KR20120030178A - 물 지붕 방식을 이용한 도로 및 교량의 안개 저감 구조물 및 안개 저감 방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 물 지붕 방식을 이용한 도로 및 교량의 안개 저감 구조물 및 안개 저감 방법에 관한 것으로서, 도로 및 교량의 통행 구간 상부를 가로지르는 포물선 형태의 자취를 따라 터널 형태의 물 지붕(water roof)을 형성하여, 양측 방향으로부터 유입되는 안개는 물론, 상측 방향으로부터 하강하는 정체성 안개를 차단하도록 구비된 물 지붕 분사 가동부와, 통행 구간 상의 안개 영상을 획득함으로써 시정(visibility)을 산출함은 물론, 안개의 유입 속도 및 풍향을 검출하여, 안개의 농도 및 유입 방향을 산출하는 안개 관측부 및 안개 관측부에서 산출된 안개의 농도 및 유입 방향을 유, 무선 데이터 통신으로 전달 받아, 물 지붕 분사 가동부에 의해 토출되는 물 지붕 유량의 분사 강도를 제어하는 제어부를 포함하는 구성으로 이루어져, 상습적으로 안개가 발생되는 도로 및 교량의 통행 구간에 대해 안개 저감을 효과적으로 실현할 수 있다.

Description

물 지붕 방식을 이용한 도로 및 교량의 안개 저감 구조물 및 안개 저감 방법{APPARATUS OF FOG REDUCTION ON ROAD AND BRIDGE BY WATER ROOF FORMATION AND THE METHOD THEREOF}

본 발명은 물 지붕 방식을 이용한 도로 및 교량의 안개 저감 구조물 및 안개 저감 방법에 관한 것으로, 특히, 도로 및 교량의 측면에서 유입되는 안개는 물론, 상층으로 유입되는 안개를 터널 형태의 물 지붕 방식을 이용하여 효과적으로 차단할 수 있는 물 지붕 방식을 이용한 도로 및 교량의 안개 저감 구조물 및 안개 저감 방법에 관한 기술이다.

안개는 항공, 지상 및 해상의 각종 운송수단의 운행에 지장을 주고 사람들의 야외활동에 영향을 미칠 뿐만 아니라 심지어는 인명피해까지 초래하기도 한다.

특히 자동차가 주행하는 고속도로 구간을 비롯하여 각종 교량 구간에서는 그 지형적 특성상 상습적으로 안개가 발생되곤 하는데, 이에 대한 대책으로서 현재에는 차량에 부속된 안개등을 점등한다든지, 비상등을 점멸하여 전, 후방 차량과의 충돌 사고를 소극적으로 예방하는 조치가 전부이며, 이러한 조치에도 불구하고 안개 발생 시의 차량 충돌 사고는 효과적으로 방지되지 못하고 있다.

안개는 그 발생 원인이나 지형, 지물 등의 여러 요인에 의거하여 다양한 종류로 구분된다.

즉, 일정 지역에서 발생하여 지면에서 높은 고도까지 정체 상태로 존재하는 안개도 있지만, 다른 지역에서 발생하여 지면을 따라 진행하는 안개도 있다. 이러한 안개를 이류무(移流霧, advection fog)라 한다.

특히, 도로 상으로 침투되는 이류무를 효과적으로 차단하기 위해서는, 도로 경계부의 양측으로 안개의 유입을 방지할 수 있는 물리적인 차단벽을 설치하는 방법이 간혹 소개되고 있다.

하지만, 이러한 경우에 있어서도, 도로의 측면으로 유입되는 안개의 침투는 한시적으로는 방지할 수 있을지 모르나, 안개의 흡수에 효과적이지 못한 까닭에, 결과적으로는 안개가 물리적 차단벽을 따라 상승 및 하강하여, 도로 상으로 유입될 수밖에 없다.

이러한 연유로, 안개가 상습적으로 발생되는 도로 및 교량 구간에 있어서, 측면으로 유입되는 안개는 물론, 복사무(輻射霧)에 의해 정체성 안개가 심하게 발생된 경우에도, 안개로 인한 차량 운전자의 시계를 방해하는 문제점을 효과적으로 예방할 수 있는 안개 저감 구조물 및 안개 저감 방법에 대한 개발의 필요성이 대두되는 바이다.

이에, 본 발명은 상기한 문제점을 해결하기 위해 창안된 것으로, 도로 및 교량 상의 차량 통행 구간을 커버할 수 있는 물 지붕(Water Roof) 형태의 터널을 설치하여, 도로 및 교량의 측면으로 유입되는 안개는 물론, 복사무에 의한 정체성 안개가 상부로부터 유입되는 현상을 전면적으로 차단할 수 있는 물 지붕 방식을 이용한 도로 및 교량의 안개 저감 구조물을 제공하는데 그 목적이 있다.

또한, 본 발명은 도로 및 교량 상의 차량 통행 구간을 커버하도록 설치된 물 지붕(Water Roof) 형태의 안개 저감 구조물의 효과적인 작동 제어를 위해, 선행 실시된 안개 관측을 통해, 안개의 농도 및 안개의 유입 방향을 실시간으로 전달받아서, 노즐의 분사 유량 및 분사 각도를 조절 제어하여, 현재 상황에 맞는 분사 강도로 물 지붕을 형성함으로써, 보다 효과적으로 안개의 유입을 차단할 수 있는 물 지붕 방식을 이용한 도로 및 교량의 안개 저감 방법을 제공하는데 그 목적이 있다.

상기 기술적 과제를 달성하기 위한 본 발명의 사상에 따르면, 도로 및 교량의 통행 구간 상부를 가로지르는 포물선 형태의 자취를 따라 터널 형태의 물 지붕(water roof)을 형성하여, 양측 방향으로부터 유입되는 안개는 물론, 상측 방향으로부터 하강하는 정체성 안개를 차단하도록 구비된 물 지붕 분사 가동부; 상기 통행 구간 상의 안개 영상을 획득함으로써 시정(visibility)을 산출함은 물론, 안개의 유입 속도 및 풍향을 검출하여, 안개의 농도 및 유입 방향을 산출하는 안개 관측부; 및 상기 안개 관측부에서 산출된 안개의 농도 및 유입 방향을 유, 무선 데이터 통신으로 전달 받아, 상기 물 지붕 분사 가동부에 의해 토출되는 물 지붕 유량의 분사 강도를 제어하는 제어부;를 포함하는 물 지붕 방식을 이용한 도로 및 교량의 안개 저감 구조물을 제공한다.

이때, 물 지붕 분사 가동부는, 일정 유량을 저장하여 보관하도록 구비된 물 저장조; 도로 및 교량의 일측 외곽을 따라 형성되며, 상기 물 저장조와 연결된 배관을 통해 공급 받은 물을 도로 및 교량의 타측 외곽까지 분사하여 물 지붕을 형성하도록 구비된 분사 노즐; 상기 물 저장조 및 상기 분사 노즐 사이를 연결하는 배관 상에 구비되어, 물의 출수 유량 및 수압을 조절하도록 형성된 펌프; 및 상기 물 저장조 및 상기 분사 노즐 사이를 연결하는 배관 상에 구비되어, 물의 출수 개폐를 조절하도록 형성된 밸브;를 포함할 수 있다.

그리고 상기 분사 노즐은, 관체 형상을 이루며, 상기 제어부의 분사 각도 제어 지령을 전달 받아, 적정 회전각 범위 내에서 회동 조절되어, 물의 분사 각도 조절이 가능하게 형성된 몸체부; 상기 몸체부의 출측에 장착되며, 상기 제어부의 분사 강도 제어 지령을 전달 받아, 입경 조절을 통해 물의 분사 수압 조절하도록 형성된 노즐헤드; 및 상기 몸체부의 분사 각도 조절에 필요한 회동력을 제공하는 구동부;를 포함할 수 있다.

그리고 상기 안개 관측부는, 낮에는 가시광선을 이용하고, 밤에는 적외선을 이용하여 도로 및 교량 상에 발생된 안개에 대한 영산 정보를 획득하도록 구비된 영상 획득부; 상기 영상 획득부로부터 획득된 영상 정보를 통해 안개 시정거리 및 안개 시정상황을 확인하도록 구비된 시정계; 및 도로 및 교량 상에 발생된 안개의 유입 속도 및 풍향을 관측하도록 구비된 풍향 풍속 검출부;를 포함할 수 있다.

그리고 상기 제어부는, 상기 안개 관측부로부터 획득된 영상 정보 및 관측 데이터를 유, 무선 통신 인터페이스를 통해 입력 받는 데이터 입력부; 상기 입력된 데이터를 기 설정된 기준 데이터와 비교 및 판단하는 데이터 비교부; 및 상기 입력된 데이터 및 기 설정된 기준 데이터 간의 비교 및 판단을 통해, 실시간으로 발생된 안개를 저감시키기 위한 적정 형태의 물 지붕을 형성하도록, 물의 분사 강도 및 분사 각도를 연산하여 산출하는 데이터 연산처리부;를 포함할 수 있다.

이때, 상기 데이터 입력부에 입력된 실시간 영상 정보는 물론, 획득된 안개 시정에 따라 상기 데이터 연산처리부에서 산출된 적정 물 분사 강도 및 물 분사 각도에 대한 데이터는 유, 무선 통신을 통해 중앙관제서버로 전송되며, 상기 중앙관제서버에서는, 전송 받은 상기 영상 정보 및 상기 산출 데이터를 통합하여, 실시간마다 또는 사용자의 요청이 있을 때마다 사용자의 단말기로 전송하여 모니터링을 수행하거나, 별도로 구비된 데이터베이스매체에 기록 보관시킬 수 있다.

한편, 본 발명의 또 하나의 사상에 따르면, (a) 도로 및 교량의 통행 구간 상에 상습적으로 발생되는 안개를 감시하고, 안개 발생 시 안개 영상을 획득하는 단계; (b) 획득된 안개 영상을 기준 영상과 비교하는 단계; (c) 획득된 안개 영상과 기준 영상과의 비교를 통해, 안개로 인한 시정 상황이 위험 수준에 해당하는 지를 판단하는 단계; (d) 도로 및 교량의 통행 구간 상의 풍향 및 풍속을 검출하는 단계; (e) 상기 획득된 안개 영상과 상기 검출된 풍향 및 풍속 데이터를 입력 받아, 기 설정된 기준 데이터와 비교하는 단계; 및 (f) 상기 획득된 안개 영상에 해당하는 안개를 저감시키기 위한 적정의 물 분사 각도 및 수압을 산출하고, 최적 형태의 물 지붕을 형성하는 단계;를 포함하는 물 지붕 방식을 이용한 도로 및 교량의 안개 저감 구조물을 제공한다.

본 발명의 물 지붕 방식을 이용한 도로 및 교량의 안개 저감 구조물 및 안개 저감 방법에 따르면, 도로 및 교량 상의 차량 통행 구간을 커버할 수 있는 물 지붕(Water Roof) 형태의 구조물을 설치하여, 도로 및 교량의 측면으로 유입되는 안개는 물론, 복사무에 의한 정체성 안개가 상부로부터 유입되는 현상을 전면적으로 차단함으로써, 상습적으로 안개가 발생되는 도로 및 교량에 있어서의 운전자 시계(視界) 방해로 인한 각종 사고를 미연에 방지할 수 있는 유리한 기술적 효과가 있다.

또한, 본 발명의 물 지붕 방식을 이용한 도로 및 교량의 안개 저감 구조물 및 안개 저감 방법에 따르면, 선행 실시된 안개 관측을 통해, 안개의 농도 및 유입 방향을 실시간으로 검출하고, 검출된 데이터를 통해 노즐을 통해 분사되는 물의 유량 및 노즐의 분사각도를 조절 제어하여, 실시 상황에 맞는 분사 강도로 물 지붕을 형성함으로써, 도로 및 교량으로 유입되는 안개를 효과적으로 차단하여, 실시간으로 안개 저감을 조절 제어할 수 있는 유리한 기술적 효과가 있다.

도 1은 본 발명의 일실시예에 따른 물 지붕 방식을 이용한 도로 및 교량의 안개 저감 구조물의 개략적인 모습을 도시한 도면,
도 2는 본 발명의 일실시예에 따른 물 지붕 방식을 이용한 도로 및 교량의 안개 저감 구조물에서 데이터 연산처리부를 개략적으로 도시한 블록도,
도 3은 본 발명의 일실시예에 따른 물 지붕 방식을 이용한 도로 및 교량의 안개 저감 구조물에서 안개 관측부를 개략적으로 도시한 블록도,
도 4는 본 발명의 일실시예에 따른 물 지붕 방식을 이용한 도로 및 교량의 안개 저감 구조물의 작용 효과를 설명하기 위해 도시한 도면,
도 5는 본 발명의 일실시예에 따른 물 지붕 방식을 이용한 도로 및 교량의 안개 저감 구조물에서 분사 노즐의 작동 형태를 구조적으로 도시한 도면,
도 6은 본 발명의 일실시예에 따른 물 지붕 방식을 이용한 도로 및 교량의 안개 저감 방법을 설명하기 위해 도시한 순서도임.

이하, 본 발명에 따른 물 지붕 방식을 이용한 도로 및 교량의 안개 저감 구조물 및 안개 저감 방법의 바람직한 실시예에 대하여 설명한다.

본 발명의 이점 및 특징, 그리고 그것들을 달성하는 방법은 첨부되는 도면과 함께 상세하게 후술되어 있는 실시예들을 참조하면 명확해질 것이다.

그러나 본 발명은 이하에서 개시되는 실시예들에 의해 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 구현될 것이며, 단지 본 실시예들은 본 발명의 개시가 완전하도록 하며, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 발명의 범주를 완전하게 알려주기 위해 제공되는 것이며, 본 발명은 청구항의 범주에 의해 정의될 뿐이다.

또한, 본 발명을 설명함에 있어 관련된 공지 기술 등이 본 발명의 요지를 흐리게 할 수 있다고 판단되는 경우 그에 관한 자세한 설명은 생략하기로 한다.

도 1은 본 발명의 일실시예에 따른 물 지붕 방식을 이용한 도로 및 교량의 안개 저감 구조물의 개략적인 모습을 도시한 도면이다.

이러한 도 1은 본 발명의 바람직한 실시예에 대한 구성 관계를 개념적으로 명확히 이해하기 위해 그 특징되는 부분만을 명확히 도시한 것으로, 그 결과 도해의 다양한 변형이 예상되며, 도시된 특정 형태에 크게 제한될 필요는 없다.

도 1을 참조하면, 도시된 본 발명의 일실시예에 따른 물 지붕 방식을 이용한 도로 및 교량의 안개 저감 구조물은, 도로 및 교량의 통행 구간 상부를 가로지르는 포물선 형태의 자취를 따라 터널 형태의 물 지붕(water roof)을 형성하는 물 지붕 분사 가동부(110)와, 상기 통행 구간 상의 안개 영상을 획득함으로써 시정(visibility)을 산출함은 물론, 안개의 유입 속도 및 풍향을 검출하여, 안개의 농도 및 유입 방향을 산출하는 안개 관측부(120)와, 물 지붕 분사 가동부에 의해 토출되는 물 지붕 유량의 분사 강도를 제어하는 제어부(130)를 포함하는 구성으로 이루어진다.

도시된 바와 같이, 안개가 상습적으로 발생되는 도로(R) 상의 통행 구간으로 안개가 유입될 경우, 차량 운전자의 시계를 방해하여 각종 차량 사고의 원인으로 작용한다. 이러한 지형에서 발생되는 안개는 인근 지역에서 발생되어 도로(R)의 측면으로 유입되는 안개를 비롯하여, 도로(R)의 상층에 형성된 복사무(輻射霧)와 같은 정체성 안개가 있다.

종래에는 도로(R)의 양측 외곽 상에 안개의 유입을 차단하는 물리적인 차단벽을 설치하는 방식으로 이러한 안개의 유입을 방지하고자 하였으나, 이러한 방식은 측면으로부터 유입되는 안개를 한시적으로 차단하는데 그 효과가 제한될 뿐, 도로(R) 상층에 형성된 정체성 안개의 유입을 효과적으로 차단하기에는 어려움이 따랐다.

이러한 까닭에, 도로 및 교량의 측면으로 유입되는 안개는 물론, 도로 및 교량 상층으로부터 확산되는 안개를 효과적으로 차단하기 위해서, 본 발명에서는 해당 통행 구간을 밀폐 공간으로 차단할 수 있는 물 지붕(water roof)을 이용하여 안개를 저감하는 구조물 및 방법을 실현하였다.

먼저, 물 지붕으로 도로 및 교량의 통행 구간을 포물선 형태로 커버하여, 주변의 안개 유입을 효과적으로 차단할 수 있는 물 지붕 분사 가동부(110)에 대해 설명하기로 한다.

물 지붕 분사 가동부(110)는, 소정의 분사 각도 및 분사 수압으로 물(W)을 토출하여 도로(R) 또는 교량의 통행 구간 상부를 가로지르는 포물선 형태의 물 지붕을 형성하는 수단이다.

이러한 물 지붕 분사 가동부(110)는, 도 1에 도시된 바와 같이, 안개가 상습적으로 발생하는 도로(R)의 통행 구간 상부로, 터널형 물 지붕을 형성함으로써, 도로(R) 양측 방향으로부터의 안개 유입을 차단할 수 있으며, 아울러, 도로(R) 상측 방향으로부터 하강하여 확산되는 복사무(輻射霧)와 같은 정체성 안개의 유입도 효과적으로 차단할 수 있다.

이러한 물 지붕을 도로(R)의 통행 구간 상부로 형성하기 위하여, 물 지붕 분사 가동부(110)는 일정 유량을 저장하여 보관하도록 구비된 물 저장조(119)와, 물 저장조(119)와 연결된 배관을 통해 공급 받은 물을 분사하도록 구비된 분사 노즐(112)과, 물 저장조(119) 및 분사 노즐(112) 사이를 연결하는 배관 상에 구비되어 물의 출수 유량 및 수압을 조절하는 펌프(118) 및 물의 출수 개폐를 조절하는 밸브(117)를 포함하는 구성으로 이루어진다.

물 저장조(119)는, 도로(R)의 인근에 비치될 수 도 있으며, 도로 측면 지형에 따라, 지하에 매설된 형태를 지닐 수도 있으며, 그 설치 및 형태에 관해서는 실시예마다 다양하게 달리 적용될 수 있는 것으로, 본 발명은 도시된 특정 형상에 제한될 필요가 없다.

다만, 이러한 물 저장조(119)는, 내부 체적을 통해 담을 수 있는 물의 용량과 관련이 있으므로, 너무 작은 볼륨을 가질 경우, 물 지붕을 형성할 물의 용량이 부족하게 될 수 있으며, 이와 반대로 필요 이상으로 너무 큰 볼륨을 가질 경우에는 설치비 증가 및 공간 남용의 단점이 따를 수 있으므로, 합목적적으로 그 크기 및 배치 장소를 선정하는 것이 바람직하다.

상기 물 저장조(119)는 분사 노즐(112)까지 배관으로 연결될 수 있는데, 이러한 배관 상에는 물의 출수와 유관된 유량 및 수압의 조절을 담당하는 펌프(118)와, 물의 출수 개폐를 조절하는 밸브(117)가 더 구비될 수 있다.

다만, 이때의 펌프(118)의 유량 및 양정은 높은 것을 채택하는 것이 바람직한데, 이는 도로(R)를 따라 일열 배치된 다수의 분사 노즐(112)을 통해 높은 수압으로 물을 토출할 수 있기 위함이다. 그리고 이때의 밸브(117)는 후술될 제어부(130)의 전기적 신호 지령에 따라 출수의 개폐 조절이 가능한 솔레노이드 밸브를 이용하는 것이 바람직하다.

그리고 본 발명에 있어서, 물 지붕을 형성하기 위한 중요한 구성인 분사 노즐(112)에 대해 설명하기로 한다.

분사 노즐(112)의 개략적인 형상 및 설치 형태는 도 1을 통해 확인할 수 있듯이, 도로(R)의 일측 외곽에 설치되며, 소정의 경사각(α) 범위 내에서 각도 조절이 가능한 형태로 이루어진다. 그리고 분사 노즐(112)의 출수측은 도로(R) 상측을 향하며, 분사되는 물이 포물선 형태의 자취를 가지도록 형성된다.

이러한 분사 노즐(112)의 세부 구성은 도 5를 살펴보면 확인할 수 있는데, 그 주요 구성은, 주요 몸체를 이루는 몸체부(112a, 112b, 112c)와, 몸체부(112a, 112b, 112c)의 선단에 결합되며 출수구의 입경 조절이 가능한 형태로 이루어지는 노즐헤드(113)와, 몸체부(112a, 112b, 112c)의 후단에 연결되어 몸체부(112a, 112b, 112c)에서 각도 조절에 필요한 소정의 회동력을 제공하는 구동부(115)를 포함한다.

도시된 실시예 상에서 분사 노즐(112)의 몸체부(112a, 112b, 112c)는 분사 각도 조절 기능은 물론, 전후 길이 조절이 가능한 텔레스코픽(telescopic) 타입의 관체 형태로 이루어지는데, 이러한 특유의 형상으로 인하여 보다 다양한 물 지붕 크기 및 형상을 조절할 수 있다. 다만, 이 또한 하나의 예시적인 형상에 불과할 뿐, 본 발명의 범주를 제한하진 않는다.

분사 노즐(112)의 선단에 구비된 노즐헤드(113)는 출수구의 입경 조절이 가능한 형태로 이루어지는데, 이로써 분사 수압 조절에 효과적이다.

그리고 구동부(115)는 분사 노즐(112)의 몸체부(112a, 112b, 112c)를 소정의 경사각(α) 범위에서 각도 조절하는 동력 수단으로서, 구체적인 실시 형태로서 AC 또는 DC 모터 등이 이에 이용될 수 있으며, 더욱 효과적인 각도 제어를 위해서는 서보(servo) 타입의 모터를 이용하여도 무방하다.

다시 도 1을 참조하여 살펴보면, 안개를 차단하기 위해 물 지붕을 형성하는 물 지붕 분사 가동부(110)는, 필요한 물을 저장하여 보관하는 물 저장조(119)와, 적절한 분사 각도 및 수압에 따라 물을 분사하도록 형성된 분사 노즐(112)과, 이들이 연결된 배관 상에 구비된 펌프(118)와, 솔레노이드 밸브(117)의 구성으로 이루어진다.

다음으로 안개 관측부(120)는, 도로(R) 상의 통행 구간 내의 안개 영상을 획득함으로써, 시정(visibility)을 산출함은 물론, 안개의 농도 및 유입 방향을 산출하는 수단이다.

이러한 안개 관측부(120)는, 도로(R)를 따라 일측 또는 양측 외곽 상에 복수 개씩 배치될 수 있다.

본 실시예에 따른 안개 관측부(120)는 도 3에 도시된 바와 같이, 안개 영상을 촬영하여 필요한 영상 정보를 획득하는 영상 획득부(122)와, 영상 획득부로부터 획득된 영상 정보를 통해 안개 시정거리 및 안개 시정상황을 확인하도록 구비된 시정계(124) 및 도로 및 교량 상에 발생된 안개의 유입 속도 및 풍향을 관측하는 풍향 풍속 검출부(126)를 포함하는 구성으로 이루어진다.

여기서, 영상 획득부(122)의 구체적인 실시 형태로는 CCD 카메라 등이 될 수 있으며, 주야를 불문하고 상시 도로 상의 안개 유입을 촬영할 수 있도록, 낮에는 가시광선을 이용하며, 밤에는 적외선을 이용할 수 있는 기능이 탑재된 것이면 무방하다.

영상 획득부(122)로 촬영된 안개 시정은 시정계(124)를 통해 통합적인 안개 시정 상황이 판독 가능해 질 수 있으며, 안개의 유입 속도 및 풍향 감시 기능은 풍향 풍속 검출부(126)가 그 역할을 담당한다.

여기서, 풍향 풍속 검출부(126)의 구체적인 실시예로, 초음파의 풍속에 따른 휘어짐을 이용한 초음파 풍향 풍속계(Ultrasonic Anemometer)를 이용할 수 있다.

이러한 안개 관측부(120)로부터 획득된 안개 영상 정보 및 시정 상황은 물론, 안개의 농도, 풍향 및 풍속에 관한 실시간 데이터는 유, 무선 통신 인터페이스를 통해 제어부(130)로 전달된다.

제어부(130)는, 상기 안개 관측부(120)로부터 영상 정보 및 안개의 농도, 풍향 및 풍속에 관한 실시간 데이터를 통해, 물 지붕 분사 가동부(110)에 의해 토출되는 물 지붕 유량의 분사 강도 및 분사 각도를 제어하는 역할을 담당한다.

이러한 제어부(130)는, 안개 관측부(120)로부터 획득된 영상 정보 및 관측 데이터를 유, 무선 통신 인터페이스를 통해 입력 받는 데이터 입력부(140)와, 입력된 데이터를 기 설정된 기준 데이터와 비교 및 판단하는 데이터 비교부(150)와, 입력된 데이터 및 기 설정된 기준 데이터 간의 비교 및 판단을 통해, 실시간으로 발생된 안개를 저감시키기 위한 적정 형태의 물 지붕을 형성하도록, 물의 분사 강도 및 분사 각도를 연산하여 산출하는 데이터 연산처리부(160)의 세부 구성을 포함한다.

안개 관측부(120)로부터 획득된 영상 정보는 물론, 안개 농도 및 풍속, 풍량에 관하여 관측된 데이터는, 기 설정된 기준 데이터와 비교된다.

이러한 데이터들 간의 비교를 통해, 안개 시정 상황이 악화되었다고 판단될 경우, 그 상황에 적절하게 대처하여 해당 안개를 차단하기에 적합한 물 지붕을 형성해야 한다. 그리고 이때에 변수로 작용되는 것이, 분사 노즐(112)의 노즐 입경, 분사 각도, 수압, 물분사량/시간, 안개 농도가 될 수 있다.

여기서, 분사 노즐(112)의 노즐 입경, 분사 각도, 수압, 물분사량/시간의 최적 값을 연산하여 산출하는 기능을 데이터 연산 처리부(160)에서 담당한다.

도 2를 참조하면, 상기 연산처리부(160)의 세부 구성을 확인할 수 있는데, 먼저, 분사 노즐(도 1의 112)의 각도를 산출하는 노즐 각도 연산 처리부(162)와, 분사 노즐(도 1의 112)의 선단에 구비된 노즐헤드의 입경을 산출하는 노즐 입경 연산 처리부(164)와, 분사 수압을 산출하는 수압 연산 처리부(166)를 포함하는 구성을 가질 수 있다.

이와 같이, 산출된 각 변수에 해당되는 최적 값에 따라, 물 지붕 분사 가동부(110) 상의 펌프(118), 밸브(117) 및 분사 노즐(112)은 최적 제어되어, 현재 발생된 안개를 효과적으로 차단할 수 있는 물 지붕을 가동시키게 된다.

한편, 상기 데이터 입력부(140)에 입력된 실시간 영상 정보는 물론, 획득된 안개 시정에 따라 상기 데이터 연산처리부(160)에서 산출된 적정 물 분사 강도 및 물 분사 각도에 대한 데이터는 유, 무선 통신을 통해 중앙관제서버(170)로 전송되며, 상기 중앙관제서버(170)에서는, 전송 받은 상기 영상 정보 및 상기 산출 데이터를 통합하여, 실시간마다 또는 사용자의 요청이 있을 때마다 사용자의 단말기(182, 184)로 전송하여 모니터링을 수행하거나, 별도로 구비된 데이터베이스매체(172)에 기록 보관한다.

도 4는 본 발명의 일실시예에 따른 물 지붕 방식을 이용한 도로 및 교량의 안개 저감 구조물의 작용 효과를 설명하기 위해 도시한 도면이다.

도 4를 참조하여 본 발명의 작용 효과에 대해 설명하기로 한다.

도시된 바와 같이, 상습적으로 안개가 발생하는 도로(R)에서는, 안개는 도로의 측면으로 유입되기도 하며, 정체성 안개와 같이 도로(R) 상층에서 형성되어 머물다 도로(R) 상으로 하강되어 유입되기도 한다.

이와 같은 경우, 차량(C) 운전자의 시계를 방해하여, 시정 거리 확보에 어려움을 줄 수밖에 없으며, 이로 인해 차량 충돌 사고가 빈번하게 유발되기도 한다.

본 발명에 따르면, 도로(R) 상의 안개를 상시 감시하도록 구비된 안개 관측부로서, 영상 획득부(122)에서는 실시간 안개 영상을 촬영하며, 풍향 풍속 검출부(126)에서는 안개 유입 속도 및 풍향을 감시한다.

도로(R)의 측면 또는 상부로부터 안개가 유입된다고 판단될 경우에는, 별도로 도시하진 않았으나, 제어부를 통해 물 저장조(119)와 배관 연결된 펌프(118) 및 밸브(117)가 작동되며, 각각의 상황에 맞는 물 지붕을 형성하도록 분사 노즐(112)의 경사각(α)이 조절된다.

분사 노즐(112)을 통해 분사된 물은, 도로(R) 상을 뒤덮는 포물선 형태의 물 지붕을 만들며, 이후, 도로(R)의 타측 외곽 상에 구비된 배수로(102)로 모여진다. 바람직한 실시예로서, 물 지붕을 일 회 형성하고 배수로(102)에 모여진 물은, 물 저장조(119)로 회수되어 재사용될 수 있는데, 이를 위해 배수로(102)와 물 저장조(119)를 연결하는 별도의 물 회수 배관(104)을 구비할 수도 있다.

도 6은 본 발명의 일실시예에 따른 물 지붕 방식을 이용한 도로 및 교량의 안개 저감 방법을 설명하기 위해 도시한 순서도이다.

도 6을 참조하면, 도시된 본 발명의 일실시예에 따른 물 지붕 방식을 이용한 도로 및 교량의 안개 저감 방법은, 먼저, 도로 및 교량의 통행 구간 상에 상습적으로 발생되는 안개를 감시하고, 안개 발생 시 안개 영상을 획득한다(ST110).

다음으로, 획득된 안개 영상을 기준 영상과 비교한다(ST120).

그 다음으로, 획득된 안개 영상과 기준 영상과의 비교를 통해, 안개로 인한 시정 상황이 위험 수준에 해당하는 지를 판단한다(ST130).

그 다음으로, 도로 및 교량의 통행 구간 상의 풍향 및 풍속을 검출한다(ST140).

그 다음으로, 획득된 안개 영상과 상기 검출된 풍향 및 풍속 데이터를 입력 받아(ST150), 기 설정된 기준 데이터와 비교한다(ST160).

그 다음으로, 획득된 안개 영상에 해당하는 안개를 저감시키기 위한 적정의 물 분사 각도 및 수압을 산출하고(ST170), 최적 형태의 물 지붕을 형성한다(ST180). 그리고 이러한 전 단계(ST110, ST120, ST130, ST140, ST150, ST160, ST170, ST180)는 상시적으로 재 반복되어 상습적으로 안개가 발생 가능한 도로 및 교량에서의 안개 저감을 효과적으로 실현할 수 있게 된다.

이와 같이, 본 발명의 물 지붕 방식을 이용한 도로 및 교량의 안개 저감 구조물 및 안개 저감 방법에 따르면, 도로 및 교량 상의 차량 통행 구간을 커버할 수 있는 물 지붕(Water Roof) 형태의 구조물을 설치하여, 도로 및 교량의 측면으로 유입되는 안개는 물론, 복사무에 의한 정체성 안개가 상부로부터 유입되는 현상을 전면적으로 차단함으로써, 상습적으로 안개가 발생되는 도로 및 교량에 있어서의 운전자 시계(視界) 방해로 인한 각종 사고를 미연에 방지할 수 있다.

아울러, 안개가 상습적으로 발생되는 도로 및 교량의 통행 구간에 대해, 안개 관측을 선행 실시하여, 안개의 농도 및 유입 방향을 실시간으로 검출하고, 검출된 데이터를 통해 노즐의 물 분사 유량 및 분사 각도를 조절 제어하여, 각각의 상황에 맞는 물 분사 강도로 물 지붕 형태의 터널 구조물을 형성함으로써, 도로 및 교량으로 유입되는 안개를 효과적으로 차단할 수 있다.

이상에서 본 발명에 따른 물 지붕 방식을 이용한 도로 및 교량의 안개 저감 구조물 및 안개 저감 방법에 관한 바람직한 실시예에 대하여 설명하였다.

전술된 실시예는 모든 면에서 예시적인 것이며, 한정적인 것이 아닌 것으로 이해되어야 하며, 본 발명의 범위는 전술된 상세한 설명보다는 후술될 특허청구범위에 의하여 나타내어지며, 그 특허청구범위의 의미 및 범위 그리고 그 등가개념으로부터 도출되는 모든 변경 또는 변형된 형태가 본 발명의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 한다.

110: 물 지붕 분사 가동부
120: 안개 관측부
130: 제어부
140: 데이터 입력부
150: 데이터 비교부
160: 데이터 연산처리부
170: 중앙관제서버

Claims (7)

1. 도로 및 교량의 통행 구간 상부를 가로지르는 포물선 형태의 자취를 따라 터널 형태의 물 지붕(water roof)을 형성하여, 양측 방향으로부터 유입되는 안개는 물론, 상측 방향으로부터 하강하는 정체성 안개를 차단하도록 구비된 물 지붕 분사 가동부;
   상기 통행 구간 상의 안개 영상을 획득함으로써 시정(visibility)을 산출함은 물론, 안개의 유입 속도 및 풍향을 검출하여, 안개의 농도 및 유입 방향을 산출하는 안개 관측부; 및
   상기 안개 관측부에서 산출된 안개의 농도 및 유입 방향을 유, 무선 데이터 통신으로 전달 받아, 상기 물 지붕 분사 가동부에 의해 토출되는 물 지붕 유량의 분사 강도를 제어하는 제어부;를 포함하는 물 지붕 방식을 이용한 도로 및 교량의 안개 저감 구조물.
   
2. 제 1 항에 있어서,
   물 지붕 분사 가동부는,
   일정 유량을 저장하여 보관하도록 구비된 물 저장조;
   도로 및 교량의 일측 외곽을 따라 형성되며, 상기 물 저장조와 연결된 배관을 통해 공급 받은 물을 도로 및 교량의 타측 외곽까지 분사하여 물 지붕을 형성하도록 구비된 분사 노즐;
   상기 물 저장조 및 상기 분사 노즐 사이를 연결하는 배관 상에 구비되어, 물의 출수 유량 및 수압을 조절하도록 형성된 펌프; 및
   상기 물 저장조 및 상기 분사 노즐 사이를 연결하는 배관 상에 구비되어, 물의 출수 개폐를 조절하도록 형성된 밸브;를 포함하는 것을 특징으로 하는 물 지붕 방식을 이용한 도로 및 교량의 안개 저감 구조물.
   
3. 제 2 항에 있어서,
   상기 분사 노즐은,
   관체 형상을 이루며, 상기 제어부의 분사 각도 제어 지령을 전달 받아, 적정 회전각 범위 내에서 회동 조절되어, 물의 분사 각도 조절이 가능하게 형성된 몸체부;
   상기 몸체부의 선단에 결합되며, 상기 제어부의 분사 강도 제어 지령을 전달 받아, 입경 조절을 통해 물의 분사 수압 조절하도록 형성된 노즐헤드; 및
   상기 몸체부의 분사 각도 조절에 필요한 회동력을 제공하는 구동부;를 포함하는 것을 특징으로 하는 물 지붕 방식을 이용한 도로 및 교량의 안개 저감 구조물.
   
4. 제 1 항에 있어서,
   상기 안개 관측부는,
   낮에는 가시광선을 이용하고, 밤에는 적외선을 이용하여 도로 및 교량 상에 발생된 안개에 대한 영상 정보를 획득하도록 구비된 영상 획득부;
   상기 영상 획득부로부터 획득된 영상 정보를 통해 안개 시정거리 및 안개 시정상황을 확인하도록 구비된 시정계; 및
   도로 및 교량 상에 발생된 안개의 유입 속도 및 풍향을 관측하도록 구비된 풍향 풍속 검출부;를 포함하는 것을 특징으로 하는 물 지붕 방식을 이용한 도로 및 교량의 안개 저감 구조물.
   
5. 제 1 항에 있어서,
   상기 제어부는,
   상기 안개 관측부로부터 획득된 영상 정보 및 관측 데이터를 유, 무선 통신 인터페이스를 통해 입력 받는 데이터 입력부;
   상기 입력된 데이터를 기 설정된 기준 데이터와 비교 및 판단하는 데이터 비교부; 및
   상기 입력된 데이터 및 기 설정된 기준 데이터 간의 비교 및 판단을 통해, 실시간으로 발생된 안개를 저감시키기 위한 적정 형태의 물 지붕을 형성하도록, 물의 분사 강도 및 분사 각도를 연산하여 산출하는 데이터 연산처리부;를 포함하는 것을 특징으로 하는 물 지붕 방식을 이용한 도로 및 교량의 안개 저감 구조물.
   
6. 제 5 항에 있어서,
   상기 데이터 입력부에 입력된 실시간 영상 정보는 물론, 획득된 안개 시정에 따라 상기 데이터 연산처리부에서 산출된 적정 물 분사 강도 및 물 분사 각도에 대한 데이터는 유, 무선 통신을 통해 중앙관제서버로 전송되며,
   상기 중앙관제서버에서는,
   전송 받은 상기 영상 정보 및 상기 산출 데이터를 통합하여, 실시간마다 또는 사용자의 요청이 있을 때마다 사용자의 단말기로 전송하여 모니터링을 수행하거나,
   별도로 구비된 데이터베이스매체에 기록 보관시키는 것을 특징으로 하는 물 지붕 방식을 이용한 도로 및 교량의 안개 저감 구조물.
   
7. (a) 도로 및 교량의 통행 구간 상에 상습적으로 발생되는 안개를 감시하고, 안개 발생 시 안개 영상을 획득하는 단계;
   (b) 획득된 안개 영상을 기준 영상과 비교하는 단계;
   (c) 획득된 안개 영상과 기준 영상과의 비교를 통해, 안개로 인한 시정 상황이 위험 수준에 해당하는 지를 판단하는 단계;
   (d) 도로 및 교량의 통행 구간 상의 풍향 및 풍속을 검출하는 단계;
   (e) 상기 획득된 안개 영상과 상기 검출된 풍향 및 풍속 데이터를 입력 받아, 기 설정된 기준 데이터와 비교하는 단계; 및
   (f) 상기 획득된 안개 영상에 해당하는 안개를 저감시키기 위한 적정의 물 분사 각도 및 수압을 산출하고, 도로 및 교량의 통행 구간 상부에 최적 형상의 물 지붕을 형성하는 단계;를 포함하는 물 지붕 방식을 이용한 도로 및 교량의 안개 저감 방법.
   
   
   
   

Images