KR102632848B1 - 상수관망 수계전환 의사결정 지원 시스템 - Google Patents
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Abstract
본 발명은 상수관망 수계전환 의사결정 지원 시스템에 관한 것으로, 특히 수용가 또는 관망 내(측정지)의 수질 관련 데이터와 정수장/관망 내의 다양한 계측 데이터를 수집 및 분석하여 상수관망의 수계전환을 결정하고 수행할 수 있도록 구성함으로써, 상수관망의 통합화/광역화에 따른 모니터링이 가능하도록 하고, 비상시 수질사고 위험을 줄일 수 있도록 하며, 보다 정확한 수질 관리 및 위기 관리가 이루어지도록 하는 상수관망 수계전환 의사결정 지원 시스템에 관한 것이다.
본 발명인 상수관망 수계전환 의사결정 지원 시스템을 이루는 구성수단은, 측정지의 수질 관련 데이터를 측정하는 검사키트; 상기 검사키트에서 측정된 수질 관련 데이터를 통신망을 통해 전송하는 통신기기; 정수장 및 관망 내에 구비되는 계측기에 연결되어 계측 데이터를 통신망을 통해 전송하는 아이오티 기기; 상기 수질 관련 데이터 및 계측 데이터를 수집하고 분석하여 수계전환을 수행하는 의사결정 지원서버를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 한다.
본 발명인 상수관망 수계전환 의사결정 지원 시스템을 이루는 구성수단은, 측정지의 수질 관련 데이터를 측정하는 검사키트; 상기 검사키트에서 측정된 수질 관련 데이터를 통신망을 통해 전송하는 통신기기; 정수장 및 관망 내에 구비되는 계측기에 연결되어 계측 데이터를 통신망을 통해 전송하는 아이오티 기기; 상기 수질 관련 데이터 및 계측 데이터를 수집하고 분석하여 수계전환을 수행하는 의사결정 지원서버를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 한다.
Description
본 발명은 상수관망 수계전환 의사결정 지원 시스템에 관한 것으로, 특히 수용가 또는 관망 내(측정지)의 수질 관련 데이터와 정수장/관망 내의 다양한 계측 데이터를 수집 및 분석하여 상수관망의 수계전환을 결정하고 수행할 수 있도록 구성함으로써, 상수관망의 통합화/광역화에 따른 모니터링이 가능하도록 하고, 비상시 수질사고 위험을 줄일 수 있도록 하며, 보다 정확한 수질 관리 및 위기 관리가 이루어지도록 하는 상수관망 수계전환 의사결정 지원 시스템에 관한 것이다.
국내의 경우 이전 4대강, 새만금 개발사업의 대규모 국책사업의 문제로 국민들의 수질에 대한 불안감이 증대되며 수질관리 수요가 증가되었으나 정수시설이나 주요 배급수에서만 관리가 이루어져 문제 현장이나 수용가에서의 파악이 어려워 관련 연구의 접목이 미흡한 상황이다.
상수 관망시설은 일반적으로 지역적으로 넓은 범위에 많은 관망이 매우 복잡하게 구성되어있기 때문에, 수질사고 등의 이상 발생시 감지가 늦어지게 되고, 이상이 발생한 정확한 위치 확인이 어려워 이에 따른 사후대처가 늦어지고 손실이 증가하게 된다.
손실을 최소화하기 위해서는 관망에 이상이 발생 시 이를 가능한 빨리 감지하고 이상 위치와 원인 등을 진단하여 사후조치가 신속하게 이루어 질 수 있게 해주는 실시간 수질검사 키트의 개발이 필수적이며, 이를 통해서 수질사고의 피해를 저감시키고, 2차 피해방지를 기대할 수 있으나, 현재까지 이러한 연구개발이 진행되지 못하고 있는 실정이다.
또한, 수용가와 현장에서 신속히 이상여부를 판단하고 실시간 정보를 확보할 수 있는 정보연결 기술이 필요한 상황이나, 이에 대해서도 현재까지 특별한 연구개발이 진행되지 못하고 있는 실정이다.
현재 환경오염 물질을 모니터링 하는 주요 기술로는 전처리기술, 마커기술, 유체제어기술, 측정기술, 복합다중 분석기술로 구분 가능하며, 국내의 경우 개발하고 있는 장비들은 주로 센서를 이용하여 pH, BOD, COD 등 제한된 항목에 대해서만 적용 가능하고, 장애 발생 및 구간공사, 유지관리 이력에 대한 사후 입력으로 실시간적인 현황 공유가 어렵고, 잦은 인사이동 및 업무 재배치 발생 시 산발적인 유지/관리 이력에 대한 통합 관리가 어려워 비효율적인 업무 관리를 초래하고 있다.
이와 같은 상황을 고려하여, 상수관망의 통합화/광역화에 따른 모니터링 필요성이 증대되고 있고, 비상시 수질사고 위험을 줄일 수 있는 수계전환 의사결정지원시스템 개발의 필요성이 증대되며, 실시간 수질 관련 데이터를 수신 하는 시스템을 구축함으로써 보다 정확한 수질 관리 및 위기 관리가 이루어지도록 하는 시스템 개발이 필요한 실정이다.
본 발명은 상기와 같은 종래 기술의 문제점을 해결하기 위하여 창안된 것으로, 수용가 또는 관망 내의 수질 관련 데이터와 정수장/관망 내의 다양한 계측 데이터를 수집 및 분석하여 상수관망의 수계전환을 결정하고 수행할 수 있도록 구성함으로써, 상수관망의 통합화/광역화에 따른 모니터링이 가능하도록 하고, 비상시 수질사고 위험을 줄일 수 있도록 하며, 보다 정확한 수질 관리 및 위기 관리가 이루어지도록 하는 상수관망 수계전환 의사결정 지원 시스템을 제공하는 것을 그 목적으로 한다.
상기와 같은 과제를 해결하기 위하여 제안된 본 발명인 상수관망 수계전환 의사결정 지원 시스템을 이루는 구성수단은, 수용가 또는 관망 내의 수질 관련 데이터를 측정하는 검사키트; 상기 검사키트에서 측정된 수질 관련 데이터를 통신망을 통해 전송하는 통신기기; 정수장 및 관망 내에 구비되는 계측기에 연결되어 계측 데이터를 통신망을 통해 전송하는 아이오티 기기; 상기 수질 관련 데이터 및 계측 데이터를 수집하고 분석하여 수계전환을 수행하는 의사결정 지원서버를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 한다.
여기서, 상기 수질 관련 데이터는 탁도, 잔류염소, pH 중, 적어도 하나를 포함하고, 상기 계측 데이터는 수질 관련 데이터, 유량 데이터, 수압 데이터 중, 적어도 하나를 포함하는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 통신기기는 상기 수질 관련 데이터를 상기 검사키트로부터 수신하여 상기 의사결정 지원서버로 전송하는 모바일 어플리케이션을 구비하는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 아이오티 기기는, 상기 계측기와 연결되는 인터페이스, 상기 인터페이스를 통해 상기 계측기에 관한 정보 데이터가 수집되도록 제어하는 제어부, 상기 계측기에 관한 정보 데이터를 저장하는 스토리지, 상기 제어부의 제어에 따라 상기 계측기에 관한 정보 데이터를 상기 의사결정 지원서버에 전송하는 제1통신부 및 전원을 공급하는 전원부를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 의사결정 지원서버는, 상기 수질 관련 데이터 및 계측 데이터를 수신하는 제2통신부, 상기 수신한 수질 관련 데이터 및 계측 데이터를 저장 관리하는 수집 DB, 수계전환을 계획하고 수행하기 위한 수계전환 지원정보를 저장 관리하는 수계전환 DB, 상기 수집 DB에 저장 관리되는 데이터를 분석하여 분석 데이터를 출력하는 수계전환 분석부, 상기 분석 데이터를 통해 수계전환을 결정하고 상기 수계전환 지원정보를 참고하여 수계전환을 계획하고 수행하는 수계전환 수행부를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 한다.
상기와 같은 과제 및 해결 수단을 가지는 본 발명인 상수관망 수계전환 의사결정 지원 시스템에 의하면, 수용가 또는 관망 내의 수질 관련 데이터와 정수장/관망 내의 다양한 계측 데이터를 수집 및 분석하여 상수관망의 수계전환을 결정하고 수행할 수 있도록 구성하기 때문에, 상수관망의 통합화/광역화에 따른 모니터링이 가능하도록 하고, 비상시 수질사고 위험을 줄일 수 있도록 하며, 보다 정확한 수질 관리 및 위기 관리가 이루어지도록 하는 장점이 발생된다.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 상수관망 수계전환 의사결정 지원 시스템의 구성 블록도이다.
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 상수관망 수계전환 의사결정 지원 시스템을 구성하는 아이오티 기기의 구성 블록도이다.
도 3은 본 발명의 실시예에 따른 상수관망 수계전환 의사결정 지원 시스템을 구성하는 의사결정 지원서버의 구성 블록도이다.
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 상수관망 수계전환 의사결정 지원 시스템을 구성하는 아이오티 기기의 구성 블록도이다.
도 3은 본 발명의 실시예에 따른 상수관망 수계전환 의사결정 지원 시스템을 구성하는 의사결정 지원서버의 구성 블록도이다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 상기와 같은 과제, 해결수단 및 효과를 가지는 본 발명인 상수관망 수계전환 의사결정 지원 시스템에 관한 바람직한 실시예를 상세하게 설명한다.
본 발명은 다양한 변환을 가할 수 있고 여러 가지 실시예를 가질 수 있는 바, 특정 실시예들을 도면에 예시하고 상세한 설명에 상세하게 설명하고자 한다. 본 발명의 효과 및 특징, 그리고 그것들을 달성하는 방법은 도면과 함께 상세하게 후술되어 있는 실시예들을 참조하면 명확해질 것이다. 그러나 본 발명은 이하에서 개시되는 실시예들에 한정되는 것이 아니라 다양한 형태로 구현될 수 있다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시예들을 상세히 설명하기로 하며, 도면을 참조하여 설명할 때 동일하거나 대응하는 구성 요소는 동일한 도면부호를 부여하고 이에 대한 중복되는 설명은 생략하기로 한다.
이하의 실시예에서, 포함하다 또는 가지다 등의 용어는 명세서상에 기재된 특징, 또는 구성요소가 존재함을 의미하는 것이고, 하나 이상의 다른 특징들 또는 구성요소가 부가될 가능성을 미리 배제하는 것은 아니다.
도면에서는 설명의 편의를 위하여 구성 요소들이 그 크기가 과장 또는 축소될 수 있다. 예컨대, 도면에서 나타난 각 구성의 크기 및 두께는 설명의 편의를 위해 임의로 나타내었으므로, 본 발명이 반드시 도시된 바에 한정되지 않는다.
어떤 실시예가 달리 구현 가능한 경우에 특정한 동작 순서는 설명되는 순서와 다르게 수행될 수도 있다. 예를 들어, 연속하여 설명되는 두 동작이 실질적으로 동시에 수행될 수도 있고, 설명되는 순서와 반대의 순서로 진행될 수 있다.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 상수관망 수계전환 의사결정 지원 시스템의 구성 블록도이다.
도 1에 도시된 바와 같이, 본 발명의 실시예에 따른 상수관망 수계전환 의사결정 지원 시스템(100)은 검사키트(10), 통신기기(30), 계측기(50), 아이오티 기기(70) 및 의사결정 지원서버(90)를 포함하여 구성된다.
상기 검사키트(10)는 각 수용가 또는 관망 내에 해당하는 각 측정지의 수질 관련 데이터를 측정하는 동작을 수행한다. 즉, 상기 검사키트(10)는 각 수용가에 구비 또는 장착되어 각 수용가로 공급 또는 사용되는 수돗물의 수질 관련 데이터를 측정하는 동작을 수행한다. 또한, 상기 검사키트(10)는 정수장 또는/및 관망 내에 계측기가 구비되지 않은 경우 관망 내 또는/및 정수장의 수질 관련 데이터를 측정하는 동작을 수행할 수 있다. 상기 검사키트(10)는 이동식으로 각 수용가 또는 정수장 또는 관망 내에서, 즉 각 측정지에서 수질 관련 데이터를 측정할 수 있다. 상기 검사키트(10)가 측정하는 수질 관련 데이터는 탁도, 잔류염소, pH 중, 적어도 하나를 포함하는 것이 바람직하고, 탁도를 반드시 포함하는 것이 더욱더 바람직하다.
상기 검사키트(10)에 의해 측정된 수질 관련 데이터는 상기 통신기기(30)에 전달된다. 그러면, 상기 통신기기(30)는 상기 수질 관련 데이터를 통신망(80)을 통해 상기 의사결정 지원서버(90)로 전송한다. 즉, 상기 통신기기(30)는 상기 검사키트(10)에서 측정된 수질 관련 데이터를 통신망(80)을 통해 상기 의사결정 지원서버(90)로 전송하는 동작을 수행한다.
상기 통신기기(30)는 유선 또는 무선을 통해 상기 검사키트(10)로부터 상기 수질 관련 데이터를 전달받는다. 예를 들어, 상기 통신기기(30)는 BLE(Bluetooth Low Energy) 통신을 통해 상기 검사키트(10)로부터 상기 수질 관련 데이터를 수신 받을 수 있다.
상기 통신기기(30)는 모바일 어플리케이션이 구비된 모바일 단말기인 것이 바람직하다. 구체적으로, 상기 통신기기(30)는 상기 수질 관련 데이터를 상기 검사키트(10)로부터 수신하여 상기 의사결정 지원서버(90)로 전송하는 모바일 어플리케이션을 구비하는 것이 바람직하다. 따라서, 상기 모바일 어플리케이션은 상기 검사키트(10)로부터 상기 수질 관련 데이터를 수신 받으면, 이를 상기 통신망(80)을 통해 상기 의사결정 지원서버(90)로 전송하는 동작을 수행한다.
상기 통신기기(30)에 구비되는 상기 모바일 어플리케이션은 상기 수질 관련 데이터를 상기 의사결정 지원서버(90)로 전송할 때, 상기 수용가 또는 상기 검사키트(10)를 식별할 수 있는 수용가 고유정보를 포함하여 함께 전송한다. 물론, 상기 검사키트(10)를 이용하여 정수장 또는 관망 내의 수질 관련 데이터를 측정한 경우, 해당 정수장 또는 관망 내의 위치를 식별할 수 있는 측정 장소 고유정보를 포함하여 함께 전송한다. 즉, 상기 통신기기(30)는 상기 수용가 고유정보 또는 측정 장소 고유정보에 해당하는 측정지 고유정보를 포함하여 함께 전송한다.
결과적으로, 상기 의사결정 지원서버(90)는 상기 수용가 고유정보 또는 측정 장소 고유정보에 해당하는 측정지 고유정보와 매칭하여 상기 수질 관련 데이터를 저장 관리할 수 있고, 수질 관련 데이터의 분석을 통해 관망내에서 특정 권역 또는 블록에서 수질 이상이 발생한 것을 판단할 수 있으며, 최적의 수계전환을 계획하고 수행할 수 있다.
상기 통신망(80)은 상기 모바일 어플리케이션으로부터 상기 의사결정 지원서버(90)로 상기 수질 관련 데이터를 용이하게 전송할 수 있다면 다양한 무선 통신망 중 어느 하나를 적용할 수 있다. 예를 들어, 상기 통신망(80)은 LTE, 5G, WiFi 등 다양한 통신망 중, 적어도 하나를 선택하여 적용할 수 있다.
상기 각 수용가를 포함한 측정지에서 측정된 수질 관련 데이터와 별개로, 각 정수장 및 관망 내에서 구비되는 다양한 계측기(50)에서 측정된 계측 데이터 역시 상기 의사결정 지원서버(90)로 전송된다. 즉, 상기 의사결정 지원서버(90)가 타당한 수계전환을 수립하고 수행하기 위해서는 상기 각 수용가를 포함하는 측정지의 수질 관련 데이터뿐만 아니라 상기 정수장 및 관망 내에 구비, 배치, 장착되는 다양한 계측기(50)로부터 측정, 센싱된 계측 데이터 역시 상기 의사결정 지원서버(90)로 전송된다.
이를 위하여, 상기 계측기(50)에서 측정된 다양한 계측 데이터를 상기 의사결정 지원서버(90)로 전송하기 위하여 상기 계측기(50)에 아이오티(IoT) 기기(70)가 연결된다. 즉, 상기 아이오티 기기(70)는 상기 정수장 및 관망 내에 구비되는 계측기(50)에 연결되어 계측 데이터를 통신망을 통해 전송하는 동작을 수행한다.
상기 계측기(50)는 수질 관련 데이터를 측정하는 수질계, 유량을 측정하는 유량계, 수압을 측정하는 수압계 등을 포함한다. 따라서, 상기 계측 데이터는 수질 관련 데이터, 유량 데이터, 수압 데이터 중, 적어도 하나를 포함하는 것이 바람직하고, 모두 포함하는 것이 가장 바람직하다. 즉, 상기 계측기(50)는 수질 계측기, 수압 계측기, 유량 계측기를 포함한다.
상기 아이오티 기기(70)는 상기 수질계, 유량계, 수압계 등과 일대일로 연결될 수도 있고, 이들 중 복수개와 연결될 수도 있다. 따라서, 각각의 아이오티 기기(70)는 상기 계측 데이터, 즉 수질 관련 데이터, 유량 데이터, 수압 데이터 중, 적어도 하나의 데이터를 상기 통신망(80)을 통해 상기 의사결정 지원서버(90)로 전송한다. 상기 아이오티 기기(70)는 IoT 기반 데이터 전송장치에 해당한다. 따라서, 상기 아이오티 기기(70)는 IoT에 기반하여 상기 계측 데이터를 전송하는 동작을 수행한다.
상기 통신기기(30)에서 전송된 수질 관련 데이터 및 상기 아이오티 기기(70)에서 전송된 계측 데이터는 상기 의사결정 지원서버(90)로 전송되어 저장 관리되고, 분석 과정을 통해 수계전환 여부를 결정하고 수행하는 데이터로 활용된다. 즉, 상기 의사결정 지원서버(90)는 상기 수질 관련 데이터 및 계측 데이터를 수집하고 분석하여 수계전환을 수행하는 동작을 수행한다.
이하에서는 상기 아이오티 기기(70)와 상기 의사결정 지원서버(90)의 구체적인 구성과 동작에 대해 좀 더 상세하게 설명한다.
먼저, 상기 아이오티 기기(70)의 구성 및 동작에 대해 설명한다.
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 상수관망 수계전환 의사결정 지원 시스템을 구성하는 아이오티 기기(70)의 구성 블록도이다.
도 2에 도시된 바와 같이, 본 발명에 적용되는 아이오티 기기(70)는 아이오티 기기의 전체적인 동작 및 통신을 제어하는 제어부(71), 대응하는 계측기(50)와 연결되는 인터페이스(72), 상기 제어부(71)의 제어에 따라 수집된 계측기(50)에 관한 정보 데이터를 저장하는 스토리지(78), 상기 제어부(71)의 제어에 따라 상기 수집된 계측기(50)에 관한 정보 데이터를 의사결정 지원서버(90)에 전송하는 제1통신부(76) 및 아이오티 기기(70)의 전체적인 동작 및 통신을 위해 필요한 전원을 공급하는 전원부(77)를 포함하여 구성된다.
상기 인터페이스(72)는 상기 계측기(50)와 연결되어 상기 제어부(71)의 제어에 따라 상기 계측기(50)에 관한 정보 데이터가 측정되어 수집되도록 한다. 상기 인터페이스(72)는 RS232 또는 RS485를 통해 상기 대응하는 계측기(50)에 연결되어 상기 계측기(50)에 관한 정보 데이터가 검침 되도록 한다.
여기서, 상기 계측기(50)에 관한 정보 데이터는 상기 계측기(50)의 계측 데이터(수질 관련 데이터, 유량 데이터, 수압 데이터 등)뿐만 아니라, 상기 계측기(50)를 식별할 수 있는 계측기 고유 정보를 포함하고, 더 나아가 상기 계측기(50)의 상태 정보(고장 여부, 전원 상태 등) 데이터를 더 포함하는 것이 바람직하다.
상기 제어부(71)는 상기 인터페이스(72)를 통해 상기 계측기(50)에 관한 정보 데이터가 수집되도록 제어하는 동작을 수행한다. 즉, 상기 제어부(71)는 실시간 또는 설정된 수집 주기마다 상기 인터페이스(72)를 통해 상기 계측기(50)의 계측 데이터를 검침하여 대응하는 계측기(50)에 관한 정보 데이터를 수집한다.
상기 제어부(72)는 상기 수집된 계측기(50)에 관한 정보 데이터를 상기 스토리지(78)에 저장될 수 있도록 제어한다. 즉, 상기 스토리지(78)는 상기 제어부(71)의 제어에 따라 상기 계측기(50)에 관한 정보 데이터를 저장하는 동작을 수행한다. 상기 스토리지(78)는 SD 카드로 구성될 수 있고, 상기 SD 카드로 구성되는 상기 스토리지(78)는 아이오티 기기(70) 고유 정보, 계측 데이터, 전원 정보 및 상태 등 다양한 정보가 저장된다.
상기 스토리지(78)에 저장되는 상기 계측기(50)에 관한 정보 데이터는 상기 제어부(71)의 제어에 따라 상기 제1통신부(76)를 통해 상기 의사결정 지원서버(90)로 전송될 수 있다. 즉, 상기 제1통신부(76)는 상기 제어부(71)의 제어에 따라 상기 계측기(50)에 관한 정보 데이터를 의사결정 지원서버(90)로 전송하는 동작을 수행한다.
구체적으로, 상기 제1통신부(76)는 상기 제어부(71)의 제어에 따라 상기 스토리지(78)에 저장되어 있는 상기 계측기(50)에 관한 정보 데이터를 상기 의사결정 지원서버(90)로 전송할 수도 있고, 경우에 따라서는 상기 제어부(71)의 제어에 따라 상기 인터페이스(72)를 통해 수집된 상기 계측기(50)에 관한 정보 데이터가 상기 스토리지(78)에 저장하지 않고 바로 상기 의사결정 지원서버(90)로 전송될 수 있도록 할 수 있다. 하지만, 후자의 경우에도 결국은 상기 스토리지(78)에 저장되는 것이 바람직하다. 그 이유는 상기 계측기(50)에 관한 정보 데이터의 전송 실패가 발생한 경우, 상기 계측기(50)에 관한 정보 데이터의 재전송을 수행하기 위함이다.
결국, 상기 제어부(71)는 설정 방식에 따라, 상기 인터페이스(72)를 통해 미리 수집되어 상기 스토리지(78)에 저장되어 있는 상기 계측기(50)에 관한 정보 데이터가 상기 제1통신부(76)를 통해 상기 의사결정 지원서버(90)로 전송될 수 있도록 제어할 수도 있고, 상기 인터페이스(72)를 통해 수집된 상기 계측기(50)에 관한 정보 데이터가 상기 스토리지(78)에 저장되지 않고 바로 상기 제1통신부(76)를 통해 상기 의사결정 지원서버(90)로 전송될 수 있도록 제어할 수도 있다. 물론, 상술한 바와 같이, 후자의 경우에도 상기 계측기(50)에 관한 정보 데이터의 전송 실패가 발생한 경우, 상기 계측기(50)에 관한 정보 데이터의 재전송을 수행하기 위하여 결국은 스토리지(78)에 저장하는 것이 바람직하다.
상기 제1통신부(76)는 다양한 무선 통신 방식이 적용 가능하도록 구성될 수 있다. 즉 상기 제1통신부(76)는 3G, LTE, LTE-Cat.M1, 5G, LoRa, NB-IoT, 기타 다양한 무선 통신 방식 중, 적어도 하나가 적용 가능하도록 구성될 수 있다. 따라서, 상기 제어부(71)는 상기 제1통신부(76)를 통해 3G 통신 방식, LTE 통신 방식, LTE-Cat.M1 통신 방식, 5G 통신 방식, LoRa 통신 방식, NB-IoT 통신 방식 중, 적어도 하나를 이용하여 상기 계측기(50)에 관한 정보 데이터를 상기 의사결정 지원서버(90)로 전송할 수 있다. 다만, 상기 3G 통신 방식, LTE 통신 방식, LTE-Cat.M1 통신 방식, 5G 통신 방식 중 적어도 하나가 우선적으로 적용되는 것이 바람직하다.
상기 제어부(71)를 포함한 상기 인터페이스(72), 스토리지(78) 및 제1통신부(76)의 작동을 위해서는 전원이 공급될 필요가 있는데, 이는 상기 전원부(77)에 의해 이루어진다. 즉, 상기 전원부(77)는 상기 제어부(71), 인터페이스(72), 스토리지(78) 및 제1통신부(76)의 개별 동작, 연계 동작 및 통신 동작을 위한 전원을 공급하는 동작을 수행한다.
상기 전원부(77)는 DC 12V~24V 전원을 채택 적용할 수 있고, 상기 전원부의 상태 정보, 구체적으로 전원 고장 여부 또는 전원 정상 공급 여부는 상기 제어부(71)에 의하여 실시간 또는 주기적으로 검지된다. 즉, 상기 제어부(71)는 상기 전원부(77)의 상태 정보를 상기 제1통신부(76)를 통해 상기 의사결정 지원서버(90)로 전송한다. 상기 제어부(71)는 상기 전원부의 상태 정보를 상기 계측기(50)에 관한 정보 데이터를 상기 제1통신부(76)를 통해 상기 의사결정 지원서버(90)로 전송할 때 함께 전송하는 것이 소비전력을 최소화하기 위하여 바람직하다.
한편, 본 발명에 따른 아이오티 기기(70)는 도 2에 도시된 바와 같이 표시부(75) 및 메모리(73)를 더 포함하여 구성된다. 상기 표시부(75)는 상기 제어부(71)의 제어에 따라 상기 수집된 계측기(50)에 관한 정보 데이터를 표시하는 동작을 수행하고, 상기 메모리(73)는 제어부(71)의 내부 메모리로서, 아이오티 기기(70)의 동작을 위해 필요로 하는 펌웨어를 저장하는 동작을 수행한다.
상기 표시부(75)는 LCD로 구성되어 상기 제어부(71)의 제어에 따라 상기 계측기(50)에 관한 정보 데이터, 구체적으로 계측기(50)의 계측 데이터, 계측기(50) 상태 정보 등을 표시하고, 더 나아가 상기 제어부(71)의 제어에 따라 아이오티 기기(70)의 상태(아이오티 기기(70)의 고유 정보, 아이오티 기기(70)의 온도, 전원부의 상태, 펌웨어 버전 등)를 표시할 수 있다.
상기 메모리(73)는 SDRAM으로 구성되어, 아이오티 기기(70)의 동작에 필요로 하는 펌웨어를 저장한다. 상기 메모리(73)에 저장되는 펌웨어는 필요에 따라 업데이트된다. 상기 메모리(73)에 저장되는 펌웨어는 유선 또는 무선으로 업데이트될 수 있다. 상기 메모리(73)에 저장되는 펌웨어는 아이오티 기기에 구비되는 TTL232 포트 등을 통해 유선으로 업데이트될 수도 있고, 상기 제1통신부(76)에 BLE 통신 기능을 추가하여, FOTA(Firmware Over-The-Air) 기능을 통해 무선으로도 업데이트될 수도 있다.
한편, 본 발명에 따른 아이오티 기기(70)는 온도 센서, 습도 센서 등 다양한 환경 센서들을 더 구비하여 구성되는 것이 바람직하고, 상기 제어부(71)는 상기 환경 센서들의 검지 데이터를 상기 계측기(50)에 관한 정보 데이터를 상기 의사결정 지원서버(90)에 전송할 때 함께 전송할 수 있다.
본 발명에 적용되는 제어부(71)는 소비 전력을 최소화하기 위하여 상기 계측기(50)에 관한 정보 데이터를 상기 의사결정 지원서버(90)에 전송할 때, 별도로 전송할 필요가 있는 정보 데이터(환경 센서들의 검지 데이터, 전원부 상태 정보 데이터, 아이오티 기기(70) 상태 정보 데이터 등)를 함께 전송하는 것이 바람직하다.
본 발명에 따른 상기 제어부(71)는 상기 의사결정 지원서버(90)에서 각 계측기(50)에 관한 정보 데이터를 저장 관리 및 분석할 수 있도록 하기 위하여 상기 계측기(50)에 관한 정보가 지속적으로 수집되어 지속적으로 전송될 수 있도록 제어한다.
다음은, 도 3을 참조하여 상기 의사결정 지원서버(90)의 구체적인 구성 및 동작에 대해 설명한다.
도 3에 도시된 바와 같이, 상기 의사결정 지원서버(90)는 제2통신부(91), 수집 DB(92), 수계전환 DB(93), 수계전환 분석부(95), 수계전환 수행부(97)를 포함하여 구성된다.
상기 제2통신부(91)는 상기 제1통신부(76)에 대응하여 상기 통신망(80)을 통해 데이터 통신을 수행하여, 상기 제1통신부(76)로부터 전송되는 계측 데이터와 상기 모바일 어플리케이션이 구비되는 통신기기(30)로부터 전송되는 수질 관련 데이터를 수신한다. 즉, 상기 제2통신부(91)는 상기 수질 관련 데이터 및 계측 데이터를 수신하여 상기 수집 DB(92)로 전달한다.
좀 더 구체적으로, 상기 제2통신부(91)는 상기 계측 데이터뿐만 아니라 이를 포함하는 계측기에 관한 정보 데이터를 수신하고 상기 수질 관련 데이터뿐만 아니라 이와 함께 전송되는 측정지 고유 정보를 함께 수신한다.
상기 수집 DB(92)는 상기 수신한 수질 관련 데이터 및 계측 데이터를 저장 관리한다. 구체적으로, 상기 수집 DB(92)는 상기 수질 관련 데이터를 상기 측정지 고유 정보에 매칭하여 저장 관리하고, 상기 계측 데이터를 상기 계측기의 고유 정보에 매칭하여 저장 관리한다. 물론, 상기 수집 DB(92)는 상기 계측 데이터를 포함한 계측기에 관한 정보 데이터를 상기 계측기의 고유 정보에 매칭하여 저장 관리하는 것이 바람직하다.
상기 수계전환 DB(93)는 상기 수계전환 수행부(97)가 수계전환을 계획하고 수행하기 위한 수계전환 지원정보를 저장 관리한다. 구체적으로, 상기 수계전환 DB(93)는 수계전환에 관한 메뉴얼을 저장 관리하고, 이 메뉴얼을 지속적으로 업데이트되는 것이 바람직하다. 상기 수계전환 DB(93)는 수계전환에 필요로 하는 민원 자료와 비상 연락망을 저장 관리하는 것이 바람직하다. 상기 수계전환 DB(93)는 상기 수계전환 수행부(97)에 의해 참조된다.
상기 수계전환 분석부(95)는 상기 수집 DB(92)에 저장 관리되는 데이터를 분석하여 분석 데이터를 출력하는 동작을 수행한다. 즉, 상기 수계전환 분석부(95)는 상기 수집 DB(92)에 저장 관리되고 있는 각 측정지의 수질 관련 데이터 및 정수장/관망 내의 계측기(50)의 계측 데이터를 분석하는 동작을 수행한다.
구체적으로, 상기 수계전환 분석부(95)는 각 측정지의 검사키트(10) 및 각 계측기를 기준하여 해당 권역 또는 블록에 포함된 수질계 자료를 시/일/월/연 별로 표출할 수 있고, 각 측정지의 수질에 관한 데이터 및 각 계측 데이터의 패턴 정보 및 표 형태의 정보를 시계열적으로 표출할 수 있으며, 팝업을 통해 패턴 정보 등의 분석 정보를 제공할 수 있다.
상기 수계전환 분석부(95)에서 분석된 분석 데이터는 조회 및 검색이 가능하고, 특히 상기 수계전환 수행부(97)로 전달되거나 상기 수계전환 수행부(97)에 의해 참조될 수 있다.
상기 수계전환 분석부(95)는 설정된 주기마다 또는 실시간으로 자동으로 분석 동작을 수행하거나 또는 관로 정비 등으로 수계전환이 필요하여 관리자로부터 요청된 경우에 분석 동작을 수행한다. 상기 수계전환 분석부(95)에서 분석된 분석 데이터는 상기 수계전환 수행부(97)가 참조하여, 상기 수계전환 수행부(97)가 수계전환 여부를 결정하고, 계획을 수립하여 수계전환을 수행할 수 있도록 하는 자료로 활용될 수 있도록 한다. 여기서, 상기 수계전환 수행부(97)는 관리자가 관로 정비 및 교체 공사 우선순위를 제공하여 공사 계획 수립에 정보를 제공한다.
상기 수계전환 수행부(97)는 상기 수계분석 분석부(95)에서 출력한 분석 데이터를 통해 수계전환을 결정하고 상기 수계전환 DB(93)에 저장 관리되는 상기 수계전환 지원정보를 참고하여 수계전환을 계획하고 수행하는 동작을 수행한다. 예를 들어, 상기 수계전환 수행부(97)는 상기 수계분석 분석부(95)에서 출력한 분석 데이터 및 상기 수계전환 DB(93)에 저장 관리되는 상기 수계전환 지원정보를 참고하여 수질 오염이 있는 것으로 판단되거나 관로 정비가 필요한 것으로 판단되는 특정 권역 또는 블록에 대한 물 공급 및 상수관망 경로를 변경하는 수계전환을 결정하고, 메뉴얼에 따라 수계전환의 계획을 수립하여 최종적으로 수계전환을 수행한다.
상기 수계전환 수행부(97)에서는 실제 수계전환을 수행하기 전에 해당 지역과 관로를 대상으로 수계전환 모의 기능을 수행하여, 수계전환 결과를 미리 예측하고, 발생 가능한 다양한 상황을 분석하는 동작을 수행하고, 이 수행 결과를 바탕으로 수계전환을 계획하고 수행하는 동작을 수행한다.
상기 수계전환 수행부(97)는 다양한 기능을 제공한다. 구체적으로, 상기 수계전환 수행부(97)는 수계전환 수행시 수계전환 절차 안내 기능, 작업자의 행위(예를 들어, 밸브조작 등)에 대한 실시간 모니터링 및 결과 분석(수질, 유량 변화 등) 기능, 수계전환시 대체 관로 우선순위 제공(역류구간 최소, 유속변화 최소 등을 반영) 기능, 수계전환시 예상 단수 수용가 제공(단수 수용가수, 예상되는 단수 시간 등) 기능 등을 제공하고, 이를통해 관리자로 하여금 수계전환 수행간 다양한 선택권을 제공할 수 있다.
한편, 본 발명에 따른 의사결정 지원서버(90)는 모니터링부(96)와 수계전환 검증부(98)를 더 포함하여 구성되는 것이 바람직하다.
상기 모니터링부(96)는 상기 수집 DB(92)에 저장 관리되는 데이터가 모니터링될 수 있도록 한다. 구체적으로, 상기 모니터링부(96)는 상기 수집 DB(92)에 저장 관리되는 데이터인 유량, 수압, 수질 관련 데이터가 GIS 기반으로 표출될 수 있도록 하고, 상기 유량, 수압, 수질 관련 데이터가 조회될 수 있도록 하며, 자체 분석 또는 상기 수계전환 분석부(95)를 통해 분석된 분석 데이터를 통해 특정 측정지(수용가 또는 정수장 또는 관망 내) 또는 특정 정수장/관망 내에서 수질 오염 등의 문제가 발생한 것으로 판단되면 알람을 발생하는 동작을 수행한다.
상기 수계전환 검증부(98)는 상기 수계전환 수행부(97)에 의해 수계전환이 수행되면, 해당 수계전환이 타당한지를 사후 검증하는 동작을 수행한다. 이를 위해, 상기 수계전환 검증부(98)는 상기 수계전환 수행부(97)로부터 수계전환 수행 완료 메시지를 전송받으면, 상기 제2통신부(91)를 통해 수신되는 데이터 중, 수계전환에 관련된 권역 또는 블록에 포함되는 수용가의 수질 관련 데이터와 정수장/관망 내 계측 데이터를 분석하여 수질 문제 등이 있는지 여부를 검증한다. 검증 결과, 수질 문제 등이 발생하지 않으면 수계전환이 타당하게 수행된 것으로 판단하고 수질 문제 등이 발생하면 수계전환이 타당하지 않은 것으로 판단한다.
상기 판단 결과는 상기 수계전환 수행부(97)로 전달되고, 상기 수계전환 수행부(97)는 수계전환이 타당하지 않은 경우에는 다시 수계전환 계획을 수립하여 다시 수계전환을 수행할 수 있도록 한다.
이상에서 본 발명에 따른 실시예들이 설명되었으나, 이는 예시적인 것에 불과하며, 당해 분야에서 통상적 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 범위의 실시예가 가능하다는 점을 이해할 것이다. 따라서, 본 발명의 진정한 기술적 보호 범위는 다음의 특허청구범위에 의해서 정해져야 할 것이다.
10 : 검사키트 30 : 통신기기
50 : 계측기 70 : 아이오티 기기
71 : 표시부 72 : 인터페이스
73 : 메모리 75 : 표시부
76 : 제1통신부 77 : 전원부
78 : 스토리지 80 : 통신망
90 : 의사결정 지원서버 91 : 제2통신부
92 : 수집 DB 93 : 수계전환 DB
95 : 수계전환 분석부 96 : 모니터링부
97 : 수계전환 수행부 98 : 수계전환 검증부
100 : 상수관망 수계전환 의사결정 지원 시스템
50 : 계측기 70 : 아이오티 기기
71 : 표시부 72 : 인터페이스
73 : 메모리 75 : 표시부
76 : 제1통신부 77 : 전원부
78 : 스토리지 80 : 통신망
90 : 의사결정 지원서버 91 : 제2통신부
92 : 수집 DB 93 : 수계전환 DB
95 : 수계전환 분석부 96 : 모니터링부
97 : 수계전환 수행부 98 : 수계전환 검증부
100 : 상수관망 수계전환 의사결정 지원 시스템
Claims (5)
- 측정지의 수질 관련 데이터를 측정하는 검사키트; 상기 검사키트에서 측정된 수질 관련 데이터를 통신망을 통해 전송하는 통신기기; 정수장 및 관망 내에 구비되는 계측기에 연결되어 계측 데이터를 통신망을 통해 전송하는 아이오티 기기; 상기 수질 관련 데이터 및 계측 데이터를 수집하고 분석하여 수계전환을 수행하는 의사결정 지원서버를 포함하여 구성되고,
상기 검사키트는 이동식으로 각 수용가 또는 정수장 또는 관망 내에서 수질 관련 데이터를 측정하고,
상기 통신기기는 상기 수용가 고유정보 또는 상기 정수장 또는 관망 내의 위치를 식별할 수 있는 측정 장소 고유정보에 해당하는 측정지 고유정보를 포함하여 상기 수질 관련 데이터를 상기 의사결정 지원서버로 전송하고,
상기 아이오티 기기는, 상기 계측기와 연결되는 인터페이스, 상기 인터페이스를 통해 상기 계측기에 관한 정보 데이터가 수집되도록 제어하는 제어부, 상기 계측기에 관한 정보 데이터를 저장하는 스토리지, 상기 제어부의 제어에 따라 상기 계측기에 관한 정보 데이터를 상기 의사결정 지원서버에 전송하는 제1통신부 및 전원을 공급하는 전원부를 포함하여 구성되고,
상기 전원부의 상태 정보에 해당하는 전원 고장 여부 또는 전원 정상 공급 여부는 상기 제어부에 의하여 실시간 또는 주기적으로 검지되고, 상기 제어부는 상기 전원부의 상태 정보를 상기 제1통신부를 통해 상기 의사결정 지원서버로 전송하되, 상기 전원부의 상태 정보를 상기 계측기에 관한 정보 데이터를 상기 제1통신부를 통해 상기 의사결정 지원서버로 전송할 때 함께 전송하고,
상기 아이오티 기기는 환경 센서들을 더 구비하여 구성되고, 상기 제어부는 상기 환경 센서들의 검지 데이터를 상기 계측기에 관한 정보 데이터를 상기 의사결정 지원서버에 전송할 때 함께 전송하며,
상기 의사결정 지원서버는, 상기 수질 관련 데이터 및 계측 데이터를 수신하는 제2통신부, 상기 수신한 수질 관련 데이터 및 계측 데이터를 저장 관리하는 수집 DB, 수계전환을 계획하고 수행하기 위한 수계전환 지원정보를 저장 관리하는 수계전환 DB, 상기 수집 DB에 저장 관리되는 데이터를 분석하여 분석 데이터를 출력하는 수계전환 분석부, 상기 분석 데이터를 통해 수계전환을 결정하고 상기 수계전환 지원정보를 참고하여 수계전환을 계획하고 수행하는 수계전환 수행부를 포함하여 구성되고,
상기 수계전환 분석부는 각 측정지의 검사키트 및 각 계측기를 기준하여 해당 권역 또는 블록에 포함된 수질계 자료를 시/일/월/연 별로 표출할 수 있고, 각 측정지의 수질에 관한 데이터 및 각 계측 데이터의 패턴 정보 및 표 형태의 정보를 시계열적으로 표출할 수 있으며, 팝업을 통해 패턴 정보 등의 분석 정보를 제공할 수 있고,
상기 의사결정 지원서버는 모니터링부와 수계전환검증부를 더 포함하여 구성되되, 상기 모니터링부는 상기 수집 DB에 저장 관리되는 데이터인 유량, 수압, 수질 관련 데이터가 GIS 기반으로 표출될 수 있도록 하고, 상기 유량, 수압, 수질 관련 데이터가 조회될 수 있도록 하며, 자체 분석 또는 상기 수계전환 분석부를 통해 분석된 분석 데이터를 통해 특정 측정지 또는 특정 정수장/관망 내에서 수질 오염의 문제가 발생한 것으로 판단되면 알람을 발생하는 동작을 수행하고, 상기 수계전환 검증부는 상기 수계전환 수행부로부터 수계전환 수행 완료 메시지를 전송받으면, 상기 제2통신부를 통해 수신되는 데이터 중, 수계전환에 관련된 권역 또는 블록에 포함되는 수용가의 수질 관련 데이터와 정수장/관망 내 계측 데이터를 분석하여 수질 문제 등이 있는지 여부를 검증하고, 검증 결과, 수질 문제가 발생하지 않으면 수계전환이 타당하게 수행된 것으로 판단하고 수질 문제가 발생하면 수계전환이 타당하지 않은 것으로 판단하는 것을 특징으로 하는 상수관망 수계전환 의사결정 지원 시스템.
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| Title |
|---|
| 서울시 상수도사업본부 급수부 급수운영과. 아리수 통합정보시스템. 2014년 5월 <URL: https://seoulsolution.kr/ko/content/1376> 1부.* |
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