• 한국정보통신학회:학술대회논문집
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• 한국정보통신학회 2022년도 춘계학술대회
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• pp.314-316
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• 2022

수도계량기는 사용자가 사용하는 물의 양을 계측하는 기기로 계량안정성 관리가 필요하다. 하지만 겨울철 한파로 인해 계량기 내부의 물이 얼음으로 상변화하며 약 9%의 체적이 커지게 되며 계량기의 파손이 발생된다. 기존 동파방지용 수도미터 동파방지 기술은 크게 세 가지로 보호통 내부에 열을 공급하는 방법, 단열을 위한 수도미터 외부 보호방법, 수도계량기에 동파방지 장치를 설치하는 방법으로 나뉜다. 기술개발 제품의 상용화를 위하여 구조를 최대한 변형시키지 않으며 외부전원이 필요하지 않은 기술을 개발하는데 목적이 있다. 따라서, 영하의 온도에서 수도계량기에 가해지는 내부압력을 해석하여 동파 취약부위를 확인하고 파손을 방지하기 위해 내부 압력을 감소시킬 수 있는 동파방지 효과가 우수한 수도계량기를 개발하고자 한다.

• 한국수자원학회:학술대회논문집
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• 한국수자원학회 2023년도 학술발표회
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• pp.511-511
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• 2023

기후변화로 동절기 기온 저하에 따른 수도계량기의 동파는 지속적으로 심화되고 있으며, 이는 계량기 교체 비용, 누수, 누수량 동결에 의한 2차 피해, 단수 등 사회적 문제를 야기한다. 이와같은 문제를 해결하고자 구조적 대책으로 개별 가정에서 동파 방지형 계량기를 설치할 수 있으나 이를 위한 비용발생이 상당하고, 비구조적 대책으로는 기상청의 동파 지도 알림 서비스를 활용하여 사전적으로 대응하고자 하나, 기상청자료는 대기 온도를 중심으로 제공하고 있기 때문에 해당서비스만으로는 계량기의 동파를 예측하는데 필요한 추가적인 다양한 변수를 활용하는데 한계가 있다. 최근 정부와 공공부문에서 22개 지역, 110개소 이상의 수도계량기함내 IoT 온도센서를 시범 설치하여 계량기 함내의 상태 등을 확인할 수 있는 사업을 수행했다. 전국적인 계량기 상태의 예측과 진단을 위해서는 추가적인 센서 설치가 필요할 것이나, IoT센서 설치 비용 등의 문제로 추가 설치가 더딘 실정이다. 본 연구에서는 겨울 동파 예방을 위해 실제 온도센서를 기반으로 가상센서를 구축하고, 이를 혼합한 하이브리드 방식으로 동파위험 기준에 따라 전국 동파위험 지도를 구축하였다. 가상센서 개발을 위해 독립변수로 위경도, 고도, 음·양지, 보온재 여부 및 기상정보(기온, 강수량, 풍속, 습도)를 활용하고, 종속변수로 실제 센서의 온도를 사용하여 기계학습 모델을 개발하였다. 지역 특성에 따라 정확한 모델을 구축하기 위해 위치정보 및 보온재여부 등의 변수를 활용하여 K-means 방법으로 군집화 하였으며, 각 군집별로 3가지의 기계학습 회귀모델을 적용하였다. 최적의 군집 수를 검토한 결과 4개가 적정한 것으로 판단되었다. 군집의 특성은 지역별 구분과 유사한 패턴을 보이며, 모든 군집에서 Gradient Boosting 회귀모델을 적용하는 것이 적합한 것으로 나타났다. 본 연구에서 개발한 모델을 바탕으로 조건에 따라 동파 예측 알람서비스에 실무적으로 활용할 수 있도록 양호·주의·위험·매우위험 총 4개의 기준을 설정하였다. 실제 본 연구에서 개발된 알고리즘을 국가상수도정보 시스템에 반영하여 테스트 수행중에 있으며, 향후 지속 검증을 할 예정에 있다. 이를 통해 동파 예방 및 피해 최소화, 물절약 등 직간접적 편익이 기대된다.

• 한국정보통신학회:학술대회논문집
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• 한국정보통신학회 2021년도 춘계학술대회
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• pp.233-234
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• 2021

겨울철 한파로 인한 수도계량기의 동파는 수돗물 공급 중지, 유출된 후 결빙에 따른 각종 안전사고 유발 및 복구에 따른 비용 발생 등 여러 가지 불편과 문제를 야기시킨다. 본 연구에서는 수도계량기가 실제 동파가 발생되는 환경과 유사한 시험장치를 개발하여 동파영향인자인 온도, 습도, 유량, 압력, 밸브개도, 펌프 가동상태 등을 변화시켜 반복시험을 수행하고자 한다. 이를 통해 얻어지는 데이터를 기반으로 동파 영향인자 간 상관관계를 AI 기술을 적용해 동파시기를 예측하고자 한다.

• 한국상하수도협회지
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• 통권13호
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• pp.132-135
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• 2006

• 대한설비공학회:학술대회논문집
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• 대한설비공학회 2007년도 동계학술발표대회 논문집
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• pp.612-617
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• 2007

Water meter frost in winter is a nuisance to the water administration and citizen as well. It causes stop of water supply, possibility of accident due to leakage freezing, and additional official work to change frost water meters. This study was carried out to give some basic information of water meter frost condition, to verify the effect of frost protection devices such as lagging vinyl cover, electric heater, and meter pit using subterranean heat. Nearly half of the number of the water meter frost happens in old apartment house with outer corridor, and temperature of the meter box was measured in that kind of apartment house, comparing with atmosphere temperature. The capability of three kinds of lagging vinyl cover was investigated by measuring the inside temperature of the insulated box. Also the capability of existing meter pits and new meter pits using subterranean heat was compared by measuring the inside temperature of the pits. One of the result is that the inside temperature of meter pits using subterranean heat was higher than that of the existing ones, and deeper pit causes higher inside temperature in case of using subterranean heat.

• 한국건설관리학회논문집
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• 제24권3호
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• pp.42-51
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• 2023

겨울철 동파는 물사용 불가, 2차 피해 및 계량기 교체비용 발생 등 많은 사회적 비용을 발생시키고 있다. 정부에서는 지방상수도 시설의 현대화를 위해 많은 노력을 기울이고 있으며, 특히나 전국적으로 SWM 사업을 추진 중에 있다. 본 연구에서는 수용가의 최접점에 설치되는 스마트 미터링에 착안하여 기존의 대기온도가 아닌 계량기 함내 온도를 기반으로 하는 새로운 동파위험 알림 정보서비스를 계획하였다. 또한 본 연구에서는 전국적으로 설치된 스마트미터의 수량적인 한계를 극복하기 위하여, 온도센서로부터 취득된 자료들을 바탕으로 물리적인 온도센서가 없는 지역의 온도를 예측하는 인공지능 기반의 온도예측 모델을 개발하였고, 최적화 과정을 통해 전국을 대상으로 하는 수도계량기 동파위험 정보서비스(안)을 구상하였다.