KR20150040099A - 재난 예방용 영상 수위 감시 시스템 - Google Patents

재난 예방용 영상 수위 감시 시스템 Download PDF

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Abstract

본 발명은 카메라와 센서 등을 이용하여 정수처리장, 하수처리장, 농업 수로, 하천 및 댐 등의 수위를 관측하고 이러한 복합적인 관측 정보를 취합하여 최종적으로 수위를 산출함으로써 신뢰성을 개선할 수 있는 재난 예방용 영상 수위 감시 시스템에 관한 것으로, 상세하게는 하천의 수위를 포함한 환경 정보를 수집하는 센싱부와, 하나 이상의 카메라를 포함하고 카메라로부터 촬영된 하천의 실시간 현장 영상을 제공하는 영상부 및 상기 센싱부 및 영상부로부터 하천의 실시간 환경 정보 및 영상 데이터를 전송받고 이를 취합하여 수위를 산출하는 산출부를 포함하는 영상수위감시장치; 및 유무선 통신망을 통해 상기 영상수위감시장치와 연동되어 하천의 환경 정보, 현장 영상 및 산출 데이터를 전달받고 관리자의 요청 명령에 따른 처리 결과를 출력하는 운영서버;를 포함하는 것이 특징이다.

Description

재난 예방용 영상 수위 감시 시스템{Monitoring system of water level for prevention of disaster}
본 발명은 카메라와 센서 등을 이용하여 정수처리장, 하수처리장, 농업 수로, 하천 및 댐 등의 수위를 관측하고 이러한 복합적인 관측 정보를 취합하여 최종적으로 수위를 산출함으로써 신뢰성을 개선할 수 있는 재난 예방용 영상 수위 감시 시스템에 관한 것이다.
일반적으로 재해 예방의 차원으로 댐이나, 하천, 저수지 등의 수위 측정 필요성이 중요하게 부각되고 있으나 대부분 인력에 의한 측정이 주를 이루고 있으므로 인하여 야간에 집중 호우 발생시 상당한 피해를 발생시키고 있다.
이러한 문제점을 해결하기 위하여 초음파 및 압력식 수위 센서를 설치하여 운용하고 있으나 초음파의 경우 측정 범위가 매우 작으며, 또한 바람, 안개, 강우, 폭설 등 외부 환경에 따라 측정값이 신뢰할 수 없는 경우가 발생한다. 또한 압력식 수위 센서의 경우 설치가 매우 어려움으로 인하여 설치 비용이 늘어나는 문제점이 있다.
뿐만 아니라, 센서의 노후화됨에 따라 측정값의 부정확 및 유지 보수가 매우 어려운 실정이므로 사용자의 불편함 발생됨은 물론 수위 감지의 신뢰성 저하시키는 요인으로 작용한다.
대한민국 공개특허 제2007-0012381호
따라서, 본 발명은 상술한 문제점을 해결하기 위한 것으로, 카메라와 센서를 이용하여 수위를 관측하도록 하며 이러한 복합적인 관측 정보를 취합하여 최종적인 수위를 산출함에 따라 수위 감지의 신뢰성을 개선할 수 있는 재난 예방용 영상 수위 감시 시스템을 제공함에 그 목적이 있다.
상기 목적을 이루기 위한 본 발명의 재난 예방용 영상 수위 감시 시스템은 하천의 수위를 포함한 환경 정보를 수집하는 센싱부와, 하나 이상의 카메라를 포함하고 카메라로부터 촬영된 하천의 실시간 현장 영상을 제공하는 영상부 및 상기 센싱부 및 영상부로부터 하천의 실시간 환경 정보 및 영상 데이터를 전송받고 이를 취합하여 수위를 산출하는 산출부를 포함하는 영상수위감시장치; 및 유무선 통신망을 통해 상기 영상수위감시장치와 연동되어 하천의 환경 정보, 현장 영상 및 산출 데이터를 전달받고 관리자의 요청 명령에 따른 처리 결과를 출력하는 운영서버;를 포함하는 것이 특징이다.
하나의 예로써, 상기 산출부는, 상기 영상부로부터 전송된 영상에 비교 레벨을 매칭하는 레벨 매칭부; 기준 수위 레벨을 설정하는 레벨 설정부; 및 상기 레벨 설정부에서 설정된 기준 수위 레벨과 상기 비교 레벨이 매칭된 영상을 비교 분석하여 영상을 통한 수위를 산출하는 영상 판독부;를 포함하여 구성될 수 있다.
하나의 예로써, 상기 운영서버는, 상기 영상수위감시장치로부터 전송되는 산출 데이터를 분석하여 경계, 주의, 경보를 포함한 단계별 알림 신호를 출력할 수 있다.
이때, 상기 운영서버는, 유무선 통신망을 통해 관리자 PC 또는 모바일 기기와 연동되며 상기 관리자 PC 또는 모바일 기기의 요청 명령에 따라 하천의 환경 정보, 알림 신호, 실시간 현장 영상 및 수위 정보 중 하나 이상을 제공할 수 있다.
또한, 상기 운영서버는 각각의 알림 신호별로 전송 주기를 설정할 수 있다.
하나의 예로써, 상기 센싱부는 수위 센서, 유량 센서 및 유속 센서 중 하나 이상을 포함할 수 있다.
하나의 예로써, 상기 운영서버는, 상기 영상수위감시장치로부터 전달되는 하천의 환경 정보, 현장 영상 및 산출 데이터 저장하는 저장부를 포함할 수 있다.
하나의 예로써, 상기 영상수위감시장치로 전원을 공급하며 영상수위감시장치의 산출 데이터를 상기 운영서버로 전송하기 위하여 적어도 하나 이상의 유, 무선 통신망을 제공하는 다중경로통신장치를 더 포함하는 것이 특징이다.
하나의 예로써, 상기 다중경로통신장치는, 낙뢰 발생 신호를 수신하는 제 1 수단; 상기 낙뢰 발생 신호를 전송한 타 다중경로통신장치와의 거리를 연산하는 제 2 수단; 날씨 정보를 수신하는 제 3 수단; 상기 제 2 수단의 거리와 상기 제 3 수단의 날씨 정보에 기초하여 전원 변환 신호 및 통신경로 변환 신호를 결정하는 제 4 수단; 상기 제 4 수단의 상기 전원 변환 신호에 기초하여 관제 장비로 AC 전원이 공급되거나 배터리 전원이 공급되게 하는 제 5 수단; 및 상기 제 4 수단의 상기 통신경로 변환 신호에 기초하여 데이터가 유선으로 전송하거나 무선으로 전송되게 하는 제 6 수단을 포함하며, 상기 제 4 수단은, 상기 타 다중경로통신장치와의 거리가 제1 기준거리 미만이면, 설정된 제 1 시간 내에, 상기 AC 전원을 상기 배터리 전원으로 전환하라는 상기 전원 변환 시기 신호를 생성하고, 상기 데이터를 유선에서 무선으로 전송하라는 상기 통신경로 변환 시기 신호를 생성하고, 상기 타 다중경로통신장치와의 거리가 상기 제 1 기준거리 이상이면, 상기 날씨 정보를 이용하여 상기 제 1 시간보다 긴 제 2 시간을 설정하고, 상기 제 2 시간 내에, 상기 AC 전원을 상기 배터리 전원으로 전환하라는 상기 전원 변환 시기 신호를 생성하고, 상기 데이터를 유선에서 무선으로 전송하라는 통신경로 변환 시기 신호를 생성할 수 있다.
하나의 예로써, 상기 날씨 정보는 구름의 이동 방향 및 구름의 이동 속도를 포함할 수 있다.
하나의 예로써, 상기 제 4 수단은, 상기 날씨 정보에 기초하여 낙뢰 진행 경로를 연산하고, 현재 위치가 상기 낙뢰 진행 경로에 해당하면서 상기 구름의 이동 속도가 빠를수록 상기 제 1 시간과 상기 제 2 시간 사이의 시간차가 줄어들도록 상기 제 2 시간을 설정할 수 있다.
하나의 예로써, 상기 낙뢰 발생 신호는 낙뢰가 발생한 상기 장치에서의 낙뢰 진행 경로 정보를 포함하고 있으며, 상기 제 4 수단은, 상기 수신된 낙뢰 진행 경로 정보 및 상기 날씨 정보에 기초하여 낙뢰 진행 경로를 연산하고, 현재 위치가 상기 낙뢰 진행 경로에 해당하면서 상기 구름의 이동 속도가 빠를수록 상기 제 1 시간과 상기 제 2 시간 사이의 시간차가 줄어들도록 상기 제 2 시간을 설정할 수 있다.
하나의 예로써, 상기 제 1 기준거리는 계절에 따라 변경 가능한 것일 수 있다.
하나의 예로써, 상기 낙뢰 발생 신호는 낙뢰가 발생한 타 다중경로통신장치의 위치 정보를 포함할 수 있다.
본 발명의 재난 예방용 영상 수위 감시 시스템에 따르면, 카메라와 센서 등을 이용하여 실시간으로 수위를 관측하고 이러한 복합적인 관측 정보를 취합하여 최종적으로 수위를 산출함으로써 수위 감시에 있어 신뢰성을 개선할 수 있는 효과가 있다.
특히, 본 발명의 일 실시 예에 따르면, 다중경로통신장치가 더 구비됨으로써 영상수위감시장치와 운영서버의 상호 통신함에 있어 낙뢰가 발생된 지역과의 거리, 낙뢰 진행 경로 및 날씨 정보를 고려하여 낙뢰 발생 시기를 예상하고 예상된 시기에 따라 영상수위감시장치의 전원과 데이터 전송 경로를 무선에서 유선 방식으로 변경함으로써 안정적인 데이터의 송, 수신이 가능함은 물론 낙뢰에 의한 장비의 피해를 방지할 수 있게 되는 효과가 있다.
도 1은 본 발명의 재난 예방용 영상 수위 감시 시스템을 개략적으로 나타내는 블록도.
도 2는 본 발명의 일 구성인 영상부를 나타내는 블록도.
도 3은 본 발명의 일 구성인 영상부의 구현 예를 나타내는 블록도.
도 4는 본 발명의 재난 예방용 영상 수위 감시 시스템의 구성을 나타내는 블록도.
도 5는 본 발명의 일 구성인 다중경로통신장치의 구성을 나타내는 블록도.
도 6은 본 발명의 일 실시 예에 따른 다중경로통신장치 간의 연결 관계를 나타내는 블록도.
도 7은 본 발명의 일 실시 예에 따른 다중경로통신장치의 동작을 설명하기 위한 플로우차트.
도 8은 본 발명의 일 실시 예에 따른 다중경로통신장치와 운영서버와의 연결 관계를 나타내는 블록도.
이하 본 발명의 실시 예들을 첨부되는 도면을 통해 보다 상세히 설명하도록 한다.
도 1은 본 발명의 재난 예방용 영상 수위 감시 시스템을 개략적으로 나타내는 블록도이며, 도 2는 본 발명의 일 구성인 영상부를 나타내는 블록도이고, 도 3은 본 발명의 일 구성인 영상부의 구현 예를 나타내는 블록도이다.
본 발명은 카메라와 센서 등을 이용하여 정수처리장, 하수처리장, 농업 수로, 하천 및 댐 등(이하 '하천'이라 통칭함)의 수위를 관측하고 이러한 복합적인 관측 정보를 취합하여 최종적으로 수위를 산출함으로써 신뢰성을 개선할 수 있는 재난 예방용 영상 수위 감시 시스템에 관한 것으로, 도 1에 도시된 바와 같이 영상수위감시장치(10)와 운영서버(20)를 포함하여 구성된다.
상기 영상수위감시장치(10)는 센서로부터 수위를 측정하고 카메라를 통해 촬영된 영상을 분석하여 수위를 측정하게 되며, 상기 센서와 카메라의 측정 정보를 취합하여 최종적으로 하천의 수위를 분석해 낸다.
이러한 영상수위감시장치(10)는 센싱부(100)와 영상부(200) 및 산출부(300)를 포함하여 구성될 수 있다.
상기 센싱부(100)는 하천의 수위를 포함한 환경 정보를 수집하는 것으로, 도면에 도시된 바 없으나, 수위 센서 외에도 다종의 센서들이 구비될 수 있다. 예를 들면, 상기 센싱부(100)는 유량 센서 및 유속 센서 중 하나 이상을 포함하여 수위 정보는 물론 하천의 유량 및 유속 정보를 취득 및 제공할 수 있도록 함이 바람직하다.
상기 영상부(200)는 하나 이상의 카메라를 포함하고 카메라로부터 촬영된 하천의 실시간 현장 영상을 제공한다. 이때 상기 카메라는 복수로 구성될 경우 다방면에서 하천의 현장 영상을 제공할 수 있도록 적합한 위치에 각각 배치되는 것이 바람직하다.
이와 같이 센싱부(100)에서 수집되는 수위 측정 데이터를 포함한 다종의 환경 정보 데이터와, 상기 영상부(200)로부터 촬영된 영상 데이터는 수위를 분석하기 위한 기초 자료로 상기 산출부(300)로 전송된다.
상기 산출부(300)는 상기 센싱부(100) 및 영상부(200)로부터 하천의 실시간 환경 정보 데이터 및 영상 데이터를 실시간으로 전송받고 이를 취합하여 수위를 산출한다.
여기서 본 발명의 일 실시 예에 따른 산출부(300)는 도 2 및 도 3에 도시된 바와 같이 레벨 매칭부(310), 레벨 설정부(320) 및 영상 판독부(330)를 포함하여 전송된 상기 영상 데이터로부터 하천의 수위를 분석하도록 구성될 수 있다.
상기 레벨 매칭부(310)는 상기 영상부(200)로부터 전송된 영상에 가상의 비교 레벨을 매칭하여 표시한다.
상기 레벨 설정부(320)는 기준 수위 레벨을 설정하는 것으로 이러한 기준 수위 레벨은 이하에서 설명하는 운영서버(20)의 인터페이스를 통해 설정 및 수정될 수 있다.
또한, 상기 기준 수위 레벨은 복수로 구성될 수 있다. 예를 들면, 상기 기준 수위 레벨은 수위별로 경계, 주위, 경보 단계로 구분될 수 있다.
상기 영상 판독부(330)는 상기 레벨 설정부(320)에서 설정된 기준 수위 레벨과 상기 비교 레벨이 매칭된 영상을 비교 분석하여 영상에 나타난 하천의 수위를 판별하게 되며, 기준 수위 레벨이 수위에 따라 복수로 구성될 경우 어느 한 수위 레벨에 상기 비교 레벨이 도달할 때 해당 레벨에 따른 검출 신호를 송출하게 된다.
상기 산출부(300)는 상기 센싱부(100)로부터 수집된 수위 정보와 상기 영상 판독부(330)를 통해 분석된 수위 레벨 정보를 취합하고, 취합 데이터를 가공하여 최종적으로 하천의 수위를 산출하게 되며, 이러한 산출 데이터는 앞서 설명한 하천의 환경 정보, 현장 영상 정보와 함께 이하에서 설명하는 운영서버(20)로 전송된다.
도 4는 본 발명의 재난 예방용 영상 수위 감시 시스템의 구성을 나타내는 블록도이다.
상기 운영서버(20)는 유무선 통신망을 통해 상기 영상수위감시장치(10)와 데이터를 송수신하여 상기 영상수위감시장치(10)로부터 하천의 환경 정보, 현장 영상 및 산출 데이터를 전달받는다.
그리고 상기 운영서버(20)는 입, 출력 인터페이스가 구비되어 관리자의 요청 명령에 따른 처리 결과를 출력하여 모니터링하거나, 상기 영상수위감시장치(10)와 연동되는 기기들 예를 들면 카메라, 스피커, 경광등, 조명기구 및 센서 등을 제어한다.
또한 상기 운영서버(20)는 상기 영상수위감시장치(10)로부터 전송되는 산출 데이터를 분석하여 경계, 주의, 경보를 포함한 단계별 알림 신호를 출력하는 바, 이러한 단계별 알림 신호에 반응하여 상황 발생 시 경광등 및 스피커를 통해 현지경보 및 음성송출을 통해 경고하도록 제어한다.
도 4에 도시된 바와 같이 본 발명의 일 실시 예에 따른 상기 운영서버(20)는 유무선 통신망을 통해 관리자 PC(40) 또는 모바일 기기(50)와 연동될 수 있다.
이러한 운영서버(20)는 상기 관리자 PC(30) 또는 모바일 기기(40)의 요청 명령에 따라 하천의 환경 정보, 알림 신호, 실시간 현장 영상 및 수위 정보 중 하나 이상을 제공하는 것으로 이때, 상기 운영서버(20)는 각각의 알림 신호별로 전송 주기를 달리 설정할 수 있다.
예를 들면, 비교적 안전한 일반 수위 단계에서는 1일 간격으로 하천의 현장 영상 내지 수위 정보를 통보하게 되며, 경계 단계에서는 1시간 간격으로, 주의 단계에서는 20분 간격으로, 경보 단계에서는 1 내지 5분 간격으로 상기 정보를 제공하도록 설정될 수 있는 것이다.
이때, 상기 운영서버(20)에서 제공되는 정보는 모바일 기기(40)의 경우 영상이 포함된 장문 메시지(Multimedia Messaging Service) 형태로 전송될 수 있다.
뿐만 아니라, 상기 운영서버(20)는 상기 영상수위감시장치(10)로부터 전달되는 하천의 환경 정보, 현장 영상 및 산출 데이터 저장하는 저장부를 포함하여 관리자의 요청 정보에 따른 해당 정보를 상기 저장부로부터 추출 및 제공함으로써 추후 통계 자료 내지 히스토리 관리 자료로서 활용될 수 있도록 한다.
도 5는 본 발명의 일 구성인 다중경로통신장치의 구성을 나타내는 블록도이고, 도 6은 본 발명의 일 실시 예에 따른 다중경로통신장치 간의 연결 관계를 나타내는 블록도이다. 그리고, 도 7은 본 발명의 일 실시 예에 따른 다중경로통신장치의 동작을 설명하기 위한 플로우 차트이며, 도 8은 본 발명의 일 실시 예에 따른 다중경로통신장치와 운영서버와의 연결 관계를 나타내는 블록도이다.
한편, 본 발명의 일 실시 예에 따른 재난 예방용 영상 수위 감시 시스템은 상기 영상수위감시장치(10)로 전원을 공급하며 영상수위감시장치(10)의 산출 데이터를 상기 운영서버(20)로 전송하기 위하여 적어도 하나 이상의 유, 무선 통신망을 제공하는 다중경로통신장치(50)를 더 포함하여 구성될 수 있다.
이러한 다중경로통신장치(50)는 상기 영상수위감시장치(10)와 운영서버(20) 간에 데이터의 손실없이 안정적인 통신이 가능하도록 함은 물론 낙뢰에 의해 장비가 손상되는 것을 방지하는 기능을 제공한다.
이하에서는 도 5 내지 도 8을 참조하여 상술한 다중경로통신장치(50)에 대하여 구체적으로 설명하기로 한다.
상기 다중경로통신장치(50)는 원거리에 위치하고 있는 영상수위감시장치와 운영서버(20)를 상호 연결하며 외부의 AC 전원부(610) 또는 배터리 전원부(620)로부터 전원을 공급받아 이를 상기 영상수위감시장치(10)로 공급한다.
여기서, 상기 영상수위감시장치(10)는 각 하천별로 구비되는 것으로, 인근에 위치하는 다른 하천에도 역시 영상수위감시장치(10-2)의 데이터를 전송하기 위한 다른 다중경로통신장치(50-2)가 구비되어 있다는 가정하에 설명한다.
도 5에 도시된 바와 같이, 상기 다중경로통신장치(50, 도 6의 50-1에 해당됨)는 유/무선 지원 모듈(510), 낙뢰신호 송수신부(520), 거리 연산부(530), 날씨정보 수집부(540), 변환 결정부(550), 전원 변환 처리부(560), 통신 변환 처리부(570) 및 연결 지원 모듈(580)을 포함한다.
보다 구체적으로, 상기 유/무선 지원 모듈(510)은 전용선 및 xDSL과 같은 유선을 연결하는 시리얼 모듈(UART) 및 랜 포트를 포함할 수 있으며, CDMA 모뎀 및 TRS 모뎀과 같은 무선을 연결하는 시리얼 모듈을 포함할 수 있다.
본 발명의 실시 예에서는 상기 유/무선 지원 모듈(510)을 이용하여 2개 이상의 통신 경로 이중화를 구현함으로써, 영상수위감시장치(10)의 데이터를 상황에 따라 유선 또는 무선으로 전송할 수 있어 데이터 전송 손실을 줄일 수 있다.
상기 신호 송수신부(520)는 낙뢰가 감지된 경우 제 1 낙뢰 발생 신호를 다른 다중경로통신장치(도 6의 50-2에 해당됨)로 송신할 수 있으며, 다른 다중경로통신장치(50-2)로부터 낙뢰가 발생했다는 제 2 낙뢰 발생 신호를 수신할 수 있다.
그리고, 상기 거리 연산부(530)는 제 2 낙뢰 발생 신호를 전송한 다른 다중경로통신장치(50-2)와의 거리를 연산한다.
상기 날씨정보 수집부(540)는 기상청으로부터 구름의 이동방향, 구름의 이동속도 및 대기의 전하량과 같은 날씨정보를 수집한다.
한편, 상기 변환 결정부(550)는 거리 연산부(530)에서 연산된 낙뢰가 발생한 장치와의 거리와 날씨정보 수집부(540)에서 수집된 날씨 정보에 기초하여, 영상수위감시장치(10)에 인가되는 전원을 변환하는 "전원 변환 신호"를 결정하고, 데이터를 유선으로 전송할지 무선으로 전송할지 여부를 결정하는 "통신경로 변환 신호"를 결정한다.
보다 구체적으로, 상기 변환 결정부(550)는 낙뢰가 발생한 장치와의 거리가 설정된 제 1 기준거리 미만이면, 낙뢰가 발생될 확률이 매우 높은 것으로 판단하여 설정된 제 1 시간 내에 상기 영상수위감시장치(10)에 공급되는 전원을 AC 전원부(610)에서 배터리 전원부(620)로 전환하라는 전원 변환 신호를 생성한다.
그리고, 제 1 시간 내에 데이터를 유선에서 무선으로 전송하라는 통신경로 변환 신호를 생성한다.
이때, 제 1 시간은 0초에 가까운 시간일 수 있으며, 제 1 기준 거리는 낙뢰가 연속적으로 발생할 수 있는 거리이며, 계절에 따라 다르게 설정될 수 있다. 예를 들어, 여름과 같이 번개가 자주 발생하는 계절에는 제 1 기준거리가 1~3km 범위에서 설정된다면 겨울과 같이 번개가 자주 발생하지 않는 계절에는 제 1 기준거리가 10~15km 범위에서 설정될 수 있다.
계절에 따라 제 1 기준 거리를 다르게 설정함으로써, 상기 영상수위감시장치(10)의 전원을 낙뢰 발생 예상 시기에 따라 효율적으로 사용할 수 있고, 데이터를 유선 또는 무선으로 적절하게 전송하여 데이터 손실을 최소화할 수 있다.
또한, 변환 결정부(550)는 낙뢰가 발생한 장치와의 거리가 설정된 제1 기준 거리 이상이면, 날씨정보 수집부(540)에서 수집된 날씨 정보를 이용하여 낙뢰 진행 경로를 예측한다.
보다 구체적으로, 상기 변환 결정부(550)는 날씨 정보에 포함된 구름의 이동 방향과 구름의 이동 속도를 벡터 변환하여 낙뢰 진행 경로를 예측한다. 다중경로통신장치(50)의 위치가 낙뢰 진행 경로에 포함되면 구름의 이동 속도를 고려하여 제2 시간을 설정한다.
그리고, 상기 변환 결정부(550)는 제 2 시간 내에 상기 영상수위감시장치(10)에 공급되는 전원을 AC 전원부(610)에서 배터리 전원부(620)로 전환하라는 전원 변환 신호를 생성하고, 제 2 시간 내에 데이터를 유선에서 무선으로 전송하라는 통신경로 변환 신호를 생성한다.
이때, 제 2 시간은 구름의 이동 속도가 빠를수록 제 1 시간과의 시간차가 줄어들도록 설정되고, 구름의 이동 속도가 느릴수록 제 1 시간과의 시간차가 늘어나도록 설정된다.
이와 같이, 본 발명의 실시 예에서는 낙뢰가 발생한 다른 다중경로통신장치와의 거리뿐만 아니라 낙뢰 진행 경로 및 구름의 이동 속도를 고려하여 상기 영상수위감시장치(10)의 전원 및 통신경로를 변경함으로써, 보다 정확한 낙뢰 발생 시기에 따라 적절하게 상기 영상수위감시장치(10)의 전원 및 데이터 전송을 제어할 수 있다.
상기 전원 변환 처리부(560)는 상기 변환 결정부(550)에서 출력되는 전원 변환 신호에 기초하여 상기 AC 전원부(610) 및 배터리 전원부(620)로 신호를 전송하여, 상기 영상수위감시장치(10)로 AC 전원이 공급되게 하거나 배터리 전원이 공급되게 한다.
상기 통신 변환 처리부(570) 상기 변환 결정부(550)에서 출력되는 통신경로 변환 신호에 기초하여 데이터가 유선으로 전송되게 하거나 무선으로 전송되게 한다.
한편, 상기 연결 지원 모듈(580)은 상기 영상수위감시장치(10)와의 연결을 지원하며, 연결 지원 모듈(580)이 랜 포트일 경우 이더넷(Ethernet)으로 상기 영상수위감시장치(10)와 연결될 수 있으며, 연결 지원 모듈(580)이 시리얼 모듈일 경우 상용의 RS-232C, RS-422 및/또는 RS-485를 통해 상기 영상수위감시장치(10)와 연결될 수 있다.
도 7은 참조하여 다중경로통신장치의 동작을 설명하면, 도 7에 도시된 바와 같이 낙뢰가 감지되면(S301), 낙뢰 신호 송수신부(520)는 제1 낙뢰 발생 신호를 전송한다(S302). 이때, 제 1 낙뢰 발생 신호에는 낙뢰가 발생한 장치의 위치 정보가 포함되어 있다.
이와 반대로, 다른 다중경로통신장치(50-2)로부터 낙뢰가 발생했다는 제 2 낙뢰 발생 신호가 수신되면(S303),거리 연산부(530)는 낙뢰가 발생한 다중경로통신장치(50-2)와의 거리를 연산한다(S304). 이때, 제 2 낙뢰 발생 신호에는 다른 다중경로통신장치(50-2)의 위치 정보가 포함되어 있다.
연산된 거리와 설정된 제 1 기준 거리를 비교한다(S305). 여기서 상기 제 1 기준 거리는 계절에 따라 변경 가능하다.
이후 연산된 거리가 제 1 기준 거리 미만이면, 변환 결정부(550)는 낙뢰가 발생 가능한 위험 지역에 포함되는 것으로 판단하여 설정된 제 1 시간 내에 AC 전원을 배터리 전원으로 교체하라는 "전원 변환 신호"를 생성하고, 유선 통신을 무선 통신으로 전환하라는 "통신경로 변환 신호"를 생성한다(S306).
그러면, 상기 전원 변환 처리부(560)는 전원 변환 신호에 기초하여 AC 전원부(610)및 배터리 전원부(620)로 신호를 전송하여, 제 1 시간 내에 상기 영상수위감시장치(10)에 인가되는 전원이 AC 전원에서 배터리 전원이 되도록 한다(S307).
그리고, 상기 통신 변환 처리부(570)는 통신경로 변환 신호에 기초하여 유/무선 지원 모듈(510)로 신호를 전송하여, 제 1 시간 내에 유선 통신에서 무선 통신으로 데이터가 전송되게 한다(S308).
한편, 연산된 거리가 제 1 기준 거리 이상이면, 날씨정보 수집부(540)는 기상청으로부터 날씨 정보를 수집한다(S309). 이때, 날씨 정보는 구름의 이동 방향 및 구름의 속도를 포함할 수 있다.
상기 변환 결정부(550)는 날씨 정보에 포함된 구름의 이동 방향과 구름의 이동 속도를 벡터 변환하여 낙뢰 진행 경로를 예측하고, 다중경로통신장치(50)의 위치가 낙뢰 진행 경로에 포함되면 구름의 이동 속도를 고려하여 제 2 시간을 설정한다(S310).
그리고, 상기 변환 결정부(550)는 설정된 제 2 시간 내에 AC 전원을 배터리 전원으로 교체하라는 "전원 변환 신호"를 생성하고, 유선 통신을 무선 통신으로 전환하라는 "통신경로 변환 신호"를 생성한다(S311).
그러면, 상기 전원 변환 처리부(560)는 전원 변환 신호에 기초하여 AC 전원부(610)및 배터리 전원부(620)로 신호를 전송하여, 제 2 시간 내에 상기 영상수위감시장치(10)에 인가되는 전원이 AC 전원에서 배터리 전원이 되도록 한다(S312).
그리고, 상기 통신 변환 처리부(570)는 통신경로 변환 신호에 기초하여 유/무선 지원 모듈(510)로 신호를 전송하여, 제 2 시간 내에 유선 통신에서 무선 통신으로 데이터가 전송되도록 한다(S313).
이에 더하여, 상기 (S310)단계 내지 (S313)단계 중 어느 한 단계에서, 변환 결정부(550)는 예측된 낙뢰 진행 경로를 인접한 다른 다중경로통신장치(50-2)로 전송할 수 있으며, 인접한 다른 다중경로통신장치(50-2)는 수신한 낙뢰 진행 경로를 참고하여 전원 변환 신호 및 통신경로 변환 신호를 생성할 수 있다.
또한, 상기 변환 결정부(550)는 다른 다중경로통신장치(50-2)로부터 수신된 낙뢰 진행 경로를 참고하여 전원 변환 신호 및 통신경로 변환 신호를 생성할 수도 있다.
이때, 낙뢰 진행 경로는 상기 제 2 낙뢰 발생 신호에 포함되어 수신될 수 있으며, 도 7에 도시되지 않은 다른 다중경로통신장치로부터 수신될 수 있다.
상기 변환 결정부(550)는 수신된 낙뢰 진행 경로에 기초하여 제 2 시간을 연산함으로써, 보다 정확한 낙뢰 발생 시기를 예상할 수 있다.
상기 운영서버(20)는 도 8에 도시된 바와 같이 복수의 다중경로통신장치(50-1, 50-2)와 유선 및 무선으로 연결되어 있으며, 낙뢰 예상 시에는 유선에서 무선으로 전환하여 다중경로통신장치(50-1, 50-2)로부터 데이터를 수집하는 이중화된 통신 경로를 구비하고 있음은 당연하다.
이상 설명한 내용을 통해 당업자라면 본 발명의 기술사상을 일탈하지 아니하는 범위에서 다양한 변경 및 수정 가능함을 알 수 있을 것이다. 따라서, 본 발명의 기술적 범위는 명세서의 상세한 설명에 기재된 내용으로 한정되는 것이 아니라 특허청구범위에 의해 정해져야만 할 것이다.
10 : 영상수위감시장치 20 : 운영서버
30 : 관리자 PC 40 : 모바일 기기
50 : 다중경로통신장치 100 : 센싱부
200 : 영상부 210 : 레벨 매칭부
220 : 영상 판독부 230 : 레벨 설정부
300 : 검출부 510: 유/무선 지원 모듈
520: 낙뢰신호 송수신부 530: 거리 연산부
540: 날씨정보 수집부 550: 변환 결정부
560: 전원 변환 처리부 570: 통신 변환 처리부
580: 연결 지원 모듈

Claims (14)

  1. 하천의 수위를 포함한 환경 정보를 수집하는 센싱부와, 하나 이상의 카메라를 포함하고 카메라로부터 촬영된 하천의 실시간 현장 영상을 제공하는 영상부 및 상기 센싱부 및 영상부로부터 하천의 실시간 환경 정보 및 영상 데이터를 전송받고 이를 취합하여 수위를 산출하는 산출부를 포함하는 영상수위감시장치; 및
    유무선 통신망을 통해 상기 영상수위감시장치와 연동되어 하천의 환경 정보, 현장 영상 및 산출 데이터를 전달받고 관리자의 요청 명령에 따른 처리 결과를 출력하는 운영서버;를 포함하는 것을 특징으로 하는 재난 예방용 영상 수위 감시 시스템.
  2. 제 1항에 있어서,
    상기 산출부는
    상기 영상부로부터 전송된 영상에 비교 레벨을 매칭하는 레벨 매칭부;
    기준 수위 레벨을 설정하는 레벨 설정부; 및
    상기 레벨 설정부에서 설정된 기준 수위 레벨과 상기 비교 레벨이 매칭된 영상을 비교 분석하여 영상을 통한 수위를 검출하는 영상 판독부;를 포함하는 것을 특징으로 하는 재난 예방용 영상 수위 감지 시스템.
  3. 제 1항에 있어서,
    상기 운영서버는
    상기 영상수위감시장치로부터 전송되는 산출 데이터를 분석하여 경계, 주의, 경보를 포함한 단계별 알림 신호를 출력하는 것을 특징으로 하는 재난 예방용 영상 수위 감시 시스템.
  4. 제 3항에 있어서,
    상기 운영서버는
    유무선 통신망을 통해 관리자 PC 또는 모바일 기기와 연동되며 상기 관리자 PC 또는 모바일 기기의 요청 명령에 따라 하천의 환경 정보, 알림 신호, 실시간 현장 영상 및 수위 정보 중 하나 이상을 제공하는 것을 특징으로 하는 재난 예방용 영상 수위 감시 시스템.
  5. 제 4항에 있어서,
    상기 운영서버는
    각각의 알림 신호별로 전송 주기를 설정하는 것을 특징으로 하는 재난 예방용 영상 수위 감시 시스템.
  6. 제 1항에 있어서,
    상기 센싱부는 수위 센서, 유량 센서 및 유속 센서 중 하나 이상을 포함하는 것을 특징으로 하는 재난 예방용 영상 수위 감시 시스템.
  7. 제 1항에 있어서,
    상기 운영서버는
    상기 영상수위감시장치로부터 전달되는 하천의 환경 정보, 현장 영상 및 산출 데이터 저장하는 저장부를 포함하는 것을 특징으로 하는 재난 예방용 영상 수위 감시 시스템.
  8. 제 1항에 있어서,
    상기 영상수위감시장치로 전원을 공급하며 영상수위감시장치의 산출 데이터를 상기 운영서버로 전송하기 위하여 적어도 하나 이상의 유, 무선 통신망을 제공하는 다중경로통신장치를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 재난 예방용 영상 수위 감시 시스템.
  9. 제 8항에 있어서,
    상기 다중경로통신장치는,
    낙뢰 발생 신호를 수신하는 제 1 수단;
    상기 낙뢰 발생 신호를 전송한 타 다중경로통신장치와의 거리를 연산하는 제 2 수단;
    날씨 정보를 수신하는 제 3 수단;
    상기 제 2 수단의 거리와 상기 제 3 수단의 날씨 정보에 기초하여 전원 변환 신호 및 통신경로 변환 신호를 결정하는 제 4 수단;
    상기 제 4 수단의 상기 전원 변환 신호에 기초하여 관제 장비로 AC 전원이 공급되거나 배터리 전원이 공급되게 하는 제 5 수단; 및
    상기 제 4 수단의 상기 통신경로 변환 신호에 기초하여 데이터가 유선으로 전송하거나 무선으로 전송되게 하는 제 6 수단을 포함하며,
    상기 제 4 수단은,
    상기 타 다중경로통신장치와의 거리가 제1 기준거리 미만이면, 설정된 제 1 시간 내에, 상기 AC 전원을 상기 배터리 전원으로 전환하라는 상기 전원 변환 시기 신호를 생성하고, 상기 데이터를 유선에서 무선으로 전송하라는 상기 통신경로 변환 시기 신호를 생성하고,
    상기 타 다중경로통신장치와의 거리가 상기 제 1 기준거리 이상이면, 상기 날씨 정보를 이용하여 상기 제 1 시간보다 긴 제 2 시간을 설정하고, 상기 제 2 시간 내에, 상기 AC 전원을 상기 배터리 전원으로 전환하라는 상기 전원 변환 시기 신호를 생성하고, 상기 데이터를 유선에서 무선으로 전송하라는 통신경로 변환 시기 신호를 생성하는 것을 특징으로 하는 재난 예방용 영상 수위 감시 시스템.
  10. 제 8항에 있어서,
    상기 날씨 정보는 구름의 이동 방향 및 구름의 이동 속도를 포함하는 것을 특징으로 하는 재난 예방용 영상 수위 감시 시스템.
  11. 제 8항에 있어서,
    상기 제 4 수단은,
    상기 날씨 정보에 기초하여 낙뢰 진행 경로를 연산하고, 현재 위치가 상기 낙뢰 진행 경로에 해당하면서 상기 구름의 이동 속도가 빠를수록 상기 제 1 시간과 상기 제 2 시간 사이의 시간차가 줄어들도록 상기 제 2 시간을 설정하는 것을 특징으로 하는 재난 예방용 영상 수위 감시 시스템.
  12. 제 8항에 있어서,
    상기 낙뢰 발생 신호는 낙뢰가 발생한 상기 장치에서의 낙뢰 진행 경로 정보를 포함하고 있으며,
    상기 제 4 수단은,
    상기 수신된 낙뢰 진행 경로 정보 및 상기 날씨 정보에 기초하여 낙뢰 진행 경로를 연산하고, 현재 위치가 상기 낙뢰 진행 경로에 해당하면서 상기 구름의 이동 속도가 빠를수록 상기 제 1 시간과 상기 제 2 시간 사이의 시간차가 줄어들도록 상기 제 2 시간을 설정하는 것을 특징으로 하는 재난 예방용 영상 수위 감시 시스템.
  13. 제 8항에 있어서,
    상기 제 1 기준거리는 계절에 따라 변경 가능한 것을 특징으로 하는 재난 예방용 영상 수위 감시 시스템.
  14. 제 8항에 있어서,
    상기 낙뢰 발생 신호는 낙뢰가 발생한 타 다중경로통신장치의 위치 정보를 포함하는 것을 특징으로 하는 재난 예방용 영상 수위 감시 시스템.
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