KR101718308B1

KR101718308B1 - 영상촬영을 위한 리드스위치 기반 조명등을 구비한 케이블 교량의 주탑 내부 손상 모니터링 시스템 및 그 방법

Info

Publication number: KR101718308B1
Application number: KR1020160137493A
Authority: KR
Inventors: 박기태; 김태헌; 김병철
Original assignee: 한국건설기술연구원
Priority date: 2016-10-21
Filing date: 2016-10-21
Publication date: 2017-03-22

Abstract

사장교 또는 현수교와 같은 케이블 교량의 주탑 내부의 손상을 모니터링하기 위해서 영상촬영장치를 사용하여 주탑 내부를 촬영할 때, 리드스위치 기반 조명등을 사용하여 영상촬영장치가 조명등에 근접할 경우에만 조명을 제공함으로써 케이블 교량의 주탑 내부의 원활한 점검이 가능하며, 또한, 영상촬영장치에 장착된 자석이 조명등에 설치된 리드스위치에 근접할 경우에만 조명등이 턴온되어 필요한 부분의 조명만 제공함으로써 불필요한 전력소모를 방지할 수 있는, 영상촬영을 위한 리드스위치 기반 조명등을 구비한 케이블 교량의 주탑 내부 손상 모니터링 시스템 및 그 방법이 제공된다.

Description

영상촬영을 위한 리드스위치 기반 조명등을 구비한 케이블 교량의 주탑 내부 손상 모니터링 시스템 및 그 방법 {SYSTEM FOR MONITORING PYLON INNER DETERIORATION OF CABLE BRIDGE HAVING REED SWITCH-BASED LIGHTING LAMP FOR IMAGING ACQUISITION, AND METHOD FOR THE SAME}

본 발명은 케이블 교량의 주탑 내부 손상 모니터링 시스템에 관한 것으로, 보다 구체적으로, 사장교 또는 현수교와 같은 케이블 교량의 주탑(Pylon) 내부의 손상을 모니터링하는 시스템으로서, 영상촬영장치를 사용하여 주탑 내부를 촬영할 때, 리드스위치(Reed Switch) 기반 조명등(Lighting Lamp)을 사용하여 영상촬영장치에 조명을 제공하는, 케이블 교량의 주탑 내부 손상 모니터링 시스템 및 그 방법에 관한 것이다.

사장교 또는 현수교와 같은 장대교량은 깊은 계곡이나 해협, 폭이 넓은 하천 등의 교각을 설치하기 어려운 지형에 적합한 교량 형식으로서, 이때, 주탑(Pylon)에 정착되는 케이블(Cable)을 이용하여 주형, 상판의 연직하중을 지지하도록 함으로서 경간의 길이를 길게 할 수 있다는 장점이 있다.

도 1은 일반적인 케이블 교량인 사장교 및 현수교를 나타내는 도면이고, 도 2는 일반적인 주탑의 구조를 나타내는 도면으로서, 도 1의 a)는 사장교(10)를 나타내고, 도 1의 b)는 현수교(20)를 나타낸다.

도 1의 a) 및 b)에 도시된 바와 같이, 이러한 사장교(10) 또는 현수교(20)를 구성하는 주요 구조부재는, 각각 기초부(11, 21), 케이블(14, 24)을 지지하는 주탑(12, 22), 교각, 거더와 연직하중을 지탱하는 케이블(14, 24) 및 거더(13, 23)로 구분할 수 있다.

또한, 도 2의 a) 및 b)에 도시된 바와 같이, 주탑(12)의 상부는 복수의 강재 블록이 상하 방향으로 축조됨과 아울러, 그 외면에 콘크리트 벽체가 타설되어 형성된다. 또한, 이러한 강재 블록의 양측에는 케이블(14)이 정착되며, 상기 케이블(14)의 하단은 거더, 슬래브 등에 연결된다.

일반적으로, 사장교(10) 또는 현수교(20)와 같은 케이블 교량은 다른 형식의 교량에 비해서 경간장이 길어 상대적으로 유연하므로 가해지는 모든 하중에 대해 민감하게 거동한다. 따라서 설계 및 시공시에 타 교량에 비해 수준 높은 정밀도를 요한다. 특히, 주탑(12, 22)의 시공은 그 규모와 구조특성상 전체 주탑(12, 22)의 일체적 시공이 어려우며, 일반적으로 계획에 의해 부재 및 블록단위로 단계적으로 시공되고 있다.

이때, 주탑(12)이 적용되는 사장교 등의 장대교량은 바다 한가운데와 같이 현장에의 접근성이 대단히 어려운 환경에 시공되는 경우가 대부분이다. 또한, 이러한 케이블 교량의 주탑 내부를 점검하는 방법은 사람이 접근하여 육안으로 점검하는 수준이 불과하다.

이와 같이 케이블 교량의 주탑 내부를 육안으로 점검하는 경우, 사람이 항상 내부에 접근해야 하므로 매우 위험하다는 문제점이 있고, 또한, 날이 더운 여름에는 주탑 내부에서의 육안 점검이 쉽지 않은 실정이다.

특히, 사장교 또는 현수교의 양단에 높게 세워진 주탑(12, 22)은 그 높이가 보통 60∼70m에 이를 정도로 매우 높기 때문에, 관리자가 주탑(12, 22)에 보조적으로 설치된 사다리 등을 이용하여 승강하는 것은 작업의 효율성을 제고하기 이전에 안전상으로 매우 위험한 작업이라고 할 수 있다.

한편, 전술한 문제점을 해결하기 위한 선행기술로서, 대한민국 등록실용신안번호 제20-148505호에는 "교량 점검용 승강장치"라는 명칭의 발명이 개시되어 있는데, 도 3을 참조하여 설명한다.

도 3은 종래의 기술에 따른 교량 점검용 승강 장치를 나타낸 측면도이다.

도 3을 참조하면, 종래의 기술에 따른 교량 점검용 승강 장치(30)는, 교량의 대형 주탑(12)을 편리하게 유지 보수하기 위하여 작업자를 승강시켜 주는 승강 장치로서, 주탑(12) 내부의 상단에 고정된 와이어로프; 와이어로프의 양옆에 상하로 고정된 한 쌍의 보조 와이어로프; 주탑(12) 내부의 앙 측면에 상하로 부착된 한 쌍의 레일(40); 주탑(12) 내부를 작업자 또는 화물을 승강시켜 주는 케이지(31); 와이어로프의 타단이 고정되어 감겼다 풀리는 릴(33); 릴(33)을 구동시켜 케이지(31)를 승강시켜 주는 구동장치(32); 케이지(31)에 장착되어 보조 와이어로프에 결합되어 구동장치(32)의 고장 등과 같은 비상 상황이 발생했을 경우에 케이지(31)를 현재 위치에 고정시켜 주는 비상 스토퍼; 케이지(31)의 양측면에 장착되어 상기 레일(40)에 결합되어 승강하는 케이지(31)가 요동하지 않게 해주는 한 쌍의 보조 활차(41); 주탑(12)의 상부 소정의 위치에 설치되어 케이지(31)가 상승할 때 상승 높이를 제한해 주는 것으로 상기 구동장치(32)를 정치시켜 주는 상한 센서; 주탑(12)의 하부 소정의 위치에 설치되어 케이지(31)가 하강할 때 하강 높이를 제한해 주는 것으로 상기 구동장치(32)를 정지시켜 주는 하한 센서; 및 케이지(31)를 승강시켜 주는 구동장치(32)를 제어하여 승강을 조작할 수 있는 조작 스위치를 포함한다.

종래의 기술에 따른 교량 점검용 승강 장치에 따르면, 사장교와 같이 대형 주탑에 의하여 교량의 하중이 지지되는 교량의 주탑을 유지 보수하기 위하여 작업자 또는 화물을 승강시킬 때 안전하게 승강시켜줌으로써, 작업을 효율적으로 수행할 수 있다.

하지만, 종래의 기술에 따른 교량 점검용 승강 장치의 경우에도 승강장치인 엘리베이터에 승차하여 케이블 교량의 주탑 내부를 육안으로 점검하여야 한다.

전술한 바와 같이, 사장교 또는 현수교와 같은 케이블 교량의 주탑 내부의 손상을 모니터링하는 방법은 단지 엘리베이터에 승차하여 육안검사를 실시하는 수준에 불과하며, 케이블 교량의 주탑 내부의 손상을 모니터링하는 시스템의 개발이 요구되는 실정이다.

대한민국 등록실용신안번호 제20-148505호(출원일: 1997년 6월 11일), 고안의 명칭: "교량 점검용 승강장치" 대한민국 등록특허번호 제10-779766호(출원일: 2006년 7월 11일), 발명의 명칭: "교량 주탑의 시공방법" 대한민국 등록특허번호 제10-1484853호(출원일: 2013년 8월 19일), 발명의 명칭: "자석을 이용한 소형 엘이디 램프" 대한민국 등록특허번호 제10-1291932호(출원일: 2011년 11월 15일), 발명의 명칭: "가변식 보조광원이 설치된 CCTV 카메라" 대한민국 등록특허번호 제10-1238220호(출원일: 2011년 3월 10일), 발명의 명칭: "크랙 모니터링 시스템" 대한민국 등록특허번호 제10-1097119호(출원일: 2009년 7월 20일), 발명의 명칭: "비전센서 시스템의 터널 내부면 손상검사 방법" 대한민국 등록특허번호 제10-1047527호(출원일: 2009년 8월 24일), 발명의 명칭: "교량의 콘크리트 주탑의 연직도 관리를 위한 원격자동제어 기능을 가진 주탑 시공용 이동식 거푸집 장치 및 이를 이용한 교량의 콘크리트 주탑 시공방법" 대한민국 등록특허번호 제10-935012호(출원일: 2008년 11월 25일), 발명의 명칭: "감시장치 및 그에 따른 제어방법" 일본 등록특허번호 제4,709,554호(출원일: 2005년 1월 7일), 발명의 명칭: "교량의 주탑 및 이것을 구비한 교량" 일본 공개특허번호 제2013-206628호(공개일: 2013년 10월 7일), 발명의 명칭: "리드스위치"

전술한 문제점을 해결하기 위한 본 발명이 이루고자 하는 기술적 과제는, 사장교 또는 현수교와 같은 케이블 교량의 주탑(Pylon) 내부의 손상을 모니터링하기 위해서 영상촬영장치를 사용하여 주탑 내부를 촬영할 때, 리드스위치(Reed Switch) 기반 조명등(Lighting Lamp)을 사용하여 영상촬영장치가 조명등에 근접할 경우에만 조명을 제공할 수 있는, 영상촬영을 위한 리드스위치 기반 조명등을 구비한 케이블 교량의 주탑 내부 손상 모니터링 시스템 및 그 방법을 제공하기 위한 것이다.

본 발명이 이루고자 하는 다른 기술적 과제는, 영상촬영장치에 장착된 자석이 조명등에 설치된 리드스위치에 근접할 경우에만 조명등이 턴온되어 필요한 부분의 조명만 제공함으로써 불필요한 전력소모를 방지할 수 있는, 영상촬영을 위한 리드스위치 기반 조명등을 구비한 케이블 교량의 주탑 내부 손상 모니터링 시스템 및 그 방법을 제공하기 위한 것이다.

전술한 기술적 과제를 달성하기 위한 수단으로서, 본 발명에 따른 영상촬영을 위한 리드스위치 기반 조명등을 구비한 케이블 교량의 주탑 내부 손상 모니터링 시스템은, 사장교 또는 현수교인 케이블 교량의 주탑 내부의 손상을 모니터링하는 시스템에 있어서, 케이블 교량의 주탑 내부 손상을 모니터링하도록 상기 주탑 내부에서 상하로 이동하면서 주탑 내부의 벽면을 촬영하는 영상촬영장치; 상기 상하로 이동하는 영상촬영장치의 일측에 고정 설치된 자석; 상기 주탑 내부에 소정 간격으로 설치되고, 상기 주탑 내부에서 상기 영상촬영장치에 조명을 제공하는 다수의 조명등; 및 상기 다수의 조명등의 일측에 각각 설치되고, 상기 상하로 이동하는 영상촬영장치에 설치된 자석이 근접함에 따라 접점이 연결되어 상기 조명등을 턴온시키고 상기 자석이 멀어짐에 따라 접점이 떨어지면서 상기 조명등을 턴오프시키는 리드스위치를 포함하되, 상기 조명등은 턴오프 상태를 유지하다가 상기 영상촬영장치가 소정 범위 내로 근접할 경우에 턴온되어 상기 영상촬영장치에 조명을 제공하는 것을 특징으로 한다.

여기서, 상기 리드스위치는, 안정된 스위치 동작을 위해 불활성 가스가 밀봉된 유리관; 상기 유리관 속에 밀봉되며, 통상적으로, 스프링의 탄성에 의해 열린 상태를 유지하는 2개의 자성체 리드; 및 상기 자석이 접근하여 자기장을 형성하면 상기 2개의 자성체 리드가 서로 접촉하도록 상기 2개의 자성체 리드에 의해 소정의 접점 간격 및 중첩 간격을 갖도록 배치되는 접점부를 포함할 수 있다.

여기서, 상기 조명등에 전원을 공급하기 위한 전원공급장치를 추가로 포함하며, 상기 전원공급장치는 상기 리드스위치의 접점이 접촉한 경우에만 상기 조명등이 턴온으로 절환될 수 있도록 전원을 공급할 수 있다.

여기서, 상기 케이블 교량의 주탑은 중공의 사각형 또는 원형 형상으로 시공되고, 상기 주탑 내부에 교량 점검을 위한 엘리베이터가 설치될 수 있고, 상기 영상촬영장치는 상기 엘리베이터의 하부에 설치되어 상기 엘리베이터의 승하강에 대응하여 상하로 이동할 수 있다.

여기서, 상기 케이블 교량의 주탑은 내부 벽면에 상기 영상촬영장치를 이동시키는 레일이 설치되고, 상기 영상촬영장치는 상기 레일을 따라 상하로 이동할 수 있다.

여기서, 상기 영상촬영장치에 의해 촬영된 영상을 분석하여 상기 주탑 내부의 손상을 모니터링하는 손상 모니터링 유닛을 추가로 포함하고, 상기 손상 모니터링 유닛은, 상기 영상촬영장치에 의해 촬영된 상기 주탑 내부 영상을 수집하는 영상 수집부; 상기 영상 수집부에서 수집된 주탑 내부 영상을 데이터 처리하는 영상 처리부; 상기 주탑 내부에 대한 기준 데이터 및 상기 영상 수집부에서 수집된 상기 주탑 내부 영상을 저장하는 영상 저장부; 상기 영상 저장부에 저장된 기준 데이터와 상기 영상 처리부에서 처리된 상기 주탑 내부 영상을 비교 분석하는 영상 분석부; 및 상기 영상 분석부에서 분석된 결과에 따라 상기 주탑 내부의 손상 여부를 결정하는 손상 결정부를 포함할 수 있다.

한편, 전술한 기술적 과제를 달성하기 위한 다른 수단으로서, 본 발명에 따른 영상촬영을 위한 리드스위치 기반 조명등을 구비한 케이블 교량의 주탑 내부 손상 모니터링 방법은, 사장교 또는 현수교인 케이블 교량의 주탑 내부의 손상을 모니터링하는 방법에 있어서, a) 케이블 교량의 주탑 내에 설치된 영상촬영장치를 상하 방향으로 구동하는 단계; b) 상기 영상촬영장치에 장착된 자석을 조명등에 설치된 리드스위치에 근접시키는 단계; c) 상기 리드스위치의 접점이 접촉하면서 상기 조명등이 턴온으로 절환되는 단계; d) 상기 턴온된 조명등이 제공하는 조명에 따라 상기 영상촬영장치가 상기 주탑 내부를 촬영하는 단계; e) 상기 주탑 내부의 촬영 완료 후에 상기 영상촬영장치에 장착된 자석이 상기 조명등에 설치된 리드스위치로부터 멀어지는 단계; f) 상기 리드스위치의 접점이 떨어지면서 상기 조명등이 턴오프로 절환되는 단계; 및 g) 상기 영상촬영장치에 의해 촬영된 영상을 분석하여 상기 주탑 내부의 손상을 모니터링하는 단계를 포함하되, 상기 c) 단계의 조명등은 턴오프 상태를 유지하다가 상기 영상촬영장치가 소정 범위 내로 근접할 경우에 턴온되어 상기 영상촬영장치에 조명을 제공하는 것을 특징으로 한다.

본 발명에 따르면, 사장교 또는 현수교와 같은 케이블 교량의 주탑 내부의 손상을 모니터링하기 위해서 영상촬영장치를 사용하여 주탑 내부를 촬영할 때, 리드스위치 기반 조명등을 사용하여 영상촬영장치가 조명등에 근접할 경우에만 조명을 제공함으로써 케이블 교량의 주탑 내부의 원활한 점검이 가능하다.

본 발명에 따르면, 영상촬영장치에 장착된 자석이 조명등에 설치된 리드스위치에 근접할 경우에만 조명등이 턴온되어 필요한 부분의 조명만 제공함으로써 불필요한 전력소모를 방지할 수 있다.

도 1은 일반적인 케이블 교량인 사장교 및 현수교를 나타내는 도면이다.
도 2는 일반적인 주탑의 구조를 나타내는 도면이다.
도 3은 종래의 기술에 따른 교량 점검용 승강 장치를 나타낸 측면도이다.
도 4는 본 발명의 실시예에 따른 영상촬영을 위한 리드스위치 기반 조명등을 구비한 케이블 교량의 주탑 내부 손상 모니터링 시스템을 개략적으로 설명하기 위한 도면이다.
도 5는 본 발명의 실시예에 따른 영상촬영을 위한 리드스위치 기반 조명등을 구비한 케이블 교량의 주탑 내부 손상 모니터링 시스템의 구성도이다.
도 6은 본 발명의 실시예에 따른 영상촬영을 위한 리드스위치 기반 조명등을 구비한 케이블 교량의 주탑 내부 손상 모니터링 시스템에서 리드스위치를 구체적으로 나타내는 도면이다.
도 7은 본 발명의 실시예에 따른 영상촬영을 위한 리드스위치 기반 조명등을 구비한 케이블 교량의 주탑 내부 손상 모니터링 시스템에서 리드스위치에 의한 조명등의 턴온 및 턴오프 동작을 예시하는 도면이다.
도 8은 본 발명의 실시예에 따른 영상촬영을 위한 리드스위치 기반 조명등을 구비한 케이블 교량의 주탑 내부 손상 모니터링 시스템에서 영상촬영장치가 엘리베이터 하부에 설치되어 주탑 내부를 촬영하는 것을 예시하는 도면이다.
도 9는 본 발명의 실시예에 따른 영상촬영을 위한 리드스위치 기반 조명등을 구비한 케이블 교량의 주탑 내부 손상 모니터링 시스템에서 영상촬영장치가 레일을 따라 이동하면서 주탑 내부를 촬영하는 것을 예시하는 도면이다.
도 10은 본 발명의 실시예에 따른 영상촬영을 위한 리드스위치 기반 조명등을 구비한 케이블 교량의 주탑 내부 손상 모니터링 방법의 동작흐름도이다.

아래에서는 첨부한 도면을 참조하여 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 본 발명의 실시예를 상세히 설명한다. 그러나 본 발명은 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며 여기에서 설명하는 실시예에 한정되지 않는다. 그리고 도면에서 본 발명을 명확하게 설명하기 위해서 설명과 관계없는 부분은 생략하였으며, 명세서 전체를 통하여 유사한 부분에 대해서는 유사한 도면 부호를 붙였다.

명세서 전체에서, 어떤 부분이 어떤 구성요소를 "포함"한다고 할 때, 이는 특별히 반대되는 기재가 없는 한 다른 구성요소를 제외하는 것이 아니라 다른 구성요소를 더 포함할 수 있는 것을 의미한다.

[케이블 교량의 주탑 내부 손상 모니터링 시스템(100)]

도 4는 본 발명의 실시예에 따른 영상촬영을 위한 리드스위치 기반 조명등을 구비한 케이블 교량의 주탑 내부 손상 모니터링 시스템을 개략적으로 설명하기 위한 도면이고, 도 5는 본 발명의 실시예에 따른 영상촬영을 위한 리드스위치 기반 조명등을 구비한 케이블 교량의 주탑 내부 손상 모니터링 시스템의 구성도이다.

도 4 및 도 5를 참조하면, 본 발명의 실시예에 따른 영상촬영을 위한 리드스위치 기반 조명등을 구비한 케이블 교량의 주탑 내부 손상 모니터링 시스템(100)은, 사장교 또는 현수교인 케이블 교량(200)의 주탑(210) 내부의 손상을 모니터링하는 시스템으로서, 영상촬영장치(110), 자석(120), 조명등(130), 리드스위치(Reed Switch: 140), 전원공급장치(150) 및 손상 모니터링 유닛(160)을 포함한다.

영상촬영장치(110)는 케이블 교량(200)의 주탑(210) 내부 손상을 모니터링하도록 상기 주탑(210) 내부에서 상하로 이동하면서 주탑(210) 내부의 벽면을 촬영하며, 예를 들면, 상기 영상촬영장치(110)는 CCTV 카메라일 수 있지만, 이에 국한되는 것은 아니다.

예를 들면, 영상촬영장치(110)는 상기 주탑(210) 내부에서 엘리베이터(230)의 하부에 장착하여 상하로 이동시킬 수 있고, 또는 상기 주탑(210) 내부에 레일(240)을 설치하고, 상기 영상촬영장치(110)는 소정의 구동장치에 의해 구동되어 상기 레일(240)을 따라 상하로 이동시킬 수 있다. 이후, 소정의 점검주기에 따라 영상촬영장치(110)가 자동으로 이동하면서 주탑 내부를 촬영할 수 있도록 하며, 이때, 상기 영상촬영장치(110)에 의해 촬영된 결과는 자동으로 영상처리를 통하여 손상을 모니터링하고, 주탑 내부에 대한 손상 맵(Map)을 작성하여 관리자에게 제공할 수 있다.

여기서, 상기 영상촬영장치(110)의 원활한 촬영을 위해 필요한 것이 조명이며, 이때, 조명등(130)을 상시 턴온으로 유지하는 것은 불필요한 전력을 소모하게 되므로, 필요한 시점, 즉, 상기 영상촬영장치(110)가 접근할 때 해당 부위의 조명등(130)만 켜지도록 하는 것이 바람직하다.

자석(120)은 상기 상하로 이동하는 영상촬영장치(110)의 일측에 고정 설치된다.

조명등(130)은 상기 주탑(210) 내부에 소정 간격으로 다수 설치되고, 상기 주탑(210) 내부에서 상기 영상촬영장치(110)에 조명을 제공한다. 여기서, 상기 조명등(130)은 턴오프 상태를 유지하다가 상기 영상촬영장치(110)가 소정 범위 내로 근접할 경우에 턴온되어 상기 영상촬영장치(110)에 조명을 제공하게 된다.

리드스위치(140)는 상기 다수의 조명등(130)의 일측에 각각 설치되고, 상기 상하로 이동하는 영상촬영장치(110)에 설치된 자석(120)이 근접함에 따라 접점(Contact Point)이 연결되어 상기 조명등(130)을 턴온(Turn-On)시키고 상기 자석이 멀어짐에 따라 접점이 떨어지면서 상기 조명등(130)을 턴오프(Turn-Off)시킨다.

본 발명의 실시예에 따른 영상촬영을 위한 리드스위치 기반 조명등을 구비한 케이블 교량의 주탑 내부 손상 모니터링 시스템(100)은, 도 4에 도시된 바와 같이, 케이블(220)을 구비한 사장교 또는 현수교와 같은 케이블 교량(200)의 주탑(210) 내부에서 영상촬영장치(110)인 카메라를 이용하여 내부 손상을 모니터링하는 경우, 불필요한 전력 소모를 방지하거나, 불필요하고 복잡한 센서시스템을 적용하지 않고도 간편하게 영상촬영장치(110)가 지나갈 때마다 조명등(130)의 턴온/턴오프를 제어할 수 있는 리드스위치(140)를 구비한다. 즉, 상기 영상촬영장치(110)와 가장 인접한 곳의 조명등(130)에 리드스위치(140)를 설치함으로써, 상기 영상촬영장치(110)가 지나갈 때마다 상기 조명등(130)이 턴온으로 절환되어 조명을 제공할 수 있다.

이때, 상기 리드스위치(Reed Switch: 140)를 이용하여 상기 조명등(130)을 상기 영상촬영장치(110)가 지나갈 때마다 턴온으로 절환시키고, 상기 영상촬영장치(110)가 지나간 후에는 다시 턴오프로 절환시킬 수 있고, 이에 따라 케이블 교량의 주탑 내부 손상 모니터링 시스템을 경제적이고 효율적으로 구현할 수 있다.

도 4의 하부에 도시된 바와 같이, 상기 영상촬영장치(110)가 위에서 아래로 지나갈 때, 즉, 상기 영상촬영장치(110)의 하단에 장착된 자석(120)이 지나갈 때 상기 조명등(130)에 장착된 리드스위치(140)와의 상호반응에 의해 상기 조명등(130)이 켜지게 된다. 이후, 상기 영상촬영장치(110)가 상기 리드스위치(140)의 하단을 지나가면, 상기 자석(120)이 상기 리드스위치(1340)로부터 멀어지면서 상기 조명등(130)은 턴오프로 절환된다. 여기서, 상기 조명등을 턴온시키기 위한 리드스위치(140)와 자석(120) 사이의 접근 간격은 상기 자석(120)의 자력의 크기에 따라 달라질 수 있으므로, 자력이 큰 자석(120)을 사용하는 것이 바람직하다.

전원공급장치(150)는, 도 5에 도시된 바와 같이, 상기 조명등(130)에 전원을 공급하기 위한 것으로, 배터리 전원을 사용하는 것이 바람직하지만, 이에 국한되는 것은 아니다.

손상 모니터링 유닛(160)은, 도 5에 도시된 바와 같이, 상기 영상촬영장치(110)에 의해 촬영된 영상을 분석하여 상기 주탑(210) 내부의 손상을 모니터링한다. 구체적으로, 상기 손상 모니터링 유닛(160)은 영상 수집부(161), 영상 처리부(162), 영상 저장부(163), 영상 분석부(164) 및 손상 결정부(165)를 포함할 수 있지만, 이에 국한되는 것은 아니다.

영상 수집부(161)는 상기 영상촬영장치(110)에 의해 촬영된 상기 주탑(210) 내부 영상을 수집하며, 영상 처리부(162)는 상기 영상 수집부(161)에서 수집된 주탑(210) 내부 영상을 데이터 처리한다. 이때, 영상처리 기술에 의한 촬영 화면 분석기법은 현행 활용 기법을 사용하여도 무방하므로, 구체적인 설명은 생략한다.

영상 저장부(163)는 상기 주탑(210) 내부에 대한 기준 데이터 및 상기 영상 수집부(161)에서 수집된 상기 주탑(210) 내부 영상을 저장한다.

영상 분석부(164)는 상기 영상 저장부(163)에 저장된 기준 데이터와 상기 영상 처리부(162)에서 처리된 상기 주탑(210) 내부 영상을 비교 분석하며, 손상 결정부(165)는 상기 영상 분석부(164)에서 분석된 결과에 따라 상기 주탑(210) 내부의 손상 여부를 결정하게 된다.

한편, 도 6은 본 발명의 실시예에 따른 영상촬영을 위한 리드스위치 기반 조명등을 구비한 케이블 교량의 주탑 내부 손상 모니터링 시스템에서 리드스위치를 구체적으로 나타내는 도면이고, 도 7은 본 발명의 실시예에 따른 영상촬영을 위한 리드스위치 기반 조명등을 구비한 케이블 교량의 주탑 내부 손상 모니터링 시스템에서 리드스위치에 의한 조명등의 턴온 및 턴오프 동작을 예시하는 도면이다.

본 발명의 실시예에 따른 영상촬영을 위한 리드스위치 기반 조명등을 구비한 케이블 교량의 주탑 내부 손상 모니터링 시스템에서 리드스위치(140)는, 도 6에 도시된 바와 같이, 유리관(Glass Capsule: 141); 자성체 리드(142); 및 접점부(143)를 포함한다.

유리관(141)은 안정된 스위치 동작을 위해 불활성 가스(Inert Gas)가 밀봉되어 있다.

2개의 자성체 리드(142)는 유리관(141) 속에 밀봉되며, 통상적으로, 스프링의 탄성에 의해 열린(Off) 상태를 유지한다.

접점부(143)는 상기 자석(120)이 접근하여 자기장을 형성하면 상기 2개의 자성체 리드(142)가 서로 접촉하도록 상기 2개의 자성체 리드(142)가 소정의 접점 간격(Contact Gap) 및 중첩 간격(Overlap)을 갖도록 배치된다.

여기서, 상기 영상촬영장치(110)에 장착된 자석(120)을 접근시키면 2개의 자성체 리드(142)를 통하여 자기회로가 형성되고, 2개의 자성체 리드(142)는 서로 끌어당겨져 접점부(143)가 접촉(On)하게 된다. 이후, 상기 2개의 자성체 리드(142)는 상기 자석(120)을 멀리하면 다시 탄성으로 인해서 원래의 열린(Off) 상태로 돌아간다. 이때, 상기 리드스위치(140)의 접점부(143)는 금도금 등이 되어 있고, 또한, 상기 유리관(141) 속에는 불활성 가스(Inert Gas)가 밀봉되어 안정된 동작을 하도록 되어 있다.

즉, 상기 리드스위치(140)는 금속 자성체 리드(142)를 유리관(141) 속에 밀봉해 넣고 자석 또는 코일의 전류에 의해 접점을 개폐하는 스위치로서, 소형이고 신뢰도가 높은 것으로 알려져 있다.

또한, 도 7의 a)에 도시된 바와 같이, 자석(120)이 리드스위치(140)와 소정 간격 이상으로 이격되어 있는 경우, 상기 리드스위치(140)의 접점은 떨어져 있게 되고, 이에 따라 전원공급장치(150)로부터 상기 조명등(130)에 공급되는 전원은 차단된다. 여기서, 상기 전원공급장치(150)는 배터리 전원을 사용할 수 있다.

도 7의 b)에 도시된 바와 같이, 상기 자석(120)이 상기 리드스위치(140)와 소정 간격 이내로 접근하는 경우, 상기 리드스위치(140)의 접점은 서로 접촉하게 되고, 이에 따라 상기 전원공급장치(150)로부터 상기 조명등(130)으로 전원이 공급될 수 있고, 이에 따라 상기 조명등(130)은 턴온(Turn-On)으로 절환되어 상기 영상촬영장치(110)에 조명을 제공할 수 있다.

한편, 도 8은 본 발명의 실시예에 따른 영상촬영을 위한 리드스위치 기반 조명등을 구비한 케이블 교량의 주탑 내부 손상 모니터링 시스템에서 영상촬영장치가 엘리베이터 하부에 설치되어 주탑 내부를 촬영하는 것을 예시하는 도면이다.

도 8을 참조하면, 본 발명의 실시예에 따른 영상촬영을 위한 리드스위치 기반 조명등을 구비한 케이블 교량의 주탑 내부 손상 모니터링 시스템(100)에서, 상기 케이블 교량(200)의 주탑(210)은, 도 8의 a)에 도시된 바와 같이 중공(Hollow)의 사각형 또는 원형 형상으로 시공될 수 있지만, 이에 국한되는 것은 아니다. 도 8의 b)에 도시된 바와 같이, 상기 주탑(210) 내부에 교량 점검을 위한 엘리베이터(230)가 설치될 수 있다. 여기서, 도 8의 a)는 상기 영상촬영장치(110)에 장착된 자석(120)이 상기 조명등(130)에 설치된 리드스위치(140) 근처로 접근하지 않아서 상기 조명등(130)이 턴오프 상태를 유지하는 것을 나타내며, 이후, 도 8의 b)에 도시된 바와 같이, 상기 영상촬영장치(110)는 상기 엘리베이터(230)의 하부에 설치되어 상기 엘리베이터(230)의 승하강에 대응하여 상하로 이동시킬 수 있고, 상기 영상촬영장치(110)에 장착된 자석(120)을 상기 조명등(130)에 설치된 리드스위치(140) 근처로 접근시킴으로써 상기 조명등(130)을 턴온 상태로 절환시킬 수 있다.

한편, 도 9는 본 발명의 실시예에 따른 영상촬영을 위한 리드스위치 기반 조명등을 구비한 케이블 교량의 주탑 내부 손상 모니터링 시스템에서 영상촬영장치가 레일을 따라 이동하면서 주탑 내부를 촬영하는 것을 예시하는 도면이다.

도 9를 참조하면, 본 발명의 실시예에 따른 영상촬영을 위한 리드스위치 기반 조명등을 구비한 케이블 교량의 주탑 내부 손상 모니터링 시스템(100)에서, 상기 주탑(210) 내부 벽면에 상기 영상촬영장치(110)를 이동시키는 레일(240)이 설치되고, 상기 영상촬영장치(110)는 소정의 구동장치에 의해 구동되어 상기 레일(240)을 따라 상하로 이동시킬 수 있고, 이에 따라 상기 영상촬영장치(110)에 장착된 자석(120)을 상기 조명등(130)에 설치된 리드스위치(140) 근처로 접근시킴으로써 상기 조명등(130)을 턴온 상태로 절환시킬 수 있다.

결국, 본 발명의 실시예에 따른 영상촬영을 위한 리드스위치 기반 조명등을 구비한 케이블 교량의 주탑 내부 손상 모니터링 시스템(100)의 경우, 사장교 또는 현수교와 같은 케이블 교량의 주탑 내부의 손상을 모니터링하기 위해서 영상촬영장치를 사용하여 주탑 내부를 촬영할 때, 리드스위치 기반 조명등을 사용하여 영상촬영장치가 조명등에 근접할 경우에만 조명을 제공함으로써 케이블 교량의 주탑 내부의 원활한 점검이 가능하며, 이때, 영상촬영장치에 장착된 자석이 조명등에 설치된 리드스위치에 근접할 경우에만 조명등이 턴온되어 필요한 부분의 조명만 제공함으로써 불필요한 전력소모를 방지할 수 있다.

[케이블 교량의 주탑 내부 손상 모니터링 방법]

도 10은 본 발명의 실시예에 따른 영상촬영을 위한 리드스위치 기반 조명등을 구비한 케이블 교량의 주탑 내부 손상 모니터링 방법의 동작흐름도이다.

도 10을 참조하면, 본 발명의 실시예에 따른 영상촬영을 위한 리드스위치 기반 조명등을 구비한 케이블 교량의 주탑 내부 손상 모니터링 방법은, 사장교 또는 현수교인 케이블 교량(200)의 주탑(210) 내부의 손상을 모니터링하는 방법으로서, 먼저, 케이블 교량(200)의 주탑(210) 내에 설치된 영상촬영장치(110)를 상하 방향으로 구동한다(S110). 여기서, 상기 케이블 교량(200)의 주탑(210)은 중공(Hollow)의 사각형 또는 원형 형상으로 시공되고, 상기 주탑(210) 내부에 교량 점검을 위한 엘리베이터(230)가 설치되고, 상기 영상촬영장치(110)는 상기 엘리베이터(230)의 하부에 설치되어 상기 엘리베이터(230)의 승하강에 대응하여 상하로 이동할 수 있다. 또한, 상기 케이블 교량(200)의 주탑(210)은 내부 벽면에 상기 영상촬영장치(110)를 이동시키는 레일(240)이 설치되고, 상기 영상촬영장치(110)는 상기 레일(240)을 따라 상하로 이동할 수도 있다.

다음으로, 상기 영상촬영장치(110)에 장착된 자석(120)을 조명등(130)에 설치된 리드스위치(140)에 근접시킨다(S120).

다음으로, 상기 리드스위치(140)의 접점이 접촉하면서 상기 조명등(130)이 턴온(Turn-On)으로 절환된다(S130). 이때, 상기 조명등(130)은 턴오프 상태를 유지하다가 상기 영상촬영장치(110)가 소정 범위 내로 근접할 경우에 턴온되어 상기 영상촬영장치(110)에 조명을 제공하게 된다. 여기서, 상기 리드스위치(140)는, 안정된 스위치 동작을 위해 불활성 가스가 밀봉된 유리관(141); 상기 유리관(141) 속에 밀봉되며, 통상적으로, 스프링의 탄성에 의해 열린(Off) 상태를 유지하는 2개의 자성체 리드(142); 및 상기 자석(120)이 접근하여 자기장을 형성하면 상기 2개의 자성체 리드(142)가 서로 접촉하도록 상기 2개의 자성체 리드(142)에 의해 소정의 접점 간격 및 중첩 간격을 갖도록 배치되는 접점부(143)를 포함하며, 상기 리드스위치(140)의 접점이 접촉한 경우에만 전원공급장치(150)가 상기 조명등(130)이 턴온으로 절환될 수 있도록 전원을 공급하게 된다.

다음으로, 상기 턴온된 조명등(130)이 제공하는 조명에 따라 상기 영상촬영장치(110)가 상기 주탑(210) 내부를 촬영한다(S140).

다음으로, 상기 주탑(210) 내부의 촬영 완료 후에 상기 영상촬영장치(110)에 장착된 자석(120)이 상기 조명등(130)에 설치된 리드스위치(140)로부터 멀어진다(S150).

다음으로, 상기 리드스위치(140)의 접점이 떨어지면서 상기 조명등(130)이 턴오프(Turn-Off)로 절환된다(S160).

다음으로, 상기 영상촬영장치(110)에 의해 촬영된 영상을 분석하여 상기 주탑(210) 내부의 손상을 모니터링한다(S170). 여기서, 이때, 영상처리 기술에 의한 촬영 화면 분석기법은 현행 활용 기법을 사용할 수 있다.

결국, 본 발명의 실시예에 따르면, 사장교 또는 현수교와 같은 케이블 교량의 주탑 내부의 손상을 모니터링하기 위해서 영상촬영장치를 사용하여 주탑 내부를 촬영할 때, 리드스위치 기반 조명등을 사용하여 영상촬영장치가 조명등에 근접할 경우에만 조명을 제공함으로써 케이블 교량의 주탑 내부의 원활한 점검이 가능하며, 또한, 영상촬영장치에 장착된 자석이 조명등에 설치된 리드스위치에 근접할 경우에만 조명등이 턴온되어 필요한 부분의 조명만 제공함으로써 불필요한 전력소모를 방지할 수 있다.

한편, 본 발명에 따른 케이블 교량의 주탑 내부 손상 모니터링 시스템은, 리드스위치 기반 조명등을 구비한 것으로 설명하였지만, 리드스위치가 대신에 무접촉 근접 스위치 등이 사용될 수 있다는 점은 당업자에게 자명하다.

전술한 본 발명의 설명은 예시를 위한 것이며, 본 발명이 속하는 기술분야의 통상의 지식을 가진 자는 본 발명의 기술적 사상이나 필수적인 특징을 변경하지 않고서 다른 구체적인 형태로 쉽게 변형이 가능하다는 것을 이해할 수 있을 것이다. 그러므로 이상에서 기술한 실시예들은 모든 면에서 예시적인 것이며 한정적이 아닌 것으로 이해해야만 한다. 예를 들어, 단일형으로 설명되어 있는 각 구성 요소는 분산되어 실시될 수도 있으며, 마찬가지로 분산된 것으로 설명되어 있는 구성 요소들도 결합된 형태로 실시될 수 있다.

본 발명의 범위는 상기 상세한 설명보다는 후술하는 특허청구범위에 의하여 나타내어지며, 특허청구범위의 의미 및 범위 그리고 그 균등 개념으로부터 도출되는 모든 변경 또는 변형된 형태가 본 발명의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 한다.

100: 주탑 내부 손상 모니터링 시스템
110: 영상촬영장치(카메라)
120: 자석(Magnet)
130: 조명등
140: 리드스위치
141: 유리관
142: 자성체 리드
143: 접점부
150: 전원공급장치
160: 손상 모니터링 유닛
161: 영상 수집부
162: 영상 처리부
163: 영상 저장부
164: 영상 분석부
165: 손상 결정부
200: 케이블 교량(사장교 또는 현수교)
210: 주탑(Pylon)
220: 케이블
230: 엘리베이터
240: 레일

Claims

사장교 또는 현수교인 케이블 교량(200)의 주탑(210) 내부의 손상을 모니터링하는 시스템에 있어서,
케이블 교량(200)의 주탑(210) 내부 손상을 모니터링하도록 상기 주탑(210) 내부에서 상하로 이동하면서 주탑(210) 내부의 벽면을 촬영하는 영상촬영장치(110);
상기 상하로 이동하는 영상촬영장치(110)의 일측에 고정 설치된 자석(120);
상기 주탑(210) 내부에 소정 간격으로 설치되고, 상기 주탑(210) 내부에서 상기 영상촬영장치(110)에 조명을 제공하는 다수의 조명등(130); 및
상기 다수의 조명등(130)의 일측에 각각 설치되고, 상기 상하로 이동하는 영상촬영장치(110)에 설치된 자석(120)이 근접함에 따라 접점이 연결되어 상기 조명등(130)을 턴온(Turn-On)시키고 상기 자석이 멀어짐에 따라 접점이 떨어지면서 상기 조명등(130)을 턴오프(Turn-Off)시키는 리드스위치(Reed Switch: 140)를 포함하되,
상기 조명등(130)은 턴오프 상태를 유지하다가 상기 영상촬영장치(110)가 소정 범위 내로 근접할 경우에 턴온되어 상기 영상촬영장치(110)에 조명을 제공하는 것을 특징으로 하는 영상촬영을 위한 리드스위치 기반 조명등을 구비한 케이블 교량의 주탑 내부 손상 모니터링 시스템.
제1항에 있어서, 상기 리드스위치(140)는,
안정된 스위치 동작을 위해 불활성 가스(Inert Gas)가 밀봉된 유리관(Glass Capsule: 141);
상기 유리관(141) 속에 밀봉되며, 통상적으로, 스프링의 탄성에 의해 열린(Off) 상태를 유지하는 2개의 자성체 리드(142); 및
상기 자석(120)이 접근하여 자기장을 형성하면 상기 2개의 자성체 리드(142)가 서로 접촉하도록 상기 2개의 자성체 리드(142)에 의해 소정의 접점 간격(Contact Gap) 및 중첩 간격(Overlap)을 갖도록 배치되는 접점부(143)
를 포함하는 영상촬영을 위한 리드스위치 기반 조명등을 구비한 케이블 교량의 주탑 내부 손상 모니터링 시스템.
제2항에 있어서,
상기 조명등(130)에 전원을 공급하기 위한 전원공급장치(150)를 추가로 포함하며, 상기 전원공급장치(150)는 상기 리드스위치(140)의 접점이 접촉한 경우에만 상기 조명등(130)이 턴온으로 절환될 수 있도록 전원을 공급하는 것을 특징으로 하는 영상촬영을 위한 리드스위치 기반 조명등을 구비한 케이블 교량의 주탑 내부 손상 모니터링 시스템.
제1항에 있어서,
상기 케이블 교량(200)의 주탑(210)은 중공(Hollow)의 사각형 또는 원형 형상으로 시공되고, 상기 주탑(210) 내부에 교량 점검을 위한 엘리베이터(230)가 설치되는 것을 특징으로 하는 영상촬영을 위한 리드스위치 기반 조명등을 구비한 케이블 교량의 주탑 내부 손상 모니터링 시스템.
제4항에 있어서,
상기 영상촬영장치(110)는 상기 엘리베이터(230)의 하부에 설치되어 상기 엘리베이터(230)의 승하강에 대응하여 상하로 이동하는 것을 특징으로 하는 영상촬영을 위한 리드스위치 기반 조명등을 구비한 케이블 교량의 주탑 내부 손상 모니터링 시스템.
제1항에 있어서,
상기 케이블 교량(200)의 주탑(210)은 내부 벽면에 상기 영상촬영장치(110)를 이동시키는 레일(240)이 설치되고, 상기 영상촬영장치(110)는 상기 레일(240)을 따라 상하로 이동하는 것을 특징으로 하는 영상촬영을 위한 리드스위치 기반 조명등을 구비한 케이블 교량의 주탑 내부 손상 모니터링 시스템.
제1항에 있어서,
상기 영상촬영장치(110)에 의해 촬영된 영상을 분석하여 상기 주탑(210) 내부의 손상을 모니터링하는 손상 모니터링 유닛(160)을 추가로 포함하고, 상기 손상 모니터링 유닛(160)은,
상기 영상촬영장치(110)에 의해 촬영된 상기 주탑(210) 내부 영상을 수집하는 영상 수집부(161);
상기 영상 수집부(161)에서 수집된 주탑(210) 내부 영상을 데이터 처리하는 영상 처리부(162);
상기 주탑(210) 내부에 대한 기준 데이터 및 상기 영상 수집부(161)에서 수집된 상기 주탑(210) 내부 영상을 저장하는 영상 저장부(163);
상기 영상 저장부(163)에 저장된 기준 데이터와 상기 영상 처리부(162)에서 처리된 상기 주탑(210) 내부 영상을 비교 분석하는 영상 분석부(164); 및
상기 영상 분석부(164)에서 분석된 결과에 따라 상기 주탑(210) 내부의 손상 여부를 결정하는 손상 결정부(165)
를 포함하는 영상촬영을 위한 리드스위치 기반 조명등을 구비한 케이블 교량의 주탑 내부 손상 모니터링 시스템.
사장교 또는 현수교인 케이블 교량(200)의 주탑(210) 내부의 손상을 모니터링하는 방법에 있어서,
a) 케이블 교량(200)의 주탑(210) 내에 설치된 영상촬영장치(110)를 상하 방향으로 구동하는 단계;
b) 상기 영상촬영장치(110)에 장착된 자석(120)을 조명등(130)에 설치된 리드스위치(140)에 근접시키는 단계;
c) 상기 리드스위치(140)의 접점이 접촉하면서 상기 조명등(130)이 턴온(Turn-On)으로 절환되는 단계;
d) 상기 턴온된 조명등(130)이 제공하는 조명에 따라 상기 영상촬영장치(110)가 상기 주탑(210) 내부를 촬영하는 단계;
e) 상기 주탑(210) 내부의 촬영 완료 후에 상기 영상촬영장치(110)에 장착된 자석(120)이 상기 조명등(130)에 설치된 리드스위치(140)로부터 멀어지는 단계;
f) 상기 리드스위치(140)의 접점이 떨어지면서 상기 조명등(130)이 턴오프(Turn-Off)로 절환되는 단계; 및
g) 상기 영상촬영장치(110)에 의해 촬영된 영상을 분석하여 상기 주탑(210) 내부의 손상을 모니터링하는 단계
를 포함하되,
상기 c) 단계의 조명등(130)은 턴오프 상태를 유지하다가 상기 영상촬영장치(110)가 소정 범위 내로 근접할 경우에 턴온되어 상기 영상촬영장치(110)에 조명을 제공하는 것을 특징으로 하는 영상촬영을 위한 리드스위치 기반 조명등을 구비한 케이블 교량의 주탑 내부 손상 모니터링 방법.
제8항에 있어서, 상기 b) 단계의 리드스위치(140)는,
안정된 스위치 동작을 위해 불활성 가스가 밀봉된 유리관(141);
상기 유리관(141) 속에 밀봉되며, 통상적으로, 스프링의 탄성에 의해 열린(Off) 상태를 유지하는 2개의 자성체 리드(142); 및
상기 자석(120)이 접근하여 자기장을 형성하면 상기 2개의 자성체 리드(142)가 서로 접촉하도록 상기 2개의 자성체 리드(142)에 의해 소정의 접점 간격 및 중첩 간격을 갖도록 배치되는 접점부(143)
를 포함하는 영상촬영을 위한 리드스위치 기반 조명등을 구비한 케이블 교량의 주탑 내부 손상 모니터링 방법.
제9항에 있어서,
상기 c) 단계에서 리드스위치(140)의 접점이 접촉한 경우에만 전원공급장치(150)가 상기 조명등(130)이 턴온으로 절환될 수 있도록 전원을 공급하는 것을 특징으로 하는 영상촬영을 위한 리드스위치 기반 조명등을 구비한 케이블 교량의 주탑 내부 손상 모니터링 방법.
제8항에 있어서,
상기 케이블 교량(200)의 주탑(210)은 중공(Hollow)의 사각형 또는 원형 형상으로 시공되고, 상기 주탑(210) 내부에 교량 점검을 위한 엘리베이터(230)가 설치되고, 상기 영상촬영장치(110)는 상기 엘리베이터(230)의 하부에 설치되어 상기 엘리베이터(230)의 승하강에 대응하여 상하로 이동하는 것을 특징으로 하는 영상촬영을 위한 리드스위치 기반 조명등을 구비한 케이블 교량의 주탑 내부 손상 모니터링 방법.
제8항에 있어서,
상기 케이블 교량(200)의 주탑(210)은 내부 벽면에 상기 영상촬영장치(110)를 이동시키는 레일(240)이 설치되고, 상기 영상촬영장치(110)는 상기 레일(240)을 따라 상하로 이동하는 것을 특징으로 하는 영상촬영을 위한 리드스위치 기반 조명등을 구비한 케이블 교량의 주탑 내부 손상 모니터링 방법.