• Korean Journal of Hydrosciences
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• 제8권
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• pp.31-40
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• 1997

Flow carrying capacity of water distribution systems is getting reduced by deterioration of pipes in the systems. The objective of this paper is to present a managerial decision-making model for the rehabilitation of water distribution systems with a mininum cost. The decisions made by the model also satisfy the requirements for discharge and pressure at demanding nodes in the systems. Replacement cost, pipe break repair cost, and pumping cost are considered in the economic evaluation of the decision along with the break rate and the interest rate to determine the optimal replacement time for each pipe. Then, the hydraulic integrity of the water distribution system is checked for the decision by a pipe network simulator, KYPIPE, if discharge and pressure requirements are satisfied. In case the system does not satisfy the hydraulic requirements, the decision made for the optimal replacement time is revised until the requirments are satisfied. The model is well applied to an existing water distribution system, the Seoul Metropolitan Water Supply System (1st Phase). The results show that the decisions for the replacement time determined by the economic analysis are accepted as optimal and hydraulic integrity of the system is in good condition.

• 한국콘텐츠학회:학술대회논문집
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• 한국콘텐츠학회 2008년도 춘계 종합학술대회 논문집
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• pp.771-775
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• 2008

상수관망의 유지보수와 파괴부분의 수리를 위해서 상수관망의 일부분을 차폐할 경우가 자주 발생한다. 상수관망의 노후화로 인하여 이와 같은 부분차폐의 필요성은 증대되고 있다. 상수관망의 부분적인 차폐는 설치된 제수밸브를 닫아야 한다. 그러나 상수관망에 설치된 제수밸브의 위치와 갯수를 미리 파악하여 대처하는 것이 추가적인 피해를 방지하는데 필수적이다. 본 연구에서는 차폐하고자하는 상수관망의 위치에 따라서 필요한 제수밸브를 결정하기 위하여 세가지 matrix에 기반을 둔 알고리즘을 개발하였다. 세가지 matrix는 상수관망의 network topology를 반영하는 node-arc matrix, 제수밸브의 위치정보를 담고 있는 valve location matrix, 그리고 제수밸브가 설치되지 않은 위치정보를 담고 있는 valve deficiency matrix로 구성된다. 개발된 제수밸브 결정 알고리즘을 캐나다 오타와시의 상수관망에 적용하여 이의 적용성과 효율성을 검증하였다.

• 상하수도학회지
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• 제11권1호
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• pp.21-32
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• 1997

Optimum design of water distribution network(WDN) in many times means just reducing redundancy. Given only a few situations are taken into consideration for such design, WDN deprived of inherited redundancy may not work properly in some unconsidered cases. Quantifying redundancy and incorporating it into the optimal design process will be a way of overcoming just reduction of redundancy. Expected shortage is developed as a reliability surrogate in WDN. It is an indicator of the frequency, duration and severity of failure. Using this surrogate, Expected Shortage Optimization Model (ESOM) is developed. ESOM is tested with an example network and results are analyzed and compared with those from other reliability models. The analysis results indicate that expected shortage is a quantitative surrogate measure, especially, good in comparing different designs and obtaining tradeoff between cost and. reliability. In addition, compared other models, ESOM is also proved useful in optimizing WDN with reliability and powerful in controlling reliability directly in the optimization process, even if computational burden is high. Future studies are suggested which focus on how to increase applicability and flexibility of ESOM.

• 한국지하수토양환경학회:학술대회논문집
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• 한국지하수토양환경학회 2006년도 총회 및 춘계학술발표회
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• pp.391-393
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• 2006

In this study, the performance of artificial neural network (ANN) models for estimating spatial distribution of water quality was evaluated using electric conductivity (EC) values in landfill site. For the ANN model development, feedforward neural networks and backpropagation algorithm with gradient descent method were used. In Test 1, the interpolation ability of the ANN model was evaluated. Results of the ANN model were more precise than those of the Kriging model. In Test 2, spatial distributions of EC values were predicted using precipitation data. Results seemed to be reasonable, however, they showed a limitation of ANN models in extrapolations.

• 산업경영시스템학회지
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• 제35권3호
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• pp.187-191
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• 2012

The methods for constructing network of observational locations for measuring water quality in water reservoirs have been widely proposed, but they had some limitations to be applied to river areas, which lie in awkward clustering and finding representative observational locations among locations within each clustering. In this paper, a statistical approach to detect anomaly locations which were significantly different in important measurements for the water quality from the previous locations and construct observational network with them was proposed. Anomaly was detected with the sampling distribution of each primary principal component score, sum of primary PCs, or sum of residual PCs. The empirical study with the data of Nakdong Dam for guiding how to use our proposed approach and showing limitations of previous studied was described.

• 한국수자원학회논문집
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• 제55권spc1호
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• pp.1223-1234
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• 2022

기후변화에 대처하기 위한 온실가스 저감 노력은 상하수도 분야에서도 활발하게 진행되어 왔으며, 특히, 상수도 생산 및 공급과정에서 많은 에너지를 소비하는 상수관망의 에너지를 절감하기 위한 많은 기술개발이 이루어져왔다. 상수관망의 에너지 절감은 지형의 기복으로 발생되는 구조적 손실의 저감과 누수 및 마찰손실로 인한 운영 상 손실의 효율화를 통해 성취될 수 있음에도 실제 상수관망의 에너지 수지를 분석하는 단계에서 이들 인자들 상호간의 복합적 작용으로 인해 해석적인 접근뿐 아니라 수치모형을 이용한 모의에서도 한계를 노출하여 왔다. 본 연구에서는 지형의 기복, 누수 및 마찰손실의 유무에 따라 변화하는 유량, 압력수두 및 에너지를 5가지의 상수관망 상태(가설적 상태, 이상적 상태, 누수가 포함된 이상적 상태, 누수가 배제된 실제 상태, 실제 상태)에 대하여 수리 물리적 방정식을 도출하고, 이를 단순한 형태의 상수관망에 적용함으로서 에너지의 정량적 분석 및 분류, 각종 에너지 수지 구성요소별 분석과 이를 이용한 상수도 시스템의 에너지 진단이 가능하도록 하였다.

• 대한토목학회논문집
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• 제14권6호
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• pp.1375-1383
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• 1994

관수로시스템 문제는 수리학적 및 시스템운영 제약조건아래서 시스템의 전체비용을 최소비용으로 구하는 것이다. 관수로시스템 문제는 수많은 국지해(local minimum)을 갖는 비볼록(nonconvex) 이므로 종래의 최적화 기법은 임의의 국지해만을 구할 수 있다. 따라서 본 연구에서는 좀더 나은 국지해를 구하기 위해 외부탐사 및 내부최적화 단계 즉 2 단계 분해기법을 제안하였다. 외부탐사 단계에서는 관로들의 최적유량을 찾기 위해 여러 국지해 사이를 이동하면서 좀더 나은 국지해를 찾는 방법인 추계학적탐사방법(stochastic probing method)을 이용 하였고 내부최적화 단계(local minimizer)에서는 외부탐사 단계에서 구한 국지해를 증진시킨다. 이 제안한 방법은 신설 관수로시스템 설계와 기존 관수로시스템의 확장에 적용할 수 있으며, 제안한 방법의 효율성을 검증하기 위해 어느 관수로시스템을 표본으로 채택하여 제안한 방법을 적용한 결과 먼저 발표된 연구자들의 결과보다 적은 비용으로 설계할 수 있었다.

• 한국수자원학회:학술대회논문집
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• 한국수자원학회 2004년도 학술발표회
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• pp.917-921
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• 2004

• 한국수자원학회논문집
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• 제38권3호
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• pp.199-212
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• 2005

노후관망의 최적개량 계획수립 시에는 수리학적 타당성을 포함한 다양한 인자들이 복합적으로 고려되어야 하며 모형에 고려할 인자들이 증가할수록 보다 효율적인 최적화 기법의 적용이 필요할 것이다. 그러나, 국내에서는 유전자알고리즘과 같은 보다 효과적인 알고리즘을 이용한 노후관 개량을 위한 의사결정시스템에 대한 연구가 미비한 실정이다. 본 연구의 목적은 최근 국내에서 제안된 ReHS라는 최적화기법을 이용해 기존의 모형에서 고려하지 않은 다양한 인자들을 고려한 상수관망 최적개량 의사결정 시스템을 개발하는데 있다. 본 연구에서는 고려하는 조건에 따라 다른 목적함수를 갖는 5개의 모형을 개발하여 가상관망에 적용하였으며, 기존에 개발된 모형들보다 타당한 결과를 나타내었다.

• 한국수자원학회:학술대회논문집
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• 한국수자원학회 2021년도 학술발표회
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• pp.145-145
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• 2021

Water distribution networks (WDNs) are designed to satisfy water requirement of an urban community. One of the central issues in human history is providing sufficient quality and quantity of water through WDNs. A WDN consists of a great number of pipelines with different ages, lengths, materials, and sizes in varying degrees of deterioration. The available annual budget for rehabilitation of these infrastructures only covers part of the network; thus it is important to manage the limited budget in the most cost-effective manner. In this study, a novel pipe replacement scheduling approach is proposed in order to smooth the annual investment time series based on a life cycle cost assessment. The proposed approach is applied to a real WDN currently operating in South Korea. The proposed scheduling plan considers both the annual budget limitation and the optimum investment on pipes' useful life. A non-dominated sorting genetic algorithm is used to solve a multi-objective optimization problem. Three decision-making objectives, including the minimum imposed LCC of the network, the minimum standard deviation of annual cost, and the minimum average age of the network, are considered to find optimal pipe replacement planning over long-term time period. The results indicate that the proposed scheduling structure provides efficient and cost-effective rehabilitation management of water network with consistent annual budget.