제방 조기경보시스템 현장시험

센서와 센서 데이터를 분석하기 위한 지능형 시스템이 초기 단계에서 제방의 피해상태를 검지하여, 더 긴 범위의 제방 피해도 막을 수 있게 될 것이다. 이것을 목표로 지멘스(Siemens)사가 개발한 이 기술은 현장시험을 통과했는데, 이 시험은 네덜란드 암스테르담의 제방 5km에 걸쳐 세팅된 센서 체인에 의해 수행되었다. 이 센서시스템은 영구적으로 제방의 상태에 관한 데이터를 기록하고 전송한다. 전문가들은 이러한 제방 자동 모니터링 시스템이 유지관리 비용을 10%, 최대 20%까지 줄일 수 있다고 믿고 있다.

해수면이 상승하고 태풍의 발생이 증가함에 따라, 제방의 보호는 세계적으로 더욱 중요해지고 있다. 모든 유럽 도시의 2/3 이상이 현재 강의 범람과 해수로 인한 홍수로부터 도시를 보호하기 위한 방법을 시험 중이다. 재보험 기업인 뮤닉 리(Munich Re)에 의하면, 2013년에 세계적으로 발생한 자연재해로 입은 피해 중 약 40% 이상을 홍수가 차지하고 있다.

이용가능한 실시간 정보
워터넷 암스테르담(Waternet Amsterdam)사는 제방 모니터링 시험을 위한 파일럿 고객이며 지역 음용수 및 폐수관리 네트워크 운영회사이다. 또한, 이 회사는 1,000km 이상의 제방을 책임지고 있다. 이 제방은 1백만 명 이상의 사람이 살고 있는 700㎢ 면적의 육지 땅을 보호하고 있다. 이 제방들은 사용한 재료에 따라 매 5년에서 30년까지 유지보수 작업 주기를 가지고 있다. 그 재료가 모래, 진흙, 토탄 또는 흙이건 간에, 제방의 안정성은 정기적인 주기로 측정되어야 한다. 전문가들은 몇 년마다 제방을 조사했고 땅 속에 측정장치를 설치했다.

오늘날, 많은 정보는 스마트폰으로 실시간 확인이 가능하다. 센서의 축전지 수명을 연장하기 위해 제방 상태에 관한 보고서는 한 시간에 한 번만 송신되고, 만약 위험이 검지되면 보고서는 1분 단위로 송신될 것이다. 데이터는 100m마다 제방에 삽입되어 있는 센서에 의해 수집된다. 센서는 물의 표면 상부와 하부에 위치하여, 제방 내부의 온도와 압력 그리고 습도를 측정할 뿐 아니라 운하 내에 있는 물의 깊이와 온도도 측정한다. 그다음, 결과는 GPS를 통해 관제센터에 송신되고, 그 곳에서 데이터는 프로세싱되고 장기간에 걸쳐 축적된 역사적인 측정값과 비교된다.

제방이 따뜻해진다는 것은 물이 스며들고 있음을 의미한다
예를 들어, 만약 제방 내부에서 측정된 내부의 온도가 14℃로 측정된다면, 강가의 제방에 따뜻한 물이 스며들어 균열이 시작되고 있다는 표시이다. 이것은 지하수 그리고 제방의 내부가 보통 약 8℃ 정도의 온도를 유지하기 때문이다. 이 시스템은 역사적인 데이터와 실시간 데이터를 비교한다. 예를 들어, 이 시스템은 지하수면(water table)의 높이를 측정한 다음, 연중 그 시점에 그 지역에 정상적으로 내리는 강수량에 관한 데이터를 불러낸다. 또한, 제방이 더 많은 물을 유입시킬 정도로 최근에 가뭄이 있었는지 또는 제방이 이미 메말랐는지에 대한 정보를 불러낸다. 제방을 만든 재료도 중요한 역할을 하는데, 그 이유는 산사태의 가능성이 있는지를 결정할 수 있기 때문이다.

사용되는 신경 네트워크는 일반적인 변동과 이례적인 변동을 구별할 수 있다. 이 시스템은 문제가 발생하기 이전에 주간 단위나 월 단위로 경보를 울릴 수도 있다. 만약 많은 섹션에서의 상태가 같다면, 이 소프트웨어 시스템은 센서가 설치되지 않은 제방 섹션에 대한 정밀한 결론을 도출할 수도 있다.

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