Research Agendas
유비쿼터스 기반의 지능형 수자원시설 관리방법 개발(3차년도)
Director
황의호
Period
2007.01.01 ~2009.12.31
Performer
,이종욱,이을래
File
K-Water had established “Ubiquitous strategic plan for embodying u-Kwater” but in substance productions and applications of a project for induction in water resource filed did not applied. So it has been needed to research to study the task efficiency and the economical effectiveness through inducting the ubiquitous technology. Also currently, for water resource management the various systems are operated but the technology development and induction of the sensor networking and the analysis of the sensor data insufficient, so the helpful information for real time management of water resource and equipments is not enough. Besides, recently the ubiquitous technology is applied at all society fields, therefore the development of the technology which can monitor and analyze the quality and quantity of the water resource and the status of water management equipments is need much more.
So this study present intelligent water and water equipments management methods for using IT such as real time monitoring, the water resource management body of knowledge and so on. Through this, a task for the induction was selected from the trend of the inside and outside of the country and the demand of end user and real time water monitoring system was developed from dam water level measurement method and floodwater survey method using the ubiquitous technology. Furthermore, the application of ew technologies based on u-IT is expected to advance K-water`s technological capabilities to prepare it for new business areas and future overseas projects, improve the organization`s reputaion through real-time water resource management and disaster management systems, and contribute to enhancing the quality of service for the people of Korea.
요 약 문(1차년도) ⅰ
요 약 문(2차년도) ⅹi
요 약 문(3차년도) ⅹxvi
제 1 장 서론 1
1.1 연구배경 1
1.2 연구목적 2
1.3 주요 연구내용 3
1.4 유비쿼터스 구축 대상 4
1.5 연구 추진 체계 5
제 2 장 센서기술을 이용한 하천제방 안전성 확보 기술 적용 6
2.1 하천제방 안전성 확보 기술 개요 6
2.1.1 배경 및 필요성 6
2.1.2 하천제방 안전관리 기술 개발 목적 및 수행 절차 7
2.2 기술동향 분석 8
2.2.1 하천제방 피해 사례 8
2.2.2 국내외 하천제방 관리 현황 17
2.2.3 하천제방 안전관리 적용 사례 19
2.2.4 하천제방 안전성 평가 기법 조사 27
2.3 적용기술 분석 31
2.3.1 광섬유센서 분석 31
2.3.2 광섬유센서 종류 33
2.4 하천제방 안전성 확보 센서기술 개발을 위한 모형실험 36
2.4.1 모형실험 토조 제작 36
2.4.2 모형실험 42
2.4.3 하천제방 안전성 평가를 위한 수치모델링 55
2.4.4 결과 분석 60
2.5 하천제방 안전성 평가 방법 68
2.5.1 하천제방 안전관리 센서 설치 방안 68
2.5.2 센서 기반 하천제방 안전성 평가 73
2.6 하천제방안전관리 모니터링 시범 시스템 구축 방안 74
2.6.1 하천제방 안전관리 업무프로세스 설계 74
2.6.2 하천제방 안전관리 시스템 구성안 75
제 3 장 센서부자를 이용한 유하량별 도달시간 계측 기술 81
3.1 도달시간 산정 개요 81
3.1.1 추진 목적 81
3.1.2 추진 내용 82
3.2 이론검토 및 연구동향 분석 83
3.2.1 도달시간 산정 방법 83
3.2.2 하도 추적 93
3.2.3 하천 수질오염 사고 사례 101
3.3 u-IT 적용센서 및 기술 개발 105
3.3.1 u-IT 적용 기술 105
3.3.2 적용 무선네트워크 기술 143
3.3.3 도달시간계측 시스템 147
3.4 센서부자를 이용한 유하량별 평균도달시간 계측 151
3.4.1 대상구간 선정 151
3.4.2 도달시간 계측 178
3.5 수리모형을 이용한 도달시간 산정 198
3.5.1 HEC-RAS 모형의 기본 이론 198
3.5.2 모형의 입력자료 구축 203
3.5.3 모형 적용 결과 211
3.6 지류유입량을 고려한 유하량-평균도달시간 관계 분석 220
3.6.1 평수기(낙동강) 유하량별 도달시간 분석 결과 220
3.6.2 홍수기(남한강) 유하량별 도달시간 분석 결과 223
3.7 산정 관계식 적용성 검증 226
3.7.1 평수기 수질사고 분석결과와 비교 분석 226
3.7.2 홍수기 기존 홍수사상과 비교 분석 229
3.8 향후 활용방안 및 실용화 방안 232
제 4 장 u-IT 적용기술 안정화 233
4.1 댐 유입량 산정을 위한 호내 수위관측기술 개선 및 안정화 233
4.1.1 호내 수위관측기술 현황 233
4.1.2 수위관측 통신망 및 관측시설 안정화 235
4.2 RFID/USN 기반 시설물 점검관리시스템 기능 개선 및 안정화 240
4.2.1 RFID/USN 적용 현황 240
4.2.2 기능 개선 및 안정화 243
제 5 장 u-GIS 관제시스템 시범 구축 254
5.1 배경 및 필요성 254
5.2 기술동향 및 적용기술 분석 255
5.2.1 Web 2.0 기술 255
5.2.2 Open API Mashup 기술 258
5.2.3 3D GIS 적용 기술 261
5.3 3D 수자원시설물 모델링 보완 262
5.3.1 3D 모델링 기법 개요 262
5.3.2 수자원시설물 3D 모델링 보완 264
5.4 u-GIS 시범 시스템 설계 및 구현 270
5.4.1 u-GIS 시범 시스템 설계 보완 270
5.4.2 u-GIS 시범 시스템 보완 구축 281
5.4.3 시스템 사용자 매뉴얼 290
제 7 장 맺음말 302
참 고 문 헌 305
부 록 308
부록 1. 도달시간계측을 위한 현장조사 세부 결과 309
부록 2. 도달시간계측 세부 결과 334
So this study present intelligent water and water equipments management methods for using IT such as real time monitoring, the water resource management body of knowledge and so on. Through this, a task for the induction was selected from the trend of the inside and outside of the country and the demand of end user and real time water monitoring system was developed from dam water level measurement method and floodwater survey method using the ubiquitous technology. Furthermore, the application of ew technologies based on u-IT is expected to advance K-water`s technological capabilities to prepare it for new business areas and future overseas projects, improve the organization`s reputaion through real-time water resource management and disaster management systems, and contribute to enhancing the quality of service for the people of Korea.
요 약 문(1차년도) ⅰ
요 약 문(2차년도) ⅹi
요 약 문(3차년도) ⅹxvi
제 1 장 서론 1
1.1 연구배경 1
1.2 연구목적 2
1.3 주요 연구내용 3
1.4 유비쿼터스 구축 대상 4
1.5 연구 추진 체계 5
제 2 장 센서기술을 이용한 하천제방 안전성 확보 기술 적용 6
2.1 하천제방 안전성 확보 기술 개요 6
2.1.1 배경 및 필요성 6
2.1.2 하천제방 안전관리 기술 개발 목적 및 수행 절차 7
2.2 기술동향 분석 8
2.2.1 하천제방 피해 사례 8
2.2.2 국내외 하천제방 관리 현황 17
2.2.3 하천제방 안전관리 적용 사례 19
2.2.4 하천제방 안전성 평가 기법 조사 27
2.3 적용기술 분석 31
2.3.1 광섬유센서 분석 31
2.3.2 광섬유센서 종류 33
2.4 하천제방 안전성 확보 센서기술 개발을 위한 모형실험 36
2.4.1 모형실험 토조 제작 36
2.4.2 모형실험 42
2.4.3 하천제방 안전성 평가를 위한 수치모델링 55
2.4.4 결과 분석 60
2.5 하천제방 안전성 평가 방법 68
2.5.1 하천제방 안전관리 센서 설치 방안 68
2.5.2 센서 기반 하천제방 안전성 평가 73
2.6 하천제방안전관리 모니터링 시범 시스템 구축 방안 74
2.6.1 하천제방 안전관리 업무프로세스 설계 74
2.6.2 하천제방 안전관리 시스템 구성안 75
제 3 장 센서부자를 이용한 유하량별 도달시간 계측 기술 81
3.1 도달시간 산정 개요 81
3.1.1 추진 목적 81
3.1.2 추진 내용 82
3.2 이론검토 및 연구동향 분석 83
3.2.1 도달시간 산정 방법 83
3.2.2 하도 추적 93
3.2.3 하천 수질오염 사고 사례 101
3.3 u-IT 적용센서 및 기술 개발 105
3.3.1 u-IT 적용 기술 105
3.3.2 적용 무선네트워크 기술 143
3.3.3 도달시간계측 시스템 147
3.4 센서부자를 이용한 유하량별 평균도달시간 계측 151
3.4.1 대상구간 선정 151
3.4.2 도달시간 계측 178
3.5 수리모형을 이용한 도달시간 산정 198
3.5.1 HEC-RAS 모형의 기본 이론 198
3.5.2 모형의 입력자료 구축 203
3.5.3 모형 적용 결과 211
3.6 지류유입량을 고려한 유하량-평균도달시간 관계 분석 220
3.6.1 평수기(낙동강) 유하량별 도달시간 분석 결과 220
3.6.2 홍수기(남한강) 유하량별 도달시간 분석 결과 223
3.7 산정 관계식 적용성 검증 226
3.7.1 평수기 수질사고 분석결과와 비교 분석 226
3.7.2 홍수기 기존 홍수사상과 비교 분석 229
3.8 향후 활용방안 및 실용화 방안 232
제 4 장 u-IT 적용기술 안정화 233
4.1 댐 유입량 산정을 위한 호내 수위관측기술 개선 및 안정화 233
4.1.1 호내 수위관측기술 현황 233
4.1.2 수위관측 통신망 및 관측시설 안정화 235
4.2 RFID/USN 기반 시설물 점검관리시스템 기능 개선 및 안정화 240
4.2.1 RFID/USN 적용 현황 240
4.2.2 기능 개선 및 안정화 243
제 5 장 u-GIS 관제시스템 시범 구축 254
5.1 배경 및 필요성 254
5.2 기술동향 및 적용기술 분석 255
5.2.1 Web 2.0 기술 255
5.2.2 Open API Mashup 기술 258
5.2.3 3D GIS 적용 기술 261
5.3 3D 수자원시설물 모델링 보완 262
5.3.1 3D 모델링 기법 개요 262
5.3.2 수자원시설물 3D 모델링 보완 264
5.4 u-GIS 시범 시스템 설계 및 구현 270
5.4.1 u-GIS 시범 시스템 설계 보완 270
5.4.2 u-GIS 시범 시스템 보완 구축 281
5.4.3 시스템 사용자 매뉴얼 290
제 7 장 맺음말 302
참 고 문 헌 305
부 록 308
부록 1. 도달시간계측을 위한 현장조사 세부 결과 309
부록 2. 도달시간계측 세부 결과 334