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KR102587869B1 - 가로등을 포함하는 염수분사 시스템 - Google Patents

가로등을 포함하는 염수분사 시스템 Download PDF

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KR102587869B1
KR102587869B1 KR1020230029000A KR20230029000A KR102587869B1 KR 102587869 B1 KR102587869 B1 KR 102587869B1 KR 1020230029000 A KR1020230029000 A KR 1020230029000A KR 20230029000 A KR20230029000 A KR 20230029000A KR 102587869 B1 KR102587869 B1 KR 102587869B1
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KR
South Korea
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salt water
streetlight
street
control controller
lamp
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Application number
KR1020230029000A
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English (en)
Inventor
황청호
민봉기
Original Assignee
블락스톤(주)
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Publication date
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Abstract

본 발명은 가로등을 포함한 염수분사 시스템에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 날씨에 따라 색상을 다르게 발광하는 가로등을 포함하며, 결빙된 노면에 염수를 분사하는 염수분사 시스템에 관한 것이다.
이를 위해 본 발명의 가로등을 포함하는 염수분사 시스템은 제1 태양광 패널이 설치되며, 제1 태양광 패널로부터 생성된 전력을 이용하여 발광하는 가로등 램프를 포함하는 가로등; 노면의 결빙상태를 포함한 센싱정보를 수집하는 블랙아이스 센서; 노면으로 염수를 분사하는 염수분사 장치; 및 제2 태양광 패널이 설치된 관제실 내에 설치되며, 상기 가로등 램프의 밝기값을 상기 가로등으로 송신하며, 블랙아이스 센서로부터 수신한 센싱정보를 이용하여 염수의 분사가 요구되면 염수분사 장치로 염수를 분사하도록 제어하는 관제 컨트롤러;를 포함한다.

Description

가로등을 포함하는 염수분사 시스템{Salt spray system with street lights}
본 발명은 가로등을 포함한 염수분사 시스템에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 날씨에 따라 색상을 다르게 발광하는 가로등을 포함하며, 결빙된 노면에 염수를 분사하는 염수분사 시스템에 관한 것이다.
일반적으로 겨울철에 눈이나 비가 내려 차로 표면에 눈이 쌓이거나 결빙되는 경우 교통사고가 발생할 수 있으며, 특히 산악 지형에 형성된 차로의 경우 그늘로 인해 차로에 쌓인 눈이 녹는 속도가 일반 차로에 비해 대단히 느려 노면에 쌓인 눈을 신속히 제설하지 않으면 차로가 결빙되어 교통사고가 빈번하게 발생하게 된다. 이와 같은 차로 결빙으로 인한 교통사고는 굽은 차로 내지 내리막 차로에 특히 많이 발생한다.
따라서, 도로상에 쌓인 눈을 제거하는 제설작업이나 도로의 결빙을 강제적으로 해빙시키는 것이 절대적으로 요구되고 있다.
이와 같이 도로의 눈을 제거하거나 해빙하는 종래의 가장 보편적인 방법으로 도로에 염화칼슘과 같은 제설수 및 해빙제, 또는 모래나 소금과 같은 마찰제를 살포하거나 또는 스크레이퍼 등의 제설차를 이용하여 제설작업을 하는 방법이 널리 시행되고 있다.
그러나, 상기와 같은 제설수나 해빙제를 살포하는 종래의 방법으로 자동차를 이용하여 제설수를 살포하거나, 작업자가 직접 움직이며 수작업으로 제설수 또는 제설제를 살포하기 때문에 막대한 인력과 장비 및 비용이 소요됨과 동시에 작업의 효율성이 떨어지는 문제점이 있었다.
또한, 수작업에 의해 제설제를 살포함으로써, 도로에 제설제가 골고루 살포되지 않아 제설작업이 제대로 이루어지지 않게 되는 문제점이 있었다.
즉, 도로의 경우에는 여러 개의 차선으로 이루어져 있어 도로의 폭이 넓어 수작업에 의존하여 제설수를 살포하는 경우 여러 번 반복하여 제설수를 살포하여야 함으로써, 제설작업을 수행하는데 많은 시간이 소요되고 작업자가 사고의 위험에 노출되는 문제점이 있었다.
한국등록특허 제10-2454235호(발명의 명칭: 자동 염수분사장치 및 이를 포함하는 자동 염수분사시스템) 한국등록특허 제10-2432286호(발명의 명칭: 노면상황 분석 및 염수분사 자동제어 시스템)
본 발명이 해결하고자 하는 과제는 자동으로 염수를 분사하는 염수분사 시스템을 제안함에 있다.
본 발명이 해결하고자 하는 다른 과제는 염수를 분사하는 배관 및 노즐이 염수로 인해 부식되는 것을 방지하는 방안을 제안함에 있다.
본 발명이 해결하고자 하는 또 다른 과제는 도로의 결빙상태를 확인하는 것이 가능한 염수분사 시스템을 제안함에 있다.
이를 위해 본 발명의 가로등을 포함하는 염수분사 시스템은 제1 태양광 패널이 설치되며, 제1 태양광 패널로부터 생성된 전력을 이용하여 발광하는 가로등 램프를 포함하는 가로등; 노면의 결빙상태를 포함한 센싱정보를 수집하는 블랙아이스 센서; 노면으로 염수를 분사하는 염수분사 장치; 및 제2 태양광 패널이 설치된 관제실 내에 설치되며, 상기 가로등 램프의 밝기값을 상기 가로등으로 송신하며, 블랙아이스 센서로부터 수신한 센싱정보를 이용하여 염수의 분사가 요구되면 염수분사 장치로 염수를 분사하도록 제어하는 관제 컨트롤러;를 포함한다.
본 발명에 따른 가로등을 포함하는 염수분사 시스템은 설치된 태양광 패널을 이용하여 전력을 공급받아 가로등 또는 염수분사 시스템을 가동함으로써 외부의 전력 공급없이도 가동이 가능하다는 장점이 있다.
또한, 본 발명은 가로등 또는 염수분사 시스템에서 소모되는 전력을 최소화하기 위해 충전된 배터리의 전력을 고려하여 가로등 및 염수분사 시스템을 가동한다.
이외에도 본 발명은 외부 날씨에 발광되는 가로등의 색상을 달리함으로써 운전자의 시야를 확보할 수 있는 효과가 있다.
도 1은 본 발명의 일실시 예에 따른 염수분사 시스템을 도시하고 있다.
도 2는 본 발명의 일실시 예에 따른 블랙아이스 센서를 도시하고 있다.
도 3은 본 발명의 일실시 예에 따른 원격지의 관리자 단말을 통해 염수분사 시스템의 상태 모니터링 및 제어하는 화면을 도시하고 있다.
도 4는 본 발명의 일실시 예에 따른 가로등 램프를 가동하는 프로세스를 도시한 흐름도이다.
도 5는 본 발명의 일실시 예에 따른 배관 커버를 도시하고 있다.
도 6은 본 발명의 일실시 예에 따른 가로등의 구성을 도시한 블록도이다.
도 7은 본 발명의 일실시 예에 따른 관제 컨트롤러의 구성을 도시한 블록도이다.
도 8은 본 발명에서 제안하는 가로등을 도시하고 있다.
도 9는 본 발명에서 제안하는 태양광 패널이 설치된 관제실을 도시하고 있다.
전술한, 그리고 추가적인 본 발명의 양상들은 첨부된 도면을 참조하여 설명되는 바람직한 실시 예들을 통하여 더욱 명백해질 것이다. 이하에서는 본 발명의 이러한 실시 예를 통해 당업자가 용이하게 이해하고 재현할 수 있도록 상세히 설명하기로 한다.
도 1은 본 발명의 일실시 예에 따른 염수분사 시스템을 도시하고 있다. 이하 도 1을 이용하여 본 발명의 일실시 염수분사 시스템에 대해 상세하게 알아보기로 한다.
도 1에 의하면, 염수분사 시스템(100)은 가로등(110), 블랙아이스 센서(120), 염수분사 장치(130), 관제 컨트롤러(140), 외부 서버(150) 및 관리자 단말(160)을 포함한다. 물론 상술한 구성 이외에 다른 구성이 본 발명에서 제안하는 염수분사 시스템(100)에 포함될 수 있다.
가로등(110)은 도로의 가장자리에 일정한 간격 또는 설정된 지점에 설치되며, 적어도 2개의 색상으로 발광한다. 일 예로 가로등 램프는 평상시에는 백색으로 발광하는 반면, 안개가 끼었을 때는 식별성이 좋은 주황색 또는 엠버(amber)색으로 발광한다. 이외에도 가로등 램프는 날씨나 시간에 따라 지속점등, 점멸 등 상이한 형태로 발광한다.
또한, 가로등(110)은 블랙아이스 센서(120)에 의해 노면이 결빙되었다고 판단되면, 결빙된 노면으로 인한 사고를 방지하지 위해 노면이 결빙된 지점에 대응되는 가로등(110)의 색상을 노면이 결빙되지 않은 지점에 대응되는 가로등의 색상과 달리 발광할 수 있다. 이를 통해 운전자는 노면이 결빙된 지점의 직관적으로 인식할 수 있다. 물론 배터리에 충전된 전력이 충분하지 않은 경우에는 노면이 결빙된 지점에 대응되는 가로등(110)만 발광할 수 있다.
특히 본 발명에서 제안하는 가로등(110)은 기존 가로등보다 낮은 높이를 갖는 가로등(110)을 제안하여 운전자가 노면의 상태를 확인할 수 있도록 한다.
가로등(110)은 태양광 패널을 포함하며, 외부의 전원 공급없이 태양광 패널에서 생성된 전력을 이용하여 가로등 램프를 발광한다.
가로등(110)은 관제 컨트롤러(140)와 유선 또는 무선으로 연결되며, 관제 컨트롤러(140)로부터 수신한 제어명령에 따라 가동 여부를 결정한다. 즉, 가로등(110)은 관제 컨트롤러(140)로부터 수신한 제어명령에 따라 가동시간, 발광색상 등 다양한 형태로 가동한다. 부연하여 설명하면, 가로등 램프는 태양광 패널에서 생성된 전력을 이용하여 발광하며, 생성된 전력을 효율적으로 활용할 수 있도록 발광한다. 즉, 가로등 램프는 날씨, 배터리에 충전된 전력 등을 고려하여 발광하며, 이를 위해 관제 컨트롤러(140)는 가로등(110)으로 제어 명령을 송신한다.
가로등(110)은 배터리를 포함하며, 태양광 패널에서 생성된 전력을 충전하며, 배터리에 충전된 전력을 이용하여 가로등 램프를 발광한다.
가로등(110)은 통신 모듈을 포함하며, 통신 모듈을 이용하여 관제 컨트롤러(140)와 통신을 수행한다. 가로등(110)은 상술한 바와 전력을 효율적으로 활용하기 위해 관제 컨트롤러(140)와 설정된 주기 간격으로 통신한다. 즉, 통신 모듈은 평상시에는 슬립 모드로 진입하며, 통신이 필요한 경우에만 활성 모드로 진입한다. 물론 통신 모듈을 관제 컨트롤러와 통신이 완료된 경우에는 다시 슬립 모드로 진입하여 전력 소모를 최소화한다. 통신 주기는 배터리에 충전된 전력에 따라 달라질 수 있다.
블랙아이스 센서(120)는 도로 상에 설치되며, 도로의 수막두께, 얼음층 두께, 눈두께 또는 결빙률 등을 측정한다. 블랙아이스 센서(120)는 노면 온도, 노면 상태 등을 측정한다.
블랙아이스 센서는 광학식 비침투성 센서로, 측정하고자 하는 목적 위치에서 6 내지 15미터 이격된 지점에 설치되며, 측정 위치에 별도의 디바이스를 설치할 필요가 없는 센서이다. 센서 장치는 발광부, 수광부 및 IR 온도계로 구성된다.
도 2는 본 발명의 일실시 예에 따른 블랙아이스 센서를 도시하고 있다. 이하 도 2를 이용하여 블랙아이스 센서의 동작에 대해 상세하게 알아보기로 한다.
도 2에 의하면, 블랙아이스 센서는 상술한 바와 같이 발광부, 수광부 및 IR 온도계로 구성된다.
블랙아이스 센서(120)는 특정한 파장 밴드(적외선 베이스)의 비가시광을 렌즈로 모아서 발광부((120a)를 통해 조사하고 그 빛은 노면에 닿으면서 노면의 습기, 물, 눈, 얼음, 슬러시 상태에 따라 빛의 일부는 흡수되고 반사된다. 반사된 빛을 모터로 일정시간 간격으로 회전시키는 4개의 필터로 구성된 수광부(120b)를 거쳐 수신한다. 수신된 빛의 세기, 상태를 정밀하게 측정하여 1차로 노면 위에 쌓인 피막 두께를 산출한다.
또한 블랙아이스 센서(120)의 하단에는 적외선 비접촉 온도계(120c)가 설치되며, 설치된 적외선 온도계를 이용하여 노면 표층의 온도를 산출한다. 산출한 피막 두께, 노면 온도 및 광학 분광필터로부터 산출한 데이터를 수학적 연산을 이용하여 눈의 경우에는 2 내지 10mm의 두께를, 얼음이나 수막, 등은 0 내지 2000미크론(2mm)까지 10미크론 해상도로 읽어낸다.
블랙아이스 센서(120)는 물, 눈, 습기 또는 건조한 도로의 특성에 따라 타이어 마찰력까지 0.00~1.00까지 소수점 단위로 표시한다.
본 발명과 관련하여 태양광 패널에 의해 충전되는 전력 상태는 상시 원격 모니터링 및 외부 서버에 기록되므로 장기간의 데이터 또는 그래프를 보면 현 상태 확인 및 예측이 가능하므로 배터리에 충전된 전력을 효율적으로 관리할 수 있다.
물론 펌프가 3상 380V전원이 아닌 상용 단상 220V로 가동이 되므로 비상 전력을 공급할 수 있는 주변 환경이 조성되면, 백업으로 비상전원을 공급받아 펌프를 가동할 수 있다.
블랙아이스 센서(120)는 온도 센서를 포함하며, 온도 센서를 이용하여 노면의 온도를 측정한다. 블랙아이스 센서(120)는 광센서를 포함하며, 광센서를 이용하여 수막 두께, 얼음층 두께, 눈 두께 또는 결빙율을 측정 및 수집한다.
노면 상태는 수막두께, 노면 온도 측정값으로 결정되며, 건조상태, 젖은 상태, 결빙 상태 등을 포함한 다양한 상태를 판단한다. 눈/비 등 주변 조건으로 인해 감소될 수 있는 노면 위의 타이어 접지력을 마찰계수로 표시한다.
블랙아이스 센서(120)는 폴대를 포함하며, 폴대 상단에 설치된다.
염수분사 장치(130)는 배관, 펌프, 염수탱크, 물탱크를 포함한다. 물론 상술한 구성 이외에 다른 구성이 본 발명에서 제안하는 염수분사 장치에 포함될 수 있다.
염수탱크는 염수를 보관하며, 물탱크는 물을 보관한다. 배관은 분사 노즐을 포함하며, 염수탱크 및 물탱크와 연결된다. 배관은 염수탱크에 보관된 염수 또는 물을 분사 노즐을 통해 외부로 분사한다, 배관은 노로의 중앙선 부분에 설치되며, 양측에 형성된 노즐을 통해 외부로 염수 또는 물을 분사한다.
펌프는 염수탱크에 보관된 염수 또는 물탱크에 보관된 물을 배관으로 공급한다. 즉, 펌프는 염수탱크에 보관된 염수 또는 물탱크에 보관된 물 중 어느 하나를 배관으로 공급한다.
본 발명과 관련하여 도로의 결빙이 잦은 겨울철에는 염수 탱크에 보관된 염수를 도로 상으로 분사하는 반면, 도로가 결빙되지 않는 기간에는 배관에 남아있는 염수로 인해 배관이 부식되는 것을 방지하기 위해 물 탱크에 보관된 물을 이용하여 배관을 세척한다. 이와 같이 본 발명은 염수의 분사가 필요하지 않는 기간에는 배관 내부에 남아 있는 염수를 외부로 배출한다.
관제 컨트롤러(140)는 가로등(110) 또는 펌프 등을 제어한다. 관제 컨트롤러(140) 역시 태양광 패널로부터 생성된 전력을 이용하여 가동하나, 필요한 경우 외부로부터 상시전원을 공급받을 수 있다.
관제 컨트롤러(140)는 외부 서버(150)와 통신을 수행하며, 외부 서버(150)로부터 필요한 정보를 송신하거나, 외부 서버(150)로 필요한 정보를 수신한다. 일 예로 관제 컨트롤러(140)는 조도 센서로부터 읽은 조도값을 외부 서버(150)로 송신하며, 외부 서버(150)로부터 가로등 램프의 가동 정보를 수신한다.
관제 컨트롤러(140)는 가로등을 제어하기 위해 가로등의 제어 명령을 송신하며, 펌프를 제어하기 위해 펌프의 가동 및 정지를 직접 제어한다.
관제 컨트롤러(140)는 가로등 (110)과 447㎒ 로 무선통신을 수행하는 통신모듈과 외부 서버(150)와 LTE 통신을 수행하는 통신모듈을 포함한다. 관제 컨트롤러(140)는 염수탱크 또는 물탱크의 수위를 측정하는 수위센서, 염수탱크의 펌프 가동시 펌프를 보호하기 위한 유체 플로우 센서, 건물 외부의 조도센서, 실외의 온도센서 및 블랙아이스 센서, 염수탱크의 펌프 또는 물탱크의 펌프를 제어한다.
외부 서버(150)는 관제 컨트롤러(140)와 통신을 수행하며, 관제 컨트롤러(140)로부터 필요한 정보를 수신하거나, 관제 컨트롤러(140)로 필요한 정보를 송신한다. 본 발명과 관련하여 외부 서버(150)는 기상청의 공공정보 API를 통해 서버와 연결되며, 기상 정보를 수신한다.
외부 서버(150)는 관제 컨트롤러(140)로부터 수신한 정보 이외에 기상청 공공정보 서버로부터 수신한 기상 정보를 이용하여 가로등 또는 펌프의 가동 정보를 생성하며, 생성한 가동 정보를 관제 컨트롤러(140)로 송신한다. 이외에도 외부 서버(150)는 다양한 정보를 관제 컨트롤러로 송신한다.
외부 서버(150)는 관제 컨트롤러(140)로부터 제공받은 정보를 분석하여 관리자 단말(160)로 송신한다. 일 예로 외부 서버(150)는 염수탱크에 보관된 염수 또는 물탱크에 보관된 물이 설정치 이하인 경우 염수 또는 물의 보충을 지시하는 정보를 관리자 단말로 송신한다. 또는 외부 서버(150)는 가로등이 포함된 염수분사 시스템의 현재 상태 정보를 관리자 단말(160)로 송신한다.
본 발명에서 제안하는 관리자 단말(160)은 PC, 노트북 또는 휴대폰 등을 포함한다. 외부 서버(150)는 관제 컨트롤로(140)로부터 수신한 데이터 또는 분석한 데이터 등을 저장하며, 원격지의 관리자 단말(160)을 통해 상태 모니터링 및 실시간 제어를 하게 된다.
도 3은 본 발명의 일실시 예에 따른 원격지의 관리자 단말을 통해 염수분사 시스템의 상태 모니터링 및 제어하는 화면을 도시하고 있다.
도 3에 도시된 바와 같이 원격지에서 화면을 통해 염수제어, 램프시간설정, 낮은 가로등 제어, 블랙아이스 상태 등 다양한 상태정보를 모니터링할 수 있으며, 필요한 실시간 제어가 가능하다.
도 4는 본 발명의 일실시 예에 따른 가로등 램프를 가동하는 프로세스를 도시한 흐름도이다. 이하 도 3을 이용하여 본 발명의 일실시 예에 따른 가로등 램프를 가동하는 프로세스에 대해 상세하게 알아보기로 한다.
도 4에 의하면 가로등 램프를 가동하는 프로세스는 가로등, 관제 컨트롤러 및 외부 서버를 포함한다.
S400단계에서 관제 컨트롤러는 조도센서로부터 수신한 조도값을 외부 서버로 송신하며, 조도값을 수신한 외부 서버는 S402단계에서 관제 컨트롤러로 수신 확인(ACK)신호를 송신한다.
S404단계에서 외부 서버는 수신한 조도값에 따라 가로등 램프의 밝기값을 결정한다.
S406단계에서 외부 서버는 결정한 가로등 램프의 밝기값을 관제 컨트롤러로 송신하며, 가로등 램프의 밝기값을 수신한 관제 컨트롤러는 S408단계에서 외부 서버로 수신 확인(ACK)신호를 송신한다.
S410단계에서 관제 컨트롤러는 수신한 가로등 램프의 밝기값을 가로등으로 송신하며, 가로등 램프의 밝기값을 수신한 가로등은 S412단계에서 관제 컨트롤러로 수신 확인(ACK)신호를 송신한다.
S414단계에서 가로등은 가로등 램프의 상태값을 관제 컨트롤러로 송신하며, 가로등 램프의 상태값을 수신한 관제 컨트롤러는 S416단계에서 가로등으로 수신 확인(ACK)신호를 송신한다.
S418단계에서 관제 컨트롤러는 가로등 램프의 상태값을 외부 서버로 송신하며, 가로등 램프의 상태값을 수신한 외부 서버는 S420단계에서 관제 컨트롤러로 수신 확인(ACK)신호를 송신한다.
상술한 바와 같이 가로등은 관제 컨트롤러로부터 수신한 가로등 램프의 밝기값을 이용하여 가로등 램프의 밝기를 조절하는 것이 아니라 상술한 바와 같이 배터리에 충전된 전력을 이용하여 가로등 램프의 밝기를 조절한다. 따라서, 배터리에 충전된 전력이 설정값 이상인 경우에는 관제 컨트롤러로부터 수신한 가로등 램프의 밝기값에 따라 가로등 램프를 가동하는 반면, 배터리에 충전된 전력이 설정값 이하인 경우는 관제 컨트롤러로부터 수신한 가로등 램프의 밝기값보다 작은 밝기값으로 가로등 램프를 가동한다.
또한, 본 발명은 상술한 바와 같이 외부 서버가 기상 서버로부터 날씨 정보를 수신하며, 날씨 정보는 현재 날씨 정보뿐만 아니라 향후 날씨 정보를 포함한다. 외부 서버는 수신한 날씨 정보를 관제 컨트롤러로 송신하며, 관제 컨트롤러는 가로등으로 날씨 정보를 송신한다. 가로등은 현재 배터리에 충전된 전력이 설정값 이상인 경우에도 향후 날씨로 인해 배터리에 충전된 전력이 현재 상태를 유지하기 어려운 경우에는 관제 컨트롤러로부터 수신한 가로등 램프의 밝기값보다 작은 밝기값으로 가로등 램프를 가동한다. 즉, 향후 날씨가 흐린 날씨, 장마 등인 경우에는 가로등은 관제 컨트롤러로부터 수신한 가로등 램프의 밝기값보다 작은 밝기값으로 가로등 램프를 가동하여 배터리 소모를 최소화한다.
또한, 본 발명에서 제안한 염수분사 시스템은 동절기에는 블랙아이스 센서의 검출 데이터를 기준으로 실외 온도센서, 조도센서, 외부 서버로부터 수신한 기상데이터를 종합하여 염수를 분사하며, 염수 분사와 더불어 노면이 결빙된 지점에 가로등을 발광하도록 한다. 특히 본 발명은 상술한 바와 같이 노면이 결빙된 지점의 가로등 발광 색상과 노면이 결빙되지 않은 가로등 발광 색상을 달리하거나, 가로등의 점멸 등을 이용하여 운전자가 노면이 결빙된 지점을 직관적으로 인지하도록 한다.
특히, 본 발명에서 제안하는 염수분사 시스템은 산간 구릉지대, 바람이 직접 부딪히는 언덕, 돌출 커버길, 톨게이트 진출입로 등이나, 제설수 분사용 펌프가 가동을 위해 3상 전력선 공사가 설치되지 않은 곳에 활용할 수 있다.
또한, 본 발명에서 제안하는 염수분사 시스템은 외부 상시전원을 공급받기 어려운 지점에 설치하여 태양광 충전 배터리 기반으로 가로등을 발광하여 블랙아이스 등으로부터 운전자를 보호할 수 있다.
도 5는 본 발명의 일실시 예에 따른 도로 상에 설치되는 배관을 수납하는 배관 케이스를 도시하고 있다 이하 도 5를 이용하여 본 발명의 일실시 예에 따른 배관 케이스에 대해 상세하게 알아보기로 한다.
도 5에 의하면, 배관 케이스(500)는 하부 케이스(510) 및 상부 케이스(520)를 포함한다. 특히 도 5(a)는 하부 케이스를 도시하고 있으며, 도 5(b)는 상부 케이스를 도시하고 있다.
하부 케이스(510)는 저면은 사각형 형상을 가지며, 저면을 기준으로 상부 방향으로 4개의 나사 홀(510a)이 형성된다. 하부 케이스는 배관의 일부가 수납되는 수납홀(510b)이 형성되며, 일 예로 수납홀(510b)은 반기둥 형상을 갖는다. 수납홀(510b)이 형성된 라인을 기준으로 직각 방향으로 분사홀(510c)이 형성되며, 분사홀(510c)은 양측으로 2개가 형성된다. 본 발명과 관련하여 수납홀(510b)의 단면은 반원 형상인 반면, 분사홀(510c)은 타원 형상을 갖는다. 즉, 분사홀(510c)은 배관 케이스 내에서 배관이 일정 거리 자유롭게 이동할 수 있도록 타원형으로 설계된다.
또한, 하부 케이스의 4 모서리 상에는 4개의 인입홀(510d)이 형성된다. 즉, 제1 인입홀을 기준으로 시계 방향 또는 반시계 방향으로 형성된 홀을 제2 인입홀 내지 제4 인입홀이라고 하면, 제1 인입 홀 및 제2 인입 홀 사이에는 수납홀(510b)이 형성되며, 제1 인입 홀 및 제4 인입 홀 사이 분사홀(510c)이 형성된다.
상부 케이스(520)는 하부 케이스(510)와 대응되는 구조를 갖는다. 상부 케이스(520)의 모서리 상에는 돌출부(520d)가 형성되며, 형성된 돌출부(520d)는 하부 케이스와 체결시 인입홀(510d)에 인입된다.
또한, 상부 케이스(520) 역시 단면이 반원인 수납홀(520b) 및 단면이 타원인 분사홀(520c)이 형성된다. 이외에도 상부 케이스(520)는 하부 케이스(510)의 나사 홀(510a)에 인입되는 나사(520a)가 형성된다. 즉, 상부 케이스(520)와 하부 케이스(510)를 결합한 상태에서 상부 케이스(520)에 형성된 나사(520a)를 하부 케이스(510)에 형성된 나사 홀(510a)에 체결한다. 물론 배관을 상부 케이스(520)와 하부 케이스(510) 사이에 인입한 상태에서 상부 케이스(520)와 하부 케이스(510)를 체결한다.
도 6은 본 발명의 일실시 예에 따른 가로등의 구성을 도시한 블록도이다. 이하 도 6을 이용하여 본 발명의 일실시 예에 따른 가로등의 구성에 대해 상세하게 알아보기로 한다.
도 6에 의하면, 가로등(110)은 태양광 패널(110a), 배터리(110b), 가로등 램프(110c), 통신모듈(110d), 저장모듈(110e) 및 제어모듈(110f)을 포함한다. 물론 상술한 구성 이외에 다른 구성이 본 발명에서 제안하는 가로등에 포함될 수 있다.
태양광 패널(110a)은 가로등 지주의 상단에 위치하며, 전력을 생산한다.
배터리(110b)는 태양광 패널에서 생성된 전력을 저장하며, 가로등을 구성하는 각 구성으로 전력을 공급한다. 일 예로 배터리(110b)는 가로등 램프(110c)로 전력을 공급하거나, 통신모듈(110d) 또는 저장모듈(110e)로 전력을 공급한다.
가로등 램프(110c)는 제어모듈의 제어 하에 발광한다. 상술한 바와 같이 가로등 램프(110c)는 날씨 등에 따라 백색 또는 백색 이외의 색상으로 발광하거나, 밝기값을 달리하여 발광한다. 이와 같이 가로등 램프(110c)는 다양한 방식으로 발광한다.
통신모듈(110d) 역시 상술한 바와 같이 소모되는 전력을 최소화하기 위해 평상시에는 슬립모드를 유지하며, 필요한 경우에만 활성모드로 진입한다. 즉, 통신모듈(110d)은 활성모드로 진입한 이후 관제 컨트롤러와 통신을 수행한다.
통신모듈(110d)은 관제 컨트롤러로부터 가로등 램프의 밝기값에 대한 정보를 수신하거나, 가로등 램프(110c)의 실제 밝기값을 송신한다. 이외에도 통신모듈(110d)은 가로등 램프(110d)가 소등 또는 점등 등 점등 상태를 관제 컨트롤러로 송신한다. 통신모듈(110d)은 관제 컨트롤러로부터 날씨 정보를 수신한다.
저장모듈(110e)은 가로등 램프(110c)의 점등 상태 또는 밝기값을 저장한다. 저장모듈(110e)은 배터리(110b)의 충전된 전력에 대한 정보를 저장하며, 통신모듈(110d)로부터 수신한 날씨 정보를 저장한다.
이외에도 저장모듈(110e)은 가로등을 가동하는데 필요한 제어정보를 저장한다.
제어모듈(110f)은 가로등을 구성하는 각 구성의 동작을 제어한다. 제어모듈(110f)은 태양광 패널(110a)에서 생산된 전력을 배터리에 저장하도록 태양광 패널(110a)과 배터리(110b)를 제어한다. 제어모듈(110f)은 배터리(110b)에 충전된 전력을 파악하고, 파악한 전력을 이용하여 가로등 램프(110c)의 밝기값, 발광시간을 설정한다. 상술한 바와 같이 제어모듈(110f)은 배터리에 충전된 전력이 설정값 이하인 경우에는 관제 컨트롤러로부터 수신한 가로등 램프(110c)의 밝기값보다 상대적으로 낮은 밝기값으로 가로등 램프가 발광되도록 제어한다. 이에 비해 제어모듈(110f)은 배터리에 충전된 전력이 설정값 이상인 경우에는 관제 컨트롤러로부터 수신한 가로등 램프의 밝기값으로 가로등 램프가 발광되도록 제어한다.
이외에도 제어모듈(110f)은 관제 컨트롤러로부터 수신한 날씨 정보를 이용하여 가로등 램프의 밝기값을 제어한다. 즉, 향후 흐린 날씨가 지속되는 경우에는 태양광 패널의 전력 생산 효율이 낮아지게 되므로 배터리에 충전될 전력이 급격히 감소하게 된다. 따라서, 제어모듈(110f)은 향후 날씨가 흐린 경우에는 관제 컨트롤러로부터 수신한 가로등 램프의 밝기값보다 상대적으로 낮은 밝기값으로 가로등 램프가 발광되도록 제어한다.
이외에도 제어모듈(110f)은 다양한 방식으로 가로등 램프(1210c)의 가동을 제어한다.
도 7은 본 발명의 일실시 예에 따른 관제 컨트롤러의 구성을 도시한 블록도이다. 이하 도 7을 이용하여 본 발명의 일실시 예에 따른 관제 컨트롤러의 구성에 대해 상세하게 알아보기로 한다.
도 7에 의하면, 관제 컨트롤러(140)는 통신모듈(140a), 저장모듈(140b), 입력모듈(140c), 표시모듈(140d) 및 제어모듈(140e)을 포함한다. 통신모듈(140a)은 가로등 또는 외부 서버와 통신을 수행한다. 통신모듈(140a)은 가로등으로 가로등 램프의 밝기값을 송신하며, 가로등으로부터 발광 중인 가로등 램프의 밝기값을 수신한다. 통신모듈(140a)은 외부 서버로 조도센서로부터 수신한 조도값을 송신하며, 송신한 조도값에 대응되는 가로등 램프의 밝기값을 수신한다.
통신모듈(140a)은 조도센서로부터 조도값을 수신한다. 조도센서는 관제 컨트롤러가 운영되는 관제실의 외벽에 설치된다. 조도센서는 일정 시간 간격으로 측정한 조도값을 통신모듈로 송신한다.
통신모듈(140a)은 블랙아이스 센서와 통신을 수행하며, 블랙아이스 센서로부터 블랙아이스 센서가 수집한 정보를 수신한다. 상술한 바와 같이 블랙아이스 센서는 노면의 온도, 수막 두께, 얼음층 두께, 눈 두께 또는 결빙율 등을 수집한다.
저장모듈(140b)은 관제 컨트롤러를 가동하는데 필요한 정보를 저장한다. 저장모듈(140b)은 통신모듈로부터 수신한 다양한 정보를 저장한다. 즉, 저장모듈(140b)은 조도값, 가로등 램프의 밝기값, 블랙아이스 센서로부터 수집한 정보, 날씨 정보 등을 저장한다. 이외에도 저장모듈(140b)은 관제 컨트롤러의 가동에 필요한 다양한 정보를 저장한다.
입력모듈(140c)은 터치 패널 또는 키패드 등이 갖춰진 휴대폰과 그 휴대폰에서 동작되는 앱 어플리케이션 및 컴퓨터, 노트북의 브라우저 등 다양한 형태로 구현이 가능하며, 관리자가 관제 컨트롤러를 가동하는데 필요한 다양한 정보를 입력한다.
표시모듈(140d)은 입력모듈(140c)과 일체로 구현되거나 별도로 구현될 수 있다. 표시모듈(140d)은 평상시에는 전력 소모를 최소화하기 위해 오프된 상태를 유지하며, 필요한 경우에 가동되도록 설정한다. 상술한 바와 같이 관제 컨트롤러는 별도의 외부 전원없이 배터리에 충전된 전력을 이용하여 가동하는 것이 바람직하며, 이를 위해 관제 컨트롤러 역시 전력 소모를 최소화하는 것이 바람직하다. 이를 관제실의 지붕 또는 주변에 전력을 생산할 수 있는 태양광 패널 등이 설치되며, 설치된 태양광 패널로부터 전력을 생산한다.
제어모듈(140e)은 관제 컨트롤러를 구성하는 각 구성의 동작을 제어한다. 제어모듈(140e)은 블랙아이스 센서로부터 수신한 정보를 이용하여 펌프의 가동 여부를 결정한다. 제어모듈(140e)은 염수분사가 요구되는 경우에는 펌프를 가동하여 염수가 분사노즐을 통해 외부로 분사되도록 한다. 제어모듈(140e)은 블랙아이스 센서로부터 수신한 정보를 이용하여 펌프를 다양한 방식으로 가동한다. 즉, 제어모듈(140e)은 블랙아이스 센서로부터 수신한 정보를 이용하여 염수의 분사량, 분사시간 등을 설정하며, 설정된 분사량과 분사시간에 따라 펌프를 가동한다.
제어모듈(140e)은 일정 기간(하절기 등)동안 염수분사가 필요없는 경우에는 물탱크에 보관된 물을 외부로 분사하여 배관 내부에 남아있는 염수가 외부로 분사되도록 한다.
제어모듈(140e)은 외부 서버로부터 수신한 정보를 가로등으로 송신하도록 통신모듈(140a)을 제어한다. 제어모듈(140e)은 조도센서로부터 수신한 조도값을 외부 서버로 송신하도록 통신모듈(140a)을 제어하거나, 필요한 외부 서버로 조도값을 송신하는 대신 가로등 램프의 밝기값을 직접 산출할 수 있다. 즉, 제어모듈(140e)은 외부 서버와 통신이 단절된 경우에는 직접 가로등 램프의 밝기값을 산출하며, 산출한 밝기값을 가로등으로 송신하도록 제어한다.
도 8은 본 발명에서 제안하는 가로등을 도시하고 있으며, 특히 도 8(a)는 태양광 패널, 배터리 및 제어모듈이 설치된 가로등을 도시하고 있으며, 도 8(b)는 가로등 램프가 설치된 가로등을 도시하고 있다. 상술한 바와 같이 본 발명에서 제안하는 가로등은 태양광 패널에서 생산된 전력을 배터리에 저장하며, 관제 컨트롤러와의 통신을 위한 447㎒ 대역의 통신모듈을 포함한다. 또한, 가로등 램프는 백색, 주황색을 LED를 포함한다. 이와 같이 본 발명에서 제안하는 가로등은 태양광 패널, 배터리 및 제어모듈이 설치된 가로등과 가로등 램프가 설치된 가로등으로 구분되며, 제어모듈의 제어하에 가로등 램프가 가동된다.
도 9는 본 발명의 일실시 예에 따른 관제 컨트롤러가 설치된 관제실을 도시하고 있다. 도 9에 의하면, 관제실은 상단에 태양광 패널이 설치되어 있으며, 설치된 태양광 패널에 의해 생산된 전력은 관제실에 설치된 배터리에 저장된다. 배터리에 저장된 전력을 관제실에 설치된 관제 컨트롤러 또는 펌프의 가동에 활용된다. 관제실의 외부에는 조도센서가 설치된다는 것은 앞서 살펴본 바와 같다.
본 발명에서 제안하는 염수탱크와 물탱크는 수위센서를 포함하며, 수위센서에 측정한 염수의 수위 또는 물의 수위가 설정 수위 이하인 경우에는 염수탱크의 염수 또는 물탱크의 물을 보충하도록 관리자 단말(원격지의 PC, 노트북 또는 휴대폰)로 요청한다. 이외에도 본 발명은 유체 플로우 센서를 포함하며, 배관으로 공급되는 염수 또는 물의 흐름을 센싱한다.
이와 같이 본 발명에서 제안하는 관제 컨트롤러는 블랙아이스 센서로부터 수신한 정보를 이용하여 펌프의 가동을 제어하며, 조도센서로부터 수신된 조도값을 이용하여 가로등 램프의 가동을 제어한다.
본 발명은 가로등에 설치된 태양광 패널과 관제실에 설치된 태양광 패널로부터 생성된 전력을 계절에 따라 공유하는 방안을 제안한다. 즉, 겨울철인 경우에는 염수분사를 분사하는 펌프에 전력을 우선 공급하도록 관제실에 설치된 태양광 패널로부터 생성된 전력이 기준 전력 이하인 경우에는 가로등에 설치된 태양광 패널로부터 생성된 전력을 염수를 분사하는 장치로 공급한다.
반면, 노면이 결빙되지 않는 여름철에는 노면에 염수를 분사할 이유가 없으므로, 관제실에 설치된 태양광 패널로부터 생성된 전력을 가로등으로 공급한다. 이와 같이 본 발명은 계절에 따라 가로등에 설치된 태양광 패널과 관제실에 설치된 태양광 패널로부터 생성된 전력을 공유하는 방안을 제안한다.
이외에도 본 발명은 차량의 운행정보에 따라 분사되는 염수의 양(펌프의 가동시간)을 달리하는 방안을 제안한다.
본 발명은 도면에 도시된 일실시 예를 참고로 설명되었으나, 이는 예시적인 것에 불과하며, 본 기술 분야의 통상의 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 타 실시예가 가능하다는 점을 이해할 것이다.
100: 염수분사 시스템 110: 가로등
120: 블랙아이스 센서 130: 염수분사 장치
140: 관제 컨트롤러 150: 외부 서버
160: 관리자 단말

Claims (6)

  1. 제1 태양광 패널이 설치되며, 제1 태양광 패널에서 생성된 전력을 이용하여 발광하는 가로등 램프를 포함하는 가로등;
    노면의 결빙상태를 포함한 센싱정보를 수집하는 블랙아이스 센서;
    노면으로 염수를 분사하는 염수분사 장치;
    상기 제1 태양광 패널에서 생성된 전력을 충전하는 배터리; 및
    제2 태양광 패널이 설치된 관제실 내에 설치되며, 상기 가로등 램프의 밝기값을 상기 가로등으로 송신하며, 블랙아이스 센서로부터 수신한 센싱정보를 이용하여 염수의 분사가 요구되면 염수분사 장치로 염수를 분사하도록 제어하는 관제 컨트롤러;를 포함하며,
    블랙아이스 센서로부터 제공받은 노면의 결빙상태에 따라 노면이 결빙된 지점에 대응되는 가로등은 노면이 결빙되지 않는 지점에 대응되는 가로등과 다른 색상으로 발광하며,
    상기 가로등은,
    상기 배터리에 충전된 전력이 설정값 이상인 경우에는 상기 관제 컨트롤러로부터 수신한 가로등 램프의 밝기값으로 가로등 램프를 발광하며, 상기 배터리에 충전된 전력이 설정값 이하인 경우에는 상기 관제 컨트롤러로부터 수신한 가로등 램프의 밝기값보다 낮은 밝기값으로 가로등 램프를 발광하며,
    상기 관제 컨트롤로로부터 수신한 향후 날씨 정보에 따라 배터리에 충전될 전력이 설정값 이상으로 유지하기 어려울 것으로 판단되면, 상기 관제 컨트롤러로부터 수신한 가로등 램프의 밝기값보다 낮은 밝기값으로 가로등 램프를 발광함을 특징으로 하는 가로등을 포함하는 염수분사 시스템.
  2. 제 1항에 있어서, 상기 관제 컨트롤러는,
    관제실의 외벽에 설치된 조도센서로부터 수신한 조도값을 외부 서버로 송신하며, 외부 서버로부터 조도값에 대응되는 가로등 램프의 밝기값을 수신함을 특징으로 하는 가로등을 포함하는 염수분사 시스템.
  3. 제 1항에 있어서, 상기 염수분사장치는,
    펌프의 가동에 따라 공급받은 염수 또는 물을 외부로 분사하는 분사노즐이 체결되며, 배관 케이스에 인입되는 배관;을 포함하며,
    상기 배관 케이스는,
    모서리에 형성된 인입홀; 제 1 방향으로 형성되며 단면이 반원 형상을 갖는 제1 수납홀; 제1 방향과 직각 방향인 제2 방향으로 형성되며, 단면이 타원 형상을 갖는 제1 분사홀; 저면을 기준으로 상부 방향으로 형성된 4개의 나사홀;을 포함하는 하부 케이스; 및
    모서리에 형성되며 인입홀에 인입되는 돌출부; 제1 방향으로 형성되며 단면이 반원 형상을 갖는 제2 수납홀; 제1 방향과 직각 방향인 제2 방향으로 형성되며, 단면이 타원 형상을 갖는 제2 분사홀; 상기 나사홀에 인입되는 나사;를 포함하는 상부 케이스;를 포함함을 특징으로 하는 가로등을 포함하는 염수분사 시스템.
  4. 제 1항에 있어서, 상기 염수분사장치는,
    염수가 보관된 염수탱크;
    물이 보관된 물탱크; 및
    상기 관제 컨트롤러의 제어에 따라 가동하며, 염수탱크에 보관된 염수 또는 물탱크에 보관된 물을 배관으로 공급하는 펌프;를 포함함을 특징으로 하는 가로등을 포함하는 염수분사 시스템.
  5. 삭제
  6. 제4 항에 있어서, 상기 관제 컨트롤러는,
    배관으로 염수를 공급한 이후, 일정 기간동안 염수 공급이 요구되지 않으면 배관이 잔존하는 염수를 배출하도록 상기 물탱크에 보관된 물을 배관으로 공급하도록 상기 펌프를 제어함을 특징으로 하는 가로등을 포함하는 염수분사 시스템.
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