• 한국수자원학회논문집
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• 제56권5호
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• pp.347-356
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• 2023

상수도시스템에서는 적수 및 누수와 같은 다양한 수리 및 수질적 비정상상황이 발생한다. 이를 방지하거나 빠르게 복구하기 위하여 다양한 계측기에서 얻어지는 데이터를 통해 사고를 예상하고 탐지한다. 하지만 대표적인 수리학적 비정상상황인 누수의 경우 직접적인 탐사를 수행하지 않는다면 발견되기 어렵다. 그 중 미신고 파열누수의 경우 육안식별이 어렵기 때문에 가장 많은 누수를 차지하게 되며 이는 곧 큰 경제적 손실로 이어진다. 직접적인 탐사의 경우 전문인력 확보 등 현장의 여건 등 여러 한계점이 존재한다. 이를 해결하기 위해 본 연구에서는 검보정이 완료된 상수도관망 수리모형(EPANET)의 수리해석결과 데이터를 학습데이터로 사용하고 Deep neural network 알고리즘을 활용하여 누수규모 및 누수위치에 대한 누수탐사를 수행하였다. 누수탐사 수행을 위해 모의 누수 사고데이터를 생성하였으며 누수규모, 위치 등 다양한 시나리오를 고려하였다. 또한, 최적의 누수 탐지 성능을 위해 관망의 크기, 계측기의 종류, 개수, 위치에 따른 탐지성능을 분석하였다.

• 대한환경공학회지
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• 제27권10호
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• pp.1065-1071
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• 2005

유체의 파속과 파형을 이용한 많은 누수탐지 기술들이 연구되고 있다. 본 연구에서는 파속을 계산하기 위해 천이류 방법을 이용하였고 누수지점의 탐지를 위해 주파수 분석방법을 개발하였다. 가압관망의 자료획득 시스템을 개발하였으며, 이를 통해 고주파 수압자료를 획득하였다. 이들 방법론은 측정과 모의 과정에서 발생되는 오차로 인한 불화실성을 적절히 처리할 수 있으며, 수압자료의 측정간을 근거로 누수의 예측지점을 추정할 수 있다. 본 연구에서 개발된 방법은 수압자료로부터 확보되는 정보를 기반으로, 누수가 동반된 천이현상에서 누수예측능력을 보여주고 있다.

• 비파괴검사학회지
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• 제35권1호
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• pp.31-38
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• 2015

스마트 워터 그리드와 같은 지하매설 상수도 배관망을 구성할 때 누수 지점에 대한 지능적 탐지는 중요한 요소이다. 이런 지능형 배관망의 구성에는 많은 수의 누수탐지센서를 일정한 간격으로 설치하는 것이 필요하며 이들 센서에서 계측되는 신호를 분석해서 누수 유무 및 누수발생시 그 지점의 추정을 신속히 할 수 있어야 한다. 그래서 본 연구에서는 특히 두 지점에서 동시에 누수가 발생하는 경우에 대해 그 센서가 측정한 신호가 가지는 특성 및 두 누수지점 동시 추정 가능성을 심도있게 분석하였다. 즉, 센서간 거리가 315.6 m 인 100A 사이즈의 주철관 상수도 배관에 대해 두 지점 동시 누수시 각각의 개별 센서신호를 계측하였으며, 그 신호를 기반으로 주파수 특성 및 상호상관함수 등의 분석을 통해 두 지점의 누수탐지에 대해 기술하였다.

• 한국재난정보학회 논문집
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• 제16권1호
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• pp.144-154
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• 2020

연구목적: 본 논문은 밸브의 누수 상태를 확인하기 위한 모니터링 시스템을 위하여 개발된 스마트 볼트의 적용성에 대한 기초 연구이다. 연구방법: 스마트 볼트에 내장된 변형률 센서와 가속도 센서를 이용하여 모의 누수 탐지 실험을 실시하였다. 연구결과: 스마트 볼트는 볼트 조임토크 기준에 부합하였으며 허용인장응력 범위 내에서 거동을 하여 상수도 체결부 적용에 부합되는 것으로 나타났다. 그리고 모의 누수 실험결과 밸브 누수 지점에선 60Hz 대역의 누수 신호가 탐지 되었으며, 메인관 누수에서는 상대적으로 고주파수 대역의 누수 신호도 탐지되었다. 결론: 모의 배관이 구속되지 않은 상태에서 전체적으로 연성진동이 이뤄진 것으로 보인다. 스마트 볼트를 통해 밸브 누수 신호의 감지에 대한 가능성을 확인하였다.

• 지질공학
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• 제2권1호
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• pp.47-57
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• 1992

파쇄대 및 균열대를 따라 비교적 심부에 분포하는 우리나라 암반 지하수 탐지를 위한 효과적인 물리탐사방법과 농업용 제당의 누수구간 탐지를 위한 소위 비파괴적 탐지방법의 개발을 위한 연구를 실시하였다. 이를 위해 종래 사용하던 1차원적인 수직 비저항탐사(Vertical electrical sounding)보다 2차원적인 수평-수직 탐사를 동시에 수행할 수 있는 쌍극자 비저항배역(dipole-dipole array)탐사법을 이용하는 야외탐사방법의 확립과 획득된 자료의 정량해석을 위한 computer program을 개발하였다. 본 연구에서는 쌍극자배열탐사법과 정량해석 program의 효율성을 검증하기 위해 이미 지질 및 시추조사가 종료된 두 곳의 누수 제당에 대하여 야외탐사를 하였다. 야외조사를 통해 획득된 자료들에 대하여 본 연구를 통해 개발된 program을 활용하였던바, 제당누수구간 및 파쇄대 내지는 단층대내에 발달되는 암반지하수 탐지에 효율적임이 입증되었다. 본 연구에서는 개발된 쌍극자 비저항탐사법과 해석 program은 암반지하수 탐지는 물론 누수제당의 누수구간 탐지 및 안전성 진단 등에 적극 활용할 수 있으리라 판단된다.

• 지구물리와물리탐사
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• 제18권3호
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• pp.115-124
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• 2015

수변 콘크리트 구조물의 누수 탐지를 위해 변형된 배열을 이용하여 전기비저항 탐사를 실시하였다. 전극을 수면에 설치하여 콘크리트 구조물에 대한 새로운 전기비저항 탐사 방식을 제안하였으며, 해석의 단순화를 위해 선형 전류 송신원을 전류전극으로 사용하였다. 마지막으로 전위차를 얻는 방법에 따라 변형된 3가지 전극 배열을 제안하였고, 동일열전위 배열(direct potential array), 평행열 전위 배열(parallel potential array), 횡단 전위 배열(cross potential array)로 명명하였다. 변형된 전기비저항 탐사법을 수치해석, 실내 모형실험, 현장탐사에 적용한 후 그 결과를 비교 분석하여 수변 콘크리트 구조물의 누수 탐지 기술로서의 적합성을 알아보았다. 비교 분석 결과 동일열 전위 배열, 평행열 전위 배열, 횡단전위 배열 모두 누수가 일어날 때, 누수지점에서 뚜렷한 전위차의 변화 양상을 보여 수변 콘크리트 구조물의 누수 탐지에 유용한 방법임을 확인하였다.

• 한국전자파학회논문지
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• 제14권6호
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• pp.616-624
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• 2003

상수도 누수로 인한 우리나라 수자원의 고갈 때문에 효율적으로 누수를 탐지할 수 있는 방법이 시급하다. 본 논문에서는 지하탐사 레이더(GPR) 기법을 이용하여 누수지점을 탐사하였다. 메탄올이 채워진 아크릴 상자로 누수가 일어난 영역을 구현한 후, 본 실험실에 구축된 GPR 시스템을 사용하여 scale-down 실험을 수행하였다. 본 GPR실험의 타당성은 측정결과가 동일한 상황에서의 FDTD 계산 결과와 거의 일치함을 보임으로써 확인하였다. 누수 분포에 따른 B-scan 영상들을 제시함으로써 GPR 시스템의 누수탐지 가능성을 살펴보았다.

• 한국수자원학회:학술대회논문집
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• 한국수자원학회 2015년도 학술발표회
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• pp.292-292
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• 2015

최근 상수관망의 물 공급 과정에서 여러 가지 원인으로 인해 물의 손실에 따른 비용손실이 발생하고 있다. 급수시스템의 경우에는 파열 및 누수발생과 관련되어 사용되는 비용은 분실되는 물의 직적비용, 급수시스템 수리에 따른 공사비용, 공급중지와 관련된 사회적 비용이 있다. 파열 및 누수를 신속하게 감지하는 것은 물 손실에 의해 발생하는 직접 및 간접비용을 줄일 수 있다. 그러나 국내의 경우 정기적으로 매년 1회 시행되는 상수관로에 대한 누수탐지작업으로 신속한 감지 및 즉각적인 대처를 할 수 없는 실정이다. 본 연구에서는 수도관에서 발생되는 파열 및 누수를 탐지하기 위하여 블록 유입부에 설치된 유량계의 샘플링 간격의 영향에 대한 연구를 실시하였다. 적응칼만필터 알고리즘을 이용한 가변 샘플링 간격은 최대 최소 샘플링 간격과 정규화된 잔차의 상한값과 하한값 도입하여 제시하였다. 샘플링 간격의 효과를 강조하기 위해 사인 곡선, 사다리꼴 파열, 불규칙 잡음으로 구성된 가상의 유량 데이터로 알고리즘에 대한 검증실험을 진행하였고 실험 결과 샘플링 간격이 길수록 긴 시간 동안 누수 및 파열에 대한 작은 잔차를 발생시켰다. 모의실험결과 샘플링 주기를 변경함으로써 분석에 필요한 유량 데이터의 샘플수를 크게 줄일 수 있었다.

• 비파괴검사학회지
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• 제34권1호
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• pp.44-52
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• 2014

스마트워터그리드 시스템의 지하 상수도 배관 관리에 있어서 누수는 중요한 요소인데, 특히 그 배관이 낡았고 인구가 많은 도시의 포장도로나 다양한 건축물의 아래에 매설된 경우이다. 이러한 누수지점의 정확한 탐지는 이들 배관의 효율적인 운용을 위해 필수적이기 때문에, 주파수 대역 변화, 창 필터 그리고 확률에 바탕한 새로운 누수지점 탐지 방법론을 본 논문을 통해 제안한다. 정확한 누수지점의 추정은 누수음에 의한 센서 신호간의 시간 지연 추정의 정확성에 따라 결정된다는 것이 알려져 있기 때문에 중요한 주파수에 가중치를 부여하는 몇 가지의 창 함수들이 개선된 상호상관함수를 계산하기 위해 적용되었다. 실제 주철로 제작된 길이 253.9 m의 지하매설 상수도 배관에 대해 새로운 방법론을 적용한 실험결과는 향상된 누수지점 탐지 성능을 보여 주었다.

• 사물인터넷융복합논문지
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• 제10권2호
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• pp.17-23
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• 2024

국내 상수도관의 파열, 결함 등으로 인한 누수율로 인한 손실이 매우 크고, 이런 누수를 예방을 위한 방지 대책이 필요한 상황이다. 본 논문에서는 진동 센서를 활용한 누수 탐지 센서를 개발하고 인공지능 기술을 활용한 최적의 누수 탐지 알고리듬을 제시하고자 한다. 상수도 배관에서 취득한 진동음은 FFT(Fast Fourier Transform)를 이용한 전처리 과정을 거친 뒤, 최적화된 트리 기반 부스팅 알고리듬을 적용하여 누수 분류를 하였다. 다양한 실증 환경에서 취득한 약 26만여 개의 실험 데이터에 적용한 결과 기존의 SVM(Support Vector Machine) 방법에 비해약 4%가 향상된 97%의 정확도를 얻었고, 연산 처리속도는 약 1,362배가 향상되어 엣지 디바이스 적용에도 적합함을 확인하였다.