KR102549534B1 - Intelligent disaster prevention management system - Google Patents
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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
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.
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
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
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
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
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
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
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
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
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
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
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
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
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
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
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
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
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
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
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
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
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
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
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
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
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
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
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
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
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
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
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
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
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
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
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
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
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
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
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
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
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
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
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
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
강우 정보 생성부(262)는 강우량계(272)의 측정 데이터로부터 강우 정보를 생성하여 방재 서버(400)로 전송한다.The rainfall
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
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
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
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
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
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
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
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
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
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
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
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 광100: 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:
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)
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.
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.
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.
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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KR101880472B1 (en) * | 2016-03-31 | 2018-07-23 | 주식회사 네이블커뮤니케이션즈 | Manhole cover for monitoring underground facility based on lpwan |
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