KR102418985B1 - System and method for detecting section suspected of water leak - Google Patents

System and method for detecting section suspected of water leak Download PDF

Info

Publication number
KR102418985B1
KR102418985B1 KR1020210169918A KR20210169918A KR102418985B1 KR 102418985 B1 KR102418985 B1 KR 102418985B1 KR 1020210169918 A KR1020210169918 A KR 1020210169918A KR 20210169918 A KR20210169918 A KR 20210169918A KR 102418985 B1 KR102418985 B1 KR 102418985B1
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
section
friction loss
flow rate
head
water
Prior art date
Application number
KR1020210169918A
Other languages
Korean (ko)
Inventor
차상훈
Original Assignee
주식회사 위플랫
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 주식회사 위플랫 filed Critical 주식회사 위플랫
Priority to KR1020210169918A priority Critical patent/KR102418985B1/en
Application granted granted Critical
Publication of KR102418985B1 publication Critical patent/KR102418985B1/en
Priority to PCT/KR2022/010648 priority patent/WO2023101130A1/en

Links

Images

Classifications

    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01M—TESTING STATIC OR DYNAMIC BALANCE OF MACHINES OR STRUCTURES; TESTING OF STRUCTURES OR APPARATUS, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • G01M3/00—Investigating fluid-tightness of structures
    • G01M3/02—Investigating fluid-tightness of structures by using fluid or vacuum
    • G01M3/26—Investigating fluid-tightness of structures by using fluid or vacuum by measuring rate of loss or gain of fluid, e.g. by pressure-responsive devices, by flow detectors
    • G01M3/28—Investigating fluid-tightness of structures by using fluid or vacuum by measuring rate of loss or gain of fluid, e.g. by pressure-responsive devices, by flow detectors for pipes, cables or tubes; for pipe joints or seals; for valves ; for welds
    • G01M3/2807—Investigating fluid-tightness of structures by using fluid or vacuum by measuring rate of loss or gain of fluid, e.g. by pressure-responsive devices, by flow detectors for pipes, cables or tubes; for pipe joints or seals; for valves ; for welds for pipes
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01F—MEASURING VOLUME, VOLUME FLOW, MASS FLOW OR LIQUID LEVEL; METERING BY VOLUME
    • G01F15/00—Details of, or accessories for, apparatus of groups G01F1/00 - G01F13/00 insofar as such details or appliances are not adapted to particular types of such apparatus
    • G01F15/06—Indicating or recording devices
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01F—MEASURING VOLUME, VOLUME FLOW, MASS FLOW OR LIQUID LEVEL; METERING BY VOLUME
    • G01F15/00—Details of, or accessories for, apparatus of groups G01F1/00 - G01F13/00 insofar as such details or appliances are not adapted to particular types of such apparatus
    • G01F15/06—Indicating or recording devices
    • G01F15/061—Indicating or recording devices for remote indication
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01L—MEASURING FORCE, STRESS, TORQUE, WORK, MECHANICAL POWER, MECHANICAL EFFICIENCY, OR FLUID PRESSURE
    • G01L19/00—Details of, or accessories for, apparatus for measuring steady or quasi-steady pressure of a fluent medium insofar as such details or accessories are not special to particular types of pressure gauges
    • G01L19/08—Means for indicating or recording, e.g. for remote indication
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01L—MEASURING FORCE, STRESS, TORQUE, WORK, MECHANICAL POWER, MECHANICAL EFFICIENCY, OR FLUID PRESSURE
    • G01L19/00—Details of, or accessories for, apparatus for measuring steady or quasi-steady pressure of a fluent medium insofar as such details or accessories are not special to particular types of pressure gauges
    • G01L19/08—Means for indicating or recording, e.g. for remote indication
    • G01L19/086—Means for indicating or recording, e.g. for remote indication for remote indication
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01M—TESTING STATIC OR DYNAMIC BALANCE OF MACHINES OR STRUCTURES; TESTING OF STRUCTURES OR APPARATUS, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • G01M3/00—Investigating fluid-tightness of structures
    • G01M3/02—Investigating fluid-tightness of structures by using fluid or vacuum
    • G01M3/26—Investigating fluid-tightness of structures by using fluid or vacuum by measuring rate of loss or gain of fluid, e.g. by pressure-responsive devices, by flow detectors
    • G01M3/28—Investigating fluid-tightness of structures by using fluid or vacuum by measuring rate of loss or gain of fluid, e.g. by pressure-responsive devices, by flow detectors for pipes, cables or tubes; for pipe joints or seals; for valves ; for welds
    • G—PHYSICS
    • G06—COMPUTING; CALCULATING OR COUNTING
    • G06Q—INFORMATION AND COMMUNICATION TECHNOLOGY [ICT] SPECIALLY ADAPTED FOR ADMINISTRATIVE, COMMERCIAL, FINANCIAL, MANAGERIAL OR SUPERVISORY PURPOSES; SYSTEMS OR METHODS SPECIALLY ADAPTED FOR ADMINISTRATIVE, COMMERCIAL, FINANCIAL, MANAGERIAL OR SUPERVISORY PURPOSES, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • G06Q50/00—Systems or methods specially adapted for specific business sectors, e.g. utilities or tourism
    • G06Q50/06—Electricity, gas or water supply
    • G—PHYSICS
    • G06—COMPUTING; CALCULATING OR COUNTING
    • G06Q—INFORMATION AND COMMUNICATION TECHNOLOGY [ICT] SPECIALLY ADAPTED FOR ADMINISTRATIVE, COMMERCIAL, FINANCIAL, MANAGERIAL OR SUPERVISORY PURPOSES; SYSTEMS OR METHODS SPECIALLY ADAPTED FOR ADMINISTRATIVE, COMMERCIAL, FINANCIAL, MANAGERIAL OR SUPERVISORY PURPOSES, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • G06Q50/00—Systems or methods specially adapted for specific business sectors, e.g. utilities or tourism
    • G06Q50/10—Services

Abstract

The present invention relates to a system and method for detecting a section suspected of leakage, wherein the system measures a flow rate and water pressure at an injection pipe (1) connected to a water pipe network (2), where a section suspected of leakage is to be detected, to calculate friction loss coefficient of the injection pipe (1), and applies the friction loss coefficient of the injection pipe (10) to each section of the water pipe network (2) measuring water pressure of a node to estimate a flow rate for each section, so as to estimate leakage section by a change in the flow rate for each section.

Description

누수 의심 구간 탐지 시스템 및 방법{SYSTEM AND METHOD FOR DETECTING SECTION SUSPECTED OF WATER LEAK}SYSTEM AND METHOD FOR DETECTING SECTION SUSPECTED OF WATER LEAK

본 발명은 상수관망에 연결된 주입관로에서 유량 및 수압을 측정하여 얻는 마찰손실계수를 상수관망에 적용하여 상수관망에서 측정한 수압으로 누수 의심 구간을 탐지하는 누수 의심 구간 탐지 시스템 및 방법에 관한 것이다.The present invention relates to a leak suspicious section detection system and method for detecting a suspected leak section with the water pressure measured in the water supply network by applying a friction loss coefficient obtained by measuring the flow rate and water pressure in an injection pipe connected to the water supply network to the water supply network.

상수관망을 효율적으로 운영하기 위해서 급수구역의 상수관망을 대블록, 중블록 및 소블록으로 구분하여 블록화하고 있다.In order to efficiently operate the water supply network, the water supply network in the water supply area is divided into large blocks, medium blocks and small blocks, and is divided into blocks.

이에 따르면, 정수장에서 다수의 배수지를 거쳐 급수하는 구역을 대블록이라 하고, 각각의 배수지에 연결된 배수본관에서 분기된 배수지관을 통해 급수하는 구역을 중블록이라 하고, 배수지관을 통해 최종적으로 수용가에 급수하는 구역을 소블록이라 한다.According to this, the area where water is supplied from the water purification plant through multiple drainage basins is called a large block, and the area where water is supplied through a drainage branch pipe branched from the main drainage pipe connected to each drainage basin is called a medium block, and finally to consumers through the drainage pipe. The water supply area is called a small block.

또한, 정수장에서 공급하는 물의 유량과, 배수지에서 공급하는 물의 유량과, 배수지관을 통해 각 소블록으로 공급하는 물의 유량을 유량계로 측정하고, 적절한 위치에서 수압계로 수압을 측정하며, 이와 같이 측정한 유량 및 수압과, 유량계 및 수압계의 지반고를 포함하는 각종 데이터를 관망해석하여 운영관리한다.In addition, the flow rate of water supplied from the water purification plant, the flow rate of water supplied from the reservoir, and the flow rate of water supplied to each small block through the drainage pipe are measured with a flow meter, and the water pressure is measured with a water pressure gauge at an appropriate location. It analyzes and manages various data including flow rate and water pressure, and the ground height of the flow meter and water pressure gauge.

한편, 관망해석에 의해 누수 의심 구간을 탐지하는 방법으로서 유량 변화를 이용하는 방법이 있다. 즉, 누수가 발생한 구간에서는 유량의 변동폭이 크므로, 각 구간별로 유량을 실시간 모니터링하여 평상시보다 유량 변화가 크게 발생한 구간을 누수 의심 구간으로 추정할 수 있다.On the other hand, there is a method of using a flow rate change as a method of detecting a leak suspicious section by pipe network analysis. That is, since the fluctuation range of the flow rate is large in the section where the leak occurs, the section in which the flow rate change occurs larger than usual can be estimated as the leak suspicious section by monitoring the flow rate for each section in real time.

하지만, 수압계를 적절한 개소에 설치하더라도 유량계는 주입관로에만 설치하는 소블록 내에서 발생한 누수 의심 구간을 구간별 유량 변화로 탐지할 수 없다.However, even if the water pressure gauge is installed in an appropriate place, the flow meter cannot detect a leak suspicious section that occurs in a small block installed only in the injection pipe as a flow rate change for each section.

이러한 소블록 내의 누수를 탐지하는 종래 방법으로서 누수량을 직접 측정하는 직접 측정법, 음파를 이용하는 음향누수탐지법, 심야시간대의 최소유량값을 이용하여 간접 측정하는 야간최소유량법, 유효율에 의한 추정법 등이 있다. 이러한 종래 방법은 제한적으로 사용할 수 있거나, 탐색 조건이 까다로워 한정된 구간에 대해서 그것도 조건이 충족되어야만 사용할 수 있고, 정확성이 떨어지는 등의 문제점으로 인해 소블록 내의 전체 구간에 대해 탐색하긴 곤란하다.As a conventional method for detecting water leakage in such a small block, there are a direct measurement method that directly measures the amount of water leakage, an acoustic leak detection method using sound waves, a night minimum flow rate method that measures indirectly using the minimum flow rate value in the late night time, and an estimation method based on the effective rate. have. This conventional method can be used limitedly, or it can be used only for a limited section due to difficult search conditions, and it is difficult to search for the entire section within a small block due to problems such as poor accuracy.

한편, 등록특허 제10-1105192호 및 공개특허 제10-2019-0094692호에 개시된 방법에 따르면, 마찰손실수두 계산식을 이용한 관망 해석 또는 유량예측모델을 이용하여 예측한 유량으로 누수 구간을 추정할 수 있다. On the other hand, according to the method disclosed in Patent Registration No. 10-1105192 and Patent Publication No. 10-2019-0094692, it is possible to estimate the leakage section with the flow rate predicted using the pipe network analysis using the friction loss head calculation formula or the flow rate prediction model. have.

하지만, 등록특허 제10-1105192호의 방법은 폐합된 경로에 한정하여 사용할 수 있고, 더욱이, 마찰손실수두 계산식의 관로 관련 변수 및 계수를 모두 알고 있어야만 사용할 수 있으므로, 각 수용가의 수도 계량기에 연결되는 매우 복잡한 나뭇가지 형태로 매설되어 있는 소블록의 상수관망에 사용하기란 어렵다. However, the method of Patent Registration No. 10-1105192 can be used only for closed routes, and moreover, it can be used only when all of the pipe-related variables and coefficients of the friction loss head calculation formula are known, so it is very connected to the water meter of each customer. It is difficult to use in the water supply network of small blocks buried in the form of complicated branches.

또한, 공개특허 제10-2019-0094692호에 개시된 방법은 소블록 내의 많은 개소에서 측정한 유량 및 수압으로 예측모델을 학습시켜야만 충분히 학습시킬 수 있어서 유량 측정 개소가 제한적이거나 없는 소블록에 적용하기 어렵고 적용하더라도 제한적으로 적용할 수 있으며, 그 방법을 사용하기 위한 시스템도 복잡하여 실제로 적용하기엔 많은 어려움이 따른다.In addition, the method disclosed in Patent Publication No. 10-2019-0094692 is difficult to apply to small blocks with limited or no flow rate measurement sites because the predictive model must be trained with the flow rate and water pressure measured at many places in the small block to be sufficiently trained. Even if it is applied, it can be applied limitedly, and the system for using the method is also complicated, so it is difficult to actually apply it.

KRKR 10-1105192 10-1105192 B1B1 2012.01.05.2012.01.05. KRKR 10-2019-0094692 10-2019-0094692 AA 2019.08.14.2019.08.14.

따라서 본 발명은 복잡하며 변동 사항이 많은 소블록의 각 구간에서 발생하는 누수를 구간별 유량 변화를 이용하는 간소화한 방식으로 탐지할 수 있는 누수 의심 구간 탐지 시스템 및 방법을 제공하는 것을 목적으로 한다.Accordingly, an object of the present invention is to provide a system and method for detecting a water leak suspicious section capable of detecting a leak occurring in each section of a complex and variable small block in a simplified manner using a flow rate change for each section.

상기 목적을 달성하기 위해 본 발명은 누수 구간을 탐지할 상수관망(2)에 급수를 위해 연결된 주입관로(1)의 유량을 측정하는 유량계(10); 상수관망(2)의 분기점 및 말단을 포함한 절점과, 주입관로(1)의 유량 측정 구간의 양단을 포함하는 절점의 수압을 측정하는 복수의 수압계(20); 및 측정한 유량 및 수압에 따라 누수 의심 구간을 탐지하는 관리 서버(30);를 포함하는 누수 의심 구간 탐지 시스템에 있어서, 상기 관리 서버(30)는 절점별 위치 수두와, 절점 사이의 구간 길이 및 내경을 포함한 구간별 관로 정보가 저장된 데이터 저장부(31); 수압에 따른 압력 수두와 저장된 위치 수두로 얻는 절점별 동수두를 이용하여 구간별 마찰손실수두를 산정하는 마찰손실수두 산정부(32); 관로 정보와 마찰손실계수에 의해 유량과 마찰손실수두를 관계시키는 유량-마찰손실수두 상관식을 주입관로(1)에 대해 적용하여 주입관로(1)의 유량, 마찰손실수두 및 관로 정보에 따라 마찰손실계수를 산정하는 마찰손실계수 획득부(33); 마찰손실계수 획득부(33)에서 얻은 마찰손실계수를 상수관망(2)의 구간별로 적용할 유량-마찰손실수두 상관식에 사용하여서, 구간별 마찰손실수두 및 관로 정보에 따라 구간별 유량을 산정하고, 산정한 구간별 유량의 변화에 따라 누수 구간을 추정하는 누수 구간 추정부(34);를 포함한다.In order to achieve the above object, the present invention provides a flow meter 10 for measuring the flow rate of the injection pipe 1 connected for water supply to the water supply pipe network 2 to detect the leak section; A plurality of hydraulic pressure gauges 20 for measuring the water pressure at a node including a branch point and an end of the water supply pipe network (2), and a node including both ends of the flow rate measurement section of the injection pipe (1); and a management server 30 that detects a water leak suspicious section according to the measured flow rate and water pressure. In a leak suspicious section detection system comprising, the management server 30 includes a location head for each node, a section length between nodes, and a data storage unit 31 storing pipe information for each section including the inner diameter; a friction loss head calculating unit 32 that calculates the friction loss head for each section using the pressure head according to the water pressure and the dynamic head for each node obtained from the stored position head; The flow rate-friction loss head correlation equation, which relates the flow rate and friction loss head by the pipe information and friction loss coefficient, is applied to the injection pipe (1), and friction according to the flow rate, friction loss head and pipe information of the injection pipe (1) a friction loss coefficient obtaining unit 33 for calculating a loss coefficient; The friction loss coefficient obtained from the friction loss coefficient acquisition unit 33 is used in the flow rate-friction loss head correlation equation to be applied to each section of the water supply network 2, and the flow rate is calculated for each section according to the friction loss head for each section and pipe information. and a leak section estimator 34 for estimating a leak section according to the change in the calculated flow rate for each section.

본 발명의 일 실시 예에 따르면, 상기 유량-마찰손실수두 상관식은

Figure 112021139320847-pat00001
이며, 여기서 △HL은 구간의 동수두 차이로 얻는 마찰손실수두이고, Q는 유량이고, f는 마찰손실계수이고, g는 중력가속도이고, L은 구간의 길이이고, D는 구간의 관로 내경이고, A는 관로 내경으로 얻는 관로 내 단면적이다.According to an embodiment of the present invention, the flow rate - friction loss head correlation equation
Figure 112021139320847-pat00001
where ΔH L is the friction loss head obtained by the difference in the dynamic head of the section, Q is the flow rate, f is the friction loss coefficient, g is the gravitational acceleration, L is the length of the section, D is the pipe inner diameter of the section , and A is the cross-sectional area in the pipeline obtained by the inner diameter of the pipeline.

본 발명의 일 실시 예에 따르면, 상기 마찰손실계수 획득부(33) 및 누수 구간 추정부(34)는 야간 중에 최대 동수두를 얻은 시간대의 마찰손실수두, 유량 및 수압를 사용한다.According to an embodiment of the present invention, the friction loss coefficient acquisition unit 33 and the leakage section estimating unit 34 use the friction loss head, flow rate, and water pressure in the time zone in which the maximum dynamic head is obtained during the night.

본 발명의 일 실시 예에 따르면, 상기 수압계(20)가 설치되는 상수관망(2)의 절점 중에 말단은 수용가의 수도 계량기에 연결되는 부분인 것으로 한다.According to an embodiment of the present invention, the end of the nodes of the water pipe network 2 where the water pressure gauge 20 is installed is assumed to be a part connected to the water meter of the consumer.

본 발명의 일 실시 예에 따르면, 상기 관리 서버(30)는 주입관로(1)의 유량 변화에 따라 상수관망(2)의 누수를 감지하여, 누수가 감지될 시에 상기 마찰손실계수 획득부(33) 및 누수 구간 추정부(34)의 기능을 수행하게 하는 유량 모니터링부(35)를 포함한다.According to an embodiment of the present invention, the management server 30 detects a leak in the water supply network 2 according to a change in the flow rate of the injection pipe 1, and when the leak is detected, the friction loss coefficient acquisition unit ( 33) and a flow rate monitoring unit 35 to perform the function of the leakage section estimating unit 34.

본 발명의 일 실시 예에 따르면, 상기 수압계(20)는 상수관망(2) 내의 절점 사이에도 설치하여, 절점 사이의 구간을 나누어 누수 의심 구간으로 탐지하게 한다.According to an embodiment of the present invention, the water pressure gauge 20 is also installed between the nodes in the water supply pipe network 2 to divide the section between the nodes to detect the water leak as a suspected section.

상기 목적을 달성하기 위해 본 발명은 누수 구간을 탐지할 상수관망(2)에 급수하는 주입관로(1)에 설치한 유량계(10) 및 상수관망(2)의 분기점 및 말단과 주입관로(1)에서 유량 측정한 구간의 양단을 포함하는 절점에 설치한 수압계(20)로 측정한 유량 및 수압을 수집하며, 절점별 지반고에 따라 얻은 절점별 위치 수두와, 절점 사이의 구간 길이 및 내경을 포함한 구간별 관로 정보가 저장된 관리 서버(30)에 의해 이루어지는 누수 의심 구간 탐지 방법에 있어서, 수압에 따른 압력 수두와 저장된 위치 수두로 얻는 절점별 동수두를 이용하여 구간별 마찰손실수두를 산정하는 마찰손실수두 산정 단계(S10); 관로 정보와 마찰손실계수에 의해 유량과 마찰손실수두를 관계시키는 유량-마찰손실수두 상관식을 주입관로(1)에 대해 적용하여 주입관로(1)의 유량, 마찰손실수두 및 관로 정보에 따라 마찰손실계수를 산정하는 마찰손실계수 획득 단계(S20); 마찰손실계수 획득 단계(S20)에서 얻은 마찰손실계수를 상수관망(2)의 구간별로 적용할 유량-마찰손실수두 상관식에 사용하여서, 구간별 마찰손실수두 및 관로 정보에 따라 구간별 유량을 산정하고, 산정한 구간별 유량의 변화에 따라 누수 구간을 추정하는 누수 의심 구간 탐지 단계(S30);를 포함한다.In order to achieve the above object, the present invention provides a branching point and end of the flow meter 10 and the water supply network 2 installed in the injection pipe 1 for supplying water to the water supply pipe network 2 to detect the leaking section and the injection pipe 1 Collects the flow rate and water pressure measured with the hydraulic pressure gauge (20) installed at the node including both ends of the section where the flow rate is measured in In the method of detecting a leak suspicious section made by the management server 30 in which pipeline information for each section is stored, friction loss for calculating the friction loss head for each section using the pressure head according to water pressure and the dynamic head for each node obtained from the stored position head head counting step (S10); The flow rate-friction loss head correlation equation, which relates the flow rate and the friction loss head by the pipe information and the friction loss coefficient, is applied to the injection pipe (1), and the friction according to the flow rate, the friction loss head and the pipe information of the injection pipe (1) Friction loss coefficient acquisition step for calculating the loss coefficient (S20); The friction loss coefficient obtained in the friction loss coefficient acquisition step (S20) is used in the flow rate-friction loss head correlation equation to be applied for each section of the water supply network (2), and the flow rate for each section is calculated according to the friction loss head for each section and pipe information. and a leak suspicious section detection step (S30) of estimating a leak section according to the change in the calculated flow rate for each section.

본 발명은 누수 구간을 탐지할 상수관망(2)이 복잡한 관망으로 구성되더라도 상대적으로 설치하기 용이한 수압계(20)로 수압만 측정하여 누수 의심 구간을 탐지할 수 있고, 시스템 구축도 용이하며, 구간을 세분화하기에도 용이하여, 누수 의심 구간을 보다 좁히며 탐지할 수도 있다.According to the present invention, even if the water pipe network 2 to detect the leaking section is composed of a complex pipe network, only the water pressure can be measured with the water pressure gauge 20, which is relatively easy to install, and the suspected leak section can be detected, and the system construction is easy, It is also easy to subdivide the section, so the leak suspicious section can be narrowed down and detected.

도 1은 본 발명의 실시 예에 따른 누수 의심 구간 탐지 시스템을 설치한 상수관망의 개략도.
도 2는 본 발명의 실시 예에 따른 누수 의심 구간 탐지 시스템의 블록 구성도.
도 3은 수압계(20)의 설치 위치에 대한 다른 실시 예를 보여주는 상수관망의 개략도.
도 4는 본 발명의 실시 예에 따른 누수 의심 구간 탐지 방법의 순서도.1 is a schematic diagram of a water supply pipe network installed with a leak suspicious section detection system according to an embodiment of the present invention.
2 is a block diagram of a leak suspicious section detection system according to an embodiment of the present invention.
Figure 3 is a schematic diagram of a water pipe network showing another embodiment of the installation position of the water pressure gauge (20).
4 is a flowchart of a method for detecting a leak suspicious section according to an embodiment of the present invention.

본 발명은 주입관로(1)에 연결된 상수관망(2)의 누수 의심 구간을 탐지하는 시스템 및 방법에 관한 것으로서, 주입관로(1)에서 절점의 동수위와 절점 사이 구간의 유량을 측정하고, 상수관망(2)에서는 절점의 동수위만 측정하여도 된다.The present invention relates to a system and method for detecting a leak suspicious section of a water supply pipe network (2) connected to an injection pipe (1), and measures the flow rate of the section between the same water level and the node in the injection pipe (1), and the water pipe network In (2), only the hydraulic level of the node may be measured.

또한, 본 발명은 주입관로(1)에서 측정한 유량 및 동수위를 마찰손실수두 계산식에 대입하여 마찰손실수두 계산식의 마찰손실계수를 얻고, 상수관망(2)에 적용하는 마찰손실수두 계산식에 주입관로(1)의 마찰손실계수를 사용하여서, 소블록 상관망(2)의 절점 동수위를 대입하여 소블록 상관망(2)의 절점 사이 구간에 대해 유량을 추정하며, 절점 사이 구간의 누수 여부를 유량 변화에 따라 결정한다.In addition, the present invention obtains the friction loss coefficient of the friction loss head calculation formula by substituting the flow rate and the same water level measured in the injection pipe (1) into the friction loss head calculation formula, and is injected into the friction loss head calculation formula applied to the water supply pipe network (2) Using the friction loss coefficient of the conduit (1), the flow rate is estimated for the section between nodes of the small block correlation network (2) by substituting the same water level at the nodes of the small block correlation network (2), and whether there is a leak in the section between nodes is determined according to the flow rate change.

여기서, 상수관망(2)의 절점은 분기점(2a)과, 수도 계량기(2b)에 이어지는 말단을 포함한다.Here, the node of the water pipe network 2 includes a branch point 2a and an end connected to the water meter 2b.

이에 따라, 본 발명은 복잡한 상수관망에서 수압계(20)를 설치하여 용이하게 시스템을 구축할 수 있다. Accordingly, the present invention can easily build a system by installing the hydraulic pressure gauge 20 in a complex water pipe network.

또한, 일반적으로 주입관로(1)에 유량계 및 수압계를 설치하고, 주입관로(1)를 수용가에 연결하는 상수관망(2)에는 주요 위치에 수압계를 설치하므로, 수압계를 추가 설치하여서, 상수관망(2) 내의 모든 구간에 대해 누수 탐지할 수 있는 시스템을 용이하게 구축할 수 있다. 여기서, 수압계는 상수관망(2) 중에 말단의 수도 계량기(2b)에 추가 설치하고, 각각의 분기점(2a)에도 추가 설치하며, 분기점(2a) 사이 또는 분기점(2a)과 수도 계량기(2b) 사이의 구간이 긴 경우에, 그 구간에 추가 설치하여, 누수 의심 구간으로 탐지되는 구간의 길이를 단축할 수도 있다.In addition, in general, a flow meter and a water pressure gauge are installed in the injection pipe (1), and the water pressure gauge is installed at a main position in the water supply pipe network (2) connecting the injection pipe (1) to the customer. It is possible to easily build a system that can detect leaks for all sections in the water supply network (2). Here, the water pressure gauge is additionally installed at the water meter (2b) at the end of the water pipe network (2), and additionally installed at each branch point (2a), or between the branch point (2a) or the branch point (2a) and the water meter (2b) If the interval between the sections is long, it is possible to shorten the length of the section detected as a leak suspicious section by additionally installing it in the section.

이하, 본 발명의 실시 예들에 대하여 첨부한 도면을 참고로 하여 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 구체적이고 다양한 예시들을 보여주며 설명한다. 그러나, 본 발명의 실시 예들은 본 발명의 범위 내에서 다양한 변경이나 수정을 통해 실시될 수 있음도 분명하므로, 설명하는 실시 예들에 한정되지는 않는다. 그리고, 본 발명의 실시예들은 잘 알려진 구성, 기능, 방법, 전형적인 상세한 내용에 대해서는 본 발명이 속한 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 추가하여 실시할 수 있으므로, 자세히 기술하지 않기로 한다.Hereinafter, specific and various examples are shown and described so that those of ordinary skill in the art to which the present invention pertains can easily carry out the embodiments of the present invention with reference to the accompanying drawings. However, since it is also clear that the embodiments of the present invention can be practiced through various changes or modifications within the scope of the present invention, it is not limited to the described embodiments. Further, the embodiments of the present invention will not be described in detail because well-known configurations, functions, methods, and typical details can be implemented by those of ordinary skill in the art to which the present invention pertains.

도 1을 참조하면, 본 발명의 실시 예에 따른 누수 의심 구간 탐지 시스템은 누수 구간을 탐지할 상수관망(2)에 연결된 주입관로(1)에 설치되는 유량계(10)와, 주입관로(1) 및 상수관망(2)을 포함한 상수관망의 절점에 설치되는 수압계(20)와, 유량계(10) 및 수압계(20)와 통신하여 측정된 유량 및 수압을 수집하는 관리 서섭(30)를 포함한다.1, the leak suspicious section detection system according to an embodiment of the present invention includes a flow meter 10 installed in an injection pipe 1 connected to a water supply pipe network 2 to detect a leaking section, and an injection pipe 1 and a water pressure gauge 20 installed at the node of the water pipe network including the water pipe network 2, and a management Seo-seop 30 that communicates with the flow meter 10 and the water pressure gauge 20 to collect the measured flow rate and water pressure. do.

상기 도 1에 예시한 상수관망(2)은 수지상식 관망으로 형성되어, 주입관로(1)에서 나뭇가지 형태로 분기하여 주입관로(1)를 각 수용가의 수도 계량기(2b)에 연결하므로, 다수의 절점이 존재한다.The water supply pipe network 2 illustrated in FIG. 1 is formed as a dendritic pipe network, branches from the injection pipe 1 in the form of a branch, and connects the injection pipe 1 to the water meter 2b of each customer. There is a node of

여기서, 절점은 상수관망(2) 내의 분기점(2a)과, 수도 계량기(2b)에 연결되는 말단을 포함하고, 아울러, 주입관로(1)와 상수관망(2)의 연결점 및 주입관로(1)의 말단(예를 들어 중블록의 배수관과의 연결점)을 포함한다.Here, the node includes a branch point 2a in the water supply network 2 and an end connected to the water meter 2b, as well as a connection point between the injection pipe 1 and the water supply pipe network 2 and the injection pipe 1 of (eg, the connection point to the drain pipe of the heavy block).

한편, 주입관로(1)는 상수관망(2)에 급수되는 물의 유량을 측정할 수 있는 구간으로서, 상수관망(2)에서 급수받는 쪽의 상수관 중 최초 분기하기 전의 구간일 수도 있다.On the other hand, the injection pipe 1 is a section capable of measuring the flow rate of water supplied to the water supply network 2 , and may be a section before the first branching among the water pipes on the side receiving water from the water supply network 2 .

이에 따라, 누수 구간을 탐지할 상수관망(2)에 급수되는 물의 총 유량을 상기 유량계(10)로 측정할 수 있고, 유량계(10)를 설치한 구간(여기서는 주입관로(1))의 양측 수압과, 누수 구간을 탐지할 상수관망(2) 내의 각 분기점(2a) 및 말단의 수압을 수압계(20)로 측정할 수 있다. Accordingly, the total flow rate of water supplied to the water supply pipe network 2 to detect the leakage section can be measured with the flow meter 10, and the water pressure on both sides of the section where the flow meter 10 is installed (here, the injection pipe 1) And, it is possible to measure the water pressure at each branch point (2a) and the end of the water pipe network (2) to detect the leak section with the hydraulic pressure gauge (20).

물론, 말단에 설치하는 수압계(20)는 수도 계량기함 내에 설치하되, 수도 계량기함 내에서 수도 계량기(2b)가 연결된 상수관의 급수측 부분과 수용가측 부분 중에 급수측 부분에 설치하는 것이 좋다.Of course, the water pressure gauge 20 installed at the end is installed in the water meter box, but in the water meter box, it is better to install it on the water supply side of the water supply side part and the customer side part of the water pipe to which the water meter 2b is connected. .

이와 같이 설치된 상기 유량계(10) 및 수압계(20)를 이용하여 상수관망(2)의 누수 구간을 탐지하는 관리 서버(30)에 대해서는 도 2를 참조하며 설명한다.The management server 30 for detecting the leak section of the water supply pipe network 2 using the flow meter 10 and the water pressure gauge 20 installed in this way will be described with reference to FIG. 2 .

도 2는 본 발명의 실시 예에 따른 누수 의심 구간 탐지 시스템의 블록 구성도이다.2 is a block diagram of a leak suspicious section detection system according to an embodiment of the present invention.

먼저, 상기 유량계(10) 및 수압계(20)는 도 2에 상세하게 도시하지는 아니하였지만, 측정하는 얻는 데이터를 상기 관리 서버(30)에 전송하기 위한 통신수단과, 측정 동작 및 통신 동작을 하는데 필요한 전원수단을 구비하고, 방진방수 구조를 갖게 구성할 수 있으며, 측정 데이터를 저장하며 전송할 데이터 로거(logger)를 구비할 수도 있다. 또한, 상기 유량계(10)를 설치한 위치에 근접하게 수압계(20)를 설치한 경우에, 통신수단 및 전원수단을 공용으로 사용하게 구성할 수도 있다. 예를 들어, 통신수단은 NB-IoT 통신에 의해 관리 서버(30)와 통신할 수 있게 하고, 전원수단으로서 배터리를 사용하며, IP67의 방진방수 등급을 갖게 구성할 수 있으며, 이러한 통신수단, 전원수단 및 방진방수 구조는 물론이고 데이터 로거도 공지된 다양한 기술로 구현할 수 있으므로 상세 설명을 생략한다.First, the flow meter 10 and the water pressure gauge 20 are not shown in detail in FIG. 2, but a communication means for transmitting the data obtained to be measured to the management server 30, and a measurement operation and a communication operation. It may be provided with a necessary power supply means, may be configured to have a dustproof and waterproof structure, and may include a data logger to store and transmit measurement data. In addition, when the water pressure gauge 20 is installed close to the location where the flowmeter 10 is installed, it may be configured to use the communication means and the power supply means in common. For example, the communication means enables communication with the management server 30 by NB-IoT communication, uses a battery as a power source, and can be configured to have a dust and waterproof rating of IP67, such communication means, power Since the means and the dustproof and waterproof structure as well as the data logger can be implemented by various known techniques, detailed descriptions are omitted.

상기 관리 서버(30)는 데이터 저장부(31), 각 절점의 동수두를 산정한 후 절점 사이의 관로 구간에서 발생하는 마찰손실수두를 구간의 양 절점의 동수두 차이로 산정하는 마찰손실수두 산정부(32), 주입관로(1)의 마찰손실계수를 산정하는 마찰손실계수 획득부(33), 주입관로(1)의 마찰손실계수를 사용하여 추정한 상수관망(2)의 각 구간의 유량 변화에 따라 누수 구간을 추정하는 누수 구간 추정부(34) 및 누수 구간의 추정을 주입관로(1)의 유량 변화에 따라 선택적으로 수행하게 하는 유량 모니터링부(35)를 포함한다.The management server 30 calculates the friction loss head generated in the conduit section between the nodes after calculating the data storage unit 31, the dynamic head of each node as the difference in the dynamic head of both nodes of the section. The flow rate in each section of the water supply network 2 estimated using the government 32, the friction loss coefficient acquisition unit 33 for calculating the friction loss coefficient of the injection pipe 1, and the friction loss coefficient of the injection pipe 1 It includes a leak section estimator 34 for estimating the leak section according to the change and a flow rate monitoring section 35 for selectively performing the estimation of the leak section according to the change in the flow rate of the injection pipe 1 .

구체적으로 설명하면, 상기 데이터 저장부(31)에는 상기 수압계(20)가 설치된 절점에서 측정한 지반고(실제로는 수압 측정한 절점의 표고)에 따라 얻는 절점별 위치 수두와, 절점 사이의 구간 길이 및 내경을 포함한 구간별 관로 정보와, 주입관로(1) 및 상수관망(2)의 상수도 관망도와 유량계(10) 및 수압계(20)의 지리적 위치를 GIS 맵 상에 표출하기 위한 GIS 데이터를 포함할 수 있다.Specifically, in the data storage unit 31, the position head for each node obtained according to the ground elevation (actually, the elevation of the node measured by hydraulic pressure) measured at the node where the water pressure gauge 20 is installed, and the length of the section between the nodes And GIS data for displaying the pipe information for each section including the inner diameter, the water supply pipe network diagram of the injection pipe 1 and the water pipe network 2, and the geographic location of the flow meter 10 and the water pressure gauge 20 on the GIS map can do.

상기 마찰손실수두 산정부(32)는 절점에서 측정한 수압과 저장된 위치 수두를 합산하여 얻는 절점의 동수두를 절점별로 얻고, 절점에 의해 나뉜 구간의 마찰손실수두를 구간의 양단 절점에 대해 얻는 동수두의 차이로 결정하는 방식으로 각 구간별 마찰손실수두를 얻는다. 여기서, 동수두에 따라 마찰손실수두를 얻는 구간은 상수관망(2) 내의 각 구간뿐만 아니라 상기 유량계(10)가 설치된 주입관로(1)의 구간도 포함된다.The friction loss head calculation unit 32 obtains the dynamic head of the node obtained by adding the water pressure measured at the node and the stored position head for each node, and obtains the friction loss head of the section divided by the node for the nodes at both ends of the section. The friction loss head for each section is obtained by determining the difference between the two. Here, the section in which the friction loss head is obtained according to the dynamic head includes not only each section in the water supply network 2 but also the section of the injection pipe 1 in which the flow meter 10 is installed.

상기 마찰손실계수 획득부(33)는 유량 및 마찰손실수두를 얻은 주입관로(1)의 마찰손실계수를 유량-마찰손실수두 상관식을 이용하여 산정한다.The friction loss coefficient acquisition unit 33 calculates the friction loss coefficient of the injection pipe 1 for which the flow rate and the friction loss head are obtained using the flow rate-friction loss head correlation equation.

본 발명의 실시 예에서 상기 유량-마찰손실수두 상관식은 아래의 수학식 1의 Darcy-Weisbach식을 이용한다.In an embodiment of the present invention, the flow rate-friction loss head correlation equation uses the Darcy-Weisbach equation of Equation 1 below.

Figure 112021139320847-pat00002
Figure 112021139320847-pat00002

수학식 1에서 △HL은 관로의 마찰손실수두이고, f는 마찰손실계수이고, u는 유속이고, g는 중력가속도이고, L은 관로의 길이이고, D는 관로의 내경이다.In Equation 1, ΔH L is the friction loss head of the pipe, f is the friction loss coefficient, u is the flow velocity, g is the gravitational acceleration, L is the length of the pipe, and D is the inner diameter of the pipe.

유량 Q는 유속 u에 관로의 내 단면적 A를 곱한 것이므로, 상기 수학식 1을 아래의 수학식 2로 변형시킬 수 있다.Since the flow rate Q is obtained by multiplying the flow rate u by the internal cross-sectional area A of the pipe, Equation 1 can be transformed into Equation 2 below.

Figure 112021139320847-pat00003
Figure 112021139320847-pat00003

본 발명의 실시 예에서는 수학식 2를 상기 유량-마찰손실수두 상관식으로 사용한다. 물론, 관로의 내 단면적 A는 저장된 관로 정보(구간의 길이 및 내경) 중에 내경으로 얻을 수 있다.In an embodiment of the present invention, Equation 2 is used as the flow rate-friction loss head correlation equation. Of course, the inner cross-sectional area A of the pipeline can be obtained as the inner diameter among the stored pipeline information (length and inner diameter of the section).

상기 유량-마찰손실수두 상관식으로 사용하는 수학식 2에 의하면, 관로 구간의 유량과 마찰손실수두를 구간의 관로 정보 L, D 및 A와 마찰손실계수 f를 이용하여 관련시킨다.According to Equation 2 used as the flow rate-friction loss head correlation equation, the flow rate and the friction loss head of the pipe section are related to the pipe information L, D and A of the section using the friction loss coefficient f.

이에, 상기 마찰손실계수 획득부(33)는 유량 및 마찰손실수두를 얻은 주입관로(1)에 수학식 2를 적용하여서 마찰손실계수 f의 값을 산정한다. 즉, 주입관로(1)에서 얻은 유량 및 마찰손실수두와 데이터 저장부(31)에 저장된 주입관로(1)의 관로 정보를 수학식 2에 대입하여서 마찰손실계수 f의 값을 산정한다.Accordingly, the friction loss coefficient acquisition unit 33 calculates the value of the friction loss coefficient f by applying Equation 2 to the injection pipe 1 for which the flow rate and the friction loss head are obtained. That is, the flow rate and friction loss head obtained from the injection pipe 1 and the pipe information of the injection pipe 1 stored in the data storage unit 31 are substituted into Equation 2 to calculate the value of the friction loss coefficient f.

상기 누수 구간 추정부(34)는 상기 마찰손실계수 획득부(33)에서 얻은 주입관로(1)의 마찰손실계수를 상수관망(2)의 각 구간의 마찰손실계수의 값으로 사용하여 유량을 추정한다. The leak section estimating unit 34 estimates the flow rate by using the friction loss coefficient of the injection pipe 1 obtained by the friction loss coefficient acquisition unit 33 as a value of the friction loss coefficient of each section of the water supply pipe network 2 . do.

즉, 상수관망(2)의 각 구간별로 추정하는 유량은 구간에 대해 얻은 마찰손실수두와 데이터 저장부(31)에 저장된 관로 정보와, 주입관로(1)의 마찰손실계수를 수학식 2에 대입하여서 유량을 얻는다.That is, the flow rate estimated for each section of the water supply pipe network 2 is substituted by the friction loss head obtained for the section, the pipe information stored in the data storage unit 31, and the friction loss coefficient of the injection pipe 1 in Equation 2 to get the flow rate.

그리고, 상기 누수 구간 추정부(34)는 상수관망(2)의 각 구간별로 얻은 유량의 변화에 따라 누수 구간을 추정한다. 예를 들어, 유량 변동폭이 큰 순서로 누수 의심 구간의 순번을 정하는 방식으로 할 수 있으며, 이와 같이 유량 변화에 따라 누수 의심 구간을 탐지하는 방식은 공지된 기술이므로 여기서의 상세 설명은 생략한다.And, the leak section estimating unit 34 estimates the leak section according to the change in the flow rate obtained for each section of the water supply pipe network (2). For example, it can be done in a way that determines the order of the leak suspicious sections in the order of the flow rate fluctuation range, and the method of detecting the water leak suspicious section according to the flow rate change in this way is a known technique, so a detailed description here will be omitted.

상기한 바와 같이 누수 의심 구간을 탐지할 상수관망(2)의 구간별 유량을 주입관로(1)의 마찰손실계수를 사용하여 추정함으로써, 유량의 측정 정확성이 떨어지지만, 상수관망(2)과 주입관로(1)의 마찰손실계수 차이가 대부분 크지 않고, 더욱이, 유량의 크기가 아닌 유량 변동폭에 따라 누수 의심 구간을 탐지하므로, 유량의 측정 오차가 있더라도 누수 의심 구간을 탐지할 수 있다.As described above, by estimating the flow rate for each section of the water supply pipe network (2) to detect the leak suspicious section using the friction loss coefficient of the injection pipe (1), the measurement accuracy of the flow rate is lowered, but the water supply pipe network (2) and injection Most of the difference in the friction loss coefficient of the pipeline 1 is not large, and moreover, since the leak suspicious section is detected according to the flow rate fluctuation range rather than the flow rate, the leak suspicious section can be detected even if there is an error in the measurement of the flow rate.

한편, 상기 관리 서버(30)는 탐지한 누수 의심 구간은 주입관로(1) 및 상수관망(2)의 상수도 관망도와 유량계(10) 및 수압계(20)의 위치를 표출한 GIS 맵 상에서 표시하는 모니터링 기능을 갖추게 할 수도 있다.On the other hand, the management server 30 shows the detected leak suspicious section on the GIS map expressing the location of the water supply pipe network diagram of the injection pipe line 1 and the water supply pipe network 2 and the flow meter 10 and the water pressure gauge 20. It can also be equipped with a monitoring function.

한편, 상기 마찰손실계수 획득부(33) 및 누수 구간 추정부(34)는 야간 중에 최대 동수두를 얻은 시간대의 마찰손실수두를 사용하게 할 수 있다.On the other hand, the friction loss coefficient acquisition unit 33 and the leakage section estimating unit 34 may use the friction loss head in the time zone in which the maximum dynamic head is obtained during the night.

이는 수압 변화가 최소일 때에 최대 동수두가 측정되어서, 최대 동수두의 값으로 얻는 주입관로(1)의 마찰손실수두와 이를 이용한 추정하는 상수관망(2)의 유량을 좀더 정확하게 얻을 수 있기 때문이다.This is because the maximum dynamic head is measured when the change in water pressure is minimal, so that the friction loss head of the injection pipe (1) obtained as the value of the maximum dynamic head and the estimated flow rate of the water supply network (2) using this can be obtained more accurately. .

이를 위해서, 일반적으로 최대 동수두가 측정되는 3AM~4AM의 시간대에 측정된 수압을 사용하여 마찰손실수두를 산정하고, 산정한 마찰손실수두와 동시간대의 유량 및 수압을 상기 마찰손실계수 획득부(33) 및 누수 구간 추정부(34)에서 넘겨받아 기능을 수행하게 할 수 있다. To this end, the friction loss head is calculated using the water pressure measured in the time period of 3AM to 4AM, where the maximum dynamic head is generally measured, and the friction loss coefficient acquisition unit ( 33) and the leak interval estimating unit 34 may be handed over to perform a function.

다른 방식으로서, 상기 마찰손실수두 산정부(32)에서 산정한 동수두가 최대인 시간대를 탐색하여, 해당 시간대의 동수두로 산정한 마찰손실수두와, 동시간대의 유량 및 수압을 상기 마찰손실계수 획득부(33) 및 누수 구간 추정부(34)에 넘겨 기능 수행하게 할 수 있다. As another method, the time period in which the dynamic head calculated by the friction loss head calculation unit 32 is the maximum is searched, and the friction loss head calculated with the dynamic head of the corresponding time period and the flow rate and water pressure in the same time period are calculated as the friction loss coefficient. It can be passed to the acquisition unit 33 and the leak interval estimation unit 34 to perform the function.

상기 유량 모니터링부(35)는 주입관로(1)의 유량 변화에 따라 상수관망(2)의 누수를 감지하여, 누수가 감지될 시에 상기 마찰손실수두 산정부(32), 마찰손실계수 획득부(33) 및 누수 구간 추정부(34)의 기능을 수행하게 한다. 즉, 주입관로(1)에서 측정한 유량은 상수관망(2)에서의 누수에 따라 변화하므로, 측정한 유량에 따라 상수관망(2)의 누수 여부를 판단한 후, 상수관망(2) 내의 누수 의심 구간을 탐지하게 할 수 있다.The flow rate monitoring unit 35 detects a leak in the water supply network 2 according to a change in the flow rate of the injection pipe 1, and when a leak is detected, the friction loss head calculation unit 32, a friction loss coefficient acquisition unit (33) and to perform the functions of the leak interval estimating unit 34. That is, since the flow rate measured in the injection pipe (1) changes according to the leakage in the water supply network (2), after determining whether the water supply network (2) is leaking according to the measured flow rate, a leak is suspected in the water supply pipe network (2) section can be detected.

도 3은 상수관망(2) 내의 절점 사이에 상기 수압계(20)를 추가 설치한 상수관의 개략도이다.3 is a schematic diagram of a water supply pipe in which the water pressure gauge 20 is additionally installed between the nodes in the water supply pipe network 2 .

이와 같이 수압계(20)를 설치한 절점 사이 구간에도 상기 수압계(20)를 추가 설치함으로써, 추가 설치한 수압계(20)는 절점 사이의 구간을 나누게 된다.In this way, by additionally installing the water pressure gauge 20 in the section between the nodes in which the pressure gauge 20 is installed, the additionally installed hydraulic pressure gauge 20 divides the section between the nodes.

그리고, 상기 관리 서버(30)는 수압계(20)를 추가 설치한 지점을 절점으로 취급하여, 나눈 구간별로 마찰손실수두를 산정하고, 유량을 추정함으로써, 나눈 구간별로 누수 의심 구간으로 탐지되게 할 수 있다.And, the management server 30 treats the point where the water pressure gauge 20 is additionally installed as a node, calculates the friction loss head for each divided section, and estimates the flow rate, so that each divided section is detected as a water leak suspicious section. can

도 4는 본 발명의 실시 예에 따른 누수 의심 구간 탐지 방법의 순서도이다.4 is a flowchart of a method for detecting a leak suspicious section according to an embodiment of the present invention.

누수 의심 구간 탐지 방법은 상기한 누수 의심 구간 탐지 방법에 의해 수행되어서, 상기 유량 모니터링부(35)에 의해 수행되는 유량 모니터링 단계(S1), 상기 마찰손실수두 산정부(32)에 의해 수행되는 마찰손실수두 산정 단계(S10), 상기 마찰손실계수 획득부(33)에 의해 수행되는 마찰손실계수 획득 단계(S20) 및 상기 누수 구간 추정부(34)에 의해 수행되는 누수 의심 구간 탐지 단계(S30)를 포함한다.The leak suspicious section detection method is performed by the leak suspicious section detection method described above, so the flow rate monitoring step (S1) performed by the flow rate monitoring unit 35 (S1), the friction performed by the friction loss head calculating unit 32 The head loss calculation step (S10), the friction loss coefficient acquisition step (S20) performed by the friction loss coefficient acquisition unit 33, and the leak suspicious section detection step (S30) performed by the water leak interval estimation unit 34 includes

상기 유량 모니터링 단계(S1)는 주입관로(1)의 유량를 모니터링하여, 유량 변화에 따라 상수관망(2)의 누수 여부를 판단하고, 누수로 판단될 시에(S2) 후속의 상기 마찰손실수두 산정 단계(S10)를 수행하게 한다.The flow rate monitoring step (S1) monitors the flow rate of the injection pipe 1, determines whether the water supply network 2 leaks according to the flow rate change, and calculates the friction loss head following when it is determined to be a leak (S2) to perform step S10.

상기 마찰손실수두 산정 단계(S10)는 절점별로 측정한 수압에 따라 산정한 압력 수두와 저장된 위치 수두로 얻는 절점별 동수두를 이용하여 구간별 마찰손실수두를 산정한다.The friction loss head calculation step (S10) calculates the friction loss head for each section using the pressure head calculated according to the water pressure measured for each node and the dynamic head for each node obtained from the stored position head.

구체적인 실시 예로서, 상기 마찰손실수두 산정 단계(S10)는 야간 중에 최대 동수두를 얻은 시간대의 동수두로 마찰손실수두를 산정한다. 이때의 시간대는 미리 설정되어 있거나, 또는 야간 시간대 중에 측정되는 동수두가 최대인 시간대를 탐색하여 탐색된 시간대를 사용되게 할 수 있다.As a specific embodiment, in the step of calculating the friction loss head ( S10 ), the friction loss head is calculated with the dynamic head in the time zone in which the maximum dynamic head is obtained during the night. In this case, the time zone may be preset, or a time zone in which the hydrodynamic head measured during the night time zone is maximum may be searched for and the searched time zone may be used.

상기 마찰손실계수 획득 단계(S20)는 저장된 관로 정보와 마찰손실계수에 의해 유량과 마찰손실수두를 관계시키는 유량-마찰손실수두 상관식을 주입관로(1)에 대해 적용하여 주입관로(1)의 유량, 마찰손실수두 및 관로 정보에 따라 마찰손실계수를 산정한다. The friction loss coefficient acquisition step (S20) is performed by applying the flow rate-friction loss head correlation formula that relates the flow rate and the friction loss head by the stored pipe information and the friction loss coefficient to the injection pipe line 1, Friction loss coefficient is calculated according to flow rate, friction loss head and pipeline information.

구체적인 실시 예에서는, 상기 마찰손실수두 산정 단계(S10)에서 마찰손실수두를 얻는 시간대의 유량를 사용하여 마찰손실계수를 산정한다.In a specific embodiment, the friction loss coefficient is calculated using the flow rate in the time period for obtaining the friction loss head in the friction loss head calculating step (S10).

상기 누수 의심 구간 탐지 단계(S30)는 마찰손실계수 획득부(33)에서 얻은 마찰손실계수를 상수관망(2)의 구간별로 적용할 유량-마찰손실수두 상관식에서 사용하여서, 구간별 마찰손실수두 및 관로 정보에 따라 구간별 유량을 산정하고(S31), 산정한 구간별 유량의 변화에 따라 누수 구간을 추정한다(S32).The leak suspicious section detection step (S30) uses the friction loss coefficient obtained from the friction loss coefficient acquisition unit 33 in the flow rate to be applied for each section of the water supply network 2 - the friction loss head correlation equation, the friction loss head per section and The flow rate for each section is calculated according to the pipe information (S31), and the leakage section is estimated according to the change of the calculated flow rate for each section (S32).

구체적인 실시 예에서는, 상기 마찰손실수두 산정 단계(S10)에서 마찰손실수두를 얻는 시간대의 수압을 적용하여 산정한 유량으로 누수 구간을 추정한다.In a specific embodiment, the water leakage section is estimated with the flow rate calculated by applying the water pressure in the time period for obtaining the friction loss head in the friction loss head calculation step ( S10 ).

도시하지는 아니하였지만, 상기 누수 의심 구간 탐지 단계(S30)에서 탐지된 누수 의심 구간을 주입관로(1) 및 상수관망(2)의 상수도 관망도와 유량계(10) 및 수압계(20)의 위치를 표출한 GIS 맵 상에서 표시하는 모니터링 화면 출력단계를 수행할 수 있다.Although not shown, the water supply pipe network diagram of the injection pipe (1) and the water supply pipe network (2) and the position of the flow meter 10 and the water pressure gauge 20 are expressed in the water leak suspicious section detected in the leak suspicious section detection step (S30) Monitoring screen output step displayed on one GIS map can be performed.

이상에서 본 발명의 기술적 사상을 예시하기 위해 구체적인 실시 예로 도시하고 설명하였으나, 본 발명은 상기와 같이 구체적인 실시 예와 동일한 구성 및 작용에만 국한되지 않고, 여러가지 변형이 본 발명의 범위를 벗어나지 않는 한도 내에서 실시될 수 있다. 따라서, 그와 같은 변형도 본 발명의 범위에 속하는 것으로 간주해야 하며, 본 발명의 범위는 후술하는 특허청구범위에 의해 결정되어야 한다.In the above, specific embodiments have been shown and described to illustrate the technical idea of the present invention, but the present invention is not limited to the same configuration and operation as the specific embodiments as described above, and various modifications are within the limits that do not depart from the scope of the present invention. can be carried out in Accordingly, such modifications should be considered to fall within the scope of the present invention, and the scope of the present invention should be determined by the following claims.

1 : 주입관로
2 : 상수관망(누수 의심 구간을 탐지할 상수관망)
2a : 분기점 2b : 수도 계량기
10 : 유량계
20 : 수압계
30 : 관리 서버
31 : 데이터 저장부 32 : 마찰손실수두 산정부
33 : 마찰손실계수 획득부 34 : 누수 구간 추정부
35 : 유량 모니터링부1: injection pipe
2: Water pipe network (water pipe network to detect leak suspicious sections)
2a: Junction 2b: Water meter
10: flow meter
20: water pressure gauge
30: management server
31: data storage unit 32: friction loss head calculation unit
33: friction loss coefficient acquisition unit 34: leakage section estimation unit
35: flow monitoring unit

Claims (10)

누수 구간을 탐지할 상수관망(2)에 급수를 위해 연결된 주입관로(1)의 유량을 측정하는 유량계(10); 상수관망(2)의 분기점 및 말단을 포함한 절점과, 주입관로(1)의 유량 측정 구간의 양단을 포함하는 절점의 수압을 측정하는 복수의 수압계(20); 및 측정한 유량 및 수압에 따라 누수 의심 구간을 탐지하는 관리 서버(30);를 포함하되,
상기 관리 서버(30)는
절점별 위치 수두와, 절점 사이의 구간 길이 및 내경을 포함한 구간별 관로 정보가 저장된 데이터 저장부(31);
수압에 따른 압력 수두와 저장된 위치 수두로 얻는 절점별 동수두를 이용하여 구간별 마찰손실수두를 산정하는 마찰손실수두 산정부(32);
관로 정보와 마찰손실계수에 의해 유량과 마찰손실수두를 관계시키는 유량-마찰손실수두 상관식을 주입관로(1)에 대해 적용하여 주입관로(1)의 유량, 마찰손실수두 및 관로 정보에 따라 마찰손실계수를 산정하는 마찰손실계수 획득부(33);
마찰손실계수 획득부(33)에서 얻은 마찰손실계수를 상수관망(2)의 구간별로 적용할 유량-마찰손실수두 상관식에 사용하여서, 구간별 마찰손실수두 및 관로 정보에 따라 구간별 유량을 산정하고, 산정한 구간별 유량의 변화에 따라 누수 구간을 추정하는 누수 구간 추정부(34);
를 포함하고,
상기 유량-마찰손실수두 상관식은
Figure 112022044463852-pat00010

이며, 여기서 △HL은 구간의 동수두 차이로 얻는 마찰손실수두이고, Q는 유량이고, f는 마찰손실계수이고, g는 중력가속도이고, L은 구간의 길이이고, D는 구간의 관로 내경이고, A는 관로 내경으로 얻는 관로 내 단면적인
누수 의심 구간 탐지 시스템.a flow meter 10 for measuring the flow rate of the injection pipe 1 connected for water supply to the water supply pipe network 2 to detect the leakage section; A plurality of hydraulic pressure gauges 20 for measuring the water pressure at the node including the branch point and the end of the water supply network (2) and the node including both ends of the flow rate measurement section of the injection pipe (1); and a management server 30 that detects a leak suspicious section according to the measured flow rate and water pressure;
The management server 30 is
a data storage unit 31 for storing the position head for each node, and pipe information for each section including the length and inner diameter of the section between the nodes;
a friction loss head calculating unit 32 that calculates the friction loss head for each section using the pressure head according to the water pressure and the dynamic head for each node obtained from the stored position head;
The flow rate-friction loss head correlation equation, which relates the flow rate and the friction loss head by the pipe information and the friction loss coefficient, is applied to the injection pipe (1), and the friction according to the flow rate, the friction loss head and the pipe information of the injection pipe (1) a friction loss coefficient obtaining unit 33 for calculating a loss coefficient;
The friction loss coefficient obtained from the friction loss coefficient acquisition unit 33 is used in the flow rate-friction loss head correlation equation to be applied to each section of the water supply network 2, and the flow rate for each section is calculated according to the friction loss head for each section and pipe information. and a leak section estimating unit 34 for estimating a leak section according to a change in the calculated flow rate for each section;
including,
The flow rate-friction loss head correlation equation
Figure 112022044463852-pat00010

where ΔH L is the friction loss head obtained by the difference in the dynamic head of the section, Q is the flow rate, f is the friction loss coefficient, g is the gravitational acceleration, L is the length of the section, D is the pipe inner diameter of the section , and A is the cross-sectional area in the pipeline obtained by the inner diameter of the pipeline
Water leak detection system. 삭제delete 제 1항에 있어서,
상기 마찰손실계수 획득부(33) 및 누수 구간 추정부(34)는
야간 중에 최대 동수두를 얻은 시간대의 마찰손실수두, 유량 및 수압를 사용하는
누수 의심 구간 탐지 시스템.The method of claim 1,
The friction loss coefficient acquisition unit 33 and the leakage section estimating unit 34 are
Friction loss head, flow rate and water pressure in the time period when the maximum dynamic head is obtained during the night
Water leak detection system. 제 1항에 있어서,
상기 수압계(20)가 설치되는 상수관망(2)의 절점 중에 말단은
수용가의 수도 계량기에 연결되는 부분인 것으로 하는
누수 의심 구간 탐지 시스템.The method of claim 1,
Among the nodes of the water pipe network (2) where the water pressure gauge 20 is installed, the end is
It is assumed to be a part connected to the consumer's water meter.
Water leak detection system. 제 1항에 있어서,
상기 관리 서버(30)는
주입관로(1)의 유량 변화에 따라 상수관망(2)의 누수를 감지하여, 누수가 감지될 시에 상기 마찰손실계수 획득부(33) 및 누수 구간 추정부(34)의 기능을 수행하게 하는 유량 모니터링부(35)를 포함하는
누수 의심 구간 탐지 시스템.The method of claim 1,
The management server 30 is
Detects water leakage in the water supply network 2 according to the change in the flow rate of the injection pipe 1, and performs the functions of the friction loss coefficient acquisition unit 33 and the leakage section estimating unit 34 when leakage is detected. including a flow rate monitoring unit (35)
Water leak detection system. 제 1항에 있어서,
상기 수압계(20)는
상수관망(2) 내의 절점 사이에도 설치하여, 절점 사이의 구간을 나누어 누수 의심 구간으로 탐지하게 하는
누수 의심 구간 탐지 시스템.The method of claim 1,
The water pressure gauge 20 is
It is also installed between the nodes in the water supply network (2) to divide the section between the nodes and detect it as a leak suspicious section.
Water leak detection system. 누수 구간을 탐지할 상수관망(2)에 급수하는 주입관로(1)에 설치한 유량계(10) 및 상수관망(2)의 분기점 및 말단과 주입관로(1)에서 유량 측정한 구간의 양단을 포함하는 절점에 설치한 수압계(20)로 측정한 유량 및 수압을 수집하며, 절점별 지반고에 따라 얻은 절점별 위치 수두와, 절점 사이의 구간 길이 및 내경을 포함한 구간별 관로 정보가 저장된 관리 서버(30)에 의해 이루어지는 누수 의심 구간 탐지 방법에 있어서,
수압에 따른 압력 수두와 저장된 위치 수두로 얻는 절점별 동수두를 이용하여 구간별 마찰손실수두를 산정하는 마찰손실수두 산정 단계(S10);
관로 정보와 마찰손실계수에 의해 유량과 마찰손실수두를 관계시키는 유량-마찰손실수두 상관식을 주입관로(1)에 대해 적용하여 주입관로(1)의 유량, 마찰손실수두 및 관로 정보에 따라 마찰손실계수를 산정하는 마찰손실계수 획득 단계(S20);
마찰손실계수 획득 단계(S20)에서 얻은 마찰손실계수를 상수관망(2)의 구간별로 적용할 유량-마찰손실수두 상관식에 사용하여서, 구간별 마찰손실수두 및 관로 정보에 따라 구간별 유량을 산정하고, 산정한 구간별 유량의 변화에 따라 누수 구간을 추정하는 누수 의심 구간 탐지 단계(S30);
를 포함하되,
상기 유량-마찰손실수두 상관식은
Figure 112022044463852-pat00011

이며, 여기서 △HL은 구간의 동수두 차이로 얻는 마찰손실수두이고, Q는 유량이고, f는 마찰손실계수이고, g는 중력가속도이고, L은 구간의 길이이고, D는 구간의 관로 내경이고, A는 관로 내경으로 얻는 관로 내 단면적인
누수 의심 구간 탐지 방법.The flow meter 10 installed in the injection pipe 1 that supplies water to the water supply pipe network 2 to detect the leaking section and the branch point and end of the water supply pipe network 2, and both ends of the section where the flow rate is measured in the injection pipe 1 A management server ( 30) in the leak suspicious section detection method made by
Friction loss head calculation step (S10) of calculating the friction loss head for each section using the pressure head according to the water pressure and the dynamic head for each node obtained from the stored position head (S10);
The flow rate-friction loss head correlation equation, which relates the flow rate and the friction loss head by the pipe information and the friction loss coefficient, is applied to the injection pipe (1), and the friction according to the flow rate, the friction loss head and the pipe information of the injection pipe (1) Friction loss coefficient acquisition step for calculating the loss coefficient (S20);
The friction loss coefficient obtained in the friction loss coefficient acquisition step (S20) is used in the flow rate-friction loss head correlation equation to be applied for each section of the water supply network (2), and the flow rate for each section is calculated according to the friction loss head for each section and pipe information. and a leak suspicious section detecting step (S30) of estimating a leak section according to the change in the calculated flow rate for each section;
including,
The flow rate-friction loss head correlation equation
Figure 112022044463852-pat00011

where ΔH L is the friction loss head obtained by the difference in the dynamic head of the section, Q is the flow rate, f is the friction loss coefficient, g is the gravitational acceleration, L is the length of the section, D is the pipe inner diameter of the section and A is the cross-sectional area of the pipe
How to detect a suspicious area of a leak. 삭제delete 제 7항에 있어서,
상기 마찰손실수두 산정 단계(S10)는
야간 중에 최대 동수두를 얻은 시간대의 동수두로 마찰손실수두를 산정하고,
상기 마찰손실계수 획득 단계(S20) 및 누수 의심 구간 탐지 단계(S30)는
동시간대의 마찰손실수두, 유량 및 수압를 사용하는
누수 의심 구간 탐지 방법.8. The method of claim 7,
The friction loss head calculation step (S10) is
Calculate the friction loss head with the dynamic head at the time when the maximum dynamic head was obtained during the night,
The friction loss coefficient acquisition step (S20) and the leak suspicious section detection step (S30) are
Friction loss head, flow rate and water pressure in the same time period are used.
How to detect a suspicious area of a leak. 제 7항에 있어서,
상기 마찰손실수두 산정 단계(S10)에 앞서 유량 모니터링 단계(S1)을 수행하되,
유량 모니터링 단계(S1)는
주입관로(1)의 유량 변화에 따라 상수관망(2)의 누수를 감지할 시에 상기 마찰손실수두 산정 단계(S10), 마찰손실계수 획득 단계(S20) 및 누수 의심 구간 탐지 단계(S30)를 순차적으로 수행하게 하는
누수 의심 구간 탐지 방법.8. The method of claim 7,
The flow rate monitoring step (S1) is performed prior to the friction loss head calculation step (S10),
Flow rate monitoring step (S1) is
When detecting a leak in the water supply network 2 according to a change in the flow rate of the injection pipe 1, the friction loss head calculation step (S10), the friction loss coefficient acquisition step (S20), and the leak suspicious section detection step (S30) to be performed sequentially
How to detect a suspicious area of a leak.
KR1020210169918A 2021-12-01 2021-12-01 System and method for detecting section suspected of water leak KR102418985B1 (en)

Priority Applications (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020210169918A KR102418985B1 (en) 2021-12-01 2021-12-01 System and method for detecting section suspected of water leak
PCT/KR2022/010648 WO2023101130A1 (en) 2021-12-01 2022-07-20 System and method for inspecting section suspected of leaking

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020210169918A KR102418985B1 (en) 2021-12-01 2021-12-01 System and method for detecting section suspected of water leak

Publications (1)

Publication Number Publication Date
KR102418985B1 true KR102418985B1 (en) 2022-07-11

Family

ID=82396370

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020210169918A KR102418985B1 (en) 2021-12-01 2021-12-01 System and method for detecting section suspected of water leak

Country Status (2)

Country Link
KR (1) KR102418985B1 (en)
WO (1) WO2023101130A1 (en)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2023101130A1 (en) * 2021-12-01 2023-06-08 주식회사 위플랫 System and method for inspecting section suspected of leaking

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR101105192B1 (en) 2011-07-26 2012-01-13 (주)웹솔루스 Method for selecting section of water leakage suspicion by water network analysis and water supply integrated management operating system with function thereof
WO2017141884A1 (en) * 2016-02-19 2017-08-24 日本電気株式会社 Control device, control system, control method, and computer-readable recording medium
KR20190094692A (en) 2018-02-05 2019-08-14 문경훈 Method of estimating flow rate and of detecting leak of wide area water using recurrent analysis, recurrent neural network and deep neural network

Family Cites Families (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2003279392A (en) * 2002-03-25 2003-10-02 Susumu Hirowatari Method for estimating position where abnormal flow rate occurs in pressure pipe line or pipe network
KR101762328B1 (en) * 2016-11-16 2017-07-27 (주) 한일네트워크엔지니어링 Apparatus for estimating leak location in block of water supply and Method for the same
KR102418985B1 (en) * 2021-12-01 2022-07-11 주식회사 위플랫 System and method for detecting section suspected of water leak

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR101105192B1 (en) 2011-07-26 2012-01-13 (주)웹솔루스 Method for selecting section of water leakage suspicion by water network analysis and water supply integrated management operating system with function thereof
WO2017141884A1 (en) * 2016-02-19 2017-08-24 日本電気株式会社 Control device, control system, control method, and computer-readable recording medium
KR20190094692A (en) 2018-02-05 2019-08-14 문경훈 Method of estimating flow rate and of detecting leak of wide area water using recurrent analysis, recurrent neural network and deep neural network

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2023101130A1 (en) * 2021-12-01 2023-06-08 주식회사 위플랫 System and method for inspecting section suspected of leaking

Also Published As

Publication number Publication date
WO2023101130A1 (en) 2023-06-08

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US8072340B2 (en) Water leakage monitoring system
Srirangarajan et al. Wavelet-based burst event detection and localization in water distribution systems
KR101105192B1 (en) Method for selecting section of water leakage suspicion by water network analysis and water supply integrated management operating system with function thereof
KR101899112B1 (en) Real-time leak detection system for ICT-based water distribution
KR102418985B1 (en) System and method for detecting section suspected of water leak
CN108369118B (en) Monitoring fluid flow in open channels using fiber optic sensors
EP3531368B1 (en) Utility distribution network analytics
KR101965589B1 (en) Monitoring system of reservoir using temperature change data
US10578464B2 (en) Identification of features on an optical fiber using a distributed temperature sensor
WO2019007497A1 (en) Non-intrusive vibrational method and apparatus of a centralized system for water distribution network pipelines' leak detection and monitoring
JP2022082294A (en) Pipe channel abnormality detection system, estimation device, learning model generation device, pipe channel abnormality detector, method for detecting abnormality in pipe channel, method for estimation, and method for generating learning model
CN112856249A (en) Urban water supply pipe network leakage monitoring method
AU2022202036B2 (en) Method for locating a leak in a water supply network
WO2019086875A1 (en) Identifying anomalous flows in a water distribution network
KR20220061558A (en) Sound detecting device, system and server for watching leakage water supply and sewerage facilities
KR102407676B1 (en) Leakage detection system and method based on hydraulic head analysis
CN109839209A (en) The monitoring instrument of the thermal coefficient in the temperature field and soil of pipeline soil
Stoianov et al. Field validation of the application of hydraulic transients for leak detection in transmission pipelines
US11454092B2 (en) Determining ground loop resistance with ground source heat pump monitoring data
TR2022012018A2 (en) Suspicious Water Leak Detection System and Method
KR20210067905A (en) Automatic flow calculation device through loss head measurement
KR101395311B1 (en) A calculation system for water leakage and mehtod thereof
KR20210123942A (en) Water quality monitoring system for water supply line
KR20210062253A (en) Estimating system for water leakage location of pipeline
Ayad et al. A Model-Based Approach for Leak Detection in Water Distribution Networks Based on Optimisation and GIS Applications

Legal Events

Date Code Title Description
E701 Decision to grant or registration of patent right
GRNT Written decision to grant