KR102534828B1 - 누수 탐지 장치 및 방법 - Google Patents
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Abstract
누수 음향 빅데이터를 이용하여 누수를 탐지하는 누수 탐지 장치 및 방법이 개시된다. 일 실시예에 따른 누수 탐지 장치는 음향 신호를 감지하는 음향 센서부; 누수 빅데이터를 기초로 음향 센서부로부터 수신한 음향 신호를 분석하여 누수 여부를 판단하는 분석부; 및 분석된 결과를 출력하고 사용자 입력을 수신하는 인터페이스부를 포함할 수 있다.
Description
본 발명은 누수 탐지를 위한 기술로서 특히, 누수 음향 빅데이터를 이용하여 누수를 탐지하는 누수 탐지 장치 및 방법에 관한 것이다.
종래 누수 탐사용 장비는 상수도관에서 발생하는 누수의 소리를 증폭하여 사용자에게 출력하는 방식, 누수와 관련한 특정 범위의 주파수 이외의 주파수를 필터링하여 사용자에게 출력하는 방식 및 게이지 혹은 디지털 숫자로 누수 소리에 대한 주파수의 강도를 출력하는 방식 등이 이용되어 왔다.
그러나, 이러한 방법들은 공통적으로 사용자의 경험에 의존하여 누수를 판단하는 방식으로써 사용자의 능력에 따라 정확성이 달라지는 문제점이 있었다.
누수 음향 빅데이터를 이용하여 누수를 탐지하는 누수 탐지 장치 및 방법을 제공하는데 목적이 있다.
일 양상에 따르면, 누수 탐지 장치는 음향 신호를 감지하는 음향 센서부; 누수 빅데이터를 기초로 음향 센서부로부터 수신한 음향 신호를 분석하여 누수 여부를 판단하는 분석부; 및 분석된 결과를 출력하고 사용자 입력을 수신하는 인터페이스부를 포함할 수 있다.
분석부는 누수 빅데이터에 포함된 누수 음향 데이터와 수신한 음향 신호를 비교하여 누수 확률을 계산할 수 있다.
누수 음향 데이터는 음향 종류, 배관 재질, 배관 구경, 배관 두께, 관내 수압, 매설 심도, 토양 종류 및 포장 종류 중 적어도 하나를 기초로 분류되며, 음향 종류는 물이 배관을 빠져나오면서 발생하는 마찰음, 물이 배관을 빠져나오면서 발생하는 배관 진동음 및 빠져나온 물이 주변 토양 등에 부딪쳐 발생하는 충격음 중 적어도 하나를 포함할 수 있다.
분석부는 인터페이스부를 통하여 사용자로부터 탐지 지역에 대한 배관 재질, 배관 구경, 배관 두께, 관내 수압, 매설 심도, 토양 종류 및 포장 종류 중 적어도 하나에 대한 탐지 지역 정보를 수신하며, 분류된 누수 음향 데이터 중 탐지 지역 정보에 대응하는 누수 음향 데이터를 기초로 누수 확률을 계산할 수 있다.
누수 탐지 장치는 위치 정보를 생성하는 위치 센서부를 더 포함하며, 누수 빅데이터는 위치에 따른 배관 재질, 배관 구경, 배관 두께, 관내 수압, 매설 심도, 토양 종류 및 포장 종류 중 적어도 하나에 대한 데이터를 포함할 수 있다.
분석부는 위치 센서부로부터 위치 정보를 수신하며, 누수 빅데이터에 기초하여 수신한 위치 정보에 대응하는 배관 재질, 배관 구경, 배관 두께, 관내 수압, 매설 심도, 토양 종류 및 포장 종류 중 적어도 하나에 대한 데이터로부터 탐지 지역 정보를 획득할 수 있다.
분석부는 분류된 누수 음향 데이터 중 탐지 지역 정보에 대응하는 누수 음향 데이터를 기초로 누수 확률을 계산할 수 있다.
분석부는 음향 종류에 따른 누수 음향 데이터와 수신한 음향 신호를 비교하여 음향 종류 별 누수 확률을 계산할 수 있다.
분석부는 음향 센서부로부터 수신한 음향 신호를 필터링하여 누수 여부를 판단할 수 있다.
분석부는 탐지 지역 정보를 기초로 필터링 중심 주파수, 대역폭 및 차단 주파수 중 적어도 하나에 대한 필터 특성을 결정할 수 있다.
분석부는 위치 정보를 이용하여 탐지 지역에 따른 누수 확률을 저장하며, 저장된 누수 확률을 기초로 가장 누수 확률이 높은 지역에 대한 정보를 인터페이스부를 통하여 출력할 수 있다.
일 양상에 따르면, 누수 탐지 방법은 음향 신호를 감지하여 음향 신호를 생성하는 단계; 누수 빅데이터를 기초로 음향 신호를 분석하여 누수 여부를 판단하는 단계; 및 분석된 결과를 출력하는 단계를 포함할 수 있다.
빅데이터를 활용하여 누수 여부를 판단함으로써, 누수 판단의 정확도를 향상시키고 판단 시간을 감소시키는 효과가 있다.
도 1은 일 실시예에 따른 누수 탐지 장치의 구성도이다.
도 2 내지 도 5는 일 예에 따른 누수 탐지 방법을 설명하기 위한 예시도이다.
도 6은 일 예에 따른 위치 정보를 이용하여 누수를 탐지하는 방법을 설명하는 예시도이다.
도 7은 일 실시예에 따른 누수 탐지 방법을 도시한 흐름도이다.
도 8은 도 1에 도시된 분석부의 일 실시 예를 도시한 도면이다.
도 9는 본 발명의 일 실시 예에 따른 선명도산출부의 동작을 설명하기 위한 도면이다.
도 10은 도 9에 도시된 선명도산출부의 다른 실시 예를 도시한 도면이다.
도 2 내지 도 5는 일 예에 따른 누수 탐지 방법을 설명하기 위한 예시도이다.
도 6은 일 예에 따른 위치 정보를 이용하여 누수를 탐지하는 방법을 설명하는 예시도이다.
도 7은 일 실시예에 따른 누수 탐지 방법을 도시한 흐름도이다.
도 8은 도 1에 도시된 분석부의 일 실시 예를 도시한 도면이다.
도 9는 본 발명의 일 실시 예에 따른 선명도산출부의 동작을 설명하기 위한 도면이다.
도 10은 도 9에 도시된 선명도산출부의 다른 실시 예를 도시한 도면이다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 일 실시예를 상세하게 설명한다. 본 발명을 설명함에 있어 관련된 공지 기능 또는 구성에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명을 생략할 것이다. 또한, 후술되는 용어들은 본 발명에서의 기능을 고려하여 정의된 용어들로서 이는 사용자, 운용자의 의도 또는 관례 등에 따라 달라질 수 있다. 그러므로, 그 정의는 본 명세서 전반에 걸친 내용을 토대로 내려져야 할 것이다.
본 개시의 구성 및 효과를 충분히 이해하기 위하여, 첨부한 도면을 참조하여 본 개시의 바람직한 실시예들을 설명한다. 그러나 본 개시는 이하에서 개시되는 실시예들에 한정되는 것이 아니라, 여러 가지 형태로 구현될 수 있고 다양한 변경을 가할 수 있다. 이하, 본 발명을 설명함에 있어서 관련된 공지 기능에 대하여 이 분야의 기술자에게 자명한 사항으로서 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명을 생략한다.
제1, 제2 등의 용어는 다양한 구성요소들을 설명하는데 사용될 수 있지만, 상기 구성요소들은 상기 용어들에 의해 한정되어서는 안 된다. 상기 용어들은 하나의 구성요소를 다른 구성요소로부터 구별하는 목적으로만 사용될 수 있다. 예를 들어, 본 개시의 권리 범위를 벗어나지 않으면서 제1 구성요소는 제2 구성요소로 명명될 수 있고, 유사하게 제2 구성요소도 제1 구성요소로 명명될 수 있다.
본 출원에서 사용한 용어는 단지 특정한 실시예를 설명하기 위해 사용된 것으로 본 발명을 한정하려는 의도가 아니다. 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다.
본 출원에서, "포함하다" 또는 "가지다" 등의 용어는 명세서 상에 기재된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다. 본 개시의 실시예들에서 사용되는 용어들은 다르게 정의되지 않는 한, 해당 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 통상적으로 알려진 의미로 해석될 수 있다.
이하, 누수 탐지 장치 및 방법의 실시예들을 도면들을 참고하여 자세히 설명한다. 도 1은 일 실시예에 따른 누수 탐지 장치의 구성도이다. 일 실시예에 따르면, 누수 탐지 장치(100)는 음향 신호를 감지하는 음향 센서부(110), 누수 빅데이터를 기초로 음향 센서부(110)로부터 수신한 음향 신호를 분석하여 누수 여부를 판단하는 분석부(120) 및 분석된 결과를 출력하고 사용자 입력을 수신하는 인터페이스부(130)를 포함할 수 있다.
일 예에 따르면, 음향 센서부(110)는 소리를 전기적 신호로 변환하는 모든 종류의 센서 중 어느 하나일 수 있다. 일 예에 따르면, 인터페이스부(130)는 사용자로부터 데이터를 입력 받거나 사용자에게 데이터를 출력할 수 있는 매개 장치일 수 있다. 일 실시예에 따르면, 분석부(120)는 누수 빅데이터에 포함된 누수 음향 데이터와 수신한 음향 신호를 비교하여 누수 확률을 계산할 수 있다.
일 예를 들어, 도 2에서 설명하는 바와 같이 누수 음향 데이터는 물이 배관을 빠져나오면서 발생하는 마찰음, 물이 배관을 빠져나오면서 발생하는 배관 진동음 및 빠져나온 물이 주변 토양 등에 부딪쳐 발생하는 충격음과 같은 음향 종류에 따라 분류될 수 있다.
일 예에 따르면, 누수 음향 데이터는 음향 종류, 배관 재질, 배관 구경, 배관 두께, 관내 수압, 매설 심도, 토양 종류 및 포장 종류 중 적어도 하나를 기초로 분류될 수 있다.
일 예를 들어, 누수 음향 데이터는 배관 재질, 배관 구경, 배관 두께, 관내 수압 등에 따라 분류될 수 있다. 일 예로, 배관 재질은 강(강철), 덕타일주철, 스테인레스, PE 등이 될 수 있으며, 배관 재질에 따라 마찰음 및 진동음이 달라질 수 있다. 예를 들어, 누수 음향 데이터는 강관 누수 음향 데이터, 덕타일주철관 누수 음향 데이터, 스테인레스관 누수 음향 데이터, PE관 누수 음향 데이터와 같이 분류될 수 있다. 이에 따라, 누수 여부 탐지 지역에 매설된 배관의 종류를 아는 경우, 분석부(120)는 해당 배관에 대응하는 누수 음향 데이터를 이용하여 누수 여부를 판단하는데 활용할 수 있다.
일 예로, 누수 음향 데이터는 배관의 구경에 따라 달라질 수 있다. 도 3을 참조하면, 도 3(a)와 도 3(b)는 서로 배관의 구경이 다른 경우에 누수 음향 주파수 특성을 보여주고 있다. 도면에서 나타나는 바와 같이, 배관의 구경이 다른 경우, 최대 크기를 가지는 주파수 특성 및 음향 발생 주파수 대역폭 등이 달라질 수 있는 바, 배관 구경은 누수 음향 판단에 중요한 요소가 될 수 있다. 이를 이용하여, 누수 여부 탐지 지역에 매설된 배관의 구경을 아는 경우, 분석부(120)는 해당 배관에 대응하는 누수 음향 데이터를 이용하여 누수 여부를 판단하는데 활용할 수 있다.
일 실시예에 따르면, 분석부(120)는 음향 센서부(110)로부터 획득된 음향 신호와 보유하고 있는 누수 음향 데이터를 비교하여 누수 여부를 판단할 수 있다. 일 예로, 도 4(a)는 음향 센서로부터 획득한 음향 신호의 주파수 스펙트럼이며, 도 4(b)는 누수 음향 데이터를 보여주고 있다. 도 4를 참조하면, 분석부(120)는 두 음향 신호의 주파수 스펙트럼 특성을 비교할 수 있으며, 두 음향 신호의 유사도를 분석하여 누수 여부를 판단할 수 있다.
일 예를 들어, 분석부(120)는 최대 크기를 가지는 주파수, 특정 크기 이상을 가지는 주파수 대역폭, 주파수 스펙트럼의 크기 등을 비교하여 두 신호간 유사도를 계산할 수 있다.
일 실시예에 따르면, 분석부(120)는 인터페이스부(130)를 통하여 사용자로부터 탐지 지역에 대한 배관 재질, 배관 구경, 배관 두께, 관내 수압, 매설 심도, 토양 종류 및 포장 종류 중 적어도 하나에 대한 탐지 지역 정보를 수신할 수 있다. 예를 들어, 사용자는 탐지 지역에 매설되어 있는 배관에 대한 정보 및 해당 지역의 토양, 포장 특성을 직접 입력할 수 있다. 이러한 경우, 분석부(120)는 분류된 누수 음향 데이터 중 탐지 지역 정보에 대응하는 누수 음향 데이터를 선택할 수 있으며, 선택된 누수 음향 데이터를 기초로 누수 확률을 계산할 수 있다. 예를 들어, 분석부(120)는 입력 받은 정보에 기초하여 대응되는 누수 음향 데이터를 데이터 베이스 또는 저장부(미도시) 등에서 검색할 수 있으며, 검색된 누수 음향 데이터와 획득된 음향 신호를 비교하여 누수 여부를 판단할 수 있다.
일 실시예에 따르면, 누수 탐지 장치는 위치 정보를 생성하는 위치 센서부(미도시)를 더 포함할 수 있다. 일 예로, 위치 센서부는 GPS(Global Positioning System)을 포함할 수 있다. 일 예로, 분석부(120)는 위치 센서부를 통하여 현재 누수 여부를 탐지하고 있는 지역의 위치를 판단할 수 있다. 또한, 분석부(120)는 해당 위치에 매설되어 있는 배관의 특성, 토양 및 포장의 특성 등의 정보를 획득할 수 있다.
일 예를 들어, 누수 빅데이터는 위치에 따른 배관 재질, 배관 구경, 배관 두께, 관내 수압, 매설 심도, 토양 종류 및 포장 종류 중 적어도 하나에 대한 데이터를 포함할 수 있다. 이때, 분석부(120)는 위치 센서부로부터 수신한 위치 정보를 이용하여 탐지 지역 위치에 배관 재질, 배관 구경, 배관 두께, 관내 수압, 매설 심도, 토양 종류 및 포장 종류 중 적어도 하나에 대한 데이터를 획득할 수 있다.
도 6(b)을 참조하면, 누수 빅데이터는 특정 위치에 대한 배관 재질, 배관 구경, 배관 두께, 관내 수압, 매설 심도, 토양 종류 및 포장 종류 중 적어도 하나에 대한 데이터를 포함할 수 있으며, 분석부(120)는 위치 센서부를 통해 획득한 위치 정보를 이용하여 해당 위치에 해당하는 배관 재질, 배관 구경, 배관 두께, 관내 수압, 매설 심도, 토양 종류 및 포장 종류 중 적어도 하나에 대한 데이터를 획득할 수 있다.
일 예에 따르면, 분석부(120)는 분류된 누수 음향 데이터 중 탐지 지역 정보에 대응하는 누수 음향 데이터를 기초로 누수 확률을 계산할 수 있다. 예를 들어, 위치 정보를 이용하여 해당 탐지 지역에 대한 정보로 '덕타일주철관, 150mm, 모래, 아스팔트 포장'이라는 데이터를 획득한 경우, 분석부(120)는 해당 데이터에 맞는 누수 음향 데이터를 검색할 수 있다.
일 예에 따르면, 분석부(120)는 음향 종류에 따른 누수 음향 데이터와 수신한 음향 신호를 비교하여 음향 종류 별 누수 확률을 계산할 수 있다. 예를 들어, 분석부(120)는 검색된 누수 음향 데이터와 음향 센서부(110)를 통해 획득한 음향 신호를 비교하여 누수 여부를 판단할 수 있다.
일 실시예에 따르면, 분석부(120)는 음향 센서부로부터 수신한 음향 신호를 필터링하여 누수 여부를 판단할 수 있다. 도 5를 참조하면, 누수 탐지 시 누수음 외 잡음들이 섞일 수 있으며, 이는 탐지 성능을 저해하는 요소가 될 수 있다. 이에 따라, 적절한 필터링을 통하여 음향 센서부(110)에서 획득한 음향 신호를 필터링할 필요가 있다.
일 실시예에 따르면, 분석부(120)는 탐지 지역 정보를 기초로 필터링 중심 주파수, 대역폭 및 차단 주파수 중 적어도 하나에 대한 필터 특성을 결정할 수 있다.
일 예로, 도 5에서와 같이, 누수 음향의 주파수는 패관의 종류에 따라 달라질 수 있다. 예를 들어, 주철관의 경우 누수음은 약 400~1000Hz, 연관은 약 500~2000Hz, PVC관은 약 400~2000Hz 범위에서 누수 음이 위치할 수 있다. 이에 따라서, 분석부(120)는 탐지를 수행하는 지역에 매설된 배관의 종류에 따라 필터 특성을 결정하여 필터링을 수행할 수 있다.
예를 들어, 분석부(120)는 위치 센서부를 통하여 탐지 지역의 위치 정보를 획득할 수 있으며, 획득한 위치 정보를 기초로 탐지를 수행하는 지역에 대한 정보를 획득할 수 있다. 예를 들어, 분석부(120)는 위치 정보를 이용하여 해당 탐지 지역에 대한 정보로 '덕타일주철관, 150mm, 모래, 아스팔트 포장'이라는 데이터를 획득할 수 있으며, 획득한 데이터를 이용하여 해당 데이터에 맞는 누수 음향 데이터를 검색할 수 있다.
일 실시예에 따르면, 분석부(120)는 위치 정보를 이용하여 탐지 지역에 따른 누수 확률을 저장하며, 저장된 누수 확률을 기초로 가장 누수 확률이 높은 지역에 대한 정보를 인터페이스부(130)를 통하여 출력할 수 있다.
도 6을 참조하면, 사용자는 특정 지역을 이동하여 누수 탐지를 수행할 수 있다. 이때, 분석부(120)는 음향 센서부(110)를 통하여 지속적으로 음향 신호를 수신하여 누수 확률을 계산할 수 있다. 예를 들어, 누수 확률은 실제 누수가 발생한 지역에서 가장 높게 나올 수 있으며, 누수 발생 지역으로부터 멀어지는 경우 확률이 낮아질 수 있다. 따라서, 사용자는 어느 지역에서 확률이 가장 높은지 알 필요가 있다.
이에 따라, 분석부(120)는 누수 탐지를 수행하는 지역에 대한 위치 정보와 함께 해당 지역에서의 누수 확률을 계산하여 저장할 수 있다.
또한, 분석부(120)는 인터페이스부(130)를 통하여 누수 탐지가 수행된 지역 중 가장 누수 확률이 높게 계산된 지역에 대한 위치 정보를 출력할 수 있다. 예를 들어, 분석부(120)는 GPS 좌표 정보를 출력할 수 있다.
다른 예로, 분석부(120)는 인터페이스부(130)를 통하여 현재 위치를 나타내는 기호와 가장 누수 확률이 높게 계산된 지역에 대한 위치를 나타내는 기호를 출력하여 표시할 수 있다.
다른 예로, 분석부(120)는 인터페이스부(130)를 통하여 지도 정보를 표시할 수 있으며, 지도상에 현재 위치와 가장 누수 확률이 높게 계산된 지역에 대한 위치를 함께 표시할 수 있다. 예를 들어, 도 6(a)에서와 같이 분석부(120)는 인터페이스부(130)를 통하여 현재 위치 정보(610) 및 누수 확률이 가장 높은 위치 정보(620)를 출력할 수 있다.
도 7은 일 실시예에 따른 누수 탐지 방법을 도시한 흐름도이다.
일 실시예에 따르면, 누수 탐지 방법은 음향 신호를 감지하여 음향 신호를 생성하는 단계(710)를 포함할 수 있다. 일 예로, 음향 신호는 소리를 전기적 신호로 변환한 신호일 수 있다.
일 실시예에 따르면, 누수 탐지 방법은 누수 빅데이터를 기초로 음향 신호를 분석하여 누수 여부를 판단하는 단계(720)를 포함할 수 있다. 일 예로, 누수 탐지 장치는 누수 빅데이터에 포함된 누수 음향 데이터와 수신한 음향 신호를 비교하여 누수 확률을 계산할 수 있다.
이때, 누수 음향 데이터는 누수 음향 데이터는 음향 종류, 배관 재질, 배관 구경, 배관 두께, 관내 수압, 매설 심도, 토양 종류 및 포장 종류 중 적어도 하나를 기초로 분류된 것일 수 있다.
일 실시예에 따르면, 누수 탐지 장치는 인터페이스를 통하여 사용자로부터 탐지 지역에 대한 배관 재질, 배관 구경, 배관 두께, 관내 수압, 매설 심도, 토양 종류 및 포장 종류 중 적어도 하나에 대한 탐지 지역 정보를 수신할 수 있다. 또한, 누수 탐지 장치는 분류된 누수 음향 데이터 중 탐지 지역 정보에 대응하는 누수 음향 데이터를 선택할 수 있으며, 선택된 누수 음향 데이터를 기초로 누수 확률을 계산할 수 있다.
일 실시예에 따르면, 누수 탐지 장치는 위치 정보를 생성하는 위치 센서를 더 포함할 수 있다. 일 예로, 위치 센서는 GPS(Global Positioning System)을 포함할 수 있다. 일 예로, 누수 탐지 장치는 위치 센서를 통하여 현재 누수 여부를 탐지하고 있는 지역의 위치를 판단할 수 있다. 또한, 누수 탐지 장치는 해당 위치에 매설되어 있는 배관의 특성, 토양 및 포장의 특성 등의 정보를 획득할 수 있다.
일 예를 들어, 누수 빅데이터는 위치에 따른 배관 재질, 배관 구경, 배관 두께, 관내 수압, 매설 심도, 토양 종류 및 포장 종류 중 적어도 하나에 대한 데이터를 포함할 수 있다. 이때, 누수 탐지 장치는 위치 센서부로부터 수신한 위치 정보를 이용하여 탐지 지역 위치에 배관 재질, 배관 구경, 배관 두께, 관내 수압, 매설 심도, 토양 종류 및 포장 종류 중 적어도 하나에 대한 데이터를 획득할 수 있다.
일 예에 따르면, 누수 탐지 장치는 분류된 누수 음향 데이터 중 탐지 지역 정보에 대응하는 누수 음향 데이터를 기초로 누수 확률을 계산할 수 있다. 예를 들어, 위치 정보를 이용하여 해당 탐지 지역에 대한 정보로 '덕타일주철관, 150mm, 모래, 아스팔트 포장'이라는 데이터를 획득한 경우, 누수 탐지 장치는 해당 데이터에 맞는 누수 음향 데이터를 검색할 수 있다.
일 예에 따르면, 누수 탐지 장치는 음향 종류에 따른 누수 음향 데이터와 수신한 음향 신호를 비교하여 음향 종류 별 누수 확률을 계산할 수 있다.
일 실시예에 따르면, 누수 탐지 장치는 음향 센서부로부터 수신한 음향 신호를 필터링하여 누수 여부를 판단할 수 있다. 이때, 누수 탐지 장치는 탐지 지역 정보를 기초로 필터링 중심 주파수, 대역폭 및 차단 주파수 중 적어도 하나에 대한 필터 특성을 결정할 수 있다.
일 실시예에 따르면, 누수 탐지 방법은 분석된 결과를 출력하는 단계(730)를 포함할 수 있다.
일 예로, 누수 탐지 장치는 위치 정보를 이용하여 탐지 지역에 따른 누수 확률을 저장하며, 저장된 누수 확률을 기초로 가장 누수 확률이 높은 지역에 대한 정보를 인터페이스를 통하여 출력할 수 있다.
일 예로, 사용자는 특정 지역을 이동하여 누수 탐지를 수행할 수 있다. 이때, 누수 탐지 장치는 음향 센서를 통하여 지속적으로 음향 신호를 수신하여 누수 확률을 계산할 수 있다. 예를 들어, 누수 확률은 실제 누수가 발생한 지역에서 가장 높게 나올 수 있으며, 누수 발생 지역으로부터 멀어지는 경우 확률이 낮아질 수 있다. 따라서, 사용자는 어느 지역에서 확률이 가장 높은지 알 필요가 있다.
이에 따라, 누수 탐지 장치는 누수 탐지를 수행하는 지역에 대한 위치 정보와 함께 해당 지역에서의 누수 확률을 계산하여 저장할 수 있다.
또한, 누수 탐지 장치는 인터페이스를 통하여 누수 탐지가 수행된 지역 중 가장 누수 확률이 높게 계산된 지역에 대한 위치 정보를 출력할 수 있다.
누수 탐지 방법에 대한 설명 중 도 1 내지 도 6을 참조하여 설명한 내용과 중복되는 내용은 생략한다.
본 발명의 일 양상은 컴퓨터로 읽을 수 있는 기록 매체에 컴퓨터가 읽을 수 있는 코드로서 구현될 수 있다. 상기의 프로그램을 구현하는 코드들 및 코드 세그먼트들은 당해 분야의 컴퓨터 프로그래머에 의하여 용이하게 추론될 수 있다. 컴퓨터가 읽을 수 있는 기록 매체는 컴퓨터 시스템에 의하여 읽혀질 수 있는 데이터가 저장되는 모든 종류의 기록 장치를 포함할 수 있다. 컴퓨터가 읽을 수 있는 기록 매체의 예로는 ROM, RAM, CD-ROM, 자기 테이프, 플로피 디스크, 광 디스크 등을 포함할 수 있다. 또한, 컴퓨터가 읽을 수 있는 기록 매체는 네트워크로 연결된 컴퓨터 시스템에 분산되어, 분산 방식으로 컴퓨터가 읽을 수 있는 코드로 작성되고 실행될 수 있다.
도 8은 도 1에 도시된 분석부(120)의 일 실시 예를 도시한 도면이다.
도 8을 참조하면, 분석부(120)는 경로생성부(121), 노드생성부(122) 및 확률산출부(123)를 포함할 수 있다. 경로생성부(121)는 누수 탐지지역 지도정보에 매설된 상수관에 대한 설치경로(R)를 생성(표시)할 수 있다. 설치경로(R)는 인터페이스부(130)에 표시될 수 있다. 누수 탐지지역 지도정보와 상수관에 대한 설치경로(R)는 기 저장된 데이터일 수 있다. 또한, 누수 탐지지역 지도정보와 설치경로(R)는 인터페이스부(130)를 통해 입력될 수 있다. 경로생성부(121)에 의해 지도 상에 상수관에 대한 설치경로(R)가 표시되므로, 작업자가 탐지할 영역을 전체적으로 확인할 수 있어 작업의 용이성과 편의성에 도움이 된다.
노드생성부(122)는 설치경로(R) 상에 상수관에 대한 누수여부를 탐지할 탐지노드(N1)를 적어도 하나 생성할 수 있다. 노드생성부(122)는 누수 빅데이터를 기초로 탐지노드(N1)를 자동 생성할 수 있다. 탐지노드(N1)는 누수 빅데이터를 통해 산출된 누수 가능성이 높은 위치일 수 있다. 예컨대, 탐지노드(N1)는 상수관의 과거 공사 이력 위치(1231), 상수관들의 연결 위치(1232), 상수관의 경로 변경 위치(1233), 및 상수관의 내경 변경 위치(1234) 중 적어도 하나를 포함할 수 있다. 노드생성부(122)에 의해, 탐지할 상수관 설치경로(R) 상에 가능성 높은 위치들을 선별하여 탐지 효율성이 증대될 수 있다. 한편, 노드생성부(122)는 추가탐지노드(N11)를 더 생성할 수 있다. 추가탐지노드(N11)는 탐지노드(N1)로부터 소정 거리 이격된 설치경로(R) 상에 위치할 수 있다. 추가탐지노드(N11)는 인터페이스부(130)에 의해 입력 받을 수 있다. 또한, 추가탐지노드(N11)는 탐지노드(N1)를 기준으로 기 설정된 조건에 의해 자동 생성될 수 있다.
확률산출부(123)는 탐지노드(N1)에서 감지된 음향 신호를 누수 빅데이터에 포함된 누수 음향 데이터와 비교하여 누수확률을 계산할 수 있다. 즉, 확률산출부(123) 기 설정 알고리즘을 통해 음향 센서부(110)에서 측정된 음향 신호와 누수 음향 데이터의 유사도를 누수확률로 산출할 수 있다. 노드생성부(122)는 확률산출부(123)에서 산출된 누수확률이 기 설정값 이상인 탐지노드(N1)를 의심노드로 생성할 수 있다. 본 발명에 따르면, 작업자의 작업 용이성이 개선되며, 신속하고 정밀하게 누수 가능성이 높은 의심노드를 찾을 수 있다. 한편, 누수 음향 데이터는 음향 종류, 배관 재질, 배관 구경, 배관 두께, 관내 수압, 매설 심도, 토양 종류 및 포장 종류 중 적어도 하나를 기초로 분류될 수 있다. 또한, 음향 종류는 물이 배관을 빠져나오면서 발생하는 마찰음, 물이 배관을 빠져나오면서 발생하는 배관 진동음 및 빠져나온 물이 주변 토양 등에 부딪쳐 발생하는 충격음 중 적어도 하나를 포함할 수 있다.
도 9는 본 발명의 일 실시 예에 따른 선명도산출부(124)의 동작을 설명하기 위한 도면이다.
도 9를 참조하면, 일 실시 예로, 노드생성부(122)는 제1인접노드(N21)와 제2인접노드(N22)를 생성할 수 있다. 음향 센서부(110)는 제1인접노드(N21)와 제2인접노드(N22)에 대한 음향 신호를 감지한다. 제1인접노드(N21)는 설치경로(R) 상에 배치되며, 의심노드(N2)로부터 일 방향으로 이격된다. 제1인접노드(N21)는 복수로 생성될 수 있다. 제2인접노드(N22)는 설치경로(R) 상에 배치되며, 의심노드(N2)로부터 타 방향으로 이격된다. 제2인접노드(N22)는 복수로 생성될 수 있다. 제1인접노드(N21)와 제2인접노드(N22)의 각각은 의심노드(N2)를 기준으로 기 설정된 거리에 따라 적어도 하나 생성될 수 있다.
분석부(120)는 선명도산출부(124) 및 판단부(125)를 더 포함할 수 있다. 선명도산출부(124)는 의심노드(N2)와 제1인접노드(N21) 및 제2인접노드(N22)에서 감지된 음향 신호에 대한 선명도값(sensitivity)을 산출할 수 있다. 선명도값은 음향 신호의 선명함 정도를 수치화한 값이다. 선명도값은 음향 신호에 대한 주파수 특성(진폭, 주파수 등)을 기초로 산출될 수 있다.
판단부(125)는 의심노드(N2)의 선명도값을 기준으로 제1인접노드(N21)의 선명도값과 제2인접노드(N22)의 선명도값을 비교하여 의심노드(N2)에 대한 누수여부를 판단할 수 있다. 의심노드(N2)에서 누수가 있다면, 이상적으로 의심노드(N2)의 선명도값이 가장 높아야 한다. 또한, 제1인접노드(N21)와 제2인접노드(N22)의 선명도값은 의심노드(N2) 보다 작아야 한다. 또한, 제1인접노드(N21)와 제2인접노드(N22)의 선명도값은 의심노드(N2)를 지나는 축을 기준으로 대칭적이다. 따라서, 판단부(125)는 의심노드(N2)의 선명도값이 제1인접노드(N21)와 제2인접노드(N22)의 선명도값 보다 크고, 제1인접노드(N21)의 선명도값과 제2인접노드(N22)의 선명도값의 차가 소정 범위 내인 경우, 의심노드(N2)에서 누수가 있는 것으로 판단한다. 본 발명에 따르면, 선명도산출부(124)와 판단부(125)에 의해 누수여부 판단의 정확성을 높일 수 있다.
일 실시 예로, 선명도산출부(124)는 선명도곡선생성부(1241)를 더 포함할 수 있다. 선명도곡선생성부(1241)는 의심노드(N2), 복수의 제1인접노드(N21), 및 복수의 제2인접노드(N22)의 선명도값을 기초로 선명도곡선을 생성할 수 있다. 선명도곡선은 의심노드(N2)를 기준으로 하는 정규분포곡선 형태일 수 있다. 판단부(125)는 선명도곡선생성부(1241)에서 생성된 선명도곡선이 정규분포곡선에 가까운 정도를 수치화한 판단값을 산출할 수 있다. 판단부(125)는 판단값이 소정 값 이상인 경우, 의심노드(N2)에서 누수가 있는 것으로 판단한다.
도 10은 도 9에 도시된 선명도산출부(124)의 다른 실시 예를 도시한 도면이다.
도 10을 참조하면, 선명도산출부(124)는 제3인접노드(N23)와 제4인접노드(N24)에서 감지된 음향 신호에 대한 선명도값을 산출할 수 있다. 제3인접노드(N23)와 제4인접노드(N24)는 설치경로(R)를 사이에 두고 마주볼 수 있다. 즉, 제3인접노드(N23)와 제4인접노드(N24)를 잇는 선은 설치경로(R)와 교차할 수 있다. 바람직하게는 수직할 수 있다. 판단부(125)는 의심노드(N2)의 선명도값을 기준으로 제3인접노드(N23)의 선명도값과 제4인접노드(N24)의 선명도값을 비교하여 의심노드(N2)에 대한 누수여부를 판단할 수 있다. 제3인접노드(N23)의 선명도값과 제4인접노드(N24)의 선명도값을 이용한 판단부(125)에서의 판단은 제1인접노드(N21)와 제2인접노드(N22)에서 설명한 바와 같다. 또한, 제3인접노드(N23)의 선명도값과 제4인접노드(N24)의 선명도값을 이용한 선명도곡선의 생성 및 판단도 제1인접노드(N21)와 제2인접노드(N22)에서 설명한 바와 같다. 본 발명에 따르면, 설치경로(R) 방향 및 설치경로(R)와 교차하는 방향에 대해 누수여부를 판단하므로, 누수판단의 정확성이 우수하다.
이제까지 본 발명에 대하여 그 바람직한 실시 예들을 중심으로 살펴보았다. 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자는 본 발명이 본 발명의 본질적인 특성에서 벗어나지 않는 범위에서 변형된 형태로 구현될 수 있음을 이해할 수 있을 것이다. 따라서, 본 발명의 범위는 전술한 실시 예에 한정되지 않고 특허 청구범위에 기재된 내용과 동등한 범위 내에 있는 다양한 실시 형태가 포함되도록 해석되어야 할 것이다.
100: 누수 탐지 장치
110: 음향 센서부
120: 분석부
121 : 경로생성부
122 : 노드생성부
123 : 확률산출부
124 : 선명도산출부
125 : 판단부
130: 인터페이스부
110: 음향 센서부
120: 분석부
121 : 경로생성부
122 : 노드생성부
123 : 확률산출부
124 : 선명도산출부
125 : 판단부
130: 인터페이스부
Claims (4)
- 음향 신호를 감지하는 음향 센서부;
누수 빅데이터를 기초로 상기 음향 센서부로부터 수신한 음향 신호를 분석하여 누수여부를 판단하는 분석부; 및
분석된 결과를 출력하고 사용자 입력을 수신하는 인터페이스부를 포함하며,
분석부는,
누수 탐지지역 지도정보에 매설된 상수관에 대한 설치경로를 생성하는 경로생성부;
설치경로 상에 상수관에 대한 누수여부를 탐지할 탐지노드를 생성하는 노드생성부; 및
탐지노드에서 감지된 음향 신호를 누수 빅데이터에 포함된 누수 음향 데이터와 비교하여 누수확률을 계산하는 확률산출부를 포함하며,
노드생성부는 확률산출부에서 산출된 누수확률이 기 설정값 이상인 탐지노드를 의심노드로 생성하고,
노드생성부는,
설치경로 상에 배치되며, 의심노드로부터 일 방향으로 이격된 복수의 제1인접노드; 및
설치경로 상에 배치되며, 의심노드로부터 타 방향으로 이격된 복수의 제2인접노드를 생성하며,
음향 센서부는 제1인접노드와 제2인접노드에 대한 음향 신호를 감지하고,
분석부는,
의심노드와 제1인접노드 및 제2인접노드에서 감지된 음향 신호에 대한 선명도값(sensitivity)을 산출하는 선명도산출부; 및
의심노드의 선명도값을 기준으로 제1인접노드의 선명도값과 제2인접노드의 선명도값을 비교하여 의심노드에 대한 누수여부를 판단하는 판단부를 더 포함하며,
선명도산출부는 의심노드, 복수의 제1인접노드 및 복수의 제2인접노드의 선명도값을 기초로 선명도곡선을 생성하는 선명도곡선생성부를 더 포함하고,
판단부는,
선명도곡선이 기 설정된 정규분포곡선에 가까운 정도를 수치화한 판단값을 산출하며, 판단값이 기 설정된 소정 값 이상인 경우 의심노드에서 누수가 있는 것으로 판단하는 누수 탐지 장치. - 제 1 항에 있어서,
노드생성부는 설치경로 중 적어도 하나의 위치를 탐지노드로 생성하며,
탐지노드는 상수관의 과거 공사 이력 위치, 상수관들의 연결 위치, 상수관의 경로 변경 위치, 및 상수관의 내경 변경 위치 중 적어도 하나를 포함하는 누수 탐지 장치. - 제 2 항에 있어서,
누수 음향 데이터는 음향 종류, 배관 재질, 배관 구경, 배관 두께, 관내 수압, 매설 심도, 토양 종류 및 포장 종류 중 적어도 하나를 기초로 분류되며,
음향 종류는 물이 배관을 빠져나오면서 발생하는 마찰음, 물이 배관을 빠져나오면서 발생하는 배관 진동음 및 빠져나온 물이 주변 토양 등에 부딪쳐 발생하는 충격음 중 적어도 하나를 포함하는 누수 탐지 장치. - 삭제
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