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KR102438741B1 - 환경 정보를 이용해 도로의 결빙을 방지하는 도로 결빙 방지 시스템 - Google Patents

환경 정보를 이용해 도로의 결빙을 방지하는 도로 결빙 방지 시스템 Download PDF

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KR102438741B1
KR102438741B1 KR1020220039410A KR20220039410A KR102438741B1 KR 102438741 B1 KR102438741 B1 KR 102438741B1 KR 1020220039410 A KR1020220039410 A KR 1020220039410A KR 20220039410 A KR20220039410 A KR 20220039410A KR 102438741 B1 KR102438741 B1 KR 102438741B1
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KR
South Korea
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road
icing
road surface
heat
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Active
Application number
KR1020220039410A
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English (en)
Inventor
박종오
박기선
조익래
Original Assignee
씨이에스 주식회사
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
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Abstract

본 발명은 도로면 지중에 발열부를 매립 설치하고 도로 주변의 환경 정보를 이용해 도로 결빙이 예상되는 경우, 발열부를 발열시켜 도로 결빙을 방지하기 때문에, 제설, 제빙 작업을 위해 별도의 인력 투입이 필요치 않고, 도로 주변의 환경 정보를 이용해 도로 결빙이 예상되는 경우에만 발열하기 때문에, 제설, 제빙 시, 불필요한 전력 낭비를 줄이는 효과가 있는 발명으로, 발열부(100), 환경 정보 수집부(200), 전력 공급부(300), 제어부(400)를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 한다.

Description

환경 정보를 이용해 도로의 결빙을 방지하는 도로 결빙 방지 시스템{A road anti-icing system to prevent icing on roads by using environmental information }
본 발명은 환경 정보를 이용해 도로의 결빙을 방지하는 도로 결빙 방지 시스템에 관한 것으로, 상세하게는 도로의 결빙으로 인한 교통사고를 방지하도록, 도로면 지중에 발열부를 매립 설치하고 도로 주변의 환경 정보를 이용해 도로 결빙이 예상되는 경우, 발열부를 발열시켜 도로 결빙을 방지하는 기술에 관한 것이다.
현대사회는 많은 차량이 보급되어 도로에는 다양한 종류와 목적을 가진 많은 차량이 항상 운행하고 있다.
도로에 운행 중인 차량의 숫자에 비례하여 도로에서 발생하는 교통사고 건수도 증가하고 있는데, 교통사고의 원인은 운전자 부주의와 운전 미숙, 차량 정비 상태 불량, 도로 관리 상태 불량, 날씨로 인해 도로 상태가 악화 등 다양하다.
그 중, 날씨로 인해 도로 상태 악화는 대부분이 도로 결빙에 의한 것으로, 도로의 결빙은 운전자 상태, 차량 상태와 상관없이 날씨에 의해 불가항력적으로 발생하는 교통사고 발생의 한 원인이다.
도로 결빙은 도로상에 존재하는 물이 얼어 발생하는 현상으로, 날씨가 춥거나 응달 지역 도로 등에서 자주 발생한다.
특히, 우리나라는 국토 대부분이 산지로 이루어져 있고 도로망의 많은 부분이 산지에 분포하고 있어, 산지에 위치한 겨울철 도로는 주로 결빙 상태에 있게 되어 교통사고의 주원인이 된다.
도로가 결빙되면 염화칼슘과 모래를 이용한 제설, 제빙 작업이 진행되는데 산간/오지의 경우 제설, 제빙 작업을 위한 인력 투입이 어려운 제설, 제빙 작업에 한계가 있고, 제설, 제빙 작업을 위해 사용된 후, 도로에 잔존하는 염화칼슘은 차량 부식의 원인으로 작용한다.
따라서 본 발명은 상기와 같은 문제를 개선하도록, 도로면 지중에 발열부를 매립 설치하고 도로 주변의 환경 정보를 이용해 도로 결빙이 예상되는 경우, 발열부를 발열시켜 도로 결빙을 방지하는 기술을 제안하고자 한다. 다음은 이와 관련한 종래의 선행기술들이다.
1. 대한민국 등록특허공보 제10-0923663호 포장 도로의 제설장치 및 그의 설치방법 2. 대한민국 등록특허공보 제10-1202262호 도로용 무인 제설장치 3. 대한민국 등록특허공보 제10-2191104호 블랙 아이스 방지를 위한 발열체 시공방법
본 발명은 도로면 지중에 발열부를 매립 설치하고 도로 주변의 환경 정보를 이용해 도로 결빙이 예상되는 경우, 발열부를 발열시켜 도로 결빙을 방지하는 것을 목적으로 한다.
상기와 같은 목적을 달성하기 위해 본 발명인 환경 정보를 이용해 도로의 결빙을 방지하는 도로 결빙 방지 시스템은,
공급된 전력을 이용해 발열하여 도로 면상에 결빙이 형성되지 않도록, 도로면 지중에 매립 설치되는 발열부(100)와;
발열부(100)가 설치된 도로 주변에 설치되어, 도로 주변의 환경 정보를 수집하여 제어부(400)로 제공하는 환경 정보 수집부(200)와;
제어부(400)가 제공하는 전력 공급 제어 신호에 따라 필요 전력량이 발열부(100)로 공급되도록 하는 전력 공급부(300)와;
환경 정보 수집부(200)가 제공하는 환경 정보를 이용해 도로 결빙이 예상되거나 결빙 상태인 경우, 도로가 결빙되지 않도록 하는 필요 전력량이 발열부(100)로 공급되도록 하는 전력 공급 제어 신호를 생성하여 전력 공급부(300)로 제공하는 제어부(400)를 포함하고,
상기 환경 정보는 도로 주변 대기 중 온도 정보, 도로 주변 대기 중 습도 정보, 도로면 온도 정보, 도로면 상태 정보를 포함하는 것을 특징으로 한다.
본 발명은 도로면 지중에 발열부를 매립 설치하고 도로 주변의 환경 정보를 이용해 도로 결빙이 예상되는 경우, 발열부를 발열시켜 도로 결빙을 방지하기 때문에, 제설, 제빙 작업을 위해 별도의 인력 투입이 필요치 않은 효과를 제공한다.
또한, 본 발명은 도로 주변의 환경 정보를 이용해 도로 결빙이 예상되는 경우에만 발열하기 때문에, 제설, 제빙 시, 불필요한 전력 낭비를 줄이는 효과를 제공한다.
도 1은 본 발명의 전체 구성도
도 2는 본 발명의 발열부 설치 예시도
도 3은 본 발명의 환경 정보 예시도
본 발명의 실시예를 첨부된 도면을 참조하여 상세히 설명한다.
도 1을 참조하면, 본 발명의 환경 정보를 이용해 도로의 결빙을 방지하는 도로 결빙 방지 시스템(10, 이하 ‘본 발명’)은 도로면 지중에 발열부를 매립 설치하고 도로 주변의 환경 정보를 이용해 도로 결빙이 예상되는 경우, 발열부를 발열시켜 도로 결빙을 방지하기 때문에, 제설, 제빙 작업을 위해 별도의 인력 투입이 필요치 않고, 도로 주변의 환경 정보를 이용해 도로 결빙이 예상되는 경우에만 발열하기 때문에, 제설, 제빙 시, 불필요한 전력 낭비를 줄이는 효과가 있는 발명으로, 발열부(100), 환경 정보 수집부(200), 전력 공급부(300), 제어부(400)를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 한다.
구체적으로, 본 발명의 환경 정보를 이용해 도로의 결빙을 방지하는 도로 결빙 방지 시스템은, 도 1에 도시된 바와 같이,
공급된 전력을 이용해 발열하여 도로 면상에 결빙이 형성되지 않도록, 도로면 지중에 매립 설치되는 발열부(100)와;
발열부(100)가 설치된 도로 주변에 설치되어, 도로 주변의 환경 정보를 수집하여 제어부(400)로 제공하는 환경 정보 수집부(200)와;
제어부(400)가 제공하는 전력 공급 제어 신호에 따라 필요 전력량이 발열부(100)로 공급되도록 하는 전력 공급부(300)와;
환경 정보 수집부(200)가 제공하는 환경 정보를 이용해 도로 결빙이 예상되거나 결빙 상태인 경우, 도로가 결빙되지 않도록 하는 필요 전력량이 발열부(100)로 공급되도록 하는 전력 공급 제어 신호를 생성하여 전력 공급부(300)로 제공하는 제어부(400)를 포함하고,
상기 환경 정보는 도로 주변 대기 중 온도 정보, 도로 주변 대기 중 습도 정보, 도로면 온도 정보, 도로면 상태 정보를 포함하는 것을 특징으로 한다.
상기 발열부(100)는 공급된 전력을 이용해 발열하여 도로 면상에 결빙이 형성되지 않도록, 도로면 지중에 매립 설치되는 구성으로, 상기 발열부(100)는 항시 발열하지 않고, 전력 공급부(300)를 통해 필요 전력량이 공급되는 시점, 즉, 결빙이 예상되는 시점에만 발열한다.
상기 발열부(100)가 발열하는 경우, 도로 면은 결빙 현상이 발생하지 않는 온도, 예를 들면 0~2℃, 정도로 가열되어, 도로 면에 눈이 적설 되거나 적설 된 눈이 녹아 물이 되어도 도로 결빙이 발생하지 않게 된다.
구체적으로, 상기 발열부(100)는, 도 1, 2에 도시된 바와 같이, 공급된 전력을 이용해 발열하는 탄소 발열선(110)을 포함하며, 차로마다 도로면 지중에 매립 설치된다.
상기 탄소 발열선(110)은 공급된 전력을 이용해 발열하는 구성으로, 낮은 소비 전력으로도 효과적으로 도로 면을 가열하여 도로 결빙이 발생하지 않도록 한다.
탄소 발열선(110)은 도 2의 A에 도시된 바와 같이, 1개 차로의 모든 도로면 지중에 매립 설치되거나 도 2의 B에 도시된 바와 같이, 1개 차로의 일부 도로면 지중에 매립 설치되는 것을 특징으로 한다.
도 2의 A에 도시된 바와 같이, 1개 차로의 모든 도로면 지중에 매립 설치되는 경우에는 시공 비용이 많이 소요되는 단점이 있으나 도로면 전체를 가열하여 도로면 전체에 결빙 현상이 발생하지 않도록 할 수 있는 장점이 있어 눈이 많이 쌓이는 장소, 인적과 차량이 드문 산간/오지 지역에 적합하다.
반면에, 도 2의 B에 도시된 바와 같이, 1개 차로의 일부 도로면(차량의 차폭에 해당하는 부분 도로면) 지중에 매립 설치되는 경우, 시공 비용이 적게 소요되는 장점이 있으나 도로면 전체에 대한 결빙을 방지할 수 없다는 단점이 있어, 차량 통행이 많은 지역에 적합하다.
상기 환경 정보 수집부(200)는 발열부(100)가 설치된 도로 주변에 설치되어, 도로 주변의 환경 정보를 수집하여 제어부(400)로 제공하는 구성으로, 상기 환경 정보는 도로 주변 대기 중 온도 정보, 도로 주변 대기 중 습도 정보, 도로면 온도 정보, 도로면 상태 정보를 포함하는 것을 특징으로 한다.
상기 환경 정보 수집부(200)는 발열부(100)가 설치된 도로 주변에 설치되어, 해당 도로 주변의 환경 정보를 수집하여 제어부(400)로 제공한다.
환경 정보 수집부(200)가 제어부(400)로 제공하는 환경 정보는 도로 결빙을 예상하는 기초 자료로 활용됨과 동시에 필요 전력량 계산의 기초 자료로 활용된다.
특히, 본 발명은 기상 예보를 이용해 도로 결빙을 예상하는 것이 아니라, 발열부(100)가 설치된 도로 주변에 설치된 환경 정보 수집부(200)가 제공하는 환경 정보를 이용해 도로 결빙을 예상한다.
종래의 경우, 기상 예보를 이용해 도로의 결빙을 방지하는 기술이 있으나, 기상 예보의 지역적 부정확성으로 인해 불필요한 전력 낭비가 발생하였다.
예를 들어, 눈이 온다는 기상 예보는 광역적 관점의 예보로서, 눈이 온다는 기상 예보가 있는 경우, 협의의 어느 지역은 눈이 오거나 다른 협의의 지역은 눈이 오지 않을 수 있다.
만일, 눈이 온다는 기상 예보에 있었지만, 눈이 오지 않는 협의의 지역에 위치한 도로의 가열은 불필요한 전력 낭비 요인이 되는 것이다.
이러한 문제를 해결하기 위해, 본 발명은 기상 예보를 이용해 도로 결빙을 예상하는 것이 아니라, 발열부(100)가 설치된 도로 주변에 설치된 환경 정보 수집부(200)가 제공하는 환경 정보를 이용해 도로 결빙을 예상하게 되어, 기상 예보의 지역적 부정확성으로 인한 불필요한 전력 낭비를 줄일 수 있게 되는 것이다.
구체적으로, 발열부(100)가 설치된 도로 주변에 설치되는 상기 환경 정보 수집부(200)는, 도 1에 도시된 바와 같이,
도로 주변 대기 중 온도를 감지하고, 감지한 대기 중 온도 정보를 제어부(400)로 제공하는 제1 온도 센서(210)와,
도로 주변 대기 중 습도를 감지하고, 감지한 대기 중 습도 정보를 제어부(400)로 제공하는 습도 센서(220)와,
도로면 온도를 감지하고, 감지한 도로면 온도 정보를 제어부(400)로 제공하는 제2 온도 센서(230)와,
도로면 상태를 감지하고, 감지한 도로면 상태 정보를 제어부(400)로 제공하는 도로면 상태 감지 센서(240)를 포함한다.
상기 제1 온도 센서(210)는 도로 주변 대기 중 온도를 감지하고, 감지한 대기 중 온도 정보를 제어부(400)로 제공하는 구성으로, 상기 제1 온도 센서(210)는 발열부(100)가 매립 설치된 도로 주변에 형성된다.
상기 제1 온도 센서(210)가 감지한 도로 주변 대기 중 온도 정보는 제어부(400)가 강설을 예상할 때 이용될 뿐만 아니라, 필요 전력량 계산 시, 반영할 손실 열량 계산에도 이용된다.
상기 습도 센서(220)가 감지한 도로 주변 대기 중 습도 정보는 제어부(400)가 강설을 예상할 때 이용된다.
즉, 본 발명에서는 제1 온도 센서(210)가 감지한 도로 주변 대기 중 온도 정보와 습도 센서(220)가 감지한 도로 주변 대기 중 습도 정보를 이용해 발열부(100)가 설치된 도로 주변의 강설을 예상하게 된다.
예를 들어, 발열부(100)가 설치된 도로 주변의 온도가 낮고 습도가 높을수록 발열부(100)가 설치된 도로 주변에 눈이 올 강설 확률이 높다.
제어부(400)에는 강설이 예상되는 대기 중 온/습도 정보가 사전 저장되어 있고, 사전 저장된 정보와 제1 온도 센서(210)와 습도 센서(220)가 제공하는 온/습도 정보를 이용해, 제어부(400)는 발열부(100)가 설치된 도로 주변의 강설을 예상하게 된다.
상기 제2 온도 센서(230)가 감지한 도로면 온도 정보는 제어부(400)가 도로 결빙을 예상할 때 이용될 뿐만 아니라, 필요 전력량 계산 시, 반영할 손실 열량 계산에도 이용된다.
상기 도로면 상태 감지 센서(240)가 감지하는 도로면 상태는 건조 상태, 젖은 상태, 결빙 상태를 포함한다.
도 3에는 환경 정보 수집부(200)가 제어부(400)로 제공하는 환경 정보의 예가 도시되어 있다. 따라서 상기 환경 정보 수집부(200)가 감지한 도로 주변 대기 중 온도 및 습도 정보, 도로면 온도 정보, 도로면 상태 정보를 통해, 제어부(400)는 현재 발열부(100)가 설치된 도로의 결빙을 예상하게 된다.
상기 전력 공급부(300)는 제어부(400)가 제공하는 전력 공급 제어 신호에 따라 필요 전력량이 발열부(100)로 공급되도록 하는 구성이다.
본 발명에서 필요 전력량만을 발열부(100)로 공급되도록 하는 이유는 불필요한 전력 낭비를 줄이기 위함이다.
도로 결빙 방지를 위한 종래의 전력 공급 방식은 설계된 정격 용량의 전력을 공급하거나 차단하는 방식이어서 불필요한 전력 낭비가 발생하였다.
그러나 본 발명은 도로 면이 결빙되지 않도록 하는 목표 온도(예: 0~2℃)로 하는데 필요한 필요 전력량만을 발열부(100)로 공급하기 때문에 불필요한 전력 낭비가 발생하지 않게 된다.
상기 제어부(400)는 환경 정보 수집부(200)가 제공하는 환경 정보를 이용해 도로 결빙이 예상되거나 결빙 상태인 경우, 도로가 결빙되지 않도록 하는 필요 전력량이 발열부(100)로 공급되도록 하는 전력 공급 제어 신호를 생성하여 전력 공급부(300)로 제공하는 구성이다.
구체적으로, 제어부(400)는 환경 정보 수집부(200)가 제공하는 환경 정보에 의해 도로 결빙이 예상되거나 결빙 상태인 경우, 도로가 결빙되지 않도록 하는 필요 열량을 계산하고, 발열부(100)가 필요 열량을 발열하도록 하는데 필요한 필요 전력량을 계산하고, 계산된 필요 전력량이 발열부(100)에 공급되도록 하는 전력 공급 제어 신호를 생성하여 전력 공급부(300)로 제공한다.
특히, 제어부(400)는 필요 열량 계산 시, 대기 중 온도 정보와 도로면 온도 정보를 이용해 발열부(100)가 설치된 도로면 내부에서 도로면 외부로의 손실 열량을 계산하고, 손실 열량이 반영된 필요 열량을 계산한다. 상기 필요 열량은 도로면 온도를 현재 온도에서 목표 온도로 상승시키는데 필요한 열량인 것을 특징으로 한다.
도로 면은 쌓이는 눈이나 쌓인 눈이 녹아 형성된 물기가 얼지 않도록, 결빙 예상 시, 목표 온도(예: 0~2℃)로 관리되어야 한다.
제어부(400)는 도로 면이 결빙 방지를 위한 목표 온도로 관리되도록 하는 필요 열량을 계산한다. 특히, 필요 열량 계산 시, 도로면 상에서 외부로 손실되는 손실 열량을 반영한다.
손실 열량이 반영된 필요 열량이 계산되면 필요 열량을 발생시키기 위해 발열부(100)로 공급할 필요 전력량을 계산한다. 필요 전력량이 계산되면, 필요 전력량만큼의 전력을 전력 공급부(300)가 발열부(100)로 공급하도록 하는 전력 공급 제어 신호를 전력 공급부(300)로 제공한다.
구체적으로 설명하면, 제어부(400)는 환경 정보 수집부(200)가 제공하는 환경 정보에 의해 도로 결빙이 예상되거나 도로가 결빙 상태인지를 판단한다.
구체적으로, 제어부(400)는 환경 정보 수집부(200)의 제1 온도 센서(210)와 습도 센서(220)가 제공하는 발열부(100)가 설치된 도로 주변의 대기 중 온/습도 정보를 이용해 발열부(100)가 설치된 도로 주변에 강설 중이거나 사전 설정 % 이상의 강설이 예상되는지를 판단한다.
제어부(400)에는 강설 중일 때의 대기 중 온/습도 정보, 강설 확률별 대기 중 온/습도 정보가 사전 저장되어 있고, 사전 저장된 정보와 제1 온도 센서(210)와 습도 센서(220)가 제공하는 온/습도 정보를 이용해, 제어부(400)는 발열부(100)가 설치된 도로 주변의 강설 중 또는 강설 확률을 예상하게 된다.
강설 중 또는 사전 설정 % 이상(예: 70% 이상)의 강설이 예상되는 경우, 제어부(400)는 환경 정보 수집부(200)의 제2 온도 센서(230)가 제공하는 도로면 온도 정보를 이용해 도로면 온도가 사전 설정치 이하인지를 판단한다. 판단 결과, 도로면 온도가 사전 설정치 (예: 0~2℃) 이하이면 도로 결빙이 예상되는 것으로 판단한다.
즉, 강설 중 또는 사전 설정 % 이상(예: 70% 이상)의 강설이 예상되는 경우라 하더라도, 도로면 온도가 사전 설정치 (예: 0~2℃) 이상이면, 눈이 와도 도로에 결빙이 발생하지 않기 때문에, 강설 중 또는 사전 설정 % 이상(예: 70% 이상)의 강설이 예상되고, 도로면 온도가 사전 설정치(예: 0~2℃) 이하인 경우, 도로 결빙이 예상되는 것으로 판단하게 된다.
또한, 강설 중이 아니거나 사전 설정 % (예: 70%) 이상의 강설이 예상되지 않는 경우라 하더라도, 어떠한 원인에 의해 도로 면에 물기가 존재하고, 도로면 온도가 사전 설정치(예: 0~2℃) 이하면, 도로 결빙이 발생할 수 있다.
따라서 제어부(400)는 환경 정보 수집부(200)의 도로면 상태 감지 센서(240)가 제공하는 도로면 상태 정보에 의해 도로가 젖은 상태이고, 환경 정보 수집부(200)의 제2 온도 센서(230)가 제공하는 도로면 온도 정보에 의해 도로면 온도가 사전 설정치(예: 0~2℃) 이하인 경우, 도로 결빙이 예상되는 것으로 판단한다.
도로 결빙이 예상되는 것으로 판단되면, 제어부(400)는 도로가 결빙되지 않도록 하는 필요 열량을 계산한다. 또한, 제어부(400)는 환경 정보 수집부(200)의 도로면 상태 감지 센서(240)가 제공하는 도로면 상태 정보에 의해 도로가 결빙 상태이면, 필요 열량을 계산한다.
먼저, 제어부(500)는 도로 결빙이 예상되거나 결빙된 상태이면, 열 손실이 없다는 전제하에 도로 면을 현재 도로면 온도(예: -2℃)에서 목표 온도(예: 0~2℃)로 상향시키는데 필요한 열량을 계산한다.
이때, 도로 면의 면적 정보가 고려된다. 도로 면의 면적이 클수록 계산되는 열량은 커진다.
예를 들어, 발열부(100)가 지중에 매립 설치된 도로의 면적 S ㎡를 현재 도로면 온도(예: -2℃)에서 목표 온도(예: 0~2℃)로 상향시키는데 필요한 열량 A kcal를 계산할 수 있다.
또한, 제어부(500)는 발열부(100)가 지중에 매립 설치된 면적 S ㎡의 도로 면에서 외부로 손실되는 손실 열량을 계산한다. 이때, 도로면 현재 온도와 도로 주변 대기 중 온도와 발열부(100)가 지중에 매립 설치된 도로의 면적이 고려된다.
예를 들어, 현재 도로면 온도가 -2℃이고, 도로 주변 대기 중 온도가 -10℃인 상태에서 면적 S ㎡의 도로 면에서 외부로 손실되는 손실 열량 B kcal를 계산할 수 있다.
손실 열량은 도로면 현재 온도와 도로 주변 대기 중 온도에 따라 각기 달리 계산된다. 예를 들어, 도로면 현재 온도 -2℃, 도로 주변 대기 중 온도 -10℃인 경우 계산되는 손실 열량은 도로면 현재 온도 -2℃, 도로 주변 대기 중 온도 -5℃인 경우 계산되는 손실 열량보다 크다. 즉, 손실 열량은 도로 주변 대기 중 온도가 낮을수록, 도로면 온도와 도로 주변 대기 중 온도 차가 클수록 크다.
열 손실이 없다는 전제하에 S ㎡의 도로 면을 현재 온도(예: -2℃)에서 목표 온도 (예: 0~2℃)로 상향시키는데 필요한 열량이 A kcal로 계산되고, 손실 열량이 B kcal로 계산되는 경우, 현재 온도(예: -2℃) 상태의 S ㎡의 도로 면을 목표 온도(예: 0~2℃)로 상향시키는데 필요한 필요 열량은 (A+B) kcal로 계산된다.
필요 열량이 계산되면, 제어부(500)는 발열부(100)가 필요 열량을 발열하도록 하는데 필요한 필요 전력량을 계산하고, 계산된 필요 전력량이 발열부(100)에 공급되도록 하는 전력 공급 제어 신호를 전력 공급부(300)로 제공한다.
예를 들어, 필요 열량이 (A+B) kcal로 계산된 경우, 발열부(100)가 필요 열량 (A+B) kcal를 발열하도록 하는데 필요한 필요 전력량 C kWh를 계산하고, 계산된 필요 전력량 C kWh가 발열부(100)에 공급되도록 하는 전력 공급 제어 신호를 전력 공급부(300)로 제공한다.
전력 공급 제어 신호에 따라 전력 공급부(300)는 필요 전력량 C kWh가 발열부(200)에 공급되도록 하고, 발열부(200)는 필요 열량 (A+B) kcal가 발생하도록 발열하여 도로가 결빙되지 않도록 한다.
이상에서 본 발명의 기술 사상을 첨부 도면과 함께 서술하였지만, 이는 본 발명의 바람직한 실시예를 예시적으로 설명한 것이지 본 발명을 한정하는 것은 아니며, 본 발명의 권리 범위는 실시예에 국한되지 않고, 이 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 본 발명의 기술 사상 범주 내에서 변형한 것까지 포함함은 자명하다 할 것이다.
10 : 환경 정보를 이용해 도로의 결빙을 방지하는 도로 결빙 방지 시스템
100 : 발열부
200 : 환경 정보 수집부
300 : 전력 공급부
400 : 제어부

Claims (7)

  1. 환경 정보를 이용해 도로의 결빙을 방지하는 도로 결빙 방지 시스템에 있어서,
    공급된 전력을 이용해 발열하여 도로 면상에 결빙이 형성되지 않도록, 도로면 지중에 매립 설치되는 발열부(100)와;
    발열부(100)가 설치된 도로 주변에 설치되어, 도로 주변의 환경 정보를 수집하여 제어부(400)로 제공하는 환경 정보 수집부(200)와;
    제어부(400)가 제공하는 전력 공급 제어 신호에 따라 필요 전력량이 발열부(100)로 공급되도록 하는 전력 공급부(300)와;
    환경 정보 수집부(200)가 제공하는 환경 정보를 이용해 도로 결빙이 예상되거나 결빙 상태인 경우, 도로가 결빙되지 않도록 하는 필요 전력량이 발열부(100)로 공급되도록 하는 전력 공급 제어 신호를 생성하여 전력 공급부(300)로 제공하는 제어부(400)를 포함하고,

    상기 제어부(400)는,
    환경 정보 수집부(200)가 제공하는 환경 정보에 의해 도로 결빙이 예상되거나 결빙 상태인 경우, 도로가 결빙되지 않도록 하는 필요 열량을 계산하고, 발열부(100)가 필요 열량을 발열하도록 하는데 필요한 필요 전력량을 계산하고, 계산된 필요 전력량이 발열부(100)에 공급되도록 하는 전력 공급 제어 신호를 생성하여 전력 공급부(300)로 제공하는 것을 특징으로 하고,

    상기 환경 정보는 도로 주변 대기 중 온도 정보, 도로 주변 대기 중 습도 정보, 도로면 온도 정보, 도로면 상태 정보를 포함하는 것을 특징으로 하는 환경 정보를 이용해 도로의 결빙을 방지하는 도로 결빙 방지 시스템.
  2. 청구항 1에 있어서,
    상기 발열부(100)는,
    공급된 전력을 이용해 발열하는 탄소 발열선(110)이고,
    상기 탄소 발열선(110)은 차로마다 도로면 지중에 매립 설치되되, 1개 차로의 모든 도로면 지중에 매립 설치되거나 1개 차로의 일부 도로면 지중에 매립 설치되는 것을 특징으로 하는 환경 정보를 이용해 도로의 결빙을 방지하는 도로 결빙 방지 시스템.
  3. 청구항 1에 있어서,
    상기 환경 정보 수집부(200)는,
    도로 주변 대기 중 온도를 감지하고, 감지한 대기 중 온도 정보를 제어부(400)로 제공하는 제1 온도 센서(210)와,
    도로 주변 대기 중 습도를 감지하고, 감지한 대기 중 습도 정보를 제어부(400)로 제공하는 습도 센서(220)와,
    도로면 온도를 감지하고, 감지한 도로면 온도 정보를 제어부(400)로 제공하는 제2 온도 센서(230)와,
    도로면 상태를 감지하고, 감지한 도로면 상태 정보를 제어부(400)로 제공하는 도로면 상태 감지 센서(240)를 포함하고,
    상기 도로면 상태는 건조 상태, 젖은 상태, 결빙 상태를 포함하는 것을 특징으로 하는 환경 정보를 이용해 도로의 결빙을 방지하는 도로 결빙 방지 시스템.
  4. 삭제
  5. 청구항 1에 있어서,
    상기 제어부(400)는 필요 열량 계산 시,
    대기 중 온도 정보와 도로면 온도 정보를 이용해 발열부(100)가 설치된 도로면 내부에서 도로면 외부로의 손실 열량을 계산하고, 손실 열량이 반영된 필요 열량을 계산하되,
    필요 열량은 도로면 온도를 현재 온도에서 목표 온도로 상승시키는데 필요한 열량인 것을 특징으로 하는 환경 정보를 이용해 도로의 결빙을 방지하는 도로 결빙 방지 시스템.
  6. 청구항 1에 있어서,
    상기 제어부(400)는,
    대기 중 온도 및 습도 정보에 의해 강설 중이거나 사전 설정 % 이상의 강설이 예상되고, 도로면 온도 정보에 의해 도로면 온도가 사전 설정치 이하인 경우, 도로 결빙이 예상되는 것으로 판단하는 것을 특징으로 하는 환경 정보를 이용해 도로의 결빙을 방지하는 도로 결빙 방지 시스템.
  7. 청구항 1에 있어서,
    상기 제어부(400)는,
    도로면 상태 정보에 의해 도로가 젖은 상태이고, 도로면 온도 정보에 의해 도로면 온도가 사전 설정치 이하인 경우, 도로 결빙이 예상되는 것으로 판단하는 것을 특징으로 하는 환경 정보를 이용해 도로의 결빙을 방지하는 도로 결빙 방지 시스템.
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