KR101751381B1 - 소블록mnf 오차보정기능을 갖는 상수관망용 rtu - Google Patents

Abstract

본 발명은 배수지권역 상수관망에서, 배수지에서 중블록으로 유출한 유량 즉 중블록유출량을 이용하여 저유속상태의 소블록 유량측정 오차를 보정할 수 있는 원격단말유닛(Remote Terminal Uint, RTU)에 관한 발명으로서, 보다 상세하게는 배수지에서 야간시간대의 배수지권역 중블록유출량을 정확하게 측정한 값과, 중블록 내 모든 소블록의 블록주입점에 설치된 유량계들에 대한 저유속 측정오차 보정계수가 저장되어 있는 DB를 이용하여, 각각의 소블록별 블록주입점에서 측정되는 MNF(Minimum Night Flow, 야간최소유량) 측정오차를 보정할 수 있는 기능을 가진 RTU에 관한 발명으로서, 인터페이스부(310), 유량정보DB(320), 보정정보DB(330), 송수신부(340), 중앙처리부(350) 및 표시부(360)를 포함하도록 구성하는 것이 바람직하다.

Description

소블록MNF 오차보정기능을 갖는 상수관망용 RTU {Remote Terminal Unit with Error Compensation Function for Measuring the Minimum Night Flow in Water Distribution System}

본 발명은 배수지권역 상수관망의 배수지에서 중블록으로 유출한 유량 즉 중블록유출량을 이용하여 저유속상태의 소블록 유량측정 오차를 보정할 수 있는 상수관망용 원격단말유닛(Remote Terminal Uint, RTU)에 관한 발명으로서, 보다 상세하게는 배수지에서 야간시간대의 배수지권역 중블록유출량을 정확하게 측정한 값과 중블록 내 모든 소블록의 블록주입점에 설치된 유량계들에 대한 저유속 측정오차 보정계수가 저장되어 있는 DB를 이용하여, 각각의 소블록별 블록주입점에서 측정되는 MNF(Minimum Night Flow, 야간최소유량) 측정오차를 보정할 수 있는 기능을 가진 RTU에 관한 발명이다.

상수도는 국민의 건강과 생활환경에 직결되는 필수적인 요소로서, 산업화와 도시화 및 생활수준의 향상에 따라 지속적으로 성장을 거듭하여 왔다. 상수도를 통한 수돗물의 공급은 생산단계의 정수장으로부터, 배수지와 상수관망을 거쳐 각 수용가에 공급되게 되는데, 상수관망은 급속한 도시화와 주거지역 등의 확대에 따라 끊임없이 확대되고 확장되어 왔다.

최근에는 물 부족 문제가 대두되면서, 정수장 등에서 수돗물 생산량을 확대 공급하는 것 못지않게 물을 배급하고 공급하는 과정 즉 상수관망에서 누수로 야기되는 손실유량을 저감하는 노력의 필요성이 높아지게 되었다. 그러나 실제 상수관망은 지하시설물이고, 도로와 지형에 따라 복잡하게 구성되어 있기 때문에 상수관망을 제대로 유지관리하기란 쉽지 않은 것이 현실이다. 이에 따라 최근에는 상수관망 유지관리를 최적화하기 위해, 배수구역을 적정한 급수전수에 따라 지역별로 나누어 블록화하고 각 블록별로 유량을 공급하고 관리하는 방식인 상수관망 블록화시스템이 도입되는 등 물 공급단계의 손실량을 줄이기 위한 많은 노력이 진행되어 왔다.

상수관망의 블록화는 대블록, 중블록 및 소블록 등 계층별로 구분되는데, 대블록의 경우 정수장의 송수관계통 급수구역 단위로 구획되어지며, 중블록은 배수지 단위의 급수구역으로 나누어지고, 소블록은 중블록 내에서 지형지물 및 지반고 등을 중심으로 분할되게 된다.

상수관망 블록시스템을 효율적으로 운영하게 되는 경우 상수도의 3대 관리목표인 적절한 수량, 수질, 수압을 유지하기 위한 체계적인 관망정비와 누수량 저감을 효과적으로 추진할 수 있으며, 이들을 위한 정확한 운영자료 즉, 상수관망 운영상 발생하는 유량계측 등 각종 데이터를 획득하고 이들에 대한 정확한 분석을 함으로써 상수관망 운영관리를 효율적으로 할 수 있다. 블록화된 상수관망에서 측정된 유량측정결과들은 상수관망의 관리에 매우 유용하게 사용되는데, 특히 그중에서도 야간최소유량(Minimum Night Flow, MNF)은 누수량 산출과 누수경보 등 관망관리에 효과적으로 활용될 수 있는 매우 중요한 측정요소이다.

그러나 야간최소유량(MNF)시간대를 포함한 심야시간대에는 물 사용량이 매우 적어지는 시간대이기 때문에 유속이 극히 낮아지는 반면, 유량계는 유속이 낮아지면 낮아질수록 물의 흐름 즉 유속을 감지하기 힘들어져서 유량측정 오차가 기하급수적으로 커지고 이로 인하여 실제 유량보다 훨씬 적게 측정된다. 따라서 야간최소유량(MNF) 측정값 등 심야시간대 유량측정값의 신뢰성이 매우 낮아진다는 근본적인 문제가 발생한다. 특히 야간최소유량(MNF) 시점에서는 정상적인 유량계측 한도(0.3m/sec 이상)에 훨씬 못 미치는 저유속 상태(0.1m/sec 미만)로 되기 때문에 야간최소유량(MNF) 측정값은 오차범위가 10%를 훨씬 상회하는 경우가 비일비재하여 상수관망블록의 유지관리 데이터 분석을 위한 자료로서 활용이 거의 불가능한 것이 현실이다.

뿐만 아니라, 국내에서 사용되는 유량계들은 초음파식 또는 전자식유량계이고, 그 중 절반 이상이 초음파유량계를 사용하고 있는데, 초음파유량계는 저유속시 오차범위가 더 크다는 문제점이 있다. 또한, 정확한 유량측정을 위해서는 유량계 설치시 전/후방 일정거리까지 직관부를 확보해야 하나(초음파식: 관경의 10배(전방)/5배(후방), 전자식: 관경의 5배(전방)/3배(후방)), 상수관로 공사 시 여러 가지 환경적, 경제적 여건을 감안하여 설계 및 설치하다 보니 직관부 길이가 충분치 않아 유속을 제대로 감지할 수 없고, 이로 인하여 오차발생이 크다는 현실적인 문제가 있고, 통상 상수관로를 설계할 때 장래의 사용량 확대까지 감안하여 관경을 충분히 크게 정하다 보니 유속은 훨씬 더 낮아진다는 점 등으로 인하여 MNF 측정값은 오차가 너무 크고 거의 활용이 불가능하다는 문제점이 있어왔다. 특히 유수율(용수공급량 중 수용가 계량기 계측을 통하여 요금부과가 가능한 유량의 비율)이 높아지면 배경누수량이 더 적어진 상태이므로 MNF도 적어지고 이로 인하여 유속은 더 낮아지는데, 전국적으로 상수관망의 유수율이 점점 더 높아지고 있는 추세를 감안해 볼 때 이 상황은 더욱 더 심각해 질 전망이다.

상수관망블록 유지관리에 매우 중요한 야간최소유량(MNF) 분석은, 일별로 얼마만큼의 유량이 공급 되었는지를 파악하는 전체 공급유량을 파악하는 개념이 아니라, 각 블록에 물 공급이 최소화 되는 시점인 심야시간 1시간 동안의 유량, 즉 MNF 시점의 유량을 정확히 계측함으로서, 해당 권역별 중블록 또는 각 소블록의 누수량과 관망상태를 정밀하게 파악할 수 있도록 하는 것이다. 그러나 전술한 바와 같이, 저유속시 유량계측의 오차가 커질 경우에는 MNF분석에 의한 결과로 시행하는 상수관망블록 유지관리 분석은 상당한 오류가 발생할 것이고, 이로 인해 혼란을 야기될 수밖에 없다. 이와 같이 상수관망블록 유지관리에 있어, 저유속에 기인하는 유량계측 오차 문제는 매우 심각한 사항이나, 그동안 관망블록 운영관리과정에서 측정된 유량에 대해서는 실제적인 확인 및 검증이 쉽지 않으며, 저유속에 따른 측정오차와 관련한 연구나 정밀분석이 미흡하기 때문에 문제점이 간과되어온 측면이 매우 큰 상황이다. 또한 이러한 문제는 저유속상태 시점에서 유량을 측정해야 되는 것으로 인하여 야기되는 근원적인 문제 상황이기 때문에, 정상적인 유속상태에서 시행하고 있는 유량계 검교정 방법 등에 의해서는 개선될 수 있는 사항은 아니다.

이를 해결하기 위해서는 각 블록의 주입점 배수관 중간에 축소관경을 설치하여 유속을 빠르게 한 후 그 지점에 유량계를 설치하여 유량측정을 하든지, 아니면 별도로 축소관경을 갖는 바이패스관을 설치하여 MNF 측정 시점에서만 블록유입량이 바이패스관을 통하여 공급되도록 하여 유량을 측정하도록 하는 방법 외에는 적절한 방안이 없었다. 그러나 축소관경으로 교체 설치하거나, 별도로 바이패스관을 설치하기 위하여 유량계실을 모두 교체하는 방안은 설치공간의 문제와 막대한 비용 및 인력이 소요되기 때문에 현실적으로 실현이 어렵다는 문제점이 있어왔다.

본 발명은 상술한 문제점들을 해결하기 위한 것으로서 다수의 소블록 단위로 블록화 되어있는 배수지권역 상수관망에서, 야간시간대에 배수지권역의 중블록유출량을 정확하게 측정한 값과, 중블록 내 모든 소블록의 블록주입점에 설치된 유량계들에 대한 저유속 측정오차 보정계수가 저장되어 있는 데이터베이스 등을 이용하여, 각각의 소블록별 블록주입점에서 측정되는 MNF 등 저유속 유입량의 측정오차를, 실제 값에 가까운 근사 값으로, 정확도 높게 보정할 수 있는 원격단말유닛(Remote Terminal Uint, RTU)을 제공하는 것을 목적으로 한다.

상기 목적을 달성하기 위하여 본 발명에 의한 소블록MNF 오차보정기능을 갖는 상수관망용 RTU는, 다수의 소블록으로 이루어져 있으며, 배수지에는 수위측정기를 포함하며, 상기 다수의 소블록 각각의 블록주입점에 소블록유량계를 포함하며, 유선 및/또는 무선통신망을 통하여 상기 수위측정기와 상기 소블록유량계 각각에 대한 측정값을 수집하여 저장하고 전송하는 관리서버를 갖추고 있는 배수지권역 중블록상수관망에서, 상기 각각의 블록주입점에 설치되는 RTU(Remote Terminal Uint, 원격단말유닛)로서, 자신의 소블록유량계와 연결되는 인터페이스부; 자신의 소블록유량계 측정값, 상기 관리서버로부터 전송받은 상기 수위측정기와 상기 소블록유량계 각각에 대한 측정값이 저장되는 유량정보DB; 상기 소블록유량계 각각에 대한 유량계 유형정보, 유속별 보정계수 및 관경정보가 저장되는 보정정보DB; 상기 관리서버에 상기 자신의 소블록유량계 측정값을 전송하고, 상기 관리서버로부터 상기 수위측정기 측정값와 상기 소블록유량계 각각에 대한 측정값을 전송받는 송수신부; 상기 자신의 소블록유량계 측정값으로부터 자신의 소블록MNF(Minimum Night Flow, 야간최소유량) 및 소블록MNF 시간대를 산출하고, 상기 수위측정기 측정값으로부터 상기 소블록MNF 시간대 동안의 중블록유출량을 산출하고, 상기 소블록유량계 각각에 대한 측정값으로부터 상기 소블록MNF 시간대 동안의 상기 다수의 소블록 각각에 대한 블록주입점 유입량을 산출하고, 상기 블록주입점 유입량과 상기 보정정보DB로부터 상기 다수의 소블록 각각에 대한 블록주입점 평균유속과 블록주입점 유입량 1차보정값을 산출하고, 상기 블록주입점 유입량 1차보정값과 상기 중블록유출량으로부터 1차보정오차를 산출하고, 상기 유량계 유형정보와 상기 블록주입점 평균유속으로부터 상기 다수의 소블록 각각에 대한 보정가중계수를 산출하고, 상기 블록주입점 유입량 1차보정값과 상기 1차보정오차 및 상기 보정가중계수로부터 자신의 소블록MNF 보정값을 산출하는 중앙처리부; 상기 중앙처리부가 산출한 상기 소블록MNF, 상기 소블록MNF 시간대 및/또는 상기 소블록MNF 보정값을 표시하는 표시부;를 포함하는 것을 특징으로 하는 소블록MNF 오차보정기능을 갖는 상수관망용 RTU; 를 포함하는 것을 특징으로 하는 것이 바람직하다.

또한 본 발명에 의한 소블록MNF 오차보정기능을 갖는 상수관망용 RTU는 상기 특징들 외에, 상기 블록주입점 유입량 1차보정값은 상기 유량계 유형정보와 상기 블록주입점 평균유속을 이용하여 상기 보정정보DB에 포함된 상기 유속별 보정계수로부터 블록주입점 보정계수를 찾아낸 후 상기 블록주입점 유입량에 상기 블록주입점 보정계수를 곱하여 산출한 값으로, 상기 1차보정오차는 상기 다수의 소블록 모두에 대한 상기 블록주입점 유입량 1차보정값을 합한 값을 상기 중블록유출량에서 차감하여 산출한 값으로 하며, 상기 보정가중계수는 상기 유량계 유형정보와 상기 블록주입점 평균유속에 따라 상기 소블록유량계가 전자식이고 상기 블록주입점 평균유속이 0.3m/sec이상일 경우 0으로, 상기 소블록유량계가 전자식이고 상기 블록주입점 평균유속이 0.1m/sec이상 0.3m/sec미만일 경우 0.5로, 상기 소블록유량계가 전자식이고 상기 블록주입점 평균유속이 0.1m/sec미만일 경우 1.0으로, 상기 소블록유량계가 초음파식이고 상기 블록주입점 평균유속이 0.6m/sec이상일 경우 0으로, 상기 소블록유량계가 초음파식이고 상기 블록주입점 평균유속이 0.1m/sec이상 0.6m/sec미만일 경우 3.0 으로, 상기 소블록유량계가 초음파식이고 상기 블록주입점 평균유속이 0.1m/sec미만일 경우 5.0으로 산출한 값으로 하며, 상기 자신의 소블록MNF 보정값은 자신의 블록주입점 유입량 1차보정값 + 1차보정오차 x (자신의 보정가중계수 / 다수의 소블록 모두에 대한 보정가중계수를 합한 값)으로 산출한 값으로 하며, 상기 수위측정기 측정값은 상기 다수의 소블록 각각에 대한 MNF시간대를 모두 포함할 수 있는 시간동안 배수지 유입구를 폐쇄한 상태에서 배수지 수위변화를 계측한 값으로 하는 특징을 더 포함하는 것도 가능하다.

이상에서 살펴본 바와 같이 본 발명에 의한 소블록MNF 오차보정기능을 갖는 상수관망용 RTU는, 저유속 상태라서 오차가 많은 소블록 MNF를 실제 값에 가까운 근사 값으로 정확도 높게 보정해 낼 수 있는 효과를 가져올 수 있다. 따라서 저유속오차로 인하여 이론적으로만 가능하고 현실적으로는 불가능했던 “소블록 MNF를 이용한 누수량 산출과 누수경보”를 실질적으로 가능하게 할 수 있게 되었고, 이를 통하여 블록화된 상수관망 관리를 위한 효과적이고 유용하며 실제적인 수단을 얻게 되었다.

또한, 배수지에 수위측정기를 설치하고 심야시간대에 상수원 유입을 차단한 상태에서 수위를 측정하여 중블록MNF를 포함하는 중블록 유출량을 산출하기 때문에, 유속이 낮아 유량계오차가 심한 심야시간대에 중블록MNF 및 중블록 유출량을 정확하고 정밀하게 측정할 수 있는 효과가 있다.

그리고 중블록 내 모든 소블록에서 각각의 소블록MNF 시간대에 측정된 소블록MNF에, 유량계 유형과 평균유속에 대응되는 보정계수를 적용하여 1차보정값을 산출한 후, 각각의 소블록MNF 시간대에 배수지 수위측정기로 정확히 측정한 중블록유출량 및 타 소블록과 비교하여 소블록 간의 상대적 보정을 할 수 있기 때문에 저유속 상태에서도 신뢰성과 정확도가 높은 소블록 MNF 보정값을 얻을 수 있는 효과가 있다.

뿐만 아니라 본 발명에 의한 소블록MNF 오차보정기능을 갖는 상수관망용 RTU에는 중앙처리부가 산출한 소블록MNF, 소블록MNF 시간대 및/또는 상기 소블록MNF 보정값을 표시하는 표시부를 포함하고 있기 때문에 유량계 점검 등을 위하여 현장에 출동하게 되는 관리인력들이 RTU로부터 직접 해당 소블록의 MNF는 물론 소블록 MNF 보정값을 직접확인할 수 있는 효과가 있다.

따라서 기존에 설치된 유량계에 대한 교체 및 구조변경을 하지 않더라도 소블록MNF를 비롯하여 저유속 상태에서의 소블록 블록주입점 유입량을 실제 값에 가까운 근사 값으로 정확하게 산출해 낼 수 있는 효과가 있고, 이로 인하여 비용과 시간을 크게 절약할 수 있는 장점이 있다.

도 1은 본 발명이 적용되는 배수지권역 상수관망의 개념도이다.
도 2는 야간최소유량 측정방법을 보여주는 개념도이다.
도 3은 초음파식 유량계 및 전자식 유량계에서 유속에 따른 유량계 측정오차 변화 추이도이다.
도 4는 본 발명에 의한 보정정보DB에 포함되는, 유량계 유형에 따른 유속별 보정계수의 사례이다.
도 5는 본 발명에 의한, 소블록MNF 오차보정기능을 갖는 상수관망용 RTU 를 포함하는 시스템구성 개략도이다.
도 6은 본 발명에 의한, 소블록MNF 오차보정기능을 갖는 상수관망용 RTU를 이용한 소블록 MNF 측정오차 보정방법의 일 실시예를 보여주는 순서도이다.

상술한 목적과 특징이 분명해지도록 첨부된 도면을 참조하여 여러 가지 실시 예들에 대하여 보다 상세하게 설명한다. 이에 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 관련한 공지기술로서 이미 그 기술 분야에 익히 알려져 있는 것으로서, 그 공지기술에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에 그 상세한 설명을 생략하기로 한다.

다르게 정의되지 않는 한, 기술적이거나 과학적인 용어를 포함해서 여기서 사용되는 모든 용어들은 다양한 실시 예들이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 일반적으로 이해되는 것과 동일한 의미를 가지고 있다. 일반적으로 사용되는 사전에 정의되어 있는 것과 같은 용어들은 관련 기술의 문맥 상 가지는 의미와 일치하는 의미를 가지는 것으로 해석되어야 하며, 실시 예들에서 명백하게 정의하지 않는 한, 이상적이거나 과도하게 형식적인 의미로 해석되지 않는다. 본 발명에서 사용되는 용어는 가능한 한 현재 널리 사용되는 일반적인 용어를 선택하였으나, 특정한 경우는 출원인이 임의로 선정한 용어도 있으며 이 경우는 해당되는 발명의 설명부분에서 상세히 그 의미를 기재하였으므로, 단순한 용어의 명칭이 아닌 용어가 가지는 의미로서 본 발명을 파악하여야 함을 밝혀두고자 한다.

이하의 설명에서 제시되는 실시 예들은 여러 가지 형태로 변경을 가할 수 있고 다양한 부가적 실시 예들을 가질 수 있는데, 여기에서는 특정한 실시 예들이 도면에 표시되고 관련된 상세한 설명이 기재되어 있다. 그러나 이는 실시 예들을 특정한 형태에 한정하려는 것이 아니며, 실시 예들의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변경이나 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 할 것이다.

이하 첨부된 도면을 참조하여 설명한다. 도 1은 본 발명에 의한 배수지권역 상수관망의 개념도이다. 도 1에서 보는 바와 같이 본 발명이 적용되는 배수지권역 상수관망은 다수의 소블록(121~125)으로 블록화되어 있는 중블록 상수관망이다. 도 1에 도시된 것처럼 배수지(110)와 본관이 연결되어 있는 본관유입점(112)에는 해당 배수지권역 중블록 전체의 유량을 측정할 수 있는 본관유량계(113)가 포함되도록 할 수도 있겠지만, 상기 본관유량계(113)가 포함되지 않아도 무방하다. 그러나 상기 배수지(110)에서 중블록 상수관망 본관(111)으로 유출되는 유량 즉 중블록유출량에 대한 오차 없는 정밀측정을 위해서, 상기 배수지(110)에는 상기 본관유량계(113) 포함여부와는 별도로 배수지의 수위변화를 측정할 수 있는 수위측정기(114)가 필수적으로 포함되도록 하는 것이 바람직하다. 상기 수위측정기(114)를 이용한 수위변화 측정은 상기 다수의 소블록(121~125) 각각의 소블록MNF 측정예정시간을 모두 포함할 수 있는 충분한 시간동안 배수지 유입구가 폐쇄된 상태 즉 상수원 유입이 차단된 상태에서 배수지의 수위변화를 측정하도록 하는 것이 바람직하다.

그리고 상기 각각의 소블록(121~125) 마다, 상기 본관(111)에서 각각의 소블록과 직접 연결되어 급수를 해주는 지점인 블록주입점(141~145)에는 소블록유량계(131~135)가 포함하도록 하는 것이 바람직하다. 상기 소블록유량계(131~135)는 국내 대부분의 상수관망에서 초음파식 또는 전자식 유량계가 사용되고 있으며, 아직까지는 초음파식 유량계가 많은 실정이다. 또한, 상기 블록주입점(141~145)에는 RTU(Remote Terminal Unit, 원격단말유닛, 301~305)가 상기 소블록유량계(131~135)와 각각 연결되어 있으며, 상기 RTU(301~305)는 상기 소블록유량계(131~135)의 측정값을 저장하고 관리서버(200)에 전송하는 역할을 하게 되는데, 이에 관하여 상세한 내용은 후술하기로 한다.

한편, 상기 배수지 수위측정기(114)를 이용한 중블록유출량 산출은 상기 배수지 유입구가 폐쇄된 상태에서의 배수지수위 변화 값에 상기 배수지의 면적을 곱하면 정확하게 산출할 수 있으며, 상기 중블록유출량이 가장 적은 1시간동안이 중블록 MNF시간대가 되고, 상기 중블록MNF 시간대 동안의 중블록유출량이 중블록 MNF가 된다. 또한, 각각의 소블록 MNF시간대 동안의 배수지수위 변화 값에 상기 배수지 면적을 곱하면, 상기 각각의 소블록MNF 시간대 동안 상기 배수지에서 유출된 각각의 중블록유출량도 정확하게 산출해 낼 수 있게 된다.

배수지권역 중블록 상수관망에서는 상기 본관유량계(113)로 본관으로 유입되는 지점 즉 본관유입점(112)에서의 중블록 전체 유량을 측정할 수도 있고, 이를 통하여 중블록 MNF을 포함하는 중블록유출량도 측정할 수 있겠지만, 상기 본관유량계(113)로 사용되는 유량계들은 저유속시 오차가 심해지는 초음파식 또는 전자식 유량계이고, 전술한 바와 같이 야간최소유량 시간대는 초저유속이 되기 때문에 전자식이든 초음파식이든 유량계 오차가 발생할 수밖에 없고 이로 인하여 중블록유출량 측정값을 신뢰할 수 없는 문제가 발생한다. 따라서 본 발명에서는 저유속 상태에서도 중블록유출량을 정확하게 측정하도록 하고, 이를 저유속 상태에서의 소블록 블록주입점(141~145) 유입량 보정시 검증 및 재보정 수단(보정가중계수)으로 활용하기 위하여 배수지 수위측정기(114)를 이용하여 중블록 유출량을 정확하게 산출하도록 하고 있다.

상기 배수지 수위측정기(114)는 투입압력식 수위계 (오차 0.5%, 분해능2mm) 보다는 초음파식 수위계(오차 0.2%, 분해능 1mm)를 사용하는 것이 바람직하다. 배수지 수위는 일반적으로 4m이내이므로 상기 배수지 수위측정기(114)를 측정수위 4m 범위 내에서 수위고저에 따른 측정오차가 0.2%로 한다면, 상기 배수지 수위측정기(114)를 초음파식으로 하는 경우 수위분해능은 1mm 수준이 된다. 따라서 배수지 단면적 (배수지가로 x 배수지세로)에 수위변화량을 곱하면 배수지에서 중블록으로 유출한 중블록 유출량이 되므로, 수위변화 1mm인 경우에 4000톤 배수지 (가로 50m x 세로 20m x 수위 4m) 경우에서는 유출량을 1톤 단위로 측정할 수 있게 된다. 그러므로 본관유입점(112)의 관경이 400mm인 경우 시간당 유출유량이 1톤이면 유속은 0.0022m/s 이므로, 이러한 초저유속 상태까지도 중블록 유출량을 정확하고 정밀하게 측정할 수 있게 되는 것이다.

전술한 바와 같이 상기 배수지 수위측정기(114)를 이용한 수위변화 측정은 상기 중블록MNF 측정예정시간과 상기 다수의 소블록(121~125) 각각의 소블록MNF 측정예정시간을 모두 포함할 수 있는 충분한 시간동안, 배수지 유입구가 폐쇄된 상태에서 배수지의 수위변화를 측정하도록 하는 것이 바람직한데, 중블록MNF 시간대와 각각의 소블록MNF 시간대, 그리고 각각의 소블록MNF 시간대 서로는 약간씩 다르다는 점과, 매일 매일의 MNF시간대는 변할 수 있다는 점도 감안하여 배수지 유입구 폐쇄시간을 정해야 한다.

따라서, 상기 중블록 MNF 측정예정시간 또는 상기 각각의 소블록 MNF 측정예정시간은 상기 본관유량계(113), 상기 배수지 수위측정기(114) 또는 상기 각각의 소블록유량계(131~135)가 측정해온 중블록MNF 시간대 또는 각각의 소블록MNF 시간대의 최근 평균값으로 하는 것이 바람직하다. 그리고 전술한 바와 같이 상기 중블록MNF 시간대 또는 상기 각각의 소블록MNF 시간대가 다소 변동되더라도 모두 포함시킬 수 있는 시간범위가 되어야 하므로 각각의 시간대 중심시각에서 앞뒤로 각각 1시간 정도의 여유를 둔 시간대가 모두 포함되도록 하는 것이 바람직하다.

예를 들면, 도 1에서 소블록A(121) 내지 소블록E(125)의 MNF시간대 평균이 각각 03:30 ~ 04:30, 03:10 ~ 04:10, 03:40 ~ 04:40, 03:00 ~ 04:00 및 03:20 ~ 04:20 이라면 각각의 중심시각은 04:00, 03:40, 04:10, 03:30 및 03:50이 될 것이므로 중심시각 중 가장 빠른 시각인 03:30의 1시간 전인 02:30이 시작예정시각이 되고, 가장 늦은 시각인 04:10의 1시간 뒤인 05:10이 종료예정시각이 되므로, 02:30에서부터 05:10까지 2시간 40분 동안 상기 배수지 유입구를 폐쇄하고, 상기 배수지 수위측정기(114)로 수위변화를 측정하게 하는 것이 바람직하다. 그러나 운용과정에서 상기 배수지와 상수관망의 환경과 여건을 감안하여 여유시간을 적절하게 조정하여 설정하도록 하는 것도 가능하다.

도 2는 중블록 또는 각각의 소블록에서 초음파식유량계 또는 전자식유량계로 측정하는 야간최소유량(Minimum Nignt Flow, MNF) 측정방법의 개념을 보여주는 도면이다. 도 2에서 보는 바와 같이 임의의 측정시점 t= 0에서 t= 59분까지 분당 유량을 1시간 동안 적산하여 적산유량 Qh0 이라 정하고, 측정시점 t= 1에서 t= 60분까지 분당 유량을 1시간 동안 적산하여 적산유량 Qh1 이라 하고, 측정시점 t= 2에서 t= 61분까지 분당 유량을 1시간 동안 적산하여 적산유량 Qh2이라 하고, 측정시점 t= N에서 t= N+60분까지 분당 유량을 1시간 동안 적산하여 적산유량 QhN 이라 정할 때, 심야시간 동안에 각 적산유량 Qh0, Qh1, Qh2, , , , QhN 값을 비교해서 가장 최소값이 되는 시점의 1시간이 MNF시간대가 되며, 그 시간대의 적산유량인 QhN이 MNF가 된다.

또한 배수지 수위측정기를 이용한 중블록 MNF 측정도 마찬가지로서, t= 0에서 t= 59분까지 수위변화량 Lh0, t= 1에서 t= 60분까지 수위변화량 Lh1, t= 2에서 t= 61분까지 수위변화량 Lh2, 측정시점 t= N에서 t= N+60분까지 수위변화량을 LhN이라 정할 때, 심야시간 동안에 각 수위변화량 Lh0, Lh1, Lh2, , , , LhN 값을 비교해서 수위변화량(LhN)이 가장 최소값이 되는 시점 1시간이 중블록MNF 시간대가 되며, 상기 중블록MNF 시간대의 수위변화량 LhN에 배수지 면적을 곱하면 그 값이 중블록 MNF값이 된다.

MNF 시점에서는 유량이 가장 적은 시간대이기 때문에 유량이 최소화되고 유속도 초 저유속 상태에 이르게 된다. 이는 중블록 본관유입점(112) 뿐만 아니라 각 소블록(121~125)의 블록유입점(141~145)에서도 중블록에서와 마찬가지로 심야시간대인 소블록 MNF 시점에서는 소블록유량계(131~135)의 적정측정범위(유속 0.3m/sec 이상)를 훨씬 밑도는 수준으로 낮아지게 되고, 각 블록유입점(141~145) 관경에 따라 달라지지만 대개의 경우 유수율이 90% 이상인 블록에서는 유속이 0.1m/sec 이하 되는 경우가 대부분인 실정이다.

그러나 전술한 바와 같이 유량계는 저유속이 되면 될수록 유량측정오차가 매우 심해지게 된다. 도 3은 초음파식 유량계 및 전자식 유량계에서 유속에 따른 유량계 측정오차 변화 추이도이다. 도 3에서 보는 바와 같이 유량계는 유속이 느려지면 느려질수록 그 오차 값이 기하급수적으로 늘어나게 되며, 유속이 0.1m/s 이하로 초저유속 상태로 되는 경우에는 측정오차가 ±10% 이상까지도 커지게 된다. 또한, 유량측정 오차발생은 초음파유량계인 경우 더욱 심해지고, 전자유량계인 경우 초음파유량계에 비하여 상대적으로 오차가 적은 편이긴 하나 전자유량계 역시 초저유속에서 오차가 발생되는 것은 마찬가지이다. 이러한 현상은 낮 시간대에 통상적인 급수가 진행되는 동안의 유량측정 시에는 큰 문제가 되지 않지만, 심야시간대 특히 MNF를 측정해야하는 시간대에서는 크게 문제가 되고 있다.

환경부의 유량계 설치지침에서는 정확한 유량계측을 위해 유량계 설치지점에서는 유속이 0.3m/sec 이상이 되도록 설치하도록 되어 있다. 그러나 전술한 이유로 MNF 시간대에까지 유속이 0.3m/sec 이상이 되도록 하는 것은 현실적으로 거의 불가능한 상태이다. 만일 MNF 시간대에 이정도 속도가 나오도록 하기 위해서는 유량계 설치지점을 축소관경으로 하고 직관부 확보를 위해 일정 범위내 배수관로를 전부 교체설치하면서 유량계를 설치하거나, MNF시점의 유량측정을 위한, 축소관경의 바이패스관을 별도로 설치해야 할 것인데, 이렇게 하기 위해서는 상당한 유량계실 설치공간이 확보되어야 하고 많은 비용과 인력이 소요된다. 국내 지방자치단체 및 상수도관리 당국에서 MNF시간대의 유량측정만을 위하여 이러한 투자를 할 수 있는 형편이 되는 곳은 극히 제한적이기 때문에 현실적으로 실현 가능성이 매우 낮다 할 것이다.

따라서 본 발명에서는 이에 대한 해결책으로 소블록유량계(131~135) 교체나 보완 없이도, 저유속 상태의 중블록 및 소블록 MNF시점에서 유량측정 오차를 보정해주는, 소블록MNF 오차보정기능을 갖는 상수관망용 RTU와 상기 RTU를 통한 소블록MNF 오차보정방법을 제시하고 있는데, 뒤에서 상세하게 설명하겠지만, 본 발명에 의한 소블록MNF 오차보정기능을 갖는 상수관망용 RTU에서 소블록MNF 측정오차 보정방법은 크게 3단계로 나누어 살펴볼 수 있는데, 1. 소블록 유량측정결과에 대한 검증 및 보정기준 확보를 위해 정확한 중블록유출량 측정값을 획득하고, 2. 유량계 유형과 유속에 따른 보정계수를 이용하여 각각의 소블록유량계 측정결과의 1차보정값을 구하며 3. 중블록유출량 측정값으로 1차보정값을 검증하여 차이값을 구한 뒤, 유량계유형과 유속범위에 따른 보정가중계수를 소블록별로 상대적 비율배분하여 적용한 값을, 1차보정값에 추가로 반영하여 소블록 유량의 보정값을 구하게 된다. 이를 좀 더 상세하게 설명하면 다음과 같다.

1. (정확한 중블록 유출량 산출) 배수지에 설치된 수위측정기 측정값을 이용하여 소블록 MNF시간대 동안의 중블록유출량을 정확하게 측정 : 중블록유출량 = 수위변화량 x 배수지면적

2. (소블록 블록주입점 유입량 측정 및 1차보정) 소블록MNF 시간대 동안의 각각의 블록주입점 유입량 산출 → 각각의 블록주입점 유입량을 1시간 평균유속으로 환산(평균유속 = 유입량 ÷ (단면적x3600)) → 보정정보DB로부터 유량계유형 및 평균유속에 해당하는 각각의 보정계수 검색 → 각각의 1차보정값 산출(1차보정값 = 각각의 블록주입점 유입량 x 각각의 보정계수)

유량계 유형별, 유속별 보정계수가 수록되는 보정정보DB에는 유량계의 제조사, 계측기 검증기관 또는 연구기관 등에서 제공하는 신뢰성 높은 정보를 활용하는 것이 바람직한데, 도 4는 본 발명에 의한 보정정보DB에 포함되는 유량계 유형에 따른 유속별 보정계수의 사례이다. 상기 보정정보DB에는 당해 배수지권역 상수관망에서 사용되는 모든 유량계의 종류가 포함되도록 하는 것이 바람직하다.

3. (1차보정 오차를 상대적 비율배분) 1차보정오차 산출(1차보정오차 = 중블록유출량 - 1차보정값을 모두 합한 값) → 소블록유량계 유형, 평균유속에 따른 보정가중계수 산출 → 보정가중계수를 이용하여 1차보정오차를 소블록별로 비율배분

여기서 상기 보정가중계수를 이용하여 상기 1차보정오차를 소블록별로 비율배분하는 이유는, 상기 블록주입점 유입량 1차보정값은 각각의 유량계 유형별, 유속별 보정계수를 직접 반영한 것인 반면, 상기 보정계수는 동일한 설치환경대로 설치되었을 경우의 보정계수이고, 각각의 유량계들은 각각의 설치환경이 다르기 때문에 유량계 보정계수를 유형별, 유속별로 획일적으로 적용할 수 없다는 점이 추가로 감안되어야 하기 때문이다. 실제적으로도, 상기 블록주입점 유입량 1차보정값을 모두 합했을 때 상기 중블록 유출량과 일치하지 않게되며, 이로 인한 차이값(1차보정오차)이 발생하게 된다. 이렇게 차이값이 발생하는 이유는 전술한바와 같이, 유량계 설치환경이 각각 다르기 때문인데, 대부분의 유량계들이 설치시 준수해야 하는 직관부 확보기준(초음파: 관경의 10배/5배, 전자식: 관경의 5배/3배) 및 최저유속기준(0.3m/sec)를 제대로 지키지 못하기 때문에 기인하는 것이다. 특히, 설치한 년도가 상당한 시일이 경과됨에 따라 배수관 내부에 스케일이 지속적으로 침적되어 유량흐름에 와류가 발생하는 경우에 유량측정 오차는 커지게 되며, 직관부가 짧게 확보되었을 경우 유속이 실제보다 더 느리게 나오고, 이로 인하여 유량도 더 적게 측정된다는 점이 감안되어야 한다.

따라서 상기 1차보정오차를 상기 블록주입점 유입량 1차보정값에 추가로 반영하되, 각각의 소블록유량계 유형, 유속범위, 다른 소블록의 환경 등에 따른 영향 등을 1차보정유입량에 각각 추가 반영해 주어야 실제 각각의 블록주입점 유입량 근사치에 다다르게 된다.

본 발명에서는 1차보정오차를 상기 블록주입점 유입량 1차보정값에 반영하는 경우, 유량계의 종류와 유속범위를 감안한 보정가중계수를 적용하였다. 전술한 바와 같이 설치환경의 상이 및 기준미준수로 인하여 현재 각 상수관망에 설치된 유량계들은 초저유속이 되면 될수록 더욱 심하게 오차가 발생하며, 이러한 현상은 전자식보다는 초음파유량계일 경우에 더욱 심하다. 이는 특히 초음파유량계의 경우 확보해야 하는 직관부의 길이가 길기 때문이다. 본 발명에 의한 바람직한 보정가중계수는 다음과 같다.

소블록유량계 유형	블록주입점 평균유속	보정가중계수
전자식	0.3m/sec 이상	0
	0.1m/sec 이상 0.3m/sec 미만	0.5
	0.1m/sec 미만	1.0
초음파식	0.6m/sec 이상	0
	0.1m/sec 이상 0.6m/sec 미만	3.0
	0.1m/sec 미만	5.0

여기서 상기 1차보정오차를 상기 각각의 블록주입점 유입량 1차보정값에 균등배분하거나, 관경이나 블록주입점 유입량 등을 감안해서 비율배분하는 방식으로 하는 것도 가능하겠지만, 그렇게 되면 다른 소블록에 비하여 상대적으로 비교적 정확하게 측정한 전자식 유량계, 유속이 빠른 블록주입점 등은 1차보정으로 실제적인 근사치에 다다렀는데, 추가적인 균등배분 또는 비율배분으로 인하여 새로운 오차가 발생되는 결과가 된다. 따라서 위에서 제시한 유량계 유형별, 유속범위별 보정가중계수를 이용하여 추가보정해주는 것이 가장 바람직하다.

상기 보정가중계수에서 유속이 낮아지면 보정가중계수가 더 급속히 상승하도록 되어 있는 이유는 저유속으로 갈 수록 유속을 감지하기가 더 힘들어 지기 때문에 유속을 유량으로 환산하는 유량계의 구조상 저유속이 되면 될수록 실제 측정값보다 훨씬 낮게 나오기 때문이며, 이러한 현상은 전자식유량계보다 초음파식유량계에서 더욱 심해진다는 점을 반영한 것이다. 상기 보정가중계수의 구체적인 수치는 본 발명의 창안과정에서 실험을 통하여 얻어낸 최적값을 사용한 것이다.

도 5는 본 발명에 의한 소블록MNF 오차보정기능을 갖는 상수관망용 RTU를 포함하는 시스템구성의 개략도이다. 도 1 및 도 5에서 보는 바와 같이 본 발명에 의한 소블록MNF 오차보정기능을 갖는 상수관망용 RTU(301~305)는 다수의 소블록(121~125)으로 이루어져 있으며, 배수지(110)에는 수위측정기(114)를 포함하며, 상기 다수의 소블록(121~125) 각각의 블록주입점(141~145)에는 소블록유량계(131~135)를 포함하며, 유선 및/또는 무선통신망(400)을 통하여 상기 수위측정기(114)와 상기 소블록유량계(131~135) 각각에 대한 측정값을 수집하여 저장하고 전송하는 관리서버(200)를 갖추고 있는 배수지권역 중블록상수관망에서, 상기 각각의 블록주입점(141~145)에 설치되는 RTU로 하는 것이 바람직하다. 또한 본 발명에 의한 소블록MNF 오차보정기능을 갖는 상수관망용 RTU(301)는 인터페이스부(310), 유량정보DB(320), 보정정보DB(330), 송수신부(340), 중앙처리부(350) 및 표시부(360)를 포함하도록 하는 것이 바람직하다.

여기서, 상기 인터페이스부(310)는 자신의 소블록유량계(131~135 중 하나)와 연결되도록 하며, 상기 유량정보DB(320)에는 상기 자신의 소블록유량계(131~135 중 하나) 측정값, 상기 관리서버(200)로부터 전송받은 상기 수위측정기(114) 측정값 및 상기 중블록상수관망(100)에 포함된 모든 소블록유량계(131~135) 각각에 대한 측정값이 저장되도록 하고, 상기 보정정보DB(330)에는 상기 모든 소블록유량계 각각에 대한 유량계 유형정보 즉, 초음파식인지 전자식인지 여부, 제조사정보, 모델정보 등과, 유량계 유형별로 유속에 따른 보정계수(도 4참조) 및 관경정보가 저장되도록 하는 것이 바람직하다.

한편, 유량정보DB(320)와 보정정보DB(330)는 도 5에 도시된 것처럼 각자 독립된 DB로 구축하는 것도 가능하지만, 하나의 DB로 통합설치하는 것도 바람직한데, 이는 시스템의 구축과정에서 여건과 환경에 따라 얼마든지 선택할 수 있는 사항이다. 본 발명에서는 설명의 용이성을 위하여 상기와 같이 각각 구분한 것일 뿐이다.

또한, 상기 송수신부(340)는 상기 관리서버(200)에 상기 자신의 소블록유량계(131~135 중 하나) 측정값을 전송하도록 함과 아울러, 상기 관리서버(200)로부터 상기 수위측정기(114) 측정값 및 상기 중블록상수관망(100)에 포함된 모든 소블록유량계(131~135) 각각에 대한 측정값을 전송받도록 하는 것이 바람직하다.

한편, 상기 중앙처리부(350)는 유량정보DB(320)에 저장된 상기 자신의 소블록유량계(131~135 중 하나) 측정값으로부터 자신의 소블록MNF 및 소블록MNF 시간대를 산출하고, 상기 수위측정기(114) 측정값으로부터 상기 소블록MNF 시간대 동안의 중블록유출량을 산출하고, 상기 모든 소블록유량계(131~135) 각각에 대한 측정값으로부터 상기 소블록MNF 시간대 동안의 상기 다수의 소블록(121~125) 각각에 대한 블록주입점 유입량을 산출하고, 상기 블록주입점 유입량과 상기 보정정보DB(330)에 수록된 데이터를 이용하여 상기 다수의 소블록(121~125) 각각에 대한 블록주입점 평균유속과 블록주입점 유입량 1차보정값을 산출하고, 상기 블록주입점 유입량 1차보정값과 상기 중블록유출량으로부터 1차보정오차를 산출하고, 상기 유량계 유형정보와 상기 블록주입점 평균유속으로부터 상기 다수의 소블록(121~125) 각각에 대한 보정가중계수를 산출하고, 상기 블록주입점 유입량 1차보정값과 상기 1차보정오차 및 상기 보정가중계수로부터 자신의 소블록MNF 보정값을 산출하도록 하는 것이 바람직하다.

그리고 상기 표시부(360)에는 상기 중앙처리부(350)가 산출한 상기 소블록MNF, 상기 소블록MNF 시간대 및/또는 상기 소블록MNF 보정값을 표시되도록 하는 것이 바람직하다.

여기서, 상기 수위측정기(114) 측정값은, 상기 다수의 소블록(121~125) 각각에 대한 MNF시간대를 모두 포함할 수 있는 시간동안 배수지 유입구를 폐쇄한 상태에서 배수지(110) 수위변화를 계측한 값으로 하고, 상기 블록주입점 유입량 1차보정값은, 상기 유량계 유형정보와 상기 블록주입점 평균유속을 이용하여 상기 보정정보DB에 포함된 상기 유속별 보정계수로부터 블록주입점 보정계수를 찾아낸 후 상기 블록주입점 유입량에 상기 블록주입점 보정계수를 곱하여 산출한 값으로,상기 1차보정오차는, 상기 다수의 소블록 모두에 대한 상기 블록주입점 유입량 1차보정값을 합한 값을 상기 중블록유출량에서 차감하여 산출한 값으로, 상기 보정가중계수는, 상기 유량계 유형정보와 상기 블록주입점 평균유속에 따라, 상기 소블록유량계가 전자식이고, 상기 블록주입점 평균유속이 0.3m/sec이상일 경우 0으로, 상기 소블록유량계가 전자식이고, 상기 블록주입점 평균유속이 0.1m/sec이상 0.3m/sec미만일 경우 0.5로, 상기 소블록유량계가 전자식이고, 상기 블록주입점 평균유속이 0.1m/sec미만일 경우 1.0으로, 상기 소블록유량계가 초음파식이고, 상기 블록주입점 평균유속이 0.6m/sec이상일 경우 0으로, 상기 소블록유량계가 초음파식이고, 상기 블록주입점 평균유속이 0.1m/sec이상 0.6m/sec미만일 경우 3.0으로, 상기 소블록유량계가 초음파식이고, 상기 블록주입점 평균유속이 0.1m/sec미만일 경우 5.0으로 하는 것이 바람직하며, 상기 자신의 소블록MNF 보정값은, 자신의 블록주입점 유입량 1차보정값 + 1차보정오차 x (자신의 보정가중계수 / 다수의 소블록 모두에 대한 보정가중계수를 합한 값)으로 하는 것이 바람직하다.

이하 도 6의 순서도를 이용하여 본 발명에 의한 소블록MNF 오차보정기능을 갖는 상수관망용 RTU에서 소블록MNF 오차보정방법을 구체적으로 설명한다.

먼저 상기 RTU(301~305) 각각은 상기 유량정보DB(320)에 저장되어 있는 상기 자신의 소블록유량계(131~135 중 하나) 측정값으로부터, 도 2를 참조하여 설명한 방법에 따라, 자신의 소블록MNF를 산출한 후(s501단계) 자신의 소블록MNF 시간대를 산출해 낸다.(s502단계)

그 다음에 상기 RTU(301~305) 각각은 상기 유량정보DB(320)에 저장되어 있는, 상기 수위측정기(114)가 계측한 측정값 기록으로부터, 상기 소블록MNF 시간대 동안 상기 배수지(110)의 수위변화량을 확인한 후 상기 수위변화량에 배수지면적을 곱하여 상기 소블록MNF 시간대 동안의 중블록유출량을 산출한다.(s503단계) 위에서 예를 들은 4000톤 배수지 (가로 50m x 세로 20m x 수위 4m) 경우에서 상기 수위측정기(114)가 측정한 상기 소블록MNF 시간대가 3시30분에서 4시30분이고, 상기 시간대 동안의 수위변화량 즉 줄어든 수위가 120mm였다면 줄어든 물의 양은 50 x 20 x 0.12 = 120 이므로, 총 120ton의 물이 배수지로부터 유출되었다는 것이고, 결국 상기 소블록MNF 시간대 동안 당해 배수지권역 중블록 유출량은 120ton이 될 것이다.

다음 단계로 상기 RTU(301~305) 각각은 상기 관리서버(200)로부터 전송받아 상기 유량정보DB(320)에 저장해 놓은 상기 각각의 소블록유량계(131~135) 측정값으로부터 상기 소블록MNF 시간대 동안의 자신이 위치한 소블록을 포함한 상기 다수의 소블록(121~125) 모두에 대한 각각의 블록주입점 유입량을 산출하게 된다.(s504단계) 그리고, 산출된 상기 각각의 블록주입점 유입량과 상기 보정정보DB(330)에 포함된 상기 관경정보를 이용하여 상기 소블록MNF 시간대 동안의 상기 다수의 소블록(121~125) 모두에 대한 각각의 블록주입점 평균유속을 산출하게 되는데(s505단계), 블록주입점 유입량은 1시간 동안 유입된 량을 의미하므로 블록주입점 유입량 = 관의 단면적 x 유속 x 3600이 될 것이며, 각각의 블록주입점 평균유속은 다음과 같이 산출될 수 있다.

- 블록주입점 평균유속(m/sec) = 블록주입점 유입량 ÷ (3.14 x (관경/2)²x 3600)

도 1에서 상기 소블록A(121)의 블록주입점(141) 관경이 300mm이고 상기 소블록A(121)의 소블록유량계(131)가 상기 소블록MNF 시간대(3시30분~4시30분) 동안 측정한 유입량이 18.08ton일 경우를 예를 들면 상기 소블록A(121)의 블록주입점(141)에서의 상기 소블록 MNF시간대 동안의 평균유속을 계산해 보면, 평균유속(m/sec) = 18.08 / (0.15 x 0.15 x 3.14 x 3600) = 0.071 m/sec이 된다.

다음 단계에서 상기 RTU(301~305) 각각은 상기 보정정보DB(330)에 저장되어 있는 상기 각각의 소블록유량계(131~135)에 대한 유형정보와 상기 각각의 블록주입점 평균유속을 이용하여 상기 보정정보DB(330)에 저장되어 있는 상기 다수의 소블록(121~125) 모두에 대한 각각의 유속별 보정계수를 찾아내게 된다.(s506단계) 위에 예를 들은 소블록A(121)에서 도 4에 도시된 표와 동일한 보정정보를 갖고 있는 초음파유량계를 사용하는 경우 유속 0.071 m/sec에 해당하는 보정계수는 1.075이 될 것이다.

그 다음으로는 상기 각각의 블록주입점 유입량에 상기 각각의 블록주입점 보정계수를 곱하여 상기 소블록MNF 시간대 동안의 상기 다수의 소블록(121~125) 모두에 대한 각각의 블록주입점 유입량 1차보정값을 산출하게 되는데(s507단계), 따라서 상기 예를 들은 소블록A(121)의 블록주입점 유입량 1차보정값은 18.08ton x 1.075 = 19.44ton이 된다.

상기 s504단계부터 상기 s507단계까지는 모든 블록주입점(141~145)에 대하여 수행하는 것으로서, 다음 단계의 설명을 위해 위에서 상기에서 예를 들은 소블록A(121) 외에 나머지 소블록들(122~125)의 블록주입점들(142~145) 까지 포함하여 예를 들어보면, 소블록A(121), 소블록B(122), 소블록C(123), 소블록D(124) 및 소블록E(125)에 대한 각각의 블록주입점 유입량 측정값이 각각 18.08ton, 24.45ton, 24.43ton, 12.20ton 및 33.05ton 이고, 각각의 관경이 300mm, 300mm, 200mm, 250mm 및 300mm 라고 할 때 블록주입점 평균유속, 보정계수 및 블록주입점 유입량 1차보정값은 다음과 같을 것이다.

소블록	관경 (mm)	유량계 종류	유입량 (ton)	평균유속 (m/s)	보정계수	1차보정값 (ton)
A	300	초음파식	18.08	0.071	1.075	19.44
B	300	초음파식	24.45	0.096	1.065	26.04
C	200	전자식	24.43	0.216	1.019	24.89
D	250	전자식	12.20	0.069	1.060	12.93
E	300	초음파식	33.05	0.130	1.054	34.83
합계			112.21			118.13

다음 단계에서는 상기 다수의 소블록(121~125) 모두에 대한 상기 각각의 블록주입점 유입량 1차보정값을 합한 값 즉, 소블록유입량 합계 1차보정값을 산출한 후 상기 소블록유입량 합계 1차보정값과 상기 중블록 유출량과의 차이를 1차보정오차로 산출하게 된다(s508단계). 즉, 상기 소블록MNF 시간대 동안의 중블록 유출량이 120ton 이라 했을 때 위의 예에서, 소블록유입량 합계 1차보정값이 118.13ton 이므로, 상기 1차보정오차는 120ton - 118.13ton = 1.87ton이 될 것이다.

다음에는 상기 1차보정오차를 상기 각각의 소블록유량계 유형정보와 상기 각각의 블록주입점 평균유속에 따라 상기 각각의 블록주입점(141~145)별로 상대적으로 비율배분하기 위해 상기 각각의 소블록 모두에 대한 각각의 보정가중계수를 산출하게 되는데(s509단계), 위에서 설명한 바 있는 본 발명에 의한 바람직한 보정가중계수를 위의 사례에 적용하게 되면 아래 표와 같은 결과를 얻을 수 있다.

소블록	유량계 종류	평균유속 (m/s)	보정가중계수
A	초음파식	0.071	5.0
B	초음파식	0.096	5.0
C	전자식	0.216	0.5
D	전자식	0.069	1.0
E	초음파식	0.130	3.0
합계			14.5

그 다음으로는 상기 다수의 소블록(121~125) 모두에 대한 상기 각각의 보정가중계수를 합하여 보정가중계수의 합을 산출한 후 다음 식에 의하여 상기 첫 번째 소블록인 상기 소블록A(121)에 대한 소블록 MNF 보정값을 구하게 된다(s510).

- 소블록A의 MNF 보정값 = 소블록A의 블록주입점 유입량 1차 보정값 + 1차보정오차 x (소블록A에 대한 보정가중계수 ÷ 보정가중계수의 합)

따라서 위의 예에서 소블록A의 MNF 보정값은 = 19.44 + 1.87 x (5.0 ÷ 14.5) = 20.08 ton이 된다.

이와 같이 하여 상기 RTU(301~305) 각각은 자신이 속해 있는 소블록에 대한 소블록MNF 보정값을 산출할 수 있으며, 상기 RTU(301~305) 각각은 상기 소블록MNF 보정값을 상기 표시부(360)를 통하여 표시할 수 있도록 하는 것이 바람직하며, 상기 소블록MNF 보정값을 상기 관리서버(200)로 전송토록 하여 상기 관리서버(200)가 관리자 등에게 상기 중블록상수관망(100) 전체의 소블록에 대한 상기 소블록MNF 보정값을 제공하도록 하는 것도 가능하다.

상술한 여러 가지 예로 본 발명을 설명하였으나, 본 발명은 반드시 이러한 예들에 국한되는 것이 아니고, 본 발명의 기술사상을 벗어나지 않는 범위 내에서 다양하게 변형 실시될 수 있다. 따라서 본 발명에 개시된 예들은 본 발명의 기술 사상을 한정하기 위한 것이 아니라 설명하기 위한 것이고, 이러한 예들에 의하여 본 발명의 기술 사상의 범위가 한정되는 것은 아니다. 본 발명의 보호 범위는 아래의 청구범위에 의하여 해석되어야 하며, 그와 동등한 범위 내에 있는 모든 기술사상은 본 발명의 권리범위에 포함되는 것으로 해석되어야 한다.

110 배수지 111 본관
112 본관유입점 113 본관유량계
114 배수지 수위측정기
121~125 소블록
131~135 블록유입점 유량계
141~145 블록유입점
200 관리서버
301~305 RTU
310 인터페이스부 320 유량정보DB
330 보정정보DB 340 송수신부
350 중앙처리부 360 표시부
400 유선 및/또는 무선통신망

Claims (2)

1. 다수의 소블록으로 이루어져 있으며, 배수지에는 수위측정기를 포함하며, 상기 다수의 소블록 각각의 블록주입점에 소블록유량계를 포함하며, 유선 및/또는 무선통신망을 통하여 상기 수위측정기와 상기 소블록유량계 각각에 대한 측정값을 수집하여 저장하고 전송하는 관리서버를 갖추고 있는 배수지권역 중블록상수관망에서, 상기 각각의 블록주입점에 설치되는 RTU(Remote Terminal Uint, 원격단말유닛)로서,
   자신의 소블록유량계와 연결되는 인터페이스부;
   자신의 소블록유량계 측정값, 상기 관리서버로부터 전송받은 상기 수위측정기와 상기 소블록유량계 각각에 대한 측정값이 저장되는 유량정보DB;
   상기 소블록유량계 각각에 대한 유량계 유형정보, 유속별 보정계수 및 관경정보가 저장되는 보정정보DB;
   상기 관리서버에 상기 자신의 소블록유량계 측정값을 전송하고, 상기 관리서버로부터 상기 수위측정기 측정값와 상기 소블록유량계 각각에 대한 측정값을 전송받는 송수신부;
   상기 자신의 소블록유량계 측정값으로부터 자신의 소블록MNF(Minimum Night Flow, 야간최소유량) 및 소블록MNF 시간대를 산출하고, 상기 수위측정기 측정값으로부터 상기 소블록MNF 시간대 동안의 중블록유출량을 산출하고, 상기 소블록유량계 각각에 대한 측정값으로부터 상기 소블록MNF 시간대 동안의 상기 다수의 소블록 각각에 대한 블록주입점 유입량을 산출하고, 상기 블록주입점 유입량과 상기 보정정보DB로부터 상기 다수의 소블록 각각에 대한 블록주입점 평균유속과 블록주입점 유입량 1차보정값을 산출하고, 상기 블록주입점 유입량 1차보정값과 상기 중블록유출량으로부터 1차보정오차를 산출하고, 상기 유량계 유형정보와 상기 블록주입점 평균유속으로부터 상기 다수의 소블록 각각에 대한 보정가중계수를 산출하고, 상기 블록주입점 유입량 1차보정값과 상기 1차보정오차 및 상기 보정가중계수로부터 자신의 소블록MNF 보정값을 산출하는 중앙처리부;
   상기 중앙처리부가 산출한 상기 소블록MNF, 상기 소블록MNF 시간대 및/또는 상기 소블록MNF 보정값을 표시하는 표시부;를 포함하는 것을 특징으로 하는 소블록MNF 오차보정기능을 갖는 상수관망용 RTU
2. 제1항에 있어서,
   상기 블록주입점 유입량 1차보정값은, 상기 유량계 유형정보와 상기 블록주입점 평균유속을 이용하여 상기 보정정보DB에 포함된 상기 유속별 보정계수로부터 블록주입점 보정계수를 찾아낸 후 상기 블록주입점 유입량에 상기 블록주입점 보정계수를 곱하여 산출한 값이며,
   상기 1차보정오차는, 상기 다수의 소블록 모두에 대한 상기 블록주입점 유입량 1차보정값을 합한 값을 상기 중블록유출량에서 차감하여 산출한 값이며,
   상기 보정가중계수는, 상기 유량계 유형정보와 상기 블록주입점 평균유속에 따라 다음과 같이 산출한 값이며,
   - 상기 소블록유량계가 전자식이고, 상기 블록주입점 평균유속이 0.3m/sec이상일 경우 : 0
   - 상기 소블록유량계가 전자식이고, 상기 블록주입점 평균유속이 0.1m/sec이상 0.3m/sec미만일 경우 : 0.5
   - 상기 소블록유량계가 전자식이고, 상기 블록주입점 평균유속이 0.1m/sec미만일 경우 : 1.0
   - 상기 소블록유량계가 초음파식이고, 상기 블록주입점 평균유속이 0.6m/sec이상일 경우 : 0
   - 상기 소블록유량계가 초음파식이고, 상기 블록주입점 평균유속이 0.1m/sec이상 0.6m/sec미만일 경우 : 3.0
   - 상기 소블록유량계가 초음파식이고, 상기 블록주입점 평균유속이 0.1m/sec미만일 경우 : 5.0
   
   상기 자신의 소블록MNF 보정값은, 아래 식에 의하여 산출한 값이며,
   자신의 소블록MNF 보정값 = 자신의 블록주입점 유입량 1차보정값 + 1차보정오차 x (자신의 보정가중계수 / 다수의 소블록 모두에 대한 보정가중계수를 합한 값)
   상기 수위측정기 측정값은, 상기 다수의 소블록 각각에 대한 MNF시간대를 모두 포함할 수 있는 시간동안 배수지 유입구를 폐쇄한 상태에서 배수지 수위변화를 계측한 값인 것을 특징으로 하는 소블록MNF 오차보정기능을 갖는 상수관망용 RTU
   

Images