KR102435233B1 - 실시간 지진동 모니터링용 qscd20 데이터 관리 시스템 및 방법 - Google Patents

실시간 지진동 모니터링용 qscd20 데이터 관리 시스템 및 방법 Download PDF

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임인섭
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Abstract

본 발명의 목적은 전국 지진 관측소로부터 방대한 양의 QSCD20을 실시간 수집하고, 수집된 QSCD20 내에 포함되어 있는 최대 지반 가속도(PGA : Peak Ground Acceleration) 값을 이용하여 실시간으로 전국 지진동을 모니터링할 수 있는 실시간 지진동 모니터링용 QSCD20 데이터 관리 시스템 및 방법을 제공하는 것이다.
상기 목적을 달성하기 위해, 본 발명에 따른 실시간 지진동 모니터링용 QSCD20 데이터 관리 시스템은, 복수의 지진 관측소에 의해 수집된 QSCD20 데이터를 전송하는 QSCD20 전송 지진 관측망; 실시간 지진 조기 경보를 제공하는 지진 조기 경보 시스템; 상기 QSCD20 전송 지진 관측망에 의해 전송된 QSCD20 데이터를 수신하여 관리하는 QSCD20 데이터 관리 서버; 및 상기 QSCD20 데이터 관리부에 의해 관리되는 실시간 전국 지진동과, 실시간 및 과거 이벤트를 모니터링하는 클라이언트부;를 포함하는 것을 특징으로 한다.

Description

실시간 지진동 모니터링용 QSCD20 데이터 관리 시스템 및 방법{QSCD20 DATA MANAGEMENT SYSTEM AND QSCD20 DATA MANAGEMENT METHOD FOR MONITERING REALTIME GROUND MOTION}
본 발명은 실시간 지진동 모니터링용 QSCD20 데이터 관리 시스템 및 방법에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 행정 안전부 산하 전국 지방 자치 단체에서 운영 중인 지진 관측소(2019년 기준 약 2,700여개소)에서 사용하는 QSCD20(Quick Seismic Characteristic Data based on 20 samples; 한국 지질 자원 연구원에서 개발한 지진 특성 데이터 포맷, 매초당 1회 전송) 데이터를 실시간으로 수신 및 관리하기 위한 실시간 지진동 모니터링용 QSCD20 데이터 관리 시스템 및 방법에 관한 것이다.
일반적으로 지진은 지각 내부의 암석 내에 축적된 변형 에너지(Strain Energy)가 오랜 시간 동안 응축되었다가 암석의 탄성 한계를 초과할 때 암석이 급격하게 파괴되면서 변형 에너지가 일시적으로 방출되는 자연 현상이다.
이러한 지진이 발생할 때 전파되는 에너지에 의해 인명 및 대규모 재산 피해가 발생하게 되며 이를 최소화시키기 위한 노력들이 계속되고 있다.
현재까지의 과학 기술로는 지진에 대한 단기 예측이 불가능하므로, 지진으로 인해 발생되는 피해를 최소화하기 위한 가장 적극적인 방안은 구조물의 내진 설계 강화를 들 수 있으나, 여러가지 사회·경제적 제약 때문에 선진국에서 조차도 대형 구조물을 대상으로 내진 설계의 기준과 등급만을 제시하고 있을 뿐이다.
따라서 지진이 발생한 후 최단 시간 내에 정확한 정보에 기초한 초동 대처가 지진 및 지진 해일로 인한 피해를 최소화하는 현실적이며 실제적인 방법으로 알려져 있다.
이를 위해 전세계적으로 지진 재해를 최소화시키기 위한 지진 조기 경보와, 지진 신속 대응 체계를 구축하여 운영하고 있다.
QSCD20은 한국 지질 자원 연구원에서 개발한 매초당 1회 전송하는 지진 특성 데이터 포맷으로, 행정 안전부 산하 전국 지방 자치 단체에서 운영 중인 지진 관측소(2019년 기준 약 2,700여개소)에서 사용하고 있다.
하지만, 전국 지진 관측소에서 수집하는 데이터의 양은 매우 방대하여 이를 관리함과 아울러 모니터링하기 위한 관리 시스템 및 관리 방법이 요구되고 있다.
대한민국 공개특허공보 제10-2016-0146431호
상기한 바와 같은 종래의 문제점을 해결하기 위한 본 발명의 목적은 전국 지진 관측소로부터 방대한 양의 QSCD20을 실시간 수집하고, 수집된 QSCD20 내에 포함되어 있는 최대 지반 가속도(PGA : Peak Ground Acceleration) 값을 이용하여 실시간으로 전국 지진동을 모니터링할 수 있는 실시간 지진동 모니터링용 QSCD20 데이터 관리 시스템 및 방법을 제공하는 것이다.
상기 목적을 달성하기 위해, 본 발명에 따른 실시간 지진동 모니터링용 QSCD20 데이터 관리 시스템은, 복수의 지진 관측소에 의해 수집된 QSCD20 데이터를 전송하는 QSCD20 전송 지진 관측망; 실시간 지진 조기 경보를 제공하는 지진 조기 경보 시스템; 상기 QSCD20 전송 지진 관측망에 의해 전송된 QSCD20 데이터를 수신하여 관리하는 QSCD20 데이터 관리 서버; 및 상기 QSCD20 데이터 관리부에 의해 관리되는 실시간 전국 지진동과, 실시간 및 과거 이벤트를 모니터링하는 클라이언트부;를 포함하는 것을 특징으로 한다.
또한, 본 발명에 따른 실시간 지진동 모니터링용 QSCD20 데이터 관리 시스템에서, 상기 QSCD20 데이터 관리 서버는, 상기 지진 관측소의 지진 기록계로부터 QSCD20을 수신하고, 수신된 QSCD20 데이터를 데이터 버퍼로 전송하는 데이터 연결부를 포함하는 것을 특징으로 한다.
또한, 본 발명에 따른 실시간 지진동 모니터링용 QSCD20 데이터 관리 시스템에서, 상기 QSCD20 데이터 관리 서버는, 상기 데이터 버퍼로부터 데이터를 판독하여 실시간 바이너리 형태로 디스크에 저장하는 데이터 저장부를 포함하는 것을 특징으로 한다.
또한, 본 발명에 따른 실시간 지진동 모니터링용 QSCD20 데이터 관리 시스템에서, 상기 QSCD20 데이터 관리 서버는, 상기 데이터 버퍼로부터 데이터를 판독하여 건전성 데이터를 생성하는 건전성 데이터 생산부를 포함하는 것을 특징으로 한다.
또한, 본 발명에 따른 실시간 지진동 모니터링용 QSCD20 데이터 관리 시스템에서, 상기 건전성 데이터 생산부는 텍스트 형식으로 전체 지진 관측소 QSCD20 에 대한 일별 현황 리포트를 생성하고, 이를 저장하는 것을 특징으로 한다.
또한, 본 발명에 따른 실시간 지진동 모니터링용 QSCD20 데이터 관리 시스템에서, 상기 QSCD20 데이터 관리 서버는, 복수의 QSCD20 데이터를 하나로 결합하여 발행 또는 구동 방식의 메시지 큐에 전송하는 데이터 전송부를 포함하는 것을 특징으로 한다.
또한, 본 발명에 따른 실시간 지진동 모니터링용 QSCD20 데이터 관리 시스템에서, 상기 QSCD20 데이터 관리 서버는, 지진과 관련된 이벤트를 생성하고, 상기 이벤트가 생성되면 고유의 이벤트 아이디를 생성하며, 이벤트 정보와 이에 해당하는 QSCD20 데이터를 전송하는 이벤트 처리부를 포함하는 것을 특징으로 한다.
또한, 본 발명에 따른 실시간 지진동 모니터링용 QSCD20 데이터 관리 시스템에서, 상기 이벤트 처리부는, 상기 지진 조기 경보 시스템으로부터 지진 발생 위치와, 지진 발생 시각과, 지진 규모를 수신하여 이벤트를 생성하는 것을 특징으로 한다.
또한, 본 발명에 따른 실시간 지진동 모니터링용 QSCD20 데이터 관리 시스템에서, 상기 이벤트 처리부는, 3개 이상의 상기 지진 관측소의 최대 지반 가속도가 미리 정해진 임계치를 넘어갈 경우 이벤트를 생성하는 것을 특징으로 한다.
또한, 본 발명에 따른 실시간 지진동 모니터링용 QSCD20 데이터 관리 시스템에서, 상기 QSCD20 데이터 관리 서버는, 지진 발생 시각 -5초전부터 지진 발생 후 115초(총 120초)의 모든 QSCD20 데이터를 상기 이벤트 아이디와 함께 저장하는 이벤트 저장부를 포함하는 것을 특징으로 한다.
또한, 본 발명에 따른 실시간 지진동 모니터링용 QSCD20 데이터 관리 시스템에서, 상기 이벤트 저장부는, 초당 2 ㎞ ~ 7 ㎞의 유효 속도 범위를 설정하고, 상기 유효 속도 범위 내의 지진 관측소만을 추출하여 제 1 선형 회귀식을 적용한 1차 필터를 통해, 지진에 대한 최대 지반 가속도의 군집 속도를 산출하는 것을 특징으로 한다.
또한, 본 발명에 따른 실시간 지진동 모니터링용 QSCD20 데이터 관리 시스템에서, 상기 이벤트 저장부는, 상기 제 1 선형 회귀식의 x값(+ 3초, - 3초)의 범위 내의 지진 관측소만을 최종 필터링하고, 필터링된 관측값만을 이용한 제 2 선형 회귀식을 통해 최종 최대 지반 가속도의 군집 속도를 산출하는 것을 특징으로 한다.
또한, 본 발명에 따른 실시간 지진동 모니터링용 QSCD20 데이터 관리 시스템에서, 상기 클라이언트부는, 상기 QSCD20 데이터 관리 서버로부터 QSCD20 데이터를 실시간으로 수신하는 실시간 데이터 수신부를 포함하는 것을 특징으로 한다.
또한, 본 발명에 따른 실시간 지진동 모니터링용 QSCD20 데이터 관리 시스템에서, 상기 클라이언트부는, 수신된 상기 QSCD20 데이터에 대한 모니터링 방식을 결정하는 설정부를 포함하는 것을 특징으로 한다.
또한, 본 발명에 따른 실시간 지진동 모니터링용 QSCD20 데이터 관리 시스템에서, 상기 클라이언트부는, 수신된 상기 QSCD20 데이터를 모니터링하기 위해 시간 정렬을 수행하는 실시간 데이터 처리부를 포함하는 것을 특징으로 한다.
또한, 본 발명에 따른 실시간 지진동 모니터링용 QSCD20 데이터 관리 시스템에서, 상기 클라이언트부는, 최종 시간 정렬된 QSCD20 데이터 내에 포함되어 있는 최대 지반 가속도를 화면에 표시하는 실시간 보니터링부를 포함하는 것을 특징으로 한다.
또한, 본 발명에 따른 실시간 지진동 모니터링용 QSCD20 데이터 관리 시스템에서, 상기 클라이언트부는, 상기 QSCD20 데이터 관리 서버로부터 생성되는 이벤트 데이터를 수신하는 이벤트 데이터 수신부와, 사용자 요청에 의해 과거 이벤트 리뷰를 요청하는 이벤트 요청부를 포함하는 것을 특징으로 한다.
또한, 본 발명에 따른 실시간 지진동 모니터링용 QSCD20 데이터 관리 시스템에서, 상기 이벤트 데이터 수신부는 상기 과거 이벤트 리뷰에 대한 이벤트 데이터를 수신하는 것을 특징으로 한다.
또한, 본 발명에 따른 실시간 지진동 모니터링용 QSCD20 데이터 관리 시스템에서, 상기 클라이언트부는, 상기 지진 조기 경보 시스템에 의해 지진 발생 정보를 수신한 경우, 지진 발생 위치 또는 규모를 화면의 지도 상에 표시함과 아울러 지진파 예측 전달 상황을 상기 지도 상에 원으로 실시간 표시하는 이벤트 모니터링부를 포함하는 것을 특징으로 한다.
한편, 상기 목적을 달성하기 위해, 본 발명에 따른 실시간 지진동 모니터링용 QSCD20 데이터 관리 방법은, 복수의 지진 관측소에 의해 수집된 QSCD20 데이터를 QSCD20 전송 지진 관측망에 의해 전송하는 제 1 단계; 실시간 지진 조기 경보를 지진 조기 경보 시스템에 의해 제공하는 제 2 단계; 상기 QSCD20 전송 지진 관측망에 의해 전송된 QSCD20 데이터를 QSCD20 데이터 관리 서버에 의해 수신하여 관리하는 제 3 단계; 및 상기 QSCD20 데이터 관리 서버에 의해 관리되는 실시간 전국 지진동과, 실시간 및 과거 이벤트를 클라이언트부에 의해 모니터링하는 제 4 단계;를 포함하는 것을 특징으로 한다.
기타 실시 예의 구체적인 사항은 "발명을 실시하기 위한 구체적인 내용" 및 첨부 "도면"에 포함되어 있다.
본 발명의 이점 및/또는 특징, 그리고 그것들을 달성하는 방법은 첨부되는 도면과 함께 상세하게 후술되어 있는 각종 실시 예를 참조하면 명확해질 것이다.
그러나 본 발명은 이하에서 개시되는 각 실시 예의 구성만으로 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로도 구현될 수도 있으며, 단지 본 명세서에서 개시한 각각의 실시 예는 본 발명의 개시가 완전하도록 하며, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 본 발명의 범주를 완전하게 알려주기 위해 제공되는 것이며, 본 발명은 청구범위의 각 청구항의 범주에 의해 정의될 뿐임을 알아야 한다.
본 발명에 의하면, 전국 지진 관측소로부터 방대한 양의 QSCD20을 실시간 수집하고, 수집된 QSCD20 내에 포함되어 있는 최대 지반 가속도(PGA : Peak Ground Acceleration) 값을 이용하여 실시간으로 전국 지진동을 모니터링할 수 있는 효과가 있다.
도 1은 본 발명에 따른 실시간 지진동 모니터링용 QSCD20 데이터 관리 시스템의 전체 개념을 나타내는 개념도.
도 2는 본 발명에 따른 실시간 지진동 모니터링용 QSCD20 데이터 관리 시스템의 중요 구성을 나타내는 블록도.
도 3은 본 발명에 따른 실시간 지진동 모니터링용 QSCD20 데이터 관리 시스템에서, QSCD20 데이터 관리 서버의 구성을 나타내는 블록도.
도 4는 본 발명에 따른 실시간 지진동 모니터링용 QSCD20 데이터 관리 시스템에서, 클라이언트부의 구성을 나타내는 블록도.
도 5는 본 발명에 따른 실시간 지진동 모니터링용 QSCD20 데이터 관리 시스템에서, 주시 곡선을 나타내는 그래프.
도 6은 본 발명에 따른 실시간 지진동 모니터링용 QSCD20 데이터 관리 시스템에서, 유효 속도 범위 주시 곡선을 적용한 그래프.
도 7은 본 발명에 따른 실시간 지진동 모니터링용 QSCD20 데이터 관리 시스템에서, 2차 필터를 적용한 그래프.
도 8은 본 발명에 따른 실시간 지진동 모니터링용 QSCD20 데이터 관리 시스템에서, 데스크탑 기반 실시간 전국 지진동 모니터링 프로그램 화면을 나타내는 도면.
도 9는 본 발명에 따른 실시간 지진동 모니터링용 QSCD20 데이터 관리 시스템에서, 웹 기반 실시간 전국 지진동 모니터링 프로그램 화면을 나타내는 도면.
도 10은 본 발명에 따른 실시간 지진동 모니터링용 QSCD20 데이터 관리 방법의 전체 흐름을 나타내는 플로우 차트.
본 발명을 상세하게 설명하기 전에, 본 명세서에서 사용된 용어나 단어는 통상적이거나 사전적인 의미로 무조건 한정하여 해석되어서는 아니 되며, 본 발명의 발명자가 자신의 발명을 가장 최선의 방법으로 설명하기 위해서 각종 용어의 개념을 적절하게 정의하여 사용할 수 있고, 더 나아가 이들 용어나 단어는 본 발명의 기술적 사상에 부합하는 의미와 개념으로 해석되어야 함을 알아야 한다.
즉, 본 명세서에서 사용된 용어는 본 발명의 바람직한 실시 예를 설명하기 위해서 사용되는 것일 뿐이고, 본 발명의 내용을 구체적으로 한정하려는 의도로 사용된 것이 아니며, 이들 용어는 본 발명의 여러 가지 가능성을 고려하여 정의된 용어임을 알아야 한다.
또한, 본 명세서에서, 단수의 표현은 문맥상 명확하게 다른 의미로 지시하지 않는 이상, 복수의 표현을 포함할 수 있으며, 유사하게 복수로 표현되어 있다고 하더라도 단수의 의미를 포함할 수 있음을 알아야 한다.
본 명세서의 전체에 걸쳐서 어떤 구성 요소가 다른 구성 요소를 "포함"한다고 기재하는 경우에는, 특별히 반대되는 의미의 기재가 없는 한 임의의 다른 구성 요소를 제외하는 것이 아니라 임의의 다른 구성 요소를 더 포함할 수도 있다는 것을 의미할 수 있다.
더 나아가서, 어떤 구성 요소가 다른 구성 요소의 "내부에 존재하거나, 연결되어 설치된다"라고 기재한 경우에는, 이 구성 요소가 다른 구성 요소와 직접적으로 연결되어 있거나 접촉하여 설치되어 있을 수 있고, 일정한 거리를 두고 이격되어 설치되어 있을 수도 있으며, 일정한 거리를 두고 이격되어 설치되어 있는 경우에 대해서는 해당 구성 요소를 다른 구성 요소에 고정 내지 연결하기 위한 제 3의 구성 요소 또는 수단이 존재할 수 있으며, 이 제 3의 구성 요소 또는 수단에 대한 설명은 생략될 수도 있음을 알아야 한다.
반면에, 어떤 구성 요소가 다른 구성 요소에 "직접 연결"되어 있다거나, 또는 "직접 접속"되어 있다고 기재되는 경우에는, 제 3의 구성 요소 또는 수단이 존재하지 않는 것으로 이해하여야 한다.
마찬가지로, 각 구성 요소 간의 관계를 설명하는 다른 표현들, 즉 " ~ 사이에"와 "바로 ~ 사이에", 또는 " ~ 에 이웃하는"과 " ~ 에 직접 이웃하는" 등도 마찬가지의 취지를 가지고 있는 것으로 해석되어야 한다.
또한, 본 명세서에서 "일면", "타면", "일측", "타측", "제 1", "제 2" 등의 용어는, 사용된다면, 하나의 구성 요소에 대해서 이 하나의 구성 요소가 다른 구성 요소로부터 명확하게 구별될 수 있도록 하기 위해서 사용되며, 이와 같은 용어에 의해서 해당 구성 요소의 의미가 제한적으로 사용되는 것은 아님을 알아야 한다.
또한, 본 명세서에서 "상", "하", "좌", "우" 등의 위치와 관련된 용어는, 사용된다면, 해당 구성 요소에 대해서 해당 도면에서의 상대적인 위치를 나타내고 있는 것으로 이해하여야 하며, 이들의 위치에 대해서 절대적인 위치를 특정하지 않는 이상은, 이들 위치 관련 용어가 절대적인 위치를 언급하고 있는 것으로 이해하여서는 아니된다.
또한, 본 명세서에서는 각 도면의 각 구성 요소에 대해서 그 도면 부호를 명기함에 있어서, 동일한 구성 요소에 대해서는 이 구성 요소가 비록 다른 도면에 표시되더라도 동일한 도면 부호를 가지고 있도록, 즉 명세서 전체에 걸쳐 동일한 참조 부호는 동일한 구성 요소를 지시하고 있다.
본 명세서에 첨부된 도면에서 본 발명을 구성하는 각 구성 요소의 크기, 위치, 결합 관계 등은 본 발명의 사상을 충분히 명확하게 전달할 수 있도록 하기 위해서 또는 설명의 편의를 위해서 일부 과장 또는 축소되거나 생략되어 기술되어 있을 수 있고, 따라서 그 비례나 축척은 엄밀하지 않을 수 있다.
또한, 이하에서, 본 발명을 설명함에 있어서, 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 구성, 예를 들어, 종래 기술을 포함하는 공지 기술에 대해 상세한 설명은 생략될 수도 있다.
이하, 본 발명의 실시 예에 대해 관련 도면들을 참조하여 상세히 설명하기로 한다.
도 1은 본 발명에 따른 실시간 지진동 모니터링용 QSCD20 데이터 관리 시스템의 전체 개념을 나타내는 개념도이고, 도 2는 본 발명에 따른 실시간 지진동 모니터링용 QSCD20 데이터 관리 시스템의 중요 구성을 나타내는 블록도이다.
도 2는 도 1의 개념도에 개시된 실시간 지진동 모니터링용 QSCD20 데이터 관리 시스템에서 중요 구성부를 블록화한 블록도이다.
도 1 및 도 2를 참조하면, 본 발명에 따른 실시간 지진동 모니터링용 QSCD20 데이터 관리 시스템(1000)은 QSCD20 전송 지진 관측망(100)과, QSCD20 데이터 관리 서버(200)와, 지진 조기 경보 시스템(300)과, 클라이언트부(400)를 포함한다.
QSCD20 전송 지진 관측망(100)은 복수의 지진 관측소에서 각각 지진 기록계(110, 120, 130, …)를 포함하고 있다.
이러한 QSCD20 전송 지진 관측망(100)은 복수의 지진 관측소에 의해 각각 수집된 QSCD20 데이터를 전송하는 역할을 수행한다.
또한, 지진 조기 경보 시스템(300)은 실시간 지진 조기 경보를 제공한다.
QSCD20 데이터 관리 서버(200)는 QSCD20 전송 지진 관측망(100)에 의해 전송된 QSCD20 데이터를 수신하여 관리하는 역할을 수행한다.
또한, 클라이언트부(400)는 QSCD20 데이터 관리 서버에 의해 관리되는 실시간 전국 지진동과, 실시간 및 과거 이벤트를 모니터링한다.
이와 같은 QSCD20 데이터 관리 서버(200)의 구성은 도 3을 참조하여 좀 더 상세히 설명하도록 하고, 클라이언트부(400)는 도 4를 참조하여 좀 더 상세히 설명하도록 한다.
한편, QSCD20 전송 지진 관측망(100)과, QSCD20 데이터 관리 서버(200)와, 지진 조기 경보 시스템(300)과, 클라이언트부(400)는 각각 통신망을 통해 연결된다.
이러한 통신망은 QSCD20 전송 지진 관측망(100)과, QSCD20 데이터 관리 서버(200)와, 지진 조기 경보 시스템(300)과, 클라이언트부(400)를 무선 통신 기능을 통해 연결한다.
이러한 무선 통신으로는 와이파이(Wifi) 모듈, 블루투스(Bluetooth) 모듈, 와이브로(Wireless broadband) 모듈 외에도, GSM(global System for Mobile Communication), CDMA(Code Division Multiple Access), WCDMA(Wideband Code Division Multiple Access), UMTS(universal mobile telecommunications system), TDMA(Time Division Multiple Access), LTE(Long Term Evolution), 5G 등 다양한 무선 통신 방식을 지원하는 무선 통신 모듈을 포함할 수도 있지만, 좀 더 바람직하게는 LTE, 5G 등과 같은 무선 통신으로 연결될 수 있다.
도 3은 본 발명에 따른 실시간 지진동 모니터링용 QSCD20 데이터 관리 시스템에서, QSCD20 데이터 관리 서버의 구성을 나타내는 블록도이다.
도 3을 참조하면, 본 발명에 따른 실시간 지진동 모니터링용 QSCD20 데이터 관리 시스템(1000)에서, QSCD20 데이터 관리 서버(200)는 데이터 연결부(210)와, 데이터 저장부(220)와, 건전성 데이터 생산부(230)와, 데이터 전송부(240)와, 이벤트 처리부(250)와, 이벤트 저장부(260)와, 데이터 버퍼(270)와, 메시지 큐(280)를 포함한다.
데이터 연결부(210)는 지진 관측소의 각각의 지진 기록계(110, 120, 130, …)로부터 QSCD20을 수신하고, 수신된 QSCD20 데이터를 데이터 버퍼(270)로 전송한다.
각 지진 기록계(110, 120, 130, …)로부터 QSCD20 을 수신하는 데이터 연결부(210)는 지진 기록계의 개수와 통신 환경에 따라 한 개에서 여러 개가 될 수 있다.
수신된 QSCD20 데이터는 QSCD20 데이터 버퍼(270)로 전송된다.
데이터 저장부(220)는 데이터 버퍼(270)로부터 데이터를 판독하여 실시간 바이너리 형태로 디스크에 저장한다.
건전성 데이터 생산부(230)는 데이터 버퍼(270)로부터 데이터를 판독하여 건전성 데이터를 생성한다.
건전성 데이터란 실시간 QSCD20 데이터로부터 전기 스파크 유무, 지진 센서 보정용 인위 입력 신호 유무, 증폭기 포화 여부, 디지 타이저 오류 유무, 지진 기록계의 부팅 상태, 데이터 수신율 등과 같은 건전성과 관련된 데이터를 분석하여 실시간 QSCD20 데이터로 사용할 수 있는 데이터를 의미한다.
이러한 건전성 데이터 생산부(230)는 텍스트 형식으로 전체 지진 관측소 QSCD20 에 대한 일별 현황 리포트를 생성하고, 이를 저장한다.
데이터 전송부(240)는 복수의 QSCD20 데이터를 하나로 결합하여 발행 또는 구동 방식의 메시지 큐(280)에 전송한다.
이러한 메시지 큐(280)의 주제(토픽)에 구독하면 메시지를 수신할 수 있다.
이벤트 처리부(250)는 지진과 관련된 이벤트를 생성하고, 이러한 이벤트가 생성되면 고유의 이벤트 아이디를 생성하며, 이벤트 정보와 이에 해당하는 QSCD20 데이터를 전송한다.
이러한 이벤트 처리부(250)는 지진 조기 경보 시스템(300)으로부터 지진 발생 위치와, 지진 발생 시각과, 지진 규모를 수신하여 이벤트를 생성하거나, 또는 이벤트 처리부(250)는 3개 이상의 상기 지진 관측소의 최대 지반 가속도가 미리 정해진 임계치를 넘어갈 경우 이벤트를 생성한다.
즉, 본 이벤트 처리부(250)는 2가지 방법으로 이벤트를 생성한다.
첫 번째 방법은 지진 조기 경보 시스템(300)으로부터 지진 발생 위치, 지진 발생 시각, 규모를 수신하여 이벤트를 생성한다.
두 번째 방법은 지진 관측소의 PGA가 설정 임계치를 넘었을 때 발생시킨다.
이때 해당 지진 관측소가 단순 이상 반응일 수 있기 때문에 주변 인근 지진 관측소가 3개 이상이 모두 임계치를 넘어야 한다는 조건을 달 수 있다.
여기서 PGA 임계치, 주변 인근 관측소 반경, 개수는 사용자 설정값이다.
이벤트가 생성되면 고유의 이벤트 아이디를 생성하고 이벤트 정보와 해당하는 QSCD20 데이터를 이벤트 저장부로 전송한다.
이벤트 저장부(260)는 지진 발생 시각 -5초전부터 지진 발생 후 115초(총 120초)의 모든 QSCD20 데이터를 이벤트 아이디와 함께 저장한다.
도 4는 본 발명에 따른 실시간 지진동 모니터링용 QSCD20 데이터 관리 시스템에서, 클라이언트부의 구성을 나타내는 블록도이다.
도 4를 참조하면, 본 발명에 따른 실시간 지진동 모니터링용 QSCD20 데이터 관리 시스템(1000)에서, 클라이언트부(400)는 실시간 데이터 수신부(410)와, 설정부(420)와, 실시간 데이터 처리부(430)와, 실시간 모니터링부(440)와, 이벤트 데이터 수신부(450)와, 이벤트 요청부(460)와, 이벤트 데이터 처리부(470)와, 이벤트 모니터링부(480)를 포함한다.
데이터 수신부(410)는 QSCD20 데이터 관리 서버(200)로부터 QSCD20 데이터를 실시간으로 수신한다.
좀 더 상세하게는 QSCD20 데이터 관리 시스부(200)의 데이터 전송부(240)로부터 QSCD20 데이터 실시간 수신한다.
수신된 데이터는 후술하는 설정부(420)에 설정된 값에 따라 분류하여 사용될 값만 후술하는 실시간 데이터 처리부(430)로 전송한다.
설정부(420)는 수신된 상기 QSCD20 데이터에 대한 모니터링 방식을 결정한다.
즉, 설정부(420)는 방대한 양의 QSCD20 을 어떤식으로 모니터링할지 결정한다.
예를 들어, 자유장 관측소만 모니터링할 수도 있고, 건물 최상단, 건물 최하단만 모니터링할 수도 있다.
또한, 채널도 5개가 존재하는데 동서 방향, 남북 방향, 수직 방향, 수평 방향(동서, 남북 방향의 벡터합), 마지막으로 동서, 남북, 수직의 벡터합을 모니터링할 수도 있다.
디폴트 값으로는 수평 방향을 모니터링한다.
그 밖에 서버 정보 등 여러 가지 설정 값을 가질 수 있다.
실시간 데이터 처리부(430)는 수신된 QSCD20 데이터를 모니터링하기 위해 시간 정렬을 수행한다.
실시간 데이터 처리부(430)는 전송받은 QSCD20 데이터를 모니터링하기 위해 시간 정렬한다.
이때 시간 정렬을 위해 몇초 간의 딜레이가 발생될 수 있는데, 이는 각 관측소의 환경 상태, 시스템 상태에 따라 달라진다.
디폴트 값으로 5초가 설정된다.
실시간 모니터링부(440)는 최종 시간 정렬된 QSCD20 데이터 내에 포함되어 있는 최대 지반 가속도를 화면에 표시한다.
이러한 실시간 모니터링부(440)가 최종 시간 정렬된 최대 지반 가속도를 화면에 표시하는 방법은 GIS를 적용한 한반도 지도에 최대 지반 가속도의 값에 따라 원의 크기와 색깔로 표시할 수 있고, 표로 표시할 수도 있다.
이벤트 데이터 수신부(450)는 QSCD20 데이터 관리 서버(200)로부터 생성되는 이벤트 데이터를 수신한다.
또한, 이벤트 데이터 수신부(450)는 과거 이벤트 리뷰에 대한 이벤트 데이터를 수신한다.
한편, 이벤트 요청부(460)는 사용자 요청에 의해 과거 이벤트 리뷰를 요청한다.
즉, QSCD20 데이터 관리 서버(200)에서 이벤트가 만들어지면 이벤트 데이터를 수신받는다.
또한, 사용자 요청에 의해 이벤트 요청부(460)로부터 과거 이벤트 리뷰 요청이 들어왔을 때 이벤트 데이터 수신부(450)는 해당 이벤트 데이터를 수신한다.
이벤트 데이터 처리부(470)는 상술한 실시간 데이터 처리부(430)와 동일한 기능을 수행한다.
이벤트 모니터링부(480)는 지진 조기 경보 시스템(300)에 의해 지진 발생 정보를 수신한 경우, 지진 발생 위치 또는 규모를 화면의 지도 상에 표시함과 아울러 지진파 예측 전달 상황을 지도 상에 원으로 실시간 표시한다.
이벤트 모니터링부(480)는 기본적으론 실시간 모니터링부(440)와 동일한 기능을 수행한다.
이벤트 모니터링부(480)는 지진 조기 경보 시스템(300)에 의해 지진 발생 정보를 수신한 경우, 지진 발생 위치, 규모 등을 화면 지도 상에 표시한다.
또한, P파의 평균 속도와 S파의 평균 속도를 고려하여 지진파의 예측 전달 상황을 지도 상에 원으로 실시간 표시한다.
도 5는 본 발명에 따른 실시간 지진동 모니터링용 QSCD20 데이터 관리 시스템에서, 주시 곡선을 나타내는 그래프이고, 도 6은 본 발명에 따른 실시간 지진동 모니터링용 QSCD20 데이터 관리 시스템에서, 유효 속도 범위 주시 곡선을 적용한 그래프이며, 도 7은 본 발명에 따른 실시간 지진동 모니터링용 QSCD20 데이터 관리 시스템에서, 2차 필터를 적용한 그래프이다.
도 5 내지 도 7을 참조하면, 이벤트 저장부(260)에 QSCD20 데이터 저장이 끝나면 다음과 같은 방법으로 관측 이상치 제거 필터를 수행한다.
- 유효 속도 범위를 적용한 주시 곡선(Travel Time)을 이용한 1차 필터 -
이벤트 저장부(260)는 초당 2 ㎞ ~ 7 ㎞의 유효 속도 범위를 설정하고, 유효 속도 범위 내의 지진 관측소만을 추출하여 제 1 선형 회귀식을 적용한 1차 필터를 통해, 지진에 대한 최대 지반 가속도의 군집 속도를 산출한다.
즉, 각 지진 관측소의 최대 지반 가속도 값이 나타났던 시간과 지진 발생 위치와의 거리를 그래프로 나타내면 도 5와 같다.
P파의 속도는 초당 약 6 ㎞ ~ 7 ㎞이고, S파의 속도는 초당 약 3.5 ㎞ ~ 4 ㎞로 알려져 있다.
이를 근거로 유효 속도 범위를 초당 2 ㎞ ~ 7 km로 설정하고, 해당 속도 내에 들어온 지진 관측소만 걸러낸다(도 6 참조).
이 범위 내에 들어오지 않는 지진 관측소는 어떠한 이유에서 해당 지진에 대해 지진 센서가 제대로 반응하지 않았음을 의미한다.
또한, 걸러진 지진 관측소만 이용하여 선형 회귀식을 적용하면 해당 지진에 대한 최대 지반 가속도 군집 속도를 구할 수 있다.
- 1차 필터 결과에 범위를 설정한 주시 곡선 이용 2차 필터 -
본 발명에 따른 실시간 지진동 모니터링용 QSCD20 데이터 관리 시스템(1000)에서, 이벤트 저장부(260)는 제 1 선형 회귀식의 x값(+ 3초, - 3초)의 범위 내의 지진 관측소만을 최종 필터링하고, 필터링된 관측값만을 이용한 제 2 선형 회귀식을 통해 최종 최대 지반 가속도의 군집 속도를 산출한다(도 7 참조).
즉, 1차 필터에서 구해진 선형 회귀식에 x값(+ 3초, - 3초)에 범위를 주어 해당 범위 내에 들어온 지진 관측소만 최종 필터링하고, 필터링된 관측값만 이용하여 다시 제 2 선형 회귀식을 구한다.
이는 최종 최대 지반 가속도 군집 속도를 계산할 수 있다.
도 8은 본 발명에 따른 실시간 지진동 모니터링용 QSCD20 데이터 관리 시스템에서, 데스크탑 기반 실시간 전국 지진동 모니터링 프로그램 화면을 나타내는 도면이고, 도 9는 본 발명에 따른 실시간 지진동 모니터링용 QSCD20 데이터 관리 시스템에서, 웹 기반 실시간 전국 지진동 모니터링 프로그램 화면을 나타내는 도면이다.
도 8 및 도 9를 참조하면, 지진 관측소로부터 지진 특성 자료(QSCD20)를 수신하여 지도 기반 지진 관측소별 최대 지반 가속도(PGA) 정보를 실시간으로 표시한다.
수신된 가속도 센서의 최대 지반 가속도 값은 원의 색깔과 크기로 표시함으로써 가독성을 향상시킬 수 있으며, 설정 임계값 이상의 최대 지반 가속도 값을 수신시, 이벤트를 생성하고 해당 정보를 별도의 지도에 표시 및 저장한다.
특히, 네트워크에 의한 지진 조기 경보 정보를 수신시, 이벤트를 생성하고 지진파(P, S파)의 전달 상황을 실시간으로 별도의 지도에 표시한다.
이와 같은 전국 지진동 모니터링 클라이언트부(400)의 프로그램 화면 예시는 다음과 같은 효고가 있다.
원의 색깔과 크기를 이용하여 지도에 표시함으로써 가독성이 증대된다.
사용자가 설정한 임계값 이상의 최대 지반 가속도 값을 수신시 이벤트를 발생시키며, 별도의 지도에 표시 및 저장한다.
과거 이벤트에 대한 리플레이 기능을 활용하여 과거 자료 조회가 가능하다.
테이블과 리스트를 이용한 관측소 자료 수신 상태를 확인 가능하다.
지도를 이용한 관측소 추가/제거의 기능을 가진다.
도 10은 본 발명에 따른 실시간 지진동 모니터링용 QSCD20 데이터 관리 방법의 전체 흐름을 나타내는 플로우 차트이다.
도 10을 참조하면, 본 발명에 따른 실시간 지진동 모니터링용 QSCD20 데이터 관리 방법은 4개의 단계를 포함한다.
제 1 단계(S100)에서는, 복수의 지진 관측소에 의해 수집된 QSCD20 데이터를 QSCD20 전송 지진 관측망(100)에 의해 전송한다.
제 2 단계(S200)에서는, 실시간 지진 조기 경보를 지진 조기 경보 시스템(300)에 의해 제공한다.
제 3 단계(S300)에서는, QSCD20 전송 지진 관측망(100)에 의해 전송된 QSCD20 데이터를 QSCD20 데이터 관리 서버(200)에 의해 수신하여 관리한다.
제 4 단계(S400)에서는, QSCD20 데이터 관리 서버(200)에 의해 관리되는 실시간 전국 지진동과, 실시간 및 과거 이벤트를 클라이언트부(400)에 의해 모니터링한다.
이와 같이 본 발명에 의하면, 전국 지진 관측소로부터 방대한 양의 QSCD20을 실시간 수집하고, 수집된 QSCD20 내에 포함되어 있는 최대 지반 가속도(PGA : Peak Ground Acceleration) 값을 이용하여 실시간으로 전국 지진동을 모니터링할 수 있는 효과가 있다.
이상, 일부 예를 들어서 본 발명의 바람직한 여러 가지 실시 예에 대해서 설명하였지만, 본 "발명을 실시하기 위한 구체적인 내용" 항목에 기재된 여러 가지 다양한 실시 예에 관한 설명은 예시적인 것에 불과한 것이며, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 이상의 설명으로부터 본 발명을 다양하게 변형하여 실시하거나 본 발명과 균등한 실시를 행할 수 있다는 점을 잘 이해하고 있을 것이다.
또한, 본 발명은 다른 다양한 형태로 구현될 수 있기 때문에 본 발명은 상술한 설명에 의해서 한정되는 것이 아니며, 이상의 설명은 본 발명의 개시 내용이 완전해지도록 하기 위한 것으로 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 본 발명의 범주를 완전하게 알려주기 위해 제공되는 것일 뿐이며, 본 발명은 청구범위의 각 청구항에 의해서 정의될 뿐임을 알아야 한다.
100 : QSCD20 전송 지진 관측망
110, 120, 130, … : 지진 기록계
200 : QSCD20 데이터 관리 서버
210 : 데이터 연결부
220 : 데이터 저장부
230 : 건전성 데이터 생산부
240 : 데이터 전송부
260 : 이벤트 처리부
260 : 이벤트 저장부
270 : 데이터 버퍼
280 : 메시지 큐
300 : 지진 조기 경보 시스템
400 : 클라이언트부
410 : 실시간 데이터 수신부
420 : 설정부
430 : 실시간 데이터 처리부
440 : 실시간 모니터링부
450 : 이벤트 데이터 수신부
460 : 이벤트 요청부
470 : 이벤트 데이터 처리부
480 : 이벤트 모니터링부
1000 : 실시간 지진동 모니터링용 QSCD20 데이터 관리 시스템

Claims (20)

  1. 복수의 지진 관측소에 의해 수집된 QSCD20 데이터를 전송하는 QSCD20 전송 지진 관측망;
    실시간 지진 조기 경보를 제공하는 지진 조기 경보 시스템;
    상기 QSCD20 전송 지진 관측망에 의해 전송된 QSCD20 데이터를 수신하여 관리하는 QSCD20 데이터 관리 서버; 및
    상기 QSCD20 데이터 관리 서버에 의해 관리되는 실시간 전국 지진동과, 실시간 및 과거 이벤트를 모니터링하는 클라이언트부;를 포함하고,
    상기 QSCD20 데이터 관리 서버는,
    상기 지진 관측소의 지진 기록계로부터 QSCD20을 수신하고, 수신된 QSCD20 데이터를 데이터 버퍼로 전송하는 데이터 연결부를 포함하며,
    지진과 관련된 이벤트를 생성하고, 상기 이벤트가 생성되면 고유의 이벤트 아이디를 생성하며, 이벤트 정보와 이에 해당하는 QSCD20 데이터를 전송하는 이벤트 처리부를 포함하고,
    지진 발생 시각 -5초전부터 지진 발생 후 115초(총 120초)의 모든 QSCD20 데이터를 상기 이벤트 아이디와 함께 저장하는 이벤트 저장부를 포함하며,
    상기 이벤트 저장부는,
    초당 2 ㎞ ~ 7 ㎞의 유효 속도 범위를 설정하고,
    상기 유효 속도 범위 내의 지진 관측소만을 추출하여 제 1 선형 회귀식을 적용한 1차 필터를 통해, 지진에 대한 최대 지반 가속도의 군집 속도를 산출하며,
    상기 제 1 선형 회귀식의 x값(+ 3초, - 3초)의 범위 내의 지진 관측소만을 최종 필터링하고,
    필터링된 관측값만을 이용한 제 2 선형 회귀식을 통해 최종 최대 지반 가속도의 군집 속도를 산출하는 것을 특징으로 하는,
    실시간 지진동 모니터링용 QSCD20 데이터 관리 시스템.
  2. 삭제
  3. 제 1 항에 있어서,
    상기 QSCD20 데이터 관리 서버는,
    상기 데이터 버퍼로부터 데이터를 판독하여 실시간 바이너리 형태로 디스크에 저장하는 데이터 저장부를 포함하는 것을 특징으로 하는,
    실시간 지진동 모니터링용 QSCD20 데이터 관리 시스템.
  4. 제 1 항에 있어서,
    상기 QSCD20 데이터 관리 서버는,
    상기 데이터 버퍼로부터 데이터를 판독하여 건전성 데이터를 생성하는 건전성 데이터 생산부를 포함하는 것을 특징으로 하는,
    실시간 지진동 모니터링용 QSCD20 데이터 관리 시스템.
  5. 제 4 항에 있어서,
    상기 건전성 데이터 생산부는 텍스트 형식으로 전체 지진 관측소 QSCD20 에 대한 일별 현황 리포트를 생성하고, 이를 저장하는 것을 특징으로 하는,
    실시간 지진동 모니터링용 QSCD20 데이터 관리 시스템.
  6. 제 1 항에 있어서,
    상기 QSCD20 데이터 관리 서버는,
    복수의 QSCD20 데이터를 하나로 결합하여 발행 또는 구동 방식의 메시지 큐에 전송하는 데이터 전송부를 포함하는 것을 특징으로 하는,
    실시간 지진동 모니터링용 QSCD20 데이터 관리 시스템.
  7. 삭제
  8. 제 1 항에 있어서,
    상기 이벤트 처리부는,
    상기 지진 조기 경보 시스템으로부터 지진 발생 위치와, 지진 발생 시각과, 지진 규모를 수신하여 이벤트를 생성하는 것을 특징으로 하는,
    실시간 지진동 모니터링용 QSCD20 데이터 관리 시스템.
  9. 제 1 항에 있어서,
    상기 이벤트 처리부는,
    3개 이상의 상기 지진 관측소의 최대 지반 가속도가 미리 정해진 임계치를 넘어갈 경우 이벤트를 생성하는 것을 특징으로 하는,
    실시간 지진동 모니터링용 QSCD20 데이터 관리 시스템.
  10. 삭제
  11. 삭제
  12. 삭제
  13. 제 1 항에 있어서,
    상기 클라이언트부는,
    상기 QSCD20 데이터 관리 서버로부터 QSCD20 데이터를 실시간으로 수신하는 실시간 데이터 수신부를 포함하는 것을 특징으로 하는,
    실시간 지진동 모니터링용 QSCD20 데이터 관리 시스템.
  14. 제 13 항에 있어서,
    상기 클라이언트부는,
    수신된 상기 QSCD20 데이터에 대한 모니터링 방식을 결정하는 설정부를 포함하는 것을 특징으로 하는,
    실시간 지진동 모니터링용 QSCD20 데이터 관리 시스템.
  15. 제 13 항에 있어서
    상기 클라이언트부는,
    수신된 상기 QSCD20 데이터를 모니터링하기 위해 시간 정렬을 수행하는 실시간 데이터 처리부를 포함하는 것을 특징으로 하는,
    실시간 지진동 모니터링용 QSCD20 데이터 관리 시스템.
  16. 제 15 항에 있어서,
    상기 클라이언트부는,
    최종 시간 정렬된 QSCD20 데이터 내에 포함되어 있는 최대 지반 가속도를 화면에 표시하는 실시간 보니터링부를 포함하는 것을 특징으로 하는,
    실시간 지진동 모니터링용 QSCD20 데이터 관리 시스템.
  17. 제 1 항에 있어서,
    상기 클라이언트부는,
    상기 QSCD20 데이터 관리 서버로부터 생성되는 이벤트 데이터를 수신하는 이벤트 데이터 수신부와,
    사용자 요청에 의해 과거 이벤트 리뷰를 요청하는 이벤트 요청부를 포함하는 것을 특징으로 하는,
    실시간 지진동 모니터링용 QSCD20 데이터 관리 시스템.
  18. 제 17 항에 있어서,
    상기 이벤트 데이터 수신부는 상기 과거 이벤트 리뷰에 대한 이벤트 데이터를 수신하는 것을 특징으로 하는,
    실시간 지진동 모니터링용 QSCD20 데이터 관리 시스템.
  19. 제 17 항에 있어서,
    상기 클라이언트부는,
    상기 지진 조기 경보 시스템에 의해 지진 발생 정보를 수신한 경우, 지진 발생 위치 또는 규모를 화면의 지도 상에 표시함과 아울러 지진파 예측 전달 상황을 상기 지도 상에 원으로 실시간 표시하는 이벤트 모니터링부를 포함하는 것을 특징으로 하는,
    실시간 지진동 모니터링용 QSCD20 데이터 관리 시스템.
  20. 복수의 지진 관측소에 의해 수집된 QSCD20 데이터를 QSCD20 전송 지진 관측망에 의해 전송하는 제 1 단계;
    실시간 지진 조기 경보를 지진 조기 경보 시스템에 의해 제공하는 제 2 단계;
    상기 QSCD20 전송 지진 관측망에 의해 전송된 QSCD20 데이터를 QSCD20 데이터 관리 서버에 의해 수신하여 관리하는 제 3 단계; 및
    상기 QSCD20 데이터 관리 서버에 의해 관리되는 실시간 전국 지진동과, 실시간 및 과거 이벤트를 클라이언트부에 의해 모니터링하는 제 4 단계;를 포함하고,
    상기 QSCD20 데이터 관리 서버는,
    상기 지진 관측소의 지진 기록계로부터 QSCD20을 수신하고, 수신된 QSCD20 데이터를 데이터 버퍼로 전송하는 데이터 연결부를 포함하며,
    지진과 관련된 이벤트를 생성하고, 상기 이벤트가 생성되면 고유의 이벤트 아이디를 생성하며, 이벤트 정보와 이에 해당하는 QSCD20 데이터를 전송하는 이벤트 처리부를 포함하고,
    지진 발생 시각 -5초전부터 지진 발생 후 115초(총 120초)의 모든 QSCD20 데이터를 상기 이벤트 아이디와 함께 저장하는 이벤트 저장부를 포함하며,
    상기 이벤트 저장부는,
    초당 2 ㎞ ~ 7 ㎞의 유효 속도 범위를 설정하고,
    상기 유효 속도 범위 내의 지진 관측소만을 추출하여 제 1 선형 회귀식을 적용한 1차 필터를 통해, 지진에 대한 최대 지반 가속도의 군집 속도를 산출하며,
    상기 제 1 선형 회귀식의 x값(+ 3초, - 3초)의 범위 내의 지진 관측소만을 최종 필터링하고,
    필터링된 관측값만을 이용한 제 2 선형 회귀식을 통해 최종 최대 지반 가속도의 군집 속도를 산출하는 것을 특징으로 하는,
    실시간 지진동 모니터링용 QSCD20 데이터 관리 방법.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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