UFSN 지하시설물관리시스템에서 유량, 유속, 압력, 진동 등의 센서 정보를 실시간으로 모니터링 하기 위해서는 미들웨어의 기능과 설계가 중요하다. 본 논문에서는 UFSN 지하시설물관리시스템 미들웨어의 센싱 데이터의 오류 데이터를 분류하기위한 방안에 대한 연구를 수행하였다. 센싱 데이터 인터페이스를 정의하였고, 테스트를 위한 게이트웨이와 UFSN 지하시설물관리시스템을 개발하여 미들웨어 테스트를 수행하였다.
본 연구는 1998년부터 2010년까지 84개 시군에 대한 지하시설물 전산화가 완료되고 2011년부터 신규로 배관공사가 이루어지거나 기존관로 유지보수 갱신 배관공사에 대하여 2010년 개정된 국토지리정보원 고시 공공측량작업규정 제134호의 지하시설물도 작성시기에서 정확도 확보를 위하여 되메우기 전 노출관로에 대한 위치 및 심도측량으로 지하시설물도를 작성하게 되어있다. 실시간으로 작성하게 되어 있는 지하시설물도의 작성기법에 대하여 기존 방식과 대비 더욱 효율적이면서 부가가치가 높은 방식으로써 예산절감효과를 도출하여 현업에 적용 할 수 있는 응용기술을 모색하는데 그 목적이 있다. 최적화 된 드론영상자료를 기본으로 지상기준점 배치가 최대한 균등하게 분포되도록 이미지 프로세싱을 수행하여 오차범위에서 벗어난 지상기준점을 소거하고 재프로세싱 하여 양질의 성과를 도출함으로써 드론방식의 지하시설물도를 작성, 허용오차 범위 내에서 수용되는 검증결과를 수립하고, 프로세싱방법의 표준화가 될 수 있는 새로운 작업방법을 제시하고자 한다.
기존의 지하시설물 데이터베이스 구축은 자료수집과정이 여러 단계로 이루어져 있고, 수치도면을 작성하거나 필요에 따라 수작업에 의한 종ㆍ횡단면도를 작성하는 등의 여러 작업과정으로 이루어져 정확도 문제와 시간ㆍ경제적인 많은 손실을 가져왔다. 본 연구는 현재 지하시설물도 구축을 위해 비효율적으로 이루어지고 있는 자료수집 및 처리기법의 문제점을 해결하기 위하여 현장에서의 자료수집과 동시에 직접 실시간으로 수치자료를 획득하고, 평면도 및 종 횡단면도를 작성할 수 있는 자료변환에 의한 실시간 지하시설물 종ㆍ횡단면도 작성 프로그램을 개발하였다. 그 결과 작업과정에서의 불필요한 시간을 절약하고, 자료 수집 및 이기과정에서의 오차발생을 최소화하므로서 정확도의 향상과 시간ㆍ경제적으로 효율적인 지하시설물 데이터베이스를 구축할 수 있도록 하였다.
최근 도심기반 지하시설물 정보에 대한 체계적인 관리를 위해 현장시공 시 되메우기 전에 시설물에 대한 3차원 측량을 권장하고 있다. 시설물에 대한 정확한 위치측정 요구 증가와 함께 보다 신속하고 정확하게 각종 지하시설물의 DB 구축을 위해서는 타깃을 포함한 측량방법의 간소화로 비용의 절감 및 데이터 구축의 일관성을 유지할 필요성이 있다. 본 연구에서는 지하시설물 DB 구축을 위한 시설물 위치측정 방법으로 현재 측량에 이용되는 광학프리즘의 재귀반사 원리를 이용하여 최적의 반사체 타깃을 제작(삼각형, 사각형 및 반구형)하여 현장에서 측량자에 의해 되메우기 전에 위치측정을 수행할 수 있는 새로운 유형의 측량타깃을 개발하는데 목적이 있다. 새로운 측량타깃은 지하시설물 측량이 가능하고 데이터의 신뢰성 및 정확도 확보를 위해 유형별로 토털스테이션 측량좌표와의 정량적 비교를 통하여 위치 측정의 정확도를 비교하여 보았다. 연구결과 시설물 위치측정을 위한 반사체 타깃의 유용성을 입증 하였으며 새로운 타깃의 사용으로 보다 신속하고 정확하게 측량자에 의해 지하시설물 DB 구축을 위한 3차원 위치를 획득할 수 있는 기반을 마련하였다.
도시의 집중화로 인하여 도시미관이 중요시되면서 복잡한 지상시설물들을 지하에 매설하게 되었다 그러나 다양한 종류의 시설물들이 좁은 공간에 집중적으로 매설되면서 이들 시설물들에 대한 유지관리의 어려움과 부정확한 확인으로 인하여 빈번한 사고를 유발하고 있다. 따라서 본 연구에서는 우선 지하매설물의 탐사법을 비교평가하기 위해 현장실험모형을 구성하여 전자유도탐사법과 지중탐사법이 지하매설관거의 자료취득에 유용한 방법임을 확인할 수 있었다. RTK-GPS를 이용하여 지하매설물에 대해 실시간 평면 위치정보를 획득하여 재래적인 측량방법과 비교한 뒤 지하시설물도의 위치 정확도를 분석하였다. 또한, ArcView를 이용하여 지하시설물의 3차원위치와 매설심도를 DB화하고 지하매설물 정보 체계(UIS)에 활용하므로써 지하시설물에 대한 효과적인 유지관리, 재해방지에 기여하고자 한다.
지하구는 도시의 신경망이라 할 수 있는 통신, 전력, 상수도, 난방, 쓰레기 처리시설 등 도시 운용/관리를 위한 주요시설물을 안전하게 수용하고, 유지 관리하기 위한 시설로 IT기술을 이용하여 수용된 시설을 효과적으로 유지/관리하고, 재난으로부터 안전하게 보호함과 동시에 최소의 비용과 에너지로 수용된 시설물을 유지관리하기 위한 연구가 많이 진행되고 있다. 따라서 본 논문에서는 지하구(공동구, 통신구, 전력구)의 운용 및 유지관리와 지하구에서 발생될 수 있는 각종 재난에 대응하기 위한 지하구 운용 및 유지관리에 대해 알아보고, 지하구 내부에 수용된 시설물을 효과적으로 유지관리하고 재난에 신속히 대응하기 위한 지하구 환경모니터링 시스템에 대해 기술 하고자 한다. 지하구 환경모니터링 시스템은 지하구 내부에는 전력, 상수도, 통신, 난방 등 다양한 시설물이 수용되어 있으며, 이러한 시설물의 부식, 고장 등으로부터 보호하기 위해 지하구내부의 환기시스템의 송풍기와 지하수와 기상재해로 인한 지하구 및 수용시설물의 침수를 막기 위한 양수펌프에 대해 실시간 상태모니터링 통해 송풍기 및 펌프의 고장여부를 판단하여 관리자에게 알림으로써 관리자가 신속하게 대응 할 수 있도록 하였다. 송풍기의 제어는 지하의 내부와 외부에 설치된 온/습도 센서를 통해 지하구 내부환경을 최적으로 유지할 수 있도록 함으로써 쾌적한 지하 내부환경 유지하고, 급/배기가 필요할 경우에만 송풍기를 가동함으로써 에너지를 절약 할 수 있으며, 화재, 침수 등에 대한 재난시 환풍기의 급/배기, 정지 등을 신속하게 제어할 수 있도록 하였다. 또한 지하구내부에서 발생된 재난을 유/무선을 이용하여 신속하게 지하구 주변의 장치(U-Pole 또는 통합컨트롤러)를 통해 경보를 전파함으로써 주변 시민들이 안전하게 대피할 수 있도록 하였다. 그리고 지하구 환경모니터링 시스템을 검증하기 위해 실제 지하구 및 실험실에 시스템 및 Test Board을 설치하여 운용시험을 실시 하였다.
공공지하시설물은 대부분 지하에 매립되어 있어 지하시설물에 대한 정확한 도면이 있어도 현장작업자가 지하시설물의 위치를 정확히 인지하기 어렵다. 이러한 지하시설물의 위치정보를 현장에서 직관적으로 파악하기 위해 증강현실을 이용하는 방법이 연구되었으나 공공지하시설물 공간정보는 2차원의 형태로 구축되어 있어 현장에서 증강현실로 이용하기 위해서는 3차원 객체 모델 데이터베이스 구축 작업이 필요하다. 본 연구에서는 기 구축되어 있는 2차원 지하시설물 데이터를 추가적인 3차원 데이터베이스 구축 없이 3차원 증강현실 데이터로 자동 변환하여 활용할 수 있는 모바일 어플리케이션 기반의 증강현실 시스템을 개발하였다.
지하시설물은 여러 관리 주체들에 의해 필요에 따라 건설되었으며 이는 곧 무질서하고 난립된 형태의 지하 공간 개발을 초래하였다. 이러한 현상은 지하 공간에서의 안전사고를 발생시키는 주요 원인으로 볼 수 있으며 이를 해결하기 위해서는 지하시설물의 체계적인 구축 및 관리에 관한 연구가 이루어져야 한다. 이와 같은 맥락에서 본 연구는 지하시설물 정보의 체계적인 구축·관리 방안과 정보의 정확도와 품질을 제고하기 위하여 공간정보 관련 국제 표준을 준용한 3차원 지하시설물의 데이터 모델을 정립하고, 이를 토대로 논리적 모델을 설계 및 시각화 구현하는 것을 목적으로 한다. 본 연구의 결과를 토대로 지상-지하를 포괄하는 현실 세계와의 일치성이 향상된 지하시설물 정보를 통해 기존 지하정보의 정확도 및 활용도를 제고할 것으로 사료된다. 또한 기존의 2차원 형태의 지하시설물 네트워크 모델과 관로 중심의 3차원 시각화 모델과는 달리 지상과 지하 공간에서의 다양한 객체들을 포함하고 데이터 간 상호 연계 및 운용이 가능한 통합적인 데이터 모델을 제시했다는 점에서 학술적 의의를 가질 것으로 판단된다.
최근 들어 U-City 구축 사업을 수행하고 있는 대다수의 지자체에서는 U-City건설지원법에서 규정하고 있는 U-도시기반시설의 서비스 모델을 정립하고 체계화 하기위해 노력하고 있다. 그 중 공간정보 수요가 높은 도로, 상 하수도 시설물은 국토해양부의 주관하에 90년말부터 현재까지 매칭펀드 사업을 통해 DB 및 시스템을 구축하도록 유도해 왔다. 그러나 정부차원의 이러한 사업이 지자체 지리정보 담당부서와 지하시설물 관리 담당 공무원들 중심으로 단순히 공간정보의 조회 및 편집차원에서 추진되고 있어 활용에 대한 한계가 발생하고 있다. 본 연구는 국토해양부에서 주관하고 있는 '지능형 도시 지하시설물 관리 기술 개발' R&D 사업을 통해 이러한 한계를 극복하고 기존 상 하수도 단위시스템에서 제공하는 조회 및 편집기능이외에도 USN 및 RFID를 적용하여 활용할 수 있는 지능화된 지하시설물 관리업무를 도출하고, 기존 상 하수도 단위시스템과의 연계 모델을 제시하고자 한다.
지하공간은 지하철, 지하도, 지하상가 등 이미 생활의 일부로서 많은 시민들이 이용하고 있다. 최근에는 지하공간의 이용이 더욱 복잡해지고 대형화 되면서 안전에 대한 우려가 커지고 있다. 복합적인 이용공간으로 자리매김하였으나 지하공간의 관리와 지하공간에 대한 관련법 등은 아직까지 지상의 시설물들을 기준으로 한 지하공간의 특성을 반영하지 못한채 머물러 있다. 본 연구에서는 이러한 문제점을 진단하기 위하여 지하공간의 안전한 관리를 위해 관련 법령들을 고찰하여 문제점을 분석하였다.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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