KR101597230B1 - 하수처리장 자산관리 시스템 - Google Patents

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KR101597230B1
KR101597230B1 KR1020140186061A KR20140186061A KR101597230B1 KR 101597230 B1 KR101597230 B1 KR 101597230B1 KR 1020140186061 A KR1020140186061 A KR 1020140186061A KR 20140186061 A KR20140186061 A KR 20140186061A KR 101597230 B1 KR101597230 B1 KR 101597230B1
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sewage treatment
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전양근
김미경
이기용
윤용식
신봉순
한정윤
이기철
김지용
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코오롱워터앤에너지 주식회사
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Abstract

본 발명은 하수처리장 각종 시설의 보수/준설이력, 재무비용, 서비스수준에 대한 정보를 관리하는 관리부; 하수처리장의 각종 시설을 실시간으로 모니터링 하는 측정부; 상기 관리부로부터의 정보와 상기 측정부로부터의 정보를 취합하여 하수처리장의 각종 시설의 물리적상태 및 재무적상태를 분석하여 하수처리장의 각종 시설의 유지·관리에 관한 분석결과를 도출하는 진단/평가부;
를 포함하여 구성됨을 특징으로 하는 하수처리장 자산관리 시스템.

Description

하수처리장 자산관리 시스템{PROPERTY MANAGEMENT SYSTEM FOR SEWAGE DISPOSAL PLANT}
본 발명은 각각의 하수처리장에 대해 서비스수준을 설정하고, 해당 하수처리장의 각각 시설에 대해 물리적 평가와 재무적 평가에 의해 향후 정비 시나리오를 도출하여 결론적으로 유지보수결정이 된 특정 시설에 대한 서비스수준을 정비 시나리오를 통해 보정토록 함으로써 비용적, 시기적으로 최적의 공사지침을 제공하여 하수처리장의 자산으로서 관리를 효율적으로 수행할 수 있도록 하는 시스템에 관한 것이다.
사회 공공시설 중 하수처리장은 이를 구성하는 시설이 많아 사고가 발생하기 전에는 상태가 심각하게 노후화 되어 있더라도 확인이 쉽지 않으며, 해당 시설의 사고 후 복구에 소요되는 사회환경적 비용은 일상적인 유지관리비나 개·보수비용에 비하여 매우 큰 특성을 가지고 있다. 따라서 향후 하수처리장의 유지관리 대응방향은 기존의 사후 유지관리 개념에서 벗어나 사전 예방적 개념의 자산관리 기법의 도입이 시급한 시점이다.
한편 중앙정부조직, 광역자치단체 및 기초자치단체와 이들이 운영하는 시설관리공단과 같은 산하 기관들은 공공시설물의 안정성 확보를 위해 도로관리시스템, 교량관리시스템 등 다양한 시스템을 구축해 왔다. 그러나 이러한 유지관리시스템은 대부분 시설물의 현황파악을 위한 데이터수준의 시스템으로 자산관리의 핵심이라고 할 수 있는 예방적 유지관리의 기준 및 보수·보강계획, 향후 유지보수시기, 소요예산 추정 등과 같은 주요 의사결정지원 기능을 갖추고 있지 못한 실정이다. 이에 보수·보강 효과의 정량화, 비용추정, 최적 유지관리전략 수립, 장래 유지관리 수요추정 기술 등에 대한 개발을 통해 예산집행의 효율성을 증대시키고 국민에게 질 높은 서비스를 제공하기 위한 방안으로 자산관리의 도입이 시급한 실정이다.
한편 선행기술로서 대한민국 등록특허 제729390호 "지아이에스를 이용한 지역별 상하수도 서비스 평가 시스템 및 방법"이 제시되고 있는데, 이러한 기술은 상하수도 사업자 또는 지자체의 관리자들이 운영실태를 파악하기 위한 정량적인 지표를 제시할 뿐이다.
대한민국 등록특허 제729390호
본 발명은 하수처리장의 물리적, 재무적 상태를 종합적으로 평가하여 하수처리장의 각종 시설에 대한 예방적 유지/보수에 적정의 시기, 비용, 수준을 도출함으로써 하수처리장에 대한 종합적인 자산관리가 수행되어지도록 하는 시스템을 제공하고자 함이다.
상술한 문제점들을 해결하기 위한 수단으로 본 발명의 하수처리장 자산관리 시스템은 하수처리장 각종 시설의 보수/준설이력, 재무비용, 서비스수준에 대한 정보를 관리하는 관리부; 하수처리장의 각종 시설을 실시간으로 모니터링 하는 측정부; 상기 관리부로부터의 정보와 상기 측정부로부터의 정보를 취합하여 하수처리장의 각종 시설의 물리적상태 및 재무적상태를 분석하여 하수처리장 각종 시설의 유지·관리에 관한 분석결과를 도출하는 진단/평가부;를 포함하여 구성됨을 특징으로 한다.
하나의 예로 상기 진단/평가부는, 상기 측정부로부터의 정보를 취합하여 하수처리장의 각종 시설에 대한 시설노후도 분석결과 및 시설물상태평가 분석결과를 도출하는 물리적분석모듈과, 상기 관리부로부터 보수/준설이력, 재무비용에 대한 정보를 취합, 분석하여 생애주기비용(LCC) 분석결과를 도출하는 재무적분석모듈과, 상기 물리적분석모듈과 상기 재무적분석모듈로부터 분석결과를 취합하여 하수처리장 각 시설의 유지·관리에 관한 분석결과를 도출하는 의사결정모듈과, 상기 의사결정모듈로부터의 분석결과를 출력하는 출력모듈을 포함하여 구성됨을 특징으로 한다.
하나의 예로 상기 의사결정모듈은, 상기 물리적분석모듈로부터 시설노후도 분석결과와 상기 재무적분석모듈로부터 생애주기비용(LCC) 분석결과를 취합하여 하수처리장 각종 시설에 대한 정비 시나리오를 도출하는 것을 특징으로 한다.
하나의 예로 상기 의사결정모듈은, 상기 물리적분석모듈로부터 시설상태평가 분석결과와 상기 재무적분석모듈로부터 생애주기비용(LCC) 분석결과를 취합하여 하수처리장의 특정 시설에 대한 유지보수결정을 하는 것을 특징으로 한다.
하나의 예로 상기 의사결정모듈은, 하수처리장의 특정 시설에 대한 유지보수결정에 대해 상기 관리부에 기 저장된 특정 시설에 대한 서비스수준과, 특정 시설에 대한 정비 시나리오를 취합, 분석하여 특정 시설에 대한 서비스 수준 시뮬레이션을 도출하는 것을 특징으로 한다.
하나의 예로 상기 측정부는, 상기 시설이 금속성하우징을 가진 전기시설인 경우, 각각의 금속성 하우징의 외부 표면에 부착되며 상기 금속성 하우징 내부의 내부 부분방전에 의해 발생되는 부분 방전 펄스에 의해 상기 금속성 하우징에 생성되는 표면 전류에 따른 표면전압을 감지하는 전압감지모듈이 구성되며, 상기 진단/평가부에 있어 물리적 분석모듈은, 상기 전압감지모듈로부터 송신되는 전압을 이용하여 전기시설의 시설노후도 분석결과 및 시설물상태평가 분석결과를 도출하는 것을 특징으로 한다.
하나의 예로 상기 전압감지모듈은, 상기 표면전압을 축적하여 감지하는 전압검출센서; 상기 전압검출센서에 의해 감지된 표면전압을 상기 물리적 분석모듈로 송신하는 송신부;를 포함하는 것을 특징으로 한다.
하나의 예로 상기 전압검출센서는, 동판으로 형성되는 검출전극과 동판으로 형성되는 접지전극과 상기 검출전극 및 상기 접지전극 사이에 삽입되는 유전체와 상기 검출전극의 중심부로부터 상기 유전체 및 상기 접지전극을 관통하여 돌출 구성되는 검출전극 돌출부와 결합되는 BNC 연결단자를 포함하는 것을 특징으로 한다. 하나의 예로 상기 검출전극 및 상기 접지전극의 가장자리에는 전계집중완화부가 구성되되, 상기 전계집중완화부는, 에폭시수지 100중량부에 대해 산화안티몬 5 내지 10중량부, 알루미늄분말 5 내지 10중량부, 폴리부타디엔 3 내지 5중량부, 팔라듐 0.5 내지 2중량부가 포함되는 것을 특징으로 한다.
하나의 예로 상기 측정부는, 상기 시설이 전기시설인 경우, 각각 전기시설의 전력사용량을 실시간으로 측정하는 전력측정모듈이 구성되고, 상기 진단/평가부에 있어 물리적 분석모듈은, 상기 전력측정모듈로부터 송신되는 실시간 전력사용량을 이용하여 전기시설의 시설노후도 분석결과 및 시설상태평가 분석결과를 도출하는 것을 특징으로 한다.
이상에서 설명한 바와 같이 본 발명의 하수처리장 자산관리 시스템은 하수처리장에 대해 서비스수준을 설정하고, 해당 하수처리장 각각의 시설에 대해 물리적 평가와 재무적 평가에 의해 향후 정비 시나리오를 도출하여 결론적으로 유지보수결정이 된 특정 시설에 대한 서비스수준을 정비 시나리오를 통해 보정토록 함으로써 비용적, 시기적으로 최적의 공사지침을 제공하여 하수처리장의 자산으로서 관리를 효율적으로 수행할 수 있도록 함으로써 종합적, 예방적 자산관리가 수행되어지는 장점이 있다.
도 1은 본 발명의 하수처리장 자산관리 시스템을 나타내는 블록도이고,
도 2는 본 발명의 일 구성인 관리부의 작동상태를 나타내는 블록도이고,
도 3은 본 발명의 일 구성인 진단/평가부의 세부구성을 나타내는 블록도이고,
도 4는 진단/평가부의 세부구성인 물리적분석모듈의 작동상테를 나타내는 블록도이고,
도 5는 진단/평가부의 세부구성인 재무적분석모듈의 작동상태를 나타내는 블록도이고,
도 6은 진단/평가부의 세부구성인 의사결정모듈의 작동상태를 나타내는 블록도이고,
도 7은 본 발명의 시스템의 다른 실시 예를 나타내는 블록도이고,
도 8은 도 7에 있어 전압감지모듈을 나타내는 블록도이고,
도 9a 내지 도 9c는 도 8의 전압검출센서를 나타내는 도면이고,
도 10은 본 발명의 시스템의 또 다른 실시 예를 나타내는 블록도이고,
도 11 내지 도 14는 도 10에 도시된 실시 예가 인터페이스 상에 구현된 예를 나타내는 사진이다.
이하, 본 발명의 구성 및 작용을 첨부된 도면에 의거하여 좀 더 구체적으로 설명한다. 본 발명을 설명함에 있어서, 본 명세서 및 청구범위에 사용된 용어나 단어는 발명자가 그 자신의 발명을 가장 최선의 방법으로 설명하기 위해 용어의 개념을 적절하게 정의할 수 있다는 원칙에 입각하여 본 발명의 기술적 사상에 부합하는 의미와 개념으로 해석되어야만 한다.
본 발명의 하수처리장 자산관리 시스템(10)은 도 1에서 보는 바와 같이 하수처리장 각 시설의 보수/준설이력, 재무비용, 서비스수준에 대한 정보를 관리하는 관리부(11); 하수처리장 각종 시설을 실시간으로 모니터링 하는 측정부(12); 상기 관리부로(11)부터의 정보와 상기 측정부(12)로부터의 정보를 취합하여 하수처리장 각종 시설의 물리적상태 및 재무적상태를 분석하여 하수처리장 각종 시설의 유지·관리에 대한 분석결과를 도출하는 진단/평가부(13);를 포함하여 구성됨을 특징으로 한다. 여기서 유지·관리에 대한 분석결과라함은 각각의 하수처리장 각종 시설에 대한 정비방법, 정비시기, 예산집행 등에 관한 분석결과를 말한다.
즉 본 발명의 하수처리장 자산관리 시스템(10)은 하수처리장에 있어 각각의 시설에 대해 초기 설치비용, 보수/준설비용 등 재무적상태와 노후도 등 물리적상태를 취합하여 향후 하수처리장 각종 시설의 정비와 이에 따른 예산집행 등에 관한 종합적인 분석결과를 제공함으로써 효율적인 하수처리장의 자산관리가 가능하도록 하는 것이다.
여기서 하수처리장 각종 시설이라함은 처리공종으로 "착수정설비", "막여과설비", "약품저장설비", "생물반응조설비", "여과설비", "슬러지처리설비" 등이 있고, 각 처리공종에서 "토목시설", "건축시설", "기계시설", "전기시설", "계측제어시설" 등이 있으며, 각종 시설이라함은 해당 처리공종에서 "기계시설"의 예로 "밸브류", "펌프류", "송풍기류" 등이 있을 수 있으며, "전기시설"의 예로 "고압반류", "현장조작반류", "분전반류" 등이 있을 수 있다.
상기 관리부(11)는 도 2에서 보는 바와 같이 해당 하수처리장의 각종 시설에 대한 보수/준설이력(A), 재무비용(B), 서비스수준(C)에 대한 정보를 관리하는 구성으로서 여기서 보수/준설이력(A)이라함은 해당 하수처리장 각종 시설에 있어 보수/준설에 대한 비용, 시기, 횟수 등의 데이터를 말하는 것이고, 재무비용(B)이라 함은 각각 시설의 초기 시공비용으로 재료비, 인건비 등을 토탈하는 개념이다.
또한 서비스수준(C)이라 함은 각각 시설에 대한 향후 관리(유지, 보수 등의 정도, 시기)정도의 예측치를 미리 설정하는 것으로, 이하에서 설명할 하수처리장 각종 시설에 대한 물리적, 재무적 평가에 의거 도출되는 각종 시설의 유지/보수 시나리오에 대한 보강, 보정의 지표가 되는 것이다.
상기 서비스수준(C)은 하수처리장이 위치하는 지역의 주민, 해당관청 관계자 등의 설문조사, 환경조사 등 다양한 조사방법에의해 도출되는 것으로 주로 하수처리장 외에 인적/환경적 요인에 의해 평가되는 기준이 될 것이다. 해당 하수처리장의 각종 시설에 대해 이렇게 관리부(11)는 각종 시설에 대한 재무비용이 기 입력, 저장되 있으며, 각종 시설에 대한 보수/준설시 해당 보수/준설에 대한 비용, 시기가 입력되며 보수/준설에 대한 횟수도 자동적으로 추산되도록 하고, 상기에서 언급한 바와 같이 조사된 서비스수준이 입력되며 추가적으로 업데이트가 되도록 하는 것이다.
상기 측정부(12)는 하수처리장 각종 시설을 실시간으로 모니터링 하는 구성에 해당하는 것으로, 시설의 종류에 따라 장치 등에 의한 모니터링이 가능한 경우 자동적인 모니터링에 의해 데이터를 수집하도록 하는 구성에 해당한다. 한편 장치 등에 의한 모니터링이 불가한 경우는 숙련자, 기술자의 직접 모니터링에 의한 데이터를 입력하여 수집하도록 한다.
한편 분전반 등 전기시설의 경우 숙련자, 기술자 등에 의해 경험측으로 상태를 파악하는 것이 용이하지 않다. 즉 상기 측정부(12)에 숙련자, 기술자 등에 의해 경험측으로 매겨진 상태를 입력하는 것이 용이하지 않다. 이에 본 발명에서는 전기시설의 경우 측정부(12)의 일 실시 예를 제시하여 시설에 대한 자동적인 상태판정이 가능하도록 한다.
본 실시 예는 도 7에서 보는 바와 같이 상기 시설이 금속성하우징을 가진 전기시설인 경우, 각각의 금속성 하우징의 외부 표면에 부착되며 상기 금속성 하우징 내부의 내부 부분방전에 의해 발생되는 부분 방전 펄스에 의해 상기 금속성 하우징에 생성되는 표면 전류에 따른 표면전압을 감지하는 전압감지모듈(120)이 측정부의 예로 제시되고 있다.
즉 도 7에서 보는 바와 같이 각각의 전기시설(b)에 전압감지모듈(120)이 구성되어 각 전기시설(b)의 금속성 하우징의 표면전압을 감지하여 상기 진단/평가부(13)의 물리적분석모듈(131)로 송신토록 하고, 상기 물리적분석모듈(131)에서는 송신된 표면전압에 따라 각 전기시설의 이하에서 설명할 시설노후도 분석결과 및 시설물상태평가 분석결과를 도출하도록 하는 것이다.
배전반 등 전기시설 내에는 개폐기, 차단기와 같은 장치의 절연물 내부에서 국부적인 절연 파괴가 생기기도 하는데, 이러한 내부의 국부 절연파괴는 내부 방전 현상을 발생시킨다.
내부방전은 장치의 열화를 초래하게 되며 이러한 열화가 장치(시설)의 내구연한(잔존수명)을 결정할 수 있지만, 이를 감지하는 것은 쉽지 않은 편이다. 이러한 내부방전은 주로 금속성 하우징의 틈새나 조인트 등을 통해 방전되는데, 금속성 하우징에 걸리는 표면전압이 접지 간에 발생하면 접지 전압은 즉시 그리고 일시적으로 변화하게 된다. 그 발생하는 시간이 매우 순간적이다.
이에 본 실시 예에서는 상기 전압감지모듈(120)에 의해 금속성 하우징에 걸리는 표면전압을 검출하여 해당 전기시설의 시설노후도 분석결과 및 시설물상태평가 분석결과를 도출하는 변수로 작용토록 하는 것이다.
전압감지모듈(120)은 금속성 하우징의 외부 표면에 부착되는 구성으로서, 금속성 하우징 내부에 변압기, 개폐기, 차단기 등에 구비되어 있는 절연물이 국부적으로 파괴되어 발생하는 내부 부분 방전 현상을 감지하기 위한 구성이다.
즉 방전 전자기파를 직접 감지하는 것이 아니라 부분 방전 펄스에 의해 금속성 하우징에 표면 전류가 생성되면 표면 전류에 의해 표면전압이 걸리는데, 이러한 표면전압을 감지하여 내부 부분 방전 여부를 인지토록 하는 것이다.
이러한 전압감지모듈(120)은 도 8에서 보는 바와 같이 상기 표면전압을 축적하여 감지하는 전압검출센서(121); 상기 전압검출센서(121)에 의해 감지된 표면전압을 상기 물리적분석모듈(131)로 송신하는 송신부(122);를 포함하여 구성됨에 특징이 있다.
상기 물리적분석모듈(131)은 상기 전압감지모듈(120)에서 감지된 표면전압을 이용하여 내부 부분 방전 펄스를 검출하도록 구성되며, 검출된 내부부분방전펄스 등을 이용하여 방전 여부 및 방전 종류를 판단하는 바, 이러한 방전여부 및 방전종류에 따라 해당 전기시설의 열화정도가 판정되며, 이에 해당 전기시설의 시설노후도 분석결과 및 시설물상태평가 분석결과가 도출되도록 하는 것이다.
이렇게 표면전압을 이용하여 해당 전기시설에서 방전여부 및 방전종류를 판단하는 방법은 다양한 공지기술에 의해 수행될 수 있으므로 그 설명은 생략한다.
또한 본 발명에서는 전압검출센서(121)의 일 실시 예를 도 9a 내지 도 9c에 도시하고 있다.
본 실시 예의 전압검출센서(121)는 검출전극(1211), 접지전극(1212), 유전체(1213), BNC 연결단자(1214)를 포함하도록 구성됨에 특징이 있다.
검출전극(1211)은 원형의 동판으로 구성될 수 있으며, 접지전극(1212)의 경우도 원형의 동판으로 구성될 수 있다.
상기 유전체(1213)는 검출전극(1211) 및 접지전극(1212)의 사이에 삽입되며 에폭시 수지로 구성될 수 있다. 즉, 유전체(1213)의 양단에 검출전극(1211) 및 접지 전극(1212)이 접합되어 구성된다.
상기 BNC연결단자(1214)는 검출전극(1211)의 중심부로부터 유전체(1213) 및 접지전극(1212)을 관통하여 돌출 구성되는 검출전극(1211) 돌출부와 결합되도록 구성될 수 있다. 전압검출센서(121)의 검출신호는 BNC연결단자(1214)를 통해 검출된다.
이러한 전압검출센서(121)에 의해 검출되는 표면전압은 상기 송신부(122)에 의해 물리적분석모듈(131)로 송신되는 것이다.
또한 상기 검출전극(1211) 및 상기 접지전극(1212)의 가장자리에는 전계집중완화부(1215)가 구성되는데, 전계집중완화부(1215)는 상기 검출전극(1211) 및 상기 접지전극(1212)의 가장자리에 전계가 집중되어 전계가 왜곡되는 현상을 제어하기 위한 것이다. 즉 정확한 표면전압 값을 도출하기 위한 것이다.
이에 상기 전계집중완화부(1215)는 에폭시수지 100중량부에 대해 산화안티몬 5 내지 10중량부, 알루미늄분말 5 내지 10중량부, 폴리부타디엔 3 내지 5중량부, 팔라듐 0.5 내지 2중량부가 포함되도록 함에 특징이 있다.
상기 산화안티몬은 주제인 에폭시수지에 첨가되어 난연제로서 기능을 수행토록 하는 것이다.
상기 알루미늄분말은 주제인 에폭시수지가 온도저하에 따라 수축하는 경우 미세균열이 발생될 수 있는데 이러한 미세균열은 전계집중 포인트로서 작용할 수 있는 바, 에폭시수지의 온도수축을 제어하도록 하는 기능을 하는 것이며, 특히 알루미늄분말의 재질에 기해 방열기능이 부여되도록 하는 것이다.
즉 전계집중완화부(1215)가 열에 노출되는 경우 그 형상이 왜곡되어 전계집중이 발생되는 포인트가 생성될 여지가 있는데 알루미늄분말이 배합됨으로써 전계집중완화부(1215)에 누적될 수 있는 열을 외부로 전달시킴으로써 형상의 왜곡을 방지토록 하는 것이다.
또한 폴리부타디엔 및 팔라듐이 더 첨가되는데, 이는 전계집중완화부(1215)에 발생될 수 있는 표면공극을 제어토록 하기 위한 것이다. 전계집중완화부(1215)가 열에 노출되는 경우 에폭시수지와 타 조성 등이 반응을 하여 수소가스를 발생시킬 수 있으며, 수소고용 능력이 과포화 되면 온도하강 과정에서 수소가 외부로 방출되면서 전계집중완화부(1215)에 미세한 표면공극이 발생되도록 할 수 있으며, 이러한 미세 표면공극은 전계집중의 포인트로 작용될 수 있는 문제가 있다.
이에 본 발명에서는 폴리부타디엔이 첨가되도록 하는 바, 이러한 폴리부타디엔은 상기 팔라듐의 존재하에 개방되는 이중결합을 가지며 이것은 개방형 이중결합에 수소의 고정을 용이하게 한다. 따라서 본 발명에 있어 전계집중완화부(1215)의 조성으로 폴리부타디엔과 팔라듐이 배합됨으로써 페이스트에서 발생되는 수소를 흡수토록 하여 표면공극의 형성을 제어토록 하는 것이다.
또한 본 발명에서는 도 10에서 보는 바와 같이 포기조, 송풍기 등 전기시설의 경우 각 시설(c)의 전력사용량을 실시간으로 모니터링 함에 의해 각 시설의 상태판정이 이루어지도록 하는 측정부(12)의 일 실시 예로서 전력측정모듈(120')을 제시하고 있다.
즉 도 10에서 보는 바와 같이 각각의 전기시설(c)에 전력측정모듈(120')이 구성되어 각 전기시설(c)의 실시간 전력사용량을 측정하여 상기 진단/평가부(13)의 물리적분석모듈(131)로 송신토록 하고, 상기 물리적분석모듈(131)에서는 송신된 전력사용량에 따라 각 전기시설의 이하에서 설명할 시설노후도 분석결과 및 시설물상태평가 분석결과를 도출하도록 하는 것이다.
이를 위해 도면에 도시된 바는 없으나 상기 관리부(11)에는 각 전기시설(c)의 평균전력사용량에 대한 정보가 기 저장되어 있어야 하며, 상기 전력측정모듈(120')에 의해 실시간으로 측정된 전력사용량이 상기 물리적분석모듈(131)로 전달되면 상기 물리적분석모듈(131)에서는 해당 전기시설에 대한 평균전력사용량을 상기 관리부(11)로부터 전달받아 실시간 전력사용량과 평균전력사용량을 비교함으로써 해당 전기시설의 시설노후도 분석결과 및 시설물상태평가 분석결과를 도출하는 것이다.
도 11 내지 14는 본 실시 예가 적용되는 인터페이스의 예를 도시하고 있는 것이다.
도 11에서 보는 바와 같이 해당 전기시설(c)에 대한 평균전력사용량을 인터페이스 상에 업로드 하면 상기 관리부(11)에 해당 전기시설(c)에 대한 평균전력사용량이 저장되는 것이다.
도 12 및 도 13은 해당 전기시설(c)에서 전력측정모듈(120')이 실시간으로 전력사용량을 측정하면 인터페이스 상에 측정값의 추이를 모니터링 할 수 있도록 하는 것이다.
해당 전기시설(c)에서 전력측정모듈(120')이 실시간으로 전력사용량을 측정하여 상기 물리적분석모듈(131)로 송신하고, 상기 물리적분석모듈(131)에서는 해당 전기시설에 대한 평균전력사용량을 상기 관리부(11)로부터 전달받아 실시간 전력사용량과 평균전력사용량을 비교함으로써 해당 전기시설의 시설노후도 분석결과 및 시설물상태평가 분석결과를 도출하는 것이다.
시설노후도 분석결과 및 시설물상태평가 분석결과는 실시간 전력사용량과 평균전력사용량의 비교값에 다양한 함수를 적용하여 다양한 방법으로 도출할 수 있으므로 그 설명은 생략한다. 또한 인터페이스에서는 실시간으로 도 14에서 보는 바와 같이 각 전기시설(c) 예로 포기조, 송풍기, 반응조, 방류펌프에 대해 현재 상태를 디스플레이 함으로써 관리자에 의해 즉각적인 모니터링도 가능하도록 하는 것이다.
한편 상기 진단/평가부(13)는 도 3에서는 보는 바와 같이 물리적분석모듈(131)과, 재무적분석모듈(132)과, 의사결정모듈(133) 및 출력부(134)로 구성된다.
상기 물리적분석모듈(131)의 작동상태를 상세히 설명하면 도 4에서 보는 바와 같이 상기 측정부(12)로부터 각종 시설의 모니터링에 대한 데이터를 받아 분석하여 결과물로서 시설노후도(D), 시설상태평가(E)를 도출한다. 여기서 시설노후도(D)는 해당 하수처리장의 각종 시설에 대한 수명예측치를 정의하는 것으로 다양한 함수에 의해 그 정도를 나타낼 수 있다.
또한, 상기 시설상태평가(E)는 해당 하수처리장의 각종 시설의 현재 상태를 정의하는 것으로 이 경우도 다양한 함수에 의해 그 정도를 나타낼 수 있다.
상기 재무적분석모듈(132)은 도 5에서 보는 바와 같이 상기 관리부(11)로부터 보수/준설이력(A), 재무비용(B)에 대한 정보를 취합, 분석하여 생애주기비용(LCC) 분석결과(F)를 결과로서 도출하는 구성에 해당한다. 보수/준설이력(A), 재무비용(B)으로부터 LCC분석결과(F)를 도출하는 것은 다양한 프로그램이 적용될 수 있는 바, 그 설명은 생략한다.
상기 의사결정모듈(133)은 상기 물리적분석모듈(131)과 상기 재무적분석모듈로(132)부터 분석결과를 취합하여 하수처리장의 각종 시설에 대한 유지·관리에 관한 분석결과를 도출하는 구성이다.
이를 더욱 상세히 설명하면 도 6에서 보는 바와 같이 상기 의사결정모듈(133)은 상기 물리적분석모듈(131)로부터 시설노후도(D)와, 상기 재무적분석모듈(132)로부터 LCC분석결과(F)에 대한 데이터를 취합하여 하수처리장 각종 시설에 대한 정비 시나리오(G)를 결과물로 도출하는 것이다.
상기 정비 시나리오(G)라 함은 해당 하수처리장의 각종 시설에 대한 향후 정비에 관한 비용, 시기, 방법 등에 대한 분석결과를 말하는 것으로 이러한 정비 시나리오(G)는 출력모듈(134)에 의해 시각적 또는 인쇄물로 출력할 수 있게 되는 것이다.
이렇게 본 발명은 물리적인 예측결과인 시설노후도(D)와 재무적인 예측결과인 LCC분석결과(F)를 종합하여 향후 각각의 시설에 대한 정비 비용, 시기, 방법 등을 도출하게 되는 것이다. 즉 정비 시나리오(G)는 해당 하수처리장의 각각 시설에 대해 물리적 및 재무적 평가를 통해 향후 발생될 수 있는 정비, 시기, 예산집행 등에 대한 규격을 제시하게 되는 것이다.
이를 위해 상기 정비 시나리오(G)는 기능면에서 가중치를 둔 정비 시나리오(G-1)이거나 비용면에서 가중치를 둔 정비 시나리오(G-2)가 될 수 있는 바, 기능면에서 가중치를 둔 정비 시나리오(G-1)는 주로 기술적인 부분에 근거한 향후 히스토리가 될 것이며, 비용면에서 가중치를 둔 정비 시나리오(G-2)는 주로 향후 소요비용에 따른 히스토리가 될 것이다.
또한, 상기 의사결정모듈(133)은 상기 물리적분석모듈(131)로부터 시설상태평가(H) 분석결과와 상기 재무적분석모듈(132)로부터 LCC분석결과(F)를 취합하여 특정 시설에 대한 유지보수결정(I)을 한다.
즉 각각의 시설에 대한 물리적인 현재 상태(시설상태평가(H)) 및 재무적인 현재상태(LCC분석결과(F))를 분석하여 특정 시설에 대해서 유지보수가 필요하다고 분석되는 경우 해당 시설에 대해 유지보수결정(I)을 내리는 것이다. 이러한 유지보수결정(I)의 경우도 출력모듈(134)에 의해 시각적 또는 인쇄물로 출력할 수 있게 되는 것이다.
이에 상기 의사결정모듈(133)은 상기와 같이 특정 시설에 대한 유지보수결정(I)이 내려지면 각각의 시설에 대한 서비스수준(C) 및 정비 시나리오(G)중 특정 시설에 대한 서비스수준(C) 및 정비 시나리오(G)를 취합, 분석하여 서비스 수준 시뮬레이션(J)을 결과물로 도출하는 것이다. 이 경우도 서비스 수준 시뮬레이션(J)은 상기 출력모듈(134)에 의해 시각적 또는 인쇄물로 출력되도록 한다.
이와 같이 상기 의사결정모듈(133)이 특정 시설에 대한 서비스 수준 시뮬레이션(J)을 도출하게 되면 사용자는 상기 서비스 수준 시뮬레이션(J)을 기반으로 적정의 유지/보수를 위한 공사방법, 비용을 집행할 수 있게 되는 것이다.
즉 해당 하수처리장 각각 시설의 외적인 인적/환경적 요인에 의해 기 설정된 서비스수준(C)에 대해 물리적, 재무적 예측결과물에 의한 정비 시나리오(G)를 가지고 보정을 함으로써 가장 최적의 공사지침으로서 상기 서비스 수준 시뮬레이션(J)이 도출되는 것이다.
이상 설명한 내용을 통해 당업자라면 본 발명의 기술사상을 일탈하지 아니하는 범위에서 다양한 변경 및 수정 가능함을 알 수 있을 것이다. 따라서, 본 발명의 기술적 범위는 명세서의 상세한 설명에 기재된 내용으로 한정되는 것이 아니라 특허청구범위에 의해 정해져야만 할 것이다.
11 : 관리부 12 : 측정부
13 : 진단/평가부

Claims (10)

  1. 하수처리장 각종 시설(처리공종으로 "착수정설비", "막여과설비", "약품저장설비", "생물반응조설비", "여과설비", "슬러지처리설비"를 포함하고, 각 처리공종에서 "토목시설", "건축시설", "기계시설", "전기시설", "계측제어시설"을 포함함)의 보수/준설이력, 재무비용, 서비스수준에 대한 정보를 관리하는 관리부; 하수처리장의 각종 시설을 실시간으로 모니터링 하는 측정부; 및 상기 관리부로부터의 정보와 상기 측정부로부터의 정보를 취합하여 하수처리장의 각종 시설의 물리적상태 및 재무적상태를 분석하여 하수처리장의 각종 시설의 유지·관리에 관한 분석결과를 도출하는 진단/평가부;를 포함하여 구성되는 하수처리장 자산관리 시스템에 있어서,
    상기 진단/평가부는 상기 측정부로부터의 정보를 취합하여 하수처리장의 각종 시설에 대한 시설노후도 분석결과 및 시설물상태평가 분석결과를 도출하는 물리적분석모듈과, 상기 관리부로부터 보수/준설이력, 재무비용에 대한 정보를 취합, 분석하여 생애주기비용(LCC) 분석결과를 도출하는 재무적분석모듈과, 상기 물리적분석모듈과 상기 재무적분석모듈로부터 분석결과를 취합하여 하수처리장 각 시설의 유지·관리에 관한 분석결과를 도출하는 의사결정모듈과, 상기 의사결정모듈로부터의 분석결과를 출력하는 출력모듈을 포함하여 구성되고,
    상기 측정부는 상기 시설이 금속성하우징을 가진 전기시설인 경우, 각각의 금속성 하우징의 외부 표면에 부착되며 상기 금속성 하우징 내부의 내부 부분방전에 의해 발생되는 부분 방전 펄스에 의해 상기 금속성 하우징에 생성되는 표면 전류에 따른 표면전압을 감지하는 전압감지모듈이 구성되며, 상기 진단/평가부에 있어 물리적 분석모듈은 상기 전압감지모듈로부터 송신되는 표면전압을 이용하여 전기시설의 시설노후도 분석결과 및 시설상태평가 분석결과를 도출하도록 구성되며,
    상기 전압감지모듈은 상기 표면전압을 축적하여 감지하는 전압검출센서; 및 상기 전압검출센서에 의해 감지된 표면전압을 상기 물리적 분석모듈로 송신하는 송신부;를 포함하고,
    상기 전압검출센서는 동판으로 형성되는 검출전극과 동판으로 형성되는 접지전극과 상기 검출전극 및 상기 접지전극 사이에 삽입되는 유전체와 상기 검출전극의 중심부로부터 상기 유전체 및 상기 접지전극을 관통하여 돌출 구성되는 검출전극 돌출부와 결합되는 BNC 연결단자를 포함하며,
    상기 검출전극 및 상기 접지전극의 가장자리에는 전계집중완화부가 구성되되, 상기 전계집중완화부는, 에폭시수지 100중량부에 대해 산화안티몬 5 내지 10중량부, 알루미늄분말 5 내지 10중량부, 폴리부타디엔 3 내지 5중량부, 팔라듐 0.5 내지 2중량부가 포함되는 것을 특징으로 하는 하수처리장 자산관리 시스템.
  2. 삭제
  3. 제 1항에 있어,
    상기 의사결정모듈은,
    상기 물리적분석모듈로부터 시설노후도 분석결과와 상기 재무적분석모듈로부터 생애주기비용(LCC) 분석결과를 취합하여 하수처리장 각종 시설에 대한 정비 시나리오를 도출하는 것을 특징으로 하는 하수처리장 자산관리 시스템.
  4. 제 3항에 있어,
    상기 의사결정모듈은,
    상기 물리적분석모듈로부터 시설상태평가 분석결과와 상기 재무적분석모듈로부터 생애주기비용(LCC) 분석결과를 취합하여 하수처리장의 특정 시설에 대한 유지보수결정을 하는 것을 특징으로 하는 하수처리장 자산관리 시스템.
  5. 제 4항에 있어,
    상기 의사결정모듈은,
    하수처리장의 특정 시설에 대한 유지보수결정에 대해 상기 관리부에 기 저장된 특정 시설에 대한 서비스수준과, 특정 시설에 대한 정비 시나리오를 취합, 분석하여 특정 시설에 대한 서비스 수준 시뮬레이션을 도출하는 것을 특징으로 하는 하수처리장 자산관리 시스템.
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