KR102549534B1 - Intelligent disaster prevention management system - Google Patents

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KR102549534B1
KR102549534B1 KR1020210128660A KR20210128660A KR102549534B1 KR 102549534 B1 KR102549534 B1 KR 102549534B1 KR 1020210128660 A KR1020210128660 A KR 1020210128660A KR 20210128660 A KR20210128660 A KR 20210128660A KR 102549534 B1 KR102549534 B1 KR 102549534B1
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주식회사 이도
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Abstract

본 발명은 두 맨홀 사이를 연결하는 매설관과 레이저 거리 측정장치를 이용하여 지하 시설물의 변형과 변형 지점을 인지하고, 지하 시설물의 누수, 침수 지역, 맨홀 파손, 싱크홀 등의 전조 증상을 진단하고, 도로 상의 재해를 사전에 예측하여 신속하게 대응할 수 있는 지능형 방재 관리 시스템에 관한 것으로서, 도로 상에 형성되는 두 맨홀 사이를 연결하도록 지하에 매설되며, 하수관거와는 별도로 설치되고 상기 하수관거에 비해 작은 직경을 갖는 매설관; 상기 매설관의 일단부에 설치되며 상기 매설관의 일단부에서 타단부로 레이저 광을 방사하고 반사되는 반사광을 측정하는 레이저 거리 측정장치; 상기 매설관의 타단부에 설치되며 상기 레이저 광을 상기 레이저 거리 측정장치 측으로 반사하는 타겟; 도로 상에 형성되는 맨홀을 커버하며, 상기 맨홀이 설치된 개소의 방재 정보를 측정하여 근거리 무선 통신 방식으로 송신하며, 상기 방재 정보는 적어도 상기 레이저 거리 측정장치에서 측정된 레이저 거리 측정 정보를 포함하는 스마트 맨홀 덮개; 및 상기 스마트 맨홀 덮개로부터 상기 방재 정보를 수신하여 도심지의 방재 관리를 수행하며, 상기 레이저 거리 측정 정보를 수신하여 지반 변동 여부 및 지반 변동 지점을 진단하는 지반 변동 진단부를 포함하는 방재 서버를 포함한다.
본 발명에 따르면, 두 맨홀 사이를 연결하는 소 직경의 매설관과 이 매설관을 통과하는 레이저 거리 측정장치를 이용하여 실시간 거리 측정을 실시하고, 스마트 맨홀 덮개에서 측정 정보를 취합하여 방재 서버로 전송하며, 방재 서버에서는 레이저 거리 측정 결과로부터 지하 시설물의 변형과 변형 지점을 인지하고, 지하 시설물의 누수, 침수 지역, 맨홀 파손, 싱크홀 등의 전조 증상을 진단함으로써, 도로 상의 재해를 사전에 예측하여 신속하게 대응할 수 있는 효과가 있다.
The present invention uses a buried pipe connecting between two manholes and a laser distance measuring device to recognize deformation and deformation points of underground facilities, diagnose precursor symptoms such as leaks, flooded areas, manhole damage, and sinkholes in underground facilities, , It relates to an intelligent disaster prevention management system capable of responding quickly by predicting disasters on the road in advance, buried underground to connect between two manholes formed on the road, installed separately from the sewer pipe, and having a smaller diameter than the sewer pipe Buried pipe having; a laser distance measuring device installed at one end of the buried pipe, radiating laser light from one end to the other end of the buried pipe, and measuring the reflected light; a target installed at the other end of the buried pipe and reflecting the laser light toward the laser distance measuring device; Covers a manhole formed on the road, measures disaster prevention information of the place where the manhole is installed and transmits it in a short-range wireless communication method, and the disaster prevention information includes at least laser distance measurement information measured by the laser distance measurement device. manhole cover; And a disaster prevention server including a ground change diagnosis unit that receives the disaster prevention information from the smart manhole cover, performs disaster prevention management in the downtown area, and receives the laser distance measurement information to diagnose whether there is a ground change and a ground change point.
According to the present invention, real-time distance measurement is performed using a small-diameter buried pipe connecting two manholes and a laser distance measuring device passing through the buried pipe, and the measurement information is collected from the smart manhole cover and transmitted to the disaster prevention server. In the disaster prevention server, by recognizing the deformation and deformation point of underground facilities from the result of laser distance measurement, and by diagnosing precursor symptoms such as leakage of underground facilities, flooded area, manhole damage, sinkhole, etc., disasters on the road are predicted in advance. It has the ability to respond quickly.

Description

지능형 방재 관리 시스템{INTELLIGENT DISASTER PREVENTION MANAGEMENT SYSTEM}Intelligent Disaster Management System {INTELLIGENT DISASTER PREVENTION MANAGEMENT SYSTEM}

본 발명은 지능형 방재 관리 시스템에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 두 맨홀 사이를 연결하는 매설관과 레이저 거리 측정장치를 이용하여 지하 시설물의 변형과 변형 지점을 인지하고, 지하 시설물의 누수, 침수 지역, 맨홀 파손, 싱크홀 등의 전조 증상을 진단하고, 도로 상의 재해를 사전에 예측하여 신속하게 대응할 수 있는 지능형 방재 관리 시스템에 관한 것이다.The present invention relates to an intelligent disaster prevention management system, and more particularly, recognizes the deformation and deformation point of underground facilities using a buried pipe connecting two manholes and a laser distance measuring device, leaks of underground facilities, flooded areas, It relates to an intelligent disaster prevention management system capable of diagnosing precursor symptoms such as manhole damage and sinkhole, predicting road disasters in advance and responding quickly.

일반적으로, 지하 시설물과 하수관거 등의 관리 점검을 위해 도로 상에는 소정 깊이로 맨홀(manhole)이 설치된다. 맨홀은 대략 지름 1~1.2m의 수직 방향 구멍으로 바닥면은 오수의 유통을 위한 관거와 같게 하거나, 관거에 비해 낮은 높이(대략 1m의 깊이)로 내려 침전물을 수용할 수 있도록 형성된다. 맨홀 상부에는 구멍을 은폐하도록 덮개가 설치된다. 맨홀 덮개는 지상을 다니는 차량에 의해 손상되지 않도록 주철 또는 철근 콘트리트로 제조된다.In general, a manhole is installed at a predetermined depth on a road to inspect underground facilities and sewage pipes. The manhole is a vertical hole with a diameter of approximately 1 to 1.2 m, and the bottom surface is formed to be the same as a conduit for the distribution of sewage or to be lowered to a lower height (approximately 1 m depth) than the conduit to accommodate sediment. A cover is installed on the top of the manhole to conceal the hole. Manhole covers are made of cast iron or reinforced concrete to prevent damage from ground vehicles.

하지만, 교통량이 많은 도로 등에서 맨홀 덮개에 가해지는 하중과 진동이 반복되면서 맨홀 덮개가 손상되는 경우가 빈번히 발생된다. 또한, 중량이 큰 특수 차량이 빈번히 이동하는 대규모 공사장 등에서 맨홀 덮개가 손상되는 경우가 발생되고 있다. 또한, 지하를 지나는 하수관 등은 도로 사정에 의해 또는 지반 침하 현상 등에 의해 누수가 발생될 우려가 있으며, 경우에 따라서는 싱크홀 등을 유발하기도 한다. 따라서 지하 시설물의 누수, 침수 지역, 맨홀 파손, 싱크홀 등의 전조 증상을 조기에 발견하고 신속하게 보수할 필요가 있다.However, as loads and vibrations applied to the manhole cover are repeated on roads with heavy traffic, the manhole cover is frequently damaged. In addition, there are cases where the manhole cover is damaged in large-scale construction sites where heavy special vehicles frequently move. In addition, a sewage pipe passing underground may cause water leakage due to road conditions or ground subsidence, and in some cases may cause a sinkhole or the like. Therefore, it is necessary to detect early symptoms such as leaks in underground facilities, flooded areas, manhole damage, and sinkholes, and promptly repair them.

한편, 일본 특허등록 제6547068호는 맨홀의 도난 방지 및 자연현상으로 인한 사고 방지 등을 위한 맨홀 모니터링 시스템을 제안하고 있다. 동 선행문헌을 참조하면, 맨홀에 가속도 센서, 온도 센서, 악취 센서, 수질 센서, 기질 센서, 유량 센서, 수위 센서를 설치하고 맨홀의 상태를 원격 감시하고 있다.On the other hand, Japanese Patent Registration No. 6547068 proposes a manhole monitoring system for preventing theft of manholes and accidents caused by natural phenomena. Referring to the same prior literature, an acceleration sensor, a temperature sensor, an odor sensor, a water quality sensor, a substrate sensor, a flow sensor, and a water level sensor are installed in the manhole to remotely monitor the state of the manhole.

하지만, 동 선행문헌은 맨홀의 개폐 상태를 센싱하고 맨홀의 상태를 판정하고 있으며, 이는 맨홀 덮개가 이미 소실되거나 완전히 파손된 이후에 검출하는 방식으로 후속 대응에 불과하다는 문제가 있다. 또한, 맨홀이 설치되지 않은 지점에서 하수관의 누수, 침수 지역, 싱크홀 등의 재해 현상을 진단하는 데에는 한계가 있다.However, the prior art senses the open/closed state of the manhole and determines the state of the manhole, which is only a follow-up response in a manner that is detected after the manhole cover has already been lost or completely damaged. In addition, there is a limit to diagnosing disaster phenomena such as leaks in sewage pipes, flooded areas, and sinkholes at points where manholes are not installed.

일본 특허등록 제6547068호Japanese Patent Registration No. 6547068

본 발명은 두 맨홀 사이를 연결하는 매설관과 레이저 거리 측정장치를 이용하여 지하 시설물의 변형과 변형 지점을 인지하고, 지하 시설물의 누수, 침수 지역, 맨홀 파손, 싱크홀 등의 전조 증상을 진단하고, 도로 상의 재해를 사전에 예측하여 신속하게 대응할 수 있는 지능형 방재 관리 시스템을 제공함에 그 목적이 있다.The present invention uses a buried pipe connecting between two manholes and a laser distance measuring device to recognize deformation and deformation points of underground facilities, diagnose precursor symptoms such as leaks, flooded areas, manhole damage, and sinkholes in underground facilities, The purpose of this study is to provide an intelligent disaster prevention management system capable of predicting disasters on the road in advance and responding quickly.

본 발명의 일실시예에 따른 지능형 방재 관리 시스템은, 도로 상에 형성되는 두 맨홀 사이를 연결하도록 지하에 매설되며, 하수관거와는 별도로 설치되고 상기 하수관거에 비해 작은 직경을 갖는 매설관; 상기 매설관의 일단부에 설치되며 상기 매설관의 일단부에서 타단부로 레이저 광을 방사하고 반사되는 반사광을 측정하는 레이저 거리 측정장치; 상기 매설관의 타단부에 설치되며 상기 레이저 광을 상기 레이저 거리 측정장치 측으로 반사하는 타겟; 도로 상에 형성되는 맨홀을 커버하며, 상기 맨홀이 설치된 개소의 방재 정보를 측정하여 근거리 무선 통신 방식으로 송신하며, 상기 방재 정보는 적어도 상기 레이저 거리 측정장치에서 측정된 레이저 거리 측정 정보를 포함하는 스마트 맨홀 덮개; 및 상기 스마트 맨홀 덮개로부터 상기 방재 정보를 수신하여 도심지의 방재 관리를 수행하며, 상기 레이저 거리 측정 정보를 수신하여 지반 변동 여부 및 지반 변동 지점을 진단하는 지반 변동 진단부를 포함하는 방재 서버를 포함한다.An intelligent disaster prevention management system according to an embodiment of the present invention is buried underground to connect between two manholes formed on the road, and is installed separately from the sewer pipe and has a smaller diameter than the sewer pipe; a laser distance measuring device installed at one end of the buried pipe, radiating laser light from one end to the other end of the buried pipe, and measuring the reflected light; a target installed at the other end of the buried pipe and reflecting the laser light toward the laser distance measuring device; Covers a manhole formed on the road, measures disaster prevention information of the place where the manhole is installed and transmits it in a short-range wireless communication method, and the disaster prevention information includes at least laser distance measurement information measured by the laser distance measurement device. manhole cover; And a disaster prevention server including a ground change diagnosis unit that receives the disaster prevention information from the smart manhole cover, performs disaster prevention management in the downtown area, and receives the laser distance measurement information to diagnose whether there is a ground change and a ground change point.

본 발명의 다른 실시예에 따른 지능형 방재 관리 시스템은, 상기 매설관은 직경 1cm 이하이다.In the intelligent disaster prevention management system according to another embodiment of the present invention, the buried pipe has a diameter of 1 cm or less.

본 발명의 또 다른 실시예에 따른 지능형 방재 관리 시스템은, 상기 스마트 맨홀 덮개는 상기 스마트 맨홀 덮개가 설치된 지표면의 변위를 검출하는 변위 센서를 더 포함하며, 상기 방재 서버는 상기 스마트 맨홀 덮개로부터 상기 변위 센서의 검출값을 수신하여 상기 맨홀 및 상기 스마트 맨홀 덮개의 파손 여부를 판단하는 맨홀 파손 판단부를 더 포함한다.In the intelligent disaster prevention management system according to another embodiment of the present invention, the smart manhole cover further includes a displacement sensor for detecting the displacement of the ground surface on which the smart manhole cover is installed, and the disaster prevention server moves the displacement from the smart manhole cover. It further includes a manhole damage determination unit for receiving the detection value of the sensor and determining whether the manhole and the smart manhole cover are damaged.

본 발명의 또 다른 실시예에 따른 지능형 방재 관리 시스템은, 상기 방재 서버는 소정 반경 내에 위치한 3개 이상의 상기 스마트 맨홀 덮개로부터 수신한 상기 레이저 거리 측정 정보가 미리 정해진 싱크홀 예측 기준치를 초과하는 경우, 해당 스마트 맨홀 덮개에 둘러싸인 구역을 싱크홀 발생 위험 구역으로 판단하는 싱크홀 예측부를 더 포함한다.In the intelligent disaster prevention management system according to another embodiment of the present invention, when the disaster prevention server exceeds the predetermined sinkhole prediction reference value, the laser distance measurement information received from three or more smart manhole covers located within a predetermined radius, A sinkhole prediction unit for determining an area surrounded by the smart manhole cover as a sinkhole risk area is further included.

본 발명의 지능형 방재 관리 시스템에 따르면, 두 맨홀 사이를 연결하는 소 직경의 매설관과 이 매설관을 통과하는 레이저 거리 측정장치를 이용하여 실시간 거리 측정을 실시하고, 스마트 맨홀 덮개에서 측정 정보를 취합하여 방재 서버로 전송하며, 방재 서버에서는 레이저 거리 측정 결과로부터 지하 시설물의 변형과 변형 지점을 인지하고, 지하 시설물의 누수, 침수 지역, 맨홀 파손, 싱크홀 등의 전조 증상을 진단함으로써, 도로 상의 재해를 사전에 예측하여 신속하게 대응할 수 있는 효과가 있다.According to the intelligent disaster prevention management system of the present invention, real-time distance measurement is performed using a small-diameter buried pipe connecting between two manholes and a laser distance measuring device passing through the buried pipe, and the measurement information is collected from the smart manhole cover and transmits it to the disaster prevention server, and the disaster prevention server recognizes the transformation and deformation point of the underground facility from the result of laser distance measurement, and diagnoses the precursor symptoms such as leak, flooded area, manhole damage, sinkhole, etc. of the underground facility, thereby preventing disasters on the road It has the effect of being able to respond quickly by predicting in advance.

도 1은 본 발명에 따른 지능형 방재 관리 시스템을 예시한 블록도,
도 2는 본 발명에서 스마트 맨홀 덮개가 설치되는 예를 보인 단면도,
도 3은 본 발명에 따라 두 맨홀 사이를 연결하는 매설관 및 레이저 거리 측정장치를 예시한 도면,
도 4는 본 발명의 수위 센서를 구성하는 제1 센싱 기판을 예시한 정면도,
도 5는 본 발명의 수위 센서를 구성하는 제2 센싱 기판을 예시한 배면도,
도 6은는 본 발명의 수위 센서를 구성하는 제2 센싱 기판을 예시한 정면도,
도 7은 본 발명에서 스마트 맨홀 덮개의 구성 예를 보인 블록도,
도 8은 본 발명에서 방재 정보 수집 폴의 경사면 미세 변위 측정 예를 개념적으로 묘사한 도면,
도 9는 본 발명에서 방재 정보 수집 폴의 구성 예를 보인 블록도,
도 10은 본 발명에서 방재 정보 수집 폴의 미세 변위 측정 과정을 예시한 흐름도, 및
도 11은 본 발명에서 방재 서버가 싱크홀 구역을 예측하는 과정을 묘사한 도면이다.
1 is a block diagram illustrating an intelligent disaster prevention management system according to the present invention;
2 is a cross-sectional view showing an example in which a smart manhole cover is installed in the present invention;
3 is a diagram illustrating a buried pipe and a laser distance measuring device connecting between two manholes according to the present invention;
4 is a front view illustrating a first sensing substrate constituting the water level sensor of the present invention;
5 is a rear view illustrating a second sensing substrate constituting the water level sensor of the present invention;
6 is a front view illustrating a second sensing substrate constituting the water level sensor of the present invention;
7 is a block diagram showing an example of the configuration of a smart manhole cover in the present invention;
8 is a diagram conceptually depicting an example of measuring micro-displacement of an inclined surface of a disaster prevention information collection pole in the present invention;
9 is a block diagram showing a configuration example of a disaster prevention information collection poll in the present invention;
10 is a flowchart illustrating a process of measuring micro-displacement of a disaster prevention information collection pole in the present invention, and
11 is a diagram depicting a process in which a disaster prevention server predicts a sinkhole area in the present invention.

이하에서는 첨부된 도면을 참조하여 본 발명에 따른 구체적인 실시예가 설명된다. 그러나 이는 본 발명을 특정한 실시 형태에 대하여 한정하려는 것이 아니며, 본 발명의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변경, 균등물, 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다.Hereinafter, specific embodiments according to the present invention will be described with reference to the accompanying drawings. However, this is not intended to limit the present invention to specific embodiments, and should be understood to include all changes, equivalents, and substitutes included in the spirit and technical scope of the present invention.

명세서 전체에 걸쳐 유사한 구성 및 동작을 갖는 부분에 대해서는 동일한 도면 부호를 붙였다. 그리고 본 발명에 첨부된 도면은 설명의 편의를 위한 것으로서, 그 형상과 상대적인 척도는 과장되거나 생략될 수 있다.Parts having similar configurations and operations are given the same reference numerals throughout the specification. In addition, the drawings accompanying the present invention are for convenience of description, and the shape and relative scale may be exaggerated or omitted.

실시예를 구체적으로 설명함에 있어서, 중복되는 설명이나 당해 분야에서 자명한 기술에 대한 설명은 생략되었다. 또한, 이하의 설명에서 어떤 부분이 다른 구성요소를 "포함"한다고 할 때, 이는 특별히 반대되는 기재가 없는 한 기재된 구성요소 외에 구성요소를 더 포함할 수 있는 것을 의미한다.In describing the embodiments in detail, redundant descriptions or descriptions of obvious technologies in the art are omitted. In addition, when a certain part "includes" another component in the following description, this means that it may further include components other than the described components unless otherwise stated.

또한, 명세서에 기재된 "~부", "~기", "~모듈" 등의 용어는 적어도 하나의 기능이나 동작을 처리하는 단위를 의미하며, 이는 하드웨어나 소프트웨어 또는 하드웨어 및 소프트웨어의 결합으로 구현될 수 있다. 또한, 어떤 부분이 다른 부분과 전기적으로 연결되어 있다고 할 때, 이는 직접적으로 연결되어 있는 경우뿐만 아니라 그 중간에 다른 구성을 사이에 두고 연결되어 있는 경우도 포함한다. In addition, terms such as "~ unit", "~ group", and "~ module" described in the specification mean a unit that processes at least one function or operation, which may be implemented by hardware or software or a combination of hardware and software. can In addition, when a part is said to be electrically connected to another part, this includes not only the case where it is directly connected but also the case where it is connected with another component interposed therebetween.

제1, 제2 등과 같이 서수를 포함하는 용어는 다양한 구성요소들을 설명하는데 사용될 수 있지만, 상기 구성요소들은 상기 용어들에 의해 한정되지는 않는다. 상기 용어들은 하나의 구성요소를 다른 구성요소로부터 구별하는 목적으로만 사용된다. 예를 들어, 본 발명의 권리 범위를 벗어나지 않으면서 제2 구성요소는 제1 구성요소로 명명될 수 있고, 유사하게 제1 구성요소도 제2 구성요소로 명명될 수 있다.Terms including ordinal numbers, such as first and second, may be used to describe various components, but the components are not limited by the terms. These terms are only used for the purpose of distinguishing one component from another. For example, a second element may be termed a first element, and similarly, a first element may be termed a second element, without departing from the scope of the present invention.

도 1은 본 발명에 따른 스마트 맨홀 덮개를 이용한 방재 관리 시스템을 예시한 블록도이다.1 is a block diagram illustrating a disaster prevention management system using a smart manhole cover according to the present invention.

도 1을 참조하면, 본 발명의 스마트 맨홀 덮개를 이용한 방재 관리 시스템은 스마트 맨홀 덮개(100)와, 방재 정보 수집 폴(200)과, 방재 서버(400)와, 방재 정보 데이터베이스 서버(500)로 구성된다.Referring to FIG. 1, the disaster prevention management system using the smart manhole cover of the present invention includes a smart manhole cover 100, a disaster prevention information collection pole 200, a disaster prevention server 400, and a disaster prevention information database server 500. It consists of

스마트 맨홀 덮개(100)는 도로 상에 형성되는 맨홀(600)을 커버하는 장치로서, 맨홀(600)이 설치된 개소의 방재 정보를 측정하여 무선 통신 방식으로 송신한다. 스마트 맨홀 덮개(100)는 도로 상에 복수 지점 설치되는 수단이며, 지표면과 평행하게 설치되는 원형 또는 타원형으로 형성된다.The smart manhole cover 100 is a device that covers the manhole 600 formed on the road, and measures disaster prevention information of the place where the manhole 600 is installed and transmits it in a wireless communication method. The smart manhole cover 100 is a means installed at multiple points on the road, and is formed in a circular or oval shape installed parallel to the ground surface.

스마트 맨홀 덮개(100)는 통신 모듈을 포함한다. 통신 모듈은 방재 정보를 원격의 방재 서버(400)로 직접 전송하는 광대역 이동 통신 모듈일 수 있다. 다른 예로서, 통신 모듈은 근거리 무선 통신 모듈일 수 있다. 이 경우, 방재 정보 수집 폴(200)이 스마트 맨홀 덮개(100)들로부터 방재 정보를 수신하고 원격의 방재 서버(400)로 중계할 수 있다.The smart manhole cover 100 includes a communication module. The communication module may be a broadband mobile communication module that directly transmits disaster prevention information to the remote disaster prevention server 400 . As another example, the communication module may be a short-range wireless communication module. In this case, the disaster prevention information collection pole 200 may receive disaster prevention information from the smart manhole covers 100 and relay it to the remote disaster prevention server 400.

방재 정보는 레이저 거리 측정 정보, 맨홀 지표 변위 정보, 맨홀 진동량 정보, 맨홀 수위 정보를 포함할 수 있으며, 방재 서버(400)는 이 정보들을 이용하여 지반 변동 여부, 지반 변동 지점, 맨홀 덮개의 파손 여부, 오수의 범람 위험 여부, 싱크홀 예측을 수행한다. 스마트 맨홀 덮개(100)의 구조 및 구성, 스마트 맨홀 덮개(100)에서 생성되는 방재 정보에 대하여는 도 2 내지 7을 참조하여 구체적으로 후술하기로 한다.Disaster prevention information may include laser distance measurement information, manhole surface displacement information, manhole vibration amount information, and manhole water level information. Predict whether or not there is a risk of flooding of sewage, and predict sinkholes. The structure and configuration of the smart manhole cover 100 and disaster prevention information generated from the smart manhole cover 100 will be described in detail later with reference to FIGS. 2 to 7 .

방재 정보 수집 폴(200)은 스마트 맨홀 덮개(100)로부터 근거리 무선 통신 방식으로 방재 정보를 수집하고 수집된 방재 정보를 광대역 이동 통신 방식으로 방재 서버(400)로 원격 송신한다. 본 발명에서 방재 정보 수집 폴(200)은 단순히 정보의 수집만이 아니라, 방재 정보 중 일부를 생성하는 역할을 함께 수행한다. 도 8 내지 10을 참조하여 후술하겠지만, 방재 정보 수집 폴(200)은 강우 정보와 경사면의 지표 변위 미세 변동 정보를 생성하여 방재 서버(400)로 전송할 수 있다.The disaster prevention information collection pole 200 collects disaster prevention information from the smart manhole cover 100 through short-range wireless communication and remotely transmits the collected disaster prevention information to the disaster prevention server 400 through broadband mobile communication. In the present invention, the disaster prevention information collection pole 200 not only simply collects information, but also serves to generate some of the disaster prevention information. Although described later with reference to FIGS. 8 to 10 , the disaster prevention information collection pole 200 may generate rainfall information and ground surface displacement information of a slope and transmit the generated information to the disaster prevention server 400 .

방재 서버(400)는 광대역 이동 통신망(300)을 통해 방재 정보 수집 폴(200)로부터 방재 정보를 수신한다. 본 실시예에서 방재 정보는 스마트 맨홀 덮개(100)에서 생성되는 레이저 거리 측정 정보, 맨홀 지표 변위 정보, 맨홀 진동량 정보, 맨홀 수위 정보와, 방재 정보 수집 폴(400)에서 생성되는 강우 정보, 경사면의 지표 변위 미세 변동 정보이다. 수신된 방재 정보는 방재 정보 데이터베이스 서버(500)에 저장되어 관리된다.The disaster prevention server 400 receives disaster prevention information from the disaster prevention information collection pole 200 through the broadband mobile communication network 300 . In this embodiment, the disaster prevention information includes laser distance measurement information, manhole surface displacement information, manhole vibration amount information, and manhole water level information generated from the smart manhole cover 100, rainfall information generated from the disaster prevention information collection pole 400, and slope surface is the micro-variation information of the index displacement of The received disaster prevention information is stored and managed in the disaster prevention information database server 500 .

도 1을 참조하면, 방재 서버(400)는 맨홀 파손 판단부(410)와, 침수 지역 진단부(420)와, 싱크홀 예측부(430)와, 지반 변동 진단부(440)를 포함한다.Referring to FIG. 1 , the disaster prevention server 400 includes a manhole damage determination unit 410, a flooded area diagnosis unit 420, a sinkhole prediction unit 430, and a ground change diagnosis unit 440.

맨홀 파손 판단부(410)는 맨홀 지표 변위 정보로부터 스마트 맨홀 덮개(100)의 파손 여부를 결정할 수 있다. 예를 들어, 소정 반경 내의 스마트 맨홀 덮개(100)들 중 다른 스마트 맨홀 덮개(100)에 비해 어느 하나의 스마트 맨홀 덮개(100)의 변위가 크게 검출되는 경우, 해당 스마트 맨홀 덮개(100)의 파손을 결정할 수 있다. 다른 예로서, 맨홀 지표 변위 정보와 맨홀 진동량 정보를 조합하여 스마트 맨홀 덮개(100)의 파손 여부를 결정할 수도 있다. 맨홀 파손 판단부(410)는 파손으로 판단된 스마트 맨홀 덮개(100) 주변에 대해 교통을 통제하기 위한 교통 통제 명령을 생성할 수 있다.The manhole damage determination unit 410 may determine whether the smart manhole cover 100 is damaged or not from the manhole index displacement information. For example, when the displacement of one smart manhole cover 100 is detected to be greater than that of the other smart manhole covers 100 among the smart manhole covers 100 within a predetermined radius, the corresponding smart manhole cover 100 is damaged. can determine As another example, it is possible to determine whether the smart manhole cover 100 is damaged by combining manhole surface displacement information and manhole vibration amount information. The manhole damage determination unit 410 may generate a traffic control command for controlling traffic around the smart manhole cover 100 determined to be damaged.

침수 지역 진단부(420)는 스마트 맨홀 덮개(100)로부터 수신한 맨홀 수위 정보가 미리 정해진 기준치를 초과하는 경우 해당 스마트 맨홀 덮개(100)가 위치한 지역을 침수 지역으로 진단할 수 있다. 예컨대, 하수관거가 막히는 등으로 오수가 범람할 위험이 있는 지역이 강우량에 관계없이 침수 지역으로 판단될 수 있다. 침수 지역 진단부(420)는 방재 정보 수집 폴(200)에서 수신되는 강우 정보와 스마트 맨홀 덮개(100)로부터 수신한 맨홀 수위 정보를 조합하여 침수 지역을 진단할 수도 있다. 바람직하게는 침수 지역 진단부(420)는 강우 정보에 포함되는 강우량이 클수록 침수 지역을 판단하는 기준치를 낮추고 강우량이 적을수록 침수 지역을 판단하는 기준치를 높게 조정할 수 있다.The flooded area diagnosis unit 420 may diagnose the area where the smart manhole cover 100 is located as a flooded area when the manhole water level information received from the smart manhole cover 100 exceeds a predetermined reference value. For example, an area in which there is a risk of sewage overflow due to a clogged sewer pipe may be determined as a flooded area regardless of the amount of rainfall. The flooded area diagnosis unit 420 may diagnose a flooded area by combining the rainfall information received from the disaster prevention information collection pole 200 and the manhole water level information received from the smart manhole cover 100. Preferably, the flooded area diagnosing unit 420 may adjust a reference value for determining a flooded area to be lower as the amount of rainfall included in the rainfall information is greater, and a reference value for determining a flooded area to be higher as the amount of rainfall is smaller.

싱크홀 예측부(430)는 소정 반경 내에 위치한 스마트 맨홀 덮개(100)들 중 3개 이상의 스마트 맨홀 덮개(100)로부터 수신한 레이저 거리 측정 정보 및/또는 맨홀 지표 변위 정보가 미리 정해진 싱크홀 예측 기준치를 초과할 때(예컨대, 레이저 거리 측정 정보가 검출되지 않거나 기준치에 비해 작은 거리를 나타낼 경우, 또는, 맨홀 파손을 판단하는 기준치보다는 낮은 맨홀 지표 변위 정보가 검출되는 경우 등과 같이), 기준치가 초과된 것으로 나타난 스마트 맨홀 덮개(100)에 둘러싸인 구역을 싱크홀 발생 위험 구역으로 판단한다. 상세하게는 도 11을 참조하여 후술한다.The sinkhole prediction unit 430 has a predetermined sinkhole prediction reference value for laser distance measurement information and/or manhole surface displacement information received from three or more smart manhole covers 100 among smart manhole covers 100 located within a predetermined radius. When exceeding (eg, when laser distance measurement information is not detected or indicates a distance smaller than the reference value, or when manhole surface displacement information lower than the reference value for determining manhole damage is detected), the reference value is exceeded The area surrounded by the smart manhole cover 100 is determined to be a sinkhole risk area. Details will be described later with reference to FIG. 11 .

도 2는 본 발명에서 스마트 맨홀 덮개가 설치되는 예를 보인 단면도이고, 도 3은 본 발명에 따라 두 맨홀 사이를 연결하는 매설관 및 레이저 거리 측정장치를 예시한 도면이고, 도 4는 본 발명의 수위 센서를 구성하는 제1 센싱 기판을 예시한 정면도이고, 도 5는 본 발명의 수위 센서를 구성하는 제2 센싱 기판을 예시한 배면도이고, 도 6은 본 발명의 수위 센서를 구성하는 제2 센싱 기판을 예시한 정면도이고, 도 7은 본 발명에서 스마트 맨홀 덮개의 구성 예를 보인 블록도이다.Figure 2 is a cross-sectional view showing an example of installing a smart manhole cover in the present invention, Figure 3 is a view illustrating a buried pipe and a laser distance measuring device connecting two manholes according to the present invention, Figure 4 is a view of the present invention A front view illustrating a first sensing substrate constituting the water level sensor, FIG. 5 is a rear view illustrating a second sensing substrate constituting the water level sensor of the present invention, and FIG. It is a front view illustrating a sensing substrate, and FIG. 7 is a block diagram showing an example of the configuration of a smart manhole cover in the present invention.

도 2를 참조하면, 스마트 맨홀 덮개(100)는 맨홀(600) 상부의 개구부를 커버하도록 설치된다. 지표면에 평행하게 설치되는 최상부의 덮개(110)는 강화 유리 재질로 형성된다. 덮개(110)의 하면에는 태양광을 수광하기 위한 태양광 패널(120)이 설치되며, 태양광 패널(120)의 하부에는 변위 센서(130)와 태양광 전지 모듈(140)이 설치된다.Referring to FIG. 2, the smart manhole cover 100 is installed to cover the upper opening of the manhole 600. The uppermost cover 110 installed parallel to the ground is made of a tempered glass material. A solar panel 120 for receiving sunlight is installed on the lower surface of the cover 110, and a displacement sensor 130 and a solar cell module 140 are installed below the solar panel 120.

변위 센서(130)는 스마트 맨홀 덮개(100)가 설치된 지표면의 변위를 검출하는 수단이다. 바람직하게는, 변위 센서(130)는 덮개(110) 즉, 지표면에 대해 X축과 Y축이 평행하며 Z축이 직각으로 설치되는 3축 각속도 센서로 구성되는 제1 자이로 센서와, 덮개(110)에 대해 Z축이 평행하게 설치되는 3축 각속도 센서로 구성되는 제2 자이로 센서를 포하는 모듈로 구성된다. The displacement sensor 130 is a means for detecting the displacement of the ground surface on which the smart manhole cover 100 is installed. Preferably, the displacement sensor 130 includes a cover 110, that is, a first gyro sensor composed of a 3-axis angular velocity sensor in which the X-axis and the Y-axis are parallel to the ground and the Z-axis is installed at a right angle, and the cover 110 ) It is composed of a module including a second gyro sensor composed of a three-axis angular velocity sensor in which the Z-axis is installed in parallel with respect to

제1 자이로 센서는 덮개(110)의 X축 및 Y축의 회전각을 시간으로 적분하여 추출하며, 이 값으로부터 덮개(110)의 수평방향 변위를 측정할 수 있다. 하지만 장시간 사용으로 누적 적분 오차가 발생하면 덮개(110)에 대해 수직하는 Z축의 회전각이 영(zero)에 수렴할 수 있으므로, 제2 자이로 센서를 이용하여 제1 자이로 센서의 Z축 회전각의 오차를 보정함으로써, 덮개(110)의 변위를 높은 정밀도로 측정할 수 있게 된다.The first gyro sensor extracts the rotational angles of the X and Y axes of the lid 110 by integrating them with time, and the displacement of the lid 110 in the horizontal direction can be measured from this value. However, if a cumulative integration error occurs due to long-term use, the rotation angle of the Z-axis perpendicular to the cover 110 may converge to zero. By correcting the error, it is possible to measure the displacement of the lid 110 with high precision.

도 3을 참조하면, 두 맨홀(600a, 600b) 사이를 연결하도록 지하에 매설관(660)이 설치된다. 매설관(660)은 레이저 광(680)이 통과되는 관으로서, 바람직하게는 1cm 이하의 직경을 갖는다. 만약, 지반 변동에 의해 매설관(660)이 구부러지거나 휘는 경우 레이저 광(680)의 내벽면에서 반사된 광을 검출하는 것으로서, 지반의 변형을 정밀하게 검출할 수 있다. 만약, 매설관(660)이 파손된 상태에서 레이저 광을 반사하는 반사체가 존재하지 않는다면 레이저 거리 측정이 이루어지지 않게 되며, 이는 지반이 심각하게 변형되었음을 나타낼 것이다.Referring to FIG. 3, a buried pipe 660 is installed underground to connect between the two manholes 600a and 600b. The buried pipe 660 is a pipe through which the laser light 680 passes, and preferably has a diameter of 1 cm or less. If the buried pipe 660 is bent or bent due to ground fluctuations, the deformation of the ground can be precisely detected by detecting the light reflected from the inner wall surface of the laser light 680. If the buried pipe 660 is damaged and there is no reflector that reflects the laser light, laser distance measurement is not performed, indicating that the ground is seriously deformed.

도시된 바와 같이, 매설관(660)으로 연결된 두 맨홀(600a, 600b) 중 제1 맨홀(600a)의 매설관(660) 단부에는 레이저 거리 측정장치(650)가 설치되며, 제2 맨홀(600b)의 매설관(660) 단부에는 레이저 광을 반사하는 타겟(670)이 설치된다.As shown, the laser distance measuring device 650 is installed at the end of the buried pipe 660 of the first manhole 600a among the two manholes 600a and 600b connected by the buried pipe 660, and the second manhole 600b A target 670 for reflecting laser light is installed at the end of the buried pipe 660 of ).

스마트 맨홀 덮개(100)의 제어부(155)는 레이저 거리 측정장치(650)에서 측정된 레이저 거리 측정 정보를 원격의 방재 서버(400)로 전송한다.The control unit 155 of the smart manhole cover 100 transmits the laser distance measurement information measured by the laser distance measuring device 650 to the remote disaster prevention server 400.

도 2를 참조하면, 수위 센서(150)는 맨홀(600) 내 오수(620)의 수위를 검출한다. 본 발명에서 수위 센서(150)는 제1 센싱 기판(160)과 제2 센싱 기판(180)이 연결되는 구조를 가지며, 수위를 측정하기 위한 전극들은 제1 센싱 기판(160)과 제2 센싱 기판(180) 상에 노출되도록 인쇄된다. 제1 센싱 기판(160)과 제2 센싱 기판(180)은 맨홀(600) 내 벽면에 밀착되도록 설치된다. 제2 센싱 기판(180)에서 인출되는 신호선(190)이 덮개(110) 측으로 연결되어 수위 검출 신호가 덮개(110) 내의 기판으로 전달된다.Referring to FIG. 2 , the water level sensor 150 detects the water level of sewage 620 in the manhole 600 . In the present invention, the water level sensor 150 has a structure in which a first sensing substrate 160 and a second sensing substrate 180 are connected, and electrodes for measuring the water level are connected to the first sensing substrate 160 and the second sensing substrate. (180). The first sensing substrate 160 and the second sensing substrate 180 are installed in close contact with the inner wall of the manhole 600 . The signal line 190 extending from the second sensing substrate 180 is connected to the side of the cover 110 so that the water level detection signal is transmitted to the substrate within the cover 110 .

제1 센싱 기판(160)은 오수의 수심 100cm 내지 50cm 까지를 검출하기 위한 기판이며, 제2 센싱 기판(180)은 오수의 수심 50cm 내지 0cm(만수위) 까지를 검출하기 위한 수단이다. 수위 센서(150)를 두장의 기판으로 분리하여 설치하는 것은 센싱 기판들에 복수의 수위 전극을 형성하면서도 기판의 폭을 좁게 설계할 수 있도록 하여 제조 단가 및 설치 비용을 낮추고 양산성을 높게 한다.The first sensing substrate 160 is a substrate for detecting a water depth of 100 cm to 50 cm of sewage, and the second sensing substrate 180 is a means for detecting a water depth of 50 cm to 0 cm (full water level). Separating and installing the water level sensor 150 on two substrates allows the substrate to be narrowly designed while forming a plurality of water level electrodes on the sensing substrates, thereby reducing manufacturing and installation costs and increasing mass productivity.

도 4를 참조하면, 제1 센싱 기판(160)은 맨홀(600)의 하부에 설치되는 기판으로서, 기저부에는 접지 전극(170)이 노출되도록 인쇄되고, 기저부에서 상부로 갈수록 서로 다른 높이로 복수의 수위 전극(190a, 190b, 190c, 190d, 190e, 196a)이 노출되도록 인쇄된다.Referring to FIG. 4 , the first sensing substrate 160 is a substrate installed at the bottom of the manhole 600, and the ground electrode 170 is printed on the base portion to be exposed, and a plurality of sensors are installed at different heights from the base portion to the top portion. The water level electrodes 190a, 190b, 190c, 190d, 190e, and 196a are printed to be exposed.

제1 센싱 기판(160)의 최상부에는 접지 전극(170) 및 수위 전극(190a, 190b, 190c, 190d, 190e, 196a)들과 전극 라인을 통해 연결되며 상호 절연되는 전극 패드들이 배치되어 제1 전극 접속부(162)를 형성한다.On the top of the first sensing substrate 160, electrode pads connected to the ground electrode 170 and the water level electrodes 190a, 190b, 190c, 190d, 190e, and 196a through an electrode line and insulated from each other are disposed so that the first electrode A connection portion 162 is formed.

제1 센싱 기판(160)의 기저부에는 수심 100cm를 나타내는 문구가 인쇄되며, 중앙부에 전극이 인쇄되지 않는 영역에는 소정 간격으로 설치공(172)이 형성된다. 따라서, 설치 작업자는 제1 센싱 기판(160)의 100cm 표식을 기저부에 위치시킨 상태에서 설치공(172)을 통해 나사못 등을 체결하여 손쉽게 제1 센싱 기판(160)을 맨홀(600) 내 벽면에 밀착되도록 설치할 수 있다.A phrase indicating a water depth of 100 cm is printed on the base of the first sensing substrate 160, and installation holes 172 are formed at predetermined intervals in an area where electrodes are not printed in the center. Therefore, the installation worker easily attaches the first sensing substrate 160 to the inner wall of the manhole 600 by fastening a screw or the like through the installation hole 172 while placing the 100 cm mark of the first sensing substrate 160 on the base. It can be installed in a tight fit.

접지 전극(170)은 제1 센싱 기판(160)을 통해 제1 전극 접속부(162)의 양측 최외곽 전극 패드와 연결된다. 그리고 제1 수위 전극(190a, 190b, 190c, 190d, 190e)들은 제1 높이차인 10cm의 높이차로 배치된다. 가장 낮은 기저부의 제1 수위 전극(190a)은 제1 센싱 기판(160)의 일측 라인(도 4에서는 우측 라인)의 유효 전극 배치 영역 중 최외곽 라인을 따라 배치되며, 다음 높이(90cm 높이)의 제1 수위 전극(190b)은 제1 센싱 기판(160)의 타측 라인(도 4에서는 좌측 라인)의 유효 전극 배치 영역 중 최외곽 라인을 따라 배치된다. 그리고 세 번째로 낮은 제1 수위 전극(190c)은 다시 제1 센싱 기판(160)의 우측 라인을 따라 배치되되, 기저부의 제1 수위 전극(190a)이 형성되는 라인 내측의 최외곽 라인을 따라 배치된다. 이와 같이, 수위 전극들을 기저부에서 상부로 갈수록 제1 센싱 기판(160)의 양측 라인을 이용하여 오드-이븐(odd-even) 방식으로 배치함으로써, 이웃하는 높이의 수위 전극들 간에 절연 파괴를 방지할 수 있으며, 한정된 기판의 폭 내에서 효율적으로 수위 전극들을 배치할 수 있게 된다.The ground electrode 170 is connected to the outermost electrode pads on both sides of the first electrode connector 162 through the first sensing substrate 160 . Also, the first water level electrodes 190a, 190b, 190c, 190d, and 190e are disposed with a height difference of 10 cm, which is a first height difference. The first water level electrode 190a at the lowest base is disposed along the outermost line of the effective electrode arrangement area of one side line (the right line in FIG. 4) of the first sensing substrate 160, and has the next height (90 cm height). The first water level electrode 190b is disposed along the outermost line of the effective electrode arrangement area of the other line (the left line in FIG. 4 ) of the first sensing substrate 160 . And the third lowest first water level electrode 190c is again disposed along the right side line of the first sensing substrate 160, and disposed along the outermost line inside the line where the first water level electrode 190a of the base is formed. do. In this way, by arranging the water level electrodes in an odd-even manner using the lines on both sides of the first sensing substrate 160 from the bottom to the top, dielectric breakdown between water level electrodes of neighboring heights can be prevented. And, it is possible to efficiently arrange the water level electrodes within the limited width of the substrate.

한편, 도 2에서와 같이 오수(620)가 하수관거(610)에 비해 낮은 수위에 있을 때에는 오수의 수위를 긴밀한 간격으로 측정할 필요가 없으므로, 제1 수위 전극(190a, 190b, 190c, 190d, 190e)들은 10cm의 높이차로 배치된다. 하지만, 하수관거(610)를 지나는 지점부터는 수위 측정 간격을 좁혀 좀 더 정밀한 수위를 검출할 필요가 있으므로, 제2 수위 전극(196a, 196b, 196c, 196d, 196e)들은 제1 높이차보다 작은 제2 높이차인 5cm의 높이차로 배치된다. 도 4를 참조하면, 제1 센싱 기판(160)의 최상부에 배치되는 제2 수위 전극(196a)은 이전의 제1 수위 전극(190e)과 5cm의 높이차로 배치되며, 해당 제2 수위 전극(196a)은 55cm의 수위를 검출하기 위한 전극이다. 나머지 제2 수위 전극(196b, 196c, 196d, 196e)들은 도 6에서와 같이 제2 센싱 기판(180) 상에 배치된다.On the other hand, as shown in FIG. 2, when the sewage 620 is at a lower water level than the sewage pipe 610, there is no need to measure the water level at close intervals, so the first water level electrodes 190a, 190b, 190c, 190d, 190e ) are arranged with a height difference of 10 cm. However, since it is necessary to detect the water level more precisely by narrowing the water level measurement interval from the point passing through the sewer pipe 610, the second water level electrodes 196a, 196b, 196c, 196d, and 196e have a second height difference smaller than the first height difference. They are arranged with a height difference of 5 cm. Referring to FIG. 4 , the second water level electrode 196a disposed on the top of the first sensing substrate 160 is disposed with a height difference of 5 cm from the previous first water level electrode 190e, and the corresponding second water level electrode 196a ) is an electrode for detecting the water level at 55 cm. The remaining second water level electrodes 196b, 196c, 196d, and 196e are disposed on the second sensing substrate 180 as shown in FIG. 6 .

도 5는 제2 센싱 기판(180)의 배면을 묘사하고 있다. 도 5를 참조하면, 제2 센싱 기판(180)의 배면 저부에는 제2 전극 접속부(182)가 형성되며, 배면 상부에는 제3 전극 접속부(184)가 형성된다. 제2 전극 접속부(182) 및 제3 전극 접속부는 각각 제1 전극 접속부(162)와 동일한 개수 및 형상의 전극 패드들로 구성된다. 제1 센싱 기판(160)의 전면 상단과 제2 센싱 기판(180)의 배면 하단이 겹쳐져 조립되면서, 제1 전극 접속부(162)와 제2 전극 접속부(182)가 접속된다. 그리고 제2 전극 접속부(182)의 각 전극 패드들과 제3 전극 접속부(184)의 각 전극 패드들은 상호 졀연되도록 패터닝 된 전극 라인들에 의해 연결된다. 따라서 제3 전극 접속부(184)의 각 전극 패드들에 연결되는 신호선들로부터 접지 전극(170), 제1 수위 전극(190a, 190b, 190c, 190d, 190e), 및 제2 수위 전극(196a)의 신호들을 인식할 수 있다.5 depicts the back side of the second sensing substrate 180 . Referring to FIG. 5 , the second electrode connection part 182 is formed on the bottom of the rear surface of the second sensing substrate 180, and the third electrode connection part 184 is formed on the upper surface of the rear surface. The second electrode connection portion 182 and the third electrode connection portion each include electrode pads having the same number and shape as the first electrode connection portion 162 . As the top of the front surface of the first sensing substrate 160 and the bottom of the rear surface of the second sensing substrate 180 overlap and are assembled, the first electrode connection part 162 and the second electrode connection part 182 are connected. Also, each electrode pad of the second electrode connection part 182 and each electrode pad of the third electrode connection part 184 are connected by electrode lines patterned to be mutually insulated. Accordingly, the ground electrode 170, the first water level electrodes 190a, 190b, 190c, 190d, and 190e, and the second water level electrode 196a are connected from the signal lines connected to the respective electrode pads of the third electrode connection part 184. signals can be recognized.

도 6은 제2 센싱 기판(180)의 전면을 묘사하고 있다. 제2 센싱 기판(180)의 전면 하단에는 수심 50cm를 나타내는 마크가 인쇄되어 있다. 그리고, 제2 센싱 기판(180)의 길이방향을 따라 소정 간격으로 설치공(192)이 형성된다. 제2 센싱 기판(180)의 상부에는 전극들이 중앙에 밀집되어 있어, 설치공(192)이 형성되지 않을 수 있다.6 depicts the front side of the second sensing substrate 180 . A mark indicating a water depth of 50 cm is printed on the lower front surface of the second sensing substrate 180 . Also, installation holes 192 are formed at predetermined intervals along the longitudinal direction of the second sensing substrate 180 . Since the electrodes are concentrated in the center of the second sensing substrate 180, the installation hole 192 may not be formed.

제2 센싱 기판(180)의 기저부에서 상부로 올라갈수록 제2 수위 전극(196b, 196c, 196d, 196e)들과, 제3 수위 전극(198)들이 배치된다. 제1 센싱 기판(160)의 설치 규칙과 마찬가지로, 가장 낮은 기저부의 제2 수위 전극(196b)은 제2 센싱 기판(180)의 일측 라인(도 6에서는 우측 라인)의 유효 전극 배치 영역 중 최외곽 라인을 따라 배치되며, 다음 높이(45cm 높이)의 제2 수위 전극(196c)은 제2 센싱 기판(180)의 타측 라인(도 6에서는 좌측 라인)의 유효 전극 배치 영역 중 최외곽 라인을 따라 배치된다. 이와 같이, 각 높이의 수위 전극들이 상부로 갈수록 유효 전극 배치 영역 중 최외곽 라인을 따라 배치되되, 제2 센싱 기판(180)의 양측 라인을 이용하여 오드-이븐(odd-even) 방식으로 배치함으로써, 전극들 간의 절연을 유지하면서 효율적으로 전극들을 배치할 수 있게 된다.The second water level electrodes 196b, 196c, 196d, and 196e and the third water level electrodes 198 are disposed upward from the base of the second sensing substrate 180 . Similar to the installation rules of the first sensing substrate 160, the second water level electrode 196b at the lowest base is the outermost part of the effective electrode arrangement area of one side line (the right line in FIG. 6) of the second sensing substrate 180. The second water level electrode 196c having the next height (45 cm height) is disposed along the outermost line of the effective electrode arrangement area of the other line (the left line in FIG. 6) of the second sensing substrate 180. do. In this way, the water level electrodes of each height are arranged along the outermost line of the effective electrode arrangement area toward the top, and arranged in an odd-even method using the lines on both sides of the second sensing substrate 180. , it becomes possible to efficiently arrange the electrodes while maintaining the insulation between the electrodes.

도시한 바와 같이, 제3 수위 전극(198)들은 제2 높이차보다 작은 제3 높이차인 1cm의 높이차로 배치된다. 도 6을 참조하면, 제3 수위 전극(198)들은 30cm부터 만수위를 나타내는 0cm까지 1cm의 높이차로 배치된다. 따라서 30cm부터 만수위까지는 보다 높은 정밀도로 오수의 수위를 검출할 수 있게 된다.As shown, the third water level electrodes 198 are disposed with a height difference of 1 cm, which is a third height difference smaller than the second height difference. Referring to FIG. 6 , the third water level electrodes 198 are disposed with a height difference of 1 cm from 30 cm to 0 cm indicating the full water level. Therefore, it is possible to detect the level of sewage with higher precision from 30 cm to the full water level.

도 6을 참조하면, 제2 센싱 기판(180)의 전면 최상부에는 제4 전극 접속부(186)가 배치된다. 제4 전극 접속부(186)는 상호 절연되는 복수의 전극 패드들로 구성되며, 각각의 전극 패드들은 제2 수위 전극(196b, 196c, 196d, 196e)들 및 제3 수위 전극(198)들과 전극 라인 패턴을 통해 연결된다.Referring to FIG. 6 , a fourth electrode connector 186 is disposed on the uppermost front surface of the second sensing substrate 180 . The fourth electrode connection part 186 is composed of a plurality of electrode pads insulated from each other, and each of the electrode pads is connected to the second water level electrodes 196b, 196c, 196d, and 196e and the third water level electrodes 198 and electrodes. They are connected through line patterns.

도 7을 참조하면, 본 발명의 스마트 맨홀 덮개(100)는 수위 센서(150)와, 변위 센서(130)와, 진동 센서(151)와, 레이저 거리 측정장치(650)와, 태양광 전지 모듈(140)과, 전원 공급부(153)와, 제어부(155)와, 근거리 무선 통신 모듈(157)과, 방재 정보 송신부(159)로 구성될 수 있다.Referring to FIG. 7, the smart manhole cover 100 of the present invention includes a water level sensor 150, a displacement sensor 130, a vibration sensor 151, a laser distance measuring device 650, and a solar cell module. 140, a power supply unit 153, a control unit 155, a short-distance wireless communication module 157, and a disaster prevention information transmission unit 159.

수위 센서(150)는 도 4 내지 6을 참조하여 그 구조를 설명한 바 있다. 수위 센서(150)는 제3 전극 접속부(184) 및 제4 전극 접속부(186)를 구성하는 각 전극 패드들과 연결되는 입력 단자(접지 전극과 연결되는 2단자, 제1 수위 전극과 연결되는 5단자, 제2 수위 전극과 연결되는 5단자, 제3 수위 전극과 연결되는 30단자)를 가진 마이크로프로세서를 포함하는 모듈로 구성될 수 있다. 마이크로프로세서는 접지 전극과 통전되는 가장 낮은 수위의 수위 전극을 인식하고 대응하는 수위 검출 신호를 제어부(155)로 출력할 수 있다. 다른 예로서, 수위 센서(150)는 42단자의 출력 핀을 가지며, 제어부(155)에 내장되는 마이크로프로세서에서 각 단자의 통전 여부를 검출하여 오수(620)의 수위를 인식하고 맨홀 수위 정보를 생성할 수도 있다.The structure of the water level sensor 150 has been described with reference to FIGS. 4 to 6 . The water level sensor 150 has an input terminal connected to each of the electrode pads constituting the third electrode connection part 184 and the fourth electrode connection part 186 (2 terminals connected to the ground electrode, 5 terminals connected to the first water level electrode). terminal, 5 terminals connected to the second water level electrode, and 30 terminals connected to the third water level electrode). The microprocessor may recognize the water level electrode of the lowest level being energized with the ground electrode and output a corresponding water level detection signal to the control unit 155 . As another example, the water level sensor 150 has output pins of 42 terminals, detects whether each terminal is energized in a microprocessor embedded in the controller 155, recognizes the water level of the sewage 620, and generates manhole level information. You may.

제어부(155)는 변위 센서(130)의 검출값으로부터 스마트 맨홀 덮개(100)의 위치 변화량을 나타내는 맨홀 지표 변위 정보를 생성한다. 변위 센서(130)에서 스마트 맨홀 덮개(100)가 설치된 지표면의 변위를 검출하는 과정은 앞서 설명한 바와 같다.The control unit 155 generates manhole index displacement information representing the amount of position change of the smart manhole cover 100 from the detection value of the displacement sensor 130. The process of detecting the displacement of the ground surface on which the smart manhole cover 100 is installed by the displacement sensor 130 is as described above.

진동 센서(151)는 스마트 맨홀 덮개(100)에 가해지는 진동을 검출하는 센서이며, 제어부(155)는 진동 센서의 검출값으로부터 진동량을 나타내는 맨홀 진동량 정보를 생성한다.The vibration sensor 151 is a sensor that detects vibration applied to the smart manhole cover 100, and the control unit 155 generates manhole vibration amount information representing the amount of vibration from the detection value of the vibration sensor.

전원 공급부(153)는 태양광 전지 모듈(140)의 충방전을 제어하며, 태양광 전지 모듈(140)에 저장된 전력을 스마트 맨홀 덮개(100)의 각 구성품에 공급한다.The power supply unit 153 controls charging and discharging of the solar cell module 140 and supplies the power stored in the solar cell module 140 to each component of the smart manhole cover 100.

근거리 무선 통신 모듈(157)은 바람직하게는 저전력 블루투스(BLE: Bluetooth Low Energy) 모듈 또는 좀 더 통신 반경이 큰 LoRa(Long Range) 통신 모듈이다.The short-range wireless communication module 157 is preferably a Bluetooth Low Energy (BLE) module or a Long Range (LoRa) communication module having a larger communication radius.

방재 정보 송신부(159)는 제어부(155)에서 생성된 맨홀 지표 변위 정보, 맨홀 수위 정보, 및 맨홀 진동량 정보를 포함하는 방재 정보를 근거리 무선 통신 방식으로 방재 정보 수집 폴(200)로 전송하는 수단이다.The disaster prevention information transmission unit 159 is a means for transmitting disaster prevention information including manhole surface displacement information, manhole water level information, and manhole vibration amount information generated by the control unit 155 to the disaster prevention information collection pole 200 by short-distance wireless communication. am.

방재 정보 송신부(159)는 방재 정보를 송신할 때 스마트 맨홀 덮개(100) 각각에 부여된 고유의 ID 또는 물리적 어드레스를 포함하여 데이터 패킷을 송신할 수 있다. 다른 예로서, 도시하지 않았지만 스마트 맨홀 덮개(100)는 GPS 모듈을 더 포함하며, GPS 모듈에서 측정된 위치 정보가 방재 정보에 포함되어 방재 정보 수집 폴(200)로 전송될 수도 있다.When transmitting disaster prevention information, the disaster prevention information transmission unit 159 may transmit a data packet including a unique ID or physical address assigned to each smart manhole cover 100. As another example, although not shown, the smart manhole cover 100 further includes a GPS module, and location information measured by the GPS module may be included in disaster prevention information and transmitted to the disaster prevention information collection pole 200.

도 8은 본 발명에서 방재 정보 수집 폴의 경사면 미세 변위 측정 예를 개념적으로 묘사한 도면이고, 도 9는 본 발명에서 방재 정보 수집 폴의 구성 예를 보인 블록도이고, 도 10은 본 발명에서 방재 정보 수집 폴의 미세 변위 측정 과정을 예시한 흐름도이다.8 is a diagram conceptually depicting an example of measuring micro-displacement of an inclined surface of a disaster prevention information collection pole in the present invention, and FIG. 9 is a block diagram showing a configuration example of a disaster prevention information collection pole in the present invention. It is a flowchart illustrating the process of measuring the micro displacement of the information collection pole.

본 발명에서 방재 정보 수집 폴(200)은 단순히 방재 정보의 중계를 담당하는데 그치지 않고, 자체적으로 경사면의 지표 미세 변동 신호를 생성하여 방재 서버(400)로 전송할 수 있다. 도 8은 방재 정보 수집 폴(200)에서 경사면 지표 변위 미세 변동을 측정하는 예를 보여준다.In the present invention, the disaster prevention information collection pole 200 does not stop at merely relaying disaster prevention information, and can generate a signal for minute fluctuations in the indicator of the slope itself and transmit it to the disaster prevention server 400. 8 shows an example of measuring minute fluctuations in surface displacement of a slope in the disaster prevention information collection pole 200 .

도 9를 참조하면, 방재 정보 수집 폴(200)들 중 적어도 어느 하나의 방재 정보 수집 폴(200)은 산간 지역이나 도로의 경사면에 설치될 수 있다. 그리고 방재 정보 수집 폴(200)에서 소정 거리 이격된 위치에는 소정 높이에 구형 반사체(252)를 구비하는 기준 폴(250)이 더 설치될 수 있다.Referring to FIG. 9 , at least one disaster prevention information collection pole 200 among disaster prevention information collection poles 200 may be installed in a mountainous area or on a slope of a road. In addition, a reference pole 250 having a spherical reflector 252 at a predetermined height may be further installed at a position spaced apart from the disaster prevention information collection pole 200 by a predetermined distance.

방재 정보 수집 폴(200)의 소정 높이에는 레이저 거리 측정기(210)가 설치된다. 레이저 거리 측정기(210)의 레이저 광 발신기(212)는 구형 반사체(252)를 지향하여 레이저 광을 발신하며, 레이저 광 수신기(214)는 구형 반사체(252)의 광 반사 접점으로부터 반사되어 되돌아오는 광을 수신한다. 도시된 예시에서는 도면의 표현 상 광 발신라인과 수신 라인이 이격된 상태로 예시하였지만, 실제로는 구형 반사체(252)의 한 접점에서 광 반사가 이루어질 것이다.A laser distance measuring device 210 is installed at a predetermined height of the disaster prevention information collection pole 200 . The laser light transmitter 212 of the laser distance meter 210 directs the spherical reflector 252 to emit laser light, and the laser light receiver 214 transmits the light reflected from the light reflective contact point of the spherical reflector 252 and returns. receive In the illustrated example, although the light emitting line and the receiving line are illustrated in a state of being spaced apart in terms of the representation of the drawing, in reality, light reflection will be made at one contact point of the spherical reflector 252 .

도 8을 참조하면, 방재 정보 수집 폴(200)에는 원격 데이터 수집 유닛(RTU: Remote Terminal Unit, 220), 태양광 패널(230), 및 안테나(240)가 설치된다.Referring to FIG. 8 , a remote terminal unit (RTU) 220, a solar panel 230, and an antenna 240 are installed in the disaster prevention information collection pole 200.

원격 데이터 수집 유닛(220)은 스마트 맨홀 덮개(100)로부터 방재 정보를 수집하여 방재 서버(400)로 전송한다. 또한, 레이저 거리 측정기(210)에서 검출한 값으로부터 경사면 지표 변위 미세 변동 데이터를 생성하며, 생성된 데이터를 방재 서버(400)로 전송한다.The remote data collection unit 220 collects disaster prevention information from the smart manhole cover 100 and transmits it to the disaster prevention server 400. In addition, from the value detected by the laser distance measuring device 210, micro-variation data of the surface displacement of the slope surface is generated, and the generated data is transmitted to the disaster prevention server 400.

안테나(240)는 원격 데이터 수집 유닛(220)에서 지표 변위 미세 변동 신호를 무선 신호로 송신하기 위한 수단이다. 예를 들어, 지표 변위 미세 변동 신호는 안테나(240)를 통해 CDMA(Code Division Multiple Acess), LTE(Long Term Evolution), 5G 등의 형태로 원격 전송될 수 있다.The antenna 240 is a means for transmitting the ground displacement micro-variation signal from the remote data collection unit 220 as a radio signal. For example, the ground displacement micro-variation signal may be remotely transmitted through the antenna 240 in the form of Code Division Multiple Access (CDMA), Long Term Evolution (LTE), or 5G.

도 9를 참조하면, 방재 정보 수집 폴(200)은 강우량계(272)를 더 포함하며, 원격 데이터 수집 유닛(220)은 레이저 광 발신부(274)와, 레이저 광 수신부(276)와, 타이밍 컨트롤러(278)와, 제어부(260)와, 광대역 이동 통신 모듈(280)과, 메모리 수단(282)을 포함할 수 있다. 태양광 전지 모듈(284)은 태양광 패널(230)로부터 수신된 광 에너지를 전기적 에너지로 변환하여 저장하며, 방재 정보 수집 폴(200)을 구성하는 각 구성품에 동작 전원을 공급한다.Referring to FIG. 9, the disaster prevention information collection pole 200 further includes a rain gauge 272, and the remote data collection unit 220 includes a laser light transmitter 274, a laser light receiver 276, and a timing It may include a controller 278, a control unit 260, a broadband mobile communication module 280, and a memory unit 282. The solar cell module 284 converts light energy received from the solar panel 230 into electrical energy and stores it, and supplies operating power to each component constituting the disaster prevention information collection pole 200 .

제어부(260)는 강우 정보 생성부(262)와, 레이저 드라이버(264)와, 신호 검출부(266)와, 비교부(268)와, 변위 미세 변동 인식부(270)로 구성될 수 있다.The control unit 260 may include a rainfall information generator 262, a laser driver 264, a signal detector 266, a comparator 268, and a slight displacement recognition unit 270.

강우 정보 생성부(262)는 강우량계(272)의 측정 데이터로부터 강우 정보를 생성하여 방재 서버(400)로 전송한다.The rainfall information generation unit 262 generates rainfall information from measurement data of the rainfall meter 272 and transmits it to the disaster prevention server 400 .

레이저 드라이버(264)는 레이저 광 발신부(274) 및 레이저 광 수신부(276)를 동작시키는 수단이다. 예를 들어, 타이밍 컨트롤러(278)에 의해 설정된 주기마다 레이저 드라이버(264)가 동작 전원을 스위칭하여 레이저 광 발신부(274) 및 레이저 광 수신부(276)를 동작시킨다.The laser driver 264 is a means for operating the laser light transmitting unit 274 and the laser light receiving unit 276 . For example, the laser driver 264 operates the laser light transmitting unit 274 and the laser light receiving unit 276 by switching operation power at intervals set by the timing controller 278 .

신호 검출부(266)는 레이저 광 수신부(276)로부터 수신되는 광 신호를 검출하여 디지털 샘플링한다. 예를 들어, 레이저 광 수신부(276)에서 출력되는 신호를 디지털 신호로 변환하고 샘플링하여 거리 측정값을 생성한다.The signal detector 266 detects and digitally samples the optical signal received from the laser light receiver 276 . For example, a signal output from the laser light receiver 276 is converted into a digital signal and sampled to generate a distance measurement value.

비교부(268)는 미리 정해진 프리셋(preset) 값과 현재 측정된 거리 측정값을 비교하는 수단이다. 변위 미세 변동 인식부(270)는 비교부(268)의 출력 신호로부터 경사면 지표 변위 미세 변동 신호를 발생시키며, 광대역 이동 통신 모듈(280)을 통해 경사면 지표 변위 미세 변동 신호가 방재 서버(400)로 전송된다.The comparator 268 is a means for comparing a preset value and a currently measured distance measurement value. The displacement micro-variation recognizing unit 270 generates a micro-variation signal of the ground surface displacement of the slope from the output signal of the comparator 268, and the micro-variation signal of the ground surface displacement of the inclined surface is transmitted to the disaster prevention server 400 through the broadband mobile communication module 280. is transmitted

메모리 수단(282)은 제어부(260)에서 설정한 프리셋(preset) 값과 신호 검출부(266)에 의해 검출된 거리 측정값을 측정 시간과 함께 저장하는 수단이다.The memory means 282 is a means for storing a preset value set by the control unit 260 and a distance measurement value detected by the signal detection unit 266 together with a measurement time.

도 10은 방재 정보 수집 폴(200)에서 경사면 지표 변위 미세 변동 신호를 생성하는 과정을 예시한 흐름도이다. 도 10을 참조하여 본 발명에서 경사면 지표 변위 미세 변동 신호를 생성하는 과정을 설명하면 다음과 같다.10 is a flowchart illustrating a process of generating a slope ground surface displacement minute fluctuation signal in the disaster prevention information collection pole 200. Referring to FIG. 10, the process of generating the slope index displacement minute fluctuation signal in the present invention will be described.

먼저, 레이저 거리 측정기(210)에 전원을 투입하여 레이저 거리 측정을 개시한다(ST910). 그리고 측정 횟수가 미리 정해진 소정 횟수(N)에 도달했는지를 판단한다(ST920).First, power is supplied to the laser distance meter 210 to start measuring the laser distance (ST910). Then, it is determined whether the number of measurements reaches a predetermined number N (ST920).

복수 회의 측정이 완료되면, 거리 측정값의 평균값을 연산하여 프리셋(preset) 값을 설정한다(ST930).When a plurality of times of measurement is completed, an average value of distance measurement values is calculated to set a preset value (ST930).

그리고 레이저 거리 측정기(210)를 동작시켜 현재 거리 측정값을 구한다(ST940). 다음으로 현재 거리 측정값이 프리셋 값의 허용 오차 범위를 이탈했는지 여부를 판단한다(ST950).Then, the laser distance measuring device 210 is operated to obtain a current distance measurement value (ST940). Next, it is determined whether the current distance measurement value is out of the allowable error range of the preset value (ST950).

만약, 현재 거리 측정값이 프리셋 값의 허용 오차를 이탈한 경우, 경사면 지표 변위 미세 변동 신호를 생성하여 방재 서버(400)로 전송한다(ST960).If the current distance measurement value deviates from the allowable error of the preset value, a slight change signal of the surface displacement of the slope surface is generated and transmitted to the disaster prevention server 400 (ST960).

이제 다시 도 1을 참조하면, 방재 서버(400)의 맨홀 파손 판단부(410)는 스마트 맨홀 덮개(100)로부터 수신되는 맨홀 지표 변위 정보를 이용하여 스마트 맨홀 덮개(100)의 파손 여부를 결정할 수 있다. 예를 들어, 소정 반경 내에 위치한 복수의 스마트 맨홀 덮개(100)들의 맨홀 지표 변위 평균값을 연산하고, 이 평균값과 각각의 맨홀 지표 변위의 편차를 연산한다. 그리고 그 편차가 미리 정해진 기준값을 초과할 경우, 해당 스마트 맨홀 덮개(100)가 파손 전조 증상에 해당되는 것으로 판단한다.Now, referring to FIG. 1 again, the manhole damage determination unit 410 of the disaster prevention server 400 can determine whether the smart manhole cover 100 is damaged by using the manhole surface displacement information received from the smart manhole cover 100. there is. For example, the average value of manhole index displacement of a plurality of smart manhole covers 100 located within a predetermined radius is calculated, and the deviation between the average value and each manhole index displacement is calculated. And if the deviation exceeds a predetermined reference value, it is determined that the corresponding smart manhole cover 100 corresponds to the symptom of a precursor to damage.

다른 예로서, 맨홀 파손 판단부(410)는 맨홀 지표 변위 정보와 맨홀 진동량 정보를 조합하여 스마트 맨홀 덮개(100)의 파손 여부를 결정할 수도 있다. 예를 들어, 맨홀 진동량과 맨홀 지표 변위가 모두 각각의 기준값을 초과하는 경우, 해당 방재 정보를 송신한 스마트 맨홀 덮개(100)가 파손 전조 증상에 해당되는 것으로 판단할 수 있다.As another example, the manhole damage determination unit 410 may determine whether the smart manhole cover 100 is damaged by combining manhole index displacement information and manhole vibration amount information. For example, when both the manhole vibration amount and the manhole index displacement exceed each reference value, it can be determined that the smart manhole cover 100 that has transmitted the corresponding disaster prevention information corresponds to the symptom of a precursor to damage.

침수 지역 진단부(420)는 스마트 맨홀 덮개(100)로부터 수신한 맨홀 수위 정보가 미리 정해진 기준치를 초과하는 경우 해당 스마트 맨홀 덮개(100)가 위치한 지역을 침수 지역으로 진단할 수 있다. 예를 들어, 스마트 맨홀 덮개(100)의 수위 센서(150)가 제3 수위 전극(198)에서 오수의 수위(예컨대, 30cm의 수위)를 검출하는 경우, 해당 맨홀에 대해 침수 지역으로 진단할 수 있다. 다른 예로서, 방재 정보 수집 폴(200)로부터 수신한 강우 정보가 높은 강우량을 나타낼 때 침수 지역을 진단하는 수위 기준치를 제2 수위 전극(196a) - 하수관거(610)의 하단 높이에 해당하는 55cm의 수위 - 에 대응하는 수치로 조정할 수 있다.The flooded area diagnosis unit 420 may diagnose the area where the smart manhole cover 100 is located as a flooded area when the manhole water level information received from the smart manhole cover 100 exceeds a predetermined reference value. For example, when the water level sensor 150 of the smart manhole cover 100 detects the water level (eg, 30 cm water level) at the third water level electrode 198, the manhole can be diagnosed as a flooded area. there is. As another example, when the rainfall information received from the disaster prevention information collection pole 200 indicates a high rainfall, the water level reference value for diagnosing the flooded area is 55 cm corresponding to the height of the lower end of the second water level electrode 196a - the sewer pipe 610. Water level - can be adjusted to the corresponding numerical value.

한편, 도 11은 본 발명에서 방재 서버가 싱크홀 구역을 예측하는 과정을 묘사한 도면이다. 도 11에서와 같이 소정 반경 내에서 제1 스마트 맨홀 덮개(100a)와, 제2 스마트 맨홀 덮개(100b)와, 제3 스마트 맨홀 덮개(100c)의 3개소에서 맨홀 지표 변위 정보가 미리 정해진 싱크홀 예측 기준치를 초과한다면, 싱크홀 예측부(430)는 3개의 스마트 맨홀 덮개(100a, 100b, 100c)에 둘러싸인 구역을 싱크홀 발생 위험 구역(SH-Zone)으로 판단한다. 그리고 싱크홀 발생 위험 구역(SH-Zone)에 대한 교통 통제 명령을 생성하여 교통 관제 서버로 전송함으로써, 싱크홀 발생 위험 구역에서의 추락 사고 및 교통 안전사고를 사전에 예방할 수 있도록 한다.Meanwhile, FIG. 11 is a diagram depicting a process in which a disaster prevention server predicts a sinkhole area in the present invention. As shown in FIG. 11, within a predetermined radius, manhole surface displacement information is predetermined at three locations of the first smart manhole cover 100a, the second smart manhole cover 100b, and the third smart manhole cover 100c. If the prediction threshold is exceeded, the sinkhole prediction unit 430 determines the area surrounded by the three smart manhole covers 100a, 100b, and 100c as a sinkhole risk zone (SH-Zone). In addition, by generating a traffic control command for the sinkhole risk zone (SH-Zone) and transmitting it to the traffic control server, it is possible to prevent falls and traffic accidents in the sinkhole risk zone in advance.

위에서 개시된 발명은 기본적인 사상을 훼손하지 않는 범위 내에서 다양한 변형예가 가능하다. 즉, 위의 실시예들은 모두 예시적으로 해석되어야 하며, 한정적으로 해석되지 않는다. 따라서 본 발명의 보호범위는 상술한 실시예가 아니라 첨부된 청구항에 따라 정해져야 하며, 첨부된 청구항에 한정된 구성요소를 균등물로 치환한 경우 이는 본 발명의 보호범위에 속하는 것으로 보아야 한다.The invention disclosed above is capable of various modifications within a range that does not impair the basic idea. That is, all of the above embodiments should be interpreted as illustrative and not limited. Therefore, the protection scope of the present invention should be determined according to the appended claims, not the above-described embodiments, and when the elements defined in the appended claims are replaced with equivalents, it should be regarded as belonging to the protection scope of the present invention.

100 : 스마트 맨홀 덮개 110 : 덮개
120 : 태양광 패널 130 : 변위 센서
140 : 태양광 전지 모듈 150 : 수위 센서
151 : 진동 센서 153 : 전원 공급부
155 : 제어부 157 : 근거리 통신 모듈
159 : 방재 정보 송신부 160 : 제1 센싱 기판
162 : 제1 전극 접속부 170 : 접지 전극
172 : 설치공 180 : 제2 센싱 기판
182 : 제2 전극 접속부 184 : 제3 전극 접속부
186 : 제4 전극 접속부 190 : 신호선
192 : 설치공 190a ~ 190e : 제1 수위 전극
196a ~ 196e : 제2 수위 전극 198 : 제3 수위 전극
200 : 방재 정보 수집 폴 210 : 레이저 거리 측정기
212 : 레이저 광 발신기 214 : 레이저 광 수신기
220 : 원격 데이터 수집 유닛 230 : 태양광 패널
240 : 안테나 250 : 기준 폴
252 : 구형 반사체 260 : 제어부
262 : 강우 정보 생성부 264 : 레이저 드라이버
266 : 신호 검출부 268 : 비교부
270 : 변위 미세 변동 인식부 272 : 강우량계
274 : 레이저 광 발신부 276 : 레이저 광 수신부
278 : 타이밍 컨트롤러 280 : 광대역 이동 통신 모듈
282 : 메모리 수단 284 : 태양광 전지 모듈
300 : 광대역 이동 통신망 400 : 방재 서버
410 : 맨홀 파손 판단부 420 : 침수 지역 진단부
430 : 싱크홀 예측부 440 : 지반 변동 진단부
500 : 방재 정보 데이터베이스 서버 600 : 맨홀
610 : 하수관거 620 : 오수
650 : 레이저 거리 측정장치 660 : 매설관
670 : 타겟 680 : 레이저 광
100: smart manhole cover 110: cover
120: solar panel 130: displacement sensor
140: solar cell module 150: water level sensor
151: vibration sensor 153: power supply
155: control unit 157: short-distance communication module
159: disaster prevention information transmitter 160: first sensing substrate
162: first electrode connection part 170: ground electrode
172: installation hole 180: second sensing substrate
182: second electrode connection part 184: third electrode connection part
186: fourth electrode connection part 190: signal line
192: installation hole 190a to 190e: first water level electrode
196a to 196e: second water level electrode 198: third water level electrode
200: Disaster prevention information collection pole 210: Laser distance meter
212: laser light transmitter 214: laser light receiver
220: remote data collection unit 230: solar panel
240: antenna 250: reference pole
252: spherical reflector 260: control unit
262: rainfall information generator 264: laser driver
266: signal detection unit 268: comparison unit
270: displacement minute fluctuation recognizing unit 272: rainfall gauge
274: laser light transmitter 276: laser light receiver
278: timing controller 280: broadband mobile communication module
282: memory means 284: solar cell module
300: broadband mobile communication network 400: disaster prevention server
410: Manhole damage determination unit 420: Flooded area diagnosis unit
430: sinkhole prediction unit 440: ground fluctuation diagnosis unit
500: disaster prevention information database server 600: manhole
610: sewer pipe 620: sewage
650: laser distance measuring device 660: buried pipe
670: target 680: laser light

Claims (4)

도로 상에 형성되는 두 맨홀 사이를 연결하도록 지하에 매설되며, 하수관거와는 별도로 설치되고 상기 하수관거에 비해 작은 직경을 갖는 매설관;
상기 매설관의 일단부에 설치되며 상기 매설관의 일단부에서 타단부로 레이저 광을 방사하고 반사되는 반사광을 측정하는 레이저 거리 측정장치;
상기 매설관의 타단부에 설치되며 상기 레이저 광을 상기 레이저 거리 측정장치 측으로 반사하는 타겟;
도로 상에 형성되는 맨홀을 커버하며, 상기 맨홀이 설치된 개소의 방재 정보를 측정하여 근거리 무선 통신 방식으로 송신하며, 상기 방재 정보는 적어도 상기 레이저 거리 측정장치에서 측정된 레이저 거리 측정 정보를 포함하는 스마트 맨홀 덮개; 및
상기 스마트 맨홀 덮개로부터 상기 방재 정보를 수신하여 도심지의 방재 관리를 수행하며, 상기 레이저 거리 측정 정보를 수신하여 지반 변동 여부 및 지반 변동 지점을 진단하는 지반 변동 진단부를 포함하는 방재 서버
를 포함하는 지능형 방재 관리 시스템.
A buried pipe buried underground to connect between two manholes formed on the road, installed separately from the sewer pipe and having a smaller diameter than the sewer pipe;
a laser distance measuring device installed at one end of the buried pipe, radiating laser light from one end to the other end of the buried pipe, and measuring the reflected light;
a target installed at the other end of the buried pipe and reflecting the laser light toward the laser distance measuring device;
Covers a manhole formed on the road, measures disaster prevention information of the place where the manhole is installed and transmits it in a short-range wireless communication method, and the disaster prevention information includes at least laser distance measurement information measured by the laser distance measurement device. manhole cover; and
A disaster prevention server including a ground change diagnosis unit that receives the disaster prevention information from the smart manhole cover, performs disaster prevention management in the downtown area, and receives the laser distance measurement information to diagnose whether there is a ground change and a ground change point
An intelligent disaster prevention management system that includes a.
제1항에 있어서,
상기 매설관은 직경 1cm 이하인 지능형 방재 관리 시스템.
According to claim 1,
The buried pipe is an intelligent disaster prevention management system with a diameter of 1 cm or less.
제1항에 있어서,
상기 스마트 맨홀 덮개는 상기 스마트 맨홀 덮개가 설치된 지표면의 변위를 검출하는 변위 센서를 더 포함하며,
상기 방재 서버는 상기 스마트 맨홀 덮개로부터 상기 변위 센서의 검출값을 수신하여 상기 맨홀 및 상기 스마트 맨홀 덮개의 파손 여부를 판단하는 맨홀 파손 판단부를 더 포함하는 지능형 방재 관리 시스템.
According to claim 1,
The smart manhole cover further includes a displacement sensor that detects the displacement of the ground surface on which the smart manhole cover is installed,
The disaster prevention server further comprises a manhole damage determination unit for receiving the detection value of the displacement sensor from the smart manhole cover and determining whether the manhole and the smart manhole cover are damaged.
제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 방재 서버는 소정 반경 내에 위치한 3개 이상의 상기 스마트 맨홀 덮개로부터 수신한 상기 레이저 거리 측정 정보가 미리 정해진 싱크홀 예측 기준치를 초과하는 경우, 해당 스마트 맨홀 덮개에 둘러싸인 구역을 싱크홀 발생 위험 구역으로 판단하는 싱크홀 예측부를 더 포함하는 지능형 방재 관리 시스템.
According to any one of claims 1 to 3,
The disaster prevention server determines that the area surrounded by the smart manhole cover is a sinkhole risk area when the laser distance measurement information received from three or more smart manhole covers located within a predetermined radius exceeds a predetermined sinkhole prediction reference value. An intelligent disaster prevention management system further comprising a sinkhole prediction unit.
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