 및 정지영상을 촬영하여 송신할 수 있다.
복수의 센서는 위성위치정보, 토양의 수분 함유량, 경사지의 기울기, 경사지의 변위속도, 온도 및 습도를 측정하는 각각의 센서를 포함한다.
위성위치정보는 GPS 좌표로 대표될 수 있는 위치정보이며, 경사지의 기울기는 자이로 센서, 경사지의 변위속도는 레이저 변위감지 센서 등으로 구성될 수 있다. 토양의 수분 함유량을 측정하는 센서는 경사지의 토양에 일정깊이 삽입된 상태로 배치되어 센서장치와 유선라인으로 연결되는 구조로 이루어질 수 있다.
토양의 수분 함유량은 지진으로 인한 토양의 액상화를 판단하는 지표로 활용될 수 있다. 즉, 관리서버(100)는 토양의 수분 함유량의 변화를 토대로 토양의 액상화 정도를 추정하고, 이를 건물별 충격량, 건물 손상정도, 건물 위험도에 각각 추가반영하는 데이터로 활용할 수 있다.
센서장치의 제어부는 제어기와, 광대역 무선 통신모듈과, 로컬 무선 통신모듈을 구비한다.
광대역 무선 통신모듈은 2G, 3G, LTE 등과 같은 광대역 통신망을 이용할 수 있는 어느 하나 이상의 모듈을 포함할 수 있다. 또한, 로컬 무선 통신모듈은 ZigBee, WIFI 등과 같은 로컬 통신망을 이용할 수 있는 어느 하나 이상의 모듈을 포함할 수 있다.
제어기는 복수의 센서에서 측정된 데이터 및 카메라에서 촬영된 영상을 무선 통신모듈을 이용하여 송신하거나, 외부로부터 수신된 데이터를 처리하는 내부동작을 수행한다. 또한, 제어기는 무선 통신모듈 뿐만 아니라 카메라, 복수의 센서, 전원부를 통합적으로 제어하도록 구성될 수도 있다. 제어기는 광대역 무선 통신모듈과, 로컬 무선 통신모듈과 함께 결합된 통합형 모듈로 구성될 수도 있으며, 별도의 독립된 모듈로 구성될 수도 있을 것이다.
또한, 제어부는 복수의 센서의 측정결과에 따라 카메라의 촬영방향을 결정할 수 있다. 카메라는 제어부의 제어에 따라 360도 회전하면서 주변을 촬영할 수도 있으며, 특정 방향을 기준으로 특정 각도로 왕복 이동하면서 반복 촬영할 수도 있다.
또한, 제어부는 카메라에서 촬영된 영상 및 복수의 센서의 측정결과를 설정된 시간 간격마다 무선방식으로 전송하는데, 광대역 무선 통신모듈 또는 로컬 무선 통신모듈을 이용하여 측정된 데이터를 전송한다.
제어부는 토양의 수분 함유량, 경사지의 기울기, 경사지의 변위속도, 온도 및 습도의 측정결과를 토대로 정상상황 및 주의상황을 스스로 구분한다. 즉, 토양의 수분 함유량, 경사지의 기울기, 경사지의 변위속도, 온도 및 습도의 측정결과가 관리 기준치를 초과할 경우, 제어부는 주의상황이 발생한 것으로 인지한다.
제어부는 주의상황이 발생하면 사용자 단말기(200) 및 관리서버(100)로 해당 상황을 송신하도록 제어한다. 토양의 수분 함유량, 경사지의 기울기, 경사지의 변위속도, 온도 및 습도의 관리 기준치는 기본적으로 제어부에 저장되어 있으며, 이러한 관리 기준치는 외부로부터 전송된 제어 데이터 - 관리서버(100) - 에 의해서 변경될 수도 있다.
참고적으로 제어부가 주의상황으로 인지하는 경우의 예를 들면, 경사지의 변위속도가 3.7mm/hr 을 초과하여 경사지의 붕괴의 위험이 발생한 경우이다. 또한, 토양의 수분 함유량이 기준 수분 함유량을 초과할 경우에도 주의상황으로 인지될 수 있다. 이때 기준 수분 함유량은 측정된 외부 온도에 따라 자동 조절될 수 있다. 즉, 여름 등과 같이 외부의 온도가 높을 경우 기준 수분 함유량이 상대적으로 낮게 설정되고, 겨울 등과 같이 외부의 온도가 영하의 기온일 경우 기준 수분 함유량이 상대적으로 높게 설정될 수 있다. 토양의 성분함량 및 토양의 수분 함유량에 따라서 붕괴 위험률이 달라질 수 있으므로, 기준 수분 함유량은 외부로부터 수신되어 조절 가능하도록 구성된다.
한편, 관리서버(100)는 광대역 무선 통신망을 통해 복수의 센서장치와 데이터를 송수신할 수 있다. 관리서버(100)는 복수의 센서장치의 위성위치정보를 주기적으로 수신받아 지도가 표시된 웹 브라우저에 표시하며, 사용자 단말기(200)를 사용하는 사용자가 웹 브라우저에 표시된 센서장치를 선택하면, 선택된 센서장치에서 측정된 위성위치정보, 토양의 수분 함유량, 경사지의 기울기, 경사지의 변위속도, 온도, 습도 및 촬영영상을 표시한다. 관리서버(100)는 사용자가 선택한 센서장치의 촬영영상을 표시할 때, 사용자가 원하는 방향을 카메라가 촬영하도록 제어할 수 있다.
복수의 센서장치는 로컬 무선 통신망을 통해 상호간에 데이터를 송수신하여 정보를 교환한다. 만약, 주의상황이 발생한 센서장치가 있다는 정보가 교환될 경우, 주의상황이 발생하지 않은 나머지 센서장치가 주의상황이 발생한 센서장치 주변을 촬영하도록 카메라의 촬영방향을 자동 조절한다.
로컬 무선 통신모듈의 데이터 송수신이 원활하지 않아 주의상황이 발생한 센서장치 주변을 촬영하도록 카메라의 촬영방향이 자동 조절되지 않을 경우가 발생할 수 있다. 이러한 경우 관리서버(100)는 광대역 무선 통신망을 통해 주의상황이 발생한 센서장치 주변을 주의상황이 발생하지 않은 나머지 센서장치가 촬영하도록 카메라의 촬영방향을 조절한다.
주의상황이 발생하지 않은 센서장치의 카메라는, 단순히 주의상황이 발생한 센서장치의 방향을 촬영하도록 설정될 수 있다. 또한, 주의상황이 발생하지 않은 센서장치의 카메라는, 주의상황이 발생한 센서장치 주변을 촬영할 때 일정영역을 중복 촬영하여 파노라마 영상을 생성하도록 설정될 수도 있을 것이다. 파노라마 영상은 동영상 또는 정지영상으로 생성될 수 있다.
또한, 관리서버(100)는 주차장에 주차된 차량 내부에 설치된 복수의 차량녹화장치(블랙박스)와 무선으로 데이터를 상호 교환하도록 구성될 수 있다.
즉, 지진이 발생할 경우, 관리서버(100)가 차량녹화장치로부터 영상을 수신하고 영상의 흔들림의 크기 및 패턴을 객체인식하여 차량녹화장치가 위치한 지역의 실제 충격량을 확보할 수 있다. 확보된 실제 충격량은 건물별 충격량, 건물 손상정도, 건물 위험도에 각각 추가반영하는 데이터로 활용될 수 있다.
또한, 관리서버(100)는 차량녹화장치로부터 수신된 촬영영상이 소정의 영상 유사도 값 이상을 가질 경우, 유사한 영역의 영상정보를 차분하여 추가인식영역을 선정하고 추가인식영역의 영상 차이점을 토대로 고유 식별자를 해당 영역에 부여할 수 있다. 그리고 해당 고유 식별자의 움직임 정보를 토대로 해당 위치의 충격량을 산출하고, 건물별 충격량, 건물 손상정도, 건물 위험도에 각각 추가반영하는 데이터로 활용할 수 있다.
또한, 관리서버(100)는 차량녹화장치로부터 수신받은 영상 중에서 영상의 변화가 없는 부분을 차량녹화장치로 피드백하고, 차량녹화장치의 제어회로는 영상의 변화가 없는 부분은 자동 제거함으로써 저장 용량을 감소시킬 수 있다. 또한, 관리서버(100)는 영상을 복수의 영역으로 구분한 후, 객체의 움직임 또는 차량 속도를 고려하여 각 영역별 저장 영상 프레임을 가변시킬 수는 정보를 차량녹화장치로 피드백할 수도 있다.
본 발명의 실시예에 따른 건물 위험도 지도 생성방법 및 이를 이용한 지진재난 건물위험도 지도제공 시스템은 지진이 발생할 경우, 외부서버에서 제공된 정보를 바탕으로 쉐이크 맵(Shake Map) 및 건물위험도 지도를 빠르게 생성하고, 사용자 단말기를 소지한 시민에게 즉각적인 의사판단에 도움이 되는 위치기반맞춤형정보를 제공하여 인명피해를 최소화할 수 있다.
이와 같이, 본 발명이 속하는 기술분야의 당업자는 본 발명이 그 기술적 사상이나 필수적 특징을 변경하지 않고서 다른 구체적인 형태로 실시될 수 있다는 것을 이해할 수 있을 것이다. 그러므로 이상에서 기술한 실시예들은 모든 면에서 예시적인 것이며 한정적인 것이 아닌 것으로서 이해해야만 한다. 본 발명의 범위는 상기 상세한 설명보다는 후술하는 특허청구범위에 의하여 나타내어지며, 특허청구범위의 의미 및 범위 그리고 그 등가개념으로부터 도출되는 모든 변경 또는 변형된 형태가 본 발명의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 한다.
100 : 관리서버
110 : 메인 서버모듈
120 : 쉐이크맵 서버모듈
130 : 건물위험도평가 서버모듈
140 : 데이터베이스 서버모듈
200 : 사용자 단말기
300 : 외부서버

Claims (6)

  1. 발생한 지진의 규모 및 진원지 데이터를 기반으로 쉐이크 맵(Shake Map)을 생성하는 단계;
    각 건물의 위치와 상기 쉐이크 맵(Shake Map)을 고려하여 각 건물별 충격량을 계산하고, 각 건물의 내부정보를 기반으로 충격량에 따른 건물 손상정도를 산출하는 단계; 및
    건물 손상정도에 따른 건물 위험도를 데이터베이스화 하고, 지리정보 기반의 건물 위험도 정보를 시각화하여 제공하는 단계;를 포함하고,
    상기 건물 위험도 정보를 시각화하여 제공하는 단계에서, 사용자 단말기의 애플리케이션이 상기 건물 위험도 정보를 3차원 그래픽화 하여 표시할 때, 사용자에게 강조해야하는 부분을 가상객체로 표시하되 상기 가상객체가 선택될 경우 상기 건물의 3차원 구조도 및 상기 건물의 대피공간의 대피자의 상태가 표시되고,
    상기 대피자 상태는, 상기 대피공간의 대각선 방향으로 배치된 도플러 효과를 이용한 제1 및 제2 움직임 감지센서에 의한 동시 움직임 감지에 의해 판별되는 것을 특징으로 하는 건물 위험도 지도 생성방법.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 진원지 데이터는,
    진원시작시간과, 진앙의 위도 및 경도와, 진원깊이를 포함하는 것을 특징으로 하는 건물 위험도 지도 생성방법.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 건물의 내부정보는,
    건축물대장 정보, 내진설계 정보 및 시설물안전관리등급을 포함하는 것을 특징으로 하는 건물 위험도 지도 생성방법.
  4. 외부서버로부터 지진의 규모 및 진원지 데이터와, 각 건물의 내부정보를 제공받으며, 제공된 정보를 기반으로 쉐이크 맵(Shake Map)을 생성함에 있어서, 각 건물의 위치와 상기 쉐이크 맵(Shake Map)을 고려하여 각 건물별 충격량을 계산하고, 각 건물의 내부정보를 기반으로 충격량에 따른 건물 손상정도를 산출하며, 건물 손상정도에 따른 건물 위험도를 데이터베이스화 하여 관리하는 관리서버; 및
    상기 관리서버로부터 지리정보 기반의 건물 위험도 정보를 제공받아 표시하는 애플리케이션이 설치되는 사용자 단말기;를 포함하고,
    상기 사용자 단말기의 애플리케이션이 건물 위험도 정보를 3차원 그래픽화 하여 표시할 때, 사용자에게 강조해야하는 부분을 가상객체로 표시하되 상기 가상객체가 선택될 경우 상기 건물의 3차원 구조도 및 상기 건물의 대피공간의 대피자의 상태가 표시되고,
    상기 대피자 상태는, 상기 대피공간의 대각선 방향으로 배치된 도플러 효과를 이용한 제1 및 제2 움직임 감지센서에 의한 동시 움직임 감지에 의해 판별되는 것을 특징으로 하는 지진재난 건물위험도 지도제공 시스템.
  5. 제4항에 있어서,
    상기 진원지 데이터는,
    진원시작시간과, 진앙의 위도 및 경도와, 진원깊이를 포함하는 것을 특징으로 하는 지진재난 건물위험도 지도제공 시스템.
  6. 제4항에 있어서,
    상기 건물의 내부정보는,
    건축물대장 정보, 내진설계 정보 및 시설물안전관리등급을 포함하는 것을 특징으로 하는 지진재난 건물위험도 지도제공 시스템.
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