KR20220149105A - Intelligent sluice control system and method - Google Patents

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KR20220149105A
KR20220149105A KR1020210056309A KR20210056309A KR20220149105A KR 20220149105 A KR20220149105 A KR 20220149105A KR 1020210056309 A KR1020210056309 A KR 1020210056309A KR 20210056309 A KR20210056309 A KR 20210056309A KR 20220149105 A KR20220149105 A KR 20220149105A
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Abstract

The present invention relates to an intelligent water-gate control system and method. An objective of the present invention is to provide the intelligent water-gate control system and method, which can smoothly supply water to farmland even in the dry season and prevent damage from flooding during the flood season by predicting a water level change of a waterway through learning of artificial intelligence at low cost and simple operation, and controlling a water-gate in consideration of the predicted water level and weather change. According to the present invention, the water-gate control system comprises: a state measurement unit measuring state information and weather information of a waterway and water-gate; a water-gate control unit controlling opening and closing of the water-gate; a water measurement unit measuring the water demand by a source of water demand; a control server including a storage unit for constructing a database by repeatedly storing water level information of the waterway, the weather information, the state information of the water-gate transmitted from the state measurement unit, and the water consumption transmitted from the water measurement unit together with the current date and time information at preset time intervals, a weather information unit receiving weather forecast information transmitted from the Korea Meteorological Administration server, and an artificial intelligence calculation unit analyzing data of the storage unit to analyze water level change pattern information according to the time, weather, and water demand, and generating a water-gate control signal based on the analyzed water level change pattern information and weather forecast information; and a user terminal including a mobile device which communicates with the water-gate control unit and control server to monitor a current state of the waterway and remotely control the water-gate.

Description

지능형 수문 제어 시스템 및 방법{Intelligent sluice control system and method}Intelligent sluice control system and method

본 발명은 지능형 수문 제어 시스템 및 방법에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 하천이나 저수지의 수위를 인공지능에 의해 제어하여 홍수나 가뭄으로 인한 피해를 최소화 할 수 있는 지능형 수문 제어 시스템 및 방법에 관한 것이다The present invention relates to an intelligent sluice gate control system and method, and more particularly, to an intelligent sluice gate control system and method capable of minimizing damage due to flood or drought by controlling the water level of a river or reservoir by artificial intelligence.

일반적으로 수문은 홍수를 예방하거나 경작지 또는 용수 수요처에 적절한 양의 용수를 공급할 수 있도록 수로의 수위와 저수량을 조절하는데 사용된다.In general, sluice gates are used to control the water level and water storage in waterways to prevent flooding or to supply an appropriate amount of water to arable land or water demanders.

현재까지는 이러한 수문들이 인력에 의하여 수동적으로 제어되고 있는 실정으로, 기상 변화 등에 적절한 대응이 이루어지고 있지 않아, 갈수기에는 농경지에 용수가 원활히 공급되지 않고, 홍수기에는 2차적인 농로 및 제방 유실 등의 피해가 종종 발생되고 있다.Until now, these sluice gates are passively controlled by manpower, and appropriate responses to weather changes are not made, so water is not smoothly supplied to farmland during the dry season, and secondary farm roads and levees are lost during the flood season. is often occurring.

한편, 특허문헌 1인 대한민국 등록특허 제10-1285044호에는 홍수통제소단말에서 관측된 강우량, 수위 등의 정보를 저장하여 제공하는 홍수통제소서버와, 발전용 댐 정보를 저장하여 제공하는 발전서버와, 기상위성과 기상레이더, 수치예보모델 그리고 기상청 지상관측망에서 기상과 관련된 정보들을 수신하여 저장하는 기상청 서버와, 주기적으로 상기 홍수통제소서버와 발전서버에 접속하여 각종 수문자료를 수집하는 자료연계서버와, 수문·기상자료와 다수의 수문모듈을 이용하여 수문·기상정보를 처리하기 위한 수계운영서버와, 상기 자료연계서버와 수계운영서버에서 생성된 수문 및 댐 운영자료를 기반으로 하는 데이터베이스와, 인터넷 등의 통신망을 통해 상기 수계운영서버에 접속되어 각종 댐 운영정보 및 기상정보를 확인할 수 있는 사용자 단말을 포함하는 발전용 댐의 수문방류량 결정방법을 구현한 시스템과 발전용 댐의 홍수기 수문방류량 결정방법이 기재되어 있다.Meanwhile, Patent Document 1, Republic of Korea Patent No. 10-1285044, discloses a flood control station server that stores and provides information such as rainfall and water level observed from a flood control station terminal, and a power generation server that stores and provides information on dams for power generation; A Meteorological Agency server that receives and stores weather-related information from meteorological satellites, weather radar, numerical forecast models, and the Meteorological Agency ground observation network, and a data linkage server that periodically connects to the flood control station server and power generation server to collect various hydrological data; A water system operation server for processing hydrological and meteorological information using hydrological and meteorological data and multiple hydrological modules, a database based on the hydrological and dam operation data generated by the data linkage server and the water system operation server, the Internet, etc. A system that implements a method for determining the sluice discharge amount of a power generation dam including a user terminal that is connected to the water system operation server through a communication network of the dam and can check various dam operation information and weather information is described.

이러한 발전용 댐의 수문방류량 결정방법을 구현한 시스템과 발전용 댐의 홍수기 수문방류량 결정방법은 시스템을 구현하는 비용이 수문을 설치하는 비용보다 많고 그 운영도 어려워 수로에 설치되는 수문에는 적용할 수가 없을 뿐만 아니라, 일정한 기간의 기상에 의한 홍수에 대비할 수 있도록 상류댐과 하류댐 간의 유입량, 방류량, 저류량 변화 등을 일정한 주기로 자동 제공함으로써 댐 운영자의 인적실수를 예방할 수 있을 뿐, 갈수기 농경지에 용수를 원활히 공급하기 어렵고, 홍수기에는 2차적인 농로 및 제방 유실 등의 피해가 발생하는 것을 근본적으로 예방할 수가 없다.The system implementing the method of determining the sluice discharge of the power generation dam and the method of determining the sluice discharge amount of the power generation dam are not applicable to the sluice gate installed in the waterway because the cost of implementing the system is higher than the cost of installing the sluice and difficult to operate. In addition, it is possible to prevent human error by the dam operator as well as prevent human error by automatically providing changes in the inflow, discharge, and storage between the upstream and downstream dams at regular intervals to prepare for floods caused by weather for a certain period of time. It is difficult to supply smoothly, and it is impossible to fundamentally prevent damage such as loss of secondary farm roads and embankments during flood season.

한편, 특허문헌 2인 대한민국 등록특허 제10-1285044호에는 외부와의 통신 채널을 제공하는 통신 모듈, 저수지와 관계된 하천 정보, 현재 저수량, 최대 저수량, 수문의 개폐 소요 시간, 수문의 시간당 방류량, 저수지와 관련된 경지 볼륨 등의 고유 정보를 저장하는 정보 저장부, 및 상기 통신 채널을 통해서 기상 정보, 하천의 수량 정보, 중앙 제어 명령 등 외부 정보를 수집하고, 상기 외부 정보 및 상기 하천 정보, 현재 저수량, 최대 저수량, 상기 수문의 개폐 소요시간, 상기 수문의 시간당 방류량, 상기 저수지와 관련된 경지 볼륨을 포함하는 고유 정보 중 적어도 하나에 기초하여 미리 정의된 결정 기준에 따라 상기 수문을 통한 방류량을 결정하는 제어부를 포함하는 수문 제어 시스템이 기재되어 있다.On the other hand, Patent Document 2, Republic of Korea Patent No. 10-1285044, discloses a communication module providing a communication channel with the outside, river information related to the reservoir, current storage volume, maximum storage volume, time required to open and close the sluice gate, discharge amount per hour of sluice gate, reservoir An information storage unit for storing unique information such as arable land volume related to , and external information such as weather information, river quantity information, and central control command through the communication channel, A control unit that determines the amount of discharge through the sluice gate according to a predefined determination criterion based on at least one of the maximum storage amount, the time required for opening and closing the sluice gate, the hourly discharge amount of the sluice gate, and unique information including the arable land volume related to the reservoir A hydrological control system comprising:

이러한 수문 제어 시스템 또한 실질적으로 시스템을 구현하는 비용이 수문을 설치하는 비용보다 많고 그 운영도 어려워 수로에 설치되는 수문에는 적용할 수가 없을 뿐만 아니라, 갈수기 농경지에 용수를 원활히 공급하기 어렵고, 홍수기에는 2차적인 농로 및 제방 유실 등의 피해가 발생하는 것을 근본적으로 예방할 수가 없다.This sluice gate control system is also not applicable to sluice gates installed in waterways because the cost of implementing the system is higher than the cost of installing the sluice gate and its operation is difficult. It cannot fundamentally prevent damage such as loss of secondary farm roads and embankments.

등록특허공보 제10-1285044호(2013.07.16. 공고)Registered Patent Publication No. 10-1285044 (2013.07.16. Announcement) 등록특허공보 제10-2085934호(2020.03.06. 공고)Registered Patent Publication No. 10-2085934 (2020.03.06. Announcement)

본 발명은 상기와 같은 문제점을 고려하여 이루어진 것으로, 본 발명의 목적은 적은 비용과 간편한 운영으로 인공지능의 학습을 통하여 수로의 수위변화를 예측하고, 예측 수위와 기상변화를 감안하여 수문을 제어함으로써 갈수기에도 농경지에 용수를 원활히 공급할 수 있고, 홍수기에는 홍수로 인한 피해를 예방할 수 있는 지능형 수문 제어 시스템 및 방법을 제공함에 있다.The present invention has been made in consideration of the above problems, and an object of the present invention is to predict water level changes in waterways through artificial intelligence learning with low cost and simple operation, and to control the sluice gate in consideration of the predicted water level and weather changes. It is to provide an intelligent sluice control system and method that can smoothly supply water to farmland even in dry season and prevent damage from flooding during flood season.

상기한 바와 같은 목적을 달성하고 종래의 결점을 제거하기 위한 과제를 수행하는 본 발명은 수로의 수위와 저수량을 조절하도록 수로에 설치된 수문을 제어하는 수문 제어 시스템에 있어서, 수로와 수문의 상태 정보 및 기상정보를 계측하는 상태 계측부; 수문의 개폐동작을 제어하는 수문제어부; 상기 수로로부터 용수를 공급받아 사용하는 용수 수요처의 용수 사용량을 계측하는 용수 계측부; 상기 상태 계측부로부터 전송되는 수로의 수위정보와 기상정보와 수문의 상태정보 및 상기 용수 계측부로부터 전송되는 용수 사용량을 현재 날짜 및 시간 정보와 함께 저장하되 미리 설정된 시간간격으로 반복하여 데이터베이스를 구축하는 저장부와, 기상청 서버로부터 전송되는 기상예보정보를 수신하여 저장하는 기상정보부와, 상기 저장부의 데이터를 분석하여 시간과 날씨 및 용수 사용량에 따른 수위 변화 패턴 정보를 분석하고, 분석된 수위 변화 패턴 정보 및 기상예보정보를 바탕으로 수문 제어신호를 생성하는 인공지능 계산부를 포함하는 관제서버; 및 상기 수문제어부 및 관제서버와 통신을 하여 현재 수로의 상태를 모니터링하고, 원격으로 수문을 제어할 수 있도록 하는 모바일 디바이스로 이루어진 사용자 단말;로 구성된 것을 특징으로 하는 지능형 수문 제어 시스템을 제공한다.In the sluice gate control system for controlling a sluice gate installed in a waterway to adjust the water level and storage amount of the waterway, the present invention, which achieves the object as described above and performs the task for eliminating the drawbacks of the prior art, includes information about the state of the waterway and the sluice gate and a state measuring unit for measuring weather information; a sluice gate control unit controlling the opening and closing operation of the sluice gate; a water measurement unit for measuring the amount of water used by a water demander receiving water from the water channel; A storage unit that stores water level information and weather information transmitted from the state measurement unit, weather information, state information of the sluice gate, and water usage transmitted from the water measurement unit together with the current date and time information, but repeats at preset time intervals to build a database and a meteorological information unit for receiving and storing weather forecast information transmitted from the Meteorological Administration server, and analyzing the data of the storage unit to analyze water level change pattern information according to time, weather, and water usage, and analyzed water level change pattern information and weather a control server including an artificial intelligence calculation unit that generates a floodgate control signal based on forecast information; and a user terminal comprising a mobile device that communicates with the water gate control unit and the control server to monitor the current waterway status and remotely control the water gate.

한편 상기 지능형 수문 제어 시스템에 있어서, 기상청 서버로부터 관제서버로 전송되는 기상예보정보는 가뭄판단지수를 포함할 수 있다.Meanwhile, in the intelligent sluice control system, the weather forecast information transmitted from the Meteorological Administration server to the control server may include a drought determination index.

한편 상기 지능형 수문 제어 시스템에 있어서, 상기 수위 변화 패턴 정보는, 강우량에 따른 수위 변화를 통계적으로 획득한 정보, 용수 사용량에 따는 수위 변화를 통계적으로 획득한 정보, 수문 방류량에 따른 수위 변화를 통계적으로 획득한 정보, 온도에 따른 수위 변화를 통계적으로 획득한 정보, 습도에 따른 수위 변화를 통계적으로 획득한 정보, 날짜와 시간대 별로 수위 변화를 통계적으로 획득한 정보를 포함할 수 있다.Meanwhile, in the intelligent sluice gate control system, the water level change pattern information includes information obtained statistically on water level change according to rainfall, information obtained statistically on water level change according to water usage, and water level change according to sluice discharge. The information obtained may include information obtained statistically, information obtained by statistically obtaining a water level change according to temperature, information obtained by statistically obtaining a water level change due to humidity, and information obtained by statistically obtaining a water level change by date and time.

또한 본 발명은 상기 지능형 수문 제어 시스템으로 수문을 제어함에 있어서, 상태 계측부에서 계측된 수로의 수위와 수문의 상태 및 기상정보 그리고 용수 계측부에서 계측된 용수 사용량을 관제서버가 전송받아 날짜 및 시간 정보와 함께 저장하되, 이러한 과정을 미리 설정된 시간간격으로 반복하여 데이터베이스를 구축하는 단계(S10); 관제서버가 기상청 서버로부터 기상예보정보를 수신하는 단계(S20); 인공지능 계산부가 관제서버에 구축된 데이터베이스의 데이터를 분석하여 시간과 날씨 및 용수 사용량에 따른 수위 변화 패턴 정보를 분석하고, 분석된 수위 변화 패턴 정보 및 기상예보정보를 바탕으로 수문 제어신호를 생성하는 단계(S30); 및 상기 S30 단계에서 생성된 수문 제어신호를 수문제어부로 전송하여 수문을 제어하는 단계(S40);로 이루어진 것을 특징으로 하는 지능형 수문 제어방법을 제공한다.In the present invention, in controlling the sluice gate with the intelligent sluice gate control system, the control server receives the water level of the waterway measured by the state measurement unit, the state and weather information of the sluice gate, and the water usage measured by the water measurement unit, and the date and time information and However, storing together, repeating this process at preset time intervals to build a database (S10); Step (S20) of the control server receiving the weather forecast information from the Meteorological Administration server; The artificial intelligence calculation unit analyzes the data of the database built on the control server to analyze the water level change pattern information according to time, weather, and water usage, and generates a hydrological control signal based on the analyzed water level change pattern information and weather forecast information. step (S30); and transmitting the sluice control signal generated in step S30 to the sluice control unit to control the sluice gate (S40).

상기와 같은 특징을 갖는 본 발명에 의하면, 적은 비용과 간편한 운영으로 인공지능의 학습을 통하여 수로의 수위변화를 예측하고, 예측 수위와 기상변화를 감안하여 수문을 제어함으로써 갈수기에도 농경지에 용수를 원활히 공급할 수 있고, 홍수기에는 홍수로 인한 피해를 예방할 수 있다.According to the present invention having the above characteristics, it predicts water level changes in waterways through artificial intelligence learning at low cost and simple operation, and controls the sluice gate in consideration of the predicted water level and weather changes to smoothly supply water to farmland even in dry season. It can supply and prevent damage from flooding during the flood season.

도 1 은 본 발명에 따른 지능형 수문 제어 시스템의 구조도,
도 2 는 본 발명에 따른 상태 계측부와 관제서버의 정보전달 구조를 보인 구조도.1 is a structural diagram of an intelligent sluice gate control system according to the present invention;
2 is a structural diagram showing an information transmission structure of a state measuring unit and a control server according to the present invention;

이하, 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부된 도면과 연계하여 상세히 설명하면 다음과 같다. 본 발명을 설명함에 있어서, 관련된 공지기능 혹은 구성에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우 그 상세한 설명은 생략한다.Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be described in detail in conjunction with the accompanying drawings. In describing the present invention, if it is determined that a detailed description of a related known function or configuration may unnecessarily obscure the gist of the present invention, the detailed description thereof will be omitted.

도 1은 본 발명에 따른 지능형 수문 제어 시스템의 구조도를, 도 2는 본 발명에 따른 상태 계측부와 관제서버의 정보전달 구조를 보인 구조도를 도시하고 있다.1 is a structural diagram of an intelligent sluice gate control system according to the present invention, and FIG. 2 is a structural diagram showing an information transmission structure of a state measuring unit and a control server according to the present invention.

본 발명에 따른 지능형 수문 제어 시스템은 수로의 수위와 저수량을 조절하도록 수로에 설치된 수문을 제어하는 것으로, 상태 계측부(110), 수문제어부(120), 용수 계측부(130), 관제서버(140), 사용자 단말(150)로 구성된다.The intelligent sluice gate control system according to the present invention controls the sluice gate installed in the waterway to adjust the water level and water storage of the waterway, and includes a state measurement unit 110 , a water gate control unit 120 , a water measurement unit 130 , and a control server 140 . , the user terminal 150 is configured.

상기 상태 계측부(110)는 수로의 상태와 수문의 상태 및 기상정보를 계측하는 것으로, 수로의 수위를 감지하는 수위센서(111)와, 수로 또는 수문 주변 온도를 감지하는 온도센서(112)와, 수로 또는 수문 주변 습도를 감지하는 습도센서(113)와, 강우량을 측정하는 강우량 측정기(114)와, 수문제어부(120)와 연계되어 수문의 현재 개방상태를 확인하는 검출회로(115)를 포함하는 것으로 구성된다.The state measuring unit 110 measures the state of the waterway, the condition of the sluice gate, and weather information, and a water level sensor 111 for detecting the water level of the waterway, a temperature sensor 112 for detecting the temperature around the waterway or the sluice gate, A humidity sensor 113 for detecting the humidity around the waterway or the sluice gate, a rainfall measuring device 114 for measuring the amount of rainfall, and a detection circuit 115 for checking the current open state of the sluice gate in connection with the sluice gate control unit 120 consists of doing

이와 같은 상태 계측부(110)에서 계측된 정보는 후술될 통신부(141)가 제공하는 유선통신 또는 무선통신을 통해 관제서버(140)로 전송되며, 상태 계측부(110)는 미리 설정된 시간간격으로 계측을 반복하여 계측 정보를 관제서버(140)로 전송하게 된다.The information measured by the state measurement unit 110 is transmitted to the control server 140 through wired communication or wireless communication provided by the communication unit 141 to be described later, and the state measurement unit 110 performs measurement at preset time intervals. The measurement information is repeatedly transmitted to the control server 140 .

상기 수문제어부(120)는 수문을 상하로 이동시키거나, 수문을 회전시키면서 수문의 개폐동작을 제어하는 것으로, 수문의 인접한 위치에서 수문과 연결되게 구성된다.The sluice gate control unit 120 controls the opening and closing operation of the sluice gate while moving the sluice gate up and down or rotating the sluice gate, and is configured to be connected to the sluice gate at a position adjacent to the sluice gate.

한편, 다양한 방식으로 수문을 개폐시키도록 작동하는 개폐장치들이 이미 사용되고 있고, 이들 개폐장치를 이용하여 본 발명에 따른 수문제어부(120)가 구성될 수 있으므로, 수문의 개페작동을 위한 수문제어부(120)의 구체적인 구성에 대한 설명은 생략하도록 한다.On the other hand, since the opening and closing devices that operate to open and close the sluice gate in various ways are already used, and the manual control unit 120 according to the present invention can be configured by using these opening and closing devices, the hydraulic control unit for opening and closing the sluice gate A detailed description of the configuration of 120 will be omitted.

상기 용수 계측부(130)는 수문이 설치된 수로로부터 용수를 공급받아 사용하는 용수 수용처의 용수 사용량을 계측하는 것으로, 수로를 통해 용수를 공급받는 각각의 용수 수용처에 설치된 유량계를 포함하며, 상기 유량계에서 검출되는 유량값은 통신부(141)가 제공하는 유선통신 또는 무선통신을 통해 관제서버(140)로 전송된다.The water measuring unit 130 is to measure the amount of water used in receiving water supplied with water from the water channel where the sluice gate is installed, and includes a flow meter installed at each water receiving point that receives water through the water channel, and the flow meter The flow rate value detected in is transmitted to the control server 140 through wired communication or wireless communication provided by the communication unit 141 .

상기 관제서버(140)는 상태 계측부(110)와 수문제어부(120) 및 용수 계측부(130)로부터 전송되는 각종 정보를 저장하는 것과 함께 저장된 정보의 반복적인 학습을 통해 수로의 수위 변화 및 용수 사용량을 예측하고, 예측 결과 및 기상예보정보에 따라 수로의 수위를 적절한 수준으로 유지시키기 위한 수문 제어신호를 생성하는 것으로, 통신부(141)와, 저장부(142)와, 기상정보부(143)와, 인공지능 계산부(144)로 구성된다.The control server 140 stores various information transmitted from the state measurement unit 110, the water control unit 120, and the water measurement unit 130, and changes the water level of the waterway and water usage through repeated learning of the stored information. predicts and generates a hydrological control signal for maintaining the water level of the waterway at an appropriate level according to the prediction result and weather forecast information, and a communication unit 141, a storage unit 142, and a weather information unit 143; Consists of an artificial intelligence calculation unit (144).

상기 통신부(141)는 관제서버(140)가 상태 계측부(110)와 수문제어부(120) 및 용수 계측부(130)와 정보를 주고받을 수 있도록 하는 통신 채널을 형성하는 것으로, 유선통신망 또는 무선통신망을 통해 상태 계측부(110)와 수문제어부(120) 및 용수 계측부(130)를 관제서버(140)에 연결하도록 구성된다.The communication unit 141 forms a communication channel through which the control server 140 can exchange information with the state measurement unit 110, the water control unit 120, and the water measurement unit 130, and is a wired communication network or a wireless communication network. It is configured to connect the state measurement unit 110 , the water control unit 120 , and the water measurement unit 130 to the control server 140 through the .

상기 저장부(142)는 상태 계측부(110)로부터 전송되는 수로의 수위정보와 수문의 상태정보 및 기상정보 그리고 용수 계측부(130)로부터 전송되는 용수 사용량에 관한 정보를 저장하되, 현재 날짜와 시간 정보를 함께 저장하게 되며, 이러한 과정을 미리 설정된 시간간격으로 반복하여 데이터베이스를 구축하도록 구성된다.The storage unit 142 stores the water level information of the waterway, the state information and weather information of the sluice gate, and the water usage information transmitted from the water measurement unit 130, transmitted from the state measurement unit 110, but the current date and time information are stored together, and this process is repeated at preset time intervals to build a database.

상기 기상정보부(143)는 기상청 서버로부터 기상예보정보를 수신하여 저장하고, 수신된 기상예보정보를 인공지능 계산부(144)로 전송하도록 구성된다.The weather information unit 143 is configured to receive and store weather forecast information from the Meteorological Agency server, and transmit the received weather forecast information to the artificial intelligence calculation unit 144 .

상기 인공지능 계산부(144)는 데이터베이스에 저장된 데이터의 분석과 학습을 통해 시간과 날씨 및 용수 사용량에 따른 수위 변화 패턴 정보를 분석하고, 분석된 수위 변화 패턴 정보 및 기상예보정보를 바탕으로 수문의 제어를 위한 제어신호를 생성하도록 구성된다.The artificial intelligence calculation unit 144 analyzes water level change pattern information according to time, weather, and water usage through analysis and learning of data stored in the database, and based on the analyzed water level change pattern information and weather forecast information, and generate a control signal for control.

한편, 상기 수위 변화 패턴 정보는, 강우량 측정기(114)에서 측정되는 강우량에 따른 수위 변화를 통계적으로 획득한 정보, 용수 계측부(130)에서 계측되는 용수 사용량에 따른 수위 변화를 통계적으로 획득한 정보, 수문 방류량에 따른 수위 변화를 통계적으로 획득한 정보, 온도센서(112)에서 감지되는 온도에 따른 수위 변화를 통계적으로 획득한 정보, 습도센서(113)에서 감지되는 습도에 따른 수위 변화를 통계적으로 획득한 정보, 날짜와 시간대 별로 수위 변화를 통계적으로 획득한 정보를 포함한다.On the other hand, the water level change pattern information includes information obtained statistically on a water level change according to the amount of rainfall measured by the rainfall meter 114, information obtained by statistically acquiring a water level change according to the water consumption measured by the water measurement unit 130, Statistical acquisition of water level change according to the sluice discharge amount, information obtained statistically on the water level change according to the temperature detected by the temperature sensor 112, and statistically acquiring the water level change according to the humidity detected by the humidity sensor 113 It includes information obtained statistically on water level change by date and time.

결국, 인공지능 계산부(144)는 다양한 상황에 따른 수위 변화 정보를 포함하는 수위 변화 패턴 정보와 기상청 서버로부터 획득된 기상예보정보 그리고 용수 사용량에 따른 수위 변화 패턴 정보로부터 수로의 수위 변화를 예측하고, 수로의 수위가 예측된 수위를 유지할 수 있도록 수문을 제어하기 위한 수문 제어신호를 생성하게 된다.In the end, the artificial intelligence calculation unit 144 predicts the water level change in the waterway from water level change pattern information including water level change information according to various situations, weather forecast information obtained from the Meteorological Administration server, and water level change pattern information according to water usage, and , a sluice gate control signal for controlling the sluice gate is generated so that the water level of the waterway can maintain the predicted water level.

한편, 인공지능 계산부(144)에서 생성된 수문 제어신호는 통신부(141)를 통해 수문제어부(120)로 전송되며, 수문제어부(120)는 전송되는 수문 제어신호에 대응하여 수문을 제어함으로써 방류량을 조절하게 된다.On the other hand, the sluice gate control signal generated by the artificial intelligence calculation unit 144 is transmitted to the sluice gate control unit 120 through the communication unit 141, and the sluice gate control unit 120 controls the sluice gate in response to the transmitted sluice gate control signal. This will control the amount of discharge.

한편, 기상청 서버로부터 전송되는 기상예보정보에는 가뭄판단지수가 더 포함될 수 있으며, 관제서버(140)는 가뭄판단지수에 따른 수위 변화를 통계적으로 획득한 정보를 추가적으로 획득하고 수위 예측에 활용함으로써, 갈수기에 보다 효과적인 대응이 가능하게 된다.On the other hand, the weather forecast information transmitted from the Meteorological Agency server may further include a drought determination index, and the control server 140 additionally acquires information obtained statistically on the water level change according to the drought determination index and uses it for water level prediction. A more effective response to

상기 사용자 단말(150)은 관제서버(140)와 통신을 수행하여 각종 정보와 신호를 송수신하면서 관리자가 원격지에서 수로의 상태를 모니터링하고, 필요시 수문을 제어할 수 있도록 하는 애플리케이션이 설치된 모바일 디바이스로 구성될 수 있다.The user terminal 150 communicates with the control server 140 to transmit and receive various types of information and signals, while monitoring the status of the waterway from a remote location and, if necessary, to a mobile device installed with an application to control the floodgate. can be configured.

상기와 같이 구성된 본 발명에 따른 지능형 수문 제어 시스템에 의해 구현되는 본 발명에 따른 지능형 수문 제어방법은 상태 계측부(110)에서 계측된 수로의 수위와 수문의 상태 및 기상정보 그리고 용수 계측부(130)에서 계측된 용수 사용량을 관제서버(140)가 전송받아 날짜 및 시간 정보와 함께 저장하되, 이러한 과정을 미리 설정된 시간간격으로 반복하여 데이터베이스를 구축하는 단계(S10); 관제서버(140)가 기상청 서버로부터 기상예보정보를 수신하는 단계(S20); 인공지능 계산부(144)가 관제서버(140)에 구축된 데이터베이스의 데이터를 분석하여 시간과 날씨 및 용수 사용량에 따른 수위 변화 패턴 정보를 분석하고, 분석된 수위 변화 패턴 정보 및 기상예보정보를 바탕으로 수문 제어신호를 생성하는 단계(S30); 및 상기 S30 단계에서 생성된 수문 제어신호를 수문제어부(120)로 전송하여 수문을 제어하는 단계(S40);로 이루어진다.The intelligent sluice gate control method according to the present invention implemented by the intelligent sluice gate control system according to the present invention configured as described above is the water level of the waterway measured by the state measuring unit 110, the state and weather information of the sluice gate, and the water measuring unit 130. The control server 140 receives the measured water usage and stores it together with date and time information, repeating this process at preset time intervals to build a database (S10); Step (S20) of the control server 140 receiving the weather forecast information from the Meteorological Administration server; The artificial intelligence calculation unit 144 analyzes the data of the database built in the control server 140 to analyze the water level change pattern information according to time, weather, and water usage, and based on the analyzed water level change pattern information and weather forecast information generating a sluice gate control signal (S30); and transmitting the sluice gate control signal generated in step S30 to the sluice gate control unit 120 to control the sluice gate (S40).

한편, 상기 S30 단계에서 인공지능 계산부(144)는 데이터베이스에 저장된 여러 정보를 인공 신경망의 입력 노드들에 각각 입력하고, 입력된 다중 정보값에 따라 미리 정해진 가중치가 적용되는 것과 함께 함수의 과정을 거쳐 출력값을 계산하게 되며, 입력값과 출력값에 따라 활성화함수를 적절히 변화시키는 과정을 반복하게 된다. 이때 상기 가중치는 인공 신경망의 학습이 반복되는 과정에서 지속적으로 변경될 수 있다.On the other hand, in the step S30, the artificial intelligence calculation unit 144 inputs various information stored in the database to the input nodes of the artificial neural network, and applies a predetermined weight according to the input multiple information values and performs the function of the process. Then, the output value is calculated, and the process of appropriately changing the activation function according to the input and output values is repeated. In this case, the weight may be continuously changed in the process of repeating the learning of the artificial neural network.

이와 같이 인공 신경망을 이용하여 데이터베이스의 정보를 분석하고 학습하는 인공지능 계산부(144)는 강우량에 따른 수위 변화를 통계적으로 획득한 정보, 용수 사용량에 따는 수위 변화를 통계적으로 획득한 정보, 수문 방류량에 따른 수위 변화를 통계적으로 획득한 정보, 온도에 따른 수위 변화를 통계적으로 획득한 정보, 습도에 따른 수위 변화를 통계적으로 획득한 정보, 날짜와 시간대 별로 수위 변화를 통계적으로 획득한 정보로 이루어진 수위 변화 패턴 정보를 획득하게 되며, 획득된 수위 변화 패턴 정보를 기반으로 수위 변화를 예측하게 된다.In this way, the artificial intelligence calculation unit 144 that analyzes and learns the information in the database using the artificial neural network statistically acquires the water level change according to the rainfall, statistically obtains the water level change according to the water usage, and the sluice discharge amount. Water level consisting of information obtained statistically on water level change according to Change pattern information is acquired, and the water level change is predicted based on the obtained water level change pattern information.

이처럼 본 발명에 따른 인공지능 계산부(144)는 인공 신경망을 이용한 반복된 학습을 통해 강우량별, 날씨별, 날짜별, 시간별, 용수 사용량별, 방류량별 수위 변화 패턴 정보를 분류함으로써, 앞으로의 수위 변화를 비교적 정확하게 예측할 수 있으며, 예측된 수위를 유지할 수 있도록 수문을 제어함으로써 수자원을 보다 효율적으로 관리할 수 있게 된다.As such, the artificial intelligence calculation unit 144 according to the present invention classifies the water level change pattern information by rainfall, weather, date, time, water usage, and discharge through repeated learning using an artificial neural network. Changes can be predicted relatively accurately, and water resources can be managed more efficiently by controlling the sluice gate to maintain the predicted water level.

본 발명은 상술한 특정의 바람직한 실시 예에 한정되지 아니하며, 청구범위에서 청구하는 본 발명의 요지를 벗어남이 없이 당해 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 누구든지 다양한 변형실시가 가능한 것은 물론이고, 그와 같은 변경은 청구범위 기재의 범위 내에 있게 된다.The present invention is not limited to the specific preferred embodiments described above, and without departing from the gist of the present invention as claimed in the claims, anyone with ordinary skill in the art to which the invention pertains can implement various modifications Of course, such modifications are intended to be within the scope of the claims.

<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명>
110: 상태 계측부 120: 수문제어부
130: 용수 계측부 140: 관제서버
141: 통신부 142: 저장부
143: 기상정보부 144: 인공지능 계산부
150: 사용자 단말<Explanation of symbols for main parts of the drawing>
110: state measurement unit 120: water fisherman
130: water measurement unit 140: control server
141: communication unit 142: storage unit
143: weather information unit 144: artificial intelligence calculation unit
150: user terminal

Claims (4)

수로의 수위와 저수량을 조절하도록 수로에 설치된 수문을 제어하는 수문 제어 시스템에 있어서,
수로와 수문의 상태 정보 및 기상정보를 계측하는 상태 계측부(110);
수문의 개폐동작을 제어하는 수문제어부(120);
상기 수로로부터 용수를 공급받아 사용하는 용수 수요처의 용수 사용량을 계측하는 용수 계측부(130);
상기 상태 계측부(110)로부터 전송되는 수로의 수위정보와 기상정보와 수문의 상태정보 및 상기 용수 계측부(130)로부터 전송되는 용수 사용량을 현재 날짜 및 시간 정보와 함께 저장하되 미리 설정된 시간간격으로 반복하여 데이터베이스를 구축하는 저장부(142)와, 기상청 서버로부터 전송되는 기상예보정보를 수신하여 저장하는 기상정보부(143)와, 상기 저장부(142)의 데이터를 분석하여 시간과 날씨 및 용수 사용량에 따른 수위 변화 패턴 정보를 분석하고, 분석된 수위 변화 패턴 정보 및 기상예보정보를 바탕으로 수문 제어신호를 생성하는 인공지능 계산부(144)를 포함하는 관제서버(140); 및
상기 수문제어부(120) 및 관제서버(140)와 통신을 하여 현재 수로의 상태를 모니터링하고, 원격으로 수문을 제어할 수 있도록 하는 모바일 디바이스로 이루어진 사용자 단말(150);로 구성된 것을 특징으로 하는 지능형 수문 제어 시스템.
In the sluice gate control system for controlling the sluice gate installed in the waterway to adjust the water level and the storage amount of the waterway,
a state measurement unit 110 for measuring the state information and weather information of waterways and sluice gates;
Water gate control unit 120 for controlling the opening and closing operation of the sluice gate;
a water measurement unit 130 for measuring the amount of water used by a water demander receiving water from the water channel;
The water level information and weather information of the water channel transmitted from the state measurement unit 110, the state information of the sluice gate, and the water consumption transmitted from the water measurement unit 130 are stored together with the current date and time information, but repeated at preset time intervals. A storage unit 142 that builds a database, a weather information unit 143 that receives and stores weather forecast information transmitted from the Meteorological Agency server, and analyzes the data of the storage unit 142 according to time, weather, and water usage. a control server 140 including an artificial intelligence calculation unit 144 that analyzes water level change pattern information and generates a hydrological control signal based on the analyzed water level change pattern information and weather forecast information; and
A user terminal 150 made of a mobile device that communicates with the water gate control unit 120 and the control server 140 to monitor the current waterway status and remotely control the water gate; characterized in that it comprises a; Intelligent sluice control system.
 청구항 1에 있어서,
기상청 서버로부터 관제서버(140)로 전송되는 기상예보정보는 가뭄판단지수를 포함하는 것을 특징으로 하는 지능형 수문 제어 시스템.
The method according to claim 1,
The weather forecast information transmitted from the Meteorological Administration server to the control server 140 includes a drought determination index.
 청구항 1에 있어서,
상기 수위 변화 패턴 정보는, 강우량에 따른 수위 변화를 통계적으로 획득한 정보, 용수 사용량에 따는 수위 변화를 통계적으로 획득한 정보, 수문 방류량에 따른 수위 변화를 통계적으로 획득한 정보, 온도에 따른 수위 변화를 통계적으로 획득한 정보, 습도에 따른 수위 변화를 통계적으로 획득한 정보, 날짜와 시간대 별로 수위 변화를 통계적으로 획득한 정보를 포함하는 것을 특징으로 하는 지능형 수문 제어 시스템.
The method according to claim 1,
The water level change pattern information includes information obtained statistically on water level change according to rainfall, information obtained statistically on water level change according to water usage, information obtained statistically on water level change according to sluice discharge amount, water level change according to temperature An intelligent hydrological control system, characterized in that it includes statistically acquired information, statistically acquired water level change according to humidity, and statistically acquired water level change by date and time.
 청구항 1 내지 3 중 어느 한 항에 따른 지능형 수문 제어 시스템으로 수문을 제어함에 있어서,
상태 계측부(110)에서 계측된 수로의 수위와 수문의 상태 및 기상정보 그리고 용수 계측부(130)에서 계측된 용수 사용량을 관제서버(140)가 전송받아 날짜 및 시간 정보와 함께 저장하되, 이러한 과정을 미리 설정된 시간간격으로 반복하여 데이터베이스를 구축하는 단계(S10);
관제서버(140)가 기상청 서버로부터 기상예보정보를 수신하는 단계(S20);
인공지능 계산부(144)가 관제서버(140)에 구축된 데이터베이스의 데이터를 분석하여 시간과 날씨 및 용수 사용량에 따른 수위 변화 패턴 정보를 분석하고, 분석된 수위 변화 패턴 정보 및 기상예보정보를 바탕으로 수문 제어신호를 생성하는 단계(S30); 및
상기 S30 단계에서 생성된 수문 제어신호를 수문제어부(120)로 전송하여 수문을 제어하는 단계(S40);로 이루어진 것을 특징으로 하는 지능형 수문 제어방법.In controlling the sluice gate with the intelligent sluice gate control system according to any one of claims 1 to 3,
The control server 140 receives the water level of the waterway measured by the state measuring unit 110, the state and weather information of the sluice gate, and the water usage measured by the water measuring unit 130, and stores it together with the date and time information, but this process is Building a database repeatedly at a preset time interval (S10);
Step (S20) of the control server 140 receiving the weather forecast information from the Meteorological Agency server;
The artificial intelligence calculation unit 144 analyzes the data of the database built in the control server 140 to analyze the water level change pattern information according to time, weather, and water usage, and based on the analyzed water level change pattern information and weather forecast information generating a sluice gate control signal (S30); and
and transmitting the sluice gate control signal generated in step S30 to the sluice control unit 120 to control the sluice gate (S40).
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