KR100988050B1 - 인터넷을 이용한 하수관망 유지관리 시스템 - Google Patents

인터넷을 이용한 하수관망 유지관리 시스템 Download PDF

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Abstract

본 발명은 인터넷을 이용한 하수관망 유지관리 시스템에 관한 것으로서, 이는 하수관망의 통합적인 유지관리와 이의 이상발생에 대한 빠른 대처를 가능하게 하기 위한 것이다. 이를 위해 본 발명은, 지역별로 매설된 하수관로 내 침입수 및 유입수의 유량을 확인하기 위한 유량측정모듈과, 하수관로 내 수질상태를 확인하기 위한 수질검사모듈과, 유량측정모듈 또는 수질검사모듈로부터 전송된 아날로그 신호를 디지털 신호로 변환하여 출력하는 A/D 변환모듈과, 상기 A/D 변환모듈의 디지털 신호를 유무선으로 인터넷 네트워크에 전송하는 제1 통신모듈로 이루어진 하수정보제공부와; 제1 통신모듈과 통신하기 위한 제2 통신모듈과, 제2 통신모듈로부터 수신된 하수정보제공부의 과거 및 현재 이력정보를 저장하는 이력 DB(DataBase)와, 이력 DB의 과거 및 현재 정보를 비교하여 출력하는 분석모듈과, 분석모듈의 비교정보를 시각적으로 표시하는 모니터링모듈로 이루어진 서브관리부와; 복수개의 서브관리부와 인터넷 통신가능하여 각각의 서브관리부로 전송된 하수정보제공부의 정보를 모니터링할 수 있는 메인관리부;로 구성되는 것을 특징으로 한다.

Description

인터넷을 이용한 하수관망 유지관리 시스템{SYSTEM FOR MAINTAINING SEWER INFRASTRUCTURE USING INTERNET}
본 발명은 하수관망 유지관리 시스템에 관한 것으로서, 보다 구체적으로는 온라인 네트워크를 통해 하수관망을 부분적 또는 통합적으로 유지관리할 수 있음과 아울러 하수관거의 이상발생에 대해 신속히 대처할 수 있도록 하는 인터넷을 이용한 하수관망 유지관리 시스템에 관한 것이다.
일반적으로 하수관거라 함은 하수를 수거하여 하수처리시설로 유입시키거나 강우시 발생하는 우수(雨水)를 수거하여 하천으로 방류하는 역할을 수행하기 위한 것으로, 이의 형태로는 개거(開渠), 암거(暗渠) 등을 예로 들 수 있다. 하수처리시설을 운영하는데 있어서 하수관거의 유량 및 그 수질이 처리공정 전체의 효율을 좌우하는 중요한 요소이므로, 하수관거의 기밀성을 유지하여 내부의 하수가 누출되거나 외부의 지하수가 관거로 유입되지 못하도록 하는 것이 바람직하다.
그런데 하수관거가 지하에 매설되어 시공되는 이유로 일단 시공된 뒤에는 하수관거에 침입수, 유입수, 누수 등이 발생하게 되더라도 그 확인이 어려운 문제점이 있다. 여기서 침입수는 관 파손, 관 이음부 접합불량, 지선/간선 등의 연결관 오접과 같은 관거 불량에 기인하여 관 내부로 침입되는 지하수 등의 불명수(不明水)를 뜻하고, 유입수는 맨홀부의 시공불량, 우수관 및 오수관의 접속불량 등으로 인하여 유입된 우수 등을 뜻하며, 누수는 관거의 균열 등을 통해 외부로 누출되는 하수를 뜻한다. 기술된 바와 같은 유입수/침입수(I/I)와 누수 등의 문제는 지하수의 오염이나 하수처리장의 운영효율 저하 등을 초래하여 결국 전체 하수관망의 수환경에 악영향을 미치게 되므로, 이의 방지를 위해 종래에는 육안조사나 CCTV를 통한 하수관거의 현황을 파악하였으나 정밀성이나 신뢰성 등에 많은 문제가 제기되었다.
상기와 같은 문제점을 해소하기 위해 최근에 들어 하수관로의 유입수/침입수를 자동으로 측정하는 모니터링 시스템들이 제안되고 있으나, 하수에 포함된 불순물 등이 유량계측을 위한 기기에서 고장이나 오작동을 유발하여 정확한 유입수/침입수 확인이 어려울 수 있음에 따라 체계적이고 안정적으로 하수관망 관리를 가능하게 하는 방안이 요구되고 있다.
본 발명은 상기한 종래 기술의 문제점을 해결하기 위해 안출된 것으로서, 하수관로 침입수/유입수의 확인과 함께 이의 측정을 위해 설치되는 각종 계측기기의 이상상태를 실시간으로 점검하여 보다 정확한 하수관로의 유지보수 시기를 예측가능하게 하는 인터넷을 이용한 하수관망 유지관리 시스템을 제공하는데 그 목적이 있다.
상기 목적을 달성하기 위하여, 본 발명은, 지역별로 매설된 하수관로 내 침입수 및 유입수의 유량을 확인하기 위한 유량측정모듈과, 상기 하수관로 내 수질상태를 확인하기 위한 수질검사모듈과, 상기 유량측정모듈 또는 수질검사모듈로부터 전송된 아날로그 신호를 디지털 신호로 변환하여 출력하는 A/D 변환모듈과, 상기 A/D 변환모듈의 디지털 신호를 유무선으로 인터넷 네트워크에 전송하는 제1 통신모듈로 이루어진 하수정보제공부와; 상기 제1 통신모듈과 통신하기 위한 제2 통신모듈과, 상기 제2 통신모듈로부터 수신된 상기 하수정보제공부의 과거 및 현재 이력정보를 저장하는 이력 DB(DataBase)와, 상기 이력 DB의 과거 및 현재 정보를 비교하여 출력하는 분석모듈과, 상기 분석모듈의 비교정보를 시각적으로 표시하는 모니터링모듈로 이루어진 서브관리부와; 복수개의 상기 서브관리부와 인터넷 통신가능하여 각각의 서브관리부로 전송된 하수정보제공부의 정보를 모니터링할 수 있는 메인관리부;로 구성되는 것을 특징으로 한다.
여기서 상기 하수정보제공부에는 유량측정모듈 또는 수질검사모듈의 이상여부를 확인하기 위한 이상확인모듈과 A/D 변환모듈의 출력신호를 저장하기 위한 백업 DB가 설치되며, 상기 서브관리부 또는 메인관리부에는 이상확인모듈에서 확인된 이상신호를 시청각으로 경고하기 위한 경고모듈이 더 설치되는 것을 특징으로 한다.
추가로 상기 서브관리부에는 하수관로 위치정보를 모니터링모듈상에 표시하기 위한 서브 GIS DB(Geographic Information System DB)가 설치되고, 상기 메인관리부에는 복수개의 상기 서브 GIS DB를 취합하여 선택적으로 표시하기 위한 메인 GIS DB가 설치되는 것을 특징으로 한다.
상술된 바와 같이, 본 발명에 따른 인터넷을 이용한 하수관망 유지관리 시스템은 인터넷망을 통해 지역별 및 광역별로 하수관로 침입수/유입수 및 수질을 확인하고 이의 측정을 위한 유량측정모듈과 수질검사모듈의 이상상태를 실시간으로 할 수 있음에 따라 보다 체계적이고 안정적인 하수관로의 유지관리를 가능하게 한다.
도 1은 본 발명에 따른 인터넷을 이용한 하수관망 유지관리 시스템을 개략적으로 도시한 도면.
도 2는 본 발명에 따른 인터넷을 이용한 하수관망 유지관리 시스템 중 하수정보제공부를 도시한 도면.
도 3은 본 발명에 따른 인터넷을 이용한 하수관망 유지관리 시스템 중 서브관리부를 도시한 도면.
도 4는 본 발명에 따른 인터넷을 이용한 하수관망 유지관리 시스템 중 메인관리부를 도시한 도면.
이하, 도면을 참조로 하여 본 발명에 따른 인터넷을 이용한 하수관망 유지관리 시스템을 설명하기로 한다.
도 1은 본 발명에 따른 인터넷을 이용한 하수관망 유지관리 시스템을 개략적으로 도시한 도면이다.
본 발명에 따른 인터넷을 이용한 하수관망 유지관리 시스템은 기본적으로 하수관망을 형성하는 복수개의 하수관로 내 침입수/유입수와 수질을 확인하기 위한 하수정보제공부와, 하수정보제공부의 정보를 분석하여 모니터링하도록 하는 서브관리부와, 복수개의 서브관리부를 통합적으로 관리하기 위한 메인관리부로 구성된다.
도 2는 본 발명에 따른 인터넷을 이용한 하수관망 유지관리 시스템 중 하수정보제공부를 도시한 도면이다.
상기 하수정보제공부는 다시 지역별로 매설된 여러 하수관로 내 침입수 및 유입수의 유량을 확인하기 위한 유량측정모듈과, 그 하수관로 내 수질상태를 확인하기 위한 수질검사모듈과, 유량측정모듈 또는 수질검사모듈로부터 전송된 아날로그 신호를 디지털 신호로 변환하여 출력하는 A/D 변환모듈과, A/D 변환모듈의 디지털 신호를 유무선으로 인터넷 네트워크에 전송하는 제1 통신모듈로 이루어진다.
상기 유량측정모듈은 관거 내 유량을 증가시키는 관거 통수능 문제, 희석에 의한 유입하수 농도 저하로 인해 하수처리장의 처리효율을 악화시키는 문제 등을 야기하는 침입수(Infiltration)/유입수(Inflow)(이하 'I/I'라 함)를 분석하기 위해 반드시 필요로 되는 하수관거 내 시간 단위별 통수량을 확인하기 위한 것으로, 이를 위해 관 속에 벤투리관, 오리피스, 노즐 등의 조리개를 넣어 그 전후 압력차를 차압계로 측정하여 유량을 확인하도록 하는 차압식 유량계측기가 활용될 수 있으며, 지상의 우수량을 측정하기 위한 강우량계측기를 통해서 유입수량을 확인하도록 한다. 참고로 I/I 측정은 종래의 다양한 분석방법, 예로써 물 사용량 평가법(Water Use Evaluation)(I/I량 = 건기평균유량(㎥/일) - 오수발생량(㎥/일)), 일 최대-최소 유량평가법(Maximum-Minimum Daily Flow Evaluation)(I/I량 = 건기평균최저유량(㎥/일) - 산업폐수량(㎥/일)), 일 최대 유량평가 방법(Maximum Daily Flow Evaluation)(I/I량 = 일 최소유량값 중 최대값(㎥/일) - 일 최소유량값 중 최소값(㎥/일)), 야간 생활하수평가법(Nighttime Domestic Flow Evaluation)(I/I량 = 건기평균최저유량(/일) - 산업폐수량(/일) - 야간생활하수(/일)) 등에 의해 이루어질 수 있다.
상기 수질검사모듈은 하수관거로부터 별도로 분기되는 관로로 하수를 유입시켜 자동 채수하기 위한 채수기기와, 채수된 하수의 수질을 측정하기 위한 측정기기로 나눠져 채수된 하수의 용존산소농도, 온도, 전기전도도, pH, 탁도, 암모니아, ORP(Oxidation Reduction Potential) 등을 측정하여 서브관리부를 거쳐 메인관리부로 이러한 정보를 전송하게 된다. 여기서 채수기기는 종래와 마찬가지로 자동개폐되는 밸브와, 개방된 밸브를 통해 하수를 이송하기 위한 펌프와, 이송된 하수를 수용하는 용기를 구비하게 되는 한편, 수질 측정기기로는 기술된 바와 같은 여러 정보의 측정이 가능한 기존의 수질다항목 측정기가 사용가능하다.
여기서 상기 유량측정모듈과 수질검사모듈의 이상여부를 확인하여 이의 오작동 또는 고장에 대한 신속한 조치를 취하도록 하는 이상확인모듈이 하수정보제공부에 더 설치될 수 있는데, 이는 유량측정모듈 또는 수질검사모듈에서의 이상발생, 예로써 전원 오프, 미리 정해진 최대/최소 한계 측정값의 초과 또는 미달 등을 감지하여 서브관리부나 메인관리부에 해당 유량측정모듈 또는 수질검사모듈에 대한 점검이 이루어져야 함을 통보하게 된다.
상기 A/D 변환모듈은 유량측정모듈 또는 수질검사모듈이 아날로그 신호의 측정값을 생성하는 경우에 이를 디지털 신호로 변환하기 위한 것으로, 아날로그-디지털 컨버터와 같은 변환기를 통해 인터넷 통신에 적합한 디지털 신호로 변환하는 기능을 수행하게 된다.
또한 상기 A/D 변환모듈에서 변환된 유량측정모듈 또는 수질검사모듈의 디지털 신호 정보는 하수정보제공부에 마련된 백업 DB에 별도로 저장되기 때문에, 서브관리부 또는 메인관리부에서는 제1 통신모듈을 거쳐 인위적으로 백업 DB에 저장된 정보를 인출하여 이력 DB와 비교할 수 있음에 따라 보다 정확한 이력 DB 정보의 획득 및 갱신이 가능해진다.
상기 제1 통신모듈은 하수정보제공부가 서브관리부와 인터넷 네트워크 통신을 수행하도록 하기 위한 것으로 서브관리부와 종래의 LAN(Local Area Network)을 통해 유량측정모듈 또는 수질검사모듈의 데이터를 그 서브관리부측으로 전송하는 기능을 수행하게 된다.
도 3은 본 발명에 따른 인터넷을 이용한 하수관망 유지관리 시스템 중 서브관리부를 도시한 도면이다.
상기 서브관리부는 제1 통신모듈과 통신하기 위한 제2 통신모듈과, 제2 통신모듈로부터 수신된 하수정보제공부의 과거 및 현재 이력정보를 저장하는 이력 DB(DataBase)와, 이력 DB의 과거 및 현재 정보를 비교하여 출력하는 분석모듈과, 분석모듈의 비교정보를 시각적으로 표시하는 모니터링모듈로 구성된다.
상기 제2 통신모듈은 제1 통신모듈과 LAN을 형성하기 위한 것으로 이에 대한 사항은 공지된 바에 따르므로 구체적인 언급은 생략하기로 한다.
상기 이력 DB는 하수정보제공부의 정보, 즉 유량측정모듈 또는 수질검사모듈을 통한 기술된 하수관로 통수량과 같은 I/I 관련정보나 용존산소농도, 온도, 전기전도도, pH, 탁도, 암모니아, ORP와 같은 수질정보를 지속적으로 저장하는 기능을 수행한다.
상기 분석모듈은 이력 DB의 정보를 분석하기 위한 것으로, 과거의 하수정보제공부 정보를 일, 월, 분기, 연간 등의 기간별로 통계적으로 분석함과 더불어 그 분석된 통계치와 현재 수신된 하수정보제공부의 정보를 비교하여 그 편차를 모니터링모듈에서 확인하도록 한다.
상기 모니터링모듈로는 분석모듈의 데이터를 시각적으로 확인하도록 사용되는 사용자 인터페이스를 포함하는 컴퓨터와 같은 종래의 단말기를 그 예로 들 수 있으며, 지역별 관리자가 이러한 모니터링모듈을 통해 해당 하수관로망의 상태를 감시하게 된다.
또한 상기 서브관리부에는 하수관로 위치정보를 모니터링모듈에 표시하기 위한 서브 GIS DB(Geographic Information System DB)가 포함되어 있어, 서브관리부가 복수개의 하수정보제공부와 연동되는 경우에 이상발생이나 점검이 필요한 특정 하수정보제공부의 위치를 용이하게 식별할 수 있는 한편, 그 서브 GIS DB의 기존 정보 및 갱신 정보에 대해 메인관리부로 전달할 수 있게 된다.
도 4는 본 발명에 따른 인터넷을 이용한 하수관망 유지관리 시스템 중 메인관리부를 도시한 도면이다.
상기 메인관리부는 복수개의 서브관리부와 인터넷 통신가능하여 각각의 서브관리부로 전송된 하수정보제공부 정보의 모니터링 기능을 통합모니터링모듈이 수행함으로써 광역적인 하수관망의 감시를 가능하고, 기존 또는 갱신된 복수개의 서브 GIS DB 정보를 취합하여 선택적으로 표시하기 위한 메인 GIS DB를 통해 통합적인 하수관망 GIS DB 정보의 구축이 가능해진다.
여기서 상기 메인관리부는 별도의 제어통보모듈을 포함하여 특정 서브관리부의 경고모듈을 가동시키거나 백업 DB의 정보 전송요청을 하는 등의 관리 기능 또한 수행하게 된다.
추가로 상기 서브관리부 또는 메인관리부에는 이상확인모듈에서 감지된 이상신호를 시청각적으로 해당 관리자에게 경고하기 위한 경고모듈이 더 설치되어 있는데, 이는 단순히 이상신호를 LED 램프나 스피커를 통해 근거리의 관리자에게 나타내는 기능을 가질 수도 있으나 무선통신으로 문자메세지를 통해 긴급상황을 원거리에 위치한 관리자에게도 통보하는 기능을 갖고 있다. 또한 경고모듈은 분석모듈의 과거 및 현재 정보 편차가 설정된 수준보다 큰 경우에 대해서도 경고할 수 있다.

Claims (5)

  1. 지역별로 매설된 하수관로 내 침입수 및 유입수의 유량을 확인하기 위한 유량측정모듈과, 상기 하수관로 내 수질상태를 확인하기 위한 수질검사모듈과, 상기 유량측정모듈 또는 수질검사모듈로부터 전송된 아날로그 신호를 디지털 신호로 변환하여 출력하는 A/D 변환모듈과, 상기 A/D 변환모듈의 디지털 신호를 유무선으로 인터넷 네트워크에 전송하는 제1 통신모듈로 이루어진 하수정보제공부와;
    상기 제1 통신모듈과 통신하기 위한 제2 통신모듈과, 상기 제2 통신모듈로부터 수신된 상기 하수정보제공부의 과거 및 현재 이력정보를 저장하는 이력 DB(DataBase)와, 상기 이력 DB의 과거 및 현재 정보를 비교하여 출력하는 분석모듈과, 상기 분석모듈의 비교정보를 시각적으로 표시하는 모니터링모듈로 이루어진 서브관리부와;
    복수개의 상기 서브관리부와 인터넷 통신가능하여 각각의 서브관리부로 전송된 하수정보제공부의 정보를 모니터링할 수 있는 메인관리부;로 구성되되,
    상기 하수정보제공부에는 A/D 변환모듈의 출력신호를 저장하기 위한 백업 DB가 설치되고, 상기 메인관리부에는 그 백업 DB의 정보를 전송하도록 요청할 수 있는 제어통보모듈이 설치되는 것을 특징으로 하는 인터넷을 이용한 하수관망 유지관리 시스템.
  2. 청구항 1에 있어서,
    상기 하수정보제공부에는 유량측정모듈 또는 수질검사모듈의 이상여부를 확인하기 위한 이상확인모듈이 더 설치되는 것을 특징으로 하는 인터넷을 이용한 하수관망 유지관리 시스템.
  3. 청구항 2에 있어서,
    상기 서브관리부 또는 메인관리부에는 이상확인모듈에서 확인된 이상신호를 시청각으로 경고하기 위한 경고모듈이 더 설치되는 것을 특징으로 하는 인터넷을 이용한 하수관망 유지관리 시스템.
  4. 삭제
  5. 청구항 1에 있어서,
    상기 서브관리부에는 하수관로 위치정보를 모니터링모듈상에 표시하기 위한 서브 GIS DB(Geographic Information System DB)가 설치되고, 상기 메인관리부에는 복수개의 상기 서브 GIS DB를 취합하여 선택적으로 표시하기 위한 메인 GIS DB가 설치되는 것을 특징으로 하는 인터넷을 이용한 하수관망 유지관리 시스템.
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