KR102432286B1 - 노면상황 분석 및 염수분사 자동제어 시스템 - Google Patents

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이광훈
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영신기술 주식회사
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Abstract

본 발명은, 노면에 염수를 분사하여 강설로 인한 노면결빙을 방지하기 위한 결빙 방지 도로에 있어서, 결빙 방지를 위한 데이터를 입력하는 입력부; 카메라 및 기상센서를 포함하고, 노면상황과 관련한 데이터를 감지하는 감지부; 데이터를 송수신하는 통신부; 염수를 저장하고 노면에 염수를 분사하는 염수분사부; 상기 염수분사부를 제어하는 제어부를 포함하는 노면상황 분석 및 염수분사 자동제어 시스템에 관한 것이다.

Description

노면상황 분석 및 염수분사 자동제어 시스템{Road surface condition analysis and salt water spray automatic control system}
본 발명은 눈이 내리거나 노면이 결빙되었을 때, 제설, 해빙할 수 있는 시스템이 구비된 결빙 방지 도로에 관한 것이다. 보다 상세하게는, 노면상황과 관련된 데이터를 감지하고, 노면상황을 판별할 수 있도록 하며, 생성 및 판별된 노면상황에 맞는 제설 조치를 자동으로 취할 수 있도록 하는 시스템을 구비한 결빙 방지 도로에 관한 것이다.
동절기 노면은 적설, 강설 또는 강우의 결빙, 블랙아이스 등에 의해 사고의 위험이 커지므로 노면의 결빙이나 적설 등의 문제를 해결하기 위해 눈이나 얼음을 녹이기 위한 장치나 방법을 사용하고 있다.
노면 결빙을 방지하기 위한 종래기술로, 도로의 상부에 발열장치나 열선을 매설하여 발열장치나 열선의 열에 의해 눈, 얼음을 녹이는 기술을 사용하였다.
그러나 발열 방식은 초기 비용, 사용 비용, 수리 비용이 많이 소요되어 넓은 지역에 사용하기 어렵고, 유지관리가 어렵다는 문제가 있었다.
발열을 위해 지열이나 태양광을 이용하는 방식 등도 개발되었으나, 초기 시공비용이 과다하여 보편적으로 사용하기 어려웠다.
아울러 종래의 결빙 방지 방법으로 제설제나 염수를 살포하는 방식도 사용하였으나, 종래에는 차량에 의해 살포하는 방식이어서 비효율적이고, 인건비가 많이 들며, 노면상황(기상상황 및 노면상태)에 맞는 신속한 제설조치가 이루어지지 못하는 문제가 있었다.
한국등록특허 제10-1898727
위와 같은 종래기술의 문제점을 해결하기 위해, 본 발명에서는, 노면상황(기상상황 및 노면상태)에 맞춰 효율적으로 적설로 인한 결빙을 방지할 수 있는 노면상황 분석 및 염수분사 자동제어 시스템을 제공하는 것을 목적으로 한다.
본 발명에서는, ‘초기강설상태’에서부터 효과적으로 결빙을 방지할 수 있는 노면상황 분석 및 염수분사 자동제어 시스템을 제공하는 것을 목적으로 한다.
본 발명에서는, 현재의 결빙방지 뿐만 아니라, 미래의 도로관리에 필요한 데이터를 저장 및 활용할 수 있는 노면상황 분석 및 염수분사 자동제어 시스템을 제공하는 것을 목적으로 한다.
본 발명에서는, 노면에 염수를 분사하여 강설로 인한 노면결빙을 방지하기 위한 결빙 방지 염수분사 자동제어 시스템에 있어서, 대상 도로의 위치, 종단경사, 횡단경사, 곡률을 포함하는 결빙 방지를 위한 데이터를 입력하는 입력부; 카메라 및 기상센서를 포함하고, 노면상황과 관련한 데이터를 감지하는 감지부; 데이터를 송수신하는 통신부; 염수를 저장하고 노면에 염수를 분사하는 염수분사부; 상기 염수분사부를 제어하는 제어부; 상기 감지부에 의해 감지된 데이터를 이용하여 노면상황을 판별할 수 있는 데이터를 생성하는 생성부; 상기 감지부에 의해 감지된 데이터 및/또는 상기 생성부를 통해 생성된 데이터를 이용하여 노면상황을 판별하는 판별부; 상기 감지부에 의해 감지된 데이터, 상기 생성부에 의해 생성되는 데이터 및 상기 판별부의 판별결과를 저장하는 저장부; 상기 감지부에 의해 감지된 데이터, 상기 생성부에 의해 생성되는 데이터, 상기 판별부의 판별결과, 상기 염수분사부에 의해 분사되는 염수분사량 중 적어도 어느 하나를 출력하는 출력부를 포함하되, 상기 생성부는, 상기 감지부의 카메라로부터 인가된 영상데이터에 대한 명암도 동시발생 행렬(GLCM)의 측정값을 생성하고, 상기 측정값으로부터 노면의 하랄릭(Haralick) 텍스처 특징정보를 생성하는 노면텍스처검출부; 상기 감지부의 카메라로부터 인가된 영상데이터에 대한 LBP(Local Binary Pattern)의 패턴정보를 생성하는 노면패턴검출부; 상기 감지부의 카메라로부터 인가된 영상데이터 및 기상센서에 의해 감지된 기상데이터에 의해 강설패턴을 생성하는 강설패턴검출부를 포함하고, 상기 판별부는, 노면상황이 젖은상태, 초기강설상태, 적설상태 또는 결빙상태인지를 판별하고, 예측하는 것을 특징으로 하는 노면상황 분석 및 염수분사 자동제어 시스템을 제공한다.
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상기 염수분사부는, 염수를 저장하는 염수저장탱크(110); 염수를 분사노즐로 압송하는 펌프(150); 분사된 염수의 양을 측정하는 유량계(112); 염수를 이송하는 호스(120); 분사호스에 의해 공급된 염수를 노면에 분사하는 분사노즐(130); 염수저장탱크 내 염수의 수위를 측정하는 수위센서(111)를 포함한다.
상기 기상센서는 노면온도센서, 대기온도센서, 대기습도센서를 포함한다.
상기 출력부는, 컴퓨터 모니터, CCTV 모니터, TV, 스마트폰, 태블릿PC, 노트북, 탭북, PDA, 인쇄물 중 적어도 어느 하나인 것을 특징으로 한다.
상기 출력부에 의해 출력되는 데이터는 실시간 궤적 및/또는 실시간 수치로 표시되는 것을 특징으로 한다.
상기 통신부는, 유선통신, 와이파이(Wi-Fi), CDMA(code division multiple access), 블루투스(Bluetooth), 비콘(Beacon), 지그비(Zigbee) 중 적어도 어느 하나의 방식에 의해 데이터를 송수신하는 것을 특징으로 한다.
노면상황이 젖은상태인 경우에는 상기 염수분사부가 작동하지 않고, 노면상황이 초기강설상태인 경우에는 상기 강설패턴검출부에 의해 검출되는 강설패턴에 따라 염수분사부의 작동 여부를 결정하며, 노면상황이 적설상태 및 결빙상태인 경우에는 염수분사부를 작동하는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 노면상황 분석 및 염수분사 자동제어 시스템은 다음과 같은 효과를 발휘한다.
첫째, 감지부, 생성부, 판별부에 의해, 노면상황(기상상황 및 노면상태)을 정확하게 감지 및 분석할 수 있고, 최대의 제설효과를 발휘할 수 있도록 노면상황에 맞는 정확한 조치를 신속하게 취할 수 있다. 특히, 기상상황 및 강설패턴을 분석함으로써 ‘초기강설상태’에서 ‘적설상태’로 진행될 것으로 예측되는 경우에는, ‘초기강설상태’에서부터 즉각적인 융설조치가 이루어질 수 있어 적설상태를 효율적으로 예방할 수 있다.
둘째, 또한, 기상상황 및 강설패턴을 분석함으로써 ‘초기강설상태’에서 ‘적설상태’로 진행되지 않을 것으로 예측되는 경우에는, 염수분사를 하지 않도록 함으로써 불필요한 염수분사를 방지할 수 있다.
셋째, 노면 위 기상상황을 눈으로 직접 확인할 수 있는 영상데이터 뿐만 아니라 노면의 결빙 방지를 위해 필요한 각종 데이터를 실시간 궤적과 수치로 확인하면서 쉽게 도로를 관리할 수 있으므로 최소의 인원으로 최대의 제설효과를 얻을 수 있다.
넷째, 악천후 상황이 지난 후에도 실시간으로 기록되어 있는 각종 데이터(대기온도, 노면온도, 적설량, 시간당 염수분사량, 최초 염수분사 시기 등)를 확인할 수 있어, 도로 관리가 어떻게 진행되어 왔는지를 사후적으로 쉽게 확인하고, 이를 활용할 수 있다.
다섯째, 저장부에 의해 저장되는 노면상황과 조치내용에 대한 데이터를 활용하여 미래의 도로관리에 필요한 데이터로 활용할 수 있다.
여섯째, 작업자의 경험과 숙련도가 아닌 데이터에 의한 자동제어시스템에 의해 결빙을 관리하므로, 숙련된 작업자를 필요로 하지 않아 도로 관리비용이 절감된다.
일곱째, 본 발명의 출력부를 염수분사부가 설치되어 있는 도로가 아닌 원격지에 구비할 경우, 관리 대상이 되는 도로 이외의 장소에서 원격으로 기상상황를 확인하고, 노면상황을 모니터링하면서 적절한 조치를 취할 수 있다.
본 발명의 효과들은 이상에서 언급한 효과들로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 효과들은 청구범위의 기재로부터 통상의 기술자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
도 1은 본 발명의 노면상황 분석 및 염수분사 자동제어 시스템의 개념도이다.
도 2는 본 발명의 염수분사부의 개념도이다.
아래에서는 첨부한 도면을 참조하여 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 쉽게 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 어떤 구성요소를 "포함"한다고 할 때, 이는 특별히 반대되는 기재가 없는 한 다른 구성요소를 제외하는 것이 아니라 다른 구성요소를 더 포함할 수 있는 것을 의미한다. 이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 상세히 설명하기로 한다.
본 발명은, 노면에 염수를 분사하여 강설로 인한 노면결빙을 방지하기 위한 노면상황 분석 및 염수분사 자동제어 시스템(Road surface condition analysis and salt water spray automatic control system) 및 이를 구비한 결빙 방지 도로에 관한 것이다.
본 발명의 명세서에서 사용되는 ‘노면상황’이라는 용어는 노면 상부의 기상상황과 노면상태를 포함하는 개념으로 사용된다. 따라서 노면상황 분석은 노면 상부의 기상상황과 노면상태를 분석하고, 예측하는 것을 의미한다.
본 발명의 노면상황 분석 및 염수분사 자동제어 시스템은, 입력부, 감지부, 통신부, 생성부, 판별부, 저장부, 제어부, 출력부, 염수분사부를 포함한다.
상기 입력부는 결빙 방지를 위한 기초 데이터를 입력하기 위한 구성이다. 대상이 되는 도로의 위치, 해당 위치에 구비된 염수분사부의 제원, 염수저장탱크 내부 수위의 기준치, 도로의 제원(종단경사, 횡단경사, 직선도로, 곡선도로, 곡률 등), 대상 도로에 대한 기존 데이터, 기온, 노면온도, 대기습도 등 결빙 방지 조치에 필요한 각종 기초 데이터를 입력하게 된다.
상기 감지부는 노면상황과 관련한 각종 데이터를 감지한다.
상기 감지부는, 카메라와 기상센서를 포함한다. 상기 기상센서는 노면온도센서, 대기온도센서, 대기습도센서를 포함한다.
상기 카메라는 노면과 노면의 상부를 촬영하여 영상데이터를 생성한다. 영상데이터는 노면에 대한 이미지 및 노면 상부의 영상으로서, 노면상황을 판별하고 예측하기 위한 데이터를 생성하는데 사용된다. 아울러 상기 영상데이터는 그 자체로 도로 관리자에게 제공되어 기상상황이나 노면상태를 직접 확인하는 자료로도 활용될 수 있다.
대기온도와 대기습도는 정확한 측정을 위해 노면의 직 상부로부터 1m 높이 범위 이내의 위치에서 측정하는 것이 바람직하다.
상기 통신부는 상기 감지부에 의해 감지된 데이터, 상기 생성부에 의해 생성된 데이터, 판별부에 의한 판별결과 등을 송수신한다.
통신부의 통신은 유선통신 또는 무선통신을 활용할 수 있고, 무선통신인 경우 이동통신(3G, LTE, 5G 등), 와이파이(Wi-Fi), CDMA(code division multiple access), 블루투스(Bluetooth), 비콘(Beacon), 지그비(Zigbee) 등 다양한 통신방식을 이용할 수 있다.
상기 생성부는 상기 감지부에 의해 감지된 데이터를 이용하여 노면상황을 판별할 수 있는 데이터를 생성한다.
상기 생성부에서는 감지부에 의해 감지된 영상데이터, 노면온도센서에 의해 측정된 노면온도, 대기온도센서에 의해 측정된 대기온도, 대기습도센서에 의해 측정된 대기습도 등의 데이터를 종합하여 노면상황을 판별할 수 있는 데이터를 생성한다.
상기 생성부는 노면텍스처검출부; 노면패턴검출부; 강설패턴검출부를 포함하고, 상기 노면텍스처검출부, 노면패턴검출부, 강설패턴검출부에 의해 노면상황을 판별할 수 있는 데이터를 생성한다.
상기 노면텍스처검출부는, 카메라로부터 인가된 영상데이터에 대한 명암도 동시발생 행렬(GLCM)의 측정값을 생성하고, 측정값으로부터 노면의 하랄릭(Haralick) 텍스처 특징정보(if)를 생성한다. 명암도 동시발생 행렬(GLCM)은 영상에서 픽셀의 공간 관계를 고려하여 텍스처를 검사하는 통계적 방법으로, 공간 명암도 의존 행렬이라고도 한다.
명암도 동시발생 행렬은 영상에서 특정 값을 가지는 픽셀 쌍이 특정 공간 관계에서 얼마나 자주 발생하는지를 계산하여 행렬을 생성하고, 이 행렬에서 통계적 측정값을 추출하는 방법을 통해 영상의 텍스처 특성을 파악하게 된다.
하랄릭(Haralick) 텍스처는 동시발생 행렬(GLCM)로부터 계산할 수 있는 통계값으로서 이미지 텍스처를 나타내는 14가지 특징을 가진다. 14가지는 통계값으로서 각각 이미지의 텍스처를 설명하는 것이다.
14가지는 통계값으로서 각각 이미지의 텍스처를 설명하는 것인데, 14가지 통계값을 도출하기 위한 상세한 식은 이미 공지된 것이므로 그 기재를 생략한다. 아울러, 명암도 동시발생 행렬(GLCM)로부터 계산되는 측정값으로 하랄릭(Haralick) 이미지 텍스처를 설명할 수 있는 14개의 통계값을 도출하는 내용도 공지이므로 상세한 기재를 생략한다.
여기서는, 이미지 정보인 노면의 영상데이터를 이용하여 명암도 동시발생 행렬(GLCM)로부터 통계적 측정값을 계산하고, 이 계산값을 입력값으로 하여 노면 영상데이터에 대한 하랄릭(Haralick) 텍스처 특징정보(if) 14개를 생성하는 것이다.
노면텍스처검출부는 이미지인 노면 영상데이터로부터 노면의 텍스처를 나타내는 특징정보(if)를 생성하는 것이다.
노면패턴검출부는 카메라로부터 전송된 영상데이터에 대한 LBP(Local Binary Pattern)의 패턴정보(it)를 생성한다. LBP(Local Binary Pattern)는 영상에서 지감 표현, 얼굴 인식 등에 활용되는 영상 분류 기술이다. 여기서는 10개의 패턴을 가지는 Uniform & Rotation-invariant LBP를 사용한다. Uniform & Rotation-invariant LBP는 LBP(Local Binary Pattern)의 한 종류로서 영상데이터의 패턴수를 10개로 표현하기 위한 방법이다.
이미지 영상정보에서 LBP(Local Binary Pattern)를 활용하여 패턴정보(it)를 표현하는 것은 공지기술인 바, 자세한 설명은 생략한다.
여기서는, 이미지 정보인 영상데이터에 LBP(Local Binary Pattern) 중 위에서 언급한 Uniform & Rotation-invariant LBP를 활용하여 노면 영상데이터에 대한 패턴정보(it) 10개를 생성하는 것이다.
상기 강설패턴검출부는, 대기온도, 노면온도, 대기습도, 입자의 낙하속도, 낙하 패턴을 분석하여 설정된 알고리즘에 의해 강우인지 강설인지의 판단, 강우에서 강설로 변화할 것인지 여부, 결빙 및 적설 예측, 시간당 적설량 등을 예측한다.
강설(강우) 입자는 공기 중에서 낙하하면서 세 가지의 힘(중력, 부력, 항력)을 받으면서 낙하하고, 중력, 부력, 항력에 의해 낙하속도가 결정된다. 그런데, 중력, 부력, 항력은 강설 입자의 크기와 형태에 따라 달라지게 되므로, 강설 입자의 낙하방향이나 낙하속도는 강설 입자의 크기와 형태에 따라 달라진다.
강설패턴검출부에서는 강설입자가 낙하하는 영상데이터에 의해 파악되는 낙하속도와 낙하패턴 및 기상데이터를 종합한 알고리즘에 의해 강설 여부, 결빙 여부, 적설량 등을 판단하고, 예측한다.
상기 판별부는 상기 감지부에 의해 감지된 데이터 및/또는 상기 생성부를 통해 생성된 데이터를 이용하여 노면상황을 판별한다. 여기서 ‘노면상황’은 노면 상부의 기상상황과 노면상태를 포함하는 용어이다.
판별부는, 노면텍스처검출부로부터 인가된 특징정보(if)와 노면패턴검출부로부터 인가된 패턴정보(it)로 SVM(Support Vector Machine)을 반복하여 수행하고, 강설패턴검출부로부터 전송된 강설패턴 및 기상상황을 분석하여, 노면상태를 ‘젖은상태’, ‘초기강설상태’, ‘적설상태’ 또는 ‘결빙상태’ 중 하나로 판별한다. 여기서 SVM(Support Vector Machine)은 기계 학습의 분야 중 하나로 패턴 인식, 자료 분석을 위한 지도 학습 모델이다. 여기서는, 14개의 하랄릭(Haralick) 텍스처로 표현되는 특징정보(if)와 10개의 LBP(Local Binary Pattern)로 계산되는 패턴정보(it)를 입력값으로 하여 판별한다.
판별부는 현재의 노면 상부 기상 상황, 향후 노면 상부 기상 상황에 대한 예측, 현재의 노면 상태, 향후 노면 상태를 판별하고 예측하게 되고, 이러한 판별결과는 제어부로 송신된다.
상기 저장부는 상기 감지부에 의해 감지된 데이터, 상기 생성부에 의해 생성되는 데이터 및 상기 판별부에 의한 판별결과를 저장한다.
저장부에 저장되는 각종 데이터는 현재의 결빙방지 조치에 사용될 뿐만 아니라 향후 도로 관리를 위한 기초자료로 활용할 수 있다.
상기 저장부는 염수분사부가 위치한 관리동에 구비될 수도 있고, 클라우드 서버를 활용할 수도 있다. 도로 관리자는 염수분사부가 위치한 도로 현장 뿐만 아니라 원격지에서도 클라우드 서버에 자유롭게 접속하여 저장되어 있는 데이터를 확인하거나, 활용할 수 있다.
판별부의 판별결과에 따라 염수분사부를 작동시키게 되는데, 상기 제어부는 상기 판별부의 판별결과에 따라 염수분사부를 제어한다.
제어부의 일실시예를 설명하면, 노면 상황이 ‘젖은상태’인 경우에는 염수분사부가 작동하지 않도록 제어하고, ‘초기강설상태’인 경우에는 도로 관리자에게 경고(경고는 소리로 할 수도 있고, 출력부를 통해 경고메시지를 현출할 수도 있으며, ‘초기강설상태’라는 표시 자체로도 경고와 통지의 의미를 가질 수 있다)만 하도록 제어하며, ‘적설상태’인 경우, 2번의 경고(출력부에 ‘적설상태’라고 표시함으로써 경고를 대신할 수도 있다)와 함께 제어부가 염수분사부를 작동시켜 염수를 분사할 수 있고, ‘결빙상태’인 경우 염수분사부를 작동하도록 한다.
노면 상황에 따라 ‘초기강설상태’에서 ‘적설상태’로 진행될 수도 있고, ‘초기강설상태’에서 ‘젖은상태’로 돌아갈 수도 있는데, 강설패턴검출부에 의해 ‘젖은상태’로 변하는 것으로 예측되는 경우에는 염수 분사 명령을 내리지 않도록 하고, 강설패턴검출부에 의해 검출된 강설패턴에 의해 ‘초기강설상태’로부터 ‘적설상태’로 진행될 것으로 예측되는 경우에는 ‘초기강설상태’에서 즉각적인 염수분사를 명령하도록 할 수 있다.
또한 위와 같은 자동제어와는 별도로 도로 관리자에 의해 수동으로 염수분사부를 작동시킬 수도 있고, 각 상태별 염수분사량과 분사시간은 실시간으로 작동하는 감지부, 생성부, 판별부 및 제어부에 의해 지속적으로 자동제어될 수 있다.
아울러 현재의 노면상태는 ‘젖은상태’로 판별되었으나, 강설패턴검출부에 의해 비가 아닌 눈이 내리는 것으로 검출되는 경우에는 눈이 쌓이는 것을 방지하기 위해 제어부가 염수분사부를 작동하도록 할 수도 있다.
노면 상태별 적절한 염수분사량과 분사시간은 누적된 기존 데이터, 노면 위의 기상상황, 생성부의 검출 내용, 판별부의 판별결과 등을 종합적으로 분석하여 자동 제어되도록 할 수 있고, 기상상황에 따라 필요할 경우에는 도로 관리자에 의한 수동 제어도 가능하게 하는 것이 바람직하다.
제어부는 수위센서에 의해 자동측정되는 염수저장탱크 내부의 수위가 기준치 이하일 경우에는 펌프를 자동으로 정지하도록 제어하고, 염수 수위가 기준치 이하라는 사실을 출력부에 표시하도록 하는 것이 바람직하다.
제어부는 일정 구역 내의 도로 전체를 총괄 관리하는 중앙관제 제어장치를 포함하여 총괄관리 하는 것이 바람직하다. 그러나, 현장의 위치나 상황에 따라 염수분사부가 설치되어 있는 도로 현장별로 제어부를 따로 둘 수도 있다.
상기 출력부는, 도로 현장별로 상기 감지부에 의해 감지된 데이터, 상기 생성부에 의해 생성되는 데이터, 상기 판별부의 판별결과, 염수분사량 중 적어도 어느 하나를 출력한다.
출력부에 의한 출력은, 감지부에 의해 감지된 데이터, 생성부에 의해 생성되는 데이터, 판별부에 의한 판별결과, 염수분사량 중에서 도로 관리자가 실시간으로 필요로 하는 내용을 선택적으로 현출할 수 있도록 구비된다. 즉, 감지부에 의해 감지된 각종 데이터를 출력할 수도 있고, 생성부에 의해 생성되는 노면텍스처, 노면패턴, 강설패턴을 출력할 수도 있으며, 데이터들을 근거로 한 판별부의 판별결과를 관리자가 볼 수 있도록 출력할 수도 있다. 아울러, 모든 데이터와 판별결과를 출력하여 도로관리에 이용할 수 있도록 할 수도 있다.
이때 출력부에 의해 출력되는 데이터의 누계와 변화는 실시간 궤적 및/또는 실시간 수치로 표시하고, 각 데이터들은 색깔을 다르게 표시하여 관리자가 직관적으로 판단하기 쉽도록 하는 것이 바람직하다.
강설량의 변화, 기온의 변화, 습도의 변화, 시간당 염수분사량의 변화 등이 실시간 궤적으로 표시됨으로써 노면상황과 관련된 각종 데이터를 직관적으로 쉽게 판별할 수 있고, 그에 맞는 즉각적인 조치를 신속, 정확하게 취할 수 있도록 하는 효과를 발휘한다.
상기 출력부는, 관리자 또는 작업자가 데이터 및 노면상황을 종합적, 직관적으로 확인하고 판독하기 위한 구성으로, 컴퓨터 모니터, CCTV 모니터, TV, 스마트폰, 태블릿PC, 노트북, 탭북, PDA, 인쇄물 중 적어도 어느 하나를 사용할 수 있다.
상기 출력부는, 염수분사부가 설치되어 있는 도로의 관리동에 구비되어 있는 컴퓨터 모니터나 CCTV 모니터, TV가 될 수도 있고, 중앙관제제어장치가 있는 위치 또는 염수분사부가 설치되어 있는 도로의 관리동이 아닌 원격지에 구비되어 있는 컴퓨터 모니터나 CCTV 모니터, TV가 될 수도 있으며, 관리동의 컴퓨터와 유무선으로 연결되어 있는 스마트폰, 태블릿PC, 노트북, 탭북 또는 PDA가 될 수도 있으며, 종이, 합성수지 등에 인쇄된 인쇄물이 될 수도 있다.
위와 같이 본 발명의 출력부는, 유무선 통신을 통해 다양한 스마트기기에 의해 현출될 수 있기 때문에, 장소에 구애받지 않고, 노면의 확인과 관리를 진행할 수 있는 특별한 효과가 있다.
즉, 상기 출력부를 염수분사부가 설치되어 있는 도로의 관리동에 구비하여 현장 도로의 인근에서 도로현황을 파악하면서 관리를 할 수도 있고, 출력부를 관리동이 아닌 장소 - 도로현장이 아닌 회사건물, 도로관리주체의 사무실, 도로 관계자의 거주지 등 - 에 구비하여 현장 도로가 아닌 장소에서 원격으로 도로상황을 확인하고, 관리업무를 수행할 수 있다는 장점이 있다. 이는 강설이나 다른 사정으로 인해 관리자가 관리동이 있는 도로 현장으로 갈 수 없는 비상상황에서도 원격으로 결빙방지조치를 취할 수 있다는 특별한 효과가 있다.
더욱이 스마트폰, 태블릿PC, 노트북, 탭북 및 PDA는 항시 휴대가 가능하므로, 와이파이 등 무선통신이 가능한 장소라면 어디든지 도로상황을 확인하고 관리업무를 수행할 수 있다는 특별한 효과를 발휘한다.
상기 염수분사부(100)는 염수를 저장하고 노면에 염수를 분사하기 위한 구성이다. 염수는 염화물을 물에 용해시킨 액체를 말한다.
상기 염수분사부는, 염수를 저장하는 염수저장탱크(110); 염수를 분사노즐로 압송하는 펌프(150); 분사된 염수의 양을 측정하는 유량계(112); 염수를 이송하는 호스(120); 분사호스에 의해 공급된 염수를 노면에 분사하는 분사노즐(130)을 포함한다.
앞서 설명한 것과 같이 염수저장탱크 내 염수의 수위가 기준치 이하일 경우에는 펌프 작동을 정지하도록 제어하는데, 이를 위해 염수저장탱크에는 염수의 수위를 측정하는 수위센서(111)를 구비하는 것이 바람직하다.
수위센서에 의해 감지되는 현재의 염수저장량을 근거로 하여 염수공급이 중단되지 않도록 미리 대비할 수 있다.
본 발명은 도면에 도시된 실시예를 참고로 설명되었으나 이는 예시적인 것에 불과하며, 본 기술 분야의 통상의 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 다른 실시예가 가능하다는 점을 이해할 것이다.
따라서 본 발명의 진정한 기술적 보호 범위는 첨부된 청구범위의 기술적 사상에 의하여 정해져야 할 것이다.
1. 노면
100. 염수분사부
110. 염수저장탱크
111. 수위센서 112. 유량계
120. 호스
130. 분사노즐 140. 모터
150. 펌프 160. 사다리

Claims (10)

  1. 노면에 염수를 분사하여 강설로 인한 노면결빙을 방지하기 위한 결빙 방지 염수분사 자동제어 시스템에 있어서,
    대상 도로의 위치, 종단경사, 횡단경사, 곡률을 포함하는 결빙 방지를 위한 데이터를 입력하는 입력부;
    카메라 및 기상센서를 포함하고, 노면상황과 관련한 데이터를 감지하는 감지부;
    데이터를 송수신하는 통신부;
    염수를 저장하고 노면에 염수를 분사하는 염수분사부;
    상기 염수분사부를 제어하는 제어부;
    상기 감지부에 의해 감지된 데이터를 이용하여 노면상황을 판별할 수 있는 데이터를 생성하는 생성부;
    상기 감지부에 의해 감지된 데이터 및/또는 상기 생성부를 통해 생성된 데이터를 이용하여 노면상황을 판별하는 판별부;
    상기 감지부에 의해 감지된 데이터, 상기 생성부에 의해 생성되는 데이터 및 상기 판별부의 판별결과를 저장하는 저장부;
    상기 감지부에 의해 감지된 데이터, 상기 생성부에 의해 생성되는 데이터, 상기 판별부의 판별결과, 상기 염수분사부에 의해 분사되는 염수분사량 중 적어도 어느 하나를 출력하는 출력부를 포함하되,
    상기 생성부는,
    상기 감지부의 카메라로부터 인가된 영상데이터에 대한 명암도 동시발생 행렬(GLCM)의 측정값을 생성하고, 상기 측정값으로부터 노면의 하랄릭(Haralick) 텍스처 특징정보를 생성하는 노면텍스처검출부;
    상기 감지부의 카메라로부터 인가된 영상데이터에 대한 LBP(Local Binary Pattern)의 패턴정보를 생성하는 노면패턴검출부;
    상기 감지부의 카메라로부터 인가된 영상데이터 및 기상센서에 의해 감지된 기상데이터에 의해 강설패턴을 생성하는 강설패턴검출부를 포함하고,
    상기 판별부는, 노면상황이 젖은상태, 초기강설상태, 적설상태 또는 결빙상태인지를 판별하고, 예측하는 것을 특징으로 하는
    노면상황 분석 및 염수분사 자동제어 시스템.
  2. 삭제
  3. 삭제
  4. 삭제
  5. 제1항에 있어서, 상기 염수분사부는,
    염수를 저장하는 염수저장탱크(110);
    염수를 분사노즐로 압송하는 펌프(150);
    분사된 염수의 양을 측정하는 유량계(112);
    염수를 이송하는 호스(120);
    분사호스에 의해 공급된 염수를 노면에 분사하는 분사노즐(130);
    염수저장탱크 내 염수의 수위를 측정하는 수위센서(111)를 포함하는
    노면상황 분석 및 염수분사 자동제어 시스템.
  6. 제1항 또는 제5항에 있어서,
    상기 기상센서는 노면온도센서, 대기온도센서, 대기습도센서를 포함하는
    노면상황 분석 및 염수분사 자동제어 시스템.
  7. 제1항 또는 제5항에 있어서,
    상기 출력부는, 컴퓨터 모니터, CCTV 모니터, TV, 스마트폰, 태블릿PC, 노트북, 탭북, PDA, 인쇄물 중 적어도 어느 하나인 것을 특징으로 하는
    노면상황 분석 및 염수분사 자동제어 시스템.
  8. 제1항 또는 제5항에 있어서,
    상기 출력부에 의해 출력되는 데이터는 실시간 궤적 및/또는 실시간 수치로 표시되는 것을 특징으로 하는
    노면상황 분석 및 염수분사 자동제어 시스템.
  9. 제1항 또는 제5항에 있어서,
    상기 통신부는, 유선통신, 와이파이(Wi-Fi), CDMA(code division multiple access), 블루투스(Bluetooth), 비콘(Beacon), 지그비(Zigbee) 중 적어도 어느 하나의 방식에 의해 데이터를 송수신하는 것을 특징으로 하는
    노면상황 분석 및 염수분사 자동제어 시스템.
  10. 제1항 또는 제5항에 있어서,
    노면상황이 젖은상태인 경우에는 상기 염수분사부가 작동하지 않고,
    노면상황이 초기강설상태인 경우에는 상기 강설패턴검출부에 의해 검출되는 강설패턴에 따라 염수분사부의 작동 여부를 결정하며,
    노면상황이 적설상태 및 결빙상태인 경우에는 염수분사부를 작동하는 것을 특징으로 하는
    노면상황 분석 및 염수분사 자동제어 시스템.




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