KR102612771B1 - 단일 관측센서를 이용하는 지진 관측소의 관측자료 모니터링 시스템 및 방법 - Google Patents
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Abstract
본 발명의 목적은, 이상(abnormal) 관측소에 대해서 신속한 대처가 가능하며, 보다 많은 양질의 관측자료를 확보하고 이를 활용함으로써 향상된 지진 관측정보를 얻을 수 있는 단일 관측센서를 이용하는 지진 관측소의 관측자료 모니터링 시스템 및 방법을 제공하는 것이다.
상기 목적을 달성하기 위해, 본 발명에 따른 단일 관측센서를 이용하는 지진 관측소의 관측자료 모니터링 방법은, (a) 데이터 수집부가 지진 관측소의 단일 지진 관측센서의 일정시간 동안의 지진 관측 데이터를 수신하는 단계; (b) 정상신호 판단부가 수신한 지진 관측 데이터의 성분간 비율을 계산하고, 미리 설정된 성분간 비율 정상 범위에 포함되는지 여부를 통해 정상 여부를 판단하는 단계; 및 (c) 비정상으로 판단되는 경우, 알림신호 생성부가 상기 관측 데이터의 이상 알림 신호를 생성하고, 정상으로 판단되는 경우, 상기 (a) 단계 이하를 반복하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 한다.
상기 목적을 달성하기 위해, 본 발명에 따른 단일 관측센서를 이용하는 지진 관측소의 관측자료 모니터링 방법은, (a) 데이터 수집부가 지진 관측소의 단일 지진 관측센서의 일정시간 동안의 지진 관측 데이터를 수신하는 단계; (b) 정상신호 판단부가 수신한 지진 관측 데이터의 성분간 비율을 계산하고, 미리 설정된 성분간 비율 정상 범위에 포함되는지 여부를 통해 정상 여부를 판단하는 단계; 및 (c) 비정상으로 판단되는 경우, 알림신호 생성부가 상기 관측 데이터의 이상 알림 신호를 생성하고, 정상으로 판단되는 경우, 상기 (a) 단계 이하를 반복하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 한다.
Description
본 발명은 지진 관측자료의 모니터링 시스템 및 방법에 관한 것으로, 보다 상세하게는 향상된 지진 관측정보를 얻을 수 있는 단일 관측센서를 이용하는 지진 관측소의 관측자료 모니터링 시스템 및 방법에 관한 것이다.
최근, 중규모인 경주 지진(약 지역규모 5.8) 발생으로 지진에 대한 국민의 인식과 관심이 높아지고 있는 것이 현실이다. 이러한 상황에서 지진 계측기 또는 지진 관측 장비가 제대로 작동하는 지의 여부를 알기 위한 성능 시험 또는 성능 검정에 대한 필요성 또한 증가하고 있다.
또한, 지진 발생시 신속 정확한 분석 결과 도출을 위해 양질의 지진 관측자료가 필요하며 이를 확보하기 위해 정기적인 유지보수를 수행하고 있으나, 지진 탐지 및 분석을 위해 전국에 설치 및 운영 중인 국가지진통합관측망 대부분의 지진 관측소는 무인으로 운영되고 있어 관측 장비에 이상이 있는 경우 즉시 대처하기 어렵고 이러한 이상을 인지하는 데 상당한 시간이 소요된다.
국내 특허 등록 제1429259호 공보(이하, 선행문헌 1이라 함)에는 지진관측소의 원격 관리 시스템이 개시되어 있다. 이 지진관측소의 원격 관리 시스템은 지진기록계에 기록되는 지진데이터, 지진기록계의 내부 및 외부 환경 정보를 수집하여 이를 원격지의 운용센터에서 수집 및 분석하여 지진데이터의 유효성을 판단하도록 하는 것을 특징으로 한다.
이와 같은 선행기술은 원격에서 지진데이터 및 지진기록계의 내, 외부 환경 정보를 수집 및 분석한다고만 되어있을 뿐 구체적인 분석 방법에 대해서는 개시되어 있지 않다.
이를 개선하기 위해, 국내 특허 등록 제2036316호(이하, 선행문헌 2라 함)에는 상호 상관을 이용한 지진 관측소의 관측자료 검사 장치 및 방법에 관하여 개시되어 있다.
보다 구체적으로, 선행문헌 2는 지진 관측소의 관측자료 검사 장치 및 방법에 관한 것으로서, 특히 지진 관측소에 설치된 속도계 및 가속도계로부터 동일 시간대 지진 관측자료를 수신하여 가속도계의 지진 관측자료를 적분하여 속도 단위로 변환하고 속도계로부터 수신된 지진 관측자료와 속도 단위로 변환된 가속도계의 지진 관측자료를 상호 상관시켜서 상호 상관 계수를 구하고 상호 상관 계수가 임계치 이하일 때 지진 관측자료의 이상 상태를 표시하는 한편, 그 상호 상관 계수가 임계치 보다 크면 지진 관측자료의 정상 상태를 표시하는, 상호 상관을 기법을 이용한 지진 관측소의 관측자료 검사 장치 및 방법을 개시하고 있다.
그러나, 이와 같은 종래의 지진관측소 점검 방법은 2개 센서 관측자료로부터 센서의 성분 별 상호상관 계수를 도출하여 이상 관측소를 점검하는 방법을 제공하고 있으나, 설치 공간, 비용 등의 여러 가지 요인으로 2개 이상의 센서를 설치할 수 없는 관측소가 많이 있는 실정이다. 이로 인해 센서가 1개인 관측소의 경우, 관측자료의 이상을 점검하기가 쉽지 않다는 문제점이 있다.
상기한 바와 같은 종래의 문제점을 해결하기 위한 본 발명의 목적은, 1개의 센서(3성분 E/N/Z)로 구축된 단일 관측소의 성분별 관측자료로부터 자료 이상을 알려주는 지진 관측소의 관측자료 모니터링 시스템 및 방법을 제공함으로써, 이상(abnormal) 관측소에 대해서 신속한 대처가 가능하며, 보다 많은 양질의 관측자료를 확보하고 이를 활용함으로써 향상된 지진 정보를 얻을 수 있는 단일 관측센서를 이용하는 지진 관측소의 관측자료 모니터링 시스템 및 방법을 제공하는 것이다.
상기 목적을 달성하기 위해, 본 발명에 따른 단일 관측센서를 이용하는 지진 관측소의 관측자료 모니터링 방법은, (a) 데이터 수집부가 지진 관측소의 단일 지진 관측센서의 일정시간 동안의 지진 관측 데이터를 수신하는 단계; (b) 정상신호 판단부가 수신한 지진 관측 데이터의 성분간 비율을 계산하고, 미리 설정된 성분간 비율 정상 범위에 포함되는지 여부를 통해 정상 여부를 판단하는 단계; 및 (c) 비정상으로 판단되는 경우, 알림신호 생성부가 상기 관측 데이터의 이상 알림 신호를 생성하고, 정상으로 판단되는 경우, 상기 (a) 단계 이하를 반복하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 한다.
또한, 본 발명에 따른 단일 관측센서를 이용하는 지진 관측소의 관측자료 모니터링 방법에서, 상기 지진 관측센서는, 속도계 또는 가속도계인 것을 특징으로 한다.
또한, 본 발명에 따른 단일 관측센서를 이용하는 지진 관측소의 관측자료 모니터링 방법에서, 상기 (b) 단계는, 상기 정상신호 판단부가 수신한 지진 관측 데이터를 관심 주파수 영역에서 상기 지진 관측 데이터의 성분간 비율이 미리 설정된 상기 성분간 비율 정상 범위에 포함되는지 여부를 판단하고, 상기 지진 관측 데이터의 성분간 비율 중 적어도 하나가 포함되지 않는 경우 비정상으로 판단하는 것을 특징으로 한다.
또한, 본 발명에 따른 단일 관측센서를 이용하는 지진 관측소의 관측자료 모니터링 방법에서, 상기 (b) 단계는, (b1) 상기 지진 관측 센서의 데이터에 대하여 계기 보정하는 단계; (b2) 계기 보정된 상기 지진 관측 센서에서 수신된 데이터에 대하여 관심 주파수 대역 필터를 통해 성분별 주파수 대역 필터링하는 단계; (b3) 필터링된 데이터의 성분별 RMS 값을 산출하고, 산출된 RMS 값으로 성분간 비율을 산출하는 단계; 및 (b4) 산출된 각 성분간 비율이 상기 성분간 비율 정상 범위에 포함되는지 여부를 판단하고, 적어도 하나의 상기 성분간 비율이 포함되지 않는 경우, 비정상(abnormal)으로 판단하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 한다.
또한, 본 발명에 따른 단일 관측센서를 이용하는 지진 관측소의 관측자료 모니터링 방법에서, 상기 (b) 단계는, 상기 정상신호 판단부가 상기 지진 관측소의 단일 지진 관측센서에서 미리 설정된 기간 동안 측정되어 수집된 데이터로부터 관심 주파수 영역에서 성분간 비율 정상 범위를 모델링하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 한다.
또한, 본 발명에 따른 단일 관측센서를 이용하는 지진 관측소의 관측자료 모니터링 방법에서, 상기 성분간 비율 정상 범위를 모델링하는 단계는, 상기 (c) 단계에서 정상으로 판단된 데이터를 취합하여 상기 모델링을 업데이트 하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 한다.
또한, 본 발명에 따른 단일 관측센서를 이용하는 지진 관측소의 관측자료 모니터링 방법에서, 상기 성분간 비율 정상 범위는 상기 미리 설정된 기간 동안 측정되어 수집된 데이터로부터 산출된 성분간 비율의 RMS 값의 평균에서 ± 표준편차 2 내지 3을 갖는 범위인 것을 특징으로 한다.
또한, 본 발명에 따른 단일 관측센서를 이용하는 지진 관측소의 관측자료 모니터링 방법에서, 상기 (b) 단계는, 상기 지진 관측 데이터의 성분간 비율(E/Z, N/Z, E/N)을 계산하고, 상기 E/Z, N/Z 및 E/N 비율을 상기 성분간 비율 정상 범위에 포함되는지 여부를 판단하여, 상기 E, N 및 Z 성분 모두의 이상 여부를 판단하고, 상기 E/Z와 N/Z의 비율을 해당 성분간 비율 정상 범위에 각각 포함되는지 여부를 판단하여, Z 성분 이상 여부를 판단하고, 상기 N/Z와 E/N의 비율을 해당 성분간 비율 정상 범위에 각각 포함되는지 여부를 판단하여, N 성분 이상 여부를 판단하고, 상기 E/Z와 E/N의 비율을 해당 성분간 비율 정상 범위에 각각 포함되는지 여부를 판단하여, E 성분 이상 여부를 판단하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 한다.
그리고, 상술한 단일 관측센서를 이용하는 지진 관측소의 관측자료 점검방법을 실행하는 것을 특징으로 하는 단일 관측센서를 이용하는 지진 관측소의 관측자료 모니터링 시스템을 특징으로 한다.
상기 목적을 달성하기 위해, 본 발명에 따른 단일 관측센서를 이용하는 지진 관측소의 관측자료 모니터링 시스템은, 지진 관측소의 일정시간 동안의 지진을 감지하는 단일 지진 관측센서; 상기 지진 관측센서가 감지한 지진 관측 데이터를 수신하여 수집하는 데이터 수집부; 수집한 지진 관측 데이터의 성분간 비율을 계산하고, 미리 설정된 성분간 비율 정상 범위에 포함되는지 여부를 통해 정상 여부를 판단하는 정상신호 판단부; 및 정상신호 판단부가 비정상으로 판단되는 경우, 상기 관측 데이터의 이상 알림 신호를 생성하는 알림신호 생성부를 포함하는 것을 특징으로 한다.
또한, 본 발명에 따른 단일 관측센서를 이용하는 지진 관측소의 관측자료 모니터링 시스템에서, 상기 지진 관측센서는, 속도계 또는 가속도계인 것을 특징으로 한다.
또한, 본 발명에 따른 단일 관측센서를 이용하는 지진 관측소의 관측자료 모니터링 시스템에서, 상기 정상신호 판단부는, 상기 지진 관측 센서의 데이터에 대하여 계기 보정하는 계기 보정부; 계기 보정부에서 보정된 상기 지진 관측 센서에서 수신된 데이터에 대하여 관심 주파수 대역 필터를 통해 성분별 주파수 대역 필터링하는 대역 필터링부; 대역 필터링부에서 필터링된 데이터의 성분별 RMS 값을 산출하고, 산출된 RMS 값으로 성분간 비율을 산출하는 성분간 비율 산출부; 및 산출된 각 성분간 비율이 상기 성분간 비율 정상 범위에 포함되는지 여부를 판단하여 성분간 비율 판단부가 적어도 하나의 상기 성분간 비율이 포함되지 않는 경우, 비정상(abnormal)으로 판단하는 비정상 판단부를 포함하는 것을 특징으로 한다.
또한, 본 발명에 따른 단일 관측센서를 이용하는 지진 관측소의 관측자료 모니터링 시스템에서, 상기 정상신호 판단부는, 상기 지진 관측소의 단일 지진 관측센서에서 미리 설정된 기간 동안 측정되어 수집된 데이터로부터 관심 주파수 영역에서 성분간 비율 정상 범위를 모델링하는 모델링부를 포함하는 것을 특징으로 한다.
또한, 본 발명에 따른 단일 관측센서를 이용하는 지진 관측소의 관측자료 모니터링 시스템에서, 상기 모델링부는, 상기 정상신호 판단부가 일정 기간 동안 정상으로 판단된 데이터를 취합하여 상기 모델링을 업데이트 하는 것을 특징으로 한다.
또한, 본 발명에 따른 단일 관측센서를 이용하는 지진 관측소의 관측자료 모니터링 시스템에서, 상기 성분간 비율 정상 범위는 상기 미리 설정된 기간 동안 측정되어 수집된 데이터로부터 산출된 성분간 비율의 RMS 값의 평균에서 ± 표준편차 2 내지 3을 갖는 범위인 것을 특징으로 한다.
기타 실시 예의 구체적인 사항은 "발명을 실시하기 위한 구체적인 내용" 및 첨부 "도면"에 포함되어 있다.
본 발명의 이점 및/또는 특징, 그리고 그것들을 달성하는 방법은 첨부되는 도면과 함께 상세하게 후술되어 있는 각종 실시 예를 참조하면 명확해질 것이다.
그러나 본 발명은 이하에서 개시되는 각 실시 예의 구성만으로 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로도 구현될 수도 있으며, 단지 본 명세서에서 개시한 각각의 실시 예는 본 발명의 개시가 완전하도록 하며, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 본 발명의 범주를 완전하게 알려주기 위해 제공되는 것이며, 본 발명은 청구범위의 각 청구항의 범주에 의해 정의될 뿐임을 알아야 한다.
본 발명에 따르면, 1개의 센서(3성분 E/N/Z)로 구축된 단일 관측소의 성분별 관측자료로부터 일정 시간 동안의 자료에서 관심 주파수 대역필터를 통과한 자료의 RMS를 계산하여 정상 수준의 성분간 Ratio(E/Z, N/Z, E/N Ratio) 기준을 만들고, 그 기준으로부터 벗어나는 경우 자료 이상을 알려주는 지진 관측소의 관측자료 모니터링 시스템 및 방법을 제공함으로써, 이상(abnormal) 관측소에 대해서 신속한 대처가 가능하며, 보다 많은 양질의 관측자료를 확보하고 이를 활용함으로써 향상된 지진 관측정보를 얻을 수 있다.
또한, 본 발명에 따르면, 적은 비용으로 효과적인 지진 모니터링이 가능하므로 예산 제약이 있는 지역에서도 더 쉽게 접근할 수 있다는 장점이 있다.
또한, 본 발명에 따르면, 단일 관측센서의 3 구성 성분의 비율을 사용하는 방식은 데이터 수집 및 분석을 간소화하고, 서로 다른 관측소 간에 데이터를 동기화하거나 지진파 전파 경로의 공간적 변동성 문제를 처리할 필요가 없다는 장점이 있다.
또한, 본 발명에 따르면, 일부 지역에서는 외딴 곳, 극한의 환경 조건 또는 정치적 불안정으로 인해 여러 개의 센서를 설치하는 것이 어렵거나 불가능한 경우에도 용이하게 관측소의 모니터링 시스템 및 방법을 제공할 수 있다.
또한, 본 발명에 따르면, 세 가지 구성 요소의 비율을 정상 상태의 기준범위와 지속적으로 비교함으로써 지진 활동의 이상 징후를 실시간으로 감지하여 지진 발생에 대한 조기 경보 및 대응을 가능하게 할 수 있다.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 단일 관측센서를 이용하는 지진 관측소의 관측자료 모니터링 시스템의 블록 구성을 나타낸 도면이다.
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 단일 관측센서를 이용하는 지진 관측소의 관측자료 모니터링 방법의 흐름을 나타낸 도면이다.
도 3은 본 발명의 실시예에 따른 단일 관측센서를 이용하는 지진 관측소의 관측자료 모니터링 방법에서 비정상 판단 프로세스의 상세흐름을 나타낸 도면이다.
도 4는 본 발명의 실시예에 따른 단일 관측센서를 이용하는 지진 관측소의 관측자료에 대한 주파수 대역별 RMS 성분 비율의 비교 결과를 나타낸 그래프이다.
도 5는 본 발명의 실시예에 따른 단일 관측센서를 이용하는 지진 관측소의 관측자료에 대한 PSD(Power Spectral Density) 분석 결과를 나타낸 그래프이다.
도 6은 본 발명의 실시예에 따른 단일 관측센서를 이용하는 지진 관측소의 일정기간 동안의 관측자료에 대한 속도계 및 가속도계의 일별 PSD 결과 값을 나타낸 그래프이다.
도 7은 본 발명의 실시예에 따른 단일 관측센서를 이용하는 지진 관측소의 일정기간 동안의 관측자료에 대한 성분간 RMS 비율의 결과를 나타낸 그래프이다.
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 단일 관측센서를 이용하는 지진 관측소의 관측자료 모니터링 방법의 흐름을 나타낸 도면이다.
도 3은 본 발명의 실시예에 따른 단일 관측센서를 이용하는 지진 관측소의 관측자료 모니터링 방법에서 비정상 판단 프로세스의 상세흐름을 나타낸 도면이다.
도 4는 본 발명의 실시예에 따른 단일 관측센서를 이용하는 지진 관측소의 관측자료에 대한 주파수 대역별 RMS 성분 비율의 비교 결과를 나타낸 그래프이다.
도 5는 본 발명의 실시예에 따른 단일 관측센서를 이용하는 지진 관측소의 관측자료에 대한 PSD(Power Spectral Density) 분석 결과를 나타낸 그래프이다.
도 6은 본 발명의 실시예에 따른 단일 관측센서를 이용하는 지진 관측소의 일정기간 동안의 관측자료에 대한 속도계 및 가속도계의 일별 PSD 결과 값을 나타낸 그래프이다.
도 7은 본 발명의 실시예에 따른 단일 관측센서를 이용하는 지진 관측소의 일정기간 동안의 관측자료에 대한 성분간 RMS 비율의 결과를 나타낸 그래프이다.
본 발명을 상세하게 설명하기 전에, 본 명세서에서 사용된 용어나 단어는 통상적이거나 사전적인 의미로 무조건 한정하여 해석되어서는 아니 되며, 본 발명의 발명자가 자신의 발명을 가장 최선의 방법으로 설명하기 위해서 각종 용어의 개념을 적절하게 정의하여 사용할 수 있고, 더 나아가 이들 용어나 단어는 본 발명의 기술적 사상에 부합하는 의미와 개념으로 해석되어야 함을 알아야 한다.
즉, 본 명세서에서 사용된 용어는 본 발명의 바람직한 실시 예를 설명하기 위해서 사용되는 것일 뿐이고, 본 발명의 내용을 구체적으로 한정하려는 의도로 사용된 것이 아니며, 이들 용어는 본 발명의 여러 가지 가능성을 고려하여 정의된 용어임을 알아야 한다.
또한, 본 명세서에서, 단수의 표현은 문맥상 명확하게 다른 의미로 지시하지 않는 이상, 복수의 표현을 포함할 수 있으며, 유사하게 복수로 표현되어 있다고 하더라도 단수의 의미를 포함할 수 있음을 알아야 한다.
본 명세서의 전체에 걸쳐서 어떤 구성 요소가 다른 구성 요소를 "포함"한다고 기재하는 경우에는, 특별히 반대되는 의미의 기재가 없는 한 임의의 다른 구성 요소를 제외하는 것이 아니라 임의의 다른 구성 요소를 더 포함할 수도 있다는 것을 의미할 수 있다.
더 나아가서, 어떤 구성 요소가 다른 구성 요소의 "내부에 존재하거나, 연결되어 설치된다"라고 기재한 경우에는, 이 구성 요소가 다른 구성 요소와 직접적으로 연결되어 있거나 접촉하여 설치되어 있을 수 있고, 일정한 거리를 두고 이격되어 설치되어 있을 수도 있으며, 일정한 거리를 두고 이격되어 설치되어 있는 경우에 대해서는 해당 구성 요소를 다른 구성 요소에 고정 내지 연결하기 위한 제3의 구성 요소 또는 수단이 존재할 수 있으며, 이 제3의 구성 요소 또는 수단에 대한 설명은 생략될 수도 있음을 알아야 한다.
반면에, 어떤 구성 요소가 다른 구성 요소에 "직접 연결"되어 있다거나, 또는 "직접 접속"되어 있다고 기재되는 경우에는, 제3의 구성 요소 또는 수단이 존재하지 않는 것으로 이해하여야 한다.
마찬가지로, 각 구성 요소 간의 관계를 설명하는 다른 표현들, 즉 " ~ 사이에"와 "바로 ~ 사이에", 또는 " ~ 에 이웃하는"과 " ~ 에 직접 이웃하는" 등도 마찬가지의 취지를 가지고 있는 것으로 해석되어야 한다.
또한, 본 명세서에서 "일면", "타면", "일측", "타측", "제1", "제2" 등의 용어는, 사용된다면, 하나의 구성 요소에 대해서 이 하나의 구성 요소가 다른 구성 요소로부터 명확하게 구별될 수 있도록 하기 위해서 사용되며, 이와 같은 용어에 의해서 해당 구성 요소의 의미가 제한적으로 사용되는 것은 아님을 알아야 한다.
또한, 본 명세서에서 "상", "하", "좌", "우" 등의 위치와 관련된 용어는, 사용된다면, 해당 구성 요소에 대해서 해당 도면에서의 상대적인 위치를 나타내고 있는 것으로 이해하여야 하며, 이들의 위치에 대해서 절대적인 위치를 특정하지 않는 이상은, 이들 위치 관련 용어가 절대적인 위치를 언급하고 있는 것으로 이해하여서는 아니 된다.
또한, 본 명세서에서는 각 도면의 각 구성 요소에 대해서 그 도면 부호를 명기함에 있어서, 동일한 구성 요소에 대해서는 이 구성 요소가 비록 다른 도면에 표시되더라도 동일한 도면 부호를 가지고 있도록, 즉 명세서 전체에 걸쳐 동일한 참조 부호는 동일한 구성 요소를 지시하고 있다.
본 명세서에 첨부된 도면에서 본 발명을 구성하는 각 구성 요소의 크기, 위치, 결합 관계 등은 본 발명의 사상을 충분히 명확하게 전달할 수 있도록 하기 위해서 또는 설명의 편의를 위해서 일부 과장 또는 축소되거나 생략되어 기술되어 있을 수 있고, 따라서 그 비례나 축척은 엄밀하지 않을 수 있다.
또한, 이하에서, 본 발명을 설명함에 있어서, 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 구성, 예를 들어, 종래 기술을 포함하는 공지 기술에 대해 상세한 설명은 생략될 수도 있다.
이하에서 본 발명의 바람직한 실시예를 도면을 참조하여 상세히 설명하기로 한다.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 단일 관측센서를 이용하는 지진 관측소의 관측자료 모니터링 시스템의 블록 구성을 나타낸 도면이다.
도 1에 도시된 바와 같이, 본 발명의 실시예에 따른 단일 관측센서를 이용하는 지진 관측소의 관측자료 모니터링 시스템(100)은 단일 지진 관측센서, 데이터 수집부(120), 정상신호 판단부(130) 및 알림신호 생성부(150)를 포함하여 구성될 수 있다.
지진 관측센서는, 지진 관측소의 일정시간 동안의 지진을 감지하는 장치로서, 속도계 또는 가속도계일 수 있다.
속도계는 지반 운동의 속도를 측정하는 것으로, 매우 민감한 계측기이며 매우 작은 지반 움직임을 감지할 수 있어 멀리 떨어져 있거나 작은 지진을 감지하고 기록하는 데 특히 유용하다. 또한, 지진계는 대지진부터 사람이 느끼지 못하는 미세한 떨림까지 다양한 지진 활동을 기록할 수 있다.
가속도계는 지반 운동의 가속도를 측정하는 디바이스로서, 지진계보다 덜 민감하지만 매우 강한 지반 운동을 정확하게 기록할 수 있다. 따라서 지반 움직임이 지진계의 기록 범위를 초과할 수 있는 강한 지진이 발생하기 쉬운 지역에서 특히 유용하다.
이와 같이, 두 유형의 센서 모두 일반적으로 세 가지 직교 방향(수직 및 두개의 수평 방향)으로 움직임을 기록하여 지반 운동의 방향과 크기에 대한 완전한 정보를 제공할 수 있다. 이 세 가지 구성성분으로 구성된 데이터는 동서(E), 남북(N) 및 수직(Z) 구성성분으로 나타낼 수 있다.
그리고, 정상신호 판단부(130)는 수신한 데이터를 처리하고 판단하는 프로세서로서, 수신한 지진 관측 데이터의 성분간 비율을 계산하고, 미리 설정된 성분간 비율 정상 범위에 포함되는지 여부를 통해 정상 여부를 판단하는 장치일 수 있다.
보다 구체적으로, 도 1에 도시된 바와 같이, 정상신호 판단부(130)는, 계기 보정부(131), 대역 필터링부(132), 성분간 비율 산출부(133) 및 비정상 판단부(134)를 포함하여 구성될 수 있다.
계기 보정부(131)는 상기 지진 관측 센서의 데이터에 대하여 계기 보정하는 장치일 수 있다.
통상적으로 속도계 또는 가속도계와 같은 지진 관측센서의 경우, 지진 관측자료의 기기 반응에 의한 왜곡을 보정하고 물리적인 값으로 변환하는 작업이 포함될 수 있다.
대역 필터링부(132)는, 계기 보정부(131)에서 보정된 상기 지진 관측 센서에서 수신된 데이터에 대하여 관심 주파수 대역 필터를 통해 성분별 주파수 대역 필터링하는 구성일 수 있다.
이와 같이 대역 필터링부(132)는 지진 데이터에서 관심 있는 주파수 대역을 분리하고, 특정 주파수 범위 내의 지진파에 관심이 있고 이 범위를 벗어나는 노이즈나 기타 신호를 제거할 수 있다.
성분간 비율 산출부(133)는, 대역 필터링부(132)에서 필터링된 데이터의 성분별 RMS 값을 산출하고, 산출된 RMS 값으로 성분간 비율을 산출하는 구성일 수 있다.
또한, 비정상 판단부(134)는, 산출된 각 성분간 비율이 상기 성분간 비율 정상 범위에 포함되는지 여부를 판단하여 성분간 비율 판단부가 적어도 하나의 상기 성분간 비율이 포함되지 않는 경우, 비정상(abnormal)으로 판단하는 구성일 수 있다.
즉, 비정상 판단부(134)는, 지진 관측센서의 성분 E, N 및 Z 모두가 비정상으로 판단되는 경우나, 적어도 어느 하나가 성분간 비율 정상 범위에 포함되지 않는 경우, 비정상(abnormal)으로 판단하는 구성일 수 있다.
그리고, 도 1에 도시된 바와 같이, 정상신호 판단부(130)는, 지진 관측소의 단일 지진 관측센서에서 미리 설정된 기간 동안 측정되어 수집된 데이터로부터 관심 주파수 영역에서 성분간 비율 정상 범위를 모델링하는 모델링부(135)를 포함할 수 있다.
여기서, 모델링부(135)는, 정상신호 판단부(130)가 일정 기간 동안 정상으로 판단된 데이터를 취합하여 상기 모델링을 업데이트할 수 있다.
또한, 본 발명의 실시예에 따른 단일 관측센서를 이용하는 지진 관측소의 관측자료 모니터링 시스템(100)에 적용되는 성분간 비율 정상 범위는 상기 미리 설정된 기간 동안 측정되어 수집된 데이터로부터 산출된 성분간 비율의 RMS 값의 평균에서 ± 표준편차 2 내지 3을 갖는 범위를 적용하는 것이 바람직하다.
그리고, 알림신호 생성부(150)는, 정상신호 판단부(130)가 비정상으로 판단되는 경우, 상기 관측 데이터의 이상 알림 신호를 생성하여 출력하는 출력장치일 수 있다.
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 단일 관측센서를 이용하는 지진 관측소의 관측자료 모니터링 방법의 흐름을 나타낸 도면이고, 도 3은 본 발명의 실시예에 따른 단일 관측센서를 이용하는 지진 관측소의 관측자료 모니터링 방법에서 비정상 판단 프로세스의 상세흐름을 나타낸 도면이다.
도 2에 도시된 바와 같이, 본 발명의 실시예에 따른 단일 관측센서를 이용하는 지진 관측소의 관측자료 모니터링 방법은, (a) 단일 지진 관측센서로부터 데이터를 수신하는 단계(S100)와, (b) 수신한 데이터로부터 데이터의 정상 여부를 판단하는 단계(S200)와, (c) 비정상으로 판단하는 경우, 알림 정보를 생성하는 단계(S300)를 포함하여 구성될 수 있다.
보다 구체적으로, (a) 단계(S100)는, 지진 관측소의 단일 지진 관측센서의 일정시간 동안의 지진 관측 데이터를 수신하는 단계일 수 있는데, 여기서 지진 관측센서는, 속도계 또는 가속도계인 것이 바람직하다.
지진 관측센서로서, 속도계 또는 가속도계 데이터는 일반적으로 3가지 주요 성분으로 나누어질 수 있다. 이들은 E(동-서), N(남-북), 그리고 Z(상-하) 성분으로, 각 성분은 지진파가 지표면과 센서를 통해 어떻게 전파되는지에 대한 정보를 제공한다.
E(동-서) 성분은, 지진파가 동서 방향으로 이동하는 모습을 나타내고, 이 성분은 센서가 수직으로 배치되어 있을 때, 지진파가 동쪽과 서쪽으로 어떻게 이동하는지를 측정할 수 있다. 지진파의 동서 성분은 지진의 근원지와 관측 지점 사이의 상대적 위치에 따라 다르다.
N(남-북) 성분은 지진파가 남북 방향으로 이동하는 모습을 나타내는 성분으로, 센서가 수직으로 배치되어 있을 때, 지진파가 남쪽과 북쪽으로 어떻게 이동하는지를 측정할 수 있다. 지진파의 남북 성분은 지진의 근원지와 관측 지점 사이의 상대적 위치에 따라 다르다.
Z(상-하) 성분은 지진파가 수직 방향, 즉 지표면과 수직방향으로 이동하는 모습을 나타내는 성분으로, 센서가 수평으로 배치되어 있을 때, 지진파가 지표면 아래로 또는 지표면 위로 어떻게 이동하는지를 측정할 수 있다. 지진파의 수직 성분은 지진의 깊이와 지층의 특성에 영향을 받을 수 있다.
이와 같이, 속도계 또는 가속도계의 3가지 성분을 함께 분석하면, 지진의 규모, 깊이, 원인, 지진파 전파 방향 및 속도 등에 대한 정확한 정보를 얻을 수 있다.
(b) 단계(S200)는, 수신한 지진 관측 데이터의 성분간 비율을 계산하고, 미리 설정된 성분간 비율 정상 범위에 포함되는지 여부를 통해 정상 여부를 판단하는 단계일 수 있다.
또한, (b) 단계(S200)는, 수신한 지진 관측 데이터를 관심 주파수 영역에서 상기 지진 관측 데이터의 성분간 비율이 미리 설정된 상기 성분간 비율 정상 범위에 포함되는지 여부를 판단하고, 상기 지진 관측 데이터의 성분간 비율 중 적어도 하나가 포함되지 않는 경우 비정상으로 판단하는 단계를 포함할 수 있다.
이처럼, 본 발명의 실시예에 따른 단일 관측센서를 이용하는 지진 관측소의 관측자료 모니터링 방법은, 다수개의 지진 관측센서를 이용하는 것이 아니라, 단일 관측센서를 이용하고, 관측센서의 성분간 비율을 통해 데이터의 정상 여부를 판단하는 방법을 제안함으로써, 단순하면서도 비용 효율성이 높은 지진 관측소의 관측자료 모니터링 방법을 제공한다.
즉, 본 발명의 실시예에 따른 지진 관측소의 관측자료 모니터링 방법은, 여러 센서를 사용하는 기존의 방법과 비교하여 단일 지진 관측소의 E/N, E/Z 및 N/Z 구성 요소의 비율을 사용하여 지진 활동 이상을 판단하는 방법으로, 다음의 이점을 포함할 수 있다.
첫째, 비용 효율성 측면으로, 단일 지진 관측소를 설치하고 유지 보수하는 것이 여러 개의 관측소를 운영하는 것보다 비용이 적게 들 수 있다. 즉, 이 방법을 사용하면 적은 재정 투입으로 효과적인 지진 모니터링이 가능하므로 예산 제약이 있는 지역에서도 더 쉽게 접근할 수 있다는 장점이 있다.
둘째, 단순한 구성의 측면으로, 단일 관측센서의 3 구성 성분의 비율을 사용하는 방식은 데이터 수집 및 분석을 간소화하고, 서로 다른 관측소 간에 데이터를 동기화하거나 지진파 전파 경로의 공간적 변동성 문제를 처리할 필요가 없다는 장점이 있다.
셋째, 접근성 측면으로, 일부 지역에서는 외딴 곳, 극한의 환경 조건 또는 정치적 불안정으로 인해 여러 개의 센서를 설치하는 것이 어렵거나 불가능할 수 있다. 이러한 경우 본 발명의 실시예에 따른 단일 지진 관측소의 모니터링 방법은 귀중한 데이터를 제공할 수 있다.
넷째, 조기 이상감지 측면으로, 본 발명의 실시예에 따른 지진 관측소의 모니터링 방법은 세 가지 구성 요소의 비율을 정상 상태의 기준범위와 지속적으로 비교함으로써 지진 활동의 이상 징후를 실시간으로 감지하여 지진 발생에 대한 조기 경보 및 대응을 가능하게 할 수 있다.
그리고, 도 3에 도시된 바와 같이, 보다 구체적으로 본 발명의 실시예에 따른 지진 관측 데이터의 모니터링 방법의 비정상 판단 프로세스를 살펴보면, (b) 단계(S200)는, (b1) 상기 지진 관측 센서의 데이터에 대하여 계기 보정하는 단계(S210)와, (b2) 계기 보정된 상기 지진 관측 센서에서 수신된 데이터에 대하여 관심 주파수 대역 필터를 통해 성분별 주파수 대역 필터링하는 단계(S220)와, (b3) 필터링된 데이터의 성분별 RMS 값을 산출하고, 산출된 RMS 값으로 성분간 비율을 산출하는 단계(S230)와, (b4) 산출된 각 성분간 비율이 상기 성분간 비율 정상 범위에 포함되는지 여부를 판단하고, 적어도 하나의 상기 성분간 비율이 포함되지 않는 경우, 비정상(abnormal)으로 판단하는 단계(S240)를 포함하여 구성될 수 있다.
(b1)의 계기 보정 단계(S210)는, 지진 센서의 판독값이 정확한지 확인하는 단계로서, 보정에는 계측기의 출력을 알려진 입력 또는 표준과 비교하는 작업이 포함될 수 있다.
지진 관측센서의 경우 제어되고 알려진 진동을 생성할 수 있는 흔들림 테이블을 사용하고, 센서의 출력을 알려진 입력과 비교하여 정확성을 확인할 수 있으며, 계측기의 출력이 예상 결과에서 벗어나는 경우 표준에 맞게 조정 또는 보정할 수 있다.
(b2) 단계(S220)는, 관심 주파수 대역 필터링 단계로서, 계기 보정된 상기 지진 관측 센서에서 수신된 데이터에 대하여 관심 주파수 대역 필터를 통해 성분별 주파수 대역 필터링하는 단계일 수 있다.
대역 필터링 단계는 지진 데이터에서 관심 있는 주파수 대역을 분리하는 데 사용되는 일반적인 방법입니다. 특정 주파수 범위 내의 지진파에 관심이 있고 이 범위를 벗어나는 노이즈나 기타 신호를 제거하는 단계일 수 있다.
(b3) 단계(S230)는 성분간 비율을 산출하는 단계로서, 필터링된 데이터의 성분별 RMS 값을 산출하고, 산출된 RMS 값으로 성분간 비율을 산출하는 단계일 수 있다.
여기서, 성분간 비율의 산출은 각 시간 단계에 대해 각 구성 성분(E, N, Z)에 대한 RMS를 계산한 다음 이러한 RMS 값의 비율(E/N, E/Z, N/Z)을 계산하는 것이 바람직하다.
지진 관측센서 데이터에서 RMS는 RMS는 데이터의 크기나 진폭을 나타내는 지표로서, 지진파의 세기가 크면 RMS 값도 커진다. 이를 통해 각 성분 (E, N, Z)의 지진파 강도를 비교할 수 있다.
또한, RMS는 시간에 따른 데이터의 변동성을 측정하는 데 사용되고, 지진 센서 데이터의 변동성이 높을수록 지진 활동이 더 활발한 것으로 해석할 수 있다.
또한, RMS는 신호의 에너지를 나타내는 지표로도 사용되고, RMS 값이 높을수록 신호에 더 많은 에너지가 전달되고 있다고 볼 수 있다.
또한, 지진 센서 데이터에서 RMS는 신호의 진폭과 잡음의 진폭을 비교하는 데 사용될 수 있고, RMS 값이 높으면 신호 대 잡음비가 좋다고 해석할 수 있으며, 이는 신호가 잡음에 비해 더 큰 진폭을 갖고 있다는 것을 의미할 수 있다.
이와 같이, 본 발명의 실시예에서 지진 관측센서 데이터의 구성 성분간 비율의 비교를 위해 RMS 데이터를 사용함으로써, 지진 센서 데이터의 이러한 특징을 분석하고, 각 성분의 데이터를 비교하여 지진의 강도, 변동성, 에너지 및 신호 대 잡음비 등을 추가적으로 파악할 수 있다는 장점이 있다.
(b4) 단계(S240)는, 비정상 알림 신호를 생성하는 단계로서, 앞서 산출된 각 성분간 비율이 상기 성분간 비율 정상 범위에 포함되는지 여부를 판단하고, 적어도 하나의 상기 성분간 비율이 포함되지 않는 경우, 비정상(abnormal)으로 판단하는 단계일 수 있다.
상술한 미리 설정된 성분간 비율 정상 범위는 지진 관측소의 단일 지진 관측센서에서 미리 설정된 기간 동안 측정되어 수집된 데이터로부터 관심 주파수 영역에서 성분간 비율 정상 범위를 모델링하는 방법으로 설정할 수 있다.
여기서, 모델링을 통해 설정된 성분간 비율 정상 범위는 상기 미리 설정된 기간 동안 측정되어 수집된 데이터로부터 산출된 성분간 비율의 RMS 값의 평균에서 ± 표준편차 2 내지 3을 갖는 범위로 설정될 수 있다.
또한, 성분간 비율 정상 범위를 모델링하는 단계는, 정상으로 판단된 데이터를 취합하여 상기 모델링을 업데이트 하는 단계를 포함할 수 있다.
이처럼, 본 발명의 실시예에 따른 단일 관측센서를 이용하는 지진 관측소의 관측자료 모니터링 방법은, 평균 및 표준 편차를 포함하여 이러한 비율의 통계적 속성을 이용하고, 이를 통해 "중심" 또는 일반적인 값(평균)과 변동성(표준 편차)를 통해 정상여부를 판단하기 위한 기준 데이터 범위를 설정할 수 있다.
이와 같은 성분간 비율 정상 범위를 설정하는 방법으로, 평균에 표준 편차를 더하거나 뺀 값을 사용할 수 있다. 예를 들어, 정상 범위는 평균 ± 2 표준 편차라고 할 수 있다. 이는 약 95%의 경우(정규 분포라고 가정할 때) 비율이 이 범위 내에 속할 것으로 예상할 수 있다는 의미하는 것으로, 비율이 이 범위를 벗어나면 이상 징후라고 판단할 수 있다.
이와 같은 성분간 비율 정상 범위는 별도의 데이터 세트 또는 다른 기간에 대해 테스트하여 이 참조 범위를 검증하고, 결과가 좋지 않으면 방법을 조정하거나 비율에 영향을 미칠 수 있는 다른 요인을 고려하여 이 범위를 업데이트 할 수 있다.
그리고, 도 3에 도시된 바와 같이, (b) 단계(S200)는, 상기 지진 관측 데이터의 성분간 비율(E/Z, N/Z, E/N)을 계산하고, 상기 E/Z, N/Z 및 E/N 비율을 상기 성분간 비율 정상 범위에 포함되는지 여부를 판단하여, 상기 E, N 및 Z 성분 모두의 이상 여부를 판단하고, 상기 E/Z와 N/Z의 비율을 해당 성분간 비율 정상 범위에 각각 포함되는지 여부를 판단하여, Z 성분 이상 여부를 판단하고, 상기 N/Z와 E/N의 비율을 해당 성분간 비율 정상 범위에 각각 포함되는지 여부를 판단하여, N 성분 이상 여부를 판단하고, 상기 E/Z와 E/N의 비율을 해당 성분간 비율 정상 범위에 각각 포함되는지 여부를 판단하여, E 성분 이상 여부를 판단하는 단계를 포함할 수 있다.
이처럼, 본 발명의 실시예에 따른 단일 관측센서를 이용하는 지진 관측소의 관측자료 모니터링 방법은, 산출된 각 성분간 비율이 상기 성분간 비율 정상 범위에 포함되는지 여부를 판단하여 적어도 하나의 상기 성분간 비율이 포함되지 않는 경우, 비정상(abnormal)으로 판단할 수 있다.
즉, 지진 관측센서의 성분 E, N 및 Z 모두가 비정상으로 판단되는 경우나, 적어도 어느 하나가 성분간 비율 정상 범위에 포함되지 않는 경우, 비정상(abnormal)으로 판단할 수 있다.
그리고, (c) 단계(S300)에서, 비정상으로 판단되는 경우, 상기 관측 데이터의 이상 알림 신호를 생성하고, 정상으로 판단되는 경우, 상기 (a) 단계(S100) 이하를 반복할 수 있다.
도 4는 본 발명의 실시예에 따른 단일 관측센서를 이용하는 지진 관측소의 관측자료에 대한 주파수 대역별 RMS 성분 비율의 비교 결과를 나타낸 그래프이다.
도 4에 도시된 바와 같이, N/Z와 E/N 성분 비율(Ration)에서 두드러지게 이상이 있음을 알 수 있고, 공통된 성분은 N 성분으로 N 성분의 이상이 있음을 알 수 있다.
도 5는 본 발명의 실시예에 따른 단일 관측센서를 이용하는 지진 관측소의 관측자료에 대한 PSD(Power Spectral Density) 분석 결과를 나타낸 그래프이다.
도 5는 2022년 07월 12일의 GSU 관측소의 속도자료에 대한 PSD 분석 결과이다. 보통 정상인 경우, 검정색 실선이 성분간 비율 범위에 해당하는 지구 모델로써, 분석 결과가 실선 안에 있는데, N성분인 HHN은 그것을 벗어나고 있음을 알 수 있다. 이와 같이 정상 범위를 벗어나는 경우 비정상(abnormal)으로 판단할 수 있다.
도 6은 본 발명의 실시예에 따른 단일 관측센서를 이용하는 지진 관측소의 일정기간 동안의 관측자료에 대한 속도계 및 가속도계의 일별 PSD 결과 값을 나타낸 그래프이고, 도 7은 본 발명의 실시예에 따른 단일 관측센서를 이용하는 지진 관측소의 일정기간 동안의 관측자료에 대한 성분간 RMS 비율의 결과를 나타낸 그래프이다.
일반적으로 PSD(Power Spectrum Density)를 이용하여 지구 고유 모델 안에서 관측이 되고 있는지를 확인하여, 정상/비정상을 판단한다.
도 6에 도시된 바와 같이, PSD 값이 정상 범위(지구 모델: 검은색 실선) 안에 존재(2021.10.15. ~ 10.16)하는데, 2021.10.17.일부터 속도계 PSD 값에서 진폭의 변화가 나타남을 알 수 있다.
일반적으로 지구 모델(검은색 실선) 안에 있기 때문에, 정상으로 판단하기 쉽다.
하지만, 도 7에 도시된 바와 같이, 성분간 비율(Ratio)를 비교를 해보면, E/Z 및 N/Z 비율(Ratio)에서 두드러지게 변화가 발생했음을 알 수 있고, 또한, 그 비율(Ratio) 만큼의 진폭의 변화가 있었음을 알 수 있다.
이와 같은 결과로 볼 때, 본 발명의 실시예와 같이, 단일 센서로 구성된 지진 관측소의 경우, 속도계의 각 성분간 비율(Ratio)의 분석을 통해 쉽게 이상 또는 비정상 여부를 탐지하고 효과적으로 모니터링 할 수 있다.
이상, 일부 예를 들어서 본 발명의 바람직한 여러 가지 실시 예에 대해서 설명하였지만, 본 "발명을 실시하기 위한 구체적인 내용" 항목에 기재된 여러 가지 다양한 실시 예에 관한 설명은 예시적인 것에 불과한 것이며, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 이상의 설명으로부터 본 발명을 다양하게 변형하여 실시하거나 본 발명과 균등한 실시를 행할 수 있다는 점을 잘 이해하고 있을 것이다.
또한, 본 발명은 다른 다양한 형태로 구현될 수 있기 때문에 본 발명은 상술한 설명에 의해서 한정되는 것이 아니며, 이상의 설명은 본 발명의 개시 내용이 완전해지도록 하기 위한 것으로 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 본 발명의 범주를 완전하게 알려주기 위해 제공되는 것일 뿐이며, 본 발명은 청구범위의 각 청구항에 의해서 정의될 뿐임을 알아야 한다.
100 : 지진 관측소의 관측자료 모니터링 시스템
110 : 지진 관측센서
120 : 데이터 수집부
130 : 정상신호 판단부
131 : 계기 보정부
132 : 대역 필터링부
133 : 성분간 비율 산출부
134 : 비정상 판단부
135 : 모델링부
150 : 알림신호 생성부
110 : 지진 관측센서
120 : 데이터 수집부
130 : 정상신호 판단부
131 : 계기 보정부
132 : 대역 필터링부
133 : 성분간 비율 산출부
134 : 비정상 판단부
135 : 모델링부
150 : 알림신호 생성부
Claims (15)
- (a) 데이터 수집부가 지진 관측소의 단일 지진 관측센서의 일정시간 동안의 지진 관측 데이터를 수신하는 단계;
(b) 정상신호 판단부가 수신한 지진 관측 데이터의 성분간 비율을 계산하고, 미리 설정된 성분간 비율 정상 범위에 포함되는지 여부를 통해 정상 여부를 판단하는 단계; 및
(c) 비정상으로 판단되는 경우, 알림신호 생성부가 상기 관측 데이터의 이상 알림 신호를 생성하고, 정상으로 판단되는 경우, 상기 (a) 단계 이하를 반복하는 단계를 포함하되,
상기 (b) 단계는, (b1) 상기 지진 관측 센서의 데이터에 대하여 계기 보정하는 단계와, (b2) 계기 보정된 상기 지진 관측 센서에서 수신된 데이터에 대하여 관심 주파수 대역 필터를 통해 성분별 주파수 대역 필터링하는 단계와, (b3) 필터링된 데이터의 성분(E,N,Z) 별 RMS 값을 산출하고, 산출된 RMS 값으로 성분간 비율(E/Z, N/Z, E/N)을 산출하는 단계와, (b4) 산출된 각 성분간 비율이 상기 성분간 비율 정상 범위에 포함되는지 여부를 판단하고, 적어도 하나의 상기 성분간 비율이 포함되지 않는 경우, 비정상(abnormal)으로 판단하는 단계를 포함하며,
상기 (b) 단계는, 상기 정상신호 판단부가 상기 지진 관측소의 단일 지진 관측센서에서 미리 설정된 기간 동안 측정되어 수집된 데이터로부터 관심 주파수 영역에서 상기 성분간 비율 정상 범위를 모델링하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는,
단일 관측센서를 이용하는 지진 관측소의 관측자료 모니터링 방법.
- 제1항에 있어서,
상기 지진 관측센서는,
속도계 또는 가속도계인 것을 특징으로 하는,
단일 관측센서를 이용하는 지진 관측소의 관측자료 모니터링 방법.
- 제1항에 있어서,
상기 (b) 단계는,
상기 정상신호 판단부가 수신한 지진 관측 데이터를 관심 주파수 영역에서 상기 지진 관측 데이터의 성분간 비율이 미리 설정된 상기 성분간 비율 정상 범위에 포함되는지 여부를 판단하고, 상기 지진 관측 데이터의 성분간 비율 중 적어도 하나가 포함되지 않는 경우 비정상으로 판단하는 것을 특징으로 하는,
단일 관측센서를 이용하는 지진 관측소의 관측자료 모니터링 방법.
- 삭제
- 삭제
- 제1항에 있어서,
상기 성분간 비율 정상 범위를 모델링하는 단계는,
상기 (c) 단계에서 정상으로 판단된 데이터를 취합하여 상기 모델링을 업데이트 하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는,
단일 관측센서를 이용하는 지진 관측소의 관측자료 모니터링 방법.
- 제1항에 있어서,
상기 성분간 비율 정상 범위는 상기 미리 설정된 기간 동안 측정되어 수집된 데이터로부터 산출된 성분간 비율의 RMS 값의 평균에서 ± 표준편차 2 내지 3을 갖는 범위인 것을 특징으로 하는,
단일 관측센서를 이용하는 지진 관측소의 관측자료 모니터링 방법.
- 제1항에 있어서,
상기 (b) 단계는,
상기 지진 관측 데이터의 성분간 비율(E/Z, N/Z, E/N)을 계산하고,
상기 E/Z, N/Z 및 E/N 비율을 상기 성분간 비율 정상 범위에 포함되는지 여부를 판단하여, 상기 E, N 및 Z 성분 모두의 이상 여부를 판단하고,
상기 E/Z와 N/Z의 비율을 해당 성분간 비율 정상 범위에 각각 포함되는지 여부를 판단하여, Z 성분 이상 여부를 판단하고,
상기 N/Z와 E/N의 비율을 해당 성분간 비율 정상 범위에 각각 포함되는지 여부를 판단하여, N 성분 이상 여부를 판단하고,
상기 E/Z와 E/N의 비율을 해당 성분간 비율 정상 범위에 각각 포함되는지 여부를 판단하여, E 성분 이상 여부를 판단하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는,
단일 관측센서를 이용하는 지진 관측소의 관측자료 모니터링 방법.
- 제1항 내지 제3항 및 제6항 내지 제8항 중 어느 한 항의 단일 관측센서를 이용하는 지진 관측소의 관측자료 점검방법을 실행하는 것을 특징으로 하는 단일 관측센서를 이용하는 지진 관측소의 관측자료 모니터링 시스템.
- 지진 관측소의 일정시간 동안의 지진을 감지하는 단일 지진 관측센서;
상기 지진 관측센서가 감지한 지진 관측 데이터를 수신하여 수집하는 데이터 수집부;
수집한 지진 관측 데이터의 성분간 비율을 계산하고, 미리 설정된 성분간 비율 정상 범위에 포함되는지 여부를 통해 정상 여부를 판단하는 정상신호 판단부; 및
정상신호 판단부가 비정상으로 판단되는 경우, 상기 관측 데이터의 이상 알림 신호를 생성하는 알림신호 생성부를 포함하되,
상기 정상신호 판단부는, 상기 지진 관측 센서의 데이터에 대하여 계기 보정하는 계기 보정부와, 상기 계기 보정부에서 보정된 상기 지진 관측 센서에서 수신된 데이터에 대하여 관심 주파수 대역 필터를 통해 성분별 주파수 대역 필터링하는 대역 필터링부와, 상기 대역 필터링부에서 필터링된 데이터의 성분(E,N,Z) 별 RMS 값을 산출하고, 산출된 RMS 값으로 성분간 비율(E/Z, N/Z, E/N)을 산출하는 성분간 비율 산출부와, 산출된 각 성분간 비율이 상기 성분간 비율 정상 범위에 포함되는지 여부를 판단하여 성분간 비율 판단부가 적어도 하나의 상기 성분간 비율이 포함되지 않는 경우, 비정상(abnormal)으로 판단하는 비정상 판단부를 포함하며,
상기 정상신호 판단부는, 상기 지진 관측소의 단일 지진 관측센서에서 미리 설정된 기간 동안 측정되어 수집된 데이터로부터 관심 주파수 영역에서 성분간 비율 정상 범위를 모델링하는 모델링부를 포함하는 것을 특징으로 하는,
단일 관측센서를 이용하는 지진 관측소의 관측자료 모니터링 시스템.
- 제10항에 있어서,
상기 지진 관측센서는,
속도계 또는 가속도계인 것을 특징으로 하는,
단일 관측센서를 이용하는 지진 관측소의 관측자료 모니터링 시스템.
- 삭제
- 삭제
- 제10항에 있어서,
상기 모델링부는,
상기 정상신호 판단부가 일정 기간 동안 정상으로 판단된 데이터를 취합하여 상기 모델링을 업데이트 하는 것을 특징으로 하는,
단일 관측센서를 이용하는 지진 관측소의 관측자료 모니터링 시스템.
- 제10항에 있어서,
상기 성분간 비율 정상 범위는 상기 미리 설정된 기간 동안 측정되어 수집된 데이터로부터 산출된 성분간 비율의 RMS 값의 평균에서 ± 표준편차 2 내지 3을 갖는 범위인 것을 특징으로 하는,
단일 관측센서를 이용하는 지진 관측소의 관측자료 모니터링 시스템.
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| KR1020230066068A KR102612771B1 (ko) | 2023-05-23 | 2023-05-23 | 단일 관측센서를 이용하는 지진 관측소의 관측자료 모니터링 시스템 및 방법 |
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| KR (1) | KR102612771B1 (ko) |
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2023
- 2023-05-23 KR KR1020230066068A patent/KR102612771B1/ko active IP Right Grant
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