KR101919897B1 - Integration system for monit0ring hydraulic structure using integrated trigger and the method using the same - Google Patents
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Abstract
계측기 통합트리거링을 이용한 수리구조물 통합 모니터링 시스템 및 그 방법을 개시한다.
상기 계측기 통합트리거링을 이용한 수리구조물 통합 모니터링 시스템은 수리구조물의 거동을 계측하는 수리구조물 계측모듈(100); 상기 수리구조물의 주변부 지역 또는 내부에 구비되어, 지진 발생에 따른 지진 정보를 실시간으로 측정하는 지진계측모듈(200); 상기 수리구조물 계측모듈(100) 또는 지진계측모듈(200) 중 어느 하나에서 기준 임계값을 초과하는 계측 신호가 계측되는 이벤트가 발생하는 경우, 상기 수리구조물 계측모듈(100)을 구성하는 센서들과 상기 지진계측모듈(200)을 구성하는 지진계측기들로 통합트리거 신호를 전송하는 것에 의해, 상기 수리구조물 계측모듈(100)과 상기 지진계측모듈(200)들이 이벤트 발생 전후의 측정값들을 전송하도록 하는 통합트리거모듈(1100); 상기 통합트리거모듈(1100)의 통합트리거 신호에 의해 상기 센서들과 지진계측기들로부터 수신한 측정값들을 분석하여 상태이상정보 및 알람을 출력하는 모니터링서버(300); 및 상기 상태이상정보 및 상기 알람신호를 수신한 후, 상기 수리구조물의 유지보수 관리자 단말기 및 소방방재청의 관리서버로 재난경고메시지를 제공하는 수리구조물 관리서버(400);를 포함한다. Integrated structure monitoring system using meter integration triggering and method thereof are disclosed.
The integrated structure monitoring system using the instrument integration triggering includes a hydraulic structure measuring module 100 for measuring the behavior of the hydraulic structure; An earthquake measuring module 200 provided in a peripheral area or inside of the hydraulic structure to measure seismic information according to an earthquake in real time; When an event occurs in which the measurement signal exceeding the reference threshold value is measured in either the hydraulic structure measurement module 100 or the seismic measurement module 200, the sensors constituting the hydraulic structure measurement module 100, The integrated structure measuring module 100 and the earthquake measuring module 200 transmit measured values before and after the occurrence of an event by transmitting an integrated trigger signal to the earthquake measuring instruments constituting the earthquake measuring module 200 Integrated trigger module 1100; A monitoring server 300 for analyzing measured values received from the sensors and the seismic measuring instruments according to the integrated trigger signal of the integrated trigger module 1100 and outputting status information and alarms; And a repair structure management server (400) for receiving the state information and the alarm signal and providing a disaster warning message to the maintenance manager terminal of the repair structure and the management server of the National Emergency Management Agency.
Description
본 발명은 수리구조물 통합 모니터링 시스템에 관한 것으로, 보다 상세하게는, 댐, 저수지, 보, 제방, 교량, 옹벽, 사면과 같은 수리구조물에 설치된 특정 계측기에서 이상 신호로 분류되는 이벤트가 발생하는 경우, 수리구조물에 설치된 계측기들로 이벤트 발생 전후 계측 정보를 수집하여 전송하도록 하는 통합트리거신호를 발생시키는 것에 의해 , 이벤트 발생 전후의 수리구조물의 상태 정보를 비교하여 수리구조물에 대한 위험을 신속하고 정확하게 모니터링할 수 있도록 하는 계측기 통합트리거링을 이용한 수리구조물 통합 모니터링 시스템 및 그 방법에 관한 것이다. BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a hydraulic structure integrated monitoring system, and more particularly, to a hydraulic structure integrated monitoring system in which, when an event classified as an abnormal signal occurs in a specific instrument installed in a hydraulic structure such as a dam, reservoir, beam, It is possible to quickly and accurately monitor the risk to the hydraulic structure by comparing the state information of the hydraulic structures before and after the occurrence of the event by generating an integrated trigger signal for collecting and transmitting the measurement information before and after the occurrence of the event with the meters installed in the hydraulic structure The present invention relates to an integrated monitoring system for a hydraulic structure using an integrated triggering method and a method thereof.
댐 및 저수지와 같은 대규모 수리구조물의 경우 정기적으로 정밀안전진단이 실시되고 있다. 그러나 이러한 정밀안전진단은 1회의 전기비저항 탐사로 얻은 자료로서 모니터링 및 분석하는 방법으로 이루어지는 실정이다.For large-scale hydraulic structures such as dams and reservoirs, precise safety diagnosis is regularly conducted. However, this precise safety diagnosis is obtained by one time of electrical resistivity survey and is a method of monitoring and analyzing.
이에 따라 수리구조물의 상시 모니터링을 위하여 수리구조물에 댐체의 내분 변형, 토압측정, 간극수압, 댐체의 침투수에 대한 안정성, 댐체 내의 지하수위, 하류수위, 지진 시 댐체의 거동 특성, 시공이음부 상태 파악, 기초와 제체사이의 간극 수압 측정, 기초의 누수량 및 침투압의 측정을 위한 양압력 등의 모니터링을 위한 내부계측기와 외부계측기 및 댐 및 저수지와 같은 수리구조물의 안정성 평가를 위한 기초 물리탐사를 수행할 수 있도록 하는 전기비저항 계측기 등이 설치되어 모니터링 되는 수리구조물 모니터링 시스템이 제공되고 있다.In order to monitor the hydraulic structure constantly, it is necessary to evaluate the internal structure of the dam structure, earth pressure measurement, pore water pressure, stability against infiltration water of the dam, groundwater level in the dam, downstream water level, Perform basic physics surveys to evaluate the stability of hydraulics such as grasping, pore pressure measurement between basement and body, leakage of foundation and positive pressure for measurement of osmotic pressure, and external measurement instruments and dams and reservoirs. And an electric resistivity meter for monitoring and monitoring the hydraulic structure.
그러나 상술한 종래기술의 수리구조물 모니터링 시스템의 경우, 각각의 계측기별 알람 신호를 모니터링하는 데 그칠 뿐 전체계측기에 대한 통합 모니터링을 수행하지 못하는 문제점을 가진다.However, in the case of the above-described hydraulic structure monitoring system of the related art, there is a problem that integrated monitoring of the entire instrument can not be performed, merely monitoring the alarm signal of each instrument.
따라서 본 발명은 상술한 종래기술의 문제점을 해결하기 위한 것으로서, 댐, 저수지, 보, 제방, 교량, 옹벽, 사면과 같은 수리구조물에 설치된 특정 계측기에서 이상 신호로 분류되는 이벤트가 발생하는 경우, 수리구조물에 설치된 계측기들로 이벤트 발생 전후 계측 정보를 수집하여 전송하도록 하는 통합트리거신호를 발생시키는 것에 의해 , 이벤트 발생 전후의 수리구조물의 상태 정보를 비교하여 수리구조물에 대한 위험을 신속하고 정확하게 모니터링할 수 있도록 하는 계측기 통합트리거링을 이용한 수리구조물 통합 모니터링 시스템 및 그 방법을 제공하는 것을 목적으로 한다.SUMMARY OF THE INVENTION Accordingly, the present invention has been made keeping in mind the above problems occurring in the prior art, and it is an object of the present invention to provide a repair method and apparatus for repairing an abnormal event in a specific instrument installed in a hydraulic structure such as a dam, a reservoir, a beam, a bank, a bridge, a retaining wall, By generating the integrated trigger signal that collects measurement information before and after the occurrence of the event with the instruments installed on the structure, it is possible to quickly and accurately monitor the danger to the repair structure by comparing the state information of the repair structure before and after the event And to provide a method and an integrated monitoring system for a hydraulic structure using meter-integrated triggering.
또한, 본 발명은 수리구조물에 설치된 특정 계측기에서 알람을 알리는 이벤트 신호가 발생하는 경우, 드론을 이용하여 해당 위치에 대한 열화상카메라 촬영을 수행하는 것에 의해 균열이나 누수 등의 여부를 신속히 파악할 수 있도록 하는 통합트리거링을 이용한 수리구조물 통합 모니터링 시스템 및 그 방법을 제공하는 것을 다른 목적으로 한다.Further, in the present invention, when an event signal for notifying an alarm is generated in a specific measuring instrument installed on a hydraulic structure, a thermal camera is taken for a corresponding position using a drone so that it is possible to quickly detect whether cracks or leaks The present invention also provides an integrated monitoring system for a hydraulic structure using integrated triggering and a method thereof.
상술한 목적을 달성하기 위한 본 발명의 통합트리거링을 이용한 수리구조물 통합 모니터링 시스템은,According to an aspect of the present invention, there is provided an integrated monitoring system for a hydraulic structure using integrated triggering,
수리구조물의 거동을 계측하는 수리구조물 계측모듈(100);A hydraulic structure measuring
상기 수리구조물의 주변부 지역 또는 내부에 구비되어, 지진 발생에 따른 지진 정보를 실시간으로 측정하는 지진계측모듈(200);An
상기 수리구조물 계측모듈(100) 또는 지진계측모듈(200) 중 어느 하나에서 기준 임계값을 초과하는 계측 신호가 계측되는 이벤트가 발생하는 경우, 상기 수리구조물 계측모듈(100)을 구성하는 센서들과 상기 지진계측모듈(200)을 구성하는 지진계측기들로 통합트리거 신호를 전송하는 것에 의해, 상기 수리구조물 계측모듈(100)과 상기 지진계측모듈(200)들이 이벤트 발생 전후의 측정값들을 전송하도록 하는 통합트리거모듈(1100);When an event occurs in which the measurement signal exceeding the reference threshold value is measured in either the hydraulic
상기 통합트리거모듈(1100)의 통합트리거 신호에 의해 상기 센서들과 지진계측기들로부터 수신한 측정값들을 분석하여 상태이상정보 및 알람을 출력하는 모니터링서버(300); 및A
상기 상태이상정보 및 상기 알람신호를 수신한 후, 상기 수리구조물의 유지보수 관리자 단말기 및 소방방재청의 관리서버로 재난경고메시지를 제공하는 수리구조물 관리서버(400);를 포함하는 것을 특징으로 한다. And a repair
상기 수리구조물 계측모듈(100)은,The hydraulic structure measuring module (100)
상기 수리구조물의 적어도 하나 이상의 위치에 구비되어, 상기 수리구조물에 가해지는 간극수압, 토압, 동수압, 응력, 장력, 상기 수리구조물에 발생하는 지표변위, 지중변위, 침하, 상기 수리구조물에 발생하는 동적 하중, 상기 수리구조물의 온도, 상기 수리구조물의 내부 지하수위 및 인접수면의 수위, 수리구조물의 유전율 및 함수비, 상기 수리구조물의 경사도 중 적어도 하나를 측정하는 센서들을 구비한 적어도 하나 이상의 내부센서부(110) 및 외부센서부(120);The hydraulic structure is provided at least at one or more positions of the hydraulic structure, and the hydraulic pressure, earth pressure, hydrostatic pressure, stress, tension applied to the hydraulic structure, surface displacements generated in the hydraulic structure, ground displacement, At least one internal sensor unit having sensors for measuring at least one of a load, a temperature of the hydraulic structure, an internal groundwater level of the hydraulic structure and a water level of an adjacent water surface, a permittivity and a water content of the hydraulic structure, 110 and an
상기 수리구조물의 전기비저항을 측정하는 전기비저항 측정모듈(130);An electrical
상기 적어도 하나 이상의 센서부(110)들 각각의 구동을 제어하며, 상기 통합트리거신호를 수신하는 경우 상기 내부센서부(110)와 외부센서부(120) 및 전기비저항측정모듈(130)의 이벤트 발생 전후의 측정값들을 관리자의 휴대폰, 관리자단말기 또는 모니터링서버 중 하나 이상으로 전송하는 제어부(140);And controls the driving of each of the at least one
상기 모니터링 서버(300)와 무선인터페이스를 통해 연동하여, 상기 적어도 하나 이상의 센서부(110)들 및 상기 전기비저항 측정모듈(130)에서 측정된 정보를 송신하고, 상기 모니터링 서버(300)에서 제공하는 제어신호를 수신하는 비저항측정 송수신콘솔(150); 및The
상기 관리자단말기를 포함하는 외부 장치와 통신을 수행하는 수리구조계측모듈통신부(160);를 포함하여 구성될 수 있다.And a hydraulic structure measurement module communication unit 160 for performing communication with an external device including the administrator terminal.
상기 지진계측모듈(200)은,The earthquake measuring module (200)
실시간으로 지반에서 발생되는 지진신호(shaking and shocking signals)를 감지한 후 이에 따른 지진정보를 출력하는 적어도 하나 이상의 지진계측기(210);At least one earthquake measuring instrument 210 for detecting shaking and shocking signals generated in the ground in real time and outputting earthquake information according to the detected shaking and shocking signals;
상기 적어도 하나 이상의 지진계측기(210)에서 출력된 상기 지진정보를 합산 후, 지진정보 평균값을 산출하여 제공하는 MCU(220);An MCU 220 for calculating an earthquake information average value after summing the earthquake information output from the at least one earthquake measuring instrument 210 and providing the earthquake information average value;
무선인터페이스를 이용하여 상기 MCU에서 산출된 지진정보 평균값을 상기 모니터링 서버(300)로 제공하는 지진계측 송수신콘솔(230); 및An earthquake measuring transmission / reception console (230) for providing the monitoring server (300) with an average of earthquake information calculated by the MCU using a wireless interface; And
외부와 통신을 수행하는 지진계측모듈통신부(240);를 포함하고,And an earthquake measuring module communication unit 240 for communicating with the outside,
상기 지진계측기(210)는, 서로 다른 직교 좌표축(rectangular coordinate)을 갖는 3개 성분(3 components)의 진동센서가 탑재되며, 상기 3개의 성분은 종(축)성분(longitudinal component), 횡(축)성분(transverse component) 및 연직(축)성분(vertical component)인 것을 특징으로 한다. The earthquake measuring instrument 210 is mounted with vibration sensors of three components having different rectangular coordinates and the three components are a longitudinal component, (Transverse component) and a vertical component (vertical component).
상기 내부센서부(110)는,The internal sensor unit (110)
상기 수리구조물에 가해지는 간극수압, 토압, 동수압, 응력 및 장력 중 적어도 하나 이상을 측정하는 응력/압력측정센서(111);A stress / pressure measuring sensor 111 for measuring at least one of a pore pressure, a earth pressure, a hydrostatic pressure, a stress and a tensile force applied to the hydraulic structure;
상기 수리구조물에 발생하는 지표변위, 지중변위, 침하를 계측하는 변위계측센서(112);A displacement measuring sensor 112 for measuring an earth displacement, a ground displacement, and a settlement occurring in the hydraulic structure;
상기 수리구조물에 발생하는 동적 하중을 측정하는 동적하중측정센서(113);A dynamic load measuring sensor 113 for measuring a dynamic load generated in the hydraulic structure;
상기 수리구조물의 표면온도를 계측하는 온도측정센서(114); 상기 수리구조물 내부 지하수위 및 인접수면의 수위를 측정하는 수위측정센서(115); 상기 수리구조물의 유전율 및 함수비를 계측하는 TDR 측정센서(116); 및A temperature measurement sensor 114 for measuring a surface temperature of the hydraulic structure; A level sensor 115 for measuring the level of the groundwater inside the hydraulic structure and the level of the adjacent water surface; A TDR measurement sensor 116 for measuring the permittivity and the water content of the hydraulic structure; And
상기 수리구조물의 경사도를 측정하는 경사도측정센서(117);를 포함하고,And an inclination measuring sensor (117) for measuring an inclination of the hydraulic structure,
상기 외부센서부(120)는,The external sensor unit (120)
수리 구조물의 표면의 침하, 삼각 측량 시 측각, 삼각 측량 시 거리 또는 수리구조물의 상하류 방향 변위 중 하나 이상을 측정하는 측량센서(121);A measurement sensor 121 for measuring at least one of a settlement of the surface of the hydraulic structure, a side angle at the time of triangulation, a distance during triangulation, and a displacement in the upstream and downstream directions of the hydraulic structure;
수리 구조물 정상부와 사면의 침하, 제체 내부 층별 침하, 제체내 동일표고상의 침하형상 또는 제체내 1 점의 침하 중 하나 이상을 측정하는 침하센서(122);A settlement sensor (122) for measuring at least one of a settlement at the top of the hydraulic structure and a settlement at the slope, a settlement at the inner layer, a settlement at the same elevation in the vessel, or a settlement at one point within the vessel;
수리 구조물 정상부와 사면의 수리 구조물 축방향 변위, 제체내부 층별 수리구조물 축방향 변위, 제체내부 동일표고상의 상하류방향 변위, 제체내부 상하류방향 변형 중 하나 이상을 측정하는 수리 구조물 축방향센서(123); 및(123) a hydraulic structure measuring at least one of axial displacement of hydraulic structures at the top and slopes of the hydraulic structure, axial displacement of the hydraulic structures inside the body at the same elevation, up / down displacement at the same elevation inside the body, And
수리 구조물 정상부와 사면의 상하류 방향 변위, 제체내부 층별 상하류방향 변위, 제체내부 동일표고상의 상하류방향 변위 또는 제체내부 상하류방향 변형 중 하나 이상의 상하류방향 변형을 측정하는 상하류변형센서(124);를 포함하여 구성될 수 있다.And an upstream / downstream deformation sensor (124) for measuring at least one of an upstream / downstream directional deformation of a hydraulic structure top and slopes in an upstream / downstream directional displacement, an upstream / downstream directional displacement in a body internal layer, Lt; / RTI >
상기 전기비저항 측정모듈(130)은, The electrical resistivity measurement module (130)
상기 수리구조물 내에 횡방향 또는 종방향으로 배열되고, 복수 개의 전극들이 다채널 구조로 형성되어 구성된 전극배열(131);An electrode array (131) arranged horizontally or longitudinally in the hydraulic structure and having a plurality of electrodes formed in a multi-channel structure;
상기 전극배열(131)들 중 적어도 하나 이상을 선택적으로 도통 또는 단선시키기 위한 채널별 스위칭 유닛들(SW1 내지 SWn)을 구비한 스위칭 박스(132); 및A
상기 스위칭 박스(132)의 구동을 제어하여, 상기 전극배열(131)에 측정된 채널별 전기비저항값을 상기 모니터링 서버로 제공하는 스위칭 제어부(133)를 포함하고,And a switching controller (133) for controlling the driving of the switching box (132) and providing the measured electrical resistivity values to the monitoring server in the electrode array (131)
상기 스위칭 제어부(133)는 상기 채널별 스위칭 유닛들(SW1 내지 SWn) 각각의 제어시간구간을 서로 같거나 또는 다르게 적용시키도록 상기 스위칭 박스(132)를 제어하도록 구동되는 것을 특징으로 한다.The
상기 전극배열(131)들 각각은 단극(Pole-Pole), 단극-쌍극자(Pole-Dipole), 쌍극자(Dipole-Dipole), 슐럼버져(Schlumberger), 웨너(Wenner), 변형된 단극(Modified Pole-Pole) 및 변형된 쌍극자(Modified Dipole-Dipole) 배열 중 어느 하나를 탐사현장에 적합하도록 선택하고, 선택된 상기 전극배열은 전류전극 및 전위전극을 포함하며, 상기 전류전극으로 제공된 전류량에 의해 상기 전위전극에서 측정된 전위차를 이용하여 전기비저항을 계측하도록 구성되는 것을 특징으로 한다. Each of the electrode arrays 131 may be formed of a single pole, a single pole-dipole, a dipole-dipole, a Schlumberger, a Wenner, a modified pole- Wherein the selected electrode array includes a current electrode and a potential electrode, wherein the current electrode and the potential dipole-dipole array are arranged such that the potential electrode And measuring the electrical resistivity using the potential difference measured in the step of measuring the electrical resistivity.
상기 모니터링서버(300)는,The monitoring server (300)
상기 통합트리거모듈(1100)의 통합트리거 신호에 의해 상기 센서들과 지진계측기들로부터 수신한 측정값들을 이벤트 발생 시점의 전과 후를 비교하여 기준 임계값을 초과하는 변화가 발생하는 경우 해당되는 상태이상정보 및 알람을 출력하도록 구성될 수 있다.If the measurement values received from the sensors and the earthquake measuring instruments are compared before and after the event occurrence time by the integrated trigger signal of the integrated trigger module 1100 and a change exceeding the reference threshold value occurs, Information and alarms.
상기 모니터링 서버(300)는, 실시간으로 지진계측기(210)에서 제공된 지진정보를 기록 및 저장하는 기능을 수행하거나 또는 기준 임계값을 초과하는 지진정보를 기록 및 저장하는 기능을 수행하는 지진기록계(310); 상기 지진기록계(310)에서 기록된 지진정보들 중 최대지반가속도(PGA) 값을 추출한 후, 내부에 구비된 기준 임계값과 비교판단하여 상기 최대지반가속도 값이 상기 임계값을 초과할 경우 전기비저항 분포도 산출부의 구동신호를 생성하는 지진이벤트 트리거 생성부(320); 내부에 임의로 설정된 복수 개의 전기비저항 구간이 설정되며, 전기비저항 측정모듈에서 제공된 전기비저항값들을 상기 복수 개의 전기비저항 구간에 적용시켜 수리구조물 전체에 해당하는 전기비저항 분포도를 산출하는 전기비저항 분포도 산출부(330); 기 설정된 시간 동안에 상기 수리구조물 계측모듈(100) 내에 구비된 적어도 하나 이상의 센서들 각각에서 계측된 정보들, 예컨대, 상기 수리구조물에 가해지는 간극수압, 토압, 동수압, 응력, 장력, 상기 수리구조물에 발생하는 지표변위, 지중변위, 침하, 상기 수리구조물에 발생하는 동적 하중, 상기 수리구조물의 온도, 상기 수리구조물의 내부 지하수위 및 인접수면의 수위, 수리구조물의 유전율 및 함수비, 상기 수리구조물의 경사도의 평균값을 스크립트 정보로 생성하며, 상기 스크립트 정보에 해당하는 수리구조물의 거동변화에 따른 기준 전기비저항 분포도의 임계값을 제공하는 수리구조물 거동변화 판단부(340); 상기 수리구조물 거동변화 판단부(340)에서 제공된 기준 전기비저항 분포도의 임계값과 상기 전기비저항 분포도 산출부(330)에서 제공된 전기비저항 분포도를 비교판단한 후, 상기 전기비저항 분포도 산출부(330)에서 제공된 전기비저항 분포도가 상기 임계값을 초과할 경우, 초과범위에 따른 초과신호를 제공하는 비교판단부(350); 상기 초과신호의 크기에 따라 서로 다른 형태의 알람신호를 상기 수리구조물 관리서버(400)로 제공하는 알람부(360); 및 상기 기준 전기비저항 분포도의 임계값에 따른 수리구조물의 거동에 따른 예상피해정보(예컨대, 상기 수리구조물에서 발생 가능한 범람, 유실, 파손, 붕괴, 침수, 침투, 세굴, 균열, 철근노출, 휨, 이격, 변형, 파이핑 중 적어도 하나 이상이 포함)를 단계별로 예측피해정보를 제공하는 예상피해정보 제공부(370);를 포함하는 것을 특징으로 한다. The
상기 예상피해정보 제공부(370)는, 상기 수리구조물의 종류, 크기, 지리적 위치, 상기 수리구조물의 생애주기, 설계년도, 보수/보강회수에 따라 서로 다른 예상피해정보를 제공하는 것을 특징으로 한다. The expected damage
상기 지진정보는 지진데이터표준(mini-SEED), 매 초당 분석데이터(MMA)가 포함된 것을 특징으로 한다. The seismic information is characterized by including an earthquake data standard (mini-SEED) and analysis data per second (MMA).
상기 통합트리거링을 이용한 수리구조물 통합모니터링 시스템은,The integrated structure monitoring system using the integrated triggering method includes:
상기 통합트리거모듈(1100)의 통합트리거 신호를 수신한 후 이륙하여 이벤트 발생 지점에 대한 열화상영상 촬영을 수행한 후 이를 관리자단말기 또는 모니터링서버 중 하나 이상으로 전송하는 드론(600);을 더 포함하여 구성될 수 있다.And a drone (600) for taking an integrated trigger signal of the integrated trigger module (1100), taking off, taking an infrared image of the event occurrence point, and transmitting the taken image to at least one of an administrator terminal and a monitoring server .
상기 수리구조물 관리서버(400)는, 상기 알람신호 및 상기 단계별 예상피해정보를 수신하여 상기 알람신호에 따른 등급을 분석한 후, 상기 수리구조물의 유지보수 및 피해범위 내에 해당하는 지역주민들의 연락정보를 추출하는 정보처리부(410); 및 상기 알람신호의 따른 등급별 재난경고메시지를 생성하여, 상기 추출된 연락정보로 재난경고메시지를 제공하는 재난경고메시지 제공부(420)를 포함하는 것을 특징으로 한다.The mathematical
상기 무선 인터페이스는 지그비(Zigbee)통신, ISA100, WirelessHART, Bluetooth, Wave, NFC 중 적어도 하나의 통신방식을 이용하여 통신을 수행하도록 구성되는 것을 특징으로 한다. The wireless interface is configured to perform communication using at least one of Zigbee communication, ISA100, WirelessHART, Bluetooth, Wave, and NFC.
상슬한 목적을 달성하기 위한 본 발명의 계측기 통합트리거링을 이용한 수리구조물 통합 모니터링 시스템을 이용한 수리구조물 모니터링 방법은,In order to accomplish the object of the present invention, there is provided a method for monitoring a hydraulic structure using a hydraulic structure integrated monitoring system,
수리구조물 계측모듈(100)을 이용하여 수리구조물의 거동 및 전기비저항을 측정하는 단계(S100);Measuring the behavior and electrical resistivity of the hydraulic structure using the hydraulic structure measurement module 100 (S100);
지진계측모듈(200)을 이용하여 상기 수리구조물의 주변부 지역 또는 내부에 구비되어, 지진 발생에 따른 지진 정보를 실시간으로 측정하는 단계(S200); 실시간으로 상기 수리구조물 계측모듈(100) 및 상기 지진계측모듈(200)에서 측정된 정보들을 저장관리하며, 지진 발생시, 상기 지진 강도에 따라 가변되는 상기 수리구조물의 전기비저항의 분포도를 산출한 후, 기 설정된 시간동안에 측정된 상기 수리구조물의 전기비저항 분포도의 평균값과 내부에 설정된 구간별 전기비저항 임계값을 비교한 후, 상기 평균값이 상기 구간별 전기비저항 임계값을 초과할 경우, 상기 구간별 전기비저항 임계값에 따른 상기 수리구조물의 상태이상정보 및 알람신호를 제공하는 수리구조물 모니터링 단계(S300); 및 상기 상태이상정보 및 상기 알람신호를 수신한 후, 상기 수리구조물의 유지보수 관리자 및 소방방재청의 관리서버로 재난경고메시지를 제공하는 재난경고메시지 제공단계(S400);를 포함하는 것을 특징으로 한다. A step (S200) of measuring earthquake information according to the occurrence of an earthquake, which is provided in or around a peripheral portion of the hydraulic structure using the earthquake measuring module (200); And stores the information measured by the
상기 모니터링 단계(S300)는 실시간으로 상기 지진계측기(210)에서 제공된 지진정보를 기록 및 저장하는 기능을 수행하거나 또는 기준 임계값을 초과하는 지진정보를 기록 및 저장하는 단계(S310); 지진기록계(310)에서 기록된 지진정보들 중 최대지반가속도(PGA) 값을 추출한 후, 내부에 구비된 기준 임계값과 비교판단하여 상기 최대지반가속도 값이 상기 임계값을 초과할 경우 전기비저항 분포도 산출부의 구동신호를 생성하는 단계(S320); 내부에 임의로 설정된 복수 개의 전기비저항 구간을 통해 전기비저항 측정모듈에서 제공된 전기비저항값들을 상기 복수 개의 전기비저항 구간에 적용시켜 수리구조물 전체에 해당하는 전기비저항 분포도를 산출하는 단계(S330); 기 설정된 시간 동안에 상기 수리구조물 계측모듈 내에 구비된 적어도 하나 이상의 센서들 각각에서 계측된 정보들, 예컨대, 상기 수리구조물에 가해지는 간극수압, 토압, 동수압, 응력, 장력, 상기 수리구조물에 발생하는 지표변위, 지중변위, 침하, 상기 수리구조물에 발생하는 동적 하중, 상기 수리구조물의 온도, 상기 수리구조물의 내부 지하수위 및 인접수면의 수위, 수리구조물의 유전율 및 함수비, 상기 수리구조물의 경사도의 평균값을 스크립트 정보로 생성하며, 상기 스크립트 정보에 해당하는 수리구조물의 거동변화에 따른 기준 전기비저항 분포도의 임계값을 제공하는 단계(S340); 상기 기준 전기비저항 분포도의 임계값과 상기 전기비저항 분포도를 산출하는 단계(S330)에서 산출된 전기비저항 분포도를 비교판단한 후, 상기 전기비저항 분포도를 산출하는 단계(S330)에서 산출된 전기비저항 분포도가 상기 임계값을 초과할 경우, 초과범위에 따른 초과신호를 제공하는 단계(S350); 상기 초과신호의 크기에 따라 서로 다른 형태의 알람신호 및 상기 기준 전기비저항 분포도의 임계값에 따른 수리구조물의 거동에 따른 예상피해정보(예컨대, 상기 수리구조물에서 발생 가능한 범람, 유실, 파손, 붕괴, 침수, 침투, 세굴, 균열, 철근노출, 휨, 이격, 변형, 파이핑 중 적어도 하나 이상이 포함)를 수리구조물 관리자 서버로 제공하는 단계(S360)를 포함하는 것을 특징으로 한다. The monitoring step S300 may include recording and storing earthquake information provided by the earthquake measuring instrument 210 in real time or recording and storing earthquake information exceeding a reference threshold value in operation S310. The maximum ground acceleration (PGA) value of the seismic information recorded in the
상슬한 목적을 달성하기 위한 본 발명의 다른 계측기 통합트리거링을 이용한 수리구조물 통합 모니터링 시스템을 이용한 수리구조물 모니터링 방법은,In order to accomplish the object of the present invention, there is provided a method of monitoring a hydraulic structure using an integrated monitoring system of a hydraulic structure using another integrated triggering method of the present invention,
수리구조물 계측모듈(100)과 상기 지진계측모듈(200)이 수리구조물의 거동 및 전기비저항과 지진 발생에 따른 지진 정보를 실시간으로 측정한 후, 측정값들이 기 설정범위를 초과하는 값으로 되는 이벤트 발생 여부를 판단하는 이벤트발생 판단단계(S2100);After the hydraulic
상기 이벤트가 발생한 경우 통합트리거모듈(1100)이 상기 수리구조물 계측모듈(100)을 구성하는 센서들과 상기 지진계측모듈(200)을 구성하는 지진계측기들로 통합트리거 신호를 전송하는 것에 의해, 상기 수리구조물 계측모듈(100)과 상기 지진계측모듈(200)들이 이벤트 발생 전후의 측정값들을 전송하도록 하는 통합트리거링단계(S2200);When the event occurs, the integrated trigger module 1100 transmits the combined trigger signal to the sensors constituting the hydraulic
상기 통합트리거 신호를 수신한 상기 수리구조물 계측모듈(100)과 지진계측모듈(200)이 상기 이벤트 발생 시점의 전후 측정값들을 수집한 후 관리자 단말기 또는 모니터링서버(300) 중 하나 이상으로 전송하는 계측기 측정값 수집단계(S2300);The measuring
상기 관리자 단말기 또는 상기 모니터링서버(300) 중 하나 이상이 이벤트 발생 전 후의 상기 계측기 측정값들을 비교하여 기 설정된 값의 범위 내에서 차이가 발생하는지를 판단하여 이상 발생 여부를 판단하는 계측기 측정값 전후 상태 비교 단계(S2400); 및Wherein at least one of the manager terminal or the
상기 계측기 측정값 전후 상태 비교 단계(S2400)의 비교결과 이상이 발생한 경우 상기 관리자 단말기 또는 상기 모니터링서버(300)가 알람을 출력하는 알람출력단계(S2500);를 포함하여 구성될 수 있다.And an alarm output step (S2500) in which the manager terminal or the
상기 통합트리거링단계(S2200)는,The integration triggering step (S2200)
열화상카메라가 장착된 드론을 이륙시켜 이벤트 발생 지점에 대한 열화상영상 촬영을 수행한 후 이를 관리자단말기 또는 모니터링서버 중 하나 이상으로 전송하도록 하는 것을 더 포함하며,Further comprising: taking a drone equipped with a thermal imaging camera to perform thermal imaging of an event occurrence point, and transmitting the thermal imaging image to at least one of an administrator terminal and a monitoring server,
계측기 측정값 전후 상태 비교 단계(S2400)는,In the comparison step (S2400) of the measured values before and after the measurement,
상기 이벤트 발생 전후의 열화상카메라 촬영 영상을 비교하여 기 설정된 범위를 초과하는 차이가 발생하는 경우 이상발생으로 판단하는 것을 포함하여 구성될 수 있다.Comparing the images captured by the thermal camera before and after the occurrence of the event, and determining that an abnormality occurs when a difference exceeding a predetermined range occurs.
본 발명의 실시 예에 따른 계측기 통합트리거링을 이용한 수리구조물 통합 모니터링 시스템을 이용하면, 수리구조물의 거동 변화나 지진발생 등의 이벤트의 발생 시 이벤트 발생 전후의 측정값들을 통합 비교함으로써, 수리구조물의 이상 유무를 전체적으로 파악할 수 있도록 하고, 드론을 이용한 이벤트 발생 지점에 대한 열화상촬영 영상을 비교하는 것에 의해 수리구조물의 파손 여부를 실시간으로 확인할 수 있도록 하여 수리구조물의 이상 발생에 대하여 신속하고 정확하게 파악하고 대응할 수 있도록 하는 효과를 제공한다.By using the integrated monitoring system of the integrated structure using the integrator trigger integration according to the embodiment of the present invention, it is possible to detect the change of the behavior of the hydraulic structure or the occurrence of an event such as an earthquake, And compare the thermal images taken at the point of event occurrence using the drone to check whether the damaged structure is damaged in real time so that it can quickly and accurately grasp the abnormality of the hydraulic structure and respond to it And the like.
또한, 본 발명은 지진 감시와 수리구조물의 거동변화에 따른 모니터링을 일원화시킬 수 있다는 이점을 제공한다. In addition, the present invention provides the advantage of being able to unify the monitoring according to seismic monitoring and the behavior change of the hydraulic structure.
또한, 수리 구조물의 거동 변화 시 또는 지진 발생시 대형 수리구조물의 내부 또는 외부 거동변화의 발생여부를 신속하게 인지할 수 있어, 즉각적인 수리구조물의 복구/보수가 가능함으로써, 피해발생규모를 최소화시킬 수 있다는 이점을 제공한다. In addition, it is possible to quickly recognize whether a change in the behavior of a hydraulic structure or a change in internal or external behavior of a large hydraulic structure occurs in the event of an earthquake, and it is possible to repair / repair the hydraulic structure immediately. This provides the advantage.
또한, 수리 구조물의 거동 변화 시 또는 지진 발생 시 지진 발생 이전과 이후의 수리구조물의 체제 전반에 걸친 내부특성변화를 측정하고 분석 가능하여 수리구조물의 지진재해 대응능력을 보강시킬 수 있다는 이점을 제공한다. In addition, it provides an advantage that it is possible to measure and analyze changes in the internal characteristics of the hydraulic structure before and after the earthquake at the time of change of the behavior of the hydraulic structure or at the time of occurrence of the earthquake and to enhance the ability of the hydraulic structure to cope with earthquake disaster .
또한, 수리 구조물의 거동 변화 또는 지진 발생 전후의 전기비저항 변화비와 당시 지진 계측자료를 토대로 안전성 평가, 지진재해 경보발령을 위한 방대한 기초계측자료를 확보할 수 있다는 이점을 제공한다. In addition, it provides the advantage of securing a large amount of basic measurement data for safety assessment and issuance of earthquake disaster warning based on the change in the behavior of hydraulic structures or the change in electrical resistivity before and after the earthquake and the earthquake measurement data at that time.
또한, 수리 구조물의 거동 변화 또는 지진재해로 인하여 지리적 위치별 및 종류별에 따른 수리구조물의 거동특성별로 통합관리함으로써, 수리구조물의 유지보수에 따른 비용적인 측면을 최소화시킬 수 있다는 이점을 갖는다. In addition, it has an advantage of minimizing the cost side due to the maintenance of the hydraulic structure by integrated management by the behavior characteristics of the hydraulic structure depending on the geographical position and type due to the change of the hydraulic structure behavior or the earthquake disaster.
도 1은 본 발명의 실시 예에 따른 계측기 통합트리거링을 이용한 수리구조물 통합 모니터링 시스템(1000)을 나타낸 블록도이다.
도 2a 내지 도 2c는 본 발명에서 제시하는 지진계측기의 위치를 나타낸 예시도로서, 도 2a는 수리구조물의 지표 또는 내부에 위치하는 지표형 지진계측기를 나타내며, 도 2b는 수리구조물의 지반 내에 위치하는 시추공형 지진계측기를 나타내며, 도 2c는 지표형과 시추공형을 함께 사용되는 상태를 나타낸 예시도이다.
도 3은 도 1에 도시된 수리구조물 계측모듈을 나타낸 블록도이다.
도 4는 도 3에 도시된 센서부의 예시도이다.
도 5는 도 3에 도시된 전기비저항 측정모듈을 간략하게 나타낸 블록도이다.
도 6a는 일반적인 전기비저항 탐사기의 모식도이다.
도 6b는 균질 매질에서의 전류 및 등선위선 분포도의 예시도이다.
도 6c는 비균질 매질에서의 전류 및 등전위선 분포도의 예시도이다.
도 7a는 수리구조물의 횡방향으로 탐사측선 내의 전극들 간격이 5m의 쌍극자 배열에 따른 결과단면에 대한 전기비저항 탐사결과에 대한 시뮬레이션 차트이다.
도 7b는 수리구조물의 횡방향으로 탐사측선 내의 전극들 간격이 5m의 단극 배열에 따른 결과단면에 대한 전기비저항 탐사결과에 대한 시뮬레이션 차트이다.
도 7c는 수리구조물의 횡방향으로 탐사측선 내의 전극들 간격이 10m의 변형된 쌍극자 배열에 따른 결과단면에 대한 전기비저항 탐사결과에 대한 시뮬레이션 차트이다.
도 7d은 수리구조물의 횡방향으로 탐사측선 내의 전극들 간격이 10m의 변형된 단극 배열에 따른 결과단면에 대한 전기비저항 탐사결과에 대한 시뮬레이션 차트이다.
도 8은 도 1에 도시된 지진계측기를 나타낸 블록도이다.
도 9는 도 1에 도시된 수리구조물 모니터링 서버를 나타낸 블록도이다.
도 10은 도 1에 도시된 수리구조물 관리서버를 나타낸 블록도이다.
도 11은 본 발명의 실시 예에 따른 계측기 통합트리거링을 이용한 수리구조물 통합 모니터링 시스템을 이용한 수리구조물 모니터링 방법의 흐름도이다.
도 12는 도 11에 도시된 S300을 보다 상세하게 설명하기 위한 흐름도이다.
도 13은 본 발명의 다른 실시 예에 따른 계측기 통합트리거링을 이용한 수리구조물 통합 모니터링 시스템을 이용한 수리구조물 모니터링 방법의 흐름도이다.1 is a block diagram illustrating a mathematical
2A to 2C are views showing the position of an earthquake measuring instrument according to the present invention, wherein FIG. 2A shows an earthquake-based instrument that is located on an inside or an inside of a hydraulic structure, FIG. And Fig. 2C is an example of a state in which both an indicator type and a borehole type are used.
3 is a block diagram illustrating a hydraulic structure measurement module shown in FIG.
4 is an exemplary view of the sensor unit shown in Fig.
5 is a simplified block diagram of the electrical resistivity measurement module shown in FIG.
6A is a schematic diagram of a general electrical resistivity probe.
FIG. 6B is an exemplary diagram of the current and isodose distribution in a homogeneous medium. FIG.
Figure 6C is an illustration of current and equipotential line distributions in an inhomogeneous medium.
FIG. 7A is a simulation chart of the electrical resistivity survey results for the resultant cross section according to the dipole array of 5 m spacing of the electrodes in the survey line in the lateral direction of the hydraulic structure. FIG.
FIG. 7B is a simulation chart of electrical resistivity survey results for a resultant section according to a single-pole arrangement of 5 m spacing of electrodes in the survey line in the lateral direction of the hydraulic structure.
7C is a simulation chart of the electrical resistivity survey results for the resultant section according to the modified dipole array of 10 m spacing of the electrodes in the survey line in the lateral direction of the hydraulic structure.
7d is a simulation chart of the electrical resistivity survey results for the resultant section according to the deformed unipolar arrangement of 10m spacing of the electrodes in the survey line in the lateral direction of the hydraulic structure.
8 is a block diagram showing the earthquake measuring instrument shown in FIG.
FIG. 9 is a block diagram illustrating a hydraulic structure monitoring server shown in FIG. 1. FIG.
FIG. 10 is a block diagram showing the hydraulic structure management server shown in FIG. 1. FIG.
11 is a flowchart of a method for monitoring a hydraulic structure using an integrated monitoring system of a hydraulic structure using meter integrated triggering according to an embodiment of the present invention.
12 is a flowchart for explaining S300 shown in FIG. 11 in more detail.
13 is a flowchart illustrating a method of monitoring a hydraulic structure using an integrated monitoring system of a hydraulic structure using meter integrated triggering according to another embodiment of the present invention.
이하, 본 발명의 바람직한 실시 예의 상세한 설명은 첨부된 도면들을 참조하여 설명할 것이다. 하기에서 본 발명을 설명함에 있어서, 관련된 공지 기능 또는 구성에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명을 생략할 것이다. DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS Hereinafter, a detailed description of preferred embodiments of the present invention will be given with reference to the accompanying drawings. In the following description of the present invention, detailed description of known functions and configurations incorporated herein will be omitted when it may make the subject matter of the present invention rather unclear.
본 발명의 개념에 따른 실시 예는 다양한 변경을 가할 수 있고 여러 가지 형태를 가질 수 있으므로 특정 실시 예들을 도면에 예시하고 본 명세서 또는 출원에 상세하게 설명하고자 한다. 그러나 이는 본 발명의 개념에 따른 실시 예를 특정한 개시 형태에 대해 한정하려는 것이 아니며, 본 발명의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변경, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다. Embodiments in accordance with the concepts of the present invention can make various changes and have various forms, so that specific embodiments are illustrated in the drawings and described in detail in this specification or application. It should be understood, however, that the embodiments according to the concepts of the present invention are not intended to be limited to any particular mode of disclosure, but rather all variations, equivalents, and alternatives falling within the spirit and scope of the present invention.
어떤 구성요소가 다른 구성요소에 "연결되어" 있다거나 "접속되어" 있다고 언급된 때에는, 그 다른 구성요소에 직접적으로 연결되어 있거나 또는 접속되어 있을 수도 있지만, 중간에 다른 구성요소가 존재할 수도 있다고 이해되어야 할 것이다. 반면에, 어떤 구성요소가 다른 구성요소에 "직접 연결되어" 있다거나 "직접 접속되어" 있다고 언급된 때에는, 중간에 다른 구성요소가 존재하지 않는 것으로 이해되어야 할 것이다. 구성요소들 간의 관계를 설명하는 다른 표현들, 즉 "~사이에"와 "바로 ~사이에" 또는 "~에 이웃하는"과 "~에 직접 이웃하는" 등도 마찬가지로 해석되어야 한다. It is to be understood that when an element is referred to as being "connected" or "connected" to another element, it may be directly connected or connected to the other element, . On the other hand, when an element is referred to as being "directly connected" or "directly connected" to another element, it should be understood that there are no other elements in between. Other expressions that describe the relationship between components, such as "between" and "between" or "neighboring to" and "directly adjacent to" should be interpreted as well.
본 명세서에서 사용한 용어는 단지 특정한 실시 예를 설명하기 위해 사용된 것으로, 본 발명을 한정하려는 의도가 아니다. 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다. 본 명세서에서, "포함하다" 또는 "가지다" 등의 용어는 설시된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부분품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부분품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다. The terminology used herein is for the purpose of describing particular embodiments only and is not intended to be limiting of the invention. The singular expressions include plural expressions unless the context clearly dictates otherwise. In this specification, the terms " comprises ", or " having ", or the like, specify that there is a stated feature, number, step, operation, , Steps, operations, components, parts, or combinations thereof, as a matter of principle.
이하에서는 도면을 참조하여 본 발명의 실시 예에 따른 계측기 통합트리거링을 이용한 수리구조물 통합 모니터링 시스템 및 그 방법을 보다 상세하게 설명하도록 한다.DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS Hereinafter, a hydraulic structure integration monitoring system and method using meter integration triggering according to an embodiment of the present invention will be described in detail with reference to the drawings.
먼저, 도 1에 도시된 바와 같이, 본 발명의 실시 예에 따른 계측기 통합트리거링을 이용한 수리구조물 통합 모니터링 시스템(1000)은 수리구조물 계측모듈(100), 지진계측모듈(200), 통합트리거링모듈(1100), 드론(600), 모니터링 서버(300) 및 수리구조물 관리서버(400)를 포함한다. As shown in FIG. 1, a mathematical
상기 수리구조물 계측모듈(100)은 수리구조물의 거동을 계측하는 기능을 수행하며, 상기 수리구조물은 예컨대, 댐, 저수지, 보, 제방, 교량, 옹벽, 사면 중 어느 하나일 수 있다. The hydraulic
상기 수리구조물 계측모듈(100)은 내부센서부(110)와 외부센서부(120), 전기비저항 측정모듈(130), 제어부(140), 비저항측정 송수신콘솔(150) 및 수리구조물계측모듈통신부(160)를 포함한다. The hydraulic
상기 내부센서부(110)는 상기 수리구조물의 적어도 하나 이상의 위치에 구비되어, 상기 수리구조물에 가해지는 간극수압, 토압, 동수압, 응력, 장력, 상기 수리구조물에 발생하는 지표변위, 지중변위, 침하, 상기 수리구조물에 발생하는 동적 하중, 상기 수리구조물의 온도, 상기 수리구조물의 내부 지하수위 및 인접수면의 수위, 수리구조물의 유전율 및 함수비, 상기 수리구조물의 경사도 중 적어도 하나 이상을 측정하는 기능을 수행한다. The
보다 구체적으로, 도 4를 참조하면, 상기 내부센서부(110)는 응력/압력측정센서(111), 변위계측센서(112), 동적하중측정센서(113), 온도측정센서(114), 수위측정센서(115), TDR 측정센서(116) 및 경사도측정센서(117)를 포함할 수 있다. 4, the
상기 응력/압력측정센서(111)는 상기 수리구조물에 가해지는 간극수압, 토압, 동수압, 응력, 장력을 측정하는 기능을 수행한다. The stress / pressure measuring sensor 111 measures the pore water pressure, earth pressure, hydrostatic pressure, stress, and tension applied to the hydraulic structure.
상기 변위계측센서(112)는 상기 수리구조물에 발생하는 지표변위, 지중변위, 침하를 계측하는 기능을 수행한다. The displacement measuring sensor 112 measures the surface displacement, ground displacement, and settlement occurring in the hydraulic structure.
상기 동적하중측정센서(113)는 상기 수리구조물에 발생하는 동적 하중을 측정하는 기능을 수행한다. The dynamic load measuring sensor 113 measures a dynamic load generated in the hydraulic structure.
상기 온도측정센서(114)는 상기 수리구조물의 온도를 계측하는 기능을 수행한다. The temperature measuring sensor 114 measures the temperature of the hydraulic structure.
상기 수위측정센서(115)는 상기 수리구조물 내부 지하수위 및 인접수면의 수위를 측정하는 기능을 수행한다. The level sensor 115 measures a level of groundwater in the hydraulic structure and the level of the adjacent water surface.
상기 TDR 측정센서(116)는 상기 수리구조물의 유전율 및 함수비를 계측하는 기능을 수행한다. The TDR measurement sensor 116 measures the dielectric constant and the water content of the hydraulic structure.
상기 경사도측정센서(117)는 상기 수리구조물의 경사도를 측정하는 기능을 수행한다. The inclination measuring sensor 117 measures the inclination of the hydraulic structure.
상기 외부센서부(120)는, 측량센서(121), 침하센서(122), 수리구조물 축방향센서(123), 상하류변형센서(124)를 포함하여 구성된다.The
상기 측량센서(121)는 수리 구조물의 표면의 침하, 삼각 측량 시 측각, 삼각 측량 시 거리 또는 수리구조물의 상하류 방향 변위 중 하나 이상을 측정하는 센서로서, 레벨기, 데오도라이트, 전자거리 측정기, 트랜싯 등으로 구성된다.The measurement sensor 121 is a sensor for measuring at least one of a settlement of a surface of a hydraulic structure, a side angle at the time of triangulation, a distance during triangulation, and a displacement in the upstream and downstream directions of a hydraulic structure. The level sensor, theodolite, Transit and so on.
상기 침하센서(122)는 수리 구조물 정상부와 사면의 침하, 제체 내부 층별 침하, 제체내 동일표고상의 침하형상 또는 제체내 1 점의 침하 중 하나 이상을 측정하는 센서로서, 표면 측첨기, 층별 침하계, 연속 침하계, 일점 침하계 등으로 구성된다.The settlement sensor 122 is a sensor for measuring at least one of the settlement of the top and slope of the hydraulic structure, the subsidence of the inner layer, the settlement of the same elevation in the inner part, or the settlement of one point in the inner part, , A continuous sedimentation system, and a single point sedimentation system.
상기 수리구조물 축방향센서(123)는 수리 구조물 정상부와 사면의 수리 구조물 축방향 변위, 제체내부 층별 수리구조물 축방향 변위, 제체내부 동일표고상의 상하류방향 변위, 제체내부 상하류방향 변형 중 하나 이상을 측정하는 센서로서 표면 측점기, 경사계, 수평변형 측정기기, 토사용 매설식 익스텐소미터 등으로 구성된다.The hydraulic structure axial direction sensor 123 measures at least one of an axial displacement of a hydraulic structure of a hydraulic structure and a slope, an axial displacement of a hydraulic structure of the inner structure of the body, an up-down displacement on the same elevation inside the body, Sensor, surface tester, inclinometer, horizontal strain gauge, and buried extensometer.
상기 상하류변형센서(124)는 수리 구조물 정상부와 사면의 상하류 방향 변위, 제체내부 층별 상하류방향 변위, 제체내부 동일표고상의 상하류방향 변위 또는 제체내부 상하류방향 변형 중 하나 이상의 상하류방향 변형을 측정하는 센서로서, 표면 측점기, 경사계, 수평변형 측정기기, 토사용 매설식 익스텐소미터 등으로 구성된다.The upstream and downstream deformation sensors 124 are sensors for measuring at least one of the upstream and downstream deformation of the hydraulic structure top and slopes in the upstream and downstream directions, the upstream and downstream displacements of the inner and outer layers, the upward and downward displacements , A surface point meter, an inclinometer, a horizontal deformation measuring instrument, and a buried extensometer.
다음으로, 상기 전기비저항 측정모듈(130)은 수리구조물 내에 위치하며, 수리구조물 내부 전기비저항을 실시간을 측정하는 기능을 수행한다. Next, the electrical
보다 구체적으로, 도 5를 참조하면, 상기 전기비저항 측정모듈(130)은 전기비저항 전극배열(131), 스위칭 박스(132) 및 스위칭 제어부(133)를 포함한다. 5, the electrical
상기 전기비저항 전극배열(131)은 채널 형태로 구성된 복수 개의 전극들로 구성되며, 상기 복수 개의 전극들은 내부에 적어도 하나 이상의 전류전극 및 적어도 하나 이상의 전위전극들로 구성될 수 있다. The electrical resistivity electrode array 131 may include a plurality of electrodes configured in a channel shape, and the plurality of electrodes may include at least one current electrode and at least one potential electrode.
참고로, 일반적인 전기비저항 탐사기는 전원과 연결되어 있는 전류계를 통해 두 개의 전류전극(C1, C2)에 전원을 공급한 후, 두 개의 전위전극(P1, P2)와 연결되어 있는 전위계(Voltmeter)를 통해 전위차를 측정하고 전위차를 흘려준 전류로 나눈 값 즉 저항값을 읽게 된다(도 6a 참조). In general, the electrical resistivity probe supplies electric power to two current electrodes (C1, C2) through an ammeter connected to a power source, and then a voltmeter connected to two potential electrodes (P1, P2) The resistance value is read by dividing the potential difference by the current flowing through the potential difference (see FIG. 6A).
즉, 전기비저항 탐사를 위하여 균일한 지하매질에 전류 전극 C1과 C2를 통해 일정한 전류를 흘려주면 전류는 전류 경로(Path)를 통해 C1에서 C2로 흘러간다. 이때 전류 경로에 수직하게 같은 값의 전위를 갖는 등전위선이 형성되며, 이 등전위선은 지면까지 이어지게 되고 지표에 설치된 전위계는 전위전극 P1과 P2 사이의 전위치를 측정한다. That is, if a constant current is flowed through the current electrodes C1 and C2 to a uniform underground medium for electrical resistivity survey, the current flows from C1 to C2 through a current path. At this time, an equipotential line having a potential of the same value perpendicular to the current path is formed. The equipotential line is connected to the ground, and the potentiometer installed on the ground measures the entire position between the potential electrodes P1 and P2.
전류전극과 전위전극의 위치, 흘려준 전류량과 측정된 전위차를 이용하면 균질한 지하 매질의 정확한 비저항값을 알 수 있게 된다. Using the position of the current electrode and the potential electrode, the amount of current flowing and the measured potential difference, the accurate resistivity value of the homogeneous underground medium can be known.
그러나 이상체가 지하에 존재하게 되면 전기비저항 탐사를 위하여 흘려주는 전류는 전기비저항이 낮은 물질 쪽으로 더 많이 흐르게 되며 결국 전류 경로에 수직인 등전위선에 변형을 일으키고 지표면에서 측정되는 전위차에도 영향을 미치게 된다. 이로부터 지표면에서 측정한 전위차를 이용하여 지하매질의 전기적인 이상대에 관한 정보를 가지고 있고 겉보기 비저항을 얻을 수 있다(도 6b, 도 6c 참조). However, if anomalous body exists underground, the electric current flowing for electrical resistivity survey flows more toward the material with low electrical resistivity and eventually deforms the equipotential line perpendicular to the current path and affects the potential difference measured on the surface. From this, the potential difference measured from the surface of the earth is used to obtain information on the electrical anomaly of the underground medium, and an apparent resistivity can be obtained (see FIGS. 6B and 6C).
이와 같이, 전기비저항 탐사는 상술한 바와 같은 방법으로 지하에 일정한 전류를 흘려보낸 후, 전위차를 측정하여 겉보기 비저항을 구하고 이를 해석하여 지하의 지질구조, 파쇄대나 지하수 등의 분포를 파악하는 방법이다. As described above, the electrical resistivity survey is a method of determining the apparent resistivity by measuring a potential difference after flowing a constant current in the ground as described above, and interpreting the geological structure of the underground, the fracture zone, and the groundwater.
전기비저항 탐사에 사용되는 전극배열법은 단극(Pole-Pole), 단극-쌍극자(Pole-Dipole), 쌍극자(Dipole-Dipole), 슐럼버져(Schlumberger), 웨너(Wenner), 변형된 단극(Modified Pole-Pole) 및 변형된 쌍극자(Modified Dipole-Dipole) 배열 등이 있다. Electrode array methods used for electrical resistivity survey are: Pole-Pole, Pole-Dipole, Dipole-Dipole, Schlumberger, Wenner, Modified Pole- Pole and Modified Dipole-Dipole arrays.
즉, 도 7을 참조하면, 도 7a는 수리구조물의 횡방향으로 탐사측선내의 전극간격이 5m의 쌍극자 배열을 이용한 전기비저항 탐사의 역해석 결과를 전기비저항 분포도로 나타낸 것이고, 도 7b는 5m의 단극 배열을 이용한 전기비저항 탐사의 역해석 결과이며, 도 7c는 10m의 변형된 쌍극자 배열을 이용한 전기비저항 탐사의 역해석 결과이다. 7A is a graph showing an electrical resistivity distribution of the result of reverse electrical resistivity survey using a dipole array having an electrode interval of 5 m in the lateral direction of a hydraulic structure in the lateral direction of the hydraulic structure, FIG. 7C is a result of inverse analysis of electrical resistivity survey using a modified dipole array of 10 m.
따라서 본 발명에서 제시하는 전기비저항 측정모듈(130)의 구동원리는 앞에서 상술한 전기비저항 탐사와 동일함으로 보다 상세한 설명은 생략하도록 한다.Therefore, the driving principle of the electrical
한편, 상기 스위칭 박스(132)는 복수 개의 전극들과 선택적으로 스위칭되어, 상기 복수 개의 전극 배열 중에서 선택되어 계측된 전기비저항값을 상기 제어부(140)로 제공하는 기능을 수행한다. Meanwhile, the
상기 제어부(140)는 상기 적어도 하나 이상의 내부센서부(110) 및 전기비저항 측정모듈의 구동을 제어하는 기능을 수행한다. 또한 상기 제어부(140)는 상기 통합트리거모듈(1100)로부터 통합트리거신호를 수신하는 경우 내부센서부(110)와 외부센서부(120) 및 전기비저항측정모듈(130)의 이벤트 발생 전후의 측정값들을 관리자단말기 또는 모니터링서버(300) 중 하나 이상으로 전송하는 제어를 수행하도록 구성된다.The
상기 비저항측정 송수신콘솔(150)은 상기 모니터링 서버(300)와 무선인터페이스를 통해 연동하여, 상기 적어도 하나 이상의 내부센서부(110)와 외부센서부(120)들 및 상기 전기비저항 측정모듈(130)에서 측정된 정보를 송신하고, 상기 수리구조물 관리서버(400)에서 제공하는 제어신호를 수신하는 기능을 수행한다. The resistivity measuring transceiver console 150 is interlocked with the
상기 수리구조계측모듈 통신부(160)는 상기 통합트리거모듈(1100)로부터 통합트리거신호가 발생되는 경우, 수리구조계측모듈(100)이 드론(600), 관리자의 휴대폰, 관리자단말기 또는 모니터링서버와 직접적인 통신을 수행하도록 하는 통신 기능을 제공하도록 구성된다.When the integrated trigger signal is generated from the integrated trigger module 1100, the mathematical
다음으로, 상기 지진계측모듈(200)은 상기 수리구조물의 주변부 지역 및 내부에 구비되어, 지진 발생에 따른 지진 정보를 실시간으로 계측한 후, 계측된 지진정보를 모니터링 서버(300)로 제공하는 기능을 수행한다. Next, the
보다 구체적으로, 도 2a 내지 도 2c 참조를 참조하면, 상기 지진계측모듈(200)은 적어도 하나 이상의 지진계측기(210), MCU(220), 지진계측 송수신콘솔(230) 및 지진계측모듈통신부(240)를 포함한다. 2A to 2C, the
상기 적어도 하나 이상의 지진계측기(210)는 실시간으로 지반에서 발생되는 진동 신호(shaking and shocking signals)를 감지한 후 감지된 신호를 상기 MCU(220)로 제공하는 유닛일 수 있으며, 상기 지진계측기(210)는 상기 수리구조물의 주변지역의 지반 내에 위치하는 시추공형이거나 또는 상기 수리구조물의 하부 또는 상부에 위치하는 지표형으로 제작될 수 있다. The at least one earthquake measuring instrument 210 may be a unit for detecting shaking and shocking signals generated in the ground in real time and then providing a sensed signal to the MCU 220. The earthquake measuring instrument 210 May be a borehole located in the ground of the surrounding area of the hydraulic structure or an indicator type located in the lower or upper part of the hydraulic structure.
다음으로, 상기 MCU(220)는 상기 적어도 하나 이상의 지진계측기(210)에서 계측된 계측정보를 합산한 후, 평균값을 산출하는 기능을 수행한다. Next, the MCU 220 performs a function of calculating the average value after summing the measurement information measured by the at least one earthquake measuring instrument 210.
상기 지진계측 송수신콘솔(230)은 무선인터페이스를 이용하여 상기 MCU(220)에서 산출된 산출정보를 모니터링 서버(300)로 제공하는 기능을 수행한다.The seismic measurement transmission / reception console 230 provides the
상기 지진계측모듈통신부(240)는 상기 통합트리거모듈(1100)로부터 통합트리거신호가 발생되는 경우, 지진계측모듈(200)이 관리자의 휴대폰, 관리자단말기 또는 모니터링서버(300)와 직접적인 통신을 수행하도록 하는 통신 기능을 제공하도록 구성된다.When the integrated trigger signal is generated from the integrated trigger module 1100, the seismic measurement module communication unit 240 communicates directly with the manager's mobile phone, the administrator terminal, or the
여기서, 상기 지진계측기(210)는 직교 좌표축(rectangular coordinate)과 같은 3개 성분(3 components)의 진동센서가 탑재되어 있다, 3개의 성분은 종(축)성분(longitudinal component), 횡(축)성분(transverse component) 그리고 연직(축)성분(vertical component)일 수 있다. Here, the earthquake measuring instrument 210 is equipped with a vibration sensor of three components, such as a rectangular coordinate. The three components are a longitudinal component, a transverse (axis) A transverse component, and a vertical component.
이때, 상기 3개의 성분들을 각각 남북 방향, 동서 방향 그리고 중력에 대한 연직 방향으로 맞추도록 설계된다. 또한, 3개의 진동센서는 그 외형이 평면도 상에서 원형인 것이 전통적으로 일반적이며, 사각형에 가까운 모양이나 여러 변형된 형태로 제작되기도 한다.At this time, the three components are designed to be aligned in the north-south direction, the east-west direction, and the vertical direction with respect to gravity. In addition, the three vibration sensors are traditionally generally circular in shape on the plan view, and may be formed in a shape close to a quadrangle or in various deformed shapes.
참고로, 지진계측은 지진경보대응(earthquake alert and response)을 위한 자료 제공은 물론이고 자료 축적 및 데이터베이스 확보를 통해 내진설계(earthquake-resistant design)를 위한 토대원(fundamental resources)으로도 유용하게 이용되므로, 신뢰성 높은 설치 운용이 전제되어야만 그 활용 분야들의 신뢰도 역시 확보될 수 있다. For reference, seismic measurements are useful as fundamental resources for earthquake-resistant design by providing data for earthquake alert and response as well as data collection and database acquisition. Therefore, reliability of the application fields can be ensured only if reliable installation operation is premised on.
본 발명에서 제시하는 지진계측기는 속도계측 또는 가속도계측 원리에 기반하여 외부 진동 발생여부를 파악한다. The earthquake measuring instrument of the present invention determines whether external vibration is generated based on the speed measurement or the acceleration measurement principle.
또한, 지진계측기는 대개 지표면이나 시설물 내외부의 요소나 부재의 표면과 같이 자연 상태의 대기(공기)와 접하는 위치에 기반 조성(base work) 및 수준 조정(level adjustment)을 통해 연직성(verticality)을 확보하고 방위(azimuth)를 고려하여 설치하게 된다. In addition, earthquake instruments usually have verticality through base work and level adjustment at the points of contact with the natural atmosphere (air), such as the surface of the earth, And install it considering the azimuth.
예외적으로 고가의 비용이 소요되는 시추공(borehole)을 조성한 지진계측의 경우 대기와 접하는 자유장(free-field)이 존재하지 않으며, 그 설치나 운영은 지진학(seismology)이나 지진공학(earthquake engineering) 전문가들이 계획, 설치 및 운영 과정에서 전반적으로 관여해 오고 있으므로 그릇된 자료를 획득할 정도의 오류가 발생하는 상황은 매우 드물다. Exceptionally expensive borehole-based seismic measurements do not have free-field contact with the atmosphere, and their installation or operation may be performed by seismology or earthquake engineering experts Are generally involved in the planning, installation, and operation of the system.
반면, 자유장에 설치되는 계측기에 기반한 지진계측은 상대적으로 저비용이면서도 보편적이다. 이런 이유로 그 설치 수량도 최근 전 세계적으로 급속도로 많아짐에 따라 지진학이나 지진공학 전문가들이 배제된 채 비전문가들에 의해 단순 설치되는 사례들이 빈번해 지고 있으며, 그에 따른 설치 운영 오류들을 흔히 찾아볼 수 있다. On the other hand, instrument-based seismic measurements installed in free spaces are relatively inexpensive and universal. For this reason, the number of installed installations has been increasing rapidly in recent years, and there have been frequent instances where seismic or seismic engineering experts have been excluded and simple installations are made by non-experts.
다음으로, 상기 통합트리거링모듈(1100)은 수리구조물 계측모듈(100) 또는 지진계측모듈(200) 중 어느 하나에서 기준 임계값을 초과하는 계측 신호가 계측되는 이벤트가 발생하는 경우, 상기 수리구조물 계측모듈(100)을 구성하는 센서들과 상기 지진계측모듈(200)을 구성하는 지진계측기들로 통합트리거 신호를 전송하도록 구성되어, 수리구조물 계측모듈(100)과 상기 지진계측모듈(200)들이 이벤트 발생 전후의 측정값들을 실시간으로 전송하도록 하는 기능을 수행한다.When an event occurs in which the measurement signal exceeding the reference threshold value is measured in any one of the
상기 드론(600)은 고해상도카메라 또는 열화상카메라 등의 카메라(610)와 정밀 GPS부를 구비하여, 상기 통합트리거모듈(1100)의 통합트리거 신호를 수신하는 경우 이륙하여 이벤트 발생 지점으로 이동한 후, 이벤트 발생 지점에 대한 열화상영상 촬영 또는 고해상도 영상 촬영을 수행하여 촬영된 영상을 관리자의 휴대폰, 관리자단말기 또는 모니터링서버 중 하나 이상으로 전송하도록 구성된다. 관리자 또는 모니터링서버(300)는 전송된 열화상촬영 영상에서 온도 분포의 변화를 파악하여 누수 등을 인식하거나, 이전 촬영된 열화상촬영 영상과 비교하여 차이가 큰 경우 이상이 발생한 것으로 판단하여 수리구조물에 대한 실시간 모니터링을 수행할 수 있도록 한다. 또한 고해상도 촬영 영상인 경우 이전 촬영된 영상과 비교하여 실시간으로 수리구조물의 이상 여부를 판단할 수 있도록 한다.The
다음으로, 상기 모니터링 서버(300)는 실시간으로 상기 수리구조물 계측모듈(100) 및 상기 지진계측모듈(200)에서 측정된 정보들을 저장관리하며, 지진 발생시점부터 일정 기간 동안, 상기 지진 강도에 따라 가변되는 상기 수리구조물의 전기비저항의 분포도를 산출한 후, 기 설정된 시간동안에 발생된 상기 수리구조물의 전기비저항 발생량과 내부에 설정된 구간별 전기비저항 임계값을 비교한 후, 상기 전기비저항 발생량이 상기 구간별 전기비저항 임계값을 초과할 경우, 상기 구간별 전기비저항 임계값에 따른 상기 수리구조물의 상태이상정보를 제공하는 기능을 수행한다. Next, the
보다 구체적으로, 상기 모니터링 서버(300)는 지진기록계(310), 지진이벤트 트리거 생성부(320), 전기비저항 분포도 산출부(330), 수리구조물 거동변화 판단부(340), 비교판단부(350), 알람부(360) 및 예상피해정보 제공부(370)를 포함한다. More specifically, the
보다 구체적으로, 상기 지진기록계(310)는 실시간으로 상기 지진계측기에서 제공된 지진정보를 기록 및 저장하는 기능을 수행하거나 또는 기준 임계값을 초과하는 지진정보를 기록 및 저장하는 기능을 수행할 수 있다. More specifically, the
상기 지진이벤트 트리거 생성부(320)는 상기 지진기록계에서 기록된 지진정보들 중 최대지반가속도(PGA) 값을 추출한 후, 내부에 구비된 기준 임계값과 비교판단하여 상기 최대지반가속도 값이 상기 임계값을 초과할 경우 상기 전기비저항 분포도 산출부의 구동신호를 생성하는 기능을 수행한다. The earthquake
상기 전기비저항 분포도 산출부(330)는 내부에 임의로 설정된 복수 개의 전기비저항 구간이 설정되며, 전기비저항 측정모듈에서 제공된 전기비저항 값들을 상기 복수 개의 전기비저항 구간에 적용시켜 수리구조물 전체에 해당하는 전기비저항 분포도를 산출하는 기능을 수행한다. The electrical resistivity
상기 수리구조물 거동변화 판단부(340)는 기 설정된 시간 동안에 상기 수리구조물 계측모듈 내에 구비된 적어도 하나 이상의 센서들 각각에서 계측된 정보들, 예컨대, 상기 수리구조물에 가해지는 간극수압, 토압, 동수압, 응력, 장력, 상기 수리구조물에 발생하는 지표변위, 지중변위, 침하, 상기 수리구조물에 발생하는 동적 하중, 상기 수리구조물의 온도, 상기 수리구조물의 내부 지하수위 및 인접수면의 수위, 수리구조물의 유전율 및 함수비, 상기 수리구조물의 경사도의 평균값을 스크립트 정보로 생성하며, 상기 스크립트 정보에 해당하는 수리구조물의 거동변화에 따른 기준 전기비저항 분포도의 임계값을 상기 비교판단부로 제공하는 기능을 수행한다. The hydraulic structural
상기 비교판단부(350)는 상기 수리구조물 거동변화 판단부에서 제공된 기준 전기비저항 분포도의 임계값과 상기 전기비저항 분포도 산출부에서 제공된 전기비저항 분포도를 비교판단한 후, 상기 전기비저항 분포도 산출부에서 제공된 전기비저항 분포도가 상기 임계값을 초과할 경우, 초과범위에 따른 초과신호를 상기 알람부 및 상기 예상피해정보 제공부(370)로 제공하게 된다. The
상기 알람부(360)는 상기 초과신호의 크기에 따라 서로 다른 형태의 알람신호를 상기 수리구조물 관리서버로 제공하게 된다. The
상기 예상피해정보 제공부(370)는 상기 기준 전기비저항 분포도의 임계값에 따른 수리구조물의 거동에 따른 예상피해정보(예컨대, 상기 수리구조물에서 발생 가능한 범람, 유실, 파손, 붕괴, 침수, 침투, 세굴, 균열, 철근노출, 휨, 이격, 변형, 파이핑 중 적어도 하나 이상이 포함)를 단계별로 예측 및 제공하는 기능을 수행한다. The predicted damage
이때, 상기 예상피해정보 제공부는 수리구조물의 종류, 크기, 지리적 위치에 따라 다를 수 있으며, 또한, 상기 수리구조물의 생애주기, 설계년도, 보수/보강회수에 따라 다를 수 있다. 따라서 동일한 종류의 수리구조물이라 하더라도 예상피해정보는 서로 다를 수 있다. At this time, the expected damage information providing unit may be different according to the type, size and geographical position of the hydraulic structure, and may also be different depending on the life cycle of the hydraulic structure, the design year, and the number of times of maintenance / reinforcement. Therefore, even if the same type of hydraulic structure, the expected damage information may be different.
따라서 상기 본 발명에서 제공하는 모니터링 서버(300)는 지진발생 시에, 수리구조물 내의 전기비저항 변화를 감시함으로써, 지진에 따른 수리구조물의 거동변화를 전기비저항을 통해 실시간으로 모니터링할 수 있으며, 뿐만 아니라, 지진 발생후, 수리구조물에 대한 피해를 수리구조물의 고유진동 상수와 지진 데이터를 이용하여 수리구조물의 안전성 평가를 위한 기초 연구 자료를 제공할 수 있다. Therefore, the
또한, 상기 모니터링 서버(300)는 상기 통합트리거모듈(1100)의 통합트리거 신호에 의해 상기 센서들과 지진계측기들로부터 수신한 측정값들을 분석하여 상태이상정보 및 알람을 출력하는 기능을 더 포함한다. 구체적으로, 상기 모니터링 서버(300)는 상기 통합트리거모듈(1100)의 통합트리거 신호에 의해 상기 센서들과 지진계측기들로부터 수신한 측정값들을 이벤트 발생 시점의 전과 후를 비교하여 기준 임계값을 초과하는 변화가 발생하는 경우 해당되는 상태이상정보 및 알람을 출력하도록 구성된다.The
다음으로, 상기 수리구조물 관리서버(400)는 상기 알람신호를 수신한 후, 상기 수리구조물의 유지보수 관리자 및 소방재청의 관리서버로 재난경고메시지를 제공하는 기능을 수행한다. Next, after receiving the alarm signal, the mathematical
상기 수리구조물 관리서버(400)는 상기 모니터링 서버(300)에서 예측된 단계별 예상피해정보가 상기 수리구조물에 따라 설정된 기준예상피해정보를 초과할 경우, 상기 수리구조물의 유지보수 관리자, 상기 수리구조물이 설치된 지역의 지역주민의 휴대단말 및 소방방재청, 지역 경찰서, 재난대피본부 등 자연재해에 따른 피해예방을 수행하는 관공서의 관리서버로 재난경고메시지를 제공하는 기능을 수행한다. When the estimated damage information predicted by the
보다 구체적으로, 상기 수리구조물 관리서버(400)는, 도 10에 나타낸 바와 같이, 정보처리부(410) 및 재난경고메시지 제공부(420)를 포함한다. More specifically, the hydraulic
상기 정보처리부(410)는 상기 알람신호 및 상기 단계별 예상피해정보를 수신하여 상기 알람신호에 따른 등급을 분석한 후, 상기 수리구조물의 유지보수 및 피해범위 내에 해당하는 지역주민들의 연락정보를 추출하는 기능을 수행한다. The
상기 재난경고메시지 제공부(420)는 상기 알람신호의 따른 등급별 재난경고메시지를 생성하여, 상기 추출된 연락정보로 재난경고메시지를 제공하는 기능을 수행한다. The disaster warning
여기서, 상기 재난경고메시지는 수리구조물의 위치, 수리구조물의 상태, 수리구조물로 인한 예상피해지역, 수리구조물의 관리자, 지진정보, 예측피해정보 등에 관한 정보를 포함하는 메시지일 수 있다. Here, the disaster warning message may be a message including information on the position of the hydraulic structure, the state of the hydraulic structure, the expected damage area due to the hydraulic structure, the manager of the hydraulic structure, the earthquake information,
한편, 소방방재청, 지역 경찰서, 재난대피본부 등 자연재해에 따른 피해예방을 수행하는 관공서의 관리서버에 제공되는 재난경고메시지는 수리구조물의 시설물관리번호, 시설분류코드, 관리번호, 센서의 시리얼넘버, 수리구조물의 위치, 수리구조물의 상태, 수리구조물로 인한 예상피해지역, 수리구조물의 관리자, 모니터링 서버에서 산출된 예상피해정보 등을 포함하는 스크립트 형태의 정보메시지일 수 있다. On the other hand, the disaster warning message provided to the management server of the public office for preventing damage caused by natural disasters such as the National Emergency Management Agency, the local police station, and the emergency evacuation center includes the facility management number, facility classification code, control number, , A location of the hydraulic structure, a state of the hydraulic structure, an expected damage area due to the hydraulic structure, an administrator of the hydraulic structure, and an expected damage information calculated from the monitoring server.
상기 휴대단말은 PDC(Personal Digital Cellular)폰, PCS(Personal Communication Service)폰, PHS(Personal Handyphone System)폰, CDMA-2000(1X, 3X)폰, WCDMA(Wideband CDMA)폰, 듀얼 밴드/듀얼 모드(Dual Band/Dual Mode)폰, GSM(Global Standard for Mobile)폰, MBS(Mobile Broadband System)폰, DMB(Digital Multimedia Broadcasting)폰, 스마트(Smart) 폰, 핸드폰 등과 같은 통신 기능이 포함될 수 있는 휴대용 기기, PDA(Personal Digital Assistant), 핸드 헬드 PC(Hand-Held PC), 노트북 컴퓨터, 랩탑 컴퓨터, 와이브로(WiBro) 단말기, MP3 플레이어, MD 플레이어 등과 같은 휴대 단말기, 그리고 국제 로밍(Roaming) 서비스와 확장된 이동 통신 서비스를 제공하는 IMT-2000(International Mobile Telecommunication-2000) 단말기 등을 포함하는 모든 종류의 핸드 헬드 기반의 무선 통신 장치를 의미하는 휴대용 전기전자장치로서, CDMA(Code Division Multiplexing Access) 모듈, 블루투스(Bluetooth) 모듈, 적외선 통신 모듈(Infrared Data Association), 유무선 랜 카드 및 GPS(Global Positioning System)를 통한 위치 추적이 가능하도록 하기 위해 GPS 칩이 탑재된 무선 통신 장치와 같은 소정의 통신 모듈을 구비할 수 있으며, 마이크로프로세서를 탑재함으로써 일정한 연산 동작을 수행할 수 있는 단말기를 통칭하는 개념으로 해석될 수 있다. The portable terminal may be a PDC (Personal Digital Cellular) phone, a PCS (Personal Communication Service) phone, a PHS (Personal Handyphone System) phone, a CDMA-2000 (1X or 3X) phone, a WCDMA (Wideband CDMA) phone, Which can include communication functions such as a dual band / dual mode phone, a global standard for mobile (GSM) phone, a mobile broadband system (MBS) phone, a digital multimedia broadcasting (DMB) phone, a smart phone, (PDAs), hand-held PCs (handheld PCs), notebook computers, laptop computers, WiBro terminals, portable terminals such as MP3 players and MD players, and international roaming services (International Mobile Telecommunication-2000) terminal for providing a mobile communication service, and the like. The portable electronic device includes a Code Division Multiplexing Access (CDMA) module, Blue Tu A predetermined communication module such as a wireless communication device equipped with a GPS chip may be provided to enable position tracking through a Bluetooth module, an Infrared Data Association, a wired and wireless LAN card, and a GPS (Global Positioning System) And can be interpreted as a concept collectively referred to as a terminal capable of performing a certain calculation operation by mounting a microprocessor.
이하에서는 앞에서 상술한 본 발명의 지진계측 및 전기비저항 모니터링 연계 통합시스템 및 이를 이용한 수리구조물 모니터링 방법을 보다 상세하게 설명하도록 한다. Hereinafter, the earthquake measurement and electrical resistivity monitoring link integration system of the present invention described above and the hydraulic structure monitoring method using the same will be described in detail.
도 11을 참조하면, 본 발명의 실시 예에 따른 지진계측 및 전기비저항 모니터링 연계 통합시스템 및 이를 이용한 수리구조물 모니터링 방법(S1000)은 수리구조물 계측모듈(100)을 이용하여 수리구조물의 거동 및 전기비저항을 측정하는 단계(S100), 지진계측모듈(200)을 이용하여 상기 수리구조물의 주변부 지역 또는 내부에 구비되어, 지진 발생에 따른 지진 정보를 실시간으로 측정하는 지진정보 측정단계(S200), 실시간으로 상기 수리구조물 계측모듈(100) 및 상기 지진계측모듈(200)에서 측정된 정보들을 저장관리하며, 지진 발생시, 상기 지진 강도에 따라 가변되는 상기 수리구조물의 전기비저항의 분포도를 산출한 후, 기 설정된 시간동안에 측정된 상기 수리구조물의 전기비저항 분포도의 평균값과 내부에 설정된 구간별 전기비저항 임계값을 비교한 후, 상기 평균값이 상기 구간별 전기비저항 임계값을 초과할 경우, 상기 구간별 전기비저항 임계값에 따른 상기 수리구조물의 예측피해정보 및 알람신호를 제공하는 수리구조물 모니터링 단계(S300) 및 상기 예측피해정보 및 상기 알람신호를 수신한 후, 상기 수리구조물의 유지보수 관리자 및 소방방재청의 관리서버로 재난경고메시지를 제공하는 재난경고메시지 제공단계(S400)를 포함한다. 11, an integrated seismic monitoring and electrical resistivity monitoring integration system and a mathematical structure monitoring method (S1000) according to an embodiment of the present invention can be implemented by using a mathematical
여기서, 상기 수리구조물 모니터링 단계(S300)는 실시간으로 상기 지진계측기(210)에서 제공된 지진정보를 기록 및 저장하는 기능을 수행하거나 또는 기준 임계값을 초과하는 지진정보를 기록 및 저장하는 지진정보 기록/저장단계(S310), 지진기록계(310)에서 기록된 지진정보들 중 최대지반가속도(PGA) 값을 추출한 후, 내부에 구비된 기준 임계값과 비교판단하여 상기 최대지반가속도 값이 상기 임계값을 초과할 경우 전기비저항 분포도 산출부의 트리거신호를 생성하는 트리거신호 생성단계(S320), 내부에 임의로 설정된 복수 개의 전기비저항 구간을 통해 전기비저항 측정모듈에서 제공된 전기비저항값들을 상기 복수 개의 전기비저항 구간에 적용시켜 수리구조물 전체에 해당하는 전기비저항 분포도를 산출하는 전기비저항 분포도산출단계(S330), 기 설정된 시간 동안에 상기 수리구조물 계측모듈 내에 구비된 적어도 하나 이상의 센서들 각각에서 계측된 정보들, 예컨대, 상기 수리구조물에 가해지는 간극수압, 토압, 동수압, 응력, 장력, 상기 수리구조물에 발생하는 지표변위, 지중변위, 침하, 상기 수리구조물에 발생하는 동적 하중, 상기 수리구조물의 온도, 상기 수리구조물의 내부 지하수위 및 인접수면의 수위, 수리구조물의 유전율 및 함수비, 상기 수리구조물의 경사도의 평균값을 스크립트 정보로 생성하며, 상기 스크립트 정보에 해당하는 수리구조물의 거동변화에 따른 기준 전기비저항 분포도의 임계값을 제공하는 기준 전기비저항 임계값 제공단계(S340), 기준 전기비저항 분포도의 임계값과 상기한 전기비저항 분포도산출단계(S330)에서 산출된 전기비저항 분포도를 비교판단한 후, 전기비저항 분포도산출단계(S330)에서 산출된 전기비저항 분포도가 상기 임계값을 초과할 경우, 초과범위에 따른 초과신호를 제공하는 등급별 초과신호 출력단계(S350); 상기 초과신호의 크기에 따라 서로 다른 형태의 알람신호 및 상기 기준 전기비저항 분포도의 임계값에 따른 수리구조물의 거동에 따른 예상피해정보(예컨대, 상기 수리구조물에서 발생 가능한 범람, 유실, 파손, 붕괴, 침수, 침투, 세굴, 균열, 철근노출, 휨, 이격, 변형, 파이핑 중 적어도 하나 이상이 포함)를 수리구조물 관리자 서버로 제공하는 알람신호/예상피해정보 제공단계(S360)를 포함한다. Here, the monitoring step S300 may include a function of recording and storing the earthquake information provided by the earthquake measuring instrument 210 in real time, or recording / storing the earthquake information exceeding the reference threshold value, In step S310, a maximum ground acceleration (PGA) value of the seismic information recorded in the earthquake recorder 310 is extracted and compared with a reference threshold value provided in the earthquake recorder 310, and the maximum ground acceleration value is determined as the threshold value A trigger signal generation step (S320) of generating a trigger signal of the electrical resistivity distribution diagram calculation unit when the electrical resistivity distribution coefficient is greater than the predetermined value, An electrical resistivity distribution diagram (S330) for calculating an electrical resistivity distribution diagram corresponding to the entire hydraulic structure, Information measured at each of at least one or more sensors provided in the hydraulic structure measuring module during a time period such as a gap pressure applied to the hydraulic structure, earth pressure, hydrostatic pressure, stress, tension, surface displacement occurring in the hydraulic structure, The average value of the slope of the hydraulic structure, the dynamic load generated in the hydraulic structure, the temperature of the hydraulic structure, the internal groundwater level of the hydraulic structure and the water level of the adjacent water surface, (S340) of providing a threshold value of a reference electrical resistivity distribution diagram according to a change in the behavior of a hydraulic structure corresponding to the script information, a step of providing a threshold value of the reference electrical resistivity distribution diagram and a threshold value of the electrical resistivity After comparing and determining the electrical resistivity distribution diagram calculated in the distribution diagram calculation step (S330), the electrical resistivity distribution If the electrical resistivity distribution calculated in bankruptcy output step (S330) exceeds the threshold value, the rating exceeds the output signal comprising the steps of: providing a signal corresponding to the excess exceeds the range (S350); (For example, flooding, loss, breakage, collapse, collapse, etc.) that may occur in the hydraulic structure depending on the behavior of the hydraulic structure depending on the threshold value of the reference electrical resistivity distribution diagram, (Including at least one of flooding, penetration, scouring, cracking, reinforcing steel exposure, bending, separation, deformation, and piping) to the repairing structure manager server.
따라서 본 발명의 실시 예에 따른 지진계측 및 전기비저항 모니터링 연계 통합 시스템을 이용하면, 지진 감시와 수리구조물의 거동변화에 따른 모니터링을 일원화시킬 수 있다는 이점을 제공한다. Therefore, using the seismic measurement and electrical resistivity monitoring link integration system according to the embodiment of the present invention provides an advantage that the monitoring according to the change of the behavior of the seismic monitoring and repair structure can be unified.
또한, 지진 발생시 대형 수리구조물의 내부 또는 외부 거동변화의 발생여부를 신속하게 인지할 수 있어, 즉각적인 수리구조물의 복구/보수가 가능함으로써, 피해발생규모를 최소화시킬 수 있다는 이점을 제공한다. In addition, it is possible to quickly recognize whether a change in internal or external behavior of a large hydraulic structure occurs in the event of an earthquake, and it is possible to instantaneously repair / repair the hydraulic structure, thereby minimizing the damage scale.
또한 지진 발생시 지진 발생 이전과 이후의 수리구조물의 체제 전반에 걸친 내부특성변화를 측정하고 분석가능하여 수리구조물의 지진재해 대응능력을 향상시킬 수 있다는 이점을 제공한다. In addition, it provides an advantage that it is possible to measure and analyze changes in internal characteristics of the hydraulic structures before and after the earthquake in the event of an earthquake, thereby improving the ability of the hydraulic structures to cope with earthquake disasters.
또한, 지진 발생 전후의 전기비저항 변화비와 당시 지진 계측자료를 토대로 안전성 평가, 지진재해 경보발령을 위한 방대한 기초계측자료를 확보할 수 있다는 이점을 제공한다. In addition, it provides advantages such as safety evaluation and massive basic measurement data for earthquake disaster warning announcement based on the change ratio of electrical resistivity before and after the earthquake and the earthquake measurement data at that time.
또한, 지진재해로 인하여 지리적 위치별 및 종류별에 따른 수리구조물의 거동특성별로 통합관리함으로써, 수리구조물의 유지보수에 따른 비용적인 측면을 최소화시킬 수 있다는 이점을 갖는다. In addition, due to earthquake disasters, it has the advantage of minimizing the cost aspect of the maintenance of the hydraulic structure by integrated management according to the characteristics of the hydraulic structure depending on geographical position and type.
다음으로, 도 13을 참조하여 본 발명의 다른 실시 예에 따른 계측기 통합트리거링을 이용한 수리구조물 통합 모니터링 시스템을 이용한 수리구조물 모니터링 방법의 처리과정을 설명한다.Next, referring to FIG. 13, a processing procedure of a hydraulic structure monitoring method using a hydraulic structure integration monitoring system using meter integrated triggering according to another embodiment of the present invention will be described.
도 13과 같이, 본 발명의 다른 실시 예에 따른 계측기 통합트리거링을 이용한 수리구조물 통합 모니터링 시스템을 이용한 수리구조물 모니터링 방법은, 이벤트 발생 판단 단계(S2100), 통합트리거링단계(S2200), 계측기 측정값 수집 단계(S2300), 계측기 측정값 이상발생 판단단계(S2400) 및 알람출력단계(S2500)를 포함하여 이루어진다.As shown in FIG. 13, the method for monitoring a structure using an integrated monitoring system of a structure using meter integrated triggering according to another embodiment of the present invention includes an event occurrence determination step S2100, an integration triggering step S2200, A step S2300, an abnormality measurement measurement occurrence determination step S2400, and an alarm output step S2500.
상기 이벤트 발생 판단 단계(S2100)에서는 수리구조물 계측모듈(100)과 상기 지진계측모듈(200)이 수리구조물의 거동 및 전기비저항과 지진 발생에 따른 지진 정보를 실시간으로 측정한 후, 측정값들이 기 설정범위를 초과하는 값으로 되는 이벤트 발생 여부를 판단하는 처리과정이 수행된다. 이때 이벤트 발생 여부는 모니터링서버(300) 또는 통합트리거링모듈(1100)에서 수행될 수 있다. 모니터링서버(300)에서 이벤트 발생 여부가 판단된 경우에는 이벤트 발생 시 모니터링서버(300)가 통합트리거 발생 명령을 통합트리거링모듈(1100)로 전송하도록 구성될 수 있다. 이와 달리, 통합트리거링모듈(1100)에서 이벤트 발생 여부를 판단하는 경우에는 통합트리거링모듈(1100)은 이벤트가 발생하는 경우 곧바로 통합트리거 신호를 수리구조물 계측모듈(100)과 지진계측모듈(200) 및 드론(600)으로 송신한다.In the event occurrence determination step S2100, the
상기 통합트리거링단계(S2200)에서는 상기 이벤트가 발생한 경우 통합트리거모듈(1100)이 상기 수리구조물 계측모듈(100)을 구성하는 센서들과 상기 지진계측모듈(200)을 구성하는 지진계측기들 및 및 드론(600)으로 통합트리거 신호를 전송하는 것에 의해, 상기 수리구조물 계측모듈(100)과 상기 지진계측모듈(200) 및 드론(600)들이 이벤트 발생 전후의 측정값들을 전송하도록 하는 처리과정이 수행된다.In the integration triggering step S2200, when the event occurs, the integrated trigger module 1100 controls the sensors constituting the hydraulic
상기 계측기 측정값 수집 단계(S2300)에서는 상기 통합트리거 신호를 수신한 상기 수리구조물 계측모듈(100)과 지진계측모듈(200) 및 드론(600)이 상기 이벤트 발생 시점의 전후 측정값들을 수집한 후 관리자 단말기 또는 모니터링서버(300) 중 하나 이상으로 전송하는 처리과정이 수행된다.In the instrument measurement value acquisition step S2300, the hydraulic
상기 계측기 측정값 이상발생 판단단계(S2400)에서는 상기 관리자 단말기 또는 상기 모니터링서버(300) 중 하나 이상이 이벤트 발생 전 후의 상기 계측기 측정값들을 비교하여 기 설정된 값의 범위 내에서 차이가 발생하는지를 판단하여 이상 발생 여부를 판단하는 처리과정이 수행된다.At least one of the manager terminal or the
상기 알람출력단계(S2500)에서는 상기 계측기 측정값 전후 상태 비교 단계(S2400)의 비교결과 이상이 발생한 경우 상기 관리자 단말기 또는 상기 모니터링서버(300)가 알람을 출력하는 처리과정이 수행된다.In the alarm output step S2500, when the comparison result of the state before and after the measured value of the measured value S2400 is abnormal, a process of outputting an alarm by the manager terminal or the
이상의 상세한 설명은 본 발명을 예시하는 것이다. 또한 전술한 내용은 본 발명의 바람직한 실시 형태를 나타내고 설명하는 것에 불과하며, 본 발명은 다양한 다른 조합, 변경 및 환경에서 사용할 수 있다. 그리고, 본 명세서에 개시된 발명의 개념의 범위, 저술한 개시 내용과 균등한 범위 및/또는 당업계의 기술 또는 지식의 범위 내에서 변경 또는 수정이 가능하다. The foregoing detailed description is illustrative of the present invention. It is also to be understood that the foregoing is illustrative and explanatory of preferred embodiments of the invention only, and that the invention may be used in various other combinations, modifications and environments. It is to be understood that changes and variations may be made without departing from the scope of the inventive concept disclosed herein, the disclosure of which is equally applicable to the disclosure, and / or the skill or knowledge of the art.
전술한 실시 예들은 본 발명을 실시하는데 있어 최선의 상태를 설명하기 위한 것이며, 본 발명과 같은 다른 발명을 이용하는 데 당업계에 알려진 다른 상태로의 실시, 그리고 발명의 구체적인 적용 분야 및 용도에서 요구되는 다양한 변경도 가능하다. 따라서, 이상의 발명의 상세한 설명은 개시된 실시 상태로 본 발명을 제한하려는 의도가 아니다. 또한 첨부된 청구범위는 다른 실시 상태도 포함하는 것으로 해석되어야 한다. The foregoing embodiments are intended to illustrate the best mode contemplated for carrying out the invention and are not intended to limit the scope of the invention to those skilled in the art that are intended to encompass other modes of practice known in the art for utilizing other inventions such as the present invention, Various changes are possible. Accordingly, the foregoing description of the invention is not intended to limit the invention to the precise embodiments disclosed. It is also to be understood that the appended claims are intended to cover such other embodiments.
1000: 계측기 통합트리거링을 이용한 수리구조물 통합 모니터링 시스템
100: 수리구조물 계측모듈 200: 지진계측모듈
110: 내부센서부 120: 외부센서부
130: 전기비저항 측정모듈 140: 제어부
150: 비저항측정 송수신콘솔
111: 응력/압력측정센서 112: 변위계측센서
113: 동적하중측정센서 114: 온도측정센서
115: 수위측정센서 116: TDR 측정센서
117: 경사도측정센서 121: 측량센서
122: 침하센서 123: 댐축방향센서
124: 상하류변형센서 131: 전극배열
132: 스위칭 박스 133: 스위칭 제어부
210: 지진계측기 220: MCU
230: 지진계측 송수신콘솔 310: 지진기록계
300: 모니터링 서버 320: 지진이벤트 트리거 생성부
330: 전기비저항 분포도 산출부 340: 수리구조물 거동변화 판단부
350: 비교판단부 360: 알람부
370: 예상피해정보 제공부 400: 수리구조물 관리서버
410: 정보처리부 420: 재난경고메시지 제공부
600: 드론 610: 열화상카메라1000: Integral Monitoring System of Hydraulic Structures Using Instrument Integration Triggering
100: Hydraulic structure measuring module 200: Seismic measuring module
110: internal sensor unit 120: external sensor unit
130: electrical resistivity measurement module 140:
150: Resistivity measurement transceiver console
111: stress / pressure measuring sensor 112: displacement measuring sensor
113: dynamic load measuring sensor 114: temperature measuring sensor
115: Level sensor 116: TDR measurement sensor
117: inclination measuring sensor 121: measuring sensor
122: Settlement sensor 123: Dam axis direction sensor
124: upstream / downstream deformation sensor 131: electrode array
132: switching box 133: switching control section
210: earthquake measuring instrument 220: MCU
230: Earthquake measurement transmission / reception console 310: Earthquake recorder
300: Monitoring server 320: Seismic event trigger generator
330: electrical resistivity distribution diagram calculating unit 340: hydraulic structural behavior change determining unit
350: comparative judgment section 360: alarm section
370: Expected damage information providing unit 400: Hydraulic structure management server
410: Information processor 420: Disaster warning message service provider
600: Drones 610: Thermal Imager
Claims (8)
상기 수리구조물의 주변부 지역 또는 내부에 구비되어, 지진 발생에 따른 지진 정보를 실시간으로 측정하는 지진계측모듈(200);
상기 수리구조물 계측모듈(100) 또는 지진계측모듈(200) 중 어느 하나에서 기준 임계값을 초과하는 계측 신호가 계측되는 이벤트가 발생하는 경우, 상기 수리구조물 계측모듈(100)을 구성하는 센서들과 상기 지진계측모듈(200)을 구성하는 지진계측기들로 통합트리거 신호를 전송하는 것에 의해, 상기 수리구조물 계측모듈(100)과 상기 지진계측모듈(200)들이 이벤트 발생 전후의 측정값들을 전송하도록 하는 통합트리거모듈(1100);
상기 통합트리거모듈(1100)의 통합트리거 신호에 의해 상기 센서들과 지진계측기들로부터 수신한 측정값들을 분석하여 상태이상정보 및 알람을 출력하는 모니터링서버(300); 및
상기 상태이상정보 및 상기 알람을 수신한 후, 상기 수리구조물의 유지보수 관리자 단말기 및 소방방재청의 관리서버로 재난경고메시지를 제공하는 수리구조물 관리서버(400);를 포함하고,
상기 수리구조물 계측모듈(100)은,
상기 수리구조물의 적어도 하나 이상의 위치에 구비되어, 상기 수리구조물에 가해지는 간극수압, 토압, 동수압, 응력, 장력, 상기 수리구조물에 발생하는 지표변위, 지중변위, 침하, 상기 수리구조물에 발생하는 동적 하중, 상기 수리구조물의 온도, 상기 수리구조물의 내부 지하수위 및 인접수면의 수위, 수리구조물의 유전율 및 함수비, 상기 수리구조물의 경사도 중 적어도 하나를 측정하는 센서들을 구비한 적어도 하나 이상의 내부센서부(110) 및 외부센서부(120);
상기 수리구조물의 전기비저항을 측정하는 전기비저항 측정모듈(130);
상기 적어도 하나 이상의 센서부(110)들 각각의 구동을 제어하며, 상기 통합트리거신호를 수신하는 경우 상기 내부센서부(110)와 외부센서부(120) 및 전기비저항측정모듈(130)의 이벤트 발생 전후의 측정값들을 관리자의 휴대폰, 관리자단말기 또는 모니터링서버(300) 중 하나 이상으로 전송하는 제어부(140);
상기 모니터링 서버(300)와 무선인터페이스를 통해 연동하여, 상기 적어도 하나 이상의 센서부(110)들 및 상기 전기비저항 측정모듈(130)에서 측정된 정보를 송신하고, 상기 모니터링 서버(300)에서 제공하는 제어신호를 수신하는 비저항측정 송수신콘솔(150); 및
상기 관리자단말기를 포함하는 외부 장치와 통신을 수행하는 수리구조계측모듈통신부(160);을 포함하며,
상기 내부센서부(110)는,
상기 수리구조물에 가해지는 간극수압, 토압, 동수압, 응력 및 장력 중 적어도 하나 이상을 측정하는 응력/압력측정센서(111);
상기 수리구조물에 발생하는 지표변위, 지중변위, 침하를 계측하는 변위계측센서(112);
상기 수리구조물에 발생하는 동적 하중을 측정하는 동적하중측정센서(113);
상기 수리구조물의 표면온도를 계측하는 온도측정센서(114); 상기 수리구조물 내부 지하수위 및 인접수면의 수위를 측정하는 수위측정센서(115); 상기 수리구조물의 유전율 및 함수비를 계측하는 TDR 측정센서(116); 및
상기 수리구조물의 경사도를 측정하는 경사도측정센서(117);를 포함하고,
상기 외부센서부(120)는,
수리 구조물의 표면의 침하, 삼각 측량 시 측각, 삼각 측량 시 거리 또는 수리구조물의 상하류 방향 변위 중 하나 이상을 측정하는 측량센서(121);
수리 구조물 정상부와 사면의 침하, 제체 내부 층별 침하, 제체내 동일표고상의 침하형상 또는 제체내 1 점의 침하 중 하나 이상을 측정하는 침하센서(122);
수리 구조물 정상부와 사면의 수리 구조물 축방향 변위, 제체내부 층별 수리구조물 축방향 변위, 제체내부 동일표고상의 상하류방향 변위, 제체내부 상하류방향 변형 중 하나 이상을 측정하는 수리 구조물 축방향센서(123); 및
수리 구조물 정상부와 사면의 상하류 방향 변위, 제체내부 층별 상하류방향 변위, 제체내부 동일표고상의 상하류방향 변위 또는 제체내부 상하류방향 변형 중 하나 이상의 상하류방향 변형을 측정하는 상하류변형센서(124);를 포함하는 계측기 통합트리거링을 이용한 수리구조물 통합 모니터링 시스템.
A hydraulic structure measuring module 100 for measuring the behavior of the hydraulic structure;
An earthquake measuring module 200 provided in a peripheral area or inside of the hydraulic structure to measure seismic information according to an earthquake in real time;
When an event occurs in which the measurement signal exceeding the reference threshold value is measured in either the hydraulic structure measurement module 100 or the seismic measurement module 200, the sensors constituting the hydraulic structure measurement module 100, The integrated structure measuring module 100 and the earthquake measuring module 200 transmit measured values before and after the occurrence of an event by transmitting an integrated trigger signal to the earthquake measuring instruments constituting the earthquake measuring module 200 Integrated trigger module 1100;
A monitoring server 300 for analyzing measured values received from the sensors and the seismic measuring instruments according to the integrated trigger signal of the integrated trigger module 1100 and outputting status information and alarms; And
And a repair structure management server (400) for providing a disaster warning message to the maintenance manager terminal of the hydraulic structure and the management server of the National Emergency Management Agency after receiving the abnormal state information and the alarm,
The hydraulic structure measuring module (100)
The hydraulic structure is provided at least at one or more positions of the hydraulic structure, and the hydraulic pressure, earth pressure, hydrostatic pressure, stress, tension applied to the hydraulic structure, surface displacements generated in the hydraulic structure, ground displacement, At least one internal sensor unit having sensors for measuring at least one of a load, a temperature of the hydraulic structure, an internal groundwater level of the hydraulic structure and a water level of an adjacent water surface, a permittivity and a water content of the hydraulic structure, 110 and an external sensor unit 120;
An electrical resistivity measurement module 130 for measuring electrical resistivity of the hydraulic structure;
And controls the driving of each of the at least one sensor unit 110. When the integrated trigger signal is received, an event occurrence of the internal sensor unit 110, the external sensor unit 120, and the electrical resistivity measurement module 130 A controller 140 for transmitting measured values before and after the call to at least one of a manager's mobile phone, an administrator terminal or the monitoring server 300;
The monitoring server 300 transmits the information measured by the at least one sensor unit 110 and the electrical resistivity measurement module 130 in cooperation with the monitoring server 300 through a wireless interface, A resistivity measuring transmission / reception console 150 receiving a control signal; And
And a hydraulic structure measurement module communication unit (160) for performing communication with an external device including the administrator terminal,
The internal sensor unit (110)
A stress / pressure measuring sensor 111 for measuring at least one of a pore pressure, a earth pressure, a hydrostatic pressure, a stress and a tensile force applied to the hydraulic structure;
A displacement measuring sensor 112 for measuring an earth displacement, a ground displacement, and a settlement occurring in the hydraulic structure;
A dynamic load measuring sensor 113 for measuring a dynamic load generated in the hydraulic structure;
A temperature measurement sensor 114 for measuring a surface temperature of the hydraulic structure; A level sensor 115 for measuring the level of the groundwater inside the hydraulic structure and the level of the adjacent water surface; A TDR measurement sensor 116 for measuring the permittivity and the water content of the hydraulic structure; And
And an inclination measuring sensor (117) for measuring an inclination of the hydraulic structure,
The external sensor unit (120)
A measurement sensor 121 for measuring at least one of a settlement of the surface of the hydraulic structure, a side angle at the time of triangulation, a distance during triangulation, and a displacement in the upstream and downstream directions of the hydraulic structure;
A settlement sensor (122) for measuring at least one of a settlement at the top of the hydraulic structure and a settlement at the slope, a settlement at the inner layer, a settlement at the same elevation in the vessel, or a settlement at one point within the vessel;
(123) a hydraulic structure measuring at least one of axial displacement of hydraulic structures at the top and slopes of the hydraulic structure, axial displacement of the hydraulic structures inside the body at the same elevation, up / down displacement at the same elevation inside the body, And
And an upstream / downstream deformation sensor (124) for measuring at least one of an upstream / downstream directional deformation of a hydraulic structure top and slopes in an upstream / downstream directional displacement, an upstream / downstream directional displacement within a bearing internal layer, Integrated Monitoring System for Hydraulic Structures Using Instrument Integrated Triggering.
상기 통합트리거모듈(1100)의 통합트리거 신호에 의해 상기 센서들과 지진계측기들로부터 수신한 측정값들을 이벤트 발생 시점의 전과 후를 비교하여 기준 임계값을 초과하는 변화가 발생하는 경우 해당되는 상태이상정보 및 알람을 출력하도록 구성되는 계측기 통합트리거링을 이용한 수리구조물 통합 모니터링 시스템.
The system according to claim 1, wherein the monitoring server (300)
If the measurement values received from the sensors and the earthquake measuring instruments are compared before and after the event occurrence time by the integrated trigger signal of the integrated trigger module 1100 and a change exceeding the reference threshold value occurs, Integrated structure monitoring system using instrument integration triggering configured to output information and alarms.
상기 통합트리거모듈(1100)의 통합트리거 신호를 수신한 후 이륙하여 이벤트 발생 지점에 대한 영상 촬영을 수행한 후 이를 관리자단말기 또는 모니터링서버 중 하나 이상으로 전송하는 드론(600);을 더 포함하는 계측기 통합트리거링을 이용한 수리구조물 통합 모니터링 시스템.
The method according to claim 1,
And a drone (600) for receiving an integrated trigger signal of the integrated trigger module (1100), taking off, taking an image of an event occurrence point, and transmitting the captured image to at least one of an administrator terminal and a monitoring server Integral Monitoring System of Hydraulic Structures Using Integrated Triggering.
수리구조물 계측모듈(100)과 지진계측모듈(200)이 수리구조물의 거동 및 전기비저항과 지진 발생에 따른 지진 정보를 실시간으로 측정한 후, 측정값들이 기 설정범위를 초과하는 값으로 되는 이벤트 발생 여부를 판단하는 이벤트발생 판단단계(S2100);
상기 이벤트가 발생한 경우 통합트리거모듈(1100)이 상기 수리구조물 계측모듈(100)을 구성하는 센서들과 상기 지진계측모듈(200)을 구성하는 지진계측기들로 통합트리거 신호를 전송하는 것에 의해, 상기 수리구조물 계측모듈(100)과 상기 지진계측모듈(200)들이 이벤트 발생 전후의 측정값들을 전송하도록 하는 통합트리거링단계(S2200);
상기 통합트리거 신호를 수신한 상기 수리구조물 계측모듈(100)과 지진계측모듈(200)이 상기 이벤트 발생 시점의 전후 측정값들을 수집한 후 관리자의 휴대폰, 관리자 단말기 또는 모니터링서버(300) 중 하나 이상으로 전송하는 계측기 측정값 수집단계(S2300);
상기 관리자 단말기 또는 상기 모니터링서버(300) 중 하나 이상이 이벤트 발생 전 후의 상기 계측기 측정값들을 비교하여 기 설정된 값의 범위 내에서 차이가 발생하는지를 판단하여 이상 발생 여부를 판단하는 계측기 측정값 전후 상태 비교 단계(S2400); 및
상기 계측기 측정값 전후 상태 비교 단계(S2400)의 비교결과 이상이 발생한 경우 상기 관리자 단말기 또는 상기 모니터링서버(300)가 알람을 출력하는 알람출력단계(S2500);를 포함하는 계측기 통합트리거링을 이용한 수리구조물 통합 모니터링 시스템을 이용한 수리구조물 모니터링 방법.
A method of monitoring a hydraulic structure using an integrated monitoring system of a hydraulic structure using meter integrated triggering according to any one of claims 1, 4, and 5,
After the hydraulic structure measuring module 100 and the earthquake measuring module 200 measure the behavior of the hydraulic structure and the earthquake information according to the electrical resistivity and the earthquake occurrence in real time, (S2100);
When the event occurs, the integrated trigger module 1100 transmits the combined trigger signal to the sensors constituting the hydraulic structure measuring module 100 and the seismic measuring instruments constituting the seismic measuring module 200, An integrated triggering step (S2200) for allowing the hydraulic structure measuring module (100) and the seismic measuring module (200) to transmit measured values before and after the occurrence of an event;
After the mathematical measurement module 100 and the seismic measurement module 200 having received the integrated trigger signal collect measurement values before and after the event occurrence, (Step S2300);
Wherein at least one of the manager terminal or the monitoring server 300 compares the measured values of the instruments before and after the occurrence of the event to determine whether there is a difference within a predetermined value range to determine whether or not an abnormality has occurred, Step S2400; And
And an alarm output step (S2500) in which the manager terminal or the monitoring server (300) outputs an alarm when an abnormality is found as a result of the comparison of the state before and after the measured value of the measured value of the instrument (S2400) Monitoring Method of Hydraulic Structures Using Integrated Monitoring System.
드론을 이륙시켜 이벤트 발생 지점에 대한 영상 촬영을 수행한 후 촬영된 영상을 관리자의 휴대폰, 관리자단말기 또는 모니터링서버 중 하나 이상으로 전송하도록 하는 것을 더 포함하는 계측기 통합트리거링을 이용한 수리구조물 통합 모니터링 시스템을 이용한 수리구조물 모니터링 방법.
7. The method of claim 6, wherein the integrating triggering step (S2200)
The method according to claim 1, further comprising the step of taking off the drones to perform image capturing of the event occurrence point, and then transmitting the captured image to at least one of a manager's mobile phone, an administrator terminal or a monitoring server. Method of Monitoring Hydraulic Structures Using.
상기 이벤트 발생 전후의 촬영 영상을 비교하여 기 설정된 범위를 초과하는 차이가 발생하는 경우 이상발생으로 판단하는 것을 포함하는 계측기 통합트리거링을 이용한 수리구조물 통합 모니터링 시스템을 이용한 수리구조물 모니터링 방법.8. The method according to claim 7, wherein the comparing step (S2400)
And comparing the photographed images before and after the occurrence of the event to determine that an abnormality occurs when a difference exceeding a predetermined range occurs, the monitoring method using the integrated structure monitoring system using a meter integrator.
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