• 한국건설안전학회 논문집
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• 제3권1호
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• pp.18-24
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• 2020

본 연구의 목적은 지반함몰 사고를 예방하기 위한 제도 개선안을 제안하는 것이다. 이를 위해 다음과 같은 수행절차를 따른다. 첫째, 지반침하 및 지반함몰 등의 혼용되어 사용되는 용어를 정의한다. 둘째, 지반함몰 사고 현황 및 원인 분석과 강우량과 지반함몰 원인간의 상관관계 분석을 실시하여 중점관리 원인을 도출한다. 셋째, 중점관리 원인에 대한 제도 개선안을 제안한다. 그 결과, 지하관로 손상과 지하공사 부실이 중점관리 원인으로 규명되었으며, 이를 관리할 두 가지의 제도 개선안을 제시하였다. 본 연구의 결과는 향후 보다 실효성 있는 지하함몰 예방을 위한 제도개선의 기초자료로 활용될 수 있다.

• 한국수자원학회논문집
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• 제52권10호
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• pp.719-728
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• 2019

상수도 관망 밸브는 평상시 관로의 유향을 변경하는 역할을 하지만, 관로 파손, 수질 문제 등 사고 발생 시 해당 구역을 격리하는데에도 이용된다. 밸브조작에 의한 구역 단수는 주변 지역의 압력 및 물 공급 성능 저하를 유발한다. 최근 안정적인 상수도 관망 물 공급을 위협하는 사고가 다양하고 빈번하게 발생하고 있으며, 이에 따라 다양한 시나리오를 고려하여 밸브 위치 결정을 하는 것이 필요하다고 할 수 있다. 따라서 본 연구에서는 밸브의 개수, 구역격리 시 물 부족량, 수리학적 거리 인자(Hydraulic Geodesic Index, HGI)를 통합한 목적함수를 개발하고, 다양한 물 부족 시나리오에 기반한 밸브 최적 위치 결정 방법론을 제안한다. 제안한 방법론은 페스카라 관망에 적용되었으며, 시나리오별로 도출된 최적 밸브 설계안의 차이점을 분석하였다. 최적 밸브 위치 탐색 과정 중 수행된 관망 수리해석은 압력 기반(Pressure Driven Analysis, PDA)으로 수행하였다. 개발된 방법론으로 도출한 최적 밸브 설계안은 기존 설계안 대비 밸브 개수가 최대 19개나 적었고, 세그먼트 격리 시 물 공급 부족량 또한 상대적으로 작았다. 수원 수두가 낮은 시나리오를 고려할수록 더 많은 밸브가 설치되었는데, 밸브 추가 설치에 따른 비용증가는 다양한 시나리오에서 물 공급 성능 향상으로 이어짐을 확인하였다. 또한, 세그먼트 격리 상황 모의를 압력 및 유량 기반 해석으로 수행한 결과를 비교하여, 밸브 최적 위치 설계 수행 시 압력 기반 해석이 필요함을 확인하였다.

• 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.

• 한국정보통신학회논문지
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• 제21권1호
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• pp.151-156
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• 2017

대형 누수와 같은 상수도 사고가 발생했을 경우 신속한 대응조치를 위해서는 현장 관리자가 문제가 발생한 관로의 제수변을 찾아 제어해야 한다. 그러나 현재 상수도 시스템으로는 해당 제수변을 찾는 것이 쉽지 않고, 찾았다하더라도 관련 정보를 바로 알 수 없어 신속하게 대응하지 못하는 문제를 가지고 있다. 이를 해결하기 위해 본 연구에서는 GPS와 증강현실 기술을 사용하여 제수변 위치를 찾는 시스템을 구현하였다. 제안된 시스템은 자이로, 가속도계, 자기 센서를 포함한 안도로이드 장치의 센서를 활용하여 원격 데이터베이스 서버의 위치 데이터와 장치의 현재 GSP 위치가 일치하는 밸브를 찾는다. 또한 증강현실 기술을 사용하여 캡처한 실제 장면에 그래픽 패턴과 추가 정보들을 오버레이하여 나타내었다. 본 연구의 시스템 구현으로 제수변의 체계적인 관리가 가능하므로 사고 발생 시 신속한 대응으로 문제를 해결할 수 있을 것으로 기대된다.

• 한국수자원학회:학술대회논문집
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• 한국수자원학회 2021년도 학술발표회
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• pp.430-430
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• 2021

최근 상수관망 시스템에 ICT 기술을 접목하여 수돗물 공급에 대한 신뢰도를 향상시키기 위한 노력이 증가하고 있다. 특히, 관 내 수질이 일정 기준 미달인 경우 실시간 수질 감지를 통해 이상수질을 자동으로 배출하는 자동드레인 시스템이 수질사고 예방 및 대응 방안으로 주목받고 있다. 현재 자동드레인 시설은 관로 말단에서의 잔류염소 유지를 위한 목적으로 주로 사용되고 있고, 도시지역 내 수질사고에 대비한 설치, 운영사례는 부족한 상황이다. 따라서 본 연구에서는 인천시 Z지역 내 자동드레인의 운영에 따른 상수관망의 수리적 특성을 분석하였다. EPANET 프로그램을 사용하여 배수지에서 수질오염이 발생한 조건을 가정하였고 배수지의 공급량에 따라 2가지 모의조건으로 나누었다. 첫 번째 모의조건은 배수지의 공급량을 일정하게 유지시킨 상태로 자동드레인의 배출량을 증가시키는 것이었고, 두 번째 모의조건은 급수구역의 공급량을 일정하게 유지시킨 상태로 자동드레인의 배출량을 증가시키는 것이었다. 각 조건별로 자동드레인의 배출량을 증가(배수지의 10%~90%)시키면서 관망 전체의 수리적 변화(압력, 에너지)를 비교·분석하였다. 첫 번째 모의조건에서는 자동드레인 배출량이 증가할수록 모든 절점에서 압력이 증가하였고 수두가 낮은 절점일수록 압력 변화가 커지는 것으로 나타났다. 또한, 인천 Z지역에서는 60% 이상 배출 시 에너지가 거의 증가하지 않고 일정한 값으로 수렴하는 경향을 보였다. 두 번째 모의조건에서는 자동드레인의 배출량이 증가할수록 압력이 모든 절점에서 동일하게 감소하였으며 에너지는 일정하게 증가하였다. 본 연구 결과는 상수관망 내 수질관리 시스템 구축 시 기초자료로 활용될 수 있으며 스마트 물 관리에 도움이 될 것으로 기대된다.

• 한국콘텐츠학회:학술대회논문집
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• 한국콘텐츠학회 2005년도 추계 종합학술대회 논문집
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• pp.115-118
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• 2005

상수도관망에서 발생하는 누수현상은 수자원의 손실뿐만 아니라 압력손실로 인한 추가적 가압 설비의 필요성 및 누수되는 관로 주변의 토질의 약화 등을 초래하여 관망의 유지관리를 어렵게 하고, 심각한 경제적 손실을 야기하고 있다. 이에 구역고립으로 인한 수압과 유량 등을 상시 모니터링하여 누수사고의 적극적인 대처와 누수발생을 미연에 방지함으로써 유수율을 향상 시킬 수 있다 .실제 구역고립 후 계속되는 수압 조절 및 유입유량의 모니터링으로 인하여 구역내 유수율 산정결과 평균 유수율은 88.94%로서 부산광역시 2003년도의 유수율 79.5%보다 9.44% 높게 조사되었다.

• 한국재난정보학회 논문집
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• 제12권2호
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• pp.122-129
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• 2016

본 연구에서는 돌발적 충격에 의한 파손사전 예방감시를 위한 이중구조 파이프, 측량 및 시공 속성정보 수집을 위한 스마트 폰 앱 프로그램 개발, 실시간 감시를 위한 서버프로그램 등을 개발하였다. 본 연구에서 개발한 시스템의 효과를 분석하기 위하여 파일럿규모의 시험을 야외시험장에 구축하였다. 파손 예방을 위한 데이터는 파이프에 부착된 센서를 통하여 감지된다. 누출은 압력센서를 일정한 간격으로 설치하여 시험하였다. VRS 측량장비와 스마트폰을 연계한 앱 프로그램과 서버프로그램을 통하여 실시간 자료 수집과 감시가 가능하도록 하였다.

• 한국콘텐츠학회논문지
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• 제6권11호
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• pp.310-316
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• 2006

상수도관망에서 발생하는 누수현상은 수자원의 손실뿐만 아니라 압력손실로 인한 추가적 가압 설비의 필요성 및 누수 되는 관로 주변의 토질의 약화 등을 초래하여 관망의 유지관리를 어렵게 하고, 심각한 경제적 손실을 야기하고 있다. 본 연구는 구역고립으로 인한 수압과 유량 등을 상시 모니터링 하여 누수사고의 적극적인 대처와 누수발생을 미연에 방지함으로써 유수율을 향상시킬 수 있다. 실제 구역고립 후 계속되는 수압조절 및 유입유량의 모니터링에 인하여 구역 내 유수율 산정결과 평균 유수율은 88.94%로서 부산광역시 2003년도의 유수율 79.5%보다 9.44% 높게 조사되었다.

• 대한전기학회:학술대회논문집
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• 대한전기학회 2006년도 제37회 하계학술대회 논문집 전기설비
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• pp.81-82
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• 2006

한국에 지중배전케이블이 설치된 지 30년이 넘고 현재 지중화율은 12% 가량 되고 있다. 지중화율이 점차 높아지는 추세에서 기존의 매설된 케이블이나 사고 케이블에 대한 교체로 철거케이블이 발생하는 빈도가 높아져 이를 쉽게 철거할 수 있는 방안이 필요하여 철거용 지중케이블 자동절단기 개발을 하기에 이르렀다. 케이블철거 작업이 현재까지는 대부분 수동유압절단기를 통하여 이루어지다보니 작업의 경제성이 상당히 낮고 안전상의 문제가 대두되어 관로내 케이블을 차량의 유압을 이용하여 자동 인출, 자동 절단할 수 있는 기기를 개발하기에 이르렀다. 자동절단기를 사용함으로써 기존 $4{\sim}5$명이 소요되는 작업이 $1{\sim}2$명의 인력으로도 작업할 수 있고 작업시간도 대폭 단축되어 경제성이 크게 향상되었다. 아울러 사람이 절단작업을 수행하다보니 안전성의 문제가 염려시 되었는 데 철단작업을 기계가 대행함으로써 작업의 안전이 보장되었다. 이와 같이 케이블 자동절단기는 경제성은 물론 안전성을 확보함으로써 케이블 철거작업의 품질개선에 큰 역할을 담당할 것이다.

• 한국수자원학회:학술대회논문집
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• 한국수자원학회 2023년도 학술발표회
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• pp.77-77
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• 2023

네팔은 6천여 개가 넘는 강이 존재하며 불안정한 기후로 인해 산사태와 홍수가 빈번하게 발생하고 있고, 노후된 상수도 시설 문제도 있어 효과적인 물관리 대책이 필요하다. 이 연구는 네팔 카트만두 인근의 소도시인 둘리켈시를 대상지역으로 하여 스마트 물관리 도입 방안에 대한 타당성 연구조사를 수행하였다. 이를 통해 스마트물관리(SWM) 사업계획을 수립하고, 상수도 관리 기술이 둘리켈시 수돗물 공급 전과정에서 수량·수질을 체계적으로 관리할 수 있도록 계기를 마련하는 것을 목표로 하였다. 주요 연구로 국내 스마트물관리 기술의 네팔 적용성 분석, 수운영 자료및 현황 조사, 스마트 물관리 도입을 위한 수도 시설의 설계 방향을 수립하였고, 기술 도입과 확대 방안을 제시하였다. 스마트 물관리 기술의 적용 타당성 분석을 위하여 현장 조사를 수행하였고, 수리 계측데이터의 분석, 수원지, 정수장, 주요 관로에서의 수질을 분석하였다. 이외에 관망수리해석을 기반으로 대상지역 내 공급가능한 수량을 산정하였고, 상수도 공급이 어려운 지역에 대한 추가시설 확보방안을 제시하였다. 현재 조건에서의 상수도 운영, 관리체계를 분석하여 노후화된 상수도 시설의 개선 및 보완 방안, 스마트 물관리 기술 도입 가능성도 제시하고자 하였다. 연구 결과를 기반으로 기본계획과 실시설계를 통하여 스마트 물관리 인프라가 둘리켈시에 도입될 경우, 물 공급의 불균형으로 인한 피해를 최소화하고, 수돗물의 안정적인 공급 및 수질 안정성 확보, 상수관망에서 수질 및 누수 사고에 대처가 가능할 것으로 보이며 인근 카트만두를 비롯한 지방 소도시에도 스마트 물관리 기술적용에 기틀이 될 것으로 기대된다.