KR101293190B1 - 누수 감시 시스템 및 방법 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 지역 범위에 제한없이 원격에서 지하에 매설된 송수관의 이음부 및 측면부의 누수 여부를 즉각적으로 감시할 수 있는 누수 감시 시스템 및 방법에 관한 것으로, 본 발명에 따른 누수 감시 시스템은, 송수관의 각 이음부를 감싸며 밀폐하는 복수의 보호 자켓 내에 각각 설치되고, 한 쌍의 도선 간 접점 여부를 측정하는 접점 센서와 보호 자켓 내 수압과 음압을 각각 측정하는 수압 센서와 음압 센서를 그룹 단위로 구비하는 복수의 센서부; 상기 복수의 센서부로부터 그룹별로 센싱 데이터를 각각 수집하는 복수의 데이터 수집부; 상기 복수의 데이터 수집부로부터 수신한 상기 센싱 데이터를 송신하는 데이터 전송부; 및 상기 데이터 전송부로부터 수신한 상기 센싱 데이터를 분석하여 누수 판단을 수행하는 원격 서버;를 포함한다.

Description

누수 감시 시스템 및 방법{SYSTEM AND METHOD MONITORING A WATER LEAK}
본 발명은 누수 감시 시스템 및 방법에 관한 것으로, 보다 구체적으로, 지하 매설 송수관의 누수 감시를 위한 시스템 및 방법에 관한 것이다.
현재 대다수의 수도관과 같은 송수관의 관리는 10년 ~ 15년 주기로 관망 정비를 실시하고 있고 이러한 송수관에 대한 누수 여부는 별도의 누수 감시 장비들이 활용되고 있다. 그 결과 송수관의 누수를 즉각적으로 감시하지 못하여 누수율 증가로 인해 2007년 기준으로 연간 5600억 원의 상수 누수 손실액이 발생하고 있다. 따라서 송수관의 누수 여부를 즉각적으로 감시하는 방안이 제시되고 있고, 대표적으로 국내공개특허 제10-2002-0039490호와 국내공개특허 제10-2004-0071794호를 들 수 있다.
국내공개특허 제10-2002-0039490호는 지하매설 수도관로의 누수탐지연결장치에 관한 것으로 수도관로의 이음부에 누수감시센서와 보호자켓 등을 설치하여 원격에서 수도관로의 이음부에서의 누수 여부를 실시간으로 탐지하는 방안을 제시하고 있다. 그러나, 국내공개특허 제10-2002-0039490호는 단지 수도관로의 이음부에서의 누수만을 탐지할 수 있을 뿐, 수도관로의 이음부가 아닌 측면에서의 누수 여부를 탐지할 수 없다. 아울러 누수 감시 센서의 예로 압력 센서만을 사용하고 있어 정밀한 누수 탐지가 어렵고, 누수감시센서는 센싱 데이터를 원격으로 보고만 할 뿐, 원격에서 누수감시센서들을 원격 제어하는 방안이 개시되어 있지 않다. 또한 현장접속모듈과 중앙감시센터는 RS-485 방식으로 통신을 하는데, RS-485 통신 방식은 한 방향으로 최대 3km 거리에서만 통신이 가능하여 넓은 지역에 대한 수도관로의 감시에 한계가 있다.
국내공개특허 제10-2004-0071794호는 액체관의 손상위치 검출시스템 및 검출방법에 관한 것으로, 액체관에 0.3mm의 구리선을 원주 방향으로 감고 피복을 한 후 누수 또는 액체관의 파손시 액체관에 감긴 상기 구리선을 통해 송출되는 펄스 신호의 파형 변화를 분석하여 누수 여부를 판단한다. 그러나 국내공개특허 제10-2004-0071794호는 구리선이 피복된 전용 액체관이 사용되어야 하기 때문에 다른 송수관과의 연결에 제한이 있고, 누수인지 파손인지 여부를 정확히 알 수 없고, 구리선의 단절시 전체 시스템의 오작동을 유발하는 문제가 있다.
본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위해 안출된 것으로, 지역 범위에 제한없이 원격에서 지하에 매설된 송수관의 누수 여부를 즉각적으로 감시할 수 있는 누수 감시 시스템 및 방법을 제공하는데 그 목적이 있다.
본 발명의 다른 목적 및 장점들은 하기의 설명에 의해서 이해될 수 있으며, 본 발명의 실시예에 의해 보다 분명하게 알게 될 것이다. 또한, 본 발명의 목적 및 장점들은 특허 청구 범위에 나타낸 수단 및 그 조합에 의해 실현될 수 있음을 쉽게 알 수 있을 것이다.
상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 일 측면에 따른 누수 감시 시스템은, 송수관의 각 이음부를 감싸며 밀폐하는 복수의 보호 자켓 내에 각각 설치되고, 한 쌍의 도선 간 접점 여부를 측정하는 접점 센서와 보호 자켓 내 수압과 음압을 각각 측정하는 수압 센서와 음압 센서를 그룹 단위로 구비하는 복수의 센서부; 상기 복수의 센서부로부터 그룹별로 센싱 데이터를 각각 수집하는 복수의 데이터 수집부; 상기 복수의 데이터 수집부로부터 수신한 상기 센싱 데이터를 송신하는 데이터 전송부; 및 상기 데이터 전송부로부터 수신한 상기 센싱 데이터를 분석하여 누수 판단을 수행하는 원격 서버;를 포함한다.
상기 원격 서버는, 한 쌍의 센서부 중 하나의 센서부에서만, 접점 센서의 도선 간 접점이 발생하지 않으면서 음압이 임계치보다 큰 경우에, 송수관 측면 누수 징후로 판단할 수 있다.
상기 원격 서버는, 상기 한 쌍의 센서부 중 나머지 다른 센서부에서도, 접점 센서의 도선 간 접점이 발생하지 않으면서 음압이 임계치보다 큰 경우에, 송수관 측면 누수 발생으로 판단할 수 있다.
상기 원격 서버는, 상기 센서부에서 접점 센서의 도선 간 접점이 발생하는 경우에 보호 자켓 누수 징후로 판단할 수 있다.
상기 원격 서버는, 상기 수압이 임계치보다 큰 경우에 보호 자켓 누수 발생으로 판단할 수 있다.
상기 원격 서버는, 상기 복수의 데이터 수집부 각각을 정상 모드, 알람 모드 또는 비상 모드 중 적어도 하나의 동작 모드로 원격 설정할 수 있다.
상기 정상 모드는, 상기 복수의 데이터 수집부가 주기적으로 상기 복수의 센서부로부터 센싱 데이터를 수집하여 상기 원격 서버로 보고하는 동작 모드이고, 상기 알람 모드는, 상기 데이터 수집부가, 알람 모드를 설정한 상기 센서부 중 도선 간 접점이 발생한 센서부로부터 접점 센싱 데이터 수신시, 알람 명령을 상기 원격 서버로 전송하는 동작 모드이며, 상기 비상 모드는, 상기 데이터 수집부가, 상기 원격 서버의 요청에 따라 상기 센서부로부터 센싱 데이터를 수집하여 상기 원격 서버로 전송하는 동작 모드일 수 있다.
상기 누수 감시 시스템은, 상기 복수의 데이터 수집부와 상기 데이터 전송부 사이에서 공인 IP(Internet Protocol) 주소를 할당받고 상기 복수의 데이터 수집부로 가상 IP 주소 또는 사설 IP 주소를 할당하는 공유기;를 더 포함할 수 있다.
상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 다른 측면에 따른, 송수관의 각 이음부에 설치된 센서부와 연결될 수 있는 원격 서버에서 누수 여부가 분석되는 누수 감시 방법은, 상기 센서부에서 한 쌍의 도선 간 접점 여부 및 보호 자켓 내 수압과 음압을 센싱하는 센싱 단계; 상기 센싱 단계에서 수집된 센싱 데이터를 데이터 전송부를 통해 상기 원격 서버로 전송하는 전송 단계; 및 상기 전송 단계에서 전송한 상기 센싱 데이터를 분석하여 상기 한 쌍의 도선 간 접점이 발생하고 상기 수압이 임계치보다 작은 경우에 보호 자켓 누수 징후로 판단하는 판단 단계;를 포함한다.
상기 누수 감시 방법은, 상기 수압이 임계치보다 큰 경우에 보호 자켓 누수 발생으로 판단하는 판단 단계;를 더 포함할 수 있다.
또는, 상기 누수 감시 방법은, 상기 전송 단계에서 전송한 센싱 데이터를 분석하여 한 쌍의 센서부 중 하나의 센서부에서만, 접점 센서의 도선 간 접점이 발생하지 않으면서 음압이 임계치보다 큰 경우에, 송수관 측면 누수 징후로 판단하는 판단 단계;를 더 포함할 수 있다.
또한, 상기 누수 감시 방법은, 상기 한 쌍의 센서부 중 나머지 다른 센서부에서도, 접점 센서의 도선 간 접점이 발생하지 않으면서 음압이 임계치보다 큰 경우에, 송수관 측면 누수 발생으로 판단하는 판단 단계;를 더 포함할 수 있다.
본 발명은, 송수관의 보호 자켓 내에 설치되는 복수의 센서부와, 그 복수의 센서부의 각 그룹으로부터 센싱 데이터를 수집하는 복수의 데이터 수집부, 그리고 그 복수의 데이터 수집부로부터 센싱 데이터를 수신하여 원격 서버로 전송하는 데이터 전송부로 현장 기기를 구성하여 U-시티와 같은 대규모 지역의 상하수도관의 지능적인 누수 감시를 가능하게 한다.
또한, 본 발명은 음압 센서, 접점 센서 그리고 수압 센서의 센싱 데이터를 종합하여 누수 판단을 수행함으로써 누수 감시의 정밀도를 높일 수 있고, 특히 송수관의 이음부뿐만 아니라 송수관 측면 누수까지도 감시할 수 있어, 정밀한 누수 감시를 제공한다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 누수 감시 시스템의 구성을 나타낸 도면이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 누수 감시 시스템에서의 누수 감시 방법을 설명하는 신호 흐름도이다.
도 3은 본 발명의 다른 실시예에 따른 누수 감시 시스템에서의 누수 감시 방법을 설명하는 신호 흐름도이다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 원격 서버의 보호 자켓 누수 판단 방법을 설명하는 순서도이다.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 원격 서버의 송수관 측면 누수 판단 방법을 설명하는 순서도이다.
도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 원격 서버에서 제공하는 누수 감시 웹 페이지를 나타낸 도면이다.
도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 이동 단말의 어플리케이션 화면을 나타낸 도면이다.
상술한 목적, 특징 및 장점은 첨부된 도면과 관련한 다음의 상세한 설명을 통하여 보다 분명해질 것이며, 그에 따라 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 본 발명의 기술적 사상을 용이하게 실시할 수 있을 것이다. 또한, 본 발명을 설명함에 있어서 본 발명과 관련된 공지 기술에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에 그 상세한 설명을 생략하기로 한다. 이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명에 따른 바람직한 일 실시예를 상세히 설명하기로 한다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 누수 감시 시스템의 구성을 나타낸 도면이다.
도 1에 도시된 바와 같이, 본 실시예에 따른 누수 감시 시스템은 송수관(110)의 이음부(120)를 밀폐하는 보호 자켓(130), 그 보호 자켓(130) 내에 설치되는 센서부(140), 그 센서부(140)로부터 센싱 데이터를 수집하는 데이터 수집부(150), 공유기(160), 데이터 전송부(170) 및 원격 서버(180)를 포함한다.
센서부(140)를 포함하는 보호 자켓(130)은 송수관(110)의 이음부(120)마다 그 이음부(120)를 밀폐하여 이음부(120)에서 발생하는 누수의 밖으로의 방출을 방지하고 이음부(120)의 파손을 방지한다. 수도관 같은 송수관(110)의 이음부(120) 간 간격은 통상적으로 6M로서 따라서 보호 자켓(130)은 그 이음부(120) 간 간격에 따라 6M 간격으로 송수관(110)에 복수 개 설치된다. 상기 보호 자켓(130)은 폴리에틸렌 필름으로 구성되거나, 또는 콘크리트 구조물 또는 금속 재질의 체결 구조물의 형태로 제작될 수 있으나, 특별히 제한되지 않는다.
상기 보호 자켓(130) 내에 설치되는 상기 센서부(140)는 접점 센서, 수압 센서 그리고 음압 센서를 포함하고, 각 센서부(140)는 상호 간에 유선 케이블로 연결되어 데이터 수집부(150)로 센싱 데이터를 전송한다.
상기 접점 센서는 두 가닥의 도선이 평행하게 배치된 센서로서 그 두 가닥의 도선 사이에 액체가 유입될 경우 전기적 접점이 이루어져 전류가 흐르거나 저항이 발생하고 이러한 접점에 따른 전류값 또는 저항값을 측정한다. 따라서 접점 센서는 다른 수압 센서나 음압 센서보다 가장 먼저 누수를 탐지하게 된다.
상기 수압 센서는 상기 보호 자켓(130) 내 압력을 측정하는 센서로서 그 보호 자켓(130) 내에 이음부(120)의 누수에 의한 액체가 유입될 때 그 유입된 액체에 의해 증가하는 압력을 측정한다.
상기 음압 센서는 송수관(110)의 보호 자켓(130) 내의 누수 여부, 구체적으로 이음부(120)의 누수 여부를 판별하는 것이 아닌 보호 자켓(130)들 사이의 송수관(110)의 어느 한 지점, 즉 송수관(110)의 측면 누수를 감시하기 위한 센서로서 송수관(110)의 보호 자켓(130)들 사이, 즉 송수관(110) 측면에서 발생하는 누수에 의한 소리(sound) 압력을 측정한다. 소리 압력은 dB 단위로 측정된다.
센서부(140)는 상기 접점 센서, 수압 센서 및 음압 센서에 의해 측정된 센싱 데이터를 유선 통신 라인(141)을 통해 데이터 수집부(150)로 전송하고 데이터 수집부(150)의 제어를 받는다. 센서부(140)와 데이터 수집부(150) 간에는 RS-485 방식으로 통신을 수행한다.
데이터 수집부(150)는 송수관(110)의 이음부(120)에 설치된 보호 자켓(130) 내의 복수의 센서부(140)를 제어하고 센서부(140)로부터 센싱 데이터를 수집하여 이를 데이터 전송부(170)를 통해 원격 서버(180)로 전송한다. 도 1에 도시된 바와 같이 데이터 수집부(150)는 지상에 복수 개가 설치되며 각 데이터 수집부(150)는 복수 개의 센서부(140)로부터 센싱 데이터를 수집한다.
데이터 수집부(150)가 센서부(140)와 RS-485 방식으로 통신을 수행할 경우, RS-485 방식은 한 방향으로 최대 3km 거리에서 통신이 가능하므로, 안정적인 통신을 위해 데이터 수집부(150)를 중심으로 좌우 양방향 2km 내의 센서부(140)들과 통신 연결을 할 수 있다. 송수관(110)의 이음부(120) 간 거리가 6m인 것을 가정하면, 하나의 데이터 수집부(150)는 최대 664 개의 센서부(140)와 연결되어 통신을 수행할 수 있다.
데이터 수집부(150)는 정상 모드(Normal), 알람 모드(Alarm), 비상 모드(Emergency)의 3 가지 동작 모드로 센서부(140)들로부터 센싱 데이터를 수집하고, 그 센싱 데이터는 데이터 전송부(170)를 통해 원격 서버(180)로 전송된다. 데이터 수집부(150)는 데이터 전송부(170)를 통해 원격 서버(180)로 센싱 데이터를 전송할 수 없는 통신 기능 장애 발생시 내장 메모리에 센싱 데이터를 저장할 수 있다. 또한 데이터 수집부(150)는 원격 서버(180)의 제어 명령에 따라 리셋(Reset), 또는 FTP 접속에 의한 업그레이드 작업을 수행한다
데이터 수집부(150)의 3 가지 동작 모드는 원격 서버(180)로부터 수신되는 제어 명령에 따라 설정된다. 각 모드를 설명하면 다음과 같다.
정상 모드(Normal)는, 데이터 수집부(150)가 주기적으로 복수의 센서부(140)를 스캔하여 센싱 데이터를 수집하고 그 수집된 센싱 데이터를 원격 서버(180)로 보고하는 동작 모드이다. 예컨대, 10분 주기로 센싱 데이터를 수집하여 보고한다.
알람 모드(Alarm)는, 데이터 수집부(150)가 특정 센서부(140)를 알람 모드로 설정한 후, 해당 센서부(140)의 접점 센서에서 접점이 발생하는 경우 해당 센서부(140)로부터 접점 발생에 따른 센싱 데이터를 수신하고 그 수신된 접점 발생에 따른 센싱 데이터와 알람 명령을 원격 서버(180)로 보고하는 동작 모드이다. 이러한 데이터 수집부(150)에 의한 접점 발생에 따른 센싱 데이터를 수신하고 보고하는 동작은 실시간으로 이루어질 수도 있고 또는 접점 발생 이후 상기 정상 모드의 주기보다 짧은 주기로 접점 발생에 따른 센싱 데이터를 수신하고 보고할 수 있다.
이러한 알람 모드는 복수의 센서부(140)에 대해 선택적으로 적용될 수 있다. 즉 원격 서버(180)의 제어에 따라 데이터 수집부(150)는 특정 센서부(140)의 알람 모드를 활성화(Alarm enable)시키고 알람 모드 활성화(Alarm enable) 상태인 센서부(140)의 리스트를 관리한다. 알람 모드 활성화 상태인 센서부(140)만이 접점 발생시 이에 따른 센싱 데이터를 데이터 수집부(150)로 전송한다.
비상 모드(Emergency)는, 원격 서버(180)의 제어에 따라 데이터 수집부(150)가 특정 센서부(140)로부터 센싱 데이터를 수신하여 이를 상기 원격 서버(180)로 전송하는 동작 모드로서, 원격 서버(180)에서 특정 센서부(140)에서 누수 징후가 있을 때 센싱 데이터를 긴급 요청하는 동작 모드이다. 데이터 수집부(150)는 원격 서버(180)에 의해 지시된 센서부(140)로 실시간으로 또는 주기적으로 센싱 데이터를 요청하여 수신하고 그 수신된 센싱 데이터를 실시간으로 또는 주기적으로 데이터 전송부(170)를 통해 원격 서버(180)로 전송한다.
공유기(160)는 복수의 데이터 수집부(150)가 하나의 데이터 전송부(170)에 접속할 수 있도록 하는 장비로서 하나의 공인 IP 주소가 할당되고 해당 공유기(160)에 연결된 복수의 데이터 수집부(150) 각각에 대해 가상 IP 주소 또는 사설 IP 주소를 할당하여 복수의 데이터 수집부(150)가 하나의 데이터 전송부(170)에 접속할 수 있도록 한다.
데이터 전송부(170)는 각 데이터 수집부(150)가 수집한 센서부(140)들의 센싱 데이터를 전달받아 이를 무선 통신 또는 유선 통신(예컨대, TCP(Transmission Control Protocol)/IP(Internet Protocol) 통신 또는 CDMA(Code Division Multiple Access) 통신)을 통해 원격 서버(180)로 전송하고, 또한 원격 서버(180)로부터 제어 명령을 수신하여 이를 각 데이터 수집부(150)로 전송하며, 원격 서버(180)로부터의 제어 명령에 따라 리셋(Reset), 또는 FTP 접속에 의한 업그레이드 작업을 수행한다.
원격 서버(180)는, 각 개별 센서부(140)들의 설치 위치 정보를 저장하고, 데이터 전송부(170)로부터 수신되는 각 개별 센서부(140)들의 센싱 데이터에 기초하여 누수 판단을 수행하고 이러한 누수 판단 결과 등을 화면에 디스플레이하며, 또한 각 센서부(140)들의 위치 그리고 각 개별 센서부(140)에 대한 누수 정보나 센싱 데이터를 화면에 디스플레이하며, 각 개별 센서부(140), 데이터 수집부(140) 및 데이터 전송부(170)와 양방향 통신을 수행하여 제어하는 누수 감시 콘솔을 포함한다. 누수 감시 콘솔은 이러한 결과들을 관리자의 휴대폰 등으로 전송하여 표시될 수 있도록 한다.
바람직하게, 휴대폰 등과 같은 이동형 통신기에는 안드로이드 어플리케이션과 같은 누수 감시 전용 어플리케이션이 설치되고, 그 어플리케이션은 상기 원격 서버(180)의 누수 감시 콘솔로부터 누수 감시 데이터들을 수신하여 누수 상황을 디스플레이하고, 또한 구글 맵과 같은 지리 정보 맵에 누수 위치 등을 표시하고 누수 감시 장비(자켓, 데이터 수집부, 데이터 전송부 등)에 대한 상태 조회 기능을 제공한다.
원격 서버(180)는 접점 발생에 의한 센싱 데이터의 수신시 또는 그 센싱 데이터의 값(예컨대, 저항값이나 전류값)이 임계치보다 크면 해당 접점 발생 센서부(140)가 설치된 보호 자켓(130) 내의 누수 징후, 즉 보호 자켓 누수 징후로 판단하고, 또한 수압이 일정한 임계치보다 크면 해당 수압이 발생한 센서부(140)가 설치된 보호 자켓(130) 내의 누수 발생, 즉 보호 자켓 누수 발생으로 판단하며, 또한 음압이 임계치보다 크면 송수관 측면 누수 징후 또는 송수관 측면 누수 발생으로 판단한다.
송수관 측면 누수 판단을 구체적으로 설명하면, 송수관 측면 누수는 보호 자켓(130) 내에서의 누수가 아닌, 보호 자켓(130)들 사이의 송수관(110)에서의 누수로서, 한 쌍의 센서부(140), 바람직하게는 인접한 두 개의 센서부(140) 각각에서 도선 간 접점이 발생하지 않으면서 그 중 어느 하나의 센서부(140)에서만 측정 음압이 일정한 시간 동안 임계치보다 큰 경우 그 두 개의 센서부(140) 사이의 송수관 측면 누수 징후로 판단한다. 그리고 한 쌍의 센서부(140) 각각에서 도선 간 접점이 발생하지 않으면서 측정된 음압이 일정한 시간 동안 임계치보다 큰 경우에 그 두 개의 센서부(140) 사이, 즉 그 센서부(140)들이 설치된 보호 자켓(130)들 사이의 송수관 측면 누수 발생으로 판단한다.
송수관의 측면에서 누수가 최초 시작되면 그 누수는 미약한 수준이고 한 쌍의 센서부(140) 중 누수 위치와 더 가까운 센서부(140)에서 좀 더 큰 소리로 들리게 되므로, 상술한 바와 같이 한 쌍의 센서부(140) 각각에서 접점이 발생하지 않으면서 그 중 하나의 센서부(140)에서만 측정 음압이 일정한 시간 동안 임계치보다 큰 경우 송수관 측면 누수 징후로 판단하고, 측면 누수가 본격화되어 두 개의 센서부(140) 모두에서 접점이 발생하지 않으면서 측정된 음압이 일정한 시간 동안 임계치보다 크게 되면 최종적으로 송수관 측면 누수 발생으로 판단하는 것이다.
또한, 원격 서버(180)의 누수 감시 콘솔은 센서부(140), 데이터 수집부(150) 및 데이터 전송부(170)에 대한 제어, 구체적으로 동작 모드 설정 제어, 동작 모드별 전송 주기 설정, 업그레이드 제어 등을 수행한다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 누수 감시 시스템에서의 누수 감시 방법을 설명하는 신호 흐름도이다.
도 2를 참조하면, 먼저 원격 서버(180)는 관리자의 설정에 따라 데이터 수집부(150)에 대한 동작 모드 설정을 수행한다. 본 실시예에서는 정상 모드와 알람 모드를 설정하는 것을 예로 든다. 도시된 바와 같이, 원격 서버(180)는 데이터 전송부(170)를 통해 데이터 수집부(150)로 정상 모드 설정 명령을 전송한다(S201). 이때 정상 모드 설정 명령에는 데이터 수집부(150)의 식별정보와 스캔 및 보고 시간 정보가 포함된다. 본 실시예에서는 하나의 데이터 수집부(150)만을 예로 들지만, 도 1에 도시된 바와 같이 데이터 전송부(170)에는 복수의 데이터 수집부(150)가 연결되고, 원격 서버(180)는 각 데이터 수집부(150)마다 정상 모드 설정 명령을 전송한다.
또한 도 2에 도시된 바와 같이, 원격 서버(180)는 복수의 센서부(140) 중 센서부#1에 대한 알람 모드 설정을 위한 알람 모드 설정 명령을 데이터 수집부(150)로 전송한다(S203). 상기 알람 모드 설정 명령에는 데이터 수집부(150)의 식별정보와 센서부#1의 식별정보, 보고 주기 등이 포함된다.
이와 같이 원격 서버(180)로부터 알람 모드 설정 명령을 수신한 데이터 수집부(150)는 그 알람 모드 설정 명령에 포함된 센서부의 식별정보에 기초하여 센서부#1로 알람 모드 설정 명령(alarm enable)을 전송한다(S205). 알람 모드 설정 명령을 수신한 센서부#1은 알람 모드 동작을 개시한다.
이와 같이 정상 모드와 알람 모드가 설정된 후, 정상 모드와 알람 모드에 따른 동작이 수행된다. 이때 정상 모드와 알람 모드는 독립적으로 동작한다.
구체적으로 정상 모드에 따른 동작을 설명하면, 도 2에 도시된 바와 같이, 데이터 수집부(150)는 스캔 주기가 도래하면 자신에게 연결되어 있는 복수의 센서부(140)들로 센싱 데이터 요청을 전송하고 이에 대한 응답으로 센싱 데이터를 수신한다(S207, S209). 상기 센싱 데이터는 접점 센서의 데이터, 음압 센서의 데이터, 수압 센서의 데이터를 포함한다.
이후, 데이터 수집부(150)는 보고 주기가 도래하면 상기 수신된 센싱 데이터를 모아 데이터 전송부(170)를 통해 원격 서버(180)로 전송한다(S211). 이때 스캔 주기와 보고 주기는 서로 다를 수 있고, 보고 주기가 더 긴 경우, 데이터 수집부(150)는 센싱 데이터를 누적하여 보고할 수도 있고 또는 센싱 데이터 중 가장 큰 값의 데이터만을 보고할 수도 있다. 이러한 정상 모드에 따른 스캔 및 보고 동작은 주기적으로 반복된다.
다음으로, 알람 모드에 따른 동작을 설명하면, 도 2에 도시된 바와 같이, 센서부#1에서 접점 센서의 접점이 발생하는 경우(S213), 센서부#1은 알람 모드 설정에 따라 그 접점 센싱 데이터를 데이터 수집부(150)로 전송하고(S215), 데이터 수집부(150)는 알람 명령을 데이터 전송부(170)를 통해 원격 서버(180)로 전송한다(S217). 이때 데이터 수집부(150)는 알람 명령과 접점 센싱 데이터를 동시에 전송할 수도 있고 알람 명령을 전송한 후 접점 센싱 데이터를 원격 서버(180)로 전송할 수도 있다.
이와 같이 접점 센서에서 접점이 발생하게 되면 센서부#1은 접점이 해제되기 전까지 주기적으로 접점 센싱 데이터를 데이터 수집부(150)로 전송한다. 이후 원격 서버(180)로부터 센서부#1에 대한 알람 모드 해제 명령이 전송되면 데이터 수집부(150)는 해당 센서부#1로 알람 모드 해제 명령(Alarm disable)을 전송하여 알람 모드를 해제한다(S221, S223).
이상의 도 2를 참조한 실시예와 같이, 데이터 수집부(150)는 정상 모드에 따라 주기적으로 각 센서부(140)로부터 센싱 데이터를 수집하여 원격 서버(180)로 보고하고, 알람 모드가 설정된 특정 센서부(140)에서 접점 발생에 따른 센싱 데이터가 발생하는 경우 알람 모드에 따라 정상 모드 동작과는 독립적으로 데이터 수집부(150)는 원격 서버(180)로 알람 명령을 전송하고 접점 센싱 데이터를 보고한다. 따라서 위험 지역에서의 누수 징후를 신속히 파악하면서 동시에 전 지역에서의 누수 상태를 관리할 수 있다.
도 3은 본 발명의 다른 실시예에 따른 누수 감시 시스템에서의 누수 감시 방법을 설명하는 신호 흐름도이다.
도 3을 참조하면, 먼저 원격 서버(180)는, 특정 센서부, 본 실시예에서는 센서부#1에서 누수 징후가 있는 것으로 판단될 때, 예컨대 정상 모드에 따라 보고되는 센싱 데이터에 센서부#1의 접점 발생에 따른 데이터가 있는 경우, 그 접점이 발생한 센서부#1로부터 센싱 데이터를 긴급 요청하기 위해, 데이터 전송부(170)를 통해 해당 센서부#1을 관리하는 데이터 수집부(150)로 센서부#1에 대한 비상 모드(Emergency) 설정 명령을 전송한다(S301). 이때 비상 모드 설정 명령에는 센서부#1의 식별정보, 센싱 데이터 스캔 및 보고 주기 등이 포함될 수 있다.
이와 같이 센서부#1에 대한 비상 모드 설정 명령을 수신한 데이터 수집부(150)는 그 비상 모드 설정 명령에 포함된 스캔 주기에 따라 센서부#1로 센싱 데이터 요청을 전송하고 이에 대한 응답으로 센싱 데이터를 수신한다(S303, S305). 센싱 데이터를 수신한 데이터 수집부(150)는 상기 비상 모드 설정 명령에 포함된 보고 주기에 따라 상기 수신된 센싱 데이터를 원격 서버(180)로 전송한다(S307).
이와 같이 센서부#1에 대한 센싱 데이터의 스캔 및 보고는 주기적으로 이루어지고, 원격 서버(180)는 센서부#1에 대한 비상 모드를 해제할 수 있다. 이를 위해 원격 서버(180)는 센서부#1에 대한 비상 모드 해제 명령을 데이터 전송부(170)를 통해 데이터 수집부(150)로 전송하고 이에 따라 데이터 수집부(150)는 센서부#1에 대한 비상 모드를 해제한다(S309).
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 원격 서버의 보호 자켓 누수 판단 방법을 설명하는 순서도이다.
도 4를 참조하면, 원격 서버(180)는 복수의 센서부(140)로부터 센싱 데이터를 수신한다(S401). 여기서 상기 센싱 데이터는 접점 센서의 센싱 결과(예컨대, 전류값 또는 저항값), 수압 센서의 센싱 결과인 수압, 그리고 음압 센서의 센싱 결과인 음압을 포함한다.
이와 같이 복수의 센서부(140)로부터 센싱 데이터가 수신되면, 원격 서버(180)는 그 중 하나의 센서부(140)에 대해 도선 간 접점 발생 여부를 판단한다(S403).
도선 간 접점이 발생한 경우, 원격 서버(180)는 해당 센서부(140)가 설치된 보호 자켓(130) 내의 누수 징후, 즉 보호 자켓 누수 징후로 판단한다(S405), 이어서 원격 서버(180)는 해당 센서부(140)의 수압과 임계치를 비교하여 수압이 임계치보다 큰 지 판단한다(S407). 수압과 임계치의 비교는 일정한 시간 동안 이루어지는 것이 바람직하다.
만약 수압이 임계치보다 큰 경우(일정한 시간 동안 비교가 이루어지는 경우에는 수압이 임계치보다 계속 높은 경우) 원격 서버(180)는 해당 센서부(140)가 설치된 보호 자켓(130) 내 누수 발생, 즉 보호 자켓 누수 발생으로 판단한다(S409).
이상과 같은 도 4를 참조하여 설명한 보호 자켓 누수 판단 방법에 따르면, 보호 자켓(130) 내에서 도선 간 접점이 발생하는 경우 보호 자켓 누수 징후로 판단하고 아울러 도선 간 접점이 발생하면서 수압이 임계치보다 커지면 보호 자켓 누수 발생으로 판단한다.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 원격 서버의 송수관 측면 누수 판단 방법을 설명하는 순서도이다.
도 5를 참조하면, 원격 서버(180)는 복수의 센서부(140), 구체적으로 한 쌍의 센서부(140)의 센싱 데이터를 수신한다(S401). 바람직하게, 한 쌍의 센서부(140)는 송수관에 이웃하여 설치된 센서부(140)이다. 여기서 상기 센싱 데이터는 접점 센서의 센싱 결과(예컨대, 전류값 또는 저항값), 수압 센서의 센싱 결과인 수압, 그리고 음압 센서의 센싱 결과인 음압을 포함한다.
이와 같이 한 쌍의 센서부(140)의 센싱 데이터가 수신되면, 원격 서버(180)는 한 쌍의 센서부(140) 중 하나의 센서부(140)에서만 도선 간 접점이 발생하지 않으면서 음압이 임계치보다 큰 지 확인한다(S503). 송수관의 측면에서 누수가 최초 시작되면 그 누수는 미약한 수준이고 한 쌍의 센서부(140) 중 누수 위치와 더 가까운 센서부(140)에서 좀 더 큰 소리로 들리게 되므로, 한 쌍의 센서부(140) 중 하나의 센서부(140)에서만 도선 간 접점이 발생하지 않으면서 음압이 임계치보다 커지게 된다. 원격 서버(180)는 하나의 센서부(140)에서만 도선 간 접점이 발생하지 않으면서 음압이 임계치보다 큰 경우 송수관 측면 누수 징후로 판단한다(S505). 구체적으로, 원격 서버(180)는 상기 하나의 센서부(140)가 설치된 보호 자켓(130) 주변 송수관 측면의 누수 징후로 판단한다.
한편, 원격 서버(180)는 한 쌍의 센서부(140) 모두에서 도선 간 접점이 발생하지 않으면서 음압이 임계치보다 큰 지 확인한다(S507). 송수관 측면 누수가 본격화되면 한 쌍의 센서부(140) 모두에서 접점이 발생하지 않으면서 음압이 임계치보다 커지게 된다. 한 쌍의 센서부(140) 모두에서 도선 간 접점이 발생하지 않으면서 음압이 임계치보다 큰 경우 송수관 측면 누수 발생으로 판단한다(S509). 구체적으로, 원격 서버(180)는 상기 한 쌍의 센서부(140)가 설치된 보호 자켓(130) 사이의 송수관 측면의 누수 발생으로 판단한다.
도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 원격 서버(180)에서 제공하는 누수 감시 웹 페이지로서, 도 6에 도시된 바와 같이 원격 서버(180)는 지리 정보 맵을 통해 송수관의 위치, 누수 징후가 발행한 이벤트 정보, 누수가 발행한 이벤트 정보, 누수 감시 장비(자켓, 데이터 수집부, 데이터 전송부 등)들의 상태 정보 등을 웹 페이지 형태로 제공한다. 또한 원격 서버(180)는 관리자에 의한 누수 감시 장비들의 제어를 위한 인터페이스를 제공한다. 관리자는 퍼스널 컴퓨터 등을 통해 원격 서버(180)의 웹 페이지에 접속하여 전술한 정보를 확인한다.
도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 이동 단말의 어플리케이션 화면을 나타낸 도면으로, 도 7에 도시된 바와 같이 이동 단말에는 누수 감시 전용 어플케이션이 설치되고, 원격 서버(180)로부터 누수와 관련된 이벤트 정보 수신시 이벤트 수신 알람을 표시하고, 또한 누수 이벤트에 관한 조회 메뉴를 제공하며 누수 이벤트 정보를 제공한다. 또한 어플리케이션은 구글 맵과 같은 지리 정보 맵을 통해 누수 지역 검색 기능을 제공하고 또한 누수 감시 장비들에 대한 상태 조회 기능을 제공한다.
전술한 본 실시예에서는 누수 징후와 누수 발생을 구분하여 설명하였는데, 여기서 누수 징후는 누수의 초기 단계를 의미하고 누수 발생은 전면적인 누수를 의미하거나 누수가 어느 정도 누적된 경우를 의미할 수 있으나 그 구분은 임계치의 설정에 따라 의미가 달라질 수 있다.
상술한 바와 같은 본 발명의 방법은 프로그램으로 구현되어 컴퓨터로 읽을 수 있는 형태로 기록매체(씨디롬, 램, 롬, 플로피 디스크, 하드 디스크, 광자기 디스크 등)에 저장될 수 있다.
본 명세서는 많은 특징을 포함하는 반면, 그러한 특징은 본 발명의 범위 또는 특허청구범위를 제한하는 것으로 해석되어서는 아니된다. 또한, 본 명세서에서 개별적인 실시예에서 설명된 특징들은 단일 실시예에서 결합되어 구현될 수 있다. 반대로, 본 명세서에서 단일 실시예에서 설명된 다양한 특징들은 개별적으로 다양한 실시예에서 구현되거나, 적절한 부결합(subcombination)에서 구현될 수 있다.
도면에서 동작들이 특정한 순서로 설명되었으나, 그러한 동작들이 도시된 바와 같은 특정한 순서로 수행되는 것으로, 또는 일련의 연속된 순서, 또는 원하는 결과를 얻기 위해 모든 설명된 동작이 수행되는 것으로 이해되어서는 아니된다. 어떤 환경에서, 멀티태스킹 및 병렬 프로세싱이 유리할 수 있다. 아울러, 상술한 실시예에서 다양한 시스템 구성요소의 구분은 모든 실시예에서 그러한 구분을 요구하지 않는 것으로 이해되어야 한다. 상술한 프로그램 구성요소 및 시스템은 일반적으로 단일 소프트웨어 제품 또는 멀티플 소프트웨어 제품에 패키지로 구현될 수 있다.
이상에서 설명한 본 발명은, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 있어 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위 내에서 여러 가지 치환, 변형 및 변경이 가능하므로 전술한 실시예 및 첨부된 도면에 의해 한정되는 것이 아니다.
110 : 송수관 120 : 송수관 이음부
130 : 보호 자켓 140 : 센서부
150 : 데이터 수집부 160: 공유기
170 : 데이터 전송부 180 : 원격 서버

Claims (18)

  1. 송수관의 각 이음부를 감싸며 밀폐하는 복수의 보호 자켓 내에 각각 설치되고, 한 쌍의 도선 간 접점 여부를 측정하는 접점 센서와 보호 자켓 내 수압과 음압을 각각 측정하는 수압 센서와 음압 센서를 그룹 단위로 구비하는 복수의 센서부;
    상기 복수의 센서부로부터 그룹별로 센싱 데이터를 각각 수집하는 복수의 데이터 수집부;
    상기 복수의 데이터 수집부로부터 수신한 상기 센싱 데이터를 송신하는 데이터 전송부; 및
    상기 데이터 전송부로부터 수신한 상기 센싱 데이터를 분석하여 보호 자켓 누수 또는 송수관 측면 누수를 판단하고 누수 레벨로서 누수 징후 또는 누수 발생 중 어느 하나로 판단하는 원격 서버;를 포함하고,
    상기 원격 서버는,
    인접한 한 쌍의 센서부 중 하나의 센서부에서만, 접점 센서의 도선 간 접점이 발생하지 않으면서 음압이 임계치보다 큰 경우에, 송수관 측면 누수 징후로 판단하고, 상기 한 쌍의 센서부 중 나머지 다른 센서부에서도, 접점 센서의 도선 간 접점이 발생하지 않으면서 음압이 임계치보다 큰 경우에, 송수관 측면 누수 발생으로 판단하는 누수 감시 시스템.
  2. 삭제
  3. 삭제
  4. 제 1 항에 있어서,
    상기 원격 서버는, 상기 센서부에서 접점 센서의 도선 간 접점이 발생하고 수압이 임계치보다 작은 경우에 보호 자켓 누수 징후로 판단하는 것을 특징으로 하는 누수 감시 시스템.
  5. 제 4 항에 있어서,
    상기 원격 서버는, 상기 수압이 임계치보다 큰 경우에 보호 자켓 누수 발생으로 판단하는 것을 특징으로 하는 누수 감시 시스템.
  6. 제 1 항, 제 4 항 또는 제 5 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 원격 서버는, 상기 복수의 데이터 수집부 각각을 정상 모드, 알람 모드 또는 비상 모드 중 적어도 하나의 동작 모드로 원격 설정하는 것을 특징으로 하는 누수 감시 시스템.
  7. 제 6 항에 있어서,
    상기 정상 모드는, 상기 복수의 데이터 수집부가 주기적으로 상기 복수의 센서부로부터 센싱 데이터를 수집하여 상기 원격 서버로 보고하는 동작 모드이고,
    상기 알람 모드는, 상기 데이터 수집부가, 알람 모드를 설정한 상기 센서부 중 도선 간 접점이 발생한 센서부로부터 접점 센싱 데이터 수신시, 알람 명령을 상기 원격 서버로 전송하는 동작 모드이며,
    상기 비상 모드는, 상기 데이터 수집부가, 상기 원격 서버의 요청에 따라 상기 센서부로부터 센싱 데이터를 수집하여 상기 원격 서버로 전송하는 동작 모드인 것을 특징으로 하는 누수 감시 시스템.
  8. 제 1 항, 제 4 항 또는 제 5 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 복수의 데이터 수집부와 상기 데이터 전송부 사이에서 공인 IP(Internet Protocol) 주소를 할당받고 상기 복수의 데이터 수집부로 가상 IP 주소 또는 사설 IP 주소를 할당하는 공유기;를 더 포함하는 누수 감시 시스템.
  9. 제 1 항, 제 4 항 또는 제 5 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 센서부는 6M 간격으로 설치되는 것을 특징으로 하는 누수 감시 시스템.
  10. 제 1 항, 제 4 항 또는 제 5 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 데이터 전송부는,
    TCP(Transmission Control Protocol)/IP(Internet Protocol) 통신 또는 CDMA(Code Division Multiple Access) 통신으로 센싱 데이터를 송신하는 것을 특징으로 하는 누수 감시 시스템.
  11. 제 1 항, 제 4 항 또는 제 5 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 원격 서버는, 지리 정보 맵에 송수관의 누수 정보를 표시하여 이동 단말의 어플리케이션으로 상기 누수 정보를 제공하는 것을 특징으로 하는 누수 감시 시스템.
  12. 제 1 항, 제 4 항 또는 제 5 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 데이터 수집부는, 상기 데이터 전송부를 통해 상기 원격 서버와 양방향 통신을 수행하여 상기 원격 서버의 명령에 따라 상기 센서부를 제어하는 것을 특징으로 하는 누수 감시 시스템.
  13. 송수관의 각 이음부에 설치된 센서부와 연결될 수 있는 원격 서버에서 누수 여부가 분석되는 누수 감시 방법에 있어서,
    (a) 상기 센서부에서 접점 센서의 도선 간 접점 여부 및 보호 자켓 내 수압과 음압을 센싱하는 센싱 단계;
    (b) 상기 센싱 단계에서 수집된 센싱 데이터를 데이터 전송부를 통해 상기 원격 서버로 전송하는 전송 단계; 및
    (c) 상기 전송 단계에서 전송한 상기 센싱 데이터를 분석하여 보호 자켓 누수 또는 송수관 측면 누수를 판단하고 누수 레벨로서 누수 징후 또는 누수 발생 중 어느 하나로 판단하는 판단 단계;를 포함하고,
    상기 (c) 단계는,
    인접한 한 쌍의 센서부 중 하나의 센서부에서만, 접점 센서의 도선 간 접점이 발생하지 않으면서 음압이 임계치보다 큰 경우에, 송수관 측면 누수 징후로 판단하는 단계; 및
    상기 한 쌍의 센서부 중 나머지 다른 센서부에서도, 접점 센서의 도선 간 접점이 발생하지 않으면서 음압이 임계치보다 큰 경우에, 송수관 측면 누수 발생으로 판단하는 단계;를 포함하는 원격 서버에서 누수 여부가 분석되는 누수 감시 방법.
  14. 제 13 항에 있어서,
    상기 (c) 단계는,
    상기 전송 단계에서 전송한 상기 센싱 데이터를 분석하여 접점 센서의 도선 간 접점이 발생하고 상기 수압이 임계치보다 작은 경우에 보호 자켓 누수 징후로 판단하는 단계;를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 원격 서버에서 누수 여부가 분석되는 누수 감시 방법.
  15. 제 14 항에 있어서,
    상기 (c) 단계는,
    상기 수압이 임계치보다 큰 경우에 보호 자켓 누수 발생으로 판단하는 단계;를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 원격 서버에서 누수 여부가 분석되는 누수 감시 방법.
  16. 삭제
  17. 제 13 항 내지 제 15 항 중 어느 한 항에 있어서,
    (d) 상기 판단 단계에서 판단된 누수 정보를 사용자 단말로 제공하는 제공 단계;를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 원격 서버에서 누수 여부가 분석되는 누수 감시 방법.
  18. 제 17 항에 있어서,
    상기 누수 정보는, 누수 발생 이벤트 정보, 누수 지역 정보 또는 누수 발생 장비 정보 중 적어도 하나를 포함하는 것을 특징으로 하는 원격 서버에서 누수 여부가 분석되는 누수 감시 방법.
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