• 상하수도학회지
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• 제23권3호
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• pp.305-313
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• 2009

This paper provides a method for evaluating a residual life of water mains using a proportional hazard model(PHM). The survival time of individual pipe is defined as the elapsed time since installation until a break rate of individual pipe exceeds the Threshold Break Rate. A break rate of an individual pipe is estimated by using the General Pipe Break Model(GPBM). In order to use the GPBM effectively, improvement of the GPBM is presented in this paper by utilizing additional break data that is the cumulative number of pipe break of 0 for the time of installation and adjusting a value of weighting factor(WF). The residual lives and hazard ratios of the case study pipes of which the cumulative number of pipe breaks is more than one is estimated by using the estimated survival function. It is found that the average residual lives of the steel and cast iron pipes are about 25.1 and 21 years, respectively. The hazard rate of the cast iron pipes is found to be higher than the steel pipes until 20 years since installation. However, the hazard rate of the cast iron pipes become lower than the hazard rates of the steel pipes after 20 years since installation.

• 한국수자원학회:학술대회논문집
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• 한국수자원학회 2009년도 학술발표회 초록집
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• pp.271-275
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• 2009

본 연구에서는 상수관로의 잔존수명을 통계적 기법 중 하나인 비례위험모형(PHM)에 적용하여 평가하였다. 비례위험모형을 구축하기 위한 개별관로의 생존시간은 관로의 파손율이 한계파손율에 도달하는 시간으로 정의하였다. 즉, Park and Loganathan(2002)에서 제시한 GPBM을 적용하여 시간에 따른 개별관로의 파손율을 추정하고 추정된 파손율과 한계파손율의 상등관계를 통해 생존시간을 산정하였다. 또한, 본 연구대상관로에 대한 GPBM을 구축함에 있어, 매설시점에서 누적파손횟수를 0으로 한 파손기록을 입력자료에 추가하는 방법과 가중계수(WF)의 범위를 수정함으로써 기존의 GPBM을 보완하였다. 이로써 파손사건이 최소 1회 이상 기록된 강관 및 주철관에 대한 비례위험모형을 구축하였다. 이와 같이 수정된 방법론은 관로 파손사건 등의 자료의 축적이 미비한 국내 여건에서 비례위험모형 및 GPBM과 같은 통계적 모형을 구축할 때 유용할 것으로 사료된다. 본 연구대상관로의 비례위험모형에 포함된 유의한 공변수는 관종과 관경 그리고 길이이며 관종은 비례성 가정을 위배하여 시간종속형 변수로 모형화되었다. 최종 채택된 PHM모형을 통해 생존함수를 추정하였으며 추정된 생존함수를 이용하여 개별관로의 잔존수명 및 경제적 수명 그리고 각 수명에 대한 95% 신뢰구간을 산정하였다. 또한 개별관로의 경제적 수명에 영향을 미치는 공변수의 위험비율도 분석하였다. 분석결과 강관의 평균 경제적 수명은 약 25.1년이고 주철관은 약 21년으로 산정되었다. 또한 관종에 따른 경제적 수명에 도달할 상대적인 위험률은 전반적으로 주철관이 높으나 20년 이상 매설된 관로에서는 강관의 위험률이 높을 것으로 분석되었다. 관경과 길이는 크기에 비례하여 상대적 위험률도 증가하였다.

• 한국수자원학회논문집
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• 제42권6호
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• pp.457-464
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• 2009

본 논문에서는 상수관로의 파손자료를 이용하여 관로의 위험률을 산정하기 위해 사용되는 비례위험모형의 관로의 순차적 파손시간 예측정확도를 분석하고 이를 이용하여 관로의 경제적 교체 시간구간을 산정할 수 있는 방법론을 제시하였다. 비례위험모형에 기초한 생존함수를 이용하여 연구대상 관로들의 순차적 파손시간을 예측하고 이들을 기록된 파손시간과의 차이를 분석하였다. 이를 통하여 비례위험모형의 파손시간 예측 오차를 최소화하는 생존확률은 0.70인 것으로 결정되었으며, 세 번째 파손으로부터 일곱 번째 파손에 대한 모형만이 관로의 파손시간을 예측하는데 적합한 것으로 분석되었다. 생존확률 0.70과 순차적 파손사건에 대한 생존함수의 하한 및 상한을 이용하여 예제로 사용된 관로에 대해 예측된 파손시간의 95% 신뢰구간의 하한 및 상한을 추정하였다. 예측된 파손시간의 95% 신뢰 구간의 하한과 상한을 이용하여 관로 파손 경향모형인 General Pipe Break Prediction Models(GPBM)을 구축하고 이들을 관로의 한계파괴율과 결합하여 시간에 대한 해를 구하므로써 경제적 교체 시간구간을 산정하였다.