• Journal of the Korea Institute of Information and Communication Engineering
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• v.24 no.9
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• pp.1231-1240
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• 2020

Water pipes are laid on the ground, making it impossible to visually detect leaks due to aging of pipes, and technology to detect leaks in pipes is mainly used to detect leaks in pipes by detecting leaks. In this paper, two accelerometers were attached to both ends of the constant water piping to calculate the time difference between the acquired data to detect leakage points. The leak test of piping was performed by installing valves at 4.3m, 8.6m, and 12.9m points on piping 17.2m, and changing the development rate of valves to 30% and 70%. Leakage can be detected for pressure drop in piping, which is 30% and 70% open valve. It is very important to detect leakage in the early stage, and it is judged that detection of the initial leak point from the algorithm applied in this paper will be possible.

• Proceedings of the Korea Water Resources Association Conference
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• 2023.05a
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• pp.496-496
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• 2023

상수도관의 노후화 등으로 발생하는 누수는 안정적인 급수운영을 저해하고 경제적 손실을 발생시킬 뿐만 아니라 지반 침하 등 2차 피해가 발생할 수 있다. 상수도관 누수는 배관 내·외부 부식으로 발생하는 핀홀(Pin Hole)로 인한 관통누수, 강관 용접 시 발생하는 시공불량, 볼트 및 고무패킹 등 부자재의 노후화, 굴착 등 작업에서 발생하는 물리적 충격 등 여러 원인으로 발생할 수 있다. 상수도관에서 누수가 발생할 경우, 관 내부수가 관 밖으로 유출되어 발생하는 파열음, 유출수와 지반과의 마찰로 인한 진동 및 소음 등이 발생할 수 있다. 청음식, 상관식 누수탐사와 같은 기존 누수탐사 방식은 전문가의 경험에 대한 의존도가 매우 높으며, 기존 장비의 특성상 비금속관 및 대구경관 등 특정 환경에서는 적용이 어려우며, 효율적인 탐사가 쉽지 않은 실정이다. 이에 대한 해결책으로 본 논문에서는 상수도 누수가 의심되는 구간을 대상으로 실시간 누수음 데이터 수집 및 인공지능(Artificial Intelligence) 분석을 실시하여 기존 조사방법보다 효율적이고 신뢰성 있는 누수탐사를 수행한 사례를 분석하고자 한다.

• Journal of the Korean Society for Nondestructive Testing
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• v.23 no.3
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• pp.227-236
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• 2003

Leaks in underground pipelines can cause social, environmental and economical problems. One of relevant countermeasures against leaks is to find and repair of leak points of the pipes. Leak noise is a good source to identify the location of leak points of the pipelines. Although there have been several methods to detect the leak location with leak noise, such as listening rods, hydrophones or ground microphones, they have not been so efficient tools. In this paper, acoustic emission (AE) sensors and accelermeters are used to detect leak locations which could provide all easier and move efficient method. Filtering, signal processing and algorithm of raw input data from sensors for the detection of leak location are described. A 120m-long pipeline system for experiment is installed and the results with the system show that the algorithm with the AE sensors and accelerometers offers accurate pinpointing of leaks. Theoretical analysis of sound wave propagation speed of water in underground pipes, which is critically important in leak locating, is also described.

• Journal of the Institute of Electronics Engineers of Korea SP
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• v.48 no.3
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• pp.125-131
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• 2011

Water leak detection system is a system based on wireless sensor networks(WSNs) which detect a leak on water supply, localize the leak position and finally inform a water management center. A traditional leak detection method is to use experienced personnel who walk along a pipeline listening to the sound that is generated by the leaks and their effectiveness depend on the experience of the user. Also making more successful detection, it should be processed at middle of the night when people do not use water, as the result users have to operate the leak detection system at midnight. In this paper, we propose a new method for the water leak detection system based on the WSNs and describe it in detail. Leak detection devices which detect a leakage of water transmit and receive the result of water leak detection with each other by configuring WSNs to improve reliability of the detection result. Also, we analyzed the sound from water flowed in pipeline, proposed the pre-signal processing to separate a leakage sound from noisy sound. And lastly, It is especially important to make a time synchronization with water leak detection devices that are installed on the pipeline, we used 1PPS(1 Pulse Per Second) signal generated by GPS, therefore we could get a precise time synchronization. The proposed system set up in Namyangju and performances were evaluated.

• Geophysics and Geophysical Exploration
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• v.8 no.1
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• pp.92-96
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• 2005

Comprehensive field surveys, including various hydrogeological and geophysical methods, were carried out to appraise the applicability of those methods to a leakage problem at the Sandong earth fill dam in southwestern Korea. The methods applied in the fold site were tracer tests, monitoring of drawdown and leakage with discharge of reservoir water, electrical resistivity surveys using the dipole-dipole array, self-potential (SP), and temperature logging methods. The leakage pattern in the reservoir wall was demonstrated by hydrogeological methods and was further clarified by the geophysical surveys. Leakage turned out to be through the right abutment of the reservoir wall. In this study, we conformed that the electrical resistivity method is effective in detecting the zones favorable to leakage, and SP methods are useful for delineating the leakage pathways themselves, because leaks generate strong streaming-potential anomalies.

• Journal of the Korean Society for Nondestructive Testing
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• v.34 no.1
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• pp.44-52
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• 2014

Leakage is an important factor to be considered for the management of underground water supply pipelines in a smart water grid system, especially if the pipelines are aged and buried under the pavement or various structures of a highly populated city. Because the exact detection of the location of such leaks in pipelines is essential for their efficient operation, a new methodology for leak location detection based on frequency band variation, windowing filters, and probability is proposed in this paper. Because the exact detection of the leak location depends on the precision of estimation of time delay between sensor signals due to leak noise, some window functions that offer weightings at significant frequencies are applied for calculating the improved cross-correlation function. Experimental results obtained by applying this methodology to an actual buried water supply pipeline, ~ 253.9 m long and made of cast iron, revealed that the approach of frequency band variation with those windows and probability offers better performance for leak location detection.

• Journal of Internet of Things and Convergence
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• v.10 no.2
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• pp.17-23
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• 2024

Losses in domestic water supply due to leaks are very large, such as fractures and defects in pipelines. Therefore, preventive measures to prevent water leakage are necessary. We propose the development of a leakage detection sensor utilizing vibration sensors and present an optimal leakage detection algorithm leveraging artificial intelligence. Vibrational sound data acquired from water pipelines undergo a preprocessing stage using FFT (Fast Fourier Transform), followed by leakage classification using an optimized tree-based boosting algorithm. Applying this method to approximately 260,000 experimental data points from various real-world scenarios resulted in a 97% accuracy, a 4% improvement over existing SVM(Support Vector Machine) methods. The processing speed also increased approximately 80 times, confirming its suitability for edge device applications.

• Proceedings of the Korean Vacuum Society Conference
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• 2012.02a
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• pp.355-355
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• 2012

액체 누설을 감지하는 센서를 개발하였다. 이 센서는 경보 장치를 포함하며 접착 테이프형태의 박막 센서이다. 센서는 총 4개의 층으로 구성되어 있다. 각 층의 명칭은 접착제층, 베이스 필름층, 기판 필름층, 보호 필름층이다. 감지선의 사용량을 최소화하여 기판 필름층 위에는 총 4개의 선이 있다. 전도선 3개와 저항선 1개이다. 4개의 선들은 기판 필름층에 전도성 은나노 잉크를 그라비어인쇄기를 이용하여 센싱 회로를 인쇄하였으며 이 기술의 이 센서의 가장 큰 특징이다. 누수 발생 시에 저항선과 전도선에 액체가 접촉되어 회로 상에 교차하는 내부저항의 전압 변화를 모니터링하여 누수를 감지하는 방식의 센서이다. 감지선에 전원을 양방향으로 번갈아 인가함으로써 수분의 저항 값 증가 및 양극화를 방지하였다. 그로 인해 기존의 센서에 비해 좀 더 안정적이고 정확한 감지를 할 수 있다. 설치 후 센서가 마모되거나 손상될 시 간단하게 재설치 할 수 있다는 장점도 있다. 액체 누설 후에도 별도의 건조시간이 필요하지 않다. 표면에 남아있는 액체를 제거하여 즉시 재사용하는 것이 가능하다. 액체누설 감지 시스템은 액체누설 감지 필름 센서를 포함하며, 표시부와 경고음 발생부 등 전체를 제어한다. 표시부의 누설 위치 표시 단위는 미터(m)이며 최소 0.1 m 단위까지 표시한다. 이 액체누설 감지 시스템을 이용하여 누설 위치 감지 실험 및 액체별 누설 위치 감지 실험을 진행하였다.

• Proceedings of the Korea Water Resources Association Conference
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• 2023.05a
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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.

• The Journal of Engineering Geology
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• v.31 no.4
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• pp.719-730
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• 2021

An improved packer and injection system was developed to improve the efficiency of excavation by hydraulic rock splitting by reducing vibration and noise. Field testing of the system found hydraulic fractures limited in expansion and extension due to the loss of injection pressure by leackage from the cracks, and then the single packer applied to injection hole allowed to produce a sufficient tensile displacement for rock excavation. Numerical analysis based on the field test data could explain the development of cracks in the field experiments.