• Journal of Korea Water Resources Association
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• v.42 no.7
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• pp.537-546
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• 2009

Determination of optimal pressure monitoring location is essential to manage water distribution system efficiently and safely. In this study, entropy theory is applied to overcome defects of previous researches about determining the optimal sensor location. The previous studies required the calibration using historical data, therefore, it was difficult to apply the proposed method in the place where the enough data were not available. Also, most researches have focused on the locations to minimize cost and maximize accuracy of the model, which is not appropriate for the purpose of maintenance of the water distribution system. The proposed method in this study quantify the entropy which is defined as the amount of information calculated from the pressure change due to the variation of discharge. When abnormal condition is occurred in a node, the effect on the entire network is presented by the entropy, and the emitter is used to reproduce actual pressure change pattern in EPANET. The optimal location to install pressure sensors in water distribution system is the nodes having the maximum information from other nodes. The looped and branched networks are evaluated using the proposed model. As a result, entropy theory provides general guideline to select the locations to install pressure sensors and the results can be used to help decision makers.

• Proceedings of the Korea Water Resources Association Conference
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• 2017.05a
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• pp.120-120
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• 2017

인천지역의 상수도공급은 팔당댐을 취수원으로 하여 도수, 송수관을 거쳐 인천지역 내 정수장을 통하여 각 급수지역까지 일원화된 관로시스템으로 공급되고 있다. 관망에서의 적절한 수압관리, 노후관로 교체사업 등은 급수관망 내 관로 사고위험을 줄일 수 있고, 누수량을 저감하여 무수율의 감소로 이어질 수 있다. 상수관망 내 누수에 영향을 주는 물리적, 운영적 요소를 파악하고, 이를 이용하여 누수해결을 위한 방법론을 제시하는 것은 매우 중요하다. 본 연구에서는 인천시 배수관망 데이터를 활용하여 통계분석 및 인공신경망을 통하여 무수율에 영향을 미치는 인자를 선별하고, 무수율과의 연관성을 분석하고자 하였다. 이를 위해 대상지역에 대한 시설현황 및 운영자료를 취득하고, 무수율 분석에 활용하였다. 인천시의 소블럭을 대상으로 관로노후도, 배수관연장, 평균관경, 급수전당 공급량, 누수발생 횟수, 용도지역, 관망구성 형태 등을 고려하여 무수율과의 관계분석을 위한 통계분석을 수행하였다. 특히 급수에 필요한 최소에너지와 관망에서 공급되는 에너지를 비교하기 위하여 관망해석 프로그램인 EPANET을 이용하여 관망내 절점에서의 수압과 수요량이 적용된 최소공급에너지를 활용하였고, 이를 통하여 블록 내 과잉공급에너지와 무수율의 영향성을 비교하였다. 최종적으로 산출된 주요인자에 대한 주성분분석, 분산분석, 다중회귀분석 등의 통계분석과 인공신경망에 의해 학습된 알고리즘을 통하여 산정된 무수율을 실측 무수율과 비교, 분석하였다. 인공신경망에 의해 산정된 무수율과 실측 무수율의 정확도를 평가하기 위하여 MAE, MSE, PBIAS 등의 정확도 평가와 산점도 분석을 수행하고, 상관계수를 도출하여 가장 정확한 방법을 결정하였다. 분석 결과 통계분석에 의한 다중회귀식으로 산출된 무수율 보다 인공신경망에 의한 무수율이 실측값에 더욱 근접한 것으로 나타났으며 이용된 뉴런의 수의 따라 산출결과가 상이하기 때문에 최적 뉴런의 수를 산정해야 할 필요가 있음을 확인하였다. 특히 사용된 상수관망 주요인자 중 주성분분석을 통하여 선정된 각 성분을 인공신경망에 적용시 더욱 정확한 무수율 예측이 가능한 것으로 나타났다.

• Proceedings of the Korea Water Resources Association Conference
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• 2020.06a
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• pp.239-239
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• 2020

상수관망은 수용가에게 용수를 공급하는 사회기반시설물로, 용수를 공급하는 과정에서 관내에 이물질, 스케일 등의 생성은 불가피하다. 관로 변경, 단수로 인한 비상시 용수 공급 등의 유향 및 유속이 변화가 발생할 경우 스케일이 박리되어 적수사고 등의 수질문제가 발생 할 수 있으며, 이에 사전에 스케일을 제거 할 필요성이 있다. 스케일을 제거하기 위해서는 주기적인 관세척이 필요하며, 대표적인 공법으로는 플러싱공법이 있다. 현재까지 플러싱공법에 대한 연구는 실험을 통한 적용 권장 기준으로 진행되어 왔으나, 실제 상수관망에서 적용권장 기준을 확보하기 위한 방안에 대한 연구는 미흡한 실정이다. 플러싱공법의 대표적은 종류는 재래식 플러싱공법과 단방향 플러싱공법이 있다. 재래식 플러싱공법은 제수밸브를 조작하지 않는 방법으로, 모든 소화전에서 용수를 방출하는 공법이다. 단방향 플러싱공법은 제수밸브를 조작하여, 일정한 방향으로 요수를 방출하는 공법이다. 단방향 플러싱공법은 재래식 플러싱공법보다 유속확보 측면에서 유리하여 관로 세척을 위한 유량 및 유속 확보가 용이하다. 단방향 플러싱공법을 적용하기 위해서는 관로의 유속을 확보하기 위해 세척구역 정의하는 것이 필요하다. 이에 본 연구에서는 세척구역 정의를 통한 플러싱공법 적용 방안을 제안하고자 한다. 세척구역은 크게 3단계로 구분한다. 먼저 블록단위의 세척순서를 결정하고, 블록 내 관망 세척구역을 결정한다. 이때 관로의 관경, 곡선구간, 세척구역의 길이를 고려하여 세척구역을 정의한다. 마지막으로 결정된 세척구역을 제수밸브의 위치, 조작 횟수에 근거하여 세척순서를 결정한다. 본 연구를 통해 실제 상수관망 플러싱공법 적용 절차 수립에 기여할 수 있다.

• Proceedings of the Korean Institute of Information and Commucation Sciences Conference
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• 2022.05a
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• pp.291-295
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• 2022

This paper deal with the advanced thchnology of water supply line breakege detection system in singsan green city. the technology apply for construction eco oriented high-tech city to merge residant, industial, tour reasure parts for songsan green city furture direction achivement and response for a life style change of people in the city. Breakege detection system consist of smart prevention seat, pipeline breakege detection sensor, analysis software, server. etc.. Central control unit sent the data to hwa sung city water supply office by WCDMA in SKY. the data are states about water supply pipeline, Location.etc. This system maintain the long term life cycle of water supply plpeline by the prevention the leakege event through ackonwledge information of evnet occurrence locaion. and used to realtime sense method about demage information of the pipeline and prevent to brekege facilities during excavation work.

• Proceedings of the Korea Water Resources Association Conference
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• 2009.05a
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• pp.260-266
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• 2009

Non-revenue water reduction(NRW) technologies are implemented to evaluate and manage leakages scientifically in water distribution systems under local governments. A development of quantitative leakage indicator by measuring minimum night flow, pressure control policy by installation of PRV(pressure reducing valve) and the establishment of leakage prevention schemes by residual life modeling of deteriorated water pipes are reviewed and studied. Estimation models of allowable leakage are developed by measuring and analyzing minimum night flow at residential and commercial area in Nonsan city, which is suggested from UK water industry and can improve an existing leakage indicator for the evaluation of non-revenue water. Also, pressure control method is applied and analyzed to Uti distribution area in Sacheon city in the operation aspect. As results, $466\;m^3/day$ of leakage can be reduced and it is expected that 113million won of annual cost can be saved. In the part of corrosion velocity and residual life assessment, non-linear prediction models of residual thickness are proposed by assessment of corrosion velocity based on exposure years, soil and water quality etc., since the deteriorated water pipe play a major role to increase leakage. It is expected that collection data and analyzing results can be applied effectively and positively to reduce non-revenue water by accumulating surveying data and verifying the results in the business field of water distribution systems under local governments.

• Journal of Korea Water Resources Association
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• v.52 no.8
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• pp.555-563
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• 2019

Reduced thickness of the water pipes due to corrosion makes it difficult to perform the original functions since corrosion in metallic water pipes can occur over time. In this study, reliability model that can estimate the probability of pipe breakage is developed regarding corrosion depth increment according to service year. Probability of pipe breakage was calculated by FORM(First Order Reliability Method) and unsteady analysis was performed to analyze the statistical properties of water pressure. And KCIP(Korea Cast Iron Pipe) equation was adopted for the reliability function. Furthermore, change of pipe thickness was estimated by Nahal and Khelif equation and Romanoff equation. Therefore, pipe thickness was calculated due to change of corrosion depth and probability of pipe breakage was calculated and compared with 10, 20, 30 service years. From the results, probability of pipe breakage for network A is gradually increased from 6.8% to 8.6% according to service year of 10, 20, 30 when Nahal and Khelif equation is applied. And probability of pipe breakage for network A is also gradually increased from 6.4% to 8.9% according to service year of 10, 20, 30 when Romanoff equation is applied.

• Proceedings of the KAIS Fall Conference
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• 2003.06a
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• pp.177-180
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• 2003

극초단파 영역에서 얇은 두께의 시료를 도파 관의 한 가운데 두었을 때 전송 법과 Automatic Network Analyzer를 이용하여 산란인자를 측정하였다. 파동의 전파상수를 구하기 위하여 복소수로 되어 있는 반사계수와 투과계수를 결정하고 이것으로 초월함수를 풀어 시료의 유전특성을 구하였다. 시료를 도파 관의 한 가운데 두고 산란인자를 측정하는 이 방법은 유전체와 도파 관 사이에 생길 수 있는 간격을 줄일 수 있고 시료를 쉽게 정착할 수 있다. 이 측정 방법은 대단히 간단하고 빨리 측정할 수 있으며 실험을 재생할 수 있다는 장점이 있다.

• Proceedings of the Korea Water Resources Association Conference
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• 2023.05a
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• pp.521-521
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• 2023

지방상수도의 관 파손사고 감지 및 누수관리 방법에는 블록시스템 구축을 통한 소블록별 야간최소유량 감시방법이 가장 대표적이다. 야간최소유량은 새벽 2시와 4시 사이의 인구 활동 비율이 가장 낮은 새벽 시간대에 소블록에 공급된 유량을 의미하며, 대부분 유량 성분은 누수량일 것이라는 가정에서 출발한다. 그러나 아파트 중심의 주거 형태를 보이는 도심지의 경우, 새벽 시간대에도 다량의 물수요가 비정기적으로 발생하고 있어 관망의 이상 여부를 감시하기 위한 관리기준으로서 야간최소유량을 이용하기에는 높은 일간 변동성에 따른 한계가 있다고 할 수 있다. 즉, 야간최소유량은 관 파손사고 발생의 감시보다는 관로 연결 또는 급수전 분기 부위에서 발생하는 미량의 누수가 수개월에 걸쳐 누적되는 장기추세를 분석하여 누수탐사반의 투입 시점을 결정하기 위한 근거를 제시하기 위한 목적으로 사용되며, 아직까지 관 파손사고의 발생은 자체적인 감지보다는 민원에 의해 인지되는 경우가 많다. 최근, 스마트관망 구축사업(SWM) 등을 통해 관 파손 및 누수 감지를 위한 청음식 누수감지센서가 소블록 내 도입되고 있으나, 초기 시설투자에 큰 비용이 수반되며 주변 소음과 배터리 전원방식의 한계로 인하여 새벽 시간대에만 분석이 제한적으로 적용되는 경우가 많아 이 역시도 상시적인 관 파손사고의 감시기술이라 보기는 어렵다. 본 연구에서는 소블록 유입점에서의 유량·압력과 소블록 내에 설치된 대수용가 스마트미터, 그리고 사고감지를 위한 수압계 사이의 평상시 수리적 균형을 학습한 DNN(Deep Neural Network) 모델을 이용하여 관 파손사고를 실시간 감지하는 모델 개발연구를 수행하였다. 모델은 관 파손사고 감지를 위한 수압계의 최적 위치와 대수를 결정하기 위한 모듈과 관 파손사고 감지모듈로 구성되며, 1개 소블록 Test-Bed를 구축하여 모델을 생성하고 PDD 관망해석 모델을 통해 생성된 가상의 사고에 대한 감지 여부로서 개발 모델의 감지성능을 평가하였다.

• Water for future
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• v.29 no.3
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• pp.197-205
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• 1996

Flow carrying capacity of water distribution systems is getting reduced by deterioration of pipes in the systems. The objective of this study is to develop a managerial decision-making model for the rehabilitation of water distribution systems with a minimum cost. The decisions made by the model also satisfy the requirements for the discharge and pressure at demanding nodes in the system. The replacement cost, pipe break repair cost, and pumping cost are considered in the economic evaluation of the decision along with the break ratio and interest ratio to determine the optimal replacement time for each pipe. Then, the hydraulic integrity of the water distribution system is checked for the decision by a pipe network simulator, KYPIPE, if the discharge and pressure requirements, the decision made for the optimal replacement time is revised until the requirements are satisfied. The model is applied to an existing water distribution system, the Metropolita Water Supply Project (1st Phase). The result shows that the decisions for the replacement time determined by the economix analysis are accepted as optimal and the hydraulic integrity of the system is in good condition.

• Journal of the Korean GEO-environmental Society
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• v.23 no.8
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• pp.5-10
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• 2022

Ground Subsidence has been continuously occurring in densely populated downtown. The main cause of ground subsidence is the damaged underground facility like sewer. Currently, ground subsidence is being dealt with by discovering cavities in ground using GPR. However, this consumes large amount of manpower and cost, so it is necessary to predict hazardous area for efficient operation of GPR. In this study, ◯◯city is divided into 500 m×500 m grids. Then, data set was constructed using the characteristics of the underground facility and ground subsidence in grids. Data set used to machine learning model for ground subsidence risk grade prediction. The purposed model would be used to present a ground subsidence risk map of target area.