KR101627206B1 - 스마트 워터 그리드 서비스 지원 시스템 및 방법 - Google Patents
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Abstract
본 발명은 스마트 워터 그리드 서비스 지원 방법에 있어서, 스마트 워터 그리드 기반 통합 서비스 제공 서버에서 네트워크 내 물공급을 관리하기 위하여 상기 네트워크 내 배수 권역별 위치하는 배수 관리 제어 서버들과 연동하여 각 배수 권역별 배수 관리 제어 서버에서 제공되는 오브젝트를 관리하는 과정과, 기설정된 시나리오 기반 배수 권역별 다수의 서비스 행위를 제어하여 배수 권역별 상기 시나리오 기반 서비스 행위 분석 결과를 수집하는 과정과, 수집된 상기 시나리오 기반 서비스 행위 분석 결과를 이용하여 물관리 운영지수를 산정하고, 산정된 물관리 운영지수로부터 최적값을 산정하는 과정과, 산정된 최적값에 대응하는 배수 관리 조건을 배수 권역별 각 배수 관리 제어 서버에 브로드캐스팅하여 상기 배수 관리 조건 기반 각 배수 관리 제어 서버별 물관리 운영 결과를 레포팅하고, 상기 레포팅 결과 적용 및 타 네트워크로 서비스하는 과정을 포함함을 특징으로 한다.
Description
본 발명은 스마트 워터 그리드에서 물공급을 경제적으로 운영하기 위한 통합적 업무 지원에 관한 것이다.
기후변화에 적극 대처하여 지속적이고 안정적인 용수 공급을 위해 기존의 용수 생산 공급망에 정보통신 기술(Information & Communication Technologies, ICT)을 접목한 지능형 물관리를 위해 스마트 워터 그리드(smart water grid)를 구축하고자 하는 다양한 노력이 최근 들어 지속 되고 있다. 이러한, 스마트 워터 그리드는 기존의 수자원 관리 시스템의 한계를 극복하기 위해 첨단 정보통신기술을 이용하는 고효율의 차세대 인프라시스템으로 다양한 수원을 활용하고 물을 효율적으로 배분관리운송하여 수자원의 불균형을 해소하고, 첨단 센서 네트워크를 이용해 실시간으로 수자원망의 안정성을 모니터링하는 등 용수관리 전분야에 걸쳐 양방향 실시간으로 용수정보를 감시 대응하여 용수관리와 에너지 효율의 최적화된 배수권역에 적합한 지능형 물관리가 가능할 것으로 예상되는 시스템이다.
그러나 스마트 워터 그리드 운영자가 배수권역내의 전체적인 운영상황을 쉽게 확인하고 한 화면을 통해 물의 효율적인 배분관리가 이루어지고 있는지 파악이 쉽지 않으며, 상수공급차단, 다중수원 오염물질 유입, 가뭄발생 등 비상상황이 발생하였을 때 담당자에게 SMS전송과 비상화면표출 및 알람을 통해 신속하게 대처가 필요하여 사용자가 각 상황에 맞는 시나리오를 구동하고 배수권역내 및 배수권역간에 물부족 현상이 일어나지 않도록 물분배공급 및 차단을 관리할 수 있는 업무지원 시스템이 필요하다.
한국공개특허공보 제2014-0120498호
따라서 본 발명은 스마트 워터 그리드 네트워크 운영자가 평상시 배수 권역내 운영중 상황을 파악하고, 비상시(상수공급차단, 다중수원 오염물질 유입, 가뭄발생 등) 발생하는 업무에 대해 배수권역내, 배수권역간의 물분배공급 및 차단이 이루어지도록 상황별 시나리오를 제시하여 업무를 지원할 수 있는 기술을 제공하고자 한다.
본 발명의 일 견지에 따르면, 스마트 워터 그리드 서비스 지원 방법에 있어서, 스마트 워터 그리드 기반 통합 서비스 제공 서버에서 네트워크 내 물공급을 관리하기 위하여 상기 네트워크 내 배수 권역별 위치하는 배수 관리 제어 서버들과 연동하여 각 배수 권역별 배수 관리 제어 서버에서 제공되는 오브젝트를 관리하는 과정과, 기설정된 시나리오 기반 배수 권역별 다수의 서비스 행위를 제어하여 배수 권역별 상기 시나리오 기반 서비스 행위 분석 결과를 수집하는 과정과, 수집된 상기 시나리오 기반 서비스 행위 분석 결과를 이용하여 물관리 운영지수를 산정하고, 산정된 물관리 운영지수로부터 최적값을 산정하는 과정과, 산정된 최적값에 대응하는 배수 관리 조건을 배수 권역별 각 배수 관리 제어 서버에 브로드캐스팅하여 상기 배수 관리 조건 기반 각 배수 관리 제어 서버별 물관리 운영 결과를 레포팅하고, 상기 레포팅 결과 적용 및 타 네트워크로 서비스하는 과정을 포함함을 특징으로 한다.
본 발명의 다른 견지에 따르면, 스마트 워터 그리드 서비스 지원 시스템에 있어서, 스마트 워터 그리드 기반 네트워크 내 물공급을 관리하기 위하여 상기 네트워크 내 배수 권역별 위치하는 배수 관리 제어 서버들과 연동하여 각 배수 권역별 배수 관리 제어 서버에서 제공되는 오브젝트를 관리하는 제어부를 기반으로 물공급 관리를 위한 업무지원을 수행하는 통합 서비스 제공 서버와, 상기 스마트 워터 그리드 기반 통합 서비스 제공 서버로부터 인가된 제어 신호에 따라 제어 리스트에 포함된 각 배수 권역별 물관리 운영 지수에 따라 연동된 배수 관리 기기를 운영하는 배수 관리 제어 서버와, 상기 통합 서비스 제공 서버 기반 하에 스마트 워터 그리드 서비스 기반 배수 권역별 물공급 지원을 위한 지원 서비스 항목별 데이터가 타입별로 분류되어 데이터베이스(database, DB)화된 서비스 항목별 DB를 포함함을 특징으로 한다.
본 발명은 실시간 수자원망의 안정성을 모니터링 가능하고, 안정적인 물공급 관리를 보장할 수 있어 에너지 효율 및 절감 효과를 확보 가능할 뿐만 아니라, 양방향 실시간으로 용수정보를 감시 대응하여 용수관리와 에너지 효율의 최적화된 배수권역에 적합한 지능형 물관리가 가능한 효과가 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시 예에 따른 스마트 워터 그리드 서비스 지원 방법에 관한 전체 흐름도.
도 2는 본 발명의 일 실시 예에 따른 스마트 워터 그리드 서비스 지원 방법에 있어서, 업무 지원 서비스 화면의 예시도.
도 3은 본 발명의 일 실시 예에 따른 스마트 워터 그리드 서비스 지원 방법에 있어서 평상 시 업무지원에 관한 흐름도.
도 4는 본 발명의 일 실시 예에 따른 스마트 워터 그리드 서비스 지원 방법에 있어서 비상 시 업무지원에 관한 흐름도.
도 5는 본 발명의 일 실시 예에 따른 스마트 워터 그리드 서비스 지원 시스템의 개략적인 구성도.
도 6은 본 발명의 일 실시 예에 따른 스마트 워터 그리드 서비스 지원 시스템에 있어서, 통합 서비스 제공 서버의 상세 구성을 보인 블록도.
도 2는 본 발명의 일 실시 예에 따른 스마트 워터 그리드 서비스 지원 방법에 있어서, 업무 지원 서비스 화면의 예시도.
도 3은 본 발명의 일 실시 예에 따른 스마트 워터 그리드 서비스 지원 방법에 있어서 평상 시 업무지원에 관한 흐름도.
도 4는 본 발명의 일 실시 예에 따른 스마트 워터 그리드 서비스 지원 방법에 있어서 비상 시 업무지원에 관한 흐름도.
도 5는 본 발명의 일 실시 예에 따른 스마트 워터 그리드 서비스 지원 시스템의 개략적인 구성도.
도 6은 본 발명의 일 실시 예에 따른 스마트 워터 그리드 서비스 지원 시스템에 있어서, 통합 서비스 제공 서버의 상세 구성을 보인 블록도.
이하 본 발명에 따른 바람직한 실시 예를 첨부한 도면을 참조하여 상세히 설명한다. 하기 설명에서는 구체적인 구성 소자 등과 같은 특정 사항들이 나타나고 있는데 이는 본 발명의 보다 전반적인 이해를 돕기 위해서 제공된 것일 뿐 이러한 특정 사항들이 본 발명의 범위 내에서 소정의 변형이나 혹은 변경이 이루어질 수 있음은 이 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게는 자명하다 할 것이다.
본 발명은 스마트 워터 그리드에서 물공급을 경제적으로 운영하기 위한 통합적 업무 지원에 관한 것으로, 보다 상세하게는 스마트 워터 그리드 기반 통합 서비스 제공 서버에서 배수 권역별 위치하는 배수 관리 제어 서버들과 연동하여 각 배수 권역별 배수 관리 제어 서버에서 제공되는 오브젝트를 관리하고, 기설정된 시나리오 기반 배수 권역별 다수의 서비스 행위를 제어하여 배수 권역별 상기 시나리오 기반 서비스 행위 분석 결과를 수집하여 시나리오 기반 서비스 행위 분석 결과를 이용하여 물관리 운영지수 관련 최적값을 산정하고 이에 대응하는 배수 관리 조건을 배수 권역별 각 배수 관리 제어 서버에 브로드캐스팅하여 상기 배수 관리 조건 기반 각 배수 관리 제어 서버별 물관리 운영 결과를 레포팅하고, 상기 레포팅 결과 적용 및 타 네트워크로 서비스함으로써 실시간 수자원망의 안정성을 모니터링 가능하고, 안정적인 물공급 관리를 보장할 수 있어 에너지 효율 및 절감 효과를 확보 가능할 뿐만 아니라, 양방향 실시간으로 용수정보를 감시 대응하여 용수관리와 에너지 효율의 최적화된 배수권역에 적합한 지능형 물관리가 가능한 기술을 제공하고자 한다.
이하, 본 발명의 일 실시 예에 따른 스마트 워터 그리드 서비스 지원 방법에 관해 도 1 내지 4를 참조하여 자세히 살펴보기로 한다.
우선, 도 1은 본 발명의 일 실시 예에 따른 스마트 워터 그리드 서비스 지원 방법에 관한 전체 흐름도이다. 도 1을 참조하면, 먼저 110 과정에서는 스마트 워터 그리드 기반 통합 서비스 제공 서버에서 네트워크 내 물공급을 관리하기 위하여 상기 네트워크 내 배수 권역별 위치하는 배수 관리 제어 서버들과 연동하여 각 배수 권역별 배수 관리 제어 서버에서 제공되는 오브젝트를 관리한다.
여기서, 상기 오브젝트는 통합 서비스 제공 서버에 의해 설정되어 각 배수 관리 제어 서버별 페어링(pairing)된 적어도 하나 이상의 배수 관리 기기의 스마트 플랫폼(platform) 모니터링 기반 배수 상태 정보와 관련된 다수의 물관리 운영 항목 및 비상 상황 시 이벤트 판단ㆍ검출이 포함된 배수 행위 관련 모든 동작을 포함하는 것으로, 예컨대 상기 물관리 운영항목은 수위, 유량, 다중수원 정보, 워터루프(선택취수) 운영정보, 기후 변화에 따른 적응적 제어 항목, 실시간 계측 정보를 포함하며, 상기 비상 상황 시 이벤트 판단은 배수 관리 제어 서버에서 연동된 배수 관리 기기 모니터링 항목별 기설정된 범위 초과 여부에 따라 계측되어 관리되는 것이다.
이에 따라, 110 과정에서의 상기 배수 권역별 배수 관리 제어 서버에서 제공되는 오브젝트를 관리하는 동작으로 본 발명이 적용된 통합 관리 제어 서버는 배수 권역별 각 배수 관리 제어 서버로부터 기설정된 물공급 관련 항목별 모니터링 결과를 주기별로 요청하여 이벤트 발생 여부를 체크하여 체크 결과에 따라 상기 배수 권역별 물공급을 차등적으로 제어한다.
또한, 상기 통합 서비스 제공 서버는, 스마트 워터 그리드 서비스 기반 배수 권역별 물공급 지원을 위한 지원 서비스 항목별 데이터가 타입별로 분류되어 데이터베이스(database, DB)화된 상기 서비스 항목별 DB와 연동되어 상기 각 서비스 항목별 DB로부터 제공되는 데이터를 기반으로 배수 권역별 배수 관리 제어 서버를 통합 관리하며, 스마트 워터 그리드 서비스 지원을 위한 배수 권역 정보 등록, 배수 권역 정보 수정, 다중수원 정보 조회, 인근지역 배수 권역 정보 설정 및 수자원 관리 운영을 위한 환경이 미리 설정되고, 상기 DB로 연계되어 업무 지원을 위한 인터페이스를 제공한다.
그리고, 상기 서비스 항목별 DB에는 물수지분석 정보, 다중수원 정보, 수처리 정보, 워터루프 운영(선택취수) 정보, 기후변화 시나리오 분석 정보 및 실시간 계측 정보가 분류되어 저장된다.
112 과정에서는 기설정된 시나리오 기반 배수 권역별 다수의 서비스 행위를 제어하고, 114 과정의 동작을 통해 배수 권역별 상기 시나리오 기반 서비스 행위 분석 결과를 수집한다.
이때, 상기 기설정된 시나리오는 배수 권역별 위치하는 다수의 배수 관리 기기로부터 발생 가능한 운영 상황을 미리 시뮬레이션하여 돌발 상황에 대한 예측을 통해 효율적인 물관리 운영을 지원하기 위한 것으로, 본 발명의 실시 예에 따라 상기 발생 가능한 운영 상황별(상수공급 차단, 다중수원 오염물질 유입, 가뭄 발생 등) 가상의 시나리오를 제시하여 업무를 지원할 수 있다.
한편, 상기 다중수원은 하수고도처리수, 빗물, 하천수, 해수 및 지하수를 포함하는 원수를 의미하는 것으로, 이러한 원수의 수질에 따라 수처리 방법을 달리할 수 있고, 상기 수질에 따라 수자원 관리 시스템에서 수처리 사용목적에 맞도록 다양한 유입수로 활용됨으로써 일정량의 수량 확보가 가능하여 지속적인 물공급 관리가 수행된다.
계속해서, 116 과정에서는 114 과정의 동작을 통해 수집된 상기 시나리오 기반 서비스 행위 분석 결과를 이용하여 물관리 운영지수를 산정하여 물관리 운영지수로부터 최적값을 산정하고, 118 과정에서 최적값에 대응하는 배수 관리 조건을 배수 권역별 각 배수 관리 제어 서버에 브로드캐스팅(broadcasting)한다.
상기 물관리 운영지수는, 비상 시 배수 권역 간 플랫폼에 물공급이 기설정된 정상 범위 초과 시 상기 정상 범위 내 유량 확보가 가능하도록 주변 배수 권역 간의 운영지수로 산정되는 것으로, 하기 수학식 1의 형태의 중회귀 분석 기법을 이용하여 종속변수에 선형적인 영향을 독립변수들을 이용하여 종속변수의 값을 예측하기 위한 통계적인 기법으로 상기 독립변수의 장래추정치를 부여하여 회귀모델을 구축하여 산정된다.
120 과정에서는 상기 최적값에 대응되게 생성된 배수 관리 조건을 기반으로 각 배수 관리 제어 서버별 물관리 운영 결과를 레포팅하고, 122 과정에서 상기 레포팅 결과를 해당 통합 서비스 제공 서버의 업무 지원 운영에 적용하고, 또한 상기 통합 서비스 제공 서버는 다른 타 네트워크의 통합 서비스 제공 서버로의 상기 레포팅 결과 기반 데이터 서비스를 제공한다.
한편, 도 2는 본 발명의 일 실시 예에 따른 스마트 워터 그리드 서비스 지원 방법에 있어서, 업무 지원 서비스 화면의 예시도이다.
도 2에 도시된 바와 같이, 본 발명의 일 실시 예에 따른 스마트 워터 그리드 서비스 기반 업무 지원 서비스 화면(200)은 배수 권역별 배수 관리 제어 서버에 의해 모니터링되는 적어도 하나 이상의 배수 관리 기기의 배수 관련 상태 정보를 단일화면을 통해 사용자에게 가이드하기 위한 것으로, 복수의 분할된 영역(210, 212, 214)을 갖고, 각 분할된 영역(210, 212, 214)에는 대응하는 아이템이 형성되는 아이템 리스트가 표시된다.
상기 분할된 영역 내의 제1 위치(210)에는 배수 권역의 명칭 및 기설정된 배수 관련 모니터링 항목별 계측값이 표시되고, 제2 위치(212)에는 상기 제1 위치에 표시된 모니터링 항목별 계측값에 대응하는 그래프가 표시되며, 제3 위치(214)에는 상기 제1 위치(210)에 표시된 모니터링 항목별 상세 서브 항목이 표시된다.
이어서, 도 3은 본 발명의 일 실시 예에 따른 스마트 워터 그리드 서비스 지원 방법에 있어서 평상 시 업무지원에 관한 흐름도이다.
도 3을 참조하면, 먼저 310 과정에서는 배수 권역의 수자원 총량을 조사한다. 즉, 상기 310 과정에서는 배수 권역 내에 존재하고 있는 모든 물의 총량을 조사하는 것으로, 스마트 워터 그리드 내에서는 수용가의 상수도 사용량 실시간 사용량 계측과 다중수원 수위계측을 통해 자료를 구축하고 구축된 자료를 물부족 위험평가 프로그램의 입력자료로 활용하여 배수 권역의 수자원 총량을 조사하게 된다. 본 발명이 적용되어 통합 서비스 제공 서버를 통해 운영되는 물부족 위험평가 프로그램에서 출력되어 스마트 워터 그리드 기반 통합 서비스 서버에 연동된 DB에 저장되는 배수 권역의 수자원 총량을 가져오는 동작이 수행된다.
312 과정에서는 310 과정을 통해 조사된 총량 중에 다중수원의 취수 가능량을 기설정된 다중수원 가용수량 산정 알고리즘을 통해 출력하여 출력된 결과값을 통합 서비스 제공 서버와 연동된 통합 서비스 DB로부터 수집하여 취수 가능량을 분석한다.
314 과정에서는 상기 다중수원의 취수 가능량과 다중수원별 설계 취수량을 비교한다. 비교 결과, 취수 가능량이 큰 경우 316 과정으로 이동하여 계획 취수를 수행한다. 이때, 상기 계획 취수는 본 발명이 적용된 스마트 워터 그리드 서비스 지원 시스템에 있어서 설계 취수량 보다 취수 가능량이 많게 되면 일일 취수 계획에 따라 일정량을 용수 공급하는 배수이다.
상기 비교 결과, 취수 가능량이 작은 경우 318 과정으로 이동하여 각 수원 체크 동작을 통해 해당 취수 가능량과 최대 취수량을 비교하여 취수 가능량이 큰 경우 420 과정의 동작을 통해 선택 취수를 수행한다.
여기서, 상기 선택 취수는 최대취수량보다 취수가능량이 많게 되면 일일 취수계획에 따라 일정량을 용수공급을 하게 되면 부족량이 발생하므로 각각의 다중수원에서 계획취수량과 수질현황을 고려하여 구성한 선택취수 프로그램을 통해 용수를 공급하는 배수이다.
작은 경우 322 과정으로 이동하여 워터 루프 연계 운영을 수행한다. 상기 워터 루프 연계 운영을 통해 다주수원의 최대 취수량이 크게 되면 배수 권역 내에서 취수할 수 있는 양이 부족하므로 플랫폼 내의 부족량을 파악한다.
상기 322 과정의 동작 수행 후 324 과정으로 이동하여 업무 지원 시스템이 운영된다. 이는 플랫폼 내의 부족량을 인지하고 비상 시 업무지원 시스템을 운영하기 위한 것이다.
한편, 316 과정의 계획 취수 및 320 과정의 선택 취수 이후 본 발명에 따른 스마트 워터 그리드 서비스 지원 기반 통합 서비스 제공 서버에서는 326 과정의 목표 수질 만족 여부를 체크하여 선택 및 계획 취수된 수원이 사용자의 목적에 맞는 목표 수질에 만족하는 지의 여부를 판단한다. 판단 결과 만족된 경우 330 과정으로 이동하여 용수공급(워터루프 운영)을 수행하여 목표 수질에 만족되는 용수를 워터루프 운영 프로그램을 통해 용수가 사용자에게 배분 및 공급되고, 불만족된 경우 328 과정으로 이동하여 선택 및 계획 취수된 수원이 사용자의 목적에 맞는 목표수질에 만족되지 않으면 수처리 조합 공정 프로그램을 통해 수처리되어 용수를 공급하게 되는 수처리를 수행한다.
이러한 310~330 과정의 동작을 통해 평상 시 배수 관리 제어 서버로부터 기설정된 물공급 관련 항목별 모니터링 결과를 획득한다.
도 4는 본 발명의 일 실시 예에 따른 스마트 워터 그리드 서비스 지원 방법에 있어서 비상 시 업무지원에 관한 흐름도이다.
도 4를 참조하면, 먼저 410 과정에서는 배수 권역별 각 배수 관리 제어 서버로부터 기설정된 물공급 관련 항목별 모니터링 결과를 주기별로 요청하여 이벤트 발생 여부를 체크하여 이벤트가 발생된 경우, 상기 이벤트가 발생된 배수 권역을 기준으로 이웃하는 배수 권역의 상태 정보를 수집하여 평상 시 상황에서 비상 발생 시 비상 경보 실행을 통해 비상원인이 전달된다.
412 과정에서는 상기 수집된 상태 정보를 기반으로 해당 배수 권역의 다중수원에 오염물질이 투입되어 다중수원에서 취수할 수 없음을 통보하는 오염물 유입 보고가 수행되고, 414 과정에서는 상기 오염물 유입 보고에 따라 다중수원의 취수를 차단한다. 이는, 상기 412 과정의 원인으로 인해 다중수원에서 플랫폼으로 유입되는 다중수원의 취수를 차단하기 위한 것이다.
416 과정에서는 스마트 워터 그리드 기반 플랫폼 부족량을 확인한다.
확인 결과 부족량이 공급 가능량보다 큰 경우 418 과정으로 이동하여 플랫폼의 부족량과 공급이 가능량을 파악하여 플랫폼 부족량이 많을 경우 부족 유량을 파악하기 위하여 해당 플랫폼 부족 유량을 파악하고, 420 과정에서 상기 수집된 상태 정보 및 기저장된 시나리오 기반 서비스 행위 분석 결과를 이용하여 물관리 운영 지수를 재산정한다.
이때, 상기 물관리 운영지수 재산정은 인근지역 플랫폼에서 공급 가능량 경우의 수를 판단하여 중회귀분석 기법을 통해 물관리 운영지수를 산정하여 사용자가 인근 지역의 플랫폼 중 최적의 물공급이 가능한 지역을 판단할 수 있도록 우선순위를 산정하는 것이다.
422 과정에서는 인근지역 플랫폼에서 전달 받는 수원이 사용자의 목적에 맞는 목표 수질에 만족하는 지를 판단하는 목표 수질 만족 여부를 체크한다.
체크 결과, 만족하는 경우 424 과정으로 이동하여 산정된 물관리 운영 지수로부터 상기 이웃하는 배수 권역 간의 연계를 통한 최적화된 배수 관리 조건을 선정하여 최적 지역에서 최적 용수 공급을 수행한다.
만족하지 않은 경우 423 과정으로 이동하여 인근지역 플랫폼에서 전달받는 수원이 사용자의 목적에 맞는 목표수질에 만족이 안되면 기설정된 수처리 조합 공정 프로그램을 통해 수처리되어 용수를 공급하게 되는 수처리를 수행한다.
한편, 410 과정에서 발생된 이벤트가 상수관 관련 이벤트인 경우 411 과정으로 이동하여 상수차단을 수행한다. 이는 정수장에서 배수 권역으로 들어오는 상수관이 누수 및 차단으로 인해 시간 공급량 이하로 공급되어 상수부족 현상이 일어나는 경우를 알려 주기 위한 것이다. 이후, 413 과정으로 이동하여 플랫폼 부족량을 체크하여 부족량이 공급 가능량 보다 큰 경우 415 과정으로 이동하여 플랫폼 부족 유량 파악을 수행하여 420 과정으로 이동하여 이후의 동작을 수행한다.
413 과정의 동작 체크 결과, 부족량이 공급 가능량 보다 작은 경우 417 과정으로 이동하여 플랫폼의 부족량과 공급이 가능량을 파악하여 공급 가능량이 많으면 자체 해결이 가능하므로 배수 권역 내에서 해결하도록 지시하기 위한 동작이 수행된다.
또 다른 한편, 419 과정으로 이동하여 단기 혹은 장기 가뭄 예측을 인식한다. 이는 기후변화 시나리오를 통한 가뭄이 예상되는 경우로 플랫폼에 정상적으로 물공급이 어렵거나, 예상되어 유량 확보가 필요 시 알려주기 위한 동작으로 이후 421 과정으로 이동하여 플랫폼 부족 예측량/가뭄 지속기 간 파악을 수행한다.
425 과정에서는 기간 내 부족량 확보 가능 확인을 위해 부족량과 확보 가능량을 비교하여 부족량보다 확보 가능량이 큰 경우 427 과정으로 이동하여 플랫폼 부족 유량 파악 후 420 과정으로 이동하여 이후의 동작을 수행하고, 확보 가능량이 큰 경우 423 과정으로 이동하여 플랫폼의 부족량과 공급이 가능량을 파악하여 공급 가능량이 많으면 자체 해결이 가능하므로 배수 권역 내에서 해결하도록 지시하는 배수 권역 내 해결을 수행한다.
이상에서는 본 발명의 일 실시 예에 따른 스마트 워터 그리드 서비스 지원 방법에 대해서 살펴보았다.
이하, 본 발명의 일 실시 예에 따른 스마트 워터 그리드 서비스 지원 시스템에 관해 도 5 내지 도 6을 참조하여 자세히 살펴보기로 한다.
우선, 도 5는 본 발명의 일 실시 예에 따른 스마트 워터 그리드 서비스 지원 시스템의 개략적인 구성도를 보인 것으로, 도 5에 도시된 바와 같이 본 발명이 적용된 시스템(500)은 통합 서비스 제공 서버(518), 배수 관리 제어 서버(532, 534, 536) 및 배수 관리 기기(520, 522, 526)을 포함한다.
상기 통합 관리 서비스 제공 서버(518)은 스마트 워터 그리드 기반 네트워크 내 물공급을 관리하기 위하여 상기 네트워크 내 배수 권역별(510, 512, 516) 위치하는 배수 관리 제어 서버(518, 522, 528)들과 연동하여 각 배수 권역별 배수 관리 제어 서버에서 제공되는 오브젝트를 관리하는 제어부를 기반으로 물공급 관리를 위한 업무지원을 수행한다.
또한, 상기 통합 관리 서비스 제공 서버(518)은 통합 서비스 제공 서버 기반 하에 스마트 워터 그리드 서비스 기반 배수 권역별 물공급 지원을 위한 지원 서비스 항목별 데이터가 타입별로 분류되어 데이터베이스(database, DB)화된 서비스 항목별 DB와 연동되어 각 서비스 항목별 DB로부터 제공되는 데이터를 기반으로 배수 권역별 상기 배수 관리 제어 서버(518, 522, 528 혹은 532, 534, 536)를 통합 관리하며, 스마트 워터 그리드 서비스 지원 시스템의 전반적인 동작을 제어한다.
여기서, 도 6을 참조하여 본 발명이 적용된 통합 서비스 제공 서버에 관해 자세히 살펴보도록 한다.
도 6은 본 발명의 일 실시 예에 따른 스마트 워터 그리드 서비스 지원 시스템에 있어서, 통합 서비스 제공 서버의 상세 구성을 보인 블록도이다.
도 6을 참조하면, 본 발명이 적용된 통합 서비스 제공 서버(600)는 오브젝트 모니터링부(612), DB(614), 제어부(616), 수집부(618), 서비스 제공부(620), 운영지수 산출부(622), 분석부(624) 및 레포팅 처리부(626)를 포함한다.
상기 제어부(616)는 상기 배수 권역별 각 배수 관리 제어 서버(610...n)로부터 기설정된 물공급 관련 항목별 모니터링 결과를 오브젝트 모니터링부(612)를 통해 주기별로 요청하여 이벤트 발생 여부를 체크하고, 체크 결과에 따라 상기 배수 권역별 물공급을 차등적으로 제어하여 상기 배수 권역별 배수 관리 제어 서버(610...n)에서 제공되는 오브젝트를 관리하도록 제어한다.
상기 배수 관리 제어 서버로부터 기설정된 물공급 관련 항목별 모니터링 결과는, 오브젝트 모니터링부(612)를 통해 배수 권역별 수자원 총량을 조사하고, 제어부를 통해 조사 결과에서 다중 수원의 취수 가능량을 기설정된 다중수원 가용수량 산정 알고리즘을 통해 출력하여 출력된 결과값을 연동된 통합 서비스 DB(614)로부터 수집하여 취수 가능량을 분석하고, 상기 다중수원의 취수 가능량과 다중수원별 설계 취수량을 비교하여 취수 가능량이 큰 경우 계획 취수를 수행하고, 작은 경우 다중수원별 취수 가능량과 최대 취수량을 비교하고, 취수 가능량이 큰 경우 선택 취수를 수행하고, 작은 경우 워터루프(water loof) 연계 운영을 수행하여 획득된다.
또한, 상기 체크 결과 이벤트가 발생된 경우 제어부(616)에서는 상기 이벤트가 발생된 배수 권역을 기준으로 이웃하는 배수 권역의 상태 정보를 수집하고, 상기 수집된 상태 정보를 기반으로 해당 배수 권역의 다중수원에 오염물질이 투입되어 다중수원에서 취수할 수 없음을 통보하는 오염물 유입 보고 를 해당 배수 권역에 브로드캐스팅하고, 상기 오염물 유입 보고에 따라 다중수원의 취수를 차단하고, 스마트 워터 그리드 기반 플랫폼 부족량을 확인하여 확인 결과 부족량이 공급 가능량보다 큰 경우 해당 플랫폼 부족 유량을 파악하고, 상기 수집된 상태 정보 및 기저장된 시나리오 기반 서비스 행위 분석 결과를 이용하여 물관리 운영 지수를 재산정하여 산정된 물관리 운영 지수로부터 상기 이웃하는 배수 권역 간의 연계를 통한 최적화된 배수 관리 조건을 선정한다.
상기 수집부(618)은 제어부(616)의 제어 하에 기설정된 시나리오 기반 배수 권역별 다수의 서비스 행위를 제어하여 배수 권역별 상기 시나리오 기반 서비스 행위 분석 결과를 수집한다.
상기 운영지수 산출부(622)는 수집부(618)로부터 수집된 상기 시나리오 기반 서비스 행위 분석 결과를 이용하여 제어부(616) 기반 하에 물관리 운영지수를 산정하고, 산정된 물관리 운영지수로부터 최적값을 산정한다.
더욱 상세하게는, 상기 운영지수 산출부(622)는 비상 시 배수권역 간 플랫폼에 물공급이 기설정된 정상 범위 초과 시 상기 정상 범위 내 유량 확보가 가능하도록 주변 배수 권역 간의 운영지수로 물관리 운영지수를 산정하여 하기의 수학식의 형태로 중회귀 분석 기법을 이용하여 종속변수에 선형적인 영향을 독립변수들을 이용하여 종속변수의 값을 예측하기 위한 통계적인 기법으로 상기 독립변수의 장래추정치를 부여하여 회귀모델을 구축하여 산정한다.
(여기서, 
: 종속변수, 
, 
, ..., 
: 독립변수(유량, 수질, 이송거리, 전력비용 등), 
, 
, 
, ..., 
: 회귀계수, 
: 오차)
상기 레포팅 처리부(626)는 산정된 최적값에 대응하는 배수 관리 조건을 배수 권역별 각 배수 관리 제어 서버(610)에 브로드캐스팅하여 상기 배수 관리 조건 기반 각 배수 관리 제어 서버별 물관리 운영 결과를 레포팅하여 출력한다.
상기 서비스 제공부(620)은 제어부(616)의 제어 하에 레포팅 결과 적용 및 타 네트워크로 서비스를 제공한다.
한편, 도 5에 도시된 바와 같이 스마트 워터 그리드 기반 통합 서비스 제공 서버(518)는 각 배수 권역별(510, 512, 516) 위치하는 배수 관리 제어 서버(518, 522, 528)들을 통합하여 상기 통합 서비스 제공 서버(518) 간의 데이터를 중계하는 메인 배수 관리 제어 서버(532, 534, 536)를 통해 각 배수 관리 기기(520, 524, 526)의 오브젝트를 관리할 수도 있다.
이어서, 상기 배수 관리 제어 서버(518, 522, 528)는 스마트 워터 그리드 기반 통합 서비스 제공 서버(518)로부터 인가된 제어 신호에 따라 제어 리스트에 포함된 각 배수 권역별 물관리 운영 지수에 따라 연동된 배수 관리 기기(520, 524, 526)를 운영한다.
상기와 같이 본 발명에 따른 스마트 워터 그리드 서비스 지원 시스템 및 방법에 관한 동작이 이루어질 수 있으며, 한편 상기한 본 발명의 설명에서는 구체적인 실시 예에 관해 설명하였으나 여러 가지 변형이 본 발명의 범위를 벗어나지 않고 실시될 수 있다. 따라서 본 발명의 범위는 설명된 실시 예에 의하여 정할 것이 아니고 청구범위와 청구범위의 균등한 것에 의하여 정하여져야 할 것이다.
610: 배수관리 제어 서버 612: 오브젝트 모니터링부
614: DB 616: 제어부
618: 수집부 620: 서비스 제공부
622: 운영지수 산출부 624: 분석부
626: 레포팅 처리부
614: DB 616: 제어부
618: 수집부 620: 서비스 제공부
622: 운영지수 산출부 624: 분석부
626: 레포팅 처리부
Claims (13)
- 스마트 워터 그리드 서비스 지원 방법에 있어서,
스마트 워터 그리드 기반 통합 서비스 제공 서버에서 네트워크 내 물공급을 관리하기 위하여 상기 네트워크 내 배수 권역별 위치하는 배수 관리 제어 서버들과 연동하여 각 배수 권역별 배수 관리 제어 서버에서 제공되는 오브젝트를 관리하는 과정과,
기설정된 시나리오 기반 배수 권역별 다수의 서비스 행위를 제어하여 배수 권역별 상기 시나리오 기반 서비스 행위 분석 결과를 수집하는 과정과,
수집된 상기 시나리오 기반 서비스 행위 분석 결과를 이용하여 물관리 운영지수를 산정하고, 산정된 물관리 운영지수로부터 최적값을 산정하는 과정과,
산정된 최적값에 대응하는 배수 관리 조건을 배수 권역별 각 배수 관리 제어 서버에 브로드캐스팅하여 상기 배수 관리 조건 기반 각 배수 관리 제어 서버별 물관리 운영 결과를 레포팅하고, 상기 레포팅 결과 적용 및 타 네트워크로 서비스하는 과정을 포함하고,
상기 오브젝트는 상기 통합 서비스 제공 서버에 의해 설정되어 각 배수 관리 제어 서버별 페어링(pairing)된 적어도 하나 이상의 배수 관리 기기의 스마트 플랫폼(platform) 모니터링 기반 배수 상태 정보와 관련된 다수의 물관리 운영 항목 및 비상 상황 시 이벤트 판단 검출이 포함된 배수 행위 관련 동작을 포함하고,
상기 물관리 운영항목은 수위, 유량, 다중수원 정보, 워터루프(선택취수) 운영정보, 기후 변화에 따른 적응적 제어 항목, 실시간 계측 정보를 포함하며, 상기 비상 상황 시 이벤트 판단은 배수 관리 제어 서버에서 연동된 배수 관리 기기 모니터링 항목별 기설정된 범위 초과 여부에 따라 계측되어 관리되며,
상기 기설정된 시나리오는 배수 권역별 위치하는 상기 다수의 배수 관리 기기로부터 상수공급 차단, 하수고도처리수, 빗물, 하천수, 해수 및 지하수를 포함하는 원수를 나타내는 다중수원의 오염물질 유입, 가뭄 발생을 포함한 발생 가능한 운영 상황을 가상의 시나리오를 나타내는 것을 특징으로 하는 스마트 워터 그리드 서비스 지원 방법. - 제1항에 있어서, 상기 통합 서비스 제공 서버는,
스마트 워터 그리드 서비스 기반 배수 권역별 물공급 지원을 위한 지원 서비스 항목별 데이터가 타입별로 분류되어 데이터베이스(database, DB)화된 상기 서비스 항목별 DB와 연동되어 상기 각 서비스 항목별 DB로부터 제공되는 데이터를 기반으로 배수 권역별 배수 관리 제어 서버를 통합 관리함을 특징으로 하는 스마트 워터 그리드 서비스 지원 방법. - 제1항에 있어서, 상기 배수 권역별 배수 관리 제어 서버에서 제공되는 오브젝트를 관리하는 과정은,
배수 권역별 각 배수 관리 제어 서버로부터 기설정된 물공급 관련 항목별 모니터링 결과를 주기별로 요청하여 이벤트 발생 여부를 체크하여 체크 결과에 따라 상기 배수 권역별 물공급을 차등적으로 제어함을 특징으로 하는 스마트 워터 그리드 서비스 지원 방법. - 제3항에 있어서, 상기 체크 결과 이벤트가 발생된 경우,
상기 이벤트가 발생된 배수 권역를 기준으로 이웃하는 배수 권역의 상태 정보를 수집하는 과정과,
상기 수집된 상태 정보를 기반으로 해당 배수 권역의 다중수원에 오염물질이 투입되어 다중수원에서 취수할 수 없음을 통보하는 오염물 유입 보고 과정과,
상기 오염물 유입 보고에 따라 다중수원의 취수를 차단하고, 스마트 워터 그리드 기반 플랫폼 부족량을 확인하여 확인 결과 부족량이 공급 가능량보다 큰 경우 해당 플랫폼 부족 유량을 파악하는 과정과,
상기 수집된 상태 정보 및 기저장된 시나리오 기반 서비스 행위 분석 결과를 이용하여 물관리 운영 지수를 재산정하는 과정과,
산정된 물관리 운영 지수로부터 상기 이웃하는 배수 권역 간의 연계를 통한 최적화된 배수 관리 조건을 선정하는 과정을 포함함을 특징으로 하는 스마트 워터 그리드 서비스 지원 방법. - 제3항에 있어서, 상기 배수 관리 제어 서버로부터 기설정된 물공급 관련 항목별 모니터링 결과는,
배수 권역별 수자원 총량을 조사하는 과정과,
조사 결과에서 다중 수원의 취수 가능량을 기설정된 다중수원 가용수량 산정 알고리즘을 통해 출력하여 출력된 결과값을 통합 서비스 제공 서버와 연동된 통합 서비스 DB로부터 수집하여 취수 가능량을 분석하는 과정과,
상기 다중수원의 취수 가능량과 다중수원별 설계 취수량을 비교하여 취수 가능량이 큰 경우 계획 취수를 수행하고, 작은 경우 다중수원별 취수 가능량과 최대 취수량을 비교하고, 취수 가능량이 큰 경우 선택 취수를 수행하고, 작은 경우 워터루프(water loof) 연계 운영을 수행하는 과정을 수행하여 획득됨을 특징으로 하는 스마트 워터 그리드 서비스 지원 방법. - 제1항에 있어서, 상기 물관리 운영지수는,
비상 시 배수권역 간 플랫폼에 물공급이 기설정된 정상 범위 초과 시 상기 정상 범위 내 유량 확보가 가능하도록 주변 배수 권역 간의 운영지수로 산정되는 것으로, 중회귀 분석 기법을 이용하여 종속변수에 선형적인 영향을 독립변수들을 이용하여 종속변수의 값을 예측하기 위한 통계적인 기법으로 상기 독립변수의 장래추정치를 부여하여 회귀모델을 구축하여 산정됨을 특징으로 하는 스마트 워터 그리드 서비스 지원 방법.
- 스마트 워터 그리드 서비스 지원 시스템에 있어서,
스마트 워터 그리드 기반 네트워크 내 물공급을 관리하기 위하여 상기 네트워크 내 배수 권역별 위치하는 배수 관리 제어 서버들과 연동하여 각 배수 권역별 배수 관리 제어 서버에서 제공되는 오브젝트를 관리하는 제어부를 기반으로 물공급 관리를 위한 업무지원을 수행하는 통합 서비스 제공 서버와,
상기 스마트 워터 그리드 기반 통합 서비스 제공 서버로부터 인가된 제어 신호에 따라 제어 리스트에 포함된 각 배수 권역별 물관리 운영 지수에 따라 연동된 배수 관리 기기를 운영하는 배수 관리 제어 서버와,
상기 통합 서비스 제공 서버 기반 하에 스마트 워터 그리드 서비스 기반 배수 권역별 물공급 지원을 위한 지원 서비스 항목별 데이터가 타입별로 분류되어 데이터베이스(database, DB)화된 서비스 항목별 DB를 포함하고, 상기 통합 서비스 제공 서버는 상기 각 서비스 항목별 DB로부터 제공되는 데이터를 기반으로 배수 권역별 상기 배수 관리 제어 서버를 통합 관리하고,
상기 통합 서비스 제공 서버는,
상기 제어부의 제어 하에 기설정된 시나리오 기반 배수 권역별 다수의 서비스 행위를 제어하여 배수 권역별 상기 시나리오 기반 서비스 행위 분석 결과를 수집하는 수집부와, 수집된 상기 시나리오 기반 서비스 행위 분석 결과를 이용하여 물관리 운영지수를 산정하고, 산정된 물관리 운영지수로부터 최적값을 산정하는 운영지수 산출부와, 산정된 최적값에 대응하는 배수 관리 조건을 배수 권역별 각 배수 관리 제어 서버에 브로드캐스팅하여 상기 배수 관리 조건 기반 각 배수 관리 제어 서버별 물관리 운영 결과를 레포팅하여 출력하는 레포팅 처리부와, 상기 레포팅 결과 적용 및 타 네트워크로 서비스하는 서비스 제공부를 포함하며,
상기 오브젝트는 상기 통합 서비스 제공 서버에 의해 설정되어 각 배수 관리 제어 서버별 페어링(pairing)된 적어도 하나 이상의 배수 관리 기기의 스마트 플랫폼(platform) 모니터링 기반 배수 상태 정보와 관련된 다수의 물관리 운영 항목 및 비상 상황 시 이벤트 판단 검출이 포함된 배수 행위 관련 동작을 포함하고,
상기 물관리 운영항목은 수위, 유량, 다중수원 정보, 워터루프(선택취수) 운영정보, 기후 변화에 따른 적응적 제어 항목, 실시간 계측 정보를 포함하며, 상기 비상 상황 시 이벤트 판단은 배수 관리 제어 서버에서 연동된 배수 관리 기기 모니터링 항목별 기설정된 범위 초과 여부에 따라 계측되어 관리되며,
상기 기설정된 시나리오는 배수 권역별 위치하는 상기 다수의 배수 관리 기기로부터 상수공급 차단, 하수고도처리수, 빗물, 하천수, 해수 및 지하수를 포함하는 원수를 나타내는 다중수원의 오염물질 유입, 가뭄 발생을 포함한 발생 가능한 운영 상황을 가상의 시나리오를 나타내는 것을 특징으로 하는 스마트 워터 그리드 서비스 지원 시스템. - 삭제
- 삭제
- 제7항에 있어서, 상기 통합 서비스 제공 서버는,
상기 배수 권역별 각 배수 관리 제어 서버로부터 기설정된 물공급 관련 항목별 모니터링 결과를 오브젝트 모니터링부를 통해 주기별로 요청하여 이벤트 발생 여부를 체크하고, 체크 결과에 따라 상기 배수 권역별 물공급을 차등적으로 제어하여 상기 배수 권역별 배수 관리 제어 서버에서 제공되는 오브젝트를 관리함을 특징으로 하는 스마트 워터 그리드 서비스 지원 시스템. - 제10항에 있어서, 상기 체크 결과 이벤트가 발생된 경우 상기 통합 서비스 제공 서버에서는,
상기 이벤트가 발생된 배수 권역을 기준으로 이웃하는 배수 권역의 상태 정보를 수집하고, 상기 수집된 상태 정보를 기반으로 해당 배수 권역의 다중수원에 오염물질이 투입되어 다중수원에서 취수할 수 없음을 통보하는 오염물 유입 보고 를 해당 배수 권역에 브로드캐스팅하고, 상기 오염물 유입 보고에 따라 다중수원의 취수를 차단하고, 스마트 워터 그리드 기반 플랫폼 부족량을 확인하여 확인 결과 부족량이 공급 가능량보다 큰 경우 해당 플랫폼 부족 유량을 파악하고, 상기 수집된 상태 정보 및 기저장된 시나리오 기반 서비스 행위 분석 결과를 이용하여 물관리 운영 지수를 재산정하여 산정된 물관리 운영 지수로부터 상기 이웃하는 배수 권역 간의 연계를 통한 최적화된 배수 관리 조건을 선정함을 특징으로 하는 스마트 워터 그리드 서비스 지원 시스템. - 제10항에 있어서, 상기 배수 관리 제어 서버로부터 기설정된 물공급 관련 항목별 모니터링 결과는,
오브젝트 모니터링부를 통해 배수 권역별 수자원 총량을 조사하고, 제어부를 통해 조사 결과에서 다중 수원의 취수 가능량을 기설정된 다중수원 가용수량 산정 알고리즘을 통해 출력하여 출력된 결과값을 연동된 통합 서비스 DB로부터 수집하여 취수 가능량을 분석하고,
상기 다중수원의 취수 가능량과 다중수원별 설계 취수량을 비교하여 취수 가능량이 큰 경우 계획 취수를 수행하고, 작은 경우 다중수원별 취수 가능량과 최대 취수량을 비교하고, 취수 가능량이 큰 경우 선택 취수를 수행하고, 작은 경우 워터루프(water loof) 연계 운영을 수행하여 획득됨을 특징으로 하는 스마트 워터 그리드 서비스 지원 시스템. - 제7항에 있어서, 상기 운영지수 산출부는
비상 시 배수권역 간 플랫폼에 물공급이 기설정된 정상 범위 초과 시 상기 정상 범위 내 유량 확보가 가능하도록 주변 배수 권역 간의 운영지수로 물관리 운영지수를 산정하여 중회귀 분석 기법을 이용하여 종속변수에 선형적인 영향을 독립변수들을 이용하여 종속변수의 값을 예측하기 위한 통계적인 기법으로 상기 독립변수의 장래추정치를 부여하여 회귀모델을 구축하여 산정됨을 특징으로 하는 스마트 워터 그리드 서비스 지원 시스템.
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