KR20200093226A - Tunnel excavating method having building step communication lines for real time observating and monitoring a tunnel working face - Google Patents
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Abstract
Description
본 발명은 굴착 터널의 막장면에 대한 수집 정보를 현장 관측자는 물론 원격에 위치한 센터 감독관 모두가 실시간으로 관찰해서 터널 굴착 상황과 굴착 터널의 상태 등을 실시간으로 모니터링할 수 있는 공법과 시스템에 관한 것으로, 좀 더 구체적으로는 터널 굴착을 위한 발파 이후에 통신 불가 구역에 통신라인을 연장하고 차량기반 멀티센서 측량시스템(MMS; Multi-sensor Measuring System)을 굴착 터널의 막장면까지 진입시켜서 막장 구간 및 막장면에 관한 수집 정보를 수집하며 실시간으로 통신 및 모니터링할 수 있게 하는 실시간 막장 관측 및 모니터링을 위한 통신라인 구축 방식의 터널 굴착공법과 관측 시스템에 관한 것이다.The present invention relates to a construction method and a system capable of monitoring the tunnel excavation situation and the state of the excavation tunnel in real time by observing in real time the information collected on the excavation tunnel's membrane scene as well as the field observer and the remote center supervisor. More specifically, after the blasting for tunnel excavation, the communication line is extended to a non-communication area, and a vehicle-based multi-sensor measuring system (MMS) is entered into the excavation tunnel's end face to close the end of the excavation tunnel. It relates to a tunnel excavation method and an observation system of a communication line construction method for real-time close observation and monitoring that collects information on cotton and enables real-time communication and monitoring.
산악지형을 통과하는 도로나 철도 건설에서는 터널 굴착이 필수적으로 요구된다. 터널 굴착은 통상적으로 천공 및 장약, 발파 및 환기. 버력 및 부석 처리, 쇼크리트 타설, 지보공 및 록볼트 설치, 콘크리트 라이닝 등의 NATM(New Austrian Tunneling Method) 기법에 따른 공정 순으로 진행된다.Tunnel excavation is indispensable in the construction of roads and railways through mountainous terrain. Tunnel excavations are usually perforated and charged, blasted and ventilated. It is conducted in the order of processes according to NATM (New Austrian Tunneling Method) techniques such as burr and pumice treatment, shockcrete pouring, support hole and rock bolt installation, and concrete lining.
그런데, 터널 굴착 과정에서 이루어지는 발파 공정 및 기타 굴착 작업 등이 굴착 터널의 안정성 강화를 위한 지반 공사 이전에 이루어지므로, 발파 등의 굴착 과정 중에 터널이 붕괴하는 등의 각종 사고 발생 위험성이 매우 컸다. 따라서 현장 관측자의 안전과 기타 효율적인 발파 공정을 위해서, 막장면의 암질, 암종 및 절리 분포 등을 파악하고 미굴착된 구간의 암질 상태도 예측했다. 이러한 암판정 및 예측을 위해서 종래에는 발파 공정 이후에 발생된 막장면을 촬영하거나 굴곡 등의 각종 데이터를 관측자가 현장에서 직접 수집하고 암판정을 하거나, 관측자가 데이터만을 수집한 이후에 원격지의 감독관에게 전달해서 암판정이 이루어졌다.However, since the blasting process and other excavation work performed in the tunnel excavation process are performed before the ground construction for enhancing the stability of the excavation tunnel, the risk of various accidents such as the collapse of the tunnel during the excavation process such as blasting was very high. Therefore, for the safety of site observers and other efficient blasting processes, the rock quality, carcinoma, and joint distribution of the membrane surface were identified, and the rocky condition of unexcavated sections was also predicted. In order to make such a judgment and prediction, an observer collects various data such as a film scene generated after a blasting process or collects various data, such as bending, directly at the site, makes a judgment, or asks the supervisor at a remote site after the observer collects only the data. The cancer judgment was made by passing.
하지만 종래에 데이터 수집 및 데이터 처리는 현장 관측자의 독단적인 판단에만 의존해 이루어지므로, 수집 데이터와 암판정 결과가 주관적이고 신뢰도가 높지 못했다. 또한 암판정이 전문 감독관들을 통해 별도로 이루어진다고 해도 현장 관측자가 수집 데이터를 원격지에 위치한 센터로 시간차를 두며 일일이 전달했어야 하므로, 데이터 수집과 암판정을 위한 소요 시간이 증가했고, 감독관은 현장 관측자가 수집해 가져온 수집 데이터에만 의존해서 암판정을 했어야 하므로, 감독관의 암판정 결과 또한 완전한 객관성을 갖는데 한계가 있었다.However, in the past, data collection and data processing are performed only on the sole discretion of field observers, so the collected data and the results of the dark judgment were subjective and unreliable. In addition, even if the judgment was made separately through specialized supervisors, the time required for data collection and judgment was increased because field observers had to deliver the collected data to the remotely located centers at different times. Since it should have been judged only by relying on the collected data, the supervisor's judgment result also had limitations in achieving complete objectivity.
이러한 문제를 해소하기 위해서 종래에는, 굴착 터널 입구에 통신 장비를 갖추고, 발파 공정 이후에 현장 관측자가 굴착 터널 입구까지 이동해서 굴착 지점에서 수집한 데이터를 센터로 발신하는 방법이 제안되었다. 그러나, 이러한 종래 방법은 굴착 터널의 깊이가 깊어질수록 수집 데이터 전달을 위한 현장 관측자의 이동거리가 길어지고, 이로 인해 수집 데이터의 보완 및 추가 수집 등을 위한 감독관의 모니터링 시간도 지연되어서, 굴착 터널의 암판정을 위한 소요 시간 증가를 완전히 해소할 수 없었다. 또한 감독관은 막장면 관련 자료를 수집할 때에는 현장 관측자를 감독하거나 원하는 자료를 직접 파악해서 수집할 수도 없으므로, 현장 관측자가 수집한 데이터에만 의존해서 암판정을 해야 한다는 문제 또한 여전했다.In order to solve this problem, it has been conventionally proposed to provide communication equipment at the entrance of the excavation tunnel, and after the blasting process, a field observer moves to the entrance of the excavation tunnel and transmits data collected at the excavation point to the center. However, in the conventional method, as the depth of the excavation tunnel becomes deeper, the moving distance of the field observer for transmitting the collected data becomes longer, thereby delaying the supervisor's monitoring time for supplementing and further collecting the collected data, and thus excavating the excavation tunnel. The increase in the time required to judge cancer could not be completely eliminated. In addition, since the supervisor cannot supervise the field observer or collect the desired data directly when collecting the scene-related data, there was still the problem of relying only on the data collected by the field observer.
더욱이 막장 관측 등의 현장 작업 중에 의사결정이 필요하거나 긴급한 암판정이 요구될 경우에는, 현장 관측자가 수집 작업을 중단하고 원격지의 센터에 직접 방문해서 감독관과 면담하며 논의 등의 작업을 했어야 하므로, 암판정 작업 시간은 굴착 공사 기간 중에 적지 않은 비중을 차지했다.Moreover, if decision-making is needed during field work, such as close observation, or urgent cancer determination is required, the field observer should stop the collection work, visit the remote center directly, interview the supervisor, and conduct discussions, etc. Judgment work time occupied a small proportion during the excavation period.
선행기술문헌 1. 특허공개번호 제10-2018-0056086호(2018.05.28 공개)Prior Art Document 1. Patent Publication No. 10-2018-0056086 (published May 28, 2018)
이에 본 발명은 상기의 문제를 해소하기 위해 발명된 것으로, 굴착 터널 막장면의 암질, 암종 및 절리 분포 등에 관한 각종 데이터를 현장 관측자가 보다 손쉽고 신속하며 정확하게 수집할 수 있고, 원격지의 센터에서도 감독관이 현장 관측자와 협업해서 굴착 터널의 현장 상황과 데이터를 능동적이며 실시간으로 수집 및 모니터링할 수 있으므로, 보다 신속하고 객관적이며 신뢰도 있는 암판정을 구현할 수 있는 실시간 막장 관측 및 모니터링을 위한 통신라인 구축 방식의 터널 굴착공법과 관측 시스템의 제공을 해결하고자 하는 과제로 한다.Accordingly, the present invention was invented to solve the above problems, and various data on the rock quality, carcinoma, and joint distribution of excavation tunnel membranes can be easily, quickly, and accurately collected by field observers, and supervisors are also available at remote centers. A tunnel with a communication line construction method for real-time observation and monitoring of real-time film observation and monitoring, which enables quick, objective and reliable rock determination because it can collect and monitor field conditions and data of excavation tunnels in cooperation with field observers in an active and real-time manner. The problem is to solve the provision of excavation methods and observation systems.
상기의 과제를 달성하기 위하여 본 발명은,In order to achieve the above object, the present invention,
굴착하는 단계;Excavating;
상기 굴착 깊이에 상응하는 길이로 굴착 터널에 내부 구조물이 연장하게 설비되는 보강 단계;A reinforcement step in which an internal structure is extended in the excavation tunnel to a length corresponding to the excavation depth;
상기 내부 구조물을 따라 통신 중계기와 셋업박스 간의 통신라인이 추가 연장되어서, 상기 굴착 터널의 막장 구간에서 무선 통신이 가능하도록 하는 통신라인 연장 단계;A communication line extension step of further extending the communication line between the communication repeater and the setup box along the internal structure to enable wireless communication in the closing section of the excavation tunnel;
차량에 장착된 MMS(Multi-sensor Measuring System)가 상기 막장 구간에 진입하고, 현장 관측자의 제어 모바일과 상기 MMS가 통신 중계기를 매개로 원격 서버와 접속해 통신하는 MMS 셋업 단계;An MMS setup step in which a multi-sensor measuring system (MMS) mounted in a vehicle enters the closet section, and a control mobile of a field observer and the MMS access and communicate with a remote server via a communication repeater;
상기 MMS가 굴착 터널의 막장면을 측량하여 수집한 측량데이터를 원격 서버에 전송하고, 상기 제어 모바일이 측량데이터를 수신하는 막장면 측량 단계; 및A membrane scene surveying step in which the MMS surveys the membrane scene of the excavation tunnel and transmits the collected survey data to a remote server, and the control mobile receives the survey data; And
상기 굴착 터널의 후속 굴착을 위해서 MMS가 막장 구간으로부터 철수되는 MMS 철수 단계;An MMS withdrawal step in which MMS is withdrawn from the closet section for subsequent excavation of the excavation tunnel;
를 포함하는 실시간 막장 관측 및 모니터링을 위한 통신라인 구축 방식의 터널 굴착공법이다.It is a tunnel excavation method of establishing a communication line for real-time observation and monitoring of real-time film including a.
상기의 다른 기술적 과제를 달성하기 위하여 본 발명은,The present invention to achieve the above other technical problems,
굴착하는 단계;Excavating;
굴착 터널의 막장 구간에서 무선 통신이 가능하도록, 통신 중계기와 셋업박스 간의 통신라인이 추가 연장되는 통신라인 연장 단계;A communication line extension step in which a communication line between the communication repeater and the setup box is additionally extended so that wireless communication is possible in the close section of the excavation tunnel;
차량에 장착된 MMS(Multi-sensor Measuring System)가 상기 막장 구간에 진입하고, 현장 관측자의 제어 모바일과 상기 MMS가 통신 중계기를 매개로 원격 서버와 접속해 통신하는 MMS 셋업 단계;An MMS setup step in which a multi-sensor measuring system (MMS) mounted in a vehicle enters the closet section, and a control mobile of a field observer and the MMS access and communicate with a remote server via a communication repeater;
상기 MMS가 굴착 터널의 막장면을 측량하여 수집한 측량데이터를 원격 서버에 전송하고, 상기 제어 모바일이 측량데이터를 수신하는 막장면 측량 단계;A membrane scene surveying step in which the MMS surveys the membrane scene of the excavation tunnel and transmits the collected survey data to a remote server, and the control mobile receives the survey data;
상기 굴착 터널의 후속 굴착을 위해서 MMS가 막장 구간으로부터 철수되는 MMS 철수 단계; 및An MMS withdrawal step in which MMS is withdrawn from the closet section for subsequent excavation of the excavation tunnel; And
상기 굴착 깊이에 상응하는 길이로 굴착 터널에 내부 구조물이 연장하게 설비되는 보강 단계;A reinforcement step in which an internal structure is extended in the excavation tunnel to a length corresponding to the excavation depth;
를 포함하는 실시간 막장 관측 및 모니터링을 위한 통신라인 구축 방식의 터널 굴착공법이다.It is a tunnel excavation method of establishing a communication line for real-time observation and monitoring of real-time film including a.
상기의 또 다른 기술적 과제를 달성하기 위하여 본 발명은,In order to achieve the above another technical problem, the present invention,
굴착 터널의 막장면을 측량해서 측량데이터를 수집하고 발신하며, 수신된 조작신호에 따라 동작 제어되는 MMS;MMS, which measures and collects the survey data by measuring the length of the excavation tunnel, and controls the operation according to the received operation signal;
상기 MMS의 측량데이터를 수신해서 출력하고, 상기 MMS를 제어하기 위한 제어신호를 발신하는 제어 모바일; 및A control mobile that receives and outputs the measurement data of the MMS, and transmits a control signal for controlling the MMS; And
상기 MMS로부터 수신된 측량데이터를 제어 모바일에 전송하고, 상기 제어 모바일로부터 수신된 제어신호에 따라 조작신호를 생성해서 MMS에 전송하는 원격 서버;A remote server that transmits the survey data received from the MMS to a control mobile and generates an operation signal according to the control signal received from the control mobile and transmits it to the MMS;
를 포함하는 관측 시스템이다.It is an observation system comprising a.
상기의 본 발명은, 터널 굴착 시마다 통신라인을 연장해서 터널의 막장 구간을 무선 통신 가능한 공간이 되도록 조성하므로, 현장 관측자는 별도의 MMS를 이용해서 굴착 터널 막장면의 암질, 암종 및 절리 분포 등에 관한 각종 데이터를 현장 보다 손쉽고 신속하며 정확하게 수집할 수 있고, 원격지의 센터에서도 감독관이 현장 관측자와 협업해서 굴착 터널의 현장 상황과 데이터를 능동적이며 실시간으로 수집 및 모니터링할 수 있으므로, 보다 신속하고 객관적이며 신뢰도 있는 암판정을 구현할 수 있는 효과가 있다.According to the present invention, the communication line is extended every time a tunnel is excavated, so that the tunnel section is made to be a space capable of wireless communication, so a field observer uses a separate MMS for the rock quality, carcinoma, and joint distribution of the excavation tunnel barrier. Various data can be collected more easily, quickly and accurately than on-site, and even in remote centers, supervisors can collaborate with field observers to actively collect and monitor field conditions and data of excavation tunnels in real-time, making it faster, more objective, and more reliable. There is an effect that can implement a cancer judgment.
도 1은 본 발명에 따른 관측 시스템의 일실시 예를 개략적으로 도시한 도면이고,
도 2는 본 발명에 따른 관측 시스템의 세부 구성요소의 일실시 예를 도시한 블록도이고,
도 3은 본 발명에 따른 터널 굴착공법의 일실시 예를 도시한 플로차트이고,
도 4 내지 도 6은 본 발명에 따른 터널 굴착공법에 따라 굴착되는 모습을 개략적으로 순차 도시한 도면이고,
도 7은 상기 관측 시스템에 구성된 제어 모바일과 원격 서버에 각각 출력된 측량데이터 이미지를 보인 페이지 이미지이고,
도 8은 본 발명에 따른 터널 굴착공법의 다른 실시 예를 도시한 플로차트이다.1 is a view schematically showing an embodiment of an observation system according to the present invention,
Figure 2 is a block diagram showing an embodiment of the detailed components of the observation system according to the present invention,
Figure 3 is a flow chart showing an embodiment of the tunnel excavation method according to the present invention,
4 to 6 are views sequentially showing a state excavated according to the tunnel excavation method according to the present invention,
7 is a page image showing survey data images respectively output to a control mobile and a remote server configured in the observation system,
8 is a flowchart illustrating another embodiment of a tunnel excavation method according to the present invention.
상술한 본 발명의 특징 및 효과는 첨부된 도면과 관련한 다음의 상세한 설명을 통하여 분명해질 것이며, 그에 따라 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 본 발명의 기술적 사상을 용이하게 실시할 수 있을 것이다. 본 발명은 다양한 변경을 가할 수 있고 여러 가지 형태를 가질 수 있는바, 특정 실시 예들을 도면에 예시하고 본문에 상세하게 설명하고자 한다. 그러나 이는 본 발명을 특정한 개시형태에 대해 한정하려는 것이 아니며, 본 발명의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변경, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다. 본 출원에서 사용한 용어는 단지 특정한 실시 예들을 설명하기 위해 사용된 것으로, 본 발명을 한정하려는 의도가 아니다.The above-described features and effects of the present invention will become apparent through the following detailed description in connection with the accompanying drawings, and accordingly those skilled in the art to which the present invention pertains can easily implement the technical spirit of the present invention. There will be. The present invention can be applied to various changes and may have various forms, and specific embodiments will be illustrated in the drawings and described in detail in the text. However, this is not intended to limit the present invention to a specific disclosure form, it should be understood to include all modifications, equivalents, and substitutes included in the spirit and scope of the present invention. Terms used in the present application are only used to describe specific embodiments, and are not intended to limit the present invention.
한편, 본 발명에서 서술되는 용어의 의미는 다음과 같이 이해되어야 할 것이다.Meanwhile, the meaning of terms described in the present invention should be understood as follows.
어떤 구성요소가 다른 구성요소에 "연결되어"있다고 언급된 때에는, 그 다른 구성요소에 직접적으로 연결될 수도 있지만, 중간에 다른 구성요소가 존재할 수도 있다고 이해되어야 할 것이다. 반면에, 어떤 구성요소가 다른 구성요소에 "직접 연결되어"있다고 언급된 때에는 중간에 다른 구성요소가 존재하지 않는 것으로 이해되어야 할 것이다. 한편, 구성요소들 간의 관계를 설명하는 다른 표현들, 즉 "~사이에"와 "바로 ~사이에" 또는 "~에 이웃하는"과 "~에 직접 이웃하는" 등도 마찬가지로 해석되어야 한다.When a component is said to be "connected" to another component, it may be understood that other components may exist in the middle, although they may be directly connected to other components. On the other hand, when a component is said to be "directly connected" to another component, it should be understood that no other component exists in the middle. On the other hand, other expressions describing the relationship between the components, that is, "between" and "immediately between" or "adjacent to" and "directly neighboring to" should be interpreted similarly.
단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한 복수의 표현을 포함하는 것으로 이해되어야 하고, "포함하다"또는 "가지다" 등의 용어는 설시된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부분품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이며, 하나 또는 그 이상의 다른 특징이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부분품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.Singular expressions are to be understood to include plural expressions unless the context clearly indicates otherwise, and terms such as "comprises" or "have" include the features, numbers, steps, actions, components, parts or components described. It is to be understood that a combination is intended to indicate the existence, and does not preclude the existence or addition possibility of one or more other features or numbers, steps, operations, components, parts or combinations thereof.
여기서 사용되는 모든 용어들은 다르게 정의되지 않는 한, 본 발명이 속하는 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 일반적으로 이해되는 것과 동일한 의미를 가진다. 일반적으로 사용되는 사전에 정의되어 있는 용어들은 관련 기술의 문맥상 가지는 의미와 일치하는 것으로 해석되어야 하며, 본 발명에서 명백하게 정의하지 않는 한 이상적이거나 과도하게 형식적인 의미를 지니는 것으로 해석될 수 없다.All terms used herein have the same meaning as generally understood by a person skilled in the art to which the present invention pertains, unless otherwise defined. The terms defined in the commonly used dictionary should be interpreted to be consistent with meanings in the context of related technologies, and cannot be interpreted as having ideal or excessively formal meanings unless explicitly defined in the present invention.
이하, 본 발명을 구체적인 내용이 첨부된 도면에 의거하여 상세히 설명한다.Hereinafter, the present invention will be described in detail based on the accompanying drawings.
도 1은 본 발명에 따른 관측 시스템의 일실시 예를 개략적으로 도시한 도면이고, 도 2는 본 발명에 따른 관측 시스템의 세부 구성요소의 일실시 예를 도시한 블록도이다.1 is a view schematically showing an embodiment of an observation system according to the present invention, and FIG. 2 is a block diagram showing an embodiment of detailed components of an observation system according to the present invention.
본 실시의 관측 시스템은, 굴착 터널의 막장면을 측량해서 측량데이터를 수집하고 발신하며, 하기 조작신호에 따라 동작 제어되는 MMS(100; Multi-sensor Measuring System); MMS(100)의 측량데이터를 수신해서 출력하고, MMS(100) 제어를 위한 제어신호를 발신하는 제어 모바일(200); MMS(100)로부터 수신된 측량데이터를 제어 모바일(200)에 전송하고, 제어 모바일(200)로부터 수신된 제어신호에 따라 조작신호를 생성해서 MMS(100)에 전송하는 원격 서버(300);로 구성된다.The observation system of the present embodiment includes: MMS (100; Multi-sensor Measuring System) controlled by measuring the membrane surface of the excavation tunnel, collecting and transmitting survey data, and operating according to the following operation signal; A control mobile 200 that receives and outputs survey data of the
MMS(100)는 다종의 측량장치(120) 및 기타 부가 장비가 차량(110)에 장착되어 굴착 터널의 막장 구간까지 운반되고, 현장 관측자 또는 원격 서버(300)의 제어에 따라 굴착 터널의 막장면을 측량한다. 막장면 측량을 위해서 MMS(100)는 막장면의 3D 표면 분석을 위한 다양한 종류의 측량장치(120)가 장착될 수 있는데, 통상적으로 라이다(Lidar; Laser Radar, Light Detection And Ranging) 또는 하나 이상의 PTZ 카메라(Pan-Tilt-Zoom Camera) 등이 예시될 수 있다. 여기서 상기 PTZ 카메라는 막장면의 일지점을 1 대 또는 2 대 이상이 서로 다른 위치에서 다양한 각도와 조준각으로 촬영하여 화면 조합을 통해 입체화할 수 있게 한다. 참고로, 상기 PTZ 카메라가 측량장치(120)로 실시될 경우에는 PTZ 카메라가 막장면에서 지정 위치를 정확히 조준해 촬영할 수 있도록 포커스 레이저(미도시)를 더 구성할 수 있다. 상기 포커스 레이저는 촬영 거리 및 적정 위치 파악 등을 위한 타겟을 막장면에 형성시켜서, 상기 PTZ 카메라가 타겟을 기준점으로 하여 촬영할 수 있고, 상기 타겟을 기준으로 촬영이미지를 합성해서 입체화할 수 있다.The
또한, MMS(100)는 굴착 터널이라는 암흑 구간에서 동작하므로, 광학 촬영을 위한 조명장치(130)가 부가될 수 있고, 측량장치(120)가 라이다인 경우에는 막장면 및 막장구간의 영상이미지를 수집하기 위해서 일반 디지털 카메라 또는 동영상 카메라 등의 촬영장치(140)가 추가로 설치될 수 있다.In addition, since the
또한, MMS(100)는, 측량장치(120)와 촬영장치(140) 등이 수집해 생성된 측량데이터를 발신하고 외부로부터 조작신호를 수신하는 송수신장치(150)를 더 포함한다. 또한 MMS(100)는 컨트롤러(160)를 더 포함한다. 컨트롤러(160)는, 측량장치(120)와 촬영장치(140) 등이 수집한 정보를 처리해서 측량데이터로 생성하고, 송수신장치(150)를 통해 제어 모바일(200)과 원격 서버(300) 중 선택된 하나 이상에 발신하며, 조작신호에 따라 측량장치(120)와 촬영장치(140)의 동작을 제어한다.In addition, the
제어 모바일(200)은, 현장 관측자가 MMS(100)의 동작을 제어하고 MMS(100)가 측량한 측량데이터를 온라인으로 수신해서 막장면의 촬영이미지와 측량정보 등을 관측할 수 있게 하는 수단으로서, 현장 관측자의 휴대가 용이하고 무선 통신이 가능하며 스크린을 통해 촬영이미지 및 측량정보 등을 시각적으로 확인할 수 있는 탬플릿, 스마트폰, 노트북 등이 예시될 수 있다.The control mobile 200 is a means for allowing a field observer to control the operation of the
원격 서버(300)는, 막장 구간 외에 원격에 위치한 감독관 등이 MMS(100)로부터 수신되는 막장 구간 및 막장면의 현황 정보 등을 현장 관측자와 함께 실시간으로 탐색 및 관측하고 MMS(100)의 동작을 제어하기 위한 수단으로서, MMS(100)로부터 수신되는 측량데이터를 처리해서 저장 및 관리하고, MMS(100)의 동작 제어를 위한 조작신호를 생성 및 발신하며, 제어 모바일(200)과 온라인으로 통신하고 현장 관측자와 감독관 간에 통신을 실행한다.The
이를 위해 원격 서버(300)는, MMS(100)로부터 수신된 측량데이터를 저장하는 관측DB(310)와, 상기 측량데이터를 명령값에 따라 편집 및 처리해서 막장면을 2D 및 3D의 그래픽 이미지로 생성하고 조작신호를 생성하는 데이터 처리모듈(320)과, 측량데이터와 각종 촬영이미지 및 그래픽 이미지를 하나 이상의 스크린에 디스플레이하고 키 조작에 대응한 입력신호를 수신하는 모니터링 모듈(330)를 포함한다. To this end, the
이상 설명한 관측 시스템을 기반으로 본 발명에 따른 터널 굴착공법을 아래에서 상세히 설명한다.Based on the observation system described above, the tunnel excavation method according to the present invention will be described in detail below.
도 3은 본 발명에 따른 터널 굴착공법의 일실시 예를 도시한 플로차트이고, 도 4 내지 도 6은 본 발명에 따른 터널 굴착공법에 따라 굴착되는 모습을 개략적으로 순차 도시한 도면이고, 도 7은 상기 관측 시스템에 구성된 제어 모바일과 원격 서버에 각각 출력된 측량데이터 이미지를 보인 페이지 이미지이다.Figure 3 is a flow chart showing an embodiment of a tunnel excavation method according to the present invention, Figures 4 to 6 are schematic sequential views showing a state excavated according to the tunnel excavation method according to the present invention, Figure 7 is This is a page image showing survey data images output to the control mobile and remote servers configured in the observation system.
본 실시의 터널 굴착공법은, 막장면(21)을 갖춘 막장 구간이 형성되도록 터널이 굴착되는 굴착 단계(S10); 상기 터널의 굴착 깊이에 상응하는 길이로 굴착 터널의 내부 구조물(22a 내지 22d; 이하 '22')이 연장 설비되는 보강 단계(S20); 상기 막장 구간에서 무선 통신이 가능하도록, 통신 중계기(12, 12'; 이하 '12')와 셋업박스(11) 간의 통신라인이 내부 구조물을 따라 추가 연장되는 통신라인 연장 단계(S30); 차량(110)에 장착된 MMS(100)가 상기 막장 구간에 진입하고, MMS(100)와 현장 관측자(M)의 제어 모바일(200)이 통신 중계기(12)를 매개로 원격 서버(300)와 접속해 통신하는 MMS 셋업 단계(S40); MMS(100)가 굴착 터널의 막장면(21, 21', 21"; 이하 '21')을 측량하여 수집한 측량데이터를 원격 서버(300)에 전송하고, 제어 모바일(200)이 측량데이터를 수신하는 막장면 측량 단계(S50); 상기 굴착 터널의 후속 굴착을 위해서 MMS(100)가 막장 구간으로부터 철수되는 MMS 철수 단계(S60);를 포함한다.Tunnel excavation method of the present embodiment, the excavation step (S10) in which the tunnel is excavated so that a long section with a
S10; 굴착 단계S10; Excavation steps
터널 굴착은 발파 공법과 드릴머쉰 공법 등에 의해 시공될 수 있으며, 본 발명에 따른 터널 굴착공법의 굴착 방식은 특정 방식에 한정하지는 않는다. 본 실시의 터널 굴착공법은 도 4의 (a)도면과 같이 현장 관측자(M) 및 감독관 등이 막장면(21)을 관측할 수 있어야 하므로, 굴착 직후 막장면(21)을 용이하게 관측할 수 있도록 굴착 장비의 철수가 불필요한 발파 공법을 적용했다. 참고로, 도 4의 (b)도면과 같이 굴착 작업자는 막장면(21)의 지정된 다수 위치에 장약(22)을 설치하고 폭발시켜서, 해당 막장면(21)을 설계 깊이로 굴착한다.Tunnel excavation may be constructed by a blasting method and a drill machine method, and the excavation method of the tunnel excavation method according to the present invention is not limited to a specific method. In the tunnel excavation method of this embodiment, since the field observer M and the supervisor should be able to observe the
장약(22) 폭발을 통해 막장 구간이 생성되면, 도 5의 (a)도면과 같이 발파 과정에서 발생한 버럭(23)을 굴착 터널로부터 이송해 제거해서, MMS(100)의 차량(110)이 막장 구간까지 걸림없이 진입할 수 있도록 한다. When the
S20; 보강 단계S20; Reinforcement steps
설계에 맞춰 굴착을 완료하면, 상기 터널의 굴착 깊이에 상응하는 길이로 굴착 터널의 내부 구조물(22a, 22b)을 연장하게 설비한다.Upon completion of excavation according to the design, the
내부 구조물(22a, 22b)은 발파 직후의 터널 붕괴를 방지하기 위한 최소한의 기초 공정으로서, 상기 기초 공정은 락볼트(Rock Bolt) 설치, 쇼크리트(Shotcrete) 설치, 강지보 설치 등이 예시될 수 있다. 참고로, 발파에 의한 굴착 직후에는 굴착 터널의 지반이 불안정할 수 있다. 그런데 굴착 이후에는 굴착 터널의 막장면(21) 관측 및 측량을 위해서 MMS(100)의 차량(110) 및 현장 관측자(M)가 굴착 이후 터널에 진입하므로 붕괴 사고의 위험성을 낮추는 것이 매우 중요하다. 이를 위해서 터널 굴착 이후에는 굴착 깊이만큼 지반 강화용 내부 구조물(22a, 22b)을 도 5의 (b)도면과 같이 연장하게 설비해서, 현장 관측자(M)가 안전하게 막장 관측 및 측량을 할 수 있게 한다.The
또한 내부 구조물(22a, 22b)은 통신 중계기(12) 설치를 위한 부재일 수 있고, 이를 위해 통신 중계기(12) 및 기타 배선 시공을 위한 배선 트레이(tray)가 내부 구조물(22a, 22b)로 예시될 수 있다. 본 발명의 터널 굴착공법은 굴착 직후에 굴착 터널의 막장면 관측 및 측량 상황과 측량데이터를 현장 관측자(M)는 물론 원격지의 감독관도 실시간으로 확인할 수 있게 하므로, 굴착 공정에서 연장된 굴착 터널의 깊이에 대응해서 통신라인을 연장해야 한다. 따라서 굴착 직후 터널 내벽에 통신라인 설치용 내부 구조물(22a, 22b)을 도 5의 (b)도면과 같이 연장 설비한다. 이렇게 연장된 내부 구조물(22a, 22b)에는 상기 통신라인을 구성하는 통신선, 통신 중계기(12) 및 기타 주파수 증폭기(미도시) 등이 선택적으로 설치된다.Also, the
S30; 통신라인 연장 단계S30; Communication line extension step
상기 막장 구간에서 무선 통신이 가능하도록, 통신 중계기(12)와 셋업박스(11) 간의 통신라인이 내부 구조물(22)을 따라 추가 연장된다.In order to enable wireless communication in the closing section, a communication line between the
상기 통신라인은 굴착 터널 내에 위치한 현장 관측자(M)의 제어 모바일(200)과 MMS(100)가 원격 서버(300)와 온라인으로 접속해서 통신할 수 있게 하는 통신 수단이다. 본 실시는 굴착 터널의 입구에 인터넷 접속을 위한 셋업박스(11)가 설치되고, 상기 굴착 터널에는 통신 중계기(12)가 설치되어서 통신라인을 이룬다. 이때 셋업박스(11)와 통신 중계기(12) 간의 통신은 유선 또는 무선 또는 유,무선 방식으로 이루어질 수 있다. The communication line is a communication means that enables the control mobile 200 and the
유선 방식의 경우에는 막장 구간에서 무선 통신이 가능한 위치에 통신 중계기(12)를 설치하고, 셋업박스(11)로부터 인출된 광통신 케이블 또는 일반 전선 케이블 등의 통신선을 굴착 터널을 따라 배선해서 통신 중계기(12)에 접속시킨다. 따라서 굴착 이후에는 상기 막장 구간에서 무선 통신 가능 범위 내로 통신 중계기(12)를 이전하고, 상기 통신선은 통신 중계기(12)의 이전 거리만큼 연장한다.In the case of the wired method, a
또한, 무선 방식의 경우에는 다수의 통신 중계기(12)를 통신이 유효한 간격으로 굴착 터널을 따라 설치하고, 해당 터널의 추가 굴착 이후에는 새로 생성된 막장 구간에서 무선 통신 가능 범위 내에 통신 중계기(12, 12')를 추가하는 방식으로 통신라인을 연장해 설치한다. 따라서 MMS(100)와 제어 모바일(200)의 발신 신호는 추가 설치된 통신 중계기(12')를 통해서 이웃하는 통신 중계기(12)에 전달되고, 이웃하는 통신 중계기(12)는 다른 이웃 통신 중계기로 발신 신호가 전달되는 순차적인 일렬 통신으로 셋업박스(11)에 상기 발신 신호가 전달된다. 무선 방식의 경우에는 신호의 무선 주파수 증폭을 위한 주파수 증폭기가 더 보강될 수 있다.In addition, in the case of the wireless method, a plurality of
또한, 유,무선 방식의 경우에는 터널 구간의 상태와 기타 현장 상황 등에 따라 일부 구간의 통신 중계기(12, 12')들은 별도의 통신선으로 통신 연결하고, 다른 구간의 통신 중계기(12, 12')는 무선 통신으로 통신 연결한다.In addition, in the case of the wired or wireless method, the
전술한 바와 같이, 통신라인 연장은 굴착을 통해 터널의 깊이가 깊어지면, 도 5의 (b)도면과 같이 막장 구간에서 무선 통신이 가능한 위치에 통신선을 추가 배선하거나 통신 중계기(12, 12')를 추가로 설치해서, 셋업박스(11)와의 통신라인을 연장하고, 이렇게 연장된 통신라인을 매개로 막장 구간의 MMS(100)와 제어 모바일(200)이 외부 인터넷 통신망에 접속해서 원격 서버(300)에 접속할 수 있도록 통신 환경을 구축한다.As described above, when the depth of the tunnel is increased through excavation, the communication line is additionally wired or a communication repeater (12, 12') is added to a location where wireless communication is possible in the closest section as shown in FIG. 5(b). By additionally installing, the communication line with the
참고로, 굴착 이후 생성된 막장 구간에서 기존 통신라인으로도 무선 통신이 가능하다면 통신라인 연장 공정은 생략될 수 있다(S25).For reference, if wireless communication is possible even with an existing communication line in the closet section created after excavation, the communication line extension process may be omitted (S25).
S40; MMS 셋업 단계S40; MMS setup phase
차량(110)에 장착된 MMS(100)가 상기 막장 구간에 진입하고, MMS(100)와 현장 관측자(M)의 제어 모바일(200)이 통신 중계기(12, 12')를 매개로 원격 서버(300)와 접속해 통신한다.The
도 5의 (c)도면 및 도 6과 같이 추가 굴착 후에 통신라인이 연장되면, MMS(100)의 차량(110)을 막장 구간까지 진입하고, 현장 관측자(M)는 MMS(100)를 제어해서 통신라인의 통신 중계기(12, 12')를 매개로 원격 서버(300)에 접속시킨다.If the communication line is extended after additional excavation as shown in FIG. 5(c) and FIG. 6, the
MMS(100)는 자체적으로 IP 또는 장치ID 등의 식별코드를 원격 서버(300)에 전송하고, 원격 서버(300)의 데이터 처리모듈(320)은 수신된 식별코드를 인식해서 MMS(100)를 식별하고 로그인을 인가한다. MMS(100)의 로그인 시도는 현장 관측자(M)의 MMS(100) 조작을 통해 수동적으로 이루어질 수도 있고, MMS(100)가 능동적으로 설정 프로세스에 따라 식별코드를 원격 서버(300)에 발신해 이루어질 수도 있다.The
한편, 현장 관측자(M)의 제어 모바일(200)은 통신라인을 통해 원격 서버(300)에 접속해서 현장 관측자(M)의 ID 또는 제어 모바일(200)의 고유코드를 입력하고, 원격 서버(300)는 수신된 식별코드를 인식해서 제어 모바일(200)을 식별하고 로그인을 인가한다.On the other hand, the control mobile 200 of the field observer M accesses the
원격 서버(300)에 로그인한 MMS(100)와 현장 관측자(M)는 데이터 통신을 하면서 막장면(21) 관측 및 측량 등을 위한 모든 준비를 완료한다.The
참고로, 본 실시의 제어 모바일(200)과 MMS(100)는 원격 서버(300)의 중계를 통해 서로 통신하며, 이를 위해서 원격 서버(300)는 MMS(100) 및 제어 모바일(200)과의 데이터 통신을 위한 로그인 절차를 각각 진행한다. 그러나, 제어 모바일(200)은 MMS(100)를 중계로 원격 서버(300)와 데이터 통신할 수도 있고, 따라서 원격 서버(300)는 MMS(100)의 로그인 절차만을 진행할 수도 있다.For reference, the control mobile 200 and the
S50; 막장면 측량 단계S50; Stage measurement stage
MMS(100)가 굴착 터널의 막장면(21)을 측량하여 수집한 측량데이터를 원격 서버(300)에 전송하고, 제어 모바일(200)이 측량데이터를 수신한다.The
이를 좀 더 구체적으로 설명하면, MMS(100)의 측량장치(120)는 설정된 프로세스에 따라 막장면(21)을 측량해서 측량데이터를 생성한다. 이렇게 생성된 측량데이터는 MMS(100)가 통신라인을 통해 원격 서버(300)에 발신하고, 원격 서버(300)의 데이터 처리모듈(320)은 수신된 측량데이터를 프로세싱해서 감독관이 관찰하며 감독할 수 있도록 도 7의 (b)도면과 같이 모니터링 모듈(330)을 통해 출력시킨다. 또한 원격 서버(300)는 수신된 측량데이터를 현장의 제어 모바일(200)에 전송한다. 제어 모바일(200)의 인스톨 프로그램은 수신된 측량데이터를 프로세싱해서 도 7의 (a)도면과 같이 스크린에 출력하고, 현장 관측자(M)는 제어 모바일(200)에 출력되는 측량데이터를 보면서 막장면(21)의 상태를 분석하여 직접 수기로 기록하거나 출력된 막장면 이미지를 바탕으로 스케치하는 등의 추가 내용을 제어 모바일(200)에 입력할 수 있다. 이를 위해 제어 모바일(200)은 측량데이터에 대응해서 원격 관측자(M)가 입력한 정보를 입력데이터로 생성하여 원격 서버(300)에 전송하고, 원격 서버(300)는 상기 입력데이터를 수신해서 설정 프로세스에 따라 처리한다. 여기서 상기 설정 프로세스는 막장면 분석 등을 위해 현장 관측자(M)가 입력한 정보(입력데이터)를 연산하는 프로그램의 실행 알고리즘으로서, 막장면(21) 관측 방식에 따라 작업자에 의해 다양한 형태로 설정될 수 있다.In more detail, the
참고로, 본 실시의 측량데이터 통신 프로세스는 MMS(100)가 측량데이터를 원격 서버(300)에 전송하면, 원격 서버(300)는 상기 측량데이터를 수신해서 제어 모바일(200)에 전송하도록 했으나, 이외에도 MMS(100)가 측량데이터를 제어 모바일(200)에 직접 전송하고, 제어 모바일(200)은 수신된 상기 측량데이터를 출력할 수 있다.For reference, in the survey data communication process of the present embodiment, when the
한편, 현장 관측자(M)와 감독관은 원하는 위치 촬영과 줌(zoon) 조작 등을 위해서 MMS(100)의 동작을 제어할 수 있다. 이를 위해서 원격 서버(300)는 감독관의 조작에 내용에 대응하는 조작신호를 생성하여 MMS(100)에 전송하고, MMS(100)는 상기 조작신호를 수신해서 동작 제어된다. 또한, 제어 모바일(200)은 현장 관측자(M)의 조작에 따라 제어신호를 원격 서버(300)에 전송하고, 원격 서버(300)는 상기 제어신호에 대응하는 조작신호를 생성해서 MMS(100)에 전송하며, MMS(100)는 상기 조작신호를 수신해서 동작 제어된다.On the other hand, the field observer (M) and the supervisor can control the operation of the
결국, MMS(100)의 동작 제어는 현장 관측자(M)는 물론 원격에 위치한 감독관도 주도적으로 행할 수 있고, 이를 통해 현장 관측자(M)과 감독관 모두가 실시간으로 동시에 협업하며 막장면(21)을 관측 및 측량할 수 있다.Eventually, the motion control of the
S60; MMS 철수 단계S60; MMS withdrawal phase
막장면(21) 측량이 완료하면, 후속 굴착 작업을 위해서 MMS(100)가 막장 구간으로부터 철수하고, 발파 등을 위한 장약 설치 작업을 순환해 시행하거나, 굴착 작업 이전에 굴착 터널의 보강 등을 위한 추가 지보 시공을 할 수 있다.When the measurement of the
도 8은 본 발명에 따른 터널 굴착공법의 다른 실시 예를 도시한 플로차트이다.8 is a flowchart illustrating another embodiment of a tunnel excavation method according to the present invention.
본 실시의 터널 굴착공법은, 막장면을 갖춘 막장 구간이 형성되도록 터널이 굴착되는 굴착 단계(S10); 상기 막장 구간에서 무선 통신이 가능하도록, 통신 중계기와 셋업박스 간의 통신라인이 추가 연장되는 통신라인 연장 단계(S30'); 차량에 장착된 MMS(Multi-sensor Measuring System)가 상기 막장 구간에 진입하고, 상기 MMS와 현장 관측자의 제어 모바일이 통신 중계기를 매개로 원격 서버와 접속해 통신하는 MMS 셋업 단계(S40'); 상기 MMS가 굴착 터널의 막장면을 측량하여 수집한 측량데이터를 원격 서버에 전송하고, 상기 제어 모바일이 측량데이터를 수신하는 막장면 측량 단계(S50'); 상기 굴착 터널의 후속 굴착을 위해서 MMS가 막장 구간으로부터 철수되는 MMS 철수 단계(S60'); 상기 터널의 굴착 깊이에 상응하는 길이로 굴착 터널의 내부 구조물이 연장하게 설비되는 보강 단계(S70);를 포함한다. 즉, 본 실시의 터널 굴착공법은, 굴착 단계(S10)와 통신라인 연장 단계(S30')와 MMS 셋업 단계(S40')와 막장면 측량 단계(S50')와 MMS 철수 단계(S60')와 보강 단계(S70) 순으로 진행되는 것이다.Tunnel excavation method of the present embodiment, the excavation step (S10) in which the tunnel is excavated so that a long section with a membrane surface is formed; A communication line extension step (S30') in which the communication line between the communication repeater and the setup box is additionally extended so that wireless communication is possible in the closing section; An MMS setup step (S40') in which a multi-sensor measuring system (MMS) mounted in a vehicle enters the closet section, and the MMS and a field observer's control mobile access and communicate with a remote server via a communication repeater; A membrane scene surveying step (S50') in which the MMS transmits survey data collected by surveying a membrane scene of an excavation tunnel to a remote server, and the control mobile receives the survey data; MMS withdrawal step (S60') in which MMS is withdrawn from the closet section for subsequent excavation of the excavation tunnel; And a reinforcement step (S70) in which the internal structure of the excavation tunnel is extended to a length corresponding to the excavation depth of the tunnel. That is, the tunnel excavation method of the present embodiment includes an excavation step (S10), a communication line extension step (S30'), an MMS setup step (S40'), a film length measurement step (S50'), and an MMS withdrawal step (S60'). Reinforcement step (S70) will proceed in order.
이를 좀 더 설명하면, 굴착 이후에 굴착 터널에 별도의 보강 시공 없이 바로 통신라인 연장 공정을 진행하고, 후속으로 MMS(100) 터널 진입과 MMS(100) 셋업과 막장면 측량과 MMS 철수를 순차로 진행한 이후에야 비로소 터널의 내부 구조물(22)을 연장하게 설비하는 보강 단계(S70)를 실시한다. 여기서 내부 구조물(22)은 지보 및 쇼크리트 시공 등의 보강 공사를 포함한다.In more detail, after excavation, the communication line extension process is immediately performed without additional reinforcement construction in the excavation tunnel, followed by sequentially entering the MMS (100) tunnel, setting up the MMS (100), surveying the membrane and evacuating the MMS sequentially. Only after proceeding is the reinforcement step (S70) of extending the
한편, 통신라인 연장 단계(S30')에서, 통신 중계기(12, 12') 등의 통신라인을 바닥면을 따라 배열하거나, 배선용 트레이 등의 구조물을 굴착 내벽에 일렬로 설치한 후에 통신 중계기(12, 12') 등의 통신라인을 얹어 설치할 수 있다.On the other hand, in the communication line extension step (S30'), the
결국, 본 발명의 터널 굴착공법에 의해서, 터널 굴착과 함께 굴착 터널 내에 통신라인이 연장되고, 이를 기반으로 암판정을 위한 막장면의 측량데이터가 현장 관측자는 물론 원격지의 센터에 감독관도 실시간으로 모니터링하며 측량 감독 및 암판정을 할 수 있다.Eventually, by the tunnel excavation method of the present invention, the communication line is extended in the excavation tunnel along with the tunnel excavation, and based on this, the survey data of the membrane scene for rock determination is monitored in real time by the field observer as well as the supervisor at the remote center. You can conduct survey supervision and cancer judgment.
앞서 설명한 본 발명의 상세한 설명에서는 본 발명의 바람직한 실시 예들을 참조해 설명했지만, 해당 기술분야의 숙련된 당업자 또는 해당 기술분야에 통상의 지식을 갖는 자라면 후술될 특허청구범위에 기재된 본 발명의 사상 및 기술영역으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명을 다양하게 수정 및 변경시킬 수 있음을 이해할 수 있을 것이다.In the detailed description of the present invention described above, with reference to the preferred embodiments of the present invention, those skilled in the art or those skilled in the art will appreciate the spirit of the present invention described in the claims to be described later And it will be understood that various modifications and changes of the present invention can be made without departing from the technical field.
11; 셋업박스
12, 12'; 통신 중계기
21, 21', 21"; 막장면
22, 22a, 22b, 22c, 22d; 내부 구조물
100; MMS
110; 차량
120; 측량장치
130; 조명장치
140; 촬영장치
150; 송수신 장치
160; 컨트롤러
200; 제어 모바일
300; 원격 서버
310; 관측DB
320; 데이터 처리모듈
330; 모니터링 모듈11;
22, 22a, 22b, 22c, 22d;
110;
140; Photographing
200; Control mobile 300;
320;
Claims (12)
상기 깊이에 상응하는 길이로 굴착 터널에 내부 구조물이 연장하게 설비되는 보강 단계;
상기 내부 구조물을 따라 통신 중계기와 셋업박스 간의 통신라인이 추가 연장되어서, 상기 굴착 터널의 막장 구간에서 무선 통신이 가능하도록 하는 통신라인 연장 단계;
차량에 장착된 MMS(Multi-sensor Measuring System)가 상기 막장 구간에 진입하고, 현장 관측자의 제어 모바일과 상기 MMS가 통신 중계기를 매개로 원격 서버와 접속해 통신하는 MMS 셋업 단계;
상기 MMS가 굴착 터널의 막장면을 측량하여 수집한 측량데이터를 원격 서버에 전송하고, 상기 제어 모바일이 측량데이터를 수신하는 막장면 측량 단계; 및
상기 굴착 터널의 후속 굴착을 위해서 MMS가 막장 구간으로부터 철수되는 MMS 철수 단계;
를 포함하는 것을 특징으로 하는 실시간 막장 관측 및 모니터링을 위한 통신라인 구축 방식의 터널 굴착공법.Excavating;
A reinforcement step in which an internal structure is extended to the excavation tunnel with a length corresponding to the depth;
A communication line extension step of further extending the communication line between the communication repeater and the setup box along the internal structure to enable wireless communication in the closing section of the excavation tunnel;
An MMS setup step in which a multi-sensor measuring system (MMS) mounted in a vehicle enters the closet section, and a control mobile of a field observer and the MMS access and communicate with a remote server via a communication repeater;
A membrane scene surveying step in which the MMS surveys the membrane scene of the excavation tunnel and transmits the collected survey data to a remote server, and the control mobile receives the survey data; And
An MMS withdrawal step in which MMS is withdrawn from the close section for subsequent excavation of the excavation tunnel;
Tunnel excavation method of a communication line construction method for real-time observation and monitoring, characterized in that it comprises a.
굴착 터널의 막장 구간에서 무선 통신이 가능하도록, 통신 중계기와 셋업박스 간의 통신라인이 추가 연장되는 통신라인 연장 단계;
차량에 장착된 MMS(Multi-sensor Measuring System)가 상기 막장 구간에 진입하고, 현장 관측자의 제어 모바일과 상기 MMS가 통신 중계기를 매개로 원격 서버와 접속해 통신하는 MMS 셋업 단계;
상기 MMS가 굴착 터널의 막장면을 측량하여 수집한 측량데이터를 원격 서버에 전송하고, 상기 제어 모바일이 측량데이터를 수신하는 막장면 측량 단계;
상기 굴착 터널의 후속 굴착을 위해서 MMS가 막장 구간으로부터 철수되는 MMS 철수 단계; 및
상기 깊이에 상응하는 길이로 굴착 터널에 내부 구조물이 연장하게 설비되는 보강 단계;
를 포함하는 것을 특징으로 하는 실시간 막장 관측 및 모니터링을 위한 통신라인 구축 방식의 터널 굴착공법.Excavating;
A communication line extension step in which a communication line between the communication repeater and the setup box is additionally extended so that wireless communication is possible in the close section of the excavation tunnel;
An MMS setup step in which a multi-sensor measuring system (MMS) mounted in a vehicle enters the closet section, and a control mobile of a field observer and the MMS access and communicate with a remote server via a communication repeater;
A membrane scene surveying step in which the MMS surveys the membrane scene of the excavation tunnel and transmits the collected survey data to a remote server, and the control mobile receives the survey data;
An MMS withdrawal step in which MMS is withdrawn from the close section for subsequent excavation of the excavation tunnel; And
A reinforcement step in which an internal structure is extended to the excavation tunnel with a length corresponding to the depth;
Tunnel excavation method of a communication line construction method for real-time observation and monitoring, characterized in that it comprises a.
상기 통신라인은, 다수의 통신 중계기가 상호 일렬 통신이 가능하도록 굴착 터널을 따라 설치되어 이루어지고;
상기 통신라인 연장 단계는, 상기 막장 구간에서 무선 통신 가능 범위 내에 통신 중계기가 추가로 설치되는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 실시간 막장 관측 및 모니터링을 위한 통신라인 구축 방식의 터널 굴착공법.The method of claim 1 or 2,
The communication line is made up of a plurality of communication repeaters installed along the excavation tunnel to enable mutual communication in series;
The communication line extension step, a tunnel excavation method of a communication line construction method for real-time observation and monitoring, characterized in that it further comprises the step of additionally installing a communication repeater within the wireless communication range in the closing section.
상기 통신 중계기 간에 통신이 유선 방식 또는 무선 방식 또는 유,무선 혼합 방식인 것을 특징으로 하는 실시간 막장 관측 및 모니터링을 위한 통신라인 구축 방식의 터널 굴착공법.The method of claim 3,
A tunnel excavation method of a communication line construction method for real-time observation and monitoring, characterized in that the communication between the communication repeaters is a wired or wireless method or a mixed wired or wireless method.
상기 통신라인 연장 단계는, 상기 셋업박스와 통신 중계기 또는 통신 중계기들 간에 통신 주파수를 증폭하도록 주파수 증폭기가 추가 설치되는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 실시간 막장 관측 및 모니터링을 위한 통신라인 구축 방식의 터널 굴착공법.The method of claim 1 or 2,
The communication line extension step further comprises the step of additionally installing a frequency amplifier to amplify the communication frequency between the setup box and the communication repeater or the communication repeaters. Tunnel excavation method.
상기 보강 단계에서 내부 구조물의 연장 설비는, 지보재 설치 단계와, 쇼크리트 설치 단계로 이루어지는 것을 특징으로 하는 실시간 막장 관측 및 모니터링을 위한 통신라인 구축 방식의 터널 굴착공법.The method of claim 1 or 2,
In the reinforcing step, the extension of the internal structure includes a support material installation step and a shockcrete installation step.
상기 MMS 셋업 단계는, 상기 제어 모바일이 원격 서버에 통신 접속하는 단계와, 상기 원격 서버가 제어 모바일로부터 수신된 식별코드를 인식해서 로그인 승인 여부를 처리하는 단계와, 상기 로그인이 승인되면 MMS와 제어 모바일이 데이터 통신하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 실시간 막장 관측 및 모니터링을 위한 통신라인 구축 방식의 터널 굴착공법.The method of claim 1 or 2,
The MMS setup step includes: the control mobile communicating with a remote server, the remote server recognizing the identification code received from the control mobile, and processing whether to approve the login, and if the login is approved, control with the MMS The tunnel excavation method of the communication line construction method for real-time observation and monitoring, characterized in that it further comprises the step of mobile data communication.
상기 막장면 측량 단계는, 상기 원격 서버가 MMS로부터 측량데이터를 수신하고 제어 모바일에 전송하는 단계와, 상기 제어 모바일이 측량데이터를 수신하여 출력시키는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 실시간 막장 관측 및 모니터링을 위한 통신라인 구축 방식의 터널 굴착공법.The method of claim 1 or 2,
The surveying step of the membrane, the remote server receiving the survey data from the MMS and transmitting to the control mobile, and the control mobile receiving the survey data further comprises the step of real-time observation and observation, Tunnel excavation method of establishing communication line for monitoring.
상기 막장면 측량 단계는, 상기 원격 서버가 조작신호를 생성하여 MMS에 전송하는 단계와, 상기 MMS가 조작신호를 수신해서 동작 제어되는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 실시간 막장 관측 및 모니터링을 위한 통신라인 구축 방식의 터널 굴착공법.The method of claim 1 or 2,
The measuring step, the remote server generating and transmitting the operation signal to the MMS, and the MMS receiving the operation signal, and further comprising the step of controlling the operation, for real-time observation and monitoring Tunnel excavation method of communication line construction method.
상기 막장면 측량 단계는, 상기 제어 모바일이 제어신호를 원격 서버에 전송하는 단계와, 상기 원격 서버가 제어신호에 상응하는 조작신호를 생성해서 MMS에 전송하는 단계와, 상기 MMS가 조작신호를 수신해서 동작 제어되는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 실시간 막장 관측 및 모니터링을 위한 통신라인 구축 방식의 터널 굴착공법.The method of claim 1 or 2,
In the step of measuring the membrane, the control mobile transmits a control signal to a remote server, the remote server generates an operation signal corresponding to the control signal and transmits it to the MMS, and the MMS receives the operation signal The tunnel excavation method of the communication line construction method for real-time close observation and monitoring, further comprising a step of controlling the motion.
상기 막장면 측량 단계는, 상기 제어 모바일에서 측량데이터에 대응해 입력 생성된 입력데이터가 원격 서버에 전송되는 단계와, 상기 원격 서버가 입력데이터를 수신해서 설정 프로세스에 따라 처리하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 실시간 막장 관측 및 모니터링을 위한 통신라인 구축 방식의 터널 굴착공법.The method of claim 8,
The measuring step of the membrane scene further includes transmitting input-generated input data to a remote server in response to the survey data from the control mobile, and receiving the input data and processing the input server according to a setting process. Tunnel excavation method of a communication line construction method for real-time observation and monitoring of the real-time features.
상기 MMS의 측량데이터를 수신해서 출력하고, 상기 MMS를 제어하기 위한 제어신호를 발신하는 제어 모바일; 및
상기 MMS로부터 수신된 측량데이터를 제어 모바일에 전송하고, 상기 제어 모바일로부터 수신된 제어신호에 따라 조작신호를 생성해서 MMS에 전송하는 원격 서버;
를 포함하는 것을 특징으로 하는 관측 시스템.MMS, which measures and collects the survey data by measuring the length of the excavation tunnel, and controls the operation according to the received operation signal;
A control mobile that receives and outputs the measurement data of the MMS, and transmits a control signal for controlling the MMS; And
A remote server that transmits the survey data received from the MMS to a control mobile and generates an operation signal according to the control signal received from the control mobile and transmits it to the MMS;
Observation system comprising a.
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KR1020190010429A KR102284649B1 (en) | 2019-01-28 | 2019-01-28 | Tunnel excavating method having building step communication lines for real time observating and monitoring a tunnel working face |
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---|---|---|---|---|
CN113932766A (en) * | 2021-11-13 | 2022-01-14 | 国网辽宁省电力有限公司沈阳供电公司 | Tunnel settlement monitoring system based on static level gauge and monitoring method thereof |
Citations (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2006188906A (en) * | 2005-01-07 | 2006-07-20 | Toda Constr Co Ltd | Truck operation management system in tunnel |
KR20100116871A (en) * | 2009-04-23 | 2010-11-02 | (주)한국공간정보통신 | System and method for managing manhole by usign 3 dimension information |
JP2016200521A (en) * | 2015-04-13 | 2016-12-01 | 前田建設工業株式会社 | Shape measurement method of unsupported excavated surface for tunnel |
KR20180056086A (en) | 2016-11-18 | 2018-05-28 | (주)넥스지오 | Constructing Method of Three Dimension Visualization Model for Tunnel Information and System of The Same |
-
2019
- 2019-01-28 KR KR1020190010429A patent/KR102284649B1/en active IP Right Grant
Patent Citations (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2006188906A (en) * | 2005-01-07 | 2006-07-20 | Toda Constr Co Ltd | Truck operation management system in tunnel |
KR20100116871A (en) * | 2009-04-23 | 2010-11-02 | (주)한국공간정보통신 | System and method for managing manhole by usign 3 dimension information |
JP2016200521A (en) * | 2015-04-13 | 2016-12-01 | 前田建設工業株式会社 | Shape measurement method of unsupported excavated surface for tunnel |
KR20180056086A (en) | 2016-11-18 | 2018-05-28 | (주)넥스지오 | Constructing Method of Three Dimension Visualization Model for Tunnel Information and System of The Same |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN113932766A (en) * | 2021-11-13 | 2022-01-14 | 国网辽宁省电力有限公司沈阳供电公司 | Tunnel settlement monitoring system based on static level gauge and monitoring method thereof |
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