KR20230065455A - Cctv를 이용한 수위 자동 산출방법 - Google Patents
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Abstract
본 출원 발명은 기존의 지진에 의한 해일을 측정하는 방법이 수위센서, 압력센서 등을 이용하여 해일을 측정하는 방법이 많은 비용이 필요하고, 설치와 유지 비용이 많이 들어 지속적으로 이를 사용하고 유지하는 것이 쉽지 않아 이를 해결하고자 하는 것이다. 상기와 같은 문제를 해결하고자 본 출원 발명에서는 해안선을 감시하기 위하여 상기 해안선을 향하여 설치된 CCTV; 및 상기 CCTV가 온도차에 의하여 서리가 생기거나, 이슬이 맺혀 상기 CCTV에서 측정되는 이미지가 흐리게되지 않도록 상기 CCTV의 온도를 일정하게 유지하고 보호하는 온도와 습도를 일정하게 유지시켜지는 CCTV 보호케이스; 및 상기 CCTV 보호케이스의 일측에 구비된 윈도우의 오염물을 제거하는 워셔액 살포부 및 위도우 브러쉬; 및 상기 CCTV에 새 또는 짐승이 올라와 상기 CCTV에서 해안을 감시하는 것을 방해하지 못하도록 새 또는 짐승이 상기 CCTV 보호케이스에 접근한 것을 감지하는 진동센서; 및 상기 진동 센서에서 신호가 감지되면 새 또는 짐승을 다른 곳으로 보내기위한 에어혼; 및 상기 CCTV에서 촬영된 영상으로부터 수압을 측정하기 위한 제어부를 구비한 수위 자동 산출 CCTV를 제공한다.
상기와 같은 구성에 의하여 지진에 의하여 발생하는 지진해일, 태풍에 의하여 발생하는 높은 파도에 의한 해안가의 위험을 실시간으로 연속으로 측정하고 위험발생을 예측하여 이를 경보함으로써 인명피해를 줄일 수 있는 효과가 있는 수위 자동 산출 CCTV를 제공한다.
상기와 같은 구성에 의하여 지진에 의하여 발생하는 지진해일, 태풍에 의하여 발생하는 높은 파도에 의한 해안가의 위험을 실시간으로 연속으로 측정하고 위험발생을 예측하여 이를 경보함으로써 인명피해를 줄일 수 있는 효과가 있는 수위 자동 산출 CCTV를 제공한다.
Description
본 출원 발명은 해안에 설치된 CCTV를 활용하여 해안의 수위변화를 측정하기위한 기술이다. 더욱 자세하게는 해안의 수위변화를 통하여 해일을 조기에 검출하기위한 기술이다.
본 발명의 출원 이전의 선행기술로 해일 예측 시스템은 해저에 설치되어 해저의 압력을 검출하고, 검출한 압력 검출 데이터를 출력하는 해저 압력 센서와, 상기 해저 압력 센서가 출력하는 압력 검출 데이터를 취득해, 취득한 압력 검출 데이터에 근거하는 데이터 처리를 위한 정보처리 장치를 구비하여 지진 발생에 의한 해일의 예측을 실시하는 해일 예측 시스템이 개시되어 있다. 이 기술에서는 정보처리장치가 압력 검출 데이터의 데이터 처리 과정에서 데이터를 시간에 따라 미분하는 미분 처리(단계 S305)와, 상기 미분 처리에 근거하여 해저 압력 센서가 출력하는 압력 검출 데이터로부터 오프셋이 포함되는지 아닌지를 판정하는 판정 처리(단계 S306, S307, S308)와, 상기 판정 처리로 압력 검출 데이터로 오프셋이 포함된다고 판단되면, 압력 검출 데이터의 데이터 처리 과정에서 오프셋을 제거하는 오프셋 제거 처리를 실행하는 기술이 특징이다.
또 다른 선행기술로 해일 예측 시스템 및 해일 예측 방법을 제공하는 기술이 개시되어 있다. 이 기술에서는 제1 파고 계측기 1A에 의해 얻은 파고 H1에 근거하고, 해일 또는 준해일의 발생을 검출하는 해일 검출부와, 준해일을 검출했을 경우에 파고 H1에 근거하고, 제2 파고 계측기 1 B의 위치에서의, 물결의 예측 파고 H2'및 그 도달 예측 시각 t2'를 연산하는 도달파 예측부와, 도달 예측 시각 t2'에서 제2 파고 계측기 1 B에 의해 얻은 파고 H2가, 예측 파고 H2'에 근거하는 역치Hβ보다도 큰 경우에, 해일이라고 판단하는 해일 검증부와, 준해일을 검출했을 경우에는 1차 경보 신호를 발생시키면 함께, 해일 검증부에 있어서 해일이 아니라고 판단되었을 경우에는 1차 경보 해제 신호를, 해일 검증부에 있어서 해일이라고 판단되었을 경우에는 2차 경보 신호를, 각각 발생시켜, 해일을 검출했을 경우에는 2차 경보 신호를 발생시키는 통보 지시부을 구비한다.
본 출원 발명은 기존의 지진에 의한 해일을 측정하는 방법이 수위센서, 압력센서 등을 이용하여 해일을 측정하는 방법이 많은 비용이 필요하고, 설치와 유지 비용이 많이 들어 지속적으로 이를 사용하고 유지하는 것이 쉽지 않아 이를 해결하고자 하는 것이다.
이를 위하여 가장 간단한 방법으로 고해상도 CCTV를 이용하고자 한다.
본 출원 발명은 상기와 같은 문제를 해결하고자 다음과 같은 과제 해결 수단을 제공한다.
해안선을 감시하기 위하여 상기 해안선을 향하여 설치된 CCTV; 및
상기 CCTV가 온도차에 의하여 서리가 생기거나, 이슬이 맺혀 상기 CCTV에서 측정되는 이미지가 흐리게되지 않도록 상기 CCTV의 온도를 일정하게 유지하고 보호하는 온도와 습도를 일정하게 유지시켜지는 CCTV 보호케이스; 및
상기 CCTV 보호케이스의 일측에 구비된 윈도우의 오염물을 제거하는 워셔액 살포부 및 위도우 브러쉬; 및
상기 CCTV에 새 또는 짐승이 올라와 상기 CCTV에서 해안을 감시하는 것을 방해하지 못하도록 새 또는 짐승이 상기 CCTV 보호케이스에 접근한 것을 감지하는 진동센서; 및
상기 진동 센서에서 신호가 감지되면 새 또는 짐승을 다른 곳으로 보내기위한 에어혼; 및
상기 CCTV에서 촬영된 영상으로부터 수압을 측정하기 위한 제어부를 구비한 것을 특징으로 하는 수위 자동 산출 CCTV를 제공한다.
또한, 상기 수위 자동 산출 CCTV는 통신부를 구비하여 동일한 해안선을 감시하는 다른 수위 자동 산출 CCTV와 데이터를 공유하는 것을 특징으로 하는 수위 자동 산출 CCTV를 제공한다.
상기 수위 자동 산출 CCTV를 이용한 수위 산출 방법에 있어서,
수위 자동 산출 CCTV에서 해안선을 연속 촬영하는 촬영단계(S1); 및
상기 촬영단계에서 촬영한 영상으로부터 해안선을 구분하는 해안선 구분단계(S2); 및
상기 CCTV의 중심 수평선을 기준으로 해안선이 육지로 전진하는 길이와, 바다로 후퇴하는 길이를 측정하는 해안선 움직임측정단계(S3); 및
상기 해안선의 움직임과 상기 CCTV의 중심 수평선을 기준으로 해안선과 CCTV 중심 수평선 사이의 물의 부피를 계산하는 물의 부피계산단계(S4); 및
상기 물의 부피계산단계에서 계산된 부피를 이용하여 파도의 압력을 계산하는 파도압력계산단계(S5);를 포함하는 것을 특징으로 하는 CCTV를 이용한 수위 자동 산출방법을 제공한다.
또한, 상기 해안선의 움직임이 없는 경우와 상기 해안선이 바다로 후퇴하는 길이가 점점 줄어드는 경우 상기 파도의 압력이 점차로 증가하고 있는 것으로 해일 경보를 울리는 것을 특징으로 하는 CCTV를 이용한 수위 자동 산출방법을 제공한다.
상기와 같은 발명의 구성에 의하여 본 출원 발명은 지진에 의하여 발생하는 해일, 태풍에 의하여 발생하는 높은 파도에 의한 위험을 실시간으로 24시간 연속으로 측정하고 이를 경보함으로써 인명피해를 줄일 수 있는 효과가 있다.
또한, 기존의 고가의 수압센서 등을 사용하지 않고도 해일 등을 감지할 수 있는 수단을 제공한다.
도 1은 2011년 일본 지진 시의 동해와 남해의 해수면 기록
도 2는 울릉도에 설치된 해일파고계이다.
도 3은 기관별 조석 측정방법
도 4는 일본의 일본해구 해저지진 쓰나미 관측망(S-net)
도 5는 DART(Deep-ocean assessment and reporting of tsunamis)
도 6은 본 발명에 적용하고 있는 팬과 히터가 구비된 CCTV 케이스
도 7은 지진해일의 일반적잉 생성원리
도 2는 울릉도에 설치된 해일파고계이다.
도 3은 기관별 조석 측정방법
도 4는 일본의 일본해구 해저지진 쓰나미 관측망(S-net)
도 5는 DART(Deep-ocean assessment and reporting of tsunamis)
도 6은 본 발명에 적용하고 있는 팬과 히터가 구비된 CCTV 케이스
도 7은 지진해일의 일반적잉 생성원리
지진해일은 인류에게 가장 큰 피해를 주는 자연현상 중 하나이다. 대표적으로 2011년에 규모 9.0의 동일본 지진이 일어났는데, 이 지진은 관측역사 상 4번째로 큰 규모로, 이 지진에 의해 발생한 지진해일의 피해까지 가중되어 막대한 인명피해(사망 15,894명, 부상 6,152명, 실종 2,562명) 및 재산피해가 발생하였다. 당시 범람 피해가 없을 것이라고 예측했던 지역 또한 큰 피해가 발생하였다.
이와 같은 대규모의 지진 발생 시 일본의 인접국인 우리나라 또한 큰 영향을 받게 된다. 도1은 2011년 일본 지진 시의 동해와 남해의 해수면 기록현재 지진해일에 대해 제공되는 파고 정보로 우리나라도 일본 지진에 의한 해수면의 영향이 있음을 보여주고 있다.
그러나, 우리나라는 동해안에 한정된 지구를 대상으로 행정안전부가 제공하는 범람역 및 침수심, 기상청이 지진해일 발생 시 실시간으로 발령하는 도달시간과 해안 파고에 대한 예·경보가 있을 뿐이다. 동해안 전역을 대상으로 하는 행정안전부 범람예상도가 완성되기까지는 향후 장기간이 소요될 예정이고, 기상청이 제공하는 지진해일 예·경보는 실제 발생하는 지진과 유사한 사전 모의된 결과를 바탕으로 동해안을 임의 구간으로 나누어 통보되는 간략 예보에 국한되어있어 지진해일 발생시 국민의 안전이 확보되기 어렵다.
지진해일의 경우 지진이 발생한 후 수 시간 내에 해일이 도달하기 때문에 조기탐지가 매우 중요하다. 따라서, 실제 바다에서 발생되고 있는 현상을 실시간으로 관측하여 지진해일 발생을 신속하게 알려줄 수 있는 기술을 도입하여 연안 주변 지역의 주민들의 인명·피해를 줄이는 기술이 필요하다.
기상청에서 지진 관측을 위해 전국 265개소의 지진관측소를 설치·운영하고 있으며, 지진해일 관측을 위해 울릉도 초음파식 해일파고계와 연안방재관측시스템, 국립해양조사원의 조위관측소를 공동 활용하고 있고, 우리나라 주변해역에서 발생하는 지진·지진해일의 조기 관측 및 분석 정확도 향상을 위해 일본, 중국과 지진 관측 자료를 공유하고 있다.
한편, 국내 해일파고계는 울릉도가 유일하다. 그러나, 지진관측소 및 연안방재 관측장비 등 지진해일을 관측할 수 있는 장비는 모두 연안에 위치하고 있어 울릉도를 포함한 한반도 연안 지역에 대한 지진해일 조기경보 기능을 수행하기 위한 네트워크가 형성되어 있지 않다. 도2는 울릉도에 설치된 해일파고계이다.
또한, 해수면 높이를 측정하는 방법은 표척 관측과 조석관측 방법이 있다. 표척 관측은 눈금을 새긴 표척을 수직으로 바다에 설치하여 육안으로 조위를 측정하는 방식이고, 조석 관측기기 종류로는 측정기기의 형식에 따라 부표식, 음파식, 레이저식, 수압식 등이 있다. 도 3은 기관별 조석 측정방법을 도시하고 있다.
수압식 관측방식은 해면의 변화에 따른 수압의 변화를 해저 또는 해중에 설치된 압력감응장치를 통해 조석을 감지하는 방식이고, 수압식 관측방식의 경우 수압뿐만 아니라 기압도 같이 감지되며, 유속이 빠른 곳에서는 동압력도 함께 감지되어 최종 자료처리 시 기압보정 및 동압력보정이 필요하다.
부표식 관측방식은 수면의 변화를 수면위에 띄운 부표의 승강을 통해 조석을 감지하는 방식으로, 부표식 관측방식의 경우 파랑 등의 영향을 최소화하기 위해 검조우물을 설치하여 측정하고 있다.
일본의 경우 일본해구 해저지진 쓰나미 관측망(S-net)을 운영하고 있다(도4). 일본 해역에서 발생하는 지진이나 해일을 관측하기 위해 설치한 대규모 해저 관측망 이다. 일본해구 근처의 수심 100m~8,000m 지대에 케이블을 연결한 형태로 150점이 설치되어 있으며, 전체 길이는 약 5,700km에 달한다. 이 관측망은 평균 약 25개의 관측 장치를 대략 30km 간격으로 그물망 형태로 설치하였다.
또 다른 관측만으로 DART(Deep-ocean assessment and reporting of tsunamis)가 있다. 대양의 해저 지진대에서 발생하고 전파되는 원거리 지진해일을 전 세계에 위치한 부이를 이용하여 관측하고 연안에 경보하는 시스템이다(도 5)
도 6은 해안가에 설치되어 4계절 항시 해안선을 촬영하며 지진해일을 감지하기 위한 CCTV를 도시하고 있다. 이를 위해서는 CCTV를 보호하기 위한 팬과 히터가 내장된 케이스가 필수적이며, 촬영부에 이물질이 부착되는 것을 제거하기 위한 워셔액 분사기와 와이퍼가 필요하다. 여기에 새들이 둥지를 틀거나 먹이활동을 통하여 오물을 묻힐 수 있기 때문에 새를 퇴치할 에어 혼 및 새 감지센서 등이 필수적이다.
도7은 일반적인 지진해일의 발생을 도시하고 있다. 반드시 해일이 발생전에 해수면이 낮아지는 것은 아니며, 해수면이 낮아지기 전에 파도가 치지 않고 지진해일의 수압에 의하여 수면에 압력이 상승하여 해수면이 상승하는 현상이 있어, 본 출원 발명에서는 육지와 파도에 의하여 형성되는 해안선의 움직임으로부터 해수의 압력을 측정하고, 이 압력으로부터 지진해일을 예측하고자 한다.
통상적인 해수의 압력에 의하여 일정량의 파도가 해안으로 밀려오고, 그 압력 이상의 해수가 해안에 쌓이면 다시 바다로 해수가 돌아가면서 해안성이 일정하게 유지된다. 그러나, 해수의 압력이 증가하면 해안에 쌓이는 해수의 양이 많아져 바다물이 불어난 것과 같은 현상이 지진해일이 다가오는 동안 발생하는 이러한 현상을 CCTV의 지속적인 촬영과 상기의 해수 압력측정 방법으로 찾아낼 수 있고, 주면의 다른 CCTV에서도 유사한 해수 압력의 증가가 측정되는지 통신을 통하여 중앙 서버에서 관측하게 되면, 지진해일을 미리 경고할 수 있다. 이러한 정보로 지진해일 대비 경보를 발령한다. 부가적으로 해안에서 바다 쪽으로 초저음파를 측정할 수 있는 마이크로폰을 설치하여 태풍이 불지 않는 경우에도 큰 소음이 측정된다면 지진해일로 대비명령을 발표할 수 있다.
본 출원 발명의 상기와 같은 작용효과를 나타내기 위한 발명의 구성은 다음과 같다.
해안선을 감시하기 위하여 상기 해안선을 향하여 설치된 CCTV; 및
상기 CCTV가 온도차에 의하여 서리가 생기거나, 이슬이 맺혀 상기 CCTV에서 측정되는 이미지가 흐리게되지 않도록 상기 CCTV의 온도를 일정하게 유지하고 보호하는 온도와 습도를 일정하게 유지시켜지는 CCTV 보호케이스; 및
상기 CCTV 보호케이스의 일측에 구비된 윈도우의 오염물을 제거하는 워셔액 살포부 및 위도우 브러쉬; 및
상기 CCTV에 새 또는 짐승이 올라와 상기 CCTV에서 해안을 감시하는 것을 방해하지 못하도록 새 또는 짐승이 상기 CCTV 보호케이스에 접근한 것을 감지하는 진동센서; 및
상기 진동 센서에서 신호가 감지되면 새 또는 짐승을 다른 곳으로 보내기위한 에어혼; 및
상기 CCTV에서 촬영된 영상으로부터 수압을 측정하기 위한 제어부를 구비한 것을 특징으로 하는 수위 자동 산출 CCTV를 제공한다.
또한, 상기 수위 자동 산출 CCTV는 통신부를 구비하여 동일한 해안선을 감시하는 다른 수위 자동 산출 CCTV와 데이터를 공유하는 것을 특징으로 하는 수위 자동 산출 CCTV를 제공한다.
상기 수위 자동 산출 CCTV를 이용한 수위 산출 방법에 있어서,
수위 자동 산출 CCTV에서 해안선을 연속 촬영하는 촬영단계(S1); 및
상기 촬영단계에서 촬영한 영상으로부터 해안선을 구분하는 해안선 구분단계(S2); 및
상기 CCTV의 중심 수평선을 기준으로 해안선이 육지로 전진하는 길이와, 바다로 후퇴하는 길이를 측정하는 해안선 움직임측정단계(S3); 및
상기 해안선의 움직임과 상기 CCTV의 중심 수평선을 기준으로 해안선과 CCTV 중심 수평선 사이의 물의 부피를 계산하는 물의 부피계산단계(S4); 및
상기 물의 부피계산단계에서 계산된 부피를 이용하여 파도의 압력을 계산하는 파도압력계산단계(S5);를 포함하는 것을 특징으로 하는 CCTV를 이용한 수위 자동 산출방법을 제공한다.
또한, 상기 해안선의 움직임이 없는 경우와 상기 해안선이 바다로 후퇴하는 길이가 점점 줄어드는 경우 상기 파도의 압력이 점차로 증가하고 있는 것으로 해일 경보를 울리는 것을 특징으로 하는 CCTV를 이용한 수위 자동 산출방법을 제공한다.
Claims (4)
- 해안선을 감시하기 위하여 상기 해안선을 향하여 설치된 CCTV; 및
상기 CCTV가 온도차에 의하여 서리가 생기거나, 이슬이 맺혀 상기 CCTV에서 측정되는 이미지가 흐리게되지 않도록 상기 CCTV의 온도를 일정하게 유지하고 보호하는 온도와 습도를 일정하게 유지시켜지는 CCTV 보호케이스; 및
상기 CCTV 보호케이스의 일측에 구비된 윈도우의 오염물을 제거하는 워셔액 살포부 및 위도우 브러쉬; 및
상기 CCTV에 새 또는 짐승이 올라와 상기 CCTV에서 해안을 감시하는 것을 방해하지 못하도록 새 또는 짐승이 상기 CCTV 보호케이스에 접근한 것을 감지하는 진동센서; 및
상기 진동 센서에서 신호가 감지되면 새 또는 짐승을 다른 곳으로 보내기위한 에어혼; 및
상기 CCTV에서 촬영된 영상으로부터 수압을 측정하기 위한 제어부를 구비한 것을 특징으로 하는 수위 자동 산출 CCTV. - 제1항에 있어서,
상기 수위 자동 산출 CCTV는 통신부를 구비하여 동일한 해안선을 감시하는 다른 수위 자동 산출 CCTV와 데이터를 공유하는 것을 특징으로 하는 수위 자동 산출 CCTV. - 제1항 또는 제2항의 수위 자동 산출 CCTV를 이용한 수위 산출 방법에 있어서,
수위 자동 산출 CCTV에서 해안선을 연속 촬영하는 촬영단계(S1); 및
상기 촬영단계에서 촬영한 영상으로부터 해안선을 구분하는 해안선 구분단계(S2); 및
상기 CCTV의 중심 수평선을 기준으로 해안선이 육지로 전진하는 길이와, 바다로 후퇴하는 길이를 측정하는 해안선 움직임측정단계(S3); 및
상기 해안선의 움직임과 상기 CCTV의 중심 수평선을 기준으로 해안선과 CCTV 중심 수평선 사이의 물의 부피를 계산하는 물의 부피계산단계(S4); 및
상기 물의 부피계산단계에서 계산된 부피를 이용하여 파도의 압력을 계산하는 파도압력계산단계(S5);를 포함하는 것을 특징으로 하는 CCTV를 이용한 수위 자동 산출방법. - 제3항에 있어서,
상기 해안선의 움직임이 없는 경우와 상기 해안선이 바다로 후퇴하는 길이가 점점 줄어드는 경우 상기 파도의 압력이 점차로 증가하고 있는 것으로 해일 경보를 울리는 것을 특징으로 하는 CCTV를 이용한 수위 자동 산출방법.
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Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN117900175A (zh) * | 2024-03-19 | 2024-04-19 | 国家海洋技术中心 | 一种靠洋流驱动的清洁装置及集成该装置的传感器 |
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-
2021
- 2021-11-05 KR KR1020210151023A patent/KR102609249B1/ko active IP Right Grant
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