KR20220061573A - IoT 기반의 도로포장 품질관리를 위한 통합 운용 시스템 - Google Patents

IoT 기반의 도로포장 품질관리를 위한 통합 운용 시스템 Download PDF

Info

Publication number
KR20220061573A
KR20220061573A KR1020200147698A KR20200147698A KR20220061573A KR 20220061573 A KR20220061573 A KR 20220061573A KR 1020200147698 A KR1020200147698 A KR 1020200147698A KR 20200147698 A KR20200147698 A KR 20200147698A KR 20220061573 A KR20220061573 A KR 20220061573A
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
quality
server
iot
quality management
data
Prior art date
Application number
KR1020200147698A
Other languages
English (en)
Other versions
KR102492168B1 (ko
Inventor
임진순
홍성표
Original Assignee
(주)피플앤드테크놀러지
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by (주)피플앤드테크놀러지 filed Critical (주)피플앤드테크놀러지
Priority to KR1020200147698A priority Critical patent/KR102492168B1/ko
Publication of KR20220061573A publication Critical patent/KR20220061573A/ko
Application granted granted Critical
Publication of KR102492168B1 publication Critical patent/KR102492168B1/ko

Links

Images

Classifications

    • G—PHYSICS
    • G06—COMPUTING; CALCULATING OR COUNTING
    • G06Q—INFORMATION AND COMMUNICATION TECHNOLOGY [ICT] SPECIALLY ADAPTED FOR ADMINISTRATIVE, COMMERCIAL, FINANCIAL, MANAGERIAL OR SUPERVISORY PURPOSES; SYSTEMS OR METHODS SPECIALLY ADAPTED FOR ADMINISTRATIVE, COMMERCIAL, FINANCIAL, MANAGERIAL OR SUPERVISORY PURPOSES, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • G06Q50/00—Systems or methods specially adapted for specific business sectors, e.g. utilities or tourism
    • G06Q50/08—Construction
    • E—FIXED CONSTRUCTIONS
    • E01—CONSTRUCTION OF ROADS, RAILWAYS, OR BRIDGES
    • E01C—CONSTRUCTION OF, OR SURFACES FOR, ROADS, SPORTS GROUNDS, OR THE LIKE; MACHINES OR AUXILIARY TOOLS FOR CONSTRUCTION OR REPAIR
    • E01C23/00—Auxiliary devices or arrangements for constructing, repairing, reconditioning, or taking-up road or like surfaces
    • E01C23/01—Devices or auxiliary means for setting-out or checking the configuration of new surfacing, e.g. templates, screed or reference line supports; Applications of apparatus for measuring, indicating, or recording the surface configuration of existing surfacing, e.g. profilographs
    • G—PHYSICS
    • G06—COMPUTING; CALCULATING OR COUNTING
    • G06F—ELECTRIC DIGITAL DATA PROCESSING
    • G06F16/00—Information retrieval; Database structures therefor; File system structures therefor
    • G06F16/90—Details of database functions independent of the retrieved data types
    • G06F16/901—Indexing; Data structures therefor; Storage structures
    • G—PHYSICS
    • G06—COMPUTING; CALCULATING OR COUNTING
    • G06Q—INFORMATION AND COMMUNICATION TECHNOLOGY [ICT] SPECIALLY ADAPTED FOR ADMINISTRATIVE, COMMERCIAL, FINANCIAL, MANAGERIAL OR SUPERVISORY PURPOSES; SYSTEMS OR METHODS SPECIALLY ADAPTED FOR ADMINISTRATIVE, COMMERCIAL, FINANCIAL, MANAGERIAL OR SUPERVISORY PURPOSES, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • G06Q50/00—Systems or methods specially adapted for specific business sectors, e.g. utilities or tourism
    • G06Q50/10—Services
    • G—PHYSICS
    • G16—INFORMATION AND COMMUNICATION TECHNOLOGY [ICT] SPECIALLY ADAPTED FOR SPECIFIC APPLICATION FIELDS
    • G16Y—INFORMATION AND COMMUNICATION TECHNOLOGY SPECIALLY ADAPTED FOR THE INTERNET OF THINGS [IoT]
    • G16Y10/00—Economic sectors
    • G16Y10/30—Construction
    • G—PHYSICS
    • G16—INFORMATION AND COMMUNICATION TECHNOLOGY [ICT] SPECIALLY ADAPTED FOR SPECIFIC APPLICATION FIELDS
    • G16Y—INFORMATION AND COMMUNICATION TECHNOLOGY SPECIALLY ADAPTED FOR THE INTERNET OF THINGS [IoT]
    • G16Y40/00—IoT characterised by the purpose of the information processing
    • G16Y40/10—Detection; Monitoring
    • G—PHYSICS
    • G16—INFORMATION AND COMMUNICATION TECHNOLOGY [ICT] SPECIALLY ADAPTED FOR SPECIFIC APPLICATION FIELDS
    • G16Y—INFORMATION AND COMMUNICATION TECHNOLOGY SPECIALLY ADAPTED FOR THE INTERNET OF THINGS [IoT]
    • G16Y40/00—IoT characterised by the purpose of the information processing
    • G16Y40/20—Analytics; Diagnosis

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Business, Economics & Management (AREA)
  • Theoretical Computer Science (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • General Business, Economics & Management (AREA)
  • Tourism & Hospitality (AREA)
  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • General Health & Medical Sciences (AREA)
  • Computing Systems (AREA)
  • Economics (AREA)
  • Strategic Management (AREA)
  • Databases & Information Systems (AREA)
  • Primary Health Care (AREA)
  • Marketing (AREA)
  • Human Resources & Organizations (AREA)
  • Biomedical Technology (AREA)
  • Development Economics (AREA)
  • Accounting & Taxation (AREA)
  • Software Systems (AREA)
  • Data Mining & Analysis (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Architecture (AREA)
  • Civil Engineering (AREA)
  • Structural Engineering (AREA)
  • Road Repair (AREA)

Abstract

생산단계, 시험단계, 운반단계 및 시공단계에서 시멘트 콘크리트의 품질 평가를 위한 1세부 품질인자들과 아스팔트 콘크리트의 품질 평가를 위한 2세부 품질인자들을 포함하는 센싱 데이터를 측정하기 위한 IoT 센서들; 상기 센싱 데이터를 수집하여 실시간 모니터링하고, 수집된 데이터들을 플랫폼 서버에 제공하기 위한 운용서버; 상기 IoT 센서들 및 운용서버 중 적어도 어느 하나로부터 상기 센싱 데이터를 제공받아 각 공정단계에 따른 시멘트 콘크리트와 아스팔트 콘크리트의 품질을 분석 및 예측한 제1 품질관리정보를 생성하는 품질관리서버; 상기 IoT 센서들, 운용서버 및 품질관리서버와 통신하며, 상기 센싱 데이터 및 제1 품질관리정보를 제공받아 기 설정된 분석모듈을 통해 데이터 처리 및 분석을 수행하여, 비관계형 데이터베이스를 구축하고, 분석된 결과를 시각화하는 클라우드 기반의 플랫폼 서버; 및 상기 운용서버, 품질관리서버 및 플랫폼 서버 중 적어도 어느 하나와 통신하며, 상기 플랫폼 서버로부터 시각화된 제2 품질관리정보를 제공받는 사용자 단말기; 를 포함하는 것을 특징으로 하는 IoT 기반의 도로포장 품질관리를 위한 통합 운용 시스템을 제공한다.

Description

IoT 기반의 도로포장 품질관리를 위한 통합 운용 시스템 {INTEGRATION MANAGEMENT SYSTEM FOR PAVEMENT QUALITY MANAGEMENT BASED ON IOT}
본 발명은 IoT 기반의 도로포장 품질관리를 위한 통합 운용 시스템에 관한 것으로, 더욱 상세하게는, 생산부터 시공까지 이르는 각 공정단계에서 시멘트 콘크리트 및 아스팔트 콘크리트 각각의 품질 평가를 위한 품질인자들을 실시간 센싱하고, 이를 통합적으로 관리 분석하며 각 공정단계에 반영함으로써 시멘트 콘크리트 및 아스팔트 콘크리트의 생산품질, 시공품질 등을 향상시킬 수 있는 IoT 기반의 도로포장 품질관리를 위한 통합 운용 시스템에 관한 것이다.
대부분의 도로포장 관련 콘크리트 생산 및 시공 품질관리는 작업자의 경험적 노하우에 의존하고 있어, 조기파손에 따른 유지보수 비용이 급증하고 있는 실정이다.
조기파손 사례는 납품 플랜트의 생산시설 부적합, 생산 및 시공 품질관리 미흡 등이 주요 원인이나, 도로포장 현장의 생산 및 시공 품질관리 비표준화로 인해 품질관리 결과의 신뢰성 보장이 어려워, 도로포장에서 하자가 발생한 경우, 그 하자원인을 명확히 규명할 수 없었다.
이러한 문제점을 해결하기 위한 종래기술로서, 대한민국 등록특허 제10-1209337호(출원일 : 2011.01.28., 등록일 : 2012.11.30., ‘콘크리트 품질 관리시스템 및 관리방법’)이 제시된 바 있다.
이때, 종래기술은, 콘크리트 타설 및 시험에 관한 데이터를 전산화하고, 재분류 및 분석함으로써, 건설현장에서 타설된 콘크리트의 품질을 보장하며, 건설현장에 공급되는 레미콘 및 타설된 콘크리트의 품질을 체계적으로 통합 관리하기 위한 기술이다.
그러나, 종래기술에서 콘크리트 품질에 관한 데이터가 관리자에 의해 직접 입력되어야하는 번거로움이 존재하였으며, 콘크리트의 생산에서 시공까지 이르는 전 공정단계에서의 품질 평가가 이루어진 것이 아닌 생산단계 및 시험단계에서 획득된 품질인자들만이 데이터로서 입력되어 통합 관리되므로 시공현장에서의 콘크리트 시공품질은 평가 및 관리될 수 없는 문제점이 존재하였다.
한편, 도로포장에 사용되는 콘크리트는 크게 시멘트 콘크리트와 아스팔트 콘크리트로 구분될 수 있다.
이때, 시멘트 콘크리트와 아스팔트 콘크리트는 생산단계, 시험단계, 운반단계 및 시공단계에서 그 품질을 결정하는 품질인자들이 상이하므로, 별도로 구분되어 생산부터 시공까지 이르는 각 공정단계에서 각각의 품질 평가를 위한 품질인자들을 수집하고, 이를 통합적으로 관리 분석함으로써, 시멘트 콘크리트 및 아스팔트 콘크리트의 생산품질, 시공품질 등을 향상시킬 필요성이 있다.
본 발명은 상술한 문제점을 해결하기 위한 것으로, 시멘트 콘크리트 및 아스팔트 콘크리트 각각의 생산부터 시공까지 이르는 각 공정단계에서 센싱된 품질인자들을 실시간 수집하고, 이를 통합적으로 분석 및 관리하여 각 공정단계에서의 전반적인 품질을 향상시킬 수 있는 IoT 기반의 도로포장 품질관리를 위한 통합 운용 시스템을 제공하는데 그 목적이 있다.
이러한 목적을 달성하기 위하여 본 발명의 일 실시예에 따른 IoT 기반의 도로포장 품질관리를 위한 통합 운용 시스템은, 생산단계, 시험단계, 운반단계 및 시공단계에서 시멘트 콘크리트의 품질 평가를 위한 1세부 품질인자들과 아스팔트 콘크리트의 품질 평가를 위한 2세부 품질인자들을 포함하는 센싱 데이터를 측정하기 위한 IoT 센서들; 상기 센싱 데이터를 수집하여 실시간 모니터링하고, 수집된 데이터들을 플랫폼 서버에 제공하기 위한 운용서버; 상기 IoT 센서들 및 운용서버 중 적어도 어느 하나로부터 상기 센싱 데이터를 제공받아 각 공정단계에 따른 시멘트 콘크리트와 아스팔트 콘크리트의 품질을 분석 및 예측한 제1 품질관리정보를 생성하는 품질관리서버; 상기 IoT 센서들, 운용서버 및 품질관리서버와 통신하며, 상기 센싱 데이터 및 제1 품질관리정보를 제공받아 기 설정된 분석모듈을 통해 데이터 처리 및 분석을 수행하여, 비관계형 데이터베이스를 구축하고, 분석된 결과를 시각화하는 클라우드 기반의 플랫폼 서버; 및 상기 운용서버, 품질관리서버 및 플랫폼 서버 중 적어도 어느 하나와 통신하며, 상기 플랫폼 서버로부터 시각화된 제2 품질관리정보를 제공받는 사용자 단말기; 를 포함할 수 있다.
여기서, 상기 운용서버에 수집된 데이터들은 관리 이력을 남기기 위한 로그 데이터(Log Data)일 수 있다.
그리고, 상기 운용서버는, 단일 품질인자에 대한 실시간 모니터링을 통해 기 저장된 기준치와 비교 분석하여 이벤트가 감지될 경우에 이를 사용자 단말기에 제공할 수 있다.
또한, 상기 플랫폼 서버는, Rest API를 통해 상기 IoT 센서들, 운용서버 및 품질관리서버 중 적어도 어느 하나와 통신하여 상기 센싱 데이터 및 제1 품질관리정보를 수집하는 수집부; 상기 수집부에 누적 수집된 센싱 데이터와 제1 품질관리정보를 파싱(parsing)처리하는 처리부; 기 정의된 분석모듈을 적용하여 상기 처리부에서 처리된 데이터들로 비관계형 데이터베이스를 구축하고, 상기 수집부에 실시간 수집된 센싱 데이터와 상기 비관계형 데이터베이스를 연계하여 각 공정단계에 따른 시멘트 콘크리트와 아스팔트 콘크리트의 품질인자들을 분석 및 모니터링하는 분석부; 상기 제1 품질관리정보와 상기 분석부를 통해 분석된 각 공정단계에 따른 시멘트 콘크리트 및 아스팔트 콘크리트의 품질에 대한 제2 품질관리정보를 시각화하여 상기 사용자 단말기에 제공하는 제공부; 및 상기한 각 부를 제어하는 제어부;를 포함할 수 있다.
이때, 상기 분석부는, 상기 수집부에 실시간으로 수집된 센싱 데이터 중 적어도 둘 이상의 품질인자들을 복합적으로 모니터링하여 시멘트 콘크리트 및 아스팔트 콘크리트의 전 공정단계에 대한 이벤트를 판단하고, 상기 제어부는, 상기 분석부에서 판단된 이벤트가 상기 사용자 단말기에 제공되도록 상기 제공부를 제어할 수 있다.
그리고, IoT 기반의 도로포장 품질관리를 위한 통합 운용 시스템은, 상기 IoT 센서들과 통신하며, 현장에서 상기 IoT 센서들로부터 센싱된 센싱 데이터를 수집 및 관리하고, 유/무선 통신망을 통해 상기 운용서버, 품질관리서버 및 플랫폼 서버 중 적어도 어느 하나의 서버에 제공하기 위한 엣지 컴퓨터; 를 더 포함할 수 있다.
이상에서 설명한 바와 같이 본 발명에 의하면, 다음과 같은 효과가 있다.
첫째, 기존 시공자의 경험에만 의존하던 방식에서 벗어나, 환경조건과 도로포장 관련 품질인자들을 IoT 기반의 통합 운용 시스템으로 분석 및 관리함으로써, 시멘트 콘크리트 및 아스팔트 콘크리트의 생산부터 시공까지 이르는 전 공정단계에서의 품질을 향상시켜, 조기파손으로 인한 유지보수 비용을 절감할 수 있다.
둘째, IoT 센서들을 통해 센싱된 센싱 데이터를 모니터링하되, 실시간 모니터링이 가능한 단일 품질인자에 관한 모니터링은 운용서버에서 수행하고, 다수개의 품질인자들을 통한 복합적 평가가 요구되는 공정단계에서의 모니터링은 플랫폼 서버에서 수행함으로써, 단일의 서버에서 전 공정단계에 대한 품질인자 모니터링이 이루어질 경우 발생할 수 있는 시스템 부하를 방지할 수 있으며, 모니터링 중 이벤트 포착 시 이를 현장의 작업자에게 제공함으로써, 해당 이벤트에 대한 즉각 대처가 이루어지도록 하여 도로포장 하자발생률을 낮출 수 있다.
도1은 본 발명의 일 실시예에 따른 IoT 기반의 도로포장 품질관리를 위한 통합 운용 시스템을 개략적으로 도시한 것이다.
도2는 (a)1세부 및 (b)2세부 각각에서 IoT 센서들의 설치위치를 설명하기 위한 참조도이다.
도3은 본 발명의 IoT 기반의 도로포장 품질관리를 위한 통합 운용 시스템에 적용된 플랫폼 서버를 개략적으로 도시한 것이다.
도4는 도3의 플랫폼 서버를 설명하기 위한 참조도이다.
도5는 (a)운영서버 및 (b)플랫폼 서버 각각에서 IoT 센서들로부터 센싱된 센싱 데이터의 모니터링을 설명하기 위한 참조도이다.
본 발명의 바람직한 실시 예에 대하여 첨부된 도면을 참조하여 더 구체적으로 설명하되, 이미 주지되어진 기술적 부분에 대해서는 설명의 간결함을 위해 생략하거나 압축하기로 한다.
도1은 본 발명의 일 실시예에 따른 IoT 기반의 도로포장 품질관리를 위한 통합 운용 시스템을 개략적으로 도시한 것이고, 도2는 (a)1세부 및 (b)2세부 각각에서 IoT 센서들의 설치위치를 설명하기 위한 참조도이며, 도3은 본 발명의 IoT 기반의 도로포장 품질관리를 위한 통합 운용 시스템에 적용된 플랫폼 서버를 개략적으로 도시한 것이고, 도4는 도3의 플랫폼 서버를 설명하기 위한 참조도이며, 도5는 (a)운영서버 및 (b)플랫폼 서버 각각에서 IoT 센서들로부터 센싱된 센싱 데이터의 모니터링을 설명하기 위한 참조도이다.
도1을 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 IoT 기반의 도로포장 품질관리를 위한 통합 운용 시스템(10)은, IoT 센서들(S), 운용서버(100), 품질관리서버(200), 플랫폼 서버(300) 및 사용자 단말기(M)를 포함하여 구성된다.
IoT 센서들(S)은 생산단계, 시험단계, 운반단계 및 시공단계에서 시멘트 콘크리트의 품질 평가를 위한 1세부 품질인자들과 아스팔트 콘크리트의 품질 평가를 위한 2세부 품질인자들을 포함하는 센싱 데이터를 측정하기 위한 구성이다.
도2를 참조하여, 1세부 품질인자들 및 2세부 품질인자들과 더불어 그 센싱 위치를 설명하면, 먼저, 1세부 품질인자들은 잔골재 호퍼 아래 컨베이어 벨트에 설치된 비접촉식 적외선 센서에 의해 센싱된 잔골재 표면수량과, 굵은 골재 및 잔골재 호퍼 배출구에 설치된 센서에 의해 센싱된 골재입도와, 배합기 축에 설치된 속도계에 의해 센싱된 배합기의 속도(예컨대, 배합기 블레이드의 속도), 배합기 축에 설치된 토크셀에 의해 센싱된 토크(예컨대, 배합기 블레이드에 걸리는 토크) 및 배합기 모터에 설치된 전력계에 의해 센싱된 부하량(예컨대, 배합기 전력량)과, 생산된 시멘트 콘크리트의 품질시험을 위한 복합시험기를 통해 센싱된 슬럼프, 공기량, 염화물함량, 단위수량 및 만능재료시험기를 통해 센싱된 강도와, 시멘트 콘크리트 시공 시 페이버 블레이드 양 끝 지점에 설치된 GPS에 의해 센싱된 페이버의 위치정보(예컨대, 위경도), 페이버 속도, 진동수(다짐)와, 페이버 블레이드 양 끝 지점에 설치된 초음파 센서를 통해 센싱된 평탄성, 두께 및 폭과, 양생제 살포 시 페이버 블레이드 양 끝 지점에 설치된 GPS에 의해 센싱된 위치정보 및 속도와, 양생제 유입 관에 설치된 터빈 유량계에 의해 센싱된 유량(예컨대, 양생제 살포량)과, 양생제 살포 장비 후면에 설치된 이미지 센서에 의해 센싱된 색상(예컨대, 색상차)과, 온도계 및 습도계를 통해 센싱된 콘크리트 포장 내부의 온도 및 습도와, 시공 시 페이버에 설치된 온도계, 습도계, 풍속계, 풍향계 및 일사량계에 의해 각각 센싱된 대기온도, 대기습도, 풍향, 풍속, 일사량 등을 포함할 수 있다.
이러한 1세부 품질인자들을 통해, 레미콘 플랜트 원자재 품질관리 데이터, 레미콘 플랜트 혼합물 생산품질관리 데이터, 콘크리트 품질시험장비를 통한 품질시험 데이터, 시멘트 콘크리트 시공품질 데이터, 시멘트 콘크리트 포장 양생관리 데이터 및 시멘트 콘크리트 포장 줄눈시공관리 데이터 등을 센싱 데이터로 획득할 수 있는 것이다.
다음으로, 2세부 품질인자들은 플랜트 내 설치된 로드셀로부터 센싱된 원자재의 골재입도(무게)와, 플랜트 콜드빈 골재 출하지점에 설치된 함수비센서로부터 센싱된 원자재의 골재함수비와, 핫빈 내부와 퍼그밀 믹서에 설치된 로드셀 및 적재량 센서로부터 센싱된 혼합물의 각 빈별 골재무게, 아스팔트 함량, 더스트 함량, 필러 함량 및 핫빈 골재 적재량과, 마샬안정도 시험기 상부에 설치된 로드셀 및 변위센서로부터 센싱된 마샬안정도 및 이론최대밀도와, 페이버 상부 거치대(지붕 중앙)에 설치된 통합기후센서로부터 센싱된 측정시간, 대기온도, 습도, 풍속, 일사량 및 기압과, 페이버 상부 거치대(지붕 중앙)에 설치된 페이버 통합컨트롤러(GPS)로부터 센싱된 포설위치/속도와, 페이버 상부 거치대(지붕 앞단)에 설치된 RGB 카메라로부터 센싱된 차량번호, 트럭당 포설시작/종료시간과, 페이버 상부 거치대(지붕 앞단)에 설치된 적외선 카메라로부터 센싱된 현재 포설 중인 혼합물 온도, 트럭 혼합물의 표면 온도와, 페이버 하부에 설치된 검측센서로부터 센싱된 택코팅 상태와, 페이버 상부 거치대(지붕 뒷단)에 설치된 적외선 카메라로부터 센싱된 포장 표면 온도와, 롤러 상부(지붕 위)에 설치된 롤러 컨트롤러(GPS)로부터 센싱된 다짐위치/속도와, 롤러 전방에 설치된 센서로부터 센싱된 다짐온도와, 롤러 바퀴 중앙에 설치된 센서로부터 센싱된 시공 다짐도와, 전면 다짐도 장비에 설치된 센서로부터 센싱된 전면 다짐도와, 카메라를 통해 센싱된 코어의 시공두께 및 접착도와, 플랜트 밀도시험장비를 통해 센싱된 코어의 다짐도, 밀도와, 워킹 프로파일러를 통해 센싱된 평탄성(IRI) 등을 포함할 수 있다.
이러한 2세부 품질인자들을 통해, 아스팔트 플랜트 원자재 품질관리 데이터, 아스팔트 플랜트 혼합물 생산품질관리 데이터, 아스팔트 콘크리트 품질시험장비를 통한 품질시험 데이터, 아스팔트 콘크리트 시공품질 데이터, 아스팔트 포장 현장품질관리 데이터 등을 센싱 데이터로 획득할 수 있는 것이다.
참고로, IoT 센서(S)들로부터 센싱된 센싱 데이터는 IoT 게이트웨이(미도시)에 1차적으로 수집 및 관리되고, 수집된 센싱 데이터들은 유/무선 통신망을 통해 후술할 엣지 컴퓨터(미도시), 운용서버(100), 품질관리서버(200) 및 플랫폼 서버(300) 중 적어도 어느 하나에 제공될 수 있다.
그리고, 앞서 언급한 엣지 컴퓨터는 IoT 센서(S)들 또는 IoT 게이트웨이(미도시)와 통신하며, 현장에서 IoT 센서(S)들로부터 센싱된 센싱 데이터를 수집 및 관리하고, 유/무선 통신망을 통해 후술할 운용서버(100), 품질관리서버(200) 및 플랫폼 서버(300) 중 적어도 어느 하나의 서버에 제공하기 위한 장치 또는 서버이다. 이때, 엣지 컴퓨터는 각 공정단계가 이루어지는 현장에 위치되어, 센싱 데이터의 수집하고, 수집된 데이터를 통신 프로토콜 규격에 맞게 처리하는 등의 엣지 컴퓨팅(Edge Computing)을 수행할 수 있다,
운용서버(100)는, 센싱 데이터를 수집하여 실시간 모니터링하고, 수집된 데이터들을 후술할 플랫폼 서버(300)에 제공하기 위한 구성이다. 이때, 운용서버(100)에 수집된 데이터들은 관리 이력을 남기기 위한 로그 데이터(Log Data)로, 수집된 데이터들이 저장되어 데이터베이스를 구축하지 않고, 후술할 품질관리서버(300) 및 플랫폼 서버(300) 중 적어도 어느 하나에 바이패스되어 제공될 수 있다.
그리고, 운용서버(100)는 단일 품질인자에 대한 실시간 모니터링을 통해 기 저장된 기준치와 비교 분석하여 이벤트가 감지될 경우에 이를 후술할 사용자 단말기(M)에 제공할 수 있다.
좀더 구체적으로 설명하면, 운용서버(100)는 실시간 모니터링이 가능한 요소에 대한 관제를 수행할 수 있는데, 일예로, 시멘트 콘크리트 혹은 아스팔트 콘크리트의 각 공정단계 중 어느 하나의 단계에서 온도가 200℃ 로 유지되어야하는 기준치가 기 설정되어 있다면, 해당 기준치에서 벗어나게 되면 그 벗어나는 범위 별 경고구간, 위험구간 및 장애판단 구간으로 판별하여 이를 사용자 단말기(M)에 알려줄 수 있다. 이에 대한 예시는, 도4(a)에 참조되어 있다.
품질관리서버(200)는 IoT 센서(S)들 및 운용서버(100) 중 적어도 어느 하나로부터 센싱 데이터를 제공받아 각 공정단계에 따른 시멘트 콘크리트와 아스팔트 콘크리트의 품질을 분석 및 예측한 제1 품질관리정보를 생성한다. 이때, 품질관리서버(200)는 머신러닝, AI 등과 같은 데이터 분석방식을 채택하여 실시간 수집된 센싱 데이터들로부터 각 공정단계에 따른 시멘트 콘크리트와 아스팔트 콘크리트의 품질을 분석 및 예측할 수 있다.
플랫폼 서버(300)는 IoT 센서(S)들, 운용서버(100) 및 품질관리서버(200)와 통신하며, 상기 센싱 데이터 및 제1 품질관리정보를 제공받아 기 설정된 분석모듈을 통해 데이터 처리 및 분석을 수행하여, 비관계형 데이터베이스를 구축하고, 분석된 결과를 시각화하는 클라우드 기반의 서버이다.
도3 내지 도4을 참조하면, 플랫폼 서버(300)는 통신부(310), 수집부(320), 처리부(330), 분석부(340), 제공부(350) 및 제어부(360)를 포함하여 구성될 수 있다.
통신부(310)는 IoT 센서(S)들, IoT 게이트웨이(미도시), 엣지 컴퓨터(미도시), 운용서버(100). 품질관리서버(200), 사용자 단말기(M) 중 적어도 어느 하나와 통신하기 위한 구성이다.
수집부(320)는 Rest API를 통해 IoT 센서(S)들, 엣지 컴퓨터, 운용서버(100), 품질관리서버(200) 중 적어도 어느 하나와 통신하여 센싱 데이터 및 제1 품질관리정보를 수집한다.
이때, Rest API는 HTTP기반의 request 메시지를 이용하여 URL 기반 프로토콜을 이용하여 리소스에 대해 수집하고, 검색, 저장, 관리 등의 요청을 보낼 수 있는 인터페이스이다. 이때, Rest는 HTTP 표준에만 따른다면 어떠한 기술이라도 사용 가능한 인터페이스 스타일로, 안드로이드, IOS 등의 환경에 종속적이지 않으며, C, Java, Python 등의 모든 언어에 독립적으로 구현될 수 있는 인터페이스이다. 특히, JSON을 활용하여 요청, 데이터 송수신을 수행하도록 구성되어 있어, 본 발명에서 구축하는 비정형 데이터베이스 즉, NoSQL DB의 CRUD(Create, Read, Update, Delete) 작업에 용이하다.
그리고, 상태 및 연결을 반드시 유지해야하는 조건이 있는 것이 아니기 때문에 본 발명이 제안하는 통합 운용 시스템(10)처럼 다수의 IoT 센서(S)가 각각의 주기에 맞게 다중으로 데이터를 전송하는 경우, 상태조건을 필요로 하거나 연결 지향적 데이터 송수신으로 구성하기 보다는 일방적으로 데이터를 수신하고, 정상적으로 수신하였는지 확인시켜주는 Rest API 구조가 적용되는 것이 바람직한 것이다.
처리부(330)는 수집부(320)에 수집된 센싱 데이터와 제1 품질관리정보를 파싱(parsing)처리한다. 여기서, 파싱이란, 일련의 문자열을 의미있는 토큰(token)으로 분해하고, 이들로 이루어진 파스 트리(parse tree)를 만드는 과정으로, 좀더 구체적으로는 사용자가 원하는 데이터를 특정 패턴이나 순서로 추출해 가공하는 것을 의미한다.
분석부(340)는 기 정의된 분석모듈을 적용하여 처리부(330)에서 처리된 데이터들로 비관계형 데이터베이스를 구축하고, 수집부(320)에 실시간 수집된 센싱 데이터와 구축된 비관계형 데이터베이스를 연계하여 각 공정단계에 따른 시멘트 콘크리트와 아스팔트 콘크리트의 품질인자들을 분석 및 모니터링한다.
이때, 기 정의된 분석모듈은 빅데이터 기반의 NoSQL 데이터 베이스 구조인 ElasticSearch를 이용할 수 있다. 분석모듈에 의해 분석된 데이터 혹은 ElasticSearch에 의해 색인 및 검색된 데이터는 Elastic stack에 제공되는 kibana를 통해 시각화될 수 있다. 사용자 단말기(M)를 통해 사용자 혹은 관리자에게 시각화 데이터를 노출시켜줌으로써, 보다 이해를 쉽게 도울 수 있다.
여기서, NoSQL DB 즉, 비관계형 데이터베이스는 대규모의 데이터를 유연하게 저장/관리할 수 있는 것이 강점으로, 분산 데이터 스토리지/분산 처리 방식으로 관계형 데이터베이스의 한계를 극복하고 초고용량 데이터처리를 위해 고안된 데이터 저장방식이다. 그리고, ElasticSearch는 수평적 확장성을 지원하고, 고속 데이터 검색기능이 포함되어, 실시간적인 데이터 모니터링 및 분석을 가능하게 한다. 이때, ElasticSearch는 추후 빅데이터 인프라인 Hadoop EcoSystem으로 확장이 용이하다.
이에, 본 발명이 제안하는 플랫폼 서버(300)는, 상술한 플랫폼 서버(300)에 수집되는 데이터들의 통신 프로토콜과, 빅데이터 기반의 데이터베이스 구축 및 분석 방식을 통해 빠른 처리 속도로 실시간 수집된 데이터의 수집 및 분석을 수행하여 사용자의 요청을 신속하게 처리하고 결과를 제공해줄 수 있다.
그리고, 분석부(340)는 수집부에 실시간으로 수집된 센싱 데이터 중 적어도 둘 이상의 품질인자들을 복합적으로 모니터링하여 시멘트 콘크리트 및 아스팔트 콘크리트의 전 공정단계에 대한 이벤트 즉, 이상 징후를 판단할 수 있다. 이 경우, 후술할 제어부(360)는 분석부(340)에서 판단된 이벤트가 사용자 단말기(M)에 제공되어 현장의 사용자가 인지할 수 있도록 후술할 제공부(350)를 제어할 수 있다.
좀더 구체적으로 설명하면, 플랫폼 서버(300)는 앞서 언급한 실시간 모니터링이 가능한 요소에 대한 관제를 수행하는 운영서버(100)와 달리, 공정단계 수행 중 일부 작업이 완료된 후 품질 평가가 가능한 모니터링 요소에 대한 관제를 수행할 수 있는데, 일예로, 시멘트 콘크리트 혹은 아스팔트 콘크리트의 각 공정단계 중 시공단계에서 시공구간이 총 4 km인 경우, 평탄성, 두께 등의 품질인자들에 대한 센싱 데이터가 10 m 단위 당 평균값이 분석부(340)를 통해 모니터링될 수 있는데, 시공지침에 따른 기준치에서 벗어나게 되면 단일 품질인자가 아닌 다수의 품질인자들을 복합적으로 평가하여 재시공 여부를 판단하고, 이를 사용자 단말기(M)에 알려주어, 현장의 사용자가 인지할 수 있도록 관제할 수 있다. 이에 대한 예시는 도4(b)에 참조되어 있는데, 도4(b)에는 시공 시 위치, 평탄성 좌우두께, 속도, 넓이와 같은 복합적 품질인자들의 센싱 데이터가 모니터링될 수 있도록 시각화되어 예시되어 있다.
즉, 본 발명이 제시하는 통합 운용 시스템(10)은 실시간 모니터링이 가능한 품질인자에 관한 모니터링은 운용서버(200)에서, 복합적 평가가 요구되는 공정단계에서의 품질인자에 관한 모니터링은 플랫폼 서버(300)에서 수행하여 센싱 데이터에 포함된 품질인자들을 선별적으로 모니터링하는데, 이는 단일의 서버에서 모든 품질인자에 대한 실시간 모니터링이 이루어질 경우, 그 센싱 데이터를 평가 및 분석하는데 걸리는 시스템 부하를 방지하기 위함이다.
제공부(350)는 제1 품질관리정보와 분석부(340)를 통해 분석된 각 공정단계에 따른 시멘트 콘크리트 및 아스팔트 콘크리트 품질에 대한 제2 품질관리정보를 시각화하여 사용자 단말기(M)에 제공한다.
참고로, 제1 품질관리정보는 각 공정단계에 따른 시멘트 콘크리트 및 아스팔트 콘크리트에 대한 품질데이터이고, 제2 품질관리정보는 누적 수집된 센싱 데이터, 누적 수집된 제1 품질관리정보, 기 저장된 기준치(각 공정단계 별 품질관리지침) 등으로부터 구축된 데이터베이스와 실시간 수집된 센싱 데이터 및 제1 품질관리정보를 연계 분석한 분석 결과로부터 추출된 데이터로, 좀더 구체적으로는 사용자 단말기(M)를 통해 접근한 사용자가 원하는 데이터, 품질인자 모니터링 데이터, 이벤트 데이터 등을 포함할 수 있다.
제어부(360)는 상기한 각 부를 제어하기 위한 구성이다. 이때, 제어부(360)는 후술할 사용자 단말기(M)를 통해 IoT 센서(S)들로부터 측정할 수 없는 품질인자에 대한 데이터가 입력되면, 이를 수집부(320)에 제공하여 각 부에 의해 가공될 수 있도록 제어할 수 있다.
참고로, 제어부(360)에는 전 공정단계에 대한 운영지침 및 매뉴얼이 기 저장되어 분석부(340)를 통해 각 공정단계에서의 이벤트 판단 시 참고될 수 있음은 물론이다.
사용자 단말기(M)는 상기 운용서버, 품질관리서버 및 플랫폼 서버 중 적어도 어느 하나와 통신하며, 상기 제1 품질관리정보 및 상기 플랫폼 서버로부터 시각화된 제2 품질관리정보뿐 아니라 센싱 데이터 모니터링 중 발생한 이벤트에 대한 알림을 제공받을 수 있다. 이때, 사용자 단말기(M)는 스마트폰, 테블릿 PC, 노트북, 데스크탑 등 플랫폼 서버(200)에 접속 가능한 단말기 또는 서버 형태로 마련될 수 있다.
참고로, 사용자 단말기(M)를 사용하는 주체는, 발주사, 시공사, 건설사 등에 소속된 사용자일 수 있으며, 플랫폼 서버(300)는 각 사용자가 요청하는 정보에 적합한 사용자 인터페이스(UI) 화면을 제공할 수 있음은 물론이다.
그리고, 운영서버(100) 및 플랫폼 서버(300)로부터 사용자 단말기(M)에 제공되는 관제 알림은, 현장 인력이 휴대 가능한 사용자 단말기(M)형태 즉, 스마트폰, 테블릿 PC 등에 적합한 앱푸시(app push)형태로 제공될 수 있다.
위에서 설명한 바와 같이 본 발명에 대한 구체적인 설명은 첨부된 도면을 참조한 실시 예에 의해서 이루어졌지만, 상술한 실시 예는 본 발명의 바람직한 예를 들어 설명하였을 뿐이기 때문에, 본 발명이 상기의 실시 예에만 국한되는 것으로 이해되어져서는 아니 되며, 본 발명의 권리범위는 후술하는 청구범위 및 그 균등개념으로 이해되어져야 할 것이다.
10 : IoT 기반의 도로포장 품질관리를 위한 통합 운용 시스템
S : IoT 센서
100 : 운용서버
200 : 품질관리서버
300 : 플랫폼 서버
310 : 통신부
320 : 수집부
330 : 처리부
340 : 분석부
350 : 제공부
360 : 제어부
M : 사용자 단말기

Claims (6)

  1. 생산단계, 시험단계, 운반단계 및 시공단계에서 시멘트 콘크리트의 품질 평가를 위한 1세부 품질인자들과 아스팔트 콘크리트의 품질 평가를 위한 2세부 품질인자들을 포함하는 센싱 데이터를 측정하기 위한 IoT 센서들;
    상기 센싱 데이터를 수집하여 실시간 모니터링하고, 수집된 데이터들을 플랫폼 서버에 제공하기 위한 운용서버;
    상기 IoT 센서들 및 운용서버 중 적어도 어느 하나로부터 상기 센싱 데이터를 제공받아 각 공정단계에 따른 시멘트 콘크리트와 아스팔트 콘크리트의 품질을 분석 및 예측한 제1 품질관리정보를 생성하는 품질관리서버;
    상기 IoT 센서들, 운용서버 및 품질관리서버와 통신하며, 상기 센싱 데이터 및 제1 품질관리정보를 제공받아 기 설정된 분석모듈을 통해 데이터 처리 및 분석을 수행하여, 비관계형 데이터베이스를 구축하고, 분석된 결과를 시각화하는 클라우드 기반의 플랫폼 서버; 및
    상기 운용서버, 품질관리서버 및 플랫폼 서버 중 적어도 어느 하나와 통신하며, 상기 플랫폼 서버로부터 시각화된 제2 품질관리정보를 제공받는 사용자 단말기; 를 포함하는 것을 특징으로 하는
    IoT 기반의 도로포장 품질관리를 위한 통합 운용 시스템.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 운용서버에 수집된 데이터들은 관리 이력을 남기기 위한 로그 데이터(Log Data)인 것을 특징으로 하는
    IoT 기반의 도로포장 품질관리를 위한 통합 운용 시스템.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 운용서버는, 단일 품질인자에 대한 실시간 모니터링을 통해 기 저장된 기준치와 비교 분석하여 이벤트가 감지될 경우에 이를 사용자 단말기에 제공하는 것을 특징으로 하는
    IoT 기반의 도로포장 품질관리를 위한 통합 운용 시스템.
  4. 제3항에 있어서,
    상기 플랫폼 서버는,
    Rest API를 통해 상기 IoT 센서들, 운용서버 및 품질관리서버 중 적어도 어느 하나와 통신하여 상기 센싱 데이터 및 제1 품질관리정보를 수집하는 수집부;
    상기 수집부에 누적 수집된 센싱 데이터와 제1 품질관리정보를 파싱(parsing)처리하는 처리부;
    기 정의된 분석모듈을 적용하여 상기 처리부에서 처리된 데이터들로 비관계형 데이터베이스를 구축하고, 상기 수집부에 실시간 수집된 센싱 데이터와 상기 비관계형 데이터베이스를 연계하여 각 공정단계에 따른 시멘트 콘크리트와 아스팔트 콘크리트의 품질인자들을 분석 및 모니터링하는 분석부;
    상기 제1 품질관리정보와 상기 분석부를 통해 분석된 각 공정단계에 따른 시멘트 콘크리트 및 아스팔트 콘크리트의 품질에 대한 제2 품질관리정보를 시각화하여 상기 사용자 단말기에 제공하는 제공부; 및
    상기한 각 부를 제어하는 제어부;를 포함하는 것을 특징으로 하는
    IoT 기반의 도로포장 품질관리를 위한 통합 운용 시스템.
  5. 제4항에 있어서,
    상기 분석부는, 상기 수집부에 실시간으로 수집된 센싱 데이터 중 적어도 둘 이상의 품질인자들을 복합적으로 모니터링하여 시멘트 콘크리트 및 아스팔트 콘크리트의 전 공정단계에 대한 이벤트를 판단하고,
    상기 제어부는, 상기 분석부에서 판단된 이벤트가 상기 사용자 단말기에 제공되도록 상기 제공부를 제어하는 것을 특징으로 하는
    IoT 기반의 도로포장 품질관리를 위한 통합 운용 시스템.
  6. 제5항에 있어서,
    상기 IoT 센서들과 통신하며, 현장에서 상기 IoT 센서들로부터 센싱된 센싱 데이터를 수집 및 관리하고, 유/무선 통신망을 통해 상기 운용서버, 품질관리서버 및 플랫폼 서버 중 적어도 어느 하나의 서버에 제공하기 위한 엣지 컴퓨터; 를 더 포함하는 것을 특징으로 하는
    IoT 기반의 도로포장 품질관리를 위한 통합 운용 시스템.
KR1020200147698A 2020-11-06 2020-11-06 IoT 기반의 도로포장 품질관리를 위한 통합 운용 시스템 KR102492168B1 (ko)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020200147698A KR102492168B1 (ko) 2020-11-06 2020-11-06 IoT 기반의 도로포장 품질관리를 위한 통합 운용 시스템

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020200147698A KR102492168B1 (ko) 2020-11-06 2020-11-06 IoT 기반의 도로포장 품질관리를 위한 통합 운용 시스템

Publications (2)

Publication Number Publication Date
KR20220061573A true KR20220061573A (ko) 2022-05-13
KR102492168B1 KR102492168B1 (ko) 2023-01-27

Family

ID=81583588

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020200147698A KR102492168B1 (ko) 2020-11-06 2020-11-06 IoT 기반의 도로포장 품질관리를 위한 통합 운용 시스템

Country Status (1)

Country Link
KR (1) KR102492168B1 (ko)

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN116308217A (zh) * 2023-05-19 2023-06-23 中交第四航务工程勘察设计院有限公司 一种基于物联网的混凝土监控平台管理方法及系统
CN116882826A (zh) * 2023-07-14 2023-10-13 广东东方思维科技有限公司 一种基于物联网的公路工程质量管理系统及方法
CN117592871A (zh) * 2024-01-19 2024-02-23 中铁四局集团有限公司 一种基于大数据的混凝土质量安全溯源追踪管理系统

Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20130026592A (ko) * 2011-08-09 2013-03-14 한국도로공사 도로 품질성능지수 산출방법, 도로 품질 평가방법, 도로 품질 평가장치, 및 그 기록매체
KR20200110129A (ko) * 2019-03-14 2020-09-23 이희만 콘크리트 제품 생산이력 통합관리 시스템

Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20130026592A (ko) * 2011-08-09 2013-03-14 한국도로공사 도로 품질성능지수 산출방법, 도로 품질 평가방법, 도로 품질 평가장치, 및 그 기록매체
KR20200110129A (ko) * 2019-03-14 2020-09-23 이희만 콘크리트 제품 생산이력 통합관리 시스템

Cited By (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN116308217A (zh) * 2023-05-19 2023-06-23 中交第四航务工程勘察设计院有限公司 一种基于物联网的混凝土监控平台管理方法及系统
CN116308217B (zh) * 2023-05-19 2023-08-01 中交第四航务工程勘察设计院有限公司 一种基于物联网的混凝土监控平台管理方法及系统
CN116882826A (zh) * 2023-07-14 2023-10-13 广东东方思维科技有限公司 一种基于物联网的公路工程质量管理系统及方法
CN116882826B (zh) * 2023-07-14 2024-05-03 广东东方思维科技有限公司 一种基于物联网的公路工程质量管理系统及方法
CN117592871A (zh) * 2024-01-19 2024-02-23 中铁四局集团有限公司 一种基于大数据的混凝土质量安全溯源追踪管理系统
CN117592871B (zh) * 2024-01-19 2024-04-12 中铁四局集团有限公司 一种基于大数据的混凝土质量安全溯源追踪管理系统

Also Published As

Publication number Publication date
KR102492168B1 (ko) 2023-01-27

Similar Documents

Publication Publication Date Title
KR102492168B1 (ko) IoT 기반의 도로포장 품질관리를 위한 통합 운용 시스템
US11454606B2 (en) Method and systems relating to construction material assessment
US11156593B2 (en) Embedded wireless monitoring sensors
CN103324176B (zh) 沥青混合料生产过程动态质量远程监控系统及其方法
CN102298364B (zh) 拌和站电控系统及控制方法
CN106932543A (zh) 火电厂环境烟气监测预警系统
John et al. IoT enabled real-time monitoring system for early-age compressive strength of concrete
CN110705917A (zh) 一种施工现场应用的机器人监理系统
CN103425115A (zh) 一种间歇式热拌沥青混合料生产级配实时监控系统及方法
CN107806906A (zh) 一种高大模板支撑系统的监测系统和方法
CN108978420B (zh) 一种公路路面施工质量远程监控系统
US20070005412A1 (en) Electronic requirement management system with checklists on a handheld computer
CN202093378U (zh) 一种沥青拌和站拌料配比实时数据监控装置
WO2015188203A2 (en) System and method for method remote assessment of quality of construction
CN108646681B (zh) 用于沥青混凝土施工质量的智能管理方法及系统
CN106124706A (zh) 易燃易爆危化品预测预警云系统
Krakhmal’ny et al. New system of monitoring of a condition of cracks of small reinforced concrete bridge constructions
KR20230069291A (ko) IoT 기반의 도로포장 품질관리를 위한 통합 운용 시스템
CN103294038A (zh) 稳定土及水泥稳定碎石生产过程动态质量远程监控系统
CN107480878A (zh) 基于“互联网+”的水电工程定额测定系统架构
CN211848791U (zh) 一种公路工程施工用质量动态监测系统
CN115561163A (zh) 基于物联网通讯的桥梁结构监控方法
CN205210085U (zh) 一种液压油快速监测装置
CN209589259U (zh) 一种混凝土机口温度自助测量系统
CN208588929U (zh) 一种公路沥青拌合料生产质量监控系统

Legal Events

Date Code Title Description
E902 Notification of reason for refusal
E701 Decision to grant or registration of patent right