KR102100306B1 - 분류식 오수관로 유지관리 시스템 및 방법 - Google Patents

Abstract

분류식 오수관로 유지관리시스템은, 강우정보, 수질정보, 유량 정보를 수집하는 단계; 수집된 유량 정보를 분석하는 단계; 소구역별 관로 부실도를 계산하는 단계; 상기 관로부실도를 소구역별로 비교하여 정비 우선순위를 산정하는 단계; 소구역별로 정비의 필요여부를 판단하는 단계; 정비가 필요한 소구역 정보를 저장하는 단계를 실행한다. 본 발명의 실시예를 통해 분류식 오수관로 유지관리를 위한 체계 마련이 가능할 것으로 기대된다. 즉, 분류식 오수관로를 소구역화하여 체계적인 유지관리가 가능하도록 관망을 구성하고 전산시스템을 구축하여 소구역별 문제점과 운영이력, 기초정보를 관리할 수 있도록 하여 유지관리 효율성이 향상될 것이며, 강우시 오수관로에서 발생할 수 있는 유입수로 인한 통수부족 문제점을 사전에 확인가능하게 된다.

Description

분류식 오수관로 유지관리 시스템 및 방법{A system and method for sanitary sewer maintenance}

본 발명은 분류식 오수관로 유지관리시스템 및 방법에 관한 것으로, 하수도의 분류식 오수관로를 효과적으로 유지관리하기 위하여 대상지역 분할을 통해 소구역으로 분할하여 유지관리를 용이하게 하고, 소구역 말단부에 계측기기를 설치하여 유량 모니터링 및 침입수/유입수를 분석하도록 하고, 이를 토대로 관로 기능상의 문제점을 판단하고, 운영적 측면에서 오수관로의 시설물 정보와 조사 및 개보수, 민원 이력 등을 관리하여 소구역별 문제점과 보수 우선순위에 대한 정보를 얻고, 더불어 강우시 우수유입 시뮬레이션을 통해 강우시 유입되는 우수로 인한 관로의 통수능을 평가하여 안정성 측면의 정보를 얻을 수 있는 분류식 오수관로 유지관리시스템 및 방법에 관한 것이다.

종래에는 대상지역을 오수 유하방향에 따라 처리구역 및 처리분구 개념으로 구분함으로써 각 구역의 면적 및 규모가 상이하였고 행정구역과도 별개로 구분되어 효과적인 유지관리에 한계가 있었다.

또한, 종래에는 구역별 말단부의 유량을 모니터링하고 분석하는 시스템을 적용한 사례는 있으나, 구역별 규모에 큰 차이가 있음에도 1~2개의 계측기기를 설치하여 운영함으로써 관로 부실도를 판단하는데 역부족인 실정이다.

더불어 시설물인 오수관로의 정보, 오수관로 준설 정보, CCTV 정보, 개보수 정보, 민원처리 정보 등 유지관리를 위한 이력관리가 체계적으로 이루어지지 않고 있다.

또한, 강우시 우수 유입량을 예측하거나 안정성 확보를 위한 시뮬레이션 등이 부재하여 문제점을 예측하고 선제적인 유지관리를 수행하는데에 한계가 발생하고 있다.

이에 분류식 오수관로 지역을 소구역 개념으로 분할하고 효과적으로 유지관리할 수 있는 방법 및 시스템 구축이 필요한 실정이다.

또한, 분류식 오수관로에서 강우시 우수가 유입되는 것을 유입수라고 칭하며, 유입수가 강우시 과다하게 발생할 경우 오수관로의 용량이 부족하게 되어 만관 및 서차지(Surcharge) 현상이 발생하게 되고 심할 경우 맨홀 상부로 오수가 월류하는 현상이 발생하게 된다. 이러한 현상을 SSOs(Sanitary Sewer Overflows)라고 부르며 이는 분류식 오수관로의 심각한 문제점 중 하나가 된다.

이러한 오수관로의 통수능 부족 및 월류 현상을 사전에 모의하고 검토할 수 있도록 분류식 오수관로에 대한 시뮬레이션이 필요하다.

본 발명이 이루고자 하는 기술적 과제는 종래의 불편한 점을 개선하고자 하는 것으로, 면적, 하수량, 지형적인 조건 등의 기준을 토대로 기존 처리구역 및 처리분구를 유지관리가 용이한 일정 규모로 소구역화하는 분류식 오수관로 유지관리 시스템 및 방법을 제공하는 것이다.

본 발명이 이루고자 하는 기술적 과제는 종래의 불편한 점을 개선하고자 하는 것으로, 하수도의 분류식 오수관로를 효과적으로 유지관리하기 위하여 대상지역 분할을 통해 소구역으로 분할하여 유지관리를 용이하게 하고, 소구역 말단부에 계측기기를 설치하여 유량 모니터링 및 침입수/유입수를 분석하도록 하고, 이를 토대로 관로 기능상의 문제점을 판단하고, 운영적 측면에서 오수관로의 시설물 정보와 조사 및 개보수, 민원 이력 등을 관리하여 소구역별 문제점과 보수 우선순위에 대한 정보를 얻고, 더불어 강우시 우수유입 시뮬레이션을 통해 강우시 유입되는 우수로 인한 관로의 통수능을 평가하여 안정성 측면의 정보를 얻을 수 있는 분류식 오수관로 유지관리 시스템 및 방법을 제공하는 것이다.

이러한 과제를 해결하기 위한 본 발명의 특징에 따른 분류식 오수관로 유지관리 방법은,

강우정보, 수질정보, 유량 정보를 수집하는 단계;

수집된 유량 정보를 분석하는 단계;

소구역별 관로 부실도를 계산하는 단계;

상기 관로부실도를 소구역별로 비교하여 정비 우선순위를 산정하는 단계;

소구역별로 정비의 필요여부를 판단하는 단계;

정비가 필요한 소구역 정보를 저장하는 단계를 포함한다.

상기 소구역별 관로 부실도를 계산하는 단계는,

침입수와 유입수 모두 관로연장, 면적, 인구 등으로 그 결과값을 나누어 원단위로 산출하는 것을 특징으로 한다.

상기 관로부실도를 소구역별로 비교하여 정비 우선순위를 산정하는 단계는,

상기 분석결과와 현황자료, 관로조사결과의 중요성에 따라 가중치를 적용하여 이를 합산한 후 점수의 높고 낮음에 따라서 우선순위를 판별하도록 하는 것을 특징으로 한다.

정비가 필요한 소구역 정보를 저장하는 단계는,

운영이력정보를 입력받아 저장하는 단계와

GIS 자료와 연계하여 시뮬레이션 자료를 저장하는 단계를 포함한다.

필요에 따라 상기 방법은,

도구상자를 이용하여 시뮬레이션 대상(RDII) 모델을 입력하는 단계;

상기 소구역별로 모델 구축 및 검보정 후, 모의 강우 적용 단계;

모의 결과 도출을 위한 시뮬레이션 평가 수행 단계를 더 포함한다.

상기 소구역별로 모델 구축 단계는,

모델구축 대상 관망을 구성하고, 속성 데이터를 수집하는 단계;

관로 모델의 입력값을 산정하는 단계;

DWF(Dry Weather Flow, 청천시 유량) 모델 입력값을 산정하는 단계;

시뮬레이션 대상(RDII) 모델 입력값을 산정하는 단계를 포함한다.

상기 소구역별로 검보정 단계는,

DWF(Dry Weather Flow, 청천시 유량) 모델 보정 단계;

선택한 강우사상에 대하여 WWF(Wet Weather Flow, 강우시 유량) 모델 보정 단계를 포함한다.

상기 방법은,

시뮬레이션 이전에,

서버가 소구역 분할을 위하여 데이터베이스에서 기존 구역에 대한 정보를 조회하는 단계;

상기 서버가 소구역 기준 대비 부적합한 처리분구를 소구역으로 분할하는 대상으로 선정하는 단계;

분할 대상 구역이 선정되면, 상기 서버가 소구역 경계를 면적 기준에 적합하면서 대로, 이면도로, 하천 및 철도 등의 경계 또는 행정구역 경계를 이용하여 설정하는 단계;

상기 서버가 설정 저장된 소구역 정보를 추출하여 소구역 기준 대비 적합성을 판별하는 단계;

상기 서버가 소구역 기준 대비 적합하다고 판단된 경우, 경계조건이 부합하는지 판단하는 단계;

상기 서버가 경계조건이 부합된다고 판단한 경우, 설정 저장된 소구역 정보를 분할된 새로운 소구역 정보로 저장하는 단계를 수행한다.

상기 서버가 소구역 분할을 위하여 데이터베이스에서 기존 구역에 대한 정보를 조회하는 단계 이전에,

하드웨어, 소프트웨어, 네트워크 및 관련 부대공사를 수행하여 시스템 장비를 설치하는 단계(S201);

구축된 시스템을 활용하여 해당 지역의 GIS 시스템과 연계를 수행하고 연계를 통해 오수관로 정보 및 기타 시설과 지역 정보를 연계하여 상기 데이터베이스에 저장하는 단계(S202);

오수관로 정보를 상기 데이터베이스에 저장하는 단계(S203);

기타 시설 및 지역 정보를 상기 데이터베이스에 저장하는 단계(S204)를 더 포함한다.

GIS 연계를 통해 확보되는 자료 이외에 관리자 단말기 또는 입력부로부터 필요한 자료를 입력받는 단계(S206)를 더 포함하고,

관리자가 입력하는 정보는 부가 정보 및 소구역의 판정 기준 정보를 포함하고, 상기 부가 정보는 오수발생원단위, 인구밀도를 포함하고, 상기 소구역의 판정 기준 정보는 소구역의 면적, 배수설비 수량, 오수발생량 을 포함한다.

상기 방법에서,

소구역 기준에 부적합한 경우, 상기 서버는 설정저장된 소구역을 증가 또는 감소시켜 새로운 소구역을 생성하는 것을 특징으로 한다.

상기 서버가 경계조건이 부합된다고 판단한 경우, 상기 서버는 설정저장된 소구역을 증가 또는 감소시켜 새로운 소구역을 생성하는 것을 특징으로 한다.

상기 방법에서,

서버는 소구역으로 구분된 각 소구역별 유량 모니터링 및 침입수와 유입수 분석을 위해서 유량계 설치지점을 선정하는 단계를 더 포함한다.

상기 단계에서, 유량계 설치를 위한 지점은 각 소구역 말단부 지점을 선정하여야 하며, 지점 선정시에는 구조적인 측면과 기능적인 측면을 고려하여 선정하는 것을 특징으로 한다.

상기 서버가 소구역 기준 대비 부적합한 처리분구를 소구역으로 분할하는 대상으로 선정하는 단계에서,

소구역별 면적은 20~30ha 범위가 되도록 하고, 소구역별 배수설비는 500~1,500 개소의 범위가 되도록 하며, 오수발생량은 300~1,000m3/일 정도의 범위가 되도록 하는 것을 특징으로 한다.

이러한 과제를 해결하기 위한 본 발명의 특징에 따른 유지관리 시스템은,

GIS 시스템 및 관리자 단말기와 네트워크망을 통해 통신을 하는 유지관리 시스템으로서,

오수관로 정보, 시설 및 지역 정보를 저장하는 데이터베이스;

상기 데이터베이스의 정보를 이용하여 오수관로를 유지관리하는 서버를 포함하고 상기 서버는 상기 방법을 실행한다.

본 발명의 실시예에서는, 면적, 하수량, 지형적인 조건 등의 기준을 토대로 기존 처리구역 및 처리분구를 유지관리가 용이한 일정 규모로 소구역화하는 분류식 오수관로 유지관리 시스템 및 방법을 제공할 수 있다.

또한, 본 발명의 실시예를 통해 분류식 오수관로 유지관리를 위한 체계 마련이 가능할 것으로 기대된다. 즉, 분류식 오수관로를 소구역화하여 체계적인 유지관리가 가능하도록 관망을 구성하고 전산시스템을 구축하여 소구역별 문제점과 운영이력, 기초정보를 관리할 수 있도록 하여 유지관리 효율성이 향상될 것이며, 강우시 오수관로에서 발생할 수 있는 유입수로 인한 통수부족 문제점을 사전에 확인가능하게 된다.

따라서 문제점이 많고 소구역정비 우선순위가 높은 소구역을 우선 정비할 수 있도록 정비 순위를 도출하여 보수 비용 대비 전체 효과가 극대화될 수 있도록 하여, 전반적인 오수관로 유지관리의 효율성 및 편의성이 향상되는 효과가 기대된다.

도 1은 본 발명의 실시예에 따른 분류식 오수관로 유지관리시스템의 구성도이다.
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 분류식 오수관로 유지관리시스템의 소구역화 흐름도이다.
도 3A 및 도 3B는 본 발명의 실시예에 따른 분류식 오수관로 유지관리시스템에서 소구역화 전과 후를 나타낸 도면이다.
도 4는 본 발명의 실시예에 따른 분류식 오수관로 유지관리시스템에서 유량계 설치지점을 선정한 예를 나타낸 도면이다.
도 5는 본 발명의 실시예에 따른 분류식 오수관로 유지관리시스템에서 프로그램 예시 화면의 예를 나타낸 도면이다.
도 6은 본 발명의 실시예에 따른 분류식 오수관로 유지관리시스템의 시뮬레이션 방법의 구성도이다.
도 7은 본 발명의 실시예에 따른 분류식 오수관로 유지관리 시스템의 서버의 기능을 나타낸 도면이다.
도 8은 본 발명의 실시예에 따른 분류식 오수관로 유지관리 방법을 나타낸 도면이다.

아래에서는 첨부한 도면을 참고로 하여 본 발명의 실시예에 대하여 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 상세히 설명한다. 그러나 본 발명은 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며 여기에서 설명하는 실시예에 한정되지 않는다. 그리고 도면에서 본 발명을 명확하게 설명하기 위해서 설명과 관계없는 부분은 생략하였으며, 명세서 전체를 통하여 유사한 부분에 대해서는 유사한 도면 부호를 붙였다.

명세서 전체에서, 어떤 부분이 어떤 구성요소를 "포함"한다고 할 때, 이는 특별히 반대되는 기재가 없는 한 다른 구성요소를 제외하는 것이 아니라 다른 구성요소를 더 포함할 수 있는 것을 의미한다.

도 1은 본 발명의 실시예에 따른 분류식 오수관로 유지관리시스템의 소구역화 및 시뮬레이션 시스템의 구성도이다.

도 1 를 참조하면, 본 발명의 특징에 따른 분류식 오수관로 유지관리시스템은,

소구역(500)의 유량계, GIS 시스템(300) 및 관리자 단말기(200)와 네트워크망(400)을 통해 통신을 하는 소구역화 시스템으로서,

오수관로 정보, 시설 및 지역 정보를 저장하는 데이터베이스(120);

상기 데이터베이스(120)의 정보를 이용하여 오수관로를 소구역화하거나 시뮬레이션하거나 유지관리하는 서버(110)를 포함한다.

이러한 구성을 가진 본 발명의 실시예에 따른 분류식 오수관로 유지관리시스템의 동작은 다음과 같다.

도 2는 본 발명의 실시예에 따른 분류식 오수관로 유지관리시스템의 소구역화 흐름도이다.

도 3A 및 도 3B는 본 발명의 실시예에 따른 분류식 오수관로 유지관리시스템에서 소구역화 전과 후를 나타낸 도면이다.

도 4는 본 발명의 실시예에 따른 분류식 오수관로 유지관리시스템에서 유량계 설치지점을 선정한 예를 나타낸 도면이다.

도 5는 본 발명의 실시예에 따른 분류식 오수관로 유지관리시스템에서 프로그램 예시 화면의 예를 나타낸 도면이다.

도 2를 참조하면, 우선 시스템 구축을 위하여 하드웨어, 소프트웨어, 네트워크 및 관련 부대공사를 수행하여 시스템 장비를 설치한다(S201).

그리고 나서, 구축된 시스템을 활용하여 해당 지역의 GIS 시스템(300)과 연계를 수행하고 연계를 통해 오수관로 정보 및 기타 시설과 지역 정보를 연계하여 데이터베이스(120)에 저장한다(S202).

다음, 오수관로 정보를 데이터베이스(120)에 저장하되, 오수관로 정보로는 오수관망도 및 지형도, 관로 속성정보로서 관번호, 관로연장, 관경, 관경사, 관저고, 지반고 등의 정보를 구축한다(S203).

또한, 기타 시설 및 지역 정보를 데이터베이스(120)에 저장하되, 기타 시설 및 지역 정보로는 해당 지역의 하천, 철도, 도로 등의 GIS 레이어 정보와 행정구역 경계, 펌프장 위치, 처리구역 및 처리분구 경계 등이 포함된다(S204).

GIS 정보는 주기적으로 변경되므로 GIS 정보의 변경여부를 체크하여, 변경된 사항에 대해서는 업데이트하여 최신 정보로 유지한다(S205).

이후, 관리자는 GIS 연계를 통해 확보되는 자료 이외에 필요한 자료를 입력한다(S206).

이때, 관리자가 입력하는 정보로는 부가 정보로서 오수발생원단위, 인구밀도 등이 있다(S207).

입력부(130)로 입력하거나 관리자 단말기(200)로 입력이 가능하며, 정보표시 또한 표시부(140) 또는 관리자 단말기(200)의 화면으로 가능하다. 관리자 단말기(200)는 스마트폰, PC 등 다양한 수단이 사용될 수 있다.

또한, 소구역의 판정 기준 정보로서 소구역의 면적, 배수설비 수량, 오수발생량 등을 입력한다(S208).

부가정보나 소구역 판정 기준 정보가 변경이 필요한지 판단하여(S209) 변경이 필요한 경우에는 변경한다. 즉, 부가 정보 예를 들어, 인구밀도는 인구 증감에 따라 변동이 있을 수 있으므로 주기적으로 업데이트할 수 있다. 또한, 부가정보중 오수발생원단위는 하수도정비기본계획 등에 제시된 기준값이 변경될 수 있으므로 변경시 업데이트하여 입력한다.

또한 소구역 판정 기준 정보가 변경시에도 수정 입력한다.

이후, 서버(110)는 기초정보 연계 및 부가정보 입력이 완료된 후 소구역 분할을 위하여 데이터베이스(120)에서 기존 구역에 대한 정보를 조회하며(S210), 조회하는 정보로는 면적, 관로연장, 배수설비 수량, 인구, 오수발생량 등을 자동연산을 통해 조회한다.

소구역 기준 대비 부적합한 처리분구는 소구역으로 분할하는 대상으로 선정한다(S211).

예를 들어, 분류식 오수관로 지역에 대한 소구역 구분시에는 다음과 같은 기준을 적용할 수 있다.

소구역별 면적은 20~30ha 범위가 되도록 하되, 인구밀도가 기준값 이하로 낮은 취락 지역의 경우 면적 이외에 오수발생량을 함께 고려하도록 한다. 즉, 오수발생량은 300~1,000m3/일 정도의 범위가 되도록 한다.

그리고, 소구역별 배수설비는 500~1,500 개소의 범위가 되도록 하며, 오수발생량은 300~1,000m3/일 정도의 범위가 되도록 한다.

또한, 소구역 구분시에는 대로, 이면도로, 하천 및 철도 등을 경계로 구분하고, 행정구역 경계를 참고하도록 하며, 필요에 따라 오수의 유하방향과 지형, 경사 등을 함께 고려하여 오수가 흐르기 유리하도록 높은곳에서 낮은곳으로 흐르도록 할 필요가 있다.

그리고, 지역별로 오수발생 특성 및 지역적 특성 등이 상이하므로 지역적인 특성을 고려할 필요가 있는 경우에는 이를 고려하여 소구역을 구분할 필요가 있다. 예를 들어, 관광지역, 농촌지역, 펌프장 다수 분포지역 등에 대해서는 특별히 고려를 할 필요가 있다.

분할 대상 구역이 선정되면, 서버(110)는 소구역 경계를 면적 기준에 적합하면서 대로, 이면도로, 하천 및 철도 등의 경계 또는 행정구역 경계를 이용하여 설정한다(S212). 특히, 소구역 분할시에는 서버(110)가 분할하고자 하는 구역 경계를 프로그램상에서 Drawing하여 설정저장한다. 필요에 따라 관리자가 분할하고자 하는 구역 경계를 프로그램상에서 드로잉(Drawing)하여 설정저장할 수도 있다.

그러면, 서버(110)는 설정 저장된 소구역 정보를 추출하여(S213) 소구역 기준 대비 적합성을 판별한다(S214). 즉, 면적 이외에도, 배수설비 및 오수 발생량이 기준범위 이내인지 판단한다.

필요에 따라 인구 및 관로연장 기준을 추가 판단할 수 있다. 이때 인구 및 관로 연장의 기준 범위는 인구의 경우 1,500~5,000인, 관로 연장은 5~10km 이다.

여기서, 정보 추출시 인구 및 오수량 등은 자동 연산을 통해 입력된 자료와 GIS 정보를 활용하여 산출하며, 면적 및 관로연장, 배수설비 수량은 기연계한 GIS 정보를 통해 집계한다.

또한, 소구역 적정성 판별시에는 기 입력된 소구역 기준에 부합하는지 여부를 서버(110) 연산을 통해 판정하고 나서,

관리자가 프로그램 화면상에서 GIS 및 검토대상으로 입력한 레이어를 확인하여 경계조건인 하천, 도로, 철도, 행정구역 경계, 펌프장 위치 등에 부합하는지 여부도 판별할 수도 있다.

상기 서버(110)가 설정된 소구역이 소구역 기준 대비 적합하다고 판단된 경우, 경계조건이 부합하는지 판단한다(S215). 특히, 경계가 대로, 이면도로, 하천 및 철도 등의 경계 또는 행정구역 경계인지 등을 판단한다.

최종적으로 서버(110)가 경계조건이 부합된다고 판단한 경우 또는 관리자가 경계조건도 부합하다고 선택한 경우, 서버(110)는 설정 저장된 소구역 정보를 분할된 새로운 소구역 정보로 저장한다(S216).

한편, 소구역 적정성 판별시에는 기 입력된 소구역 기준에 부합하는지 여부를 서버(110) 연산을 통해 판정한 결과 부적합인 경우 또는 경계조건이 부적합한 경우,

서버(110)는 설정저장된 소구역을 증가 또는 감소시켜 새로운 소구역의 경계를 변경한다(S212).

즉, 기준범위에 못미치는 경우, 소구역을 증가시키도록 경계를 변경하고, 기준범위를 초과하는 경우에는 소구역을 감소시키도록 경계를 변경하고 상기 단계를 반복 수행하게 된다.

상기 과정과 같이 소구역화를 수행하기 전과 후를 비교하여 예시로 나타내면 도 3a 및 도 3b과 같다.

도 3a에서 보는 바와 같이 소구역화 이전에는 행정구역 경계와 상관없이 오수의 유하방향에 따라 분구로 구분이 되어 있고 분구별 면적 및 규모도 상이하게 구성이 되어 있다. 그러나 도 3b와 같이 기존 펌프장을 삭제하고 일부 관로를 부설하여 소구역화를 할 경우 행정구역 경계와도 일치하며, 소구역별 면적 및 규모도 유사하게 조정이 된다. 이와 같이 구분된 소구역별 관망은 상기의 문제점을 해소할 수 있으며 유지관리에 있어서도 유리한 면을 갖추게 된다.

그리고 나서, 서버(110)는 소구역으로 구분된 각 소구역별 유량 모니터링 및 침입수와 유입수 분석을 위해서 유량계(510) 설치지점을 선정한다(S217).

이때, 유량계(510) 설치를 위한 지점은 각 소구역 말단부 지점을 선정하여야 하며, 지점 선정시에는 다음과 같이 구조적인 측면과 기능적인 측면을 고려하여 선정한다.

먼저, 구조적인 측면에서 다음 조건을 만족해야 한다.

오수 흐름에 영향이 없도록 관로 합류부 및 곡관부 등을 피하고, 직관부가 확보된 지점이어야 한다.

설치 및 유지관리를 위해 작업자 진입 및 안전확보가 가능한 지점이어야 한다.

오수관로 맨홀이 설치되어 유량계(510) 센서 설치가 가능한 지점이어야 한다. 이때, 유량계(510) 센서는 맨홀 내부의 상류 관로에 설치한다. 맨홀 내에 인버트가 설치되어야 한다.

또한, 기능적인 측면에서 다음 조건을 만족해야 한다.

소구역별 모니터링 및 분석 등을 위하여 각 소구역의 말단부 관로를 지점으로 선정하여야 하며, 소구역의 전체 유량을 측정할 수 있어야 한다.

오수관로 내의 유량을 안정적으로 계측할 수 있는 유량계(510) 장비를 적용하여야 하며, 소구경 관로는 접촉식 장비(초음파식), 중대구경 관로는 비접촉식 장비(레이저 및 레이더)를 적용한다.

지점은 관로의 구배와 유량이 적정한 수준이어야 하며, 안정적인 계측을 위해 최소 수위는 3cm 이상, 최소 유속은 0.3m/sec 이상이 되어야 한다.

상기의 지점 선정 요건을 고려하여 소구역별 유량계(510)를 설치하면 도 4와 같은 형태로 유량계(510)가 설치되며, 이러한 형태의 도면은 소구역별 모니터링 및 분석을 하는데에도 활용한다.

필요에 따라 유량계(510) 설치지점을 선정하는 과정은 서버(110)가 수행한 후 관리자가 최종 선정을 할 수도 있고, 서버(110) 대신 관리자가 선정할 수도 있다.

도 5를 참조하면, 본 발명의 실시예에 따른 분류식 오수관로의 소구역화 방법에서 시스템 프로그램 예시 화면의 예를 나타내었다.

도 5를 참조하면 실제 지도에서 소구역화된 영역을 표현할 수 있다.

분류식 오수관로에서 강우시 우수가 유입되는 것을 유입수라고 칭하며, 유입수가 강우시 과다하게 발생할 경우 오수관로의 용량이 부족하게 되어 만관 및 서차지(Surcharge) 현상이 발생하게 되고 심할 경우 맨홀 상부로 오수가 월류하는 현상이 발생하게 된다. 이러한 현상을 SSOs(Sanitary Sewer Overflows)라고 부르며 이는 분류식 오수관로의 심각한 문제점 중 하나가 된다. 이러한 오수관로의 통수능 부족 및 월류 현상을 사전에 모의하고 검토할 수 있도록 분류식 오수관로에 대한 시뮬레이션이 필요하며, 이와 같이 시뮬레이션이 되는 대상을 RDII(Rainfall Derived Infiltration and Inflow)라고 칭한다.

본 발명의 실시예에서는 이러한 RDII를 사전에 모의하고 검토할 수 있도록 유지관리 시스템에 시뮬레이션 기능을 탑재하도록 하였으며, 이하에서 시스템 내에서 RDII 시뮬레이션을 수행하는 방법을 설명한다.

도 6은 본 발명의 실시예에 따른 분류식 오수관로 유지관리시스템의 시뮬레이션 방법의 구성도이다.

도 6을 참조하면, 먼저 서버는 계측 데이터를 수집 및 분석한다(S600). 이때, 서버는 통수능 평가 목표 충족에 필요한 데이터를 판단하기 위하여 분류식지역 소구역별 데이터/정보 검토 및 데이터 오류 분석을 하며, 또한, 필요에 따라 현장 조사 및 답사를 수행하여 소구역별 관로 데이터 수집한다. 또한, 서버는 강우 및 유량 모니터링 데이터를 수집한다.

다음, 서버는 도구상자를 이용하여 시뮬레이션 대상(RDII) 매개변수 및 유량그래프를 표출한다(S610). 이때, SSOAP(Sanitary Sewer Overflow Analysis and Planning)은 미국 EPA에서 SSOs 분석을 위해 개발하여 공개한 분석툴로서 시뮬레이션 수행시 연계 활용할 수 있다. 서버는 RDII 매개변수 및 유량그래프를 작성하기 위하여 도구 상자를 통한 강우 및 유량 모니터링 데이터 분석을 수행하고 그 결과를 매개변수 및 유량그래프로 표출한다. 여기에 적용되는 매개변수로는 R값, T값, K값이 있으며, R값은 강우이벤트에서 산정된 강우량 대비 관로내 유입되는 강우유입수 비율이며, T값은 강우시 RDII가 발생하는 첨두발생시간, K값은 첨두발생시간에서 RDII가 소멸될 때까지 지체되는 소요시간 비를 의미한다.

다음 서버는 소구역별로 모델 구축 단계를 수행하며(S620), 여기에는 구축 대상 관망 구성 및 속성 데이터 수집, 관로 모델 입력값 산정, DWF 모델 입력값 산정, RDII 모델 입력값 산정의 절차가 있으며, 그리고 나서, 검보정 단계(S630)를 수행하며, 여기에는 DWF 모델 보정, WWF 모델 보정의 단계가 포함된다.

그리고 나서, 서버는 모델검증을 수행한다(S640). 모델 검증은 검보정된 모델에 기지의 강우사상을 입력하여 시뮬레이션한 후 기지의 유량과 모의된 유량이 어느정도 일치하는지를 검증하는 단계로서, 이를 통해 구축된 모델의 신뢰성을 확인하는데 활용하게 된다.

그리고, 서버는 강우통계분석결과를 참조하여 시뮬레이션 평가를 수행한다(S650). 강우통계분석시에는 대상지역 및 인근에 위치한 기상청 관측소의 과거 강우자료를 입수하여 분석하며, 최소 과거 20년 이상의 시강우자료 중 일강우 3mm 이상을 기준으로 누적 발생확률 기준 90% 수준의 강우를 모의대상 강우로 선정하여 적용한다.

이때, 서버는 여러 DWF 및 WWF 평가 조건에 보정된 모델을 적용한다. DWF의 경우에는 유량 모니터링 지점별로 실측된 DWF 평균 자료 및 시간대별 유량패턴 자료를 모델에 입력 후 청천시 모델링을 실시한다. 또한 WWF 기 검보정이 완료된 모델에 강우자료를 입력하여 강우시 모델링을 실시하고, 통수능 문제 및 모델 시뮬레이션 결과에 기반한 평가를 수행한다.

그리고 나서, 서버는 대상지역 통수능 부족, SSOs 발생 여부 등의 문제가 발생했는지 판단한다(S660).

문제가 있으면, 서버는 대안수립을 하거나 관리자 단말기에 해결방안 검토를 알리며, 수립된 대안 및 해결방안을 적용하여 시뮬레이션 평가를 반복 수행한다(S650).

문제가 없으면 서버는 지속적인 모니터링을 수행한다(S680).

상기 소구역별로 모델 구축 단계(S620)를 상세히 설명하면 다음과 같다.

서버가 모델구축에 필요한 관망도와 지형도를 활용하여 관망을 구성하고, 관망 속성 데이터로서 관경, 관로연장, 관저고 등의 데이터를 수집한다(S621).

그리고 나서, 서버가 관로 모델의 관망정보와 유역정보를 작성하여 모델의 입력값으로 산정한다(S622).

다음, 서버가 DWF(Dry Weather Flow, 청천시 유량) 모델 입력값으로 평균 유량과 시간대별 발생 패턴을 산정한다(S623).

다음, 서버가 시뮬레이션 대상(RDII) 모델 입력값을 산정하여 입력하며(S624), 여기에는 앞서 산정된 RDII 매개변수(S610)가 적용된다.

이러한 과정으로 상기 소구역별로 모델이 구축된다.

상기 소구역별로 검보정 단계(S630)를 상세히 설명하면 다음과 같다.

서버는 DWF(Dry Weather Flow, 청천시 유량) 모델에 실측된 청천시 유량과 시간대별 발생 패턴과 침입수량 등을 적용하여 모델을 보정한다(S631).

그리고 서버는 청천시 모의를 통해 보정한 결과를 바탕으로 SSOAP를 통해 산정된 RTK값을 적용하여 모의하고 실측값과 모의값의 오차율이 10%를 초과하지 않도록 선택한 강우사상에 대하여 WWF(Wet Weather Flow, 강우시 유량) 모델을 보정한다(S632).

이러한 상세 과정으로 상기 소구역별로 검보정이 이루어진다.

시뮬레이션 수행에 있어서 기초자료의 정확성, 모델 구축의 적합성 등 여러 가지가 있겠으나, 무엇보다도 모델의 검보정은 시뮬레이션 결과의 신뢰도를 높이는 중요한 역할을 한다.

특히 본 발명의 실시예에서는 유지관리시스템의 계측 데이터를 함께 사용하도록 적용하고 있어, 시스템의 계측 데이터를 활용하여 주기적으로 시뮬레이션을 수행할 수 있게 된다. 따라서 모델 구축 및 검보정 단계에서 이를 활용하게 된다. 모델 구축 및 검보정 단계에서는 모델 입력 데이터 산정, SSOAP 도구 상자를 활용하여 RDII 매개변수를 산출한 후 모델 검보정을 수행하는 절차가 포함되며, 이와 같이 검보정 과정을 거쳐 모델은 시뮬레이션 결과의 신뢰성을 높일 수 있도록 완성되며, 이를 활용하여 다양한 강우사상에 대한 예측결과를 도출하게 된다.

도 7은 본 발명의 실시예에 따른 분류식 오수관로 유지관리 시스템의 서버의 기능을 나타낸 도면이다.

도 7을 참조하면, 본 발명의 실시예에 따른 분류식 오수관로 유지관리 시스템의 서버는, 주요 기능으로 소구역정보관리, 모니터링 및 분석, RDII 시뮬레이션, 운영이력관리, 소구역보수 등을 수행한다.

서버는 소구역정보관리를 위해 각 소구역의 관망정보와 관로속성정보를 관리하고, 추가 입력이 필요한 수질분석 자료와 강우측정 자료의 입력관리를 수행한다.

서버는 모니터링 및 분석을 위해 실시간 측정되는 유량데이터를 통해 모니터링 기능을 수행하고 시간별, 일별, 월별 등의 통계분석을 수행하며, 침입수와 유입수를 분석한다.

서버는 RDII 시뮬레이션을 위해 분류식 오수관로에 대한 모델 구축 및 수정 등의 관리와 실측 자료를 활용한 검보정, 모의대상 강우 적용, 시뮬레이션 결과 조회의 기능을 수행한다.

서버는 운영이력관리를 위해 오수관로에 대한 조사(CCTV, 송연) 결과를 관리하고 준설 및 개보수에 대한 정보와 민원이력 및 처리현황을 관리하는 기능을 수행한다.

서버는 소구역 보수를 위해 분석된 결과를 통해 관로 부실도를 분석하고 각 소구역별 우선순위를 선정하여 제공하는 기능을 수행한다.

도 8은 본 발명의 실시예에 따른 분류식 오수관로 유지관리 방법을 나타낸 도면이다.

도 8을 참조하면, 서버는 강우정보, 수질정보, 유량 정보를 각각 수집한다(S811, S813, S815). 이때, 유량정보는 유량계(510)를 통해 모니터링 및 수집될 수 있다.

그리고 수집된 수질자료는 직선보간을 통해 데이터베이스(120)에 저장되고(S812), 유량자료는 데이터 변환을 통해 데이터베이스(120)에 저장되고(S814), 강우자료도 데이터베이스(120)에 저장된다(S816).

여기서, 유량정보의 모니터링은 1분 간격으로 계측한 결과를 활용하여 수위, 유속, 유량의 변화를 모니터링하고, 데이터는 서버로 전송되는 실시간 데이터를 저장한 후 분석에 활용한다.

모니터링의 주요 목적은 소구역별 유량 및 수위, 유속의 변화를 파악하기 위한 것으로서, 청천시와 강우시 소구역별 오수의 변화와 시간대별 변화를 모니터링하여 다양한 분석결과 도출에 활용한다.

데이터 분석은 기본적으로 시간별, 일별, 월별 등의 통계분석 결과와 함께 청천시의 오수관로 내의 침입수 발생량과 강우시 유입되는 우수인 유입수 발생량을 분석한다.

통계분석 결과 산정시에는 1분 간격으로 수집되는 데이터를 10분 간격 데이터로 변환한 후 이를 분석하고자 하는 통계분석 방법에 따라 시간별, 일별, 월별 등의 데이터로 분석한다.

- 10분 간격 데이터 =

(1분 데이터 10개의 평균값)

- 시간별 데이터 =

(10분 데이터 6개의 평균값)

- 일별 데이터 =

(시간별 데이터 24개의 평균값)

- 월별 데이터 =

(해당 월의 일별 데이터 평균값)

여기서 통계분석 결과를 청천일과 강우일로 구분하는 경우에는 일별 데이터 중 청천일과 강우일 데이터를 분류한 후 적용한다. 예를 들어, 1개월 중 청천일이 20일인 경우 청천일의 월별 데이터는 20일의 평균값으로 나타낸다.

청천일과 강우일의 구분은 강우량이 계측된 강우데이터를 활용하며 일누적 강우량이 3mm 이상인 일을 강우일, 그 미만일 일은 청천일로 구분하고, 강우일로부터 2일이 경과하는 일까지는 강우영향일로 구분한다. 즉, 1개월을 30일로 가정할 때 1개월 중 일누적 강우량이 3mm 이상인 일이 3일인 경우, 강우일은 3일, 강우영향일은 6일이 되어 강우일 및 강우영향일은 총 9일이 되며, 청천일은 21일이 되는 것과 같다.

침입수 분석은 야간생활하수량을 산정하여 이를 일최소유량에서 제하는 방법인 야간생활하수평가법을 사용하되, 야간생활하수량 산정시에는 수질농도를 함께 활용하여 산정한다.

- 침입수량(m3/일) =

유입수 분석은 강우 이전의 청천일 유량과 강우시 유량을 비교하여 그 차이를 유입수량으로 산정하는 방법을 적용하며, 청천일 유량과 강우시 유량 비교시에는 강우시 유량에 강우일 및 강우영향일이 모두 포함되도록 하고 청천일 유량과 강우시 유량의 차이가 최소화되도록 잔차를 조정하는 방법을 활용한다.

- 유입수량(m3) =

(강우시와 청천시 잔차 조정)

여기서, 소구역별 분석결과를 활용하여 소구역별 관로부실도 및 정비 우선순위 등을 판단하기 위해서는 해당 소구역에 대한 기초정보가 필요하다.

이러한 기초정보는 면적당, 관로연장당, 인구당 침입수 발생량 및 유입수 발생량 등 단위당 발생하는 침입수 및 유입수를 비교하기 위하여 사용되기도 하고, 정비 우선순위 산정을 위해 관로 매설연도, CCTV 조사 결과, 송연 조사 결과, 민원 현황 등 관로이력 및 조사결과 등을 포함한다.

또한 분류식 오수관로에 대한 시뮬레이션 수행을 위해서도 다양한 관로 현황 정보를 필요로 한다.

따라서 소구역별 필요한 기초정보로는 소구역별 면적, 오수관로 연장, 관경, 거주 인구 등의 기본적인 현황정보와 함께 관로 매설연도, 관로 CCTV 조사결과(이상항목 및 등급), 송연조사결과(이상항목 및 개소), 민원발생이력 등을 입력하여 활용한다.

이러한 기초정보 중 대상지역에 GIS(지리정보시스템) 또는 UIS(도시정보시스템)가 구축되어 있는 경우에는 GIS 및 UIS 정보를 연계하여 활용할 수 있으며, 연계 대상인 정보로는 관로에 대한 기본 현황정보로서 관로번호, 관경, 연장, 경사, 관저고, 지반고, 유역면적, 매설연도 등이 있다.

기타 연계를 할 수 없거나 입력되지 않는 정보인 CCTV 조사결과, 송연조사결과, 민원발생이력 등의 정보는 시설물 관리를 위한 입력사항으로 관리하게 된다.

GIS 또는 UIS 정보를 연계하여 활용하는 경우에는 지자체에서 구축하여 운영 중인 시스템에 연계하여 사용하며, 보안 등의 문제로 온라인 연계가 불가한 지역의 경우에는 오프라인 방식으로 데이터를 추출하여 저장하고 이를 구축하고자 하는 유지관리시스템에 입력하여 적절한 변환방법을 거쳐 활용하도록 한다.

다음 서버는 수집된 유량 정보를 수질자료 및 강우자료와 함게 통계분석하고, 침입수/유입수별로 분석을 하며, 단위값으로 분석을 한다(S817, S818, S819).

그리고 서버는 소구역별 관로 부실도를 계산한다(S820).

그리고 나서 서버는 상기 관로부실도를 소구역별로 비교하여 정비 우선순위를 산정한다(S821).

이후, 서버는 소구역별로 정비의 필요여부를 판단한다(S822).

정비가 필요한 경우 서버는 정비가 필요한 소구역 정보를 저장한다(S831). 이후 관리자는 저장된 정보를 조회하고 확인하여 우선순위에 따라 정비를 하게 된다.

상기 소구역별 관로 부실도를 계산하는 단계(S820)는,

침입수와 유입수 모두 관로연장, 면적, 인구 등으로 그 결과값을 나누어 원단위로 산출하는 것을 특징으로 한다.

여기서, 원단위라 함은 어떤 값을 일정 단위의 값으로 환산하여 그 많고 적음을 상대 비교하는데 활용하기 위하여 산출되는 값을 의미한다. 본 발명에서의 소구역들에 대한 결과 분석시 양적인 차이만을 이용하여 부실도를 평가할 경우 소구역별 관로연장, 면적, 인구 등에 차이가 있을 수 있으므로 동일한 조건하에서 비교가 곤란하게 된다. 따라서 분석결과를 비교가 가능한 단위값으로 환산할 필요가 있으며, 이를 위해 관로연장, 면적, 인구 등을 활용한다.

침입수와 유입수 모두 연장, 면적, 인구 등으로 그 결과값을 나누어 원단위로 산출하고 이를 소구역별로 비교하여 어느 소구역의 단위 발생량이 가장 큰가를 비교 분석하는데 활용한다.

·침입수

- 관로 연장당 침입수량(m3/km-일) =

- 소구역 면적당 침입수량(m3/ha-일) =

- 소구역 인구당 침입수량(m3/인-일) =

·유입수

- 관로 연장당 유입수량(m3/km) =

- 소구역 면적당 유입수량(m3/ha) =

- 소구역 인구당 유입수량(m3/인) =

침입수의 경우에는 주로 지하수 등의 불명수가 맨홀 및 관로를 통해 유입되는 경우가 대부분이므로 이와 연관성이 가장 큰 관로 연장당 침입수량을 우선적으로 비교하는 것이 정확성을 높일 수 있다.

반면에 유입수는 맨홀 및 관로를 통해 강우시 우수가 유입될 수 있으나, 주로 지표에 내린 빗물이 배수설비를 통해 유입되는 경우가 많으므로, 소구역 면적당 유입수량으로 비교 분석하는 것이 정확성 면에서 높다.

상기 관로부실도를 소구역별로 비교하여 정비 우선순위를 산정하는 단계(S821)는,

상기 분석결과와 현황자료, 관로조사결과의 중요성에 따라 가중치를 적용하여 이를 합산한 후 점수의 높고 낮음에 따라서 우선순위를 판별하도록 하는 것을 특징으로 한다.

소구역별 분석결과와 시스템에 입력한 관로 운영정보를 활용하여 소구역별로 관로정비가 필요한지 여부와 정비가 필요할 경우 관로정비를 수행할 소구역의 우선순위를 선정한다.

우선순위에 따라 관로정비의 필요성이 높은 지역을 파악하고 정비를 수행할 경우 투자비용 대비하여 최적의 관로정비 효과를 얻을 수 있게 된다.

정비우선순위를 판별하기 위해서는 상기에서 언급한 침입수량 및 유입수량에 대한 단위 결과값과 관로현황자료, 관로조사결과를 종합적으로 판단할 필요가 있다.

또한 분석결과와 현황자료, 관로조사결과의 중요성에 따라 가중치를 적용하여 이를 합산한 후 점수의 높고 낮음에 따라서 우선순위를 판별하도록 한다. 즉, 점수가 높은 소구역의 경우 부실도가 높아 정비우선순위가 높은 것으로 판별되며, 점수가 낮은 소구역은 정비우선순위가 낮은 것으로 판별할 수 있다. 정비우선수위를 판단하는데 사용하는 인자를 정리하면 다음과 같다.

- 단위 침입수량(m3/km-일)

- 단위 유입수량(m3/ha)

- CCTV조사 결과 부실도 : 조사연장당 이상항목수 =

- 송연조사 결과 부실도 : 조사배수설비당 이상항목수 =

- 민원 현황 : 인구당 하수관로 민원건수 =

- 관로 매설경과년수(년)

우선순위 산정시 가중치를 적용하는 원리는 다음 공식과 같으며, 각 인자별 결과값의 소구역별 순위값에 가중치를 곱한 후 각 값을 합산하여 소구역별 산정값을 구하고 이를 소구역별로 비교한다.

- 인자별 가중치 적용값 = 인자별 결과의 순위값 ㅧ 가중치

- 소구역별 산정값 = 인자별 순위값_1 + 인자별 순위값_2 + 인자별 순위값_3 + … + 인자별 순위값_n

인자별 결과의 순위값은 비교 대상 소구역의 수량을 기준으로 하며, 예를 들어 비교 대상 소구역이 6개인 경우 인자별 결과값이 가장 큰 1순위가 6, 2순위가 5, 3순위가 4의 순서로 순위값을 매기게 되고, 여기에 각 인자별 가중치를 적용한다.

인자별 가중치는 전체를 100%로 할 때 단위 침입수량 20%, 단위 유입수량 20%, CCTV조사 결과 부실도 20%, 송연조사 결과 부실도 20%, 민원현황 10%, 관로 매설경과년수 10%로 한다.

정비가 필요한 소구역 정보를 저장하는 단계는,

운영이력정보를 입력받아 저장하는 단계(S801)와

GIS 자료와 연계하여 시뮬레이션 자료를 저장하는 단계(S831)를 포함한다.

상기 운영이력정보를 입력받아 저장하는 단계(S801)에서는 분류식 오수관로를 효과적으로 유지관리하기 위해서 오수관로 즉, 시설물에 대한 정보와 함께 오수관로를 운영하는 과정에서 축적되는 이력을 관리할 필요가 있다. 우선, 시설물에 대한 정보는 상기에서 언급한 바와 같이 지자체에서 구축하여 운영하고 있는 지리정보시스템(GIS) 또는 도시정보시스템(UIS)에 구축된 정보를 연계하여 활용하는 방안이 있으며, 미구축시에는 분류식 오수관로에 대한 관망도 및 관망자료를 활용하여 데이터베이스화하여 사용하게 된다. 이러한 시설물 정보는 변경사항 및 추가사항 발생시 지속적으로 업데이트 관리되어야 하며, 이러한 정보들은 소구역별 기초정보로 활용되고 시뮬레이션을 위한 모델의 입력정보로도 활용된다. 분류식 오수관로를 운영하는 과정에서 발생하는 이력관리 정보 또한 효과적인 유지관리에 도움이 된다. 즉, 민원 발생현황 정보를 통해 민원이 자주 발생하는 소구역과 해당 소구역의 상시 문제점을 파악하여 소구역 정비 우선순위에 반영할 수 있으며, CCTV 조사 정보와 결과, 송연조사 정보와 그 결과 또한 소구역 정비 우선순위를 산정하는데 중요한 정보로 활용이 된다.

이러한 운영이력 정보는 정보 발생시 상시 입력관리되어야 하며, 본 발명의 실시예에서 제시하는 유지관리시스템의 서버에 이러한 정보입력 및 관리기능을 탑재하여 활용하게 된다.

분류식 오수관로를 효과적으로 유지관리하기 위해서는 오수관로 즉, 시설물에 대한 정보와 함께 오수관로를 운영하는 과정에서 축적되는 이력을 관리할 필요가 있다. 우선, 시설물에 대한 정보는 상기에서 언급한 바와 같이 지자체에서 구축하여 운영하고 있는 지리정보시스템(GIS) 또는 도시정보시스템(UIS)에 구축된 정보를 연계하여 활용하는 방안이 있으며, 미구축시에는 분류식 오수관로에 대한 관망도 및 관망자료를 활용하여 데이터베이스화하여 사용하게 된다. 이러한 시설물 정보는 변경사항 및 추가사항 발생시 지속적으로 업데이트 관리되어야 하며, 이러한 정보들은 소구역별 기초정보로 활용되고 시뮬레이션을 위한 모델의 입력정보로도 활용된다.

분류식 오수관로를 운영하는 과정에서 발생하는 이력관리 정보 또한 효과적인 유지관리에 도움이 된다. 즉, 민원 발생현황 정보를 통해 민원이 자주 발생하는 소구역과 해당 소구역의 상시 문제점을 파악하여 소구역 정비 우선순위에 반영할 수 있으며, CCTV 조사 정보와 결과, 송연조사 정보와 그 결과 또한 소구역 정비 우선순위를 산정하는데 중요한 정보로 활용이 된다. 이러한 운영이력 정보는 정보 발생시 상시 입력관리되어야 하며, 본 발명에서 제시하는 유지관리시스템에 이러한 정보입력 및 관리기능을 탑재하여 활용하게 된다.

필요에 따라 상기 방법은,

도구상자를 이용하여 시뮬레이션 대상(RDII) 모델을 입력하는 단계(S833);

상기 소구역별로 모델 구축 및 검보정 후, 모의 강우 적용 단계(S834);

모의 결과 도출을 위한 시뮬레이션 평가 수행 단계(S836)를 더 포함하며 이러한 시뮬레이션은 도 5에 도시된 시뮬레이션 방법과 동일하게 수행될 수도 있다.

본 발명의 실시예에서는, 면적, 하수량, 지형적인 조건 등의 기준을 토대로 기존 처리구역 및 처리분구를 유지관리가 용이한 일정 규모로 소구역화하는 분류식 오수관로 유지관리 시스템 및 방법을 제공할 수 있다.

또한, 본 발명의 실시예를 통해 분류식 오수관로 유지관리를 위한 체계 마련이 가능할 것으로 기대된다. 즉, 분류식 오수관로를 소구역화하여 체계적인 유지관리가 가능하도록 관망을 구성하고 전산시스템을 구축하여 소구역별 문제점과 운영이력, 기초정보를 관리할 수 있도록 하여 유지관리 효율성이 향상될 것이며, 강우시 오수관로에서 발생할 수 있는 유입수로 인한 통수부족 문제점을 사전에 확인가능하게 된다.

따라서 문제점이 많고 소구역정비 우선순위가 높은 소구역을 우선 정비할 수 있도록 정비 순위를 도출하여 보수 비용 대비 전체 효과가 극대화될 수 있도록 하여, 전반적인 오수관로 유지관리의 효율성 및 편의성이 향상되는 효과가 기대된다.

이상에서 설명한 본 발명의 실시예는 장치 및 방법을 통해서만 구현이 되는 것은 아니며, 본 발명의 실시예의 구성에 대응하는 기능을 실현하는 프로그램 또는 그 프로그램이 기록된 기록 매체를 통해 구현될 수도 있으며, 이러한 구현은 앞서 설명한 실시예의 기재로부터 본 발명이 속하는 기술분야의 전문가라면 쉽게 구현할 수 있는 것이다.

이상에서 본 발명의 실시예에 대하여 상세하게 설명하였지만 본 발명의 권리범위는 이에 한정되는 것은 아니고 다음의 청구범위에서 정의하고 있는 본 발명의 기본 개념을 이용한 당업자의 여러 변형 및 개량 형태 또한 본 발명의 권리범위에 속하는 것이다.

Claims (10)

1. 서버가 강우정보, 수질정보 및 유량 정보를 각각 수집하는 단계;
   상기 서버가 수집된 수질정보를 직선보간을 통해 데이터베이스에 저장하고, 상기 유량 정보는 데이터 변환을 통해 상기 데이터베이스에 저장하고, 상기 강우정보도 상기 데이터베이스에 저장하는 단계;
   상기 서버가 소구역별로 수집된 유량 정보를 수질자료 및 강우자료와 함께 통계분석하고, 침입수 분석 및 유입수 분석을 하며, 단위값으로 분석을 하는 단계;
   상기 서버가 상기 단위값으로 분석된 결과를 활용하여 소구역별 관로 부실도를 계산하는 단계;
   상기 서버가 상기 관로부실도를 소구역별로 비교하여 정비 우선순위를 산정하되, 상기 분석결과와 현황자료, 관로조사결과의 중요성에 따라 가중치를 적용하여 이를 합산한 후 점수의 높고 낮음에 따라서 우선순위를 판별하고, 소구역별 분석결과와 시스템에 입력한 관로 운영정보를 활용하여 소구역별로 관로정비가 필요한지 여부와 정비가 필요할 경우 관로정비를 수행할 소구역의 우선순위를 산정하는 단계;
   상기 서버가 상기 소구역의 우선순위에 따라 소구역별 정비의 필요여부를 판단하는 단계;
   상기 서버가 정비가 필요한 경우라고 판단된 소구역 정보를 데이터베이스에 저장하는 단계를 포함하고,
   
   상기 서버가 수집된 유량 정보를 수질자료 및 강우자료와 함께 통계분석하고, 침입수 분석 및 유입수 분석을 하며, 단위값으로 분석을 하는 단계에서,
   상기 침입수 분석은 야간생활하수량을 산정하여 이를 일최소유량에서 제하는 방법인 야간생활하수평가법을 사용하되, 야간생활하수량 산정시에는 수질농도를 함께 활용하여 산정하고, 상기 유입수 분석은 강우 이전의 청천일 유량과 강우시 유량을 비교하여 그 차이를 유입수량으로 산정하는 방법을 적용하며, 청천일 유량과 강우시 유량 비교시에는 강우시 유량에 강우일 및 강우영향일이 모두 포함되도록 하고 청천일 유량과 강우시 유량의 차이가 최소화되도록 잔차를 조정하는 방법을 활용하는 것을 특징으로 하고,
   상기 서버가 상기 소구역별 분석결과를 활용하여 소구역별 관로 부실도를 계산하는 단계는, 상기 침입수와 유입수 모두 관로연장, 면적 및 인구로 그 결과값을 나누어 원단위로 산출하며, 상기 원단위라 함은 어떤 값을 일정 단위의 값으로 환산하여 그 많고 적음을 상대 비교하는데 활용하기 위하여 산출되는 값인 것을 특징으로 하고,
   
   상기 서버가 정비가 필요한 경우라고 판단된 소구역 정보를 데이터베이스에 저장하는 단계는,
   운영이력정보를 입력받아 저장하는 단계와
   GIS 자료와 연계하여 시뮬레이션 자료를 저장하는 단계를 포함하고,
   
   상기 서버가 계측 데이터를 수집 및 분석하는 단계;
   상기 서버가 도구상자를 이용하여 시뮬레이션 대상(RDII) 매개변수 및 유량그래프를 표출하는 단계;
   상기 서버가 소구역별로 모델 구축 및 검보정하는 단계;
   상기 서버가 모델검증 및 시뮬레이션 평가를 수행하는 단계를 더 포함하고,
   
   상기 서버가 상기 소구역별로 모델 구축하는 단계는,
   모델구축 대상 관망을 구성하고, 속성 데이터를 수집하는 단계;
   관로 모델의 입력값을 산정하는 단계;
   DWF(Dry Weather Flow, 청천시 유량) 모델 입력값을 산정하는 단계;
   시뮬레이션 대상(RDII) 모델 입력값을 산정하는 단계를 포함하고,
   
   상기 서버가 상기 소구역별로 검보정을 하는 단계는,
   DWF(Dry Weather Flow, 청천시 유량) 모델 보정 단계;
   선택한 강우사상에 대하여 WWF(Wet Weather Flow, 강우시 유량) 모델 보정 단계를 포함하고,
   
   상기 서버가 계측 데이터를 수집 및 분석하는 단계 이전에,
   상기 서버가 소구역 분할을 위하여 데이터베이스에서 기존 구역에 대한 정보를 조회하는 단계;
   상기 서버가 소구역 기준 대비 부적합한 처리분구를 소구역으로 분할하는 대상으로 선정하는 단계;
   분할 대상 구역이 선정되면, 상기 서버가 소구역 경계를 면적 기준에 적합하면서 대로, 이면도로, 하천 및 철도의 경계 또는 행정구역 경계를 이용하여 설정하는 단계;
   상기 서버가 설정 저장된 소구역 정보를 추출하여 소구역 기준 대비 적합성을 판별하는 단계;
   상기 서버가 소구역 기준 대비 적합하다고 판단된 경우, 경계조건이 부합하는지 판단하는 단계;
   상기 서버가 경계조건이 부합된다고 판단한 경우, 설정 저장된 소구역 정보를 분할된 새로운 소구역 정보로 저장하는 단계를 더 포함하는
   분류식 오수관로 유지관리 방법.
   
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7. GIS 시스템 및 관리자 단말기와 네트워크망을 통해 통신을 하는 유지관리 시스템으로서,
   오수관로 정보, 시설 및 지역 정보를 저장하는 데이터베이스;
   상기 데이터베이스의 정보를 이용하여 오수관로를 유지관리하는 서버를 포함하고,
   상기 서버는 제1항의 방법을 실행하는
   분류식 오수관로 유지관리시스템.
   
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