KR102305545B1

KR102305545B1 - 스마트 워터 미터링 데이터를 활용한 수용가의 옥내 누수 판단 시스템

Info

Publication number: KR102305545B1
Application number: KR1020210006181A
Authority: KR
Inventors: 오영주; 송은영; 엄준석
Original assignee: 주식회사 토이코스
Priority date: 2020-11-25
Filing date: 2021-01-15
Publication date: 2021-09-27
Also published as: CN115380314B; CN115380314A; WO2022114471A1; KR102305545B9

Abstract

스마트 워터 미터링 데이터를 활용한 수용가의 옥내 누수 판단 시스템이 개시된다. 본 발명의 일 측면에 따르면, 수용가에 설치된 검침 단말기로부터 해당 수용가의 단위 시간당 수돗물 사용량 데이터를 수신하는 수신부; 상기 수신부에서 수신한 단위 시간당 수돗물 사용량 데이터가 저장되는 데이터베이스; 상기 데이터베이스에 저장된 단위 시간당 수돗물 사용량 데이터를 기초로 시간 대비 단위 시간당 수돗물 사용량을 나타내는 꺾은선그래프를 생성하는 그래프생성부; 상기 꺾은선그래프에서 해당 수용가의 단위 시간당 수돗물 사용량이 기 설정된 제1 시간 동안 전부 영(zero)보다 크면 해당 수용가에 누수가 발생한 것으로 판단하는 누수여부판단부; 및 상기 꺾은선그래프에서 누수가 발생한 것으로 판단되는 시간 동안의 그래프 하부 영역의 형상을 기초로 누수 유형 또는 부분을 판단하는 누수유형판단부를 포함하는 스마트 워터 미터링 데이터를 활용한 수용가의 옥내 누수 판단 시스템이 제공될 수 있다.

Description

스마트 워터 미터링 데이터를 활용한 수용가의 옥내 누수 판단 시스템{SYSTEM FOR DETERMINING INDOOR WATER LEAKAGE USING SMART WATER METERING DATA}

본 발명은 스마트 워터 미터링 데이터를 활용한 수용가의 옥내 누수 판단 시스템에 관한 것이다.

최근 수용가의 수돗물 검침은 종래 검침원이 직접 방문하여 수도 계량기를 확인하는 방식에서 벗어나 수돗물 사용량을 자동으로 측정하여 유선 또는 무선 송출하는 검침 단말기를 이용한 무인 원격 검침 방식의 스마트 워터 미터링 시스템이 도입되고 있다.

이와 같이 스마트 워터 미터링 시스템은 수용가의 수돗물 사용량을 거의 실시간으로 제공할 수 있다.

따라서, 수돗물 사용량은 쉽게 데이터화 될 수 있고, 이는 단순히 수도요금을 계산하는데 머무르지 않고 다양한 분야에 활용될 수 있다.

이에 따라, 종래 스마트 워터 미터링 데이터를 활용한 기술 중에는 수용가의 옥내 누수 여부를 판단하는 기술 등이 개발되기도 하였지만, 누수 유형 또는 부분까지 구체적으로 판단하는 기술이 개발되지 않아 여전히 직접 방문하여 이를 확인할 수 밖에 없었고, 이에 따른 인력, 장비, 시간, 비용 등이 과도하게 소요되는 문제가 있었다.

대한민국 등록특허공보 제10-1214986호(2012.12.24, 옥내 누수감지 정보를 제공하는 원격검침시스템과 옥내 누수판단 제어방법)

본 발명의 실시 예는 스마트 워터 미터링 데이터를 활용하여 수용가의 누수 여부뿐만 아니라 누수 유형 또는 부분까지 판단할 수 있는 옥내 누수 판단 시스템을 제공한다.

본 발명의 일 측면에 따르면, 수용가에 설치된 검침 단말기로부터 해당 수용가의 단위 시간당 수돗물 사용량 데이터를 수신하는 수신부; 상기 수신부에서 수신한 단위 시간당 수돗물 사용량 데이터가 저장되는 데이터베이스; 상기 데이터베이스에 저장된 단위 시간당 수돗물 사용량 데이터를 기초로 시간 대비 단위 시간당 수돗물 사용량을 나타내는 꺾은선그래프를 생성하는 그래프생성부; 상기 꺾은선그래프에서 해당 수용가의 단위 시간당 수돗물 사용량이 기 설정된 제1 시간 동안 전부 영(zero)보다 크면 해당 수용가에 누수가 발생한 것으로 판단하는 누수여부판단부; 및 상기 꺾은선그래프에서 누수가 발생한 것으로 판단되는 시간 동안의 그래프 하부 영역의 형상을 기초로 누수 유형 또는 부분을 판단하는 누수유형판단부를 포함하는 스마트 워터 미터링 데이터를 활용한 수용가의 옥내 누수 판단 시스템이 제공될 수 있다.

상기 데이터베이스에는 누수가 발생한 것으로 판단된 수용가의 실제 누수 점검 결과가 저장되고, 상기 누수유형판단부는 상기 데이터베이스에 저장된 점검 결과를 기초로 누수 유형 또는 부분별 그래프 하부 영역의 형상을 머신 러닝에 의해 학습할 수 있다.

상기 그래프 하부 영역은 기 설정된 제2 시간마다 단위 시간당 수돗물 사용량이 가장 낮은 점을 연결한 지표 선을 포함하고, 상기 누수유형판단부는 상기 지표 선을 기초로 판단할 수 있다.

상기 누수유형판단부는, 상기 지표 선의 높이가 누수가 발생한 것으로 판단되는 시간 초기부터 기 설정된 오차 범위 내에서 일정하게 유지되면 변기 누수 또는 미세 누수로 판단하고, 상기 지표 선의 높이가 누수가 발생한 것으로 판단되는 시간 초기부터 점차 증가하면 내부 배관 누수로 판단하고, 상기 지표 선의 높이가 누수가 발생한 것으로 판단되는 시간 초기에 급격하게 증가한 후 완만하게 감소하면 외부 노출 배관 누수로 판단할 수 있다.

본 발명의 실시 예에 따르면, 수용가에 누수가 발생하였는지 여부를 판단할 수 있을 뿐만 아니라 구체적인 누수 유형 또는 부분까지 판단할 수도 있다.

도 1은 본 발명의 일 실시 예에 따른 옥내 누수 판단 시스템을 도시한 도면이고,
도 2 내지 도 5는 도 1의 그래프생성부에서 생성한 꺾은선그래프를 도시한 도면이고,
도 6 내지 도 9는 도 2 내지 도 5의 꺾은선그래프에서 그래프 하부 영역의 형상 판단 예를 도시한 도면이다.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시 예를 상세히 설명한다.

본 발명의 실시 예에서 사용되는 용어는, 명백히 다른 의미로 정의되어 있지 않는 한, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 일반적으로 이해될 수 있는 의미로 해석될 수 있으며, 단지 특정 실시 예를 설명하기 위한 것으로 볼 것이지 본 발명을 제한하고자 하는 의도가 있는 것은 아니다.

본 명세서에서, 단수형은 특별한 기재가 없는 한 복수형도 포함하는 것으로 볼 것이다.

또한, 어떤 부분이 어떤 구성요소를 "포함"한다고 기재된 경우, 해당 부분은 다른 구성요소를 더 포함할 수도 있다는 것을 의미한다.

또한, 어떤 구성요소 "상"으로 기재된 경우, 해당 구성요소의 위 또는 아래를 의미하고, 반드시 중력 방향을 기준으로 상측에 위치하는 것을 의미하는 것은 아니다.

또한, 어떤 구성요소가 다른 구성요소에 "연결" 또는 "결합"된다고 기재된 경우, 해당 구성요소가 다른 구성요소에 직접적으로 연결 또는 결합되는 경우뿐만 아니라, 해당 구성요소가 또 다른 구성요소를 통해 간접적으로 연결 또는 결합되는 경우도 포함할 수 있다.

또한, 어떤 구성요소를 설명하는데 있어서 제1, 제2 등의 용어를 사용할 수 있지만, 이러한 용어는 해당 구성요소를 다른 구성요소와 구별하기 위한 것일 뿐, 그 용어에 의해 해당 구성요소의 본질이나 차례 또는 순서 등을 한정하고자 하는 것은 아니다.

도 1은 본 발명의 일 실시 예에 따른 옥내 누수 판단 시스템을 도시한 도면이다.

도 1을 참조하면, 본 발명의 일 실시 예에 따른 옥내 누수 판단 시스템(10)은 스마트 워터 미터링 데이터를 활용하여 수용가(20)의 옥내 누수 상황을 판단하는 시스템으로서, 수신부(100), 데이터베이스(200), 그래프생성부(300), 누수여부판단부(400) 및 누수유형판단부(500)를 포함할 수 있다.

여기서, 스마트 워터 미터링 데이터는 스마트 워터 미터링 시스템에서 제공하는 데이터, 예를 들어 수용가(20)의 단위 시간당 수돗물 사용량 데이터를 의미할 수 있고, 스마트 워터 미터링 시스템은 수용가(20)의 수도 계량기(21)에서 단위 시간당 측정된 수돗물 사용량을 유선 또는 무선 송출하는 검침 단말기(23)를 포함할 수 있다.

수신부(100)는 수용가(20)에 설치된 검침 단말기(23)로부터 해당 수용가(20)의 단위 시간당 수돗물 사용량 데이터를 수신할 수 있다.

예를 들어, 검침 단말기(23)는 1시간마다 1시간 동안 사용한 수돗물 사용량 데이터를 송출할 수 있다.

데이터베이스(200)에는 수신부(100)에서 수신한 단위 시간당 수돗물 사용량 데이터가 수용가(20)별로 구분되어 시간 흐름에 따라 순차적으로 저장될 수 있다.

그래프생성부(300)는 데이터베이스(200)에 저장된 단위 시간당 수돗물 사용량 데이터를 기초로 시간 대비 단위 시간당 수돗물 사용량을 나타내는 꺾은선그래프를 수용가(20)별로 구분하여 생성할 수 있다. 즉, 꺾은선그래프는 수용가(20)마다 하나씩 생성될 수 있다.

누수여부판단부(400)는 그래프생성부(300)에서 생성한 꺾은선그래프를 분석하여 해당 수용가(20)에서의 누수 발생 여부를 판단할 수 있다.

구체적으로, 누수여부판단부(400)는 꺾은선그래프에서 해당 수용가(20)의 단위 시간당 수돗물 사용량이 기 설정된 제1 시간 동안 전부 영(zero)보다 크면 해당 수용가(20)에서 누수가 발생할 것으로 판단할 수 있다. 여기서, 제1 시간은 수용가(20)에서 수돗물을 사용하지 않는 시간(예를 들어, 수면 시간 등)이 포함되도록 설정될 수 있다.

따라서, 제1 시간은 수용가(20)의 종류(예를 들어, 가정, 음식점, 상점 등), 수돗물 소비 패턴 등을 고려하여 수용가(20)별로 다르게 설정될 수도 있다.

예를 들어, 제1 시간은 72시간일 수 있지만, 반드시 이에 한정되는 것은 아니다.

누수유형판단부(500)는 누수여부판단부(400)에서 누수가 발생한 것으로 판단한 것을 전제로 누수 유형 또는 부분을 판단하되, 꺾은선그래프에서 누수가 발생한 것으로 판단되는 시간 동안의 그래프 하부 영역의 형상을 기초로 누수 유형 또는 부분을 판단할 수 있다. 여기서, 그래프 하부 영역이란 누수가 발생한 것으로 판단되는 시간 동안 꺾은선그래프와 그래프 가로축(단위 시간당 수돗물 사용량이 0인 수평선) 사이의 영역을 의미할 수 있다.

즉, 본 출원인은 꺾은선그래프에서 누수가 발생하는 시간 동안 그래프 하부 영역의 형상이 누수 유형 또는 부분에 따라 유사하다는 것을 확인할 수 있었고, 본 발명은 이를 이용한 기술이라고 볼 수 있다.

누수유형판단부(500)의 판단 기준이 되는 누수 유형 또는 부분별 그래프 하부 영역의 형상은 머신 러닝(machine learning)에 의해 학습될 수 있다.

구체적으로, 데이터베이스(200)에는 누수여부판단부(400)에서 누수가 발생한 것으로 판단한 수용가(20)에 대한 실제 누수 점검 결과, 예를 들어 누수 유형 또는 부분을 실제 점검한 결과에 대한 정보가 저장될 수 있고, 누수유형판단부(500)는 데이터베이스(200)에 저장된 점검 결과를 기초로 누수 유형 또는 부분별 그래프 하부 영역의 형상을 머신 러닝에 의해 학습할 수 있다. 예를 들어, 누수유형판단부(500)는 데이터베이스(200)에 저장된 꺾은선그래프에서 실제 누수 유형 또는 부분별로 그래프 하부 영역의 형상에 있어서 공통된 특징을 추출하여 판단 기준이 되는 형상을 결정하되, 판단 결과와 실제 점검 결과가 상이하면 이를 이용하여 판단 기준 형상을 보정할 수도 있다.

한편, 누수유형판단부(500)는 머신 러닝 시 그래프 하부 영역의 형상을 추출 내지 분석하기 위하여 공지의 이미지 분석 기술, 그래프 분석 기술 등을 사용할 수 있다.

도 2 내지 도 5는 도 1의 그래프생성부에서 생성한 꺾은선그래프를 도시한 도면이다.

도 2 내지 도 5를 참조하면, 꺾은선그래프(a)에서 가로축과 세로축은 각각 검침 시간과 단위 시간당 수돗물 사용량을 의미할 수 있다.

먼저, 각각의 꺾은선그래프(a)에서 단위 시간당 수돗물 사용량이 제1 시간, 예를 들어 72시간 동안 전부 영(zero)보다 큰 시간 대가 존재하는 것을 확인할 수 있다.

따라서, 누수여부판단부(400)에서는 누수가 발생한 것으로 판단할 수 있는데, 이는 해당 수용가(20)에 대한 실제 누수 점검 결과에 따르면 올바르게 판단한 것으로 확인되었다.

다음으로, 각각의 꺾은선그래프(a)에서 누수가 발생한 것으로 판단되는 시간 동안의 그래프 하부 영역(S)의 형상이 누수 유형 또는 부분별로 상이한 것을 확인할 수 있다.

구체적으로, 도 2 내지 도 5는 해당 수용가(20)에 대한 실제 누수 점검 결과 각각 변기 누수, 미세 누수, 내부 배관 누수, 외부 노출 배관 누수가 발생한 것으로 확인된 수용가(20)의 꺾은선그래프(a)를 나타낸 것인데, 각각의 꺾은선그래프(a)에서 그래프 하부 영역(S)의 형상이 서로 상이한 것을 확인할 수 있다. 여기서, 변기 누수는 변기수조의 물이 양변기로 흘러 들어가는 것을 마개가 제대로 막지 못해 발생하는 누수를 의미할 수 있고, 미세 누수는 배관 등이 파열되지는 않았지만 균열이 생겨 수돗물이 스며 나오는 정도의 누수를 의미할 수 있으며, 내부 배관 누수는 해당 배관이 건물 외부로 노출되지 않아 외부 충격이 아닌 배관 노후로 인한 배관 파열 시 발생하는 누수를 의미할 수 있고, 외부 노출 배관 누수는 해당 배관이 건물 외부로 노출되어 있어 외부 충격으로 인한 배관 파열 시 발생하는 누수를 의미할 수 있다.

따라서, 누수유형판단부(500)에서는 예를 들어 꺾은선그래프(a)의 그래프 하부 영역(S)의 높이가 도 2 및 도 3에서와 같이 거의 일정하게 유지되면 변기 누수 또는 미세 누수로 판단할 수 있고, 도 4에서와 같이 점차 증가하면 내부 배관 누수로 판단할 수 있으며, 도 5에서와 같이 급격하게 증가한 후 이보다 완만하게 감소하면 외부 노출 배관 누수로 판단할 수 있고, 그래프 하부 영역(S)이 반복적으로 나타나느냐에 따라 변기 누수와 미세 누수를 구분할 수 있는데, 복수의 수용가(20)에 대한 실제 누수 점검 결과에 따르면 이러한 판단은 올바른 것으로 확인되었다.

한편, 꺾은선그래프(b)는 시간 대비 누적된 수돗물 사용량을 나타낸 그래프로서, 상술한 꺾은선그래프(a)와 마찬가지로 그래프생성부(300)에 의해 생성될 수 있고, 누수유형판단부(500)의 누수 유형 또는 부분의 판단 정확성을 향상시키는데 활용될 수 있다.

도 6 내지 도 9는 도 2 내지 도 5의 꺾은선그래프에서 그래프 하부 영역의 형상 판단 예를 도시한 도면이다.

도 6 내지 도 9를 참조하면, 누수유형판단부(500)는 그래프 하부 영역(S)의 형상에 있어서 공통된 특징을 추출하기 위하여 지표 선(L)을 정의하고 이를 이용할 수도 있다. 지표 선(L)은 그래프 하부 영역(S) 내에 포함되거나 경계를 이룰 수도 있다.

지표 선(L)은 누수량을 나타낼 수 있는 선을 의미할 수 있고, 예를 들어 기 설정된 제2 시간마다 단위 시간당 수돗물 사용량이 가장 낮은 점을 연결한 선으로 정의될 수 있다. 이때, 제2 시간은 제1 시간과 동일하게 72시간일 수 있지만, 반드시 이에 한정되는 것은 아니다.

따라서, 지표 선(L)을 참조하게 되면 시간 흐름에 따른 누수량의 변화 추이를 알 수 있다.

누수유형판단부(500)는 예를 들어 지표 선(L)의 높이가 도 6 및 도 7에서와 같이 누수가 발생한 것으로 판단되는 시간 초기부터 기 설정된 오차 범위 내에서 일정하게 유지되면 변기 누수 또는 미세 누수로 판단할 수 있고, 도 8에서와 같이 누수가 발생한 것으로 판단되는 시간 초기부터 점차 증가하면 내부 배관 누수로 판단할 수 있으며, 도 9에서와 같이 누수가 발생한 것으로 판단되는 시간 초기에 급격하게 증가한 후 이보다 완만하게 감소하면 외부 노출 배관 누수로 판단할 수 있다. 도 9의 경우, 감소 속도는 증가 속도보다 작을 수 있다.

이상에서 본 발명의 바람직한 실시 예를 중심으로 설명하였으나, 이는 단지 예시일 뿐 본 발명을 한정하는 것이 아니다. 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 청구범위에 기재된 본 발명의 기술사상으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서 구성요소의 부가, 변경, 삭제 또는 추가 등에 의해 실시 예를 다양하게 수정 및 변경시킬 수 있을 것이며, 이 또한 본 발명의 권리범위 내에 포함된다고 할 것이다.

10: 옥내 누수 판단 시스템 20: 수용가
21: 수도 계량기 23: 검침 단말기
100: 수신부 200: 데이터베이스
300: 그래프생성부 400: 누수여부판단부
500: 누수유형판단부

Claims

수용가에 설치된 검침 단말기로부터 해당 수용가의 단위 시간당 수돗물 사용량 데이터를 수신하는 수신부;
상기 수신부에서 수신한 단위 시간당 수돗물 사용량 데이터가 저장되는 데이터베이스;
상기 데이터베이스에 저장된 단위 시간당 수돗물 사용량 데이터를 기초로 시간 대비 단위 시간당 수돗물 사용량을 나타내는 꺾은선그래프를 생성하는 그래프생성부;
상기 꺾은선그래프에서 해당 수용가의 단위 시간당 수돗물 사용량이 기 설정된 제1 시간 동안 전부 영(zero)보다 크면 해당 수용가에 누수가 발생한 것으로 판단하는 누수여부판단부; 및
상기 꺾은선그래프에서 누수가 발생한 것으로 판단되는 시간 동안의 그래프 하부 영역의 형상을 기초로 누수 유형 또는 부분을 판단하는 누수유형판단부를 포함하고,
상기 데이터베이스에는 누수가 발생한 것으로 판단된 수용가의 실제 누수 점검 결과가 저장되고,
상기 누수유형판단부는 상기 데이터베이스에 저장된 점검 결과를 기초로 누수 유형 또는 부분별 그래프 하부 영역의 형상을 머신 러닝에 의해 학습하는 것을 특징으로 하는 스마트 워터 미터링 데이터를 활용한 수용가의 옥내 누수 판단 시스템.
삭제
제1항에 있어서,
상기 그래프 하부 영역은 기 설정된 제2 시간마다 단위 시간당 수돗물 사용량이 가장 낮은 점을 연결한 지표 선을 포함하고,
상기 누수유형판단부는 상기 지표 선을 기초로 판단하는 것을 특징으로 하는 스마트 워터 미터링 데이터를 활용한 수용가의 옥내 누수 판단 시스템.
제3항에 있어서,
상기 누수유형판단부는, 상기 지표 선의 높이가 누수가 발생한 것으로 판단되는 시간 초기부터 기 설정된 오차 범위 내에서 일정하게 유지되면 변기 누수 또는 미세 누수로 판단하고, 상기 지표 선의 높이가 누수가 발생한 것으로 판단되는 시간 초기부터 점차 증가하면 내부 배관 누수로 판단하고, 상기 지표 선의 높이가 누수가 발생한 것으로 판단되는 시간 초기에 급격하게 증가한 후 완만하게 감소하면 외부 노출 배관 누수로 판단하는 것을 특징으로 하는 스마트 워터 미터링 데이터를 활용한 수용가의 옥내 누수 판단 시스템.