KR20080029503A - 도시통합운영센터와 유무선 통신망 기반 하수도 시설물관리 방법 및 시스템 - Google Patents
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Abstract
본 발명은 도시통합운영센터와 유무선 통신망 기반 하수도 시설물 관리 기술에 관한 것으로, 하수도 시설물의 실시간 상태를 감지하도록 상기 하수도 시설물에 부착된 센서에서 시설물 상태 정보를 상기 도시통합운영센터로 전송하고, 하수도관이 매설되어 있는 지역의 지반 상태를 센서 네트워크에서 모니터링하여 상기 모니터링 정보를 상기 도시통합운영센터로 전송하며, 상기 센서와 센서 네트워크로부터의 정보들을 전달 받아 시설물의 상태를 실시간으로 관리하고, 상기 시설물 상태가 미리 정해진 임계값을 초과하는 경우 현장 작업자의 휴대용 보조장비로 시설물 매설 위치정보 또는 시설물 준설작업 지시를 전송하며, 도로 운전자들에게 지하시설물 공사에 따른 도로 상황정보를 지속적으로 갱신하여 주는 것을 특징으로 한다. 본 발명에 의하면, 지하시설물을 통합적으로 관리하며 특히 하수도관 내부의 퇴적물 상태, 하수도 시설물이 매설되어 있는 지역의 지반상태, 하수의 수질상태, 하수도 맨홀의 개·폐 상태 등을 실시간으로 모니터링하여 도시통합운영센터에 표시되므로 적기에 준설작업을 할 수 있도록 하며, 도로관리시스템과 연계하여 운전자의 안전을 도모할 수 있다.
하수도시설물, 준설작업, 맨홀, 센서네트워크, RFID 태그, 도시통합운영센터
Description
도 1은 일반적인 하수도 구조체계를 도시한 도면.
도 2는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 지하시설물 통합 관리를 위한 전체 구조를 도시한 도면.
도 3은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 지하시설물에 설치하는 센서의 종류 및 도시통합운영센터와 연계하여 하수도 시설물 관리를 위한 서비스 구조를 도시한 도면.
도 4는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 하수도시설물 관리 서비스 중에서 하수도관 내부의 퇴적물을 관리하는 동작을 도시한 흐름도.
도 5는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 하수도시설물 관리 서비스 중에서 하수도 맨홀을 관리하는 동작을 도시한 흐름도.
도 6은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 하수도시설물 관리 서비스 중에서 하수도관의 수평기울기를 관리하는 동작을 도시한 흐름도.
본 발명은 지하시설물들을 통합적으로 관리하기 위한 것으로서, 특히 도시 전체를 관리 운영하는 도시통합운영센터를 기반으로 한 하수도 시설물 관리 방법 및 시스템에 관한 것이다.
지하시설물에는 하수도 시설물, 상수도 시설물, 가스관 시설물, 전기 시설물, 통신 시설물, 송유관 시설물, 난방 열관 시설물 등이 있으며, 상기 지하시설물들은 도로를 따라 서로 다른 지역에 매설되어 있다.
여기서 상기 하수도 시설물은 오수와 우수를 처리하여 침수방지, 악취 방지 등을 위한 시설물이며, 오수와 우수를 처리하는 방식으로는 합류식과 분류식이 있다.
이하 도면을 참조하여 상세히 설명하도록 한다.
도 1은 일반적인 하수도 구조체계를 도시한 도면이다.
도 1을 참조하면, 하수도 시설이 서로 다르게 구성되어 있으며, 이는 오수와 우수를 처리하는 방식에 따라 합류식과 분류식으로 나뉘게 된다.
우선 분류식은 오수받이(122)와 우수받이(130)가 따로 존재하는 것으로서, 오수받이(122)에 쌓인 오수는 오수관을 따라 맨홀(124)로 들어가고 역사이펀(126)을 거쳐 중계펌프장(128)으로 이동한다. 상기 중계펌프장(128)에서 하수처리장(116)으로 이동된 오수는 정화시켜 방류수역(120)에 토구(118)하게 된다. 우수받이(130)에 모인 우수는 우수관을 통해 맨홀(132)로 들어가고 중계펌프장(134)을 거쳐 역사이펀(136)에 이르게 된다. 상기 역사이펀(136)에 모인 우수는 배수펌프 장(138)에서 방류수역(120)으로 토구(140)하게 된다.
합류식은 오수받이(102), 우수받이(104), 맨홀(106), 역사이펀(108), 중계펌프장(110), 우수토실(112), 하수처리장(116), 토구(114, 118)로 이루어져 있으며, 우수, 오수 구별없이 하수처리장으로 흘러들어간다. 상기 합류식이 분류식에 비해 간단하다는 이점은 있으나 우천시 과도한 양이 하수처리장으로 들어가 처리용량을 초과할 수 있는 등의 문제점이 있어, 이를 방지하기 위한 구조물로 처리장 유입 전단에 우수토실(112)을 설치하여 강우에 의해 하수관에 그 이상의 유량이 흐를 때는 하천으로 방류시키도록 한다.
이와 같은 하수관거의 설계 조건은 관거에 토사나 오물질의 침전을 방지하기 위하여 최소유속을 오수관은 계획시간 최대 오수량에 대하여 0.6m/초, 우수관 및 합류식관은 계획 우수량에 대하여 0.8m/초로 결정하도록 하고 있다. 하수관거 시설물은 매설 지점의 지반침하, 퇴적물의 영향 등으로 인하여 손상될 수 있으므로 지속적인 관리가 필요하며, 이에 따른 하수도 시설물의 관리 점검항목은 하기 (표 1)과 같다.
상기와 같이 하수도 시설을 포함한 지하시설물들은 시설물별로 서로 다른 주체에 의해서 관리되었을 뿐만 아니라 시설물을 관리하기 위해서 굴착공사 등을 수행할 경우에는 경찰청에 신고를 하고 타시설물 관리자를 대동하고 안전 점검을 한 후에 굴착공사를 시행하였다. 상기 굴착공사시에는 정확한 지하시설물의 위치 정보가 제공되지 않기 때문에 굴착공사시, 지하시설물을 파손하는 경우가 빈번히 발생하였다. 또한, 도로를 점령하고 공사를 수행하지만 실시간으로 도로상황정보가 운전자들에게 제공되지 않아서 위험요소를 내포하고 있었다.
하수도 시설물의 경우, 하수도관의 퇴적물을 처리하는 준설공사는 매년 1회 이상 시행하도록 되어 있으나, 이 또한 하수도관 전체에 대한 것은 아니며, 상기 하수도관의 내부에 대한 실시간 관리가 이루어지지 않음으로 인해 적기에 준설작업을 수행할 수 없어서 강우시 침수피해 등을 야기하게 된다. 또한, 하수도관 내부의 압력으로 인해서 맨홀 뚜껑이 열리는 경우가 있지만, 이에 대한 정보가 실시간으로 획득되지 않을 뿐만 아니라 문제를 야기한 맨홀의 위치 정보도 관리되지 않는다. 상기 하수도관은 매설 후 매설시의 수평경사도를 유지해야 하지만 매설지역의 지반침하로 인해서 경사도가 변경될 수 있다. 그러나 이에 대해 실시간으로 관리가 이루어지지 않아서 하수의 역류가 일어나게 된다.
상기된 바와 같이 하수도 시설을 포함한 지하시설물들을 효율적으로 관리하기 위해서는 굴착공사 시행시 타 시설물의 안전에 영향을 주지 말아야 하며 도로의 교통 흐름에 영향을 줄 수 있으므로 도로 관리 시스템과 연계되어 실시간으로 도로상황정보가 제공되어야 한다.
하지만, 종래에는 각 시설물의 관리 주체가 서로 다르므로 굴착 공사시 타 시설물이 손상되는 경우가 빈번히 발생하며, 지하시설물을 관리하기 위해서 도로를 점유하고 공사를 진행하는 경우가 많지만 이에 대한 정보가 운전자들에게 신속히 제공되지 못하게 되는 문제점이 있었다.
따라서 상기한 바와 같이 동작되는 종래 기술의 문제점을 해결하기 위하여 창안된 본 발명의 목적은 지하시설물 중 하수도 시설물을 통합적으로 관리하기 위한 방법 및 시스템을 제공하는 것이다.
본 발명의 다른 목적은, 유·무선 통신망과 도시 전체를 통합적으로 관리하는 센터(도시통합운영센터)를 기반으로 하여 센서 또는 전파식별(RFID) 태그를 부착한 지하시설물들을 통합적으로 관리하며, 특히 하수관 내부 퇴적물의 상태를 실시간 관리, 하수관의 매설상태 관리, 하수도 맨홀 관리, 하수도 수질을 관리, 하수도 관련 공사시 도시통합운영센터와 연계하여 운전자들에게 도로상황 정보를 제공하기 위한 방법 및 시스템을 제공하는 것이다.
본 발명의 일 관점에서는, 도시통합운영센터와 유무선 통신망 기반 하수도 시설물 관리 방법으로서, 상기 하수도 시설물의 실시간 상태를 감지하도록 하수도 시설물에 부착된 센서에서 시설물 상태 정보를 상기 도시통합운영센터로 전송하는 과정과, 상기 하수도관이 매설되어 있는 지역의 지반 상태를 센서 네트워크에서 모니터링하여 상기 모니터링 정보를 상기 도시통합운영센터로 전송하는 과정과, 상기 센서와 센서 네트워크로부터의 정보들을 전달 받아 시설물의 상태를 실시간으로 관 리하는 과정과, 상기 시설물 상태가 미리 정해진 임계값을 초과하는 경우 현장 작업자의 휴대용 보조장비로 시설물 매설 위치정보 또는 시설물 준설작업 지시를 전송하는 과정과, 도로 운전자들에게 지하시설물 공사에 따른 도로 상황정보를 지속적으로 갱신하여 주는 과정을 포함하는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 다른 관점에서는, 도시통합운영센터와 유무선 통신망 기반 하수도 시설물 관리 시스템으로서, 상기 하수도 시설물의 실시간 상태를 감지하도록 상기 하수도 시설물에 부착되며, 상기 상태 정보를 도시통합 운영센터로 전송하는 센서와, 상기 하수도관이 매설되어 있는 지역의 지반 상태를 모니터링하여 상기 도시통합 운영센터로 상기 모니터링 정보를 전송하는 센서 네트워크와, 상기 센서와 센서 네트워크로부터의 정보들을 전달 받아 시설물의 상태를 실시간으로 관리하고, 상기 시설물 상태가 미리 정해진 임계값을 초과하는 경우 상기 현장 작업자의 휴대용 보조장비로 상기 시설물 매설 위치정보와 시설물 준설작업 지시를 전송하고, 도로 운전자들에게 지하시설물 공사에 따른 도로 상황정보를 지속적으로 갱신하여 주는 도시통합운영센터를 포함하는 것을 특징으로 한다.
이하 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 동작 원리를 상세히 설명한다. 하기에서 본 발명을 설명함에 있어서 공지 기능 또는 구성에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명을 생략할 것이다. 그리고 후술되는 용어들은 본 발명에서의 기능을 고려하여 정의된 용어들로서 이는 사용자, 운용자의 의도 또는 관례 등에 따라 달라질 수 있다. 그러 므로 그 정의는 본 명세서 전반에 걸친 내용을 토대로 내려져야 할 것이다.
본 발명은 지하시설물들에 부착된 센서 및 전파식별(Radio Frequency IDentification, 이하 RFID라 한다.) 태그를 이용하여 상기 지하시설물들의 상태 및 매설 위치 정보 등을 실시간으로 모니터링하고 관리하며, 상기 지하시설물들에 대한 정보들을 현장 작업자와 운전자들에게 도로상황 정보를 제공한다는 것으로, 이러한 기술적 수단을 통해 본 발명에서 목적으로 하는 바를 쉽게 달성할 수 있다.
이에 본 발명에서는 하기와 같은 서비스들을 수행하도록 한다.
-지하시설물 통합관리 및 도로정보 연계 서비스: 지하 시설물들은 도로를 따라서 서로 다른 위치에 분산되어 매설되어 있다. 지하시설물들을 관리하기 위해서는 도로를 굴착해야 하며, 필연적으로 교통 흐름을 방해할 수 있으므로, 지하시설물을 통합적으로 관리하는 도시통합운영센터에서 현장작업자들에게 매설 위치 정보를 전송하여 굴착을 도와주고, 도로 운전자들에게는 실시간으로 도로상황정보를 제공하여 특정 지역의 도로공사여부를 알려준다.
-하수관거 퇴적물 관리 서비스: 하수관거는 일정 속도 이상으로 흐르도록 관리하도록 결정하고 있으나 나무뿌리, 토사 등 이물질이 하수관거 내에 과다 퇴적되어 하수의 흐름을 방해하고 악취발생으로 도시민에게 불쾌감을 주며, 집중 호우시 도시침수 피해가 자주 발생되고 오염물질로 인한 하수관거의 부식 등 파손으로 지하수를 오염시키고 하천수 및 지하수가 관거 내로 유입되어 하수종말처리장의 처리 효율을 약화시키고 도로를 침하시키는 문제점이 있다. 이를 고려하여 하수관거 내부의 상태에 따라서 적기에 준설 작업 등 하수관거의 개보수 작업이 필요하지만 현 상황은 연 1회 이상 하수관거 점검을 실시하는 것을 원칙으로 하며 지역실정 및 시설 등의 상황에 따라서 횟수를 증감할 수 있도록 하고 있다. 그러나 하수관을 상시적으로 인력에 의해서 모니터링하는 것은 불가능하며 효과적으로 하수관거 내부의 상태를 파악하는 것이 필요하다. 이를 위해서는 하수관거 내부의 흐름을 분석하는 과정이 필요하므로, 하수관 내부의 퇴적물을 실시간으로 모니터링할 수 있도록 각종 센서를 하수관에 부착하여 준설작업을 적기에 수행할 수 있도록 한다.
-하수관의 매설상태 관리 서비스: 하수관 내부의 흐름은 일반적으로 압력에 의하지 않고 자연흐름에 의존하고 있어, 설치 당시의 기울기를 유지하는 것이 매우 중요하다. 그러므로 하수관의 수평 기울기 및 하수도관 내부의 하수 흐름을 모니터링하고, 또한 하수도관이 매설되어 있는 지역의 지반침하를 모니터링하기 위한 센서네트워크를 구축하여 적기에 하수도관 상태에 따른 준설작업을 수행한다.
-맨홀 관리 서비스: 하수관거 내부에는 유해가스 등의 영향으로 고압 상태로 인하여 맨홀뚜껑이 열리는 경우가 발생한다. 맨홀은 대부분 도로의 하부에 매설되어 있으므로 운전자에게 맨홀 상태가 실시간으로 제공되어야 하므로, 맨홀 내부의 압력 상태를 실시간으로 관리하며, 하수도 맨홀의 개·폐 여부 감지 서비스, 지하에 매설된 하수도 시설물을 관리하기 위해서 맨홀 출입시 안전관리 서비스 등을 수행하도록 한다.
-하수도 수질 관리: 하수도로 유입되거나 방류수역으로 방출되는 하수의 수질을 감지한다.
이하 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시 예에 대하여 상세하 게 설명한다.
도 2는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 지하시설물 통합 관리를 위한 전체 구조를 도시한 도면이다.
도 2를 참조하면, 도로(250)의 지중에 설치된 시설물로는 하수도 시설물(205), 상수도 시설물(210), 가스관 시설물(215), 전기 시설물(220), 통신 시설물(225), 송유관 시설물(230), 난방열관 시설물(235)등이 있으며, 이러한 시설물들은 지중에 설치되어 있으므로 지반침하로 인해서 파손되는 경우가 발생하므로 설치 지점의 지반상태를 관리하기 위한 센서네트워크(245)를 구축하여, 상기 센서네트워크(245)에 수신된 지반상태 결과는 데이터 송,수신체계(265)를 통하여 원격 도시통합운영센터(270)로 주기적으로 전송되어 관리되도록 한다. 상기 도시통합운영센터(270)에서는 도시의 모든 시설물들에 대해 통합적으로 관리하기 위한 것으로서, 도로상황정보와 함께 도로(250) 하부에 설치되어 있는 시설물에 대한 정보를 통합적으로 모니터링하며 지속적으로 관리한다.
지하시설물을 유지, 보수하기 위한 작업 시행시 긴급 작업일 경우에는 작업지점 및 최단경로를 현장 작업자의 휴대용 보조장비(260)로 전송하여, 현장작업자가 긴급 작업지역으로 신속히 이동하도록 도와준다. 상기 휴대용 보조장비(260)는 현장작업자에게 지하시설물들에 대한 통합정보를 제공하기 위한 것으로서, 위치를 기반으로 하여 지하에 매설되어 있는 각 시설물에 대한 종합적인 정보가 3차원으로 디스플레이 된다.
도로를 점용하고 작업을 수행할 경우, 도로상황정보가 자동으로 도시통합운 영센터(270)에 반영되며 그 결과는 도로(250)를 운행중인 운전자(255)에게 실시간으로 제공된다. 지하시설물들을 관리하기 위해서 도로(250)를 굴착시 타시설물의 매설 정보를 파악하는 것이 필요하며 이를 위해서 각 시설물에 RFID 태그(240)를 함께 부착하여 매설하도록 한다. 상기 RFID 태그(240)에는 부착된 시설물에 대한 종류 및 매설깊이나 매설날짜 등의 모든 정보를 포함한고 있으므로, 현장작업자들은 휴대용 보조장비(260)에 부착된 RFID 리더기를 통하여 각 시설물에 대한 정보를 획득한다.
도 3은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 지하시설물에 설치하는 센서의 종류 및 도시통합운영센터와 연계하여 하수도 시설물 관리를 위한 서비스 구조를 도시한 도면이다.
도 3은 도 2에서 제시한 지하시설물 통합관리 체계 하에서 하수도 시설물을 관리하기 위한 것으로서, 하수도 시설물은 오수받이(315), 우수받이(320), 역사이펀(325), 중계펌프장(330), 우수토실(335), 하수처리장(345), 배수펌프장(350), 토구(340)로 이루어져 있으며 시설물의 상태정보를 감지하기 위한 각종 센서들이 부착되며, 각종 센서로부터 감지된 신호는 데이터 송,수신체계를 통하여 도시통합운영센터(300)로 전송되어 관리된다. 오수받이(315)로부터 유입되는 오수의 수질을 감지하기 위해서 수질센서(317)가 오수관의 종단에 설치되며 하수처리장(345)으로부터 방류수역으로 하수를 방류하는 토구(340)의 입구에 수질센서(347)를 설치하여 수질을 관리한다. 역사이펀(325) 내부에는 수위센서(327)를 설치하여 수위를 관리한다. 하수관 내부에는 유속을 측정하는 유속센서(363), 유량을 측정하는 유량센 서(365), 수위를 측정하는 수위센서(371)를 각각 설치하여 하수의 흐름 상태를 감지하며 하수관 내부의 실시간 현장 정보 획득을 위해서 영상센서(367)를 함께 설치하도록 한다.
하수관 외부에는 하수관의 설치 당시의 수평기울기의 변화량을 감지하기 위해서 기울기센서(369)를 부착하도록 한다. 하수관의 맨홀(355)에는 상기 맨홀(355) 내부의 유해가스발생 여부를 감지하기 위한 유해가스 감지 센서(357), 맨홀(355) 내부의 압력을 측정하기 위한 압력 센서(359), 압력으로 인해 맨홀(355) 뚜껑이 강제로 열렸는지 여부를 감지하기 위한 맨홀(355) 개,폐 감지 센서(361)를 설치하여 실시간으로 도시통합운영센터(300)에서 모니터링한다.
상기와 같은 센서들을 이용함으로써, 지하시설물들을 실시간으로 관리할 수 있으며, 각종 센서를 구동하기 위한 전원은 공동으로 매설된 지중 전기선로로부터 공급받으며, 특히, 센서에서 센서데이터를 전송하기 위해서는 지중에서는 유선망을 이용하고, 지상에서는 중앙서버로 데이터를 전송하기 위한 무선망을 통하여 도시통합운영센터(300)로 전송한다.
도 4 내지 도 6은 도 2에서 제시한 시스템을 바탕으로 하여 하수도 시설물을 관리하기 위한 것이다.
도 4는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 하수도시설물 관리 서비스 중에서 하수도관 내부의 퇴적물을 관리하는 동작을 도시한 흐름도이다.
도 4를 참조하면, 405단계에서 하수관 내부에 설치된 유속센서, 유량센서, 수위센서로부터 획득되는 하수의 흐름정보를 분석하여 퇴적물을 제거하기 위한 준 설작업이 필요한 하수관이 도시통합운영센터에 표시되며, 상기 도시통합운영센터에서는 410단계에서 영상센서로부터 획득되는 실시간 현장정보를 참고하여 준설작업이 필요한 하수관을 결정하게 된다. 이에 준설작업이 요구되는 하수관이 있다면, 415단계로 진행하여 현장작업자를 검색하여, 420단계에서 현장 작업자의 휴대용 보조장비로 준설작업 메시지와 함께 최단거리 경로정보를 전송한다.
425단계에서 작업자는 현장 도착하여, 430단계에서 도시통합운영센터로부터 전송된 휴대용 보조장비에서 위치를 기반으로 한 지하에 매설되어 있는 타시설물 정보와 함께 하수관 정보가 3차원으로 가시화된다. 이때, 현장 작업자가 435단계에서 준설 작업 시작 메시지를 도시통합운영센터로 전송하면, 상기 도시통합운영센터는 440단계에서 도로를 점유하고 작업할 경우에는 도로상황정보를 갱신하고, 즉시 해당하는 도로를 운행하는 운전자에게 정보를 제공하여 우회도로로 돌아갈 수 있도록 한다. 작업을 마친 작업자는 445단계에서 작업완료 메시지를 도시통합운영센터로 전송하면, 450단계에서 상기 도시통합운영센터는 영상센서로부터 획득되는 실시간 현장정보와 유속센서, 유량센서, 수위센서로부터 획득되는 하수의 흐름정보를 분석하여 원격으로 준설작업 준공검사를 하게 되며 455단계에서 도로상황정보를 갱신한다.
도 4에서는 하수도 퇴적물에 대해서만 설명하고 있으나, 405 단계에서 오수관 말단에 설치된 수질센서와 하수종말처리장으로부터 토구로 유입되는 지점에 설치된 수질센서로부터 실시간으로 하수의 수질을 측정하여 관리하는 것도 가능하다.
도 5는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 하수도시설물 관리 서비스 중에서 하수도 맨홀을 관리하는 동작을 도시한 흐름도이다.
도 5를 참조하면, 하수도 맨홀은 하수관 내부의 압력으로 인하여 맨홀 뚜껑이 강제로 열리는 경우가 발생한다. 이를 고려하여 505단계에서는 도시통합운영센터에서 각 맨홀의 정보를 실시간으로 모니터링할 수 있도록 맨홀 내부의 압력을 감지하는 압력센서를 설치하여 압력을 실시간으로 감시한다. 510단계에서 맨홀의 뚜껑이 열리는 경우에는 맨홀 개·폐 여부 감지 센서에 의해서 실시간으로 감지되며, 515단계에서 도시통합운영센터에 통보된다.
상기 도시통합운영센터는 520단계에서 맨홀이 위치하고 있는 도로정보를 갱신하고 525단계에서 해당하는 도로방향의 운전자들에게 도로상황정보를 제공한다. 이후 530단계에서 맨홀의 뚜껑을 폐쇄하기 위해서 현장 작업자에게 최단경로와 함께 작업 메시지를 전송하고, 상기 현장 작업자는 535단계에서 전송된 정보를 이용하여 맨홀의 뚜껑을 폐쇄한 후 메시지를 도시통합운영센터에 전송하여 540단계에서 상기 도시통합운영센터는 도로상황정보를 갱신한다.
맨홀의 개·폐는 하수도 시설물을 관리하기 위하여 작업자들이 직접 출입하는 경우도 발생한다. 545단계에서 도시통합운영센터에서 맨홀 내부 관리 메시지를 현장 작업자의 휴대용 보조장비로 전송한 경우, 550단계에서 최단거리에 있는 현장 작업자가 작업메시지를 전달받아 맨홀로 이동한다. 552단계에서 현장 작업자가 맨홀에 도착시 도착메시지를 도시통합운영센터로 전송한다. 상기 도시통합운영센터에서는 554단계에서 맨홀이 위치하고 있는 도로상황 정보를 작업중으로 표시되도록 자동으로 갱신된다.
555단계에서는 작업자들의 휴대용 보조장비로 맨홀 내부에 설치된 유해가스감지 센서의 신호를 분석하여 560단계에서 유해가스 발생 여부를 확인한 후, 유해가스가 감지되었다면 565단계로 진행하여 외부에서 기다리며, 다시 감지해보고, 만약 유해가스가 감지되지 않았다면, 570단계로 진행하여 맨홀 내부로 진입하고, 575단계에서 맨홀 내부의 관리작업을 수행하여 완료하게 된다. 이후 현장작업자는 580단계에서 작업 완료 메시지를 도시통합운영센터로 전송하여, 585단계에서 도시통합운영센터는 도로 상황정보를 작업해제상태로 갱신한다.
도 6은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 하수도시설물 관리 서비스 중에서 하수도관의 수평기울기를 관리하는 동작을 도시한 흐름도이다.
도 6을 참조하면, 하수도관은 하수의 원활한 흐름을 위해서 매설 당시의 수평경사도를 유지하는 것이 중요하다. 하지만, 매설 지점의 지반 침하 등으로 인하여 수평경사도가 변경될 수 있다. 이를 위하여 605단계에서 매설 지점에 매설된 지반침하감지 센서네트워크로부터 지반정보를 감지하며 하수도관에 부착된 기울기센서로부터 실시간으로 하수도관의 기울기 변화를 관리한다. 610단계에서 하수도관의 기울기 변화가 미리 설정된 임계치 이상일 경우에는 615단계로 진행하여 현장 작업자에게 작업 메시지를 전송하여, 상기 작업자가 현장에 도착하여 작업 시작 메시지를 도시통합운영센터로 전송하게 된다.
이때, 도로를 점유하여 하수관 보수작업을 수행하게 되므로 도시통합운영센터에서는 625단계에서 도로상황정보를 갱신하고 운전자들에게 실시간으로 도로상황정보를 제공한다. 현장 작업자는 630단계에서 작업을 마친 후 도시통합운영센터에 메시지를 전송하며 도시통합운영센터에서는 635단계에서 도로상황정보를 갱신한다.
이상 설명한 바와 같이, 본 발명은 유·무선 통신망과 도시 전체를 통합적으로 관리하는 센터(도시통합운영센터)를 기반으로 하여 센서 또는 RFID 태그를 부착한 지하시설물들을 통합적으로 관리하며, 특히 하수관 내부 퇴적물의 상태를 실시간 관리, 하수관의 매설상태 관리, 하수도 맨홀 관리, 하수도 수질을 관리, 하수도 관련 공사시 도시통합운영센터와 연계하여 운전자들에게 도로상황 정보를 제공하게 된다.
한편 본 발명의 상세한 설명에서는 구체적인 실시예에 관해 설명하였으나, 본 발명의 범위에서 벗어나지 않는 한도 내에서 여러 가지 변형이 가능함은 물론이다. 그러므로 본 발명의 범위는 설명된 실시예에 국한되지 않으며, 후술되는 특허청구의 범위뿐만 아니라 이 특허청구의 범위와 균등한 것들에 의해 정해져야 한다.
이상에서 상세히 설명한 바와 같이 동작하는 본 발명에 있어서, 개시되는 발명 중 대표적인 것에 의하여 얻어지는 효과를 간단히 설명하면 다음과 같다.
본 발명은, 지하시설물을 통합적으로 관리하며 특히 하수도관 내부의 퇴적물 상태를 실시간으로 모니터링하여 적기에 준설작업을 할 수 있도록 함으로써 강우시 침수피해를 예방할 수 있을 뿐만 아니라 하수도 시설물이 매설되어 있는 지역의 지반상태를 모니터링하는 동시에 하수도관의 기울기를 감지하는 센서를 부착하여 하수도관의 수평상태가 변형되어 하수의 역류 등을 야기하는 문제점을 해결할 수 있다.
또한, 하수도관으로 유입되는 오수의 수질과 하수처리장으로부터 방류수역으로 방출되는 하수의 수질을 실시간으로 감시하므로 수질오염을 예방할 수 있으며 하수도 맨홀의 개·폐 상태를 실시간으로 모니터링함으로써 맨홀이 하수도관 내부의 압력으로 인해서 강제로 열렸을 경우 즉시 감지하여 도시통합운영센터에 표시되므로 도로관리시스템과 연계하여 운전자의 안전을 도모할 수 있다. 하수도관은 도로를 따라서 매설되어 있으므로 본 발명에서 제시하는 도시통합운영센터는 하수도 관련 공사 시행시 도로 관리 시스템과 실시간으로 연계하여 공사중인 도로를 운행하는 운전자들에게 실시간으로 도로상황정보를 제공하여 우회도로로 돌아갈 수 있는 서비스를 함께 제공하는 효과가 있다.
Claims (18)
- 도시통합운영센터와 유무선 통신망 기반 하수도 시설물 관리 방법으로서,상기 하수도 시설물의 실시간 상태를 감지하도록 상기 하수도 시설물에 부착된 센서에서 시설물 상태 정보를 상기 도시통합운영센터로 전송하는 과정과,하수도관이 매설되어 있는 지역의 지반 상태를 센서 네트워크에서 모니터링하여 상기 모니터링 정보를 상기 도시통합운영센터로 전송하는 과정과,상기 센서와 센서 네트워크로부터의 정보들을 전달 받아 시설물의 상태를 실시간으로 관리하는 과정과,상기 시설물 상태가 미리 정해진 임계값을 초과하는 경우 현장 작업자의 휴대용 보조장비로 시설물 매설 위치정보 또는 시설물 준설작업 지시를 전송하는 과정과,도로 운전자들에게 지하시설물 공사에 따른 도로 상황정보를 지속적으로 갱신하여 주는 과정을 포함하는 하수도 시설물 관리 방법.
- 제 1항에 있어서,상기 휴대용 보조장비는,상기 도시통합운영센터로부터 시설물 매설 위치정보를 전달받아,상기 하수도 시설물을 포함한 지하에 매설된 시설물들에 부착된 전파식별 태 그로부터 상기 시설물들에 대한 정보를 전파식별 리더기를 이용하여 획득하는 것을 특징으로 하는 하수도 시설물 관리 방법.
- 제 2항에 있어서,상기 휴대용 보조장비는,상기 하수도 시설물을 관리하기 위해 맨홀 출입 시 맨홀에 설치된 유해가스 감지 센서로부터 전송된 정보를 수신하여 유해가스 감지여부를 판단하는 것을 특징으로 하는 하수도 시설물 관리 방법.
- 제 1항에 있어서,상기 도시통합운영센터는,지하 시설물들의 매설위치 정보, 각 시설물들로부터 획득되는 실시간 상태정보, 상기 지하 시설물들이 매설된 도로의 상황정보, 상기 센서 네트워크로부터 획득되는 지반 정보, 현장 작업자들의 위치정보와 더불어 도시 전체에 대한 정보를 통합적으로 관리하는 것을 특징으로 하는 하수도 시설물 관리 방법.
- 제 4항에 있어서,상기 지하 시설물들은,하수도 시설물, 상수도 시설물, 가스관 시설물, 전기 시설물, 통신 시설물, 송유관 시설물, 난방열관 시설물들임을 특징으로 하는 하수도 시설물 관리 방법.
- 제 1항에 있어서,상기 도시통합운영센터는,상기 하수도관 내부의 하수의 흐름 상태를 감지하는 유속센서, 유량센서, 수위센서, 영상센서로부터 획득되는 정보로부터 퇴적물 상태를 감지하여 상기 감지된 상태값이 미리 설정된 임계값을 초과하는 경우, 현장 작업자의 휴대용 보조장비로 하수도관 준설 작업명령을 전송하는 것을 특징으로 하는 하수도 시설물 관리 방법.
- 제 1항에 있어서,상기 도시통합운영센터는,상기 하수도관에 설치된 기울기 센서로부터 획득되는 하수도관의 기울기 정보와, 지반상태 모니터링용 센서네트워크로부터 획득되는 지반침하 정보를 실시간으로 수신하고, 상기 정보값을 확인하여 기울기가 크거나 지반이 침하된 상태라면 현장 작업자의 휴대용 보조장비로 하수도관의 매설상태 점검명령을 전송하는 것을 특징으로 하는 하수도 시설물 관리 방법.
- 제 1항에 있어서,상기 도시통합운영센터는,맨홀에 설치된 압력센서와 맨홀 개폐 여부 감지 센서로부터 획득되는 정보를 이용하여 하수도관 내부의 압력으로 인하여 특정 맨홀이 강제로 열렸을 경우, 현장 작업자의 휴대용 보조장비로 상기 특정 맨홀에 대한 하수도 맨홀 관리명령을 전송하는 것을 특징으로 하는 하수도 시설물 관리 방법.
- 제 1항에 있어서,상기 도시통합운영센터는,상기 하수도관의 오수받이 말단에 부착된 수질센서와, 하수처리장 말단에 부착된 수질센서로부터 수신된 정보를 이용하여 수질을 실시간으로 관리하는 것을 특징으로 하는 하수도 시설물 관리 방법.
- 도시통합운영센터와 유무선 통신망 기반 하수도 시설물 관리 시스템으로서,상기 하수도 시설물의 실시간 상태를 감지하도록 상기 하수도 시설물에 부착되며, 상기 상태 정보를 도시통합 운영센터로 전송하는 센서와,하수도관이 매설되어 있는 지역의 지반 상태를 모니터링하여 상기 도시통합 운영센터로 상기 모니터링 정보를 전송하는 센서 네트워크와,상기 센서와 센서 네트워크로부터의 정보들을 전달 받아 시설물의 상태를 실시간으로 관리하고, 상기 시설물 상태가 미리 정해진 임계값을 초과하는 경우 상기 현장 작업자의 휴대용 보조장비로 상기 시설물 매설 위치정보와 시설물 준설작업 지시를 전송하고, 도로 운전자들에게 지하시설물 공사에 따른 도로 상황정보를 지속적으로 갱신하여 주는 도시통합운영센터를 포함하는 하수도 시설물 관리 시스템.
- 제 10항에 있어서,상기 휴대용 보조장비는,상기 도시통합운영센터로부터 시설물 매설 위치정보를 전달받고,상기 하수도 시설물을 포함한 지하에 매설된 시설물들에 부착된 전파식별 태그로부터 상기 시설물들에 대한 정보를 전파식별 리더기를 이용하여 획득하며,상기 센서들로부터 상태정보를 수신하는 것을 특징으로 하는 하수도 시설물 관리 시스템.
- 제 11항에 있어서,상기 휴대용 보조장비는,상기 하수도 시설물을 관리하기 위해 맨홀 출입 시 맨홀에 설치된 유해가스 감지 센서로부터 전송된 정보를 수신하여 유해가스 감지여부를 판단하는 것을 특징으로 하는 하수도 시설물 관리 시스템.
- 제 10항에 있어서, 상기 도시통합운영센터는,지하 시설물들의 매설위치 정보, 각 시설물들로부터 획득되는 실시간 상태정보, 상기 지하 시설물들이 매설된 도로의 상황정보, 상기 센서네트워크로부터 획득되는 지반 정보, 현장 작업자들의 위치정보와 더불어 도시 전체에 대한 정보를 통합적으로 관리하는 것을 특징으로 하는 하수도 시설물 관리 시스템.
- 제 13항에 있어서,상기 지하 시설물들은,하수도 시설물, 상수도 시설물, 가스관 시설물, 전기 시설물, 통신 시설물, 송유관 시설물, 난방열관 시설물들임을 특징으로 하는 하수도 시설물 관리 시스템.
- 제 10항에 있어서,상기 도시통합운영센터는,상기 하수도관 내부의 하수의 흐름 상태를 감지하는 유속센서, 유량센서, 수위센서, 영상센서로부터획득되는 정보로부터 퇴적물 상태를 감지하여 상기 감지된 상태값이 미리 설정된 임계값을 초과하는 경우, 현장 작업자의 휴대용 보조장비로 하수도관 준설 작업명령을 전송하는 것을 특징으로 하는 하수도 시설물 관리 시스템.
- 제 10항에 있어서,상기 도시통합운영센터는,상기 하수도관에 설치된 기울기 센서로부터 획득되는 하수도관의 기울기 정보와, 지반상태 모니터링용 센서네트워크로부터 획득되는 지반침하 정보를 실시간으로 수신하여, 기울기가 크거나 지반이 침하되었다면, 현장 작업자의 휴대용 보조장비로 하수도관의 매설상태 점검명령을 전송하는 것을 특징으로 하는 하수도 시설물 관리 시스템.
- 제 10항에 있어서,상기 도시통합운영센터는,상기 하수도 맨홀에 설치된 압력센서와 맨홀 개폐 여부 감지 센서로부터 획득되는 정보를 이용하여 하수도관 내부의 압력으로 인하여 특정 맨홀이 강제로 열렸을 경우, 현장 작업자의 휴대용 보조장비로 상기 특정 맨홀에 대한 하수도 맨홀을 관리명령을 전송하는 것을 특징으로 하는 하수도 시설물 관리 시스템.
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