경사지의 안정성을 위한 LoRaWAN 경사면 모니터링 시스템

장소 : 대만

배경

섬으로서 대만의 지리는 도로망이 가파른 경사가 있는 많은 구간을 포함하여 다양한 지형을 횡단하는 경우가 많다는 점에서 독특합니다. 그러나 이러한 경사면에는 여러 가지 잠재적인 위험과 과제도 있습니다. 자연재해, 산사태, 지진 등의 영향으로 경사면이 불안정하거나 미끄러워질 수 있으며, 이는 대중교통과 승객의 안전에 위협이 될 수 있습니다. 국민의 생명과 재산을 보호하기 위해서는 신뢰성 있는 경사면 감시 시스템을 구축하는 것이 중요합니다. 이러한 시스템은 잠재적인 위험을 조기에 감지하고, 조기 경고 및 예측을 제공하여 사고가 발생하기 전에 관련 기관이 적절한 조치를 취할 수 있게 해줍니다.

시스템 요구 사항

• 사례는 10개 이상의 지역을 대상으로 하며 각 지역에 초기에 30~40개의 모니터링 지점이 설정되어 있으며 현재까지 약 500개 지점이 완료되었습니다.
  
• 각 지역마다 주요 모니터링 장비에는 고해상도 저온 효과 경사계와 토양 수분 측정기가 포함됩니다.
  
• 기본적으로 시스템은 15분마다 데이터를 수집합니다. 단, 악천후(태풍, 지진, 폭풍우 등)가 발생할 경우 측정 빈도가 조정될 수 있습니다.
  
• 각 모니터링 장치 세트는 독립형 솔루션이어야 하므로 충전용 배터리와 태양광 패널이 필요합니다.
  
• 클라우드 기반의 IoT 모니터링 시스템 플랫폼으로 경사면 모니터링 시스템의 관리 플랫폼 역할을 합니다.

각 구역별 모니터링 장비로는 고해상도 저온영향 경사계, 토양수분계 등이 있으며, 약 500개 측정점 설치가 완료됐습니다.

수십 개의 Advantech WISE-6610 산업용 등급 LoRaWAN 게이트웨이는 측정 포인트 데이터를 무선으로 수신합니다.

프로젝트 구현

• WISE-4610P : 첨단 산업용 LoRa/LoRaWAN 무선 I/O 모듈
  
• WISE-S617 : 1RS-485 및 M12 커넥터가 있는 2AI/2DI/1DO 무선 모듈형 I/O
• WISE-6610-A100C : 산업용 LoRaWAN 게이트웨이
  
• GeoSupply IoT 클라우드 모니터링 시스템

시스템 설명

대만의 대부분의 철도 경사면에는 얕은 경사면이 미끄러질 위험이 있습니다. 따라서 경사면에 모니터링 폴을 설치하면 경사면의 안정성을 장기적으로 모니터링하고 평가할 수 있습니다. 실외 모니터링 시스템은 파이프라인 설치가 매우 불편하며 일부 경사면에서는 종종 괭이질 작업을 수행하여 파이프라인이 손상될 수 있습니다. 위의 고려 사항을 바탕으로 무선 전송 모니터링 솔루션이 더 간단해지고 설치 및 유지 관리 비용이 크게 절감됩니다. 

설정의 편의성으로 인해 각 모니터링 장치는 독립형이어야 하며 절전 설계와 낮은 전력 소비를 특징으로 강력한 방수 및 방진 기능을 갖추고 있어 높은 안정성과 신뢰성을 제공합니다. 

어드밴텍이 제공하는 솔루션은 수십 개의 WISE-6610 산업용 LoRaWAN 게이트웨이에 무선으로 연결된 약 500세트의 WISE-4610P 고급 LoRaWAN 무선 I/O 모듈을 배포하는 것입니다. 각 WISE-4610P에는 고해상도 저온 효과 경사계 또는 토양 수분계와 태양광 패널도 장착됩니다. 

솔루션의 장점은 WISE-4610P에 태양광 패널을 통해 지속적으로 충전되는 충전식 배터리가 내장되어 있을 뿐만 아니라 다양한 센서에 연결하기 위한 광범위한 산업용 I/O 조합 솔루션이 있다는 것입니다. 또한 WISE-4610P의 방수 및 방진 IP65 등급과 산업 등급의 넓은 온도 덕분에 실외 환경에서도 높은 신뢰성을 유지합니다.  

 WISE-4610P의 또 다른 장점은 낮은 전력 소비입니다. 즉, WISE-4610P와 부착된 센서의 전력 요구 사항을 온보드 배터리와 태양광 패널을 통해 모두 충족할 수 있으므로 센서를 위한 별도의 배터리나 전원 공급 장치를 설치할 필요가 없다는 것을 의미합니다. 사용하지 않을 때는 센서가 꺼집니다. 측정이 필요할 때 WISE-4610P는 신호를 보내 켜집니다.  

또한 솔루션에 사용되는 LoRaWAN 네트워크 프로토콜은 장거리, 낮은 전력 소비, 높은 확장성 및 유연성을 비롯한 여러 주요 이점을 제공합니다. 이는 경사면 안정성 모니터링 프로젝트에 이상적입니다.

GeoSupply는 약 ​​500개 세트의 센서(노드)를 통해 이를 클라우드 서버와 온라인 데이터베이스로 실시간으로 가져온 다음 GIS로 가져와 운영 인터페이스의 시각화를 강화하고 관리 효율성을 향상시킵니다. GeoSupply는 또한 레이더 에코 내 누적 강우량의 태풍 경로도 등 중앙기상국의 오픈데이터 정보와 연결해 강우량 분포와 발달을 파악하는 데 도움을 주고, 이를 AI와 연계해 사면의 안정성을 평가하는 수단으로 활용할 수 있을 것으로 기대하고 있습니다.

시스템 다이어그램

왜 어드밴텍인가?

• WISE-4610P에는 충전식 내부 배터리가 장착되어 있고 전력 소비가 낮으며 연결된 센서에 전원을 공급할 수 있습니다. 물과 먼지 유입에 대한 강력한 보호 기능을 갖추고 있으며 광범위한 작동 온도에서 작동할 수 있으므로 실외 응용 분야에 이상적입니다.
  
• WISE-4610P 및 WISE-6610은 장거리, 저전력 사용 및 우수한 확장성을 특징으로 하는 LoRaWAN 네트워킹 프로토콜을 사용하므로 다시 한번 전원이 제한되거나 사용할 수 없는 실외 프로젝트에 이상적입니다. 
  
• 어드밴텍이 구현한 솔루션은 하나의 제품에서 다양한 I/O 솔루션을 지원하고 센서에 직접 전원을 공급할 수 있는 전원 출력 채널을 갖추고 있어 센서에 별도의 전원을 준비할 필요가 없습니다. 경사면을 모니터링하고 잠재적인 재해를 조기에 감지할 수 있는 엄격하고 비용 효율적이며 능률적인 솔루션입니다.
  

왜 GeoSupply인가?

• 전문팀은 국내외 모니터링 분야에서 20년 이상의 풍부한 경험과 전문성을 보유하고 있으며, 고품질의 사물인터넷(IoT) 모니터링 엔지니어링 솔루션을 제공하기 위해 최선을 다하고 있습니다.
  
• 평판이 좋은 GCP 클라우드 플랫폼을 채택하고 매우 안정적인 MongoDB 온라인 데이터베이스를 선택하여 GeoSupply의 모니터링 시스템을 지원합니다. 데이터는 안전하고 안정적인 클라우드 환경에 저장됩니다. 또한 클라우드 서버와 데이터베이스는 확장 가능하며 고객 요구에 따라 유연하게 확장 및 업그레이드할 수 있어 시스템 성능과 효율성을 보장합니다.
  
• GIS 가져오기, 중앙 기상국의 OpenData 정보, AI 지원을 갖춘 뛰어난 모니터링 플랫폼으로 고객이 경사면에 대한 이상적인 클라우드 모니터링 및 관리 플랫폼을 완성할 수 있습니다.