혁신기술

재난/안전 계측기기 통합 플랫폼

음향기반 급경사지 경보시스템
음향기반 급경사지 경보시스템 은 기존 급경사지 경보 시스템에 추가적으로 음향을 활용하여 급경사지에 발생할 수 있는 산사태, 낙석 도는 지반 붕괴와 같은 자연 재해와 그에 동반될 수 있는 2차 위험을 감지하여 주변 도로 및 마을에 알림을 주는 시스템으로 사고 현장의 위험 상황을 신속하고 정확하게 모니터링 할 수 있는 통합 재해/재난 관제 시스템이다.
배경기술
상세설명
구분 발명의 내용
1 사고가 기 발생되었거나 재해 위험 발생 가능 지구를 선정하여, 현장 답사를 통해 지표 조사를 진행하여 대상 지구 현황 점검, 요소, 취약 지역 등을 파악한다.
2 사전 조사를 통해 파악한 취약 지역을 위주로 지표 변위계, 구조물 경사계, 3D 변위계, GNSS, 낙석 감지계, 진동계, 흡입응력계 및 흡수 비계, 강우량계와 같은 다양한 센서와 함계 음향을 수집할 수 있는 마이크로폰을 설치한다.
3 기존의 급경사지 경보 시스템은 기본적으로 급경사지의 위험을 감지할 수 있는 각종 센서를 갖추고 있다. 본 발명의 음향 기반의 조기 경보 시스템은 음향을 수집할 수 있는 음향수집부를 추가하여 낙석, 지반 붕과, 사람의 소리가 음향수집부를 통하여 인지 될 경우, 지표 변위계, 구조밀 경사계, 3D 변위계, GNSS, 낙석 감지계, 진덩계, 흡입응력계 및 흡수 비계, 강우량계 등에서 정보를 수집하는 센서 수집부의 정보와 결합하여 분석한다.
4 음향 및 센서 정보 분석 결과를 통해 재해 및 재난 발생의 위험성이 감지될 경우, CCTV 모니터링을 통해 위험 현장을 운영자가 확인을 한다. 또한 운영자가 현장 상황을 위험 수준으로 판단할 경우 현장 주변에 있는 VMS나 비상 방송, SMS와 같은 표출 장비를 통해 위험을 알리는 시스템이다.
5 급경사지의 위험을 감지할 수 있는 센서는 위에 기술한 음향 수집부 뿐만 아니라 각종 센서들을 통해 수집된 센서 수집부의 통합 정보를 분석하여 급경사지에서 일어날 수 있는 사고를 조기에 발견하고 실시간으로 검지할 수 있는 통합 모니터링 시스템을 구축한다.
구분 상세설명
음향수집부
  • 마이크포폰에서 수집한 아날로그 신호를 향후 음향북석부로 전달,분석하기 용이하게 디지털 정보로 변환시켜주는 장비이다.
  • 해당 과정에서 수집되는 음향 정보는 모두 16bit, 2channel(왼쪽, 오른쪽),48000sample size로 저장된다.
마이크로폰
  • 도로에서 들리는 음향을 전기적 신호로 변환하는 장비이며, 한 개의 수집부에는왼쪽과 오른쪽 양쪽에 마이크로폰이 존재한다.
구분 상세설명
오디오코덱
  • 마이크포폰에서 수집한 아날로그 신호를 향후 음향북석부로 전달,분석하기 용이하게 디지털 정보로 변환시켜주는 장비이다.
  • 해당 과정에서 수집되는 음향 정보는 모두 16bit, 2channel(왼쪽, 오른쪽), 48000sample size로 저장된다.
마이크로프로세서
  • 주변칩을 제어하며 데이터 수집 및 계산 기능을 담당하며, 오디오 코덱으로부터 받은 음향 디지털 데이터를 수신, 메모리에 저장하며, 이더넷을 컨트롤하는 역할도 수행하는 장비로서, 수집기의 CPU 역할을 한다.
이더넷
  • TCP/IP로 음향 분석부의 서버와의 통신기능을 담당하는 장비이다.
음향 수집기
  • TCP/IP로 음향 분석부의 서버와의 통신기능을 담당하는 장비이다.
음향분석부에 대한 구성

데이터 흐름도/상세 정보 - Linux

※ 수집기로부터 받은 음향데이터를 각 필요한 프로세스로 전달하고, 해당 프로세스는 저장, 실시간 스트리밍, 이벤트 감지의 기능을 수행한다. 이벤트 감지된 데이터를 외부연계 인터페이스를 이용해 Datebase에 저장하며, 운영 Web은 해당 데이터를 Datebase에서 추출하여 운영자에게 알림을 표출한다.

* 이벤트 : 여기서 말하는 이벤트는 낙석, 지반붕괴 등 급경사지에 발생할 수 있는 모든 음향을 말한다.

시스템(망) 구성도
  • 1 외부서버
    • 행안부 데이터 연계
    • 기상청 데이터 연계
  • 2 현장 장비
    • VPN - 현장장비 연동
    • 지표변위계 연계
    • 구조물경사계 연계
    • 지중경사계 연계
    • 지하수위계 연계
    • 강우량계 연계
    • GNSS 연계
    • 진동센서 연계
  • 3 통합센터
    • 통신 프로세스 서버
    • WEB 서버
    • 통합 DB서버
  • 4 관제센터
    • 통합 관제 시스템
    • 현장장비 상태 조회
    • GIS기반 지도 표출
    • 자동/수동 조기경보
    • 조기경보 이력조회
    • 주변 장비 제어
    • OneClick 제어
UI 설계
  • 1 도면센서 상태확인
    • 센서별 상태 현황 및 지도 위 표시
  • 2 실시간 CCTV
    • CCTV 목록 클릭 시 해당 CCTV 표출
  • 3 지역경보 발생현황
    • 지역경보 발생 현황 표시
  • 4 센서 장애 현황
    • 센서 실시간 장비 장애 현황 표시
  • 5 설치 현황
    • GIS기반 설치 현황 지도 표시
    • 줌 인/아웃 기능 제공
  • 6 경보 발생 현황
    • 경보 발생 현황 표시
  • 7 장비 제어
    • VMS 장비 제어 팝업
    • CCTV 장비 제어 팝업
    • 방송 장비 제어 팝업
    • OneClick 제어 팝업
  • 8 조기경보
    • 조기 경보 설정 팝업
    • 조기 경보 이력 팝업
프로그램 계층도
프로그램 구성도
  • 1 중계서버/현장장비
    • 행안부,기성청 데이터 연계

      ※ 중계서버 없을 수도 있음

    • 현장장비 데이터 연계
  • 2 Program
    • GW : 장비 연동 및 데이터 송수신(bypass)
    • CliMan : 데이터 적합성 검사
    • AppMan : App 관리
    • App : 데이터 처리
  • 3 통합 DB
    • 데이터 통합 관리
  • 4 WEB
    • 통합 관제 화면 표출