KR100947246B1 - 상수도 누수 감지시스템 및 상수도 누수 감지방법 - Google Patents

상수도 누수 감지시스템 및 상수도 누수 감지방법 Download PDF

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Abstract

설정된 일정 구역별로 상수도를 공급하기 위한 상수도관으로부터 최종 사용처로 분기된 다수의 지선마다 설치되어, 다수의 지선 각각에서의 누수를 감지하며, 감지된 정보를 무선으로 전송하는 누수 감지센서와; 구역별로 설치되어 해당 구역에 설치된 누수 감지센서들로부터 전송되는 감지정보를 집계하고, 집계된 정보를 전송하는 게이트웨이와; 게이트웨이에서 전송되는 정보를 수신하고, 수신된 정보를 확인하여 각 구역별 위치별 누수 감지여부 및 누수감지위치를 확인하고, 확인 결과에 따라서 후속 조치를 취하도록 종합 관리하는 관리서버; 및 관리서버에서 처리 및 확인된 누수 감지정보를 지도정보와 함께 표시하는 상황 표시 모니터;를 포함하는 것을 특징으로 하는 상수도 누수 감지시스템이 개시된다.
상수도, 누수, 감시, 센서

Description

상수도 누수 감지시스템 및 상수도 누수 감지방법{A LEAK SENCING SYSTEM AND APPARATUS FOR SENCING OF LEAK}
본 발명은 정수장에서 공급되어 최종적으로 각 공급처(가정, 사무실 등)로 수돗물을 공급하는 동안 상수도관에서 발생하는 누수를 감지하기 위한 상수도 누수 감지시스템 및 누수 감지방법에 관한 것이다.
일반적으로 수돗물은 정수장에서 정수 처리된 뒤, 시의 경우 각 구별로 큰 관을 통해 공급되고, 각 구에서는 중블록, 소블록 등으로 분류되어 수돗물을 공급하고 있다.
그리고 각 분배점 사이에는 유량계가 설치되어 있어 분배되는 지역으로 공급되는 수돗물의 유량을 측정하게 된다. 아파트단지와 같은 대단위 시설에는 큰 관을 통하여 한꺼번에 수돗물을 공급하도록 상수도관이 설치되기도 한다.
그리고 일반 가정 주택, 상가 건물 밀집 지역 등은 도로 아래 매설된 큰 관에서 작은 관으로 연결하여 최종 사용처로 수돗물을 공급하도록 되어 있다. 이때, 작은 관을 '지선'이라고 할 때, 대부분의 누수는 지선에서 발생하게 된다. 즉, 지선은 관이 가늘기 때문에 압력을 크게 받고, 주택 밀집 지역에서는 조인트 등으로 연결하여 길게 연결하기 때문에, 접합 및 연결부분에서 누수가 쉽게 발생 된다.
이와 같이 각 지선에서 발생하는 누수량을 집계하게 되면, 전체적으로는 수돗물의 대략 20% 이상이 누수로 인하여 낭비되고 있는 것으로 알려져 있다. 이와 같이 많은 양의 수돗물이 누수됨으로써, 비용의 낭비는 물론, 누수 위치에서의 압력변화에 의해 이물질, 세균, 중금속 등이 상수도관으로 유입되어 수질을 오염시키는 원인이 되고 있다.
따라서 누수위치를 정확하게 파악하여 노후되거나 파손된 상수도관을 교체 및 수리하여야 하는데, 종래의 누수 탐지 기술로는 소량의 누수를 탐지하는데 한계가 있으며, 정확하게 각 가정마다 연결된 지선을 감지하는 것이 쉽지 않은 문제점이 있다.
즉, 일예로서 현재에는 도 1에 도시된 바와 같이, 정수장(10)에서 공급되는 전체 유량을 측정하기 위해 메인관(11)에 유량계(31)가 설치되고, 각 구(21,22,23)별로 분배되는 분배관(12) 마다 각 구(21,22,23) 별로 공급되는 유량을 측정하기 위한 유량계(32)가 설치된다. 그리고 각 구(23)에서 각 소블록(예를 들어 동 단위)으로 분류되는 분배관들(13)에도 유량계(33)가 설치되어 각 소블록으로 공급되는 수돗물의 유량을 측정할 수 있게 된다. 그리고, 각 분배관(13)에서 각 가정이나 사무실 등으로 분배되어 최종 사용처에서 사용되는 수돗물의 유량을 측정할 수 있도록 계량기(34)가 설치된다.
상기 구성에 의하면, 현재로서는 정수장(10)에서 공급된 수돗물의 총량을 유량계(31)에서 측정한 측정값을 근거로 하여, 각 유량계들(32)(33)에서 측정된 수돗 물의 공급량을 측정하고, 각 가정 등 최종 사용처에서의 사용량을 계량기(34)를 통해 측정하게 되면, 어느 소블록에서 누수가 발생하였는지에 대해서는 알 수 있게 된다.
그러나 소블록 단위로는 누수발생 여부를 확인할 수 있으나, 구체적으로 어느 가정집으로 연결된 연결관(지선)에서 누수가 발생하는지 확인하기가 쉽지 않으며, 일일이 관리자가 연결관의 누수를 감지해야 하므로, 시간이 많이 소요되고, 많은 인력이 요구되므로 비 경제적인 문제점이 있다.
또한, 각 가정의 계량기(34)를 수시로 점검하는 것이 사실상 불가능하며, 현실적으로는 점검인력의 부족으로 인하여 1개월에서 길게는 3개월 단위로 누수 여부를 직접 확인할 수밖에 없으므로, 수개월 동안 발생하는 누수로 인한 피해를 방지하기 어렵다는 문제점이 있다.
본 발명은 상기와 같은 점을 감안하여 창안된 것으로서, 보다 상세하게는 각 가정집 등으로 공급되는 수돗물의 누수를 실시간으로 감시 가능하며, 이를 원격에서 관리하여 처리할 수 있도록 개선된 상수도 누수 감지시스템 및 상수도 누수 감지방법을 제공하는데 그 목적이 있다.
상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 상수도 누수 감지시스템은, 설정된 일정 구역별로 상수도를 공급하기 위한 상수도관으로부터 최종 사용처로 분기된 다수의 지선마다 설치되어, 상기 다수의 지선 각각에서의 누수를 감지하며, 감지된 정보를 무선으로 전송하는 누수 감지센서와; 상기 구역별로 설치되어 해당 구역에 설치된 누수 감지센서들로부터 전송되는 감지정보를 집계하고, 집계된 정보를 전송하는 게이트웨이와; 상기 게이트웨이에서 전송되는 정보를 수신하고, 수신된 정보를 확인하여 각 구역별 위치별 누수 감지여부 및 누수감지위치를 확인하고, 확인 결과에 따라서 후속 조치를 취하도록 종합 관리하는 관리서버; 및 상기 관리서버에서 처리 및 확인된 누수 감지정보를 지도정보와 함께 표시하는 상황 표시 모니터;를 포함하는 것을 특징으로 한다.
여기서, 상기 각 구역별로 설치되며, 상기 누수 감지센서들 간의 무선 데이터 전송을 연계시키는 무선리피터를 더 포함하는 것이 바람직하다.
또한, 상기 누수 감지센서는, 센서 본체와; 상기 센서 본체 내부에 설치되는 배터리와; 상기 센서 본체에 설치되어 상기 지선에 접촉되며, 상기 지선을 흐르는 물의 소리를 전달하는 소리 도파관과; 상기 소리 도파관에 연결되어 상기 소리 도파관을 통해 전달되는 소리를 감지하는 소리 센서부; 및 상기 소리 센서부에서 감지되어 계산된 누수 확률값 및 감지된 소리 주파수 및 소리 크기값을 포함하는 감지데이터들을 전송하는 송신부;를 포함하며, 상기 소리 센서부는, 상기 소리 도파관을 통해 전달되는 소리의 크기를 측정하는 소리 측정부와; 상기 소리의 주파수를 측정하는 주파수 측정부; 및 상기 소리 측정부 및 주파수 측정부에서 측정된 데이터를 분석하여 누수 확률값을 산출하는 제어부;를 포함하는 것이 좋다.
또한, 상기 관리서버는, 상기 게이트웨이에서 수집되어 전송되는 감지데이터를 수신하는 수신부와; 상기 수신된 감지데이터들의 감지위치를 확인하고, 감지 위치별로 측정된 감지데이터를 상호 비교하여 누수 확률이 높은 위치를 최종 판단하되, 서로 인접한 상수도 사용처 중 어느 쪽 지선인지 또는 집 내부 또는 집 외부에서의 누수상황인지 판단하는 비교/판단부와; 상기 수신된 감지데이터와 관리지역의 지도정보 및 상기 누수 감지센서의 위치데이터가 저장되는 저장부와; 알람신호를 출력하는 음성출력부와; 알람신호 및 관리명령신호를 송신하는 송신부; 및 상기 비교/판단부에서 비교 및 판단되어 확인된 결과에 따라서, 알람신호를 출력하도록 제어하고, 상기 상황 표시 모니터를 통해 지도정보와 함께 누수 감지센서들의 위치정보 및 누수 확률값을 표시하도록 제어하며, 누수 위치가 해당 집 내부인 것으로 판단된 경우 해당 집으로 누수 여부를 관리자 또는 관리소 단말기를 통해 통보해주도록 처리하는 제어부;를 포함하는 것이 좋다.
또한, 상기 누수 감지센서와 함께 각각의 지선에 설치되어 지선을 통해 최종 사용처로 공급되는 상수도 유량을 측정하는 유량계를 더 포함하며, 상기 유량계에서 측정된 유량값은 상기 누수 감지센서의 송/수신부를 통해 상기 관리서버로 전송되는 것이 좋다.
또한, 상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 상수도 누수 감지방법은, 설정된 일정 구역별로 상수도를 공급하기 위한 상수도관으로부터 최종 사용처로 분기된 다수의 지선마다 설치된 다수의 누수 감지센서에서 상기 다수의 지선 각각에서의 누수를 감지하는 단계와; 상기 다수의 누수 감지센서에서 감지된 감지데이터를 상기 구역별로 설치된 게이트웨이로 전송하여 집계하는 단계와; 상기 각 구역별 게이트웨이에서 집계된 누수 감지데이터를 원격지의 관리서버로 전송하는 단계와; 상기 관리서버로 전달된 누수 감지데이터들을 감지위치별로 분류하여 상호 비교하고, 실제 누수 발생확률이 높은 위치를 판단하며, 누수 감지센서 이상여부를 확인하고, 확인된 결과에 따라서 알람신호를 출력하는 단계; 및 상기 관리서버로 전달된 감지데이터와, 상기 확인된 결과를 지도정보와 함께 모니터 상에 표시하는 단계; 및 누수 발생 위치가 확인된 경우, 관리자의 단말기 또는 현장관리소로 알람신호와 함께 점검 및 수리명령을 송신하는 단계;를 포함하는 것을 특징으로 한다.
여기서, 상기 표시하는 단계에서는, 상기 모니터 상에 관리 지역의 구역별로 구획된 지도를 표시하고, 표시된 구획별 지도상에 누수 감지센서의 위치와, 누수 확률을 표시하는 것이 바람직하다.
또한, 표시하는 단계에서는, 상기 모니터 상의 지도에 누수가 발생된 누수 감지센서 위치를 다른 색으로 표시하거나, 깜박임 또는 팝업 창으로 표시하는 것이 좋다.
또한, 상기 누수를 감지하는 단계에서는, 상기 지선에 소리 도파관을 접촉되게 설치하고, 상기 지선을 흐르는 물소리가 상기 소리 도파관을 통해 전달되는 것을 소리 센서부에서 감지하되, 상기 소리 센서부에서는 소리의 크기와, 소리의 주파수를 각각 측정하고, 측정된 결과로부터 누수 확률을 산출하는 것이 좋다.
본 발명의 상수도 누수 감지시스템 및 누수 감지방법에 의하면, 상수도관에서 최종 사용처로 분기되어 연결된 지선마다 누수 감지센서를 설치하고, 각각의 누수 감지센서에서 누수 상태를 감지하여 무선으로 데이터를 전송함으로써, 블록별로 집계된 누수 감지데이터를 관리 센터에서 실시간으로 확인하고, 누수 발생 및 이상발생시 이를 즉시 인지하여 처리할 수 있게 된다.
특히, 각각의 누수 감지센서가 고유의 식별번호를 가지므로, 누수된 위치정보를 쉽게 획득하여 관리자가 누수 발생지점을 쉽게 찾아내어 점검 및 수리할 수 있으므로, 신속한 처리가 가능하고, 관리 인력을 줄일 수 있으므로 관리 비용을 줄일 수 있는 이점이 있다.
이하 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시예에 따른 상수도 누수 감지시스템 및 누수 감지방법을 자세히 설명하기로 한다.
도 2, 도 3 및 도 4를 참조하면, 본 발명의 실시예에 따른 상수도 누수 감지 시스템은, 단위블록(A,B) 별로 설치되는 상수도관(100,200)에서 각 가정집(50)이나 사무실(60) 등으로 분배된 지선(110,210) 마다 설치되어 지선(110,210)에서의 누수를 감지하기 위한 누수 감지센서(310,320)와, 상기 단위블록(A,B)별로 배치된 누수 감지센서(310,320)에서 측정된 감지데이터를 전달받는 블록별 게이트웨이(410)(420)와, 상기 블록별 게이트웨이(410)(420)에서 집계된 블록별 감지데이터를 전달받아 통합 관리하는 관리서버(510) 및 상황표시 모니터(520)를 구비한다.
상기 단위블록(A,B)은 예를 들어 도시를 기준으로 할 때, 각 구의 동이나, 아파트 단지, 도로를 기준으로 구분된 블록 등으로 구분될 수 있다. 이와 같이 일정 단위블록(A,B) 별로 구분된 지역에서, 비교적 큰 상수도관(100,200)에서 분기시켜 각 가정집(50)이나 사무실(60) 등으로 연결하는 지선(110,210)을 통해 수돗물을 최종 목적지까지 공급하게 된다.
상기 누수 감지센서(310,320)는 상기와 같은 각각의 지선(110,210)마다 설치되는 것으로서 서로 동일한 구성을 가지며, 도 3에 도시된 바와 같이, 어느 한 감지센서(310)를 예로 들어 살펴보면, 센서본체(311)와, 배터리(312)와, 소리센서부(313) 및 송신기(315)를 구비한다.
상기 센서본체(311)는 지선(110)이 지나가는 맨홀이나, 건물외벽, 또는 땅속에 설치될 수 있으며, 일정 하중에 견딜 수 있는 강도를 가지며, 침수에 대비할 수 있도록 방수 구조를 가지는 것이 좋다. 그리고 센서본체(311)는 무선통신 등의 방해를 최소화할 수 있도록 금속제와 사출재를 함께 사용하여 제작되는 것이 바람직하다. 이러한 센서본체(311) 내부에 상기 배터리(312), 소리센서부(313) 및 송신 기(315)가 내장된다.
또한, 상기 센서본체(311)는 상기 지선(110)(210)마다 설치되는 유량계(340,350)와 함께 설치될 수 있다. 즉, 유량계(340,350)를 노출된 지선(110,120)에 설치하는 것을 감안하여, 유량계(340,350)와 함께 센서본체(311)를 설치함으로써 설치 및 유지 관리를 용이하게 할 수 있다.
또한, 더욱 바람직하게는 유량계(340,350)의 유량센싱부(341)에서 센싱된 유량값을 상기 누수 감지센서(310)의 송신기(311)를 통해 관리서버(510)로 송신하도록 할 수 있다. 즉, 유량계(340.350)와 누수 감지센서(310,320)를 서로 신호 전달 가능하게 포트 및 케이블로 연결시킴으로써, 유량계(340,350)에서 측정된 유량값을 송신기(311)를 통해 송신하도록 하는 것이 가능하게 된다.
상기 배터리(312)는 상기 소리센서부(313) 및 송신기(315)의 작동을 위한 최소한의 전력을 제공하여 일정 시간 동안 사용할 수 있는 용량을 가지며, 바람직하게는 대략 1년 정도의 사용용량을 가지는 것이 좋다.
상기 소리센서부(313)는 소리 도파관(314)과 연결되어 있으며, 상기 소리 도파관(314)은 지선(110)에 접촉되게 설치된다. 이러한 소리센서부(313)는 소리 도파관(314)을 통해 전달되는 소리의 크기를 측정하는 소리 측정부(313a)와, 소리의 주파수를 측정하는 주파수 측정부(313b) 및 제어부(313c)를 구비한다.
상기 소리 측정부(313a)는 소리 도파관(314)을 통해 전달되는 지선(110)을 흐르는 물소리의 크기를 측정한다. 상기 주파수 측정부(313b)는 소리 도파관(314)을 통해 전달되는 소리의 주파수를 측정한다. 상기 제어부(313c)는 소리 측정 부(313a) 및 주파수 측정부(313b) 각각에서 측정된 측정값을 분석하여 지선(110)에서의 누수 확률값을 산출하여 누수여부를 확인하게 된다.
즉, 누수 지점이 소리센서부(313)에서 가까울 경우 높은 음(높은 주파수)의 소리가 난다(예를 들어 쐐~ 하는 소리). 반대로 누수 지점이 소리센서부(313)에서 멀 경우 낮은 음(낮은 주파수)의 소리가 난다(예를 들어 웅~ 하는 소리). 따라서 소리센서부(313)의 제어부(313c)에서는 측정된 소리 크기 및 주파수 크기를 통해 누수 여부를 확인하고, 누수 지점이 누수 감지센서(310) 근처인지, 해당 집 안에서 누수가 발생하였는지 판단할 수 있게 된다.
도 7a 및 도 7b는 정상적인 경우의 소리의 크기형태와 누수 발생시의 소리 크기의 형태를 예로 들어 보인 것으로서, 누수 발생시에는 누수로 인하여 기본적으로 집안에서 상수도를 사용하는 대보다 더 큰 소리가 발생하게 되며, 상수도를 사용하지 않는 경우에도 일정 크기 이상의 소리를 지속적으로 발생하게 된다. 따라서 소리의 크기형태를 통해서 누수여부 및 누수 확률값을 산출할 수 있게 된다.
또한, 제어부(313c)에서는 측정된 소리 크기 및 주파수 크기가 일정 크기 이상으로 특정 시간대에서 일정 주기 이상 지속될 경우, 물이 누수되는 것으로 판단하고, 그 누수 확률값을 산출할 수 있게 된다. 따라서 제어부(313c)는 누수 확률값과, 측정된 소리 크기 및 주파수 크기에 따른 데이터와 자신의 고유 식별정보(ID)를 함께 매칭시켜서 송신기(315)를 통해 블록별 게이트웨이(410)로 전송하도록 제어한다. 즉, 각 블록별(A,B), 각 지선별(110,210)로 설치되는 누수 감지센서(310,320)는 각각의 고유 식별정보(ID)를 가지며, 고유 식별번호(ID)와 함께 전 달되는 누수 감지데이터를 통해서 감지위치를 정확하게 파악할 수 있게 된다. 상기 소리 도파관(314)은 지선(110)에 접촉되게 설치됨으로써, 그 지선(110)에서 물이 흘러갈 때 발생하는 미세한 소리(진동)를 소리센서부(313)로 전달하게 된다.
상기 송신기(315)는 소리 센서부(313)에서 측정된 데이터와 산출된 데이터를 포함하는 감지데이터를 블록별 게이트웨이(410,420)로 직접 또는 이웃한 누수 감지센서(310)로 전송한다.
상기 게이트웨이(410,420)는 각 단위 블록(A,B)바다 설치되어 각각의 누수 감지센서(310,320)로부터 전달되는 데이터를 수신하여 관리센서(500)로 전송하는 역할을 한다. 이러한 게이트웨이(410,420)는 관리센터(500)의 관리서버(510)로 수집된 데이터들을 전송함에 있어서, 유선 또는 무선통신망(700)을 이용하여 전송할 수 있다. 즉, CDMA 무선통신 또는 전용선 등의 유선통신 모두 가능하다.
한편, 각 지역의 지형지물에 의한 통신 장애에 따라서 누수 감지센서(310,320)에서의 무선 데이터 전송 가능 거리가 감쇄될 수 있으므로, 누수 감지센서들(310,320) 간의 데이터를 중계하여 전송하기 위한 무선 리피터(430,440)가 더 설치되는 것이 바람직하다. 이러한 무선 리피터(430,440)는 무선 통신거리의 확장을 지원하여 통신 장애 지역에 설치되는 누수 감지센서들(310,320)에서 전송되는 데이터를 각각의 게이트웨이(410,420)로 전송되도록 할 수 있다. 이 무선 리피터(430,440)는 원활한 통신을 위하여 가로등(71,72)에 설치되는 것이 바람직하며, 따라서 관할 관리기관에서 보다 쉽게 관리할 수 있는 이점이 있다.
상기 관리센터(500)에는 관리서버(510)와 상황 표시 모니터(520)가 구비된 다.
상기 관리서버(510)는 도 4에 도시된 바와 같이, 수신부(511)와, 비교/판단부(512)와, 저장부(513)와, 송신부(514), 음성출력부(515) 및 제어부(516)를 구비한다.
상기 수신부(511)는 통신망(700)을 통해 상기 각 구역별(A,B) 게이트웨이(410,420)에서 수집되어 전송되는 감지신호 데이터를 수신한다.
상기 비교/판단부(512)에서는 수신된 각 누수 감지센서(310,320)에서 전송된 감지데이터들을 상호 비교 및 분석하여 누수가 발생되는 위치를 정확하게 확인 및 판단할 수 있다. 즉, 비교/판단부(512)에서는 수신된 감지데이터의 감지위치를 확인하고, 감지 위치별로 측정된 감지데이터의 소리크기, 주파수 크기를 상호 비교하여 누수 확률이 높은 위치를 최종적으로 누수위치로 판단한다. 그리고 비교/판단부(512)에서는 서로 인접한 상수도 사용처(집, 사무실 등) 중에서 어느 쪽 지선에서 누수가 발생한 것인지 측정된 소리의 크기 및 주파수의 크기를 비교하여 판단하게 된다.
또한, 비교/판단부(512)에서는 누수가 발생한 위치가 집 안인지, 집 밖인지를 측정된 소리의 크기 및 주파수의 크기를 기준으로 하여 판단한다.
상기 비교/판단부(512)에서 확인 및 판단된 누수정보는 제어부(516)로 전송되고, 제어부(516)에서는 누수가 발생되는 지선 및 누수 감지센서의 위치정보, 알람정보, 관리 명령 정보 등을 송신부(514)를 통해 관리자 단말기(610) 또는 현장 관리소(620)로 전송한다. 따라서 관리자는 단말기에 표시된 누수위치에 대한 정보 및 관리정보(점검, 수리 등의 명령신호)에 따라서 누수가 발생하는 지선을 쉽게 찾아내서 신속하게 점검 및 수리할 수 있게 된다.
또한, 제어부(516)는 누수가 발생한 지점이 집(사무실) 내부인 것으로 확인된 경우에는, 해당 집의 주인에게 안내정보를 발송할 수 있도록 현장관리소(620)로 명령신호를 전송함으로써, 집주인에게 상수도의 누수사실을 알려주어 과도한 물 사용으로 인한 비용의 발생을 줄일 수 있고, 사용자의 민원을 대폭 줄일 수 있게 된다.
또한, 제어부(516)는 음성출력부(515)를 통해 알람신호를 출력함으로써, 관리센터(500)의 관리자가 누수 발생 여부를 실시간으로 즉시 인지할 수 있도록 한다.
상기 저장부(513)에는 누수가 발생한 지점에 대한 정보와, 누수 시점, 누수량, 누수 차단시점 등의 정보가 저장된다. 또한, 저장부(513)에는 관할 지역의 지도정보가 저장되어 있으며, 각 지도정보 상에서의 상수도관(410,420) 및 지선(110,120)의 위치 및 누수 감지센서들(310,320)에 대한 위치정보 등이 저장된다.
따라서 제어부(516)는 저장부(513)에 저장된 지도정보와 비교/판단부(512)에서 확인된 누수위치 및 확률값을 근거로 하여 상황 표시 모니터(520) 상에 누수 감지센서(310,320)의 위치지점과, 감지센서의 작동여부, 누수여부, 알람, 확률값 등을 도 5에 도시된 바와 같은 상태로 표시되도록 제어할 수 있다.
즉, 센서동작이 이상이 발생한 경우, 해당 누수 감지센서의 위치를 모니터 상에 표시하고, 일정 기준값 이상의 확률값으로 누수가 발생하는 위치에 대해서는 특정칼라로 표시, 깜박임, 팝업 창 등의 기능을 이용하여 알람신호를 출력하여 관리자가 즉시 인지할 수 있도록 한다.
또한, 각 지점별로 누수상황을 실시간 데이터로 표시함으로써, 지역별 지선별 누수상황을 한눈에 파악하여 종합적인 대책을 세우는데 효과적인 자료로 사용할 수 있게 된다.
상기 구성을 가지는 본 발명의 실시예에 따른 상수도 누수 감지시스템을 이용한 누수 감지방법에 대해 자세히 설명하기로 한다.
도 2 내지 도 5를 참조하면, 각 구역별(A,B)로 구분된 지역의 지선(110,210)마다 설치된 누수 감지센서(310,320)에서는 실시간으로 지선(110,120)의 누수를 감지하게 된다(S10). 즉, 지선(110,120)을 따라 물이 흘러갈 때 발생하는 소리(진동)를 감지하고, 그 소리의 크기와, 소리의 주파수 크기, 소리가 유지되는 시간, 주기 등을 감지한다. 그리고 감지된 데이터를 근거로 하여 누수 확률값을 산출하여 누수 여부를 확인할 수 있다.
이와 같이 감지 및 산출된 감지데이터들은 상기 리피터(430,440) 등을 통해 게이트웨이(410,420)로 직접 또는 중계에 의해 전송된다(S11).
게이트웨이(410,420)에서 집계된 감지데이터들은 통신망(700)을 통해 관리센터(500)의 관리서버(510)로 전송된다(S12).
관리서버(510)에서는 전달된 각 위치별 누수 확률값(감지값)을 미리 설정된 기준값과 비교하여 기준값을 초과하는지 확인한다(S14). 여기서 기준값은 예를 들어 확률값 88%로 설정할 경우, 감지된 확률값이 90%인 것으로 확인된 경우, 곧바로 처리해야 할 정도의 누수상황인 것으로 판단하고, 제어부(516)는 알람신호를 출력한다(S14).
또한, 제어부(S15)는 송신부(514)를 통해 현장 관리자의 단말기(610) 및 현장관리소(620) 등으로 알람신호와 함께 해당 지점의 점검 및 수리명령을 전송한다(S15).
또한, 제어부(516)는 상황 표시 모니터(520)를 통해 관리 지역의 누수 감지위치에 대한 정보를 지도정보와 함께 디스플레이하고, 기준값 이상의 알람위치에 대해서는 깜박임, 적색표시, 팝업창 등의 형태로 알람신호를 표출하여 센터관리자가 즉각 인지할 수 있도록 한다(S16). 또한, 이와 함께 상황 표시 모니터(520)에는 각 지점에서의 누수확률이 함께 표시될 수 있다.
또한 상기 단계(S13)에서 각 위치별 누수 감지센서(310,320)에서 감지된 감지값이 기준값을 초과하지 않는 것으로 판단되는 경우, 각 누수 감지센서(310,320)의 이상이 발생되었는지를 확인한다(S17). 즉, 특정 위치의 누수 감지센서(310,320)에서 일정 기간 동안 아무런 감지신호가 감지되지 않은 경우가 발생되거나 변화가 없는 경우, 해당 위치의 누수 감지센서(310,320)는 고장나거나, 배터리가 방전되었거나, 정상적으로 동작되지 못하는 상황이 발생된 것으로 판단될 수 있다. 따라서 이 경우에도 제어부(516)는 알람신호를 출력하고, 누수 감지센서 이상신호를 관리자 단말기(610) 및 현장 관리소(620)로 전송한다. 그리고 이상 발생으로 확인된 누수 감지센서의 위치정보를 모니터(520)에 표시하여 나타내고, 특정 칼라 표시, 깜박임 또는 팝업 기능으로 표시할 수 있다.
상기 구성을 가지는 본 발명의 실시예에 따른 상수도 누수 감시시스템 및 누수 감시방법에 따르면, 상수도관에서 각 사용처로 분기된 지선(110.210)마다 고유ID를 가지는 누수 감지센서(310,320)를 설치하고, 각 누수 감지센서(310,320)에서 감지된 누수 감지데이터들을 구역별로 무선 집계하고, 집계된 정보들을 관리센터(500)로 전송함으로써, 관리센터(500)에서는 관리지역의 각 구역별 지선별 누수상황을 실시간으로 확인 가능하며, 이를 모니터(50)를 통해서도 확인할 수 있게 된다.
그리고 이와 같이 확인된 결과에 따라서 누수가 발생하는 지역 및 지점을 정확하게 확인하고, 해당 지점으로 관리자(수리 인원) 단말기(610) 및 현장관리소(620)로 점검 및 수리 명령을 하달함으로서 누수관을 즉시 수리 및 교체할 수 있게 된다.
따라서 종래와 같이 관리자나 점검하는 사람이 일일이 가정집 등을 방문하고, 유량계들을 점검하는 등의 수고를 통해 누수를 확인하지 않더라도, 정확하게 지선 단위로 누수관을 찾아 낼 수 있게 되어 인건비를 절약하고, 신속한 누수관 점검 및 수리가 이루어짐으로써 유지 관리비용의 절감은 물론, 누수로 인해 발생되던 손실을 방지할 수 있는 이점이 있다.
도 1은 일반적인 상수도 시설을 설명하기 위한 도면.
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 상수도 누수 감지시스템을 나타내 보인 도면.
도 3은 도 2의 누수 감지센서를 설명하기 위한 도면.
도 4는 도 2의 관리서버를 설명하기 위한 도면.
도 5는 모니터 상에 지도정보와 함께 누수 감지센서 위치정보 및 누수정보가 표시되는 상태를 나타내 보인 도면.
도 6은 본 발명의 실시예에 따른 상수도 누수 감지방법을 설명하기 위한 흐름도.
도 7a는 정상적인 경우의 소리 크기 형태를 설명하기 위한 도면.
도 7b는 누수 발생시 소리 크기 형태를 설명하기 위한 도면.
< 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명 >
100,200..상수도관 110,210..지선
310,320..누수 감지센서 410,420..게이트웨이
430,440..무선리피터 500..관리센터
510..관리서버 520..상황 표시 모니터
610..관리자 단말기 620..현장 관리소

Claims (9)

  1. 삭제
  2. 삭제
  3. 삭제
  4. 설정된 일정 구역별로 상수도를 공급하기 위한 상수도관으로부터 최종 사용처로 분기된 다수의 지선마다 설치되어, 상기 다수의 지선 각각에서의 누수를 감지하며, 감지된 정보를 상호 무선으로 송수신하는 누수 감지센서와;
    상기 구역별로 설치되어 해당 구역에 설치된 누수 감지센서들로부터 전송되는 감지정보를 집계하고, 집계된 정보를 전송하는 게이트웨이와;
    상기 게이트웨이에서 전송되는 정보를 수신하고, 수신된 정보를 확인하여 각 구역별 위치별 누수 감지여부 및 누수감지위치를 확인하고, 확인 결과에 따라서 후속 조치를 취하도록 종합 관리하는 관리서버;
    상기 관리서버에서 처리 및 확인된 누수 감지정보를 지도정보와 함께 표시하는 상황 표시 모니터; 및
    상기 누수 감지센서들간 무선 데이터 송신범위가 넓은 경우 상기 무선 데이터 전송을 연계시키는 무선리피터;를 포함하며,
    상기 누수 감지센서는,
    센서 본체와; 상기 센서 본체 내부에 설치되는 배터리와; 상기 센서 본체에 설치되어 상기 지선에 접촉되며, 상기 지선을 흐르는 물의 소리를 전달하는 소리 도파관과; 상기 소리 도파관에 연결되어 외부로 노출되며, 상기 소리 도파관을 통해 전달되는 소리를 감지하는 소리 센서부; 및 상기 소리 센서부에서 감지되어 계산된 누수 확률값 및 감지된 소리 주파수 및 소리 크기값을 포함하는 감지데이터 및 타 누수감지 센서로부터 수신된 감지데이터를 전송하는 송신부;를 포함하며,
    상기 소리 센서부는, 상기 소리 도파관을 통해 전달되는 소리의 크기를 측정하는 소리 측정부와; 상기 소리의 주파수를 측정하는 주파수 측정부; 및 상기 소리 측정부 및 주파수 측정부에서 측정된 데이터를 분석하여 누수 확률값을 산출하는 제어부;를 포함하며,
    상기 관리서버는,
    상기 게이트웨이에서 수집되어 전송되는 감지데이터를 수신하는 수신부와; 상기 수신된 감지데이터들의 감지위치를 확인하고, 감지 위치별로 측정된 감지데이터를 상호 비교하여 누수 확률이 높은 위치를 최종 판단하되, 서로 인접한 상수도 사용처 중 어느 쪽 지선인지 또는 집 내부 또는 집 외부에서의 누수상황인지 판단하는 비교/판단부와; 상기 수신된 감지데이터와 관리지역의 지도정보 및 상기 누수 감지센서의 위치데이터가 저장되는 저장부와; 알람신호를 출력하는 음성출력부와; 알람신호 및 관리명령신호를 송신하는 송신부; 및 상기 비교/판단부에서 비교 및 판단되어 확인된 결과에 따라서, 알람신호를 출력하도록 제어하고, 상기 상황 표시 모니터를 통해 지도정보와 함께 누수 감지센서들의 위치정보 및 누수 확률값을 표시하도록 제어하며, 누수 위치가 해당 집 내부인 것으로 판단된 경우 해당 집으로 누수 여부를 관리자 또는 관리소 단말기를 통해 통보해주도록 처리하는 제어부;를 포함하는 것을 특징으로 하는 상수도 누수 감지시스템.
  5. 삭제
  6. 삭제
  7. 삭제
  8. 삭제
  9. 설정된 일정 구역별로 상수도를 공급하기 위한 상수도관으로부터 최종 사용처로 분기된 다수의 지선마다 설치된 다수의 누수 감지센서에서 상기 다수의 지선 각각에서의 누수를 감지하는 단계와;
    상기 다수의 누수 감지센서에서 감지된 감지데이터를 상기 구역별로 설치된 게이트웨이로 전송하거나 다른 누수 감지센서로 전송하여 상기 게이트웨이로 전송되도록 하는 집계하는 단계와;
    상기 각 구역별 게이트웨이에서 집계된 누수 감지데이터를 원격지의 관리서버로 전송하는 단계와;
    상기 관리서버로 전달된 누수 감지데이터들을 감지위치별로 분류하여 상호 비교하고, 실제 누수 발생확률이 높은 위치를 판단하며, 누수 감지센서 이상여부를 확인하고, 확인된 결과에 따라서 알람신호를 출력하는 단계; 및
    상기 관리서버로 전달된 감지데이터와, 상기 확인된 결과를 지도정보와 함께 모니터 상에 표시하도록, 상기 모니터 상에 관리 지역의 구역별로 구획된 지도를 표시하고, 표시된 구획별 지도상에 누수 감지센서의 위치와, 누수 확률을 표시하는 단계; 및
    누수 발생 위치가 확인된 경우, 관리자의 단말기 또는 현장관리소로 알람신호와 함께 점검 및 수리명령을 송신하는 단계;를 포함하며,
    상기 표시하는 단계에서는, 상기 모니터 상에 관리 지역의 구역별로 구획된 지도를 표시하고, 표시된 구획별 지도상에 누수 감지센서의 위치와, 누수 확률을 표시하며, 상기 모니터 상의 지도에 누수가 발생된 누수 감지센서 위치를 다른 색으로 표시하거나, 깜박임 또는 팝업 창으로 표시하며,
    상기 누수를 감지하는 단계에서는,
    상기 지선에 소리 도파관을 접촉되게 설치하고, 상기 지선을 흐르는 물소리가 상기 소리 도파관을 통해 전달되는 것을 소리 센서부에서 감지하되, 상기 소리 센서부에서는 소리의 크기와, 소리의 주파수를 각각 측정하고, 측정된 결과로부터 누수 확률을 산출하는 것을 특징으로 하는 상수도 누수 감지방법.
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