KR20230116112A - 스마트 시티 지하매립매설물 빅데이터 통합관제시스템 - Google Patents

스마트 시티 지하매립매설물 빅데이터 통합관제시스템 Download PDF

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KR20230116112A
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Abstract

스마트 시티 지하매립매설물 빅데이터 통합관제시스템은, 각각 할당된 지하 시설물을 진단하는 복수의 계측장치와, 복수 개의 계측장치가 담당하는 모든 지하 시설물을 3차원 그래픽화 하되, 복수 개의 계측장치에서 전송된 계측 데이터와 상기 복수 개의 계측장치의 위치정보를 토대로 점검이 필요한 위치를 산출하는 관리서버와, 관리서버로부터 지하 시설물의 진단정보를 제공받아 3차원 그래픽 형태로 지도화하여 표시하는 사용자 단말기를 포함한다.

Description

스마트 시티 지하매립매설물 빅데이터 통합관제시스템{Smart city underground facility big data integrated control system}
본 발명은 지하매립매설물 관리장치에 관한 것으로서, 더 상세하게는 스마트 시티 지하매립매설물 빅데이터 통합관제시스템에 관한 것이다.
최근 4차 산업혁명이라는 이슈 아래 ICBM(IoT, Cloud, BigData, Mobile)등의 다양한 기술들이 국내외적으로 활성화되고 있다. 또한 스마트시티(Smart City), 스마트 산단(Smart Industrial Complex) 등의 도시, 공단 플랫폼으로 변화하면서 도시, 공단 기반시설에 대한 다양한 융합화 산업이 이루어지고 있다.
최근 도시 및 산업단지의 지하매립물(가스, 수도, 상/하수도, 전기, 통신 등)의 관리체계 미흡과 점진적인 노후화로 싱크홀, 배수관 파열 및 가스 등의 폭발 위험 등의 문제가 증대되고 있다.
다양한 분야의 지하매립매설물에 대해 관리체계를 구분하고 있으나, 실제 7대 매립매설물에 대한 빅데이터 통합 운용 및 관제 관리를 통한 데이터 관리와 활용성을 제시하지 못하고 있다.
KR 10-1444932 B
본 발명은 상기와 같은 기술적 과제를 해결하기 위해 제안된 것으로, 스마트시티 및 스마트산단 내의 7대 매립매설물(도시가스, 상수관로, 오수관로, 하수관로, 자가망, 통신관로, 가로등)에 대해 빅데이터 플랫폼을 구축하여 7대 매립매설물 데이터의 안정적 관리, 협업, 관제가 가능한 매립매설물 통합관제 및 원격협업 시스템을 제공한다.
상기 문제점을 해결하기 위한 본 발명의 일 실시예에 따르면, 각각 할당된 지하 시설물을 진단하는 복수의 계측장치와, 복수 개의 계측장치가 담당하는 모든 지하 시설물을 3차원 그래픽화 하되, 복수 개의 계측장치에서 전송된 계측 데이터와 복수 개의 계측장치의 위치정보를 토대로 점검이 필요한 위치를 산출하는 관리서버와, 관리서버로부터 지하 시설물의 진단정보를 제공받아 3차원 그래픽 형태로 지도화하여 표시하는 사용자 단말기를 포함하는 지하매립매설물 빅데이터 통합관제시스템이 제공된다.
또한, 본 발명에 포함되는 지하 시설물은, 도시가스, 상수관로, 오수관로, 하수관로, 자가망, 통신관로, 가로등 중 어느 하나 이상을 포함하는 것을 특징으로 한다.
또한, 본 발명에 포함되는 복수의 계측장치는 각각, 지하수 수위, 토질의 변화(수분함량)를 감지하기 위해 토양에 직접 설치되거나, 유체를 이송시키는 관로, 지하 시설물을 따라 배치되는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 실시예에 따른 지하매립매설물 빅데이터 통합관제시스템은 현재 스마트시티 및 스마트산단 내의 7대 매립매설물(도시가스, 상수관로, 오수관로, 하수관로, 자가망, 통신관로, 가로등)에 대해 빅데이터플랫폼을 구축하여 7대 매립매설물 데이터의 안정적 관리, 협업, 관제가 가능한 시스템을 제공한다.
특히, 오픈소스 기반의 빅데이터 저장 및 분석 기능을 제공하는 아파치 하둡 프레임워크(Apache Hadoop Framework)와 원격협업 기능을 제공하는 WebRTC를 이용한 7대 매립매설물에 대한 빅데이터 통합관제 및 원격협업 플랫폼을 구성한다.
도 1은 본 발명의 지하매립매설물 빅데이터 통합관제시스템(10)의 개념도
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 지하매립매설물 빅데이터 통합관제시스템(10)의 구성도
도 3은 데이터 공용 전송 API 관리 모듈을 나타낸 도면
도 4는 빅데이터 분석 플랫폼을 나타낸 도면
도 5는 WebRCT 원격 협업 모듈을 나타낸 도면
도 6은 SFU(Selective Forwarding Unit) 의 예시도
도 7은 WebRTC 아키텍처를 나타낸 도면
도 8은 웹 UI 메뉴구성의 예시도
도 9 및 도 10은 통합관제 메인 서비스 화면의 예시도
도 11은 로그인 UI의 예시도
도 12는 SCUP 메인 대시보드 UI의 예시도
도 13은 팀관리 메뉴의 예시도
도 14는 관로 현황의 예시도
도 15는 공사 현황의 예시도
도 16은 공사 일정의 예시도
도 17은 현장 실시간 관리상황의 예시도
이하, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 본 발명의 기술적 사상을 용이하게 실시할 수 있을 정도로 상세히 설명하기 위하여, 본 발명의 실시예를 첨부한 도면을 참조하여 설명하기로 한다.
도 1은 본 발명의 지하매립매설물 빅데이터 통합관제시스템(10)의 개념도이고, 도 2는 본 발명의 실시예에 따른 지하매립매설물 빅데이터 통합관제시스템(10)의 구성도이다.
본 실시예에 따른 지하매립매설물 빅데이터 통합관제시스템(1)은 제안하고자 하는 기술적인 사상을 명확하게 설명하기 위한 간략한 구성만을 포함하고 있다.
도 1 및 도 2를 참조하면, 지하매립매설물 빅데이터 통합관제시스템(10)은 복수의 계측장치(1), 관리서버(2), 사용자 단말기(3)를 포함하여 구성된다.
상기와 같이 구성되는 지하매립매설물 빅데이터 통합관제시스템(10)의 주요동작을 살펴보면 다음과 같다.
복수의 계측장치(1)는 각각 할당된 지하 시설물을 진단하는 장치로 정의된다.
여기에서 지하 시설물은 도시가스, 상수관로, 오수관로, 하수관로, 자가망, 통신관로, 가로등 중 어느 하나 이상을 포함한다.
각 계측장치(1)는 지하수 수위, 토질의 변화(수분함량)를 감지하기 위해 토양에 직접 설치되거나, 유체를 이송시키는 관로, 지하 시설물을 따라 배치되는 장치이다.
관리서버(2)는 복수 개의 계측장치(1)가 담당하는 모든 지하 시설물을 3차원 그래픽화 하는데, 복수 개의 계측장치(1)에서 전송된 계측 데이터와 복수 개의 계측장치(1)의 위성위치정보를 토대로 점검이 필요한 위치를 산출한다.
사용자 단말기(3)는 관리서버(2)로부터 지하 시설물의 진단정보를 제공받아 3차원 그래픽 형태로 지도화하여 표시한다. 본 실시예에서 사용자 단말기는 휴대폰, 스마트폰, 스마트 패드 등과 같이 사용자가 휴대하면서 사용할 수 있는 기기를 총칭하는 것이며, 본 실시예에서는 스마트폰으로 구성된 사용자 단말기로 가정한다.
즉, 관리서버(2)에 미리 등록된 사용자 단말기(3)는 관리서버(2)로부터 제공된 지하 시설물의 진단정보를 3차원 그래픽 형태로 지도화하여 표시하므로, 현장 점검자는 지하에 매설된 상수도관의 누설위치를 보다 편리하게 파악하면서 점검을 진행할 수 있다.
이때, 현장 점검자는 사용자 단말기(3)에 표시된 3차원 그래픽 형태의 관로를 화면상에서 선택할 경우, 가상현실 컨텐츠가 팝업창 형태로 표시되면서 해당 관로의 제원, 관리주체, 설계도면 등의 정보가 추가로 제공될 수 있다.
또한, 위성지도에 지하배관도면이 합성된 도면에, 계측장치에 GPS기능이 있어, 그 위치로부터 지하배관 이상부위를 소정의 간격으로 정확히 측정하여 관리자 PC 또는 사용자 단말기의 화면에 표시 가능하다.
한편, 관리서버(2)는 통합데이터 수집 모듈을 포함하는데, 해당 모듈에서는 사용자가 데이터의 수집과 연계를 위해 기관별 데이터 및 레거시 데이터(DB·파일) 등에 대한 정보를 카테고리별로 등록하여 등록된 데이터 리스트를 한눈에 알아볼 수 있도록 하며, URL/Key, 파일명, 제목 등의 체크를 통해 수집된 데이터의 중복성을 배제하도록 한다.
도 3은 데이터 공용 전송 API 관리 모듈을 나타낸 도면이고, 도 4는 빅데이터 분석 플랫폼을 나타낸 도면이다.
도 3 및 도 4를 참조하면, 관리서버(2)는 데이터 공용 전송 API 관리 모듈 및 빅데이터 분석 플랫폼을 포함한다.
도 5는 WebRCT 원격 협업 모듈을 나타낸 도면이고, 도 6은 SFU(Selective Forwarding Unit) 의 예시도이고, 도 7은 WebRTC 아키텍처를 나타낸 도면이다.
도 5 내지 도 7을 참조하면, SFU(Selective Forwarding Unit) 기술을 적용하여 트래픽을 선별적으로 배분하고, peer 연결 할당과 encrypt/decrypt 담당 서버를 구축하여 1:N 스트리밍 구조가 접합하도록 구성된다.
실시간 원격협업 관제 서버 측에서 작업자 디바이스로부터 원격접속 요청에 대/ 1(원격협업 관제센터):N(작업자 디바이스) 접속 상태에서 원격협업 관제 센터 관리자가 각 원격지 디바이스의 영상 정보를 운영 관리하는 기능 제공한다.
또한, WebRTC 오픈소스 및 SFU 구성을 기반으로 1:N 원격협업 시스템을 구축하며, 실시간 다자간 원격협업 시스템 구성된다.
도 8은 웹 UI 메뉴구성의 예시도이다.
도 8을 참조하면, 통합관제 시스템 메뉴 구성은 6개의 대메뉴와 15개의 하위 메뉴(기능)으로 분류된다.
도 9 및 도 10은 통합관제 메인 서비스 화면의 예시도이고, 도 11은 로그인 UI의 예시도이고, 도 12는 SCUP 메인 대시보드 UI의 예시도이고, 도 13은 팀관리 메뉴의 예시도이고, 도 14는 관로 현황의 예시도이고, 도 15는 공사 현황의 예시도이고, 도 16은 공사 일정의 예시도이고, 도 17은 현장 실시간 관리상황의 예시도이다.
도 9 내지 도 17을 참조하면, 지하매립매설물 빅데이터 통합관제시스템은 사용자 인터페이스로서 로그인 아이디 및 비밀번호 입력화면을 제공하고, 신규 사용자 등록 및 ID/PASS 찾기 기능을 제공한다.
또한, 등록된 기관별 작업현장팀 목록 및 각 팀별 정보 수정 기능을 제공하고, 현장의 각 관별 매립위치정보를 시각화하고, 공사 현장의 위치 및 공사내역을 시각화하며, 등록된 공사들에 대한 일정 시각화한다.
또한, 원격지 현장과의 WebRTC 연동하여 원격지 현장과의 메시지 전송 기능을 제공한다.
본 발명의 실시예에 따른 지하매립매설물 빅데이터 통합관제시스템은 현재 스마트시티 및 스마트산단 내의 7대 매립매설물(도시가스, 상수관로, 오수관로, 하수관로, 자가망, 통신관로, 가로등)에 대해 빅데이터플랫폼을 구축하여 7대 매립매설물 데이터의 안정적 관리, 협업, 관제가 가능한 시스템을 제공한다.
특히, 오픈소스 기반의 빅데이터 저장 및 분석 기능을 제공하는 아파치 하둡 프레임워크(Apache Hadoop Framework)와 원격협업 기능을 제공하는 WebRTC를 이용한 7대 매립매설물에 대한 빅데이터 통합관제 및 원격협업 플랫폼을 구성한다.
이와 같이, 본 발명이 속하는 기술분야의 당업자는 본 발명이 그 기술적 사상이나 필수적 특징을 변경하지 않고서 다른 구체적인 형태로 실시될 수 있다는 것을 이해할 수 있을 것이다. 그러므로 이상에서 기술한 실시예들은 모든 면에서 예시적인 것이며 한정적인 것이 아닌 것으로서 이해해야만 한다. 본 발명의 범위는 상기 상세한 설명보다는 후술하는 특허청구범위에 의하여 나타내어지며, 특허청구범위의 의미 및 범위 그리고 그 등가개념으로부터 도출되는 모든 변경 또는 변형된 형태가 본 발명의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 한다.
1 : 계측장치
2 : 관리서버
3 : 사용자 단말기

Claims (3)

  1. 각각 할당된 지하 시설물을 진단하는 복수의 계측장치;
    상기 복수 개의 계측장치가 담당하는 모든 지하 시설물을 3차원 그래픽화 하되, 상기 복수 개의 계측장치에서 전송된 계측 데이터와 상기 복수 개의 계측장치의 위치정보를 토대로 점검이 필요한 위치를 산출하는 관리서버; 및
    상기 관리서버로부터 지하 시설물의 진단정보를 제공받아 3차원 그래픽 형태로 지도화하여 표시하는 사용자 단말기;
    를 포함하는 지하매립매설물 빅데이터 통합관제시스템.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 지하 시설물은,
    도시가스, 상수관로, 오수관로, 하수관로, 자가망, 통신관로, 가로등 중 어느 하나 이상을 포함하는 것을 특징으로 하는 지하매립매설물 빅데이터 통합관제시스템.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 복수의 계측장치는 각각,
    지하수 수위, 토질의 변화(수분함량)를 감지하기 위해 토양에 직접 설치되거나, 유체를 이송시키는 관로, 지하 시설물을 따라 배치되는 것을 특징으로 하는 지하매립매설물 빅데이터 통합관제시스템.
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