KR20130020004A - 지하철 시설물의 이상 유무 분석 장치 - Google Patents

지하철 시설물의 이상 유무 분석 장치 Download PDF

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Abstract

본 발명은 지하철 시설물의 이상 상태를 기계적으로 검출하는 지하철 시설물의 이상 유무 분석 장치를 제공하기 위한 것이다. 이를 위해, 본 발명은, 지하철을 운행하는 지하철 차량에 설치되어 지하철 시설물을 촬영하는 카메라; 및 상기 카메라가 촬영한 영상을 분석하여 상기 지하철 시설물의 이상 유무를 분석하는 컴퓨터를 구비하는 것을 특징으로 하는 지하철 시설물의 이상 유무 분석 장치를 제공한다.

Description

지하철 시설물의 이상 유무 분석 장치{Equipment for analyzing status of subway facilities}
본 발명은 철도에 관한 것으로서, 특히 지하철 시설물의 이상 유무를 분석하는 장치에 관한 것이다.
도시에서 생활하는 사람들의 수가 증가함에 따라 지하철이 사람들의 이동 수단으로 크게 각광받고 있으며, 그에 따라 지하철 건설이 점차 확대되고 있다. 지하철을 운행하는 지하철 차량은 사람들을 운반하며, 지하철 차량이 안전하게 운행될 수 있도록 지하철 선로, 전력선 등과 같은 지하철 시설물이 설치되어 있다.
지하철이 건설된 후 장시간이 지나면, 지하철 시설물에는 손상이 발생할 수가 있다. 지하철 시설물이 손상되면 지하철 차량의 운행에 지장을 주게 되어 종국에는 커다란 인명 피해를 가져올 수 있으므로, 지하철 시설물을 안전하게 유지하는 것이 필요하다. 지하철 시설물을 안전하게 유지하기 위해서는 일정 기간마다 지하철 시설물을 점검하여 이상이 발견될 시에는 곧바로 보수하는 과정이 필요하다.
그런데, 지하철 시설물을 점검하기 위하여 종래에는 작업자들이 직접 지하철 시설물에 접근하여 점검해오고 있다. 이와 같이, 작업자들이 직접 시설물을 점검함으로써, 작업자에게 위험한 결과를 초래할 수도 있고, 또한, 인력과 시간이 많이 소요된다. 따라서, 지하철 시설물을 점검하는 과정에서 작업자의 위험 요인을 제거하고, 인력과 시간을 감소시킬 수 있는 방안이 요구되고 있다.
본 발명은 지하철 시설물의 이상 유무를 작업자의 손을 빌지 않고 기계적으로 점검하는 지하철 시설물의 이상 유무 분석 장치를 제공하기 위한 것이다.
상기 과제를 해결하기 위하여 본 발명은
지하철을 운행하는 지하철 차량에 설치되어 상기 지하철 시설물을 촬영하는 카메라; 및 상기 카메라가 촬영한 영상을 분석하여 상기 지하철 시설물의 이상 유무를 판단하는 컴퓨터를 구비하는 것을 특징으로 하는 지하철 시설물의 이상 유무 분석 장치를 제공한다.
상기 컴퓨터는, 상기 카메라가 촬영한 영상을 입력하여 처리하는 영상 입력 처리부; 상기 지하철 시설물의 정상 상태를 촬영하여 생성된 영상을 저장하는 영상 저장부; 상기 영상 입력 처리부로부터 수신한 영상을 상기 영상 저장부로부터 수신한 영상과 비교하고 그 결과를 출력하는 영상 비교부; 및 상기 영상 비교부의 출력 신호를 받아서 상기 지하철 시설물의 이상 유무를 판단하여 출력하는 이상 검출부를 구비할 수 있다.
상기 영상 저장부는, 상기 지하철이 운행되는 선로의 정상 상태의 영상이 저장되는 선로 영상 저장부; 상기 선로를 받침목에 고정시키는 앵커의 정상 상태의 영상이 저장되는 앵커 영상 저장부; 상기 지하철이 지나다니는 통로의 벽체의 정상 상태의 영상이 저장되는 벽체 영상 저장부; 및 상기 지하철 차량에 동력을 공급하는 전력선의 정상 상태의 영상이 저장되는 전력선 영상 저장부를 구비할 수 있다.
상기 영상 비교부는, 상기 영상 입력 처리부로부터 수신한 선로의 영상을 상기 선로 영상 저장부로부터 수신한 정상적인 선로의 영상과 비교하는 선로 영상 비교부; 상기 영상 입력 처리부로부터 수신한 앵커의 영상을 상기 앵커 영상 저장부로부터 수신한 정상적인 앵커의 영상과 비교하는 앵커 영상 비교부; 상기 영상 입력 처리부로부터 수신한 벽체의 영상을 상기 벽체 영상 저장부로부터 수신한 정상적인 벽체의 영상과 비교한느 벽체 영상 비교부; 및 상기 영상 입력 처리부로부터 수신한 전력선의 영상을 상기 전력선 영상 저장부로부터 수신한 정상적인 전력선의 영상과 비교하는 전력선 영상 비교부를 구비할 수 있다.
상기 이상 검출부는, 상기 선로 영상 비교부로부터 받은 신호를 분석하여 선로의 이상 유무를 판단하는 선로 이상 검출부; 상기 앵커 영상 비교부로부터 받은 신호를 분석하여 앵커의 이상 유무를 판단하는 앵커 이상 검출부; 상기 벽체 영상 비교부로부터 받은 신호를 분석하여 벽체의 이상 유무를 판단하는 벽체 이상 검출부; 및 상기 전력선 영상 비교부로부터 받은 신호를 분석하여 전력선의 이상 유무를 판단하는 전력선 이상 검출부를 구비할 수 있다.
본 발명은 지하철 차량에 카메라를 설치하여 지하철 차량이 운행되는 동안 지하철 시설물을 촬영하고, 상기 촬영된 영상을 분석하여 지하철 시설물의 이상 유무를 분석한다. 따라서, 작업자가 직접 지하철 시설물을 점검하는데 소요되는 인력과 시간이 대폭적으로 감소되며, 지하철 시설물을 점검하는 작업자의 위험도 방지된다.
도 1은 본 발명에 따른 지하철 시설물의 이상 유무 분석 장치의 블록도이다.
도 2는 도 2에 도시된 컴퓨터의 상세 블록도이다.
이하, 첨부한 도면들을 참고하여 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 본 발명의 실시예에 대하여 상세히 설명하가로 한다. 각 도면에 제시된 참조부호들 중 동일한 참조부호는 동일한 부재를 나타낸다.
도 1은 본 발명에 따른 지하철 시설물의 이상 유무 분석 장치(101)의 블록도이다. 도 1을 참조하면, 지하철 시설물의 이상 유무 분석 장치(101)는 지하철 차량(111)에 설치된 카메라(121)와 컴퓨터(141)를 구비한다.
카메라(121)는 지하철 차량(111)에 설치된다. 카메라(121)는 지하철 차량의 외부 또는 내부에 설치되며, 정면이나 측면 또는 필요시 후면을 촬영할 수 있는 곳이면 어는 곳이든 설치가 가능하다. 카메라(121)는 지하철 차량(111)의 정면이나 측면 또는 후면에 설치될 수 있으며, 그 설치 위치에 따라 설치된 곳의 전방을 촬영한다. 카메라(121)는 지하철 차량(111)에 한 대가 설치될 수도 있고, 복수개가 설치될 수도 있다. 한대가 설치될 경우, 카메라(121)는 지하철 차량(111)의 정면이나 측면 또는 후면에 설치되고, 복수개가 설치될 경우, 지하철 차량(111)의 정면에 한 대, 측면에 한 대 이상 및/또는 후면에 한 대가 설치될 수 있다. 카메라(121)는 고속 촬영용 카메라인 것이 바람직하다. 왜냐하면, 카메라(121)는 지하철 차량(111)이 주행하는 동안 촬영할 수 있어야 하기 때문이다. 지하철 차량(111)의 운행 속도는 일반적으로 시속 80킬로미터 이상으로 달리게 됨으로, 이러한 속도로 지하철 차량(111)이 운행되는 동안에 카메라(121)는 지하철 시설물을 촬영할 수 있어야 한다.
카메라(121)는 촬영한 영상을 내부의 메모리(131)에 저장한다. 내부의 메모리(131)는 카메라(121)에 고정 장착된 메모리(131)일 수도 있고, 삽탈이 가능한 메모리(131)일 수도 있다. 삽탈이 가능한 메모리(131)인 경우, 사용자는 영상이 저장된 메모리(131)를 카메라(121)로부터 이탈시켜서 컴퓨터(141)에 삽입하여 저장된 영상을 컴퓨터(141)로 전송한다. 메모리(131)가 카메라(121)에 고정 장착된 경우, 메모리(131)에 저장된 영상은 무선 통신이나 유선 통신을 통해서 컴퓨터(141)로 전송된다. 카메라(121)가 촬영하여 메모리(131)에 저장된 영상은 상기 방법 외에 다른 방법 또는 수단을 통해서 컴퓨터(141)로 전송될 수 있다.
컴퓨터(141)는 카메라(121)가 촬영한 영상을 수신하면, 상기 영상을 분석하여 상기 영상에 포함된 지하철 시설물의 이상 유무를 분석한다. 컴퓨터(141)는 알고리즘을 구비하여 상기 영상에 포함된 시설물의 이상 유무를 분석할 수도 있고, 분석을 위한 하드웨어를 구비하여 분석할 수도 있다. 컴퓨터(141)의 기능에 대해서는 도 2를 통해 상세히 설명하기로 한다.
상술한 바와 같이, 본 발명은 지하철 차량(111)에 카메라(121)를 설치하여 지하철 차량(111)이 운행되는 동안 지하철 시설물을 촬영하고, 상기 촬영된 영상을 분석하여 지하철 시설물의 이상 유무를 분석한다. 따라서, 작업자가 직접 지하철 시설물을 점검하는데 소요되는 비용과 시간이 대폭적으로 감소되며, 지하철 시설물을 점검하는 작업자의 위험도 방지된다.
도 2는 도 1에 도시된 컴퓨터(141)의 상세한 블록도이다. 도 2를 참조하면, 컴퓨터(141)는 영상 입력 처리부(211), 선로 영상 저장부(221), 앵커 영상 저장부(231), 벽체 영상 저장부(241), 전력선 영상 저장부(251), 선로 영상 비교부(223), 앵커 영상 비교부(233), 벽체 영상 비교부(243), 전력선 영상 비교부(253), 선로 이상 검출부(225), 앵커 이상 검출부(235), 벽체 이상 검출부(245), 전력선 이상 검출부(255) 및 출력부(261)를 구비한다. 도 1을 참조하여 도 2에 도시된 컴퓨터에 대해 상세히 설명하기로 한다.
영상 입력 처리부(211)는 메모리(131)로부터 영상을 받아서 이를 컴퓨터(141)에서 처리하기에 적합한 영상 데이터로 변환한다. 영상 입력 처리부(211)는 버퍼로 구성할 수도 있고, 데이터 변환 기능을 갖는 인터페이스로 구성할 수도 있다. 영상 입력 처리부(211)는 상기 변환된 영상 데이터로부터 선로 영상, 앵커 영상, 벽체 영상 및 전력선 영상을 각각 분리한 후, 선로 영상은 선로 영상 비교부(223)로, 앵커 영상은 앵커 영상 비교부(233)로, 벽체 영상은 벽체 영상 비교부(243)로, 전력선 영상은 전력선 영상 비교부(253)로 전달한다.
선로 영상 저장부(221)에는 지하철 차량(도 1의 111)이 운행되는 선로의 영상이 저장된다. 상기 선로 영상은 지하철 차량(도 1의 111)에 설치된 카메라(도 1의 121)가 촬영한 영상일 수도 있고, 별도의 카메라에 의해 촬영된 영상일 수도 있다. 선로 영상 저장부(221)에 저장된 선로 영상은 이상이 전혀 없는 매우 정상적인 선로에 대한 영상이다.
앵커 영상 저장부(231)에는 상기 선로를 받침목에 고정시키는 앵커 영상이 저장된다. 상기 앵커 영상은 지하철 차량(도 1의 111)에 설치된 카메라(도 1의 121)가 촬영한 영상일 수도 있고, 별도의 카메라에 의해 촬영된 영상일 수도 있다. 앵커 영상 저장부(231)에 저장된 앵커 영상은 이상이 전혀 없는 매우 정상적인 앵커 영상이다.
벽체 영상 저장부(241)에는 지하철 차량(도 1의 111)이 지나다니는 통로의 벽체에 대한 영상이 저장된다. 상기 벽체 영상은 지하철 차량(도 1의 111)에 설치된 카메라(도 1의 121)가 촬영한 영상일 수도 있고, 별도의 카메라에 의해 촬영된 영상일 수도 있다. 벽체 영상 저장부(241)에 저장된 벽체 영상은 이상이 전혀 없는 매우 정상적인 벽체에 대한 영상이다.
전력선 영상 저장부(251)에는 지하철 차량(도 1의 111)에 동력을 공급하는 전력선에 대한 영상이 저장된다. 상기 전력선 영상은 지하철 차량(도 1의 111)에 설치된 카메라(도 1의 121)가 촬영한 영상일 수도 있고, 별도의 카메라에 의해 촬영된 영상일 수도 있다. 전력선 영상 저장부(251)에 저장된 전력선 영상은 이상이 전혀 없는 매우 정상적인 앵커 영상이다.
선로 영상 비교부(223)는 영상 입력 처리부(211)로부터 수신한 선로 영상을 선로 영상 저장부(221)로부터 수신한 정상 상태의 선로 영상과 비교한다. 선로 영상 비교부(223)는 선로 영상을 비교할 때 디지털 영상 데이터를 사용한다. 즉, 영상 입력 처리부(211)로부터 받은 선로 영상과 선로 영상 저장부(221)로부터 받은 선로 영상은 모두 디지털 영상 데이터이다. 따라서, 두 영상의 비교는 정확하게 수행될 수 있다. 선로 영상 비교부(223)는 두 영상을 화소별로 비교할 수도 있고, 블록별로 비교할 수도 있으나, 선로에 발생하는 이상 상태, 예컨대, 선로의 파손, 선로의 갈라짐, 선로의 끊어짐 등은 대체로 세미하게 발생하는 경우가 많으므로 선로 영상 비교부(223)는 영상을 화소별로 비교하는 것이 바람직하다.
앵커 영상 비교부(233)는 영상 입력 처리부(211)로부터 수신한 앵커 영상을 앵커 영상 저장부(231)로부터 수신한 정상 상태의 앵커 영상과 비교한다. 앵커 영상 비교부(233)는 앵커 영상을 비교할 때 디지털 영상 데이터를 사용한다. 즉, 영상 입력 처리부(211)로부터 받은 앵커 영상과 앵커 영상 저장부(231)로부터 받은 앵커 영상은 모두 디지털 영상 데이터이다. 따라서, 두 영상의 비교는 정확하게 수행될 수 있다. 앵커 영상 비교부(233)는 두 영상을 화소별로 비교할 수도 있고, 블록별로 비교할 수도 있으나, 앵커에 발생하는 이상 상태, 예컨대, 앵커의 파손, 앵커의 이탈, 앵커의 빠짐, 앵커의 미세한 갈라짐 등은 대체로 세미하게 발생되는 경우가 많으므로 앵커 영상 비교부(233)는 영상을 화소별로 비교하는 것이 바람직하다.
벽체 영상 비교부(243)는 영상 입력 처리부(211)로부터 수신한 벽체 영상을 벽체 영상 저장부(241)로부터 수신한 정상 상태의 벽체 영상과 비교한다. 벽체 영상 비교부(243)는 벽체 영상을 비교할 때 디지털 영상 데이터를 사용한다. 즉, 영상 입력 처리부(211)로부터 받은 벽체 영상과 벽체 영상 저장부(241)로부터 받은 벽체 영상은 모두 디지털 영상 데이터이다. 따라서, 두 영상의 비교는 정확하게 수행될 수 있다. 벽체 영상 비교부(243)는 두 영상을 비교할 때 화소별로 비교할 수도 있고, 블록별로 비교할 수도 있으나, 벽체에 발생하는 이상 상태, 예컨대, 벽체의 손상, 벽체의 갈라짐, 벽체의 부서짐, 벽체의 탈색 등은 대체로 큰 모양으로 발생되는 경우가 많으므로 벽체 영상 비교부(243)는 벽체 영상을 블록별로 비교하는 것이 바람직하다.
전력선 영상 비교부(253)는 영상 입력 처리부(211)로부터 수신한 전력선 영상을 전력선 영상 저장부(251)로부터 수신한 정상 상태의 전력선 영상과 비교한다. 전력선 영상 비교부(253)는 전력선 영상을 비교할 때 디지털 영상 데이터를 사용한다. 즉, 영상 입력 처리부(211)로부터 받은 전력선 영상과 전력선 영상 저장부(251)로부터 받은 전력선 영상은 모두 디지털 영상 데이터이다. 따라서, 두 영상의 비교는 정확하게 수행될 수 있다. 전력선 영상 비교부(253)는 두 영상을 비교할 때 화소별로 비교할 수도 있고, 블록별로 비교할 수도 있으나, 전력선에 발생하는 이상 상태, 예컨대, 전력선의 코아 누출, 전력선의 위치 변경, 전력선의 끊어짐 등은 대체로 큰 모양으로 발생되는 경우가 많으므로 전력선 영상 비교부(253)는 전력선 영상을 블록별로 비교하는 것이 바람직하다.
선로 이상 검출부(225)는 선로 영상 비교부(223)로부터 받은 신호를 분석하여 선로의 이상 유무를 판단한 후 그 결과를 출력부(261)로 전송한다. 선로 이상 검출부(225)는 선로에 이상이 발견될 경우, 그 이상이 발견된 위치와 그 이상 상태의 모양을 출력함으로써 관리자가 명확하게 확인할 수 있도록 한다. 선로 이상 검출부(225)는 선로에 이상이 발견되지 않을 경우에는 선로가 정상임을 표시하는 신호를 출력한다.
앵커 이상 검출부(235)는 앵커 영상 비교부(233)로부터 받은 신호를 분석하여 앵커의 이상 유무를 판단한 후 그 결과를 출력부(261)로 전송한다. 앵커 이상 검출부(235)는 앵커에 이상이 발견될 경우, 그 이상이 발견된 위치와 그 이상 상태의 모양을 출력함으로써 관리자가 명확하게 확인할 수 있도록 한다. 앵커 이상 검출부(235)는 앵커에 이상이 발견되지 않을 경우에는 앵커가 정상임을 표시하는 신호를 출력한다.
벽체 이상 검출부(245)는 벽체 영상 비교부(243)로부터 받은 신호를 분석하여 벽체의 이상 유무를 판단한 후 그 결과를 출력부(261)로 전송한다. 벽체 이상 검출부(245)는 벽체에 이상이 발견될 경우, 그 이상이 발견된 위치와 그 이상 상태의 모양을 출력함으로써 관리자가 명확하게 확인할 수 있도록 한다. 벽체 이상 검출부(245)는 벽체에 이상이 발견되지 않을 경우에는 벽체가 정상임을 표시하는 신호를 출력한다.
전력선 이상 검출부(255)는 전력선 영상 비교부(253)로부터 받은 신호를 분석하여 전력선의 이상 유무를 판단한 후 그 결과를 출력부(261)로 전송한다. 전력선 이상 검출부(255)는 전력선에 이상이 발견될 경우, 그 이상이 발견된 위치와 그 이상 상태의 모양을 출력함으로써 관리자가 명확하게 확인할 수 있도록 한다. 전력선 이상 검출부(255)는 전력선에 이상이 발견되지 않을 경우에는 전력선이 정상임을 표시하는 신호를 출력한다.
출력부(261)는 선로 이상 검출부(225)로부터 수신한 선로의 이상 유무, 앵커 이상 검출부(235)로부터 수신한 앵커의 이상 유무, 벽체 이상 검출부(245)로부터 수신한 벽체의 이상 유무, 전력선 이상 검출부(255)로부터 수신한 전력선의 이상 유무를 받아서 이를 모니터(도시 안됨)로 출력하여 관리자가 볼 수 있게 하거나 내부에 저장하여 관리한다. 출력부(261)는 유무선 송신부(도시 안됨)를 구비하여, 필요시 선로, 앵커, 벽체 및 전력선의 이상 유무를 유무선 통신을 통해 다른 운영 장치로 전송할 수도 있다.
본 발명은 도면들에 도시된 실시예들을 참고로 설명되었으나 이는 예시적인 것에 불과하며, 본 기술 분야의 통상의 지식을 가진 자라면 이들로부터 다양한 변형 및 균등한 다른 실시예가 가능하다는 점을 이해할 것이다. 따라서, 본 발명의 진정한 기술적 보호 범위는 첨부된 특허청구범위의 기술적 사상에 의하여 정해져야 할 것이다.

Claims (5)

  1. 지하철을 운행하는 지하철 차량에 설치되어 상기 지하철 시설물을 촬영하는 카메라; 및
    상기 카메라가 촬영한 영상을 분석하여 상기 지하철 시설물의 이상 유무를 판단하는 컴퓨터를 구비하는 것을 특징으로 하는 지하철 시설물의 이상 유무 분석 장치.
  2. 제1항에 있어서, 상기 컴퓨터는
    상기 카메라가 촬영한 영상을 입력하여 처리하는 영상 입력 처리부;
    상기 지하철 시설물의 정상 상태를 촬영하여 생성된 영상을 저장하는 영상 저장부;
    상기 영상 입력 처리부로부터 수신한 영상을 상기 영상 저장부로부터 수신한 영상과 비교하고 그 결과를 출력하는 영상 비교부; 및
    상기 영상 비교부의 출력 신호를 받아서 상기 지하철 시설물의 이상 유무를 판단하여 출력하는 이상 검출부를 구비하는 것을 특징으로 하는 지하철 시설물의 이상 유무 분석 장치.
  3. 제2항에 있어서, 상기 영상 저장부는
    상기 지하철이 운행되는 선로의 정상 상태의 영상이 저장되는 선로 영상 저장부;
    상기 선로를 받침목에 고정시키는 앵커의 정상 상태의 영상이 저장되는 앵커 영상 저장부;
    상기 지하철이 지나다니는 통로의 벽체의 정상 상태의 영상이 저장되는 벽체 영상 저장부; 및
    상기 지하철 차량에 동력을 공급하는 전력선의 정상 상태의 영상이 저장되는 전력선 영상 저장부를 구비하는 것을 특징으로 하는 지하철 시설물의 이상 유무 분석 장치.
  4. 제2항에 있어서, 상기 영상 비교부는
    상기 영상 입력 처리부로부터 수신한 선로의 영상을 상기 선로 영상 저장부로부터 수신한 정상적인 선로의 영상과 비교하는 선로 영상 비교부;
    상기 영상 입력 처리부로부터 수신한 앵커의 영상을 상기 앵커 영상 저장부로부터 수신한 정상적인 앵커의 영상과 비교하는 앵커 영상 비교부;
    상기 영상 입력 처리부로부터 수신한 벽체의 영상을 상기 벽체 영상 저장부로부터 수신한 정상적인 벽체의 영상과 비교하는 벽체 영상 비교부; 및
    상기 영상 입력 처리부로부터 수신한 전력선의 영상을 상기 전력선 영상 저장부로부터 수신한 정상적인 전력선의 영상과 비교하는 전력선 영상 비교부를 구비하는 것을 특징으로 하는 지하철 시설물의 이상 유무 분석 장치.
  5. 제2항에 있어서, 상기 이상 검출부는
    상기 선로 영상 비교부로부터 받은 신호를 분석하여 선로의 이상 유무를 판단하는 선로 이상 검출부;
    상기 앵커 영상 비교부로부터 받은 신호를 분석하여 앵커의 이상 유무를 판단하는 앵커 이상 검출부;
    상기 벽체 영상 비교부로부터 받은 신호를 분석하여 벽체의 이상 유무를 판단하는 벽체 이상 검출부; 및
    상기 전력선 영상 비교부로부터 받은 신호를 분석하여 전력선의 이상 유무를 판단하는 전력선 이상 검출부를 구비하는 것을 특징으로 하는 지하철 시설물의 이상 유무 분석 장치.
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KR1020110082344A KR20130020004A (ko) 2011-08-18 2011-08-18 지하철 시설물의 이상 유무 분석 장치

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* Cited by examiner, † Cited by third party
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KR102310137B1 (ko) 2021-02-04 2021-10-08 주식회사 열림정보기술 공공시설물 민원 접수 및 처리 시스템과 그 운용방법

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