KR20100116388A - 차량 탑재형 비탈면 점검 시스템 - Google Patents
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Abstract
차량 탑재형 비탈면 점검 시스템이 개시된다. 본 발명에 따른 차량 탑재형 비탈면 점검 시스템은 데이터 통신부, 위치 확인부, 영상 촬영부, 및 상태 판단부를 포함한다. 데이터 통신부는 상태를 측정하고자 하는 비탈면으로부터 미리 설정된 범위 내에 상기 시스템이 근접할 경우, 근거리 무선통신을 이용하여 상기 비탈면의 상태를 측정한 측정 데이터를 획득하는 정보 획득 장치와 통신한다. 또한, 영상 촬영부는 비탈면의 정성적인 상태를 원격 관찰 가능하도록 비탈면을 촬영하고, 촬영된 영상을 분석하여 비탈면의 절리구조 특성을 검출하며, 상태 판단부는 데이터 통신부로 전송된 측정 데이터 및 영상 촬영부에서 촬영한 영상 정보를 통합 분석하여, 비탈면의 유지 관리에 요구되는 정량적인 정보를 생성하고 저장한다. 이로 인해, 이동 수단을 활용하여 비탈면의 위험 구역에 설치된 계측 센서로부터 측정 데이터를 전송받을 수 있게 함으로써, 점검자의 육안 조사 정보 이외의 붕괴 위험 징후 검지를 위한 객관적이고 정규화된 정보를 취득할 수 있으며, 저렴한 비용으로 광역적으로 분포되어 있는 비탈면 점검을 효율적으로 수행할 수 있으므로, 비탈면 붕괴로 인한 인명 및 재산의 손실을 미연에 방지할 수 있다.
비탈면 붕괴, 일상 점검, 이동 수단
Description
본 발명은 차량 탑재형 비탈면 점검 시스템에 관한 것으로, 보다 상세하게는 차량과 같은 이동 수단을 활용하여 감시 대상 비탈면의 상태 판단을 위한 정보를 수집하고, 비탈면의 이상 유무를 판별하여 효율적인 일상 점검을 수행하기 위한 차량 탑재형 비탈면 점검 시스템에 관한 것이다.
최근 산업경제의 발전에 따라 대규모 국토개발, 국토정비사업 등이 활발하게 이루어지고 있으나 국토가 협소하고 인구가 과밀한 우리나라에 있어서 이러한 대형 건설사업이 실시될 경우, 고도의 인구밀집 지역에서 그 용지를 구하는 것이 어려워짐에 따라 산악 및 구릉지대의 개발이 점차로 증가하고 있다.
산악 및 구릉지대의 개발은 산사태 및 비탈면 붕괴의 발생확률을 높이게 되는데, 산사태 및 비탈면 붕괴가 발생할 경우, 일차적으로는 귀중한 인명 피해와 이차적으로는 도로유실 및 농작물 파손 등의 재산 피해와 같이 사회적으로 큰 경제적 손실을 야기할 수 있고, 특히, 집중 강우에 의해 발생하는 비탈면 붕괴 또는 토사 유출은 매년 큰 피해를 주고 있으며 사회문제도 발생시키고 있다.
산사태 및 낙석 등의 비탈면 재해를 방지하기 위해서는 재해가 발생하기 전에 비탈면 붕괴 조짐을 파악하여 보호 및 보강공법을 실시하는 것이 최선의 방법이라 할 수 있는데, 현재는 국내 도로 비탈면에 대한 유지관리를 각 부처 및 관할부서의 조직에서 인력기반의 일상, 정기점검의 형태로 수행하고 있다.
하지만, 담당자들은 실질적인 유지관리 업무뿐만 아니라 도로 주변과 연계되어 발생하는 제반 민원업무에 대해서도 담당해야 하는 상황이므로, 점검 인력이 턱없이 부족한 실정이며, 일상점검방법이 표준화되어 있지 않아 비탈면 점검 담당팀의 인원 구성, 위험성 판단 및 표현 기술 등에서 차별성을 나타낸다.
뿐만 아니라, 실질적인 현장 점검에 있어서 비탈면을 직접 오르내리는데 필요한 점검로가 확보된 곳도 얼마 되지 않아, 산마루 배수구 및 비탈면 정상부의 실시간 답사가 이루어지지 않고 있다.
이와 같은 문제점을 개선하기 위해서는 실제 답사가 어려운 취약부를 점검자가 실제 오르내리지 않고도 편리하게 관찰할 수 있어야 하고, 점검 방법이 용이하여 전문가가 아닌 적은 인원의 일반인으로도 조사가 가능해야 하며, 조사자의 주관적인 판단으로 인한 인적 오류(Human error)를 최소화할 수 있어야 한다.
본 발명은 이와 같은 종래의 문제점을 해결하기 위해 안출된 것으로서, 차량 탑재형 비탈면 점검 시스템을 탑재한 이동 수단을 활용하여 객관적이고 정규화된 비탈면 상태 측정 정보를 수집함으로써, 광범위하게 분포되어 있는 비탈면의 이상 유무를 신속하게 감지하여 인명 및 재산의 손실을 미연에 방지할 수 있도록 하는 것을 목적으로 한다.
상기 목적을 달성하기 위해 본 발명에 따른 차량 탑재형 비탈면 점검 시스템은 데이터 통신부, 위치 확인부, 영상 촬영부, 및 상태 판단부를 포함한다.
데이터 통신부는 상태를 측정하고자 하는 비탈면으로부터 미리 설정된 범위 내에 상기 시스템이 근접할 경우, 근거리 무선통신을 이용하여 상기 비탈면의 상태를 측정한 측정 데이터를 획득하는 정보 획득 장치와 통신한다.
또한, 영상 촬영부는 비탈면의 정성적인 상태를 원격 관찰 가능하도록 비탈면을 촬영하고, 촬영된 영상을 분석하여 비탈면의 절리구조 특성을 검출하며, 상태 판단부는 데이터 통신부로 전송된 측정 데이터 및 영상 촬영부에서 촬영한 영상 정보를 통합 분석하여, 비탈면의 유지 관리에 요구되는 정량적인 정보를 생성하고 저장한다.
이로 인해, 점검자의 육안 조사 정보 이외의 붕괴 위험 징후 검지를 위한 객관적이고 정규화된 정보를 취득할 수 있으며, 저렴한 비용으로 광역적으로 분포되 어 있는 비탈면 점검을 효율적으로 수행할 수 있으므로, 비탈면 붕괴로 인한 인명 및 재산의 손실을 미연에 방지할 수 있다.
또한, 본 발명에 따른 차량 탑재형 비탈면 점검 시스템은 이동 수단에 설치된 시스템의 실시간 위치 정보를 확인하는 위치 확인부를 더 포함할 수 있다.
이로 인해, 상태 판단부는 측정 데이터, 영상 정보, 및 위치 정보를 통합 분석하여 정량적인 정보를 생성하여 더욱 효과적인 유지 관리를 수행할 수 있다.
또한, 상태 판단부는 생성된 정량적 정보를 소정의 기준치 허용 범위 데이터와 비교하여, 허용 범위를 초과하는 이상 징후 데이터를 검출할 수 있다.
또한, 본 발명에 따른 차량 탑재형 비탈면 점검 시스템은 고속 데이터 전송이 가능한 무선 통신을 이용하여 이상 징후 데이터를 중앙 관제부로 전송하는 인터넷 통신부를 더 포함할 수 있다.
또한, 중앙 관제부는 이상 징후 데이터에 대응되는 조치사항을 인터넷 통신부로 전송할 수 있다.
또한, 정보 획득 장치는 상태를 측정하고자 하는 비탈면 상에 설치되어, 비탈면의 상태를 측정한 측정 데이터를 데이터 통신부로 전송할 수 있는데, 본 발명에 따른 차량 탑재형 비탈면 점검 시스템은 정보 획득 장치를 더 포함할 수 있다.
이러한 정보 획득 장치 및 차량 탑재형 비탈면 점검 시스템의 구성으로 인해, 비탈면에서 발생할 수 있는 다양한 형태의 비탈면 붕괴 유형에 대한 객관적이고 정규화된 기준에 의거한 정보를 취득할 수 있으므로, 인명 및 재산의 손실을 미연에 방지할 수 있다.
또한, 정보 획득 장치는 데이터 통신부로부터 전송된 데이터 요청 신호가 감지될 경우 측정 데이터를 데이터 통신부로 전송할 수 있다.
또한, 정보 획득 장치는 데이터 요청 신호가 감지될 경우에만 측정 데이터를 생성할 수 있다.
또한, 정보 획득 장치는 비탈면의 산마루 배수구 또는 비탈면 경사부에 설치되어, 지반 침하 정도 또는 배수시설의 상태를 측정하는 배수구 감시부를 포함할 수 있다.
또한, 정보 획득 장치는 비탈면의 암괴부 또는 옹벽 구조물에 설치되어, 낙석 발생 여부 또는 옹벽 구조물의 붕괴 상태를 측정하는 암괴 감시부를 더 포함할 수 있다.
또한, 정보 획득 장치는 비탈면의 이격부에 설치되어, 이격부에 야적된 낙석 또는 토사의 적치량을 측정하는 이격부 감시부를 더 포함할 수 있다.
이로 인해, 점검 담당팀의 인원 구성, 위험성 판단 및 표현 기술 등에서 발생하는 차별성에 상관없이 일정한 기준으로 측정된 정보를 수집할 수 있다.
본 발명에 의해 차량 탑재형 비탈면 점검 시스템을 탑재한 이동 수단을 활용하여 비탈면의 위험 구역에 설치된 계측 센서로부터 측정 데이터를 전송받을 수 있게 함으로써, 점검자의 육안 조사 정보 이외의 붕괴 위험 징후 검지를 위한 객관적이고 정규화된 정보를 취득할 수 있으며, 저렴한 비용으로 광역적으로 분포되어 있는 비탈면 점검을 효율적으로 수행할 수 있으므로, 비탈면 붕괴로 인한 인명 및 재 산의 손실을 미연에 방지할 수 있다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 설명한다. 발명의 이해를 보다 명확하게 하기 위해 동일한 구성요소에 대해서는 상이한 도면에서도 동일한 부호를 사용하도록 한다.
도 1은 본 발명에 따른 차량 탑재형 비탈면 점검 시스템(100) 및 정보 획득 장치(200) 구성의 일 실시예를 개략적으로 나타낸 블록도이다.
차량과 같은 이동 수단에 탑재되어 이동할 수 있는 차량 탑재형 비탈면 점검 시스템(100)은 데이터 통신부(110), 위치 확인부(120), 영상 촬영부(130), 상태 판단부(140), 및 인터넷 통신부(150)를 포함한다.
차량 탑재형 비탈면 점검 시스템(100) 구성에 대한 상세 설명은 정보 획득 장치(200) 구성에 대한 상세 설명 이후에 서술하도록 한다.
정보 획득 장치(200)는 일반 국도 및 고속 국도에 위치한 비탈면 상에서 국부적인 계측이 필요한 비탈면의 붕괴 우려 구역에 설치되어 비탈면의 상태를 측정한 측정 데이터를 차량 탑재형 비탈면 점검 시스템(100)으로 전송하는데, 배수구 감시부(210), 암괴 감시부(220), 및 이격부 감시부(230)를 포함한다.
비탈면 붕괴는 물이 직접적인 원인이 되어 일어나는 경우가 매우 많다. 비탈면 내의 물 또는 상부 자연 비탈면 및 주변 지역에서 건설공사 비탈면으로 유입되는 물은 연약한 지반을 침식, 세굴하므로 비탈면의 불안정 요인으로 발전하게 된다.
따라서 이러한 작용을 사전에 방지하기 위하여 비탈면에 지표수 배수시설을 적용하는데, 이 중 비탈 어깨 배수구는 상부 비탈면에 내린 우수 및 용출수를 성토부 표면에 유입시키지 않도록 하기 위해 비탈 어깨에 설치하며, 산마루 배수구는 상부 자연 비탈면에서 유입되는 지하수가 절토부 표면으로 유입되는 것을 방지하기 위해 산마루에 설치한다.
하지만, 실제로 이러한 지표수 배수시설은 빗물에 의한 배수구 주변의 토층 유실, 즉, 지반침하로 인해 손상되어 배수 구실을 전혀 못하거나, 빗물에 세굴된 토사로 인해 배수구가 막혀 그 기능을 상실한 경우가 허다한 상황이다.
이를 예방하기 위해, 본 발명에서는 배수구 감시부(210)를 비탈면의 산마루 배수구 또는 비탈면 경사부에 설치하여, 지반 침하 정도 및 배수시설이 충분히 제 기능을 발휘할 수 있도록 되어있는지 여부를 끊임없이 정기적으로 측정하고, 이 측정 데이터를 이용하여 적시에 보수, 보강조치를 실시하도록 할 수 있다.
이러한 배수구 감시부(210)로는 지표면 변위계 및 경사계를 이용할 수 있다.
또 다른 비탈면 붕괴 유형으로는 낙석을 들 수 있다. 낙석은 건설공사 비탈면에서 발생하는 취약요소 중 약 1/3 이상의 비중을 차지하는 사례로서, 지속적인 대책공법 수립에도 불구하고 동결융해 등에 의한 풍화작용 등의 영향과, 노면수 유입 및 옹벽 상하부 시설물 변경에 따른 옹벽구조물의 손상 및 붕괴로 지속적으로 발생하는 대표적인 취약 요소 중 하나이다.
낙석 방지를 위한 대책 중에서 효과적인 대책으로는 낙석 발생 그 자체를 제지하는 방법, 즉, 낙석의 원인 되는 암괴를 제거하는 방법과 같은 발생영역에 대한 대책과, 낙하에너지가 커지기 전에 낙석을 비탈면 상에서 제지하는 방법과 같은 비탈면 상 대책이 있다.
하지만, 이러한 대책을 인지하고 있음에도 불구하고, 실제로는 담당 관리기관의 예산 부족 등의 이유로 낙석우려 비탈면의 점검이 제대로 이루어지지 않아, 낙석우려 암괴 및 암반의 제거, 또는 보강 시기를 놓치는 경우가 허다하다.
본 발명에서는 암괴 감시부(220)를 비탈면의 낙석 우려 암괴부에 설치하여, 암괴의 붕락 진행 여부를 끊임없이 정기적으로 측정함으로써, 이 측정 데이터를 이용하여 암괴의 붕락 진행시에 보수, 보강조치를 실시하여 낙석으로 인한 피해를 줄일 수 있으며, 암괴 감시부(220)로는 지표면 변위계를 이용할 수 있다.
대부분의 비탈면에는 이격부가 구비되어 있는데, 이격부란 도로의 길 어깨에서 절토부 하단까지의 공간을 나타내는 것으로, 상기와 같은 비탈면 붕괴로 인한 토사 및 낙석 발생 시 충격완화를 위한 여유 공간을 제공하며, 낙석 및 토사가 도로로 유입되는 것을 방지한다.
또한, 낙석 및 붕괴로 발생된 낙석 더미와 토사를 제거시까지 야적하는 공간, 보수 또는 보강을 위한 공사 시행시 작업공간 및 비탈면 시설 설치공간으로서 활용될 수 있다.
이러한 기능으로 인해 이격부에 유입된 소규모 낙석 및 적치 토사를 적기에 제거하는 것은 매우 중요하지만, 낙석방지 울타리 및 옹벽 배면에 야적된 돌더미의 적치량은 간단한 육안조사만으로 확인이 불가할 뿐만 아니라 낮은 점검 빈도로 인해 적기에 낙석 더미들을 제거하지 못하고 쌓이게 되어 낙석 등이 튕겨져 도로로 유입되거나 도로를 파손하는 등 도로 사용자들의 안전을 위협하게 되는 경우가 많다.
그러므로 본 발명에서는 이격부 감시부(230)를 비탈면의 이격부에 설치하여, 이격부에 야적된 낙석 또는 토사의 적치량을 끊임없이 정기적으로 측정함으로써, 이 측정 데이터를 이용하여 낙석 및 적치 토사를 적기에 제거하도록 할 수 있으며, 이격부 감시부(230)로는 토압계를 이용할 수 있다.
상술한 배수구 감시부(210), 암괴 감시부(220), 또는 이격부 감시부(230)는 비탈면의 변상 상황, 붕괴 형태, 및 현장 조건을 충분히 검토한 다음에, 검토 결과에 따라 적합한 장소에 설치되어 현장 적용성을 높일 수 있다.
또한, 정보 획득 장치(200)는 기본적으로 차량 탑재형 비탈면 점검 시스템(100)으로부터 전송된 데이터 요청 신호가 감지될 경우 측정 데이터를 차량 탑재형 비탈면 점검 시스템(100)으로 전송할 수 있다.
즉, 정보 획득 장치(200)는 차량 탑재형 비탈면 점검 시스템(100)으로부터 데이터 전송 요청이 없는 대기 모드일 때는 비탈면의 상태를 일정 주기로 측정 및 저장하고 있다가, 차량 탑재형 비탈면 점검 시스템(100)으로부터의 데이터 요청 신호를 감지하여 동작 모드로 전환하면 비탈면의 상태를 저장해 놓은 측정 데이터를 차량 탑재형 비탈면 점검 시스템(100)으로 전송한다.
이와 같이, 정보 획득 장치(200)가 동작 모드일 경우에만 데이터를 전송하기 때문에, 지속적으로 비탈면의 상태를 측정하는 즉시 중앙 관제부(300)로 전송하는 상시 계측 시스템의 경우보다 운영비를 절감할 수 있다.
또한, 정보 획득 장치(200)는 차량 탑재형 비탈면 점검 시스템(100)으로부터 전송된 데이터 요청 신호가 감지될 경우에만 측정 데이터를 생성하여 차량 탑재형 비탈면 점검 시스템(100)으로 전송하도록 구현될 수 있다.
즉, 정보 획득 장치(200)는 차량 탑재형 비탈면 점검 시스템(100)으로부터 데이터 전송 요청이 없는 대기 모드일 때는 비탈면의 상태의 측정을 멈추고 있다가, 차량 탑재형 비탈면 점검 시스템(100)으로부터의 데이터 요청 신호를 감지하여 동작 모드로 전환하면 비탈면의 상태를 측정한 측정 데이터를 차량 탑재형 비탈면 점검 시스템(100)으로 전송한다.
상기 언급된 바와 같은 대기 모드에서 정보 획득 장치(200)의 비탈면 상태 측정 여부는 점검자에 의해 미리 설정될 수 있지만, 이하에서는 대기 모드에서 비탈면의 상태를 일정 주기로 측정 및 저장하도록 설정된 경우로 설명하고자 한다.
차량 탑재형 비탈면 점검 시스템(100)은 정보 획득 장치(200)로 데이터 요청 신호를 전송하여 측정 데이터를 수집하는데, 차량 탑재형 비탈면 점검 시스템(100)은 승용차, 트럭, 승합차 등의 차량과 같은 이동 수단에 탑재되어 이동이 가능하다.
즉, 차량 탑재형 비탈면 점검 시스템(100)이 비탈면 상에 설치되어 있는 정보 획득 장치(200)로 측정 데이터를 요청하는 데이터 요청 신호를 지속적으로 전송하면서 미리 설정된 동작 범위 내로 접근하면, 대기 모드에 있던 정보 획득 장치(200)가 신호를 감지하여 동작 모드로 전환된다.
동작 모드 전환시 정보 획득 장치(200)는 지속적으로 비탈면의 상태를 측정 하여 저장해 놓은 측정 데이터를 차량 탑재형 비탈면 점검 시스템(100)으로 전송하게 되는 것이다.
이때, 차량이 이동함으로 인해 차량 탑재형 비탈면 점검 시스템(100)이 동작 범위를 벗어나게 되어 정보 획득 장치(200)가 데이터 요청 신호를 감지하지 못하게 되면, 정보 획득 장치(200)는 다시 대기 모드로 전환되어 지속적으로 비탈면의 상태를 측정 및 저장만 하고 전송하지는 않는다.
이러한 차량 탑재형 비탈면 점검 시스템(100)은 상술한 바와 같이 데이터 통신부(110), 위치 확인부(120), 영상 촬영부(130), 상태 판단부(140), 및 인터넷 통신부(150)를 포함할 수 있다.
데이터 통신부(110)는 비탈면으로부터 미리 설정된 범위 내에 근접할 경우, 근거리 무선통신을 이용하여 정보 획득 장치(200)와 통신할 수 있다.
근거리 무선통신으로는 지그비(Zigbee) 방식을 이용할 수 있는데, 지그비 방식은 소비 전력이 낮으므로 네트워크의 지속시간을 오래 유지할 수 있다는 장점을 가지고 있다.
데이터 통신부(110)는 실제로 이동 수단 외부에 설치되는 접근 포인트(Access point)로 구현될 수 있는데, 접근 포인트는 비탈면에 설치된 각각의 배수구 감시부(210), 암괴 감시부(220), 또는 이격부 감시부(230)와 데이터 송수신을 하기 위한 장비이다.
도 2a는 접근 포인트가 실제 이동 수단에 설치된 일 실시예를 나타낸 도면이다.
도 2a를 참조하여 상세히 설명하면, 상기한 바와 같이 이동 수단이 비탈면으로부터 미리 설정된 범위 내에 근접하게 되면, 접근 포인트는 대기 모드의 정보 획득 장치(200)에게 동작 모드로 변환시키는 명령신호를 보내게 되며, 이 신호를 받은 정보 획득 장치(200)는 저장된 측정 데이터를 접근 포인트로 송신한다.
도 2b는 차량에 탑재된 차량 탑재형 비탈면 점검 시스템(100)의 실시예를 도시한 도면이다.
도 2b를 참조하여 상세히 설명하면, 미리 설정된 측정 주기에 따라 측정되어 저장된 측정 데이터와 실시간으로 측정된 측정 데이터를 구분하여 데이터 통신부(110)로 전송받을 수 있으며, 차량 내(예컨대, 운전석 등)에 설치되어 있는 터치 모니터(111)를 통해 차량 운전자가 수신된 데이터의 확인 및 간단한 장치 조작을 할 수 있다.
위치 확인부(120)는 차량 탑재형 비탈면 점검 시스템(100)의 실시간 위치 정보를 확인할 수 있도록 하는데, 실제로는 GPS 수신기로 구현될 수 있다.
이로 인해, 차량 운전자가 차량 탑재형 비탈면 점검 시스템(100)이 탑재된 이동 수단의 실시간 위치나 이동 방향, 이동 거리 등을 실시간으로 파악할 수 있으며, 인터넷 통신부(150)를 통해 중앙 관제부(300)의 관리자도 현재 이동수단의 위치 정보를 모니터링하도록 할 수 있다.
이때, 상술한 터치 모니터(111)는 이동수단의 위치 정보를 공개된 MAP API를 통하여 지도상에 표출하고, C++기반의 Active-XControl은 공개 MAP서버와 GPS 수신기 정보를 연동하여, MAP에 입력된 정보 획득 장치(200)의 위치 정보와 전송된 측 정 데이터를 지도상에 함께 표출할 수 있다.
영상 촬영부(130)는 비탈면을 촬영한 영상을 분석하여 암반 비탈면의 절리구조 특성을 검출하고, 현재 비탈면의 정성적인 상태를 원격으로 관찰하고 점검할 수 있다.
도 2c는 영상 촬영부(130)의 일 실시예를 도시한 도면이다.
도 2c를 참조하면, 영상 촬영부(130)는 1대의 동영상 촬영 카메라와 2대의 정지영상 촬영 카메라를 포함할 수 있는데, 비탈면의 높이를 고려하여 최적 촬영범위를 선정하기 위해 마스트 장비(143)를 전개시켜 지면으로부터 승강(최대 약 13m 가량) 할 수 있도록 제작될 수 있다.
본 발명에서는 마스트 장비(143)의 제작될 수 있는 승강 높이를 최대 약 13m가량으로 구현하였지만, 다른 실시예에서는 필요에 따라 승강 높이를 변화시켜 구현할 수 있다.
이로 인해, 영상처리 및 영상분석이 가능하므로 점검자가 접근이 곤란한 개소에 대해서도 노출된 암반 절리구조의 기하학적 특성(방향, 간격, 길이, 밀도 등)을 추출할 수 있으며, 비탈면의 유지 관리 단계에서 일상 점검시 육안 판정에 있어서도 작업의 효율성을 극대화할 수 있다.
또한, 비탈면을 촬영한 영상은 차량 뒷좌석의 모니터(141)를 통해 확인할 수 있으며, 이때 점검자는 컨트롤러(142)를 사용하여 영상 촬영부(130)를 조작할 수 있다.
도 2d는 차량 내에 설치되는 데스크(174)의 일 실시예를 도시한 도면이다.
데스크(174)는 영상 화면을 확인하는 점검자의 편의를 위해 차량 뒷좌석 측에 설치될 수 있으며, 데스크(174) 상부에 컨트롤러(142)를 배치하여 영상 촬영부(130)의 조정시 작업이 용이하도록 할 수 있다.
영상 화면은 동영상 촬영 카메라로부터의 동영상 화면(141a)과 정지 영상 촬영 카메라로부터의 정지 영상 화면(141b)으로 나타낼 수 있으며, 동영상 화면(141a)을 통해 비탈면의 상태를 확인할 수 있고, 정지 영상 화면(141b)을 통해 암반 절리구조의 기하학적 특성을 추출할 수 있다.
이때, 절리구조 분석을 위한 작업시 데스크(174) 상부에 무선 키보드(146)와 마우스(147)를 배치하여 사용할 수 있도록 하였으며, 모니터랙(175)을 제작하여 동영상 화면(141a)과 정지영상 화면(141b)을 모니터랙(175) 내부에 고정되도록 설치하여 차량의 주행 중에 영향을 받지 않도록 할 수 있다.
상태 판단부(140)는 정보 획득 장치(200)로부터 전송받은 측정 데이터와 영상 촬영부(130)에서 해석된 절리구조 특성 데이터 및 시각적 관찰을 통해 비탈면의 상태판단을 위해 요구되는 정량적인 정보를 생성하고 저장할 수 있다.
이로 인해, 점검 담당팀의 인원 구성, 위험성 판단 및 표현 기술 등에서 발생하는 차별성에 상관없이 일정한 기준으로 측정된 정보를 수집할 수 있다.
또한, 상태 판단부(130)는 생성된 정량적 정보를 소정의 기준치 허용범위 데이터와 비교하여, 허용범위를 초과하는 이상 징후 데이터를 검출할 수 있다.
이때, 검출된 이상 징후 데이터는 인터넷 통신부(150)를 통해 중앙 관제부(300)로 전송되는데, 인터넷 통신부(150)는 중앙 관제부(300)와 통신할 경우 HSPDA(High Speed Downlink Packer Access)와 같은 고속 데이터 전송이 가능한 무선 통신을 이용할 수 있다.
도 2e는 측정 데이터의 분석 및 조작 장비를 구동하는 상태 판단부(140)의 일 실시예를 도시한 도면으로, 측정 데이터의 저장 및 분석을 위한 PC(121)과 절리특성 분석을 실시하기 위한 PC(122)를 포함할 수 있으며, 동영상 촬영 화면 조정을 위한 DVR(123)과 영상 촬영부(130)로부터 영상을 수신받는 리시버(Receiver, 124)를 포함할 수 있다.
또한, 차량 탑재형 비탈면 점검 시스템(100)의 구동에 필요한 모든 전력을 제공하기 위해 인버터를 설치하여 공급하며 추가의 보조 배터리(173) 설치를 통해 안정적인 전원을 사용할 수 있다.
중앙 관제부(300)는 차량 탑재형 비탈면 점검 시스템(100)으로부터 전송받은 이상 징후 데이터에 대응되는 조치 사항을 인터넷 통신부(150)로 전송하여, 점검자가 조치 사항에 따라 작업을 수행하도록 할 수 있다.
도 3은 본 발명에 따른 차량 탑재형 비탈면 점검 시스템(100)이 실제로 적용되는 일 실시예를 도시한 도면이다.
도로 비탈면의 산마루 및 측구에는 배수구 감시부(210)가, 낙석 우려 암괴에는 암괴 감시부(220)가, 이격부에는 이격부 감시부(230)가 설치되어 있는 것을 볼 수 있고, 차량에 탑재된 차량 탑재형 비탈면 점검 시스템(100)이 정보 획득 장치(200) 또는 중앙 관제부(300)와 통신하는 것을 볼 수 있다.
일반적으로, 비탈면의 관리를 위해 고가의 데이터로거가 비탈면 개소 당 1개 이상이 필수적으로 소요되지만, 비탈면의 개소수와 무관하게 단일의 차량 탑재형 비탈면 점검 시스템(100)만으로도 도로에 광역적으로 분포되어 있는 다수의 비탈면을 관리할 수 있으므로 저렴하게 일상 계측관리를 수행할 수 있다.
또한, 이러한 정보 획득 장치(200), 차량 탑재형 비탈면 점검 시스템(100), 및 중앙 관제부(300)의 구성으로 인해, 객관적이고 정규화된 기준에 의거한 비탈면의 상태정보를 신속하게 취득할 수 있으므로, 비탈면 붕괴로 인한 인명 및 재산의 손실을 미연에 방지할 수 있다.
도 4는 본 발명에 따른 차량 탑재형 비탈면 점검 시스템(100)이 동작하는 일 실시예를 나타낸 흐름도이다.
먼저, 비탈면에 설치된 정보 획득 장치(200, 도 4의 정보 획득부와 일치함)에서 각각의 비탈면의 상태를 측정하는데, 미리 설정되어 있는 주기에 따라 계속적으로 측정되어 저장되며, 데이터 요청 신호가 감지될 경우에는 전송될 수 있다(S100).
차량에 탑재된 차량 탑재형 비탈면 점검 시스템(100)은 비탈면으로부터 미리 설정된 범위(실제로, 100m 내외에서 데이터 통신이 가능하며, 이동 수단의 속도는 30km/h의 속도에서도 데이터 전송이 가능함) 내에 근접할 경우 데이터 요청 신호를 정보 획득 장치(200)로 전송하는데(S200), 정보 획득 장치(200)가 데이터 요청 신호를 감지하지 못하면(S210) 정보 획득 장치(200)는 대기 모드를 유지하며 주기적으로 비탈면의 상태를 측정하여 저장한다(S220).
이때, 측정 데이터가 정보 획득 장치(200)에 미리 설정된 저장 용량을 초과 할 경우에는 전출후입 방식에 의해 자동으로 삭제 및 저장 가능하다. 실제로 저장 가능한 데이터의 용량은 약 5Mbyte이며, 이것은 약 5,000회의 측정 데이터 용량이 될 수 있다.
또한, 정보 획득 장치(200)가 데이터 요청 신호를 감지하면(S210) 대기 모드에서 동작 모드로 전환하여 저장해 놓은 측정 데이터를 정보 수집부(200)로 전송한다(S300).
차량 탑재형 비탈면 점검 시스템(100)은 위치 확인부(120)에서 탑재한 이동수단의 실시간 위치정보를 GPS 및 GIS 기반의 이동수단 위치 추적 기능을 통해 획득하며(S400), 영상 촬영부(130)에서 디지털 영상장비를 활용하여 촬영한 영상으로부터 암반 절리구조를 분석한다(S500).
수집된 측정 데이터, 암반 절리구조 분석 정보를 차량 탑재형 비탈면 점검 시스템(100)의 상태 판단부(140)에서 통합, 분석하여 정량적 정보를 생성하고(S600), 상태 판단부(140)에서 생성된 정량적 정보를 소정의 기준치 허용 범위 데이터와 비교하여, 허용 범위를 초과하는 이상 징후 데이터를 검출한다(S610).
이상 징후 데이터가 검출되지 않는다면, 차량 탑재형 비탈면 점검 시스템(100)이 탑재된 이동 수단은 계속해서 이동하며, 타 비탈면에 설치된 정보 획득 장치(200)로 단계 S200부터 반복한다.
또한, 이상 징후 데이터가 검출되면, 차량 탑재형 비탈면 점검 시스템(100)은 검출된 이상 징후 데이터를 중앙 관제부(300)로 전송하여 비탈면 유지 관리에 사용할 수 있다(S700).
중앙 관제부(300)는 전송받은 이상 징후 데이터에 대응되는 간략한 조치 사항이 있을 경우, 조치 사항을 차량 탑재형 비탈면 점검 시스템(100)의 인터넷 통신부(150)로 전송하고(S800), 조치 사항을 확인한 차량 운전자는 지시 사항에 따라 작업을 수행할 수 있다(S900).
이제까지 본 발명에 대하여 그 바람직한 실시예들을 중심으로 살펴보았다. 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자는 본 발명이 본 발명의 본질적인 특성에서 벗어나지 않는 범위에서 변형된 형태로 구현될 수 있음을 이해할 수 있을 것이다. 그러므로 개시된 실시예들은 한정적인 점이 아니라 설명적인 관점에서 고려되어야 한다. 본 발명의 범위는 전술한 설명이 아니라 특허청구범위에 나타나 있으며, 그와 동등한 범위 내에 있는 모든 차이점은 본 발명에 포함된 것으로 해석되어야 할 것이다.
도 1은 본 발명에 따른 차량 탑재형 비탈면 점검 시스템 및 정보 획득 장치 구성의 일 실시예를 개략적으로 나타낸 블록도.
도 2a는 접근 포인트가 실제 이동 수단에 설치된 일 실시예를 나타낸 도면.
도 2b는 차량에 탑재된 차량 탑재형 비탈면 점검 시스템의 실시예를 도시한 도면.
도 2c는 영상 촬영부의 일 실시예를 도시한 도면.
도 2d는 차량 내에 설치되는 데스크의 일 실시예를 도시한 도면.
도 2e는 측정 데이터의 분석 및 조작 장비를 구동하는 상태 판단부의 일 실시예를 도시한 도면.
도 3은 본 발명에 따른 비탈면 붕괴 감시 시스템이 실제로 적용되는 일 실시예를 도시한 도면.
도 4는 본 발명에 따른 비탈면 붕괴 감지 시스템이 동작하는 일 실시예를 나타낸 흐름도.
Claims (11)
- 이동 수단에 탑재되는 차량 탑재형 비탈면 점검 시스템으로서,상태를 측정하고자 하는 비탈면으로부터 미리 설정된 범위 내에 상기 시스템이 근접할 경우, 근거리 무선통신을 이용하여 상기 비탈면의 상태를 측정한 측정 데이터를 획득하는 정보 획득 장치와 통신하는 데이터 통신부;상기 비탈면의 정성적인 상태를 원격 관찰 가능하도록 상기 비탈면을 촬영하고, 촬영된 영상을 분석하여 상기 비탈면의 절리구조 특성을 검출하는 영상 촬영부; 및상기 데이터 통신부로 전송된 측정 데이터 및 상기 영상 촬영부에서 촬영한 영상 정보를 통합 분석하여, 상기 비탈면의 유지 관리에 요구되는 정량적인 정보를 생성하고 저장하는 상태 판단부; 를 포함하는 것을 특징으로 하는 차량 탑재형 비탈면 점검 시스템.
- 제 1항에 있어서,상기 이동 수단에 설치된 시스템의 실시간 위치 정보를 확인하는 위치 확인부; 를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 차량 탑재형 비탈면 점검 시스템.
- 제 1항 또는 제 2항에 있어서,상기 상태 판단부는,상기 생성된 정량적 정보를 소정의 기준치 허용 범위 데이터와 비교하여, 허용 범위를 초과하는 이상 징후 데이터를 검출하는 것을 특징으로 하는 차량 탑재형 비탈면 점검 시스템.
- 제 3항에 있어서,고속 데이터 전송이 가능한 무선 통신을 이용하여 상기 이상 징후 데이터를 중앙 관제부로 전송하는 인터넷 통신부; 를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 차량 탑재형 비탈면 점검 시스템.
- 제 4항에 있어서,상기 중앙 관제부는,상기 이상징후 데이터에 대응되는 조치사항을 상기 인터넷 통신부로 전송하는 것을 특징으로 하는 차량 탑재형 비탈면 점검 시스템.
- 제 1항 또는 제 2항에 있어서,상기 정보 획득 장치는,상기 상태를 측정하고자 하는 비탈면 상에 설치되어, 상기 비탈면의 상태를 측정한 측정 데이터를 상기 데이터 통신부로 전송하고, 상기 정보 획득 장치; 를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 차량 탑재형 비탈면 점검 시스템.
- 제 6항에 있어서,상기 정보 획득 장치는,상기 데이터 통신부로부터 전송된 데이터 요청 신호가 감지될 경우 상기 측정 데이터를 상기 데이터 통신부로 전송하는 것을 특징으로 하는 차량 탑재형 비탈면 점검 시스템.
- 제 7항에 있어서,상기 정보 획득 장치는,상기 데이터 요청 신호가 감지될 경우에만 상기 측정 데이터를 생성하는 것을 특징으로 하는 차량 탑재형 비탈면 점검 시스템.
- 제 6항에 있어서,상기 정보 획득 장치는,상기 비탈면의 산마루 배수구 또는 비탈면 경사부에 설치되어, 지반 침하 정도 또는 배수시설의 상태를 측정하는 배수구 감시부; 를 포함하는 것을 특징으로 하는 차량 탑재형 비탈면 점검 시스템.
- 제 9항에 있어서,상기 정보 획득 장치는,상기 비탈면의 암괴부 또는 옹벽 구조물에 설치되어, 낙석 발생 여부 또는 상기 옹벽 구조물의 붕괴 상태를 측정하는 암괴 감시부; 를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 차량 탑재형 비탈면 점검 시스템.
- 제 10항에 있어서,상기 정보 획득 장치는,상기 비탈면의 이격부에 설치되어, 상기 이격부에 야적된 낙석 또는 토사의 적치량을 측정하는 이격부 감시부; 를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 차량 탑재형 비탈면 점검 시스템.
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| KR1020090035066A KR20100116388A (ko) | 2009-04-22 | 2009-04-22 | 차량 탑재형 비탈면 점검 시스템 |
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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| KR20190140175A (ko) | 2018-06-11 | 2019-12-19 | 한국건설기술연구원 | 무인비행체에 탑재된 합성구경레이더 센서를 활용한 비탈면 변위 측정 시스템 및 그 방법 |
| CN111598406A (zh) * | 2020-04-21 | 2020-08-28 | 长江勘测规划设计研究有限责任公司 | 高陡边坡块体失稳风险定量评估方法 |
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2009
- 2009-04-22 KR KR1020090035066A patent/KR20100116388A/ko not_active Application Discontinuation
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