KR102511135B1 - 가동보의 수위 예측 시스템 - Google Patents

가동보의 수위 예측 시스템 Download PDF

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KR102511135B1
KR102511135B1 KR1020220032421A KR20220032421A KR102511135B1 KR 102511135 B1 KR102511135 B1 KR 102511135B1 KR 1020220032421 A KR1020220032421 A KR 1020220032421A KR 20220032421 A KR20220032421 A KR 20220032421A KR 102511135 B1 KR102511135 B1 KR 102511135B1
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유찬호
김원일
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아신씨엔티 주식회사
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Abstract

본 발명은 가동보의 수위 예측 시스템에 관한 것으로, 본 발명에 의하면, 하천(R)에 설치되고 공기가 주입되는 경우 팽창되어서 기립하고 주입된 공기가 배출되는 경우 수축되어서 도복함으로써 하천의 유수의 흐름을 제어하는 가동보(10)와, 상기 가동보(10)로부터 하천(R)의 상류 쪽으로 설정된 거리(D1)로 이격되어서 하천(R)의 바닥에 설치되고, 하천의 유량에 의해서 작용하는 압력을 측정하는 압력계(110)와, 상기 압력계(110)가 측정한 현재 압력값을 입력받고, 상기 현재 압력값을 기초로 상기 압력계(110)가 설치된 지점(P1)의 하천의 현재 수위값(Lp)을 산출하는 컴퓨팅 디바이스(130)와, 상기 컴퓨팅 디바이스(130)로부터 입력된 현재 수위값(Lp)을 기초로 상기 가동보의 기립 또는 도복의 동작을 제어하기 위한 제어신호를 상기 가동보(10)의 공기 공급장치(13)로 출력하는 컨트롤러(140)를 포함하여 구성되고, 상기 가동보(10)는 상기 컨트롤러(140)로부터 수신한 제어신호에 따라서 기립 또는 도복하는 것을 특징으로 하고, 이에 의하면 가동보가 설치된 상류의 수위를 예측할 수 있는 이점이 있다.

Description

가동보의 수위 예측 시스템{Water level prediction system for movable beams}
본 발명은 가동보에 관한 것으로, 특히 가동보가 설치된 하천의 상류의 수위를 예측할 수 있도록 하기에 적당하도록 가동보의 수위 예측 시스템에 관한 것이다.
최근에는 수력발전용 상단보, 농업용 및 공업용 취수보, 상수도용 취수보, 저수지 등에 유체팽창식 가동보(고무댐이라고도 칭함)가 많이 적용되고 있는 추세이다.
이러한 가동보는 산간지역이나 지형조건이 좋지 않은 곳에서도 효과적인 저수량의 확보와 조립 설치가 용이하고, 또 목적하는 수위에 따라 가동보의 높이를 유체압력(예컨대 공기압력)으로 조절하여 관리하기 때문에 제방용 둑으로서 큰 주목을 받고 있다.
이와 같은 가동보들의 대부분은 튜브 본체의 팽창 및 기립을 위하여 내부에 공기 등의 유체가 채워지도록 되어 있고, 또 하상 콘크리트와 제방에 튜브 본체를 고정하기 위한 고정장치와, 공기를 발생하는 공기공급장치로서의 모터 및 송풍기 또는 콤퓨레샤와, 공기를 튜브 본체에 공급 또는 배출하기 위한 배관설비와, 수위를 감지하는 수위감지기 등을 포함한다.
이러한 가동보에는 수위를 감지하기 위한 초음파 수위 감지기가 설치된다. 그런데 이 초음파 수위 감지기는 가동보가 설치된 지점의 수위를 감지하는 것으로서 용도에 한정되어 있다.
즉, 하천의 상류를 수위를 미리 예측하여서 가동보의 동작을 미리 선행적으로 하기 위한 용도로 사용할 수 없었다.
또한 이러한 초음파 수위 감지기를 하천의 상류측에 설치된 교각 등에 부착하는 것도 어려웠다.
그리고 초음파 수위 감지기 자체가 수위를 정확하게 측정하는 것에 한계가 있어서 신뢰성이 낮다는 문제가 있었다.
문헌1: 등록특허 제10-0737839호(공고일: 2007.07.12) 문헌2: 특허등록 제10-1422143호(공고일: 2014.08.13)
본 발명은 상기와 같은 종래 기술의 문제점을 해결하기 위해 창작된 것으로 본 발명에 의한 가동보의 수위 예측 시스템의 목적은,
첫째, 가동보가 설치된 하천의 상류에서의 수위를 예측할 수 있도록 하고,
둘째, 가동보가 설치된 하천의 상류에서의 수위를 예측할 수 있도록 함으로써 가동보가 설치된 하천에 대한 효율적이고도 신뢰성 있는 물관리(홍수 등의 경우 관리)가 될 수 있도록 하며,
셋째, 간단한 압력계의 설치만으로도 상류에서의 수위를 예측할 수 있도록 하며, 그리하여 적은 비용으로도 시스템을 구축할 수 있도록 하며,
넷째, 하천의 바닥에 저면블록을 설치하고 이 저면블록에 압력계를 설치함으로써 압력계를 안전하게 설치할 수 있도록 하며 또한 신뢰성 있는 압력을 측정할 수 있도록 하기에 적당하도록 한 가동보의 수위 예측 시스템을 제공하는 데 있다.
상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명인 가동보의 수위 예측 시스템은, 하천에 설치되고 공기가 주입되는 경우 팽창되어서 기립하고 주입된 공기가 배출되는 경우 수축되어서 도복함으로써 하천의 유수의 흐름을 제어하는 가동보와, 상기 가동보로부터 하천의 상류 쪽으로 설정된 거리로 이격되어서 하천의 바닥에 설치되고, 하천의 유량에 의해서 작용하는 압력을 측정하는 압력계와, 상기 압력계가 측정한 현재 압력값을 입력받고, 상기 현재 압력값을 기초로 상기 압력계가 설치된 지점인 상류의 현재 수위값을 산출하는 컴퓨팅 디바이스와, 상기 컴퓨팅 디바이스로부터 입력된 현재 수위값을 기초로 상기 가동보의 기립 또는 도복의 동작을 제어하기 위한 제어신호를 상기 가동보의 공기 공급장치로 출력하는 컨트롤러를 포함하여 구성되고, 상기 가동보는 상기 컨트롤로로부터 수신한 제어신호에 따라서 기립 또는 도복하는 것을 특징으로 한다.
상기와 같은 구성을 가지는 본 발명인 가동보의 수위 예측 시스템은 다음과 같은 효과가 있다.
첫째, 가동보가 설치된 하천의 상류에서의 수위를 예측할 수 있는 효과가 있다.
둘째, 가동보가 설치된 하천의 상류에서의 수위를 예측할 수 있도록 함으로써 가동보가 설치된 하천에 대한 효율적이고도 신뢰성 있는 물관리(홍수와 같이 유속이 빠른 경우 신속한 가동보의 동작이 가능)가 될 수 있는 효과가 있다.
셋째, 간단한 압력계의 설치만으로도 상류에서의 수위를 예측할 수 있는 효과가 있고 또한 적은 비용으로도 시스템을 구축할 수 있는 효과가 있다.
넷째, 하천의 바닥에 저면블록을 설치하고 이 저면블록에 압력계를 설치함으로써 압력계를 안전하게 설치할 수 있고 또한 신뢰성 있는 압력을 측정할 수 있는 효과가 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 의한 가동보의 수위 예측 시스템의 설치 구성 개념도이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 의한 가동보의 수위 예측 시스템에 있어서 압력계(110)가 설치된 것을 보이기 위한 하천의 횡방향의 개념도이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 의한 가동보의 수위 예측 시스템의 주요부 블록 구성도이다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 의한 가동보의 수위 예측 시스템에 있어서 컨트롤러(140)의 요부 상세 블록 구성도이다.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 의한 가동보의 수위 예측 방법의 흐름도이다.
도 6은 본 발명의 다른 실시예에 의한 가동보의 수위 예측 방법의 흐름도이다.
다음은 본 발명인 가동보의 수위 예측 시스템의 바람직한 실시예를 첨부한 도면을 참조하여 상세하게 설명한다.
본 발명의 일 실시예에 의한 가동보의 수위 예측 시스템은, 가동보(10)와 압력계(110)와 컴퓨팅 디바이스(130)와 컨트롤러(140)를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 한다.
상기 가동보(10)는 하천(R)[구체적으로는 하상 콘크리트 또는 제방]에 설치되고 공기가 주입되는 경우 팽창되어서 기립하고 주입된 공기가 배출되는 경우 수축되어서 도복하는 고무튜브(11)와, 상기 고무튜브(11)를 보호하기 위하여 고무튜브(11)의 전면에 설치되는 보호 판넬(12)과, 상기 고무튜브(11)에 공기를 공급하거나 주입된 공기를 배출하기 위한 공기 공급장치(13)를 포함하여 구성되어서, 하천의 유수의 흐름을 제어하는 장치이다.
이 가동보(10) 자체는 본원발명의 출원 전에 공지된 구성이다.
상기 압력계(110)는 상기 가동보(10)로부터 하천(R)의 상류 쪽으로 설정된 거리(D1)로 이격되어서 하천(R)의 바닥에 설치되고, 하천의 유량에 의해서 작용하는 압력을 측정하는 구성이다.
상기 컴퓨팅 디바이스(130)는 상기 압력계(110)가 측정한 현재 압력값을 입력받고, 상기 현재 압력값을 기초로 상기 압력계(110)가 설치된 지점(P1)인 하천의 현재 수위값(Lp) 즉, 압력계(110)가 설치된 상류의 현재 수위값(Lp)을 산출하는 구성이다.
상기 컴퓨팅 디바이스(130)에는 압력계(110)가 측정한 현재 압력값을 입력받고, 상기 현재 압력값을 기초로 상기 압력계(110)가 설치된 지점(P1)의 하천의 현재 수위값(Lp)을 산출하는 프로그램이 저장되어 있고, 이 프로그램의 실행에 의해서 현재 수위값(Lp)을 산출하는 것이다.
상기 컴퓨팅 디바이스(130)에 저장된 하천의 현재 수위값(Lp)을 산출하는 프로그램은 측정한 현재 압력값을 수위값으로 환산하는 프로그램으로 구현될 수 있다. 상기 압력값의 수위값의 환산 프로그램 자체는 본원발명의 통상의 기술자에 의해서 공지된 기술이므로 상세 설명은 생략한다.
상기 컨트롤러(140)는 컴퓨팅 디바이스(130)로부터 입력된 현재 수위값(Lp)을 기초로 상기 가동보(10)의 기립 또는 도복의 동작을 제어하기 위한 제어신호를 상기 가동보(10)의 공기 공급장치(13)로 출력하는 구성이다.
이때 본 발명의 일 실시예에 의한 가동보의 수위 예측 시스템에 있어서, 상기 가동보(10)는 상기 컨트롤러(140)로부터 수신한 제어신호(기립 제어신호 및 도복 제어신호)에 따라서 기립 또는 도복하는 것을 특징으로 한다.
상기 컴퓨팅 디바이스(130)와 컨트롤러(140)는 분리된 구성으로 구현될 수도 있고 또는 하나의 구성으로 구현될 수도 있으며 어느 경우에나 본원발명의 기술적 범위에 속한다.
그리고, 컴퓨팅 디바이스(130)와 컨트롤러(140)가 하나의 구성으로 구현되는 경우 예컨대 프로그램의 기억 및 실행이 가능하고 산출이 가능하며 입력수단 및 표시수단 등이 구비된 컴퓨터, 스마트폰, 태블릿 컴퓨터 등으로 구현될 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 의한 가동보의 수위 예측 시스템에 있어서, 상기 컨트롤러(140)에는 제1 기준 수위값(Ls1)이 저장되어 있고, 상기 컴퓨팅 디바이스(130)로부터 입력된 현재 수위값(Lp)이 상기 제1 기준 수위값(Ls1)에 도달한 경우에 상기 가동보(10)의 기립을 위한 기립 제어신호를 상기 가동보(10)의 공기 공급장치(13)로 출력하는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 일 실시예에 의한 가동보의 수위 예측 시스템에 있어서, 상기 컨트롤러(140)에는 제2 기준 수위값(Ls2)이 저장되어 있고, 상기 컴퓨팅 디바이스(130)로부터 입력된 현재 수위값(Lp)을 기초로 현재 가동보(10)가 설치된 지점(P2)의 하천의 예상 수위값(Lr)을 산출하고, 상기 예상 수위값(Lr)이 상기 제2 기준 수위값(Ls2)에 도달한 경우, 상기 가동보(10)의 기립을 위한 기립 제어신호를 상기 가동보(10)의 공기 공급장치(13)로 출력하는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 일 실시예에 의한 가동보의 수위 예측 시스템에 있어서, 상기 압력계(110)가 설치된 하천의 바닥에는 저면블록(150)이 설치되고, 상기 압력계(110)는 상기 저면블록(150)에 설치되는 것을 특징으로 한다.
상기 저면블록(150)은 호안블록으로 구성되는 것을 특징으로 한다.
그리고, 본 발명의 일 실시예에 의한 가동보의 수위 예측 시스템에 있어서, 상기 압력계(110)는 측정한 현재 압력값을 무선 통신으로 상기 컴퓨팅 디바이스(130)로 전송하는 것을 특징으로 한다
여기서, 측정한 현재 압력값을 무선 통신으로 전송하기 위한 통신모듈(120)은 상기 압력계(110)의 내부에 내장되거나 또는 압력계(110)의 외부에 구비될 수 있다.
그리고, 본 발명의 일 실시예에 의한 가동보의 수위 예측 시스템에 있어서, 상기 컨트롤러(140)에는 현재 수위값(Lp)을 기초로 가동보(10)의 기립 또는 도복을 제어하기 위한 동작 모드인 제1 모드를 설정하기 위한 제1 모드 설정 키(141)와, 예상 수위값(Lr)을 기초로 가동보(10)의 기립 또는 도복을 제어하기 위한 동작 모드인 제2 모드를 설정하기 위한 제2 모드 설정 키(142)가 구비되어 있는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 일 실시예에 의한 가동보의 수위 예측 시스템의 동작에 대하여 기술한다.
상기 컨트롤러(140)에는 제1 기준 수위값(Ls1)과 제2 기준 수위값(Ls2)이 저장되어 있다.
먼저 제1 모드 설정키(141)가 입력되어서 제1 모드가 실행되는 동작에 대해서 설명한다.
압력계(110)가 압력계가 설치된 하천의 지점(P1)의 압력을 측정하고 측정한 압력값을 통신모듈(120)을 통해서 컴퓨팅 디바이스(130)로 전송한다(S210).
압력계(110)로부터 현재 압력값을 입력받은 컴퓨팅 디바이스(130)는 수신한 압력값을 기초로 압력계(110)가 설치된 지점(P1)의 하천의 현재 수위값(Lp) 즉, 압력계(110)가 설치된 상류의 현재 수위값을 산출한다(S212).
컨트롤러(140)는 산출한 현재 수위값과 기 기억되어 있는 제1 기준 수위값(Ls1)의 크기를 비교하고, 상기 비교에 의해서 현재 수위값이 제1 기준 수위값 이상인 경우에는(S214) 상기 가동보(10)의 공기 공급장치(13)로 기립 제어신호를 출력한다(S216).
컨트롤러(140)로부터 기립 제어신호를 수신한 공기 공급장치(13)는 가동보(10)의 에어튜브(11)로 공기를 공급한다.
공기 공급장치(13)로부터 공기를 주입 받은 에어튜브(11)는 팽창에 의해서 기립하게 된다.
다음으로 제2 모드 설정키(142)가 입력되어서 제2 모드가 실행되는 동작에 대해서 설명한다.
압력계(110)가 압력계가 설치된 하천의 지점(P1)의 압력을 측정하고 측정한 압력값을 통신모듈(120)을 통해서 컴퓨팅 디바이스(130)로 전송한다(S220).
압력계(110)로부터 현재 압력값을 입력받은 컴퓨팅 디바이스(130)는 수신한 압력값을 기초로 압력계(110)가 설치된 지점(P1)의 하천의 현재 수위값(Lp) 즉, 압력계(110)가 설치된 상류의 현재 수위값을 산출한다(S212). 컴퓨팅 디바이스(130)는 산출한 현재 수위값을 컨트롤러(140)로 출력한다.
그리고, 컨트롤러(140)는 컴퓨팅 디바이스(130)로부터 입력된 현재 수위값(Lp)을 기초로 현재 가동보(10)가 설치된 지점(P2)의 하천의 예상 수위값(Lr)을 산출한다(S224).
산출한 예상 수위값(Lr)과 기 기억되어 있는 제2 기준 수위값(Ls2)의 크기를 비교하고(S226), 상기 비교에 의해서 예상 수위값(Lr)이 제2 기준 수위값(Ls2) 이상인 경우에는(S226) 상기 가동보(10)의 공기 공급장치(13)로 기립 제어신호를 출력한다(S228).
컨트롤러(140)로부터 기립 제어신호를 수신한 공기 공급장치(13)는 가동보(10)의 에어튜브(11)로 공기를 공급하고, 공기 공급장치(13)로부터 공기를 주입 받은 에어튜브(11)는 팽창에 의해서 기립하게 된다.
이와 같이 본 발명에 따른 바람직한 실시예를 살펴보았으며, 앞서 설명된 실시예 이외에도 본 발명이 그 기술적 사상이나 필수적인 특징을 변경하지 않고서 다른 구체적인 형태로 실시될 수 있다는 것은 해당 기술분야에 있어서 통상의 지식을 가진 사람에게는 자명한 것이다. 그러므로, 상술한 실시예는 제한적인 것이 아니라 예시적인 것으로 이해해야만 한다.
본 발명의 범위는 상기 상세한 설명보다는 후술하는 청구범위에 의하여 나타내어지며, 청구범위의 의미 및 범위 그리고 그 균등 개념으로부터 도출되는 모든 변경 또는 변형된 형태가 본 발명의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 한다.
R : 하천
10 : 가동보 11 : 에어튜브
12 : 보호판넬 13 : 공기 공급장치
110 : 압력계 120 : 통신모듈
130 : 컴퓨팅 디바이스 140 : 컨트롤러
141 : 제1 모드 설정 키 142 : 제2 모드 설정 키
150 : 저면블록
Lp : 현재 수위값 Lr : 예상 수위값
Ls1 : 제1 기준 수위값 Ls2 : 제2 기준 수위값
P1 : 압력계가 설치된 하천의 지점
P2 : 가동보가 설치된 하천의 지점

Claims (4)

  1. 하천(R)의 하상 콘크리트에 설치되고 공기가 주입되는 경우 팽창되어서 기립하고 주입된 공기가 배출되는 경우 수축되어서 도복하는 고무튜브(11)와, 상기 고무튜브(11)를 보호하기 위하여 고무튜브(11)의 전면에 설치되는 보호 판넬(12)과, 상기 고무튜브(11)에 공기를 공급하거나 주입된 공기를 배출하기 위한 공기 공급장치(13)를 포함하여 구성되어서, 하천의 유수의 흐름을 제어하는 가동보(10)와,
    상기 가동보(10)로부터 하천(R)의 상류 쪽으로 설정된 거리(D1)로 이격되어서 하천(R)의 바닥에 설치되고, 하천의 유량에 의해서 작용하는 압력을 측정하는 압력계(110)와,
    상기 압력계(110)가 측정한 현재 압력값을 입력받고, 상기 현재 압력값을 기초로 상기 압력계(110)가 설치된 지점(P1)인 상류의 현재 수위값(Lp)을 산출하는 컴퓨팅 디바이스(130)와,
    상기 컴퓨팅 디바이스(130)로부터 입력된 현재 수위값(Lp)을 기초로 상기 가동보의 기립 또는 도복의 동작을 제어하기 위한 제어신호를 상기 가동보(10)의 공기 공급장치(13)로 출력하는 컨트롤러(140)를 포함하여 구성되고,
    상기 가동보(10)는 상기 컨트롤러(140)로부터 수신한 제어신호에 따라서 기립 또는 도복하며,
    상기 컨트롤러(140)에는 제1 기준 수위값(Ls1)이 저장되어 있고,
    상기 컴퓨팅 디바이스(130)로부터 입력된 현재 수위값(Lp)이 상기 제1 기준 수위값(Ls1)에 도달한 경우에 상기 가동보(10)의 기립을 위한 기립 제어신호를 상기 가동보(10)의 공기 공급장치(13)로 출력하며,
    상기 컨트롤러(140)에는 제2 기준 수위값(Ls2)이 저장되어 있고,
    상기 컴퓨팅 디바이스(130)로부터 입력된 현재 수위값(Lp)을 기초로 현재 가동보(10)가 설치된 지점(P2)의 하천의 예상 수위값(Lr)을 산출하고,
    상기 예상 수위값(Lr)이 상기 제2 기준 수위값(Ls2)에 도달한 경우, 상기 가동보(10)의 기립을 위한 기립 제어신호를 상기 가동보(10)의 공기 공급장치(13)로 출력하며,
    상기 압력계(110)가 설치된 하천의 바닥에는 저면블록(150)이 설치되고,
    상기 압력계(110)는 상기 저면블록(150)에 설치되며,
    상기 컨트롤러(140)에는
    현재 수위값(Lp)을 기초로 가동보(10)의 기립 또는 도복을 제어하기 위한 동작 모드인 제1 모드를 설정하기 위한 제1 모드 설정 키(141)와,
    예상 수위값(Lr)을 기초로 가동보(10)의 기립 또는 도복을 제어하기 위한 동작 모드인 제2 모드를 설정하기 위한 제2 모드 설정 키(142)가 구비되어 있으며,
    상기 저면블록(150)은 호안블록으로 구성되며,
    상기 압력계(110)는 측정한 현재 압력값을 무선 통신으로 상기 컴퓨팅 디바이스(130)로 전송하는 것을 특징으로 하는 가동보의 수위 예측 시스템.
  2. 삭제
  3. 삭제
  4. 삭제
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KR100737839B1 (ko) 2007-04-23 2007-07-12 (주)대도엔텍 고무댐용 고무판체 및 이의 제조방법
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