KR102680980B1 - 배수갑문의 스마트 관리 시스템 - Google Patents

배수갑문의 스마트 관리 시스템

Info

Publication number
KR102680980B1
KR102680980B1 KR1020230157493A KR20230157493A KR102680980B1 KR 102680980 B1 KR102680980 B1 KR 102680980B1 KR 1020230157493 A KR1020230157493 A KR 1020230157493A KR 20230157493 A KR20230157493 A KR 20230157493A KR 102680980 B1 KR102680980 B1 KR 102680980B1
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
water
automatic door
gate
drain
door
Prior art date
Application number
KR1020230157493A
Other languages
English (en)
Inventor
김홍기
Original Assignee
주식회사 아주엔지니어링
Filing date
Publication date
Application filed by 주식회사 아주엔지니어링 filed Critical 주식회사 아주엔지니어링
Application granted granted Critical
Publication of KR102680980B1 publication Critical patent/KR102680980B1/ko

Links

Classifications

    • G—PHYSICS
    • G06—COMPUTING; CALCULATING OR COUNTING
    • G06Q—INFORMATION AND COMMUNICATION TECHNOLOGY [ICT] SPECIALLY ADAPTED FOR ADMINISTRATIVE, COMMERCIAL, FINANCIAL, MANAGERIAL OR SUPERVISORY PURPOSES; SYSTEMS OR METHODS SPECIALLY ADAPTED FOR ADMINISTRATIVE, COMMERCIAL, FINANCIAL, MANAGERIAL OR SUPERVISORY PURPOSES, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • G06Q50/00—Information and communication technology [ICT] specially adapted for implementation of business processes of specific business sectors, e.g. utilities or tourism
    • G06Q50/10—Services
    • E—FIXED CONSTRUCTIONS
    • E02—HYDRAULIC ENGINEERING; FOUNDATIONS; SOIL SHIFTING
    • E02B—HYDRAULIC ENGINEERING
    • E02B7/00—Barrages or weirs; Layout, construction, methods of, or devices for, making same
    • E02B7/20—Movable barrages; Lock or dry-dock gates
    • E02B7/205—Barrages controlled by the variations of the water level; automatically functioning barrages
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01C—MEASURING DISTANCES, LEVELS OR BEARINGS; SURVEYING; NAVIGATION; GYROSCOPIC INSTRUMENTS; PHOTOGRAMMETRY OR VIDEOGRAMMETRY
    • G01C9/00—Measuring inclination, e.g. by clinometers, by levels
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01D—MEASURING NOT SPECIALLY ADAPTED FOR A SPECIFIC VARIABLE; ARRANGEMENTS FOR MEASURING TWO OR MORE VARIABLES NOT COVERED IN A SINGLE OTHER SUBCLASS; TARIFF METERING APPARATUS; MEASURING OR TESTING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • G01D11/00—Component parts of measuring arrangements not specially adapted for a specific variable
    • G01D11/16—Elements for restraining, or preventing the movement of, parts, e.g. for zeroising
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01D—MEASURING NOT SPECIALLY ADAPTED FOR A SPECIFIC VARIABLE; ARRANGEMENTS FOR MEASURING TWO OR MORE VARIABLES NOT COVERED IN A SINGLE OTHER SUBCLASS; TARIFF METERING APPARATUS; MEASURING OR TESTING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • G01D21/00—Measuring or testing not otherwise provided for
    • G01D21/02—Measuring two or more variables by means not covered by a single other subclass
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01F—MEASURING VOLUME, VOLUME FLOW, MASS FLOW OR LIQUID LEVEL; METERING BY VOLUME
    • G01F23/00—Indicating or measuring liquid level or level of fluent solid material, e.g. indicating in terms of volume or indicating by means of an alarm
    • G01F23/0007—Indicating or measuring liquid level or level of fluent solid material, e.g. indicating in terms of volume or indicating by means of an alarm for discrete indicating and measuring
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N27/00—Investigating or analysing materials by the use of electric, electrochemical, or magnetic means
    • G01N27/02—Investigating or analysing materials by the use of electric, electrochemical, or magnetic means by investigating impedance
    • G01N27/04—Investigating or analysing materials by the use of electric, electrochemical, or magnetic means by investigating impedance by investigating resistance
    • G01N27/06—Investigating or analysing materials by the use of electric, electrochemical, or magnetic means by investigating impedance by investigating resistance of a liquid
    • G—PHYSICS
    • G08—SIGNALLING
    • G08B—SIGNALLING OR CALLING SYSTEMS; ORDER TELEGRAPHS; ALARM SYSTEMS
    • G08B21/00—Alarms responsive to a single specified undesired or abnormal condition and not otherwise provided for
    • G08B21/18—Status alarms
    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04W—WIRELESS COMMUNICATION NETWORKS
    • H04W4/00—Services specially adapted for wireless communication networks; Facilities therefor
    • H04W4/30—Services specially adapted for particular environments, situations or purposes
    • H04W4/38—Services specially adapted for particular environments, situations or purposes for collecting sensor information

Abstract

본 발명은 배수갑문의 스마트 관리 시스템에 관한 것으로, 보다 상세하게는 해수와 담수의 경계영역에 설치되는 배수공과 상기 배수공의 해수측에 설치되어 개폐 작동하는 자동문비를 포함하는 배수갑문; 상기 자동문비의 상태 정보를 실시간 수집하는 감지부; 및 상기 감지부에서 수집되는 상태 정보를 수신 및 저장하고, 수신한 상태 정보를 분석하여 상기 자동문비의 작동 상태와 이상 상황 여부를 판단하며 그 판단결과를 선택된 하나 이상의 관리자단말로 송신하여 모니터링되게 하는 제어부;를 포함하는 것을 특징이다.

Description

배수갑문의 스마트 관리 시스템{Smart management system for sea dike sluice}
본 발명은 방조제 등에 구축되는 배수갑문의 작동 상태를 실시간으로 모니터링할 수 있으며 특히 자동문비의 이상 상황이나 비정상 작동으로 인한 해수의 유입을 원격지에서도 즉시 인지할 수 있게 하는 배수갑문의 스마트 관리 시스템에 관한 것이다.
일반적으로 방조제라 함은 간척지와 같이 항상 해면보다 낮은 장소 또는 이상고조시에 관수(冠水)하는 장소에 해안을 따라 또는 해안과 일정거리로 이격하여 육지와 방조제 양쪽 선단을 연결하는 제방을 말하는바, 특히 육지 해안선이 내륙쪽으로 만곡되고 그 양측 선단이 외해쪽으로 연하여 전체 해안선이 마제형(瑪蹄形)으로 되는 지형에 있어서 해수의 유입을 차단하는 제방을 방조제라 한다.
이러한 방조제는 평상시 해수가 담수측으로 유입되지 않도록 담수측 배수갑문 및 해수측 자동문비를 닫아서 간척지, 관개지 등을 해수의 유입으로부터 보호하고, 홍수 등의 자연재해로 인한 피해를 방지하기 위해 담수측의 배수갑문을 개방하여 담수를 해수측으로 흐르도록 한다.
이러한 방조제는 관리자에 의해 관리되어 운영되며, 홍수 등의 자연재해 예상 상황을 제외하고는 항시 담수측의 배수갑문 및 해수측 자동문비가 닫힌 상태로 유지된다.
그런데 담수측의 배수갑문 및 해수측 자동문비에 이물질이 끼거나 또는 노후화에 따라 자동문비가 비정상적으로 작동할 경우 또는 관리자의 부주의로 인해 담수측의 배수갑문 및 해수측 자동문비가 열린 상태로 유지되는 경우가 종종 발생되고 있는데, 이러한 배수갑문의 열림 상태는 수위가 깊을 경우 육안으로도 확인이 쉽지 않다.
뿐만 아니라 만조시 유입되는 뻘 등의 퇴적물이 해수측 자동문비에 누적 퇴적됨에 따라 장마나 홍수와 같이 담수의 배수가 필요한 상황에서 자동문비의 개방 작동이 이루어지지 않을 수 있다.
이처럼 배수갑문의 열림 상태가 유지되어 해수가 유입되거나, 정착 필요한 상황에서 배수갑문의 열림 작동이 되지 않아 담수가 배수되지 못할 경우, 간척지 및 관계지 등에 막대한 피해와 경제적 손실이 발생할 수 있는 문제점이 있다.
대한민국 공개특허 제10-2011-0085438호(2011.07.27.)
따라서 본 발명의 목적은 방조제 등에 구축되는 배수갑문의 작동 상태를 실시간으로 모니터링할 수 있으며, 자동문비의 이상 상황이나 비정상 작동으로 인한 해수의 유입을 원격지에서도 즉시 인지되게 하여 신속한 조치가 이루어질 수 있게 하는 배수갑문의 스마트 관리 시스템을 제공하는 것이다.
상술한 과제를 해결하기 위한 수단으로서 본 발명의 배수갑문의 스마트 관리 시스템(이하 "본 발명의 시스템"이라 칭함)은, 해수와 담수의 경계영역에 설치되는 배수공과 상기 배수공의 해수측에 설치되어 개폐 작동하는 자동문비를 포함하는 배수갑문; 상기 자동문비의 상태 정보를 실시간 수집하는 감지부; 및 상기 감지부에서 수집되는 상태 정보를 수신 및 저장하고, 수신한 상태 정보를 분석하여 상기 자동문비의 작동 상태와 이상 상황 여부를 판단하며 그 판단결과를 선택된 하나 이상의 관리자단말로 송신하여 모니터링되게 하는 제어부;를 포함하는 것이 특징이다.
하나의 예로써, 상기 감지부는, 상기 자동문비에 장착되어 자동문비의 X축, Y축, Z축 기울기를 감지하고 감지신호를 출력하는 3축 기울기 센서를 포함하고, 상기 제어부는, 상기 3축 기울기 센서로부터 출력되는 감지신호를 수신하며 수신한 감지신호를 분석하여 자동문비의 개폐 상태 및 비정상 개폐 상태를 판단하는 것이 특징이다.
하나의 예로써, 상기 자동문비는, 복수의 종프레임과 횡프레임으로 구성되는 격자형 프레임을 포함하며, 상기 자동문비의 선택된 프레임에 상기 3축 기울기 센서가 착탈되게 하는 결속지그를 더 포함하는 것이 특징이다.
하나의 예로써, 상기 결속지그는, 상기 3축 기울기 센서를 수용하는 하우징과, 상기 프레임의 폭보다 큰 폭의 수용공간을 가지고 일측이 개구되는 'ㄷ'자 형상으로 상기 하우징의 선택된 하나 이상의 측면에 결합되는 체결브라켓과 외부로부터 상기 체결브라켓을 관통하여 일측이 상기 수용공간에 위치하는 하나 이상의 체결볼트와 상기 체결볼트의 일측에 결합되는 가압부재를 포함하는 착탈구로 구성되는 것이 특징이다.
하나의 예로써, 상기 담수측에 설치되어 담수의 수위를 계측하는 제 1수위계와, 상기 해수측에 설치되어 해수의 수위를 계측하는 제 2수위계를 포함하는 센서부;를 더 포함하고, 상기 제어부는, 상기 제 1수위계와 제 2수위계로부터 각각 출력되는 제 1계측신호와 제 2계측신호를 수신하여 변화하는 담수와 해수의 수위를 분석하고 그 분석결과를 선택된 하나 이상의 관리자단말로 송신하는 것이 특징이다.
하나의 예로써, 상기 센서부는, 상기 담수의 염분 농도를 계측하는 전도도센서를 더 포함하고, 상기 제어부는, 상기 전도도센서로부터 출력되는 계측신호를 수신하고 계측된 담수의 염분 농도가 기설정된 기준 염분 농도를 초과하는 경우 상기 자동문비의 비정상 열림 상태로 판단하며 그 판단결과를 선택된 하나 이상의 관리자단말로 송신하는 것이 특징이다.
하나의 예로써, 상기 제어부는, 상기 자동문비의 비정상 열림 상태로 판단할 경우, 해수의 유입이 차단되도록 상기 배수갑문의 담수측에 설치된 인양문비를 닫힘 작동시키는 것이 특징이다.
하나의 예로써, 상기 경계영역에 대한 영상을 촬영하는 하나 이상의 카메라와, 상기 카메라에서 촬영된 영상 정보를 수신하고 수신한 영상 정보를 분석하여 유수 방향을 도출하고, 상기 카메라에서 촬영된 영상 정보와 도출된 유수 방향 정보를 상기 제어부로 송신하는 영상감시부;를 더 포함하고, 상기 제어부는, 상기 영상감시부에서 송신하는 영상 정보와 유수 방향 정보를 수신 및 저장하고 수신한 영상 정보와 유수 방향 정보를 선택된 하나 이상의 관리자단말로 송신하는 것이 특징이다.
하나의 예로써, 상기 자동문비는, 상기 해수측 배수공의 상단에 힌지 결합되어 유수의 흐름에 따라 해수측 방향으로 자동 회전하는 회동식 문비이며, 해수측에 대면하는 자동문비의 일면 하부를 향하여 고압수를 토출하여 퇴적물을 제거하는 살수부;를 더 포함하는 것이 특징이다.
하나의 예로써, 상기 살수부는, 세척수가 저장되는 저장탱크와, 상기 자동문비의 상부 또는 하부에 인접 설치되면서 자동문비의 일면 하부를 향하도록 배치되는 하나 이상의 토출노즐과, 상기 저장탱크와 토출노즐 간을 연결하는 이송배관과, 상기 이송배관에 설치되며 저장탱크에 저장된 세척수를 토출노즐로 이송시키는 고압펌프를 포함하는 것이 특징이다.
하나의 예로써, 상기 살수부는, 상기 자동문비 상부에 구성되며 상기 이송배관과 연통하는 길이조절부와, 상기 길이조절부의 제어에 의해 상기 자동문비에서 상,하로 길이가 조절되는 가변배관과, 상기 가변배관의 끝단에 형성되는 토출노즐이 구성됨을 특징으로 한다.
하나의 예로써, 상기 가변배관에 있어 상기 토출노즐 상부에는 전기인가에 의해 자력이 형성되어 상기 자동문비로 부착되는 전자석이 더 구성됨을 특징으로 한다.
이처럼 본 발명의 시스템에 의하면, 방조제 등에 구축되는 배수갑문의 작동 상태를 실시간으로 모니터링할 수 있으며, 자동문비의 이상 상황이나 비정상 작동으로 인한 해수 유입 상황을 원격지에서도 관리자단말을 통해 즉시 인지할 수 있어 그에 따른 신속한 후속조치가 이루어져 해수 유입에 따른 담수호 주변의 간척지나 관계지 등의 피해 방지와 경제적인 손실을 최소화할 수 있는 효과가 있다.
또한 고압의 세척수를 퇴적물이 퇴적되는 위치로 토출하는 살수부를 구비함으로써 만조 시 해수와 함께 유입되는 퇴적물로 인한 자동문비의 작동 불능과 담수의 배수가 되지 못하여 발생할 수 있는 재해를 방지할 수 있는 효과가 있다.
도 1은 본 발명의 시스템을 개략적으로 나타내는 도면.
도 2는 본 발명의 일 실시 예에 따른 시스템의 구성을 나타내는 블록도.
도 3은 본 발명의 일 실시 예에 따른 살수부의 배치 구조를 나타내는 측면도.
도 4는 본 발명의 다른 실시 예에 따른 살수부의 배치 구조를 나타내는 측면도.
도 5 내지 도 7은 본 발명의 일 실시 예에 따른 관리자단말에서 표시되는 모니터링화면.
도 8 및 도 9는 본 발명의 또 다른 실시 예에 따른 살수부의 구조를 나타내는 측단면도.
도 10은 본 발명의 일 실시 예에 따른 결속지그의 적용예를 나타내는 도면.
도 11a 및 도 11b는 본 발명의 일 실시 예에 따른 결속지그의 구성을 나타내는 도면.
본 발명을 설명함에 있어서, 본 명세서 및 청구범위에 사용된 용어나 단어는 발명자가 그 자신의 발명을 가장 최선의 방법으로 설명하기 위해 용어의 개념을 적절하게 정의할 수 있다는 원칙에 입각하여 본 발명의 기술적 사상에 부합되는 의미와 개념으로 해석되어야만 한다.
이하에서는 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시 예를 설명한다.
도 1을 참조하면, 본 발명의 시스템은 해수와 담수의 경계영역에 설치되는 배수갑문(10)과, 상기 배수갑문(10)의 자동문비(110)에 대한 상태 정보를 수집하는 감지부(20)와, 상기 감지부(20)의 상태 정보를 수신하고 이를 분석하여 자동문비의 작동 상태와 이상 상황 여부를 판단하는 제어부(30)와, 상기 제어부(30)의 판단결과를 수신하여 자동문비(110)에 대한 작동 상태와 이상 상황 여부를 모니터링하는 관리자단말(40)을 포함하여 구성될 수 있다.
배수갑문(10)는 해수와 담수의 경계영역에 설치되는 콘크리트 구조물로, 간조 시 담수를 해수측으로 배수시키기 위한 배수공(100)이 구비될 수 있다.
그리고 배수갑문(10)은 상기 배수공(100)을 중앙으로 해수측에 설치되어 개폐 작동하는 하나 이상의 자동문비(110)와, 담수측에 설치되어 개폐 작동하는 하나 이상의 인양문비(120)를 포함할 수 있다.
자동문비(110)는 해수측 배수공(100)의 상단에 힌지 결합되어 유수의 흐름에 따라 해수측 방향으로 자동 회전하는 회동식 문비일 수 있다.
인양문비(120)는 구동모터로부터 전달되는 동력에 의해 선택적으로 개폐 작동이 이루어지는 전동식 문비일 수 있다.
감지부(20)는 상기 자동문비(110)의 상태 정보를 실시간으로 수집할 수 있다.
일 예로 감지부(20)는 도 2에 도시된 바와 같이 상기 자동문비(110)에 장착되어 자동문비(110)의 움직임에 따라 X축, Y축, Z축 기울기를 각각 감지하고 감지신호를 출력하는 3축 기울기 센서(200)를 포함할 수 있다.
제어부(30)는 상기 감지부(20)와 전기적으로 연결되어 감지부(20)에서 수집한 자동문비(110)의 상태 정보를 수신할 수 있으며, 도면에 도시된 바 없으나 메모리가 구비되어 수신한 상태 정보를 저장할 수 있다.
그리고 제어부(30)는 수신한 상태 정보를 분석하여 상기 자동문비(110)의 작동 상태와 이상 상황 여부를 판단하며, 그 판단결과를 선택된 하나 이상의 관리자단말(40)로 송신하여 모니터링되게 할 수 있다.
일 예로 제어부(30)는 상기 3축 기울기 센서(200)로부터 출력되는 감지신호를 수신하며 수신한 감지신호 즉 X축, Y축, Z축 각각의 기울기값을 분석하여 자동문비(110)의 개폐 상태 및 비정상 개폐 상태를 판단할 수 있다.
제어부(30)는 Z축 방향의 기울기값을 분석하여 자동문비(110)의 열림 또는 닫힘 동작을 구분할 수 있으며, 기설정된 비정상 개폐 기울기 범위와의 비교 분석을 통해 자동문비(110)가 개폐 각도를 인지하여 완전히 열리지 않거나 완전히 닫히지 않은 상태를 판단할 수 있다.
이는 담수의 배수 과정에서 발생하는 부유물에 의한 끼임 현상이거나 노후화에 따른 자동문비(110)의 힌지 구조 고장이라 판단할 수 있다.
또한 제어부(30)는 X축 방향의 기울기값 또는 Y축 방향의 기울기값을 분석하여 자동문비(110)의 틀어짐 등을 포함하는 구조적손상으로 판단할 수 있다.
이와 같은 자동문비(110)의 이상 상황이 발생할 경우 제어부(30)는 이상 상황 발생을 알릴 수 있는 알림신호를 출력하여 공지의 통신망을 통해 선택된 관리자단말(40)로 전송할 수 있다.
이때 알림신호는 기저정된 경고메시지 또는 경고음성 또는 경고음 중 어느 하나 또는 둘 이상일 수 있으며, 상기 관리자단말(40)이 관리자가 소지하는 모바일 기기일 경우 이상 작동이 발생한 시설 정보를 포함하는 SMS메시지 형태로 전송될 수 있다.
제어부(30)는 이동 통신망 또는 무선 인터넷망을 지원하는 통신모듈이 탑재되어 선택된 관리자단말(40)과 데이터 통신할 수 있으며, 자동문비(110)의 작동 상태와 이상 상황 여부 판단 결과 및 알림신호 등을 관리자단말(40)로 송신할 수 있다.
이에 따라 관리자는 원격지에서도 자동문비(110)에 대한 상태 정보를 실시간 모니터링할 수 있게 되며, 알림신호를 통해 자동문비(110)의 이상 상황을 즉시 확인할 수 있게 되므로 신속한 후속조치가 이루어질 수 있게 된다.
한편 본 발명의 시스템은, 상기 담수측에 설치되어 담수의 수위를 계측하는 제 1수위계(500)와, 상기 해수측에 설치되어 해수의 수위를 계측하는 제 2수위계(510)를 포함하는 센서부(50)를 더 포함할 수 있다.
그리고 제어부(30)는, 상기 제 1수위계(500)와 제 2수위계(510)로부터 각각 출력되는 제 1계측신호와 제 2계측신호를 수신하여 변화하는 담수와 해수의 수위를 분석하고 그 분석결과를 선택된 하나 이상의 관리자단말(40)로 송신할 수 있다.
이때 제어부(30)는 담수 또는 해수에 대한 위험 수위를 사전에 설정할 수 있으며, 상기 제 1수위계(500)와 제 2수위계(510)로부터 계측되는 담수 및 해수의 수위가 설정된 위험 수위를 초과하는 경우, 위험을 알릴 수 있는 알림신호를 출력하고 이를 선택된 하나 이상의 관리자단말(40)로 송신할 수 있다.
센서부(50)는 상기 담수의 염분 농도를 계측하는 전도도센서(520)를 더 포함할 수 있다.
제어부(30)는 상기 전도도센서(520)로부터 출력되는 계측신호를 수신하고 계측된 담수의 염분 농도가 기설정된 기준 염분 농도를 초과하는 경우, 상기 자동문비(110)의 비정상 열림 상태에 의한 해수 유입으로 판단할 수 있다.
그리고 제어부(30)는 염분 농도의 비교 분석을 통해 자동문비(110)의 비정상 열림 상태가 발생할 경우, 그 판단결과를 선택된 하나 이상의 관리자단말(40)로 송신함으로써, 관리자로 하여금 즉각적인 점검이 개시될 수 있도록 한다.
또한 이 경우 제어부(30)는 자동으로 해수의 유입이 차단될 수 있도록 상기 배수갑문(10)의 담수측에 설치된 인양문비(120)를 닫힘 작동시킬 수도 있다.
관리자단말(40)은 사전에 상기 제어부(30)로부터 접속 권한이 부여되며, 모니터링을 위한 디스플레이가 마련된 단말일 수 있다.
일 예로 상기 관리자단말(40)은 원격지의 통합관제실에 구비되는 관리자 PC이거나 통합제어판넬에 구비되는 터치 스크린일 수 있으며, 관리자가 휴대할 수 있는 스마트폰 또는 태블릿 PC와 같은 모바일기기일 수 있다.
그리고 관리자단말(40)은 각종 설정 및 제어 명령의 입력을 위한 메뉴입력창과, 제어부(30)로부터 전달되는 모니터링 정보를 가공하여 가시적으로 표시하는 소프트웨어가 사전 설치된 단말일 수 있다.
관리자단말(40)은 배수갑문(10)을 구성하는 복수의 인양문비(120) 중 하나 이상을 선택할 수 있으며, 선택된 인양문비(120)에 대한 제어 명령을 입력하여 해당 인양문비(120)의 개폐 작동이 원격지에서도 제어되게 할 수 있다.
제어부(30)는 선택된 하나 이상의 관리자단말(40)에서 입력되는 제어명령에 대응하는 제어신호를 출력할 수 있으며, 도 2에 도시된 바와 같이 상기 인양문비(120)의 개폐 작동을 위한 구동모터와 전기적으로 연결되어 복수의 인양문비(120)에 대한 일괄 개폐 작동 또는 개별 개폐 작동을 제어할 수 있다.
관리자단말(40)은 상기 제어부(30)로부터 전송되는 자동문비(110)의 작동 상태와 이상 상황 여부 판단 결과를 수신하고, 이를 가시적으로 표시하여 모니터링할 수 있다.
도 5 내지 도 7은 관리자단말(40)에서 표시되는 모니터링화면의 예로, 도 5를 참조하면 관리자단말(40)은 선택된 하나 이상의 자동문비(110)에 대한 X축, Y축, Z축 각 방향의 기울기값을 그래프로 표시할 수 있다.
뿐만 아니라 도 6에 도시된 바와 같이 상기 센서부(50)로부터 실시간으로 수집되는 센싱 정보 즉, 해수측 수위와 담수측 수위 및 담수의 염분 농도 등을 그래프로 표시함으로써 원격지에서 관리자가 배수갑문(10)에 대한 수위 변화 등을 용이하게 인지할 수 있도록 한다.
특히 관리자단말(40)에서는 도 7에 도시된 바와 같이 자동문비(110)의 3축 기울기 값과 담수의 염분 농도를 함께 비교 표시함으로써 이들의 상관관계 즉, 자동문비(110)의 비정상 기울기 변화가 담수의 염분 농도 상승을 초래하는 결과로 이어지는 관계성을 확인시켜 줄 수 있다.
본 발명의 일 실시 예에 따르면, 도면에 도시된 바 없으나 배수갑문(10)에서 유수의 방향 정보를 제공할 수 있는 영상감시부를 더 포함할 수 있다.
영상감시부는 상기 경계영역에 대한 영상을 촬영하는 하나 이상의 카메라와, 상기 카메라에서 촬영된 영상 정보를 수신하고 수신한 영상 정보를 분석하여 유수 방향을 도출하는 분석프로그램을 포함하고, 상기 카메라에서 촬영된 영상 정보와 도출된 유수 방향 정보를 상기 제어부(30)로 송신할 수 있다.
이때 영상으로부터 유체의 이동성을 분석하기 위한 상기 분석프로그램은 공지의 다양한 영상 분석 기법 중 적합한 하나를 선택하여 적용할 수 있는 바 이에 대한 구체적인 설명은 생략한다.
제어부(30)는 상기 영상감시부에서 송신하는 영상 정보와 유수 방향 정보를 수신 및 저장하고 수신한 영상 정보와 유수 방향 정보를 선택된 하나 이상의 관리자단말(40)로 송신할 수 있으며, 관리자단말(40)는 제어부(30)로부터 송신한 영상 정보와 유수 방향 정보를 표시하여 모니터링함으로써 현장 방문 없이도 배수갑문(10)의 유수 처리를 육안 확인할 수 있다.
한편 자동문비(110)는 앞서 언급한 바와 같이 유수의 흐름에 따라 해수측 방향으로 회전하는 회동식 문비일 수 있다.
배수갑문(10)은 만조 시 해수의 수위가 상승하게 되므로 자동문비(110)의 닫힘이 유지되지만, 해수와 함께 유입되는 뻘 등의 퇴적물이 자동문비(110)에 간조 시에도 그대로 퇴적될 수 있는 바, 이러한 퇴적물의 중량이 담수의 배수 수압보다 크게 작용할 경우 자동문비(110)의 열림 작동이 불가하여 배수갑문(10)의 기능이 정지되는 문제점이 발생하게 된다.
이에 본 발명의 시스템에서는 해수측에 대면하는 자동문비(110)의 일면 하부를 향하여 고압수를 토출하여 퇴적물을 제거하는 살수부(60)를 더 포함하는 구성을 제시한다.
살수부(60)는 세척수가 저장되는 저장탱크(600)와, 상기 자동문비(110)에 인접 설치되면서 자동문비(110)의 일면 하부를 향하도록 배치되는 하나 이상의 토출노즐(640)과, 상기 저장탱크(600)와 토출노즐(640) 간을 연결하는 이송배관(620)과, 상기 이송배관(620)에 설치되며 저장탱크(600)에 저장된 세척수를 토출노즐로 이송시키는 고압펌프(610)를 포함할 수 있다.
일 예로 상기 토출노즐(640)은 도 3에 도시된 바와 같이 자동문비(110)의 하부에 인접 설치될 수 있다.
다른 예로 상기 토출노즐(640)은 도 4에 도시된 바와 같이 자동문비(110)의 상부에 인접 설치될 수 있다.
이때 상기 저장탱크(600)에 저장된 세척수는 담수를 이용할 수 있다.
그리고 살수부(60)는 상기 이송배관(620)을 통해 이송하는 세척수의 흐름을 제어할 수 있는 개폐밸브(630)를 더 포함할 수 있다.
이러한 살수부(60)의 작동은 관리자단말(40)의 제어명령에 의해 선택적으로 실시되거나 또는 시기별 만조 및 간조 시간을 고려하여 상기 제어부(30)에서 사전 설정된 시간마다 실시될 수 있다.
이처럼 본 발명에서는 고압의 세척수를 퇴적물이 퇴적되는 위치로 토출하는 살수부(60)를 구비함으로써 만조 시 해수와 함께 유입되는 퇴적물로 인한 자동문비(110)의 작동 불능과 그로 인한 재해를 방지할 수 있게 된다.
한편 본 발명에서는 도 8 및 도 9에서 상기 살수부(60)의 다른 예를 도시하고 있는 바, 본 실시예의 살수부(60)는 자동문비(110)의 모든 위치에서 살수가 가능하도록 하여 침적된 퇴적물의 높이에 따른 살수가 가능하도록 하는 것은 물론 자동문비(110)에 침적된 따개비 등 각종 이물질의 제거도 가능하도록 한다.
본 실시예의 경우도 저장탱크(600), 고압펌프(610), 이송배관(620), 개폐밸브(630) 및 토출노즐(640)은 동일하게 구성되며, 이에 더하여 길이조절부(650)가 더 구성되고, 가변배관(660)의 끝단에 토출노즐(640)이 구성되고, 가변배관(660)에 있어 토출노즐(640) 상단에 전자석(670)이 더 구성됨이 다른 바, 이하에서는 길이조절부(650), 가변배관(660) 및 전자석(670) 등에 대해 상세히 설명한다.
본 실시예에 있어 상기 저장탱크(600)에는 세척수는 물론 방오제가 더 저장되도록 하여 상기 살수부(60)의 살수에 의해 자동문비(110)에 부착된 따개비 등 해양생물의 탈리도 가능하도록 할 수 있다.
상기 길이조절부(650)는 상기 자동문비(110)의 상부에 구성되는 것으로, 상기 가변배관(660)의 길이가 상,하로 조절되도록 하는 구성에 해당한다.
이러한 길이조절부(650)는 가변배관(660)의 상승 및 하강을 제어토록 하는 구성으로 다양한 공지의 구성이 적용될 수 있는 바, 일 예로 상기 가변배관(660)은 다단봉 구조로 자동으로 신장되거나 축소될 수 있도록 구성될 수 있으며 이러한 다단봉 구조로 가변배관(660)이 구성되는 경우 상기 길이조절부(650)는 유압 등의 제어로 상기 가변배관(660)이 신장되거나 축소되도록 할 수 있다.
또한 다른 예로, 도면에 도시된 바는 없으나 상기 길이조절부(650)내부에 모터와 연동하는 드럼과 상기 드럼에 권취되도록 구성되는 가요성 재질의 가변배관(660)으로 구성되어 상기 길이조절부(650)의 제어에 의해 상기 가변배관(660)의 길이가 상,하로 조절되도록 하는 것이다.
가변배관(660)을 다단봉 구조로 하거나 가요성 재질로 구성하는 경우에도 상기 가변배관(660)의 일단에는 이송배관(620)이 연결되고, 타단에는 토출노즐(640)이 연결되어야 한다.
상기 전자석(670)은 상기 가변배관(660)에 있어 상기 토출노즐(640) 상부에 구성되는 것으로, 당연히 상기 전자석(670)은 도면에 도시된 바는 없으나 전기인가수단과 전기선에 의해 연결되도록 하여야 하며 전기인가수단은 상기 길이조절부(650) 내부에 구성되어 상기 전자석(670)이 제어되도록 하며, 전기인가수단에 의해 상기 전자석(670)으로 전기가 인가됨으로써 전자석(670)이 자력에 의해 도 9에서 보는 바와 같이 자동문비(110)에 부착되도록 하는 것이다.
이렇게 전자석(670)이 구성되는 이유는 상기 가변배관(660)이 살수위치로 길이를 가변한 후에 상기 전자석(670)이 자동문비(110)에 부착되도록 하여 견고한 고정위치에서 토출노즐(640)에 의한 살수가 이루어지도록 하여 자동문비(110)에서 퇴적물 등의 탈리효율을 높이도록 하기 위한 것이고, 견고한 고정에 더하여 도 9에서 보는 바와 같이 토출노즐(640)에 의한 살수방향이 자동문비(110) 방향으로 유도되도록 하여 자동문비(110)의 계면에 부착된 퇴적물 등의 탈리효율을 더욱 높이도록 하기 위한 것이다.
상기 전자석(670)은 도 8에서 보는 바와 같이 양단부에 돌출되는 형태로 구성되어 전기인가에 의한 자력발생시 상기 전자석(670)이 양단부에 의해 자동문비(110)에 고정되도록 하는 것이 바람직한데, 이는 자동문비(110)에 따개비 등이 부착되어 평활도가 저하된 경우에도 전자석(670)의 자동문비(110)에 부착이 용이하도록 하기 위한 것이다.
한편 자동문비(110)는 앞서 언급한 바와 같이 해수측 배수공(100)의 상단에 힌지 결합되어 유수의 흐름에 따라 해수측 방향으로 자동 회전하는 회동식 문비일 수 있으며, 강성을 보강하기 위하여 복수의 종프레임과 횡프레임으로 구성되는 격자형 프레임(111)을 포함하는 구조를 가질 수 있다.
그리고 3축 기울기 센서(200)는 유지보수의 편의성을 위하여 상기 자동문비(110)에 착탈 가능하도록 구성됨이 바람직하다.
일 예로 본 발명은 도 10에 도시된 바와 같이 상기 자동문비(110)의 선택된 프레임에 상기 3축 기울기 센서(200)가 착탈되게 하는 결속지그를 포함할 수 있다.
결속지그는 3축 기울기 센서(200)를 수용하는 하우징(220)과, 상기 하우징(220)을 선택된 프레임(111)에 착탈 가능하도록 체결시키는 착탈구(210)를 포함할 수 있다.
하우징(220)은 도 11a에 도시된 바와 같이 상기 3축 기울기 센서(200)가 수용될 수 있는 함체 구조로, 상부에 개폐커버가 마련될 수 있다.
그리고 하우징(220)은 일측면에 절개부위가 형성되어 수용된 3축 기울기 센서(200)의 신호선 또는 전원선이 노출될 수 있도록 한다.
착탈구(210)는 자동문비(110)의 프레임(111)의 폭보다 상대적으로 큰 폭의 수용공간(212)을 가지고, 일측이 개구되는 'ㄷ'자 형상으로 상기 하우징(220)의 선택된 하나 이상의 측면에 결합되는 체결브라켓(211)과, 외부로부터 상기 체결브라켓(211)을 관통하여 일측이 상기 수용공간(212)에 위치하는 하나 이상의 체결볼트(214)와, 상기 체결볼트(214)의 일측에 결합되는 가압부재(213)를 포함할 수 있다.
즉, 도 11b에 도시된 바와 같이 착탈구(210)는 개구부위를 통해 선택된 프레임(111)이 수용공간(212)으로 수용될 수 있으며, 체결볼트(214)의 회전에 의해 가압부재(213)가 이동하여 수용된 프레임(111)을 가압함으로써 하우징(220)이 프레임(111)에 고정되게 하는 것이다.
또한 3축 기울기 센서(200)의 유지 보수가 필요할 경우 상기 체결볼트(214)를 반대방향으로 회전시켜 가압부재(213)의 가압력이 해제되게 하여 하우징(220)이 프레임(211)으로부터 분리되게 할 수 있다.
이때 도 10에서는 상기 두 개의 착탈구(210)가 하우징(220)에 좌측면과 상측면에 각각 결합되어 하우징(220)을 중심으로 직교하며, 3축 기울기 센서(200)가 수용된 하우징(220)이 횡프레임과 종프레임 간 교차 부위에 장착된 예를 도시하고 있으나, 본 발명이 이에 한정되는 것은 아니며 하나의 착탈구(210)만으로도 자동문비(110)의 선택된 일 프레임(111)에 장착될 수 있음은 당연하다.
이상 설명한 내용을 통해 당업자라면 본 발명의 기술사상을 일탈하지 아니하는 범위에서 다양한 변경 및 수정 가능함을 알 수 있을 것이다. 따라서, 본 발명의 기술적 범위는 명세서의 상세한 설명에 기재된 내용으로 한정되는 것이 아니라 특허청구범위에 의해 정해져야만 할 것이다.
10 : 배수갑문 20 : 감지부
30 : 제어부 40 : 관리자단말
50 : 센서부 60 : 살수부
100 : 배수공 110 : 자동문비
120 : 인양문비 200 : 3축 기울기 센서
210 : 착탈구 211 : 체결브라켓
212 : 수용공간 213 : 가압부재
214 : 체결볼트 220 : 하우징
500 : 제 1수위계 510 : 제 2수위계
520 : 전도도 센서

Claims (12)

  1. 해수와 담수의 경계영역에 설치되는 배수공과 상기 배수공의 해수측에 설치되어 개폐 작동하는 자동문비를 포함하는 배수갑문;
    상기 자동문비의 상태 정보를 실시간 수집하는 감지부; 및
    상기 감지부에서 수집되는 상태 정보를 수신 및 저장하고, 수신한 상태 정보를 분석하여 상기 자동문비의 작동 상태와 이상 상황 여부를 판단하며 그 판단결과를 선택된 하나 이상의 관리자단말로 송신하여 모니터링되게 하는 제어부;를 포함하고,
    상기 자동문비는,
    상기 해수측 배수공의 상단에 힌지 결합되어 유수의 흐름에 따라 해수측 방향으로 자동 회전하는 회동식 문비이며,
    해수측에 대면하는 자동문비의 일면 하부를 향하여 고압수를 토출하여 퇴적물을 제거하는 살수부;를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 배수갑문의 스마트 관리 시스템.
  2. 제 1항에 있어서,
    상기 감지부는,
    상기 자동문비에 장착되어 자동문비의 X축, Y축, Z축 기울기를 감지하고 감지신호를 출력하는 3축 기울기 센서를 포함하고,
    상기 제어부는,
    상기 3축 기울기 센서로부터 출력되는 감지신호를 수신하며 수신한 감지신호를 분석하여 자동문비의 개폐 상태 및 비정상 개폐 상태를 판단하는 것을 특징으로 하는 배수갑문의 스마트 관리 시스템.
  3. 제 2항에 있어서,
    상기 자동문비는,
    복수의 종프레임과 횡프레임으로 구성되는 격자형 프레임을 포함하며,
    상기 자동문비의 선택된 프레임에 상기 3축 기울기 센서가 착탈되게 하는 결속지그를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 배수갑문의 스마트 관리 시스템.
  4. 제 3항에 있어서,
    상기 결속지그는,
    상기 3축 기울기 센서를 수용하는 하우징과, 상기 프레임의 폭보다 큰 폭의 수용공간을 가지고 일측이 개구되는 'ㄷ'자 형상으로 상기 하우징의 선택된 하나 이상의 측면에 결합되는 체결브라켓과 외부로부터 상기 체결브라켓을 관통하여 일측이 상기 수용공간에 위치하는 하나 이상의 체결볼트와 상기 체결볼트의 일측에 결합되는 가압부재를 포함하는 착탈구로 구성되는 것을 특징으로 하는 배수갑문의 스마트 관리 시스템.
  5. 제 1항에 있어서,
    담수측에 설치되어 담수의 수위를 계측하는 제 1수위계와, 상기 해수측에 설치되어 해수의 수위를 계측하는 제 2수위계를 포함하는 센서부;를 더 포함하고,
    상기 제어부는
    상기 제 1수위계와 제 2수위계로부터 각각 출력되는 제 1계측신호와 제 2계측신호를 수신하여 변화하는 담수와 해수의 수위를 분석하고 그 분석결과를 선택된 하나 이상의 관리자단말로 송신하는 것을 특징으로 하는 배수갑문의 스마트 관리 시스템.
  6. 제 5항에 있어서,
    상기 센서부는,
    상기 담수의 염분 농도를 계측하는 전도도센서를 더 포함하고,
    상기 제어부는,
    상기 전도도센서로부터 출력되는 계측신호를 수신하고 계측된 담수의 염분 농도가 기설정된 기준 염분 농도를 초과하는 경우 상기 자동문비의 비정상 열림 상태로 판단하며 그 판단결과를 선택된 하나 이상의 관리자단말로 송신하는 것을 특징으로 하는 배수갑문의 스마트 관리 시스템.
  7. 제 6항에 있어서,
    상기 제어부는,
    상기 자동문비의 비정상 열림 상태로 판단할 경우, 해수의 유입이 차단되도록 상기 배수갑문의 담수측에 설치된 인양문비를 닫힘 작동시키는 것을 특징으로 하는 배수갑문의 스마트 관리 시스템.
  8. 제 1항에 있어서,
    상기 경계영역에 대한 영상을 촬영하는 하나 이상의 카메라와, 상기 카메라에서 촬영된 영상 정보를 수신하고 수신한 영상 정보를 분석하여 유수 방향을 도출하고, 상기 카메라에서 촬영된 영상 정보와 도출된 유수 방향 정보를 상기 제어부로 송신하는 영상감시부;를 더 포함하고,
    상기 제어부는,
    상기 영상감시부에서 송신하는 영상 정보와 유수 방향 정보를 수신 및 저장하고 수신한 영상 정보와 유수 방향 정보를 선택된 하나 이상의 관리자단말로 송신하는 것을 특징으로 하는 배수갑문의 스마트 관리 시스템.
  9. 삭제
  10. 제 1항에 있어서,
    상기 살수부는,
    세척수가 저장되는 저장탱크와, 상기 자동문비의 상부 또는 하부에 인접 설치되면서 자동문비의 일면 하부를 향하도록 배치되는 하나 이상의 토출노즐과, 상기 저장탱크와 토출노즐 간을 연결하는 이송배관과, 상기 이송배관에 설치되며 저장탱크에 저장된 세척수를 토출노즐로 이송시키는 고압펌프를 포함하는 것을 특징으로 하는 배수갑문의 스마트 관리 시스템.
  11. 제 10항에 있어서,
    상기 살수부는,
    상기 자동문비 상부에 구성되며 상기 이송배관과 연통하는 길이조절부와, 상기 길이조절부의 제어에 의해 상기 자동문비에서 상,하로 길이가 조절되는 가변배관과, 상기 가변배관의 끝단에 형성되는 토출노즐이 구성됨을 특징으로 하는 배수갑문의 스마트 관리 시스템.
  12. 제 11항에 있어서,
    상기 가변배관에 있어 상기 토출노즐 상부에는 전기인가에 의해 자력이 형성되어 상기 자동문비로 부착되는 전자석이 더 구성됨을 특징으로 하는 배수갑문의 스마트 관리 시스템.
KR1020230157493A 2023-11-14 배수갑문의 스마트 관리 시스템 KR102680980B1 (ko)

Publications (1)

Publication Number Publication Date
KR102680980B1 true KR102680980B1 (ko) 2024-07-03

Family

ID=

Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2019218720A (ja) * 2018-06-18 2019-12-26 豊国工業株式会社 水門開閉装置及びその開閉制御方法

Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2019218720A (ja) * 2018-06-18 2019-12-26 豊国工業株式会社 水門開閉装置及びその開閉制御方法

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP4472749B2 (ja) 防潮装置および防潮構造
RU2555178C2 (ru) Защитная конструкция для сбора текучей среды, вытекающей в водное пространство
KR101308076B1 (ko) 센서기반 오감 정보를 이용한 수리시설물의 지능형 물관리 자동화시스템
KR100920684B1 (ko) 무인 완전자동화 하천수문 개폐시스템
KR101786494B1 (ko) 대규모 빗물 저류조의 유지 관리 시스템
KR102140831B1 (ko) 스마트 워터 그리드 맞춤형 기계 과부하시 오감기술을 이용한 무인 수처리 시스템
KR20200039194A (ko) 인버터 제어 방식을 이용한 펌프 일체형 수문 제어 시스템
KR101113070B1 (ko) 농수로의 실시간 물관리 감시 시스템
US11686082B2 (en) Detection and monitoring system for the management of combined sewer systems
KR100519582B1 (ko) 시료수 채수장치
KR102680980B1 (ko) 배수갑문의 스마트 관리 시스템
US11371235B2 (en) Partial blockage detection using backwater valve
JP2000319857A (ja) 防潮装置
KR102176605B1 (ko) 양방향 이중개폐식 저층수 배출장치
CA2938239A1 (en) Flashboard riser system and method for water management
KR100579869B1 (ko) 다중구동원을 구비한 하부 방류형 어도 겸용 가동보 수문및 그 구동방법
JP4073195B2 (ja) 水圧駆動式の防水装置
JP4550233B2 (ja) 可動防水装置
KR101739117B1 (ko) 자가 진단이 가능한 저수지 통합 관리 시스템
KR101444426B1 (ko) 수질개선용 제방 구조물
JP4489717B2 (ja) 合流式管渠におけるスクリーンの稼働管理システム
CN112127393A (zh) 地下室抗浮系统
KR101968692B1 (ko) 전도방지장치를 갖춘 가동보
JP7344411B1 (ja) 水門監視制御装置、水門監視システム、水門監視方法及び水門監視方法をコンピュータに実行させるコンピュータプログラム
CN213773505U (zh) 地下室抗浮系统