KR20220152770A - 침수 예경보시스템 및 방법 - Google Patents

침수 예경보시스템 및 방법 Download PDF

Info

Publication number
KR20220152770A
KR20220152770A KR1020210060107A KR20210060107A KR20220152770A KR 20220152770 A KR20220152770 A KR 20220152770A KR 1020210060107 A KR1020210060107 A KR 1020210060107A KR 20210060107 A KR20210060107 A KR 20210060107A KR 20220152770 A KR20220152770 A KR 20220152770A
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
water level
rainfall
region
flood
information
Prior art date
Application number
KR1020210060107A
Other languages
English (en)
Other versions
KR102485941B1 (ko
Inventor
전대수
정영수
최태욱
곽지민
Original Assignee
주식회사 이엔아이씨티
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 주식회사 이엔아이씨티 filed Critical 주식회사 이엔아이씨티
Priority to KR1020210060107A priority Critical patent/KR102485941B1/ko
Publication of KR20220152770A publication Critical patent/KR20220152770A/ko
Application granted granted Critical
Publication of KR102485941B1 publication Critical patent/KR102485941B1/ko

Links

Images

Classifications

    • G—PHYSICS
    • G08—SIGNALLING
    • G08B—SIGNALLING OR CALLING SYSTEMS; ORDER TELEGRAPHS; ALARM SYSTEMS
    • G08B21/00—Alarms responsive to a single specified undesired or abnormal condition and not otherwise provided for
    • G08B21/02—Alarms for ensuring the safety of persons
    • G08B21/10—Alarms for ensuring the safety of persons responsive to calamitous events, e.g. tornados or earthquakes
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01F—MEASURING VOLUME, VOLUME FLOW, MASS FLOW OR LIQUID LEVEL; METERING BY VOLUME
    • G01F23/00—Indicating or measuring liquid level or level of fluent solid material, e.g. indicating in terms of volume or indicating by means of an alarm
    • G01F23/80—Arrangements for signal processing
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01W—METEOROLOGY
    • G01W1/00—Meteorology
    • G01W1/14—Rainfall or precipitation gauges
    • G—PHYSICS
    • G08—SIGNALLING
    • G08B—SIGNALLING OR CALLING SYSTEMS; ORDER TELEGRAPHS; ALARM SYSTEMS
    • G08B31/00—Predictive alarm systems characterised by extrapolation or other computation using updated historic data
    • G—PHYSICS
    • G08—SIGNALLING
    • G08B—SIGNALLING OR CALLING SYSTEMS; ORDER TELEGRAPHS; ALARM SYSTEMS
    • G08B5/00—Visible signalling systems, e.g. personal calling systems, remote indication of seats occupied
    • G08B5/22—Visible signalling systems, e.g. personal calling systems, remote indication of seats occupied using electric transmission; using electromagnetic transmission

Abstract

침수 예경보시스템이 제공된다. 침수 예경보시스템은, 각 지역의 관로 수위를 계측하여 수위정보를 출력하는 수위계측센서, 각 지역의 강우량을 계측하여 강우량정보를 출력하는 강우량계측센서 및 수위정보와 강우량정보에 기초하여 도출된 강우패턴으로 관로 수위변화량을 예측하여 현재시점 및 미래시점에서의 각 지역에 대한 침수위험 판단과 그에 따른 침수예보 또는 경보를 통지하는 침수 예경보장치를 포함한다.

Description

침수 예경보시스템 및 방법{Forecast alarm system for inundating with water}
본 발명은 침수 예경보시스템에 관한 것으로, 특히 관로의 복잡한 수문특성을 고려하지 않더라도 관로의 다수 지점에서의 수위정보와 지역의 기상정보로부터 예측된 수위변화량에 따라 특정지역의 침수피해를 판단한 결과로부터 특정지역 내 다수의 사람들에게 침수 예보 또는 경보를 통지할 수 있는 침수 예경보시스템 및 방법에 관한 것이다.
최근 전세계적인 기후변화로 인하여 국지적인 돌발 또는 집중 강우 빈도가 증가하고 있으며, 이로 인하여 도시 지역내 침수 사고로 인한 피해규모가 증가하고 있는 실정이다.
도시 지역의 침수피해는 주로 저지대, 관거 불량, 범람 등 다양한 원인에 의하여 발생되고 있으며, 특히 저지대로의 우수 집중으로 인한 침수피해가 높은 비중을 차지하고 있다.
이와 같은 우수로 인한 도시 침수피해를 방지하기 위해 하수관거 개량, 배수펌프 증설, 관거 토사 제거 등 다양한 대책이 강구되고 있으나, 이들은 장기 대책에 불과하여 하절기 집중호우 등에 인해 급격히 증가하는 우수에 대한 대책으로는 적절치 않다.
최근 지역별 기상정보, 즉 강우정보를 활용한 침수 예측을 통해 우수에 의한 침수피해를 예방하는 방안이 대두되고 있다. 그러나, 이러한 침수 예측방법은 실제 강우가 발생된 지역에서만 활용되는 것으로, 인접지역에서 하수관로 또는 우수관로를 통해 유입되는 우수로 인한 침수 예측이 불가능하였다.
다시 말해, 강우발생지역과 인접된 지역은 상기 강우발생지역으로부터 하수관로 또는 우수관로를 통해 유입되는 우수에 의해 침수 피해가 발생될 수 있으나, 기존의 기상정보를 통한 침수 예측방법으로는 인접지역에 대한 침수 피해를 예측하는 것이 매우 어려운 현실이다.
본 발명은 관로의 복잡한 수문특성을 고려하지 않더라도 관로의 다수 지점에서의 수위정보와 지역의 기상정보로부터 예측된 수위변화량에 따라 특정지역의 침수피해를 판단한 결과로부터 특정지역 내 다수의 사람들에게 침수 예보 또는 경보를 통지할 수 있는 침수 예경보시스템 및 방법을 제공하고자 하는 데 있다.
본 발명의 실시예에 따른 침수 예경보시스템은, 각 지역의 다수의 맨홀 및 관로 내부에 설치되어 상기 관로의 수위를 계측하여 수위정보를 출력하는 다수의 수위계측센서; 각 지역에 하나 이상 설치되어 지역별 강우량을 계측하여 강우량정보를 출력하는 다수의 강우량계측센서; 및 상기 수위정보 및 강우량정보에 기초하여 지역별 강우패턴을 도출하고, 상기 강우패턴에 따라 각 지역의 관로 수위변화량을 예측하여 현재시점 및 미래시점에서 각 지역의 침수위험을 판단하며, 침수위험이 판단된 지역에 침수예보 또는 경보를 통지하는 침수 예경보장치를 포함한다.
본 발명의 실시예에 따른 침수 예경보방법은, 각 지역의 다수의 수위계측센서 각각에서 전송된 지역별 관로의 수위정보를 지역지도에 맵핑하는 단계; 각 지역의 다수의 강우량계측센서 각각에서 전송된 강우량정보에 기초하여 지역별 제1강우패턴을 도출하고, 기상정보서버에서 전송된 기상정보로부터 지역별 제2강우패턴을 도출하는 단계; 상기 수위정보, 제1강우패턴 및 제2강우패턴에 기초하여 각 지역의 현재시점과 미래시점의 관로 수위변화량을 예측하는 단계; 및 예측된 상기 관로 수위변화량으로부터 특정지역의 침수위험을 판단하고, 판단결과에 따라 특정지역에 침수예보 또는 경보를 통지하는 단계를 포함한다.
본 발명은 각 지역의 관로 내부에서 계측된 수위정보와 각 지역의 기상정보로부터 분석된 강우패턴에 기초하여 관로 수위변화량을 예측하고, 예측된 수위변화량에 따라 각 지역의 침수위험을 판단하여 침수 예보 또는 침수 경보를 통지할 수 있다.
또한, 본 발명은 다수의 지역들을 통해 유출지역까지 연장되어 형성된 관로를 통한 우수의 도달시간을 고려하여 특정지역의 현재시점 관로 수위변화량으로부터 상기 특정지역과 인접된 지역의 미래시점 관로 수위변화량을 예측할 수 있다.
따라서, 본 발명은 특정지역에 대한 수위정보 및 강우패턴으로부터 예측된 관로 수위변화로부터 특정지역의 현재시점 침수위험을 판단함과 함께, 상기 특정지역에서 유출지역까지의 우수 도달시간을 고려하여 특정지역과 인접된 지역의 미래시점 침수위험을 판단함으로써, 다수의 지역들에 대한 침수위험을 실시간으로 판단하여 침수 예보 또는 경보의 정확도를 높일 수 있다.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 침수 예경보시스템을 나타내는 도면이다.
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 침수 예경보방법을 나타내는 도면이다.
도 3은 본 발명의 침수 예경보방법의 실시예를 나타내는 도면이다.
본 명세서 및 청구범위에서 사용되는 용어는 본 발명의 다양한 실시 예들에서의 기능을 고려하여 일반적인 용어들을 선택하였다. 하지만, 이러한 용어들은 당 분야에 종사하는 기술자의 의도나 법률적 또는 기술적 해석 및 새로운 기술의 출현 등에 따라 달라질 수 있다. 또한, 일부 용어는 출원인이 임의로 선정한 용어일 수 있다. 이러한 용어에 대해서는 본 명세서에서 정의된 의미로 해석될 수 있으며, 구체적인 용어 정의가 없으면 본 명세서의 전반적인 내용 및 당해 기술 분야의 통상적인 기술 상식을 토대로 해석될 수도 있다.
또한, 본 명세서에 첨부된 각 도면에 기재된 동일한 참조 번호 또는 부호는 실질적으로 동일한 기능을 수행하는 부품 또는 구성요소를 나타낸다. 설명 및 이해의 편의를 위해서 서로 다른 실시 예들에서도 동일한 참조번호 또는 부호를 사용하여 설명하도록 한다. 즉, 복수의 도면에서 동일한 참조 번호를 가지는 구성 요소를 모두 도시하고 있다고 하더라도, 복수의 도면들이 하나의 실시 예를 의미하는 것은 아니다.
또한, 본 명세서 및 청구범위에서는 구성요소들 간의 구별을 위하여 '제1', '제2' 등과 같이 서수를 포함하는 용어가 사용될 수 있다. 이러한 서수는 동일 또는 유사한 구성 요소들을 서로 구별하기 위하여 사용하는 것이며, 이러한 서수 사용으로 인하여 용어의 의미가 한정 해석되어서는 안될 것이다. 일 예로, 이러한 서수와 결합된 구성 요소는 그 숫자에 의해 사용 순서나 배치 순서 등이 제한 해석되어서는 안된다. 필요에 따라서는, 각 서수들은 서로 교체되어 사용될 수도 있다.
본 명세서에서 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다름을 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다. 본 출원에서, '포함하다' 또는 '구성하다' 등의 용어는 명세서 상에 기재된 특성, 숫자, 단계, 동작, 구성 요소, 부품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특성들이나 숫자, 단계, 동작, 구성 요소, 부품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.
또한, 본 발명의 실시 예에서, 어떤 부분이 다른 부분과 연결되어 있다고 할 때, 이는 직접적인 연결뿐 아니라, 다른 매체를 통한 간접적인 연결의 경우도 포함한다. 또한 어떤 부분이 어떤 구성 요소를 포함한다는 의미는, 특별히 반대되는 기재가 없는 한 다른 구성 요소를 제외하는 것이 아니라 다른 구성 요소를 더 포함할 수 있다는 것을 의미한다.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 침수 예경보시스템을 나타내는 도면이다.
도 1을 참조하면, 본 실시예에 따른 침수 예경보시스템(10)은 수위계측센서(110), 강우량계측센서(120), 침수 예경보장치(200), 기상정보서버(300) 및 사용자단말기(400)가 유/무선 네트워크를 통해 서로 연결되어 구성될 수 있다.
수위계측센서(110)는 다수의 지역 각각에 하나 이상 배치될 수 있다. 수위계측센서(110)는 각 지역의 관로, 예컨대 하수관로 또는 우수관로 내부의 수위를 계측할 수 있다. 수위계측센서(110)는 관로 내부 또는 상기 관로를 따라 배치된 다수의 맨홀 각각에 설치될 수 있으며, 관로 또는 맨홀 내부로 광, 레이저 또는 초음파 등을 조사하여 수위를 계측할 수 있다.
수위계측센서(110)는 계측결과에 따른 수위데이터를 수위정보로 생성하여 침수 예경보장치(200)에 전송할 수 있다. 이때, 수위계측센서(110)는 센서ID 및 설치된 지역의 위치좌표를 포함하여 수위정보를 생성할 수 있다.
또한, 수위계측센서(110)는 침수 예경보장치(200)의 동작 제어에 따라 설정된 측정주기에 기초하여 수위를 계측하고, 설정된 통신주기에 기초하여 수위정보를 전송할 수 있다.
한편, 수위계측센서(110)는 그 설치위치의 환경상태, 다시 말해 관로 또는 맨홀 내부의 습기 또는 분진 등에 의해 오동작될 수 있다. 따라서, 본 실시예의 수위계측센서(110)는 그 외주면에 PCB 또는 에폭시 등의 방수방진 물질이 코팅될 수 있다. 이러한, 수위계측센서(110)는 배터리 등이 장착되어 운용되거나 기존의 수위계측센서와 같이 외부의 전송선로를 통해 인가되는 상시전원으로 운용될 수 있다.
강우량계측센서(120)는 다수의 지역 각각에 하나 이상 배치되고, 각 지역에서의 강우량을 계측할 수 있다. 강우량계측센서(120)는 센서ID, 설치된 위치좌표 및 계측에 따른 강우량데이터를 포함하는 강우량정보를 침수 예경보장치(200)로 전송할 수 있다.
강우량계측센서(120)는 침수 예경보장치(200)의 동작 제어에 따라 설정된 측정주기에 기초하여 강우량을 계측하고, 설정된 통신주기에 기초하여 강우량정보를 전송할 수 있다.
침수 예경보장치(200)는 수위계측센서(110), 강우량계측센서(120) 또는 후술될 기상청서버(300)로부터 전송되는 정보에 기초하여 다수의 지역들 각각에서의 관로 수위변화를 예측하고, 예측결과에 따라 특정지역에 대한 침수위험을 판단하여 해당지역에 침수 예보 또는 경보를 통지할 수 있다.
침수 예경보장치(200)는 센서동작제어부(210), 수위정보맵핑부(220), 강우패턴분석부(230), 수위변화예측부(240), 침수위험판단부(250) 및 데이터베이스(260)를 포함할 수 있다.
센서동작제어부(210)는 수위계측센서(110) 및 강우량계측센서(120)의 동작을 제어할 수 있다. 센서동작제어부(210)는 설정된 측정주기에 따라 수위계측센서(110) 및 강우량계측센서(120) 각각이 수위계측 및 강우량계측을 하도록 제어할 수 있다. 또한, 센서동작제어부(210)는 설정된 통신주기에 따라 수위계측센서(110) 및 강우량계측센서(120) 각각이 계측결과, 즉 수위정보 및 강우량정보를 전송하도록 제어할 수 있다.
여기서, 측정주기 및 통신주기는 수위계측센서(110) 또는 강우량계측센서(120)가 설치된 지역의 기상상태에 따라 서로 다른 값으로 설정될 수 있다. 예컨대, 수위계측센서(110) 또는 강우량계측센서(120)가 설치된 지역이 강우상태인 경우에, 측정주기는 대략 1분으로 설정되고, 통신주기는 5~10분으로 설정될 수 있다. 또한, 수위계측센서(110) 또는 강우량계측센서(120)가 설치된 지역이 비강우상태인 경우에, 측정주기는 대략 60분으로 설정되고 통신주기는 대략 6시간으로 설정될 수 있다.
또한, 센서동작제어부(210)는 다수의 수위계측센서(110) 또는 다수의 강우량계측센서(120) 중에서 설정된 통신주기에 따라 정보를 전송하지 않은 적어도 하나를 검출할 수 있다. 그리고, 센서동작제어부(210)는 검출된 수위계측센서(110) 또는 강우량계측센서(120)가 위치하는 지역 내 관공서 또는 관리자에게 이를 통보하여 해당 센서가 교체되도록 할 수 있다.
수위정보맵핑부(220)는 데이터베이스(260)에서 제공된 지역지도에 다수의 수위계측센서(110) 각각에서 전송된 수위정보를 맵핑할 수 있다.
도 3에 도시된 바와 같이, 지역지도에는 서로 인접된 다수의 지역들(A, B, C), 상기 다수의 지역들(A, B, C) 각각에 배치된 다수의 맨홀(A-1~A-3, B-1~B-3, C-1~C-3)과 관로(P1, P2) 및 상기 관로(P1, P2)의 끝단영역, 즉 우수의 유출지역(D)이 표시되어 있다.
수위정보맵핑부(220)는 다수의 수위계측센서(110) 각각에서 전송된 수위정보에 포함된 센서 ID 및 위치좌표에 기초하여 해당 센서가 설치된 맨홀 또는 관로에 수위정보를 대응시켜 맵핑할 수 있다.
수위정보맵핑부(220)는 다수의 수위계측센서(110) 각각이 설정된 통신주기마다 전송하는 수위정보로 기 맵핑된 수위정보를 갱신할 수 있다.
강우패턴분석부(230)는 다수의 강우량계측센서(120) 각각에서 제공된 강우량정보 또는 기상정보서버(300)에서 제공된 기상예측정보를 분석하여 각 지역에 대한 시간대별 강우패턴을 출력할 수 있다.
강우패턴분석부(230)는 다수의 강우량계측센서(120)에서 각 지역의 강우량정보를 제공받고, 이를 분석하여 지역별 제1강우패턴, 예컨대 각 지역의 현재시점의 강우량에 대한 패턴을 도출할 수 있다. 여기서, 제1강우패턴은 소정의 시간단위, 예컨대 분(minute) 단위의 다수개의 강우량데이터를 가질 수 있다.
또한, 강우패턴분석부(230)는 기상정보서버(300)에서 각 지역의 기상정보를 제공받고, 이를 분석하여 지역별 제2강우패턴, 예컨대 각 지역의 미래시점의 강우량에 대한 패턴을 도출할 수 있다. 여기서, 제2강우패턴 역시 분 단위의 다수개의 강우량데이터를 가진 형태로 도출될 수 있다.
한편, 강우패턴분석부(230)는 하나 이상의 예측모델, 예컨대 Huff의 4분위법을 이용하여 기상정보서버(300)의 기상정보로부터 각 지역에 대한 제2강우패턴을 도출할 수 있다. 이때, 강우패턴분석부(230)는 다수의 제2강우패턴을 도출하여 출력할 수 있다.
수위변화예측부(240)는 수위정보맵핑부(220)에서 출력된 수위정보와 강우패턴분석부(230)에서 출력된 제1강우패턴 및 제2강우패턴으로부터 각 지역의 시간대별 관로 수위변화량을 예측할 수 있다.
예컨대, 수위변화예측부(240)는 수위정보와 제1강우패턴에 기초하여 각 지역의 현재시점의 관로 수위변화량을 예측할 수 있다. 또한, 수위변화예측부(240)는 수위정보와 제2강우패턴에 기초하여 각 지역의 미래시점의 관로 수위변화량을 예측할 수 있다.
또한, 수위변화예측부(240)는 우수의 도달시간에 따라 각 지역의 미래시점의 관로 수위변화량을 예측할 수 있다. 예컨대, 수위변화예측부(240)는 다수의 지역들 중에서 특정지역의 수위정보 및 제1강우패턴에 기초하여 현재시점의 관로 수위변화량을 예측할 수 있다.
그리고, 수위변화예측부(240)는 우수 도달시간, 즉 관로를 통해 흐름방향을 따라 우수가 특정지역에서 유출지역, 다시말해 우수가 외부로 배출되는 지역까지 흐르는 시간에 기초하여 특정지역의 수위변화량으로부터 상기 특정지역에 인접하는 지역의 미래시점의 관로 수위변화량을 예측할 수 있다. 여기서, 우수 도달시간은 관로의 길이, 관로를 통한 우수의 흐름속도 또는 특정지역의 관로 수위변화량과 유출지역의 관로 수위변화량 간 시간차이로부터 소정 값으로 설정될 수 있다.
즉, 본 실시예의 수위변화예측부(240)는 각 지역의 수위정보, 제1강우패턴 또는 제2강우패턴에 기초하여 현재 및 미래의 지역별 관로 수위변화량을 예측할 수 있다. 또한, 수위변화예측부(240)는 특정지역에서 유출지역까지의 우수 도달시간에 기초하여 특정지역의 현재 관로 수위변화량으로부터 상기 특정지역에 인접된 지역의 미래시점 관로 수위변화량을 예측할 수 있다.
전술된 수위변화예측부(240)는 머신러닝 또는 딥러닝 등의 인공지능을 기반으로 다수의 지역들 각각에 대한 시간대별 관로 수위변화량을 예측할 수 있다. 이를 위해, 수위변화예측부(240)는 데이터베이스(260)에 저장된 다수의 학습데이터를 이용하여 학습을 수행하고, 그 학습결과에 기초하여 각 지역의 현재시점 또는 미래시점의 관로 수위변화량을 예측할 수 있다.
침수위험판단부(250)는 수위변화예측부(240)에 의한 각 지역의 관로 수위변화량에 기초하여 각 지역에 대한 침수위험을 판단할 수 있다. 침수위험판단부(250)는 판단결과에 따라 침수 위험이 있는 지역 내 관공서 또는 해당 지역에 위치하는 다수의 사용자단말기(400)로 침수 예보 또는 침수 경보를 통지할 수 있다.
침수위험판단부(250)는 수위변화예측부(240)로부터 제공되는 시간대별 수위변화량으로부터 관로의 수위값을 산출할 수 있다. 침수위험판단부(250)는 산출된 수위값을 기 설정된 기준값과 비교하고, 관로 수위값이 기준값 이상인 경우에 해당 관로 수위값이 산출된 지역을 침수위험지역으로 판단할 수 있다.
데이터베이스(260)에는 도 3에 도시된 바와 같은 지역지도, 즉 다수의 지역들(A, B, C, D) 및 각 지역 내 배치된 다수의 맨홀(A-1~A-3, B-1~B-3, C-1~C-3)과 관로(P1, P2)가 표시된 지역지도가 저장될 수 있다.
또한, 데이터베이스(260)에는 다수의 학습데이터, 즉 수위정보, 강우정보 및 강우패턴으로부터 예측된 이전의 각 지역별 수위변화량 및 이로부터 판단된 각 지역의 침수위험 판단결과에 대한 데이터가 저장될 수 있다. 이러한 학습데이터는 수위변화예측부(240)의 머신러닝 또는 딥러닝 등의 학습에 활용될 수 있다.
기상정보서버(300)는 다수의 지역들에 대한 기상정보를 침수 예경보장치(200)로 전송할 수 있다. 기상정보는 현재시점까지의 각 지역의 강우량정보 또는 미래시점의 각 지역에 대한 기상예측정보, 즉 강우예측정보를 포함할 수 있다.
사용자단말기(400)는 다수의 지역 각각의 사람들이 소지하는 장치로, 컴퓨터 또는 스마트폰 등과 같이 침수 예경보장치(200)와 유/무선 네트워크를 통해 통신할 수 있는 장치일 수 있다. 사용자단말기(400)는 침수 예경보장치(200)로부터 침수 예보 또는 침수 경보를 제공받을 수 있다.
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 침수 예경보방법을 나타내는 도면이고, 도 3은 본 발명의 침수 예경보방법의 실시예를 나타내는 도면이다.
먼저, 도 3에 도시된 바와 같이, 다수의 지역들(A, B, C, D) 각각에는 다수의 맨홀(A-1~A-3, B-1~B-3, C-1~C-3) 및 상기 다수의 맨홀(A-1~A-3, B-1~B-3, C-1~C-3) 간을 연결하는 관로(P1, P2)가 배치될 수 있다.
관로(P1, P2)는 본류관로(P1) 및 지류관로(P2)를 포함할 수 있다. 여기서, 본류관로(P1)는 A지역(A)에서 D지역(D), 즉 유출지역까지 연결되도록 형성되고, 지류관로(P2)는 각 지역(A, B, C)에서 적어도 한 쌍의 맨홀 간을 연결하거나 또는 하나의 맨홀과 본류관로(P1) 간을 연결하도록 형성될 수 있다. 이에, 다수의 맨홀(A-1~A-3, B-1~B-3, C-1~C-3)을 통해 유입되는 우수는 지류관로(P2)로부터 본류관로(P1)를 통해 D지역(D)으로 흘러 외부로 배출될 수 있다. 여기서, D지역(D)은 우수나 하수가 방류되는 강, 호수 또는 우수처리소 등의 장소일 수 있다.
그리고, 각 지역(A, B, C, D)의 다수의 맨홀(A-1~A-3, B-1~B-3, C-1~C-3) 또는 관로(P1, P2) 내에는 다수의 수위계측센서(110) 각각이 설치되어 관로 내부의 수위를 계측할 수 있다. 또한, 각 지역(A, B, C, D)에는 하나 이상의 강우량계측센서(120)가 설치되어 각 지역에서의 강우량을 계측할 수 있다.
그리고, 전술된 다수의 맨홀(A-1~A-3, B-1~B-3, C-1~C-3) 및 관로(P1, P2), 다수의 수위계측센서(110) 및 강우량계측센서(120)가 배치된 다수의 지역들(A, B, C, D)에 대한 지역지도가 데이터베이스(260)에 저장될 수 있다.
이하, 도면을 참조하여 본 발명에 따라 침수 예경보방법을 상세히 설명하기로 한다.
각 지역(A, B, C, D)에 배치된 다수의 수위계측센서(110)는 설정된 측정주기마다 관로의 수위를 계측하여 수위정보를 생성하고, 통신주기마다 생성된 수위정보를 침수 예경보장치(200)로 전송할 수 있다. 침수 예경보장치(200)의 수위정보맵핑부(220)는 다수의 수위계측센서(110) 각각에서 전송된 수위정보를 데이터베이스(260)에서 제공된 지역지도에 맵핑할 수 있다(S10).
수위정보는 각 수위계측센서(110)의 ID 및 설치 위치에 대한 위치좌표를 포함할 수 있으며, 이를 이용하여 지역지도 상의 해당 위치에 수위정보가 맵핑될 수 있다. 또한, 수위정보는 통신주기마다 갱신되어 맵핑될 수 있다.
다음으로, 강우패턴분석부(230)는 다수의 강우량계측센서(120)에서 전송된 강우량정보 또는 기상정보서버(300)로부터 전송된 기상정보를 분석하여 각 지역에 대한 시간대별 강우패턴을 도출할 수 있다(S20).
다수의 강우량계측센서(120)는 측정주기마다 각 지역(A, B, C, D)의 강우량을 계측하여 강우량정보를 생성하고, 통신주기마다 강우량정보를 침수 예경보장치(200)로 전송할 수 있다. 강우패턴분석부(230)는 강우량계측센서(120)에서 전송된 강우량정보를 분석하여 각 지역에 대한 제1강우패턴, 즉 각 지역의 현재시점 강우패턴을 도출할 수 있다.
다수의 강우량계측센서(120)는 분 단위로 강우량을 계측하여 강우량정보를 전송할 수 있으며, 이에 강우패턴분석부(230)는 강우량정보로부터 분 단위의 다수개의 강우량데이터를 포함하는 제1강우패턴을 출력할 수 있다.
강우패턴분석부(230)는 기상정보서버(300)로부터 각 지역에 대한 기상정보, 예컨대 강우예측정보를 제공받을 수 있다. 강우패턴분석부(230)는 기상정보를 분석하여 제2강우패턴, 즉 각 지역의 미래시점 강우패턴을 도출할 수 있다.
여기서, 강우패턴분석부(230)는 예측모델, 예컨대 Huff의 4분위법을 이용하여 제2강우패턴을 도출할 수 있다. 이때, 제2강우패턴은 복수개로 도출되어 출력될 수 있으며, 각각의 제2강우패턴은 분 단위의 다수개의 강우량데이터를 포함할 수 있다.
계속해서, 수위변화예측부(240)는 수위정보맵핑부(220)에서 출력된 수위정보와 강우패턴분석부(230)에서 출력된 제1강우패턴 및 제2강우패턴으로부터 각 지역(A, B, C, D)에 대한 시간대별 관로 수위변화량을 예측할 수 있다(S30).
수위변화예측부(240)는 수위정보 및 제1강우패턴에 기초하여 각 지역에 대한 현재시점의 관로 수위변화량을 예측할 수 있다. 또한, 수위변화예측부(240)는 수위정보 및 제2강우패턴에 기초하여 각 지역에 대한 미래시점의 관로 수위변화량을 예측할 수 있다.
예컨대, 강우패턴분석부(230)는 A지역(A)의 하나 이상의 강우량계측센서(120)로부터 전송된 강우량정보에 기초하여 A지역(A)의 제1강우패턴을 도출할 수 있다. 이에, 수위변화예측부(240)는 수위정보맵핑부(220)에서 제공된 수위정보와 강우패턴분석부(230)에서 출력된 제1강우패턴으로부터 A지역(A)의 현재시점 관로 수위변화량을 예측할 수 있다.
또한, 강우패턴분석부(230)는 기상정보서버(300)로부터 전송된 A지역(A)에 대한 기상정보, 예컨대 강우예측정보로부터 A지역(A)의 제2강우패턴을 출력할 수 있다. 이에, 수위변화예측부(240)는 수위정보와 제2강우패턴으로부터 A지역(A)의 미래시점 관로 수위변화량을 예측할 수 있다.
여기서, 제2강우패턴은 복수개로 출력될 수 있다. 따라서, 수위변화예측부(240)는 복수개의 제2강우패턴 각각에 따른 관로 수위변화량을 예측하고, 그 중에서 변화량 정도가 가장 큰 하나를 추출하여 A지역(A)의 미래시점의 수위변화량으로 예측할 수 있다.
한편, 수위변화예측부(240)는 우수의 도달시간, 예컨대 A지역(A)에서 D지역(D)까지 본류관로(P1)를 통한 우수의 도달시간에 기초하여 A지역(A)에 인접된 타 지역, 예컨대 B지역(B), C지역(C) 또는 D지역(D)에서의 관로 수위변화량을 예측할 수 있다.
예컨대, 수위변화예측부(240)에서 A지역(A)의 수위정보와 제1강우패턴으로부터 A지역(A)의 현재시점 수위변화량을 예측할 수 있다. 이어, 수위변화예측부(240)는 A지역(A)에서 D지역(D)까지의 우수 도달시간에 기초하여 미래시점의 D지역(D) 관로 수위변화량을 예측하고, 예측된 D지역(D)의 관로 수위변화량으로부터 B지역(B) 및 C지역(C)에 대한 미래시점의 관로 수위변화량을 예측할 수 있다.
여기서, 우수 도달시간은 A지역(A)에서 D지역(D)까지의 본류관로(P1)의 길이 또는 상기 본류관로(P1) 내의 우수 이동속도 또는 A지역(A)의 본류관로(P1) 내부의 수위변화량과 D지역(D)의 본류관로(P1) 내부의 수위변화량의 시간차 등으로부터 소정 값으로 설정될 수 있다.
이와 같이, 본 실시예의 수위변화예측부(240)는 A지역(A)의 현재 및 미래시점의 관로 수위변화량을 예측하고, A지역(A)에서 D지역(D)까지의 우수 도달시간에 기초하여 A지역(A)에 인접된 B지역(B) 또는 C지역(C)의 미래시점의 관로 수위변화량을 예측할 수 있다. 즉, 본 발명은 관로를 통한 우수의 도달시간에 따라 특정지역에서 예측된 관로 수위변화량으로 상기 특정지역에 인접된 지역의 미래시점 관로 수위변화량을 예측할 수 있다.
다음으로, 침수위험판단부(250)는 수위변화예측부(240)에서 예측된 관로 수위변화량으로부터 다수의 지역들(A, B, C, D)에 대한 침수위험을 판단할 수 있다(S40).
침수위험판단부(250)는 현재시점의 관로 수위변화량으로부터 현재시점의 관로 수위값을 도출할 수 있다. 그리고, 도출된 관로 수위값을 기준값과 비교하고, 관로 수위값이 기준값 이상인 경우에 해당 지역에 대한 현재시점의 침수위험을 판단할 수 있다.
또한, 침수위험판단부(250)는 미래시점의 관로 수위변화량으로부터 미래시점의 관로 수위값을 도출할 수 있다. 그리고, 관로 수위값을 기준값과 비교하여 기준값 이상인 경우에 해당 지역에 대한 미래시점의 침수위험을 판단할 수 있다.
예컨대, 수위변화예측부(240)에서 A지역(A)에 대한 현재시점 관로 수위변화량이 예측되면, 침수위험판단부(250)는 수위변화량에 기초한 현재시점 관로 수위값에 따라 A지역(A)에 대한 현재시점의 침수위험을 판단할 수 있다. 또한, 수위변화예측부(240)에서 A지역(A)에 대한 미래시점 관로 수위변화량이 예측되면, 침수위험판단부(250)는 수위변화량에 기초하여 미래시점 관로 수위값에 따라 A지역(A)에 대한 미래시점의 침수위험을 판단할 수 있다.
한편, 수위변화예측부(240)는 우수 도달시간에 기초하여 A지역(A)의 수위변화량 예측값으로부터 B지역(B) 및 C지역(C)에 대한 미래시점의 관로 수위변화량을 예측하는 것으로 설명되었다.
따라서, 침수위험판단부(250)는 현재시점의 A지역(A)의 침수위험 판단과 함께 우수 도달시간을 고려하여 예측된 미래시점의 B지역(B) 및 C지역(C)에 대한 수위변화량으로부터 상기 B지역(B) 및 C지역(C)의 미래시점 침수위험을 판단할 수 있다.
이어, 침수위험판단부(250)는 판단 결과에 따라 해당 지역의 관공서 등에 침수 예보 또는 경보를 통지할 수 있다. 또한, 침수위험판단부(250)는 판단 결과에 따라 해당 지역에 위치하는 다수의 사용자단말기(400) 각각으로 침수 예보 또는 경보를 통지할 수 있다(S50).
상술한 바와 같이, 본 실시예에 따른 침수 예경보방법은 각 지역의 관로 내부에서 계측된 수위정보와 각 지역의 기상정보로부터 분석된 강우패턴에 기초하여 관로 수위변화량을 예측하고, 예측된 수위변화량에 따라 각 지역의 침수위험을 판단하여 침수 예보 또는 침수 경보를 통지할 수 있다.
또한, 본 발명은 다수의 지역들을 통해 유출지역까지 연장되어 형성된 관로를 통한 우수의 도달시간을 고려하여 특정지역의 현재시점 관로 수위변화량으로부터 상기 특정지역과 인접된 지역의 미래시점 관로 수위변화량을 예측할 수 있다.
따라서, 본 발명은 특정지역에 대한 수위정보 및 강우패턴으로부터 예측된 관로 수위변화로부터 특정지역의 현재시점 침수위험을 판단함과 함께, 상기 특정지역에서 유출지역까지의 우수 도달시간을 고려하여 특정지역과 인접된 지역의 미래시점 침수위험을 판단함으로써, 다수의 지역들에 대한 침수위험을 실시간으로 판단하여 침수 예보 또는 경보의 정확도를 높일 수 있다. 이로 인해, 각 지역에서는 우수펌프 기동 등과 같은 침수예방활동이나 주민대피 등과 같은 선조치가 가능할 수 있다.
이상, 본 발명의 일 실시 예에 대하여 설명하였으나, 해당 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 특허청구범위에 기재된 본 발명의 사상으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서, 구성 요소의 부가, 변경, 삭제 또는 추가 등에 의해 본 발명을 다양하게 수정 및 변경시킬 수 있을 것이며, 이 또한 본 발명의 권리범위 내에 포함된다고 할 것이다.
또한, 전술된 용어들은 본 발명에서의 기능을 고려하여 정의된 용어들로서 이는 사용자, 운용자의 의도 또는 관례에 따라 달라질 수 있다. 그러므로, 이러한 용어들에 대한 정의는 본 명세서 전반에 걸친 내용을 토대로 하여 내려져야 할 것이다.
10: 침수 예경보시스템 110: 수위계측센서
120: 강우량계측센서 200: 침수 예경보장치
210: 센서동작제어부 220: 수위정보맵핑부
230: 강우패턴분석부 240: 수위변화예측부
250: 침수위험판단부 260: 데이터베이스
300: 기상정보서버 400: 사용자단말기

Claims (13)

  1. 각 지역의 다수의 맨홀 및 관로 내부에 설치되어 상기 관로의 수위를 계측하여 수위정보를 출력하는 다수의 수위계측센서;
    각 지역에 하나 이상 설치되어 지역별 강우량을 계측하여 강우량정보를 출력하는 다수의 강우량계측센서; 및
    상기 수위정보 및 강우량정보에 기초하여 지역별 강우패턴을 도출하고, 상기 강우패턴에 따라 각 지역의 관로 수위변화량을 예측하여 현재시점 및 미래시점에서 각 지역의 침수위험을 판단하며, 침수위험이 판단된 지역에 침수예보 또는 경보를 통지하는 침수 예경보장치를 포함하는 침수 예경보시스템.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 침수 예경보장치는,
    지역지도에 각 지역의 상기 수위정보를 맵핑하는 수위정보맵핑부;
    상기 강우량정보를 분석하여 각 지역의 제1강우패턴을 도출하고, 기상정보서버에서 제공된 지역별 기상정보를 분석하여 각 지역의 제2강우패턴을 도출하는 강우패턴분석부;
    상기 수위정보, 제1강우패턴 및 제2강우패턴에 기초하여 각 지역의 현재시점 및 미래시점의 관로 수위변화량을 예측하는 수위변화예측부; 및
    예측된 상기 관로 수위변화량으로부터 특정지역의 침수위험을 판단하고, 판단결과에 따라 특정지역에 침수예보 또는 경보를 통지하는 침수위험판단부를 포함하는 것을 특징으로 하는 침수 예경보시스템.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 수위변화예측부는,
    우수의 도달시간에 기초하여 특정지역과 인접된 지역의 미래시점의 관로 수위변화량을 예측하는 것을 특징으로 하는 침수 예경보시스템.
  4. 제2항에 있어서,
    상기 제1강우패턴은 상기 강우량정보로부터 도출된 각 지역의 현재시점 강우패턴이고, 상기 제2강우패턴은 상기 기상정보로부터 도출된 각 지역의 미래시점 강우패턴이며,
    상기 제1강우패턴 및 제2강우패턴 각각은 분 단위의 다수개의 강우량데이터를 포함하는 것을 특징으로 하는 침수 예경보시스템.
  5. 제2항에 있어서,
    상기 제2강우패턴은 예측모델을 통해 복수개로 도출되는 것을 특징으로 하는 침수 예경보시스템.
  6. 제2항에 있어서,
    상기 침수위험판단부는,
    상기 관로 수위변화량으로부터 관로 수위값을 산출하고, 상기 관로 수위값을 기준값과 비교하여 특정지역의 침수위험을 판단하는 것을 특징으로 하는 침수 예경보시스템.
  7. 제1항에 있어서,
    상기 침수 예경보장치는,
    측정주기 및 통신주기에 따라 상기 수위계측센서와 강우량계측센서의 동작을 제어하는 센서동작제어부를 더 포함하고,
    상기 측정주기 및 통신주기는 각 지역의 기상상태에 따라 서로 다른 값으로 설정되는 것을 특징으로 하는 침수 예경보시스템.
  8. 각 지역의 다수의 수위계측센서 각각에서 전송된 지역별 관로의 수위정보를 지역지도에 맵핑하는 단계;
    각 지역의 다수의 강우량계측센서 각각에서 전송된 강우량정보에 기초하여 지역별 제1강우패턴을 도출하고, 기상정보서버에서 전송된 기상정보로부터 지역별 제2강우패턴을 도출하는 단계;
    상기 수위정보, 제1강우패턴 및 제2강우패턴에 기초하여 각 지역의 현재시점과 미래시점의 관로 수위변화량을 예측하는 단계; 및
    예측된 상기 관로 수위변화량으로부터 특정지역의 침수위험을 판단하고, 판단결과에 따라 특정지역에 침수예보 또는 경보를 통지하는 단계를 포함하는 침수 예경보방법.
  9. 제8항에 있어서,
    상기 관로 수위변화량을 예측하는 단계는,
    상기 수위정보 및 제1강우패턴에 기초하여 각 지역의 현재시점의 상기 관로 수위변화량을 예측하는 단계; 및
    상기 수위정보 및 제2강우패턴에 기초하여 각 지역의 미래시점의 상기 관로 수위변화량을 예측하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 침수 예경보방법.
  10. 제9항에 있어서,
    상기 제2강우패턴은 복수개로 도출되고,
    상기 각 지역의 미래시점의 상기 관로 수위변화량을 예측하는 단계는,
    복수개의 제2강우패턴 각각에 따른 다수의 관로 수위변화량을 예측하는 단계; 및
    예측된 상기 다수의 관로 수위변화량 중 변화정도가 가장 큰 하나로부터 상기 미래시점의 관로 수위변화량으로 예측하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 침수 예경보방법.
  11. 제8항에 있어서,
    상기 관로 수위변화량을 예측하는 단계는,
    우수 도달시간에 기초하여 특정지역의 현재시점의 관로 수위변화량으로부터 상기 특정지역에 인접된 지역의 미래시점의 관로 수위변화량을 예측하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 침수 예경보방법.
  12. 제8항에 있어서,
    상기 침수예보 또는 경보를 통지하는 단계는,
    상기 관로 수위변화량으로부터 각 지역의 관로 수위값을 산출하는 단계;
    상기 관로 수위값과 기준값을 비교하는 단계; 및
    비교 결과 상기 관로 수위값이 상기 기준값 이상이면, 해당지역의 침수 위험을 판단하여 침수예보 또는 경보를 통지하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 침수 예경보방법.
  13. 제8항에 있어서,
    설정된 측정주기 및 통신주기에 따라 상기 수위계측센서 및 강우량계측센서의 동작을 제어하는 단계를 더 포함하고,
    상기 측정주기 및 통신주기는 각 지역의 기상상태에 따라 서로 다른 값으로 설정되는 것을 특징으로 하는 침수 예경보방법.


KR1020210060107A 2021-05-10 2021-05-10 침수 예경보시스템 및 방법 KR102485941B1 (ko)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020210060107A KR102485941B1 (ko) 2021-05-10 2021-05-10 침수 예경보시스템 및 방법

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020210060107A KR102485941B1 (ko) 2021-05-10 2021-05-10 침수 예경보시스템 및 방법

Publications (2)

Publication Number Publication Date
KR20220152770A true KR20220152770A (ko) 2022-11-17
KR102485941B1 KR102485941B1 (ko) 2023-01-10

Family

ID=84233126

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020210060107A KR102485941B1 (ko) 2021-05-10 2021-05-10 침수 예경보시스템 및 방법

Country Status (1)

Country Link
KR (1) KR102485941B1 (ko)

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN117152936A (zh) * 2023-11-01 2023-12-01 辽宁省气象服务中心(辽宁省气象影视中心) 一种铁路水害风险预警装置及其预警方法
CN117424123A (zh) * 2023-12-19 2024-01-19 泉州七星电气有限公司 一种10kV可泡水环网型断路器柜

Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR101379039B1 (ko) * 2014-01-06 2014-03-31 (주)종성테크 침수 예경보 시스템
KR20170014094A (ko) * 2015-07-28 2017-02-08 고려대학교 산학협력단 스마트 빗물 펌프장의 운영시스템 및 운영방법

Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR101379039B1 (ko) * 2014-01-06 2014-03-31 (주)종성테크 침수 예경보 시스템
KR20170014094A (ko) * 2015-07-28 2017-02-08 고려대학교 산학협력단 스마트 빗물 펌프장의 운영시스템 및 운영방법

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN117152936A (zh) * 2023-11-01 2023-12-01 辽宁省气象服务中心(辽宁省气象影视中心) 一种铁路水害风险预警装置及其预警方法
CN117152936B (zh) * 2023-11-01 2024-01-09 辽宁省气象服务中心(辽宁省气象影视中心) 一种铁路水害风险预警装置及其预警方法
CN117424123A (zh) * 2023-12-19 2024-01-19 泉州七星电气有限公司 一种10kV可泡水环网型断路器柜

Also Published As

Publication number Publication date
KR102485941B1 (ko) 2023-01-10

Similar Documents

Publication Publication Date Title
KR102485941B1 (ko) 침수 예경보시스템 및 방법
JP6207889B2 (ja) 浸水予測システム、浸水予測方法およびプログラム
KR100828968B1 (ko) 지리정보시스템과 연계된 하수관거 유지관리방법 및 그기능을 탑재한 하수관거 유지관리시스템
CN108009736A (zh) 一种水质预警预报系统及水质预警预报方法
JP6976198B2 (ja) シミュレーション装置およびそのシミュレーション装置を用いた雨水監視システム
JP2008050903A (ja) 洪水予測方法および洪水予測システム
Leitao et al. Real-time forecasting urban drainage models: full or simplified networks?
JP6441464B2 (ja) 防災システム
KR900000751A (ko) 우수펌프의 운전제어장치 및 방법
WO2018043252A1 (ja) 降雨量予測装置、降雨量予測方法、および記録媒体
KR20190065015A (ko) 하천에서의 홍수범람 대응 관리 방법 및 하천에서의 홍수범람 대응 관리 시스템
CN117057616B (zh) 基于数字孪生的水利监测方法及系统
WO2018138786A1 (ja) 予兆検知方法、予兆検知システム、及び予兆検知プログラム
KR20200013368A (ko) 침수 예측 정보 및 피해액 산출 시스템
KR20170014094A (ko) 스마트 빗물 펌프장의 운영시스템 및 운영방법
CN103591996B (zh) 一种分流制雨水管网内涝预警及应急响应装置及方法
KR20160110035A (ko) 재해예측 시스템
JP6671249B2 (ja) 用水路監視装置
Juan et al. Developing a radar-based flood alert system for Sugar Land, Texas
KR101659310B1 (ko) 하수관 관리를 위한 시스템 및 방법
Mazzoleni et al. Data assimilation in hydrologic routing: Impact of model error and sensor placement on flood forecasting
KR102543203B1 (ko) 홍수 대응을 위한 홍수 시뮬레이터 장치
JP2002285634A (ja) 雨水流入予測装置
KR20220145785A (ko) 홍수예측방법 및 홍수예측장치
JP2008203080A (ja) 雨量レーダの精度補正システムおよび雨量レーダの精度補正方法

Legal Events

Date Code Title Description
E701 Decision to grant or registration of patent right
GRNT Written decision to grant