Research Agendas

water-NET 기능 고도화를 위한 실시간 관망해석 및 이상감지 모델 개발
Director

최두용

Period

2016.01.01 ~2017.12.31

Performer

,박순모,김형숙,이두진,김태완,최태호,신은허,김경필

본 연구는 K-water 광역 및 지방 상수도의 운영관리 효율화를 위해 보급된 상수관망 통합운영 관리 시스템 water-NET의 실시간 감시 및 모의 기능의 고도화를 위한 연구이다. 본 연구의 1차년도 과업으로서 먼저 EPANET-RTX와 같은 국외의 선진 기술에 대한 분석과 water-NET 현황에 대한 분석을 통해 필요기능과 목표성능을 설정하였다.
water-NET 기능 고도화를 위한 기술로는 상수관망에서 가장 동적변화가 용수수요량의 고려방법으로 몬테카를로 시뮬레이션 기법을 이용한 절점 용수패턴 추정 알고리즘을 개발하였다. 또한 정제되지 않은 실시간 모니터링 데이터로 인하여 실시간 관망해석 결과의 신뢰도에 영향을 주는 데이터의 적정관리를 위하여 비정상 신호를 감지하고 수리적 이상(관파손, 누수), 기계적이상(계측기), 통신이상(데이터 흐름)으로 판별할 수 있는 이상 감지 및 판별 모듈을 개발하였다. 개발된 모듈은 예제 관망을 통해 성능을 확인하고, 광역상수도 및 지방상수도 각 1개 구간의 시범적용연구를 통해 현장 적용가능성을 분석하였다. 2차년도 연구에서는 시범적용 연구를 통해 도출된 개선 및 보완 사항과 소블록단위 수요예측 모듈의 개발 및 절점 수요패턴 추정모듈의 연산속도 향상을 위한 연구가 수행될 것것이다.

제 1 장 서 론 1
1.1 연구 배경 및 목적 1
1.2 연구 내용 및 범위 3
1.3 연구개발 추진체계 5

제 2 장 국외 최신 기술 동향 6
2.1 실시간 계측 데이터 기반의 관망해석 6
2.1.1 실시간 관망해석 시스템 구축 및 운영 6
2.1.2 실시간 관망해석 요소기술 15
2.2 상수관망 실시간 데이터 관리 및 활용 18
2.2.1 오·결측 관리를 통한 이상치 감지 및 판별 18
2.2.2 실시간 관망해석을 위한 오·결측 데이터 처리 21

제 3 장 실시간 절점 수요패턴 예측 모듈 개발 26
3.1 실시간 관망해석 적용현황 (water-NET) 26
3.2 실시간 절점 수요패턴 예측 알고리즘 및 시범적용 31
3.2.1 실시간 절점 수요패턴 예측 알고리즘 31
3.2.2 실시간 절점 수요패턴 예측 모듈 시범적용 36
3.2.3 실시간 관망해석 모의 플랫폼 39

제 4 장 실시간 이상 감지 및 판별 모듈 개발 41
4.1 상수관망 실시간 계측데이터 이상유형 및 감시현황 41
4.2 실시간 이상 감지 및 판별 모듈 개발 45
4.2.1 실시간 이상 감지 및 판별 알고리즘 45
4.2.2 실시간 이상 감지 및 판별 모듈의 시범적용 53

제 5 장 개발 모듈의 시범적용 59
5.1 수리적 연결성과 이상발생에 따른 상호상관성 분석 59
5.1.1 시범적용 개요 59
5.1.2 시범적용 결과 61
5.2 이상 감지 및 판별 모듈의 성능분석 66
5.2.1 시범적용 개요 66
5.2.2 시범적용 결과 69

제 6 장 결 론 72

참 고 문 헌 74