KR102222503B1 - 스마트 보강토 블록 기반 사면 관리 시스템 - Google Patents

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Abstract

일실시에에 따르면, 스마트 보강토 블록을 기반으로 사면을 관리하기 위한 시스템에 있어서, 사면을 지지하기 위해 설치된 구조물을 구성하는 복수의 스마트 보강토 블록; 및 상기 복수의 스마트 보강토 블록 각각으로부터 수신된 데이터를 분석하여, 상기 구조물의 상태를 모니터링 하는 서버를 포함하며, 상기 복수의 스마트 보강토 블록 각각은, 상기 서버와 통신을 수행하는 통신부; 상기 사면이 위치하고 있는 방향에서 가해지는 압력의 크기, 횟수 및 가압 시간을 감지하는 센서부; 및 상기 센서부에서 미리 정해진 제1 압력 기준값 보다 큰 압력을 감지한 경우, 상기 구조물 상에서 스마트 보강토 블록이 위치하는 좌표값이 포함된 압력 감지 데이터가 상기 서버로 전송되도록 제어하는 제어부를 포함하는, 스마트 보강토 블록 기반 사면 관리 시스템이 제공된다.

Description

스마트 보강토 블록 기반 사면 관리 시스템 {SYSTEM FOR MANAGING SLOPE BASED ON SMART REINFORCED SOIL BLOCK}
아래 실시예들은 스마트 보강토 블록을 기반으로 사면을 관리하는 기술에 관한 것이다.
축조 구조물은 인공적인 절개지 또는 자연적으로 형성된 사면 등의 붕괴를 방지하기 위해 축조되는 토목 구조물의 일종으로서, 거대한 블록을 일정한 규칙으로 정렬 및 축조해서 구조적인 고정성과 안정성을 확보하는 동시에 외관 이미지를 개선하는 장치이다.
그런데, 축조 구조물의 기초가 되는 사면은 통행 차량의 진동에 의한 다짐 작용과 우수 등에 의한 침식으로 조금씩 변형되며, 이러한 변형은 축조 구조물의 고정성과 안정성을 지속적으로 상실시키고, 이는 곧 축조 구조물의 구조를 약화시켜서, 유사시 축조 구조물이 급격히 붕괴하는 원인이 된다.
이러한 문제를 해소하기 위해 종래에는 축조 구조물을 구성하는 블록의 내구성과 고정성 등을 체크하는 기술이 제시되었다.
하지만, 이러한 종래 기술에서는 현장에서 관리자가 축조 구조물을 구성하는 블록을 직접 일일이 체크해야 하는 불리함이 있고, 체크해야 할 블록의 수가 상당하므로, 현실적으로 현장에 적용하는 데는 한계가 있다는 문제가 있었다.
따라서, 축조 구조물을 구성하는 복수의 블록을 효율적이면서 용이하게 검사하여 관리하고자 하는 방법에 대한 요구가 증대되고 있다.
일실시예에 따르면, 스마트 보강토 블록에서 미리 정해진 기준값 보다 큰 압력을 감지한 경우 압력 감지 데이터를 서버로 전송하고, 서버에서 복수의 스마트 보강토 블록 각각으로부터 수신된 압력 감지 데이터를 분석하여, 구조물의 상태를 모니터링 하는 시스템을 제공하기 위한 것을 그 목적으로 한다.
본 발명의 목적은 이상에서 언급한 목적으로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 목적들은 아래의 기재로부터 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
일실시예에 따르면, 스마트 보강토 블록을 기반으로 사면을 관리하기 위한 시스템에 있어서, 사면을 지지하기 위해 설치된 구조물을 구성하는 복수의 스마트 보강토 블록; 및 상기 복수의 스마트 보강토 블록 각각으로부터 수신된 데이터를 분석하여, 상기 구조물의 상태를 모니터링 하는 서버를 포함하며, 상기 복수의 스마트 보강토 블록 각각은, 상기 서버와 통신을 수행하는 통신부; 상기 사면이 위치하고 있는 방향에서 가해지는 압력의 크기, 횟수 및 가압 시간을 감지하는 센서부; 및 상기 센서부에서 미리 정해진 제1 압력 기준값 보다 큰 압력을 감지한 경우, 상기 구조물 상에서 스마트 보강토 블록이 위치하는 좌표값이 포함된 압력 감지 데이터가 상기 서버로 전송되도록 제어하는 제어부를 포함하며, 상기 복수의 스마트 보강토 블록 각각은, 골재 및 결합재의 혼합 중량비가 1.5:1 내지 3.0:1인 고강도 보강토 블록 조성물로부터 제조되고, 상기 결합재는 시멘트, 고로슬래그, 실리카 흄, 실리카 분말, 물, 감수제 및 카본계 전도성 충진제를 함유하고, 상기 시멘트 및 상기 고로슬래그의 혼합물 100중량부에 대하여, 상기 실리카 흄 10 내지 40중량부, 상기 실리카 분말 10 내지 40중량부, 상기 물 10 내지 30중량부 및 상기 감수제 1 내지 10중량부를 포함하고, 상기 시멘트 및 상기 고로슬래그의 혼합물은 상기 시멘트 65 내지 95중량% 및 상기 고로슬래그 5 내지 35중량%이고, 상기 골재는 입도가 2.5 내지 6.0mm인 잔골재를 포함하고, 상기 실리카 흄은 평균입경이 0.01 내지 1.0㎛이고, 상기 실리카 분말은 평균입경이 1.2 내지 2.5㎛이고, 상기 감수제는 폴리카르본산계 화합물, 나프탈렌계 화합물 및 리그닌계 화합물로 이루어진 군으로부터 선택되는 어느 하나 이상의 고성능감수제이고, 상기 카본계 전도성 충진제는 카본 블랙, 카본 파이버, 카본나노와이어 및 이들의 혼합물로부터 선택되는 어느 하나 이상을 포함하며, 상기 복수의 스마트 보강토 블록은, 상기 복수의 스마트 보강토 블록 각각의 연결을 통해 상면에 배수 통로가 형성되는 것을 특징으로 하는, 스마트 보강토 블록 기반 사면 관리 시스템이 제공된다.
상기 복수의 스마트 보강토 블록 중 어느 하나인 제1 스마트 보강토 블록은, 상기 제1 압력 기준값 보다 큰 압력을 감지한 상태에서, 상기 제1 스마트 보강토 블록과 맞닿아 있는 주변의 스마트 보강토 블록 전체에서 상기 제1 압력 기준값 보다 큰 압력을 감지한 것으로 확인되면, 상기 압력 감지 데이터를 상기 서버로 전송하고, 상기 제1 압력 기준값 보다 큰 압력을 감지하더라도, 상기 제1 스마트 보강토 블록과 맞닿아 있는 주변의 스마트 보강토 블록 중 적어도 하나에서 상기 제1 압력 기준값 보다 큰 압력을 감지하지 않은 것으로 확인되면, 상기 압력 감지 데이터를 상기 서버로 전송하지 않으며, 상기 서버는, 상기 제1 스마트 보강토 블록으로부터 상기 압력 감지 데이터가 미리 설정된 기간 내에 기준 횟수 이상 수신되면, 상기 제1 스마트 보강토 블록의 좌표값을 확인하여, 상기 제1 스마트 보강토 블록이 위치하는 영역을 관리하는 관리자 단말로 위험 징후 알림 메시지를 전송할 수 있다.
상기 복수의 스마트 보강토 블록은 영역 별로 구분되어 있고, 제1 영역에 배치된 제1 스마트 보강토 블록, 제2 스마트 보강토 블록, 제3 스마트 보강토 블록, 제4 스마트 보강토 블록, 제5 스마트 보강토 블록, 제6 스마트 보강토 블록 및 제7 스마트 보강토 블록은 제1 블록 그룹으로 분류되어 있으며, 상기 제1 블록 그룹의 대표 블록으로 설정되어 있는 상기 제1 스마트 보강토 블록은, 상기 제1 블록 그룹으로 분류된 스마트 보강토 블록 중 기준 개수 이상의 스마트 보강토 블록에서 상기 제1 압력 기준값 보다 큰 압력을 감지한 것으로 확인되면, 상기 압력 감지 데이터를 상기 서버로 전송하고, 상기 서버는, 상기 제1 스마트 보강토 블록으로부터 상기 압력 감지 데이터가 미리 설정된 기간 내에 기준 횟수 이상 수신되면, 상기 제1 스마트 보강토 블록의 좌표값을 확인하여, 상기 제1 영역을 관리하는 관리자 단말로 위험 징후 알림 메시지를 전송할 수 있다.
상기 복수의 스마트 보강토 블록 각각은 상기 구조물 상에서 X축, Y축 및 Z축의 위치에 대한 좌표값을 저장하고 있으며, 상기 사면과 인접하게 배치된 제1 스마트 보강토 블록의 좌표값이 (x, y, z)이면, 상기 제1 스마트 보강토 블록과 인접하면서 상기 사면의 반대 방향으로 배치된 제2 스마트 보강토 블록의 좌표값은 (x, y+1, z)이며, 상기 제1 스마트 보강토 블록은, 상기 제1 압력 기준값 보다 큰 값으로 설정된 제2 압력 기준값 보다 큰 압력을 감지하면, 상기 압력 감지 데이터를 상기 서버로 전송하고, 상기 제2 스마트 보강토 블록은, 상기 제1 스마트 보강토 블록에서 상기 제2 압력 기준값 보다 큰 압력을 감지한 것으로 확인된 상태에서, 상기 제1 압력 기준값 보다 큰 압력을 감지하면, 상기 압력 감지 데이터를 상기 서버로 전송하며, 상기 서버는, 상기 제1 스마트 보강토 블록에서만 상기 압력 감지 데이터가 수신되면, 상기 제1 스마트 보강토 블록 및 상기 제2 스마트 보강토 블록이 위치하는 영역을 관리하는 관리자 단말로 1단계 위험 징후 알림 메시지를 전송하고, 상기 제1 스마트 보강토 블록 및 상기 제2 스마트 보강토 블록으로부터 상기 압력 감지 데이터가 수신되면, 상기 관리자 단말로 2단계 위험 징후 알림 메시지를 전송할 수 있다.
상기 서버는, 상기 구조물의 정격 전류를 획득하고, 상기 구조물과 연결된 전력 공급 장치로부터 상기 구조물로 공급되는 공급 전류를 측정하고, 상기 구조물에 포함된 스마트 보강토 블록 하나의 소모 전류를 획득하고, 상기 정격 전류와 상기 공급 전류의 차를 상기 소모 전류로 나눈 값을 통해, 상기 구조물에서 고장이 있는 스마트 보강토 블록의 고장 개수를 판별하고, 상기 복수의 스마트 보강토 블록의 전체 수를 획득하고, 상기 정격 전류와 상기 공급 전류의 차를 상기 소모 전류로 나눈 값을 통해, 상기 구조물에서 고장이 있을 것으로 예측되는 스마트 보강토 블록의 고장 후보 개수를 정의하고, 상기 고장 후보 개수와 상기 스마트 보강토 블록의 전체 수의 비율을 기초로, 상기 구조물로 공급되는 공급 전류의 예상 노이즈를 산출하고, 상기 구조물로 공급되는 공급 전류에서 측정된 노이즈와 상기 예상 노이즈 간의 노이즈 차이가 미리 정의된 오차 범위 이내인 경우, 상기 고장 후보 개수를 상기 구조물에서 고장이 있는 스마트 보강토 블록의 고장 개수로 판별하고, 상기 노이즈 차이가 미리 정의된 오차 범위를 초과한 경우, 상기 노이즈 차이를 미리 정의된 단위의 오차로 나눈 값에서 반올림하여 정수 값을 산출하고, 상기 고장 후보 개수에서 상기 정수 값을 차감한 값을 통해, 상기 구조물에서 고장이 있는 스마트 블록의 고장 개수를 판별하고, 상기 정수 값에 2를 곱한 값을 통해, 상기 구조물에서 성능이 저하된 스마트 보강토 블록의 성능 저하 개수를 판별할 수 있다.
일실시예에 따르면, 복수의 스마트 보강토 블록 각각으로부터 수신된 압력 감지 데이터를 분석하여 구조물의 상태를 모니터링 함으로써, 구조물의 유지 관리와 붕괴 위험 징후를 추적하여, 대형 사고를 미연에 방지할 수 있는 효과가 있다.
한편, 실시예들에 따른 효과는 이상에서 언급한 것으로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 효과들은 아래의 기재로부터 해당 기술 분야의 통상의 지식을 가진 자에게 명확히 이해될 수 있을 것이다.
도 1은 일실시예에 따른 스마트 보강토 블록을 기반으로 사면을 관리하기 위한 시스템의 구성을 개략적으로 나타낸 도면이다.
도 2는 일실시예에 따른 스마트 보강토 블록의 구성을 개략적으로 나타낸 도면이다.
도 3은 일실시예에 따른 구조물을 구성하는 복수의 스마트 보강토 블록의 배치를 설명하기 위한 도면이다.
도 4는 일실시예에 따른 압력 감지 데이터의 전송을 제어하는 과정을 설명하기 위한 도면이다.
도 5는 다른 실시예에 따른 압력 감지 데이터의 전송을 제어하는 과정을 설명하기 위한 도면이다.
도 6은 다른 실시예에 따른 구조물을 구성하는 복수의 스마트 보강토 블록의 배치를 설명하기 위한 도면이다.
도 7은 또 다른 실시예에 따른 압력 감지 데이터의 전송을 제어하는 과정을 설명하기 위한 도면이다.
도 8은 일실시예에 따른 스마트 보강토 블록의 고장 개수를 판별하는 동작을 설명하기 위한 순서도이다.
도 9는 일실시예에 따른 스마트 보강토 블록의 고장 개수 및 성능 저하 개수를 판별하는 동작을 설명하기 위한 순서도이다.
도 10은 일실시예에 따른 구성물에 포함된 복수의 스마트 보강토 블록에 대한 조립도를 나타낸 도면이다.
이하에서, 첨부된 도면을 참조하여 실시예들을 상세하게 설명한다. 그러나, 실시예들에는 다양한 변경이 가해질 수 있어서 특허출원의 권리 범위가 이러한 실시예들에 의해 제한되거나 한정되는 것은 아니다. 실시예들에 대한 모든 변경, 균등물 내지 대체물이 권리 범위에 포함되는 것으로 이해되어야 한다.
실시예들에 대한 특정한 구조적 또는 기능적 설명들은 단지 예시를 위한 목적으로 개시된 것으로서, 다양한 형태로 변경되어 실시될 수 있다. 따라서, 실시예들은 특정한 개시형태로 한정되는 것이 아니며, 본 명세서의 범위는 기술적 사상에 포함되는 변경, 균등물, 또는 대체물을 포함한다.
제1 또는 제2 등의 용어를 다양한 구성요소들을 설명하는데 사용될 수 있지만, 이런 용어들은 하나의 구성요소를 다른 구성요소로부터 구별하는 목적으로만 해석되어야 한다. 예를 들어, 제1 구성요소는 제2 구성요소로 명명될 수 있고, 유사하게 제2 구성요소는 제1 구성요소로도 명명될 수 있다.
어떤 구성요소가 다른 구성요소에 "연결되어" 있다고 언급된 때에는, 그 다른 구성요소에 직접적으로 연결되어 있거나 또는 접속되어 있을 수도 있지만, 중간에 다른 구성요소가 존재할 수도 있다고 이해되어야 할 것이다.
실시예에서 사용한 용어는 단지 설명을 목적으로 사용된 것으로, 한정하려는 의도로 해석되어서는 안된다. 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다. 본 명세서에서, "포함하다" 또는 "가지다" 등의 용어는 명세서 상에 기재된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.
다르게 정의되지 않는 한, 기술적이거나 과학적인 용어를 포함해서 여기서 사용되는 모든 용어들은 실시예가 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 일반적으로 이해되는 것과 동일한 의미를 가지고 있다. 일반적으로 사용되는 사전에 정의되어 있는 것과 같은 용어들은 관련 기술의 문맥 상 가지는 의미와 일치하는 의미를 가지는 것으로 해석되어야 하며, 본 출원에서 명백하게 정의하지 않는 한, 이상적이거나 과도하게 형식적인 의미로 해석되지 않는다.
또한, 첨부 도면을 참조하여 설명함에 있어, 도면 부호에 관계없이 동일한 구성 요소는 동일한 참조부호를 부여하고 이에 대한 중복되는 설명은 생략하기로 한다. 실시예를 설명함에 있어서 관련된 공지 기술에 대한 구체적인 설명이 실시예의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우 그 상세한 설명을 생략한다.
실시예들은 퍼스널 컴퓨터, 랩톱 컴퓨터, 태블릿 컴퓨터, 스마트 폰, 텔레비전, 스마트 가전 기기, 지능형 자동차, 키오스크, 웨어러블 장치 등 다양한 형태의 제품으로 구현될 수 있다.
도 1은 일실시예에 따른 스마트 보강토 블록을 기반으로 사면을 관리하기 위한 시스템의 구성을 개략적으로 나타낸 도면이다.
도 1을 참조하면, 일실시예에 따른 시스템은 구조물(100) 및 서버(200)를 포함할 수 있다.
구조물(100)은 사면을 지지하기 위해 설치되어, 복수의 스마트 보강토 블록으로 구성될 수 있다.
구조물(100)에 포함된 복수의 스마트 보강토 블록 각각은 구조물(100) 상의 위치에 대응하여 X축, Y축 및 Z축에 대한 좌표값을 가질 수 있다. 스마트 보강토 블록에 대한 자세한 설명은 도 2를 참조하여 후술한다.
구조물(100)은 비탈면, 경사면 등의 사면에 설치되어, 옹벽 형태로 구현될 수 있다.
서버(200)는 구조물(100)에 포함된 복수의 스마트 보강토 블록 각각으로부터 데이터를 수신할 수 있으며, 수신된 데이터를 분석하여, 구조물(100)의 상태를 모니터링 할 수 있다.
즉, 복수의 스마트 보강토 블록 각각은 기준치 보다 높은 압력값이 측정되면, 압력 감지 데이터를 서버(200)로 전송할 수 있으며, 서버(200)는 압력 감지 데이터를 수집하여 분석함으로써, 구조물(100)의 유지 관리와 붕괴 위험 징후를 추적할 수 있다.
일실시예에 따른 압력 감지 데이터에는 구조물(100) 상에서 스마트 보강토 블록이 위치하는 좌표값이 포함되어 있으며, 서버(200)는 좌표값을 이용하여 압력 감지 데이터를 전송한 스마트 보강토 블록의 위치를 확인할 수 있다.
또한, 압력 감지 데이터에는 기준치 이상의 압력이 감지된 것을 알려주는 정보만 포함되어 있고 정확한 압력값은 포함되지 않을 수 있으나, 이에 제한되지 않으며, 시간대 별로 측정된 압력값이 포함될 수도 있다.
서버(200)는 압력 감지 데이터의 분석을 통해, 사면에서 흘러내리는 흙의 양을 모니터링 하여, 산사태로 인해 구조물(100)이 붕괴되는 것을 사전에 감지하고, 대형 사고로 확대되는 것을 방지할 수 있다.
도 2는 일실시예에 따른 스마트 보강토 블록의 구성을 개략적으로 나타낸 도면이다.
도 2를 참조하면, 구조물(100)에 포함된 복수의 스마트 보강토 블록 중 어느 하나인 스마트 보강토 블록(110)은 통신부(111), 센서부(112), 전력 공급부(113), 저장부(114) 및 제어부(115)를 포함할 수 있다.
스마트 보강토 블록(110)은 스마트 기능을 갖는 보강토 블록으로, 스마트 기능을 제공하는 통신부(111), 센서부(112), 전력 공급부(113), 저장부(114), 제어부(115) 등으로 구성된 스마트 기능부를 수용할 수 있기만 하면, 그 형상 및 크기가 특별히 한정되지 않는다.
통신부(111)는 서버(200)와 통신을 수행할 수 있다. 예를 들어, 통신부(111)는 스마트 보강토 블록(110)에 의해 측정된 주변 환경에 대한 데이터를 서버(200)로 전송할 수 있다.
통신부(111)는 3G/4G 네트워크, 지그비, 와이브로, 블루투스, NFC(Near Field Communication)와 같은 무선 네트워크를 이용할 수 있으나 반드시 이에 한정되는 것은 아니다. 또한 통신부(111)는 단방향 통신 또는 양방향 통신이 가능하며 비콘(becon)과 같은 모듈로 구현되는 것도 가능하다.
통신부(111)는 구조물(100)과 연결된 전력 공급 장치로부터 공급되는 전기 에너지를 사용하여 통신을 수행할 수 있다.
센서부(112)는 사면이 위치하고 있는 방향에서 가해지는 압력의 크기, 횟수 및 가압 시간을 감지할 수 있다.
예를 들어, 구조물(100)의 뒤에 사면이 위치하고 있는 경우, 센서부(112)는 스마트 보강토 블록(110)의 뒤에서 가해지는 압력을 감지할 수 있다.
일실시예에 따르면, 센서부(112)는 미리 정해진 기준에 의해 결정된 압력 범위를 벗어나는지 감지할 수 있다. 예를 들어, 후술할 저장부(114)에는 미리 정해진 제1 압력 기준값, 제2 압력 기준값이 저장되어 있으며, 제2 압력 기준값은 제1 압력 기준값 보다 더 클 수 있다. 보다 구체적으로, 제1 압력 기준값은 구조물(100)에 흙이 어느 정도 흘러내려 미세한 진동이 발생한 경우를 식별할 수 있는 값이고, 제2 압력 기준값은 구조물(100)에 많은 양의 흙이 흘러내려 구조물(100)에 가해지는 하중이 기준치 이상으로 증가한 경우를 식별할 수 있는 값일 수 있다. 본 설명에서는 압력 기준값이 2개인 경우를 예시하였으나, 이에 한정되는 것은 아니며, 압력 기준값은 식별하고자 하는 구조물(100)의 유형에 따라 1개이거나, 혹은 3개 이상으로 설정될 수도 있다.
전력 공급부(113)는 구조물(100)과 연결된 전력 공급 장치로부터 공급되는 전력을 스마트 보강토 블록(110)에 공급할 수 있으며, 스마트 보강토 블록(110)은 공급된 전력을 사용하여 각 구성요소 별로 동작을 수행할 수 있다.
저장부(114)는 스마트 보강토 블록(110)에서 압력을 감지하여 서버(200)로 전송하기 위해 필요한 다양한 데이터, 프로그램 또는 명령을 저장할 수 있다. 예를 들어, 저장부(114)는 구조물(100) 상에서 스마트 보강토 블록(110)이 위치하는 좌표값, 제1 압력 기준값, 제2 압력 기준값 등을 데이터로 저장할 수 있으며, 저장부(114)에 저장된 데이터, 프로그램, 명령은 제어부(115)에 의해 처리되고 실행될 수 있다.
제어부(115)는 스마트 보강토 블록(110)에 포함된 통신부(111), 센서부(112), 전력 공급부(113) 및 저장부(114) 각각의 동작이 정상적으로 수행되도록 제어할 수 있다. 즉, 스마트 보강토 블록(110)이 수행하는 모든 동작은 제어부(115)의 제어를 통해 수행될 수 있다.
제어부(115)는 센서부(112)에서 미리 정해진 제1 압력 기준값 보다 큰 압력을 감지한 경우, 저장부(114)에 저장된 구조물(100) 상에서 스마트 보강토 블록(110)이 위치하는 좌표값을 확인하고, 통신부(111)를 통해 좌표값을 포함하는 압력 감지 데이터를 서버(200)로 전송할 수 있다.
도 3은 일실시예에 따른 구조물을 구성하는 복수의 스마트 보강토 블록의 배치를 설명하기 위한 도면이다.
도 3은 구조물(100)의 정면도를 나타낸 것으로, X축을 가로로 하고 Z축을 세로로 하여, 복수의 스마트 보강토 블록이 구조물(100)에서 배치된 부분을 나타낸 도면이다.
예를 들어, 제1 스마트 보강토 블록의 좌측 상단에는 제2 스마트 보강토 블록이 맞닿아 배치되어 있고, 제1 스마트 보강토 블록의 우측 상단에는 제3 스마트 보강토 블록이 맞닿아 배치되어 있고, 제1 스마트 보강토 블록의 좌측에는 제4 스마트 보강토 블록이 맞닿아 배치되어 있고, 제1 스마트 보강토 블록의 우측에는 제5 스마트 보강토 블록이 맞닿아 배치되어 있고, 제1 스마트 보강토 블록의 좌측 하단에는 제6 스마트 보강토 블록이 배치되어 있고, 제1 스마트 보강토 블록의 우측 하단에는 제7 스마트 보강토 블록이 배치되어 있다.
도 4는 일실시예에 따른 압력 감지 데이터의 전송을 제어하는 과정을 설명하기 위한 도면이다.
상술한 바와 같이, 제1 스마트 보강토 블록은 미리 정해진 제1 압력 기준값 보다 큰 압력을 감지한 경우, 압력 감지 데이터를 서버(200)로 전송할 수 있는데, 제1 스마트 보강토 블록이 제1 압력 기준값 보다 큰 압력을 감지하더라도, 제1 스마트 보강토 블록과 맞닿아 있는 주변의 스마트 보강토 블록 중 적어도 하나에서 제1 압력 기준값 보다 큰 압력을 감지하지 않은 것으로 확인되면, 압력 감지 데이터를 서버(200)로 전송하지 않을 수 있다.
예를 들어, 도 4의 (a)에 도시된 바와 같이, 제1 스마트 보강토 블록 뿐만 아니라, 제3 스마트 보강토 블록, 제4 스마트 보강토 블록, 제5 스마트 보강토 블록, 제6 스마트 보강토 블록, 제7 스마트 보강토 블록은 제1 압력 기준값 보다 큰 압력을 감지하였으나, 제2 스마트 보강토 블록은 제1 압력 기준값 보다 큰 압력을 감지하지 못한 경우, 제1 스마트 보강토 블록은 맞닿아 있는 주변의 스마트 보강토 블록 중 제2 스마트 보강토 블록이 제1 압력 기준값 보다 큰 압력을 감지하지 못하였으므로, 압력 감지 데이터를 서버(200)로 전송하지 않을 수 있다.
한편, 제1 스마트 보강토 블록은 제1 압력 기준값 보다 큰 압력을 감지한 상태에서, 제1 스마트 보강토 블록과 맞닿아 있는 주변의 스마트 보강토 블록 전체에서 제1 압력 기준값 보다 큰 압력을 감지한 것으로 확인되면, 압력 감지 데이터를 서버(200)로 전송할 수 있다.
예를 들어, 도 4의 (b)에 도시된 바와 같이, 제1 스마트 보강토 블록 뿐만 아니라, 제1 스마트 보강토 블록을 둘러쌓고 있는 제2 스마트 보강토 블록, 제3 스마트 보강토 블록, 제4 스마트 보강토 블록, 제5 스마트 보강토 블록, 제6 스마트 보강토 블록, 제7 스마트 보강토 블록 전체에서 제1 압력 기준값 보다 큰 압력을 감지한 경우, 제1 스마트 보강토 블록은 압력 감지 데이터를 서버(200)로 전송할 수 있다.
도 4에는 도시되어 있지 않지만, 제1 스마트 보강토 블록의 앞에는 제8 스마트 보강토 블록이 맞닿아 배치되어 있고, 제1 스마트 보강토 블록의 뒤에는 제9 스마트 보강토 블록이 맞닿아 배치될 수 있으며, 제8 스마트 보강토 블록 및 제9 스마트 보강토 블록까지 포함한 주변의 스마트 보강토 블록 전체가 제1 압력 기준값 보다 큰 압력을 감지한 경우, 제1 스마트 보강토 블록은 압력 감지 데이터를 서버(200)로 전송할 수 있다.
서버(200)는 제1 스마트 보강토 블록으로부터 압력 감지 데이터를 수신할 수 있으며, 압력 감지 데이터가 미리 설정된 기간 내에 기준 횟수 이상 수신되면, 제1 스마트 보강토 블록의 좌표값을 확인하여, 제1 스마트 보강토 블록이 위치하는 영역을 관리하는 관리자 단말로 위험 징후 알림 메시지를 전송할 수 있다.
예를 들어, 서버(200)는 제1 스마트 보강토 블록으로부터 1시간 내에 10회 이상 압력 감지 데이터를 수신하면, 제1 스마트 보강토 블록의 좌표값 (2,1,2)를 확인하고, 해당 좌표값이 위치하는 영역을 관리하는 관리자 단말로 좌표값과 함께 위험 징후 알림 메시지를 전송할 수 있다.
도 5는 다른 실시예에 따른 압력 감지 데이터의 전송을 제어하는 과정을 설명하기 위한 도면이다.
일실시에에 따르면, 구조물(100)에 포함된 복수의 스마트 보강토 블록은 영역 별로 구분되어 있을 수 있다.
예를 들어, 제1 영역에 배치된 제1 스마트 보강토 블록, 제2 스마트 보강토 블록, 제3 스마트 보강토 블록, 제4 스마트 보강토 블록, 제5 스마트 보강토 블록, 제6 스마트 보강토 블록, 제7 스마트 보강토 블록은 제1 블록 그룹으로 분류되고, 제2 영역에 배치된 제8 스마트 보강토 블록, 제9 스마트 보강토 블록, 제10 스마트 보강토 블록, 제11 스마트 보강토 블록, 제12 스마트 보강토 블록, 제13 스마트 보강토 블록, 제14 스마트 보강토 블록은 제2 블록 그룹으로 분류되어 있을 수 있다.
각각의 블록 그룹에는 대표 블록이 각각 설정되어 있으며, 예를 들어, 제1 블록 그룹의 대표 블록으로 제1 스마트 보강토 블록이 설정되어 있을 수 있다.
대표 블록은 블록 그룹을 대표하여 압력 감지 데이터를 서버(200)로 전송할 수 있으며, 대표 블록을 제외한 나머지 스마트 보강토 블록은 압력 감지 데이터를 서버(200)로 전송하지 않을 수 있다.
제1 블록 그룹의 대표 블록으로 설정되어 있는 제1 스마트 보강토 블록은 제1 블록 그룹으로 분류된 스마트 보강토 블록 중 기준 개수 미만의 스마트 보강토 블록에서 제1 압력 기준값 보다 큰 압력을 감지한 것으로 확인되면, 압력 감지 데이터를 서버(200)로 전송하지 않을 수 있다.
예를 들어, 도 5의 (a)에 도시된 바와 같이, 제1 블록 그룹으로 분류되어 있는 제1 스마트 보강토 블록, 제2 스마트 보강토 블록, 제3 스마트 보강토 블록, 제4 스마트 보강토 블록, 제5 스마트 보강토 블록, 제6 스마트 보강토 블록, 제7 스마트 보강토 블록 중 제3 스마트 보강토 블록, 제4 스마트 보강토 블록, 제5 스마트 보강토 블록에서만 제1 압력 기준값 보다 큰 압력을 감지한 경우, 제1 스마트 보강토 블록은 제1 블록 그룹에서 기준 개수 4개 미만인 3개의 스마트 보강토 블록에서만 제1 압력 기준값 보다 큰 압력을 감지하였으므로, 압력 감지 데이터를 서버(200)로 전송하지 않을 수 있다.
한편, 제1 스마트 보강토 블록은 제1 블록 그룹으로 분류된 스마트 보강토 블록 중 기준 개수 이상의 스마트 보강토 블록에서 제1 압력 기준값 보다 큰 압력을 감지한 것으로 확인되면, 압력 감지 데이터를 서버(200)로 전송할 수 있다.
예를 들어, 도 5의 (b)에 도시된 바와 같이, 제1 블록 그룹으로 분류되어 있는 제1 스마트 보강토 블록, 제2 스마트 보강토 블록, 제3 스마트 보강토 블록, 제4 스마트 보강토 블록, 제5 스마트 보강토 블록, 제6 스마트 보강토 블록, 제7 스마트 보강토 블록 중 제2 스마트 보강토 블록, 제3 스마트 보강토 블록, 제4 스마트 보강토 블록, 제5 스마트 보강토 블록, 제6 스마트 보강토 블록에서 제1 압력 기준값 보다 큰 압력을 감지한 경우, 제1 스마트 보강토 블록은 제1 블록 그룹에서 기준 개수 4개 이상인 5개의 스마트 보강토 블록에서 제1 압력 기준값 보다 큰 압력을 감지하였으므로, 압력 감지 데이터를 서버(200)로 전송할 수 있다.
서버(200)는 제1 스마트 보강토 블록으로부터 압력 감지 데이터를 수신할 수 있으며, 압력 감지 데이터가 미리 설정된 기간 내에 기준 횟수 이상 수신되면, 제1 스마트 보강토 블록의 좌표값을 확인하여, 제1 스마트 보강토 블록, 제2 스마트 보강토 블록, 제3 스마트 보강토 블록, 제4 스마트 보강토 블록, 제5 스마트 보강토 블록, 제6 스마트 보강토 블록 및 제7 스마트 보강토 블록이 배치된 제1 영역을 관리하는 관리자 단말로 위험 징후 알림 메시지를 전송할 수 있다.
도 6은 다른 실시예에 따른 구조물을 구성하는 복수의 스마트 보강토 블록의 배치를 설명하기 위한 도면이다.
도 6은 구조물(100)의 평면도를 나타낸 것으로, X축을 가로로 하고 y축을 세로로 하여, 복수의 스마트 보강토 블록이 구조물(100)에서 배치된 부분을 나타낸 도면이다.
도 6에 도시된 바와 같이, 구조물(100)의 뒤에는 사면이 위치할 수 있으며, 사면과 가장 인접한 영역에 제1 스마트 보강토 블록 및 제5 스마트 보강토 블록이 배치되어 있고, 상기 제1 스마트 보강토 블록의 좌측 전면에는 제2 스마트 보강토 블록이 맞닿아 배치되어 있고, 제1 스마트 보강토 블록의 우측 전면에는 제3 스마트 보강토 블록이 맞닿아 배치되어 있고, 제3 스마트 보강토 블록의 좌측 전면에는 제4 스마트 보강토 블록이 맞닿아 배치되어 있고, 제3 스마트 보강토 블록의 우측에는 제6 스마트 보강토 블록이 맞닿아 배치되어 있고, 제3 스마트 보강토 블록의 우측 전면에는 제7 스마트 보강토 블록이 맞닿아 배치될 수 있다.
도 7은 또 다른 실시예에 따른 압력 감지 데이터의 전송을 제어하는 과정을 설명하기 위한 도면이다.
일실시예에 따르면, 구조물(100)에 포함된 복수의 스마트 보강토 블록 각각은 구조물(100) 상에서 X축, Y축 및 Z축에 따라 어디에 위치하는 것인지를 나타내는 좌표값을 저장하고 있을 수 있다.
사면과 인접하게 배치된 제1 스마트 보강토 블록의 좌표값이 (x, y, z)이면, 제1 스마트 보강토 블록과 인접하면서 사면의 반대 방향으로 배치된 제2 스마트 보강토 블록의 좌표값은 (x, y+1, z)일 수 있다.
예를 들어, 제1 스마트 보강토 블록의 좌표값이 (1, 1, 1)이면, 제2 스마트 보강토 블록의 좌표값은 (1, 2, 1)일 수 있으며, 제3 스마트 보강토 블록의 좌표값은 (2, 2, 1)이고, 제4 스마트 보강토 블록의 좌표값은 (1, 3, 1)이고, 제5 스마트 보강토 블록의 좌표값은 (2, 1, 1)이고, 제6 스마트 보강토 블록의 좌표값은 (3, 2, 1)이고, 제7 스마트 보강토 블록의 좌표값은 (2, 3, 1)일 수 있다.
제1 스마트 보강토 블록은 제1 압력 기준값이 아닌 제2 압력 기준값 보다 큰 압력을 감지하면, 압력 감지 데이터를 서버(200)로 전송할 수 있다. 여기서, 제2 압력 기준값은 제1 압력 기준값 보다 큰 값으로 설정될 수 있다.
예를 들어, 도 7의 (a)에 도시된 바와 같이, 제1 스마트 보강토 블록은 사면에 가깝게 위치하고 있기 때문에, 제1 압력 기준값 보다 큰 압력을 감지하더라도, 압력 감지 데이터를 전송하기 않고, 제2 압력 기준값 보다 큰 압력을 감지하는 경우에만, 압력 감지 데이터를 서버(200)로 전송할 수 있다.
제2 스마트 보강토 블록은 제1 스마트 보강토 블록에서 제2 압력 기준값 보다 큰 압력을 감지한 것으로 확인된 상태에서, 제1 압력 기준값 보다 큰 압력을 감지하면, 압력 감지 데이터를 서버(200)로 전송할 수 있다.
예를 들어, 도 7의 (b)에 도시된 바와 같이, 제2 스마트 보강토 블록은 제1 스마트 보강토 블록 보다 사면에서 멀리 위치하고 있기 때문에, 제2 압력 기준값이 아닌 제1 압력 기준값 보다 큰 압력을 감지하면, 압력 감지 데이터를 서버(200)로 전송할 수 있다.
서버(200)는 제1 스마트 보강토 블록에서만 압력 감지 데이터가 수신되면, 제1 스마트 보강토 블록 및 제2 스마트 보강토 블록이 위치하는 영역을 관리하는 관리자 단말로 1단계의 위험 징후 알림 메시지를 전송할 수 있다.
즉, 사면과 인접해 있는 제1 스마트 보강토 블록에서만 기준값 보다 큰 압력을 감지한 경우, 서버(200)는 위험 단계가 낮은 것으로 판단하여, 1단계 위험 징후 알림 메시지를 관리자 단말로 전송할 수 있다.
서버(200)는 제1 스마트 보강토 블록 뿐만 아니라 제2 스마트 보강토 블록으로부터 압력 감지 데이터가 수신되면, 관리자 단말로 2단계 위험 징후 알림 메시지를 전송할 수 있다.
즉, 사면과 인접하여 바깥쪽에 있는 제1 스마트 보강토 블록 뿐만 아니라 더 안쪽에 있는 제2 스마트 보강토 블록에서 기준값 보다 큰 압력을 감지한 경우, 서버(200)는 위험 단계가 높은 것으로 판단하여, 2단계 위험 징후 알림 메시지를 관리자 단말로 전송할 수 있다.
도 8은 일실시예에 따른 스마트 보강토 블록의 고장 개수를 판별하는 동작을 설명하기 위한 순서도이다.
도 8을 참조하면, 먼저, S801 단계에서, 서버(200)는 구조물(100)의 정격 전류를 획득할 수 있다.
정격 전류는 구조물(100)에 포함된 복수의 스마트 보강토 블록 전체가 정상 작동 시 소비하는 전류를 의미한다. 서버(200)는 구조물(100)의 정격 전류 정보를 미리 데이터베이스화하여 가지고 있을 수 있다. 서버(200)는 데이터베이스로부터 복수의 스마트 보강토 블록이 포함된 구조물(100)의 정격 전류를 획득할 수 있다.
S802 단계에서, 서버(200)는 구조물(100)과 연결된 전력 공급 장치로부터 구조물(100)로 공급되는 공급 전류를 측정할 수 있다.
S803 단계에서, 서버(200)는 구조물(100)에 포함된 스마트 보강토 블록 하나의 소모 전류를 획득할 수 있다.
소모 전류는 스마트 보강토 블록 하나가 정상 작동 시 소비하는 전류를 의미한다. 서버(200)는 스마트 보강토 블록 하나의 소모 전류 정보를 미리 데이터베이스화하여 가지고 있을 수 있다. 서버(200)는 데이터베이스로부터 스마트 보강토 블록 하나의 소모 전류를 획득할 수 있다.
S804 단계에서, 서버(200)는 구조물(100)의 정격 전류와 구조물(100)로 공급되는 공급 전류의 차를 스마트 보강토 블록 하나의 소모 전류로 나눈 값을 통해, 구조물(100)에서 고장이 있는 스마트 보강토 블록의 고장 개수를 판별할 수 있다.
예를 들어, 구조물(100)이 4개의 스마트 보강토 블록으로 구현되고, 구조물(100)의 정격 전류가 50mA인 경우, 스마트 보강토 블록 하나의 소모 전류는 12.5mA일 수 있다. 서버(200)는 구조물(100)로 공급되는 공급 전류가 50mA이면 구조물(100)에 포함된 전체 스마트 보강토 블록이 정상 동작하는 것으로 판별할 수 있다. 서버(200)는 구조물(100)로 공급되는 공급 전류가 37.5mA이면 스마트 보강토 블록 1개를 고장으로 판별할 수 있다. 서버(200)는 구조물(100)로 공급되는 공급 전류가 25mA이면 스마트 보강토 블록 2개를 고장으로 판별할 수 있다. 서버(200)는 구조물(100)로 공급되는 공급 전류가 12.5mA이면 스마트 보강토 블록 3개를 고장으로 판별할 수 있다. 서버(200)는 구조물(100)로 공급되는 공급 전류가 0mA이면 스마트 보강토 블록 4개를 고장으로 판별할 수 있다.
도 9는 일실시예에 따른 스마트 보강토 블록의 고장 개수 및 성능 저하 개수를 판별하는 동작을 설명하기 위한 순서도이다.
도 9를 참조하면, 먼저, S901 단계에서, 서버(200)는 구조물(100)에 포함된 복수의 스마트 보강토 블록의 전체 수를 획득할 수 있다.
서버(200)는 구조물(100)의 규격 정보를 미리 데이터베이스화하여 가지고 있을 수 있다. 서버(200)는 데이터베이스에서 구조물(100)에 포함된 복수의 스마트 보강토 블록의 전체 수를 획득할 수 있다.
S902 단계에서, 서버(200)는 구조물(100)의 정격 전류와 구조물(100)로 공급되는 공급 전류의 차를 스마트 보강토 블록 하나의 소모 전류로 나눈 값을 통해, 구조물(100)에서 고장이 있을 것으로 예측되는 스마트 보강토 블록의 고장 후보 개수를 정의할 수 있다.
구조물(100)의 정격 전류와 구조물(100)로 공급되는 공급 전류의 차를 스마트 보강토 블록 하나의 소모 전류로 나눈 값을 도출하는 연산 동작은 도 8을 참조하여 설명한 동작과 동일할 수 있다.
서버(200)는 고장이 있는 스마트 보강토 블록과 고장은 아니지만 성능 저하를 일으키는 스마트 보강토 블록을 구별하기 위해, 위 연산을 통해 구한 값을 구조물(100)에서 고장이 있는 스마트 보강토 블록의 고장 개수로 판별하지 않고, 스마트 보강토 블록의 고장 후보 개수로 판별할 수 있다.
서버(200)는 스마트 보강토 블록의 고장 후보 개수를 기초로, 아래의 세부 동작을 거쳐 구조물(100)에 포함된 스마트 보강토 블록의 고장 개수 및 성능 저하 개수를 판별할 수 있다.
S903 단계에서, 서버(200)는 스마트 보강토 블록의 고장 후보 개수와 구조물(100)에 포함된 스마트 보강토 블록의 전체 수의 비율을 기초로, 구조물(100)로 공급되는 공급 전류의 예상 노이즈를 산출할 수 있다.
구조물(100)에서 스마트 보강토 블록의 일부가 고장나는 경우, 원래 구조물(100)의 회로 설계를 벗어난 단선 내지 높은 저항 영역이 발생하는 셈이 된다. 이러한 단선 내지 높은 저항은 원래 구조물(100)의 세부 영역의 임피던스 교란을 가져오게 되며, 이에 따라 구조물(100)로 공급되는 전류의 노이즈가 발생한다. 구조물(100)에 고장이 발생한 스마트 보강토 블록이 많으면 많을수록, 전류의 노이즈를 발생시키는 임피던스 교란 영역이 많아질 수 있다. 요컨대, 구조물(100)에 포함된 스마트 보강토 블록의 수에서 고장 후보 개수가 많아질수록 구조물(100)로 공급되는 공급 전류의 크기가 감소할 뿐만 아니라, 구조물(100)로 공급되는 공급 전류의 노이즈가 증가하게 된다.
서버(200)는 구조물(100)에 포함된 복수의 스마트 보강토 블록의 전체 수에 대해, 스마트 보강토 블록의 고장 후보 개수가 얼마만큼의 비율을 차지하는지 파악할 수 있다. 이 비율을 기초로, 서버(200)는 구조물(100)로 공급되는 공급 전류의 예상 노이즈를 산출할 수 있다. 예상 노이즈는 미리 데이터베이스화된 구조물(100)별 스마트 보강토 블록의 전체 수 대비 고장인 스마트 보강토 블록의 고장 개수에 따른 전류 노이즈 데이터를 참조하여 산출될 수 있다.
S904 단계에서, 서버(200)는 구조물(100)로 공급되는 공급 전류에서 측정된 노이즈와 예상 노이즈 간의 노이즈 차이가 미리 정의된 오차 범위 이내인지 여부를 판단할 수 있다.
S904 단계에서 노이즈 차이가 미리 정의된 오차 범위 이내로 판단되면, S905 단계에서, 서버(200)는 고장 후보 개수를 구조물(100)에서 고장이 있는 스마트 보강토 블록의 고장 개수로 판별할 수 있다.
구체적으로, 서버(200)는 구조물(100)로 공급되는 공급 전류에서 노이즈를 측정할 수 있으며, 측정 노이즈와 예상 노이즈의 오차가 미리 정의된 오차 범위 이내인지 판단할 수 있다. 미리 정의된 오차 범위는 실시예에 따라 달리 채용될 수 있다. 서버(200)는 측정 노이즈와 예상 노이즈의 오차가 미리 정의된 오차 범위 이내인 경우, 측정 노이즈가 미리 데이터베이스화된 구조물(100)별 스마트 보강토 블록의 전체 수 대비 고장인 스마트 보강토 블록의 고장 개수에 따른 전류 노이즈와 유사하므로, 구조물(100)에서 고장이 있는 스마트 보강토 블록의 고장 개수를 고장 후보 개수를 이용하여 그대로 판별할 수 있다.
S904 단계에서 노이즈 차이가 미리 정의된 오차 범위를 벗어난 것으로 판단되면, S906 단계에서, 서버(200)는 노이즈 차이를 미리 정의된 단위의 오차로 나눈 값에서 반올림하여 정수 값을 산출하고, 고장 후보 개수에서 정수 값을 차감한 값을 통해, 구조물(100)에서 고장이 있는 스마트 보강토 블록의 고장 개수로 판별할 수 있다.
구체적으로, 서버(200)는 구조물(100)로 공급되는 공급 전류의 측정 노이즈와 예상 노이즈의 노이즈 차이가 미리 정의된 오차 범위를 초과하는 경우, 상기 노이즈 차이를 미리 정의된 단위 오차로 나누고, 나눈 값을 반올림하여 정수 값을 산출하고, 정수 값을 고장 후보 개수에서 제외한 값으로 구조물(100)에 포함된 스마트 보강토 블록의 고장 개수를 판별할 수 있다.
구조물(100)에서 고장은 아직 아니지만 성능 저하를 보이는 스마트 보강토 블록이 포함된 경우, 스마트 보강토 블록은 미작동이 아닌 오작동을 보이며, 전류와 전압을 불규칙하게 또는 원래 스마트 보강토 블록과 다르게 소모하게 된다. 따라서, 구조물(100)에 성능 저하를 보이는 스마트 보강토 블록이 포함된 경우, 구조물(100)에 고장이 발생한 스마트 보강토 블록을 포함하는 경우보다 심한 임피던스 교란이 발생한다. 따라서, 구조물(100)로 공급되는 공급 전류의 측정 노이즈와 예상 노이즈 간의 노이즈 차이가 미리 정의된 오차 범위를 초과한다면, 스마트 보강토 블록의 고장이 아닌 스마트 보강토 블록의 성능 저하로 추정하는 것이 합리적이다.
한편, 스마트 보강토 블록이 성능 저하를 일으키는 경우, 스마트 보강토 블록은 고장의 경우와 달리, 단선을 일으킨 경우에 해당하지는 않으므로, 스마트 보강토 블록으로 소정의 전류가 흐르게 된다. 따라서, 스마트 보강토 블록이 n개 고장 났을 때 구조물(100)로 공급되는 공급 전류와 스마트 보강토 블록이 m개 성능 저하를 보일 때 구조물(100)로 공급되는 공급 전류가 동일하다면, 적어도 m > n의 관계가 성립한다.
서버(200)는 구조물(100)로 공급되는 공급 전류의 측정 노이즈와 예상 노이즈의 노이즈 오차가 미리 정의된 오차 범위를 벗어날 경우, 상기 노이즈 오차를 미리 정의된 단위 오차로 나누고 나눈 값을 반올림하여 정수 값을 구할 수 있다. 미리 정의된 단위 오차는 복수의 스마트 보강토 블록의 전체 수 대비 1개의 스마트 보강토 블록이 고장 났을 경우 구조물(100)로 공급되는 전류의 노이즈일 수 있다.
서버(200)는 정수 값을 고장 후보 개수에서 제외하여 구조물(100)에서 고장이 있는 스마트 보강토 블록의 고장 개수를 판별할 수 있다.
S907 단계에서, 서버(200)는 정수 값에 2를 곱한 값을 통해, 구조물(100)에서 성능이 저하된 스마트 보강토 블록의 성능 저하 개수를 판별할 수 있다.
예를 들어, 구조물(100)이 4개의 스마트 보강토 블록으로 구현되고 구조물(100)의 정격 전류가 50mA인 경우, 스마트 보강토 블록 하나의 소모 전류는 12.5mA일 수 있다.
서버(200)는 구조물(100)로 공급되는 공급 전류가 50mA이면 전체 스마트 보강토 블록이 정상 동작하는 것으로 판별할 수 있다.
서버(200)는 구조물(100)로 공급되는 공급 전류가 37.5mA이면 고장 후보 개수를 1개로 정의할 수 있다. 서버(200)는 고장 후보 개수인 1개와 스마트 보강토 블록의 수인 4개의 비율을 기초로, 구조물(100)로 공급되는 공급 전류의 예상 노이즈를 산출할 수 있다.
서버(200)는 측정 노이즈와 예상 노이즈 간의 노이즈 차이가 미리 정의된 오차 범위를 초과하는지 판단할 수 있다. 서버(200)는 측정 노이즈와 예상 노이즈 간의 노이즈 차이가 미리 정의된 오차 범위를 벗어나는 경우, 상기 노이즈 차이를 미리 정의된 단위 오차로 나누고 나눈 값을 반올림하여 정수 값을 구할 수 있다. 상기 정수 값은 가령, 1일 수 있다. 미리 정의된 단위 오차는 총 4개의 스마트 보강토 블록으로 구성된 구조물(100)에서 1개의 스마트 보강토 블록이 고장 났을 경우 구조물(100)로 공급되는 공급 전류의 노이즈일 수 있다.
서버(200)는 측정 노이즈와 예상 노이즈 간의 노이즈 차이가 미리 정의된 오차 범위 이내인 경우, 구조물(100)에서 고장이 있는 스마트 보강토 블록의 고장 개수를 1개로 판별할 수 있다.
서버(200)는 측정 노이즈와 예상 노이즈 간의 노이즈 차이가 미리 정의된 오차 범위를 벗어나는 경우, 위에서 구한 정수 값이 1이라면, 정수 값을 고장 후보 개수에서 차감하여 차감한 값인 "0개"를 구조물(100)에서 고장이 있는 스마트 보강토 블록의 고장 개수로 판별할 수 있다.
또한, 서버(200)는 위에서 구한 정수 값의 두배인 "2개"를 구조물(100)에서 성능이 저하된 스마트 보강토 블록의 성능 저하 개수로 판별할 수 있다.
이상을 통해, 서버(200)는 정격 전류 이하의 전류가 구조물(100)로 공급되면 구조물(100)에 포함된 스마트 보강토 블록이 고장인지 또는 성능 저하인지 여부를 구별하여 판별할 수 있다.
도 10은 일실시예에 따른 구성물에 포함된 복수의 스마트 보강토 블록에 대한 조립도를 나타낸 도면이다.
도 10에 도시된 바와 같이, 스마트 보강토 블록은 복수개 배치되어, 하나의 구조물(100)을 형성할 수 있다.
일실시예에 따르면, 구조물(100)에 포함된 복수의 스마트 보강토 블록 각각은 골재 및 결합재를 포함하는 조성물로 구성될 수 있다. 여기서, 결합재는 시멘트, 고로슬래그, 실리카 흄, 실리카 분말, 물, 감수제 및 카본계 전도성 충진제를 함유하여 구성될 수 있다.
복수의 스마트 보강토 블록 각각은 골재 및 결합재의 혼합 중량비가 1.5:1 내지 3.0:1인 고강도 보강토 블록 조성물로부터 제조될 수 있다.
일실시예에 따른 스마트 보강토 블록의 조성물에 있어서, 결합재는 시멘트 및 고로슬래그의 혼합물 100중량부에 대하여, 실리카 흄 10 내지 40중량부, 실리카 분말 10 내지 40중량부, 물 10 내지 30중량부 및 감수제 1 내지 10중량부를 포함할 수 있다.
시멘트 및 고로슬래그의 혼합물은 시멘트 65 내지 95중량% 및 고로슬래그 5 내지 35중량%인 것일 수 있다.
골재는 입도가 2.5 내지 6.0mm인 잔골재를 포함할 수 있다.
실리카 흄은 평균입경이 0.01 내지 1.0㎛인 것일 수 있다.
실리카 분말은 평균입경이 1.2 내지 2.5㎛인 것일 수 있다.
감수제는 폴리카르본산계 화합물, 나프탈렌계 화합물 및 리그닌계 화합물로 이루어진 군으로부터 선택되는 어느 하나 이상의 고성능감수제인 것일 수 있다.
결합재는 카본계 전도성 충진제를 더 포함하는 것일 수 있으며, 카본계 전도성 충진제는 카본 블랙, 카본 파이버, 카본나노와이어 및 이들의 혼합물로부터 선택되는 어느 하나 이상을 포함하는 것일 수 있다.
일실시예에 따르면, 구조물(100)에 포함된 복수의 스마트 보강토 블록은 복수의 스마트 보강토 블록 각각의 연결을 통해 상면에 배수 통로가 형성되는 것을 특징으로 할 수 있다.
즉, 복수의 스마트 보강토 블록 각각의 상면에 배수를 할 수 있는 통로가 형성되어 있어, 해당 통로를 통하여 배수가 원활해져 수압으로 인해 전도되는 단점을 보완할 수 있으며, 배수 통로를 통하여 미생물이나 곤충의 이동 통로를 확보해 줌으로써, 구조물(100)로 인한 환경 파괴나 차단이 아닌 생태 통로를 만들어 환경의 연결성이 확보될 수 있다.
이상에서 설명된 실시예들은 하드웨어 구성요소, 소프트웨어 구성요소, 및/또는 하드웨어 구성요소 및 소프트웨어 구성요소의 조합으로 구현될 수 있다. 예를 들어, 실시예들에서 설명된 장치, 방법 및 구성요소는, 예를 들어, 프로세서, 콘트롤러, ALU(arithmetic logic unit), 디지털 신호 프로세서(digital signal processor), 마이크로컴퓨터, FPGA(field programmable gate array), PLU(programmable logic unit), 마이크로프로세서, 또는 명령(instruction)을 실행하고 응답할 수 있는 다른 어떠한 장치와 같이, 하나 이상의 범용 컴퓨터 또는 특수 목적 컴퓨터를 이용하여 구현될 수 있다. 처리 장치는 운영 체제(OS) 및 상기 운영 체제 상에서 수행되는 하나 이상의 소프트웨어 애플리케이션을 수행할 수 있다. 또한, 처리 장치는 소프트웨어의 실행에 응답하여, 데이터를 접근, 저장, 조작, 처리 및 생성할 수도 있다. 이해의 편의를 위하여, 처리 장치는 하나가 사용되는 것으로 설명된 경우도 있지만, 해당 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자는, 처리 장치가 복수 개의 처리 요소(processing element) 및/또는 복수 유형의 처리 요소를 포함할 수 있음을 알 수 있다. 예를 들어, 처리 장치는 복수 개의 프로세서 또는 하나의 프로세서 및 하나의 콘트롤러를 포함할 수 있다. 또한, 병렬 프로세서(parallel processor)와 같은, 다른 처리 구성(processing configuration)도 가능하다.
실시예에 따른 방법은 다양한 컴퓨터 수단을 통하여 수행될 수 있는 프로그램 명령 형태로 구현되어 컴퓨터 판독 가능 매체에 기록될 수 있다. 상기 컴퓨터 판독 가능 매체는 프로그램 명령, 데이터 파일, 데이터 구조 등을 단독으로 또는 조합하여 포함할 수 있다. 상기 매체에 기록되는 프로그램 명령은 실시예를 위하여 특별히 설계되고 구성된 것들이거나 컴퓨터 소프트웨어 당업자에게 공지되어 사용 가능한 것일 수도 있다. 컴퓨터 판독 가능 기록 매체의 예에는 하드 디스크, 플로피 디스크 및 자기 테이프와 같은 자기 매체(magnetic media), CD-ROM, DVD와 같은 광기록 매체(optical media), 플롭티컬 디스크(floptical disk)와 같은 자기-광 매체(magneto-optical media), 및 롬(ROM), 램(RAM), 플래시 메모리 등과 같은 프로그램 명령을 저장하고 수행하도록 특별히 구성된 하드웨어 장치가 포함된다. 프로그램 명령의 예에는 컴파일러에 의해 만들어지는 것과 같은 기계어 코드뿐만 아니라 인터프리터 등을 사용해서 컴퓨터에 의해서 실행될 수 있는 고급 언어 코드를 포함한다. 상기된 하드웨어 장치는 실시예의 동작을 수행하기 위해 하나 이상의 소프트웨어 모듈로서 작동하도록 구성될 수 있으며, 그 역도 마찬가지이다.
소프트웨어는 컴퓨터 프로그램(computer program), 코드(code), 명령(instruction), 또는 이들 중 하나 이상의 조합을 포함할 수 있으며, 원하는 대로 동작하도록 처리 장치를 구성하거나 독립적으로 또는 결합적으로(collectively) 처리 장치를 명령할 수 있다. 소프트웨어 및/또는 데이터는, 처리 장치에 의하여 해석되거나 처리 장치에 명령 또는 데이터를 제공하기 위하여, 어떤 유형의 기계, 구성요소(component), 물리적 장치, 가상 장치(virtual equipment), 컴퓨터 저장 매체 또는 장치, 또는 전송되는 신호 파(signal wave)에 영구적으로, 또는 일시적으로 구체화(embody)될 수 있다. 소프트웨어는 네트워크로 연결된 컴퓨터 시스템 상에 분산되어서, 분산된 방법으로 저장되거나 실행될 수도 있다. 소프트웨어 및 데이터는 하나 이상의 컴퓨터 판독 가능 기록 매체에 저장될 수 있다.
이상과 같이 실시예들이 비록 한정된 도면에 의해 설명되었으나, 해당 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 상기를 기초로 다양한 기술적 수정 및 변형을 적용할 수 있다. 예를 들어, 설명된 기술들이 설명된 방법과 다른 순서로 수행되거나, 및/또는 설명된 시스템, 구조, 장치, 회로 등의 구성요소들이 설명된 방법과 다른 형태로 결합 또는 조합되거나, 다른 구성요소 또는 균등물에 의하여 대치되거나 치환되더라도 적절한 결과가 달성될 수 있다.
그러므로, 다른 구현들, 다른 실시예들 및 특허청구범위와 균등한 것들도 후술하는 청구범위의 범위에 속한다.

Claims (3)

  1. 스마트 보강토 블록을 기반으로 사면을 관리하기 위한 시스템에 있어서,
    사면을 지지하기 위해 설치된 구조물을 구성하는 복수의 스마트 보강토 블록; 및
    상기 복수의 스마트 보강토 블록 각각으로부터 수신된 데이터를 분석하여, 상기 구조물의 상태를 모니터링 하는 서버를 포함하며,
    상기 복수의 스마트 보강토 블록 각각은,
    상기 서버와 통신을 수행하는 통신부;
    상기 사면이 위치하고 있는 방향에서 가해지는 압력의 크기, 횟수 및 가압 시간을 감지하는 센서부; 및
    상기 센서부에서 미리 정해진 제1 압력 기준값 보다 큰 압력을 감지한 경우, 상기 구조물 상에서 스마트 보강토 블록이 위치하는 좌표값이 포함된 압력 감지 데이터가 상기 서버로 전송되도록 제어하는 제어부를 포함하며,
    상기 복수의 스마트 보강토 블록 각각은,
    골재 및 결합재의 혼합 중량비가 1.5:1 내지 3.0:1인 고강도 보강토 블록 조성물로부터 제조되고,
    상기 결합재는 시멘트, 고로슬래그, 실리카 흄, 실리카 분말, 물, 감수제 및 카본계 전도성 충진제를 함유하고, 상기 시멘트 및 상기 고로슬래그의 혼합물 100중량부에 대하여, 상기 실리카 흄 10 내지 40중량부, 상기 실리카 분말 10 내지 40중량부, 상기 물 10 내지 30중량부 및 상기 감수제 1 내지 10중량부를 포함하고,
    상기 시멘트 및 상기 고로슬래그의 혼합물은 상기 시멘트 65 내지 95중량% 및 상기 고로슬래그 5 내지 35중량%이고,
    상기 골재는 입도가 2.5 내지 6.0mm인 잔골재를 포함하고,
    상기 실리카 흄은 평균입경이 0.01 내지 1.0㎛이고,
    상기 실리카 분말은 평균입경이 1.2 내지 2.5㎛이고,
    상기 감수제는 폴리카르본산계 화합물, 나프탈렌계 화합물 및 리그닌계 화합물로 이루어진 군으로부터 선택되는 어느 하나 이상의 고성능감수제이고,
    상기 카본계 전도성 충진제는 카본 블랙, 카본 파이버, 카본나노와이어 및 이들의 혼합물로부터 선택되는 어느 하나 이상을 포함하며,
    상기 복수의 스마트 보강토 블록은,
    상기 복수의 스마트 보강토 블록 각각의 연결을 통해 상면에 배수 통로가 형성되는 것을 특징으로 하며,
    상기 복수의 스마트 보강토 블록 중 어느 하나인 제1 스마트 보강토 블록은,
    상기 제1 압력 기준값 보다 큰 압력을 감지한 상태에서, 상기 제1 스마트 보강토 블록과 맞닿아 있는 주변의 스마트 보강토 블록 전체에서 상기 제1 압력 기준값 보다 큰 압력을 감지한 것으로 확인되면, 상기 압력 감지 데이터를 상기 서버로 전송하고,
    상기 제1 압력 기준값 보다 큰 압력을 감지하더라도, 상기 제1 스마트 보강토 블록과 맞닿아 있는 주변의 스마트 보강토 블록 중 적어도 하나에서 상기 제1 압력 기준값 보다 큰 압력을 감지하지 않은 것으로 확인되면, 상기 압력 감지 데이터를 상기 서버로 전송하지 않으며,
    상기 서버는,
    상기 제1 스마트 보강토 블록으로부터 상기 압력 감지 데이터가 미리 설정된 기간 내에 기준 횟수 이상 수신되면, 상기 제1 스마트 보강토 블록의 좌표값을 확인하여, 상기 제1 스마트 보강토 블록이 위치하는 영역을 관리하는 관리자 단말로 위험 징후 알림 메시지를 전송하는,
    스마트 보강토 블록 기반 사면 관리 시스템.
  2. 삭제
  3. 제1항에 있어서,
    상기 복수의 스마트 보강토 블록은 영역 별로 구분되어 있고,
    제1 영역에 배치된 제1 스마트 보강토 블록, 제2 스마트 보강토 블록, 제3 스마트 보강토 블록, 제4 스마트 보강토 블록, 제5 스마트 보강토 블록, 제6 스마트 보강토 블록 및 제7 스마트 보강토 블록은 제1 블록 그룹으로 분류되어 있으며,
    상기 제1 블록 그룹의 대표 블록으로 설정되어 있는 상기 제1 스마트 보강토 블록은,
    상기 제1 블록 그룹으로 분류된 스마트 보강토 블록 중 기준 개수 이상의 스마트 보강토 블록에서 상기 제1 압력 기준값 보다 큰 압력을 감지한 것으로 확인되면, 상기 압력 감지 데이터를 상기 서버로 전송하고,
    상기 서버는,
    상기 제1 스마트 보강토 블록으로부터 상기 압력 감지 데이터가 미리 설정된 기간 내에 기준 횟수 이상 수신되면, 상기 제1 스마트 보강토 블록의 좌표값을 확인하여, 상기 제1 영역을 관리하는 관리자 단말로 위험 징후 알림 메시지를 전송하는,
    스마트 보강토 블록 기반 사면 관리 시스템.
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