KR20140042087A - 지진 정보 감지 및 통보 시스템 - Google Patents

Abstract

본 발명은 가속도 센서, GPS 센서 및 자이로 센서를 구비하는 휴대용 단말기를 이용해서 지진 정보를 송수신하는 것이 가능한 지진 정보 감지 및 통보 시스템을 제공한다.
이를 위해 본 발명은 지역에 분포되는 다수의 휴대용 단말기 및 상기 다수의 휴대용 단말기와 송수신 가능한 통신 모듈을 구비하는 서버를 포함하고, 상기 휴대용 단말기는 상기 휴대용 단말기에서 발생하는 가속도 값을 측정하는 가속도 센서, 상기 휴대용 단말기의 위치 정보를 측정하는 GPS 센서 및 상기 휴대용 단말기에 설치되는 지진 정보 감지 애플리케이션을 구비하고, 상기 지진 정보 감지 애플리케이션은 상기 지역 내의 일정 조건이 충족될 경우 상기 가속도 값을 상기 서버에 전송하며, 상기 서버는 수신된 상기 가속도 값을 분석하여 일정 크기 이상의 가속도가 계측되었다고 판단되면, 상기 지역에 지진이 발생한 것으로 판단하고, 상기 통신 모듈을 통해 상기 지역의 다수의 휴대용 단말기에 지진 발생 정보를 통보하며, 상기 일정 조건은 상기 지역 내에서, 일정 개수 이상의 상기 휴대용 단말기가 일정시간 이상 정지상태 혹은 충전상태에 있다가 동시에 가속도 값이 계측되는 조건인 것을 특징으로 하는 지진 정보 감지 및 통보 시스템을 개시한다.

Description

지진 정보 감지 및 통보 시스템{System for detection and notification of earthquake}

본 발명은 지진 정보 감지 및 통보 시스템에 관한 것이다.

종래의 지진감지시스템 및 통보시스템은 건물 및 지반(foundation)에 설치되는 가속도 센서에 의하여 지진을 파악하는 시스템과 국가지진관측망(기상청 등)에 연계하여 지진통보를 받은 후에 이를 활용하는 시스템으로 구분된다.

상기 가속도계를 이용하는 시스템은 지진계가 설치되어 있는 부분에 지진이 아닌 작은 국부적인 충격이 가해질 경우 지진발생으로 오 통보가 되고, 또한 지진계 설치 개수가 부족하여 국부적인 충격인지 지진인지 판단 여부가 불확실하다.

상기 국가지진관측망(방재청)에서 지진통보를 받는 시스템인 경우에 현실적으로 지진 발생 통보가 늦어 피해방지 및 현실적인 대응이 불가하며, 정작 지진이 발생하였을 경우에 수신측 기기의 문제(전원 손실 및 유선 통신설비 이상)로 인하여 지진통보가 제대로 되지 않는 경우가 발생할 수 있다.

또한, 기존에 나와있는 휴대용 단말기를 활용한 지진감지 시스템의 경우, 휴대용 단말기를 가지고 있는 사용자가 이동, 활동중인 경우나 휴대용 단말기에 충격으로 인하여 큰 가속도가 발생한 경우에 대한 고려가 전혀 되어있지 않아 오통보의 가능성이 매우 크며, 또한 휴대용 단말기가 놓여있는 계측 높이에 대한 고려가 전혀 되어있지 않았다. 따라서 통상 2층 이상 높이에 위치해 있는 가속도 값은 지면(바닥)에 비해 2배 이상 증폭된 가속도 값이 계측되는 현상을 반영할 수가 없어 진동 계측 크기에 대한 보정이 필요하다.

본 발명은 가속도 센서, GPS 센서 및 자이로 센서를 구비하는 휴대용 단말기를 이용해서 지진 정보를 송수신하는 것이 가능한 지진 정보 감지 및 통보 시스템을 제공한다.

본 발명에 따른 지진 정보 감지 및 통보 시스템은 지역에 분포되는 다수의 휴대용 단말기 및 상기 다수의 휴대용 단말기와 송수신 가능한 통신 모듈을 구비하는 서버를 포함하고, 상기 휴대용 단말기는 상기 휴대용 단말기에서 발생하는 가속도 값을 측정하는 가속도 센서, 상기 휴대용 단말기의 위치 정보를 측정하는 GPS 센서 및 상기 휴대용 단말기에 설치되는 지진 정보 감지 애플리케이션을 구비하고, 상기 지진 정보 감지 애플리케이션은 상기 지역 내의 일정 조건이 충족될 경우 상기 가속도 값을 상기 서버에 전송하며, 상기 서버는 수신된 상기 가속도 값을 분석하여 일정 크기 이상의 가속도가 계측되었다고 판단되면, 상기 지역에 지진이 발생한 것으로 판단하고, 상기 통신 모듈을 통해 상기 지역의 다수의 휴대용 단말기에 지진 발생 정보를 통보하며, 상기 일정 조건은 상기 지역 내에서, 일정 개수 이상의 상기 휴대용 단말기가 일정시간 이상 정지상태 혹은 충전상태에 있다가 동시에 가속도 값이 계측되는 조건인 것을 특징으로 한다.

상기 서버는 무정전 전원 공급장치(UPS)를 더 포함할 수 있다. 상기 통신 모듈은 상기 휴대용 단말기에 문자 메시지 혹은 알림음을 통보할 수 있다. 상기 서버에는 상기 지역의 공공기관, 발전기관 및 시설이 등록되어 있고, 상기 통신 모듈은 상기 지진이 발생한 지역의 공공기관, 발전기관 및 시설에 지진 발생 정보를 통보할 수 있다. 상기 지진 정보 감지 애플리케이션은 안드로이드 운영체제용, 아이폰 운영체제(iOS)용, 윈도우 운영체제용, 심비안 운영체제용, 바다 운영체제용, 자바 운영체제용 중 상기 휴대용 단말기에 적용되는 운영체제 중 어느 하나일 수 있다. 상기 지진 정보 감지 애플리케이션은 백그라운드로 실행될 수 있다. 상기 휴대용 단말기는 자이로 센서를 더 구비할 수 있다. 상기 지진 정보 감지 애플리케이션은 상기 GPS 센서를 이용해 상기 휴대용 단말기의 지면으로부터의 높이 정보를 반영해 가속도 값을 조정하여 상기 서버에 전송할 수 있다.

본 발명은 국부적인 충격에 의한 지진통보를 방지하기 위하여 대다수의 국민이 가지고 있는 많은 수의 휴대용 단말기의 센서를 활용하여 정확한 지진 정보를 감지할 수 있다.

또한, 휴대용 단말기의 위치정보를 파악하여 지진발생으로 추정되는 지역 내 모든 사용자에게 문자 및 알람을 송신함으로써 조속한 지진에 대응 및 대피가 가능하다.

또한, 무선 방식인 휴대용 단말기를 이용하므로, 전원 상실 및 유선 통신 이상 시에도 안정적으로 지진 정보를 통보하는 것이 가능하다.

도 1은 본 발명에 따른 지진 정보 감지 및 통보 시스템을 개략적으로 도시한 구성도이다.
도 2는 본 발명에 따른 지진 정보 감지 및 통보 시스템에 이용되는 휴대용 단말기를 개략적으로 도시한 구성도이다.
도 3은 본 발명에 따른 지진 정보 감지 및 통보 시스템을 이용해 지진 정보를 감지하고, 이를 통보하는 방법을 도시하는 흐름도이다.

이하, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 본 발명을 용이하게 실시할 수 있을 정도로 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부된 도면을 참조하여 상세하게 설명하면 다음과 같다.

도 1은 본 발명에 따른 지진 정보 감지 및 통보 시스템을 개략적으로 도시한 구성도이고, 도 2는 본 발명에 따른 지진 정보 감지 및 통보 시스템에 이용되는 휴대용 단말기를 개략적으로 도시한 구성도이며, 도 3은 본 발명에 따른 지진 정보 감지 및 통보 시스템을 이용해 지진 정보를 감지하고, 이를 통보하는 방법을 도시하는 흐름도이다.

본 발명에 따른 지진 정보 감지 및 통보 시스템(100)은 도 1, 도 2 및 도 3을 참조하면, 휴대용 단말기(10) 및 서버(20)를 포함한다.

상기 휴대용 단말기(10)는 가속도 센서(11), GPS 센서(12) 및 자이로 센서(13)를 구비하고, 지진 정보 감지 애플리케이션(14)이 설치되어 있다.

상기 가속도 센서(acceleration sensor 또는 Accelerometer, 11)는 단위 시간당 상기 휴대용 단말기(10)의 속도 변화를 감지하는 장치이다.

상기 GPS 센서(위성항법장치: Global Positioning System sensor, 12)는 GPS　위성에서 보내는 신호를 수신해 상기 휴대용 단말기(10)의 현재 위치 및 고도를 측정하는 장치이다.

상기 자이로 센서(Gyroscope sensor, 13)는 상기 휴대용 단말기(10)의 각속도를 측정하는 장치로, 상기 휴대용 단말기(10)의 6축의 방향을 감지할 수 있으며, 또한, 상기 휴대용 단말기(10)의 회전 또는 기울기 등을 감지하는 것이 가능하다.

여기서, 상기 휴대용 단말기(10)는 위에서 상술한 가속도 센서(11), GPS 센서(12) 및 자이로 센서(13) 이외에도 다양한 센서들을 구비하는 것이 가능하나 본 발명은 지진 정보 감지 및 통보 시스템(100)에 필요한 구성들만을 설명한다.

상기 지진 정보 감지 애플리케이션(14)은 안드로이드 운영체제용, 아이폰 운영체제(iOS)용, 윈도우 운영체제용, 심비안 운영체제용, 바다 운영체제용, 자바 운영체제용 중 상기 휴대용 단말기에 적용되는 운영체제 중 어느 하나를 이용하는 응용 소프트웨어이다.

상기 휴대용 단말기(10)를 사용하는 사용자는 직접 상기 지진 정보 감지 애플리케이션(14)을 다운받아 자신의 휴대용 단말기(10)에 설치할 수 있다.

여기서, 상기 지진 정보 감지 애플리케이션(14)은 상기 휴대용 단말기(10)에서 백그라운드에 실행되는 응용 소프트웨어로 설정되는 것이 바람직하다. 이는 상기 휴대용 단말기(10)의 가속도 값을 상시 계측하며, 일정조건이 만족할 경우에 상기 서버(20)에 지체 없이 바로 전송하기 위함이다.

상기 서버(20)는 일정 진동 이상의 트리거링 레벨(TL, Triggering Level)을 정하여 그 이상의 진동이 발생할 경우에 지진발생 통신 모듈(21)에 지진규모 및 발생시간, 진앙지와 같은 지진발생 기반정보를 송신한다. 상기 서버(20)가 있는 곳에서도 지진이 발생할 수 있으므로 상기 서버(20)는 내진성능확보가 된 장비를 활용하며, UPS와 같은 전원장치에 연결되어 전원 상실의 경우를 대비한다.

여기서, 트리거링 레벨을 결정하는 방법은 최대지반가속도(PGA, Peak Ground Acceleration) 또는 누적 절대속도(CAV, Cumulative Absolute Velocity) 방식 등 기존에 연구된 알고리즘을 활용하는 것이 가능하다.

상기 휴대용 단말기(10)의 사용자가 이동하는 경우에는 상시 큰 가속도가 계측이 되므로, 상기 지진 정보 감지 애플리케이션(14)은 일정시간 정지 상태 또는 충전상태에 있다가 다수의 휴대용 단말기(10)에서 동시에 가속도 값이 계측 될 경우에, 상기 휴대용 단말기(10)의 가속도 값을 상기 서버(20)에 전송한다.

여기서, 상기 휴대용 단말기(10)가 놓여 있는 건물 내 높이(고도)에 따라 계측데이터가 증폭될 수 있으므로, 지표면 높이 부근에 있는 상기 휴대용 단말기(10)의 계측 데이터를 활용하여 지반 가속도 값을 송신한다.

상기 높이에 따른 가속도 증폭률은 2층 이상의 높이에 있는 휴대용 단말기의 경우에는 가속도의 증폭을 고려하여 실제 계측 값의 1/2 값을 활용할 수 있다.

그러나 상기 휴대용 단말기(10) 각각에서 전송하는 정보는 국부적인 충격으로 인해 발생한 것일 수 도 있으므로, 이러한 개별적인 정보를 통해 대상 지역(A)에 지진이 발생한 것으로 판단하는 것은 신뢰성이 떨어진다.

따라서, 상기 지진 정보 감지 애플리케이션(14)은 지진 발생으로 인한 가속도 값이 아닌 국부적인 충격으로 인한 오 통보를 방지하기 위하여 일정 반경(R) 내에 있는 일정개수(M) 이상의 상기 휴대용 단말기(10)가 동시에 가속도 값을 전송하는 것을 확인하여, 상기 대상 지역(A)에 지진이 발생한 것으로 판단한다. 물론 여기서, 상기 대상 지역(A)의 상기 휴대용 단말기(10) 수는 상기 GPS 센서(12)를 이용하여 검출하는 것이 가능하다.

여기서, 상기 일정 반경(R)은 2km로 설정되는 것이 바람직하다. 이는 지진재해대책법에 따르면, 지반의 경우에는 반경 2km 내 지진을 감지하는 가속도 센서를 1개만 설치해도 되는 것으로 명시되어 있고, 이에 따라 2km 내에서 발생하는 지진에 즉각적으로 대응하는 것이 가능하기 때문이다. 하지만, 본 발명은 상기 일정 반경(R)을 2km로 한정하는 것은 아니며, 상기 일정 반경(R)의 크기는 유연하게 조정 가능하다.

이후 상기 서버(20)는 일정규모의 지진이상이 발생하였다고 분석된 경우에, 대상 지역(A)에 존재하는 상기 휴대용 단말기(10) 각각에 지진 발생 정보를 통보한다.

여기서, 상기 서버(20)는 상기 휴대용 단말기(10)에 송수신 가능한 통신 모듈(21)을 통해, 상기 휴대용 단말기(10) 각각에 지진 발생 정보를 통보한다.

상기 통신 모듈(21)은 상기 휴대용 단말기(10)에 지진 발생 정보를 통보하는데 있어서, 상기 대상지역(A)에 있는 상기 휴대용 단말기(10)에 SMS문자나 SNS, 알람 등으로 통보하고, 동시에 상기 서버(20)에 기 설정되어 있는 공공기관, 발전기관 및 시설(인근지역 발전소, 가스 공급 시설 등)에 지진 발생 정보를 통보한다.

또한, 상기 서버(20)는 지진의 규모, 지진이 영향을 미치는 반경(R), 영향 반경 내 계측되는 휴대용 단말기(10)의 최저 개수(M) 등에 대한 판단기준을 데이터 베이스화하여 보다 정확한 지진 발생 여부를 최적화시킬 수 있으며, 또한, 지진 계측 시 상기 가속도 센서(11)와 GPS 센서(12) 및 자이로 센서(13)에 의한 지진 발생 데이터의 상관 관계를 지속적으로 누적, 활용하여 지진 발생 시 휴대용 단말기(10)의 3차원 계측 패턴 데이터를 분석하여 지진 발생 여부 판단근거에 반영하는 것이 가능하다.

본 발명은 상기 실시 예들에 한정되지 않고 본 발명의 기술적 요지를 벗어나지 아니하는 범위 내에서 다양하게 수정, 변형되어 실시될 수 있음은 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에 있어서 자명한 것이다.

100: 지진 정보 감지 및 통보 시스템
10: 휴대용 단말기 11: 가속도 센서
12: GPS센서 13: 자이로 센서
14: 지진 정보 감지 애플리케이션
20: 서버 21: 통신 모듈

Claims (8)

1. 지역에 분포되는 다수의 휴대용 단말기; 및
   상기 다수의 휴대용 단말기와 송수신 가능한 통신 모듈을 구비하는 서버; 를 포함하고,
   상기 휴대용 단말기는
   상기 휴대용 단말기에서 발생하는 가속도 값을 측정하는 가속도 센서,
   상기 휴대용 단말기의 위치 정보를 측정하는 GPS 센서 및
   상기 휴대용 단말기에 설치되는 지진 정보 감지 애플리케이션을 구비하고,
   상기 지진 정보 감지 애플리케이션은 상기 지역 내의
   일정 조건이 충족될 경우 상기 가속도 값을 상기 서버에 전송하며,
   상기 서버는 수신된 상기 가속도 값을 분석하여 일정 크기 이상의 가속도가 계측되었다고 판단되면, 상기 지역에 지진이 발생한 것으로 판단하고,
   상기 통신 모듈을 통해 상기 지역의 다수의 휴대용 단말기에 지진 발생 정보를 통보하며,
   상기 일정 조건은 상기 지역 내에서, 일정 개수 이상의 상기 휴대용 단말기가 일정시간 이상 정지상태 혹은 충전상태에 있다가 동시에 가속도 값이 계측되는 조건인 것을 특징으로 하는 지진 정보 감지 및 통보 시스템.
2. 제 1항에 있어서,
   상기 서버는 무정전 전원 공급장치(UPS)를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 지진 정보 감지 및 통보 시스템.
3. 제 1항에 있어서,
   상기 통신 모듈은 상기 휴대용 단말기에 문자 메시지 혹은 알림음을 통보하는 것을 특징으로 하는 지진 정보 감지 및 통보 시스템.
4. 제 1항에 있어서,
   상기 서버에는 상기 지역의 공공기관, 발전기관 및 시설이 등록되어 있고,
   상기 통신 모듈은 상기 지진이 발생한 지역의 공공기관, 발전기관 및 시설에 지진 발생 정보를 통보하는 것을 특징으로 하는 지진 정보 감지 및 통보 시스템.
5. 제 1항에 있어서,
   상기 지진 정보 감지 애플리케이션은 안드로이드 운영체제용, 아이폰 운영체제(iOS)용, 윈도우 운영체제용, 심비안 운영체제용, 바다 운영체제용, 자바 운영체제용 중 상기 휴대용 단말기에 적용되는 운영체제 중 어느 하나인 것을 특징으로 하는 지진 정보 감지 및 통보 시스템.
6. 제 1항 또는 제 5항에 있어서,
   상기 지진 정보 감지 애플리케이션은 백그라운드로 실행되는 것을 특징으로 하는 지진 정보 감지 및 통보 시스템.
7. 제 1항에 있어서,
   상기 휴대용 단말기는 자이로 센서를 더 구비하는 것을 특징으로 하는 지진 정보 감지 및 통보 시스템.
8. 제 1항에 있어서,
   상기 지진 정보 감지 애플리케이션은 상기 GPS 센서를 이용해 상기 휴대용 단말기의 지면으로부터의 높이 정보를 반영해 가속도 값을 조정하여 상기 서버에 전송하는 것을 특징으로 하는 지진 정보 감지 및 통보 시스템.

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