KR102683265B1 - 지하공동구 통합관제를 위한 시스템 및 데이터 전송방법 - Google Patents

지하공동구 통합관제를 위한 시스템 및 데이터 전송방법 Download PDF

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Abstract

지하공동구 통합관제를 위한 시스템 및 데이터 전송방법이 개시된다.
지하공동구 통합관제를 위한 시스템은 지하공동구 점용시설을 관리하기 위한 적어도 하나의 부대시설에 대응되는 센서들, 상기 센서들의 센서 데이터를 관제센터 시스템으로 전송하기 위한 적어도 하나의 게이트웨이, 및 상기 적어도 하나의 게이트웨이를 광대역 통신망에 연결하기 위한 광대역 통신장치를 포함하며, 상기 광대역 통신장치는, 지하공동구의 환기구로부터 일정 범위 이내에 설치되며, 상기 게이트웨이를 통해 상기 센서와 상기 관제센터 시스템간의 통신을 중계하는 것을 특징으로 한다.

Description

지하공동구 통합관제를 위한 시스템 및 데이터 전송방법{Method and System for underground tunnel integrated management}
본 발명은 지하공동구를 통합적으로 관제할 수 있는 시스템 및 이를 위한 데이터 전송방법에 관한 것이다.
지하공동구는 전기, 가스, 수도 등의 공급설비, 통신시설, 하수도시설 등 지하 매설물을 공동 수용함으로써 미관의 개선, 도로 구조의 보전 및 교통의 원활한 소통을 위하여 지하에 설치하는 시설물이다.
이러한 지하공동구는 시민들의 생활에 직접적으로 영향을 미치는 중요한 인프라로 지방자치단체장로부터 위임받아 관리하는 주요한 시설이다.
따라서 이러한 지하공동구에 각종 재난 및 사고 발생 시 전선로, 통신선로, 수도관, 가스관 등 도시라이프라인 단절로 인해 도시기능 마비 및 국민생활 안전저해ㆍ불편초래라는 큰 문제가 발생할 수 있다.
예를 들어, 최근 통신구 화재로 서울 5개구 경제활동이 중단되고, 심지어 경찰청ㆍ소방청ㆍ국방부 통신망까지 마비, 사회경제적 피해를 넘어 국민 생명까지 위협받는 일이 발생하였다.
또한 이러한 지하공동구는 지하공동구에 복수의 서로 다른 기관들이 이를 점용하고 있고, 점용 시설뿐만 아니라 지하공동구 본체 운용 및 관리를 위한 부대시설까지 포함되어 있어, 체계적인 관리 감독이나 안전사각지대에 대한 대응이 필요하다.
결국 효율적인 지하공동구 재난관리를 통해 지하공동구를 효과적으로 관리할 수 있는 시스템 및 방법이 절실히 요구된다.
한국등록특허 등록번호(제101747189호 "지하공동구 통신 시스템 및 그 운영 방법")
따라서 본 발명의 기술적 사상에 의하면 부대시설의 모니터링 및 제어를 위한 네트워크 경로를 복수 개 운영하면서, 평상시와 재난시의 지하공동구의 관리를 그 상황에 맞게 효과적으로 할 수 있는 시스템 및 그 방법을 제공하는 것이다.
상기의 기술적 과제를 해결하기 위한 지하공동구 통합관제를 위한 시스템은 지하공동구 점용시설을 관리하기 위한 적어도 하나의 부대시설에 대응되는 센서들, 상기 센서들의 센서 데이터를 관제센터 시스템으로 전송하기 위한 적어도 하나의 게이트웨이, 및 상기 적어도 하나의 게이트웨이를 광대역 통신망에 연결하기 위한 광대역 통신장치를 포함하며, 상기 광대역 통신장치는, 지하공동구의 환기구로부터 일정 범위 이내에 설치되며, 상기 게이트웨이를 통해 상기 센서와 상기 관제센터 시스템간의 통신을 중계하는 것을 특징으로 한다.
상기 지하공동구 통합관제를 위한 시스템은, 상기 적어도 하나의 게이트웨이 또는 상기 광대역 통신장치를 제어하며, 상기 센서와 통신을 수행하여 상기 센서 데이터를 수신하거나 상기 센서로 제어신호를 전송하는 상기 관제센터 시스템을 더 포함할 수 있다.
상기 지하공동구 통합관제를 위한 시스템은, 평시에는, 상기 게이트웨이-상기 관제센터 시스템으로의 제1데이터 경로를 통해 통신을 수행하고, 상기 게이트웨이-상기 광대역 통신장치-광대역통신망-상기 관제센터 시스템으로의 우회경로는 비활성화되는 것을 특징으로 하고, 상기 제1데이터 경로의 장애시 또는 재난상황에서는 상기 우회경로가 활성화되는 것을 특징으로 할 수 있다.
상기 지하공동구 통합관제를 위한 시스템은 평시에는 데이터 전송의 기본단위데이터의 용량제한이 없이 통신을 수행하고, 재난상황에서는 미리 정해진 용량제한 이하의 기본단위 데이터로 통신을 수행하도록 설정되는 것을 특징으로 할 수 있다.
상기 센서는 평시에는 상기 관제센터 시스템으로 미리 정해진 시간간격으로 데이터를 전송하고, 재난상황에서는 상기 시간간격 보다 빠른 시간간격으로 데이터를 전송할 수 있다.
상기 지하공동구 통합관제를 위한 시스템은 상기 센서들과 상기 게이트웨이의 통신을 중계하는 중계기를 더 포함하고, 재난상황에서 상기 센서들은 감지가능한 최소 간격으로 중계기로 센서 데이터를 전송하고, 상기 중계기는 상기 센서들로부터 수신한 데이터들의 전송 데이터 크기를 줄이기 위해 데이터를 병합할 수 있으며, 상기 중계기에 대응하는 센서들 중 적어도 일부인 제1센서들 각각 감지간격의 최소공배수의 시간간격에, 상기 제1센서들의 센서 데이터를 병합하여 상기 게이트웨이로 전송할 수 있다.
상기 중계기는 상기 중계기에 상응하는 센서들 중 최소 감지 간격이 가장 크거나 일정 간격 이상인 제2센서의 센서 데이터는 상기 제1센서들에 상응하는 데이터 전송 주기와는 별개로 전송을 수행할 수 있다.
상기 광대역 통신장치는 PS-LTE 통신장치인 것을 특징으로 할 수 있다.
다른 일 측면에 따른 지하공동구 통합관제를 위한 시스템은 지하공동구 점용시설을 관리하기 위한 적어도 하나의 부대시설에 대응되는 센서들, 상기 센서들의 센서 데이터를 관제센터 시스템으로 전송하기 위한 적어도 하나의 게이트웨이, 및 상기 적어도 하나의 게이트웨이를 광대역 통신망에 연결하기 위한 광대역 통신장치를 포함하며, 상기 지하공동구 통합관제를 위한 시스템은 평시에는, 상기 게이트웨이-상기 관제센터 시스템으로의 제1데이터 경로를 통해 통신을 수행하고, 상기 게이트웨이-상기 광대역 통신장치-광대역통신망-상기 관제시스템으로의 우회경로는 비활성화되는 것을 특징으로 하고, 상기 제1데이터 경로의 장애시 또는 재난상황에서는 상기 우회경로가 활성화되는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 기술적 사상에 따른 지하공동구 통합관제를 위한 데이터 전송방법은 지하공동구 통합관제를 위한 시스템에 포함되는 관제센터 시스템이 평시에는 지하공동구 점용시설을 관리하기 위한 적어도 하나의 관리시설에 대응되는 센서들-상기 센서들의 센서 데이터를 관제센터 시스템으로 전송하기 위한 적어도 하나의 게이트웨이를 통하는 제1데이터 경로를 통해 상기 센서들 각각의 센서 데이터를 수신하는 단계, -이때 상기 게이트웨이-상기 게이트웨이를 광대역 통신망에 연결하기 위한 광대역 통신장치-광대역통신망-상기 관제센터 시스템으로의 우회경로는 비활성화됨-, 상기 관제센터 시스템이 상기 제1데이터 경로의 장애시 또는 재난상황에서는 상기 우회경로를 통해 상기 센서들 각각의 센서 데이터를 수신하는 단계를 포함한다.
상기의 방법은 데이터 처리장치에 설치되는 컴퓨터 프로그램에 의해 구현될 수 있다.
본 발명의 기술적 사상에 따르면 지하공동구 부대시설의 모니터링 및 제어를 위한 네트워크 경로를 복수 개 설정하고, 평상시와 재난시의 네트워크 경로를 각각 탄력적으로 운영함으로써 효과적인 관리가 가능한 효과가 있다.
또한 재난시에 데이터의 전송주기나 데이터 전송 프로토콜을 미리 효과적으로 정의하여, 시시각각 변화하는 상황에 효과적으로 대응할 수 있는 효과가 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시 예에 따른 지하공동구 통합관제를 위한 시스템의 개념을 설명하기 위한 도면이다.
도 2는 본 발명의 일 실시 예에 따른 지하공동구 통합관제를 위한 시스템의 개략적인 구성을 나타내는 도면이다.
도 3은 본 발명의 일 실시 예에 따른 지하공동구 통합관제를 위한 네트워크 모델을 나타내는 도면이다.
도 4는 본 발명의 일 실시 예에 따른 지하공동구 통합관제를 위한 데이터 전송방법의 예시적인 프로토콜을 설명하기 위한 도면이다.
본 발명은 다양한 변환을 가할 수 있고 여러 가지 실시예를 가질 수 있는 바, 특정 실시예들을 도면에 예시하고 상세한 설명에 상세하게 설명하고자 한다. 그러나, 이는 본 발명을 특정한 실시 형태에 대해 한정하려는 것이 아니며, 본 발명의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변환, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다. 본 발명을 설명함에 있어서 관련된 공지 기술에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 흐릴 수 있다고 판단되는 경우 그 상세한 설명을 생략한다.
제1, 제2 등의 용어는 다양한 구성요소들을 설명하는데 사용될 수 있지만, 상기 구성요소들은 상기 용어들에 의해 한정되어서는 안 된다. 상기 용어들은 하나의 구성요소를 다른 구성요소로부터 구별하는 목적으로만 사용된다.
본 출원에서 사용한 용어는 단지 특정한 실시예를 설명하기 위해 사용된 것으로, 본 발명을 한정하려는 의도가 아니다. 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다.
본 명세서에 있어서, "포함하다" 또는 "가지다" 등의 용어는 명세서상에 기재된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.
또한, 본 명세서에 있어서는 어느 하나의 구성요소가 다른 구성요소로 데이터를 '전송'하는 경우에는 상기 구성요소는 상기 다른 구성요소로 직접 상기 데이터를 전송할 수도 있고, 적어도 하나의 또 다른 구성요소를 통하여 상기 데이터를 상기 다른 구성요소로 전송할 수도 있는 것을 의미한다. 반대로 어느 하나의 구성요소가 다른 구성요소로 데이터를 '직접 전송'하는 경우에는 상기 구성요소에서 다른 구성요소를 통하지 않고 상기 다른 구성요소로 상기 데이터가 전송되는 것을 의미한다.
도 1은 본 발명의 일 실시 예에 따른 지하공동구 통합관제를 위한 시스템의 개념을 설명하기 위한 도면이다. 또한, 도 2는 본 발명의 일 실시 예에 따른 지하공동구 통합관제를 위한 시스템의 개략적인 구성을 나타내는 도면이다.
도 1 및 도 2를 참조하면, 지하공동구를 관제하기 위한 관제센터 시스템(100)을 포함하는 지하공동구 통합관제를 위한 시스템(1)이 구비될 수 있다.
상기 지하공동구 통합관제를 위한 시스템(1)은 지하공동구를 관리하기 위한 시스템을 의미할 수 있다.
지하공동구를 관리한다고 함은, 지하공동구에 설치된 점용시설물(예컨대, 전기, 가스, 수도 등의 공급설비, 통신시설, 하수도시설 등)을 모니터링하고, 관리하거나, 지하공동구 본체(예컨대, 지하에 설치된 콘크리트 등의 시설물 자체)의 안전이나 출입관리, 방범방재 등을 수행하기 위한 일체의 행위를 수행함을 의미할 수 있다.
점용시설물은 시민들의 생활에 밀접한 전기, 가스, 수도, 통신 등을 제공하기 위한 기반 시설물을 의미할 수 있으므로, 도 1에 도시된 바와 같은 라이프 라인(Life Line)으로 표시될 수도 있다.
상기 관제센터 시스템(100)은 이러한 지하공동구의 관리를 위한 부대시설들의 상태를 모니터링하고, 부대시설들을 원격으로 제어할 수 있다.
부대시설은 지하공동구를 관리하기 위해 점용시설물들과 별개로 설치되어 유지관리되기 위한 시설물을 의미할 수 있다.
이러한 부대시설은 도 1에 도시된 바와 같이 비상발전기, 환기설비, 배수설비, 관리용 수도관, 침수경보를 위한 장치, 침입경보를 위한 장치, 화재감지기, 소화설비, 유도등 또는 방화문 등의 다양한 시설물이 존재할 수 있다.
이러한 부대시설들 각각의 상태를 모니터링하고 제어하기 위한 센서들이 상기 지하공동구 통합관제를 위한 시스템(1)에 구비될 수 있다.
센서들은 상기 부대시설들 각각에 내재되어 설치되어 있을 수도 있고, 부대시설들에 별도로 설치되어 상기 부대시설들 각각의 상태를 본 발명에서 정의되는 네트워크를 통해 관제센터 시스템(100)으로 전송할 수 있는 장치를 의미할 수 있다.
또한, 상기 센서들은 본 발명의 실시 예에 따라, 상기 관제센터 시스템(100)의 제어신호에 기초하여 상기 부대시설을 제어할 수 있는 장치들을 의미할 수도 있다.
예컨대, 상기 센서들은 부대시설의 종류에 따라 카메라, 습도, 온도, 진동 센서들이거나 출입문의 상태를 출력하는 센서, 화재감시 센서 등 다양한 실시 예가 가능할 수 있다.
이하 본 명세서에서, 상기 부대시설들과 통신을 수행하거나 또는 상기 부대시설을 제어한다고 함은, 상기 센서를 통해 통신을 수행하거나 제어하는 것을 의미할 수 있음을 본 발명의 기술분야의 평균적 전문가는 용이하게 추론할 수 있을 것이다.
상기 관제센터 시스템(100)은 도 1에 도시된 바와 같이 지하공동구의 부대시설들 각각에 대응되는 센서들과 통신을 수행하여 상기 부대시설들 각각의 상태를 모니터링하거나, 상기 부대시설들 각각을 제어할 수 있다.
필요에 따라 상기 관제센터 시스템(100)은 도 1에 도시된 바와 같이, 상기 점용시설물들 각각의 운영기관(예컨대, 전력공급기관, 통신사, 가스공급기관, 수도공급기관 등)과 통신을 수행할 수도 있다.
예컨대, 상기 관제센터 시스템(100)은 운영기관 시스템으로부터 점용시설물 관련 실시간 운영데이터를 수신할 수 있다. 또한 실시 예에 따라서는, 상기 부대시설들의 모니터링 상태 또는 실시간 운영데이터에 기초하여 소정의 제어신호를 운영기관 시스템으로 전송하여 점용시설물을 상기 운영기관이 제어하거나 관리하도록 할 수도 있다.
예컨대, 침수가 발생한 경우 수도의 공급을 차단하거나 제어하는 등의 점용시설물을 통한 제어행위는 운영기관이 그러한 권한을 가질 수 있고, 이에 따라 상기 관제센터 시스템(100)은 운영기관 시스템과 필요한 정보를 송수신하면서 상기 지하공동구를 관리할 수도 있다.
한편, 본 발명의 기술적 사상에 의하면, 이러한 지하공동구의 관리를 위해서는 부대시설들의 상태를 효과적으로 모니터링하는 것이 필요할 수 있다. 그리고 이를 위해서는 평상시와 재난상황의 발생 시에 따라 적응적으로 부대시설들(부대시설들에 대응되는 센서들)과 통신을 수행할 수 있는 기술적 사상이 필요할 수 있다.
이를 위해 본 발명의 기술적 사상에 의하면, 복수의 네트워크 경로가 부대시설들 및 관제센터 시스템(100) 상에 설정될 수 있다. 또한 평상시와 재난상황 시에 이러한 복수의 네트워크 경로들을 효과적이고 적응적으로 이용하면서 지하공동구를 관리할 수 있는 기술적 사상이 개시된다.
이러한 일 예는 도 3 및 도 4를 참조하여 설명하도록 한다.
도 3은 본 발명의 일 실시 예에 따른 지하공동구 통합관제를 위한 네트워크 모델을 나타내는 도면이다.
본 발명의 실시 예에 따른 지하공동구 통합관제를 위한 시스템을 구현하기 위해서는 도 3에 도시된 바와 같은 네트워크 모델이 구현될 수 있다.
본 발명의 실시 예에 따른 네트워크 모델은 도 3에 도시된 바와 같이 적어도 하나의 부대시설에 대응되는 적어도 하나의 센서(도 3에는 부대시설로 도시되어 있으나, 부대시설에 대응되는 센서들을 포함하는 의미임, 10), 상기 센서들(10)과 통신이 가능한 게이트웨이(30), 및 상기 게이트웨이(30)를 광대역 통신망(예컨대, PS-LTE(Public Safety-LTE)을 통해 상기 관제센터 시스템(100)으로 연결시키기 위한 적어도 하나의 광대역 통신장치(50)를 포함하여 구현될 수 있다.
실시 예에 따라서는 상기 게이트웨이(30)와 상기 센서(10)들 간의 통신을 중계하기 위한 적어도 하나의 중계기(20)를 더 포함하여 네트워크 모델이 구축될 수도 있다.
또한 상기 게이트웨이(30)와 상기 광대역 통신장치(50) 사이에는 공유기(40)가 더 구비될 수도 있다.
도 3에는 복수의 센서들이 하나의 제1그룹(11)을 형성하여 제1게이트웨이(31) 및/또는 제1중계기(21)와 통신을 수행하고, 또 다른 복수의 센서들이 제2그룹(12)을 형성하여 제2게이트웨이(32) 및/또는 제2중계기(22)와 통신을 수행하는 경우를 예시적으로 도시하고 있다.
하지만 실시 예에 따라서는 하나의 센서가 하나의 게이트웨이 및/또는 중계기와 통신을 수행할 수도 있음을 본 발명의 기술분야의 평균적 전문가는 용이하게 추론할 수 있을 것이다.
또한, 이하 본 명세서에서는 적어도 하나의 중계기(20)가 구비되는 경우를 예시적으로 설명하지만, 본 발명의 권리범위가 이에 국한되지는 않으며 중계기(20)가 구비되지 않는 경우에는 상기 센서들(10) 또는 상기 게이트웨이(30)가 본 명세에서 정의하는 중계기의 기능을 수행할 수도 있음을 본 발명의 기술분야의 평균적 전문가는 용이하게 추론할 수 있을 것이다. 또한, 센서(10)가 중계기(20) 및/또는 게이트웨이(30)와 통신을 수행한다고 함은, 중계기(20) 및/또는 게이트웨이(30)에 대응되는 센서 또는 센서들이 통신을 수행하는 경우를 포함하는 의미일 수 있다.
부대시설들 각각에 대응되는 센서(10)는 자신이 감지한 센서 데이터를 관제센터 시스템(100)으로 전송하기 위해 게이트웨이(30)와 직접 또는 중계기(20)를 통해 통신할 수 있다.
중계기(20)가 구비되는 경우에는 계층 간의 독립성과 통신 및 데이터의 처리부하를 줄일 수 있는 장점이 있으며, 센서(10)는 장치의 특성에 따라 중계기와 무선 및/또는 유선 통신을 수행할 수 있다. 중계기(20)는 대응되는 센서들과 비교적 인근에 위치할 수 있으며, 또한, 센서(10)와 중계기(20)와 통신이 불가능할 경우에는 센서(10)는 게이트웨이(30)와 무선으로 직접 통신을 할 수 있다.
또한 중계기(20)는 게이트웨이(30)와 유선 또는 무선통신을 수행할 수 있도록 구비될 수 있다.
적어도 하나의 게이트웨이(30)는 각각 관제센터 시스템(100)과 유선 또는 무선으로 통신할 수 있도록 구현될 수 있다.
상기 게이트웨이(30)와 광대역 통신장치(50)는 유선으로 연결될 수 있으며, 상기 게이트웨이(30)와 광대역 통신장치(50) 사이에는 유선 공유기가 구비될 수 있다.
게이트웨이(30)와 공유기(40), 공유기(40)와 광대역 통신장치(50) 사이는 유선으로 연결될 수 있다. 이는 광대역 통신망을 이용하는 경우는 재난상황 또는 정상적 데이터 전송경로에 장애가 발생하는 경우에도 이용할 수 있도록 안정적 데이터 전송환경을 구축하는 것이 바람직할 수 있기 때문이다.
본 발명의 기술적 사상에 의하면, 상기 광대역 통신장치(50)는 지하공동구 본체 내부와 외부와의 무선통신환경을 중계하는 기능을 수행할 수 있는 장치이고, 상기 지하공동구 본체는 통상 콘크리트와 같은 구성물이므로 광대역 통신장치(50)의 위치에 따라 무선 신호 감도에 많은 영향을 받을 수 있다.
따라서 상기 광대역 통신장치(50)는 환기설비의 환기구 내의 소정의 위치 또는 적어도 환기구 인근의 미리 정해진 범위(예컨대, 1m 등)내에 설치되어 외부공기가 유입될 수 있는 위치에 구비됨으로써 본 발명의 기술적 사상이 구현될 수 있다.
물론, 통신사와의 협의를 통해 여러 환기구 또는 환기구의 인근에 구비되는 광대역 통신장치(50)로부터 출력되는 무선 신호의 신호를 잘 수신할 수 있는 위치에 광대역 통신망을 위한 무선 기지국이 구비될 필요가 있을 수도 있다.
본 발명의 기술적 사상에 의하면, 상기 관제센터 시스템(100)은 본 발명의 기술적 사상에 따라 지하공동구를 관리하기 위해 센서들(10)로부터 센서 데이터를 수신할 수 있어야 한다.
본 발명의 기술적 사상에 의하면 상기 센서들(10)과 상기 관제센터 시스템(100)의 네트워크 경로는 적어도 두 개의 경로가 존재할 수 있다.
제1데이터 경로는 센서(10), 중계기(20), 게이트웨이(30), 및 관제센터 시스템(100)순으로 데이터가 이동하는 네트워크일 수 있다.
또한, 상기 제1데이터 경로에 통신장애가 발생하거나 재난상황이 발생한 경우에는 센서(10), 중계기(20), 게이트웨이(30), 필요에 따라 공유기(40), 광대역 통신장치(50), 광대역 통신망, 및 관제센터 시스템(100)순으로 데이터가 이동하는 우회경로가 구비될 수 있다.
본 발명의 기술적 사상에 의하면, 제1데이터 경로는 평상시에 센서(10)와 관제센터 시스템(100)이 통신하는 경로로 이용될 수 있다. 상기 관제센터 시스템(100)은 전술한 바와 같이 센서(10)로부터 센서 데이터를 수신하고, 이에 기초하여 상기 센서(10)로 제어신호를 전송할 수 있다. 제어신호에 기초하여 부대시설들 각각이 필요한 동작이나 기능을 수행할 수 있음은 물론이다.
그리고 이때에는 상기 우회경로는 비활성화될 수 있다. 이를 위해 상기 관제센터 시스템(100)은 상기 우회경로상의 네트워크 장비 중 적어도 하나(예컨대, 게이트웨이(30), 광대역 통신장치(50), 및/또는 공유기(40))를 제어하여 상기 우회경로를 비활성화시킬 수 있다.
이처럼 평상시에는 우회경로를 비활성화시킴으로써 에너지 비축을 할 수 있는 효과가 있다.
한편, 제1데이터 경로에 장애가 있거나 재난이 발생한 경우, 상기 관제센터 시스템(100)의 제어에 의해, 관리자가 수동으로, 또는 별도의 장치를 통해 비활성화된 우회경로 상의 네트워크 장비가 활성화됨으로써 상기 우회경로가 활성화될 수 있다.
우회경로에 포함되는 광대역 통신망은 광대역 통신장치(50)와 광대역 통신 기지국(예컨대, PS - LTE 기지국)이 연결된 후, 상기 광대역 통신 기지국(예컨대, PS - LTE 기지국)과 광대역 통신 코어(예컨대, PS-LTE Core) 망간에 유선으로 연결될 수 있다.
또한, 광대역 통신 코어(예컨대, PS-LTE Core) 망과 관제센터 시스템(100) 사이에는 운영기관 시스템이 존재할 수 있다. 물론, 상기 광대역 통신 코어(예컨대, PS-LTE Core) 망과 상기 관제센터 시스템(100) 간에 운영기관 시스템을 거치지 않는 데이터 경로가 설계될 수도 있다.
실시 예에 따라 광대역 통신 코어(예컨대, PS-LTE Core) 망과 운영기관 시스템간 또는 관제센터 시스템(100)간의 데이터 경로는 인터넷을 통해 유선통신으로 이루어질 수 있다. 이때는 인터넷 구간을 경유하므로, 운영기관 또는 관제센터 시스템(100)의 행정망 상태에 따라 보안 정책에 의하여 IP 주소나 포트 기반의 침입 차단 기능을 수행하는 솔루션인 방화벽, 정보의 비밀성 및 무결성에 초점을 두고 양 지점 간 보안 장치를 구축하는 솔루션인 가상 사설망, 또는 실시간으로 유해 트래픽을 탐지 및 방어하는 솔루션인 침입 차단 시스템을 하나 또는 조합하여 통신이 이뤄질 수 있다.
또한 운영기관 시스템이 우회경로 상에 포함된 경우에는 운영기관 시스템과 관제센터 시스템(100)간의 데이터 경로 역시 인터넷을 통한 유선통신으로 이루어질 수 있으며, 이때에도 가상 사설망, 또는 실시간으로 유해 트래픽을 탐지 및 방어하는 솔루션인 침입 차단 시스템을 하나 또는 조합하여 통신이 이뤄질 수 있다.
결국 본 발명의 기술적 사상에 따르면, 센서(10)와 관제센터 시스템(100)간의 데이터 경로뿐만 아니라, 재난상황에서 이용될 수 있는 우회경로를 미리 설정해두고 상황에 따라 적응적으로 활용함으로써 재난시에도 안정적인 지하공동구의 관리가 가능한 효과가 있다.
또한, 재난상황에서는 우회경로뿐만 아니라, 제1데이터 경로가 사용가능한 경우에는 제1데이터 경로도 같이 사용할 수도 있다.
한편, 본 발명의 기술적 사상에 의하면, 평시와 재난상황의 발생 시에 데이터 경로를 적응적으로 사용하는 것뿐만 아니라, 통신 프로토콜 역시 적응적이고 효과적으로 이용될 수 있다.
이러한 일 예는 도 4를 참조하여 설명하도록 한다.
도 4는 본 발명의 일 실시 예에 따른 지하공동구 통합관제를 위한 데이터 전송방법의 예시적인 프로토콜을 설명하기 위한 도면이다.
도 4를 참조하면, 우선 평시에 이용되는 제1데이터 경로를 이용하는 통신 시에는 여러 패킷으로 분할된 비교적 큰 데이터를 수신하고 조립하여 화면에 표출하거나 처리하는 데 있어, 데이터 처리에 시급성을 요구하지 않으므로, 평시의 관제시에 데이터 크기에 대한 제약 사항은 영향을 크게 받지 않을 수 있다.
예를 들어, 침입 탐지를 위해 구축한 CCTV 영상이나 침수나 불꽃 감지 등 한순간의 이미지와 같은 멀티미디어 데이터는 일반적으로 네트워크 최대 전송 단위(MTU)를 초과하며, 이는 하나의 데이터를 전송하기 위해, 여러 패킷으로 나눠 전송하게 된다. 그러나 평시 공동구 관제 시스템에서는 주기적으로 들어오는 데이터 외에는 데이터를 처리함에 있어 큰 부하가 없으므로, 데이터 크기에 대한 영향이 크지 않게 통신을 할 수 있도록 네트워크 장비들이 구현될 수 있다.
하지만, 평시 공동구 관리소의 통신 경로가 전원 인가 문제나 알 수 없는 장애 또는 재난 발생으로 인해 통신에 장애가 발생할 수 있다.
이러한 상황에서는 우회경로를 통해 관제센터 시스템(100)과 지하공동구 간에 통신이 이루어질 수 있다.
일반적으로 광대역 통신망(예컨대, PS-LTE 망)을 이용한 데이터 전송 경로는 데이터가 이동해야 하는 거리와 장치가 늘어남에 따라, 일반적으로 지연 시간이 발생할 수밖에 없다. 하지만, 재난 상황 발생 시의 지하공동구의 상태나 현황은 재난 확산으로 인해 시시각각 변화하는 시급한 상황으로 한 패킷마다 매우 중요할 수 있다.
따라서 재난상황시에는 우회경로의 통신 구간 간의 전송 지연 시간을 최소화하더라도, 전송 데이터 크기로 인해 여러 패킷으로 분할된 데이터를 수신하고 조립하는데, 추가적인 비용이 소요되는 상황은 배제되는 것이 바람직할 수 있다.
따라서 본 발명의 기술적 사상에 따른 네트워크 모델은 재난 상황에서는 중계기(20) 및/또는 게이트웨이(30)가 전송하는 기준 단위 데이터의 용량(예컨대, 1,500 바이트)에 제한을 두는 것이 바람직할 수 있다.
예컨대, 상기 기본 단위 데이터는 중계기(20) 및/또는 게이트웨이(30)가 일회에 처리 즉 전송하는 단위 데이터일 수 있고, 이러한 단위 데이터는 하나 또는 복수의 패킷들로 전송될 수 있다. 이때 상기 기본 단위 데이터는 미리 정해진 용량 이하로만 생성하는 것이 바람직할 수 있다.
또한 기본 단위 데이터에는 복수의 센서들의 센서 데이터가 소정의 방식으로 병합 또는 결합되어 한 번에 복수의 센서 데이터들이 관제센터 시스템(100)으로 신속하게 전송될 수 있도록 구현되는 것이 바람직할 수 있다. 이러한 서로 다른 센서 데이터들의 병합은 중계기(20) 및/또는 게이트웨이(30)가 수행할 수 있음은 물론이다.
복수의 데이터를 병합하는 방식은 널리 알려진 다양한 방식이 이용될 수 있으며, 단순히 복수의 센서 데이터를 결합한다고 하더라도 각각의 데이터를 따로 전송하는 것에 비해서는 데이터의 전송효율이 높아질 수 있다. 이는 통신과 관련된 정보가 데이터마다 추가되어 전송되어야 하기 때문일 수 있다. 다양한 방식으로 복수의 센서 데이터들이 병합될 수 있음을 본 발명의 기술분야의 평균적 전문가는 용이하게 추론할 수 있을 것이다.
한편, 환기설비의 환기 성능이나 배수 설비의 배수 능력과 같이 지하공동구 부대시설의 성능에 따라 재난 상황 발생 시의 지하공동구 본체 현황은 시시각각 변화하는 시급한 상황이므로, 매 순간 부대시설에서 감지한 데이터는 매우 중요할 수 있다.
따라서 평시에는 특정 부대시설에 대응되는 센서 데이터가 미리 정해진 시간간격(예컨대, 분당 1회)으로 관제센터 시스템(100)으로 전송되었다면, 재난 상황에서는 보다 빠른 시간 간격으로 신속하게 센서 데이터가 관제센터 시스템(100)으로 전송되어야 할 수 있다.
이러한 조건을 만족하기 위한 요구조건은 도 4에 도시된 바와 같을 수 있다.
예컨대, 도 4에 도시된 바와 같이 재난상황에서는 부대시설(센서)과 중계기(20) 또는 게이트웨이(30)간의 통신에서는 센서는 자신의 감지 가능한 최소한의 간격으로 센서 데이터를 감지하여 중계기(20) 또는 게이트웨이(30)로 전송하도록 설정될 수 있다.
또한, 중계기(20)와 게이트웨이(30)간의 통신에서, 중계기(20)는 수신한 데이터를 병합할 수 있어야 할 수 있다.
또한 상기 중계기(20)는 미리 정해진 시간(예컨대, 1분)동안 적어도 n회(예컨대, 2회) 이상 기본단위 데이터를 출력하도록 정의될 수 있다.
또한 상기 중계기(20)에 상응하는 센서들 중 일부인 제1센서들의 센서 데이터는 각각의 감지간격의 최소공배수의 시간간격에 게이트웨이(30)로 출력될 수 있어야 하는 조건이 정의될 수 있다.
예컨대, 제1중계기(21)에 제1센서, 제2센서, 제3센서가 대응될 수 있다.
그리고 상기 제1센서의 최소 감지 간격은 3초이고, 제2센서의 최소 감지 간격은 5초일 수 있다. 그리고 제3센서의 최소 감지간격은 40초일 수 있다.
이러한 경우 상기 제1중계기(21)는 제1중계기(31)에 대응되는 일부 센서들(예컨대, 제1센서, 제2센서)는 최소 감지간격의 최소 공배수인 15초 간격으로, 제1센서의 센서데이터와 제2센서의 센서 데이터가 병합된 데이터를 게이트웨이(30)로 출력할 수 있다. 이를 통해 최대한 빠른 시간 내에 센서 데이터가 우회경로를 통해 관제센터 시스템(100)으로 출력되도록 할 수 있다.
한편, 제3센서와 같이 최소 감지간격이 상대적으로 긴 센서 데이터를 다른 센서의 센서 데이터와 병합하여 출력하는 것은 매우 비효율적일 수 있다.
이런 경우 상기 제1중계기(21)는 제1센서, 제2센서, 제3센서의 감지간격의 최소 공배수가 a 초(예컨대, 30초 등)이상이면 감지 간격이 가장 큰 센서(예컨대, 제3센서)의 센서 데이터는 병합하여 출력하는 것이 아니라 별도의 전송주기로 게이트웨이(30)로 출력할 수 있다.
즉, 제1센서, 제2센서, 제3센서의 센서 데이터를 같이 전송하는 경우에는, 3초, 5초, 40초의 최소공배수인 120초 간격으로 제1중계기(21)가 데이터를 전송하여야 하지만, 제1센서와 제2센서의 센서 데이터는 동시에 전송하고 제3센서의 센서 데이터는 별도로 전송하는 경우에는 제1센서와 제2센서의 센서 데이터는 15초 간견으로 전송할 수 있고, 제3센서의 센서 데이터는 40초간격으로 전송할 수 있다. 따라서 최종적으로 관제센터 시스템(100)에서 보다 빠르게 센서 데이터들을 수신할 수 있게 된다.
상기 중계기(20)는 최소 공배수가 미리 정해진 시간인 a 이상(예컨대, 30초 등)이며, 최대 시간간격을 가진 부대시설(센서)는 별도로 분리하여 데이터를 전송하도록 결정할 수 있다. 실시 예에 따라, 미리 정해진 시간 간격 이상(예컨대, 30초)의 감지간격을 가진 센서들은 모두 그 이하의 센서들과는 분리하여 데이터를 전송하도록 결정할 수도 있다.
또한, 제1중계기(21)는 지연으로 인해, 정해진 시간에 보내진 못한 경우에는 내부 Queue 등을 통해 다음 주기에 전송할 수 있도록 조건이 설정될 수 있다.
한편, 게이트웨이(30)와 광대역 통신장치(50) 구간에서는 도 4에 도시된 바와 같이, 게이트웨이(30)는 센서(10)나 중계기(20)에서 수신받은 데이터들은 전송 데이터 크기를 줄이기 위해, 최종 병합할 수 있어야 할 수 있다.
또한 전송할 최종 데이터에 대해 목적지에서 무결성 체크가 가능한 체크섬과 같은 값을 추가 후 전송할 수 있는 조건이 설정될 수도 있다.
또한 지연으로 인해, 정해진 시간에 보내진 못한 경우에는 내부 Queue 등을 통해 다음 주기에 전송할 수 있는 조건이 설정될 수도 있다.
한편, 광대역 통신장치(50)와 광대역 통신기지국 간에는 최종 데이터 크기는 미리 정해진 크기 제한과 최대 업링크 네트워크 대역폭 크기를 모두 고려하여 업링크 통신을 하는 조건이 설정될 수도 있다.
결국, 재난 상황시에는 우회경로를 통해 보다 빠르고 안정적으로 센서 데이터를 관제센터 시스템(100)으로 전송할 수 있는 통신 프로토콜이 도 4에 도시된 바와 같이 정의될 수 있고, 이를 이용해 빠른 상황파악과 대처가 가능한 효과가 있다.
물론, 또한, IP 패킷 구간 내에서는 네트워크 QoS 기능 적용을 통해 일정 수준의 성능과 속도를 보장할 수 있어야 하며, 이러한 요구사항과 QoS 보장을 통해, 센서(10)에서 전송한 데이터가 PS-LTE망을 통해 관제센터 시스템(100)까지 신속하게 전송할 수 있는 것이 바람직할 수 있다.
한편, 본 발명의 실시예에 따른 방법은 컴퓨터가 읽을 수 있는 프로그램 명령 형태로 구현되어 컴퓨터로 읽을 수 있는 기록 매체에 저장될 수 있으며, 본 발명의 실시예에 따른 제어 프로그램 및 대상 프로그램도 컴퓨터로 판독 가능한 기록 매체에 저장될 수 있다. 컴퓨터가 읽을 수 있는 기록 매체는 컴퓨터 시스템에 의하여 읽혀질 수 있는 데이터가 저장되는 모든 종류의 기록 장치를 포함한다.
기록 매체에 기록되는 프로그램 명령은 본 발명을 위하여 특별히 설계되고 구성된 것들이거나 소프트웨어 분야 당업자에게 공지되어 사용 가능한 것일 수도 있다.
컴퓨터로 읽을 수 있는 기록 매체의 예에는 하드 디스크, 플로피 디스크 및 자기 테이프와 같은 자기 매체(magnetic media), CD-ROM, DVD와 같은 광기록 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 장치가 포함된다. 또한 컴퓨터가 읽을 수 있는 기록매체는 네트워크로 연결된 컴퓨터 시스템에 분산되어, 분산방식으로 컴퓨터가 읽을 수 있는 코드가 저장되고 실행될 수 있다.
프로그램 명령의 예에는 컴파일러에 의해 만들어지는 것과 같은 기계어 코드뿐만 아니라 인터프리터 등을 사용해서 전자적으로 정보를 처리하는 장치, 예를 들어, 컴퓨터에 의해서 실행될 수 있는 고급 언어 코드를 포함한다.
상술한 하드웨어 장치는 본 발명의 동작을 수행하기 위해 하나 이상의 소프트웨어 모듈로서 작동하도록 구성될 수 있으며, 그 역도 마찬가지이다.
전술한 본 발명의 설명은 예시를 위한 것이며, 본 발명이 속하는 기술분야의 통상의 지식을 가진 자는 본 발명의 기술적 사상이나 필수적인 특징을 변경하지 않고서 다른 구체적인 형태로 쉽게 변형이 가능하다는 것을 이해할 수 있을 것이다. 그러므로 이상에서 기술한 실시 예들은 모든 면에서 예시적인 것이며 한정적이 아닌 것으로 이해해야만 한다. 예를 들어, 단일형으로 설명되어 있는 각 구성 요소는 분산되어 실시될 수도 있으며, 마찬가지로 분산된 것으로 설명되어 있는 구성요소들도 결합된 형태로 실시될 수 있다.
본 발명의 범위는 상기 상세한 설명보다는 후술하는 특허청구범위에 의하여 나타나며, 특허청구범위의 의미 및 범위 그리고 그 균등 개념으로부터 도출되는 모든 변경 또는 변형된 형태가 본 발명의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 한다.

Claims (11)

  1. 지하공동구 점용시설을 관리하기 위한 적어도 하나의 부대시설에 대응되는 센서들;
    상기 센서들의 센서 데이터를 관제센터 시스템으로 전송하기 위한 적어도 하나의 게이트웨이; 및
    상기 적어도 하나의 게이트웨이를 광대역 통신망에 연결하기 위한 광대역 통신장치를 포함하며,
    상기 광대역 통신장치는,
    지하공동구의 환기구로부터 일정 범위 이내에 설치되며, 상기 게이트웨이를 통해 상기 센서와 상기 관제센터 시스템간의 통신을 중계하는 것을 특징으로 하되,
    평시에는, 상기 게이트웨이-상기 관제센터 시스템으로의 제1데이터 경로를 통해 통신을 수행하고, 상기 게이트웨이-상기 광대역 통신장치-광대역통신망-상기 관제센터 시스템으로의 우회경로는 비활성화되는 것을 특징으로 하고,
    상기 제1데이터 경로의 장애시 또는 재난상황에서는 상기 우회경로가 활성화되는 것을 특징으로 하는 지하공동구 통합관제를 위한 시스템.
  2. 제1항에 있어서, 상기 지하공동구 통합관제를 위한 시스템은,
    상기 적어도 하나의 게이트웨이 또는 상기 광대역 통신장치를 제어하며, 상기 센서와 통신을 수행하여 상기 센서 데이터를 수신하거나 상기 센서로 제어신호를 전송하는 상기 관제센터 시스템을 더 포함하는 지하공동구 통합관제를 위한 시스템.
  3. 삭제
  4. 제1항에 있어서, 상기 지하공동구 통합관제를 위한 시스템은,
    평시에는 데이터 전송의 기본단위데이터의 용량제한이 없이 통신을 수행하고,
    재난상황에서는 미리 정해진 용량제한 이하의 기본단위 데이터로 통신을 수행하도록 설정되는 것을 특징으로 하는 지하공동구 통합관제를 위한 시스템.
  5. 제1항에 있어서, 상기 센서는,
    평시에는 상기 관제센터 시스템으로 미리 정해진 시간간격으로 데이터를 전송하고, 재난상황에서는 상기 시간간격 보다 빠른 시간간격으로 데이터를 전송하는 것을 특징으로 하는 지하공동구 통합관제를 위한 시스템.

  6. 제5항에 있어서, 상기 지하공동구 통합관제를 위한 시스템은,
    상기 센서들과 상기 게이트웨이의 통신을 중계하는 중계기를 더 포함하고,
    재난상황에서 상기 센서들은 감지가능한 최소 간격으로 중계기로 센서 데이터를 전송하고,
    상기 중계기는,
    상기 센서들로부터 수신한 데이터들의 전송 데이터 크기를 줄이기 위해 데이터를 병합할 수 있으며, 상기 중계기에 대응하는 센서들 중 적어도 일부인 제1센서들 각각 감지간격의 최소공배수의 시간간격에, 상기 제1센서들의 센서 데이터를 병합하여 상기 게이트웨이로 전송하는 것을 특징으로 하는 지하공동구 통합관제를 위한 시스템.
  7. 제6항에 있어서, 상기 중계기는,
    상기 중계기에 상응하는 센서들 중 최소 감지 간격이 가장 크거나 일정 간격 이상인 제2센서의 센서 데이터는 상기 제1센서들에 상응하는 데이터 전송 주기와는 별개로 전송을 수행하는 지하공동구 통합관제를 위한 시스템.
  8. 제1항에 있어서, 상기 광대역 통신장치는,
    PS-LTE 통신장치인 것을 특징으로 하는 지하공동구 통합관제를 위한 시스템.
  9. 지하공동구 통합관제를 위한 시스템에 있어서,
    지하공동구 점용시설을 관리하기 위한 적어도 하나의 부대시설에 대응되는 센서들;
    상기 센서들의 센서 데이터를 관제센터 시스템으로 전송하기 위한 적어도 하나의 게이트웨이; 및
    상기 적어도 하나의 게이트웨이를 광대역 통신망에 연결하기 위한 광대역 통신장치를 포함하며,
    상기 지하공동구 통합관제를 위한 시스템은,
    평시에는, 상기 게이트웨이-상기 관제센터 시스템으로의 제1데이터 경로를 통해 통신을 수행하고, 상기 게이트웨이-상기 광대역 통신장치-광대역통신망-상기 관제 센터 시스템으로의 우회경로는 비활성화되는 것을 특징으로 하고,
    상기 제1데이터 경로의 장애시 또는 재난상황에서는 상기 우회경로가 활성화되는 것을 특징으로 하는 지하공동구 통합관제를 위한 시스템.
  10. 지하공동구 통합관제를 위한 시스템에 포함되는 관제센터 시스템이 평시에는
    지하공동구 점용시설을 관리하기 위한 적어도 하나의 관리시설에 대응되는 센서들-상기 센서들의 센서 데이터를 관제센터 시스템으로 전송하기 위한 적어도 하나의 게이트웨이를 통하는 제1데이터 경로를 통해 상기 센서들 각각의 센서 데이터를 수신하는 단계; -이때 상기 게이트웨이-상기 게이트웨이를 광대역 통신망에 연결하기 위한 광대역 통신장치-광대역통신망-상기 관제센터 시스템으로의 우회경로는 비활성화됨-
    상기 관제센터 시스템이 상기 제1데이터 경로의 장애시 또는 재난상황에서는 상기 우회경로를 통해 상기 센서들 각각의 센서 데이터를 수신하는 단계를 포함하는 지하공동구 통합관제를 위한 데이터 전송방법.
  11. 데이터 처리장치에 설치되며 제10항에 기재된 방법을 수행하기 위한 컴퓨터 판독 가능 비 일시적 기록매체에 저장된 컴퓨터 프로그램.
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