• 제목/요약/키워드: water distribution system reliability

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수변전설비의 표준화에 관한 연구 - 지하철 역사전기설비를 중심으로 - (A Study on Standardization of the Electric Facilities for distribution & Translations - Focused on the Electric Facilities in Subway Stations -)

  • 조성필;강차녕;김학련
    • 한국철도학회:학술대회논문집
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    • 한국철도학회 2006년도 추계학술대회 논문집
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    • pp.838-843
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    • 2006
  • In our modern society, such electric facilities as lighting, elevators, water supplies, drainages, waste water treatments and landscape lighting are being more enlarged, diversified and technology-intensive owing to outstanding technological development, while they require reliable and safe electricity. On the other hand, as more electric energy is consumed with more complicated systems operated, any accident from a personal electric system is likely to have wider spreading effects. In particular, the electric receivers and transformers installed for such public facilities as subway stations require highest safety, reliability and economy, but such requirements tend to be less considered than such financial requirements as budget conditions, much less their safety and reliability. In such a circumstance, this study was aimed at suggesting some standards for safe, reliable and economic subway electric systems in terms of their scale, location and uses. Specifically, this study put forwards the ways to optimize and standardize the electric systems including receivers and transformers for subway stations in order to make them safer, more reliable and economic.

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Distributed control system architecture for deep submergence rescue vehicles

  • Sun, Yushan;Ran, Xiangrui;Zhang, Guocheng;Wu, Fanyu;Du, Chengrong
    • International Journal of Naval Architecture and Ocean Engineering
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    • 제11권1호
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    • pp.274-284
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    • 2019
  • The control architectures of Chuan Suo (CS) deep submergence rescue vehicle are introduced. The hardware and software architectures are also discussed. The hardware part adopts a distributed control system composed of surface and underwater nodes. A computer is used as a surface control machine. Underwater equipment is based on a multi-board-embedded industrial computer with PC104 BUS, which contains IO, A/D, D/A, eight-channel serial, and power boards. The hardware and software parts complete data transmission through optical fibers. The software part involves an IPC of embedded Vxworks real-time operating system, upon which the operation of I/O, A/D, and D/A boards and serial ports is based on; this setup improves the real-time manipulation. The information flow is controlled by the software part, and the thrust distribution is introduced. A submergence vehicle heeling control method based on ballast water tank regulation is introduced to meet the special heeling requirements of the submergence rescue vehicle during docking. Finally, the feasibility and reliability of the entire system are verified by a pool test.

수질사고 예방형 상수도 관망 밸브 시스템 설계 (A new approach to design isolation valve system to prevent unexpected water quality failures)

  • 박경진;신금채;이승엽
    • 한국수자원학회논문집
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    • 제55권spc1호
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    • pp.1211-1222
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    • 2022
  • 상수도 관망 운영 단계에서 비정상상황은 필연적으로 발생하며, 이때 밸브를 이용한 구역의 격리가 필요하다. 밸브를 이용한 구역 격리 시 흐름 경로와 유향, 유속의 변화와 같은 수리적 변화로 인해 수리적 피해는 불가피하며, 대부분의 기존 연구들은 수리적 피해를 최소화할 수 있도록 밸브의 위치를 결정하여 왔다. 다만, 수리적 변화는 예지치 못한 수질 사고를 유발할 수 있기에, 격리 시 수질 사고 발생 여부를 미리 판단할 필요가 있다. 이에 본 연구에서는 밸브 위치에 따른 예지치 못한 수질 문제를 예방할 수 있는 밸브 설계 방안을 제안한다. 이를 위한 격리 전후의 관로별 흐름 특성 변화율을 정량화하는 유향 변경률 인자(Flow Direction Change Ratio, FDCR)와 신뢰도(reliability)를 고려한 최적 설계 방법론을 제안하였으며, 해당 모형을 가상 상수도 관망에 적용하여 FDCR 고려 유무에 따른 설계안을 비교하였다. 설계 결과 FDCR을 고려한 경우 기존 설계안 대비 유향 변동이 없는 것을 확인하였으며, 세그먼트 격리에 따른 절점별 압력과 관별 유속의 평균과 변동성을 확인한 결과 기존 설계안 대비 우수한 성능을 나타냄을 확인하였다. 또한 설계안 비교를 위해 그래프 이론 기반 인자인 수리학적 거리 인자(Hydrualic Geodesic Index, HGI)를 활용하였으며, HGI가 높은 설계안이 유향 변동성이 낮은 것으로 나타났다. 본 연구는 향후 수질 사고를 고려한 밸브 시스템의 설계 및 운영에 활용할 수 있을 것으로 기대한다.

상하수도 원격감시제어 시스템 구현을 위한 스마트 RTU의 개발 및 적용 (Development of Smart Remote Terminal Unit for Water Treatment SCADA System)

  • 장상복;이호현;홍성택;전명근
    • 조명전기설비학회논문지
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    • 제28권2호
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    • pp.24-30
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    • 2014
  • In this paper, a new remote terminal unit(hereafter RTU) is proposed to manage a wide range of applications and a variety of sensors (eg, pressure, water quality, temperature and humidity sensors, the amount of pollutants, $CO_2$, etc.) to monitor and control the facility such as water treatment plant, intake and effluent pumping station, water tank and distribution network. Fault status of local sensor devices and network are alerted by using the embedded fault handling capabilities of the RTU in the system and also sent to the fault handling server, by which fault can be easily monitored to users. The developed system was applied to one of K-water branch offices in Geoje city and improved its reliability and stability for controlling and monitoring water facility.

다목적 유전자 알고리즘을 이용한 상수관망에서 스프링 서지 완화 밸브의 최적화 (Optimum design of direct spring loaded pressure relief valve in water distribution system using multi-objective genetic algorithm)

  • 김현준;백다원;김상현
    • 상하수도학회지
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    • 제32권2호
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    • pp.115-122
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    • 2018
  • Direct spring loaded pressure relief valve(DSLPRV) is a safety valve to relax surge pressure of the pipeline system. DSLPRV is one of widely used safety valves for its simplicity and efficiency. However, instability of the DSLPRV can caused by various reasons such as insufficient valve volume, natural vibration of the spring, etc. In order to improve reliability of DSLPRV, proper selection of design factors of DSLPRV is important. In this study, methodology for selecting design factors for DSLPRV was proposed. Dynamics of the DSLPRV disk was integrated into conventional 1D surge pressure analysis. Multi-objective genetic algorithm was also used to search optimum design factors for DSLPRV.

Fick's second law 를 이용한 수냉식 발전기 고정자 권선의 건전성 예지 (Health prognostics of stator Windings in Water-Cooled Generator using Fick's second law)

  • 윤병동;장범찬;김희수;배용채
    • 한국소음진동공학회:학술대회논문집
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    • 한국소음진동공학회 2014년도 추계학술대회 논문집
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    • pp.533-538
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    • 2014
  • Power generator is one of the most important component of electricity generation system to convert mechanical energy to electrical energy. I t designed robustly to maintain high system reliability during operation time. But unexpected failure of the power generator could happen and it cause huge amount of economic and social loss. To keep it from unexpected failure, health prognostics should be carried out In this research, We developed a health prognostic method of stator windings in power generator with statistical data analysis and degradation modeling against water absorption. We divided whole 42 windings into two groups, absorption suspected group and normal group. We built a degradation model of absorption suspected winding using Fick's second law to predict upcoming absorption data. Through the analysis of data of normal group, we could figure out the distribution of data of normal windings. After that, we can properly predict absorption data of normal windings. With data prediction of two groups, we derived upcoming Directional Mahalanobis Distance (DMD) of absorption suspected winding and time vs DMD curve. Finally we drew the probability distribution of Remaining Useful Life of absorption suspected windings.

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기후정보와 지리정보를 결합한 계층적 베이지안 모델링을 이용한 재현기간별 일 강우량의 공간 분포 및 불확실성 (Spatial distribution and uncertainty of daily rainfall for return level using hierarchical Bayesian modeling combined with climate and geographical information)

  • 이정훈;이옥정;서지유;김상단
    • 한국수자원학회논문집
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    • 제54권10호
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    • pp.747-757
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    • 2021
  • 극한 강우의 정량화는 홍수방어계획의 수립에 대단히 중요하며 극한 강우의 일반적인 척도는 T-년 재현기간으로 표현된다. 본 연구에서는 기후정보와 지리정보가 결합된 계층적 베이지안 모형을 이용하여 재현기간별 일 강우량의 공간 분포 및 불확실성을 추정하는 방법을 제시하고 이를 서울-인천-경기 지역에 적용하였다. 한국 기상청에서 운영 중인 서울-인천-경기 지역의 6개 종관기상관측소의 연 최대 일 강우량이 일반화된 극치 분포에 적합되었다. 지점 빈도해석과 지수 홍수법을 이용한 지역 빈도해석으로부터 도출된 재현기간별 일 강우량과의 비교를 통하여 제안된 방법의 적용성 및 신뢰도를 살펴보았다. 모든 지점과 모든 재현기간에서 지수홍수법에 의한 지역 빈도해석의 불확실성이 가장 큰 것으로 나타났으며, 계층적 베이지안 모형에 의한 지역 빈도해석의 신뢰도가 가장 높은 것을 확인하였다. 제안된 방법은 서울-인천-경기 지역 및 공간적인 크기가 유사한 다른 지역에서 다양한 지속기간에 대한 확률강우량 지도를 생성하는데 사용될 수 있을 것이다.

EHC 기반 Urea-SCR 시스템 히터 표면온도 분포의 1-D 모델링 (1-D Modeling of Heater Surface Temperature Distribution in EHC-based Urea-SCR System)

  • 박선홍;손지현;문석수;오광철;장성욱;박성서
    • 한국분무공학회지
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    • 제27권1호
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    • pp.11-17
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    • 2022
  • In upcoming Post Stage-V and Tier 5 regulations of construction machineries, nitrogen oxide (NOx) emissions are strictly limited in cold start conditions. In response to this, a method of improving NOx conversion efficiency has been applied by installing an electric heating catalyst (EHC) in front of conventional urea-SCR systems so that the evaporation and thermal decomposition of urea-water solution can be promoted in cold start conditions. In this strategy, the evaporation and thermal decomposition of urea-water solution and corresponding NOx conversion efficiency are governed by temperature conditions inside the EHC. Therefore, characterizing the temperature distribution in the EHC under various operating conditions is crucial for the optimized operation and control of the EHC in Urea-SCR systems. In this study, a 1-D modeling analysis was performed to predict the heater surface temperature distribution in EHC under various operating conditions. The reliability of prediction results was verified by comparing them with measurement results obtained using an infrared (IR) camera. Based on 1-D analysis results, the effects of various EHC operation parameters on the heater surface temperature distribution were analyzed and discussed.

상수관망의 수리학적 균등성을 이용한 신뢰도 지표의 개발 및 적용 (Development and Application of Reliability Index based on Hydraulic Uniformity in Water Distribution Networks)

  • 정기문;강두선
    • 한국수자원학회:학술대회논문집
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    • 한국수자원학회 2019년도 학술발표회
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    • pp.6-6
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    • 2019
  • 상수관망시스템은 공급원으로부터 수요처까지의 용수공급을 위해 구축된 관수로 기반의 사회기반시설물로서, 주로 생활 및 산업 용수를 공급하므로 대규모 사회 경제적 피해를 방지하기 위해서는 안정적인 용수공급 능력이 요구된다. 네트워크의 다양한 특성에 의해 표현되는 상수관망시스템의 신뢰도(reliability)는 크게 시스템 내 구성요소의 안정성(mechanical reliability)과 용수공급의 기능적 안정성(hydraulic reliability)으로 구분할 수 있다. 특히, 시스템의 용수공급 안정성에 주목한 수리학적 신뢰도 연구는 많은 연구자들에 의해 지속적으로 수행된 바 있으며, 다양한 평가방법 및 지표들이 제시되어 활용 중에 있다. 기존의 수리학적 신뢰도 지표들은 주로 수요절점(demand node)에서의 공급가능 수량 및 수압을 바탕으로 산정되었다. 그러나, 절점(node)에서의 공급 상태는 결과에 해당하며, 원인 분석을 위해서는 관로(pipe)의 배치 및 규격을 분석해야 하는 번거로움이 존재한다. 이러한 단점을 보완하기 위해, 본 연구에서는 직접 관로(pipe)의 공급 특성을 분석하여 네트워크의 신뢰도를 평가함으로써, 신뢰도 저하의 원인 분석 및 시스템 개선에 효율적으로 활용할 수 있는 신뢰도 지표를 산정하고자 하였다. 본 연구에서는 상수관로 내 수리학적 기울기가 전반적으로 균등할수록 설계 비용대비 공급 신뢰도, 즉 용수공급 효율이 개선되는 특징을 바탕으로, 네트워크 내 총 에너지 손실로부터 각 관로의 길이, 유량 등의 특성을 고려한 등가 수리경사(Equivalent hydraulic gradient)를 유도하여 모든 관로의 적정 수리경사로 제안하였다. 따라서 각 관로의 실제 수리경사를 대상으로 관로별 수리학적 균등성 지수(pipe hydraulic uniformity index)를 산정하였으며, 더 나아가 전체 시스템의 균등성 지수(system hydraulic uniformity index)를 산정하였다. 제안된 신뢰도 지표는 가상의 네트워크에서 지역 내 용수 사용량이 증가하는 등 용수공급 안정성을 저해하는 몇 가지 시나리오를 바탕으로 검증하였으며, 또한 기존 지표들의 신뢰도 평가 결과와 비교, 분석하였다. 본 연구는 향후 네트워크 최적 설계의 목적함수로 활용하거나, 네트워크의 보강계획 수립에 기여할 것으로 기대된다.

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Optimal Design of Irrigation Pipe Network with Multiple Sources

  • Lyu, Heui-Jeong;Ahn, Tae-Jin
    • 한국농공학회지
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    • 제39권2호
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    • pp.9-18
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    • 1997
  • Abstract This paper presents a heuristic method for optimal design of water distribution system with multiple sources and potential links. In multiple source pipe network, supply rate at each source node affects the total cost of the system because supply rates are not uniquely determined. The Linear Minimum Cost Flow (LMCF) model may be used to a large scale pipe network with multiple sources to determine supply rate at each source node. In this study the heuristic method based on the LMCF is suggested to determine supply rate at each source node and then to optimize the given layout. The heuristic method in turn perturbs links in the longest path of the network to obtain the supply rates which make the optimal design of the pipe network. Once the best tree network is obtained, the frequency count of reconnecting links by considering link failure is in turn applied to form loop to enhance the reliability of the best tree network. A sample pipe network is employed to test the proposed method. The results show that the proposed method can yield a lower cost design than the LMCF alone and that the proposed method can be efficiently used to design irrigation systems or rural water distribution systems.

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