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KR102722253B1 - 관로 트렌치의 붕괴 예측 모니터링 시스템 - Google Patents

관로 트렌치의 붕괴 예측 모니터링 시스템 Download PDF

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KR102722253B1
KR102722253B1 KR1020230125233A KR20230125233A KR102722253B1 KR 102722253 B1 KR102722253 B1 KR 102722253B1 KR 1020230125233 A KR1020230125233 A KR 1020230125233A KR 20230125233 A KR20230125233 A KR 20230125233A KR 102722253 B1 KR102722253 B1 KR 102722253B1
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KR
South Korea
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sensor
sensor module
trench
collapse
vibration
Prior art date
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Application number
KR1020230125233A
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English (en)
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전찬수
김양태
박성현
조수영
Original Assignee
주식회사 삼천리이엔지
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
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Publication date
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Abstract

관로 트렌치 주변의 지반 상태를 모니터링하고, 붕괴 위험을 사전에 예측하여 경보함으로써, 피해를 예방할 수 있는 관로 트렌치의 붕괴 예측 모니터링 시스템이 개시된다. 본 발명의 관로 트렌치의 붕괴 예측 모니터링 시스템은 관로 공사하는 관로 트렌치의 주변에 다수 개 설치되며, 지반의 상황 변화를 감지하기 위한 진동센서 및 기울기 센서를 구비하며, 위험시 트렌치 붕괴 이벤트 발생 알람 메시지를 원격 감시탑으로 송신하는 검지공; 다수개의 상기 검지공들와 소정거리 이격된 위치에 설치되며, 카메라와 통신부를 구비하며, 상기 검지공으로부터 이벤트 발생 알람 메시지를 송신한 경우에, 카메라에서 촬영된 영상정보 및 이벤트 발생 알람 메시지를 통신부를 통해 관제서버로 전송하는 원격 감시탑; 상기 원격 감시탑으로부터 촬영된 영상정보 및 이벤트 알람 메시지를 전달받아 관로 트렌치 상태를 모니터링하는 관제서버; 및 상기 관제 서버로부터 트렌치 붕괴 예보 및 경보 메시지를 수신하여 디스플레이하는 작업자 단말을 포함한다. 본 발명에 따르면, 공사 중인 관로 트렌치 주변의 지반 거동을 측정하여 상태를 판단하고, 붕괴 위험을 표출하는 진동센서 및 기울기 센서를 포함하는 검지공을 제공함으로써, 지반의 상태를 용이하게 파악할 수 있고, 붕괴 위험을 사전에 예방할 수 있다.

Description

관로 트렌치의 붕괴 예측 모니터링 시스템{Pipeline Trench Collapse Prediction Monitoring System}
본 발명은 관로 트렌치의 붕괴 예측 모니터링 시스템에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 관로 트렌치 주변의 지반 상태를 모니터링하고, 붕괴 위험을 사전에 예측하여 경보함으로써, 피해를 예방할 수 있는 관로 트렌치의 붕괴 예측 모니터링 시스템에 관한 것이다.
일반적으로, 도시가스, LPG 가스, 중온수(50℃~105℃), 스팀(105℃~220℃), 상수도 등의 유체를 각 수용시설로 공급하기 위하여 지하에 매설되는 형태로 관로를 형성하고, 이와 같은 관로는 다수개의 배관이 상호 관이음 구조로 이루어져 있다.
여기서, 상기 관로의 대부분은 지하에 매설되는 구조로 공급라인을 형성하며, 자동차가 소통하는 차도나 사람들이 통행하는 인도 등 각 수용시설로 연결되는 관로는 일정 깊이의 지면 하부로 매설된다.
이러한 관로 공사에는 지반 굴착 과정과 흙막이 공사 작업을 포함한다. 굴착 및 흙막이 공법으로는 굴착면의 형상에 따라 사면 개착 공법과 흙막이 벽체를 이용한 개착 공법이 있다,
대부분의 지반 굴착에 있어서는 그 규모와 정도에 따라 크기의 차이가 있으나 반드시 주변 지반의 거동과 침하를 유발한다.
관로 트렌치 공사에서는 구조물의 기초, 도로, 지하철, 지하도, 상하수도, 전력선, 가스관 및 택지 조성 등을 위한 지반 굴착 등 그 공사량이 많을 뿐만 아니라 변화의 예측이 어려운 보이지 않는 땅속을 굴착하기 때문에 토사 붕괴, 낙석, 지하 매설물 붕괴 및 건설기계의 추락 등으로 많은 산업재해가 발생하고 있다.
특히, 도심 지역에서의 관로 트렌치 공사는 상하수도, 가스관에 의한 붕괴 및 폭발로 많은 인명과 경제적 손실을 가져오고 있다.
관로 트렌치 공사 현장에서 발생되는 붕괴사고는 붕괴 징후 발생 후 급작스럽게 발생하는 경우가 많다는 특성이 있으며, 붕괴 징후를 감지하였다 하더라도 적절한 시점에서의 공사 중지 및 대피가 이루어지지 못해 붕괴에 따른 피해가 커지고 있다.
관로 트렌치 공사에 의한 사고를 예방하기 위해서는, 구조물과 기초 지반의 거동을 예측하고 안정성을 판단하는 신뢰성 있는 예측 시스템이 적용되어야 한다.
이에 더하여, 지하에서 발생되는 가스관과 열 배관의 손상을 사전에 인지하는 것이 필요하다.
대한민국 등록특허 제1132640호 대한민국 등록특허 제1204424호 대한민국 등록특허 제2208707호
본 발명은 상술한 문제점을 감안하여 안출한 것으로 그 목적은 관로 트렌치 주변의 지반 상태를 모니터링하고, 붕괴 위험을 사전에 예측하여 경보함으로써, 피해를 예방할 수 있는 관로 트렌치의 붕괴 예측 모니터링 시스템을 제공하는 것이다.
또한, 관로 트렌치 인근의 가스관 및/또는 열배관의 손상을 사전에 인지하는 관로 트렌치의 붕괴 예측 모니터링 시스템을 제공하는 것이다.
상기 과제해결을 위한 본 발명의 관로 트렌치의 붕괴 예측 모니터링 시스템은 관로 공사하는 관로 트렌치의 주변에 다수 개 설치되며, 지반의 상황 변화를 감지하기 위한 진동센서 및 기울기 센서를 구비하며, 위험시 트렌치 붕괴 이벤트 발생 알람 메시지를 원격 감시탑으로 송신하는 검지공; 다수개의 상기 검지공들와 소정거리 이격된 위치에 설치되며, 카메라와 통신부를 구비하며, 상기 검지공으로부터 이벤트 발생 알람 메시지를 송신한 경우에, 카메라에서 촬영된 영상정보 및 이벤트 발생 알람 메시지를 통신부를 통해 관제서버로 전송하는 원격 감시탑; 상기 원격 감시탑으로부터 촬영된 영상정보 및 이벤트 알람 메시지를 전달받아 관로 트렌치 상태를 모니터링하는 관제서버; 및 상기 관제 서버로부터 트렌치 붕괴 예보 및 경보 메시지를 수신하여 디스플레이하는 작업자 단말을 포함한다.
본 발명에 있어서, 상기 검지공은, 진동센서, 온도센서, 가스센서와 연결되어서 측정 데이터를 수신하는 지하의 제1 센서모듈; 기울기 센서와 연결되어서 측정 데이터를 수신하는 지상의 제2 센서모듈; 및 상기 제1 센서모듈과 제2 센서모듈에 전원을 공급하는 전원공급부를 포함하며. 상기 제1 센서모듈의 측정 데이터는 상기 제2 센서모듈로 전달될 수 있다.
본 발명에 있어서, 상기 검지공은, 중공이 형성된 관 형태의 하우징부; 상기 하우징부의 중공에 삽입가능한 수용관, 상기 수용관 내부에 진동센서와 연결되는 제1 센서모듈, 및 상기 제1 센서모듈에 전원을 공급하는 전원공급부를 구비하는 검지부; 및 상기 하우징부와는 외측으로, 상기 검지부와는 내측으로 체결되며, 알람부 및 제2 센서모듈을 구비하는 표면돌출부를 포함한다.
본 발명에 있어서, 상기 하우징부는, 중공이 구비된 연장관 형태이며, 상부로는 원판형의 커버가 형성되어 있으며, 하단부는 스크류가 형성되며, 상기 원판형의 커버에는 렌치홈이 형성되어서, 도구를 사용하여 지중에 하우징부의 인입을 용이하게 할 수 있다.
본 발명에 있어서, 상기 검지부는, 상기 하우징부의 중공에 수용되는 수용관; 상기 수용관 하부의 진동센서 수납관; 상기 수용관의 내부에 배치되는 전원공급부와 제1 센서모듈; 및 상기 진동센서 수납관에 위치하는 진동센서를 포함한다.
본 발명에 있어서, 상기 진동센서 수납관은 상기 수용관과 억지 끼움 방식으로 결합하며, 상부로는 진동센서가 위치하며 하부로는 프로브핀이 돌출할 수 있도록 홀이 형성되어 있으며, 상기 프로브핀은 상기 하우징부 하부의 끼움홈에 끼워져서 지반의 진동을 진동센서에 전달하는 역할과 동시에 검지부가 하우징부에 안정적으로 고정되는 역할을 할 수 있다.
본 발명에 있어서, 상기 제1 센서모듈은 기판으로서 상기 수용관 내부에 형성된 슬롯에 끼움 고정될 수 있으며, 진동센서, 온도센서, 가스센서와 연결되며 각각의 센서들로부터의 측정값을 케이블을 통해 제2 센서모듈로 전달할 수 있다.
본 발명에 있어서, 상기 표면돌출부는, 상부의 상부캡; 상기 상부캡 하부의 상하가 관통된 상부관; 및 상기 상부관의 슬롯에 결합되는 제2 센서모듈을 포함하며, 상기 제2 센서모듈은 알람부, 기울기 센서, 트리거용 센서와 연결되는 기판으로 이루어질 수 있다.
본 발명에 있어서, 상기 작업자 단말은 센서 트리거 및 데이터 리더기를 구비하며, 상기 제2 센서모듈에는 MCU, 통신칩 및 메모리를 구비하며, 상기 작업자 단말이 상기 표면돌출부에 접근하면, 상기 센서 트리거가 상기 트리거용 센서에 온(on) 신호를 주어서, MCU는 저장된 데이터 전달하기 위한 준비를 하며, 이어서 메모리에 저장된 데이터를 데이터 리더기를 통해 작업자 단말에 전달할 수 있다.
전술한 바와 같은 구성을 갖는 본 발명에 따르면, 공사 중인 관로 트렌치 주변의 지반 거동을 측정하여 상태를 판단하고, 붕괴 위험을 표출하는 진동센서 및 기울기 센서를 포함하는 검지공을 제공함으로써, 지반의 상태를 용이하게 파악할 수 있고, 붕괴 위험을 사전에 예방할 수 있다.
또한, 검지공에는 가스센서 및 온도센서를 포함하여 지중에 매설된 가스배관 및/또는 열배관으로부터의 가스 및/또는 열수의 누출을 감지할 수 있다.
또한, 통신망을 통해 관로 트렌치 주변의 지반 상태를 원격지의 관제서버나 사용자 단말에 전달할 수 있으므로, 원거리에서도 용이하게 관로 트렌치 주변의 지반 상태를 파악할 수 있고, 붕괴 위험을 알 수 있으므로 관로 트렌치 붕괴에 따른 인적, 재산적 피해를 예방할 수 있다.
또한, 지반 거동을 측정하는 검지봉이 주요 구성부분이 조립식으로 이루어져서 검지봉의 설치, 해체, 및 유지 보수가 용이하다.
도 1은 본 발명의 일실시예에 따른 관로 트렌치의 붕괴 예측 모니터링 시스템을 나타내는 블록도이다.
도 2는 본 발명의 일실시예에 따른 관로 트렌치의 붕괴 예측 모니터링 시스템의 실시예를 나타내는 구성도이다.
도 3은 본 발명의 일실시예에 따른 검지봉의 블록도이다.
도 4는 본 발명의 일실시예에 따른 검지봉의 분해 사시도이다.
도 5는 본 발명의 일실시예에 따른 검지봉의 결합 사시도이다.
도 6은 본 발명의 일실시예에 따른 검지부의 분해 사시도이다.
도 7은 본 발명의 일실시예에 따른 표면돌출부의 분해사시도이다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 관로 트렌치의 붕괴 예측 모니터링 시스템를 상세히 설명하기로 한다.
도 1은 본 발명의 일실시예에 따른 관로 트렌치의 붕괴 예측 모니터링 시스템을 나타내는 블록도이다. 도 2는 본 발명의 일실시예에 따른 관로 트렌치의 붕괴 예측 모니터링 시스템의 실시예를 나타내는 구성도이다.
도 1 및 도 2를 참조하면, 본 발명의 관로 트렌치 공사의 붕괴 예측 모니터링 시스템(1)은 다수의 센서들을 포함하는 검지공(10), 원격 감시탑(20), 관제 서버(30), 작업자 단말(40)을 포함한다.
검지공(10)은 관로(11) 공사하는 관로 트렌치(12)의 주변에 다수 개 설치되어, 지면 내부의 상황 변화를 감지하기 위한 장치로서, 지중 변위를 측정하고 측정값을 이용하여 지반 상태를 분석한다. 이에 더하여, 가스 배관(13)과 열 배관(14)의 가스 누출 및 열 배관의 누수를 탐지한다. 검지공(10)은 트렌치 붕괴 위험 또는 가스 누출 및 열 배관의 누수가 있는 것으로 판단되면, 주변에 빛과 소리를 표출하여 트렌치 붕괴 예보를 알리며, 원격 감시탑(20)으로 트렌치 붕괴 위험을 알리는 이벤트 발생 알람 메시지를 송신한다.
원격 감시탑(20)은 다수개의 검지공(10)으로부터 감지된 정보를 전달받기 위해서 다수개의 검지공(10)들와 소정거리 이격된 위치에 지주 상에 설치되며, 카메라(21)와 통신부(22)를 구비하고 있다. 카메라(21)는 촬영 지역과 주기가 설정되어서 실시간으로 촬영 영상을 획득한다. 원격 감시탑(20)은 검지공(10)으로부터 이벤트 발생 알람 메시지를 송신한 경우에, 이 카메라(21)에서 촬영된 영상정보 및 검지공(10)의 검지 정보(진동, 기울기, 온도, 가스 농도 등)를 포함하는 이벤트 알람 메세지를 통신부(22)를 통해 관제서버(30)로 전송한다. 원격 감시탑(20)에는 카메라(21)와 통신부(22)에 전원을 공급하기 위해 외부 전력장치 또는 태양광 시설과 연결될 수 있다.
관제서버(30)는 원격 감시탑(20)으로부터 촬영된 영상정보와 검지공(10)의 검지 정보(진동, 기울기, 온도, 가스 농도 측정 데이터들)를 포함하는 이벤트 알람 메시지를 전달받아 관로 트렌치 상태를 모니터링한다. 구체적으로, 기존 영상과 현재 촬영 영상을 비교하여 영상의 변화가 있는지 여부를 판단하고, 검지 정보에서 이상 징후가 발생한 경우 작업자 단말(40)로 트렌치 붕괴 위험을 예보하고 경보한다.
작업자 단말(40)은 현장 작업자가 소지하는 단말로서 관제 서버(30)로부터 푸시 메시지(push message) 등을 통해 트렌치 붕괴 예보 및 경보 메시지를 수신하여 디스플레이한다. 또한, 작업자 단말(40)은 상기 검지공(10)의 인근에 있는 경우 직접 이벤트 발생 알람 메시지를 수신할 수 있다. 이에 더하여, 필요한 경우 작업자 단말(40)은 검지공(10)의 검지 정보(진동, 기울기, 온도, 가스 농도 등)를 직접 수신할 수 있다. (도 3 참조)
한편, 작업자 단말(40)은 관제서버(30)로부터 관로 트렌치 붕괴 위험을 예보 및 경보 메시지를 수신한 경우, 작업자 단말(40)을 사용하여 관련 관로 트렌치(12) 영상을 촬영하여 관제서버(30)로 송신할 수 있다.
도 3은 본 발명의 일실시예에 따른 검지봉(10)의 블록도이다.
도 3을 참조하면, 검지공(10)은 지하의 제1 센서모듈(250)과 지상의 제2 센서모듈(350)을 포함한다.
제1 센서모듈(250)은 진동센서(260), 온도센서(270), 가스센서(280)와 연결되어서 측정 데이터를 수신한다.
제2 센서모듈(350)은 기울기 센서(340)와 연결되어서 측정 데이터를 수신한다.
제1 센서모듈(250)과 제2 센서모듈(350)은 전원공급부(230)로부터 전원을 공급받고, 제1 센서모듈(250)의 측정 데이터는 제2 센서모듈(350)로 전달된다.
본 발명은 지하의 진동센서(260)와 지상의 기울기 센서(340)의 측정값들에 의하여 관로 트렌치의 주변의 지반의 변형분을 효율적으로 인식하여 붕괴 가능성을 예측할 수 있다.
제2 센서모듈(350)의 다른 구성요소에 관하여는 후술한다.
도 4는 본 발명의 일실시예에 따른 검지봉(10)의 분해사시도이며, 도 5는 본 발명의 일실시예에 따른 검지봉(10)의 결합사시도이며, 도 6은 본 발명의 일실시예에 따른 검지부(200)의 분해 사시도이며, 도 7은 본 발명의 일실시예에 따른 표면돌출부(300)의 분해사시도이다.
도 4 내지 도 7을 참조하면, 검지공(10)은 중공(110)이 형성된 관 형태의 하우징부(100); 상기 하우징부(100)의 중공(110)에 삽입가능한 관 형태로서 전원공급부(230), 진동센서(260), 및 제1 센서모듈(250)을 구비하는 검지부(200); 상기 하우징부(100)와는 외측으로, 상기 검지부(200)와는 내측으로 나사체결되며, 알람부(330), 기울기 센서(340), 및 제2 센서모듈(350)을 구비하는 표면돌출부(300)를 포함한다.
상기 하우징부(100)는 중공(110)이 구비된 연장관(130) 형태로서 상부로는 원판형의 커버(120)가 형성되어 있으며, 관의 상부 내측으로는 상기 표면돌출부(300)와 나사체결을 위한 중공 나사산(140)이 형성되어 있다. 상기 하우징부(100)는 지면의 표면층보다 깊이 매설될 수 있도록 통상 10~100cm의 길이로 형성될 수 있으며, 현장 여건에 따라 다양한 크기로 제작될 수 있다. 즉, 관로 트렌치 주변의 상부 지면의 표면을 드릴링 한 후에 상기 하우징부(100)를 지면에 매설한다.
상기 하우징부(100)의 하단부는 스크류(150)가 형성되며, 원판형의 커버(120)에는 렌치홈(121)이 형성되어서, 렌치 등의 도구를 사용하여 지중에 하우징부(100)의 인입을 용이하게 할 수 있다.
상기 하우징부(100)의 중공(110)은 하부에 검지부(200)가 체결된 표면돌출부(300)가 밀폐하도록 하며, 표면돌출부(300)는 관로 트렌치 주변의 지표면 상에서 돌출되어서, 이상 징후 발생시 알람부(330)는 빛과 소리를 표출하여 트렌치 붕괴를 경보한다.
상기 표면돌출부(300)는 검지부(200) 및 하우징부(100)를 각각 탈착할 수 있다. 따라서, 검지봉(10)을 관로 트렌치 주변에 인입시킬 때, 먼저 하우징부(100)를 지면에 고정한다. 이후에 표면돌출부(300)는 검지부(200)와 결합된 상태로 상기 하우징부(100)의 내부에 검지부(200)가 삽입되면서 상기 표면돌출부(300)와 상기 하우징부(100)가 결합된다.
도 6을 참조하면, 검지부(200)는 진동과 가스 및 온도를 감지하는 부분으로서, 상기 하우징부(100)의 중공(110)에 수용되는 수용관(210)과 수용관 하부의 진동센서 수납관(220), 상기 수용관(210)의 내부에 배치되는 전원공급부(230)과 제1 센서모듈(250), 상기 진동센서 수납관(220)에 위치하는 진동센서(260)를 포함한다.
상기 수용관(210)은 내부에 수용공간(211)이 형성된 원통형으로서 상부 외주면에는 결합나사산(213)이 형성되어 있다. 상기 수용관(210)의 결합나사산(213)과 상기 표면돌출부(300)의 내측나사산이 나사결합하여, 검지부(200)와 표면돌출부(300)가 결합된다.
상기 진동센서 수납관(220)은 상기 수용관(210)과 억지 끼움 방식 등으로 결합하며, 상부로는 진동센서(260)가 위치하며 하부로는 프로브핀(261)이 돌출할 수 있도록 홀이 형성되어 있다.
상기 전원공급부(230)는 상기 센서모듈(250)에 전원을 공급하기 위한 것으로서, 통상의 건전지, 배터리 팩을 사용할 수 있으며, 또는 전원을 공급하는 형태라면 어느 것이라도 무방하다.
상기 제1 센서모듈(250)은 PCB 기판으로서 상기 수용관(210) 내부에 형성된 슬롯에 끼움 고정될 수 있으며, 진동센서(260), 온도센서(270), 가스센서(280)와 연결되며 각각의 센서들로부터의 측정값을 케이블을 통해 제2 센서모듈(350)로 전달한다.
상기 진동센서(260)는 지반의 진동을 감지하여 관로 트렌치의 붕괴 가능성에 대한 정보를 획득하기 위한 것이다. 진동센서 수납관(220) 상에 진동센서(250)가 위치한 상태에서, 진동센서 수납관(220)이 검지부의 수용관(210)의 최하단에 결합되어서, 상부의 제1 센서모듈(250)과 연결된다. 진동센서(260)의 하부에는 프로브핀(261)이 결합될 수 있다.
상기 프로브핀(261)은 하우징부(100) 하부의 끼움홈(160)에 끼워져서 지반의 진동을 진동센서(260)에 전달하는 역할과 동시에 검지부(200)가 하우징부(100)에 안정적으로 고정되는 역할을 한다. (도 5 참조)
상기 온도센서(270) 및 가스센서(270)는 상기 제1 센서모듈(250)에 연결되어서, 지중에 매설된 가스배관 및/또는 열배관으로부터의 가스 및/또는 열수의 누출을 감지할 수 있다. 가스센서(270)이 작동을 위해서는 도면에는 도시되어 있지 않지만 하우징부(100)의 하부에는 가스가 통과할 수 있는 멤브레인 홀이 형성될 수 있다.
도 3 및 도 7을 참조하면, 상기 표면돌출부(300)는 상기 하우징부(100)의 중공(110)을 밀폐하도록 하며, 상부의 상부캡(310); 중간에 상하가 관통된 상부관(320); 및 상기 상부관(320)의 슬롯(322)에 결합되는 제2 센서모듈(350)를 포함한다.
상기 상부캡(310)의 상부면에는 상부관(320)으로의 착탈하기 위한 공구가 결합되는 양각돌기(311)가 형성되며, 하부로는 상부관(320)과 나사결합하는 캡 나사산(312)이 형성되어 있다.
상부관(320)은 상하가 관통되어 있으며, 상부로는 상부캡(310)이 결합되며, 하단부로는 내외측에 각각 나사산이 형성되어 있다.
상기 상부관(320)의 외측 나사산(321)은 상기 하우징부(100)의 중공 나사산(140)과 결합되며, 원통관(320)의 내측 나사산은 검지부(200)와의 결합을 위한 것이다. 상기 표면돌출부(300)는 아크릴 재질과 같이 투명 또는 반투명으로 제조되어서 상부관(320) 내부에 위치하는 제2 센서모듈(350)과 결합되는 알람부(330)의 점멸등(331)의 LED 빛이 외부로 투과될 수 있으며, 또한 외부와 통신을 위하여 전파가 투과될 수 있다.
상기 제2 센서모듈(350)은 알람부(330), 기울기 센서(340), 트리거용 센서(360)와 연결되는 기판으로 이루어진다.
알람부(330)의 점멸등(331)은 평상시에는 오프(off) 상태를 유지하며, 제1 센서모듈(250) 및 제2 센서모듈(350)에서 진동, 기울기, 온도, 가스의 변화 감지시에는 소리와 함께 적색등이 점멸되어서 이상신호를 외부에 알려주며, 저전압시에는 녹색등이 점멸되어서 배터리의 교환을 외부에 알려준다.
상기 제2 센서모듈(350)에는 기울기 센서(340)가 설치되어서, 기울임이 발생을 확인할 수 있다.
상기 기울기 센서(340)가 설치되는 제2 센서모듈(350)은 진동 또는 충격 등에 의한 외부요인으로부터 정확한 기울기 정보 감지를 방해받을 수 있으므로, 제2 센서모듈(350)은 표면돌출부(300)의 상부관(320) 내측에 형성된 슬롯(322)에 삽입되어서 안정적으로 고정되도록 한다.
또한, 제2 센서모듈(350)에는 MCU(351), 통신칩(352), 안테나(353), 메모리(354), GPS(355) 등이 배치되며, 하부의 검지부(200)의 전원공급부(230)와 제1 센서모듈(250)과는 전기적으로 연결된다. 특히, GPS(355)는 기울기 센서(340)와 함께 지반의 변형을 감지하고, 도난시 이를 감지하며 추적할 수 있다.
검지공(10)과 원격감시탑(20), 관제서버(30), 및 작업자 단말(40)과의 통신은 상술한 바와 같다.
본 발명의 검지공(10)은 작업자 단말(40)과 직접적으로 통신할 수 있는데, 이하 검지공(10)과 작업자 단말(40)과의 통신에 관하여 설명한다.
제2 센서모듈(350)이 측정값을 메모리(354)에 저장한 상태에서, 작업자 단말(40)이 접근하면, 메모리(354)에 저장된 측정 데이터를 통신칩(352)을 통하여 작업자 단말(40)에 전달한다.
상기 작업자 단말(40)은 센서 트리거(41) 및 데이터 리더기(42)를 구비하고 작업자 단말(40)이 검지공(10)에 접근하면서, 센서 트리거(41)가 트리거용 센서(360)에 온(on) 신호를 주어서, MCU(351)는 메모리(353)에 저장된 측정 데이터 전달하기 위한 준비를 하게 한다. 이어서, MCU(351)는 메모리(353)에 저장된 측정 데이터를 데이터 리더기(42)를 통해 작업자 단말(40)에 전달하게 된다.
통상적으로, MCU(351)가 트리거 신호에 의하여 온(on)된 후에 현재 측정값을 바로 관리자 단말(40)로 전달하려면 30초 이상 대기해야 한다. 하지만, 메모리(353)에 저장된 측정값을 관리자 단말(40)로 전달은 3초 이내로 전달할 수 있다.
이렇게 MCU(351)의 메모리(353)가 측정 데이터를 저장한 상태에서, 작업자 단말(40)에 접근하면, 메모리(353)에 저장된 측정 데이터를 통신칩(352)을 통하여 사용자 단말(40)에 전달한다. 작업자는 사용자 단말(40)을 통하여 관로 트렌치 주변의 환경을 확인하고 작업할 수 있으므로 안전사고를 예방할 수 있다.
이상에서 설명한 본 발명은 전술한 도면 및 상세한 설명에 의하여 한정되는 것은 아니고, 하기의 특허청구범위에 기재된 본 발명의 사상 및 영역으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서 해당 기술분야의 당업자가 다양하게 수정 및 변경시킨 것 또한 본 발명의 범위 내에 포함됨은 물론이다.
1: 붕괴 예측 모니터링 시스쳄 10: 검지공
11: 관로 12: 관로 트렌치
13: 가스배관 14; 열배관
20; 원격 감시탑 21: 카메라
22: 통신부 30: 관제서버
40: 작업자 단말 41: 센서 트리거
42: 데이터 리더기 100: 하우징부
110: 중공 120: 커버
121: 렌치홈 130: 연장관
140: 중공 나사산 150: 스크류
160: 끼움홈 200: 검지부
210: 수용관 211: 수용공간
213: 결합나사산 220: 진동센서 수남관
230: 전원공급부 250: 제1 센서모듈
260: 진동센서 261: 프로브핀
270: 온도센서 280: 가스센서
300: 표면돌출부 310: 상부캡
311: 양각돌기 312: 캡 나사산
320: 상부관 321: 외측나사산
322: 슬롯 330: 알람부
331: 점멸등 340: 기울기 센서
350: 제2 센서모듈 351: MCU
352: 통신칩 353: 안테나
354: 메모리 355: GPS
360: 트리거용 센서

Claims (9)

  1. 관로 공사하는 관로 트렌치의 주변에 다수 개 설치되며, 지반의 상황 변화를 감지하기 위한 진동센서 및 기울기 센서를 구비하며, 위험시 트렌치 붕괴 이벤트 발생 알람 메시지를 원격 감시탑으로 송신하는 검지공;
    다수개의 상기 검지공들와 소정거리 이격된 위치에 설치되며, 카메라와 통신부를 구비하며, 상기 검지공으로부터 이벤트 발생 알람 메시지를 송신한 경우에, 카메라에서 촬영된 영상정보 및 이벤트 발생 알람 메시지를 통신부를 통해 관제서버로 전송하는 원격 감시탑;
    상기 원격 감시탑으로부터 촬영된 영상정보 및 이벤트 알람 메시지를 전달받아 관로 트렌치 상태를 모니터링하는 관제서버; 및
    상기 관제 서버로부터 트렌치 붕괴 예보 및 경보 메시지를 수신하여 디스플레이하는 작업자 단말을 포함하며,
    상기 검지공은,
    중공이 형성된 관 형태의 하우징부;
    상기 하우징부의 중공에 삽입가능한 수용관, 상기 수용관 내부에 진동센서와 연결되어서 진동 측정 데이터를 수신하는 지하의 제1 센서모듈, 및 제1 센서모듈과 제2 센서모듈에 전원을 공급하는 전원공급부를 구비하는 검지부; 및
    상기 하우징부와는 외측으로, 상기 검지부와는 내측으로 체결되며, 알람부와 기울기 센서와 연결되어서 기울기 측정 데이터를 수신하는 지상의 제2 센서모듈을 구비하는 표면돌출부를 포함하며,
    상기 제1 센서모듈의 진동 측정 데이터는 상기 제2 센서모듈로 전달되는 것을 특징으로 하는 관로 트렌치의 붕괴 예측 모니터링 시스템.
  2. 삭제
  3. 삭제
  4. 제1항에 있어서,
    상기 하우징부는,
    중공이 구비된 연장관 형태이며, 상부로는 원판형의 커버가 형성되어 있으며, 하단부는 스크류가 형성되며,
    상기 원판형의 커버에는 렌치홈이 형성되어서, 도구를 사용하여 지중에 하우징부의 인입을 용이하게 할 수 있게 하는 것을 특징으로 하는 관로 트렌치의 붕괴 예측 모니터링 시스템.
  5. 제1항에 있어서,
    상기 검지부는,
    상기 하우징부의 중공에 수용되는 수용관;
    상기 수용관 하부의 진동센서 수납관;
    상기 수용관의 내부에 배치되는 전원공급부와 제1 센서모듈; 및
    상기 진동센서 수납관에 위치하는 진동센서를 포함하는 것을 특징으로 하는 관로 트렌치의 붕괴 예측 모니터링 시스템.
  6. 제5항에 있어서,
    상기 진동센서 수납관은 상기 수용관과 억지 끼움 방식으로 결합하며, 상부로는 진동센서가 위치하며 하부로는 프로브핀이 돌출할 수 있도록 홀이 형성되어 있으며,
    상기 프로브핀은 상기 하우징부 하부의 끼움홈에 끼워져서 지반의 진동을 진동센서에 전달하는 역할과 동시에 검지부가 하우징부에 안정적으로 고정되는 역할을 하는 것을 특징으로 하는 관로 트렌치의 붕괴 예측 모니터링 시스템.
  7. 제5항에 있어서,
    상기 제1 센서모듈은 기판으로서 상기 수용관 내부에 형성된 슬롯에 끼움 고정될 수 있으며, 진동센서, 온도센서, 가스센서와 연결되며 각각의 센서들로부터의 측정값을 케이블을 통해 제2 센서모듈로 전달하는 것을 특징으로 하는 관로 트렌치의 붕괴 예측 모니터링 시스템.
  8. 제1항에 있어서,
    상기 표면돌출부는,
    상부의 상부캡;
    상기 상부캡 하부의 상하가 관통된 상부관; 및
    상기 상부관의 슬롯에 결합되는 제2 센서모듈을 포함하며,
    상기 제2 센서모듈은 알람부, 기울기 센서, 트리거용 센서와 연결되는 기판으로 이루어지는 것을 특징으로 하는 관로 트렌치의 붕괴 예측 모니터링 시스템.
  9. 제8항에 있어서,
    상기 작업자 단말은 센서 트리거 및 데이터 리더기를 구비하며,
    상기 제2 센서모듈에는 MCU, 통신칩 및 메모리를 구비하며,
    상기 작업자 단말이 상기 표면돌출부에 접근하면,
    상기 센서 트리거가 상기 트리거용 센서에 온(on) 신호를 주어서, MCU는 저장된 데이터 전달하기 위한 준비를 하며, 이어서 메모리에 저장된 데이터를 데이터 리더기를 통해 작업자 단말에 전달하는 것을 특징으로 하는 관로 트렌치의 붕괴 예측 모니터링 시스템.
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