• 한국수자원학회:학술대회논문집
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• 한국수자원학회 2015년도 학술발표회
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• pp.159-159
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• 2015

상수관망시스템의 신뢰도를 정량화하기 위한 연구가 최근 활발히 진행되고 있다. 대부분의 연구는 절점의 공급가능수요량, 절점의 수두, 그리고 유량과 수두를 동시에 고려한 에너지(energy)를 이용하여 신뢰도 지수를 개발하였다. 이 중, Energy를 기반으로 하는 신뢰도지수로써 Resilience index(Todini, 2000), Network Resilience index(Prasad, 2004), Modified Resilience index(Jayaram, 2008)와 Entropy Resilience index(Raad, 2010) 등의 연구가 대표적이다. 상수관망시스템에 정상적인 상황을 넘어서는 부담이 가해졌을 때, 이를 완충하거나, 정상적인 용수공급 상황으로 빠르게 회복하는 능력인 복원력(Resilience)을 판단하기 위한 지표로써 제시된 Todini의 Resilience index를 기점으로, 상수관망의 신뢰도(Reliability)을 Energy 측면에서 판단할 수 있는 관련 지표에 대한 연구가 진행되어왔다. 특히, 상수관망의 최적설계 시, 상수관망의 기능적 요소로써 관련 지표들을 비용(Cost)과 함께 다중목적함수로 고려하는 연구까지 다수 진행되고 있으나, 이러한 지표들이 상수관망에서 핵심적인 몇 가지 요소들의 변화에 대하여 어떻게 반응하는지에 대한 분석은 제대로 이루어지지 않고 있다. 본 연구에서는 동일한 상수관망시스템에서 용수의 흐름상황을 크게 좌우할 수 있을 것으로 판단되는 몇 가지 변동상황을 고려하여 이러한 지표들이 각각의 변동상황에 어느정도 민감하게 반영하는지 분석하였다. 여기서, 상수관망시스템의 중요 변화요소로써 1) 수요량의 변화, 2) Loop 개수의 변화, 3) 수원지(Source) 개수의 변화, 4) 해당시스템의 최소 요구수압 변화 등을 고려하였다. 본 연구를 통해, 상수관망시스템의 신뢰도 산정에 활용되고 있는 기존의 지수들이 다양한 변동 상황을 얼마나 잘 반영할 수 있는지를 파악하고, 기존의 지수들을 보완한 개선된 신뢰도 지수의 개발가능성을 모색하도록 한다.

• 한국수자원학회:학술대회논문집
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• 한국수자원학회 2015년도 학술발표회
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• pp.157-157
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• 2015

최근 들어, 송 배수 시스템의 펌프운영을 최적화하여 운영비용을 절감하기 위한 연구가 활발히 진행되고 있다. 펌프운영을 모의하기 위해서는 수 일간의 시간모의가 필수적이며, 최적화 알고리즘 등과의 연계를 통한 시뮬레이션이 필요한 경우가 많다. 하지만, 대규모 네트워크의 경우 관로 및 절점의 수가 수천, 혹은 수 만개에 달해 수리해석 및 최적화에 소요되는 시간이 길어지는 문제가 발생한다. 이에 본 연구에서는 효율적인 수리해석을 위해 상수관망 네트워크를 골격화(skeletonization)하는 방법을 제안한다. 상수관망시스템의 골격화는 본래의 상수관망 수리 거동을 변화시키지 않는 범위에서 관로와 절점의 삭제, 통합을 통해 복잡한 상수관망을 단순화하는 과정이다. 이러한 골격화 방법은 단순골격화 방법과 등가길이관 방법(Equivalent Length Pipe Method)으로 구분할 수 있다. 단순 골격화 방법은 해당 상수관망 수리해석에 큰 영향을 미치지 않는 소구경관을 삭제하거나, 특정 구역의 여러 수요절점을 하나의 수요절점으로 통합하는 방법이다. 등가길이관 방법은 관경과 연장이 상이한 복수의 관에 동일한 유량이 흐르는 경우, 관경, 연장, 조도계수 등을 조절하여 동일한 수두 손실이 발생하는 하나의 관으로 통합하는 방법이다. 국내에 실제 운영되고 있는 지방상수도를 대상으로 골격화를 진행하였으며, 수리해석 프로그램은 미국 환경청에서 개발한 EPANET을 사용하였다. 본 연구에서 개발한 골격화 기법을 통해 대규모 상수관망의 해석에 소요되는 시간을 단축할 수 있으며, 실제 상수관망의 운영에 도움이 될 것으로 기대한다.

• 한국수자원학회:학술대회논문집
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• 한국수자원학회 2020년도 학술발표회
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• pp.90-90
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• 2020

상수관망시스템은 관할 지역 내 생활 및 공업용수를 공급하기 위한 사회기반시설물로써, 비상시에도 사용자의 용수 수요를 충족하기 위한 안정적인 성능이 요구된다. 이러한 상수관망시스템의 용수공급능력은 비상시 용수공급가능량, 공급수압 등 여러 가지 수리해석 결과를 통해 판단할 수 있다. 그러나, 시스템의 설계 및 운영 과정에서 다양한 성능들을 시간·공간적으로 모두 고려하는 것은 매우 복잡한 과정을 거치므로, 복합적인 용수공급 성능을 집약적으로 평가하기 위한 신뢰도 지수들이 개발되었다. 여기서 신뢰도 지수들은 각각의 이론적 접근방법에 따라 시스템의 특정 성능에 다소 편중된 평가 결과를 갖는 것으로 알려져 있으며, 따라서 상수관망시스템의 설계 및 운영 시, 목적과 특성에 맞는 적합한 신뢰도 지수를 선정하고, 적용하기 위한 분석이 필요하다. 본 연구에서는 상수관망시스템의 구조적 특성 및 핵심 성능에 따른 신뢰도 지수별 적용성을 평가하기 위해, 다양한 형태의 네트워크에서 몇 가지 공급부하 시나리오를 바탕으로 수리해석 결과와 신뢰도 지수 간의 상관성을 분석하였다. 또한, 다기준 분석기법을 통해 종합적인 시스템 핵심 성능에 대한 신뢰도 지수의 상관성을 분석함으로써, 시스템 전반에 대한 신뢰도 지수별 적용성을 함께 평가하였다. 본 연구 결과는 향후 상수관망시스템의 설계 또는 기존 시스템의 보강 및 운영계획 수립 등을 위한 연구에서 폭넓게 활용할 수 있을 것으로 기대된다.

• 한국경영정보학회:학술대회논문집
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• 한국경영정보학회 2007년도 International Conference
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• pp.1036-1042
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• 2007

현재 우리나라 상수도 시스템의 경우 대부분 각 가정집에 설치된 계량기의 측정값을 검침원이 육안으로 확인, 수기 기입 방법으로 수도 검침이 이루어지고 있다. 이러한 방법은 사생활 침해 및 범죄로 이어질 가능성이 있다. 본 논문에서는 상수도의 검침데이터를 무선주파수 및 코드분할다중접속방식을 사용하여 송수신 가능한 네트워크 망을 구축, 수신된 데이터 값을 활용하여 각 상수도 수용가의 사용량을 자동으로 검침하여 청구 내역서까지 작성해 주는 상수도 자동검침시스템을 소개한다. 상수도 자동검침시스템은 검침을 디지털화하고 이를 무선송신 가능한 검침기와 검침기의 검침데이터 값을 송수신 할 수 있는 중계기 및 집중기, 그리고 CDMA 망을 통한 검침데이터를 수신할 수 있는 애플리케이션 서버 등을 구축하여 지역 내 원격 검침 네트워크 망을 구축하는 것을 포함하고 있다. 본 연구의 시스템은 화재, 가스, 전기 등의 검침데이터를 통합으로 수집하여 데이터를 관리하는 통합 시스템으로 확대가 용이하며 이러한 상수도 자동검침시스템은 누수 및 독거노인 등의 생활보호대상자의 안전을 확인하는 기초 정보로도 활용할 수 있다.

• 한국정보처리학회:학술대회논문집
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• 한국정보처리학회 2003년도 춘계학술발표논문집 (상)
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• pp.459-462
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• 2003

본 논문에서는 임베디드 자바 시스템을 위한 핵심 클래스 파일에서 상수풀 (constant pool) 의 각 항목들에 대해 통계를 내고 분석해 보았다. 분석 대상 클래스 파일들은 썬 마이크로 시스템사의 J2ME/CLDC 클래스 파일들과, RTJ Computing 사의 simpleRTJ 시스템의 클래스 파일들이다. 이들 파일들에 대한 분석 결과 임베디드 자바 시스템을 위한 핵심 클래스 파일에서 상수풀은 전체 파일 크기의 거의 절반에 해당되는 46%를 차지하고 있음을 알 수 있었다. 또한 상수풀에는 평균 44개의 상수들이 있으며, 이들 중 실제 바이트코드 실행에 사용되는 상수들은 단지 6퍼센트에 불과한 3개에 지나지 않았다. 나머지 78퍼센트의 상수들은 단지 형식 확인과 클래스 링크 목적으로만 사용되는 것들이었다. 이 결과는 실행 시간시 동적인 형식 확인과 클래스 렁크를 하지 않는 환경이라면 매우 큰 메모리 절감을 이룰 수 있음을 보여주고 있는 것이다. 본 연구의 결과는 클래스 파일이 ROM 등에 탑재되어 있는 임베디드 시스템 환경에 적용될 수 있다.

• 한국디지털정책학회:학술대회논문집
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• 한국디지털정책학회 2007년도 춘계학술대회
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• pp.59-67
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• 2007

현재 우리나라의 상수도 시스템의 경우 대부분 각 가정집에 설치된 계량기의 측정값을 검침원이 육안으로 확인, 수기 기입 방법으로 수도 검침이 이루어지고 있다. 이러한 방법은 사생활 침해 및 범죄로 이어질 가능성이 있다. 본 논문에서는 상수도의 검침데이터를 무선주파수 및 코드분할다중접속방식을 사용하여 송수신 가능한 네트워크 망을 구축, 수신된 데이터 값을 활용하여 각 상수도 수용가의 사용량을 자동으로 검침하여 청구 내역서까지 작성해 주는 상수도 원격검침시스템을 소개한다. 상수도 자동검침시스템은 검침을 자동화하고 이를 무선송신 가능한 검침기와 검침기의 검침데이터 값을 송수신 할 수 있는 중계기 및 집중기, 그리고 CDMA 망을 통한 검침데이터를 수신할 수 있는 애플리케이션 서버 등을 구축하여 지역 내 원격검침 네트워크 망을 구축하는 것을 포함하고 있다. 본 연구의 시스템은 화재, 가스, 전기 등의 검침데이터를 통합으로 수집하여 데이터를 관리하는 통합 시스템으로의 확대가 용이하며 이러한 상수도 원격검침시스템은 누수 및 독거노인 등의 생활보호대상자의 안전을 확인하는 기초 정보로도 활용할 수 있다.

• 한국수자원학회:학술대회논문집
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• 한국수자원학회 2022년도 학술발표회
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• pp.395-395
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• 2022

본 연구는 머신러닝 기반의 상수도 모니터링 시스템의 예측 모델을 개발하고, 예측 모델의 적용이 가능성을 검토하였다. 상수도모니터링 시스템은 상수관망에 설치된 센서에서 수집된 자료를 모니터링 할 수 있어 운영자의 상수도 시설물의 관리 편의성을 높일 수 있다. 특히 수리학적 모델을 적용하여 계산된 값과 측정된 값을 비교해 이상치가 발생하면 운영자에게 이를 알려주므로 시스템내의 문제점을 빠르게 확인할 수 있다. 그러나 수리학적 모델은 입력자료가 증가됨에 따라 계산시간이 많이 소요되는 문제가 있고, 계산된 값의 정확도가 낮아지므로. 이러한 문제를 보완하기 위해 머신러닝 기반의 예측 모델을 개발하여 이를 해결하고자 하였다. 예측 모델은 GS 이니마 브라질(GS Inima Brazil)에서 운영중인 아라사투바(Aracatuba) 지역 주사라(Jussara) DMA(District Metered Area)의 2018년 1월에서 7월까지의 운영자료를 이용하였으며, 상수도 모니터링 시스템에서 상수관로 수압에 영향을 미치는 영향 인자들을 분석하고, 하이퍼파라미터 최적화를 통한 수압 예측 모델을 개선하였다. 금회 연구는 머신러닝 기반의 모델을 통하여 상수관망의 시간변화에 따른 장래 예측 수압을 검토할 수 있었다는데 큰 의의가 있다.

• 디지털콘텐츠학회 논문지
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• 제11권2호
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• pp.169-175
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• 2010

일상생활 및 제반 활동을 유지시키는 중요한 사회 기반 시설은 상수도이다. 본 논문에서는 상수도 관리의 기본이 되는 유량의 계측과 분배, 관리를 위한 상수도 유수율 관리 시스템의 설계 및 구현 방법을 제안한다. 본 논문에서 제안하는 상수도 유수율 관리 시스템의 개발은 상수도 시설의 유지관리와 상수도 시스템의 효과적인 운영을 위한 데이터를 체계적으로 관리하여 양질의 수량 공급과 합리적인 용수 수요량의 예측 및 누수 방지를 위한 상수도 기반 시설의 설계 방향을 제시할 것으로 판단된다.

• 한국측량학회지
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• 제16권2호
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• pp.311-317
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• 1998

GIS는 많은 양의 도형자료와 문자자료를 통합 관리 분석하는 시스템으로 복잡한 네트웍을 형성하고 있는 도심의 지하매설물을 관리하는데 적합한 시스템이다. 상수도관의 안전도 시스템은 상수도관과 지형자료를 데이터베이스화하고 여기에 상수도관의 안전도를 모델화하여 이들에 대한 안전상태를 수시로 평가할 수 있는 시스템이다. 본 시스템에서는 상수도관의 노후도 평가결과에 대한 도면 출력 시스템을 구축, 사용자가 상수도관의 노후 정도를 쉽게 추정할 수 있도록 하였으며 상수도관이 파괴될 경우, 주변피해요소에 대한 추적 기능을 구축하였다. 또한 안전사고시 신속하게 대응할 수 있는 응급정보 조회 기능을 구현하였다. 마지막으로 지하매설물 현황과 공사 현황을 출력하여 각종 공사시 초래될 수 있는 사고를 방지 할 수 있는 공사 관리 기능을 구축하였다.

• 한국수자원학회:학술대회논문집
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• 한국수자원학회 2017년도 학술발표회
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• pp.65-65
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• 2017

상수관망 시스템(Water Distribution System, WDS)은 원활한 용수 공급을 위해 구축된 사회기반시설물로써, 물 공급절차에 따라 그 구성요소를 공급원, 공급 경로, 수요지 등의 범주로 구분할 수 있다. 원활한 물 공급이란 수요지에서 요구하는 수량과 압력 수준을 충족시키는 것을 의미하며, 따라서 상수관망의 용수공급능력은 요구 수량 및 압력과 실제 공급 결과를 비교함으로써 가늠할 수 있다. 과거에는 두 가지 기준을 별도로 산정하여 이를 평가하였으나, 유량과 압력을 함께 고려할 수 있는 에너지 기반의 평가 방법이 제시되면서 시스템 내 에너지 분포를 정량화하여 시스템의 용수공급능력을 평가하는 연구가 주목받고 있다. 세계적으로 많은 연구자들은 시스템 내 에너지 흐름 상태를 정량화함으로써 다양한 형태의 상수관망의 신뢰도지수(Reliability Index)를 제안한 바 있다. 이 때, 대부분의 신뢰도 지수 연구에서는 수요지에 공급된 에너지를 기본적으로 유지해야 하는 최소요구 에너지(Required Energy)와 비상 상황에 대응하기 위한 잉여 에너지(Surplus Energy)로 구분하고 있으며, 잉여 에너지를 상수관망의 공급 안정성을 나타내는 핵심 요소로 활용하고 있다. 확보된 잉여 에너지는 비상시 최소요구 에너지를 대체하는 개념에서 복원력으로 표현되어, 잘 알려진 Resilience Index(RI)를 비롯해 많은 복원력 지수가 존재한다. 본 연구에서는 복원력 지수를 포함한 세 가지의 신뢰도 지수를 적용하여 상수관망의 용수공급 상황 변화에 따른 시스템의 안정성을 분석하였다. 특히, 절점별 복원력 지수를 산정하고 그 분포를 공간적으로 도시하여 파악함으로써, 비상시 효율적인 운영을 위한 판단기준으로써 신뢰도 지수를 폭 넓게 활용할 수 있음을 제시하였다.