KR20040003487A - Automated Monitoring System for Management of Slop - Google Patents

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KR20040003487A
KR20040003487A KR1020020038203A KR20020038203A KR20040003487A KR 20040003487 A KR20040003487 A KR 20040003487A KR 1020020038203 A KR1020020038203 A KR 1020020038203A KR 20020038203 A KR20020038203 A KR 20020038203A KR 20040003487 A KR20040003487 A KR 20040003487A
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slope
measurement data
data
management
inclined plane
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KR1020020038203A
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조삼덕
윤수호
김춘식
이광우
김상봉
이승룡
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한국건설기술연구원
(재) 한국건설품질연구원
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Abstract

PURPOSE: A real-time unmanned monitoring system for managing an inclined plane is provided to automatically measure and monitor a danger inclined plane, and to previously give an alarm for the collapse of the inclined plane. CONSTITUTION: A CCD(Charge Coupled Device) camera(210) pictures a monitoring image for the inclined plane installing a mark. An extensometer, a temperature sensor(220), a rain gauge(230), a data logger system(240) collects and processes the measuring data such as an earth surface displacement and a rainfall of the inclined plane. A monitoring image and measuring data processor(260) receives and displays the inclined plane monitoring image data, judges the movement of the inclined plane by analyzing the inclined plane monitoring image data, and receives, analyzes, and displays the inclined plane measuring data. A central controlling part(270) previously gives the alarm for the collapse of the inclined plane by storing/managing/analyzing an inclined plane monitoring image and the inclined plane measuring data.

Description

사면 관리를 위한 실시간 무인 감시 시스템{Automated Monitoring System for Management of Slop}Automated Monitoring System for Management of Slop

본 발명은 실시간 무인 감시 시스템에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 위험 사면을 실시간에 자동 계측 및 감시하고, 사면 붕괴를 사전에 예경보할 수 있는 실시간 무인 감시 시스템에 관한 것이다.The present invention relates to a real-time unmanned surveillance system, and more particularly, to a real-time unmanned surveillance system that can automatically measure and monitor the risk slope in real time, and preliminary warning of slope collapse.

우리나라는 산지가 많은 지형적 특성과 연평균 강우량(1300∼1500mm)의 2/3 정도가 하절기에 집중되는 기후 특성 때문에 사면 붕괴가 자주 발생하여 해마다 인명 및 재산의 손실 뿐만 아니라 사회경제적으로도 커다란 피해를 입고 있다.In Korea, due to the topographical characteristics of mountainous regions and the climate characteristic that 2/3 of annual average rainfall (1300 ~ 1500mm) is concentrated in summer, slopes frequently occur, which causes not only loss of life and property but also socioeconomic damage every year. have.

따라서, 사면의 붕괴를 사전에 예방하기 위한 대책으로 국내에서는 일반국도 및 고속도로 절토사면을 대상으로 현재 한국건설기술연구원과 한국도로공사의 도로연구소에서 사면 유지관리 시스템을 각각 개발 중에 있다. 이들 사면 유지관리 시스템은 공통적으로 위험 사면 분포현황 조사, 사면 조사 및 안정해석 수행, 대책공법 수립, 그리고 사면 자료에 대한 데이터베이스 구축 등을 근간으로 개발되고 있다.Therefore, as a countermeasure to prevent the collapse of slopes, a slope maintenance system is currently being developed at Korea National Institute of Construction Technology and Korea Highway Corporation. These slope maintenance systems are commonly developed based on the survey of the distribution of dangerous slopes, the conduct of slope surveys and stable analysis, the establishment of countermeasure methods, and the construction of databases for slope data.

그러나, 단순히 사면 조사와 데이터베이스화를 통한 사면의 유지관리 단계를 넘어서, 위험 사면에 대한 계측을 통해 사면의 장단기적 안정성을 평가하고, 사면의 불안정 요소에 대한 대책을 수립하는 방안이 필요하다.However, it is necessary to go beyond the maintenance of slopes through slope investigation and database, and to measure the slope of risk slopes in the short and long term and establish countermeasures against slope instability.

특히, 원거리에서도 실시간으로 사면 거동 감시가 가능한 사면 자동계측 시스템을 개발하여 원격지에 있는 사면의 붕괴를 조기에 예측 및 예보함으로써, 위험 사면에 대한 적절한 대책을 수립하고 사면 붕괴에 의한 피해를 최소화할 수 있는 방안이 필요하다.In particular, by developing an automatic slope measurement system that can monitor slope behavior in real time even at a long distance, it can predict and predict the collapse of slopes in remote areas early, so that appropriate countermeasures can be established and the damage caused by slope collapse can be minimized. I need a solution.

또한, 자동계측 시스템을 통해 사면 거동과 관련된 장기적인 자료(long term data)를 정확하게 효율적으로 축적하고, 이로부터 사면 붕괴 유발요인(강우량 등)과 사면 붕괴와의 상관관계를 파악하여 사면 재해 예방에 계측을 적극적으로 이용하고, 특히 붕괴재발 가능성이 있거나 소규모 붕괴가 진행중인 사면에 자동계측 시스템을 구축하여 예경보 시스템을 운영함으로써, 사면 붕괴로 인한 피해를 최소화하고, 예경보 시점의 정확성을 향상시키기 위한 방안이 요구되고 있다.In addition, the automatic measurement system accurately and efficiently accumulates long term data related to slope behavior, and analyzes the correlation between slope causing factors (rainfall, etc.) and slope collapse, and measures them for slope disaster prevention. Measures to minimize the damage caused by the collapse of slopes and to improve the accuracy of the forecasting point by operating the preliminary warning system, especially by establishing an automatic measurement system on slopes where there is a possibility of collapse or in case of a small collapse. This is required.

본 발명은 상기 요구에 부응하기 위하여 제안된 것으로, 위험 사면을 실시간에 자동 계측 및 감시하기 위한 실시간 무인 감시 시스템을 제공하는데 그 목적이 있다.The present invention has been proposed to meet the above-mentioned demands, and an object thereof is to provide a real-time unmanned monitoring system for automatically measuring and monitoring a risk slope in real time.

또한, 본 발명은 위험 사면을 실시간에 자동 계측 및 감시하고, 사면 붕괴를 사전에 예경보할 수 있는 실시간 무인 감시 시스템을 제공하는데 다른 목적이 있다.Another object of the present invention is to provide a real-time unmanned monitoring system capable of automatically measuring and monitoring a dangerous slope in real time, and foretelling a slope collapse in advance.

또한, 본 발명은 위험 사면을 실시간에 자동 계측 및 감시하고, 사면 붕괴를사전에 예경보하며, 인터넷 서비스를 통하여 위험 사면에 대한 정보를 제공하는 실시간 무인 감시 시스템을 제공하는데 또 다른 목적이 있다.Another object of the present invention is to provide a real-time unmanned monitoring system that automatically measures and monitors a risk slope in real time, predicts a slope collapse in advance, and provides information on the risk slope through an Internet service.

도 1 은 본 발명에 따른 사면 관리를 위한 실시간 무인 감시 시스템에 대한 개념도.1 is a conceptual diagram of a real time unmanned surveillance system for slope management according to the present invention.

도 2 는 본 발명에 따른 사면 관리를 위한 실시간 무인 감시 시스템에 대한 구체적인 일실시예 구성도.Figure 2 is a specific embodiment configuration for a real-time unmanned surveillance system for the slope management according to the present invention.

도 3 은 본 발명에 따라 구현된 데이터 로거 시스템의 실물 사진.3 is a real photograph of a data logger system implemented in accordance with the present invention.

도 4 는 본 발명에 따른 인터페이스 회로(플로팅 전류-전압 변환기 회로)의 일실시예 상세 회로도.4 is a detailed circuit diagram of one embodiment of an interface circuit (floating current-voltage converter circuit) according to the present invention.

도 5 는 본 발명에 따른 영상처리 알고리즘에 대한 일실시예 흐름도.5 is a flowchart of an embodiment of an image processing algorithm according to the present invention;

도 6 은 본 발명에 따른 D/B 및 인터넷 서비스 방식에 대한 설명도.6 is an explanatory diagram of a D / B and an Internet service method according to the present invention;

도 7 은 본 발명에 따른 예경보 방식에 대한 설명도.7 is an explanatory diagram for a preliminary alarm system according to the present invention.

* 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명* Explanation of symbols for the main parts of the drawings

210 : CCD 카메라 220 : 신축계 및 온도 센서210: CCD camera 220: telescope and temperature sensor

230 : 우량계 240 : 데이터 로거 시스템230: rain gauge 240: data logger system

250 : 전원 공급부 260 : 감시 영상 및 계측 데이터 처리부250: power supply unit 260: surveillance image and measurement data processing unit

270 : 중앙 제어부270: central control unit

상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 장치는, 사면 관리를 위한 실시간 무인 감시 시스템에 있어서, 표점이 설치된 사면에 대한 감시 영상을 획득하기 위한 사면 감시 영상 획득 수단; 사면에 대한 지표 변위 및 우량 등과 같은 계측 데이터를 수집하여 처리하기 위한 사면 계측 데이터 수집 수단; 상기 사면 감시 영상 획득 수단에서 획득된 사면 감시 영상 데이터를 전달받아 디스플레이하고 상기 사면 감시 영상 데이터를 분석하여 사면의 움직임 여부를 판단하기 위한 사면 감시 영상 처리 수단; 상기 사면 계측 데이터 수집 수단에서 수집된 사면 계측 데이터를 전달받아 분석하여 디스플레이하기 위한 사면 계측 데이터 처리 수단; 및 상기 사면 감시 영상 및 사면 계측 데이터 처리 수단으로부터 전달받은 사면 감시 영상 및 사면 계측 데이터를 저장·관리·분석하기 위한 중앙 제어 수단을 포함하는 것을 특징으로 한다.According to an aspect of the present invention, there is provided a real-time unmanned surveillance system for slope management, comprising: slope monitoring image acquisition means for acquiring a surveillance image of a slope on which a mark is installed; Slope measurement data collection means for collecting and processing measurement data such as surface displacement and rainfall on a slope; Slope monitoring image processing means for determining whether or not the slope is moved by receiving and displaying slope monitoring image data acquired by the slope monitoring image obtaining means; Slope measurement data processing means for receiving, analyzing and displaying slope measurement data collected by the slope measurement data collecting means; And central control means for storing, managing, and analyzing the slope monitoring image and the slope measurement data received from the slope monitoring image and the slope measurement data processing means.

한편, 본 발명에 따른 다른 장치는, 사면 관리를 위한 실시간 무인 감시 시스템에 있어서, 사면에 대한 지표 변위 및 우량 등과 같은 데이터를 계측하기 위한 다수의 계측 수단; 상기 다수의 계측 수단에서 계측된 전류 신호 형태의 사면 계측 데이터를 전압 신호 형태의 사면 계측 데이터로 변환시키기 위한 전류-전압 변환 수단; 상기 전류-전압 변환 수단에서 전압 신호 형태로 변환된 아날로그 형태의 사면 계측 데이터를 디지털 형태로 변환·처리하여 전달하기 위한 데이터 로깅 수단; 상기 데이터 로깅 수단으로부터 사면 계측 데이터를 전달받아 분석하여 디스플레이하기 위한 사면 계측 데이터 처리 수단; 및 상기 사면 계측 데이터 처리 수단으로부터 전달받은 사면 계측 데이터를 저장·관리·분석하기 위한 중앙 제어 수단을 포함하는 것을 특징으로 한다.On the other hand, another apparatus according to the present invention, a real-time unattended monitoring system for slope management, comprising: a plurality of measuring means for measuring data such as surface displacement and rainfall for the slope; Current-voltage conversion means for converting slope measurement data in the form of current signals measured by the plurality of measurement means into slope measurement data in the form of voltage signals; Data logging means for converting, processing, and transmitting an analog form of slope measurement data converted into a voltage signal form by the current-voltage converting means into a digital form; Slope measurement data processing means for receiving, analyzing and displaying slope measurement data from the data logging means; And central control means for storing, managing, and analyzing the slope measurement data received from the slope measurement data processing means.

또한, 상기 각 장치는, 상기 사면 계측 데이터를 사면의 붕괴 특성에 근거한 관리 기준치와 비교하여 사전에 사면의 붕괴를 예경보를 하기 위한 예경보 수단을 더 포함하는 것을 특징으로 한다.The apparatus further includes preliminary warning means for preliminary warning of the collapse of the slope in advance by comparing the slope measurement data with a management reference value based on the slope collapse characteristic.

또한, 상기 각 장치는, 상기 중앙 제어 수단에서 저장·관리·분석된 데이터를 인터넷을 통하여 서비스하기 위한 인터넷 서비스 수단을 더 포함하는 것을 특징으로 한다.The apparatus may further include internet service means for servicing data stored, managed and analyzed by the central control means via the Internet.

이처럼 본 발명은 사면 붕괴에 의한 인적·물적 자원의 손실을 최소한으로 억제하고 수집된 계측자료를 사면 붕괴의 원인분석과 대책수립에 효과적으로 이용할 수 있도록 하기 위하여, 위험 사면을 실시간으로 무인감시하고 사면 붕괴를 사전에 예경보할 수 있도록 한 것을 특징으로 한다.As such, the present invention unattendedly monitors the slope and collapses the risk slope in real time in order to minimize the loss of human and physical resources due to the slope collapse and to effectively use the collected measurement data for analyzing the cause of the slope collapse and establishing countermeasures. It is characterized in that the preliminary warning.

본 발명은 전국에 산재한 위험 사면에 적용할 수 있는 경제적인 감시 시스템의 개발을 위해, 센서와 데이터 로거 등을 이용하여 데이터 수집 및 처리 장치를 구현하고, 시각적으로 사면 감시를 하기 위한 비쥬얼 모니터링 기술로서 이미지 프로세싱 알고리즘을 적용한다. 또한, 실시간 무인감시가 가능하도록 하기 위해, 현장에 관리자가 상주할 필요 없이 원격지의 중앙 제어부(중앙 관리소)에서 근거리및 원거리 데이터 통신을 통하여 많은 현장을 동시에 관리할 수 있도록 한다(그러나, 본 발명의 실시예에서는 설명과 이해의 편리를 위하여 하나의 사면만을 감시하는 경우를 예로 들어 설명하기로 한다.). 이외에도 본 발명에 따라 수집·저장되는 자료를 관리자 및 정보 이용자가 전국 어디에서든 실시간으로 확인·분석·활용할 수 있도록 데이터베이스(D/B) 및 인터넷 서비스를 제공한다. 또한, 본 발명은 사면의 붕괴를 사전에 감지하여 예경보를 발령할 수 있는 예경보 시스템을 더 구비한다.The present invention is a visual monitoring technology for implementing a data collection and processing device using a sensor and a data logger, and visually monitor the slope for the development of an economic monitoring system that can be applied to dangerous slopes scattered throughout the country. Apply an image processing algorithm. In addition, in order to enable real-time unattended monitoring, it is possible to simultaneously manage a large number of sites through short-range and long-distance data communication from a central control unit (central management office) at a remote location without the need for an administrator to reside in the site. In the embodiment, only one slope is monitored as an example for convenience of explanation and understanding. In addition, the present invention provides a database (D / B) and an Internet service so that administrators and information users can check, analyze, and utilize data collected and stored according to the present invention in real time anywhere in the country. In addition, the present invention further includes a preliminary warning system that can detect the collapse of the slope in advance to issue a preliminary warning.

상술한 목적, 특징들 및 장점은 첨부된 도면과 관련한 다음의 상세한 설명을 통하여 보다 분명해 질 것이다. 이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명에 따른 바람직한 일실시예를 상세히 설명한다.The above objects, features and advantages will become more apparent from the following detailed description taken in conjunction with the accompanying drawings. Hereinafter, exemplary embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.

도 1 은 본 발명에 따른 사면 관리를 위한 실시간 무인 감시 시스템에 대한 개념도이다.1 is a conceptual diagram of a real time unmanned surveillance system for slope management according to the present invention.

도 1 에 도시된 바와 같이, 본 발명에 따른 사면 관리를 위한 실시간 무인 감시 시스템은, 지표변위계 및 우량계 등과 같은 센서와 데이터 로거 등을 이용하여 사면에 대한 데이터를 수집하여 처리하고, CCD 카메라를 이용하여 사면에 대한 영상을 획득하기 위한 데이터 수집부(101)와, 상기 데이터 수집부(101)에서 수집된 사면관련 감시 영상 및 계측 데이터를 근거리 유·무선통신망을 통하여 인접관리 시스템(103)으로 전송하기 위한 근거리 통신부(102)와, 상기 근거리 통신부(102)를 통하여 전달받은 사면 감시 영상 데이터를 디스플레이하고 해당 데이터를 분석하여 변위량을 측정하며, 상기 근거리 통신부(102)를 통하여 전달받은 사면 계측 데이터를 분석하여 디스플레이하기 위한 인접관리 시스템(103)과, 현장에 관리자가 상주할 필요 없이 실시간 무인감시가 가능하도록 하기 위해, 상기 인접관리 시스템(103)에서 처리된 감시 영상 및 계측 데이터를 원거리 유·무선통신망을 통하여 중앙관리 시스템(105)으로 전송하기 위한 원거리 통신부(104)와, 상기 원거리 통신부(104)를 통하여 전달받은 감시 영상 및 계측 데이터를 저장·관리·분석하여 사전에 사면의 붕괴를 예경보를 하기 위한 중앙관리 시스템(105)과, 상기와 같이 수집·저장된 자료를 정보 이용자가 전국 어디에서든 실시간으로 확인·분석·활용할 수 있도록 인터넷을 통하여 제공하기 위한 인터넷 서비스 시스템(106)을 포함한다. 여기서, 예경보 기능과 인터넷 서비스 등은 본 발명의 필수 구성요소가 아니라 본 발명의 활용도를 극대화하기 위한 부가적인 구성요소이다. 그리고, 사면에 대한 감시 영상 및 계측 데이터 둘 다를 이용하는 방법을 일예로 들어 설명하고 있으나, 그 중 어느 하나의 데이터만을 이용하여도 본 발명의 목적을 달성할 수 있다.As shown in FIG. 1, the real-time unmanned surveillance system for slope management according to the present invention collects and processes data on a slope using sensors and data loggers such as a surface displacement gauge and a rain gauge, and uses a CCD camera. The data collection unit 101 for acquiring an image of a slope and transmitting the surveillance-related surveillance image and measurement data collected by the data collection unit 101 to a neighbor management system 103 through a short-range wired / wireless communication network. The near field communication unit 102 and the slope monitoring image data transmitted through the near field communication unit 102 are displayed and the displacement is measured by analyzing the corresponding data, and the slope measurement data transmitted through the near field communication unit 102 is measured. Adjacent management system 103 for analysis and display, and real-time unmanned monitoring without the need for an administrator to reside in the field In order to be possible, the remote communication unit 104 and the remote communication unit for transmitting the monitoring image and the measurement data processed by the adjacent management system 103 to the central management system 105 via a remote wired / wireless communication network, 104, the central management system 105 for storing, managing and analyzing the surveillance images and measurement data transmitted through the preliminary warning of the collapse of the slope, and the information users collected and stored as described above. Internet service system 106 for providing via the Internet so that it can be identified, analyzed and utilized in real time. Here, the pre-alarm function and the Internet service are not essential components of the present invention but additional components for maximizing the utilization of the present invention. In addition, although a method of using both the surveillance image and the measurement data on the slope is described as an example, the object of the present invention can be achieved using only one of the data.

도 2 는 본 발명에 따른 사면 관리를 위한 실시간 무인 감시 시스템에 대한 구체적인 일실시예 구성도이다.2 is a detailed configuration diagram of a real-time unmanned surveillance system for slope management according to the present invention.

도 2 에 도시된 바와 같이, 본 발명에 따른 사면 관리를 위한 실시간 무인 감시 시스템은, 표점이 설치된 사면에 대한 감시 영상을 획득하기 위한 CCD 카메라(210), 사면에 대한 지표 변위 및 우량 등과 같은 계측 데이터를 수집하여 처리하기 위한 신축계 및 온도 센서(220)와 우량계(230) 및 데이터 로거 시스템(240), 상기 CCD 카메라(210)에서 획득된 사면 감시 영상 데이터를 근거리 유선 통신망을 통하여 전달받아 디스플레이하고 해당 사면 감시 영상 데이터를 분석하여 사면의 움직임 여부를 판단하며, 상기 신축계 및 온도 센서(220)와 우량계(230) 및 데이터 로거 시스템(240)에서 수집된 사면 계측 데이터를 근거리 무선 통신망을 통하여 전달받아 분석하여 디스플레이하기 위한 감시 영상 및 계측 데이터 처리부(260), 및 상기 감시 영상 및 계측 데이터 처리부(260)로부터 원거리 유·무선통신망을 통하여 전달받은 감시 영상 및 계측 데이터를 저장·관리·분석하여 사전에 사면의 붕괴를 예경보를 하기 위한 중앙 제어부(270)를 포함한다.As shown in FIG. 2, the real-time unmanned surveillance system for slope management according to the present invention includes a CCD camera 210 for acquiring a surveillance image of a slope on which a mark is installed, measurement such as surface displacement and rainfall on a slope, and the like. Telescopic and temperature sensors for collecting and processing data 220, rain gauge 230, and data logger system 240, the slope monitoring image data obtained from the CCD camera 210 is received through the local wired communication network display The slope monitoring image data is analyzed to determine whether the slope moves, and the slope measurement data collected by the telemeter and the temperature sensor 220, the rain gauge 230, and the data logger system 240 are determined through a short range wireless communication network. Surveillance image and measurement data processing unit 260 for receiving and analyzing and displaying, and the surveillance image and measurement data processing unit 260 And a central control unit 270 for storing, managing, and analyzing the surveillance video and measurement data transmitted through the long-distance wired / wireless communication network to provide a warning of the collapse of the slope in advance.

다음으로, 본 발명에 따른 사면 관리를 위한 실시간 무인 감시 시스템의 구체적인 실시예를 상세히 살펴보기로 한다. 먼저, 데이터 수집 과정에 대하여 살펴보면 다음과 같다.Next, a detailed embodiment of a real time unmanned surveillance system for slope management according to the present invention will be described in detail. First, the data collection process is as follows.

상기 데이터 수집 과정은 사면 계측 자료의 생성에서부터 근거리 자료 전송 이전 과정까지를 관리하는 과정으로서, 사면의 물리적 환경 정보를 획득하는 과정, 획득된 정보를 처리하는 과정, 그리고 정보를 송신하는 과정 및 이를 수행하는 모든 장치에 전원을 공급하는 과정을 포함한다.The data collection process is a process of managing the generation of slope measurement data to the process of transferring the short-range data, and obtaining the physical environment information of the slope, processing the obtained information, and transmitting the information and performing the same Which includes supplying power to all devices.

이때, 사면의 거동을 감시하기 위한 계측 센서로는 국내 사면 특성, 경제성, 그리고 국외 사면 무인 감시 시스템 등을 고려하여 지표면 신축계 센서(220)와 자동 우량계(230)를 기본 항목으로 채택하였으며, 필요시에는 온도 센서, 지중 경사계, 지하 수위계, 간극 수압계 등의 여타 센서를 더 사용할 수 있다.In this case, as a measurement sensor for monitoring the behavior of the slope, the surface telescopic sensor 220 and the automatic rain gauge 230 are adopted as basic items in consideration of domestic slope characteristics, economic feasibility, and an overseas slope unmanned monitoring system. Other sensors such as temperature sensors, underground inclinometers, underground water gauges, and pore pressure gauges may be used.

그리고, 데이터 로거 시스템(240)은 무인 감시 시스템의 목적에 적합하도록 도 3 에 도시된 실물 사진과 같이 구현하였다. 이러한 데이터 로거 시스템(240)은 인텔(Intel)사의 16비트 마이크로프로세서 80C196KC(242)를 기반으로 한 메인보드,상기 메인보드와 상기 센서류와의 인터페이스를 위한 인터페이스 회로(242)를 포함하고 있다. 일반적으로 공사현장에서 사용되는 센서의 출력 신호는 노이즈에 약한 전압 신호보다 노이즈에 강한 전류 신호를 주로 이용하는데, 마이크로프로세서(242)는 전류 신호를 인식할 수 없으므로 전류 신호를 전압 신호로 변환할 수 있는 회로가 필요해서 상기 메인보드와 센서와의 사이에 인터페이스 회로(241)가 구비되어 있다.In addition, the data logger system 240 is implemented as the real picture shown in FIG. 3 to suit the purpose of the unmanned surveillance system. The data logger system 240 includes a main board based on an Intel 16-bit microprocessor 80C196KC 242, and an interface circuit 242 for interfacing the main board and the sensors. In general, the output signal of the sensor used in the construction site mainly uses a current signal that is stronger in noise than a voltage signal that is weak in noise. Since the microprocessor 242 cannot recognize the current signal, it can convert the current signal into a voltage signal. Since a circuit is required, an interface circuit 241 is provided between the main board and the sensor.

이외에 취득한 사면 계측 데이터를 감시 영상 및 계측 데이터 처리부(260)로 전송하기 위한 송신용 RF 모듈(Radio Frequency module)(243)을 포함하고 있다. 상기 송신용 RF 모듈(243)은 원활한 무선 송신을 위해서 내부에 버퍼를 내장하고 있는 타입을 채택하여 데이터의 입력이 25ms(milisecond)이상 지연되었을 경우에 순차적으로 송신하도록 되어 있다.In addition, a transmission RF module 243 for transmitting the acquired slope measurement data to the surveillance video and measurement data processing unit 260 is included. The transmission RF module 243 adopts a type having a buffer built therein for smooth wireless transmission, and is sequentially transmitted when data input is delayed by 25 ms or more.

한편, 전원 공급부(250)는 일반적인 공지 방식과 같이 태양열 전지판(251)을 이용해서 충전지(252)에 충전하고, 레귤레이터(253)를 통하여 상기 센서류와 데이터 로거 시스템(240)에 필요한 전력을 공급하도록 한다. 이때, 전력이 충분한 경우에는 CCD 카메라(210)에도 전력을 공급하도록 할 수도 있다. 한편, 근거리에 전력원이 있거나 상기와 같이 현지에서 전력을 공급하는 방식이 불가할 경우에는 해당 전력원이나 원격지에서 전력을 공급하도록 할 수도 있다.Meanwhile, the power supply unit 250 charges the rechargeable battery 252 using the solar panel 251 as in a general known manner, and supplies the necessary power to the sensors and the data logger system 240 through the regulator 253. do. In this case, when the power is sufficient, the CCD camera 210 may be supplied with power. On the other hand, if there is a power source in the short distance or if the method of supplying power locally as described above may be to supply power from the power source or remote.

다음으로, 도 4 를 참조하여 상기 인터페이스 회로(I-V 변환 회로)(241)에 대하여 살펴보면 다음과 같다.Next, the interface circuit (I-V conversion circuit) 241 will be described with reference to FIG. 4.

일반적으로 아날로그 회로의 특성상 사용 시간이 경과함에 따라 회로의 특성이 변화되어질 가능성이 높다. 만약, 시스템의 사용중 회로의 특성이 변화한다면 심각한 데이터 오류가 발생하게 되며, 이럴 경우에는 통상 장치 자체를 교환하든지 아니면 통신 소프트웨어를 변경해야 한다. 그러나, 본 발명에서는 도 4 에 도시된 바와 같이 인터페이스 회로(전류/전압 변환 회로)에 가변저항을 추가함으로 이러한 문제를 해결하였다.In general, the characteristics of the analog circuit is likely to change the characteristics of the circuit over time. If the characteristics of the circuit change while the system is in use, serious data errors will occur. In this case, the device itself must be replaced or the communication software must be changed. However, the present invention solves this problem by adding a variable resistor to the interface circuit (current / voltage conversion circuit) as shown in FIG.

이러한 전류-전압 변환 회로의 설계 방식으로는, 접지 부하 전류-전압 변환 방식과 플로팅 부하 전류-전압 변환 방식의 두 가지 경우를 고려할 수 있다.As a design method of the current-voltage conversion circuit, two cases, a ground load current-voltage conversion method and a floating load current-voltage conversion method, may be considered.

상기 접지 부하 전류-전압 변환 방식은 입력 전류를 부하저항 RL에 의해서 전압으로 변환시킨다. 이 변환 방식은 송수신부 사이에 전류루프 공통선이 있어야 하며, 이 공통선은 전압강하를 일으키는 문제점이 있다. 따라서, 본 발명에서는 상기 문제점을 플로팅 부하 전류-전압 변환 방식을 사용하여 해결하였다. 즉, 본 발명에서는 4mA에서 20mA 전류신호를 0V에서 5V의 전압신호로 변환시킬 수 있는 플로팅 전류-전압 변환 회로를 도 4 에 도시된 바와 같이 설계하였다.The ground load current-voltage conversion method converts an input current into a voltage by a load resistor RL. This conversion method requires a current loop common line between the transceiver and the common line, which causes a voltage drop. Therefore, in the present invention, the above problem is solved by using a floating load current-voltage conversion method. That is, in the present invention, a floating current-voltage conversion circuit capable of converting a 20 mA current signal from 4 mA to a voltage signal of 0 V to 5 V is designed as shown in FIG. 4.

상기 플로팅 부하 전류-전압 변환 방식에서, 전류는 입력 전선을 통해서 부하로 보내지며, 또한 도 4 에 도시된 바와 같이 루프를 형성한다. 따라서, 이들 전선사이의 동위상 잡음은 부하단에서 동시에 제거된다.In the floating load current-voltage conversion scheme, current is sent to the load through the input wires and also forms a loop as shown in FIG. Thus, in-phase noise between these wires is simultaneously removed at the load end.

본 발명에 따른 전압/전류 변환 회로의 작동 원리는 다음과 같다. 상기 센서류부터 전송받은 전류는 저항 Rspan양단의 전위차로 변환된다. 또한 OP 앰프 U1과 저항 Ri, Rf는 차동증폭기로 작용한다. 이때, 다음과 같은 부하 오차 관계식을 만족하여야 한다.The operating principle of the voltage / current conversion circuit according to the present invention is as follows. The current received from the sensors is converted into a potential difference across the resistor R span . The op amp U1 and resistors R i and R f act as differential amplifiers. At this time, the following load error relation should be satisfied.

Ri>> Rspan R i >> R span

또한, 출력 전압 Vout은 다음과 같다.In addition, the output voltage V out is as follows.

따라서, 차동증폭기의 출력 전압은 전류 I, 제로 오프셋 전압 Vz, 이득 Ri/Rf와 플로팅 저항 Rspan에 의해서 정해진다. 즉, 차동증폭기의 출력 전압은 마이크로프로세서(242)의 아날로그/디지털 변환부의 입력 전압 범위(0V∼5V)로 정해진 후에 마이크로프로세서(242)의 아날로그/디지털(A/D) 변환부로 전송된다.Therefore, the output voltage of the differential amplifier is determined by the current I, the zero offset voltage V z , the gain R i / R f and the floating resistor R span . That is, the output voltage of the differential amplifier is set to the input voltage range (0V to 5V) of the analog / digital converter of the microprocessor 242 and then transmitted to the analog / digital (A / D) converter of the microprocessor 242.

전류-전압 관계에서,In the current-voltage relationship,

I(a) = 4mA, V(a) = 0VI (a) = 4 mA, V (a) = 0 V

I(b) = 20mA, V(b) = 5VI (b) = 20 mA, V (b) = 5 V

Rf/Ri= 10으로 하면,If R f / R i = 10,

따라서, 15Ω 고정저항을 갖는 33Ω 멀티 턴 퍼텐쇼미터(Multi-turn potentiometer)를 선정한다.Therefore, a 33Ω multi-turn potentiometer having a 15Ω fixed resistance is selected.

한편, Ri>> Rspan이므로 Ri= 2.2㏀으로 결정한다. 이것을 토대로 Rf, Vz를 계산하면 아래와 같은 결과가 나온다.On the other hand, R i >> R span, so R i = 2.2㏀. Based on this, calculating R f , V z gives the following result.

다음으로, 상기 마이크로프로세서(242)에 대하여 좀 더 상세히 살펴보면 다음과 같다.Next, the microprocessor 242 will be described in more detail as follows.

본 발명의 데이터 로거 시스템(240)에 사용된 원칩 마이크로프로세서 80C196KC(242)는 인텔(Intel)사의 16비트 마이크로프로세서인 8096계열 중의 하나로서, 다목적 용도에 알맞게 설계되어 광범위한 응용 분야를 가지고 있다. 그리고, 상기 마이크로프로세서 80C196KC(242)는 칩내에 8채널의 아날로그/디지털 변환기를 가지고 있으므로 별도의 아날로그/디지털 변환 모듈을 제작할 필요 없이 간단히 아날로그/디지털 변환이 가능하다. 상기 마이크로프로세서(242)는 아날로그 신호를 인식하지 못하므로 아날로그/디지털 변환 기능을 이용하여 인터페이스 회로(241)로부터 출력되는 아날로그 전압 신호를 디지털 신호로 변환한다. 이렇게 아날로그/디지털 변환된 신호를 마이크로프로세서내의 소프트웨어를 이용하여 무선 전송 등을 위하여 원하는 데이터 형태로 만든 후에, 이 데이터를 다시 아스키 코드(ASCII Code)로 변환한 다음에, 데이터 로거 시스템(240)의 일부인 송수신용 무선 모듈(243)을 통하여 전송한다.The one-chip microprocessor 80C196KC 242 used in the data logger system 240 of the present invention is one of the 8096 series of 16-bit microprocessors of Intel Corporation, and is designed for multi-purpose use and has a wide range of applications. In addition, since the microprocessor 80C196KC 242 has an 8-channel analog-to-digital converter in the chip, analog-to-digital conversion is possible without the need for a separate analog-to-digital conversion module. Since the microprocessor 242 does not recognize the analog signal, the microprocessor 242 converts the analog voltage signal output from the interface circuit 241 into a digital signal using an analog / digital conversion function. After converting the analog / digital converted signal into a desired data type for wireless transmission using software in the microprocessor, the data is converted back into ASCII code and then the data logger system 240 It transmits through a part of the wireless module 243 for transmission and reception.

본 발명에 사용되는 원칩 마이크로프로세서 80C196KC(242) 및 주변 장치들은아래의 기능을 가진다.The one-chip microprocessor 80C196KC 242 and peripheral devices used in the present invention have the following functions.

- PWM(Pulse Width Modulation) 파형의 출력Output of PWM (Pulse Width Modulation) Waveform

- 내부 및 외부 클럭에 의한 타이머-Timer by internal and external clock

- 고속의 입력을 받아들일 수 있는 HSI(High Speed Input)High Speed Input (HSI) to accept high speed input

- 고속의 출력을 할 수 있는 HSO(High Speed Output)-High Speed Output (HSO) for high speed output

- 다른 장치들과 데이터를 주고받을 수 있는 확장 직렬 입출력 포트Extended serial input / output port for sending and receiving data with other devices

- 아날로그 신호를 디지털 신호로 바꾸는 A/D 변환기(10비트 분해능)10-bit resolution A / D converter that converts analog signals into digital signals

- 기본적인 입출력을 할 수 있는 입출력 포트-I / O port for basic I / O

- 특수한 목적을 위해 정상 모드 이외의 여러 가지 특수 기능 모드-Various special function modes other than normal mode for special purpose

본 발명에서는 신축계 센서와 온도 센서의 신호를 처리하기 위해 A/D 변환기를 사용하고, 우량계 센서의 신호를 처리하기 위해 HSI 기능과 타이머 기능 등을 사용하며, 부가적으로 확장 출력 포트를 발광다이오드 구동에 사용한다.In the present invention, the A / D converter is used to process the signals of the telescopic sensor and the temperature sensor, and the HSI function and the timer function are used to process the signals of the rain gauge sensor. Used for driving.

다음으로, 감시 영상을 획득하여 처리하는 과정에 대하여 좀 더 상세히 살펴보면 다음과 같다.Next, the process of acquiring and processing the surveillance image will be described in more detail.

본 발명에서는 낙석 발생 등의 사면 변형을 눈으로 직접 관찰할 수 있도록 하기 위해 영상 감시 기능을 포함하고 있다. 이 과정에서는 사면의 실시간 영상자료를 획득할 뿐만 아니라, 획득한 아날로그 영상신호에 대한 일련의 영상처리를 통해 지표의 변위량도 자동으로 산정할 수 있도록 한다. 이러한 과정은 영상 정보 획득을 위한 CCD 카메라(210)와 감시 대상 사면의 현장에 설치되는 표점(지표변위 측정 타겟 포인트), 후술되는 도 5 의 영상 처리 알고리즘의 수행을 위한 감시 영상처리부(260), 그리고 일시적인 정전에 대비하기 위한 무정전 전원장치 등으로 구현된다.The present invention includes an image surveillance function to directly observe the slope deformation such as the occurrence of rockfall. In this process, not only the real-time image data of the slope is obtained, but also the displacement amount of the surface can be calculated automatically through a series of image processing on the acquired analog image signal. This process includes a CCD camera 210 for acquiring image information and a mark (surface displacement measurement target point) installed at the site of the monitoring target slope, a surveillance image processor 260 for performing the image processing algorithm of FIG. It is also implemented as an uninterruptible power supply for temporary power outages.

상기 감시 영상 처리부(260)에는 CCD 카메라(210)로부터 얻은 아날로그 영상신호를 유선 케이블을 통하여 전달받아 컴퓨터가 인식할 수 있는 신호로 변화시켜주는 영상 그래버 카드(Image Grabber Card)와 영상 처리 자료를 중앙 제어부(270)으로 전송하기 위한 전용선 인터페이스 카드 등이 장착된다.The surveillance image processing unit 260 receives an analog image signal obtained from the CCD camera 210 through a wired cable and converts the image grabber card and image processing data into a signal that can be recognized by a computer. A dedicated line interface card or the like for transmitting to the control unit 270 is mounted.

그리고, 이러한 과정은 CCD 카메라(210)를 이용한 화상 처리 기술을 채택함으로써 주변온도에 영향을 받지 않으며, 또한 CCD 카메라(210)의 성능, 개수 및 설치 위치를 조정함으로써 영상획득 가능영역과 변위계측의 정밀도를 조절할 수 있는 장점을 가진다.In addition, this process is not affected by the ambient temperature by adopting an image processing technology using the CCD camera 210, and also by adjusting the performance, the number, and the installation position of the CCD camera 210, It has the advantage of adjusting the precision.

상기 영상 처리 알고리즘의 일예를 도 5 를 참조하여 살펴보면 다음과 같다. 이 영상 처리 알고리즘은 공지의 기술들을 이용하므로 그 처리 순서만을 개략적으로 살펴보기로 한다.An example of the image processing algorithm will be described below with reference to FIG. 5. Since this image processing algorithm uses well-known techniques, only the processing sequence will be outlined.

우선, CCD 카메라에 의해 획득된 아날로그 영상은 영상처리보드에 의해 디지털화 된다(501). 이때의 영상 데이터는 칼라 형태의 영상 데이터이다. 이후, 상기 영상 데이터에 대하여 배경과 표점을 분리한다(502). 이때, 공지의 Otsu's 방식 등을 이용한다. 이후, 공지의 가우시안 라플라스 변환 등을 이용하여 필터링을 수행하고(503) 최소 제곱 추정(least square estimation) 등을 이용하여 직선화 처리 과정을 수행한다(504). 이후, 매칭(Matching) 알고리즘을 이용하여 변위량을 측정하여(505) 최종적으로 사면의 움직임 여부를 판단한다(506).First, the analog image obtained by the CCD camera is digitized by the image processing board (501). The video data at this time is video data in color form. Thereafter, a background and a mark are separated from the image data (502). At this time, a known Otsu's method or the like is used. Subsequently, filtering is performed using a known Gaussian Laplace transform or the like (503), and a straightening process is performed using least square estimation or the like (504). Then, the displacement amount is measured using a matching algorithm (505) to finally determine whether the slope movement (506).

다음으로, 계측 데이터를 처리하는 과정에 대하여 좀 더 상세히 살펴보면 다음과 같다.Next, the process of processing the measurement data in more detail as follows.

인접장소에 위치한 계측 데이터 처리부(260)에서는 송신 RF 모듈(243)와 수신 RF 모듈(280)을 통하여 데이터 로거 시스템(240)의 마이크로프로세서(242)로부터 사면 계측 데이터를 전송받아서 그 데이터를 분석 처리하여 텍스트 및 그래프 형태로 디스플레이하여 실시간으로 모니터링할 수 있도록 해준다. 그리고, 전송받은 사면 계측 데이터를 상용 네트워크 통신망을 이용하여 원거리에 위치한 중앙 제어부(270)에 전송함으로써, 중앙 제어부(270)에서도 데이터를 유지·관리할 수 있도록 한다.The measurement data processing unit 260 located in the adjacent place receives slope measurement data from the microprocessor 242 of the data logger system 240 through the transmission RF module 243 and the reception RF module 280 and analyzes the data. Display in text and graph form for real-time monitoring. Then, the transmitted slope measurement data is transmitted to the central control unit 270 located at a far distance using a commercial network communication network, so that the central control unit 270 can maintain and manage the data.

다음으로, 데이터 전송 과정에 대하여 좀 더 상세히 살펴보면 다음과 같다.Next, the data transmission process will be described in more detail as follows.

데이터 전송 과정은 사면 계측 데이터를 실시간에 경제적이면서 안정적으로 계측 데이터 처리부(260) 및 중앙 제어부(270)에 전송하기 위한 근거리 통신과 원거리 통신, 그리고 원격지에서 사면 현장 시스템을 제어하기 위한 양방향 통신 기능을 포함하고 있다.The data transmission process provides short-range communication, long-distance communication, and bi-directional communication function for controlling slope field system at a remote location to transmit slope measurement data in real time economically and stably to the measurement data processing unit 260 and the central control unit 270. It is included.

상기 계측 데이터 처리부(260)까지 계측 데이터를 전송하기 위한 근거리 통신에는 RF 모듈(Radio Frequency Modues)(243,280)을 이용한 무선통신 방식을 사용한다. 상기 RF 모듈(243,280)은 RS232C 시리얼 통신 방식을 이용하여 마이크로프로세서(242) 및 계측 데이터 처리부(260)와 각각 인터페이스되며, 송신측 및 수신측 RF 모듈간의 통신시 데이터의 누락에 의한 에러발생을 제거하기 위해 링버퍼 알고리즘을 사용하여 통신 데이터의 신뢰성 및 안정성을 높였다. 그리고, 사면 감시 영상 데이터의 경우는 영상 자료를 포함하고 있어 데이터량이 방대하기 때문에 CCD 카메라(210)에서 감시 영상 처리부(260)까지 자료를 안정적으로 전송하기 위해서 케이블을 이용한 근거리 유선통신 방식을 활용한다.The short-range communication for transmitting the measurement data to the measurement data processing unit 260 uses a wireless communication method using RF modules 243 and 280. The RF modules 243 and 280 interface with the microprocessor 242 and the measurement data processing unit 260 using RS232C serial communication, respectively, and eliminate errors caused by data loss during communication between the transmitting and receiving RF modules. In order to improve the reliability and stability of the communication data, the ring buffer algorithm is used. Since the slope surveillance image data includes image data, the data volume is enormous, so a short-range wired communication method using a cable is used to stably transfer the data from the CCD camera 210 to the surveillance image processor 260. .

한편, 원거리 통신의 경우 현재의 무선데이터 통신기술 수준으로는 데이터 전송의 안정성 및 경제성 측면에서 많은 문제점이 있는 것으로 나타나, 상용 네트워크 통신망(예 : PC통신망, 인터넷 통신망, 전용선 등)을 이용하여 원격지의 중앙 제어부(270)에 감시 영상 및 계측 데이터를 전송하는 방법을 사용한다. 또한, 원격지에 위치한 중앙 제어부(270)의 관리자가 사면의 현장상황에 따라 데이터의 전송 시간간격을 조절할 수 있고, 시스템의 오작동여부를 검토할 수 있도록 하기 위해서 ODBC 드라이버와 오라클 서버 데이터베이스를 이용하여 양방향 통신 기능을 구현한다.On the other hand, in the case of telecommunications, there are many problems in terms of stability and economics of data transmission at the current wireless data communication technology level. A method of transmitting the surveillance image and the measurement data to the central control unit 270 is used. In addition, the administrator of the central control unit 270 located at a remote site can adjust the data transmission time interval according to the site situation of the slope, and in order to examine whether the system malfunctions, the ODBC driver and the Oracle server database are used in both directions. Implement communication functions.

한편, 궁극적으로는 근·원거리에 관계없이 하나의 통신방법으로 자료를 전송할 수 있는 무선데이터 통신시스템을 구축하기 위하여, 급속도로 발전하고 있는 무선데이터 통신기술의 발전추이에 따라 보다 안정적이고 경제적인 IMT-2000 방식 등의 무선데이터 통신방식을 사용할 수 있다.On the other hand, in order to build a wireless data communication system that can transmit data in one communication method regardless of near and far distance, IMT is more stable and economical in accordance with the rapidly developing wireless data communication technology. Wireless data communication such as -2000 can be used.

다음으로, 데이터베이스(D/B) 및 인터넷 서비스에 대하여 좀 더 상세히 살펴보면 다음과 같다.Next, the database (D / B) and the Internet service will be described in more detail as follows.

본 발명에서는 도 6 에 도시된 바와 같이 위험 사면에 대한 계측(또는 감시) 자료를 체계적으로 저장·관리하여 국내 사면의 거동특성 및 붕괴메카니즘의 연구에 활용할 수 있도록 하기 위하여, 지속적으로 축적되는 방대한 양의 계측 자료를체계적으로 데이터베이스(D/B)에 저장·관리하고, 상기 저장된 자료를 관리자 및 사용자가 편리하게 분석·활용할 수 있도록 인터넷 서비스를 통하여 제공한다.In the present invention, as shown in FIG. 6, in order to systematically store and manage measurement (or monitoring) data on dangerous slopes, it is possible to utilize them in the study of behavior characteristics and collapse mechanism of domestic slopes. It stores and manages the measured data in the database (D / B) systematically and provides the stored data through the internet service so that the administrator and user can analyze and utilize it conveniently.

본 발명에서는 지속적으로 전송되어 오는 방대한 양의 자료를 분류별로 체계적으로 저장할 수 있도록 하기 위해 오라클사의 관계형 데이터베이스 관리시스템(DBMS)을 사용하여 테이블 구조로 데이터베이스(D/B)를 구축한다. 상기 데이터베이스(D/B)에 저장되는 자료는 크게 일반적인 사면 관련 자료와 감시 및 계측 관련 자료로 구분되어 진다. 사면 관련 자료는 사면에 대한 일반적인 사전 조사 자료이고, 감시 및 계측 관련 자료는 데이터 수집 및 영상 감시 장치로부터 수집·전송되어 온 자료이다.In the present invention, in order to be able to systematically store a large amount of data continuously transmitted by classification to build a database (D / B) in a table structure using a relational database management system (DBMS) of Oracle Corporation. The data stored in the database (D / B) is largely divided into general slope-related data and monitoring and measurement-related data. Slope-related data are general preliminary survey data on slopes, and surveillance and measurement-related data have been collected and transmitted from data collection and video surveillance devices.

본 발명에서 사용되는 데이터베이스(D/B) 및 인터넷 서비스의 특징을 살펴보면 다음과 같다.Looking at the characteristics of the database (D / B) and Internet services used in the present invention.

1) 시스템 관리자용 데이터베이스 관리프로그램을 별도로 구축하였기 때문에 시스템의 보안 및 관리가 용이하다.1) It is easy to secure and manage the system because the database management program for system administrators is built separately.

2) 인터넷 서비스 구현에 객체지향언어인 자바(Java)를 사용하였기 때문에 서비스의 확장 및 업그레이드가 용이하고, 자바 가상 머신(Java Virtual Machine)이 설치되어 있는 플랫폼이면 운영체제에 상관없이 실행이 가능하다.2) Since the object-oriented language Java is used to implement the Internet service, the service can be easily extended and upgraded, and any platform that has a Java Virtual Machine installed can be executed regardless of the operating system.

3) 인터넷 사용자 인터페이스(UI)는 자바의 AWT(Abstract Window Toolkit)를 이용하기 때문에 정보이용자들이 웹(Web)을 통해 쉽고 편리하게 데이터베이스(D/B)에 구축된 정보를 이용할 수 있다.3) Since the Internet user interface (UI) uses Java's Abstract Window Toolkit (AWT), information users can use the information built in the database (D / B) easily and conveniently through the web.

4) 지도를 이용한 검색과 사면의 현장 주소나 특징을 이용한 키워드 검색이모두 가능하도록 하여 사용자에게 검색의 편이를 제공한다.4) The user can easily search by using both map search and keyword search using on-site address or feature of slope.

5) 자바 언어의 그래픽 기능을 이용하여 계측 자료를 실시간에 웹상에 그래프로 나타낸다.5) Graph the measurement data on the web in real time using the graphic function of the Java language.

6) 자바 언어로 구현된 상기 과정을 범용 통계프로그램인 엑셀(Excel) 프로그램과 인터페이스시킴으로써, 기존 저장 자료 및 실시간 계측 자료의 분석 및 활용을 용이하게 한다.6) By interfacing the process implemented in the Java language with the Excel program, which is a general statistical program, it facilitates the analysis and utilization of existing stored data and real-time measurement data.

다음으로, 예경보 과정에 대하여 좀 더 상세히 살펴보면 다음과 같다.Next, look at in more detail about the preliminary warning process as follows.

본 발명에서는 위험 사면의 거동을 실시간으로 계측하여 그 계측값이 사전에 결정된 사면 관리 기준치를 초과하게 되면 관리자에게 즉각 통보되도록 함으로써, 사면 붕괴에 미리 대비할 수 있도록 하는 예경보 기능을 도 7 에 도시된 바와 같이 수행한다. 이때, 붕괴의 예보를 위한 사면 관리 기준치 항목으로는 강우강도, 일강우량, 변위속도 등이 사용될 수 있다.In the present invention, the behavior of the risk slope is measured in real time, and when the measured value exceeds a predetermined slope management threshold value to be notified to the administrator immediately, a preliminary warning function that can be prepared in advance for the slope collapse shown in Figure 7 Do as follows. At this time, the slope management criteria items for forecasting the collapse may be used such as rainfall intensity, daily rainfall amount, displacement speed.

본 발명에서는 사면의 붕괴 위험에 대한 예보를 두 가지 등급(주의보와 경보)으로 구분하여 각각에 대한 관리 기준치를 설정하여 입력할 수 있도록 하고, 주의보와 경보 발령시 사면 붕괴의 위험을 사면 관리자에게 컴퓨터의 화면과 소리를 이용하여 알림과 동시에 관리자의 휴대폰으로 문자를 전송하여 알리도록 하여 위험 예보 전달이 확실히 되도록 한다. 또한, 효과적인 관리를 위하여 예경보 과정의 프로그램도 상기 인터넷 서비스에서 사용한 자바와 JDBC 기술을 활용한다.In the present invention, the prediction of the slope collapse risk can be divided into two classes (advisory and alarm) to set and enter the management standard values for each, and the administrator of the slope and the warning of the slope collapse is issued to the computer. Using the screen and sound of the notification at the same time to send a text message to the administrator's mobile phone to ensure that the risk forecast delivery. In addition, the pre-alarm process program utilizes the Java and JDBC technology used in the Internet service for effective management.

다음으로, 사면 무인감시 시스템에 대하여 좀 더 상세히 살펴보면 다음과 같다.Next, the slope unmanned surveillance system in more detail as follows.

사면 무인감시 시스템을 전국에 분포하는 많은 사면에 대해 거시적으로 적용하기 위해서는 전국에 분포하는 사면 중에서 사면감시가 우선적으로 필요한 사면, 즉 붕괴위험이 높고 붕괴가 일어났을 때 예상되는 피해 정도가 큰 사면들을 선정하여 우선순위를 매겨 적용할 필요가 있다.In order to apply the slope unmanned surveillance system macroscopically to many slopes distributed across the country, slopes that require slope monitoring preferentially among slopes distributed throughout the country, that is, slopes with high risk of collapse and high expected damage when collapse occurs. It needs to be selected, prioritized and applied.

또한, 사면 무인감시 시스템을 설치하여 실시간 계측을 수행하는 중요한 이유 중의 하나는 사면 붕괴의 징조를 조기에 감지하여 붕괴 위험을 사전에 예보함으로써, 사전에 붕괴 방지를 위한 적절한 대책을 세우거나 혹은 붕괴를 피할 수 없는 경우에 붕괴에 의한 피해를 최소한으로 줄이기 위함이다. 이를 위해서는 사면 무인감시 시스템의 계측 항목별로 사면 붕괴 예보를 위한 관리 기준치를 설정하여, 계측치가 관리 기준치를 초과하는 경우에 자동으로 주의보 또는 경보를 발령함으로써, 그에 따른 적절한 대책이 수립될 수 있도록 해야 한다.In addition, one of the important reasons for installing a slope unmanned surveillance system to perform real-time measurement is to detect signs of slope collapse in advance and predict the risk of collapse in advance, so that appropriate measures for preventing the collapse are made in advance. This is to minimize the damage caused by collapse in inevitable cases. To this end, the management standard value for the slope collapse forecast should be set for each measurement item of the slope unmanned surveillance system, and when the measured value exceeds the management standard value, an advisory or alarm is automatically issued so that appropriate measures can be established. .

이상에서 설명한 본 발명은 전술한 실시예 및 첨부된 도면에 의해 한정되는 것이 아니고, 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위 내에서 여러 가지 치환, 변형 및 변경이 가능하다는 것이 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 있어 명백할 것이다.The present invention described above is not limited to the above-described embodiments and the accompanying drawings, and various substitutions, modifications, and changes are possible in the art without departing from the technical spirit of the present invention. It will be clear to those of ordinary knowledge.

상기와 같은 본 발명은, 위험 사면을 실시간에 자동 계측 및 감시하고, 사면 붕괴를 사전에 예경보하며, 인터넷 서비스를 통하여 위험 사면에 대한 정보를 제공함으로써, 사면 붕괴에 의한 인적·물적 자원의 손실을 최소한으로 억제하고 수집된 계측자료를 사면 붕괴의 원인분석과 대책수립에 효과적으로 이용할 수 있는 효과가 있다.The present invention as described above, the automatic measurement and monitoring of dangerous slopes in real time, the preliminary warning of slope collapse, and providing information on the risk slope through the Internet service, loss of human and physical resources due to slope collapse The minimum amount of data and the collected measurement data can be effectively used for the cause analysis and countermeasures of the collapse.

Claims (5)

사면 관리를 위한 실시간 무인 감시 시스템에 있어서,In the real-time unmanned surveillance system for slope management, 표점이 설치된 사면에 대한 감시 영상을 획득하기 위한 사면 감시 영상 획득 수단;Slope monitoring image acquisition means for acquiring a surveillance image of a slope on which a mark is installed; 사면에 대한 지표 변위 및 우량 등과 같은 계측 데이터를 수집하여 처리하기 위한 사면 계측 데이터 수집 수단;Slope measurement data collection means for collecting and processing measurement data such as surface displacement and rainfall on a slope; 상기 사면 감시 영상 획득 수단에서 획득된 사면 감시 영상 데이터를 전달받아 디스플레이하고 상기 사면 감시 영상 데이터를 분석하여 사면의 움직임 여부를 판단하기 위한 사면 감시 영상 처리 수단;Slope monitoring image processing means for determining whether or not the slope is moved by receiving and displaying slope monitoring image data acquired by the slope monitoring image obtaining means; 상기 사면 계측 데이터 수집 수단에서 수집된 사면 계측 데이터를 전달받아 분석하여 디스플레이하기 위한 사면 계측 데이터 처리 수단; 및Slope measurement data processing means for receiving, analyzing and displaying slope measurement data collected by the slope measurement data collecting means; And 상기 사면 감시 영상 및 사면 계측 데이터 처리 수단으로부터 전달받은 사면 감시 영상 및 사면 계측 데이터를 저장·관리·분석하기 위한 중앙 제어 수단Central control means for storing, managing and analyzing the slope monitoring image and the slope measurement data received from the slope monitoring image and the slope measurement data processing means. 을 포함하는 사면 관리를 위한 실시간 무인 감시 시스템.Real time unattended surveillance system for slope management, including. 제 1 항에 있어서,The method of claim 1, 상기 계측 데이터 수집 수단은,The measurement data collection means, 사면에 대한 지표 변위 및 우량 등과 같은 데이터를 계측하기 위한 다수의센서;A plurality of sensors for measuring data such as surface displacement and rainfall on a slope; 상기 다수의 센서에서 계측된 전류 신호 형태의 사면 계측 데이터를 전압 신호 형태의 사면 계측 데이터로 변환시키기 위한 전류-전압 변환 회로;A current-voltage conversion circuit for converting slope measurement data in the form of current signals measured by the plurality of sensors into slope measurement data in the form of voltage signals; 상기 전류-전압 변환 회로에서 전압 신호 형태로 변환된 아날로그 형태의 사면 계측 데이터를 디지털 형태로 변환하여 처리하기 위한 마이크로프로세서; 및A microprocessor for converting analog-type slope measurement data converted into a voltage signal form in the current-voltage conversion circuit into a digital form for processing; And 상기 마이크로프로세서로부터 전달받은 사면 계측 데이터를 링버퍼알고리즘을 이용하여 전송하기 위한 전송 모듈Transmission module for transmitting slope measurement data received from the microprocessor using a ring buffer algorithm 을 포함하는 사면 관리를 위한 실시간 무인 감시 시스템.Real time unattended surveillance system for slope management, including. 사면 관리를 위한 실시간 무인 감시 시스템에 있어서,In the real-time unmanned surveillance system for slope management, 사면에 대한 지표 변위 및 우량 등과 같은 데이터를 계측하기 위한 다수의 계측 수단;A plurality of measuring means for measuring data such as surface displacement and rainfall on a slope; 상기 다수의 계측 수단에서 계측된 전류 신호 형태의 사면 계측 데이터를 전압 신호 형태의 사면 계측 데이터로 변환시키기 위한 전류-전압 변환 수단;Current-voltage conversion means for converting slope measurement data in the form of current signals measured by the plurality of measurement means into slope measurement data in the form of voltage signals; 상기 전류-전압 변환 수단에서 전압 신호 형태로 변환된 아날로그 형태의 사면 계측 데이터를 디지털 형태로 변환·처리하여 전달하기 위한 데이터 로깅 수단;Data logging means for converting, processing, and transmitting an analog form of slope measurement data converted into a voltage signal form by the current-voltage converting means into a digital form; 상기 데이터 로깅 수단으로부터 사면 계측 데이터를 전달받아 분석하여 디스플레이하기 위한 사면 계측 데이터 처리 수단; 및Slope measurement data processing means for receiving, analyzing and displaying slope measurement data from the data logging means; And 상기 사면 계측 데이터 처리 수단으로부터 전달받은 사면 계측 데이터를 저장·관리·분석하기 위한 중앙 제어 수단Central control means for storing, managing and analyzing slope measurement data received from the slope measurement data processing means. 을 포함하는 사면 관리를 위한 실시간 무인 감시 시스템.Real time unattended surveillance system for slope management, including. 제 1 항 내지 제 3 항 중 어느 한 항에 있어서,The method according to any one of claims 1 to 3, 상기 사면 계측 데이터를 사면의 붕괴 특성에 근거한 관리 기준치와 비교하여 사전에 사면의 붕괴를 예경보를 하기 위한 예경보 수단Preliminary warning means for preliminary warning of the collapse of the slope in advance by comparing the slope measurement data with a management reference value based on the slope collapse characteristic. 을 더 포함하는 사면 관리를 위한 실시간 무인 감시 시스템.Real time unattended surveillance system for slope management further comprising. 제 4 항에 있어서,The method of claim 4, wherein 상기 중앙 제어 수단에서 저장·관리·분석된 데이터를 인터넷을 통하여 서비스하기 위한 인터넷 서비스 수단Internet service means for servicing data stored, managed and analyzed by the central control means via the Internet 을 더 포함하는 사면 관리를 위한 실시간 무인 감시 시스템.Real time unattended surveillance system for slope management further comprising.
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