KR20020088856A - 수(水) 운영 시스템 - Google Patents

Abstract

본 발명은 상수도관의 파손을 조기에 감지하여 물의 누수를 최소화 하도록 하고 원격 검침이 가능하도록 한 수 운영 시스템에 관한 것으로, 상수도관에 다수개 설치되고 상수도관에 흐르는 물의 유량/압력/진동 값을 계측하여 기지국으로 계측된 데이터를 무선으로 전송하는 구역 유량계와, 상기 구역 유량계를 통해 수용가로 흘러 들어가는 물의 양을 계측하여 기지국으로 계측된 데이터를 무선으로 전송하는 전자동수도사용미터수단과, 상기 구역 유량계를 통해 수용가로 흘러 들어가는 물의 양을 계측하여 누적시키는 반자동수도사용미터수단과, 상기 반자동수도사용미터수단에 제어신호를 보내어 누적된 수도사용량을 전송받는 검침수단과, 상기 구역 유량계로부터 계측된 데이터 및 수도사용미터수단으로부터 계측된 데이터를 전송받고 그 전송받은 계측 데이터를 인터넷망을 통해 전송되는 기지국과, 수도사업소에 설치되고 상기 인터넷망을 통해 전송되는 유량/압력/진동 데이터를 전송받아 상수도관을 실시간으로 모니터링하는 제1 워크 스테이션과, 상기 수도사업소에 설치되고 상기 인터넷망을 통해 전송되는 수도 사용 데이터 및 상기 검침수단으로부터 출력되는 수도사용 데이터를 전송받는 제2워크 스테이션을 포함하여 구성된다.

Description

수(水) 운영 시스템{Water supply control system}

본 발명은 수(水) 운영 시스템에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 정수장과 연결되어 각 수용가로 물을 공급해 주는 상수도관에 무선통신이 가능한 구역 유량계를 설치함과 아울러 수용가에는 원격 무선통신이 가능한 수도미터를 설치하여 구역 유량계의 실시간 유량/진동/압력 신호와 수도미터의 유량신호를 수집함으로써 상수도관의 파손을 조기에 감지하여 물의 누수를 최소화 하도록 하고 원격 검침이 가능하도록 한 수(水) 운영 시스템에 관한 것이다.

현재, 각 가정이나 공장과 같은 모든 건물에는 수도 및 상수도관이 설치되어 있고, 상기 수도가 설치되어 있는 곳에는 수도 사용량을 측정하기 위한 수도미터가 설치되어 있다.

그리고, 각 수용가에 설치된 수도미터의 검침은 검침원이 일일이 수용가를 돌아다니면서 검침을 행하고 있는 실정이다.

한편, 낡은 상수도관이 제때 교체되지 않고 부실 공사가 많아 약 20％ 정도에 해당하는 많은 수돗물이 누수되어 물 예산이 낭비되고 있음은 물론 누수 위치로부터의 이물 흡입으로 인한 수질 오염 가능성도 상존하고 있는 실정이다.

이러한 누수율을 줄이기 위해 누수 위치 보수 및 노후관 교체를 하고 있으나 종래의 누수탐지 방법으로는 소량의 누수탐지가 곤란하고 노후관 교체를 위해서는 많은 자금이 소요되고 있어, 누수율을 줄이기 위해 노후관 교체와 병행하여 누수위치를 탐지하는 기술을 개발하여 주기적으로 누수 상태를 진단하는 것이 중요하다.

종래의 상수도관의 누수 탐지는 지상에서 청음식으로 누수를 탐지하는 것으로, 누수에 의해 발생하는 소리가 지표면에 전달될 때 지표면에서 이 소리를 탐지하여 증폭한 후 리시버로 듣거나 계량기로 분석하여 누수를 탐지하는 방식이었다.

그러나, 상수도관은 규정상 지상에서 1.2M 이하의 깊이에 매설하도록 되어 있어 소량씩 누수되는 경우에는 탐지가 곤란하고 누수 지점을 정확히 탐지하기가 어려우며, 특히 전용부지가 아닌 교통이 빈번한 도로 밑에 설치된 상수도관의 누수에 있어서는 차량 통행에 따른 교통 소음이 전달되기 때문에 탐지가 어렵거나 거의 불가능한 문제점이 있었다.

또한, 누수는 확인되나 누수 부위를 정확히 탐지 못하면 누수 예상 지역의 여기 저기를 굴착해서 확인해야 하며 그에 따른 누수 복귀비용 및 시간이 소요되고 귀중한 수자원이 유실되는 문제점이 있었다.

그리고, 검침원이 일일이 돌아다니면서 직접 검침을 하게 되는데, 인접한 건물이더라도 검침원이 방문하는 시간이 달라지게되고, 검침원의 심리상태나 건강상태에 따라 검침 결과가 달라지는 일이 발생하면서 검침 결과에 대한 신뢰도가 하락하게되는 문제점이 있었다.

특히, 수도요금 계산 고지서를 발급하기 위해서는 검침원이 검침한 결과를 일일이 수작업으로 컴퓨터에 입력하여야 하므로 이과정에서 데이터를 잘못 입력하는 경우가 발생하여 수도요금 계산 고지서가 잘못 발급되는 문제점이 있었다.

따라서, 본 발명은 상기한 종래 기술에 따른 제반 문제점을 해결하기 위하여 제안된 것으로서, 본 발명의 목적은, 정수장과 연결되어 각 수용가로 물을 공급해 주는 상수도관에 무선통신이 가능한 구역 유량계를 설치함과 아울러 수용가에는 원격 무선통신이 가능한 수도미터를 설치하여 구역 유량계의 실시간 유량/진동/압력 신호와 수도미터의 유량신호를 수집함으로써 상수도관의 파손을 조기에 감지하여 물의 누수를 최소화 하도록 하고 원격 검침이 가능한 수(水) 운영 시스템을 제공함에 있다.

상기한 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 수(水) 운영 시스템의 특징은,

정수장으로부터 흘러 나오는 물을 각 수용가로 공급하는 다수의 상수도관을 구비한 수(水) 운영 시스템에 있어서,

상기 상수도관에 다수개 설치되고 상수도관에 흐르는 물의 유량/압력/진동 값을 계측하여 기지국으로 계측된 데이터를 무선으로 전송하는 구역 유량계와;

상기 구역 유량계를 통해 수용가로 흘러 들어가는 물의 양을 계측하여 기지국으로 계측된 데이터를 무선으로 전송하는 전자동수도사용미터수단과, 상기 구역 유량계를 통해 수용가로 흘러 들어가는 물의 양을 계측하여 누적시키는 반자동수도사용미터수단과, 상기 반자동수도사용미터수단에 제어신호를 보내어 누적된 수도사용량을 전송받는 검침수단과, 상기 구역 유량계로부터 계측된 데이터 및 수도사용미터수단으로부터 계측된 데이터를 전송받고 그 전송받은 계측 데이터를 인터넷망을 통해 전송되는 기지국과, 수도사업소에 설치되고 상기 인터넷망을 통해 전송되는 유량/압력/진동 데이터를 전송받아 상수도관을 실시간으로 모니터링하는 제1 워크 스테이션과, 상기 수도사업소에 설치되고 상기 인터넷망을 통해 전송되는 수도 사용 데이터 및 상기 검침수단으로부터 출력되는 수도사용 데이터를 전송받는 제2워크 스테이션과;

상수도본부에 설치되고 상기 수도사업소의 제1, 2 워크 스테이션으로부터 출력되는 데이터를 인터넷망을 통해 전송받고 그 전송받은 데이터를 보관하는 데이터서버와;

상수도본부에 설치됨과 아울러 상기 데이터서버와 연결되어 응용프로그램을 이용하여 데이터를 처리하는 어플리케이션서버와;

상수도본부에 설치되고 상기 데이터서버, 어플리케이션서버와 연결되어 인터넷 서비스를 실시하는 웹서버로 구성된다.

도 1은 본 발명에 따른 수(水) 운영 시스템을 나타낸 구성도,

도 2는 도 1의 구역 유량계를 나타낸 구성도,

도 3은 도 1의 전자동수동미터를 나타낸 구성도,

도 4은 유속/유량의 시간별 이상 시점을 발견했을 경우를 나타낸 도면.

도 5는 유속/유량의 날짜별 이상 시점을 발견했을 경우를 나타낸 도면.

도 6는 유속/유량의 일/월/계절별 이상 시점을 발견했을 경우를 나타낸 도면.

도 7은 블록화된 상수도관을 나타낸 도면이다.

<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명>

10 : 상수도관

20 : 구역 유량계

30 : 수용가

40 : 수도사용량계측부

50 : 기지국

이하, 본 발명에 따른 수(水) 운영 시스템의 바람직한 실시예를 첨부한 도면을 참조하여 설명하면 다음과 같다.

도 1은 본 발명에 따른 수(水) 운영 시스템을 나타낸 구성도이다.

도 1에 도시된 바와같이, 정수장으로부터 흘러 나오는 물을 각 수용가로 공급하는 다수의 상수도관(10)과, 상기 상수도관(10)에 다수개 설치되고 상수도관(10)에 흐르는 물의 유량/압력/진동 값을 계측하여 기지국(50)으로 계측된 데이터를 무선으로 전송하는 구역 유량계(20)와, 상기 구역 유량계(20)를 통해 수용가(30)로 흘러 들어가는 물의 양을 계측하여 기지국(50)으로 계측된 데이터를 무선으로 전송하는 다수의 전자동수도미터(30-1)와, 상기 구역 유량계(20)를 통해 수용가(30)로 흘러 들어가는 물의 양을 계측하여 누적시키는 다수의 반자동수도미터(30-3)와, 상기 반자동수도미터(30-3)에 제어 신호를 보내어 누적된 데이터를 전송받는 디지털 검침기(60)와, 상기 구역 유량계(20)로부터 계측된 데이터 및 상기 전자동수도미터(30-1)로부터 계측된 데이터를 전송받고 그 전송받은 계측 데이터를 인터넷망으로부터 전송하는 기지국(60)과, 수도사업소(70)에 설치되고 상기 인터넷망으로부터 전송되는 유량/압력/진동 데이터를 전송받는 제1 워크 스테이션(Work Station)(90)과, 상기 수도사업소(70)에 설치되고 상기 디지털 검침기(60)로부터 출력되는 수도 사용 데이터 및 상기 인터넷망으로부터 전송되는 수도 사용 데이터를 전송받는 제2워크 스테이션(Work Station)(100)과, 상수도본부(110)에 설치되고 상기 수도사업소(70)의 제1, 2 워크 스테이션(90)(100)으로부터 출력되는 데이터를 인터넷망을 통해 전송받고 그 전송받은 데이터를 보관하는 데이터서버(120)와, 상수도본부(110)에 설치됨과 아울러 상기 데이터서버(120)와 연결되어 응용프로그램을 이용하여 데이터를 처리하는 어플리케이션(Application)서버(130)와, 상수도본부(110)에 설치되고 상기 데이터서버(120) 및 어플리케이션서버(130)와 연결되어 인터넷 서비스를 실시하는 웹서버(140)로 구성된다.

또한, 상기 구역 유량계(20)는 도 2에 도시된 바와 같이, 상기 상수도관(10)에 흐르는 물의 유량/압력/진동 값을 계측하는 유량/압력/진동계측부(20-1)와, 상기 유량/압력/진동계측부(20-1)로부터 출력되는 계측 데이터를 디지털 신호로 변환시키는 신호변환부(20-3)와, 상기 신호변환부(20-5)로부터 출력되는 디지털 신호를 기지국(50)으로 무선 전송하는 무선통신부(20-5)로 구성된다.

한편, 상기 전자동수도미터(30-1)는 도 3에 도시된 바와 같이, 상기 상수도관(10)을 통해 각 수용가(30)로 흘러 들어가는 물의 양을 계측하는 수도사용량계측부(40)와, 상기 수도사용량계측부(40)로부터 출력되는 계측 데이터를 디지털 신호로 변환시키는 신호변환부(40-1)와, 상기 신호변환부(40-1)로부터 출력되는 디지털 신호를 기지국(50)으로 무선 전송하는 무선통신부(40-3)로 구성된다.

그리고, 상기 디지털 검침기(60)는 검침원들이 휴대할 수 있게 제작되어 있다.

이와 같이 구성된 수(水) 운영 시스템의 동작을 설명하면 다음과 같다.

먼저, 상수도관(10)은 정수장으로부터 흘러 나오는 물을 각 수용가로 공급한다.

이때, 상기 상수도관(10)의 외주면에 설치되는 구역 유량계(20)의 유량/압력/진동계측부(20-1)는 상기 상수도관(10)에 흐르는 물의 유량/압력/진동 값을 계측한다.

따라서, 도 4 내지 도 5에 도시된 바와 같이, 구역 유량계(20)는 설치 지점의 유량, 유속등을 실시간 측정할 수 있기 때문에 상수도관의 이상 유무를 체크한다.

예를들어, 도 4에 도시된 바와 같이, 오전 6시경 "A" 지점의 유속 및 유량이갑자기 빨라 질 경우 "A"지점의 상수도관이 파손된 것을 알 수 있다.

그리고, 도 5에 도시된 바와 같이, 6일 "A" 지점의 유속 및 유량이 갑자기 빨라 질 경우 "A"지점의 상수도관이 파손된 것을 알 수 있다.

따라서, 도 6에 도시된 바와 같이, 상기 전자식 구역 유량계(20)로부터 상수도관(10)의 이상유무를 일/월/계절별로 분석할 수 있다

한편, 상기 유량/압력/진동계측부(20-1)에서 계측된 값으로부터 도 7에 도시된 바와 같이, 블록(Block)별 누수율을 산정 할 수 있다.

예를들어, "가"블록 누수량 = A지점의 총 유입량 - (B, C, D, E 지점의 총 배출량)이고, "가"블록 누수율(％) = (총누수량 + 계량오차)/(A지점의 총 유입량) * 100 이다.

따라서, 블록별로 구한 누수율을 통해 관로 검사의 우선 순위 선정할 수 있다.

그리고, 구역 유량계(20)의 신호변환부(20-3)는 상기 유량/압력/진동계측부(20-1)로부터 출력되는 물의 유량/압력/진동 값을 디지털 신호로 변환시켜 무선통신부(20-5)로 전송한다.

상기 무선통신부(20-5)는 계측된 데이터를 기지국(50)으로 무선 전송한다.

여기서, 상기 기지국(50)은 구역 유량계(20)로부터 계측된 데이터를 전송받은 계측 데이터를 인터넷망을 통하여 제1워크스테이션(90)으로 전송한다.

그리고, 전자동수도미터(30-1)의 수도사용량계측부(40)는 상수도관(10)에 흐르는 물의 양을 계측하여 그 계측된 데이터를 신호변환부(40-1)로 전송한다.

상기 전자동수도미터(30-1)의 신호변환부(40-1)는 상기 수도사용량계측부(40)로부터 출력되는 수도사용량을 디지털 신호로 변환시켜 무선통신부(40-3)로 전송한다.

여기서, 상기 기지국(50)은 전자동수도미터(30-1)로부터 계측된 데이터를 인터넷망을 통하여 제2워크스테이션(100)으로 전송한다.

상기 수도사업소(70)에 설치된 제1 워크스테이션(90)으로 계측된 유량/압력/진동 데이터를 전송한다.

한편, 반자동수도미터(30-3)는 상수도관(10)을 통해 각 수용가(30)로 흘러 들어가는 물의 양을 계측하고, 디지털 검침기(60)의 제어신호에 따라 상기 계측된 데이터를 디지털 검침기(60)로 전송한다.

상기 디지털 검침기(60)는 반자동수도미터(30-3)로부터 전송받은 데이터를 상기 수도사업소(70)에 설치된 제2워크 스테이션(100)으로 전송한다.

그리고, 상기 상수도관(10)을 실시간으로 모니터링하는 수도사업소(70)의 제1 워크 스테이션(90)은 상기 구역 유량계(20)로부터 계측된 데이터를 인터넷 망을 통해 상수도본부(110)에 설치된 데이터서버(120)로 전송한다.

또한, 수도사업소(70)의 제2 워크스테이션(100)은 상기 전자동수도미터(30-1)로부터 계측되고 전송받은 데이터 및 상기 수도미터(30-3)으로부터 계측되어 전송받은 데이터를 인터넷 망을 통해 상수도본부(110)에 설치된 데이터서버(120)로 전송한다.

이때, 상기 데이터서버(120)는 제1, 2 워크 스테이션(90)(100)으로부터 출력되는 데이터를 데이터베이스화하여 저장한다.

또한, 상수도본부(110)에 설치된 어플리케이션(Application)서버(130)는 상기 데이터서버(120)와 연결되어 응용프로그램을 이용하여 데이터를 처리한다.

그리고, 상수도본부(110)에 설치된 웹서버(140)는 상기 데이터서버(120), 어플리케이션서버(130)와 연결되어 인터넷 서비스를 한다.

이상에서 상술한 바와 같이 본 발명은, 상수도관의 외주면에 전자식 구역 유량계를 설치함으로써 상수도관의 파손을 실시간으로 감지할 수 있어 물의 누수를 최소화 할 수 있는 효과가 있다.

또한, 휴대용 디지털 검침기와 수도미터기간에 정확한 검침데이터를 송수신할 수 있음으로써 검침원이 일일이 수용가를 돌아 다니지 않았도되는 효과가 있다.

그리고, 구역 유량계 및 수도미터에서 계측한 데이터를 전산화 함으로써, 수도요금고지서 발급 등을 전산화 할 수 있고, 자료들의 기록, 보관, 검색, 분석을 용이하게 할 수 있는 이점이 있다.

Claims (5)

1. 정수장으로부터 흘러 나오는 물을 각 수용가로 공급하는 다수의 상수도관을 구비한 수(水) 운영 시스템에 있어서,

   상기 상수도관에 다수개 설치되고 상수도관에 흐르는 물의 유량/압력/진동 값을 계측하여 기지국으로 계측된 데이터를 무선으로 전송하는 구역 유량계와;

   상기 구역 유량계를 통해 수용가로 흘러 들어가는 물의 양을 계측하여 기지국으로 계측된 데이터를 무선으로 전송하는 전자동수도사용미터수단과, 상기 구역 유량계를 통해 수용가로 흘러 들어가는 물의 양을 계측하여 누적시키는 반자동수도사용미터수단과, 상기 반자동수도사용미터수단에 제어신호를 보내어 누적된 수도사용량을 전송받는 검침수단과, 상기 구역 유량계로부터 계측된 데이터 및 수도사용미터수단으로부터 계측된 데이터를 전송받고 그 전송받은 계측 데이터를 인터넷망을 통해 전송되는 기지국과, 수도사업소에 설치되고 상기 인터넷망을 통해 전송되는 유량/압력/진동 데이터를 전송받아 상수도관을 실시간으로 모니터링하는 제1 워크 스테이션과, 상기 수도사업소에 설치되고 상기 인터넷망을 통해 전송되는 수도 사용 데이터 및 상기 검침수단으로부터 출력되는 수도사용 데이터를 전송받는 제2워크 스테이션과;

   상수도본부에 설치되고 상기 수도사업소의 제1, 2 워크 스테이션으로부터 출력되는 데이터를 인터넷망을 통해 전송받고 그 전송받은 데이터를 보관하는 데이터서버와;

   상수도본부에 설치됨과 아울러 상기 데이터서버와 연결되어 응용프로그램을 이용하여 데이터를 처리하는 어플리케이션서버와;

   상수도본부에 설치되고 상기 데이터서버, 어플리케이션서버와 연결되어 인터넷 서비스를 실시하는 웹서버로 구성된 것을 특징으로 하는 수 운영 시스템.
2. 제 1 항에 있어서,

   상기 구역 유량계는 상수도관에 흐르는 물의 유량/압력/진동 값을 계측하는 유량/압력/진동계측부와;

   상기 유량/압력/진동계측부로부터 출력되는 계측 데이터를 디지털 신호로 변환하는 신호변환부와;

   상기 신호변환부로부터 출력되는 디지털 신호를 기지국으로 무선 전송하는 무선통신부로 구성된 것을 특징으로 하는 수 운영 시스템.
3. 제 1 항에 있어서,

   상기 전자동수도사용미터수단은 전자식 수도미터기 인 것을 특징으로 하는 수 운영 시스템.
4. 제 1 항에 있어서,

   상기 검침수단은 휴대가 가능한 디지털 검침기 인 것을 특징으로 하는 수 운영 시스템.
5. 제 1 항에 있어서,

   상기 전자동수도미터수단은 수도사용 값을 계측하는 수도사용량계측부와;

   상기 수도사용량계측부로부터 출력되는 계측 데이터를 디지털 신호로 변환하는 신호변환부와;

   상기 신호변환부로부터 출력되는 디지털 신호를 기지국으로 무선 전송하는 무선통신부로 구성된 것을 특징으로 하는 수 운영 시스템.