• Title/Summary/Keyword: 정수 공급 시스템

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Harmonics Control of Electric Propulsion System using Direct Torque Control (직접벡터제어방식을 사용하는 전기추진시스템의 고조파 제어)

  • Kim, Jong-Su;Oh, Sae-Gin
    • Journal of the Korea Institute of Information and Communication Engineering
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    • v.13 no.12
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    • pp.2618-2624
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    • 2009
  • Harmonics (or distortion in wave form) has always existed in electrical power systems. It is harmless as long as its level is not substantial. However, with the recent rapid advancement of power electronics technology, so-called nonlinear loads, such as variable frequency drives for motor power/speed control, are increasingly finding their way to shipboard or offshore applications. In this paper a new approach to direct torque control (DTC) of induction motor drive is presented. In comparison with the conventional DTC methods the inverter switching frequency is constant and is dramatically increased, requiring neither any increase of the sampling frequency, nor any high frequency dither signal. The well-developed space vector modulation technique is applied to inverter control in the proposed DTC-based induction motor drive system, thereby dramatically reducing the current harmonics. As compared to the existing DTC approach with constant inverter switching frequency, the presented new approach does not invoke any concept of deadbeat control, thereby dramatically reducing the computations.

A development of submerged type multiprobe water-quality measuring instrument and remote monitoring system (침지형 다항목 수질계측기 및 원격 모니터링 시스템 개발)

  • Yang, Keun-Ho
    • Journal of the Institute of Convergence Signal Processing
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    • v.10 no.3
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    • pp.207-213
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    • 2009
  • The quality of tap water on the whole water-supply system, from a large filtration plant to a private faucet, has to be guaranteed the standards of drinking water. At this point in time, however, the supply process of the tap water has not been monitored and managed scientifically. The piped water, especially the most small-scale reservoirs(underground or overhead type) are always exposed to various contaminations and impurities. Recently monitoring systems of water-quality were spread on some large filtration plants or distributing reservoirs. In particular, the water quality monitoring method using the internet is adopted into some local government whose inhabitants can check up the water quality anytime and anywhere. The construction of this system that has to apply a large scale needs, and has a limitation on the small water-supply system, such as apartments, public facilities and small-scale underground or overhead reservoirs. In this work, we suggest the integration system of individual water-quality sensor modules that have a low price. By using the developed integration system and online monitoring program operated on the internet, the system managers of reservoirs can monitor and manage water-quality characteristic values of drinking water in online. Since the proposed system was modularized, the system can be applied easily into various reservoirs with a low cost and regardless of its scale, small or large.

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The Substantiation of the Building Energy Management System with Renewable Energy Resources and its Effect Analysis on the Energy Saving (신재생 분산자원을 도입한 건물 에너지관리시스템 실증 및 에너지 절감효과 분석)

  • Jeong, Su-Mi;Park, Jong-Tae;Park, Jae-Hyun
    • Proceedings of the KIEE Conference
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    • 2015.07a
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    • pp.535-536
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    • 2015
  • 장기적인 에너지 수급 불안정과 기후변화에 대응하여 지속 가능한 에너지 공급체계인 신재생 에너지의 이용은 1차 에너지 소비 절감을 위한 중요한 요소로 인식되어가고 있다. 이에 국내 총 에너지 소비량의 약 25%를 차지하는 건물 분야에서도 신재생 에너지원의 적용을 확대함에 따라 생산과 소비 최적화를 통한 효율적인 통합 운용 및 제어가 가능한 건물에너지관리시스템의 필요성이 부각되고 있다. 본 논문에서는 신재생 분산자원을 도입하여 건물에너지관리시스템을 구축 및 실증하고 그에 따른 에너지 절감효과를 분석하였다.

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Improving the water network management using the GIS (GIS를 이용한 상수도 배수관망 최적관리 시스템에 관한 연구)

  • 전철민;구자용;고준환;김병화
    • Proceedings of the Korean Society of Surveying, Geodesy, Photogrammetry, and Cartography Conference
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    • 2003.10a
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    • pp.275-279
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    • 2003
  • 2002년 현재 서울시는 99.99%에 이르는 높은 상수도 보급율에 비하여 유수율은 선진국의 수준에 이르지 못하고 있는 실정이다. 이는 정수장에서 배수지까지 연결되는 송수관과 배수지에서 각 가정으로 보낼 때 사용되는 배급수관에서의 누수 발생이 주 원인이며, 이는 곧 체계적인 관망 설계 및 운영이 미흡하기 때문인 것으로 지적되고 있다. 상수관로의 누수현상을 해결하고 효과적인 관리를 위한 근본적인 대책으로 노후관로의 교체가 필요하게 된다. 또한 노후관망 교체 등 유사시에 안정적인 상수의 공급을 위해 배수지간을 연결하는 대안 관로를 둘 필요가 있으며, 이러한 관망의 경로를 적절하게 설계해야 하는 것도 주요한 상수 공급 문제 중의 하나이다. 2000년 서울시 수도 정비 기본 계획의 관망 정비계획에 따르면 배수관리를 원활하게 하고 누수를 효율적으로 탐지·방지하기 위한 가장 이상적인 관망구성은 배수지 중심의 블록 시스템으로 보고 있다. 이와 같은 문제점들을 기반으로 하여, 본 연구는 GIS를 이용하여 효과적으로 노후관망을 관리하고, 대안 관망경로를 구축하는 시스템을 제안하였다. 본 연구에서는 배수지를 중심으로 한 블록 단위기반의 관망 노후도를 체계적으로 분석하는 시스템과 함께, 유사시를 대비한 최단/최적의 대안 경로를 산출하는 시스템을 구현하여 이를 서울 일부지역에 적용하여 그 유용성을 점검하였다. 상수도 관망의 설치 계획은 상수도 시설의 규모의 확장과 시설계량에 있어 대규모의 비용과 시간이 요구되는 특성을 가지고 있기 때문에 시설투자에 있어 정확한 예측과 분석을 통해 이루어져야 한다. 본 연구에서는 이러한 예측과 분석의 의사결정을 지원할 수 있는 상수도 배수 블록 노후도 관리 시스템과 최단/최적 연결 경로 산출 시스템을 구현해 봄으로써 다음과 같은 결론을 얻었다. 1. 상수도의 관망 노후도의 분석을 화면상에서 다양한 요소별로 하게 함으로써 넓은 공간에서의 관망의 관리를 효과적으로 할 수 있게 해준다. 2. 또한 이와 함께 대안 관망들을 사용자가 직접 대화식으로 빠르게 설계하고 이들의 경로와 공사비용 등을 산출해 봄으로써, 후보 최적 경로들을 공간적, 정량적으로 비교하는 것이 용이하다.

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Development of Intelligent ATP System Using Genetic Algorithm (유전 알고리듬을 적용한 지능형 ATP 시스템 개발)

  • Kim, Tai-Young
    • Journal of Intelligence and Information Systems
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    • v.16 no.4
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    • pp.131-145
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    • 2010
  • The framework for making a coordinated decision for large-scale facilities has become an important issue in supply chain(SC) management research. The competitive business environment requires companies to continuously search for the ways to achieve high efficiency and lower operational costs. In the areas of production/distribution planning, many researchers and practitioners have developedand evaluated the deterministic models to coordinate important and interrelated logistic decisions such as capacity management, inventory allocation, and vehicle routing. They initially have investigated the various process of SC separately and later become more interested in such problems encompassing the whole SC system. The accurate quotation of ATP(Available-To-Promise) plays a very important role in enhancing customer satisfaction and fill rate maximization. The complexity for intelligent manufacturing system, which includes all the linkages among procurement, production, and distribution, makes the accurate quotation of ATP be a quite difficult job. In addition to, many researchers assumed ATP model with integer time. However, in industry practices, integer times are very rare and the model developed using integer times is therefore approximating the real system. Various alternative models for an ATP system with time lags have been developed and evaluated. In most cases, these models have assumed that the time lags are integer multiples of a unit time grid. However, integer time lags are very rare in practices, and therefore models developed using integer time lags only approximate real systems. The differences occurring by this approximation frequently result in significant accuracy degradations. To introduce the ATP model with time lags, we first introduce the dynamic production function. Hackman and Leachman's dynamic production function in initiated research directly related to the topic of this paper. They propose a modeling framework for a system with non-integer time lags and show how to apply the framework to a variety of systems including continues time series, manufacturing resource planning and critical path method. Their formulation requires no additional variables or constraints and is capable of representing real world systems more accurately. Previously, to cope with non-integer time lags, they usually model a concerned system either by rounding lags to the nearest integers or by subdividing the time grid to make the lags become integer multiples of the grid. But each approach has a critical weakness: the first approach underestimates, potentially leading to infeasibilities or overestimates lead times, potentially resulting in excessive work-inprocesses. The second approach drastically inflates the problem size. We consider an optimized ATP system with non-integer time lag in supply chain management. We focus on a worldwide headquarter, distribution centers, and manufacturing facilities are globally networked. We develop a mixed integer programming(MIP) model for ATP process, which has the definition of required data flow. The illustrative ATP module shows the proposed system is largely affected inSCM. The system we are concerned is composed of a multiple production facility with multiple products, multiple distribution centers and multiple customers. For the system, we consider an ATP scheduling and capacity allocationproblem. In this study, we proposed the model for the ATP system in SCM using the dynamic production function considering the non-integer time lags. The model is developed under the framework suitable for the non-integer lags and, therefore, is more accurate than the models we usually encounter. We developed intelligent ATP System for this model using genetic algorithm. We focus on a capacitated production planning and capacity allocation problem, develop a mixed integer programming model, and propose an efficient heuristic procedure using an evolutionary system to solve it efficiently. This method makes it possible for the population to reach the approximate solution easily. Moreover, we designed and utilized a representation scheme that allows the proposed models to represent real variables. The proposed regeneration procedures, which evaluate each infeasible chromosome, makes the solutions converge to the optimum quickly.

USN-based Water Treatment Plant Facilities Data Management Techniques and Reliability (USN 기반 수직형 정수처리시설 데이터 최적관리 및 신뢰성 검증연구)

  • Jang, Sang-Bok;Shin, Gang-Wook;Hong, Sung-Taek;Lee, An-Kyu;Park, Hye-Mi;Chun, Myung-Geun
    • Journal of the Korea Institute of Information and Communication Engineering
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    • v.17 no.11
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    • pp.2736-2744
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    • 2013
  • In this paper, we present a Smart Water Treatment Plant using Zigbee USN devices and a real-time monitoring system in K-water Flow Meter Calibration Center Building. For verification, the data of vertical type WTP such as flow rate, pressure, water level and water temperature are obtained by the Zigbee USN devices, operating in 2.45 GHz band, and be wirelessly surveilled by the real-time monitoring system. The received data from the sensor is transmitted to the data processing device, and then the processed data can be monitored on a smart phone. Consequently, the pilot plant based on the low-cost and high-efficiency USN has been developed with the performance analysis for the communication network and remote monitoring system on mobile devices.

Calculation of Non-revenue Water Ratio through the Artificial Neural Network of Water Distribution System (인공신경망을 이용한 상수관망 내 무수율 산정)

  • Jang, Dong Woo;Choi, Gye Woon;Park, Hyo Seon;Jo, Hyoung Geun
    • Proceedings of the Korea Water Resources Association Conference
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    • 2017.05a
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    • pp.120-120
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    • 2017
  • 인천지역의 상수도공급은 팔당댐을 취수원으로 하여 도수, 송수관을 거쳐 인천지역 내 정수장을 통하여 각 급수지역까지 일원화된 관로시스템으로 공급되고 있다. 관망에서의 적절한 수압관리, 노후관로 교체사업 등은 급수관망 내 관로 사고위험을 줄일 수 있고, 누수량을 저감하여 무수율의 감소로 이어질 수 있다. 상수관망 내 누수에 영향을 주는 물리적, 운영적 요소를 파악하고, 이를 이용하여 누수해결을 위한 방법론을 제시하는 것은 매우 중요하다. 본 연구에서는 인천시 배수관망 데이터를 활용하여 통계분석 및 인공신경망을 통하여 무수율에 영향을 미치는 인자를 선별하고, 무수율과의 연관성을 분석하고자 하였다. 이를 위해 대상지역에 대한 시설현황 및 운영자료를 취득하고, 무수율 분석에 활용하였다. 인천시의 소블럭을 대상으로 관로노후도, 배수관연장, 평균관경, 급수전당 공급량, 누수발생 횟수, 용도지역, 관망구성 형태 등을 고려하여 무수율과의 관계분석을 위한 통계분석을 수행하였다. 특히 급수에 필요한 최소에너지와 관망에서 공급되는 에너지를 비교하기 위하여 관망해석 프로그램인 EPANET을 이용하여 관망내 절점에서의 수압과 수요량이 적용된 최소공급에너지를 활용하였고, 이를 통하여 블록 내 과잉공급에너지와 무수율의 영향성을 비교하였다. 최종적으로 산출된 주요인자에 대한 주성분분석, 분산분석, 다중회귀분석 등의 통계분석과 인공신경망에 의해 학습된 알고리즘을 통하여 산정된 무수율을 실측 무수율과 비교, 분석하였다. 인공신경망에 의해 산정된 무수율과 실측 무수율의 정확도를 평가하기 위하여 MAE, MSE, PBIAS 등의 정확도 평가와 산점도 분석을 수행하고, 상관계수를 도출하여 가장 정확한 방법을 결정하였다. 분석 결과 통계분석에 의한 다중회귀식으로 산출된 무수율 보다 인공신경망에 의한 무수율이 실측값에 더욱 근접한 것으로 나타났으며 이용된 뉴런의 수의 따라 산출결과가 상이하기 때문에 최적 뉴런의 수를 산정해야 할 필요가 있음을 확인하였다. 특히 사용된 상수관망 주요인자 중 주성분분석을 통하여 선정된 각 성분을 인공신경망에 적용시 더욱 정확한 무수율 예측이 가능한 것으로 나타났다.

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Approaches for Earthquake-driven Multiple Leakage Detection in Water Distribution Networks (지진발생 후 상수관망 다중지점 누수관로 탐지기법의 개발)

  • Choi, Jeongwook;Jeong, Gimoon;Lim, Gabyul;Kang, Doosun
    • Proceedings of the Korea Water Resources Association Conference
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    • 2019.05a
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    • pp.401-401
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    • 2019
  • 상수관망시스템은 정수처리 된 용수를 수요처에 공급하는 사회기반시설물이며, 주로 지하에 매설되는 시설물의 특성상 관로에 누수가 발생하였을 경우, 정확한 발생지점을 파악하기가 어렵다. 특히, 지진에 의해 시스템 내 다중지점에 누수가 발생할 경우, 장기간 경제적 손실과 사용자의 불편이 예상되므로 신속히 누수지점을 파악한 후, 피해 관로의 적절한 교체 혹은 보수가 이루어져야 한다. 본 연구에서는 지진으로 인해 상수관망에 발생한 다중 누수관로의 정확한 탐지를 위해 다양한 누수탐지 기법을 제안하고 모의결과를 비교, 분석하였다. 가상의 다중 누수 시나리오를 모의한 후, 시스템 내 설치된 수압계와 유량계의 누수발생 전, 후 모니터링 값을 이용하여 1) 최적화 알고리즘을 이용한 Calibration 기법, 2) 수리해석을 통한 누수지점 역추적 기법, 3) 인공신경망을 이용한 Pattern 학습법 등을 적용하였다. 동일한 다중 누수 시나리오를 각 누수탐지 기법에 적용함으로써 누수지점 산정 결과에 대한 정확도를 비교, 분석하였다. 본 연구는 최근 국내에서 발생빈도가 높아지고 있는 지진재해 발생에 대비하여 상수관망시스템의 지진피해 복구 연구를 위해 활용될 수 있을 것으로 기대한다.

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A Study on Improving Estimation of Recurrence Rate of Public Water -Jungnangcheon Watershed- (생활용수 회귀수량 산정방법의 개선연구 -중랑천 유역을 대상으로-)

  • Jung, Chung Gil;Ahn, So Ra;Joh, Hyung Kyung;Kim, Seong Joon
    • Proceedings of the Korea Water Resources Association Conference
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    • 2015.05a
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    • pp.509-509
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    • 2015
  • 물 수요관리측면에 대한 정책을 수립하기 위해서는 현재 또는 장래에 대한 용수수급의 정확한 이해를 필요로 한다. 이를 위해서는 용수 수요량 및 공급량뿐만 아니라 여러 산정요소를 필요로 하는데, 그 중 회귀수량은 물이 이용되고 다시 하천으로 회귀되어 이용될 가능성이 있는 수량으로 정의되며, 용수수급 및 용수절약 측면에서 회귀 수량은 중요한 요소라 할 수 있다. 회귀수량 조사는 유역조사 사업 이래, 10년간 생?공용수를 중심으로 미시적, 거시적으로 조사를 시행하였으나, 측정 자료의 신뢰도, 조사방법 및 지점선정 등의 문제로 인하여 조사 성과의 활용성이 매우 낮은 실정이다. 수자원장기종합계획등에서는 수자원관련 계획 수립시 생?공용수의 회귀율을 65 %로 적용하고 있으나, 이는 1970년대 말의 사회적 여건 및 경제적 상황이 반연된 결과로 현재 상황에 적용되기 곤란하다. 따라서, 현재 실정에 맞는 회귀율 산정은 반드시 필요하게 된다. 본 연구에서는 기존 생활용수 회귀수량 산정 연구 한계를 보완하고 유역조사 시행을 위한 개선된 회귀수량을 산정하고자 한다. 본 연구는 서울시 중랑물재생센터 처리구역을 기반으로 중랑천유역을 시험유역으로 선정하였다. 기존 회귀수량 산정방법을 개선하기 위해 시험유역 회귀수량 산정을 위한 가용 자료 분석 및 용수흐름 네트워크 공간분석을 추가로 진행하였다. 가용자료로 시험 유역내 상수공급자료(정수장 공급량, 상수계통도, 유수 및 누수율), 하수처리자료(하수처리구역도, 하수처리계통도, 유입량 및 방류량) 및 기상자료(기상청 지점 및 AWS 강우자료)를 구축하였고 각각의 상수계통도 및 하수처리계통도로부터 용수 흐름 네트워크망을 구축하였다. 상수공급자료로부터 상수계통도 공급지역을 구분하여 월별 유수율에 따른 월별 실 공급량을 산정하였다. 하수처리자료로부터 시험유역에서의 월별하수처리 유입량 및 방류량을 산정하였다. 최종적으로 회귀율(하수처리 방류량/실 공급량)을 산정한 결과 연평균 회귀율은 각각 93.97 %(2011년), 95.02%(2012년)로 과잉 추정 되었으며 7 ~ 9월의 회귀율은 110 ~ 120 %로 유입량을 초과하였다. 이는, 하수처리로 유입되는 유입량의 하수관거는 합류식으로 구축되어 7 ~ 9월에 많은 양의 강우량이 우수관을 통해 하수처리장으로 이송되어 생활용수 이외에 자연적인 공급량으로 인한 것으로 분석되었다. 따라서, 월별 회귀율 산정을 위해서는 불투수층에서의 면적강우량(mm)을 유입량(m3/s)으로 환산된 값을 고려하여 회귀율을 재산정하였다. 그 결과 연평균 회귀율은 각각 78.27 %(2011년), 77.58 %(2012년)로 나타났다.각각의 월별 회귀율도 매우 유사하게 나타났으며 과거 관용적으로 사용된 65 % 회귀율보다 약 12 ~ 13%로 증가하였으며 이는, 하수처리시설 구축 및 처리효율의 증가와 상수처리시설의 관로시설의 개량으로 인한 유수율 및 누수율 감소로 회귀율이 증가한 것으로 판단된다.

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Appropriate Technology and Field Application of Non-powered Water Purification System Using Nanofiber Membrane (나노섬유 멤브레인 기반 무동력 정수 시스템의 적정기술 및 현장 적용)

  • Lee, Jin;Yun, Byeong Gweon;Han, Kyoung Gu;Lee, Seung Hoon;Kim, Cheol Hyeon;Kim, Chan;Lee, Yunho;Lee, Dongwhi;Lee, Seunghyeok;Kim, Kyoung-Woong
    • Journal of Appropriate Technology
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    • v.7 no.1
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    • pp.72-81
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    • 2021
  • Gravity-driven membrane (GDM) filtration system based on the nanofiber membrane was investigated. This system can be operated with little energy demand due to a gravitational pressure-driven filtration and biological fouling control strategy. Moreover, the optimal module configuration based on the high permeance of nanofiber membrane can provide a significantly high water productivity. In order to evaluate its applicability potential, the pilot-scale (3000-5000 L/day) systems with nanofiber membranes were operated in developing countries (Kiribati and Tuvalu). Our results showed that the 14-92 L/(m2×h) of the permeate flux was determined indicating a stabilized water productivity. In addition, the permeate water indicated a high removal rate (more than 99.99%) of turbidity and bacteria. Consequently, the system can provide a stabilized water production with safe permeate water quality during long-term operation. These findings exemplify an effective approach to decentralized drinking water treatment for developing countries.