KR20170004206A - 대상물 위험 알림 시스템 - Google Patents

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KR20170004206A
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이호동
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주식회사 아르고테크놀리지
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Abstract

본 발명은 대상물을 감시하여 대상물의 경사나 추락을 포함한 위험 상황을 알리는데 사용되는 시스템에 관한 것으로서, 대상물에 설치되어 대상물의 위치 데이터 및 기울기/높이 변화나 진동을 감지하여 감지되는 데이터를 데이터 프로세싱 서버(130)로 전송하기 위한 센서(112)와 통신 모뎀(114)을 내장하는 함체(110)와; 상기 함체(110)로부터 전송되는 위치 데이터 및 기울기/높이나 진동 데이터를 수신하여 기 정의된 대상물 안전 기준치와 비교하고 관련 데이터를 컨트롤 센터(140)에 제공하는 데이터 프로세싱 서버(130)와; 상기 데이터 프로세싱 서버(130)로부터 제공받은 데이터를 관리하고, 대상물의 기울기/높이나 진동 데이터가 대상물 안전 기준치를 초과하는 경우 대상물의 위험을 알릴 수 있는 경고 메시지를 송출하는 컨트롤 센터(140)와; 상기 컨트롤 센터(140)로부터 대상물의 기울기/높이나 진동 데이터 및 경고 메시지를 제공받는 재난 관련 공공기관 서버(150)와; 상기 컨트롤 센터(140)에 접속하여 대상물의 기울기/높이나 진동 데이터를 모니터링하고 경고 메시지를 제공받기 위한 대상물 관리 애플리케이션(162)이 탑재된 관리자 단말기(160)를 포함하는 것을 특징으로 한다. 본 발명에 따르면, 불의의 사고나 재난재해를 유발할 수 있는 대상물을 체계적으로 감시하여 경사나 붕괴, 추락 등의 위험을 미리 알려서 사고나 재난재해 발생을 보다 효과적으로 예방할 수 있다.

Description

대상물 위험 알림 시스템{THE DANGER NOTIFICATION SYSTEM OF OBJECT}
본 발명은 대상물 위험 알림 시스템에 관한 것으로서, 특히 불의의 사고나 재난재해를 유발할 수 있는 대상물을 감시하여 경사나 붕괴, 추락 등의 위험을 미리 알릴 수 있는 대상물 위험 알림 시스템에 관한 것이다.
20세기 이후 지속된 급격한 기상이변 등은 현 지구의 환경을 바꾸고 있으며, 지구 온난화 등에 의한 기후 변화, 지진, sink hole 등 예측 불가한 다양한 사고 및 재난이 늘어나고 있는 실정이다.
우리나라는 1991년 팔당대교의 시공 중 붕괴, 1992년 신행주대교의 시공중 붕괴, 1994년 성수대교의 사용 중 붕괴, 1995년 삼풍백화점의 사용중 붕괴사고는 국민과 사회에 기반시설이나 일반 민간시설물에 대한 불안감과 불신을 일으키는 큰 충격을 주었다. 대규모 건설사고를 계기로 정부는 1995년에 '시설물의 안전관리에 관한 특별법'을 제정하고 시설안전관리공단을 설치하여 각종 사회기반 시설물과 민간 시설물의 유지관리 및 안전관리를 적극적으로 주도하고 있다.
이에 따라 기존 건축대상물의 재앙 등의 사전징후와 붕괴가능성, 그 외 기타 안전진단 등을 원격으로 가능하게 하는 솔루션의 필요성 또한 대두되고 있다.
현실적으로는 주변에서 건축대상물의 붕괴나 추락에 대한 불안감과 위험을 느끼게 하는 시설물을 흔히 볼 수 있지만, 건축대상물을 체계적으로 관리하는 방법이 없는 실정이다.
한편, 최근 정부 기관 등이 구축하고 있는 시스템들(예를 들면, 국립산림과학원, 한국지질자원연구원의 산사태감시시스템)은 고가/전용 센서를 적용하여 경제적인 광역 감시 시스템용으로는 비용 부담이 크다.
종래 관련 분야 특허 기술로서, 플랜트 대상물의 동적 상태를 센서로부터 계측하여 계측한 데이터의 수집 및 분석을 통해 플랜트 대상물의 상태를 모니터링할 수 있는 플랜트 대상물의 동적 계측 데이터 모니터링 시스템에 있어서, 상기 플랜트 대상물의 파이프랙 또는 배관에 설치하여 플랜트 대상물의 진동, 경사도, 응력에 따른 변형률, 풍향풍속을 센서를 통해 계측하는 센서부; 상기 센서부에서 계측한 진동, 경사도, 응력에 따른 변형률, 풍향풍속 데이터를 디지털 데이터로 변환하여 상기 계측한 데이터를 USN 통신을 통해 전송하며 상기 센서부의 다수의 센서와 일대일 대응하는 다수의 센서 노드; 상기 다수의 센서 노드에서 계측한 데이터를 USN 통신 모듈을 통해 수집하고 상기 수집한 데이터를 무선 통신모듈을 통해 전송하는 게이트웨이부; 상기 게이트웨이부를 통해 수집된 센서 데이터를 전송받는 무선 통신 모듈과, 상기 무선 통신 모듈을 통해 전송받은 데이터를 수집하는 데이터 수집부와, 상기 데이터 수집부에서 수집된 데이터를 저장하는 데이터 저장부와, 상기 데이터 수집부에서 수집된 진동, 경사, 변형률, 풍향풍속 데이터를 관리 기준치와 비교하는 데이터 비교부와, 상기 데이터 비교부에서 관리 기준치와 수집 데이터를 비교하여 상기 관리 기준치를 초과할 경우 경보음을 통해 관리자에게 이상유무를 단계별로 알려주는 경보 발생부와, 상기 경보 발생부의 경보 발생을 제어하고 관리자가 센서부의 계측주기를 변경할 수 있도록 센서 노드에 명령을 전달하는 데이터 제어부를 포함하여 상기 게이트웨이부에서 전송한 각각의 센서 데이터를 전송받아 데이터를 관리 기준치와 비교분석하여 관리 기준치를 초과할 경우 단계별로 경보음을 발생하는 데이터 서버부; 상기 데이터 서버부에서 전송받은 센서 데이터를 그래프와 수치로 디스플레이하여 관리자가 모니터링할 수 있도록 디스플레이하는 디스플레이부;로 이루어지는 것을 특징으로 하는 플랜트 대상물의 동적 계측 데이터 모니터링 시스템이 제안되어 있다(특허문헌 1 참조).
국내등록특허 제10-1456143호
이에 본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위한 것으로서, 불의의 사고나 재난재해를 유발할 수 있는 대상물을 체계적으로 감시하여 경사나 붕괴, 추락 등의 위험을 미리 알려서 사고나 재난재해 발생을 예방할 수 있는 대상물 위험 알림 시스템을 제공하는데 그 목적이 있다.
상기와 같은 목적을 달성하기 위하여 본 발명에 따른 대상물 위험 알림 시스템은, 대상물을 감시하여 대상물의 경사나 추락을 포함한 위험 상황을 알리는데 사용되는 시스템으로서, 대상물에 설치되어 대상물의 위치 데이터 및 기울기/높이 변화나 진동을 감지하여 감지되는 데이터를 데이터 프로세싱 서버로 전송하기 위한 센서와 통신 모뎀을 내장하는 함체와; 상기 함체로부터 전송되는 위치 데이터 및 기울기/높이나 진동 데이터를 수신하여 기 정의된 대상물 안전 기준치와 비교하고 관련 데이터를 컨트롤 센터에 제공하는 데이터 프로세싱 서버와; 상기 데이터 프로세싱 서버로부터 제공받은 데이터를 관리하고, 대상물의 기울기/높이나 진동 데이터가 대상물 안전 기준치를 초과하는 경우 대상물의 위험을 알릴 수 있는 경고 메시지를 송출하는 컨트롤 센터와; 상기 컨트롤 센터로부터 대상물의 기울기/높이나 진동 데이터 및 경고 메시지를 제공받는 재난 관련 공공기관 서버와; 상기 컨트롤 센터에 접속하여 대상물의 기울기/높이나 진동 데이터를 모니터링하고 경고 메시지를 제공받기 위한 대상물 관리 애플리케이션이 탑재된 관리자 단말기를 포함하는 것을 특징으로 한다.
여기에서, 상기 센서는 적어도 GPS, 가속도 센서 및 자이로스코프 중 어느 하나 이상을 포함하고, 상기 통신 모뎀은 NFC, WiFi, 2G,3G,4G,GSM, WCDMA, LTE를 포함하는 무선 데이터 통신이나 무선호출망 기반 사물지능통신(M2M)을 지원하는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 안전 기준치는 기울기 변화 0.2°, 높이 변화 0.1cm, 진동 변화 0.1cm로 설정되고, 감지된 기울기, 높이, 진동 변화 중 어느 하나 이상이 안전 기준치를 초과하는 경우 경고 메시지를 송출할 수 있다.
또한, 대상물에는 QR 코드가 부착되고, 관리자 단말기를 통해 QR 코드를 스캔하여 대상물의 기울기/높이나 진동 데이터를 확인할 수 있다.
또한, 이벤트 발생 시 이벤트 발생 전후의 대상물의 기울기/높이 변화나 진동 데이터를 저장하기 위한 블랙 박스를 더 구비할 수 있다.
본 발명에 따르면, 불의의 사고나 재난재해를 유발할 수 있는 대상물을 체계적으로 감시하여 경사나 붕괴, 추락 등의 위험을 미리 알려서 사고나 재난재해 발생을 보다 효과적으로 예방할 수 있다.
도 1은 본 발명에 따른 대상물 위험 알림 시스템의 개념도.
도 2,3은 본 발명에 따른 함체 설치 개념도.
도 4는 본 발명에 따른 가속도 센서의 기울기 변화 감지 개념도.
도 5는 본 발명에 따른 안전 기준치 설정을 위한 기준표.
도 6은 본 발명에 따른 감시 데이터 속성표.
도 7은 본 발명에 따른 감시 대상물에 따른 수집 데이터 종류 예시표.
이하, 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부된 도면들을 참조하여 상세히 설명한다. 본 발명을 설명함에 있어, 관련된 공지 구성 또는 기능에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명은 생략한다.
도 1은 본 발명에 따른 대상물 위험 알림 시스템의 개념도, 도 2,3은 본 발명에 따른 함체 설치 개념도, 도 4는 본 발명에 따른 가속도 센서의 기울기 변화 감지 개념도, 도 5는 본 발명에 따른 안전 기준치 설정을 위한 기준표, 도 6은 본 발명에 따른 감시 데이터 속성표, 도 7은 본 발명에 따른 감시 대상물에 따른 수집 데이터 종류 예시표이다.
본 발명에 따른 대상물 위험 알림 시스템은 불의의 사고나 재난재해를 유발할 수 있는 대상물을 체계적으로 감시하여 경사나 붕괴, 추락 등의 위험을 미리 알려서 사고나 재난재해 발생을 예방할 수 있도록 구성된 것을 그 기술적 요지로 한다.
도면에 도시한 바와 같이, 본 발명에 따른 대상물 위험 알림 시스템은, 전신주, 나무, 낙후 건물 외벽, 대형 간판, 골프장/철탑/교량 등 대형 시설물, 공사 현장, 옹벽, 석벽, 낙석 펜스 기둥, 산사태 위험지역 푯말 등의 대상물을 감시하여 대상물의 경사나 추락 등을 포함한 위험 상황을 알리는데 사용되는 시스템으로서, 크게 함체(110), 데이터 프로세싱 서버(130), 컨트롤 센터(140), 재난 관련 공공기관 서버(150) 및 관리자 단말기(160)를 포함하여 이루어지고, 상기 함체(110)와 데이터 프로세싱 서버(130)는 통신망(120)으로 연결되는데, 유선 및 무선 등과 같은 그 통신 형태를 가리지 않고 구성될 수 있다.
상기 통신망(120)은 함체(110)와 데이터 프로세싱 서버(130) 사이에서 정보 교환이 가능하게 하는 어떠한 종류의 통신 기술에 기초하여서도 구성될 수 있다. 또한 정보 교환 과정의 신뢰성 및 보안을 위한 공지의 다양한 기술이 통신망에 적용될 수 있음은 물론이다.
상기 함체(110)는 센서(112)와 통신 모뎀(114)을 내장하여 대상물(1)에 설치되는데, 대상물(1)의 위치 데이터 및 기울기/높이 변화나 진동 등을 감지하여 감지되는 데이터를 데이터 프로세싱 서버(130)로 전송한다.
상기 함체(110)는, 도 2,3에 도시한 바와 같이, 탈/부착 가능한 연결 고리(A) 등을 이용하여 전신주 등의 대상물에 설치되거나, 플레이트(B), 고정핀(C) 등을 이용하여 옹벽 등의 대상물(1)에 설치될 수 있다.
상기 센서(112)는 적어도 GPS, 3축 가속도 센서 및 자이로스코프 중 어느 하나 이상을 포함할 수 있다. 3축 가속도 센서의 경우, 도 4에 도시한 바와 같이, 지표면 대비 기울기 변화(±0.1°)를 감지할 수 있다. 자이로스코프(gyroscope)의 경우, 고속으로 회전할 수 있는 회전체가 그 자체의 회전축인 로터축(rotor axis)과 이에 직교하는 수평축 및 수직축을 각각 축으로 하여 3축의 주위를 자유롭게 회전할 수 있도록 만들어진 장치로서, 기울기(방위각, 회전각)를 감지할 수 있다.
참고적으로, 감시해야 하는 대상물(1)의 개수가 많을수록 이들의 위치 데이터와 높이 데이터를 수직기준 변환 서비스(국토지리정보원에서 제공)와 연계하면 광역의 높이 변화 등을 감시할 수도 있다.
한편, 최근 전자 기술의 발달로 두 가지 이상의 센싱 기능을 제공하는 MEMS(Micro Electro Mechanical Sytem) / IMU(Inertial Measurement Unit) 콤보 센서가 개발됨에 따라 이러한 센서가 적용될 수도 있다.
상기 통신 모뎀(114)은 NFC, WiFi, 2G,3G,4G,GSM, WCDMA, LTE를 포함하는 무선 데이터 통신이나 무선호출망 기반 사물지능통신(M2M)을 지원할 수 있다. 이 중에서도 특히 무선호출망 기반 사물지능통신의 경우 전력 소모가 상대적으로 적어 별도의 전력공급원 없이 다년간 배터리로 운용할 수 있으므로 가장 적합하다.
한편, 상기 함체(110)는 외부 환경에 노출되어 설치되므로 방습(방수), 방진 처리되어 있는 것이 좋다.
상기 데이터 프로세싱 서버(130)는 상기 함체(110)로부터 전송되는 위치 데이터 및 기울기/높이나 진동 횟수/세기 등을 포함한 진동 데이터를 수신하여 저장 관리하며 기 정의된 대상물 안전 기준치와 비교하고 관련 데이터를 컨트롤 센터(140)에 제공한다.
상기 컨트롤 센터(140)는 상기 데이터 프로세싱 서버(130)로부터 제공받은 데이터를 관리하고, 대상물(1)의 기울기/높이나 진동 데이터가 대상물 안전 기준치를 초과하는 경우 대상물의 위험을 알릴 수 있는 별도의 경고 메시지를 송출한다. 이때, 대상물(1)의 기울기/높이나 진동 데이터가 안전 기준치의 초과 정도에 따라 등급(예를 들면, critical / major/ minor / alarm)을 구분하여 경고 메시지를 송출할 수 있다.
상기 재난 관련 공공기관 서버(150)는 재난과 관련된 국가안전처, 소방서 등이 운영하는 서버로서, 상기 컨트롤 센터(140)로부터 대상물의 기울기/높이나 진동 데이터 및 경고 메시지를 제공받는다.
상기 관리자 단말기(160)는 대상물 관리 애플리케이션(162)을 탑재하고 있으며, 상기 컨트롤 센터(140)에 접속하여 대상물의 기울기/높이나 진동 데이터를 모니터링하고 경고 메시지를 제공받는다.
상기 안전 기준치는, 도 5에 도시한 안전 기준치 설정을 위한 기준표에 제시된 건축물 진동 허용기준, 시설물 내진 기준 최소값 등을 고려하여 적절히 설정될 수 있다.
구체적으로 상기 안전 기준치는, 도 6에 도시한 바와 같이, 기울기 변화 0.2°, 높이 변화 0.1cm, 진동 변화 0.1cm, 방향각 변화 0.2°로 설정되고, 감지된 기울기, 높이, 진동, 방향각 중 어느 하나 이상이 안전 기준치를 초과하는 경우 경고 메시지를 송출할 수 있다.
한편, 본 발명에 따른 대상물 위험 알림 시스템은, 대상물(1)의 적당한 위치에 QR 코드를 부착할 수 있다. 따라서, 관리자는 관리자 단말기(160)를 통해 QR 코드를 스캔하여 컨트롤 센터(140)로부터 제공되는 대상물(1)의 기울기/높이나 진동 데이터 등을 실시간으로 확인할 수 있다.
또한, 본 발명에 따른 대상물 위험 알림 시스템은 붕괴, 추락 등의 이벤트 가 실제로 발생하게 되면 사고 유발 방지 및 조기 수습을 위하여 이벤트 발생 전후의 대상물의 기울기/높이 변화나 진동 데이터를 저장하기 위한 블랙 박스(미도시)를 더 구비할 수 있다.
한편, 본 발명에 따른 대상물 위험 알림 시스템을 한정된 실시예에 따라 설명하였지만, 본 발명의 범위는 특정 실시예에 한정되는 것은 아니며, 본 발명과 관련하여 통상의 지식을 가진자에게 자명한 범위내에서 여러 가지의 대안, 수정 및 변경하여 실시할 수 있다.
예를 들면, 연기, 온도, 습도 등 다양한 센서 추가로 sink hole, 태풍, 폭우, 화재(산불), 지진 등 다양한 자연 재해로 인한 피해 예방/수습에도 이용 가능하다. 또한, COMPUTER VISION 기술을 추가 적용하여, 운용자가 현장에서 찍은 사진을 분석하여 기울기를 측정하는 것도 가능해지며, 이를 센서로부터 얻은 값들과 실시간 비교하는 것도 가능하다.
따라서, 본 발명에 개시된 실시예 및 첨부된 도면들은 본 발명의 기술 사상을 한정하기 위한 것이 아니라 설명하기 위한 것이고, 이러한 실시예 및 첨부된 도면에 의하여 본 발명의 기술 사상의 범위가 한정되는 것은 아니다. 본 발명의 보호 범위는 아래의 청구범위에 의하여 해석되어야 하며, 그와 동등한 범위 내에 있는 모든 기술 사상은 본 발명의 권리범위에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다.
110 : 함체 112 : 센서
114 : 통신 모뎀 120 : 통신망
130 : 데이터 프로세싱 서버 140 : 컨트롤 센터
150 : 공공기관 서버 160 : 관리자 단말기

Claims (5)

  1. 대상물을 감시하여 대상물의 경사나 추락을 포함한 위험 상황을 알리는데 사용되는 시스템으로서,
    대상물에 설치되어 대상물의 위치 데이터 및 기울기/높이 변화나 진동을 감지하여 감지되는 데이터를 데이터 프로세싱 서버(130)로 전송하기 위한 센서(112)와 통신 모뎀(114)을 내장하는 함체(110)와;
    상기 함체(110)로부터 전송되는 위치 데이터 및 기울기/높이나 진동 데이터를 수신하여 기 정의된 대상물 안전 기준치와 비교하고 관련 데이터를 컨트롤 센터(140)에 제공하는 데이터 프로세싱 서버(130)와;
    상기 데이터 프로세싱 서버(130)로부터 제공받은 데이터를 관리하고, 대상물의 기울기/높이나 진동 데이터가 대상물 안전 기준치를 초과하는 경우 대상물의 위험을 알릴 수 있는 경고 메시지를 송출하는 컨트롤 센터(140)와;
    상기 컨트롤 센터(140)로부터 대상물의 기울기/높이나 진동 데이터 및 경고 메시지를 제공받는 재난 관련 공공기관 서버(150)와;
    상기 컨트롤 센터(140)에 접속하여 대상물의 기울기/높이나 진동 데이터를 모니터링하고 경고 메시지를 제공받기 위한 대상물 관리 애플리케이션(162)이 탑재된 관리자 단말기(160)를 포함하는 대상물 위험 알림 시스템.
  2. 청구항 1에 있어서,
    상기 센서(112)는 적어도 GPS, 가속도 센서 및 자이로스코프 중 어느 하나 이상을 포함하고,
    상기 통신 모뎀(114)은 NFC, WiFi, 2G,3G,4G,GSM, WCDMA, LTE를 포함하는 무선 데이터 통신이나 무선호출망 기반 사물지능통신(M2M)을 지원하는 것을 특징으로 하는 대상물 위험 알림 시스템.
  3. 청구항 1에 있어서,
    상기 안전 기준치는 기울기 변화 0.2°, 높이 변화 0.1cm, 진동 변화 0.1cm로 설정되고, 감지된 기울기, 높이, 진동 변화 중 어느 하나 이상이 안전 기준치를 초과하는 경우 경고 메시지를 송출하는 것을 특징으로 하는 대상물 위험 알림 시스템.
  4. 청구항 1에 있어서,
    대상물에는 QR 코드가 부착되고,
    관리자 단말기(160)를 통해 QR 코드를 스캔하여 대상물의 기울기/높이나 진동 데이터를 확인하는 것을 특징으로 하는 대상물 위험 알림 시스템.
  5. 청구항 1에 있어서,
    이벤트 발생 시 이벤트 발생 전후의 대상물의 기울기/높이 변화나 진동 데이터를 저장하기 위한 블랙 박스를 더 구비한 것을 특징으로 하는 대상물 위험 알림 시스템.
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