KR100689844B1 - Realtime detection and analysis method and systems of infiltration/inflow and leakage in the sewer - Google Patents

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KR100689844B1
KR100689844B1 KR1020060073206A KR20060073206A KR100689844B1 KR 100689844 B1 KR100689844 B1 KR 100689844B1 KR 1020060073206 A KR1020060073206 A KR 1020060073206A KR 20060073206 A KR20060073206 A KR 20060073206A KR 100689844 B1 KR100689844 B1 KR 100689844B1
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Abstract

A method for detecting and analyzing infiltration, inflow, and leakage of sewer pipes in real-time, and a system of the same are provided to perform efficient management of the sewer pipes by informing information corresponding to determination through various communication methods in real time. A method for detecting and analyzing infiltration, inflow, and leakage of a sewer pipe(11) in a real-time includes the steps of calculating and storing a management reference value, a highest management value, and a lowest management value of the corresponding sewer pipe classified by the month, the day, and the time in a database of a management server based on statistic data of which flow quantities collected in a flowmeter of the sewer pipe are analyzed by the season, the month, the day, the date, and the time, separating or integrating the data by determining abnormal data from the collected data based on the lowest management value, and the highest management value, comparing the stored reference management value in the database with the flow data measured and transmitted from the corresponding flowmeter, and determining leakage of water in case that the data measured by the corresponding flowmeter is reduced at the same ratio in all time levels from the stored reference management value classified by the day, and the time, and displaying a leakage position on a monitor or informing the leakage position to a manager through a communication unit.

Description

관거의 침입수, 유입수, 누수의 실시간 감지 및 분석 방법 및 시스템{Realtime Detection and Analysis Method and Systems of Infiltration/Inflow and Leakage in the Sewer}Real-time Detection and Analysis Method and Systems of Infiltration / Inflow and Leakage in the Sewer}
도1 ; 하수관망의 모식도1; Schematic diagram of sewer pipe network
도2 ; 본 발명을 위하여 임의의 하수관거에 설치된 유량계를 이용하여 3개월 동안 1시간 간격으로 측정한 유량을 도시한 도표2; Diagram showing flow rate measured at 1 hour interval for 3 months using flow meter installed in any sewer pipe for the present invention
도3 ; 본 발명을 위한 3개월간의 월요일의 09시 평균유량의 변화를 나타낸 도표3; Table showing the change in average flow at 09 o'clock on Monday for 3 months for the present invention
도4 : 본 발명을 위한 3개월간의 월요일의 09시 유량의 관리기준선을 적용하여 도시한 도표4 is a diagram showing the control baseline of the three-month Monday 09 o'clock flow rate for the present invention
도5 : 본 발명을 위한 3개월간의 일요일의 09시 유량 변화를 나타낸 도표Fig. 5 is a graph showing the change in flow rate at 09 o'clock on Sunday for three months for the present invention.
도6 ; 본 발명을 위한 3개월간의 일요일의 09시 유량의 관리기준선을 적용하여 도시한 도표6; Diagram showing the control baseline of the 09 o'clock flow rate on Sunday for 3 months for the present invention
도7 ; 본 발명을 위한 임의의 하루 동안의 유량 변화 패턴의 모식화 도표7; Schematic diagram of any one day flow rate change pattern for the present invention
도8 ; 본 발명을 위한 일일 유량패턴의 관리한계선의 모식화 도표8; Schematic diagram of the management limit line of the daily flow rate pattern for the present invention
도9 ; 본 발명을 위한 일일 유량패턴에 따른 관리한계선에 의한 이상 데이터 감지방법을 나타낸 도표 9; Table showing the abnormal data detection method by the control limit line according to the daily flow rate pattern for the present invention
도10 ; 본 발명을 위한 요일별, 시간대별 유량에서 모든 시간대에서 동일한 비율의 유량 감소 발생을 나타낸 도표10; Table showing the flow rate reduction of the same ratio in all time zones in the flow rate for each day, time zone for the present invention
도11 ; 본 발명을 위한 요일별, 시간대별 유량에서 모든 시간대에서 동일한 비율의 유량 증가 발생을 나타낸 도표11; Table showing the flow rate increase rate of the same rate in all time zones in the flow rate by day and time zone for the present invention
도12 ; 본 발명을 위한 요일별, 시간대별 유량에서 모든 시간대에서 유량 증가 발생(유량이 클수록 증가폭 둔화)을 나타낸 도표12; Table showing the increase in flow rate in all time zones (flow rate decreases as the flow rate increases) in the flow rate by day and time zone for the present invention
도13 ; 본 발명을 위한 요일별, 시간대별 유량에서 최고 유량 시간대에서 유량 감소 및 최저 유량 시간대에서 유량 증가 발생을 나타낸 도표Figure 13; Table showing flow rate decrease at the highest flow rate and flow rate increase at the minimum flow rate at the time of day, time of day flow for the present invention
도14 ; 본 발명을 위한 강우시간대에서의 유량 증가 발생을 나타낸 도표14; Diagram showing the increase in flow rate during the rainfall time zone for the present invention
<도면번호의 간단한 설명><Short description of drawing number>
11 ; 하수관거11; Sewer pipe
12 ; 유량계 설치 지점12; Flow meter installation point
13 ; 하수처리시설13; Sewage Treatment Facility
본 발명은 하수관거에 설치된 유량계에서 수집된 실시간 유량 데이터를 계절, 월, 요일, 일자, 휴일, 시간대 등의 일반적인 데이터 분류 기준에 근거하여 분석한 통계적 데이터에 기초하여 각 일자 및 시간대별 관리기준선, 최고 관리한계선 및 최저 관리한계선을 설정하고, 실시간으로 측정되어 관리서버로 전송 입력되는 측정값과 상기 설정된 값과 대비하여 이상 데이터의 여부를 자동으로 판별하고 이상이 지속되면 해당 관거의 이상 발생에 따른 I/I 또는 누수의 발생으로 판단하여 실시간으로 모니터 상에 표시하여 주는 관거의 I/I 및 누수의 실시간 감지, 판단 및 그 양을 계산하는 방법 및 시스템에 관한 것이다.The present invention is based on the statistical data obtained by analyzing the real-time flow rate data collected from the flowmeter installed in the sewage pipe based on the general data classification criteria such as season, month, day, date, holiday, time zone, etc. Set the control limit line and the lowest control limit line, and automatically determine whether there is any abnormal data in comparison with the measured value and the set value measured and transmitted to the management server in real time, and if the abnormality persists, I The present invention relates to a method and a system for real-time detection, determination, and calculation of I / I and leaks of conduits that are determined to occur in real time and displayed on a monitor in real time.
본 발명에 따른 종래기술은 I/I 발생 등을 판단하고 그 양을 산정하기 위한 다양한 분석 방법론이 있었지만, 이들은 모두 일정한 가정을 바탕으로 하는 상수 및 변수 값을 많이 사용하고 있고, 이는 현실적으로 해당 상수 및 변수 들을 도출해 내는 과정이 실제 분석보다 더 어려운 현실적인 한계를 내포하고 있어 이론적인 근거로써의 의미만 존재하고 있으며, 특히, 하수관거 상태의 상시 운용 및 관리를 위해서는 I/I 및 누수의 발생량과 함께 발생 시점의 파악이 중요한데 종래의 이론적 분석방법으로는 그 발생 시점 및 지점을 실시간으로 정확히 탐지해 낼 수 없는 문제점이 있다.In the prior art according to the present invention, there were various analysis methodologies for determining I / I occurrence and the like, but they all use a lot of constant and variable values based on a certain assumption, and in reality, the constant and The process of deriving variables contains realistic limitations that are more difficult than the actual analysis, so there exists only meaning as a rationale. In particular, the point of occurrence along with the amount of I / I and leakage for the continuous operation and management of sewage pipes It is important to understand that there is a problem that the conventional theoretical analysis method cannot accurately detect the time and point of occurrence in real time.
또한, 종래의 관거의 I/I 및 누수의 실시간 감지 및 분석은 유량계에서 수집된 데이터를 근거로 유량의 실질적인 최저 및 최고 관리한계선을 설정하여 이상 상황의 발생을 실시간으로 인지할 수 없다는 문제점과 발생한 이상 상황을 자동으로 판단하여 I/I 및 누수 등의 관거 이상의 형태를 효율적으로 판단하기 위한 구체적인 알고리즘이 없었다는 문제점이 있다. In addition, the real-time detection and analysis of I / I and leaks of conventional conduits establishes practical minimum and maximum control limits of the flow rate based on the data collected from the flowmeter, so that the occurrence of an abnormal situation cannot be recognized in real time. There is a problem in that there is no specific algorithm for automatically determining an abnormal situation and efficiently determining a conduit abnormality such as I / I and a leak.
본 발명이 이루고자 하는 기술적 과제는 상기와 같은 종래 기술의 문제점을 인식하고 이를 해결하기 위하여 안출된 것으로, 하수관거에 설치된 유량계에서 수 집된 실시간 유량데이터를 계절별, 월별, 요일별, 일별, 휴일별, 시간대별 등의 유량의 변동을 초래하는 일반적인 기준에 근거하여 분석한 유량의 통계적 데이터에 기초하여 해당 관거의 일자 및 시간대별로 유량의 관리기준선을 산출하여 실시간으로 유량계로부터 전송 입력되는 해당 관거의 유량 데이터의 이상 데이터 여부를 변별해낸 후, 상기 설정된 관리기준선과 대비하여 설정된 기준을 만족할 경우 관리서버에 저장된 알고리즘을 이용하여 해당 관거에 I/I 또는 누수 발생을 판단하여 해당 관거의 이상 유무를 실시간으로 운영자에게 통보해 주는 관거의 I/I 및 누수의 실시간 감지, 판단 및 그 양을 계산하는 방법과 시스템을 제공하는데 그 목적이 있다. The technical problem to be achieved by the present invention is to solve the problem of the prior art as described above and to solve it, the real-time flow rate data collected from the flow meter installed in sewage pipes by season, monthly, day of the week, daily, holiday, time zone Based on the statistical data of the flow rate analyzed on the basis of general criteria causing fluctuations in the flow rate, etc., the control baseline of the flow rate is calculated based on the date and time of the conduit and transmitted from the flow meter in real time. After discriminating whether or not the data is satisfied, if the criteria set against the set management baseline are satisfied, the algorithm stored in the management server is used to determine the occurrence of I / I or leakage in the relevant conduit and notify the operator in real time of the abnormality of the conduit. Real-time detection and determination of I / I and leaks of conduits To provide a method and system for computing the amount it is an object.
본 발명의 또 다른 목적은 누수의 실시간 감지, 판단 및 그 양을 계산하는 방법과 시스템을 이루기 위한 수단으로 시간대별 요일별 유량에서 모든 시간대에서 동일한 비율로 유량의 감소가 발생할 때 이는 누수로 인한 것으로 판단하고, 시간대별 요일별 유량에서 모든 시간대에서 동일한 비율로 유량의 증가가 발생할 때 이는 관거의 불량에 의한 I/I 및 누수의 발생이라기 보다는 환경적 요인에 의한 유량의 증가라고 판단하며, 시간대별 요일별 유량에서 모든 시간대에서 유량의 증가가 발생하며 유량이 클수록 증가폭이 둔화될 때 이는 I/I의 발생에 의한 것으로 판단하고, 시간대별 요일별 유량데이터에서 최고유량의 시간대에서는 유량이 감소되며 최저유량 시간대에서는 유량이 증가하는 현상을 보일 때 이는 관거 불량에 의한 I/I와 누수가 동시에 발생하는 것으로 판단하며, 강우 시간대에서의 유량의 증가가 있을 때 이는 강우에 의하여 해당관거에 유입수가 발생한 것으로 판단하는 알고리 즘을 구비하고 각각의 판단결과에 대하여 해당하는 경보를 모니터 상에 표시하거나 관리자에게 각종 통신 방법을 통해 실시간으로 알려주는데 있다.It is another object of the present invention to determine the real-time detection, determination and calculation of the amount of water leakage and the means to achieve the system as a means to achieve a decrease in flow rate at the same rate in all time zones of the time of day by day is determined to be due to leakage When the flow rate increases at the same time rate in all time zones, it is determined that this is an increase in flow rate due to environmental factors, rather than the occurrence of I / I and leaks due to defective conduits. In all time zones, the flow rate increases, and when the flow rate decreases as the flow rate increases, it is judged to be caused by the I / I. When this increases, it means that both I / I and leaks due to poor conduits When there is an increase in the flow rate during the rainy season, it is equipped with an algorithm that determines that inflows have occurred in the relevant confinement due to rainfall, and displays a corresponding alarm on the monitor for each judgment result, or It is to inform the manager in real time through various communication methods.
본 발명은 하수관거에 설치된 유량계에서 수집된 실시간 유량 데이터를 계절별, 월별, 요일별, 일별, 휴일, 시간대별로 분석한 통계적 데이터에 기초하여 매 일자별 시간대별 관리기준선을 산정하고, 실시간으로 측정되어 전송 입력되는 측정값의 이상 데이터 여부를 판단하여 정상 데이터일 경우 이를 상기 설정된 관리기준선과 대비하여 데이터의 발생 유형에 따라 해당 관거의 이상발생에 따른 I/I 또는 누수의 발생으로 판단하여 실시간으로 모니터 상에 표시하거나 관거 운영자에게 통보해주는 관거의 I/I 및 누수의 실시간 감지방법 및 시스템에 관한 것이다.The present invention calculates the management baseline for each time zone based on the statistical data analyzed by the seasonal, monthly, day of the week, daily, holiday, time zone, the real-time flow rate data collected from the flow meter installed in the sewage pipe, measured and transmitted in real time In case of normal data by judging whether the measured value is abnormal data, it is displayed on the monitor in real time by judging that it is I / I or leakage caused by abnormal occurrence of the relevant conduit according to the occurrence type of data compared with the set control baseline. The present invention relates to a method and system for real-time detection of I / I and leaks in a conduit that informs conduit operators.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시 예의 구성과 작용을 설명하며, 도면에 도시되고 설명되는 본 발명의 구성과 작용은 적어도 하나 이상의 실시예로서 설명되는 것이며, 이것에 의해 상기한 본 발명의 기술적 사상과 그 핵심 구성 및 작용이 제한되지는 않는다.Hereinafter, with reference to the accompanying drawings illustrating the configuration and operation of the embodiment of the present invention, the configuration and operation of the present invention shown and described in the drawings will be described as at least one or more embodiments, whereby the present invention described above The technical idea and its core composition and operation are not limited.
본 발명을 용이하게 이해하도록 도시된 도면에 대하여 살펴본다. 도1은 하수관망의 구조를 모식적으로 나타낸 것이다. 도2는 본 발명을 위하여 임의 관거에 설치된 유량계를 이용하여 3개월 동안 1시간 간격으로 측정한 유량을 도시한 도표이며, 도3은 본 발명을 위한 3개월간의 월요일의 09시 평균유량의 변화를 나타낸 도표이며, 도4는 본 발명을 위한 3개월간의 월요일의 09시 유량의 관리기준선을 적용하여 도시한 도표이다. 도5는 본 발명을 위한 3개월간의 일요일의 09시 유량 변화 를 나타낸 도표이며, 도6은 본 발명을 위한 3개월간의 일요일의 09시 유량의 관리기준선을 나타낸 것이다. 도7은 본 발명을 위한 임의의 하루 동안의 유량 변화 패턴의 모식화한 도표이며, 도8은 본 발명을 위한 일일 유량 데이터의 관리한계선을 모식화하여 나타낸 것이다. 도9는 본 발명을 위한 일일 유량패턴에 따른 관리한계선에 의한 이상 데이터 감지방법을 나타낸 도표이며, 도10은 본 발명을 위한 요일별, 시간대별 유량에서 모든 시간대에서 동일한 비율의 유량 감소 발생을 나타낸 도표이다. 도11은 본 발명을 위한 요일별, 시간대별 유량에서 모든 시간대에서 동일한 비율의 유량 증가 발생을 나타낸 도표이며, 도12는 본 발명을 위한 요일별, 시간대별 유량에서 모든 시간대에서 유량 증가 발생(유량이 클수록 증가폭 둔화)을 나타낸 도표이다. 도13은 본 발명을 위한 요일별, 시간대별 유량에서 최고 유량 시간대에서 유량 감소 및 최저 유량 시간대에서 유량 증가 발생을 나타낸 도표이며, 도14는 본 발명을 위한 강우시간대에서의 유량 증가 발생을 나타낸 도표이다.With reference to the drawings shown to facilitate understanding of the present invention. Figure 1 schematically shows the structure of the sewer pipe network. Figure 2 is a diagram showing the flow rate measured at an hourly interval for three months using a flow meter installed in any conduit for the present invention, Figure 3 is a change in the average flow rate of the 09 o'clock on Monday for three months for the present invention 4 is a diagram showing a three-month Monday at 09 o'clock flow rate management baseline for the present invention. FIG. 5 is a table showing a three-month Sunday 09 hour flow rate change for the present invention, and FIG. 6 is a three-month Sunday 09 hour flow rate control baseline. FIG. 7 is a schematic diagram of an arbitrary daily flow rate change pattern for the present invention, and FIG. 8 schematically illustrates a management limit line of daily flow rate data for the present invention. 9 is a diagram showing a method of detecting abnormal data by the control limit line according to the daily flow rate pattern for the present invention, Figure 10 is a diagram showing the occurrence of the same rate of flow rate reduction in all time zones in the flow rate by day, time zone for the present invention to be. 11 is a diagram showing the increase in the flow rate of the same ratio in all time zones in the flow rate for each day of the week, time zone for the present invention, Figure 12 is the increase in flow rate in all time zones in the flow rate for each day, time zone for the present invention (the larger the flow rate Slowdown). FIG. 13 is a diagram illustrating a flow rate decrease in the highest flow rate time zone and a flow rate increase in the minimum flow rate time period in the flow rate according to the day of the week and the time zone for the present invention, and FIG. .
본 발명에 따른 구성을 구체적인 실시 예에 기초하여 살펴본다.The configuration according to the present invention will be described based on specific embodiments.
[실시 예] EXAMPLES
본 발명에 따른 실시 예를 도면에 기초하여 살펴본다. 본 발명은 하수관거에 설치된 유량계의 실시간 유량데이터를 유선 또는 무선으로 계절별, 월별, 요일별, 일별, 휴일, 시간대별로 수집하기 위한 수집 서버와 이를 저장 및 관리하기 위한 데이터베이스를 구비한 관리서버와, 데이터베이스에 입력 저장된 유량데이터에 기초하여 유량계가 설치된 각각의 하수관거의 지류 및 본류에 계절별, 월별, 요일별, 일별, 휴일, 시간대별로 각각의 관거의 유량의 최고치 및 최저치인 관리한계선을 계속하여 업데이트하고 설정하는 수단을 구비하고 있다. An embodiment according to the present invention will be described with reference to the drawings. The present invention provides a management server having a collection server for collecting the real-time flow rate data of the flow meter installed in the sewage pipe by season, monthly, day of the week, daily, holiday, time zone, and a database for storing and managing the same; Means for continuously updating and setting the management limit line, which is the highest and lowest flow rate of each conduit by season, month, day of the week, daily, holiday, and time zone, on the tributary and main stream of each sewage system where the flowmeter is installed based on the stored flow data. Equipped with.
본 발명에 따른 상기 관리서버의 데이터베이스에는 하수관거에 설치된 유량계의 실시간 유량 데이터를 계절별, 월별, 요일별, 일별, 휴일, 시간대별로 분석한 유량변화의 통계적 데이터에 기초하여 요일, 일별, 휴일의 시간대별로 각각의 관거를 통과하는 유량의 관리기준선 및 최고 관리한계선과 최저 관리한계선이 설정 저장되고 지속적으로 업데이트 되도록 구성되어 있다. 상기 휴일은 일요일과 일요일사이의 평일에 존재하는 모든 사람들이 휴식하는 국가 공휴일 및 일요일 등의 휴무일을 의미하며, 이에 대한 유량의 최고치 및 최저치인 관리한계선은 월별, 일별, 일요일 및 전년도의 유사 시점에 존재한 휴일에서의 유량데이터 등에 기초하여 기준선을 얻는다.In the database of the management server according to the present invention, based on statistical data of the flow rate analysis analyzed by the seasonal, monthly, day of the week, daily, holiday, time zone, real-time flow rate data of the flow meter installed in the sewer pipe, respectively, by time of day, day, holiday The control baseline, the highest control limit line and the lowest control limit line of the flow rate through the conduit of the conduit are configured and stored and updated continuously. The holiday means a national holiday and a holiday on Sundays, etc., where all people who rest on a weekday between Sunday and Sunday rest, and the management limit line, which is the highest and lowest of the flow rate, is similar to the monthly, daily, Sunday and previous year. A baseline is obtained based on flow rate data and the like on existing holidays.
상기 데이터베이스가 내장된 관리서버는 상기 수집된 데이터를 분석한 유량변화의 통계적 데이터와 월별, 요일별, 일별 및 시간대별로 유량 관리기준선, 최고 관리한계선 및 최저 관리한계선이 설정 저장된 데이터에 기초하여 각각의 관거에 설치된 각각의 유량계로부터 통신모뎀 등의 통신수단을 통해서 전송되어온 유량데이터와 대비하여 요일별 시간대별 유량에서 모든 시간대에서 동일한 비율로 유량의 감소가 발생할 때 이는 해당 관거의 이상에 의한 누수로 인한 것으로 판단하고, 시간대별 요일별 유량에서 모든 시간대에서 동일한 비율로 유량의 증가가 발생할 때 이는 해당 관거의 불량에 의한 I/I 및 누수의 발생이라기보다는 환경적 요인에 의한 유량의 증가라고 판단하며, 시간대별 요일별 유량에서 모든 시간대에서 유량의 증가가 발생하며 유량이 클수록 증가폭이 둔화될 때 이는 해당 관거의 이상에 의한 I/I의 발생에 의한 것으로 판단하고, 시간대별 요일별 유량 자료에서 최고 유량 시간대에서는 유량이 감소되며 최저 유량 시간대에서는 유량이 증가하는 현상을 보일 때 이는 해당 관거의 불량에 의한 I/I 와 누수가 동시에 발생하는 것으로 판단하며, 강우 시간대에서의 유량의 증가가 있을 때 이는 강우에 의한 유입수에 의한 것으로 판단하는 알고리즘을 구비하고 각각의 경우에 판단 결과에 해당하는 관거에 대하여 경보를 모니터 상에 표시하여 주거나 관리자에게 실시간으로 알려주는 통신 수단을 구비하고 있다.The management server with the built-in database is based on statistical data of the flow rate analysis of the collected data, and each of the conduits based on the stored data of the flow control baseline, the highest management limit line, and the lowest management limit line by month, day, day, and time zone. When the flow rate decreases at the same rate in all time zones compared to the flow rate data transmitted from each flow meter installed through communication means such as a communication modem, it is judged to be due to leakage due to abnormality of the relevant conduit. When the increase in flow rate occurs at the same rate in all time zones, it is determined that the increase in flow rate is caused by environmental factors, rather than the occurrence of I / I and leakage due to defective conduits. The flow rate increases at all times of the day. When the increase rate slows down as the flow rate increases, it is judged to be caused by I / I occurrence due to an abnormality of the relevant conduit, and the flow rate decreases at the highest flow rate time period and the flow rate increases at the minimum flow rate time period. When it is seen, it is determined that I / I and leakage occur at the same time due to the failure of the relevant conduit, and when there is an increase in the flow rate during the rainfall period, it is equipped with an algorithm that judges that it is caused by inflow by rainfall and in each case Communication means for displaying an alarm on a monitor or informing a manager in real time about a conduit corresponding to the determination result is provided.
본 발명에 따른 관거의 I/I 및 누수의 실시간 감지, 유형의 판단 및 그 양을 산정하는 방법 및 시스템에 대한 구체적인 구성요소에 대하여 살펴본다. 상기 수집된 데이터를 분석한 유량변화의 통계적 데이터에 기초하여 요일별, 일별, 시간대별로 각각의 관거에 대하여 유량의 최고치 및 최저치인 관리한계선이 관리서버의 데이터베이스에 설정 저장되고, 각각 관거에 설치된 각각의 유량계로부터 통신모뎀 등의 통신수단을 통해서 전송되어온 유량데이터와 상기 관리서버에 설정 저장된 유량데이터와 대비하여 요일별, 일별, 시간대별 유량에서 누수발생, 환경적 요인에 의한 유량의 증가, I/I의 발생 및 관거 불량에 의한 I/I 와 누수의 발생 및 강우시간대에서의 유입수 발생 등을 판단하는 알고리즘에 대하여 구체적으로 살펴본다.It examines the specific components of the method and system for real-time detection of the I / I and leakage of the conduit, the determination of the type and the amount of the conduit according to the present invention. On the basis of the statistical data of the flow rate analysis of the collected data, the management limit line which is the highest and lowest of the flow rate for each conduit by day, day, and time zone is set and stored in the database of the management server. Compared with the flow rate data transmitted from the flowmeter through the communication means such as the communication modem and the flow rate data set in the management server, leakage occurs at the flow rate by day, daily, and time zone, increase in flow rate due to environmental factors, and I / I The algorithm for determining I / I and leakage due to occurrence and deterioration and the occurrence of influent in rainfall time will be discussed in detail.
본 발명에 따른 관리한계선은 건우기, 월, 요일, 시간과 같은 일반적인 요인을 기준으로 수집된 유량 데이터를 분석, 정리하면 정리하기 이전에 비해 현격하게 산포를 줄인 유량 데이터를 획득할 수 있다(도2 및 도4 참조). 따라서 그 일반적인 환경요인에 따라 각각의 조건에서의 유량 데이터를 모수로 하여 평균유량과 그때 가질 수 있는 최고유량과 최저유량 값을 연산하게 되면 현실적으로 사용가능한 평균 유량 및 최고유량 및 최저유량 값을 도출할 수 있다. 상기 최고유량과 최저유량은 관리의 필요에 따라 특정 구간을 설정하여 관리자가 설정 값을 입력하거나 통계적 기법에 따라 유량 데이터의 산포를 고려하여 데이터의 99%를 포함시키는 3σ(시그마) 등의 통계적인 기준치를 적용시켜 자동으로 연산하여 설정 적용하는 방법이 있다.The management limit line according to the present invention can obtain the flow data with the dispersion significantly reduced than before the analysis if the flow data collected and analyzed based on general factors such as dry season, month, day of the week, and time (FIG. 2 and FIG. 4). Therefore, if the average flow rate and the maximum flow rate and minimum flow rate values are calculated by using the flow rate data as a parameter according to the general environmental factors, the average flow rate and the maximum flow rate and the minimum flow rate value that are practically available can be derived. Can be. The maximum flow rate and the minimum flow rate are set by a specific section according to management needs, and the administrator inputs a set value or statistically, such as 3σ (sigma) including 99% of the data in consideration of the distribution of the flow rate data according to a statistical technique. There is a method of applying the standard value and automatically calculating and applying the setting.
도1은 하수관망의 일반적인 구조를 모식화한 것이며, 도2는 본 발명을 위하여 임의 관거에 설치된 유량계를 이용하여 3개월 동안 1시간 간격으로 유량 데이터를 측정하였으며 그 결과를 시간대별로 나타낸 것이다. 도1에서 알 수 있듯이 사람들의 활동량이 적은 새벽 시간대에는 하수의 배출량이 감소하며 출퇴근 시간대에는 배출 유량이 늘어나는 일반적이고 전형적인 일일 유량의 변화를 보여주고 있으며 데이터를 분류하기 이전의 상태에서 현실적인 유량 변화의 폭이 매우 크다는 것을 확인할 수 있다.Figure 1 is a schematic of the general structure of the sewage pipe network, Figure 2 using the flow meter installed in any conduit for the present invention was measured for the flow rate data at an hourly interval for three months and the results are shown by time zone. As can be seen from Figure 1, there is a general and typical change in daily flow rate with reduced sewage discharge at daybreak and low commutation flow rate during commute. You can see that the width is very large.
도3은 상기 3개월간의 월요일의 09시 평균유량의 변화를 나타낸 것이며, 도4는 상기 3개월간의 월요일의 09시 유량의 관리기준선을 도시한 것이다. 도5는 상기 3개월간의 일요일의 09시 평균유량의 변화를 나타낸 것이며, 도6은 상기 3개월간의 일요일의 09시 유량의 관리기준선을 도시한 것이다. 이와 같은 방법으로 도출된 유량의 관리 한계선은 건우기, 계절, 월, 요일, 시간대별로 설정하여 본 발명에 따른 관리서버의 데이터베이스에 기록 저장되고, 자동으로 업데이트 되도록 프로그램에 의하여 설계 제작되어 있다.Figure 3 shows the change in the average flow rate of the 09 o'clock on Monday during the three months, and Figure 4 shows the management baseline of the 09 o'clock flow rate on the three months on Monday. Fig. 5 shows the change in the 09 o'clock average flow rate on Sunday for the three months, and Fig. 6 shows the management baseline for the 09 o'clock flow rate on the Sunday for the three months. The management limit line of the flow rate derived in this way is set by dry season, season, month, day of the week, and time zone, is recorded and stored in the database of the management server according to the present invention, and is designed and manufactured by the program to be automatically updated.
또한 임의의 하루 동안의 유량 변화 패턴을 모식화 하면 도7과 같다. 도8의 관리한계선은 상기한 바와 같이 실제 유량 데이터에 기초하여 월, 요일 및 시간대별 요인에 따라 재분류한 후 3σ(시그마)를 계산하여 도8과 같은 선을 얻을 수 있다.In addition, when the flow rate change pattern for a certain day is modeled as shown in FIG. As shown in FIG. 8, the control limit line of FIG. 8 is reclassified according to the factors for each month, day of the week, and time of day based on the actual flow data as described above, and the line as shown in FIG. 8 can be obtained by calculating 3σ (sigma).
상기와 같은 평균유량 기준선에 따라 I/I 발생과, 유량의 변동이 발생했을 때 이를 자동으로 감지하고 해당하는 경보를 표시할 수 있는 관리한계선은 건우기, 계절, 월, 요일, 시간대별로 측정한 통계적 유량데이터에 기초하여 도출하되, 이를 일일 유량 변동 추이에 대비해서 최고 및 최소 관리한계선을 적용하여 표현하면 도9와 같은 형태로 나타난다. According to the above average flow rate baseline, the management limit line that can automatically detect when I / I occurrence and flow rate change occur and display the corresponding alarm is measured by dry season, season, month, day of the week, and time zone. It is derived based on the statistical flow data, but this is expressed in the form as shown in FIG. 9 by applying the maximum and minimum management limit lines in preparation for the daily flow rate change.
이와 같은 관리한계선의 설정으로 유량계의 이상, 급격한 유량의 변화 등의 통상적이지 않은 유량 변화가 발생하여 상기 관리한계선을 벗어났을 경우에 도10에서와 같이 이를 효과적으로 탐지할 수 있게 된다.When the control limit line is set as described above, when an abnormal flow rate change such as an abnormality of the flow meter or a sudden change in the flow rate occurs, and the control limit line is out of the control limit line, it can be effectively detected as shown in FIG. 10.
다음은 본 발명에 따른 통계학적인 유량데이터 추이 및 유량 패턴 분석에 기초하여 이상 유량 발생 원인의 탐지 알고리즘에 대하여 구체적으로 살펴본다.Next, the detection algorithm of the cause of the abnormal flow rate will be described in detail based on the statistical flow data trend and flow rate pattern analysis according to the present invention.
상기 본 발명에 따른 이상 유량 발생 원인의 탐지 알고리즘은 상기 관리한계선을 벗어나는 데이터에 대해서는 이상데이터로서의 감지가 가능하지만 실제로는 벗어나지 않는 데이터에서도 관거 불량으로 인해 I/I 및 누수가 소량 발생할 수 있으므로 이러한 이상 유량 발생의 원인을 파악하고 그 양을 추정할 수 있다.The detection algorithm of the cause of the abnormal flow rate according to the present invention can detect the data falling outside the control limit line as the abnormal data, but even in the data that does not deviate, a small amount of I / I and leakage may occur due to the poor deterioration. Identify the cause of the flow rate and estimate its amount.
즉, 본 발명은 상기 유량 패턴에서 최저 및 최고 관리한계선을 3σ(시그마) 등을 적용시켜 이상 유량 발생의 여부를 판별하는 정성적 분석기법을 적용할 수 있고, 각각의 관거에 대하여 요일별 시간대별로 유량 데이터를 관리서버의 데이터베이스 상에 기록 저장한 뒤 저장된 유량데이터에 기초하여 요일별 최고 유량을 나타내는 시간대와 최저 유량을 나타내는 시간대를 반영하고 그 범위 안에서 유량의 변화경향을 파악하여 이상 유량 발생의 원인과 그 양을 추정하기 위하여 각각의 관거의 유량변화에서 나타날 수 있는 경우의 수를 다음과 같이 5가지로 분류하여 프로그램화하여 데이터베이스에 저장된 유량 데이터와 연동하도록 설계 제작되어 있다.That is, the present invention can apply a qualitative analysis method to determine whether abnormal flow rate is generated by applying 3σ (sigma), etc. to the minimum and the maximum control limit line in the flow rate pattern, and the flow rate for each conduit by time of day After recording and storing the data on the management server's database, reflect the time zone indicating the highest flow rate and the minimum flow rate for each day of the week based on the stored flow rate data, and identify the change trend of the flow rate within the range. In order to estimate the quantity, the number of cases that can appear in the change of flow rate of each conduit is classified into five types and programmed to be linked with the flow data stored in the database.
a) 요일별 시간대별 유량에서 모든 시간대에서 동일한 비율로 유량 감소가 발생할 경우에 대하여 살펴보면, 도10에서 상측 그래프는 관리기준선에서 최고유량을 나타내는 시간대의 일별 유량 추이선이며, 하측의 그래프는 관리기준선에서 최저유량을 나타내는 시간대의 일별 유량 추이곡선을 나타낸다. 도11에서와 같이 요일별 시간대별 유량에서 모든 시간대에서 해당 유량계에서 측정된 유량데이터에서 동일한 비율로 유량의 감소가 발생할 때, 이는 해당 관거의 임의 지점에서 누수가 발생한 것으로 판단하고, 누수가 발생한 지점을 모니터 상에 표시하도록 구성되어 있다. 이 때 발생한 누수의 량은 유량의 고저로 인해 빠져나가는 누수의 양이 비례하므로 다음식이 성립된다.a) When the flow rate decrease occurs at the same rate in all time zones in the flow rate for each day of the week, the upper graph in FIG. 10 is the daily flow trend line of the time zone indicating the highest flow rate from the control baseline, and the lower graph is from the control baseline. The daily flow rate curve of the time zone representing the minimum flow rate is shown. As shown in FIG. 11, when the flow rate decreases at the same rate in the flow rate data measured by the flow meter in all time zones, it is determined that a leak occurs at an arbitrary point of the conduit, It is configured to display on the monitor. The amount of leaks generated at this time is proportional to the amount of leaks due to the high and low flow rates.
Figure 112006055794011-pat00001
Figure 112006055794011-pat00001
여기서, a ; 관리서버에 설정된 최저유량,Where a; Minimum flow rate set in the management server,
b ; 관리서버에 설정된 최저유량과 유량계에서 측정한 현재 유량의 차        b; The difference between the lowest flow rate set in the management server and the current flow rate measured by the flow meter.
c ; 관리서버에 설정된 최고유량,         c; The maximum flow rate set in the management server,
d ; 관리서버에 설정된 최고유량과 유량계에서 측정한 현재 유량의 차        d; The difference between the maximum flow rate set in the management server and the current flow rate measured by the flow meter
b) 요일별 시간대별 유량에서 모든 시간대에서 동일한 비율의 유량 증가가 발생할 경우를 살펴보면, 도11에서, 상측 그래프는 유량 관리기준선에서 최고유량을 나타내는 시간대의 일별 유량 추이선이며, 하측의 그래프는 유량 관리기준선에서 최저유량을 나타내는 시간대의 일별 유량 추이곡선을 나타낸다. 도11에서와 같이 요일별 시간대별 유량에서 모든 시간대에서 해당 유량계에서 측정한 유량이 동일한 비율로 유량의 증가가 발생할 때, 이는 해당 관거의 불량에 의한 I/I 및 누수의 발생이라기보다는 환경적 요인에 의한 유량의 증가라고 판단하며, 증가된 유량이 새로운 분석을 위한 기준 데이터로 사용되어야 한다. 유량의 증가량이 유량의 고저에 비례하므로 다음식이 성립된다.b) Looking at the case where the same rate of increase in flow rate occurs in all time zones in the flow rate for each day of the week, in FIG. 11, the upper graph is a daily flow trend line representing the highest flow rate in the flow control baseline, and the lower graph is a flow rate management. The daily flow rate curve of the time zone representing the minimum flow rate from the baseline is shown. As shown in FIG. 11, when the flow rate increases at the same rate in all time zones at the same time, the flow rate is increased depending on environmental factors rather than the occurrence of I / I and leakage due to defective conduits. The increase in flow rate is considered to be an increase in flow rate, and the increased flow rate should be used as reference data for new analysis. Since the increase in flow rate is proportional to the elevation of the flow rate, the following equation is established.
Figure 112006055794011-pat00002
Figure 112006055794011-pat00002
여기서, a ; 관리서버에 설정된 최저유량, Where a; Minimum flow rate set in the management server,
b ; 유량계에서 측정한 현재 유량과 관리서버에 설정된 최저유량의 차       b; The difference between the current flow rate measured by the flow meter and the minimum flow rate set in the management server.
c ; 관리서버에 설정된 최고유량,         c; The maximum flow rate set in the management server,
d ; 유량계에서 측정한 현재 유량과 관리서버에 설정된 최고유량의 차       d; The difference between the current flow rate measured by the flow meter and the maximum flow rate set in the management server.
이때는 관리자의 판단에 따라 증가된 유량데이터를 반영하여 유량의 관리기준선을 새로이 설정해야만 한다.In this case, the management baseline of the flow rate must be newly set to reflect the increased flow rate data at the administrator's discretion.
c) 요일별 시간대별 유량에서 모든 시간대에서 유량 증가가 발생하되 유량이 클수록 증가폭 둔화하는 경우를 살펴보면, 도12에서 상측 그래프는 유량 관리기준선에서 최고유량을 나타내는 시간대의 일별 유량 추이선이며, 유량 관리기준선에서 하측의 그래프는 최저유량을 나타내는 시간대의 일별 유량 추이곡선을 나타낸다. 도12에서와 같이 요일별 시간대별 유량에서 모든 시간대에서 해당 유량계에서 측정한 유량이 증가하는 현상이 발생하되, 유량이 클수록 증가폭이 둔화될 때, 이는 해당 관거에서 I/I가 발생한 것으로 판단하며 각 시간대별의 유량 증가량의 합계가 하루 동안에 발생한 I/I의 총량이 된다. 해당 관거의 유량이 클수록 유량 증가가 둔화되므로 다음식이 성립된다.c) In the case of increasing the flow rate in all the time zones in the flow rate for each day of the week, the increase is slowed down as the flow rate increases, the upper graph in FIG. The graph on the lower side of the graph shows the daily flow trend curve of the time zone representing the minimum flow rate. As shown in FIG. 12, the flow rate measured by the flow meter in all time zones is increased in the flow rate according to the day of the week, but when the increase is slowed down as the flow rate increases, it is determined that I / I has occurred in the relevant conduit and each time The sum of the flow rate increases for each unit is the total amount of I / I generated in one day. The larger the flow rate in the conduit is, the slower the increase in flow rate is.
a > b > ca> b> c
여기서, a ; 유량 관리기준선에서 최저유량을 나타내는 시간대의 일별 유량 추이선Where a; Daily flow trend line in the time zone representing the minimum flow rate from the flow control baseline
b ; 유량 관리기준선에서 평균유량을 나타내는 시간대의 일별 유량 추이선        b; Daily flow trend line in the time zone representing the average flow rate from the flow control baseline
c ; 유량 관리기준선에서 최고유량을 나타내는 시간대의 일별 유량 추이선        c; Daily flow trend line for the highest flow rate in the flow control baseline
d) 요일별 시간대별 유량에서 최고 유량 시간대에서 유량 감소 또는 최저 유량 시간대에서 유량 증가 발생할 경우를 살펴보면, 도13에서 상측 그래프는 유량의 관리기준선에서 최고유량을 나타내는 시간대의 일별 유량 추이선이며, 하측의 그래프는 유량의 관리기준선에서 최저유량을 나타내는 시간대의 일별 유량 추이곡선을 나타낸다. 도13에서와 같이 요일별 시간대별 유량 데이터에서 최고 유량 시간대에서는 해당 유량계에서 측정한 유량이 감소되며 최저 유량 시간대에서는 측정한 유량이 증가하는 현상을 보일 때 이는 관거 불량에 의한 I/I와 누수가 동시에 발생하는 것으로 판단한다.d) When the flow rate decreases at the highest flow rate or the flow rate increases at the minimum flow time in the flow rate for each day of the week, the upper graph in FIG. 13 is a daily flow trend line in the time zone indicating the highest flow rate from the control baseline of the flow rate. The graph shows the daily flow trend curve for the time zone representing the minimum flow rate from the control baseline of the flow rate. As shown in FIG. 13, when the flow rate measured by the flow meter decreases at the highest flow rate in the flow rate data for each day of the week, and the measured flow rate increases during the minimum flow rate, this is simultaneously caused by I / I and leakage due to poor conduit. It is judged to occur.
I/I ≥ a , 누수량 ≥ bI / I ≥ a, leak amount ≥ b
a + b ≤ 유량폭 (=최고유량시간대평균-최저유량시간대평균)a + b ≤ flow width (= highest flow time versus average-lowest flow time versus average)
여기서, a ; 유량의 관리기준선에서 최저유량을 나타내는 시간대의 일별 유량 추이선Where a; Daily flow trend line in the time zone representing the minimum flow rate from the control baseline
b ; 유량의 관리기준선에서 최고유량을 나타내는 시간대의 일별 유량 추이선        b; Daily flow trend line in the time zone representing the highest flow rate from the control baseline
e) 강우시간대에서의 임의의 관거에서 유량 증가가 발생할 경우를 살펴보면, 도14에서, 상측 그래프는 유량 관리기준선에서 최고유량을 나타내는 시간대의 일별 유량 추이선이며, 하측의 그래프는 유량 관리기준선에서 최저유량을 나타내는 시간대의 일별 유량 추이곡선을 나타낸다. 도14에서와 같이 강우 시간대에서의 해당 유량계에서 측정한 유량이 증가하고 있을 때, 이는 강우에 의하여 해당 관거에 유입수의 증가에 의한 것으로 판단한다.e) Looking at the case where the increase in flow rate occurs in any conduit in the rainfall time zone, in Figure 14, the upper graph is the daily flow trend line of the time zone showing the highest flow rate in the flow control baseline, the lower graph is the lowest from the flow control baseline The daily flow rate curve of the time zone representing the flow rate is shown. As shown in FIG. 14, when the flow rate measured by the flow meter in the rainfall time period is increased, it is determined that the flow rate of the inflow into the conduit is increased by the rainfall.
본 발명에 따른 I/I 및 누수 발생 시 그 양을 산정하는 방법은 상기 a), c), d), e)항과 같이 그 발생시점을 감지 한 후 현재까지의 기존 평균 유량과의 차이를 적산함으로써 실제 발생량을 정확히 산정할 수 있다. 또한 적산된 수치를 바탕으로 월간 총 유량 변동치 등의 값을 정확히 산정할 수도 있다.The method for calculating the amount of I / I and leakage in accordance with the present invention is the difference between the existing average flow rate up to the present after detecting the point of occurrence as described above a), c), d), e) By integrating, it is possible to accurately calculate the actual generation amount. Also, based on the accumulated values, it is possible to accurately calculate the total monthly flow rate fluctuations.
본 발명에 따른 통계적 유량 데이터 보정방법은 유량계의 측정오류로 인해 잘못된 유량 데이터가 발생하면 유량패턴과 관리기준선, 최고 관리한계선, 최저 관리한계선의 작성에 영향을 미칠 수가 있으며, 결과적으로 정확한 I/I 및 누수의 감지 및 분석이 불가능하게 되므로 이러한 데이터에 대한 보정작업이 필요하다. 통계적으로 99%의 데이터가 포함되는 3σ(시그마)선을 기준하거나 운영자가 설정한 기준선을 기준하여 그 범위를 넘어서는 유량 데이터가 감지되었을 때 시스템은 운영자에게 해당 데이터의 발생을 알려주며 운영자는 해당 데이터의 연속적 발생 여부 및 그 절대 차 등을 검토하여 비정상적인 데이터로 판단될 경우 이를 비정상적인 데이터로 구분하여 데이터베이스에서 제외하거나 정상적인 상황으로 판단하여 데이터베이스 내에 포함시켜 집계하는 등 유량데이터를 보정하여 처리할 수 있다.Statistical flow data correction method according to the present invention can affect the creation of the flow pattern and the control baseline, the highest control limit line, the lowest control limit line if incorrect flow data occurs due to the measurement error of the flow meter, and as a result, accurate I / I And since leak detection and analysis becomes impossible, correction of such data is necessary. When flow data is detected that is statistically above the 3σ (sigma) line, which contains 99% of the data or beyond the baseline set by the operator, the system notifies the operator of the occurrence of the data and the operator If it is judged that it is abnormal data by examining whether it occurs continuously and its absolute difference, it can be processed by correcting the flow rate data such as classifying it as abnormal data and excluding it from the database or counting it as a normal situation and including it in the database.
본 발명에 따른 관거의 I/I 및 누수의 실시간 감지방법 및 시스템에 대하여 간단하게 요약하면, 먼저 관거의 I/I 및 누수 실시간 감지 및 분석방법은 a) 하수 관거에 설치된 유량계의 실시간 유량데이터를 계절별, 월별, 요일별, 일별, 시간대별로 분석한 통계적 데이터에 기초하여 해당 관거의 월별, 일별, 시간대별 관리기준선을 산정하고 이상데이터의 감지를 위한 최고 관리한계선 및 최저 관리한계선을 관리서버의 데이터베이스에 입력 저장하고, 유량계로부터 전송된 데이터를 자동으로 수집하고 저장하는 단계와, b) 전송된 데이터의 이상 여부를 최저 관리한계선 및 최고 관리한계선을 이용하여 판별하고 이를 재분류해 내는 데이터 보정의 단계와 c) 상기 입력 및 수집 저장된 데이터에 기초하여 계속 업데이트되어 설정된 관리기준선과 해당 유량계에서 실시간으로 측정하여 전송된 유량데이터와 비교하여 판단하는 단계와, d) 상기 데이터 보정 단계에서 관리한계선을 벗어날 경우에 모니터 상에 해당 관거의 유량 데이터의 이상이 발생함을 알리는 단계와 e) 관리 기준선을 바탕으로 수집되는 유량데이터를 판단하여 I/I,누수 등의 관거 이상의 판단을 수행하는 단계와 f)해당 관거 이상으로 인해 변화된 유량을 적산하는 유량 산출 단계로 이루어진다.Briefly summarized the real-time detection method and system of I / I and leak of conduit according to the present invention, first, the real-time detection and analysis method of I / I and leak of conduit a) real-time flow rate data of the flow meter installed in the sewage conduit Based on statistical data analyzed by season, month, day of the week, daily, and time zone, the management baseline of monthly, daily, and time zones of the relevant jurisdiction is calculated, and the highest and lowest administrative limits for detecting abnormal data are stored in the database of the management server. Input and storing, automatically collecting and storing the data transmitted from the flowmeter, b) determining the abnormality of the transmitted data by using the lowest control limit line and the highest control limit line, and recalibrating the data. c) a control baseline and a corresponding flow meter that are continuously updated based on the input and collection stored data And determining that the flow rate data measured in real time is compared with the transmitted flow data, and d) indicating that an abnormality in the flow rate data of the corresponding conduit occurs on the monitor when the control line is out of the control limit line in the data correction step. Determining the flow data collected based on the baseline to determine the I / I, leakage, and more than the conduit and f) the flow rate calculation step of accumulating the flow rate changed due to the conduit or more.
관거의 I/I 및 누수의 실시간 감지시스템은 a) 하수관거에 설치된 유량계의 실시간 유량 데이터를 계절별, 월별, 요일별, 일별, 시간대별로 분석한 통계적 데이터에 기초하여 해당 관거의 월별, 일별, 시간대별 관리기준선을 기준으로 최고 관리한계선 및 최저 관리한계선이 산정 저장되고 유량계로부터 전송된 데이터를 자동으로 수집하고 저장하여 유량의 데이터를 계속 업데이트되도록 설계 제작된 관리서버의 데이터베이스와, b) 상기 유량계에서 주기적으로 측정된 유량데이터를 관리서버로 전송하는 통신용 모뎀과, c) 상기 입력 저장된 관리기준선, 최고 관리한계 선 및 최저 관리한계선과 해당 유량계에서 실시간으로 측정하여 전송된 유량데이터와 비교하여 판단하는 프로그램이 내장된 관리서버와, d) 상기 관리서버에서 비교 판단한 결과 상기 관리선을 기준하여 모니터 상에 유량 데이터의 이상 및 해당 관거 이상의 발생을 관리서버의 모니터 상에 표시하거나 통신 수단을 통해 실시간으로 알려주는 수단으로 이루어져 있다.The real-time detection system of I / I and leakage of conduits a) manages the monthly, daily and time zones of the relevant conduits based on statistical data analyzed by seasonal, monthly, day of the week, daily and time zones of the flow meter installed in the sewage conduits. Database of the management server designed to continuously update the flow rate data by calculating and storing the highest control limit line and the lowest control limit line based on the baseline and automatically collecting and storing the data transmitted from the flow meter, and b) periodically at the flow meter. Communication modem for transmitting the measured flow data to the management server, and c) a program for judging and comparing the input and stored management reference line, the highest management limit line and the lowest management limit line with the flow rate data measured in real time from the corresponding flow meter The management server, and d) the result of the comparison between the management server Or more of the flow rate data based on the riseon on a monitor, and displays the generated at least on the pipe of the management server monitors, or consists of the means of indicating in real time through the communication means.
본 발명은 하수관거에 설치된 유량계의 실시간 유량데이터를 계절별, 월별, 요일별, 일별, 휴일, 시간대별로 분석한 유량의 통계적 데이터에 기초하여 시간대별로 유량의 관리기준선 및 최고, 최저 관리한계선을 설정하고, 실시간으로 측정되어 입력되는 측정값과 상기 설정된 값과 대비하여 관거의 손상에 따른 I/I 또는 누수의 발생을 실시간으로 알려주는 관거의 I/I 및 누수의 실시간 감지 및 분석 방법과 그 방법이 적용된 시스템을 제공하는 작용효과가 있다. The present invention sets the management baseline of the flow rate and the highest and lowest management limit line for each time zone based on the statistical data of the flow rate analyzed by the real-time flow rate data of the flow meter installed in the sewage pipe by season, month, day of the week, daily, holiday, time zone, Real-time detection and analysis method of I / I and leaks in conduits that informs the occurrence of I / I or leaks due to damage of conduits in comparison with the measured values inputted and set in the above, and the system to which the method is applied There is an action to provide.
이를 위해서 최고, 최저 관리한계선을 이용하여 수집 유량 데이터의 신뢰도 여부를 판명하는 데이터 보정을 수행하고 관리 기준선을 이용하여 시간대별 요일별 유량에서 모든 시간대에서 동일한 비율로 유량의 감소가 발생할 때 이는 누수로 인한 것으로 판단하고, 시간대별 요일별 유량에서 모든 시간대에서 동일한 비율로 유량의 증가가 발생할 때 이는 관거의 불량에 의한 I/I 및 누수의 발생이라기보다는 환경적 요인에 의한 유량의 증가라고 판단하며, 시간대별 요일별 유량에서 모든 시간대에서 유량의 증가가 발생하며 유량이 클수록 증가폭이 둔화될 때 이는 I/I의 발생에 의한 것으로 판단하고, 시간대별 요일별 유량데이터에서 최고유량의 시간대 에서는 유량이 감소되며 최저유량 시간대에서는 유량이 증가하는 현상을 보일 때 이는 관거 불량에 의한 I/I와 누수가 동시에 발생하는 것으로 판단하며, 강우 시간대에서의 유량의 증가가 있을 때 이는 강우에 의한 유입수에 의한 것으로 판단하는 알고리즘을 구비하고 각각의 경우에 판단에 해당하는 정보를 각종 통신 방법을 통해 실시간으로 알려주어 관거 관리를 효율적으로 수행할 수 있도록 하는데 있다.To do this, data calibration is performed to determine the reliability of the collected flow data using the highest and lowest control limit lines, and when the flow rate decreases at the same rate in all time zones at the time of day and time of day using the control baseline, When the increase in flow rate occurs at the same rate in all time zones, it is determined that the increase in flow rate is caused by environmental factors, rather than the occurrence of I / I and leakage due to poor conduits. When the flow rate increases in all time zones and the increase rate slows down as the flow rate increases, it is determined by the occurrence of I / I. In the case of an increase in the flow rate, It is determined that I / I and water leakage occur at the same time, and when there is an increase in the flow rate during the rainfall period, it is equipped with an algorithm that determines that it is caused by the inflow of rainfall. The method is to inform in real time so that conduit management can be efficiently performed.

Claims (15)

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  4. 관거의 침입수, 유입수 및 누수의 실시간 감지 및 분석방법에 있어서,In the real-time detection and analysis method of infiltration, inflow and leak of conduit,
    하수관거의 유량계에서 실시간으로 수집된 유량을 계절별, 월별, 요일별, 일별 및 시간대별로 분석한 통계적 데이터에 기초하여 해당 관거의 월별, 일별 및 시간대별 관리기준선, 최고 관리한계선 및 최저 관리한계선을 관리서버의 데이터베이스에 연산하여 저장하고, 유량계로부터 전송된 유량데이터를 관리서버의 데이터베이스에 수집 저장하는 단계와,Based on the statistical data obtained by analyzing the flow rate collected in real time from the sewage pipe's flowmeter by season, month, day, day and time zone, the management baseline, the highest management limit line and the lowest management limit line of the management server are managed. Computing and storing in the database, and collecting and storing the flow rate data transmitted from the flow meter in the database of the management server,
    상기 수집되는 데이터로부터 이상 데이터 여부를 상기 최저 관리한계선 및 최고 관리한계선을 기준으로 판단하여 데이터를 분리하거나 통합하는 유량 데이터 보정 단계와,A flow rate data correction step of separating or integrating data by determining whether abnormal data is from the collected data based on the lowest management limit line and the highest management limit line;
    상기 데이터베이스에 연산 저장된 관리기준선과 해당 유량계에서 실시간으로 측정하여 전송된 유량데이터와 비교하는 단계와,Comparing the control baseline calculated and stored in the database with the flow rate data measured in real time in a corresponding flow meter;
    상기 비교 단계에서 상기 관리서버의 데이터베이스에 연산하여 저장된 요일별, 시간대별 관리기준선과 비교하여 모든 시간대에서 해당 유량계에서 측정된 데이터가 동일한 비율로 유량의 감소가 발생할 경우에 누수로 인한 것으로 판단하고, 누수가 발생한 지점을 모니터 상에 표시하거나 관리자에게 통신 수단을 통해 알려주는 단계를 더 구비한 관거 유량의 이상 원인의 실시간 감지 및 분석방법.In the comparing step, it is determined that the leakage occurs when the flow rate decreases at the same rate as the data measured by the flow meter in all time zones compared to the management baseline for each day and time zone calculated and stored in the database of the management server. The method of real-time detection and analysis of the cause of the abnormality of the conduit flow rate further comprising the step of displaying the point of occurrence on the monitor or notifying the administrator through a communication means.
  5. 관거의 침입수, 유입수 및 누수의 실시간 감지 및 분석방법에 있어서,In the real-time detection and analysis method of infiltration, inflow and leak of conduit,
    하수관거의 유량계에서 실시간으로 수집된 유량을 계절별, 월별, 요일별, 일별 및 시간대별로 분석한 통계적 데이터에 기초하여 해당 관거의 월별, 일별 및 시간대별 관리기준선, 최고 관리한계선 및 최저 관리한계선을 관리서버의 데이터베이스에 연산하여 저장하고, 유량계로부터 전송된 유량데이터를 관리서버의 데이터베이스에 수집 저장하는 단계와,Based on the statistical data obtained by analyzing the flow rate collected in real time from the sewage pipe's flowmeter by season, month, day, day and time zone, the management baseline, the highest management limit line and the lowest management limit line of the management server are managed. Computing and storing in the database, and collecting and storing the flow rate data transmitted from the flow meter in the database of the management server,
    상기 수집되는 데이터로부터 이상 데이터 여부를 상기 최저 관리한계선 및 최고 관리한계선을 기준으로 판단하여 데이터를 분리하거나 통합하는 유량 데이터 보정 단계와,A flow rate data correction step of separating or integrating data by determining whether abnormal data is from the collected data based on the lowest management limit line and the highest management limit line;
    상기 데이터베이스에 연산 저장된 관리기준선과 해당 유량계에서 실시간으로 측정하여 전송된 유량데이터와 비교하는 단계와,Comparing the control baseline calculated and stored in the database with the flow rate data measured in real time in a corresponding flow meter;
    상기 비교 단계에서 상기 관리서버의 데이터베이스에 연산하여 저장된 요일별, 시간대별 관리기준선과 비교하여 모든 시간대에서 해당 관거의 유량계에서 측정한 유량이 증가하는 현상이 발생하면서 유량이 클수록 증가폭이 둔화될 때, 해당관거에 침입수 및 유입수가 유입된 것으로 판단하고, 침입수 및 유입수가 유입된 지점을 모니터 상에 표시하거나 관리자에게 통신 수단을 통해 알려주는 단계를 더 구비한 관거 유량의 이상 원인의 실시간 감지 및 분석방법.In the comparing step, the flow rate measured by the flow meter of the relevant conduit increases in all time periods compared to the management baseline for each day and time zone calculated and stored in the database of the management server. Determination and analysis of the cause of abnormality in the conduit flow rate further comprising the step of judging intrusion and inflow into the conduit, and displaying the point of inflow and inflow on the monitor or notifying the manager through communication means. Way.
  6. 관거의 침입수, 유입수 및 누수의 실시간 감지 및 분석방법에 있어서,In the real-time detection and analysis method of infiltration, inflow and leak of conduit,
    하수관거의 유량계에서 실시간으로 수집된 유량을 계절별, 월별, 요일별, 일별 및 시간대별로 분석한 통계적 데이터에 기초하여 해당 관거의 월별, 일별 및 시간대별 관리기준선, 최고 관리한계선 및 최저 관리한계선을 관리서버의 데이터베이스에 연산하여 저장하고, 유량계로부터 전송된 유량데이터를 관리서버의 데이터베이스에 수집 저장하는 단계와,Based on the statistical data obtained by analyzing the flow rate collected in real time from the sewage pipe's flowmeter by season, month, day, day and time zone, the management baseline, the highest management limit line and the lowest management limit line of the management server are managed. Computing and storing in the database, and collecting and storing the flow rate data transmitted from the flow meter in the database of the management server,
    상기 수집되는 데이터로부터 이상 데이터 여부를 상기 최저 관리한계선 및 최고 관리한계선을 기준으로 판단하여 데이터를 분리하거나 통합하는 유량 데이터 보정 단계와,A flow rate data correction step of separating or integrating data by determining whether abnormal data is from the collected data based on the lowest management limit line and the highest management limit line;
    상기 데이터베이스에 연산 저장된 관리기준선과 해당 유량계에서 실시간으로 측정하여 전송된 유량데이터와 비교하는 단계와,Comparing the control baseline calculated and stored in the database with the flow rate data measured in real time in a corresponding flow meter;
    상기 비교 단계에서 상기 관리서버의 데이터베이스에 입력 저장된 요일별, 시간대별 관리기준선과 비교하여 최고 유량 시간대에서는 해당 유량계에서 측정한 유량이 감소하고 최저 유량 시간대에서는 측정한 유량이 증가하는 현상을 보일 때, 해당관거의 이상에 의한 침입수, 유입수 및 누수가 동시에 발생하는 것으로 판단하고, 침입수, 유입수 및 누수가 동시에 발생한 지점을 모니터 상에 표시하거나 관리자에게 통신 수단을 통해 알려주는 단계를 더 구비한 관거 유량의 이상 원인의 실시간 감지 및 분석방법.When the flow rate measured by the flow meter decreases at the highest flow rate time zone and the measured flow rate increases at the minimum flow rate time period, compared to the management baseline for each day and time zone stored in the database of the management server in the comparing step, The conduit flow rate further comprising the step of judging that intrusion water, inflow water and leakage due to an abnormality of conduit occurs at the same time, and indicating the point where the intrusion water, inflow water and leakage occurred simultaneously on the monitor or notifying the manager through a communication means. Real-time detection and analysis of the cause of abnormalities.
  7. 관거의 침입수, 유입수 및 누수의 실시간 감지 및 분석방법에 있어서,In the real-time detection and analysis method of infiltration, inflow and leak of conduit,
    하수관거의 유량계에서 실시간으로 수집된 유량을 계절별, 월별, 요일별, 일별 및 시간대별로 분석한 통계적 데이터에 기초하여 해당 관거의 월별, 일별 및 시간대별 관리기준선, 최고 관리한계선 및 최저 관리한계선을 관리서버의 데이터베이스에 연산하여 저장하고, 유량계로부터 전송된 유량데이터를 관리서버의 데이터베이스에 수집 저장하는 단계와,Based on the statistical data obtained by analyzing the flow rate collected in real time from the sewage pipe's flowmeter by season, month, day, day and time zone, the management baseline, the highest management limit line and the lowest management limit line of the management server are managed. Computing and storing in the database, and collecting and storing the flow rate data transmitted from the flow meter in the database of the management server,
    상기 수집되는 데이터로부터 이상 데이터 여부를 상기 최저 관리한계선 및 최고 관리한계선을 기준으로 판단하여 데이터를 분리하거나 통합하는 유량 데이터 보정 단계와,A flow rate data correction step of separating or integrating data by determining whether abnormal data is from the collected data based on the lowest management limit line and the highest management limit line;
    상기 데이터베이스에 연산 저장된 관리기준선과 해당 유량계에서 실시간으로 측정하여 전송된 유량데이터와 비교하는 단계와,Comparing the control baseline calculated and stored in the database with the flow rate data measured in real time in a corresponding flow meter;
    상기 비교 단계에서 상기 관리서버의 데이터베이스에 입력 저장된 요일별, 시간대별 관리기준선과 비교하여 강우 시간대에서만 해당 유량계에서 측정한 유량이 증가하고 있을 때, 해당 관거는 강우에 의한 유입수의 증가에 의한 것으로 판단하고, 유입수가 발생한 지점을 모니터 상에 표시하거나 관리자에게 통신 수단을 통해 알려주는 단계를 더 구비한 관거 유량의 이상 원인의 실시간 감지 및 분석방법.In the comparison step, when the flow rate measured by the corresponding flow meter is increased only during the rainfall period compared to the management baseline for the day of the week and the time zone stored in the database of the management server, the conduit is determined to be due to the increase in inflow by rainfall. , Real-time detection and analysis method of the cause of abnormality of the conduit flow rate further comprising the step of displaying the point where the inflow water occurred on the monitor or to inform the manager through a communication means.
  8. 청구항4에 있어서,The method according to claim 4,
    상기 관거의 이상 및 이상발생의 형태를 감지한 이후 발생한 유량의 차이를 적산하여 발생한 누수의 총량을 산출하고 이를 모니터 상에 표시하거나 관리자에게 통신 수단을 통해 주기적으로 알려주는 단계를 더 구비한 관거 유량의 이상 원인의 실시간 감지 및 분석방법.The conduit flow rate further comprising the step of calculating the total amount of leaks generated by integrating the difference in the flow rate generated after detecting the abnormality of the conduit and the type of abnormal occurrence and displaying it on a monitor or periodically notifying the manager through a communication means. Real-time detection and analysis of the cause of abnormalities.
  9. 청구항5에 있어서,The method according to claim 5,
    상기 관거의 이상 및 이상발생의 형태를 감지한 이후 발생한 유량의 차이를 적산하여 발생한 침입수 및 유입수의 총량을 산출하고 이를 모니터상에 표시하거나 관리자에게 통신 수단을 통해 주기적으로 알려주는 단계를 더 구비한 관거 유량의 이상 원인의 실시간 감지 및 분석방법.The method further includes the step of calculating the total amount of intrusion water and inflow water generated by integrating the difference in flow rate generated after detecting the abnormality of the conduit and the form of the abnormality and displaying it on a monitor or periodically informing the administrator through a communication means. Real-time detection and analysis of the cause of abnormalities in a single conduit flow.
  10. 청구항6에 있어서,The method according to claim 6,
    상기 관거의 이상 및 이상발생의 형태를 감지한 이후 발생한 유량의 차이를 적산하여 발생한 침입수, 유입수 및 누수의 동시 발생 총량을 산출하고 이를 모니터상에 표시하거나 관리자에게 통신 수단을 통해 주기적으로 알려주는 단계를 더 구비한 관거 유량의 이상 원인의 실시간 감지 및 분석방법.Calculate the total amount of intrusion, inflow and leakage occurred by integrating the difference in flow rate after detecting the abnormality and the type of abnormality of the conduit and displaying it on the monitor or periodically informing the administrator through a communication means. Real time detection and analysis of the cause of the fault in the conduit flow rate further comprising.
  11. 청구항7에 있어서,The method according to claim 7,
    상기 관거의 이상 및 이상발생의 형태를 감지한 이후 발생한 유량의 차이를 적산하여 강우시간대에서 발생한 유입수의 총량을 산출하고, 산출된 총량을 모니터상에 표시하거나 관리자에게 통신수단을 통해 주기적으로 알려주는 단계를 더 구비한 관거 유량의 이상 원인의 실시간 감지 및 분석방법.Calculate the total amount of influent water generated in the rainfall time period by integrating the difference in flow rate generated after detecting the abnormality of the conduit and the form of abnormal occurrence, and displaying the calculated total amount on the monitor or periodically notifying the manager through a communication means. Real time detection and analysis of the cause of the fault in the conduit flow rate further comprising.
  12. 관거의 침입수, 유입수 및 누수의 실시간 감지시스템에 있어서,In the real-time detection system of infiltration, inflow and leakage of conduits,
    각각의 관거에 고정 설치된 유량계에 의하여 측정된 유량을 계절별, 월별, 요일별, 일별, 시간대별로 분석한 통계적 데이터에 기초하여 각각의 관거의 월별, 일별, 시간대별 관리기준선, 최고 관리한계선 및 최저 관리한계선을 프로그램에 의하여 연산되어 저장되고 유량계로부터 전송된 데이터를 수집하는 관리서버의 데이터베이스와,Based on statistical data analyzed by seasonal, monthly, day of the week, daily and hourly intervals, the flow rate measured by the flow meter installed in each conduit is based on the monthly, daily and hourly management baseline, the highest management limit line and the lowest management limit line. A database of a management server that collects data calculated and stored by a program and transmitted from a flow meter,
    상기 각각의 유량계에서 주기적으로 측정된 유량데이터를 관리서버로 전송하는 통신용 모뎀과, A communication modem for transmitting the flow rate data periodically measured at each flow meter to a management server;
    상기 입력 저장된 관리기준선, 최고 관리한계선 및 최저 관리한계선과 각각의 유량계에서 실시간으로 측정하여 전송된 유량데이터를 비교하여 판단하는 프로그램이 내장된 관리서버와,A management server having a program for comparing the input stored management reference line, the highest management limit line and the lowest management limit line with the flow rate data measured and measured in real time by each flow meter;
    상기 관리서버에서 상기 관리기준선과 각각 유량계에서 실시간으로 측정하여 전송된 유량데이터를 비교하여 해당하는 관거에 침입수, 유입수 및 누수 중 하나 이상이 발생할 경우에 침입수, 유입수 및 누수 중 어느 하나가 발생하였음을 판단하거나 동시에 발생하였는지를 판단하는 알고리즘을 내장하고,Any one of intrusion, inflow and leakage occurs when one or more of intrusion, inflow and leakage occur in the corresponding conduit by comparing the flow data measured and measured in real time by the management baseline and the respective flowmeters in the management server. Built-in algorithm that judges whether or not it occurred at the same time,
    상기 침입수, 유입수 및 누수 중 어느 하나가 발생하였음을 판단하거나 침입수, 유입수 및 누수가 동시에 발생하였다고 판단될 경우에 모니터 상에 해당하는 관거를 표시하거나 관리자에게 통신 수단을 통해 알려주는 수단을 더 구비한 관거 유량의 이상여부의 실시간 감지 및 분석시스템. If it is determined that any one of the intrusion water, inflow water and leakage occurs, or if it is determined that the intrusion water, inflow water and leakage occurred at the same time, further means for displaying the corresponding conduit on the monitor or notifying the administrator through a communication means Real-time detection and analysis system for any abnormality of the installed flow rate.
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  14. 청구항4내지 청구항7중 어느 한 항에 있어서,The method according to any one of claims 4 to 7,
    상기 전송된 유량 데이터의 정상 여부를 판별하기 위한 유량의 최고 관리한계선 및 최저 관리한계선은 관거의 특성을 고려하여 특정 구간을 설정하여 관리자가 설정 값을 입력하거나 통계적 기법에 따라 유량 데이터의 산포를 고려하여 유량데이터의 99%를 포함하는 3σ와 같은 통계적인 기준치를 적용하여 관거 유량 데이터의 이상 데이터 여부의 감지 및 보정하는 단계를 더 구비한 관거 유량의 이상여부의 실시간 감지 및 분석방법.In order to determine whether the transmitted flow data is normal, the highest management limit line and the lowest management limit line of the flow rate are set in consideration of the characteristics of the conduit so that a manager inputs a set value or considers the distribution of the flow data according to statistical techniques. And detecting and correcting abnormality of conduit flow rate data by applying statistical reference values such as 3σ including 99% of flow rate data.
  15. 청구항4내지 청구항7중 어느 한 항에 있어서,The method according to any one of claims 4 to 7,
    유량 데이터를 계절별, 월별, 요일별, 일별, 휴일별 및 시간대별로 일반적인 데이터 분류 기준에 근거하여 재분류하여 각 시간 단위의 관리 기준선, 각 시간 단위의 최저 관리한계선 및 최고 관리한계선을 연산 설정하는 단계를 더 구비한 관거 유량의 이상여부의 실시간 감지 및 분석방법.Reclassify the flow data based on the general data classification criteria by season, month, day of the week, daily, holiday, and time zone to calculate and set the management baseline of each time unit, the minimum management limit line of each time unit, and the highest management limit line. Real-time detection and analysis method of abnormality of the conduit flow rate further equipped.
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