KR102575308B1 - Early Warning System and Method of Landslides using stress change in soil by rainfall infiltration - Google Patents
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Abstract
본 발명은 제어서버와 데이터베이스가 네트워크로 연결된 컴퓨터에 의해 수행되는 산사태 예ㆍ경보 시스템으로서, 제어서버는 대상지역에서 수집된 토양시료에서 취득한 지반물성정보 및 대상 지역의 강수량예측정보를 통해 산정된 지중응력과 전단강도를 비교하여 산사태 예보를 수행하는 제1 모니터링부(100); 및 제1 모니터링부(100)로부터 작동신호를 받은후, 현장센서에서 실시간으로 측정된 지반물성정보를 통해 지중응력을 산정하고, 지중응력의 변곡점이 발생되면, 현장센서에 의한 지중응력과 상기 전단강도를 비교하여 산사태 예ㆍ경보를 하는 제2 모니터링부(200)를 포함하는 것을 특징으로 하는 강우침투에 의한 지반의 응력변화를 이용한 산사태 예ㆍ경보 시스템이다.The present invention is a landslide forecasting and warning system performed by a computer with a control server and a database connected through a network. A first monitoring unit 100 that compares stress and shear strength to predict landslides; And after receiving an operation signal from the first monitoring unit 100, the underground stress is calculated through the soil property information measured in real time by the field sensor, and when an inflection point of the soil stress occurs, the soil stress by the field sensor and the shear steel It is a landslide forecasting/warning system using a change in soil stress caused by rainfall infiltration, characterized in that it includes a second monitoring unit 200 for performing landslide forecasting/warning by comparing figures.
Description
본 발명은 산사태 예ㆍ경보 시스템 및 예ㆍ경보 방법에 관한 것이다. 구체적으로는 강우침투에 의한 지반의 응력변화를 이용한 산사태 예ㆍ경보 시스템 및 예ㆍ경보 방법에 관한 것이다.The present invention relates to a landslide forecasting/warning system and a forecasting/warning method. Specifically, it relates to a landslide forecasting/warning system and a forecasting/warning method using changes in ground stress caused by rainfall infiltration.
산사태는 국내에서 발생하는 대표적인 자연재해 중 하나이며, 기후변화 인해 발생 빈도및 특성이 변화하고 있다. 한국의 경우, 국토면적의 70%가 산지로 구성되어 있어 도로 및 철도는 대부분 산지를 절토하여 개발되어 도로 및 철도를 운영하는 기관에서는 인근에서 발생하는 산사태(비탈면 붕괴)에 대한 정보를 통해 산사태 피해를 최소화 하고자 한다. 산사태 발생을 예측하고 피해를 최소화 하기 위하여 예·경보하는 것은 매우 중요한 부분이다.Landslides are one of the representative natural disasters that occur in Korea, and the frequency and characteristics of landslides are changing due to climate change. In the case of Korea, 70% of the country's land area is composed of mountainous areas, so roads and railways are mostly developed by cutting mountainous areas, and organizations operating roads and railways are provided with information on landslides (slope collapse) occurring nearby to avoid landslide damage. want to minimize It is very important to predict landslide occurrence and to forecast and warn in order to minimize damage.
한국에서 발생하는 산사태는 대부분 강우에 의한 것이며, 최근 기후변화 현상으로 강우의 규모 및 형태 등의 변화가 대규모 산사태를 유발하고 있다. 기존에는 이러한 산사태의 발생을 감시하고 예·경보하기 위하여 강우량(강우강도, 누적강우 등)을 기준으로 사용하고 있으며, 지표면변형(지표면변위계) 또는 지중 변형(지중경사계)을 측정하여 예·경보 시스템을 운영하였다.Landslides that occur in Korea are mostly caused by rainfall, and changes in the size and shape of rainfall due to recent climate change are causing large-scale landslides. Conventionally, rainfall amount (rainfall intensity, cumulative rainfall, etc.) is used as a standard to monitor and forecast/warn the occurrence of landslides, and a forecast/warning system by measuring surface deformation (surface displacement gauge) or underground deformation (inclinometer) operated.
그러나 지표면 변위계는 산사태가 발생되지 않는 고정점이 있는 경우에 적용이 가능하고 수목 및 덩굴 등 식생에 의해 영향으로 유지관리에 인력과 비용이 많이 소요된다. However, ground displacement gauges can be applied when there is a fixed point where landslides do not occur, and maintenance requires a lot of manpower and cost due to the influence of vegetation such as trees and vines.
지중경사계는 비탈면에 시추공을 시공하여 센서를 매설하여야 하므로 설치 비용이 많이 필요하며, 설치위치 및 비용 등의 문제로 설치 개수의 제한으로 센서가 설치된 제한된 영역의 산사태(비탈면 붕괴)만 감지하기 때문에 활동면 위치에 따라서 발생된 산사태를 감지하지 못하거나 붕괴규모 및 진행방향에 대한 추정이 어렵다는 문제가 있다. The inclinometer requires a lot of installation cost because the sensor must be buried by constructing a borehole on the slope, and the number of installations is limited due to problems such as installation location and cost. Depending on the location of the surface, there is a problem that it is difficult to detect a landslide or to estimate the size and direction of the collapse.
강우에 의해 직접적으로 영향을 받는 인자 중 하나는 지반의 함수비 이다. 함수비 센서를 이용하는 경우 설치 위치 및 심도에 따라 측정값(지반의함수비)이 상이하여 이를 이용한 산사태 예·경보기준은 범용적으로 적용하기 어렵다. One of the factors directly affected by rainfall is the water content of the soil. In the case of using a water content sensor, the measurement value (water content of the ground) is different depending on the installation location and depth, so it is difficult to apply the landslide forecasting and warning standards using it universally.
따라서 강우에 직접적으로 영향을 받는 지반의 함수비 변화를 이용하여 지반조건 및 설치심도에 무관하게 적용가능한 기준으로 빠른 시간 안에 산사태를 예·경보할 수 있는 방법 및 시스템이 필요하다.Therefore, there is a need for a method and system that can forecast and warn of landslides in a short time with applicable standards regardless of ground conditions and installation depth by using changes in soil water content directly affected by rainfall.
본 발명에 따른 강우침투에 의한 지반의 응력변화를 이용한 산사태 예ㆍ경보 시스템 및 예ㆍ경보 방법은 다음과 같은 해결과제를 가진다.The landslide warning/warning system and warning/warning method using the soil stress change due to rainfall infiltration according to the present invention have the following challenges.
첫째, 현장센서 측정방식이 아닌, 강수량예측데이터와 채취한 토양시료로 1차 모니터링을 하고, 순차적으로 현장 측정값을 이용한 2차 모니터링을 하고자 한다.First, it is intended to perform primary monitoring with precipitation prediction data and collected soil samples, not the field sensor measurement method, and sequentially perform secondary monitoring using field measurement values.
둘째, 지중응력경로의 변곡점 발생 여부를 산사태 예ㆍ경보에 활용하고자 한다.Second, whether or not the inflection point of the underground stress path occurs is to be used for landslide forecasting and warning.
셋째, 지중응력과 전단강도를 비교하여 산사태 예ㆍ경보에 활용하고자 한다.Third, the soil stress and shear strength are compared to be used for landslide forecasting and warning.
본 발명의 해결과제는 이상에서 언급한 것들에 한정되지 않으며, 언급되지 아니한 다른 해결과제들은 아래의 기재로부터 당업자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다. The problems of the present invention are not limited to those mentioned above, and other problems not mentioned will be clearly understood by those skilled in the art from the description below.
본 발명은 제어서버와 데이터베이스가 네트워크로 연결된 컴퓨터에 의해 수행되는 산사태 예ㆍ경보 시스템으로서, 제어서버는 대상지역에서 수집된 토양시료에서 취득한 지반물성정보 및 대상 지역의 강수량예측정보를 통해 산정된 지중응력과 전단강도를 비교하여 산사태 예보를 수행하는 제1 모니터링부; 및 제1 모니터링부로부터 작동신호를 받은후, 현장센서에서 실시간으로 측정된 지반물성정보를 통해 지중응력을 산정하고, 지중응력의 변곡점이 발생되면, 현장센서에 의한 지중응력과 상기 전단강도를 비교하여 산사태 예ㆍ경보를 하는 제2 모니터링부를 포함한다.The present invention is a landslide forecasting and warning system performed by a computer with a control server and a database connected through a network. A first monitoring unit that compares stress and shear strength to predict landslides; And after receiving an operation signal from the first monitoring unit, the underground stress is calculated through the soil property information measured in real time by the field sensor, and when the inflection point of the underground stress occurs, the underground stress by the field sensor and the shear strength are compared. and a second monitoring unit that performs a landslide warning/warning by performing a landslide warning.
본 발명에 있어서, 상기 제1 모니터링부는, 대상 지역에서 수집된 토양 시료로부터 토양의 전단강도를 포함하는 지반물성정보를 취득하는 지반정보 취득부; 대상 지역의 강수량예측정보를 취득하는 강수량정보 취득부; 상기 강수량예측정보에 따른 붕괴예상 심도의 함수비 및 모관흡수력을 추정하는 함수비등 추정부; 및 상기 지반물성정보 및 상기 함수비 및 모관흡수력을 이용하여, 기 설정된 심도의 지중응력을 산정하는 지중응력 산정부를 포함한다.In the present invention, the first monitoring unit may include: a geotechnical information acquisition unit that acquires geotechnical property information including shear strength of soil from soil samples collected in a target area; a precipitation information acquisition unit that acquires precipitation prediction information in a target area; a water content estimating unit for estimating the water content and the capillary absorption capacity at an expected depth of collapse according to the precipitation prediction information; and a soil stress calculation unit that calculates the soil stress at a predetermined depth using the soil property information, the water content and the capillary absorption capacity.
본 발명에 있어서, 상기 제1 모니터링부는, 상기 지중응력 및 상기 전단강도를 비교하며, 지중응력이 전단강도보다 작거나 같으면 다시 강수량정보 취득부가 수행되도록 되돌려보내고, 지중응력이 전단강도보다 크면 제1 예보부가 수행되도록 하는 제1 비교판단부; 및 산사태 예보를 수행하고, 상기 제2 모니터링부에 작동신호를 전송하는 제1 예보부를 포함한다.In the present invention, the first monitoring unit compares the underground stress and the shear strength, and if the underground stress is less than or equal to the shear strength, returns the precipitation information acquisition unit to be performed again, and if the underground stress is greater than the shear strength, the first a first comparison judgment unit that causes the forecasting unit to be performed; and a first forecasting unit that performs landslide forecasting and transmits an operation signal to the second monitoring unit.
본 발명에 있어서, 상기 제2 모니터링부는, 상기 제1 모니터링부의 작동신호를 받으면, 현장센서로 전단강도를 포함하는 지반물성정보를 측정하는 현장센서부; 상기 현장센서부의 지반물성정보를 통해 함수비 및 모관흡수력을 계산하는 함수비등 추정부; 및 상기 함수비등 추정부에서 계산된 함수비와 모관흡수력을 통해 지중응력경로를 산정하는 지중응력 산정부를 포함한다.In the present invention, the second monitoring unit, when receiving the operation signal of the first monitoring unit, a field sensor unit for measuring ground property information including shear strength with a field sensor; a water content estimating unit for calculating water content and capillary absorption through the soil property information of the field sensor unit; and a subsurface stress calculation unit for estimating a subsurface stress path through the water content ratio and the capillary absorption capacity calculated by the water content boiling estimation unit.
본 발명에 있어서, 상기 제2 모니터링부는, 상기 지중응력경로에서 첫번째 변곡점의 발생여부를 판단하여, 첫번째 변곡점이 미발생되면 다시 지중응력 산정부가 수행되도록 되돌려보내고, 첫번째 변곡점이 발생되면 제2 예ㆍ경보부를 통해 산사태 예보를 발신하는 제1 변곡점 판단부; 및 첫번째 변곡점이 발생한 후, 지중응력경로에서 두번째 변곡점의 발생여부를계속 판단하며, 두번째 변곡점이 미발생되면 다시 지중응력 산정부가 수행되도록 되돌려보내고, 두번째 변곡점이 발생되면 제2 예ㆍ경보부를 통해 산사태 예보를 발신하는 제2 변곡점 판단부를 포함한다.In the present invention, the second monitoring unit determines whether the first inflection point occurs in the underground stress path, and if the first inflection point does not occur, returns to the underground stress calculation unit to be performed again, and if the first inflection point occurs, the second example A first inflection point judgment unit for sending a landslide forecast through a warning unit; And after the first inflection point occurs, it continues to determine whether the second inflection point occurs in the underground stress path, and if the second inflection point does not occur, it is sent back to the underground stress calculation unit to be performed again. and a second inflection point determining unit for sending a forecast.
본 발명에 있어서, 상기 제2 모니터링부는, 두번째 변곡점이 발생한 후, 상기 지중응력과 상기 전단강도를 비교하여, 지중응력이 전단강도보다 작거나 같으면 다시 지중응력 산정부가 수행되도록 되돌려보내고, 지중응력이 전단강도보다 크면 제2 예ㆍ경보부를 통해 산사태 경보를 발신하는 제2 비교판단부를 포함한다.In the present invention, the second monitoring unit, after the second inflection point occurs, compares the underground stress and the shear strength, and if the underground stress is less than or equal to the shear strength, returns the underground stress calculation unit to be performed again, and the underground stress is and a second comparison judgment unit for issuing a landslide warning through a second example/warning unit if the shear strength is greater than the shear strength.
본 발명에 있어서, 상기 제1 모니터링부의 작동신호를 받으면, 현장센서로 토양의 경사 및 이동거리를 측정하는 경사및이동거리 측정부; 및 측정된 상기 경사 및 이동거리가 기 설정된 한계값보다 작거나 같으면 다시 경사및이동거리 측정부가 수행되도록 되돌려보내며, 기 설정된 한계값보다 크면 제3 경보부를 통해 산사태 경보를 발신하는 제3 비교판단부를 포함하는 제3 모니터링부가 더 구비될 수 있다.In the present invention, when receiving the operation signal of the first monitoring unit, the inclination and movement distance measurement unit for measuring the slope and movement distance of the soil with an on-site sensor; and a third comparison judging unit for transmitting a landslide warning through a third warning unit if the measured inclination and moving distance are smaller than or equal to a predetermined threshold value, returning the slope and moving distance measuring unit to be performed again, and greater than the predetermined threshold value. A third monitoring unit including may be further provided.
본 발명은 제어서버와 데이터베이스가 네트워크로 연결된 컴퓨터에 의해 수행되는 산사태 예ㆍ경보 방법으로서, 제어서버는 제1 모니터링부가 대상지역에서 수집된 토양시료에서 취득한 지반물성정보 및 대상 지역의 강수량예측정보를 통해 산정된 지중응력과 전단강도를 비교하여 산사태 예보를 수행하는 S100 단계; 및 제2 모니터링부가 제1 모니터링부로부터 작동신호를 받은후, 현장센서에서 실시간으로 측정된 지반물성정보를 통해 지중응력을 산정하고, 지중응력의 변곡점이 발생되면, 현장센서에 의한 지중응력과 상기 전단강도를 비교하여 산사태 예ㆍ경보를 하는 S200 단계를 포함하여 수행할 수 있다.The present invention is a landslide forecasting and warning method performed by a computer having a control server and a database connected through a network, wherein the control server receives soil property information obtained from soil samples collected in a target area by a first monitoring unit and precipitation prediction information in the target area. S100 step of performing a landslide forecast by comparing the shear strength with the ground stress calculated through; And after the second monitoring unit receives an operation signal from the first monitoring unit, the underground stress is calculated through the soil property information measured in real time by the field sensor, and when the inflection point of the underground stress occurs, the underground stress by the field sensor and the above It can be performed including a step S200 of comparing the shear strength to give a landslide warning/warning.
본 발명에 있어서, S100 단계는, 지반정보 취득부가 대상 지역에서 수집된 토양 시료로부터 토양의 전단강도를 포함하는 지반물성정보를 취득하는 S110 단계; 강수량정보 취득부가 대상 지역의 강수량예측정보를 취득하는 S120 단계; 함수비등 추정부가 상기 강수량예측정보에 따른 붕괴예상 심도의 함수비 및 모관흡수력을 추정하는 S130 단계; 및 지중응력 산정부가 상기 지반물성정보 및 상기 함수비 및 모관흡수력을 이용하여, 기 설정된 심도의 지중응력을 산정하는 S140 단계를 포함한다.In the present invention, step S100 includes a step S110 of obtaining, by a ground information acquisition unit, soil property information including shear strength of soil from a soil sample collected in a target area; Step S120 of obtaining precipitation prediction information in a target region by a precipitation information acquisition unit; S130 step of estimating the water content and the capillary absorption capacity of the expected collapse depth according to the precipitation prediction information by the water boiling estimation unit; and a step S140 in which the soil stress calculation unit calculates the soil stress at a predetermined depth using the soil property information, the water content and the capillary absorption capacity.
본 발명에 있어서, S100 단계는, 제1 비교판단부가 상기 지중응력 및 상기 전단강도를 비교하며, 지중응력이 전단강도보다 작거나 같으면 다시 강수량정보 취득부가 수행되도록 되돌려보내고, 지중응력이 전단강도보다 크면 제1 예보부가 수행되도록 하는 S150 단계; 및 제1 예보부가 산사태 예보를 수행하고, 상기 제2 모니터링부에 작동신호를 전송하는 S160 단계를 포함한다.In the present invention, in step S100, the first comparison determination unit compares the underground stress and the shear strength, and if the underground stress is less than or equal to the shear strength, the precipitation information acquisition unit returns to be performed again, and the underground stress is greater than the shear strength. S150 step of performing a first forecasting unit if it is large; and a step S160 of performing a landslide forecast by the first forecasting unit and transmitting an operation signal to the second monitoring unit.
본 발명에 있어서, S200 단계는, 현장센서부가 상기 제1 모니터링부의 작동신호를 받으면, 현장센서로 전단강도를 포함하는 지반물성정보를 측정하는 S210 단계; 함수비등 추정부가 상기 현장센서부의 지반물성정보를 통해 함수비 및 모관흡수력을 계산하는 S220 단계; 및 지중응력 산정부가 상기 함수비등 추정부에서 계산된 함수비와 모관흡수력을 통해 지중응력경로를 산정하는 S230 단계를 포함한다.In the present invention, step S200 includes a step S210 of measuring soil property information including shear strength with a field sensor when the field sensor unit receives an operation signal of the first monitoring unit; Step S220 of the water content boiling estimation unit calculating the water content and the capillary absorption capacity through the soil property information of the field sensor unit; and a step S230 in which the underground stress calculation unit calculates the underground stress path through the water content ratio and the capillary absorption capacity calculated by the water content boiling estimation unit.
본 발명에 있어서, S200 단계는, 제1 변곡점 판단부가 상기 지중응력경로에서 첫번째 변곡점의 발생여부를 판단하여, 첫번째 변곡점이 미발생되면 다시 S230 단계가 수행되도록 되돌려보내고, 첫번째 변곡점이 발생되면 제2 예ㆍ경보부를 통해 산사태 예보를 발신하는 S240 단계; 및 제2 변곡점 판단부가 첫번째 변곡점이 발생한 후, 지중응력경로에서 두번째 변곡점의 발생여부를 계속 판단하며, 두번째 변곡점이 미발생되면 다시 S230 단계가 수행되도록 되돌려보내고, 두번째 변곡점이 발생되면 제2 예ㆍ경보부를 통해 산사태 예보를 발신하는 S250 단계를 포함한다.In the present invention, in step S200, the first inflection point determining unit determines whether the first inflection point occurs in the underground stress path, and if the first inflection point does not occur, returns to step S230 to be performed again, and if the first inflection point occurs, the second inflection point occurs. Step S240 of sending a landslide forecast through a warning/prediction unit; And the second inflection point determining unit continues to determine whether the second inflection point occurs in the underground stress path after the first inflection point occurs, and if the second inflection point does not occur, it returns to step S230 to be performed again, and if the second inflection point occurs, the second example and a step S250 of sending a landslide forecast through a warning unit.
본 발명에 있어서, S200 단계는, 제2 비교판단부가 두번째 변곡점이 발생한 후, 상기 지중응력과 상기 전단강도를 비교하여, 지중응력이 전단강도보다 작거나 같으면 다시 S230 단계가 수행되도록 되돌려보내고, 지중응력이 전단강도보다 크면 제2 예ㆍ경보부를 통해 산사태 경보를 발신하는 S260 단계를 포함한다.In the present invention, in step S200, after the second inflection point occurs, the second comparison determination unit compares the shear strength with the underground stress, and if the underground stress is less than or equal to the shear strength, it is sent back so that step S230 is performed again, If the stress is greater than the shear strength, a landslide warning is sent through a second example/warning unit (S260).
본 발명은 하드웨어와 결합되어, 본 발명에 따른 강우침투에 의한 지반의 응력변화를 이용한 산사태 예ㆍ경보 방법을 컴퓨터에 의해 실행시키기 위하여 컴퓨터가 판독 가능한 기록매체에 저장된 컴퓨터 프로그램으로 구현될 수 있다.The present invention can be implemented as a computer program stored in a computer-readable recording medium in order to execute the landslide warning/warning method using a change in ground stress due to rain penetration by a computer in combination with hardware according to the present invention.
본 발명에 따른 강우침투에 의한 지반의 응력변화를 이용한 산사태 예ㆍ경보 시스템 및 예ㆍ경보 방법은 다음과 같은 효과를 가진다.The landslide warning/warning system and warning/warning method using the soil stress change due to rainfall infiltration according to the present invention have the following effects.
첫째, 제1 모니터링부에서는 강수량예측값을 통해 제1차 산사태 모니터링을 하며, 제2 모니터링부에서는 현장센서의 실시간 측정을 통해 제2차 산사태 모니터링을 하여, 필요시에 현장센서를 활용하는 효과가 있다.First, the first monitoring unit monitors the first landslide through the predicted value of precipitation, and the second monitoring unit monitors the second landslide through the real-time measurement of the on-site sensor, so there is an effect of using the on-site sensor when necessary. .
둘째, 지중응력경로의 변곡점 발생 여부를 산사태 예ㆍ경보에 활용하는 효과가 있다.Second, whether or not an inflection point occurs in the underground stress path has the effect of using it for landslide forecasting and warning.
셋째, 지중응력과 전단강도를 비교하여 산사태 예ㆍ경보에 활용하는 효과가 있다.Third, it has the effect of comparing underground stress and shear strength and utilizing them for landslide forecasting and warning.
넷째, 흙의 종류에 따라 달라지는 함수비 등을 이용하여 예ㆍ경보 기준을 제시하는 것이 아니라, 어디든 지중응력경로의 변곡점 및 지중응력과 전단강도의 비교라는 동일한 방법으로 예ㆍ경보를 내릴수 있는 기준을 제시하는 효과가 있다.Fourth, instead of presenting warning and warning standards by using water content, which varies depending on the type of soil, the standard for warning and warning is presented anywhere in the same way as the inflection point of the underground stress path and the comparison of the underground stress and shear strength. has the effect of
본 발명의 효과는 이상에서 언급된 것들에 한정되지 않으며, 언급되지 아니한 다른 효과들은 아래의 기재로부터 당업자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.The effects of the present invention are not limited to those mentioned above, and other effects not mentioned will be clearly understood by those skilled in the art from the description below.
도 1은 본 발명에 따른 강우침투에 의한 지반의 응력변화를 이용한 산사태 예ㆍ경보 시스템의 개념도이다.
도 2는 본 발명에 따른 산사태 예ㆍ경보 시스템의 제1 모니터링부의 구성을 나타낸다.
도 3은 본 발명에 따른 산사태 예ㆍ경보 시스템의 제2 모니터링부의 구성을 나타낸다.
도 4는 본 발명에 따른 산사태 예ㆍ경보 시스템의 제3 모니터링부의 구성을 나타낸다.
도 5는 본 발명에 따른 강우침투에 의한 지반의 응력변화를 이용한 산사태 예ㆍ경보 방법의 순서도이다.
도 6 및 도 7은 실대형 실험(강우에 의한 산사태 발생 실험)의 측정예시로서, 도 6은 함수비 데이터이고, 도 7은 모관흡수력 데이터를 나타낸다.
도 8은 지중응력경로상에서 변곡점이 발생되는 일 실시예를 나타낸다.1 is a conceptual diagram of a landslide forecasting/warning system using changes in ground stress caused by rainfall infiltration according to the present invention.
2 shows the configuration of the first monitoring unit of the landslide forecasting/warning system according to the present invention.
3 shows the configuration of the second monitoring unit of the landslide warning/warning system according to the present invention.
4 shows the configuration of the third monitoring unit of the landslide warning/warning system according to the present invention.
5 is a flow chart of a landslide forecasting/warning method using changes in ground stress caused by rainfall infiltration according to the present invention.
6 and 7 are measurement examples of a real-scale experiment (landslide occurrence experiment due to rainfall), FIG. 6 is water content data, and FIG. 7 shows capillary absorption data.
8 shows an embodiment in which an inflection point is generated on an underground stress path.
이하, 첨부한 도면을 참조하여, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 본 발명의 실시예를 설명한다. 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 이해할 수 있는 바와 같이, 후술하는 실시예는 본 발명의 개념과 범위를 벗어나지 않는 한도 내에서 다양한 형태로 변형될 수 있다. 가능한 한 동일하거나 유사한 부분은 도면에서 동일한 도면부호를 사용하여 나타낸다.Hereinafter, with reference to the accompanying drawings, embodiments of the present invention will be described so that those skilled in the art can easily practice it. As can be easily understood by those skilled in the art to which the present invention pertains, the embodiments described below may be modified in various forms without departing from the concept and scope of the present invention. Where possible, identical or similar parts are indicated using the same reference numerals in the drawings.
본 명세서에서 사용되는 전문용어는 단지 특정 실시예를 언급하기 위한 것이며, 본 발명을 한정하는 것을 의도하지는 않는다. 여기서 사용되는 단수 형태들은 문구들이 이와 명백히 반대의 의미를 나타내지 않는 한 복수 형태들도 포함한다.The terminology used in this specification is only for referring to specific embodiments and is not intended to limit the present invention. As used herein, the singular forms also include the plural forms unless the phrases clearly indicate the opposite.
본 명세서에서 사용되는 "포함하는"의 의미는 특정 특성, 영역, 정수, 단계, 동작, 요소 및/또는 성분을 구체화하며, 다른 특정 특성, 영역, 정수, 단계, 동작, 요소, 성분 및/또는 군의 존재나 부가를 제외시키는 것은 아니다.As used herein, the meaning of "comprising" specifies particular characteristics, regions, integers, steps, operations, elements, and/or components, and other specific characteristics, regions, integers, steps, operations, elements, components, and/or components. It does not exclude the presence or addition of groups.
본 명세서에서 사용되는 기술용어 및 과학용어를 포함하는 모든 용어들은 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 일반적으로 이해하는 의미와 동일한 의미를 가진다. 사전에 정의된 용어들은 관련기술문헌과 현재 개시된 내용에 부합하는 의미를 가지는 것으로 추가 해석되고, 정의되지 않는 한 이상적이거나 매우 공식적인 의미로 해석되지 않는다.All terms including technical terms and scientific terms used in this specification have the same meaning as commonly understood by a person of ordinary skill in the art to which the present invention belongs. The terms defined in the dictionary are additionally interpreted as having a meaning consistent with the related technical literature and the currently disclosed content, and are not interpreted in an ideal or very formal meaning unless defined.
본 명세서에서 사용되는 방향에 관한 표현, 예를 들어 전/후/좌/우의 표현, 상/하의 표현, 종방향/횡방향의 표현은 도면에 개시된 방향을 참고하여 해석될 수 있다.Expressions related to directions used in this specification, for example, expressions of front/back/left/right, top/bottom, and longitudinal/lateral directions may be interpreted with reference to directions disclosed in the drawings.
본 발명에 따른 산사태 예ㆍ경보 시스템 및 방법은 기상청에서 제공하는 강수량 예보(제1 모니터링부)와 현장센서를 통해 측정되는 값(제2 모니터링부)을 이용하여 산사태를 예보할 수 있다. The landslide forecasting/warning system and method according to the present invention can predict a landslide using a rainfall forecast (first monitoring unit) provided by the Korea Meteorological Administration and a value measured by an on-site sensor (second monitoring unit).
제1 모니터링부의 예보값은 제2 모니터링부의 현장센서의 측정 측정주기를 증감시킬수 있다.The predicted value of the first monitoring unit may increase or decrease the measurement period of the on-site sensor of the second monitoring unit.
본 발명은 한 지점에서 측정한 함수비와 모관흡수력 값을 지중응력으로 변화시켜서 이를 전단강도와 비교하는 것을 특징으로 한다. The present invention is characterized in that the water content and capillary absorption values measured at one point are changed to underground stress and compared with shear strength.
종래기술이 활용한 함수비는 흙의 종류, 상태에 따라 기준값이 달라지는 문제점이 있는데, 본 발명은 기준값이 움직이지 않는 장점이 있다.The water content ratio used in the prior art has a problem that the reference value varies depending on the type and condition of the soil, but the present invention has the advantage that the reference value does not move.
본 발명에 따른 산사태 예ㆍ경보 시스템 및 방법의 작동 개요를 설명하면 다음과 같다. 다만 아래의 수행순서에 반드시 국한되는 것은 아니다.An overview of the operation of the landslide forecasting and warning system and method according to the present invention is as follows. However, it is not necessarily limited to the following order of execution.
먼저, 산사태 예ㆍ경보 대상지를 선정한다.First, landslide forecasting/warning targets are selected.
다음으로, 대상지의 기존 지형정보 획득을 하거나, 지형정보 획득을 위해 3D 레이져 스캔을 수행한다.Next, existing geographic information of the target area is acquired or 3D laser scanning is performed to acquire geographic information.
다음으로, 산사태 예보를 위해 강수량 기상예보정보를 활용한다.Next, the precipitation weather forecast information is utilized for landslide forecasting.
다음으로, 산사태 예보를 위해 함수비와 모관흡수력을 측정하여 지중응력을 산정한다.Next, the soil stress is calculated by measuring the water content and capillary absorption capacity for landslide forecasting.
다음으로, 산사태 경보를 위해 경사변화, 거리변화를 측정한다.Next, slope change and distance change are measured for landslide warning.
다음으로, 산정된 값과 기준값(파괴시점의 값)을 비교하여 예보 및 경보를 수행한다.Next, forecasting and warning are performed by comparing the calculated value with the reference value (value at the time of destruction).
상기의 산사태 예ㆍ경보를 위한 알고리즘의 개요는 다음과 같다.The outline of the algorithm for the above landslide warning/warning is as follows.
먼저, 강수량 기상정보로 강우가 시작되기전에 강우침투량을 예측하고 이를 통해 지중응력과 전단강도를 비교하여 붕괴 유무를 예측한다. 지중응력이 전단강도보다 크게 된다면 예보를 내리고 센서의 측정주기를 변경하도록 한다. First, rainfall infiltration is predicted before rainfall begins with rainfall meteorological information, and the presence or absence of collapse is predicted by comparing underground stress and shear strength. If the soil stress is greater than the shear strength, issue a forecast and change the measurement interval of the sensor.
다음으로, 함수비와 모관흡수력을 측정하고 흙의 단위중량을 통해 특정 심도의 지중응력을 산정한다. 강우에 의해 변하는 함수비와 모관흡수력으로 인해 지중응력의 경로를 그래프로 나타낼수 있다. 응력경로상 2번의 변곡점(두개의 불안정 지점)을 확인할 수 있다. 응력경로상 변곡점이 확인되면 예보를 내리고 응력경로가 파괴포락선에 도달(근접)하면 경보를 발생시킨다.Next, the water content and capillary absorption capacity are measured, and the soil stress at a specific depth is calculated through the unit weight of the soil. Due to the change in water content and capillary absorption by rainfall, the path of soil stress can be graphed. Two inflection points (two instability points) can be identified on the stress path. If the inflection point on the stress path is confirmed, a forecast is issued and an alarm is generated when the stress path reaches (closes) to the failure envelope.
다음으로, 경사계와 광학거리측정기를 이용한 측정값(기울기, 거리)의 변화가 기존 설정한 한계값보다 크면 경보를 발생시킨다.Next, if the change in the measured value (slope, distance) using the inclinometer and the optical distance meter is greater than the previously set threshold, an alarm is generated.
이하에서는 도면을 참고하여 본 발명을 설명하고자 한다. 참고로, 도면은 본 발명의 특징을 설명하기 위하여, 일부 과장되게 표현될 수도 있다. 이 경우, 본 명세서의 전 취지에 비추어 해석되는 것이 바람직하다.Hereinafter, the present invention will be described with reference to the drawings. For reference, the drawings may be partially exaggerated in order to explain the features of the present invention. In this case, it is preferable to interpret in light of the whole purpose of this specification.
도 1은 본 발명에 따른 강우침투에 의한 지반의 응력변화를 이용한 산사태 예ㆍ경보 시스템의 개념도이다.1 is a conceptual diagram of a landslide forecasting/warning system using changes in ground stress caused by rainfall infiltration according to the present invention.
본 발명은 제어서버와 데이터베이스가 네트워크로 연결된 컴퓨터에 의해 수행되는 산사태 예ㆍ경보 시스템으로서, 제어서버는 대상지역에서 수집된 토양시료에서 취득한 지반물성정보 및 대상 지역의 강수량예측정보를 통해 산정된 지중응력과 전단강도를 비교하여 산사태 예보를 수행하는 제1 모니터링부(100); 및 제1 모니터링부(100)로부터 작동신호를 받은후, 현장센서에서 실시간으로 측정된 지반물성정보를 통해 지중응력을 산정하고, 지중응력의 변곡점이 발생되면, 현장센서에 의한 지중응력과 상기 전단강도를 비교하여 산사태 예ㆍ경보를 하는 제2 모니터링부(200)를 포함한다.The present invention is a landslide forecasting and warning system performed by a computer with a control server and a database connected through a network. A first monitoring unit 100 that compares stress and shear strength to predict landslides; And after receiving an operation signal from the first monitoring unit 100, the underground stress is calculated through the soil property information measured in real time by the field sensor, and when an inflection point of the soil stress occurs, the soil stress by the field sensor and the shear steel It includes a second monitoring unit 200 that compares the figures and gives a landslide warning/warning.
본 발명에 따른 제어서버는 컴퓨팅 수단으로서, 제1,2,3 모니터링부 및 그 세부 구성들의 연산작용을 수행하며, 각 구성간의 상호관계를 제어하는 역할을 수행한다.The control server according to the present invention, as a computing means, performs an operation of the first, second and third monitoring units and their detailed components, and plays a role in controlling the mutual relationship between the components.
본 발명에 따른 데이터베이스는 수집, 취득되는 정보들을 저장하고, 필요시 제어서버에 정보를 제공하며, 제어서버에 의해 새로이 생성된 정보들도 저장하는 역할을 수행한다.The database according to the present invention stores collected and acquired information, provides information to the control server when necessary, and also stores information newly generated by the control server.
제어서버와 데이터베이스는 유선 또는 무선 네트워크로 연결될 수 있다.The control server and database can be connected through a wired or wireless network.
먼저, 제1 모니터링부(100)를 설명하고자 한다.First, the first monitoring unit 100 will be described.
도 2는 본 발명에 따른 산사태 예ㆍ경보 시스템의 제1 모니터링부의 구성을 나타낸다.2 shows the configuration of the first monitoring unit of the landslide forecasting/warning system according to the present invention.
본 발명에 따른 제1 모니터링부(100)는 모니터링 대상지역인 현장의 실시간 정보를 활용하는 것이 아니라, 기상청 등으로부터 취득된 강수량예측정보와 대상지역에서 채취된 토양시료를 실험하여 취득한 지반물성정보 등을 활용하여 산사태를 1차적으로 모니터링하게 된다.The first monitoring unit 100 according to the present invention does not utilize real-time information of the site, which is a target area to be monitored, but precipitation prediction information acquired from the Korea Meteorological Administration, etc., and soil material property information obtained by experimenting with soil samples collected in the target area. will be used to monitor landslides primarily.
본 발명에 따른 제1 모니터링부(100)는 지반정보 취득부(110), 강수량정보 취득부(120), 함수비등 추정부(130),지중응력 산정부(140), 제1 비교판단부(150) 및 제1 예보부(160)를 포함할 수 있다.The first monitoring unit 100 according to the present invention includes a ground information acquisition unit 110, a precipitation information acquisition unit 120, a water content boiling unit 130, a soil stress calculation unit 140, a first comparison determination unit ( 150) and a first forecasting unit 160.
본 발명에 따른 제1 모니터링부(100)는, 대상 지역에서 수집된 토양 시료로부터 토양의 전단강도를 포함하는 지반물성정보를 취득하는 지반정보 취득부(110); 대상 지역의 강수량예측정보를 취득하는 강수량정보 취득부(120); 상기 강수량예측정보에 따른 붕괴예상 심도의 함수비 및 모관흡수력을 추정하는 함수비등 추정부(130); 및 상기 지반물성정보 및 상기 함수비 및 모관흡수력을 이용하여, 기 설정된 심도의 지중응력을 산정하는 지중응력 산정부(140)를 포함한다.The first monitoring unit 100 according to the present invention includes a geotechnical information acquisition unit 110 that acquires geophysical property information including shear strength of soil from soil samples collected in a target area; a precipitation information acquisition unit 120 that acquires precipitation prediction information in a target area; a water content estimating unit 130 for estimating the water content and the capillary absorption capacity of the predicted collapse depth according to the precipitation prediction information; and a soil stress calculation unit 140 that calculates the soil stress at a predetermined depth using the soil property information, the water content and the capillary absorption capacity.
본 명세서에서 '붕괴예상 심도'는 비탈면의 붕괴가 예상되는 단면의 심도를 의미한다. 이는 비탈면의 기울기, 지반물성(단위중량, 점착력, 내부마찰각 등), 외부하중(외부하중이 존재하는 경우) 등으로 산정할 수 있다. 구체적인 산정방법으로서, 손으로 계산 할수 있는 다수의 방법들이 오래전에 제안되었으며 이를 컴퓨터로 계산 하도록 하는 프로그램과 수치해석(FEM, Finite element method; 등)으로 계산하는 방법도 가능하다.In the present specification, 'expected depth of collapse' means the depth of a cross section in which collapse of a slope is expected. This can be calculated from the slope of the slope, ground properties (unit weight, cohesion, internal friction angle, etc.), external load (if an external load exists), etc. As a specific calculation method, a number of methods that can be calculated by hand have been proposed a long time ago, and a method of calculating with a program and numerical analysis (FEM, Finite element method; etc.) to calculate them with a computer is also possible.
지중응력은 흙의 단위중량과 심도의 영향을 받으며 심도가 깊어질수록 값이 증가한다. 현 단계는 센서설치를 설치하는 것이 아니라 계산하는 단계이므로 붕괴가 예상되는 지점을 포함하여 다양한 지점에서 지중응력을 산정하게 된다.Soil stress is affected by soil unit weight and depth, and the value increases as the depth increases. Since the current stage is not the installation of sensors, but the stage of calculation, the soil stress is calculated at various points, including the point where collapse is expected.
지반정보 취득부(110)의 경우, 대상 지역에서 토양시료를 채취하여 실내실험으로 지반물성정보를 취득할 수 있다.In the case of the ground information acquisition unit 110, a soil sample may be taken from a target area and ground property information may be acquired through an indoor experiment.
취득해야 하는 지반물성은 토양(흙)의 단위중량 흙의 함수비 흙의 모관흡수력 등이 포함된다.The geotechnical properties to be acquired include the unit weight of the soil (soil), the water content of the soil, and the capillary absorption capacity of the soil.
또한, 토양(흙)의 전단강도를 취득해야 하는데, 대상지역의 토양(흙)에 대하여 일반적으로 Mohr-Coulomb 의 모델을 이용하여 c(점착력), phi(내부마찰각)으로 나타낼 수 있다.In addition, the shear strength of the soil (soil) must be acquired, and it can be expressed as c (cohesive force) and phi (internal friction angle) using the Mohr-Coulomb model for the soil (soil) in the target area.
강수량정보 취득부(120)의 경우, 기상청에서 제공하는 강수량예보(당일,내일,모레,주간등)데이터를 취득할 수 있다.In the case of the precipitation information acquisition unit 120, it is possible to acquire precipitation forecast (today, tomorrow, day after tomorrow, weekly, etc.) data provided by the Korea Meteorological Administration.
함수비등 추정부(130)의 경우, 강수량 예보에 따른 붕괴 예상 심도(안정성을 판단하는 심도)의 함수비와 모관흡수력 변화를 수식으로 계산하여 예측할 수 있다. 이는 공지의 불포화 지반 투수계수 곡선으로 측정가능하며, 또한 공지의 수치해석(강우침투해석)으로 예측 가능하다.In the case of the water content boiling estimation unit 130, it is possible to calculate and predict the water content and the change in the capillary absorption capacity of the collapse expected depth (depth for determining stability) according to the precipitation forecast by formula. This can be measured by a known unsaturated ground permeability curve, and can also be predicted by a known numerical analysis (rainfall penetration analysis).
지중응력 산정부(140)의 경우, 취득한 지반정보를 이용하여 특정 심도의 지중응력을 산정할 수 있다. 지중응력은 함수비와 모관흡수력에 의해 달라질 수 있다.In the case of the soil stress calculation unit 140, it is possible to calculate the soil stress of a specific depth using the acquired ground information. Soil stress can vary depending on water content and capillary absorptive capacity.
지중응력은 다음 표 1에 기재된 식을 이용하여 산정할 수 있다.Soil stress can be calculated using the formula shown in Table 1 below.
본 발명에 따른 제1 모니터링부(100)는, 상기 지중응력 및 상기 전단강도를 비교하며, 지중응력이 전단강도보다 작거나 같으면 다시 강수량정보 취득부(120)가 수행되도록 되돌려보내고, 지중응력이 전단강도보다 크면 제1 예보부(160)가 수행되도록 하는 제1 비교판단부(150); 및 산사태 예보를 수행하고, 상기 제2 모니터링부(200)에 작동신호를 전송하는 제1 예보부(160)를 포함한다.The first monitoring unit 100 according to the present invention compares the underground stress and the shear strength, and if the underground stress is less than or equal to the shear strength, sends it back so that the precipitation information acquisition unit 120 is performed again, and the underground stress is A first comparison determination unit 150 for performing the first forecasting unit 160 when the shear strength is greater than the shear strength; and a first forecasting unit 160 performing landslide forecasting and transmitting an operation signal to the second monitoring unit 200 .
지중응력 산정부(140)에서 산정한 지중응력과, 지반정보 취득부(110)에서 실내 실험을 통해 산정한 지반의 전단강도를 비교하여, 지중응력이 전단강도보다 큰 경우 또는 유사한 경우, 예를 들어 오차를 고려하여 전단강도의 90% ~ 95%값과 비교가능 산사태 예보(A)를 발생시킬 수 있다.Comparing the underground stress calculated by the underground stress calculation unit 140 and the shear strength of the ground calculated by the ground information acquisition unit 110 through an indoor experiment, when the underground stress is greater than or similar to the shear strength, for example For example, a landslide forecast (A) that is comparable to a value of 90% to 95% of the shear strength can be generated by considering the error.
제1 모니터링부(100)의 경우, 실제 내린 강우로 예보를 내린 것이 아니므로 예보범위를 제한하여 관리자에게만 예보하는 등으로 운영하는 것이 적절할 것이다.In the case of the first monitoring unit 100, since the forecast is not based on actual rainfall, it would be appropriate to limit the range of the forecast and forecast only the manager.
또한, 제2 모니터링부(200)에서 현장센서의 측정 주기를 변경하도록 할 수 있다.In addition, the second monitoring unit 200 may change the measurement period of the on-site sensor.
다음으로, 제2 모니터링부(200)에 대하여 설명하고자 한다.Next, the second monitoring unit 200 will be described.
도 3은 본 발명에 따른 산사태 예ㆍ경보 시스템의 제2 모니터링부의 구성을 나타낸다.3 shows the configuration of the second monitoring unit of the landslide warning/warning system according to the present invention.
본 발명에 따른 제2 모니터링부(200)는 실험실 정보가 아닌, 모니터링 대상지역인 현장에 설치된 여러 센서들의 실시간 측정값을 활용하여 산사태를 모니터링하는 구성이다.The second monitoring unit 200 according to the present invention is a component that monitors a landslide by utilizing real-time measurement values of various sensors installed in the field, which is a monitoring target area, rather than laboratory information.
본 발명에 따른 제2 모니터링부(200)는 현장센서부(210), 함수비등 추정부(220), 지중응력 산정부(230), 제1 변곡점 판단부(240), 제2 변곡점 판단부(250), 제2 비교판단부(260) 및 제2 예ㆍ경보부(270)를 포함할 수 있다. The second monitoring unit 200 according to the present invention includes a field sensor unit 210, a water boiling point estimation unit 220, a soil stress calculation unit 230, a first inflection point determination unit 240, a second inflection point determination unit ( 250), a second comparison decision unit 260 and a second yes/alarm unit 270 may be included.
본 발명에 따른 제2 모니터링부(200)는, 상기 제1 모니터링부(100)의 작동신호를 받으면, 현장센서로 전단강도를 포함하는 지반물성정보를 측정하는 현장센서부(210); 상기 현장센서부(210)의 지반물성정보를 통해 함수비 및 모관흡수력을 계산하는 함수비등 추정부(220); 및 상기 함수비등 추정부(220)에서 계산된 함수비와 모관흡수력을 통해 지중응력경로를 산정하는 지중응력 산정부(230)를 포함한다.The second monitoring unit 200 according to the present invention, upon receiving the operation signal of the first monitoring unit 100, the field sensor unit 210 for measuring ground property information including shear strength with the field sensor; a water content boiling estimation unit 220 that calculates water content and capillary absorption through the soil property information of the field sensor unit 210; and an underground stress calculation unit 230 for estimating an underground stress path through the water content ratio calculated by the water content boiling estimation unit 220 and the capillary absorption capacity.
현장센서부(210)의 경우, 센서, 노드 및 게이트웨이를 설치할 수 있다. 현장센서의 종류는 함수비 센서, 모관흡수력 센서, 기울기 센서, 거리측정센서 등을 사용할 수 있다. 노드는 센서의 값을 기록하는 장치(데이터로거 역할을 함)이며, 수집한 데이터를 게이트웨이에 전달한다. 게이트웨이는 각 노드에서 전달받은 데이터를 취합하여 서버(인터넷)에 전달하는 역할을 수행한다.In the case of the field sensor unit 210, sensors, nodes and gateways may be installed. As the type of on-site sensor, a water content sensor, a capillary absorption sensor, a tilt sensor, a distance measurement sensor, and the like may be used. A node is a device that records sensor values (acts as a data logger) and delivers the collected data to the gateway. The gateway collects data received from each node and delivers it to the server (Internet).
함수비등 추정부(220)의 경우, 현장센서를 통해 함수비와 모관흡수력 값을 측정하고, 제1 모니터링부(100)에서 취득한 실험값과 비교할 수 있다.In the case of the water content boiling estimation unit 220, the water content and the capillary absorption value may be measured through an on-site sensor and compared with the experimental values acquired by the first monitoring unit 100.
강우에 의해 변하는 지반의 함수비와 모관흡수력을 주기적으로 측정할 수 있다. 일 실시예로서, 실대형 실험(강우에 의한 산사태 발생 실험)통해 측정한 값 등이 존재한다. It is possible to periodically measure the water content and capillary absorption capacity of the soil that change due to rainfall. As an example, there are values measured through a real-scale experiment (landslide occurrence experiment due to rain).
도 6 및 도 7은 실대형 실험(강우에 의한 산사태 발생 실험)의 측정예시로서, 도 6은 함수비 데이터이고, 도 7은 모관흡수력 데이터를 나타낸다.6 and 7 are measurement examples of a real-scale experiment (landslide occurrence experiment due to rainfall), FIG. 6 is water content data, and FIG. 7 shows capillary absorption data.
도 6 및 도 7에서 A1, A2, A3는 센서를 설치한 심도를 의미한다.In FIGS. 6 and 7 , A1 , A2 , and A3 denote depths in which sensors are installed.
지중응력 산정부(230)의 경우, 주기적으로 측정한 함수비와 모관흡수력을 지중응력으로 산정할 수 있다. 제1 모니터링부의 지중응력 산정부(140)에서 사용된 계산식을 활용할 수 있다.In the case of the underground stress calculation unit 230, it is possible to calculate the water content and the capillary absorption capacity measured periodically as the underground stress. The calculation formula used in the ground stress calculation unit 140 of the first monitoring unit may be utilized.
본 발명에 따른 제2 모니터링부(200)는, 지중응력경로에서 첫번째 변곡점의 발생여부를 판단하여, 첫번째 변곡점이 미발생되면 다시 지중응력 산정부(230)가 수행되도록 되돌려보내고, 첫번째 변곡점이 발생되면 제2 예ㆍ경보부(270)를 통해 산사태 예보를 발신하는 제1 변곡점 판단부(240); 및 첫번째 변곡점이 발생한 후, 지중응력경로에서 두번째 변곡점의 발생여부를계속 판단하며, 두번째 변곡점이 미발생되면 다시 지중응력 산정부(230)가 수행되도록 되돌려보내고, 두번째 변곡점이 발생되면 제2 예ㆍ경보부(270)를 통해 산사태 예보를 수행하는 제2 변곡점 판단부(250)를 포함한다.The second monitoring unit 200 according to the present invention determines whether the first inflection point occurs in the underground stress path, and if the first inflection point does not occur, the second monitoring unit 200 returns to the underground stress calculation unit 230 to be performed again, and the first inflection point occurs. a first inflection point determination unit 240 for transmitting a landslide forecast through the second yes/warning unit 270; And after the first inflection point occurs, it continues to determine whether the second inflection point occurs in the underground stress path, and if the second inflection point does not occur, it is sent back to the underground stress calculation unit 230 to be performed again, and if the second inflection point occurs, the second example It includes a second inflection point determining unit 250 that performs a landslide forecast through the warning unit 270.
도 8은 지중응력경로상에서 변곡점이 발생되는 일 실시예를 나타낸다.8 shows an embodiment in which an inflection point is generated on an underground stress path.
지중응력경로상 첫번째 변곡점(변곡점 1)이 발생하면, 산사태 예보(B)를 수행하고, 계측 주기를 변경할 수 있다. 지중응력경로상 두번째 변곡점(변곡점 2)이 발생되면 산사태 예보(C)를 수행할 수 있다.When the first inflection point (inflection point 1) occurs on the soil stress path, a landslide forecast (B) can be performed and the measurement period can be changed. When the second inflection point (inflection point 2) occurs on the soil stress path, landslide forecasting (C) can be performed.
지중응력경로상 두번째 변곡점이 나타난 이후에는 급격히 파괴 포락선에 접근함 응력이 파괴될 수 있다. After the second inflection point appears on the underground stress path, the stress can rapidly approach the failure envelope.
전단강도에 의해 산정되는 포락선의 도달시(오차를 고려하여 전단강도의 90% ~ 95% 값) 산사태 경보(X)를 수행할 수 있다.When the envelope calculated by the shear strength is reached (90% to 95% of the shear strength considering the error), a landslide warning (X) can be performed.
본 발명에 따른 제2 모니터링부(200)는, 두번째 변곡점이 발생한 후, 상기 지중응력과 상기 전단강도를 비교하여, 지중응력이 전단강도보다 작거나 같으면 다시 지중응력 산정부(230)가 수행되도록 되돌려보내고, 지중응력이 전단강도보다 크면 제2 예ㆍ경보부를 통해 산사태 경보를 발신하는 제2 비교판단부(260)를 포함한다.After the second inflection point occurs, the second monitoring unit 200 according to the present invention compares the underground stress with the shear strength, and if the underground stress is less than or equal to the shear strength, the underground stress calculation unit 230 is performed again. and a second comparison judgment unit 260 for transmitting a landslide warning through a second example and warning unit when the underground stress is greater than the shear strength.
다음으로, 제3 모니터링부(300)에 대하여 설명하고자 한다.Next, the third monitoring unit 300 will be described.
도 4는 본 발명에 따른 산사태 예ㆍ경보 시스템의 제3 모니터링부의 구성을 나타낸다.4 shows the configuration of the third monitoring unit of the landslide warning/warning system according to the present invention.
본 발명에 따른 제3 모니터링부(300)는 실제로 산사태가 발생되어 지반의 경사(기울기)가 변경되거나, 토양이 이동된 경우를 모니터링하는 구성이다.The third monitoring unit 300 according to the present invention is configured to monitor a case where a landslide actually occurs and the slope (slope) of the ground is changed or the soil is moved.
제3 모니터링부는 제2 모니터링부에 의해 수행된 산사태 경보가 실제 상황과 일치하는지 검증하는 역할을 수행할 수 있다. 또한, 만약 제2 모니터링부가 작동되지 않는 경우에 제3 모니터링부가 작동하여 산사태 경보를 하는 역할을 수행할 수 있다.The third monitoring unit may serve to verify whether the landslide warning issued by the second monitoring unit matches the actual situation. In addition, if the second monitoring unit does not operate, the third monitoring unit may operate to serve as a landslide warning.
본 발명에 따른 제3 모니터링부(300)는 제1 모니터링부(100)의 작동신호를 받으면, 현장센서로 토양의 경사 및 이동거리를 측정하는 경사및이동거리 측정부(310); 및 측정된 상기 경사 및 이동거리가 기 설정된 한계값보다 작거나 같으면 다시 경사및이동거리 측정부(310)가 수행되도록 되돌려보내며, 기 설정된 한계값보다 크면 제3 경보부(330)를 통해 산사태 경보를 발신하는 제3 비교판단부(320)를 포함한다.The third monitoring unit 300 according to the present invention receives an operation signal of the first monitoring unit 100, the inclination and movement distance measurement unit 310 for measuring the slope and movement distance of the soil with an on-site sensor; And if the measured slope and movement distance are less than or equal to the preset threshold value, the slope and movement distance measurement unit 310 is returned to be performed, and if it is greater than the preset threshold value, a landslide alarm is issued through the third alarm unit 330. It includes a third comparison decision unit 320 that transmits.
현장센서를 통해 지반(토양)의 기울기와 이동거리를 측정할 수 있다. 기울기는 3축 기울기센서로 측정할 수 있다. 이동거리는 광학거리 측정기로 주기적으로 측정하여 그 차이로 이동거리를 측정할 수 있다. 기울기와 이동거리는 변화가 발생하게 되면 자체적으로 측정 주기를 변경하도록 설계될 수 있다.The inclination of the ground (soil) and the movement distance can be measured through the on-site sensor. Inclination can be measured with a 3-axis inclination sensor. The moving distance can be measured periodically with an optical distance meter and the moving distance can be measured by the difference. It can be designed to change the measurement period by itself when changes in inclination and movement distance occur.
모니터링 대상지역의 비탈면 규모, 기울기 및 지반의 특성 등을 고려하여 한계(경보를위한기준값)값을 설정할 수 있다.Limit values (reference values for alarms) can be set in consideration of the scale, slope, and ground characteristics of the monitoring target area.
현장센서를 통해 측정한 값과 한계값을 비교하여 측정값이 한계값보다 큰 경우에 산사태 경보(Y)를 수행할 수 있다.A landslide warning (Y) can be performed when the measured value is greater than the threshold value by comparing the value measured by the field sensor with the threshold value.
한편, 본 발명은 강우침투에 의한 지반의 응력변화를 이용한 산사태 예ㆍ경보 방법으로 구현될 수도 있다. 이는 전술한 강우침투에 의한 지반의 응력변화를 이용한 산사태 예ㆍ경보 시스템과 실질적으로 동일한 발명으로서 발명의 카테고리가 상이하다. 따라서, 공통되는 구성은 설명을 생략하고, 전술한 설명으로 대체하고자 한다.On the other hand, the present invention may be implemented as a landslide forecasting/warning method using a change in soil stress caused by rainfall infiltration. This invention is substantially the same as the above-mentioned landslide forecasting/warning system using the soil stress change due to rain infiltration, and the category of the invention is different. Therefore, the description of the common configuration will be omitted and replaced with the above description.
도 5는 본 발명에 따른 강우침투에 의한 지반의 응력변화를 이용한 산사태 예ㆍ경보 방법의 순서도이다.5 is a flow chart of a landslide forecasting/warning method using changes in ground stress caused by rainfall infiltration according to the present invention.
본 발명은 제어서버와 데이터베이스가 네트워크로 연결된 컴퓨터에 의해 수행되는 산사태 예ㆍ경보 방법으로서, 제어서버는 제1 모니터링부(100)가 대상지역에서 수집된 토양시료에서 취득한 지반물성정보 및 대상 지역의 강수량예측정보를 통해 산정된 지중응력과 전단강도를 비교하여 산사태 예보를 수행하는 S100 단계; 및The present invention is a landslide forecasting/warning method performed by a computer having a control server and a database connected through a network. Step S100 of performing a landslide forecast by comparing the shear strength and the soil stress calculated through the precipitation prediction information; and
제2 모니터링부(200)가 제1 모니터링부(100)로부터 작동신호를 받은후, 현장센서에서 실시간으로 측정된 지반물성정보를 통해 지중응력을 산정하고, 지중응력의 변곡점이 발생되면, 현장센서에 의한 지중응력과 상기 전단강도를 비교하여 산사태 예ㆍ경보를 하는 S200 단계를 포함하는 것을 특징으로 한다.After the second monitoring unit 200 receives an operation signal from the first monitoring unit 100, the ground stress is calculated through the soil property information measured in real time by the field sensor, and when the inflection point of the soil stress occurs, the field sensor It is characterized in that it comprises a step S200 of performing a landslide warning and warning by comparing the shear strength with the ground stress by.
본 발명에 따른 S100 단계는, 지반정보 취득부(110)가 대상 지역에서 수집된 토양 시료로부터 토양의 전단강도를 포함하는 지반물성정보를 취득하는 S110 단계; 강수량정보 취득부(120)가 대상 지역의 강수량예측정보를 취득하는 S120 단계; 함수비등 추정부(130)가 상기 강수량예측정보에 따른 붕괴예상 심도의 함수비 및 모관흡수력을 추정하는 S130 단계; 및 지중응력 산정부(140)가 상기 지반물성정보 및 상기 함수비 및 모관흡수력을 이용하여, 기 설정된 심도의 지중응력을 산정하는 S140 단계를 포함한다.Step S100 according to the present invention includes a step S110 in which the ground information acquisition unit 110 acquires soil property information including shear strength of soil from soil samples collected in the target area; Step S120 in which the precipitation information acquisition unit 120 acquires precipitation prediction information of the target area; Step S130 in which the water content boiling estimation unit 130 estimates the water content and capillary absorption capacity of the predicted depth of collapse according to the precipitation prediction information; And a step S140 in which the soil stress calculation unit 140 calculates the soil stress at a predetermined depth using the soil property information, the water content and the capillary absorption capacity.
본 발명에 따른 S100 단계는, 제1 비교판단부(150)가 상기 지중응력 및 상기 전단강도를 비교하며, 지중응력이 전단강도보다 작거나 같으면 다시 강수량정보 취득부(120)가 수행되도록 되돌려보내고, 지중응력이 전단강도보다 크면 제1 예보부(160)가 수행되도록 하는 S150 단계; 및 제1 예보부(160)가 산사태 예보를 수행하고, 상기 제2 모니터링부(200)에 작동신호를 전송하는 S160 단계를 포함한다.In step S100 according to the present invention, the first comparison determination unit 150 compares the underground stress and the shear strength, and if the underground stress is less than or equal to the shear strength, the precipitation information acquisition unit 120 returns to be performed , S150 step of performing the first forecasting unit 160 when the underground stress is greater than the shear strength; and a step S160 in which the first forecasting unit 160 performs landslide forecasting and transmits an operation signal to the second monitoring unit 200 .
본 발명에 따른 S200 단계는, 현장센서부(210)가 상기 제1 모니터링부(100)의 작동신호를 받으면, 현장센서로 전단강도를 포함하는 지반물성정보를 측정하는 S210 단계; 함수비등 추정부(220)가 상기 현장센서부(210)의 지반물성정보를 통해 함수비 및 모관흡수력을 계산하는 S220 단계; 및 지중응력 산정부(230)가 상기 함수비등 추정부(220)에서 계산된 함수비와 모관흡수력을 통해 지중응력경로를 산정하는 S230 단계를 포함한다.Step S200 according to the present invention, when the field sensor unit 210 receives the operation signal of the first monitoring unit 100, step S210 of measuring ground property information including shear strength with the field sensor; Step S220 in which the water content boiling estimation unit 220 calculates the water content and the capillary absorption capacity through the soil property information of the field sensor unit 210; And a step S230 in which the underground stress calculation unit 230 calculates the underground stress path through the water content and the capillary absorption capacity calculated by the water content boiling estimation unit 220.
본 발명에 따른 S200 단계는, 제1 변곡점 판단부(240)가 상기 지중응력경로에서 첫번째 변곡점의 발생여부를 판단하여, 첫번째 변곡점이 미발생되면 다시 S230 단계가 수행되도록 되돌려보내고, 첫번째 변곡점이 발생되면 제2 예ㆍ경보부(270)를 통해 산사태 예보를 발신하는 S240 단계; 및 제2 변곡점 판단부(250)가 첫번째 변곡점이 발생한 후, 지중응력경로에서 두번째 변곡점의 발생여부를 계속 판단하며, 두번째 변곡점이 미발생되면 다시 S230 단계가 수행되도록 되돌려보내고, 두번째 변곡점이 발생되면 제2 예ㆍ경보부(270)를 통해 산사태 예보를 발신하는 S250 단계를 포함한다.In step S200 according to the present invention, the first inflection point determination unit 240 determines whether the first inflection point occurs in the underground stress path, and if the first inflection point does not occur, it returns to step S230 to be performed again, and the first inflection point occurs. S240 of sending a landslide forecast through the second example/warning unit 270; And the second inflection point determination unit 250 continues to determine whether the second inflection point occurs in the underground stress path after the first inflection point occurs, and if the second inflection point does not occur, it returns to step S230 to be performed again, and when the second inflection point occurs A step S250 of sending a landslide forecast through the second yes/warning unit 270 is included.
본 발명에 따른 S200 단계는, 제2 비교판단부(260)가 두번째 변곡점이 발생한 후, 상기 지중응력과 상기 전단강도를 비교하여, 지중응력이 전단강도보다 작거나 같으면 다시 S230 단계가 수행되도록 되돌려보내고, 지중응력이 전단강도보다 크면 제2 예ㆍ경보부를 통해 산사태 경보를 발신하는 S260 단계를 포함한다.In step S200 according to the present invention, after the second inflection point occurs, the second comparison determination unit 260 compares the ground stress and the shear strength, and if the ground stress is less than or equal to the shear strength, return to step S230 again to be performed and sending a landslide warning through a second example/warning unit if the soil stress is greater than the shear strength (S260).
또한, 본 발명은 컴퓨터프로그램으로 구현될 수도 있다. 구체적으로 본 발명은 하드웨어와 결합되어, 본 발명에 따른 강우침투에 의한 지반의 응력변화를 이용한 산사태 예ㆍ경보 방법을 컴퓨터에 의해 실행시키기 위하여 컴퓨터가 판독 가능한 기록매체에 저장된 컴퓨터 프로그램으로 구현될 수 있다.Also, the present invention may be implemented as a computer program. Specifically, the present invention can be implemented as a computer program stored in a computer-readable recording medium in order to execute a landslide forecasting/warning method using a change in ground stress due to rainfall penetration by a computer in combination with hardware according to the present invention. there is.
본 발명의 실시예에 따른 방법들은 다양한 컴퓨터수단을 통하여 판독 가능한 프로그램 형태로 구현되어 컴퓨터로 판독 가능한 기록매체에 기록될 수 있다. 여기서, 기록매체는 프로그램 명령, 데이터 파일, 데이터구조 등을 단독으로 또는 조합하여 포함할 수 있다. 기록매체에 기록되는 프로그램 명령은 본 발명을 위하여 특별히 설계되고 구성된 것들이거나 컴퓨터 소프트웨어 당업자에게 공지되어 사용 가능한 것일 수도 있다. 예컨대 기록매체는 하드 디스크, 플로피 디스크 및 자기 테이프와 같은 자기 매체(magnetic media), CDROM, DVD와 같은 광 기록 매체(optical media), 플롭티컬 디스크(floptical disk)와 같은 자기-광 매체(magneto-optical media), 및 롬(ROM), 램(RAM), 플래시 메모리 등과 같은 프로그램 명령을 저장하고 수행하도록 특별히 구성된 하드웨어 장치를 포함한다. 프로그램 명령의 예에는 컴파일러에 의해 만들어지는 것과 같은 기계어뿐만 아니라 인터프리터 등을 사용해서 컴퓨터에 의해서 실행될 수 있는 고급 언어를 포함할 수 있다. 이러한 하드웨어 장치는 본 발명의 동작을 수행하기 위해 하나 이상의 소프트웨어 모듈로서 작동하도록 구성될 수 있으며, 그 역도 마찬가지이다. Methods according to embodiments of the present invention may be implemented in the form of programs readable by various computer means and recorded on computer-readable recording media. Here, the recording medium may include program commands, data files, data structures, etc. alone or in combination. Program instructions recorded on the recording medium may be those specially designed and configured for the present invention, or those known and usable to those skilled in computer software. For example, recording media include magnetic media such as hard disks, floppy disks and magnetic tapes, optical media such as CDROMs and DVDs, and magneto-optical media such as floptical disks. optical media), and hardware devices specially configured to store and execute program instructions, such as ROM, RAM, flash memory, and the like. Examples of the program command may include a high-level language that can be executed by a computer using an interpreter, as well as a machine language generated by a compiler. These hardware devices may be configured to act as one or more software modules to perform the operations of the present invention, and vice versa.
본 명세서에서 설명되는 실시예와 첨부된 도면은 본 발명에 포함되는 기술적 사상의 일부를 예시적으로 설명하는 것에 불과하다. 따라서, 본 명세서에 개시된 실시예들은 본 발명의 기술적 사상을 한정하기 위한 것이 아니라 설명하기 위한 것이므로, 이러한 실시예에 의하여 본 발명의 기술 사상의 범위가 한정되는 것은 아님은 자명하다. 본 발명의 명세서 및 도면에 포함된 기술적 사상의 범위 내에서 당업자가 용이하게 유추할 수 있는 변형 예와 구체적인 실시 예는 모두 본 발명의 권리범위에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다.The embodiments described in this specification and the accompanying drawings merely illustrate some of the technical ideas included in the present invention by way of example. Therefore, since the embodiments disclosed in this specification are intended to explain rather than limit the technical spirit of the present invention, it is obvious that the scope of the technical spirit of the present invention is not limited by these embodiments. All modified examples and specific examples that can be easily inferred by those skilled in the art within the scope of the technical idea included in the specification and drawings of the present invention should be construed as being included in the scope of the present invention.
100 : 제1 모니터링부 110 : 지반정보 취득부
120 : 강수량정보 취득부 130 : 함수비등 추정부
140 : 지중응력 산정부 150 : 제1 비교판단부
160 : 제1 예보부
200 : 제2 모니터링부 210 : 현장센서부
220 : 함수비등 추정부 230 : 지중응력 산정부
240 : 제1 변곡점 판단부 250 : 제2 변곡점 판단부
260 : 제2 비교판단부 270 : 제2 예ㆍ경보부
300 : 제3 모니터링부 310 : 경사및이동거리 측정부
320 : 제3 비교판단부 330 : 제3 경보부 100: first monitoring unit 110: ground information acquisition unit
120: precipitation information acquisition unit 130: water content estimation unit
140: underground stress calculation unit 150: first comparison judgment unit
160: first forecasting department
200: second monitoring unit 210: field sensor unit
220: Water Boil Estimation Unit 230: Soil Stress Calculation Unit
240: first inflection point determination unit 250: second inflection point determination unit
260: second comparison judgment unit 270: second example/warning unit
300: Third monitoring unit 310: Inclination and movement distance measuring unit
320: third comparison judgment unit 330: third warning unit
Claims (14)
상기 제1 모니터링부는, 대상 지역에서 수집된 토양 시료로부터 토양의 전단강도를 포함하는 지반물성정보를 취득하는 지반정보 취득부; 대상 지역의 강수량예측정보를 취득하는 강수량정보 취득부; 상기 강수량예측정보에 따른 붕괴예상 심도의 함수비 및 모관흡수력을 추정하는 함수비등 추정부; 및 상기 지반물성정보 및 상기 함수비 및 모관흡수력을 이용하여, 기 설정된 심도의 지중응력을 산정하는 지중응력 산정부;를 포함하며,
상기 제1 모니터링부는, 상기 지중응력 및 상기 전단강도를 비교하며, 지중응력이 전단강도보다 작거나 같으면 다시 강수량정보 취득부가 수행되도록 되돌려보내고, 지중응력이 전단강도보다 크면 제1 예보부가 수행되도록 하는 제1 비교판단부; 및 산사태 예보를 수행하고, 상기 제2 모니터링부에 작동신호를 전송하는 제1 예보부를 포함하는 것을 특징으로 하는 강우침투에 의한 지반의 응력변화를 이용한 산사태 예ㆍ경보 시스템.A landslide forecasting and warning system performed by a computer connected to a control server and a database via a network. A first monitoring unit that compares degrees to predict a landslide; And after receiving an operation signal from the first monitoring unit, the underground stress is calculated through the soil property information measured in real time by the field sensor, and when the inflection point of the underground stress occurs, the underground stress by the field sensor and the shear strength are compared. It includes a second monitoring unit for a landslide warning and warning,
The first monitoring unit may include a geotechnical information acquisition unit that acquires geotechnical property information including shear strength of soil from soil samples collected in a target area; a precipitation information acquisition unit that acquires precipitation prediction information in a target area; a water content estimating unit for estimating the water content and the capillary absorption capacity at an expected depth of collapse according to the precipitation prediction information; And a soil stress calculation unit that calculates the soil stress at a predetermined depth using the soil property information and the water content and capillary absorption capacity,
The first monitoring unit compares the underground stress and the shear strength, and if the underground stress is less than or equal to the shear strength, returns the precipitation information acquisition unit to be performed again, and if the underground stress is greater than the shear strength, the first forecasting unit is performed a first comparison judgment unit; and a first forecasting unit that performs landslide forecasting and transmits an operation signal to the second monitoring unit.
상기 제1 모니터링부의 작동신호를 받으면, 현장센서로 전단강도를 포함하는 지반물성정보를 측정하는 현장센서부;
상기 현장센서부의 지반물성정보를 통해 함수비 및 모관흡수력을 계산하는 함수비등 추정부; 및
상기 함수비등 추정부에서 계산된 함수비와 모관흡수력을 통해 지중응력경로를 산정하는 지중응력 산정부를 포함하는 것을 특징으로 하는 강우침투에 의한 지반의 응력변화를 이용한 산사태 예ㆍ경보 시스템.The method according to claim 1, wherein the second monitoring unit,
An on-site sensor unit for measuring soil property information including shear strength with an on-site sensor when receiving an operation signal of the first monitoring unit;
a water content estimating unit for calculating water content and capillary absorption through the soil property information of the field sensor unit; and
A landslide forecasting and warning system using a change in soil stress due to rainfall infiltration, characterized in that it comprises a soil stress calculation unit for calculating the underground stress path through the water content ratio and capillary absorption capacity calculated by the water content boiling estimation unit.
상기 지중응력경로에서 첫번째 변곡점의 발생여부를 판단하여, 첫번째 변곡점이 미발생되면 다시 지중응력 산정부가 수행되도록 되돌려보내고, 첫번째 변곡점이 발생되면 제2 예ㆍ경보부를 통해 산사태 예보를 발신하는 제1 변곡점 판단부; 및
첫번째 변곡점이 발생한 후, 지중응력경로에서 두번째 변곡점의 발생여부를계속 판단하며, 두번째 변곡점이 미발생되면 다시 지중응력 산정부가 수행되도록 되돌려보내고, 두번째 변곡점이 발생되면 제2 예ㆍ경보부를 통해 산사태 예보를 발신하는 제2 변곡점 판단부를 포함하는 것을 특징으로 하는 강우침투에 의한 지반의 응력변화를 이용한 산사태 예ㆍ경보 시스템.The method according to claim 4, wherein the second monitoring unit,
It is determined whether the first inflection point occurs in the underground stress path, and if the first inflection point does not occur, it is sent back to the underground stress calculation unit to be performed again, and if the first inflection point occurs, the first inflection point for sending a landslide forecast through the second example and warning unit judging department; and
After the first inflection point occurs, it is continuously judged whether the second inflection point occurs in the underground stress path. If the second inflection point does not occur, it is sent back to the underground stress calculation unit to be performed again, and if the second inflection point occurs, landslide forecast through the second warning A landslide forecasting and warning system using a change in soil stress due to rainfall infiltration, characterized in that it includes a second inflection point determination unit for transmitting.
두번째 변곡점이 발생한 후, 상기 지중응력과 상기 전단강도를 비교하여, 지중응력이 전단강도보다 작거나 같으면 다시 지중응력 산정부가 수행되도록 되돌려보내고, 지중응력이 전단강도보다 크면 제2 예ㆍ경보부를 통해 산사태 경보를 발신하는 제2 비교판단부를 포함하는 것을 특징으로 하는 강우침투에 의한 지반의 응력변화를 이용한 산사태 예ㆍ경보 시스템.The method according to claim 5, wherein the second monitoring unit,
After the second inflection point occurs, the subsurface stress and the shear strength are compared, and if the subsurface stress is less than or equal to the shear strength, the subsurface stress calculation unit is returned to be performed again, and if the subsurface stress is greater than the shear strength, the second example/alarm unit returns. A landslide forecasting and warning system using a change in soil stress due to rainfall infiltration, characterized in that it includes a second comparison judgment unit for transmitting a landslide warning.
상기 제1 모니터링부의 작동신호를 받으면, 현장센서로 토양의 경사 및 이동거리를 측정하는 경사및이동거리 측정부; 및
측정된 상기 경사 및 이동거리가 기 설정된 한계값보다 작거나 같으면 다시 경사및이동거리 측정부가 수행되도록 되돌려보내며, 기 설정된 한계값보다 크면 제3 경보부를 통해 산사태 경보를 발신하는 제3 비교판단부를 포함하는 제3 모니터링부가 더 구비되는 것을 특징으로 하는 강우침투에 의한 지반의 응력변화를 이용한 산사태 예ㆍ경보 시스템.The method of claim 1,
Inclination and movement distance measurement unit for measuring the slope and movement distance of the soil with an on-site sensor when receiving an operation signal of the first monitoring unit; and
If the measured slope and movement distance are less than or equal to the preset threshold value, the slope and movement distance measurement unit returns to be performed, and if it is greater than the preset threshold value, a third comparison judgment unit for transmitting a landslide warning through a third warning unit. A landslide forecasting and warning system using a change in soil stress caused by rainfall infiltration, characterized in that a third monitoring unit is further provided.
S100 단계는, 지반정보 취득부가 대상 지역에서 수집된 토양 시료로부터 토양의 전단강도를 포함하는 지반물성정보를 취득하는 S110 단계; 강수량정보 취득부가 대상 지역의 강수량예측정보를 취득하는 S120 단계; 함수비등 추정부가 상기 강수량예측정보에 따른 붕괴예상 심도의 함수비 및 모관흡수력을 추정하는 S130 단계; 및 지중응력 산정부가 상기 지반물성정보 및 상기 함수비 및 모관흡수력을 이용하여, 기 설정된 심도의 지중응력을 산정하는 S140 단계를 포함하며,
S100 단계는, 제1 비교판단부가 상기 지중응력 및 상기 전단강도를 비교하며, 지중응력이 전단강도보다 작거나 같으면 다시 강수량정보 취득부가 수행되도록 되돌려보내고, 지중응력이 전단강도보다 크면 제1 예보부가 수행되도록 하는 S150 단계; 및 제1 예보부가 산사태 예보를 수행하고, 상기 제2 모니터링부에 작동신호를 전송하는 S160 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 강우침투에 의한 지반의 응력변화를 이용한 산사태 예ㆍ경보 방법.A landslide forecasting and warning method performed by a computer connected to a control server and a database via a network. S100 step of performing landslide forecasting by comparing soil stress and shear strength; And after the second monitoring unit receives an operation signal from the first monitoring unit, the underground stress is calculated through the soil property information measured in real time by the field sensor, and when the inflection point of the underground stress occurs, the underground stress by the field sensor and the above It is performed including a step S200 of comparing shear strength to forecast and warn of landslides,
Step S100 includes a step S110 in which a geotechnical information acquisition unit acquires geotechnical property information including shear strength of soil from a soil sample collected in the target area; Step S120 of obtaining precipitation prediction information in a target region by a precipitation information acquisition unit; S130 step of estimating the water content and the capillary absorption capacity of the expected collapse depth according to the precipitation prediction information by the water boiling estimation unit; And a step S140 in which the soil stress calculation unit calculates the soil stress at a predetermined depth using the soil property information, the water content and the capillary absorption capacity,
In step S100, the first comparison determination unit compares the ground stress and the shear strength, and if the ground stress is less than or equal to the shear strength, the precipitation information acquisition unit returns to be performed again, and if the ground stress is greater than the shear strength, the first forecasting unit S150 step to be performed; and a step S160 of performing landslide forecasting by the first predictor and transmitting an operation signal to the second monitoring unit.
현장센서부가 상기 제1 모니터링부의 작동신호를 받으면, 현장센서로 전단강도를 포함하는 지반물성정보를 측정하는 S210 단계;
함수비등 추정부가 상기 현장센서부의 지반물성정보를 통해 함수비 및 모관흡수력을 계산하는 S220 단계; 및
지중응력 산정부가 상기 함수비등 추정부에서 계산된 함수비와 모관흡수력을 통해 지중응력경로를 산정하는 S230 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 강우침투에 의한 지반의 응력변화를 이용한 산사태 예ㆍ경보 방법.The method according to claim 8, step S200,
Step S210 of measuring soil property information including shear strength with an on-site sensor when the field sensor unit receives an operation signal of the first monitoring unit;
Step S220 of the water content boiling estimation unit calculating the water content and the capillary absorption capacity through the soil property information of the field sensor unit; and
A landslide forecasting and warning method using a change in soil stress due to rainfall infiltration, characterized in that the underground stress calculation unit includes a step S230 of calculating the underground stress path through the water content ratio and the capillary absorption capacity calculated by the water content boiling estimation unit.
제1 변곡점 판단부가 상기 지중응력경로에서 첫번째 변곡점의 발생여부를 판단하여, 첫번째 변곡점이 미발생되면 다시 S230 단계가 수행되도록 되돌려보내고, 첫번째 변곡점이 발생되면 제2 예ㆍ경보부를 통해 산사태 예보를 발신하는 S240 단계; 및
제2 변곡점 판단부가 첫번째 변곡점이 발생한 후, 지중응력경로에서 두번째 변곡점의 발생여부를 계속 판단하며, 두번째 변곡점이 미발생되면 다시 S230 단계가 수행되도록 되돌려보내고, 두번째 변곡점이 발생되면 제2 예ㆍ경보부를 통해 산사태 예보를 발신하는 S250 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 강우침투에 의한 지반의 응력변화를 이용한 산사태 예ㆍ경보 방법.The method according to claim 11, step S200,
The first inflection point determiner determines whether the first inflection point occurs in the underground stress path, and if the first inflection point does not occur, it returns to step S230 to be performed, and if the first inflection point occurs, a landslide forecast is issued through the second example/warning unit. S240 step to do; and
After the first inflection point occurs, the second inflection point determination unit continues to determine whether the second inflection point occurs in the underground stress path, and if the second inflection point does not occur, it returns to step S230 to be performed again, and if the second inflection point occurs, the second yes/alarm unit A landslide forecasting and warning method using a change in soil stress caused by rainfall infiltration, comprising a step S250 of transmitting a landslide forecast through
제2 비교판단부가 두번째 변곡점이 발생한 후, 상기 지중응력과 상기 전단강도를 비교하여, 지중응력이 전단강도보다 작거나 같으면 다시 S230 단계가 수행되도록 되돌려보내고, 지중응력이 전단강도보다 크면 제2 예ㆍ경보부를 통해 산사태 경보를 발신하는 S260 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 강우침투에 의한 지반의 응력변화를 이용한 산사태 예ㆍ경보 방법.The method according to claim 12, step S200,
After the second inflection point occurs, the second comparison determination unit compares the ground stress and the shear strength, and if the ground stress is less than or equal to the shear strength, returns to step S230 to be performed again, and if the ground stress is greater than the shear strength, the second example ㆍA landslide forecasting and warning method using a change in soil stress caused by rainfall infiltration, comprising a step S260 of issuing a landslide warning through a warning unit.
Combined with hardware, a computer program stored in a computer-readable recording medium to execute a landslide warning/forecasting method using a change in ground stress due to rain penetration according to claim 8 by a computer.
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