KR100811076B1 - 천연가스를 매체로 한 무선통신 시스템 및 방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 가스배관의 건전성을 확보하기 위해 주기적으로 피그를 가스배관의 내부에 투입시켜 가스배관 내부의 상태를 파악한 다음, 이를 밸브 스테이션 또는 지역통제센터에 송신하여 실시간으로 가스배관의 내부 상태를 관찰 및 확인하게 하고, 상기 밸브 스테이션 또는 지역통제센터에서 피그를 용이하게 제어할 수 있는 명령신호를 송신하게 하는 천연가스를 매체로 한 무선통신 시스템 및 방법을 제공하는데 그 특징이 있다.

또한, 본 발명은 무선통신에 의해 가스배관의 내부 상태를 확인 및 관찰할 수 있어 전체적으로 국가 기간시설에 대한 안전 및 안정성을 향상시키게 하고, 이를 이용하여 사용자 및 관리자로 하여금 사용상 신뢰도 및 만족도를 극대화시키는 천연가스를 매체로 한 무선통신 시스템 및 방법을 제공하는데 있다.

이를 위한, 본 발명은 가스배관의 내부에 삽입되어 가스배관 내부의 건전성을 점검하기 위한 피그와, 상기 피그에서 점검하여 수집 및 획득한 데이터를 송신하고, 상기 피그에 대한 구동관계를 제어하기 위해 신호를 피그에 수신시켜 종합적인 신호처리가 가능한 밸브 스테이션과, 상기 피그 또는 밸브 스테이션과의 무선통신이 가능하게 하여 원격지에서도 종합적인 신호처리가 가능한 지역통제센터를 포함하여 이루어지는 것이고, 단관을 용접하여 설치된 가스배관의 용접 부위를 식별하여 가스배관의 내부를 이동하는 피그의 정확한 위치를 파악하고 이동거리를 측정하도록 피그에 부착된 카메라를 이용하는 것이다.

가스배관, 무선 통신, 피그, 밸브 스테이션, 천연가스, 카메라, 전자지도, NGIS, 안테나

Description

천연가스를 매체로 한 무선통신 시스템 및 방법{WIRELESS COMMUNICATION METHOD AND SYSTEM USING NATURAL GAS MEDIA IN GAS PIPELINE}

도 1은 종래에 실시하고 있는 피그를 보여주기 위해 일부를 절개한 구성 예시도,

도 2는 본 발명에 따라 실시하고 있는 피그를 보여주기 위해 일부를 절개한 구성 예시도,

도 3은 본 발명에 의해 실행하고 있는 시스템을 설명하기 위한 실시 구성도.

＜도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명＞

20 : 피그 21 : 격리부

22 : 카메라 23 : 조명부

24 : 유리덮개 25 : 측정장치 센서부

26 : 피그통신제어부 27 : 피그의 통신용 안테나부

28 : 대용량 배터리 30 : 가스배관

31 : 용접부위 32 : 피그런처

40 : 기간통신망 또는 전용통신망 100 : 밸브 스테이션

110 : 밸브 스테이션의 통신용 안테나부 120 : 스테이션 통신제어부

130 : 마이컴 140 : 밸브 스테이션의 모뎀 및 라우터부

200 : 지역통제센터 210 : 지역통제센터의 모뎀 및 라우터부

220 : 저장부 230 : 종합모니터링부

본 발명은 천연가스가 공급되는 가스배관의 안전관리를 위해 피그와 밸브 스테이션 또는 지역통제센터의 상호 통신이 가능하도록 하는 천연가스를 매체로 한 무선통신 시스템 및 방법에 관한 것으로,

좀 더 상세하게는 가스배관에 대한 배관의 건전성을 확보하기 위해 주기적으로 피그를 가스배관의 내부에 투입시켜 가스배관 내부의 상태를 파악한 다음 이를 밸브 스테이션 또는 지역통제센터에 송신하여 실시간으로 가스배관의 내부 상태를 관찰 및 확인하도록 하고, 상기 밸브 스테이션 또는 지역통제센터에서 피그를 용이하게 제어할 수 있는 명령신호를 송신하도록 하는 천연가스를 매체로 한 무선통신 시스템 및 방법에 관한 것이다.

일반적으로, 환경을 오염시킬 수 있는 공해 물질의 배출이 적은 천연가스(NG)는 일반 가정이나 영업시설과 같은 수용가에서 취사 및 난방을 위해 연료로 사용되고 있으며, 산업용으로도 그 비중이 높아지고 있는 실정이다. 이러한 천연가스(NG)는 도시가스로도 통용되고 있으며 각 수요처에 공급하기 위한 가스공급 시설인 가스배관망이 구축되어 있다.

이와 같은, 상기의 가스배관망은 국가의 중요한 기간산업 시설중 하나이기에 불의의 사고로 인해 가스 공급의 중단과 같은 문제가 발생하게 되면 국민의 생활에 직접적인 큰 타격을 받게 되므로 상기의 사고를 미연에 방지하여 원활한 가스의 공급을 위해서 가스배관망에 주기적으로 피그를 투입시켜 가스관 내부의 청소 및 건전성을 조사하게 된다.

상기의 피그는 가스관의 배관 내부에 삽입되어 배관 내부로 흐르는 가스에 의해 움직이도록 설계된 장치로서, 초기에는 가스와 같은 매체의 흐름을 방해하는 퇴적물을 제거하도록 하는 배관 내부의 청소가 주요 임무이었으나, 최근에는 정거리에 걸쳐 지하에 매설되는 배관의 건전성 확인 방법에 피그를 이용하는 등의 그 활용 범위는 계속 늘어나고 있는 추세이다.

이에 따른, 상기 피그의 종류는 크게 두 분류로 나누어지는데, 우선 유틸리티 피그와 지능형 피그로 나누어지게 된다.

상기의 유틸리티 피그는 청소 및 유지 보수를 담당하는 피그이고, 상기 지능형 피그는 주로 배관의 건전성을 검사하는 피그이며, 이때 지능형 피그로는 지오메트리(Geometry) 피그와 자기누설(Magnetic Flux Leakage) 피그 등이 있다.

상기 지오메트리 피그는 배관의 형상과 기형 여부를 알아내는 피그로서 배관내의 위치변동, 내부의 움푹 파인 곳이나 볼록 튀어나온 곳의 위치/형태/크기/뒤틀림 여부 등의 이상 유무와 이의 위치를 파악하고 배관의 좌표를 나타낼 수 있는 것이다.

또한, 상기 지능형 피그 중의 하나인 자기 누설 피그는 부식, 외부 손상 등 으로 야기된 금속의 손실을 알아내는 것으로서, 부식 등으로 인한 배관의 두께 감소와 부위를 찾아내는 기능을 가지고 있는 것이다.

첨부도면 도 1에 도시된 바와 같이, 이는 종래에 실시하고 있는 피그를 보여주기 위해 일부를 절개한 구성 예시도로서, 피그가 가스배관 내에서 압력차에 의해 추진력을 얻도록 하는 격리부(1)와, 배관 내부의 굴곡을 측정하도록 배관 내부의 굴곡을 감지하기 위한 측정장치 센서부(2)와, 피그 회수 후 사용할 데이터를 처리하기 위해 상기 측정장치 센서부(2)를 통해 측정된 데이터를 획득 및 저장하도록 하는 데이터신호 획득부(3)와, 가속도 센서를 이용하여 데이터 획득 지점을 확인하기 위한 관성 측정부(4)와, 관성 장치만을 이용하여 피그의 이동 거리를 정확히 파악할 수 없으므로 배관에 집적 접촉하여 이동되는 거리를 측정하도록 하는 주행거리계(5)로 크게 구성되는 것이다.

상기와 같은 구성으로 이루어진 종래의 피그(10)는 배관 내에 삽입되어 외부 또는 배관 내의 어떤 부위와도 통신할 수 있는 방법이 없기 때문에 피그(10)의 내부에 설치된 데이터신호 획득부(3)와 같은 메모리 또는 하드 디스크 등을 설치하여 배관 내부를 진행하면서 수집된 데이터를 저장하였다가, 피그(10)를 배관에서 빼낸 후 내부의 데이터신호 획득부(3)에 구비된 저장부와 외부의 컴퓨터를 연결하여 저장된 데이터를 분석하였다.

이러한 방식의 피그 운용은 하기와 같은 많은 문제점들을 가지게 된다.

즉, 배관 내에 피그를 삽입하여 운용할 때 배관 내부의 가스와 같은 매체에 의해 움직이는 피그의 위치를 실시간으로 확인할 수 없는 문제가 있고, 따라서 피 그를 배관에 삽입한 다음 상기 피그가 목적지에 도달할 때까지 막연히 기다리는 일 외에 아무런 일을 할 수 없는 상태가 되며, 만일 예지치 못한 사고로 인해 피그가 가스관과 같은 배관 내에서 움직임이 멈춘 경우 어느 부위에 피그가 있는지 알 수 없으므로 피그를 회수하기 위해 배관 절단하는 대공사를 해야 하는 문제가 있다.

또한, 영상신호 같은 대용량의 정보가 출력되는 장비의 설치가 어렵기 때문에 실제 배관 내부의 건전성을 확인하는 가장 확실한 방법은 고성능의 카메라를 이용하여 배관의 내부를 촬영하여 이를 확인하는 방법이나, 장거리에 걸쳐 카메라에 의해 생성된 대용량의 데이터 저장 공간을 마련하는 것 또한 상당히 어려운 문제가 있다.

또한, 종래의 피그는 배관 내에서 사고와 같은 문제가 발생된 지점을 정확히 파악하기가 어렵기 때문에 종래의 피그는 배관의 내부를 이동하면서 이동한 거리를 알아내기 위해 주행거리계와 관성 측정부를 장착하여 사용하였는데, 이는 시간 또는 거리가 늘어나면서 미세한 오차가 누적되어 실제 거리와의 차이가 나타나게 되는 문제가 있다. 상기에서 나타난 실제 거리와의 차이는 피그 멈춤 사고와 같은 문제를 해결하기 위해 피그를 회수하기 위한 굴착 공사를 시행할 때 정확한 위치가 아닌 다른 위치를 굴착 공사할 수 있어 전체적으로 노력과 비용이 상승되는 문제가 야기 된다.

따라서, 상기의 문제점들로 인해 종래에 실시하고 있는 피그는 기계적인 방법으로 내부의 결함을 찾으므로 장치 구성이 복잡하고 이를 유지하기 위한 기구물이 커져 고장 확률이 높아지는 문제가 있어 그 효율성에 한계가 있기 때문에 국가 기간산업 시설에 대한 체계적인 관리 및 경제성이 저하되는 것이다.

본 발명은 상기한 바와 같은 종래기술이 갖는 제반 문제점들을 해결하고자 창출된 것으로 다음과 같은 목적을 갖는다.

본 발명은 가스배관의 건전성을 확보하기 위해 주기적으로 피그를 가스배관의 내부에 투입시켜 가스배관 내부의 상태를 파악한 다음 이를 밸브 스테이션 또는 지역통제센터에 송신하여 실시간으로 가스배관의 내부 상태를 관찰 및 확인하게 하고, 상기 밸브 스테이션 또는 지역통제센터에서 피그를 용이하게 제어할 수 있는 명령신호를 송신하게 하는 천연가스를 매체로 한 무선통신 시스템 및 방법을 제공하는데 그 목적이 있다.

본 발명의 다른 목적은 무선통신에 의해 가스배관의 내부 상태를 확인 및 관찰할 수 있어 전체적으로 국가 기간시설에 대한 안전 및 안정성을 향상시키게 하고, 이를 이용하여 사용자 및 관리자로 하여금 사용상 신뢰도 및 만족도를 극대화시키는 천연가스를 매체로 한 무선통신 시스템 및 방법을 제공하는데 있다.

상기의 목적을 달성하기 위한, 본 발명은 가스배관의 내부에 삽입되어 가스배관 내부의 건전성을 점검하기 위한 피그와, 상기 피그에서 점검하여 수집 및 획득한 데이터를 송신하고, 상기 피그에 대한 구동관계를 제어하기 위해 신호를 피그에 수신시켜 종합적인 신호처리가 가능한 밸브 스테이션과, 상기 피그 또는 밸브 스테이션과의 무선통신이 가능하게 하여 원격지에서도 종합적인 신호처리가 가능한 지역통제센터를 포함하여 이루어지는 것이고, 단관을 용접하여 설치된 가스배관의 용접부위를 식별하여 가스배관의 내부를 이동하는 피그의 정확한 위치를 파악하고 이동거리를 측정하도록 피그에 부착된 카메라를 이용하는데 있다.

이하, 상기한 본 발명에 대해서 구체적으로 살펴보기로 한다.

본 발명을 설명함에 있어, 관련된 공지 기능 또는 구성에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명을 생략한다.

그리고 후술되는 용어들은 본 발명에서의 기능을 고려하여 설정된 용어들로서 이는 사용자 및 생산자의 의도 또는 관례에 따라 달라 질 수 있으므로 그 정의는 본 명세서 전반에 걸친 내용을 토대로 내려져야 할 것이다.

본 발명을 설명하기 앞서, 가스 배관용 파이프는 두꺼운 철판으로 제작 및 용접되어 지하에 매설되어 있으며 가스배관의 내부 공간에는 기체상태의 천연가스(NG)가 시속 5~10m의 속도로 이동하고 있고, 이러한 가스배관의 내부는 기체상태의 가스로 채워져 있으므로 전파형태의 신호를 전송하기 아주 좋은 조건을 가지고 있는 동시에 외부와는 두꺼운 철판 및 토양으로 격리되어 있으므로 전파의 방사에 대한 우려를 할 필요가 없기 때문에 본 발명은 가스배관 내부의 폐쇄된 공간을 이용하여 전파의 송수신이 가능하게 되는 것이다.

먼저, 본 발명은 지하에 매설되어 기체상태인 천연가스(NG)의 매체를 원활히 이동시켜 공급시키도록 하는 가스배관에 있어서, 상기 가스배관의 내부에 삽입되어 가스배관 내부의 건전성을 점검하기 위한 피그와, 상기 피그에서 점검하여 수집 및 획득한 데이터를 송신하고, 상기 피그에 대한 구동관계를 제어하기 위해 신호를 피그에 수신시켜 종합적인 신호처리가 가능한 밸브 스테이션과, 상기 피그 또는 밸브 스테이션과의 무선통신이 가능하게 하여 원격지에서도 종합적인 신호처리가 가능한 지역통제센터를 포함하여 이루어지는 것이다.

이때, 상기 피그에는 가스배관의 내부를 용이하게 촬영하기 위한 카메라와, 상기 카메라에 의해 촬영하는 영상을 선명하게 얻을 수 있도록 광원을 발산하는 조명부와, 상기 카메라와 조명부를 외부의 충격으로부터 보호할 수 있는 유리덮개와, 피그가 가스배관 내에서 압력차에 의해 추진력을 얻도록 하는 격리부와, 배관 내부의 굴곡을 측정하도록 배관 내부의 굴곡을 감지하기 위한 측정장치 센서부와, 상기 카메라 및 조명부를 제어하고, 상기 측정장치 센서부에 의해 수집된 데이터를 처리하여 외부로 전달하도록 하는 피그통신제어부와, 상기 피그통신제어부와 밸브 스테이션과 같은 외부의 상호간에 용이한 송수신이 가능하도록 가스를 매체로 하여 통신할 수 있는 전파신호 및 전기적 신호로 변환하여 전달하기 위한 통신용 안테나부와, 상기 피그통신제어부, 카메라 및 조명부의 원활한 구동을 위해 전원을 공급하기 위한 대용량 배터리를 포함하여 이루어지는 것이다.

또한, 상기 밸브 스테이션에는 가스배관의 점검과 이용을 위해 설치된 피그 런처의 내부에 구비된 통신용 안테나부와, 상기 통신용 안테나부와 연결되어 피그와의 송수신이 가능하도록 제어하는 스테이션 통신제어부와, 상기 스테이션 통신제 어부와 연결되어 원격지의 외부와의 데이터 통신이 가능하도록 하는 모뎀 및 라우터부와, 상기 스테이션 통신제어부와 연결되어 피그가 배관내를 이동하면서 촬영한 영상신호의 모니터링과 현장에서 피그의 제어를 위한 명령신호를 발생시키기 위한 마이컴를 포함하여 이루어지는 것이고, 상기 지역통신센터는 밸브 스테이션과 연결된 유선의 기간통신망 또는 전용통신망과 연결되어 원격지에서도 가스배관의 내부 상태를 확인할 수 있도록 외부와의 통신이 가능한 모뎀 및 라우터부와, 상기 모뎀 및 라우터부와 연결되어 가스배관에서 촬영한 영상신호를 실시간 저장하고, 향후 가스배관에 대한 건전성을 용이하게 확인시키기 위한 저장부와, 상기 모뎀 및 라우터부와 연결되어 원격지에서 촬영된 영상의 관찰 및 확인하도록 하고, 가스배관의 내부를 이동하는 피그에 대한 제어 명령신호를 발생시키게 하는 종합모니터링부를 포함하여 이루어지는 것이다.

삭제

한편, 본 발명인 천연가스를 매체로 한 무선통신 시스템을 이용한 무선통신 방법은 상기 가스배관의 내부에 삽입된 피그와 밸브 스테이션에 설치된 스테이션 통신제어부의 상호 통신을 가스를 매체로 하여 수행하되, 상기 피그에서 수집된 데이터를 피그에 구비된 통신용 안테나부에 의해 가스에 전파 형태의 신호로 변환하거나 가스를 매체로 한 전파 신호를 피그에서 이용할 수 있는 전기 형태의 신호로 변환시키는 단계와, 상기의 피그에 구비된 카메라를 통해 가스배관의 내부를 촬영하는 단계와, 상기의 카메라를 통해 촬영된 영상 데이터 정보를 피그통신제어부에 의해 통신 신호로 변환시키는 단계와, 상기 피그통신제어부와 피그에 구비된 통신용 안테나부를 통해서 송신된 신호(가스를 통해 전달된 전파신호)를 밸브 스테이션에서 용이하게 수신될 수 있도록 피그런처의 내부에 설치된 통신용 안테나부에 의해 전기적 신호로 변환시키는 단계와, 상기 피그런처의 내부에 설치된 통신용 안테나부를 통해 수신받은 신호를 스테이션 통신제어부에 의해 일반 통신기기에 접속 가능한 형태의 신호로 변환시키는 단계와, 상기 스테이션 통신제어부를 통해 전달된 신호인 영상신호의 정보를 마이컴에 의해 저장하거나 가스배관의 내부를 확인하도록 하는 단계와, 상기 스테이션 통신제어부를 통해 전달된 신호인 영상신호의 정보를 기간통신망이나 전용통신망과 같은 통신선로를 통해 원격지에 위치한 지역통제센터의 저장부와 종합모니터링부에 각각 전달되어 저장하거나 가스배관의 내부를 확인하도록 하는 단계를 실행하는 것이다.

이때, 상기 피그에 부착된 카메라를 이용하여 카메라를 통해 전달된 영상신호 중에서 가스배관의 용접부위를 이용한 피그의 이동거리를 측정하는 단계와, 상기에서 측정된 이동거리를 이용하여 국가지리정보시스템(National Geography Information System, NGIS)의 데이터에 피그의 위치를 맵핑하는 단계를 실행하되, 상기 국가지리정보시스템(NGIS)의 데이터에 저장된 영상 데이터를 맵핑하고, 상기에서 저장된 영상 데이터를 데이터베이스화하여 가스배관의 결함 종류를 특징별로 구분시키는 단계를 실행하게 되는 것이다.

[실시예]

상기한 본 발명을 이루기 위한 바람직한 실시예에 대해 첨부도면을 참조하여 구체적으로 살펴보기로 한다.

먼저, 본 발명은 첨부도면 도 2 및 도 3에 도시된 바와 같이, 도 2는 본 발명에 따라 실시하고 있는 피그를 보여주기 위해 일부를 절개한 구성 예시도이고, 도 3은 본 발명에 의해 실행하고 있는 시스템을 설명하기 위한 실시 구성도를 나타낸 것이다.

즉, 본 발명은 가스배관의 내부 상태를 실시간으로 외부에서 용이하게 관찰 및 확인하고 저장할 수 있도록 정보의 송수신이 가능하게 하기 위한 것으로, 이때 정보의 송수신을 위해 가스의 매체를 이용하기 위한 것이다.

이를 위해, 상기 가스배관(30)은 지하에 매설되어 기체상태인 천연가스(NG)의 매체를 원활히 이동시켜 공급시키게 되는 것이고, 상기 가스배관(30)을 통해 이동되는 가스의 흐름에 의해 구동되어 이동되는 피그(20)가 가스배관(30)의 내부에 삽입되어 가스배관(30)의 내부에 대한 상태 및 건전성을 측정 및 점검하게 된다.

이때, 상기의 피그(20)를 통해 가스배관(30)의 내부에 대한 상태 및 건전성 을 측정 및 점검하여 수집된 데이터인 정보를 밸브 스테이션(100)과 같은 외부에 송신하게 되고, 상기 밸브 스테이션(100)을 통해 피그(20)로 제어신호를 송신할 수 있도록 가스를 매체로 하여 이용하게 되는 것이다.

먼저, 상기 피그(20)는 외측에 다수개 구비된 격리부(21)에 의해 가스배관(30)의 내부 통로를 이동할 수 있는데, 이는 가스배관(30)의 내부에서 발생되는 압력차에 의해 추진력을 얻게 되어 가능하게 된다.

상기의 격리부(21)에 의해 이동되는 피그(20)는 가스배관(30)의 내부를 이동하는 과정에서 정보(데이터)를 수집하게 되는데, 이는 상기 피그(20)의 전단부에 구비된 카메라(22)와, 상기 피그(20)의 중앙 외측면에 다수개 구비된 측정장치 센서부(25)에 의해 측정 및 점검되어 데이터를 획득하게 된다.

이때, 상기 카메라(22)는 가스배관(30)의 내부를 촬영하여 영상정보를 획득하게 되는데, 이는 가스배관(30)의 내부에 대한 상태를 확인할 수 있는 동시에 촬영된 가스배관(30)의 용접부위(31)를 통해 이동거리를 측정할 수 있는 것으로, 이동거리의 측정에 대한 구체적인 내용은 하기에서 설명하기로 한다.

그리고, 상기 측정장치 센서부(25)는 가스배관(30) 내부의 굴곡을 측정하도록 배관 내부의 굴곡을 감지하게 되는 것이다.

상기의 카메라(22)에 의해 촬영된 영상을 선명하게 얻을 수 있도록 조명부(23)를 통해 광원을 발산하게 되고, 상기 카메라(22)와 조명부(23)에 대해서 외부의 충격으로부터 보호될 수 있도록 유리덮개(24)에 의해 덮어져 있다.

이때, 상기 피그(20)의 내측에 구비된 피그통신제어부(26)는 카메라(22), 조 명부(23) 및 측정장치 센서부(25)를 각각 제어하는 동시에 수집되어 획득한 데이터를 처리하여 외부와의 송수신이 가능하도록 상기 피그(20)의 후단부에 구비된 통신용 안테나부(27)와 상호 전달하게 된다.

또한, 상기 피그통신제어부(26), 카메라(22) 및 조명부(23)의 원활한 구동을 하도록 대용량 배터리(28)에 의해 전원이 공급되게 되는 것이다.

상기와 같은 구성으로 이루어지는 본 발명에 따른 피그(20)는 촬영하여 영상정보를 얻을 수 있는 카메라(22)가 구비되어 있기 때문에 종래에 실시하고 있는 피그의 관성 측정부(4)와 주행거리계(5)가 필요없게 되었고, 대신에 통신 부분이 적용된 것이다.

이에 따른, 상기 통신용 안테나부(27)는 피그통신제어부(26)와 밸브 스테이션(100)과 같은 외부의 상호간에 용이한 송수신이 가능하도록 가스를 매체로 하여 통신할 수 있는 전파신호 및 전기적 신호로 변환하여 전달하게 되는 것으로, 이는 가스배관(30)을 통해 이동되는 가스에 노출되어 있어 촬영된 영상 신호가 가스배관(30)의 내부에 있는 가스를 매체로 하여 통신할 수 있는 전파신호로 변환시키게 하고, 또한 밸브 스테이션(100) 또는 지역통제센터(200)에서 송신한 제어명령신호를 가스를 매체로 하여 전파신호로 도달될 때 이를 수신하여 전기적인 신호로 변환시켜 피그통신제어부(26)로 전달시키게 되는 것이다.

이러한, 상기 통신용 안테나부(27)는 정보(데이터)를 외부로 전달할 때 가스배관(30) 내의 가스에 전파를 발사하기 쉬운 형태의 전기신호를 생성하게 되고, 상기 피그통신제어부(26)는 밸브 스테이션(100) 또는 지역통제센터(200)와 같은 외부 에서 피그(20)를 제어하기 위해 통신용 안테나부(27)를 통해 전달된 미약한 신호를 증폭 및 선별하여 피그(20)에 구비된 각 구성부들에 대한 작동관계를 제어하게 되는 것이다.

상기와 같이, 가스배관(30)의 내부에 대한 상태를 밸브 스테이션(100)에서 실시간으로 확인할 수 있을 뿐만 아니라 무선통신이 가능하기 때문에 지역통제센터(200)와 같은 원격지의 위치에서도 종합적인 신호처리가 가능하게 되어 실시간으로 관찰 및 확인이 이루어지게 되는 것이다.

이에 따른, 상기 밸브 스테이션(100)과 지역통제센터(200)를 각각 살펴보면, 먼저 상기 밸브 스테이션(100)에는 별도의 통신용 안테나부(110)가 가스배관(30)을 통한 가스의 점검과 이용을 위해 설치된 피그 런처(32)의 내부에 설치되어 있어, 상기 피그(20)에서 송신하는 각종 정보(데이터)를 수신할 수 있을 뿐만 아니라 피그(20)를 제어할 수 있는 제어신호를 수신할 수가 있는 것이다.

이에, 상기의 피그(20)의 통신용 안테나부(27)에서 송신되는 신호는 밸브 스테이션(100)의 통신용 안테나부(110)에서 수신하게 되고, 상기에서 수신된 신호는 스테이션 통신제어부(120)로 전달되어 상기 피그(20)와의 송수신이 가능하게 되는 것이다.

그리고, 상기 스테이션 통신제어부(120)와 연결되어 있는 마이컴(130)에 의해 피그(20)가 가스배관(30)의 내부를 이동하면서 촬영한 영상신호를 모니터링하게 되고, 상기 마이컴(130)은 사용자로 하여금 피그(20)를 제어할 수 있도록 하는 제어를 위한 명령신호를 스테이션 통신제어부(120)에 전달할 수가 있는 것이다.

또한, 상기 밸브 스테이션(100)에서는 원격지에 위치한 지역통제센터(200)에 피그(20)에 의해 송신된 정보(데이터) 신호를 수신할 수가 있는데, 이는 밸브 스테이션(100)의 모뎀 및 라우터부(140)와 지역통제센터(200)의 모뎀 및 라우터부(210)가 유선의 기간통신망 또는 전용통신망(40)에 의해 상호 연결되어 있어 데이터 통신이 가능하게 되는 것이다.

즉, 상기 지역통신센터(200)의 모뎀 및 라우터부(210)에 의해 가스배관(30)의 내부 상태를 확인할 수 있도록 통신이 가능한 상태에서, 피그(20)의 카메라(22)를 통해 가스배관(30)의 내부를 촬영한 영상신호를 저장부(220)에 의해 실시간 저장하게 되고, 상기 저장부(220)에 의해 저장된 정보를 이용하여 향후 가스배관(30)에 대한 건전성을 언제든지 확인할 수가 있는 것이다.

또한, 상기 모뎀 및 라우터부(210)와 연결되어 있는 종합모니터링부(230)에 의해 피그(20)에서 촬영된 영상을 실시간으로 관찰 및 확인할 수 있을 뿐만 아니라 상기 가스배관(30)의 내부를 이동하는 피그(20)에 대한 제어 명령신호를 발생시켜 상기 피그(20)에 전달할 수가 있는 것이다.

한편, 상기 가스배관(30)의 내부로 이동하고 있는 피그(20)의 이동거리와 위치를 확인할 수가 있는데, 이는 상기 가스배관(30)를 설치하기 위해 각 강관을 연결하도록 용접하는 부위(31)를 식별하여 확인하게 되는 것이다.

즉, 상기 피그(20)에 부착된 카메라(22)를 이용하여 가스배관(30)의 내부를 촬영하게 되면, 가스배관(30)의 용접부위(31)가 촬영되기 때문에 가스배관(30)의 내부를 이동하는 피그(20)의 정확한 위치가 파악되는 동시에 피그(20)의 이동거리 가 측정되게 되는 것이다.

이에 따른, 상기 피그(20)의 위치와 이동거리에 대한 정보는 밸브 스테이션(100)에서 수신되어 전자지도 상으로 맵핑되는 동시에 저장되어 좌표계로 기록되고, 또한 각각의 화상데이터를 좌표계 색인으로 지정하여 데이터베이스화 할 수 있는 것이다.

상기와 같이, 상기 피그(20)에 대한 위치 및 이동거리를 전자지도 상으로 맵핑하거나 좌표계 색인으로 지정하여 데이터베이스화 하게 되면, 상기 피그(20)의 운영 시 가스배관(30) 상에 피그(20)의 위치 지점을 실시간 확인할 수 있을 뿐만 아니라 좌표계를 이용하여 향후 가스배관(30)에 대한 유지 보수를 위한 데이터의 검색이 매우 빠르게 진행되는 동시에 가스배관(30)의 결함을 손쉽게 추정할 수 있게 되는 것이다.

상기의 구성으로 실시하는 천연가스를 매체로 한 무선통신 시스템에 대한 방법은 가스배관(30)의 내부에 삽입된 피그(20)와 밸브 스테이션(100) 또는 지역통제센터(200)의 상호 통신을 가스를 매체로 하여 수행하기 위한 것이다.

이를 위해, 상기 피그(20)에서 수집된 데이터, 즉 상기의 피그(20)에 구비된 카메라(22)를 통해 가스배관(30)의 내부를 촬영한 영상신호를 피그(20)에 구비된 통신용 안테나부(27)에 의해 가스에 전파 형태의 신호로 변환하거나 가스를 매체로 한 전파 신호를 피그(20)에서 이용할 수 있는 전기 형태의 신호로 변환하도록 실행하게 되고, 이를 피그통신제어부(26)에 의해 통신 신호로 변환하게 된다.

이때, 상기 피그통신제어부(26)와 피그(20)에 구비된 통신용 안테나부(27)를 통해서 송신된 신호(가스를 통해 전달된 전파신호)를 밸브 스테이션(100)에서 용이하게 수신될 수 있도록 피그런처(32)의 내부에 설치된 통신용 안테나부(110)에 의해 전기적 신호로 변환시키도록 실행한 다음 상기 통신용 안테나부(110)를 통해 수신받은 신호를 스테이션 통신제어부(120)에 의해 일반 통신기기에 접속 가능한 형태의 신호로 변환시키도록 실행하게 되고, 상기의 실행에 의해 전달된 영상신호의 정보를 마이컴(130)을 통해 실시간으로 저장하거나 가스배관(30)의 내부에 대한 상태를 관찰 및 확인이 가능하도록 실행되게 된다.

그리고, 상기 스테이션 통신제어부(120)를 통해 전달된 신호인 영상신호의 정보를 기간통신망이나 전용통신망(40)과 같은 통신선로를 통해 원격지에 위치한 지역통제센터(200)의 저장부(220)와 종합모니터링부(230)에 각각 전달되어 실시간으로 저장되거나 가스배관(30)의 내부를 관찰 및 확인할 수 있도록 실행하게 되는 것이다.

이에 따른, 상기 가스배관(30)의 내부에 대한 정보의 저장과 사용자로 하여금 용이하게 관찰 및 확인할 수 있어, 상기 피그(20)에 부착된 카메라(22)를 이용하여 카메라(22)를 통해 전달된 영상신호 중에서 가스배관(30)의 용접부위(31)를 이용한 피그(20)의 이동거리를 측정하는 단계를 실행하게 되고, 상기에서 측정된 이동거리를 이용하여 지리정보시스템(Geography Information System, GIS)의 데이터에 피그(20)의 위치를 맵핑하는 단계를 더 실행하게 되는 것이다.

이때, 상기 지리정보시스템(GIS)의 데이터에 저장된 영상 데이터를 맵핑하게 되면, 가스배관(30)의 결함 종류를 특징별로 구분킬 수가 있고, 이를 데이터베이스화 할 수 있어 향후 가스배관(30)에 대한 유지 보수를 위한 데이터의 검색이 매우 빠르게 진행할 수 있는 동시에 가스배관(30)의 결함을 손쉽게 추정이 가능하게 되는 것이다.

마지막으로, 본 발명을 실시하고 있는 천연가스를 매체로 한 무선통신 시스템 및 방법의 구성에 있어 다양하게 변형될 수 있고 여러 가지 형태를 취할 수 있다.

하지만, 본 발명은 상기의 상세한 설명에서 언급되는 특별한 형태로 한정되는 것이 아닌 것으로 이해되어야 하며, 오히려 첨부된 청구범위에 의해 정의되는 본 발명의 정신과 범위 내에 있는 모든 변형물과 균등물 및 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다.

이상에서 살펴본 바와 같이, 본 발명은 가스배관의 내부로 이동하는 가스를 전파 통신의 매개체로 이용하여 가스배관의 내부에 대한 건전성을 점검하는 피그와의 통신이 실시간으로 가능하기 때문에 종래에 실시하고 있는 점검보다 더 어려운 부분까지도 점검이 가능한 동시에 고성능 카메라가 피그에 부착되어 있어 미세한 부분까지도 점검이 가능하여 향후 나타날 수 있는 큰 재난이 미연에 방지되는 효과가 있다.

또한, 본 발명은 간단한 통신장비와 카메라에 의해 가스배관의 내부에 대한 점검 상태를 외부에서 용이하게 관찰 및 확인할 수 있는 효과와, 효율적인 점검이 가능하여 종래의 피그보다 낮은 비용으로 점검상태를 수행할 수 있는 효과가 있다.

또한, 본 발명은 피그에 대한 위치와 이동거리를 측정할 수 있기 때문에 향후 가스배관의 유지 및 보수를 위한 정확한 지점을 찾아낼 수 있는 효과와 보수의 시간 및 비용이 크게 절감되는 효과가 있고, 저장된 영상 데이터로부터 가스배관의 결함의 종류를 특징별로 구분하여 데이터베이스화가 가능하기 때문에 향후 가스배관에 대한 결함의 추정 및 분류가 가능한 효과로 인해 전체적인 시스템에 대한 사용상의 만족도 및 신뢰도가 극대화되는 등의 여러 효과가 있다.

Claims (14)

1. 지하에 매설되어 기체상태인 천연가스(NG)의 매체를 원활히 이동시켜 공급시키도록 하는 가스배관에 있어서,

   상기 가스배관의 내부에 삽입되어 가스배관 내부의 건전성을 점검하기 위한 피그;

   상기 피그에서 점검하여 수집 및 획득한 데이터를 송신하고, 상기 피그에 대한 구동관계를 제어하기 위해 신호를 피그에 수신시켜 종합적인 신호처리가 가능한 밸브 스테이션;

   상기 피그 또는 밸브 스테이션과의 무선통신이 가능하게 하여 원격지에서도 종합적인 신호처리가 가능한 지역통제센터;

   를 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 천연가스를 매체로 한 무선통신 시스템.
2. 삭제
3. 제1항에 있어서,

   상기 피그에는 가스배관의 내부를 용이하게 촬영하기 위한 카메라;

   상기 카메라에 의해 촬영하는 영상을 선명하게 얻을 수 있도록 광원을 발산 하는 조명부;

   상기 카메라와 조명부를 외부의 충격으로부터 보호할 수 있는 유리덮개;

   피그가 가스배관 내에서 압력차에 의해 추진력을 얻도록 하는 격리부;

   배관 내부의 굴곡을 측정하도록 배관 내부의 굴곡을 감지하기 위한 측정장치 센서부;

   상기 카메라 및 조명부를 제어하고, 상기 측정장치 센서부에 의해 수집된 데이터를 처리하여 외부로 전달하도록 하는 피그통신제어부;

   상기 피그통신제어부와 밸브 스테이션과 같은 외부의 상호간에 용이한 송수신이 가능하도록 가스를 매개체로 하여 통신할 수 있는 전파신호 및 전기적 신호로 변환하여 전달하기 위한 통신용 안테나부;

   상기 피그통신제어부, 카메라 및 조명부의 원활한 구동을 위해 전원을 공급하기 위한 대용량 배터리;

   를 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 천연가스를 매체로 한 무선통신 시스템.
4. 제1항 또는 제3항에 있어서,

   상기 피그의 외측에는 가스배관 내에서 압력차에 의해 추진력을 얻기 위한 격리부가 다수개 구비되고, 상기 피그의 전단부에는 가스배관의 내부를 촬영하는 카메라와 광원을 발산하는 조명부가 각각 구비되며, 상기 카메라와 조명부의 전면에는 보호를 위한 유리덮개가 구비되고, 상기 피그의 중앙 외측면에는 배관 내부의 굴곡을 측정하기 위해 감지하는 측정장치 센서부가 다수개 구비되며, 상기 피그의 내부에는 각 구성부를 제어하고 수집된 데이터를 처리하는 피그통신제어부와 각 구성부에 전원을 공급하기 위한 대용량 배터리가 각각 구비되고, 상기 피그의 후단부에는 외부와의 상호 송수신이 가능하게 하는 통신용 안테나부가 구비되어 이루어지는 것을 특징으로 하는 천연가스를 매체로 한 무선통신 시스템.
5. 제1항 또는 제2항에 있어서,

   상기 밸브 스테이션에는 가스배관의 점검과 이용을 위해 설치된 피그 런처의 내부에 구비된 통신용 안테나부;

   상기 통신용 안테나부와 연결되어 피그와의 송수신이 가능하도록 제어하는 스테이션 통신제어부;

   상기 스테이션 통신제어부와 연결되어 원격지의 외부와의 데이터 통신이 가능하도록 하는 모뎀 및 라우터부;

   상기 스테이션 통신제어부와 연결되어 피그가 배관내를 이동하면서 촬영한 영상신호의 모니터링과 현장에서 피그의 제어를 위한 명령신호를 발생시키기 위한 마이컴;

   를 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 천연가스를 매체로 한 무선통신 시스템.
6. 제2항에 있어서,

   상기 지역통신센터는 밸브 스테이션과 연결된 유선의 기간통신망 또는 전용통신망과 연결되어 원격지에서도 가스배관의 내부 상태를 확인할 수 있도록 외부와의 통신이 가능한 모뎀 및 라우터부;

   상기 모뎀 및 라우터부와 연결되어 가스배관에서 촬영한 영상신호를 실시간 저장하고, 향후 가스배관에 대한 건전성을 용이하게 확인시키기 위한 저장부;

   상기 모뎀 및 라우터부와 연결되어 원격지에서 촬영된 영상의 관찰 및 확인하도록 하고, 가스배관의 내부를 이동하는 피그에 대한 제어 명령신호를 발생시키세 하는 종합모니터링부;

   를 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 천연가스를 매체로 한 무선통신 시스템.
7. 삭제
8. 삭제
9. 삭제
10. 지하에 매설되어 기체상태인 천연가스(NG)의 매체를 원활히 이동시켜 공급시키도록 하는 가스배관의 내부에 삽입되어 가스배관 내부의 건전성을 점검하기 위한 피그와, 상기 피그에서 점검하여 수집 및 획득한 데이터를 송신하고, 상기 피그에 대한 구동관계를 제어하기 위해 신호를 피그에 수신시켜 종합적인 신호처리가 가능한 밸브 스테이션으로 구성되되,

    상기 가스배관의 내부에 삽입된 피그와 밸브 스테이션에 설치된 스테이션 통신제어부의 상호 통신을 가스를 매체로 하여 수행하는 단계와, 상기 피그에서 수집된 데이터를 피그에 구비된 통신용 안테나부에 의해 가스에 전파 형태의 신호로 변환하거나 가스를 매체로 한 전파 신호를 피그에서 이용할 수 있는 전기 형태의 신호로 변환시키는 단계와, 상기의 피그에 구비된 카메라를 통해 가스배관의 내부를 촬영하는 단계와, 상기의 카메라를 통해 촬영된 영상 데이터 정보를 피그통신제어부에 의해 통신 신호로 변환시키는 단계와, 상기 피그통신제어부와 피그에 구비된 통신용 안테나부를 통해서 송신된 신호(가스를 통해 전달된 전파신호)를 밸브 스테이션에서 용이하게 수신될 수 있도록 피그런처의 내부에 설치된 통신용 안테나부에 의해 전기적 신호로 변환시키는 단계와, 상기 피그런처의 내부에 설치된 통신용 안테나부를 통해 수신받은 신호를 스테이션 통신제어부에 의해 일반 통신기기에 접속 가능한 형태의 신호로 변환시키는 단계와, 상기 스테이션 통신제어부를 통해 전달된 신호인 영상신호의 정보를 마이컴에 의해 저장하거나 가스배관의 내부를 확인하도록 하는 단계를 실행하고;

    상기 스테이션 통신제어부에 의해 일반 통신기기에 접속 가능한 형태의 신호로 변환시키는 단계에서, 상기 스테이션 통신제어부를 통해 전달된 신호인 영상신호의 정보를 기간통신망이나 전용통신망과 같은 통신선로를 통해 원격지에 위치한 지역통제센터의 저장부와 종합모니터링부에 각각 전달되어 저장하거나 가스배관의 내부를 확인하도록 하는 단계를 실행하는 것을 특징으로 하는 천연가스를 매체로 한 무선통신 방법.
11. 삭제
12. 제10항에 있어서,

    상기 피그에 부착된 카메라를 이용하여 카메라를 통해 전달된 영상신호 중에서 가스배관의 용접부위를 이용한 피그의 이동거리를 측정하는 단계; 및

    상기에서 측정된 이동거리를 이용하여 지리정보시스템(GIS)의 데이터에 피그의 위치를 맵핑하는 단계;

    를 더 실행하는 것을 특징으로 하는 천연가스를 매체로 한 무선통신 방법.
13. 제12항에 있어서,

    상기의 지리정보시스템(GIS)의 데이터에 피그의 위치를 맵핑하는 단계에서, 상기 지리정보시스템(GIS)의 데이터에 저장된 영상 데이터를 맵핑하는 단계를 더 실행하는 것을 특징으로 하는 천연가스를 매체로 한 무선통신 방법.
14. 제13항에 있어서,

    상기에서 저장된 영상 데이터를 데이터베이스화하여 가스배관의 결함 종류를 특징별로 구분시키는 단계를 더 실행하는 것을 특징으로 하는 천연가스를 매체로 한 무선통신 방법.

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