KR100990362B1 - 지역별 데이터 수집ㆍ기록 장치를 이용한 시설물 통합 관리시스템 - Google Patents

지역별 데이터 수집ㆍ기록 장치를 이용한 시설물 통합 관리시스템 Download PDF

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Abstract

본 발명은 지역별 데이터 수집ㆍ기록 장치를 이용한 시설물 통합 관리시스템에 관한 것이다.
이를 위해 본 발명은, 저수지, 담수호, 펌프장, 상ㆍ하수도 처리장, 하천 보, 사방댐, 다목적댐 등의 지역별 물 관리 시설물을 통합 관리하는 시스템에 있어서, 상기 시스템은, 시설물과 상기 시설물 관리장내의 각종 설비 및 장치들에 대해 팬-틸트(Pan-Tilt), 주밍(Zooming), 고속회전 기능을 갖고, 기준영상과 현재영상을 비교하여 움직임이 검출되거나 센서로부터 이상 음성이 감지되면 동영상을 촬영하는 CCTV/Web-Camera와, 상기 CCTV/Web-Camera와 연동되며, 침입자나 사고발생시 사전에 설정된 프로그램 혹은 원격명령에 따라 침입자와 사고발생 부위를 추적하여 다양한 각도로 카메라를 구동시켜 이미지 사진으로 촬영하는 스틸 카메라와, 상기 각종 설비 및 장비에 부착된 상기 센서로부터 감지된 기계 진동음과 같은 이상 음성을 수집하는 PC기반의 데이터수집(DAQ)Unit와, 상기 동영상과 이미지 사진 및 음성 데이터 신호를 디지털 신호로 변환하고 합성하여 압축 파일로 저장하는 하드디스크와, 상기 시설물 관리장내의 사고 신고나 사고분석 영상 및 자막데이터를 수신하고 저장하는 송ㆍ수신기 및 상기 시설물 관리장내의 침입자 경고와 위험 상황 및 수리방법을 안내하는 스피커와, 상기 수단들을 제어하며 중앙/지역 관제센터 서버와 연동하여 영상/음성 데이터를 수집하는 제어부를 구비하는 하나 이상의 지역별 데이터 수집ㆍ기록 장치를 포함하며; 상기 하나 이상의 지역별 데이터 수집ㆍ기록 장치와 중앙/지역 관제센터 이전의 통신변환기 간의 데이터를 양방향으로 전송하는 유ㆍ무선 통신망과; 상기 유ㆍ무선 통신망으로부터 전송된 상이한 전송 프로토콜을 갖는 지역별 데이터 수집ㆍ기록 장치의 동영상/이미지/음성 데이터 정보를 통합 모니터링이 가능하도록 표준화 프로토콜로 변환하는 통신변환기와; 상기 유ㆍ무선 통신망 및 상기 통신변환기와 연동하며, 상기 통신변환기로 입력된 디지털 신호를 아날로그 신호로 변환하여 다양하고 편리한 사용자 지원 모니터링을 제공하는 통합코덱 기능을 갖는 중앙/지역 관제센터 서버와; 상기 서버로부터 전송된 실시간 동영상과 이미지 사진을 1화면 내지 64화면으로 멀티 분할시키는 제1 감시용 모니터와, 시설물 관리장내의 침입자나 사고발생시 전자지도 상에 자동적으로 아이콘이 점멸되는 제2 감시용 모니터를 구비하는 감시용 모니터와; 상기 감시용 모니터를 통해 지역별 물 관리 시설물의 관리 실태를 분석하되, 상기 제1 감시용 모니터 상의 이미지 사진은 사고발생 전에 준비된 실제 사진과 3D설계도면의 관측지점으로 매핑(Mapping)하여 사고발생 부위를 정밀 분석하도록 하는 분석시스템과; 상기 분석시스템으로부터 분석된 자료를 데이터베이스화하여 중앙/지역 관제센터 상황실로 전송하여 전국 물 관리 정책입안 자료로 활용하고, 지역별 현장 근무자와 관리책임자 및 관계기관에 정보 제공되는 정보제공기기가 포함되는 것을 특징으로 한다.

Description

지역별 데이터 수집ㆍ기록 장치를 이용한 시설물 통합 관리시스템{Control System For Entire Facilities By Using Local Area Data Collector And Record Device}
본 발명은 상하수도 처리장 및 다목적댐과 같은 물 관리 시설물 통합 관리시스템에 관한 것으로, 보다 상세하게는 물 관리 시설물 관리장내의 지역별 데이터 수집ㆍ기록 장치가 설치된 현장과 원격지 중앙/지역 관제센터 간에 실시간 모니터링 및 정보교환을 통해 각종 설비와 장치를 안정적으로 통합 유지ㆍ관리 할 수 있도록 한 지역별 데이터 수집ㆍ기록 장치를 이용한 시설물 통합 관리시스템에 관한 것이다.
최근, UN은 오는 2080년이 되면 전 세계 인구의 거의 절반에 이르는 사람들이 심각한 물 부족 문제를 겪게 될 것이라고 예상하고 있다.
물은 공기, 땅, 우리의 몸 그리고 세계 경제 등 모든 것을 통해서 흐르고 있다. 사실, 모든 제품과 서비스가 판매 또는 구입될 때마다 그에 상당하는 물이 교환되고 있는 것이다. 면 티셔츠 한 장을 만드는 데 2,650리터의 물이 소요되고 우유 3.79리터를 만들기 위해서는 7,571리터의 물이 필요하며 자동차 한 대를 만들기 위해서는 147,632리터의 물이 필요하다.
이와 같이, 향후 수자원의 부족사태를 예측하여 IBM은 고급 센서 네트워크와 최첨단 컴퓨팅 기술 및 체계적인 분석학을 적용하여 복잡한 물 공급 체계에서 생성되는 방대한 양의 데이터를 자체적으로 수집 분석하고 포괄적인 물 관리 솔루션 제작을 통해서 북미 반도체 공장에서 연간 3백만 달러의 비용을 절감하고 있다.
IBM의 물 조절 시스템은, 그 동안 인간에 의해 흐트러진 물을 첨단 IT 기술을 적용해 어느 정도 자연 상태로 되돌릴 수 있다는 것을 보여준다. 이 시스템은 정교한 센서를 강이나 바다에 설치하고 이를 네트워크화하며, 지능형 계량기를 설치해 물의 흐름을 측량하고 분석한다. 이러한 정보를 기반으로 하여 컴퓨팅 기술과 분석학을 적용하면 똑똑한 수자원 관리가 가능해진다는 물 관리 스마트 기술이 탄성하게 되는 것이다.
이러한 기술은 크게 분산 센서 네트워크와, 센서 데이터 수집 및 처리, 그리고 정보의 융합이라고 할 수 있다. 여기서 분산 센서 네트워크란 컴퓨터 칩이 내장된 센서들이 떠다니기도 하고 고정되기도 한 상태에서 강물의 물리적, 화학적, 생물학적 변화를 감지해서 실시간으로 수집하여 전송한다. 또한 센서 데이터 수집 및 처리는 센서들이 전송하는 끊이지 않은 물리적, 화학적, 생물학적 데이터 흐름들을 실시간으로 수신하고 검사하여 우선순위를 두어 분류한다. 그리고 정보융합은 통합된 데이터로서 온 라인 상에서의 가상의 강을 만들어 과학자, 정책 입안자, 교육자 등이 분석하게 되는데 이는 생태계에 대한 심도 있는 이해, 침전물과 화학 오염물 관찰, 수질과 어종 이동에 대한 인류의 영향 분석 등에 사용된다.
다시 말해서 IT를 기반으로 한 동종 산업 혹은 이종 산업 간의 융합기술(Convergency technology) 시대가 도래된 것이다. 국내ㆍ외에 제안된 바 있는 수많은 원격 물 관리시스템은 좋은 선례(precedent)라 할 것이다.
그러나 이들 특허기술들은 원격지에서 모니터링을 통해 사전에 설정된 프로그램대로 각종 시설물에 대한 센서 구동제어기를 작동시켜 오류의 정정 및 원래의 모습으로 위치시키는 정도의 기술이거나 전력선 통신(Power Line Communication : PLC) 기술과 같이 아직은 상용화되기 이전의 아이디어성 스마트에 불과하다.
따라서 본 발명은 현장 근무자와 중앙/지역 시설물 관리센터 간의 양방향 통신을 통해 상하수도 처리장, 다목적댐 등과 같은 물 관리 시설물 관리장내의 각종 설비와 장치들을 통합 관리할 수 있는 새로운 통합 관리시스템 기술을 제안하고자 한다.
본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위해 안출된 것으로서, 본 발명의 목적은, 물 관리 시설물 관리장내의 지역별 데이터 수집ㆍ기록 장치를 통해 실시간으로 모니터링하며, 현장 근무자와 양방향 통신하여 분석된 자료를 데이터베이스화하여 관련기관에 정보제공 함으로써, 전국 물 관리 시설물 관리장내의 각종 설비와 장치들에 대한 통합 관리와 사고발생시 입체적인 사고원인 규명과 동시에 신속한 후속처리는 물론, 원인 규명을 통한 재발을 방지하고 책임소재를 명확하게 확보할 수 있도록 한 지역별 데이터 수집ㆍ기록 장치를 이용한 시설물 통합 관리시스템을 제공한다.
전술한 목적을 달성하기 위한 본 발명의 특징에 의하면, 저수지, 담수호, 펌프장, 상ㆍ하수도 처리장, 하천 보, 사방댐, 다목적댐 등의 지역별 물 관리 시설물을 통합 관리하는 시스템에 있어서, 상기 시스템은, 시설물과 상기 시설물 관리장내의 각종 설비 및 장치들에 대해 팬-틸트(Pan-Tilt), 주밍(Zooming), 고속회전 기능을 갖고, 기준영상과 현재영상을 비교하여 움직임이 검출되거나 센서로부터 이상 음성이 감지되면 동영상을 촬영하는 CCTV/Web-Camera와, 상기 CCTV/Web-Camera와 연동되며, 침입자나 사고발생시 사전에 설정된 프로그램 혹은 원격명령에 따라 침입자와 사고발생 부위를 추적하여 다양한 각도로 카메라를 구동시켜 이미지 사진으로 촬영하는 스틸 카메라와, 상기 각종 설비 및 장비에 부착된 상기 센서로부터 감지된 기계 진동음과 같은 이상 음성을 수집하는 PC기반의 데이터수집(DAQ)Unit와, 상기 동영상과 이미지 사진 및 음성 데이터 신호를 디지털 신호로 변환하고 합성하여 압축 파일로 저장하는 하드디스크와, 상기 시설물 관리장내의 사고 신고나 사고분석 영상 및 자막데이터를 수신하고 저장하는 송ㆍ수신기 및 상기 시설물 관리장내의 침입자 경고와 위험 상황 및 수리방법을 안내하는 스피커와, 상기 수단들을 제어하며 중앙/지역 관제센터 서버와 연동하여 영상/음성 데이터를 수집하는 제어부를 구비하는 하나 이상의 지역별 데이터 수집ㆍ기록 장치를 포함하며; 상기 하나 이상의 지역별 데이터 수집기록 장치와 중앙/지역 관제센터 이전의 통신변환기 간의 데이터를 양방향으로 전송하는 유ㆍ무선 통신망과; 상기 유ㆍ무선 통신망으로부터 전송된 상이한 전송 프로토콜을 갖는 지역별 데이터 수집ㆍ기록 장치의 동영상/이미지/음성 데이터 정보를 통합 모니터링이 가능하도록 표준화 프로토콜로 변환하는 통신변환기와; 상기 유무선 통신망 및 상기 통신변환기와 연동하며, 상기 통신변환기로 입력된 디지털 신호를 아날로그 신호로 변환하여 다양하고 편리한 사용자 지원 모니터링을 제공하는 통합코덱 기능을 갖는 중앙/지역 관제센터 서버와; 상기 서버로부터 전송된 실시간 동영상과 이미지 사진을 1화면 내지 64화면으로 멀티 분할시키는 제1 감시용 모니터와, 시설물 관리장내의 침입자나 사고발생시 전자지도 상에 자동적으로 아이콘이 점멸되는 제2 감시용 모니터를 구비하는 감시용 모니터와; 상기 감시용 모니터를 통해 지역별 물 관리 시설물의 관리 실태를 분석하되, 상기 제1 감시용 모니터 상의 이미지 사진은 사고발생 전에 준비된 실제 사진과 3D설계도면의 관측지점으로 매핑(Mapping)하여 사고발생 부위를 정밀 분석하도록 하는 분석시스템과; 상기 분석시스템으로부터 분석된 자료를 데이터베이스화하여 중앙/지역 관제센터 상황실로 전송하여 전국 물 관리 정책입안 자료로 활용하고, 지역별 현장 근무자와 관리책임자 및 관계기관에 정보 제공되는 정보제공기기가 포함되는 것을 특징으로 하는 지역별 데이터 수집ㆍ기록 장치를 이용한 시설물 통합 관리시스템을 제공한다.
바람직하게는, 상기 송ㆍ수신기는, 양방향 통신이 가능하며, 중앙/지역 관제센터로부터 녹화 분석된 동영상과 이미지 사진 및 3D설계도면, 그리고 사고처리 방법에 대한 자막데이터를 수신저장하여 4화면으로 분할 표시 가능한 LCD 모니터가 포함되는 것을 특징으로 한다.
바람직하게는, 상기 제2 감시용 모니터는, 감시자가 아이콘을 클릭할 경우, 침입자 혹은 사고발생 위치에 대한 이미지 사진 및 3D 설계도면과 함께 분석된 텍스트(Text) 자막을 동시에 표시해주는 3화면 분할 기능 수단이 포함되는 것을 특징으로 한다.
바람직하게는, 상기 텍스트(Text) 자막은, 물 관리 시설물내의 침입자나 각종 설비 및 장치들에 대한 사고일시, 사고위치, 비상연락망, 사고처리 방법에 대한 정보를 일괄 표시해주는 페이지단위 표시 기능 수단이 포함되는 것을 특징으로 한다.
본 발명에 따르면, 다음과 같은 효과가 있다.
본 발명에 의하여, 지역별 시설물 관리장내의 하나 이상의 데이터 수집ㆍ기록 장치를 통한 실시간 감시와 이를 원격지의 중앙/지역 관제센터에서 통합 분석한 데이터를 현장 근무자 등에 양방향 통신을 통해 정보 제공하고 분석된 자료를 데이터베이스화함으로써,
(1) 지역별 시설물 관리장내의 침입자나 사고발생 현황을 중앙/지역으로 하는 이중 관제센터 차원에서 실시간 통합 모니터링이 가능하므로 지역별 시설물 관리의 안전성과 보안성을 확보할 수 있다.
(2) 사고발생시 입체적인 사고발생 원인 규명과 동시에 후속처리가 가능하므로 사고(혹은 고장)발생 설비 및 장치에 대한 정밀한 유지보수와 신속한 대처로 대형 사고를 사전에 방지할 수 있다.
(3) 분석된 자료는 데이터베이스화되어 재활용되므로 전국 물 관리 정책입안 자료로 활용되며, 사고처리 후, 원인 규명을 통해 재발을 방지하고 책임소재를 명확하게 밝힘은 물론 지역별 물 관리 노하우 등의 다양한 정보를 교환할 수 있는 독특한 효과를 갖는다.
도 1은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 지역별 데이터 수집ㆍ기록 장치를 이용한 시설물 통합 관리시스템을 통해 상ㆍ하수도 처리장, 다목적댐 등의 물 관리 시설물 전체를 감시하는 모습을 나타낸 도면
도 2는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 지역별 데이터 수집ㆍ기록 장치를 이용한 시설물 통합 관리시스템을 통해 상ㆍ하수도 처리장, 다목적댐 등의 물 관리 시설장 내의 각종 시설물 및 장비들의 이상 유무에 따라 정밀 촬영을 하는 모습을 나타낸 도면
도 3은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 지역별 데이터 수집ㆍ기록 장치를 이용한 시설물 통합 관리시스템에 대한 무인 A/V기록 장치 및 유ㆍ무선통신망을 나타낸 기술 구성도
도 4는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 지역별 데이터 수집ㆍ기록 장치를 이용한 시설물 통합 관리시스템에 대한 모니터링 및 분석/양방향 통신 및 정보제공을 위한 기술 구성도
도 5는 상기 도 4에 대한 중앙 관제센터 상황실에서 모니터링 한 지역 관제센터(경상남도)의 물 관리 장면을 모니터링 한 실물사진
도 6은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 지역별 데이터 수집ㆍ기록 장치를 이용한 시설물 통합 관리시스템에 대한 지역별 관제센터(혹은 상ㆍ하수도 사업소 등)를 나타낸 전자-맵(E- Map)
도 7은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 지역별 데이터 수집ㆍ기록 장치를 이용한 시설물 통합 관리시스템의 송ㆍ수신기를 통해 수리(보수)하는 모습을 나타낸 도면
이하, 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부된 도면들을 참조하여 상세하게 설명한다. 우선 각 도면의 구성요소들에 참조번호를 부가함에 있어서, 동일한 구성요소들에 대해서는 비록 다른 도면상에 표시더라도 가능한 동일한 부호를 가지도록 하고 있음에 유의해야 한다. 또한, 본 발명을 설명함에 있어서, 관련된 공지의 구성 또는 기능에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명은 생략한다.
본 발명의 바람직한 실시예에 따른 지역별 데이터 수집ㆍ기록 장치를 이용한 시설물 통합 관리시스템의 핵심 기술적 해결수단은, 크게 지역별 데이터 수집ㆍ기록 장치(100)와, 유ㆍ무선 통신망(200)과, 통신변환기(300)와, 중앙/지역 관제센터 서버(400)와, 감시용 모니터(500)와, 분석시스템(600) 및 정보제공기기(900)로 구성하여 저수지, 담수호, 상ㆍ하수도 처리장, 하천 보, 사방댐, 다목적댐 등의 시설물 관리장내에 하나 이상의 지역별 데이터 수집기록 장치를 설치하여 전국에 산재한 지역별 물 관리 시설물 관리장내의 각종 설비 및 장치들을 통합 관리할 수 있도록 하는데 그 특징이 있다.
먼저 도 1을 참조하여, 상기 지역별 데이터 수집ㆍ기록 장치(100)는, 시설물 관리장(10) 내에 하나 이상으로 설치되며, 중앙/지역 관제센터 상황실에서 내려지는 원격명령 또는 사전에 설정된 프로그램에 따라 무인으로 작동되는 일종의 PC기반의 데이터수집(Data Acquisition : DAQ) 시스템 및 오디오(Audio)/비디오(Video) 기록 장치로서, 센서(101), 감시용 카메라(102), 스틸 카메라(103), 카메라 구동부(104), A/D컨버터(105), DAQ Unit(106a), 하드디스크(106b), 합성기(107), 송수신기(108), 스피커(108-1) 및 제어부(109)를 구비한다.
먼저, 상기 센서(101)는 상ㆍ하수도 처리장, 다목적댐 등과 같은 물 관리 시설물 관리장내의 각종 설비(예를 들어, 발전설비, 전기설비 등) 및 장치들(예를 들어, 발전기, 전동기, 유압펌프 등)에 부착되어 주변 이상 음성이나 기계의 이상 진동음을 검출한다.
상기 감시용 카메라(102)는 상ㆍ하수도 처리장, 다목적댐 등과 같은 시설물 관리장내의 각종 설비 및 장치들에 대해 기준영상과 현재영상을 비교하여 움직임이 포착되거나 상기 센서(101)의 이상 검출 신호가 감지되면 동영상을 촬영한다.
여기서, 상기 기준영상은 시설물 관리장내의 사람의 이동이나 장비의 가동이 전혀 없는 정지 상태의 영상을 말하며, 현재영상은 이와 반대의 개념으로 정의된다.
상기 스틸 카메라(103)는 상기 감시용 카메라(102)에 연동하며, 중앙/지역 시설물 관리센터의 상황실에서 내려진 원격명령이나 사전에 설정된 프로그램에 따라 침입자(20)나 사고(혹은 고장)발생시 사고(고장) 부위를 추적하여 다양한 각도로 카메라를 구동시켜 이미지 사진으로 정밀 촬영한다.
여기서 상기 감시용 카메라(102) 및 스틸 카메라(103)는 원격명령이나 사전에 설정된 프로그램에 따라 빠른 응답속도를 유지할 수 있도록 하기 위해 복수개의 카메라를 하나의 세트(Set)로 묶어서 스피드 돔 카메라(speed dome camera)로 구성하거나 시설물 관리장내의 각종 시설물과 장비들의 배치에 따라 다양한 방식으로 구성할 수 있다(도 1 및 도 2 참조).
또한, 상기 감시용 카메라(102)는, CCTV(closed-circuit television)/웹-카메라(Web-Camera)인 것을 포함할 수 있다.
또한, 상기 감시용 카메라(102) 및 스틸 카메라(103)는, 중앙/지역 관제센터의 상황실에서 내려지는 원격명령이나 사전에 설정된 프로그램에 따라 팬-틸트(Pan-Tilt), 주밍(Zooming), 고속회전 기능을 포함할 수 있다.
여기서 본 발명의 실시예에 따른 상기 감시용 카메라(101) 및 스틸 카메라(103)에 대하여 팬-틸트, 주밍, 고속회전 기능을 두는 것은, 시설물 관리장내의 각종 설비 및 장치들의 설치구조와 형상 그리고 침입자의 침입 경로에 따라 상기 카메라들이 신속하게 응답하여 포커스(focus)를 맞추고 보다 정밀하게 근접촬영 가능하도록 하기 위함이다.
상기 카메라 구동부(104)는 상기 감시용 카메라(102)와 스틸 카메라(103)를 구동시키는 구동 수단으로, 중앙/지역 관제센터 상황실(800)에서 하달되는 원격명령 또는 사전에 설정된 프로그램에 따라 상기 제어부(109)의 제어 명령에 의해 구동된다.
상기 A/D컨버터(105)는 상기 감시용 카메라(102)의 동영상과 상기 스틸 카메라(103)의 이미지 사진 및 상기 센서(101)에서 검출된 DAQ Unit의 음성이나 기계의 이상 진동음 등의 데이터에 대한 아날로그 신호를 디지털 신호로 변환시킨다.
상기 DAQ Unit(106a)는, 상기 센서(101)로부터 감지된 시설물 관리장내의 각종 설비 및 장치들의 이상 음성이나 기계의 이상 진동음을 수집하는 PC기반에 의한 데이터수집(Data Acquisition : DAQ) Unit로서, 상기 센서(101)로부터 검출된 신호는 각각의 신호처리 장치인 PC기반의 DAQ Unit에서 취득되거나 혹은 하나의 신호처리 장치인 PC기반의 DAQ Unit에서 취득되고 상기 PC기반의 DAQ Unit에서는 알고리즘에 의하여 감시 및 분석에 필요한 각종 이벤트 데이터로 변환되어 상위 서버(Sever)로 유ㆍ무선통신망(200)을 통하여 전송된다.
다시 말해서, 본 발명의 실시예에서 PC기반의 DAQ Unit의 사용 목적은, 시설물 관리장내의 각종 설비(전기설비 등) 및 장치들(전동기, 유압 펌프 등)의 전압, 전류, 온도, 압력 또는 사운드와 같은 전기 또는 물리적인 현상을 측정하는 것이다. PC 기반의 데이터 수집에서는 모듈형 하드웨어, 애플리케이션 소프트웨어 및 컴퓨터를 병행하여 측정한다. 각 데이터 수집 시스템은 애플리케이션 요구에 따라 정의되지만 모든 시스템은 정보 수집, 분석 및 디스플레이라는 목표를 공유한다. 데이터 수집 시스템은 신호, 센서, 액추에이터, 신호 컨디셔닝, 데이터 수집 디바이스 및 애플리케이션 소프트웨어로 구축된다. 여러 가지 다른 PC 기술 형태를 사용하는 데이터 수집 시스템이 있으므로 사용자는 유동적으로 시스템을 선택할 수 있다. 예를 들어, PCI, PXI, PCI Express, PXI Express, PCMCIA, USB, IEEE 1394, 병렬 또는 시리얼 포트 중 선택하여 테스트, 측정 및 자동화 애플리케이션용 데이터 수집을 진행할 수 있다.
한편, 본 발명의 실시예에서는 상기 DAQ 데이터 분석은, 시설물 관리장내의 각종 설비 및 장치들의 사고발생 원인을 추정하고 분석하기 위한 그래픽(Graph), 챠트(Chart) 및 보고서(Report) 등의 모니터링에 필요한 각종 이벤트 데이터들이 사전에 설정 저장되는 사용자 입력용 응용프로그램(Man Machine Interface: MMI)에 의해 분석되는 것을 포함할 수 있다.
상기 하드디스크(106b)는 일종의 대형 메모리 수단(106)으로, 상기 A/D컨버터(105)에서 아날로그 신호인 동영상과 이미지 사진 및 음성을 디지털 신호로 변환하고 합성기(107)에서 합성하여 압축 파일로 변환시킨 후 저장한다.
여기서, 상기 하드디스크(106b)를 사용하는 목적은, 시설물 관리장내의 각종 설비나 설치되는 장치의 수량에 따라 다수개의 카메라가 설치되고 움직임 및 사고 발생 여부에 따라 실시간으로 촬영될 동영상과 이미지 사진 및 DAQ Unit에서 수집된 음성 및 진동까지 한꺼번에 저장하기 위해서는 저장 용량이 큰 하드디스크가 바람직하기 때문이다.
상기 송ㆍ수신기(108) 및 스피커(108-1)는, 시설물 관리장 내의 각종 설비 및 장치들의 사고발생시 중앙/지역 관제센터의 상활실로 사고 신고는 물론, 중앙/지역 관제센터로부터 녹화 분석된 사고분석영상과 3D 설계도면 및 그리고 사고처리 방법에 대한 자막 데이터를 LCD 모니터를 통해 실시간으로 수신ㆍ저장하고 동시에 4화면으로 분할 표시하여 현장 근무자가 신속하게 사고를 처리할 수 있도록 하는 것을 포함할 수 있으며, 또한 시설물 관리장내로 무단 침입하는 자에 대한 경고나 사고 발생 시 위험 상황을 알리고 수리(혹은 보수)하는 방법을 안내 방송하도록 한다.
상기 제어부(109)는 중앙/지역 관제센터 서버(400)와 연동하며 사전에 설정된 프로그램에 따라 상기 센서(101), 감시용 카메라(102), 스틸 카메라(103), 카메라 구동부(104), A/D컨버터(105), DAQ Unit(106a), 하드디스크(106b), 합성기(107), 송수신기(108), 스피커(108-1)로 구비된 지역별 데이터 수집ㆍ기록 장치(100) 전체를 구동 제어한다.
도 3을 참조하여, 상기 유ㆍ무선 통신망(200)은, 상기 지역별 데이터 수집ㆍ기록 장치(100)와 중앙/지역 관제센터의 서버(400) 간의 데이터를 양방향으로 전송하는 통신수단으로서, 공지된 초고속 인터넷망과 근거리 무선 통신(Dedicated Short Range Communications : DSRC) 방식 또는 지그비(Zigbee) 모듈일 수 있다.
상기 통신변환기(300)는, 상기 유ㆍ무선 통신망(200)으로부터 전송된 상이한 전송 프로토콜(Transport Protocol : TP)을 갖는 상기 지역별 데이터 수집ㆍ기록 장치(100)의 동영상/이미지/음성 데이터 정보를 통합 모니터링이 가능하도록 표준화 프로토콜로 변환시킨다.
여기서 상기 통신변환기(300)는 현대의 산업용 기기는 네트웍으로 연결되어 많은 정보를 중앙장치에서 감시 제어하는 것이 추세이며, 이 기종의 기기들을 쉽게 연결하기 위해 표준화 프로토콜의 채용이 필수적이다. 표준화 프로토콜을 구현하기 위해 많은 비용을 투자하지 않고 산업용 통신 프로토콜 변환기를 적용하여 손쉽게 표준화 프로토콜을 구현할 수 있으며, 산업용 통신 프로토콜 변환기는 현재 전력 및 자동화 시스템에서 많이 사용되고 있는 표준 프로토콜인 DNP3.0, Modbus, Lonworks등이 임베디드로 구현되어 있어 표준 프로토콜을 가지고 있지 않은 장치에 탑재하여 표준화된 네트웍에 연결할 수가 있다.
도 4를 참조하여, 중앙/지역 관제센터 서버(400)는, 상기 유ㆍ무선 통신망(200) 및 상기 통신변환기(300)와 연동하며, 상기 통신변환기(300)로 입력된 디지털 신호를 아날로그 신호로 변환하여 다양하고 편리한 사용자 지원 모니터링을 제공하는 통합코덱(Central Management System : CMS) 기능을 갖는다.
다시 말해서, 상기 지역별 데이터 수집ㆍ기록 장치(100)와 상기 중앙/지역 관제센터 서버(400) 간의 양방향 통신이 이루어지도록 하기 위해 상기 유ㆍ무선 통신망(200) 및 상기 통신변환기(300)와 연동되도록 하여, 고화질의 동영상 저장이 가능하고 네트워크 코덱 기능이 업그레이드되어 멀티 스트리밍을 통해 실시간으로 최적의 영상전송이 가능하도록 한다. 또한 다양하고 편리한 사용자 지원(예를 들어, 화면 분할, 확대 및 축소, 채널 드래그와 드롭(Drag & Drop), 검색기능, 그래픽, 차트 등) 모니터링을 제공하는 128채널 동시 통합 관리가 가능하도록 강력한 통합코덱(Central Management System : CMS) 프로그램을 탑재하게 된다.
도 4 내지 도 6을 참조하면, 상기 감시용 모니터(500)는, 상기 통합코덱 프로그램을 탑재하고 있는 상기 128채널 통합코덱 기능을 갖는 상기 중앙/지역 관제센터 서버(400)로부터 실시간 동영상과 이미지 및 DAQ 데이터를 멀티화면으로 분할하고 전자지도(E-map) 방식에 의해 모니터링이 가능하도록 하는 것이다.
또한, 도 5를 참조하여, 상기 감시용 모니터(500)는, 상기 중앙/지역 관제센터 서버(400)로부터 전송된 실시간 동영상과 이미지를 1화면 내지 64화면으로 멀티 분할시키며, 선명한 고화질 및 CD 음성에 준하는 HD급인 제1 감시용 모니터(510)와 시설물 관리장 내의 침입자나 각종 시설물 및 장치들의 사고발생시 전자지도 상에 자동적으로 아이콘(530)을 점멸 표시해주는 제2 감시용 모니터(520)에 의해 모니터링 가능하도록 한다.
또한, 도 6을 참조하여, 상기 제2 감시용 모니터(520)는, 감시자가 아이콘(530)을 클릭할 경우, 침입자나 사고발생 부위에 대한 동영상과 이미지 사진이 2화면으로 분할되어 동시에 표시되거나 침입자 및 사고발생 위치에 대한 이미지 사진 및 3D 설계도면과 함께 분석된 텍스트(Text) 자막을 3화면으로 분할하여 동시에 표시하는 기능을 갖도록 구성한다.
그리고 상기 텍스트(Text) 자막은, 시설물내의 침입자나 각종 설비 및 장치들에 대한 사고일시, 사고위치, 비상연락망, 사고처리 방법에 대한 정보를 일괄 표시해주는 페이지단위 표시 기능 수단을 포함할 수 있다.
다시 도 4를 참조하여, 상기 분석시스템(600)은, 상기 감시용 모니터(500)의 제1 감시용 모니터(510) 및 제2 감시용 모니터(520)를 통해 지역별 물 관리 시설물의 관리 실태를 분석하되, 상기 제2 감시용 모니터(520) 상의 이미지 화상은 사전에 준비된 실제 사진과 3D 설계도면의 관측지점으로 매핑(Mapping)하여 사고발생 부위를 정밀 분석하도록 한다.
다시 말해서, 상기 감시용 모니터(500)의 제1 감시용 모니터(510) 및 제2 감시용 모니터(520)를 통해 상기 동영상과 이미지 및 상기 DAQ Unit에 의한 기계의 이상 진동음 등의 음성 데이터를 분석하되, 상기 지역별 데이터 수집ㆍ기록 장치(100)의 스틸 카메라(103)에 의해 촬영된 이미지 사진을 상기 유ㆍ무선 통신망(200) 경유하여 중앙/지역 관제센터 서버(400) 내부 통신망(TCP/IP)으로 수신되어 상기 감시용 모니터(500)의 제2 감시용 모니터(520) 상에 디스플레이 할 경우, 전송 도중에 해상도가 실제 이미지 보다 크게 떨어지므로, 상기 이지지 화상은 사전에 준비된 실제 사진과 3D 설계도면의 관측지점으로 매핑(Mapping)하여 사고발생 부위를 정밀 분석하도록 한다.
또 다시 도 4를 참조하여, 상기 정보제공기기(900)는, 상기 분석시스템(600)으로부터 분석된 자료를 데이터베이스화(700)하여 전국 물 관리 정책 입안 자료로 활용하고, 중앙/지역 관제센터 상황실(800)로 전송하여 정보제공기기(900)를 통해 지역별 현장 근무자가 상주하는 송ㆍ수신기(108)와 지역 관제센터의 관리책임자 및 관계기관(감독기관, 지원요청 기관 등)(920)에 정보 제공하기 위한 수단이다.
다시 말해서, 분석된 자료는 데이터베이스화되어 중앙 관제센터로 전송되어 전국 물 관리 정책입안 자료로 활용될 뿐만 아니라, 해당지역과 타 지역의 물 관리 시설장 관제센터로 정보 제공되어 유사 사고로부터 물 관리에 만전을 기함과 동시에, 사고발생 해당 지역의 현장 근무자와 관리책임자 및 관계기관에 즉시 고지되어 사고 수습을 신속정확하게 처리할 수 있도록 한다.
여기서, 상기 정보제공기기(900)는 본 발명의 실시예에 따른 상기 송ㆍ수신기(108)와 공지 및 사용화 된 초고속망 인터넷, CDMA 중에 어느 하나에 의해 정보 제공된다.
도 7을 참조하면, 본 발명의 실시예에 따른 지역별 데이터 수집ㆍ기록 장치를 이용한 시설물 통합 관리시스템의 송ㆍ수신기를 통해 수리(보수)하는 모습을 나타낸 것으로, 중앙/지역 관제센터에서 분석된 데이터와 함께 3D 설계도면 및 수리(보수) 방법이 동시에 수신 저장되어 4화면 분할 표시되며, 현장 근무자는 이를 토대로 신속하게 사고 처리를 하게 된다. 또한 상기 송수신기에는 LCD모니터가 장착되어 있어 선명한 화질을 제공하며, 양방향 통신이 가능하다.
이와 같이, 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 지역별 데이터 수집ㆍ기록 장치를 이용한 시설물 통합 관리시스템은 기준영상과 현재영상을 비교하여 움직임이 포착되거나 이상 음성이 감지되면 동영상을 촬영하고, 이와 동시에 감시용 카메라와 연동되는 스틸 카메라가 이미지 사진을 다각도로 정밀 촬영하여 중앙/지역 관제센터로 전송하면 관제센터의 상황실에서는 모니터링하고 분석하여 데이터베이스화한 후, 현장 근무자와 관리책임자 및 관계기관 등으로 정보 제공함으로써, 사고를 신속하게 처리하고 재발 방지 및 책임소재를 분명히 밝힐 수 있으며, 또한 지역별 물 관리 시설물에 대한 관리 실태를 중앙관제센터에서 한꺼번에 모니터링 할 수 있어, 전국 물 관리 정책 입안 자료로 활용 및 지역별 다양한 정보 교류가 가능하도록 한 독특한 특징이 있다.
이상의 설명은 본 발명의 기술 사상을 예시적으로 설명한 것에 불과한 것으로서, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 본 발명의 본질적인 특성에서 벗어나지 않는 범위에서 다양한 수정 및 변형이 가능할 것이다. 따라서 본 발명에 개시된 실시예는 본 발명의 기술 사상을 한정하기 위한 것이 아니라 설명하기 위한 것이고, 이러한 실시예에 의하여 본 발명의 기술 사상의 범위가 한정되는 것은 아니다. 본 발명의 보호 범위는 아래 청구범위에 의하여 해석되어야 하며, 그와 동등한 범위 내에 있는 모든 기술 사상은 본 발명의 권리범위에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다.
10 : 물 관리 시설장 20 : 침입자
100 : 제1 지역별 데이터 수집ㆍ기록 장치
101 : 센서 102 : CCTV/Web-Camera
103 : 스틸 카메라 104 : 카메라 구동부
105 : A/D컨버터 106 : 저장수단
106a : 하드디스크 106b : DAQ Unit-1
107 : 합성기 108 : 송ㆍ수신기
108-1 : 스피커
110 : 제2 지역별 데이터 수집ㆍ기록 장치
120 : 제n 지역별 데이터 수집ㆍ기록 장치
200 : 유ㆍ무선통신망 300 : 통신 변환기
400 : 중앙/지역 관제센터 서버
500 : 감시용 모니터 510 : 제1 감시용 모니터
520 : 제2 감시용 모니터 530 : 아이콘
600 : 분석 시스템 610 : 사진 및 3D설계도면 매핑
700 : 데이터베이스화 800 : 상황실
900 : 정보제공기기 910 : 관리책임자
920 : 관계기관 지원

Claims (4)

  1. 저수지, 담수호, 펌프장, 상ㆍ하수도 처리장, 하천 보, 사방댐, 다목적댐 등의 지역별 물 관리 시설물을 통합 관리하는 시스템에 있어서,
    상기 시스템은, 시설물과 상기 시설물 관리장내의 각종 설비 및 장치들에 대해 팬-틸트(Pan-Tilt), 주밍(Zooming), 고속회전 기능을 갖고, 기준영상과 현재영상을 비교하여 움직임이 검출되거나 센서로부터 이상 음성이 감지되면 동영상을 촬영하는 CCTV/Web-Camera와,
    상기 CCTV/Web-Camera와 연동되며, 침입자나 사고발생시 사전에 설정된 프로그램 혹은 원격명령에 따라 침입자와 사고발생 부위를 추적하여 다양한 각도로 카메라를 구동시켜 이미지 사진으로 촬영하는 스틸 카메라와,
    상기 각종 설비 및 장비에 부착된 상기 센서로부터 감지된 기계 진동음과 같은 이상 음성을 수집하는 PC기반의 데이터수집(DAQ)Unit와,
    상기 동영상과 이미지 사진 및 음성 데이터 신호를 디지털 신호로 변환하고 합성하여 압축 파일로 저장하는 하드디스크와,
    상기 시설물 관리장내의 사고 신고나 사고분석 영상 및 자막데이터를 수신하고 저장하는 송ㆍ수신기 및 상기 시설물 관리장내의 침입자 경고와 위험 상황 및 수리방법을 안내하는 스피커와,
    상기 수단들을 제어하며 중앙/지역 관제센터 서버와 연동하여 영상/음성 데이터를 수집하는 제어부를 구비하는 하나 이상의 지역별 데이터 수집ㆍ기록 장치를 포함하며;
    상기 하나 이상의 지역별 데이터 수집ㆍ기록 장치와 중앙/지역 관제센터 이전의 통신변환기 간의 데이터를 양방향으로 전송하는 유ㆍ무선 통신망과;
    상기 유ㆍ무선 통신망으로부터 전송된 상이한 전송 프로토콜을 갖는 지역별 데이터 수집ㆍ기록 장치의 동영상/이미지/음성 데이터 정보를 통합 모니터링이 가능하도록 표준화 프로토콜로 변환하는 통신변환기와;
    상기 유ㆍ무선 통신망 및 상기 통신변환기와 연동하며, 상기 통신변환기로 입력된 디지털 신호를 아날로그 신호로 변환하여 다양하고 편리한 사용자 지원 모니터링을 제공하는 통합코덱 기능을 갖는 중앙/지역 관제센터 서버와;
    상기 서버로부터 전송된 실시간 동영상과 이미지 사진을 1화면 내지 64화면으로 멀티 분할시키는 제1 감시용 모니터와, 시설물 관리장내의 침입자나 사고발생시 전자지도 상에 자동적으로 아이콘이 점멸되는 제2 감시용 모니터를 구비하는 감시용 모니터와;
    상기 감시용 모니터를 통해 지역별 물 관리 시설물의 관리 실태를 분석하되, 상기 제1 감시용 모니터 상의 이미지 사진은 사고발생 전에 준비된 실제 사진과 3D설계도면의 관측지점으로 매핑(Mapping)하여 사고발생 부위를 정밀 분석하도록 하는 분석시스템과;
    상기 분석시스템으로부터 분석된 자료를 데이터베이스화하여 중앙/지역 관제센터 상황실로 전송하여 전국 물 관리 정책입안 자료로 활용하고, 지역별 현장 근무자와 관리책임자 및 관계기관에 정보 제공되는 정보제공기기가 포함되는 것을 특징으로 하는 지역별 데이터 수집ㆍ기록 장치를 이용한 시설물 통합 관리시스템.
  2. 제1 항 있어서,
    상기 송ㆍ수신기는, 양방향 통신이 가능하며, 중앙/지역 관제센터로부터 녹화 분석된 동영상과 이미지 사진 및 3D설계도면, 그리고 사고처리 방법에 대한 자막데이터를 수신ㆍ저장하여 4화면으로 분할 표시 가능한 LCD 모니터가 포함되는 것을 특징으로 하는 지역별 데이터 수집ㆍ기록 장치를 이용한 시설물 통합 관리시스템.
  3. 제1 항 있어서,
    상기 제2 감시용 모니터는, 감시자가 아이콘을 클릭할 경우, 침입자 혹은 사고발생 위치에 대한 이미지 사진 및 3D 설계도면과 함께 분석된 텍스트(Text) 자막을 동시에 표시해주는 3화면 분할 기능 수단이 포함되는 것을 특징으로 하는 지역별 데이터 수집ㆍ기록 장치를 이용한 시설물 통합 관리시스템.
  4. 제3 항 있어서,
    상기 텍스트(Text) 자막은, 물 관리 시설물내의 침입자나 각종 설비 및 장치들에 대한 사고일시, 사고위치, 비상연락망, 사고처리 방법에 대한 정보를 일괄 표시해주는 페이지단위 표시 기능 수단이 포함되는 것을 특징으로 하는 지역별 데이터 수집ㆍ기록 장치를 이용한 시설물 통합 관리시스템.




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