KR20030067305A - 매설배관 위험진단 평가방법 - Google Patents

매설배관 위험진단 평가방법 Download PDF

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Abstract

본 발명은 매설배관의 위험을 진단하기 위한 방법에 관한 것으로서, 더욱 구체적으로는 도시가스의 운반수단인 지하매설배관의 위험성을 진단, 판정하고 효율적인 대처방안을 제공하여 위험요소를 미리 제거함으로서 매설배관의 안전성을 향상시키기 위한 매설배관 위험진단 평가방법에 관한 것이다.
본 발명의 매설배관 위험진단 평가방법은, 위험진단시스템을 이용하여 위험진단을 수행하기 위한 배관설치지역을 선택하는 제1단계와; 상기 선택된 배관설치지역에 대한 진단방법을 선택하는 제2단계와; 상기 제2단계에서 선택된 진단방식에 따라서 위험진단을 위한 인자별판정값을 지리정보시스템과 시설정보시스템으로부터 각각 추출하여 위험진단시스템에 저장하는 제3단계와; 저장된 인자별판정값중에서 키인자판정값이 제1기준치와 동일한가 아닌가를 판단하여 설정치와 동일하면 최상위위험등급(D,E)으로 판정하고, 동일하지 않으면 인자별판정값을 확정하는 제4단계와; 그리고 상기 제4단계에서 확정된 인자별판정값을 이용하여 각각의 인자별 위험점수를 산출하고, 산출된 각각의 인자별 위험점수를 합산하고, 합산된 위험점수를 이용하여 위험등급을 판정하는 제5단계를 포함하는 것을 특징으로 한다.

Description

매설배관 위험진단 평가방법{Method of risk assessment for buried gas pipelines}
본 발명은 매설배관의 위험을 진단하기 위한 방법에 관한 것으로서, 더욱 구체적으로는 도시가스의 운반수단인 지하매설배관의 위험성을 진단, 판정하고 효율적인 대처방안을 제공하여 위험요소를 미리 제거함으로서 매설배관의 안전성을 향상시키기 위한 매설배관 위험진단 평가방법에 관한 것이다.
지하에 매설되는 도시가스공급용 배관들은 내외부의 환경적 영향에 의해서 부식되거나, 압력이나 하중의 변화 및 배관 재료의 연경화등으로 인한 배관재질의 스트레스변화 또는 배관주위의 굴착공사등으로 인하여 손상되는 일이 자주 발생되고 있다. 특히 도시가스는 인화성물질이기 때문에 외부로 누출시에 대형화재발생의 위험이 상존하고 있으며 배관자체가 주택밀집지역을 통과하는 관계로 화재발생시에 막대한 건물 및 인명피해가 우려되고 있는 형편이다.
종래 이러한 도시가스배관의 위험성을 파악하기 위하여 배관사고후 영향평가와 사전평가방법을 이용하였다. 사고후 영향평가는 배관사고를 가정하고, 예를 들면 풍속, 인구밀도 등의 주위의 환경변수와 비중, 폭발한계등의 가스의 물성비중을 해석하여, 사고범위를 평가하여 위험도를 산정하는 방식이다. 또한 사전평가방법은 Mulbauer에 의하여 제안된 방법을 토대로 한 것으로서 배관에 손상을 일으킬 수 있는 위험요인과 배관에 손상이 발생하였을 때 발생가능한 피해(consequence)요인으로 구분하고, 여러 세부 요인들로 구성되는 위험성을 상대화하여 표현하는 방식이다. 이러한 기법들을 바탕으로 하여 일부기관에서는 가스배관에 위험을 미치는 인자들을 27가지로 구분하여 상대적인 위험점수로 나타내어 일정점수 미만의 배관에 대해서는 위험배관판정을 하고 있다.
그러나 상기와 같은 매설배관의 위험판정방식은 작업자의 목측에 의한 주관적인 판단을 기초로 하기 때문에 비숙련자에 의한 판단착오로 인하여 부정확한 위험배관판정과 이에 따른 사고발생위험이 상존하고 있다. 또한 관측되는 매설배관의 위치가 가스회사에서 구축한 지리정보시스템이나 시설정보시스템과 연관되지 않기 때문에 정확한 배관의 위치파악 및 관리대책을 마련하는데 어려움이 있었다.
본 발명은 상기한 문제점을 해결하기 위한 것으로서, 본 발명의 목적은 매설배관의 위치정보 및 시설정보를 이용하여 매설배관의 위험상태를 진단하고 등급별 집중관리 및 개선대책을 수립할 수 있는 매설배관 위험진단 평가방법을 제공하는데 있다.
본 발명의 다른 목적은 이미 구축되어 있는 지리정보시스템과 시설정보시스템을 이용하여 매설배관의 정확한 위치 및 상태를 파악할 수 있으므로 효율적인 매설배관의 관리가 가능한 매설배관 위험진단 평가방법을 제공하는데 있다.
도 1은 본 발명의 방법이 수행되는 시스템의 개략적인 구성도,
도 2는 본 발명의 방법중 위험진단상태를 나타내는 플로우차트,
도 3은 본 발명의 방법중 위험판정상태를 나타내는 플로우차트,
도 4는 본 발명의 방법에 사용되는 위험인자 및 평가점수테이블 구성도,
도 5는 위험진단시스템의 일실시예의 블럭구성도.
※도면의 주요부분에 대한 부호의 설명※
10: 메인서버 20: 지리정보시스템
30: 시설정보시스템 40: 위험진단시스템
50: 지리정보보조시스템 101: 데이터입출력부
102: 제어부 103: 위험진단및판정부
104: 개선인자추출부 105: 표시부
106: 데이터베이스
상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 매설배관 위험진단 평가방법은, 지도상에 표시하기 위한 배관의 설치위치 및 주변정보를 저장하는 지리정보시스템과, 배관의 매설상태에 대한 속성정보를 저장하는 시설정보시스템의 정보를 이용하여 위험진단시스템에서 매설된 배관의 위험도를 측정하기 위한 방법에 있어서, 위험진단시스템을 이용하여 위험진단을 수행하기 위한 배관설치지역을 선택하는 제1단계와; 상기 선택된 배관설치지역에 대한 진단방법을 선택하는 제2단계와; 상기 제2단계에서 선택된 진단방식에 따라서 위험진단을 위한 인자별판정값을 결정하기 위해서 지리정보시스템과 시설정보시스템으로부터 각각 정보를 추출하여 위험진단시스템에 진단하고 저장하는 제3단계와; 저장된 인자별판정값중에서 키인자판정값이 제1기준치와 동일한가 아닌가를 판단하여 설정치와 동일하면 최상위위험등급(D,E)으로 판정하고, 동일하지 않으면 인자별판정값을 확정하는 제4단계와; 그리고 상기 제4단계에서 확정된 인자별판정값을 이용하여 각각의 인자별 위험점수를 산출하고, 산출된 각각의 인자별 위험점수를 합산하고, 합산된 위험점수를 이용하여 위험등급을 판정하는 제5단계를 포함하는 것을 특징으로 한다.
이하 첨부된 도면을 참고하여 본 발명의 매설배관 위험진단 평가방법을 상세히 설명하면 다음과 같다.
도 1은 본 발명의 매설배관 위험진단 평가방법이 실행되는 시스템의 개략적인 구성도로서, 메인서버(10)와, 지리정보시스템(20)과, 시설정보시스템(30)과, 위험진단시스템(40)으로 구성되어 있다.
상기 메인서버(10)는 연결되어 있는 전체 시스템을 관리하고 또한 외부와 통신을 위한 것이다. 메인서버(10)에 연결되어 있는 지리정보시스템(20)은 배관이 매설된 위치 및 그 주변정보(또는 데이터)를 저장하는 시스템으로서 종래 배관매설상태를 토대로 하여 가스회사에 의하여 구축되어 있다. 상기 지리정보시스템(20)에 저장된 정보들은 배관이 매설되어 있는 각각의 현장에서 수집된 정보들이며, 본 발명의 방법에 의하여 새롭게 분류된 위험인자들에 따른 인자별판정값들은 위험진단시스템(40)에 포함하고 있으며, 위험인자에 대한 상세내역이 도 4를 참고하여 설명된다.
또한 메인서버(10)에 연결되어 있는 시설정보시스템(30)은 매설된 배관의 속성에 대한 정보를 가지고 있는 것으로서 역시 배관이 매설된 각각의 현장에서 수집된 정보들이다.
상기 지리정보시스템(20)와 시설정보시스템(30)에 저장된 정보들은 주기적으로 또는 매설배관에 대한 변동이 생길 때마다 수집되어서 저장된다. 지리정보시스템(20)과 시설정보시스템(30)에 저장된 정보들은 가스회사에서 매설된 배관의 관리를 위하여 수집한 정보들이다. 지리정보시스템(20)과 시설정보시스템(30)은 메인서버(10)와 연결되어 있어서 외부(매설배관의 현장)로부터 입력되는 정보들을 저장하거나 또는 지리정보시스템(20)과 시설정보시스템(30)에 관리자가 수집된 정보(인자별판정값등의 데이터)들을 직접 입력시킬 수 있다.
상기 위험진단시스템(40)은 본 발명의 방법을 실행하여 매설된 배관의 위험도를 진단하고 대책을 마련하기 위한 것으로서, 수치연산기능을 구비한 컴퓨터와 같은 장치를 이용하여 구성할 수 있다. 위험진단시스템(40)은 상기 지리정보시스템(20)과 시설정보시스템(30)으로부터 필요한 데이터들을 전송받아서 각각의 데이터들을 계량화하여 매설된 배관의 위험상태를 진단한다. 또한 위험인자들에 따른 인자별판정값을 포함하고 있는 위험진단시스템(40)에 대한 일실시예의 블럭구성이 도 5를 참고하여 설명된다. 본 발명의 위험진단시스템(40)에서는 특히 위험진단결과를 이용하여 매설배관의 상태를 위험등급에 따라 서로 다른 색상으로 표시한다. 이러한 목적을 위하여 위험진단시스템(40)에는 매설배관에 대한 정보를포함하는 지리정보를 자체적으로 내장하고 있다.
도 5는 위험진단시스템(40)의 일실시예의 블럭구성도로서, 데이터입출력부(101)와, 제어부(102)와, 위험진단 및 판정부(103)와, 개선인자추출부(104)와, 표시부(105)와, 데이터베이스(106)를 포함하고 있다. 상기 데이터입출력부(101)는 지리정보시스템(20)과 시설정보시스템(30)과의 데이터전송을 위한 인터페이스이다. 상기 데이터입출력부(101)를 통하여 입력되는 데이터들은 제어부(102)에 의하여 저장되거나 실행되어 동작을 수행하게 된다.
제어부(102)는 입력되는 데이터 또는 특정지역의 매설배관에 대한 위험진단실행명령이 입력되면 지리정보시스템(20)과 시설정보시스템(30)으로부터 해당 지역에 대한 필요한 데이터를 전송받아서 데이터베이스화하여 데이터베이스(106)에 저장한다. 이렇게 저장된 데이터들을 이용하여 위험진단 및 판정부(103)에서 선택된 지역매설배관의 위험상태를 진단하게 된다.
상기 개선인자추출부(104)는 위험등급이 "D" 또는 "E" 인 경우에 그것에 대한 개선책을 추출하기 위한 것이다.
표시부(105)는 위험판정결과 및/또는 개선대책을 위한 인자 및/또는 데이터들을 시각적으로 표시하기 위한 것으로서, 특히 지리정보보조시스템(50)의 내장된 지리정보를 이용하여 매설된 배관의 상태를 서로 다른 색상을 이용하여 표시한다. 예를 들어서 특정지역의 매설배관이 위험상태인 것으로 판단되면 적색으로 매설배관을 표시하고, 위험상태가 아니면 청색으로 표시함으로서, 매설배관의 보수위치를 일목요연하게 판단할 수 있다.
상기와 같은 본 발명의 방법을 도 2의 플로우차트를 참고하여 설명한다.
본 발명의 방법은 위험진단시스템(40)에 의하여 수행되는 것으로서, 관리자가 특정지역에 대한 매설배관의 위험진단을 위하여 해당지역을 선정한 후에, 진단방식을 설정한다. 진단방식의 설정상태에 따라서 위험진단시스템(40)에서는 위험진단을 위한 "인자별판정값"을 포함하는 지리정보/시설정보들을 지리정보시스템(20)과 시설정보시스템(30)으로부터 각각 추출한다. 추출된 정보는 위험진단시스템(40)에 일시적으로 저장된다.
상기와 같이 지리정보시스템(20)와 시설정보시스템(30)으로부터 정보를 추출하는 것 이외에도 필요하면 기본값을 직접 관리자가 입력시키거나 또는 외부자료데이터베이스(DB)로부터 필요한 정보를 전송받을 수 있으며, 이것은 진단방법선정시에 선택할 수 있다. 상기와 같이 위험진단에 필요한 데이터들이 입력되면 위험진단시스템(40)에서는 입력된 데이터들을 인자들에 따라서 데이터베이스화시켜서 저장한다.
도 4에는 본 발명에서 사용되는 위험인자 및 평가점수테이블 구성도의 일실시예가 표시되어 있다. 전체적인 손상위험요인의 총점수는 515점으로 설정되고, 부식(195점), 설계 및 시공(105점), 유지관리(215점)의 세 개의 대그룹으로 분류되어 있으며, 각 대그룹에는 각각 하부그룹이 설정되어 있으며, 하부그룹에는 다수의 세부항목(위험인자)들이 설정되어 있음을 알 수 있다. 부식(195점)의 하부그룹의 예를 들면 토양요인(60점), 음극방식(65점), 간섭요인(70점)으로 구성되어 있으며, 다시 토양요인(60점)은 토질(10), 토양비저항(15), pH 및 Redox 전위(10),교통량(10), 포장상태(15), 주위환경(10)등의 세부항목들을 포함하고 있다.
상기와 같은 세부항목(위험인자)에 대하여 현장의 관리자는 목측 또는 측정기들을 이용하여 값을 측정하고, 측정값을 직접 또는 측정값에 해당되는 점수로 환산하여 입력시킨다. 이러한 목적을 위하여 측정값에 대하여 할당되는 점수를 미리 설정하여 테이블화시키는 것이 바람직하다.
또한 도면에서 반전상태로 표시되는 위험인자(세부항목)들, 예를 들어 토양비저항(15), 주위환경(10), 방식전위(20), 인접간섭물의 횟수(15), 이론적 희생양극 소요량(10)등은 "키인자"로 설정된다. 키인자는 위험진단에 특히 영향을 크게 미치는 요소로서 다른 위험인자들에 비하여 우선적으로 판단의 기준이 된다. 즉, 상기 키인자들의 인자별판정값이 소정치를 초과하면 위험한 상태로 판단하고 평가를 위험등급(D,E)로 평가하게 된다.
관리자에 의하여 입력되는 "인자별판정값들"은 다른 정보들과 함께 상술한 지리정보시스템(20)과 시설정보시스템(30)에 입력되어서 각 위험인자별로 저장되었다가 위험진단시스템(40)으로 전송된다. 물론 위험인자의 인자별판정값이 입력되지 않은 경우에는 기본값을 인자별판정값으로 설정할 수 있다.
상기와 같이 인자별판정값이 데이터베이스화되어 저장된 후에, 위험진단시스템(40)은 선택된 지역에 대한 매설배관의 위험상태를 판단하기 위하여 먼저 키인자에 대한 인자별판정값의 유무를 검사한다. 키인자에 대한 인자별판정값이 존재하면 이것을 미리 설정된 제1기준치와 동일한가 아닌가를 판단하게 된다. 제1기준치는 각 키인자에 대한 인자별판정값에서 위험상태를 판단하기 위하여 미리 설정된 값으로서, 제1기준치와 키인자 판정값이 동일(본 발명에서는 "5"로 설정됨)하면 무조건 위험등급판정(D,E)으로 판단하게 된다. 만일 키인자 판정값과 제1기준치가 동일하지 않으면 인자별판정값을 확정하게 된다.
상기와 같이 확정된 인자별 판정값을 이용하여 각각의 인자별 위험점수를 산출하며, 이 때 판정값에 인자별 가중치를 곱(판정값(i) X 가중치(i))함으로서 인자별 위험점수가 산출된다. 이렇게 산출되는 인자별 위험점수는 각각의 위험인자에 대한 개별적인 위험점수이다. 위험진단시스템(40)에서는 상기와 같이 산출되는 각각의 위험점수를 모두 합산(Σ(인자별판정값(i) X 인자별가중치(i)) 하여 최종위험점수를 산출한다. 이렇게 산출된 최종위험점수를 이용하여 위험등급(A-E)을 판정하게 되는 것이다. 이 때 최종위험점수에 의하여 위험등급 D,E로 판정될 수 도 있다.
위험진단시스템(40)은 상기와 같이 특정지역의 매설배관에 대하여 위험점수의 산출 및 위험등급이 판정되면, 이것을 관리자가 인식할 수 있도록 표시할 수 있다. 이 때 표시는 해당 지역의 매설배관에 대한 등급을 직접 표시하거나 또는 지도상에 특정한 색상, 예를 들어 위험상태인 경우에는 적색, 양호한 경우에는 청색 등으로 표시할 수 있다. 이렇게 시각적으로 매설배관의 상태를 표시하기 위하여 위험진단시스템(40)에는 지리정보를 포함하고 있는 지리정보보조시스템(50)을 구비하고 있다. 상기 지리정보보조시스템(50)은 본질적으로 지리정보시스템(20)과 유사한 내용을 저장하고 있다가, 위험진단시스템(40)으로부터의 제어신호에 따라서 해당 지역의 매설배관상태를 지도상에 표시한다.
본 발명의 방법에서는 또한 위험진단값을 참고하여, 위험상태로 판단된 최상위 위험등급(D,E)에 대하여 위험원인에 대한 인자를 표시하는 위험분석과, 상기 위험인자에 대하여 최대효과를 가지는 개선인자를 추출하여 개선대책을 준비하는 제6단계를 더 포함한다. 다시말하면, 상기 제6단계는 상기에 설명된 위험진단결과를 이용하여 위험상태에 있는 매설배관의 사고발생가능성을 감소시킬 수 있는 개선대책을 도출하기 위한 것이다.
개선대책의 대상이 되는 등급은 위험등급인 D, E에 대하여 실행된다. 도 3에는 위험원인분석과 개선대책을 도출하기 위한 플로우차트가 표시되어 있다. 도시된 바와 같이, 위험등급판정이 D, E인 매설배관에 대하여 다시 각각의 인자별 판정값의 크기를 비교한다. 인자별 판정값은 위험진단 시스템(40)에 저장되어 있는 값이다.
키인자값이 아니라 종합점수에 의하여 또는 키인자에 의하여 위험등급으로 판정된 경우인가를 불문하고, 인자별 판정값의 크기가 제2기준치인 4보다 적으면(판정값 < 4), 위험원인인자가 없는 것으로 판단하고 다른 인자별 판정값의 크기를 비교한다. 만일 인자별 판정값의 크기가 4보다 크거나 같으면(판정값 ≥4), 위험인자를 도시하고 위험원인을 야기시키는 위험원인 인자가 된다.
개선대책인자는 키인자(도 4에 표시된 것과 같이 반전상태로 표시되어 있는 위험인자이다.)와 장기사용배관안전검사주기, 장기사용배관안전검사결과 인자 중에서 기 계산된 위험원인 인자인 경우에는 개선이 필요한 인자로 판정된다. 개선이 필요한 인자로 판정된 후에는 인자별 위험점수(ScoreN1,ScoreN2,..,ScoreNn)를 판독한다.
상기와 같이 개선이 필요한 인자들에 대한 위험점수를 판독한 후에, 상기 위험점수(ScoreNn)와 인자별 최소점수(Rmin)와의 차이값(Di)을 산출한다. 차이값은 다수개 산출될 수 있으며, 그 중에서 최대차이값(Max(D1,D2,..,Dn))을 선택한다. 이렇게 산출된 차이값에 해당되는 인자들에 할당된 요인들을 각각 개선시킴으로서 위험요소를 효과적으로 제거할 수 있으며, 위험관리가 가능하다. 이 때 최대차이값을 이용하여 변화점수/등급시뮬레이션을 가능하게 함으로서 가상적으로 최대개선인자를 추출할 수 있도록 구성하였다.
이와 같은 본 발명에 의하면 도시가스의 운반수단인 지하매설배관의 위험성을 진단, 판정하고 효율적인 대처방안을 제공하여 위험요소를 미리 제거함으로서 매설배관의 안전성을 향상시킬 수 있는 효과가 있다.

Claims (7)

  1. 지도상에 표시하기 위한 배관의 설치위치 및 주변정보와 인자별판정값등의 정보를 저장하는 지리정보시스템과, 배관의 매설상태에 대한 속성정보와 인자별판정값등의 정보를 저장하는 시설정보시스템의 정보를 이용하여 위험진단시스템에서 매설된 배관의 위험도를 측정하기 위한 방법으로서,
    위험진단시스템을 이용하여 위험진단을 수행하기 위한 배관설치지역을 선택하는 제1단계와; 상기 선택된 배관설치지역에 대한 진단방법을 선택하는 제2단계와; 상기 제2단계에서 선택된 진단방식에 따라서 위험진단을 위한 인자별판정값을 지리정보시스템과 시설정보시스템으로부터 각각 추출하여 위험진단시스템에 저장하는 제3단계와; 저장된 인자별판정값중에서 키인자판정값이 제1기준치와 동일한가 아닌가를 판단하여 설정치와 동일하면 최상위위험등급(D,E)으로 판정하고, 동일하지 않으면 인자별판정값을 확정하는 제4단계와; 그리고 상기 제4단계에서 확정된 인자별판정값을 이용하여 각각의 인자별 위험점수를 산출하고, 산출된 각각의 인자별 위험점수를 합산하고, 합산된 위험점수를 이용하여 위험등급을 판정하는 제5단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 매설배관 위험진단 평가방법.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 매설배관 위험진단 평가방법이, 위험상태로 판단된 최상위 위험등급(D,E)에 대하여 위험원인에 대한 인자를 표시하는 위험분석과,
    상기 위험인자에 대하여 최대효과를 가지는 개선인자를 추출하여 개선대책을 준비하는 제6단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 매설배관 위험진단 평가방법.
  3. 제1항 또는 제2항중의 어느 한 항에 있어서,
    상기 매설배관 위험진단 평가방법이, 산출된 위험점수에 기초하여 위험점수대별로 서로 다른 색상으로 배관을 표시하도록 상기 지리정보시스템에 위험점수에 관련된 정보를 송출하는 제7단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 매설배관 위험진단 평가방법.
  4. 제1항 또는 제2항중의 어느 한 항에 있어서,
    각각의 인자별 위험점수가 인자별판정값과 인자별가중치를 곱하여 각각의 인자별위험점수가 산출되는 것을 특징으로 하는 매설배관 위험진단 평가방법.
  5. 제4항에 있어서,
    상기 인자별판정값이 위험진단 시스템에 관리자에 의하여 입력되는 것을 특징으로 하는 매설배관 위험진단 평가방법.
  6. 제2항에 있어서,
    상기 위험분석이 키인자 또는 인자별판정값이 제2기준치이상인가 아닌가를 판단하여 제2기준치이상이면 개선이 요구되는 위험원인인자로 표시하고,
    상기 개선대책이 상기 위험원인인자들에 대한 위험점수와 최소설정값과의 차이를 검출하여, 차값이 최대값이 되는 요소들을 최대효과 개선인자로 추출하는 것을 특징으로 하는 매설배관 위험진단 평가방법.
  7. 제6항에 있어서,
    상기 제2기준치의 크기가 제1기준치의 크기보다 적은 값을 갖도록 설정되는 것을 특징으로 하는 매설배관 위험진단 평가방법.
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