KR102016233B1 - 집중호우시 도시 하수배관의 Iot 형 제어방법 - Google Patents

Abstract

본발명은 집중호우시 도시 하수배관의 Iot 형 제어방법에 관한 것으로, 도시에 집중호우가 내리면 하수배관에 설치된 센서에 의한 신호를 받은 제어부에서 하수배관들의 흐름을 각각 제어하되, 지상의 감시장치의 데이터를 같이 반영하여 도시 전체의 하수배관 상태를 파악하여 하수관을 각각 제어하여 종합적으로 침수를 예방하는 것으로,
따라서 본발명은 도시에 집중호우가 내리더라도 하수배관들의 흐름을 자동 및 지상의 Iot 장비들인 cctv등에 의해 수동으로 종합적으로 제어하여 일시적으로 빗물이 몰려 도시가 침수되는 것을 방지하여 경제적, 인적손실을 없게 하는 현저한 효과가 있다.

Description

집중호우시 도시 하수배관의 Iot 형 제어방법 { iot type control method with city sewage piping during heavy rainfall }

본발명은 집중호우시 도시 하수배관의 Iot 형 제어방법에 관한 것으로, 도시에 집중호우가 내리면 하수배관에 설치된 센서에 의한 신호를 받은 제어부에서 하수배관들의 흐름을 각각 제어하되, 하수배관들의 흐름을 자동 및 지상의 Iot 장비들인 cctv등에 의해 수동으로 종합적으로 제어하여 일시적으로 빗물이 몰려 도시가 침수되는 것을 방지하여 경제적, 인적손실을 없게 하는 집중호우시 도시 하수배관의 Iot 형 제어방법에 관한 것이다.

일반적으로 최근 지구온난화 때문에 도시에 일시적인 집중호우가 내리는 횟수가 많아지고 따라서 도시가 일시적으로 불어난 빗물에 의해 침수되는 현상이 증가하였으므로 이에 대한 해결을 위한 종래기술로서, 등록특허공보 등록번호 10-1253532호에는 분류식 하수시설로부터 유입된 하수를 기간 하수관로로 이송하는 분류식 하수관거와; 혼합식 하수시설로부터 유입된 하수를 기간 하수관로로 이송하는 혼합식 하수관거와; 합류식 하수시설로부터 유입된 하수를 기간 하수관로로 이송하는 합류식 하수관거와; 상기 하수관거들로부터 이송된 하수를 하수 집하시설로 전달하는 기간 하수관로와; 각 하수관거들의 출구 일측에 설치되며, 회전축이 하수관거 바닥과 연결되어 동력이 전달되면 상하 회전으로 기간 하수관로의 입구를 개폐시키며, 개폐된 각도에 따라 상기 기간 하수관로 또는 하천 측으로 하수가 배출되도록 하수의 수류방향과 양을 조절하는 수문과; 각 하수관거들의 출구 일측에 설치되며, 외부의 제어신호에 따라 상기 수문의 개폐동작과 개폐각도를 제어하는 제어박스와; 하수 집하시설에 유입되는 하수량이 처리허용 기준치를 초과하는지 여부를 주기적으로 모니터링하는 하수 집하시설 서버와; 각 지역 하수관거의 수질 및 수위정보를 계측하고 누적 통계치를 작성하여 통계치에 따라 각 지역 기간 하수관로의 수문에 오염부하량에 따라 우선순위를 부여하는 한 후, 상기 하수 집하시설 서버로부터 보고되는 하수량이 하수처리 허용 기준치를 초과하는 경우, 상기 제어박스를 원격 제어하여 기간 하수관로로 유입되는 하수를 조절하는 통제센터를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 하수관거 모니터링 및 제어시스템이 공개되어 있다.

또한, 공개특허공보 공개번호10-2005-0107045호에는 하수가 흐르는 현장(맨홀 등과 집중 감시 및 경보가 필요한 재해가 예상되는 지역에 설치되는 다수의 현장설비와; 중앙에서 현장의 상황을 모니터링하고, 현장으로부터 수신되는 각종 측정 데이터 및 중앙재해대책본부로부터 제공되는 수해 관련 데이터를 수신하여 현장의 상황을 종합적으로 분석하고 판단하여 이후에 발생될 수 있는 재해의 상황을 미리 예측하는 한편, 상기 예측된 결과에 따라 단계별로 취해야할 조치를 선택하여 현장의 설비를 원격지에서 제어·조작하여 경보를 발령하거나 주민을 대피시키기 위한 방송을 수행함과 동시에 주요지역에 설치된 현장의 카메라(영상장치)를 원격조작하여 필요한 장소의 침수상황에 대한 감시를 더욱 심도 있게 하는 한편, 중앙재해대책본부가 재해 상황 판단을 하는데 참고할 수 있도록 침수지역의 상황을 중앙재해대책본부로 송신하는 기능을 수행하는 중앙제어설비로; 구성됨을 특징으로 하는 빗물오수 및 하수집수관의 수위경보발령장치가 공개되어 있다.

또한, 공개특허공보 공개번호 10-2016-0009252호에는 도심지 도로나 주택가에서의 집중 호우로 인해 발생되는 저지대 하수관의 월류현상을 방지하기 위한 대용량 빗물 처리설비로서, 상류측 및 하류측 하수관이 상호 연결되는 맨홀 내부에 빗물을 일시적으로 저류할 수 있는 원호형의 차폐판을 설치하고, 상류측 하수관을 통해 흘러 내려오는 빗물이 상기 차폐판의 상단부를 넘어 단계적으로 하류측 하수관을 통해 흘러나갈 수 있도록 한 것을 특징으로 하는 하수관의 대용량 빗물 처리설비가 공개되어 있다.

그러나 상기 종래기술들은 도시에 집중호우가 내릴때 도시전체적인 하수배관들을 각각 유기적으로 관리하지 못하며 제어가 복잡하며 비효율적인 단점이 있어서 일시적으로 빗물이 늘어나서 하수관로를 넘쳐흐르게 되어 도시를 침수시키는 문제점을 완전히 해결하지 못하였다.

또한, 센서등이 고장나서 잘못된 정보를 전달받아 적시에 대처를 하지 못해 더 큰 침수재난이 발생하는 단점이 있었다.

따라서 본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하고자 안출된 것으로, 본발명은 도시에 집중호우가 내리더라도 하수배관들의 흐름을 자동 및 지상의 Iot 장비들인 cctv등에 의해 수동으로 종합적으로 제어하여 일시적으로 빗물이 몰려 도시가 침수되는 것을 방지하여 경제적, 인적손실을 없게 하는 집중호우시 도시 하수배관의 Iot 형 제어방법을 제공하고자 하는 것이다.

본발명은 집중호우시 도시 하수배관의 Iot 형 제어방법에 관한 것으로, 도시에 집중호우가 내리면 하수배관에 설치된 센서에 의한 신호를 받은 제어부에서 하수배관들의 흐름을 각각 제어하되, 지상의 감시장치의 데이터를 같이 반영하여 도시 전체의 하수배관 상태를 파악하여 하수관을 각각 제어하여 종합적으로 침수를 예방하는 것을 특징으로 한다.

따라서 본발명은 도시에 집중호우가 내리더라도 하수배관들의 흐름을 자동 및 지상의 Iot 장비들인 cctv등에 의해 수동으로 종합적으로 제어하여 일시적으로 빗물이 몰려 도시가 침수되는 것을 방지하여 경제적, 인적손실을 없게 하는 현저한 효과가 있다.

본발명은 집중호우시 도시 하수배관의 Iot 형 제어방법에 관한 것으로, 도시에 집중호우가 내리면 하수배관에 설치된 센서에 의한 신호를 받은 제어부에서 하수배관들의 흐름을 각각 제어하되, 지상의 감시장치의 데이터를 같이 반영하여 도시 전체의 하수배관 상태를 파악하여 하수관을 각각 제어하여 종합적으로 침수를 예방하는 것을 특징으로 한다.

또한, 지상의 감시장치는 cctv로 지상의 지면과 하천의 우수의 흐름과 범람정도를 사람의 육안으로 파악하는 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 하수배관들중에서 막히는 하수배관을 센서에 의해 감지하고, 상기 센서의 신호를 전달받은 제어부에서 해당 하수배관에 인입되는 하수배관의 관로 밸브를 막거나 조절하여 빗물이 한군데 정체되지 않고 균일하게 흐르게 하며, 상기 막히는 하수배관은 관경이 큰 메인배관과 직접 연결되거나 최단거리로 연결되게 제어하는 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 유량이 위험수위에 도달하면 미리 경보신호를 관리자의 스마트폰에 전송하는 것을 특징으로 한다.

하수배관이 막히는 경우는 내시경 청소구로 막힌 배관을 뚫을 수 있게 하는 것을 특징으로 한다.

본발명을 상세히 설명하면 다음과 같다.

도시에 집중호우로 비가 내리면 하수배관들의 흐름을 각각 제어하는 것으로, 하수배관에 설치된 센서에 의한 신호를 받은 제어부에서 하수배관들의 흐름을 각각 제어하되, 지상의 감시장치의 데이터를 같이 반영하여 도시 전체의 하수배관 상태를 파악하여 각각 제어하여 침수를 예방하는 것이다.

곧, 지상의 감시장치는 Iot 장비들인 cctv 등으로 지상의 지면과 하천의 우수의 흐름과 범람정도를 사람의 육안으로 파악하다. 그러므로 하수배관내의 센서에 의한 제어부의 제어에도 불구하고 일정지역 내지 일정하수배관의 범람이 일어나거나 예상되면 수동으로 중앙제어실을 제어하게 된다.

상기 하수배관들중에서 막히는 하수배관을 센서에 의해 감지하고, 상기 센서의 신호를 전달받은 제어부에서 해당 하수배관에 인입되는 하수배관의 관로 밸브를 막거나 조절하여 빗물이 한군데 정체되지 않고 균일하게 흐르게 하는 것이다.

또한, 상기 막히는 하수배관은 관경이 큰 메인배관과 직접 연결되거나 최단거리로 연결되게 제어하는 것이다. 한편, 본발명은 일정영역을 한블록으로 구분하여 일정영역으로 유입되는 하수를 막고 일정영역에서 나가는 하수배관은 관경이 큰 메인배관과 직접 연결되거나 최단거리로 연결되게 제어하는 것이다.

상기 센서는 속도센서로서 우수의 유속을 측정하여 각 하수배관의 유량을 산출한다.

상기 유량이 위험수위에 도달하면 미리 경보신호를 관리자의 스마트폰에 전송하는 것이다.

예를들면, 도시에 설치된 각각의 배관에는 검침기가 설치되며, 상기 검침기의 신호를 받은 제어부는 해당 배관에 하수가 흐르지 않는 것으로 판단되면 상기 다수 개의 배관중 일부배관이 막혀있는 것으로 판단하여 통신부를 통해 관리자의 스마트폰으로 문제가 발생했다는 신호를 보낸다.

그러므로 상기 스마트폰은 신호를 받아 문제가 발생한 배관의 위치를 화면에 보여주는 것이며, 관리자는 스마트폰의 화면에 나타난 위치로 이동하여 해당 배관을 내시경 청소도구를 통해 뚫을 수 있는 것이다.

한편, 상기 스마트폰이 유량이 위험수위 이상인 배관이나, 막힌 배관을 확인할 수 있는 화면에 출력하는 실시예로서, 상기 스마트폰에 설치된 어플리케이션이 실행되면, 메인화면이 출력되며, 상기 메인화면에는 해당 도시에서 하수가 흐르는 길과, 배관을 지도 등에 이미지로 나타내며, 각각의 배관을 나타내는 아이콘에는 중심에 색상이 나타날 수 있는 문제확인용 공간이 형성되고, 상기 문제확인용 공간에는 배관이 열려있을 경우 흰색이 출력되며, 배관이 닫혀있을 경우 검은색이 출력되되, 유량이 위험수위 이상인 경우 붉은 색 테두리가 출력되며, 배관이 이물질 등에 의해 막힌 경우 회색의 'X'표시가 출력된다.

이때, 관리자가 배관을 나타내는 아이콘을 누르면, 해당 배관의 위치와, 유량의 수치와, 최근 관리한 일시가 팝업(Pop-up)창으로 나타나게 되며, 열림버튼, 닫힘버튼, 자동관리버튼 등의 개폐용 버튼들과, 길찾기 버튼이 나타나게 되어, 개폐용 버튼들을 통해 배관을 개별로 제어할 수 있다. 특히, 막힌 배관의 아이콘을 눌렀을 경우에는 개폐용 버튼들이 비활성화 되며, 막혀 있는 배관을 뚫기 위한 방법이 출력된다.

그리고 상기 길찾기 버튼을 누르면, 현재위치와 해당 배관의 위치값을 통해 가는 길을 판단하여 화면에 출력하는 것이다.

상기 제어부는 배관이 막히는 경우에 내시경 청소도구로 막힌 배관을 뚫을 수 있도록 관리자에게 무선으로 통보할 수 있다.

한편, 본발명에 사용되는 펌프에 대해 기재하면, 특히 본발명 펌프는 기계실에 위치한 펌프에 압력센서를 직접 부착한 제어모듈 펌프를 사용할 수 있다. 곧 펌프배관이 아닌 펌프자체에 압력센서모듈을 직접설치하여 압력센서모듈의 제어부에서 흡입측과 토출측의 압력값을 직접읽고 이값을 방재실 중앙제어반에 전송하는 것이다. 그러므로 배관에 센서가 설치될 경우보다 더 정확하고 설치비가 절약된다.

다른 실시례로서 펌프에 압력센서모듈을 직접설치하여 압력센서모듈에 별도로 설치된 제어부에서 흡입측과 토출측의 압력 차이를 직접감지하며, 상기 압력차이값과 설정값을 비교하여 펌프온오프를 직접 제어하게 된다.

한편, 본발명의 다른 실시례로서 본발명은 관용의 음향센서를 펌프에 부착하여 이상발생시 나타나는 소음을 센서로 확인하여 상기 센서는 제어부에 전송하고 펌프고장을 미연에 알 수 있다. 상기 소음은 종류별로 베어링마모, 축마모, 회전불량에 의한 진동 등을 주파수나 데시벨로 설정하는 것이다.

본발명의 상기 센서는 일정 주파수의 소음만을 측정하여 제어부에 전송하고 제어부는 센서에서 신호가 오면 경보신호를 발생한다.

다른 실시례로서 상기 센서는 일정시간 간격으로 소음을 측정하여 제어부에 전송하고, 제어부는 상기 전송된 소음데이터와 설정소음을 비교하여 전송된 소음데이터가 설정소음과 같을 시 경보를 발송하는 것이다.

본발명은 음향센서를 펌프에 부착하여 이상발생시 나타나는 소음을 센서로 확인하여 펌프고장을 미연에 알 수 있어 신속한 조치를 함으로써 시스템 및 인명의 큰사고를 방지하고 에너지 절약이 된다.

따라서 본발명에 사용되는 펌프는 방재실 중앙제어반까지 선로를 설치할 필요가 없으므로 설치비용이 절감되고 선로를 건물내에 깔기 위한 설치제약조건이 없으며, 흡입, 토출배관 설치방법이 자유로운 효과가 있다.

따라서 본발명은 도시에 집중호우가 내리더라도 하수배관들의 흐름을 자동 및 지상의 Iot 장비들인 cctv등에 의해 수동으로 종합적으로 제어하여 일시적으로 빗물이 몰려 도시가 침수되는 것을 방지하여 경제적, 인적손실을 없게 하는 현저한 효과가 있다.

Claims (3)

1. 도시에 집중호우가 내리면 하수배관에 설치된 센서에 의한 신호를 받은 제어부에서 하수배관들의 흐름을 각각 제어하되, 지상의 감시장치의 데이터를 같이 반영하여 도시 전체의 하수배관 상태를 파악하여 각각 제어하여 침수를 예방하는 집중호우시 도시 하수배관의 Iot 형 제어방법에 있어서,
   상기 지상의 감시장치는 cctv로 지상의 지면과 하천의 우수의 흐름과 범람정도를 사람의 육안으로 파악하는 것으로, 하수배관 내의 센서에 의한 제어부의 제어에도 불구하고 일정지역 내지 일정 하수배관의 범람이 일어나거나 예상되면 수동으로 중앙제어실을 제어할 수 있는 것이며,
   상기 하수배관들 중에서 막히는 하수배관을 센서에 의해 감지하고, 상기 센서의 신호를 전달받은 제어부에서 해당 하수배관에 인입되는 하수배관의 관로 밸브를 막거나 조절하여 빗물이 한군데 정체되지 않고 균일하게 흐르게 하며, 상기 막히는 하수배관은 관경이 큰 메인배관과 직접 연결되거나 최단거리로 연결되게 제어하는 것이며,
   상기 도시의 일정영역을 한블록으로 구분하여 일정영역으로 유입되는 하수를 막고, 일정영역에서 나가는 하수배관은 관경이 큰 메인배관과 직접 연결되거나 최단거리로 연결되게 제어하는 것이며,
   상기 센서는 속도센서로서 우수의 유속을 측정하여 각 하수배관의 유량을 산출하고, 상기 유량이 위험수위에 도달하면 미리 경보신호를 관리자의 스마트폰에 전송하는 것이며,
   상기 도시에 설치된 각각의 하수배관에는 검침기가 설치되며, 상기 검침기의 신호를 받은 제어부는 해당 하수배관에 하수가 흐르지 않는 것으로 판단되면, 하수배관들 중 일부배관이 막혀있는 것으로 판단하여 통신부를 통해 관리자의 스마트폰으로 문제가 발생했다는 신호를 보내므로, 상기 스마트폰은 신호를 받아 문제가 발생한 배관의 위치를 화면에 보여주는 것이며, 관리자가 스마트폰의 화면에 나타난 위치로 이동하여 해당 배관을 내시경 청소도구를 통해 뚫을 수 있도록 하는 것이며,
   상기 스마트폰이 유량이 위험수위 이상인 배관이나, 막힌 배관을 확인할 수 있는 화면에 출력하는 것으로, 상기 스마트폰에 설치된 어플리케이션이 실행되면, 메인화면이 출력되며, 상기 메인화면에는 해당 도시에서 하수가 흐르는 길과, 배관을 이미지로 나타내며, 각각의 배관을 나타내는 아이콘에는 중심에 색상이 나타날 수 있는 문제확인용 공간이 형성되고, 상기 문제확인용 공간에는 배관이 열려있을 경우 흰색이 출력되며, 배관이 닫혀있을 경우 검은색이 출력되되, 유량이 위험수위 이상인 경우 붉은 색 테두리가 출력되며, 배관이 막힌 경우 회색의 'X'표시가 출력되는 것이며,
   상기 배관을 나타내는 아이콘이 눌러지면, 해당 배관의 위치와, 유량의 수치와, 최근 관리한 일시가 팝업(Pop-up)창으로 나타나게 되며, 열림버튼, 닫힘버튼, 자동관리버튼을 포함한 개폐용 버튼들과, 길찾기 버튼이 나타나게 되어, 개폐용 버튼들을 통해 배관을 개별로 제어할 수 있는 것이며, 막힌 배관의 아이콘을 눌렀을 경우에는 개폐용 버튼들이 비활성화 되며, 막혀 있는 배관을 뚫기 위한 방법이 출력되고, 상기 길찾기 버튼을 누르면, 현재위치와 해당 배관의 위치값을 통해 가는 길을 판단하여 화면에 출력하는 것이며,
   상기 제어부는 배관이 막히는 경우에 내시경 청소도구로 막힌 배관을 뚫을 수 있도록 관리자에게 무선으로 통보하는 것이며,
   기계실에 위치한 펌프에 압력센서를 직접 부착한 제어모듈 펌프를 사용하는 것으로, 펌프배관이 아닌 펌프자체에 압력센서모듈을 직접설치하여 압력센서모듈의 제어부에서 흡입측과 토출측의 압력값을 직접읽고 압력값을 방재실 중앙제어반에 전송하는 것으로, 펌프배관에 센서가 설치될 경우보다 더 정확하고 설치비가 절약되는 것이며,
   상기 펌프에 음향센서를 부착하여 이상발생시 나타나는 소음을 음향센서로 확인하여 제어부에 전송하고, 상기 제어부에서 펌프고장을 미연에 알 수 있게 되는 것으로, 상기 소음은 종류별로 베어링마모, 축마모, 또는 회전불량에 의한 진동을 주파수나 데시벨로 설정하는 것이며,
   상기 음향센서는 일정 주파수의 소음만을 측정하여 제어부에 전송하고 제어부는 음향센서에서 신호가 오면 경보신호를 발생하는 것을 특징으로 하는 집중호우시 도시 하수배관의 Iot 형 제어방법
   
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