SWM : Smart Water Management

본 연구는 광역상수도 수도관 파손사고를 사전에 감시하고 사고지점을 추적하는 기술의 개발에 그 목적이 있다. 광역상수도의 파손사고는 광범위한 지역의 용수중단 뿐만 아니라 이차적인 침수, 싱크홀, 교통장애 등의 문제를 유발하여 국민의 생활안전을 위협하는 사고로서 인식되어 왔다. 따라서 광역상수도 관로의 파손사고를 예방적으로 관리하고 신속한 대응체계를 만드는 것은 광역 수도사업자가 당면한 과제이다. 따라서 본 연구에서는 기존의 실시간 운영관리 시스템에서 관리하고 있는 공급량 변동분석과 운영자의 경험에 의존하여 사고를 인지하는 시스템을 고도화 또는 자동화 하는 방안을 수립하고자 한다. 이를 위하여 1차년도인 당해연도에서는 이상감시를 위한 실시간 계측데이터 전처리 기술, 실시간 계측데이터 기반 관 파손사고 감시 기술, 오경보 최소화를 위한 다중 필터링 기술 등의 요소기술 개발에 중점을 두어 연구를 수행하였다. 본 연구에서 개발된 요소기술은 2, 3차년도 계속적인 연구를 통하여 실시간으로 계측되는 데이터의 증가와 함께 이를 종합적으로 수집?판단하는 과정을 통해 자동화된 중대규모 관파손 사고 감시시스템의 개발를 도모하고자 한다. 또한 현재까지 실제 적용이 어려운 기술로 알려진 관파손 위치 추적기술을 접목함으로서 고도화된 광역상수도 운영관리 기술을 제시하고자 한다.

제 출 문 ⅰ
요 약 문 ⅵ
목 차 ?
표 목 차 xv
그림목차 xvi

제 1 장 서 론 1
1.1 연구 배경 및 목적 1
1.2 연구 내용 및 범위 2

제 2 장 이상감시를 위한 실시간 계측데이터 전처리 기술 4
2.1 관로의 파손 및 누수 감시기술 개발 동향 4
2.1.1 하드웨어적인 방법 5
2.1.2 소프트웨어적인 방법 9
2.2 실시간 데이터 기반 관파손 감시기술 13
2.2.1 데이터 기반 관파손 감시모형의 분류 13
2.2.2 데이터 기반 모형의 성능평가 15
2.2.3 관파손 예측모형의 불확실성과 개선방안 16

제 3 장 실시간 계측데이터 기반 관 파손사고 감시 기술 18
3.1 고정밀 마찰손실계수 양해식 도입 18
3.1.1 레이놀즈수 영향에 따른 마찰손실계수의 변화 18
3.1.2 양해법에 의한 마찰손실계수 및 성능평가 결과 19
3.2 절점기반의 동수두법을 이용한 관망해석 23
3.2.1 동수두법 관망해석 프로그램 개발 23
3.2.2 관망해석 프로그램의 해석가능성 검증 27
3.2.3 관망해석 결과의 검증과 활용 31

제 4 장 오경보 최소화를 위한 다중 필터링 기술 개발 35
4.1 오경보 최소화를 위한 데이터 필터 35
4.1.1 최소평균제곱 알고리즘 36
4.1.2 순환최소제곱 알고리즘 37
4.1.3 저주파 통과 필터 알고리즘 37
4.1.4 칼만필터 알고리즘 38
4.2 다중필터링 기술의 적용 40
4.2.1 송유관 누유감시 시스템의 적용사례 40
4.2.2 상수관망의 누수감시에서 칼만필터 병렬적 적용사례 43
4.3 관파손 감시시스템 프로토타입 구성 및 적용 45
4.3.1 이상치 판별 알고리즘 구성 45
4.3.2 관파손 감시시스템 프로토타입 구성 47
4.3.3 관파손 감시시스템의 시범적용 48

제 5 장 결 론 58

참 고 문 헌 60