• 제목/요약/키워드: Smart pipe

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스마트 상수관망 수질관리 운영플랫폼 개발과 적용 (Development and implementation of smart pipe network operating platform focused on water quality management)

  • 박대희;김주환
    • 한국수자원학회:학술대회논문집
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    • 한국수자원학회 2023년도 학술발표회
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    • pp.453-453
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    • 2023
  • 상수관망의 수질사고와 이상상황 발생시 대응을 위해서는 급수구역에 설치되어 있는 자동수질측정기, 정밀여과장치, 재염소주입설비, 자동드레인 등의 계측·제어설비들 간의 유기적인 정보공유를 통한 제어를 필요로 한다. 스마트 상수관망 운영플랫폼은 이러한 인프라 시설의 운영방안을 고려하여 분산되어 있는 계측데이터를 통합감시 및 제어하는 시스템으로 개발되었다. 상수관망 운영플랫폼은 능동형 분석 제어기술을 도입하여, 스마트 상수관망 인프라 설비를 최적제어할 수 있도록 구현하였다. 통합운영 플랫폼은 PostgreSQL, PostGIS, GeoServer, OpenLayers 등의 기술을 활용하여 개발하였다. 플랫폼은 계측감시, 시설관리, 운영제어 등의 기능으로 구성되며, 상수도 업무지원을 위한 관망해석 및 네트워크 분석 기능을 지원한다. 본 시스템은 스마트 상수도 구축사업을 통해 구축한 유량·수질모니터링 장비와 수질관리를 위해 도입된 재염소, 자동드레인 설비의 운영상태를 실시간 조회하는 모니터링 프로그램과, 관망해석 프로그램 그리고 대상설비의 최적제어를 위한 운영관리 프로그램으로 구성되어 있다. 모니터링 프로그램은 현장에서 측정되고 있는 유량, 수압, 수질, 펌프운전 등의 상태를 실시간으로 감시하고 클라우드 데이터베이스에 저장·관리하는 기능을 수행한다. 관망해석 프로그램은 EPA_Net모형과 연계되어 관망수리·수질해석을 수행하는 부분으로 재염소설비의 염소 추가주입이나 자동드레인을 통한 배제시 나타나게되는 관의 수리·수질변화를 클라우드 컴퓨팅 환경에서 분석하고 결과를 가시화 하는 기능을 갖고 있다. 운영관리 프로그램은 재염소 주입이 필요할 경우 주입량의 산정하는 부분과 관망 파손이나 수질사고 발생시 최적 단수예상지역을 도출하는 기능을 보유하고 있다. 향후 스마트 상수관망의 능동형 수질관리를 추진하는 지자체에 도입하여 인프라운영관리 기술 확보 및 수질관리 능력 개선과 실시간 감시 및 위기 대응능력 향상에 기여할 것으로 기대된다.

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대수용가 스마트미터와 수압 데이터를 이용한 소블록 내 관 파손사고 감지모델 개발 (Development of a pipe burst detection model using large consumer's smart water meter and pressure data)

  • 김경필;유완식;강신욱;최두용
    • 한국수자원학회:학술대회논문집
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    • 한국수자원학회 2023년도 학술발표회
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    • pp.521-521
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    • 2023
  • 지방상수도의 관 파손사고 감지 및 누수관리 방법에는 블록시스템 구축을 통한 소블록별 야간최소유량 감시방법이 가장 대표적이다. 야간최소유량은 새벽 2시와 4시 사이의 인구 활동 비율이 가장 낮은 새벽 시간대에 소블록에 공급된 유량을 의미하며, 대부분 유량 성분은 누수량일 것이라는 가정에서 출발한다. 그러나 아파트 중심의 주거 형태를 보이는 도심지의 경우, 새벽 시간대에도 다량의 물수요가 비정기적으로 발생하고 있어 관망의 이상 여부를 감시하기 위한 관리기준으로서 야간최소유량을 이용하기에는 높은 일간 변동성에 따른 한계가 있다고 할 수 있다. 즉, 야간최소유량은 관 파손사고 발생의 감시보다는 관로 연결 또는 급수전 분기 부위에서 발생하는 미량의 누수가 수개월에 걸쳐 누적되는 장기추세를 분석하여 누수탐사반의 투입 시점을 결정하기 위한 근거를 제시하기 위한 목적으로 사용되며, 아직까지 관 파손사고의 발생은 자체적인 감지보다는 민원에 의해 인지되는 경우가 많다. 최근, 스마트관망 구축사업(SWM) 등을 통해 관 파손 및 누수 감지를 위한 청음식 누수감지센서가 소블록 내 도입되고 있으나, 초기 시설투자에 큰 비용이 수반되며 주변 소음과 배터리 전원방식의 한계로 인하여 새벽 시간대에만 분석이 제한적으로 적용되는 경우가 많아 이 역시도 상시적인 관 파손사고의 감시기술이라 보기는 어렵다. 본 연구에서는 소블록 유입점에서의 유량·압력과 소블록 내에 설치된 대수용가 스마트미터, 그리고 사고감지를 위한 수압계 사이의 평상시 수리적 균형을 학습한 DNN(Deep Neural Network) 모델을 이용하여 관 파손사고를 실시간 감지하는 모델 개발연구를 수행하였다. 모델은 관 파손사고 감지를 위한 수압계의 최적 위치와 대수를 결정하기 위한 모듈과 관 파손사고 감지모듈로 구성되며, 1개 소블록 Test-Bed를 구축하여 모델을 생성하고 PDD 관망해석 모델을 통해 생성된 가상의 사고에 대한 감지 여부로서 개발 모델의 감지성능을 평가하였다.

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소켓 용접부 결함 검사용 초음파 자동 검사 장비 개발 (Development of the Automated Ultrasonic Testing System for Inspection of the flaw in the Socket Weldment)

  • 이정기;박문호;박기성;이재호;임성진
    • 비파괴검사학회지
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    • 제24권3호
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    • pp.275-281
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    • 2004
  • 대구경 배관에서 소구경 배관으로 연결하는 부위 및 배관의 방향 전환을 위해 사용하는 소켓용접부는 용입불량 및 사용시간이 경과되면서 내부로부터 진전될 수 있는 균열 등의 결함을 가질 수 있다. 그러나 지금까지 적용하고 있는 비파괴검사법인 액체침투탐상과 방사선투과검사로는 내부에 존재하는 균열성 결함의 검출이 어렵다. 본 연구에서는 소켓용접부 내부의 균열성 결함 검출을 위한 초음파 검사 기법을 확립하였고, 검사를 수행할 수 있는 초음파 탐촉자를 설계 제작하였으며, 자동으로 검사할 수 있는 검사 장비와 제어용 운영 프로그램을 개발하였다. 개발된 장비는 컴퓨터를 기반으로 하고 있으며, pulser/receiver를 내장하고 100 MHz 고속 A/D board를 사용하여 초음파 탐상기 역할을 프로그램으로 구현하였으며, ISA interface type으로 4축 제어용 motion controller를 개발하여 자동 검사를 수행하는 scanner를 제어하도록 하였으며, 검사 결과는 소켓용접부 단면을 실시간 영상으로 나타내도록 되어 있다. 인공결함 시험편의 결함을 평가한 결과 결함의 깊이가 1mm인 결함의 평가 길이는 실제 크기보다 작게 나타내고 있으며, 결함의 깊이가 증가할수록 결함의 길이가 더 크게 평가되었다. 본 연구로 개발한 장비는 원자력 발전소나 화학플랜트에 많이 널려 있는 소켓용접부 내의 용입불량, 피로 균열 등을 검출하여 객관적인 검사 결과를 제시할 수 있으므로 설비 안전 관리 및 보수 부위 결정에 기여할 수 있을 것으로 기대된다.

TENSILE BOND STRENGTH BETWEEN ELASTOMERIC IMPRESSION MATERIALS AND TRAY RESINS DEPENDING ON THE THICKNESS OF THE TRAY ADHESIVE

  • Kim, Tae-Won;Moon, Hong-Seok;Lee, Keun-Woo;Chung, Moon-Kyu
    • 대한치과보철학회지
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    • 제44권6호
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    • pp.699-711
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    • 2006
  • Statement of problem. Elastomeric impression materials have been widely used to obtain an accurate impression. However there have not been enough studies on the influence of the thickness of the tray adhesives on the bonding strength between the trays and the elastomeric impression materials. Purpose. In order to understand the relationship between the thickness of the tray adhesive and the tensile bond strength and to suggest the thickness at which the bonding strength is strongest, tensile bond strength related to the thickness of adhesives of 3 different elastomeric impression materials were tested. Materials and methods. 3 impression materials, $Permlastic^{(R)}$. Regular Set(Kerr Corp., Romulus, Michigan, U.S.A.), $Impregum^{TM}$ $Penta^{TM}$(3M ESPE, Seefeld, Germany), and Aquasil Ultra Monophase Regular Set Smart Wetting.(Dentsply Caulk, Milford, Delaware, U.S.A.), were used in this study, and tray adhesives from the same manufacturers of the impression materials were used, which were Rubber Base Adhesive, Polyether Adhesive, and Silfix, respectively. The tray specimens were prepared by autopolymerizing the tray material(Instant Tray Mix, Lang, Wheeling, Illinois, U.S.A.), and a PVC pipe was used to house the impression material. In group A, tray adhesives were applied in multiple thin layers of 1 to 5 and in group B, adhesives were applied only once, in the thickness equivalent to several applications. Lightness($L^*$) of the adhesion surface was measured with a spectrophotometer(CM-3500d, Konica Minolta, Sakai, Osaka, Japan). The tensile bond strength of the elastomeric impression material and the tray resin was measured with universal materials testing machines(Instron, Model 3366, Instron Corp, Nowood, Massachusetts, U.S.A.). A formula between the number of adhesive application layers and the lightness of the adhesion surface was deduced in group A, and the number of adhesive layers in group B was estimated by applying the lightness($L^*$) to the deduced formula. Results. 1. In group A, a statistically significant increase in tensile bond strength appeared when the number of application layers increased from 1 to 2 and from 4 to 5, and no significant difference was present between 2, 3, and 4 layers in Permlastic. In Impregum, the tensile bond strength was significantly increased when the number of adhesive layers increased from 1 to 3, but no significant difference after 3 layers. In Aquasil, the tensile bond strength significantly increased as the number of application layers increased up to 4 but showed no significant difference between 4 and 5. 2. In group B, the tensile bond strength was decreased when the thickness of the adhesive increased in Permlastic. Impregum showed an increased tensile bond strength when the thickness of the adhesive was increased. In Aquasil, the tensile bond strength increased as the number of adhesive application layers increased up to approximately 2.5 layers but it sharply decreased after approximately 4.5. Conclusion. From the study, the common idea that it is better to apply a thin and single coat of tray adhesive needs correction in more detailed ways, and instructions on some of the tray adhesives should be reconsidered since there were several cases in which the tensile bond strength increased according to the increase in the thickness of the adhesives.