KR20080005699A - 상수도관망 노후도 성능평가 및 정비개량계획수립 시스템과그 방법 - Google Patents
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Abstract
본 발명은 상수도관망 노후도 성능평가 및 정비개량계획수립 시스템과 그 방법에 관한 것으로서, 본 발명에 따른 상수도관망 노후도 성능평가 및 정비개량계획수립 시스템은 상수도관망에 포함된 복수의 상수도관으로부터 수리데이터 또는 수질데이터를 감지하여 전송하는 감지모듈과; 상기 각 상수도관에 대한 사고율, 누수율, 민원제기율과, 정비 및 개량사업의 우선순위 선정을 위한 평가인자와, 상수도관의 수리정보 또는 수질정보가 저장된 데이터베이스와; 상기 각각의 데이터에 기초하여 상기 각 상수도관의 노후도평가등급을 산출하고, 설정된 기준노후도평가등급을 초과하는 노후상수도관을 선정하는 노후도평가모듈과; 선정된 상기 노후상수도관에 대하여 상기 평가인자에 기초한 정비 및 개량사업에 따른 비용대비효과를 산출하여 정비 및 개량사업의 우선순위를 선정하는 우선순위선정모듈;을 포함한다.
이에 의해, 노후관로 선정과 정비 및 개량사업의 우선순위선정의 객관성을 확보할 수 있으며, 또한 상수도관의 노후도평가와 정비 및 개량사업의 우선순위선정을 통해 효율적이고 합리적이며 장기적으로 편리한 정비 및 개량사업의 계획을 수립할 수 있다.
Description
도 1은 본 발명에 따른 상수도관망 노후도 성능평가 및 정비개량계획수립 시스템의 구성 블록도이고,
도 2는 본 발명의 제 1 실시예에 따른 상수도관망 노후도 성능평가 및 정비개량계획수립방법 중 노후도 성능평가방법을 도시한 흐름도이며,
도 3은 본 발명의 제 1 실시예에 따른 상수도관망 노후도 성능평가 및 정비개량계획수립방법 중 우선순위선정방법을 도시한 흐름도이고,
도 4는 본 발명의 제 2 실시예에 따른 상수도관망 노후도 성능평가 및 정비개량계획수립방법 중 관망전산해석시스템을 도시한 흐름도이다.
*도면의 주요부분에 대한 부호의 설명*
10 : 감지모듈 12 : 데이터베이스
14 : 노후도평가모듈 16 : 우선순위선정모듈
18 : 표시부 19 : 입력부
21 : 관망전산해석시스템
본 발명은 상수도관망 노후도 성능평가 및 정비개량계획수립 시스템과 그 방법에 관한 것으로서, 특히 상수도관에 관한 다양한 데이터를 통해 상기 상수도관의 노후도를 평가하며, 또한 데이터베이스에 저장된 우선순위선정 평가인자를 통해 정비 및 개량사업의 우선순위를 선정하는 상수도관망 노후도 성능평가 및 정비개량계획수립 시스템과 그 방법에 관한 것이다.
국내 상수도의 누수율은 공식적으로 보고된 자료( 2004년 기준 )에 의하면, 14.2 %로 연간 8억 4천만톤의 물이 지하로 누수되고 있으며, 이로인한 경제적인 손실은 매년 대략 4천 2백억원에 달한다. 또한, 잦은 누수사고로 인한 경제적인 피해뿐만 아니라 파손된 수도관을 통해 수질이 오염되는 문제도 발생하고 있다.
이러한 실정에서 수도시설을 관리하는 공공기관에서는 객관적인 자료에 의한 계획 없이 대략 20년 이상 사용되고 있는 관로나 누수사고가 빈번한 관로를 대상으로 노후관 교체사업을 시행해 오고 있는데, 이는 효율적인 예산집행이 불가능할 뿐만 아니라 정비 및 개량사업의 객관성을 기대할 수도 없었다.
또한, 현재 상수도시설을 관리하는 공공기관에서는 노후관에 대한 명확한 개념조차 정립되어 있지 않은 실정이며, 노후관 교체 또는 누수탐사 등 막대한 사업비가 소요되는 상수도관로에 대한 유지 및 관리에 있어서, 객관적이고 합리적인 판단이 결여된 상태이며, 관리자료나 공사기록도 종이문서를 사용하고 있으므로 보관 및 검색이 불편하다는 문제점이 있었다.
따라서, 본 발명의 목적은 상수도관에 관한 다양한 데이터를 통해 상수도관의 노후도를 평가하는 노후도평가모듈과, 데이터베이스에 저장된 우선순위선정 평가인자를 통해 정비 및 개량사업의 우선순위를 선정하는 우선순위선정모듈에 의해 노후관로 선정과 정비 및 개량사업의 우선순위선정의 객관성을 확보할 수 있는 상수도관망 노후도 성능평가 및 정비개량계획수립 시스템과 그 방법을 제공하는 데 있다.
또한, 본 발명의 다른 목적은 상기 상수도관의 노후도평가와 상기 정비 및 개량사업의 우선순위선정을 통해 효율적이고 합리적이며 장기적으로 편리한 정비 및 개량사업의 계획을 수립할 수 있는 상수도관망 노후도 성능평가 및 정비개량계획수립 시스템과 그 방법을 제공하는 데 있다.
본 발명은 상기 기술적 과제를 해결하기 위해 안출된 것으로서, 특히 상수도관에 관한 다양한 데이터를 통해 상기 상수도관의 노후도를 평가하며, 또한 데이터베이스에 저장된 우선순위선정 평가인자를 통해 정비 및 개량사업의 우선순위를 선정하는 것을 특징으로 한다.
이하, 본 발명에서 별도로 정의하지 아니한 모든 용어는 이 발명이 속하는 기술분야에서 통용되는 통상적인 의미를 나타낸다. 그러나, 아래 용어는 본 발명의 범위를 명확히 하기 위해 다음과 같이 정의한다.
1) 본 명세서에서 사용되는 '수리데이터'는 상수도관에 설치된 감지모듈로부터 감지한 수압 또는 유량 등의 수치를 의미한다.
2) 본 명세서에서 사용되는 '수질데이터'는 상기 상수도관에 설치된 감지모듈로부터 감지한 잔류염소농도, pH, 탁도, 철농도 또는 망간농도 등의 수치를 의미한다.
상기 목적을 달성하기 위하여, 본 발명은 상수도관망에 포함된 복수의 상수도관으로부터 수리데이터 또는 수질데이터를 감지하여 전송하는 감지모듈과; 상기 각 상수도관에 대한 사고율, 누수율, 민원제기율과, 정비 및 개량사업의 우선순위 선정을 위한 평가인자와, 상수도관의 수리정보 또는 수질정보가 저장된 데이터베이스와; 상기 각각의 데이터에 기초하여 상기 각 상수도관의 노후도평가등급을 산출하고, 설정된 기준노후도평가등급을 초과하는 노후상수도관을 선정하는 노후도평가모듈과; 선정된 상기 노후상수도관에 대하여 상기 평가인자에 기초한 정비 및 개량사업에 따른 비용대비효과를 산출하여 정비 및 개량사업의 우선순위를 선정하는 우선순위선정모듈;을 포함한다.
여기서, 상기 감지모듈은 감지부와, 감지부의 감지결과를 상기 노후도평가모듈로 전송하는 전송부와, 상기 감지부 및 전송부를 구동하는 전원부를 포함할 수 있다.
또한, 상기 수리데이터는 상기 각 상수도관에 설치된 감지모듈에서 감지된 수압 또는 유량 중 하나 이상을 포함할 수 있다.
바람직하게는, 상기 수질데이터는 상기 각 상수도관에 설치된 감지모듈에서 감지된 잔류염소농도, pH, 탁도, 철농도, 망간농도 중 하나 이상을 포함할 수 있다.
여기서, 상기 우선순위선정모듈의 평가인자는 노후상수도관에 대해 정비 및 개량사업을 실시한 경우 현재 평가등급에서 상위등급으로의 개선된 지수를 나타내는 성능개선효과지수와, 관로 성능의 개선에 따른 수혜고객수와, 정비 및 개량사업의 선택에 따른 사업신뢰도지수와, 정비 및 개량사업에 따른 공사비용일 수 있다.
바람직하게는, 상기 우선순위선정모듈은 상기 평가인자인 상기 성능개선효과지수와, 상기 수혜고객수와, 상기 사업신뢰도지수를 산출하며, 상기 산출된 값을 모두 곱한 사업효과지수를 정비 및 개량사업의 공사비용으로 나눈 비용대비효과를 산출하여 상기 정비 및 개량사업의 우선순위를 부여할 수 있다.
또한, 상기 노후도평가모듈의 노후도평가결과 또는 우선순위선정모듈의 우선순위선정결과를 표시하는 모니터, 프린터 또는 플로터 등의 디스플레이부를 포함하는 표시부와, 상기 노후도평가모듈의 노후도평가결과 또는 우선순위선정모듈의 우선순위선정결과를 확인하기 위해 식별정보를 입력하는 입력부를 포함할 수 있다.
여기서, 상기 표시부는 GIS(Geographic Information System)와 연계되어 상기 노후도평가모듈의 노후도평가결과 또는 우선순위선정모듈의 우선순위선정결과를 상기 디스플레이부에 표시할 수 있다.
바람직하게는, 상기 감지모듈이 설치된 상수도관망의 상기 수리데이터 및 수질데이터를 기초로 하여 상기 감지모듈이 설치되지 않은 상수도관망의 수리데이터 및 수질데이터를 예측하는 관망전산해석시스템을 더 포함할 수 있다.
한편, 상기 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 상수도관망 노후도 성능평가 및 정비개량계획수립 방법은, 상수도관망에 포함된 복수의 상수도관으로부터 수리데이터 또는 수질데이터를 감지하여 전송하는 단계와; 상기 각각의 데이터에 대한 평가지수를 산출하여 상기 평가지수에 따른 노후관망을 선정하는 단계와; 상기 노후도평가모듈에 의해 선정된 노후관망 중 상기 평가인자를 통한 정비 및 개량사업에 따른 비용대비효과를 산출하여 우선순위를 선정하는 단계;를 포함한다.
여기서, 상기 노후도평가모듈의 노후도평가결과 또는 우선순위선정모듈의 우선순위선정결과를 표시하는 단계와, 상기 노후도평가모듈의 노후도평가결과 또는 우선순위선정모듈의 우선순위선정결과를 확인하기 위해 식별정보를 입력하는 단계를 더 포함할 수 있다.
바람직하게는, 상기 감지모듈이 설치된 상수도관망의 상기 수리데이터 및 수질데이터를 기초로 관망전산해석시스템에서 상기 감지모듈이 설치되지 않은 상수도관망의 수리데이터 및 수질데이터를 예측하는 단계를 더 포함할 수 있다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명에 대하여 상세히 설명하기로 한다.
도 1 을 참조하면, 본 발명에 따른 상수도관망 노후도 성능평가 및 정비개량계획수립 시스템과 그 방법은, 상수도관망에 포함된 복수의 상수도관으로부터 수리데이터 또는 수질데이터를 감지하여 전송하는 감지모듈(10)과; 상기 각 상수도관에 대한 사고율, 누수율, 민원제기율과, 정비 및 개량사업의 우선순위 선정을 위한 평 가인자와, 상수도관의 수리정보 또는 수질정보가 저장된 데이터베이스(12)와; 상기 각각의 데이터에 기초하여 상기 각 상수도관의 노후도평가등급을 산출하고, 설정된 기준노후도평가등급을 초과하는 노후상수도관을 선정하는 노후도평가모듈(14)과; 선정된 상기 노후상수도관에 대하여 상기 평가인자에 기초한 정비 및 개량사업에 따른 비용대비효과를 산출하여 정비 및 개량사업의 우선순위를 선정하는 우선순위선정모듈(16);을 포함한다.
이하에서는 각 구성별로 상세히 설명한다.
감지모듈(10)은 관할지역 내의 상수도관망에 포함된 복수의 상수도관에 설치되어 수압과 유량 등의 수리데이터와 잔류염소농도, pH, 탁도, 철농도 또는 망간농도 등의 수질데이터를 계측하도록 마련되며, 상기 계측된 수압과 유량에 관한 수리데이터 및 잔류염소농도, pH, 탁도, 철농도 또는 망간농도에 관한 수질데이터는 노후도평가등급 산출을 위해 노후도평가모듈(14)로 전송된다.
상기 감지모듈(10)은 상기 수압과 유량 등의 수리데이터와 잔류염소농도, pH, 탁도, 철농도 또는 망간농도 등의 수질데이터를 계측하기 위한 감지부와, 감지부의 감지결과를 상기 노후도평가모듈(14)로 전송하는 전송부와, 상기 감지부 및 전송부를 구동하는 전원부를 포함하도록 마련된다.
상기 감지모듈(10)을 구성하는 상기 감지부는 다양하게 마련될 수 있으며, 바람직하게는 수압계와 유량계를 상수도관에 설치하도록 마련된다. 유량계는 다양한 종류로 마련될 수 있으며, 벤투리관· 오리피스· 노즐 등을 통해 유량을 측정 하도록 마련된다.
또한, 바람직하게는 전자식 또는 초음파식 유량계를 사용하여 상기 상수도관의 유량을 측정하도록 마련될 수 있다.
상기 감지부는 상수도관의 주요부위에 설치하는 경우, 다양한 갯수로 마련될 수 있으며, 관망전산해석시스템(21)을 이용하는 경우에는, 상수도관의 일부에만 감지부를 설치하여 감지부가 설치되지 않은 상수도관의 수리데이터를 관망전산해석시스템(21)에서 해석하여 예측하도록 마련될 수 있다.
상기 전송부는 상기 감지부와 노후도평가모듈(14)을 연결하도록 마련되며, 감지부에서 감지한 수리데이터 또는 수질데이터를 노후도평가모듈(14)로 전송하도록 마련된다.
상기 전송부는 상기 감지부와 상기 노후도평가모듈(14)에 유선으로 연결될 수도 있으며, 또한 무선방식의 전송도 가능하다.
즉, 상기 감지부에서 감지한 수리데이터 또는 수질데이터는 무선 또는 유선송신부가 설치된 감지부로부터 무선 또는 유선수신부가 설치된 상기 노후도평가모듈(14)로 전송되도록 마련된다.
상기 전원부는 상기 감지부 및 전송부를 구동하기 위한 전원을 공급하도록 마련되며, 감지부 내에 전원부를 내장할 수 있다.
데이터베이스(12)는 노후도평가모듈(14) 및 우선순위선정모듈(16)에 연결되며, 노후도평가모듈(14)에서 노후도평가등급을 산출하기 위해 필요한 각 상수도관에 대한 사고율, 누수율, 민원제기율과, 정비 및 개량사업의 우선순위 선정을 위한 평가인자와, 감지모듈(10)이 설치된 상수도관의 수리정보 또는 수질정보를 저장하도록 마련된다.
여기서, 수리정보 또는 수질정보는 감지모듈(10)에서 감지된 수리정보 또는 수질정보나 계측자가 실제 계측한 수리정보 또는 수질정보의 평균치로 마련될 수 있다.
상기 각각의 정보 또는 데이터를 저장하는 데이터베이스(12)는 하나의 대용량 저장장치로 마련될 수 있으며, 하나 이상의 저장장치를 사용하여 마련될 수도 있다.
또한, 상기 데이터베이스(12)는 상수도관에 관한 도형정보와 속성정보를 더 포함하도록 마련될 수 있으며, 지리정보시스템(GIS)을 기반으로 상기 도형정보와 속성정보를 데이터로 구축하여 저장되도록 마련된다.
상기 지리정보시스템(GIS)은 지구상에서 발생하는 시간과 공간상의 제반현상들에 관한 위치 또는 속성정보를 입력부(19)를 통해 상기 데이터베이스(12)에 저장하며, 상기 저장된 위치 또는 속성정보의 검색과 관리 또는 처리와 분석을 통하여 사용자에게 원하는 정보를 제공하는 정보시스템이다.
또한, 상기 지리정보시스템(GIS)을 이용하는 경우, 데이터베이스(12)에 저장된 수리정보의 일차원적 표현이 가능하며, 공간분석과 중첩기능을 이용하여 상기 수리정보의 효율적 표현도 가능하다. 한편, 상기 누수로 판단된 상수도관의 속성정보와 위치정보를 포함하는 판단결과를 디스플레이부를 통해 그래픽으로 표시하므로 시각적으로 활용도가 높다.
즉, 누수로 판단된 상수도관을 모니터에 표시하는 경우, 마우스로 누수위치를 클릭하면 현재 누수가 발생한 상수도관의 확대된 형상 또는 세부적 형상과 해당 누수관의 속성정보와 위치정보 등을 모니터로 표시하며, 또한 프린터 또는 플로터로 출력이 가능하다.
노후도평가모듈(14)은 데이터베이스(12)에 저장된 각 상수도관에 대한 사고율, 누수율, 민원제기율과, 감지모듈(10)로부터 전송된 상수도관의 수리정보 또는 수질정보와 이를 이용한 관망전산해석시스템(21)을 통해 상수도관의 노후도평가등급을 산출하며, 상기 산출된 노후도평가등급을 기준노후도평가등급과 비교하여 상기 노후도평가등급이 기준노후도평가등급을 초과하는 경우 노후관으로 평가하도록 마련된다.
이하, 상기 수리정보에 대한 노후도평가등급을 산출하는 과정을 서술한다.
먼저, 감지모듈(10)로부터 전송된 상기 상수도관의 수리정보와 이를 이용하여 관망전산해석시스템(21)으로부터 얻어진 수리정보를 기준으로 정상조건에서의 수리정보를 벗어나는 범위를 설정한 후 각각의 설정된 범위에 대응하는 노후도평가등급을 부여한다.
예를 들어, 정상조건에서의 수압이 100인 경우, 감지모듈(10)에서 감지된 수압이 100 이상 이라면 노후도평가등급을 '1등급'으로 산정하며, 상기 감지된 수압이 80 ~ 99 의 범위 내라면 노후도평가등급을 '2등급'으로 산정한다.
상기와 같은 방식으로 '1등급'에서 '5등급'까지의 노후도평가등급을 미리 설정한 후 노후도평가모듈(14)에서는 상기 감지모듈(10)에서 감지된 수압에 대한 노 후도평가등급을 부여한다.
여기서, 상기 기준노후도평가등급은 다양하게 마련될 수 있으며, 예를 들어 노후도평가등급 '2등급'을 기준노후도평가등급으로 설정한 경우라면, 상기 방식으로 산정된 노후도평가등급에 대하여 일정 범위, 즉 노후도평가등급이 '1등급'~ '2등급'의 범위 내라면 노후관이 아닌 것으로, '3등급' ~ '5등급'의 범위 내인 경우에는 노후관인 것으로 평가할 수 있다.
상기 수리정보 중 유량에 의해 노후도를 평가하는 경우 상기 수압에 관한 산출방식과 동일한 방식으로 노후도평가등급을 산출할 수 있다.
다음, 상기 수질정보에 대한 노후도평가등급을 산출하는 과정을 서술한다.
상기 수질정보에 대한 노후도평가등급은 상기 수리정보에 대한 노후도평가등급을 산출하는 방식과 동일한 방식으로 산출될 수 있다. 즉, 감지모듈(10)로부터 전송된 상수도관의 수질정보와 이를 이용하여 관망전산해석시스템(21)으로부터 얻어진 수질정보를 기준으로 정상조건에서의 수질정보를 벗어나는 범위를 설정한 후 각각의 설정된 범위에 대응하는 노후도평가등급을 부여하며, 상기 산출된 노후도평가등급을 미리 설정된 기준노후도평가등급과 비교하여 노후여부를 판단한다.
상기 수질정보는 다양한 종류로 마련될 수 있는데, 상기 수질정보는 잔류염소농도와 pH 뿐만 아니라 탁도, 철 또는 망간농도, 맛, 냄새 등으로 마련될 수도 있다.
상기 수질정보는 현행 수도법상 '먹는물수질기준'을 초과하는 경우, 상수도관이 노후된 것으로 평가할 수 있다.
상기 수질정보 중 예를 들어, pH는 상수도관의 노후에 의해 증가 또는 감소하는 것이 아니다. 다만, pH가 낮아서 수질이 산성인 경우 상수도관을 부식시켜며 상수도관을 노후화시키는 문제점이 있다. 따라서, 상기 수질정보를 파악하여 상수도관의 노후정도를 평가하도록 마련된다.
다음, 상기 상수도관에 대한 사고율, 누수율 또는 민원제기율에 관한 노후도평가등급을 산출하는 과정을 서술한다.
상기 상수도관에 관한 사고율은 단위구역당 5년을 기준으로 급수중단사고가 발생한 횟수를 의미하며, 누수율은 단위구역당 5년을 기준으로 상수도관에서 누수가 발생한 횟수를 의미한다. 또한, 민원제기율은 단위구역당 5년을 기준으로 상수도관에서 발생한 사고 또는 누수에 대한 민원이 제기된 횟수를 의미한다.
상기 5년은 하나의 예시일뿐이며, 상기 데이터베이스(12)에 데이터를 구축한 기간에 대하여 다양하게 사고율, 누수율 또는 민원제기율의 노후도평가등급을 산출하도록 마련될 수 있다.
상기 사고율, 누수율 또는 민원제기율은 해당기간 동안의 데이터를 사용자가 직접 데이터베이스(12)에 입력하여 저장할 수 있으며, 상기 사고율, 누수율 또는 민원제기율에 대한 축적된 데이터를 컴퓨터와 같은 제어시스템에서 직접 데이터베이스(12)에 저장하도록 마련될 수도 있다.
상기 사고율, 누수율 또는 민원제기율에 대한 노후도평가등급은 상기 수리정보에 대한 노후도평가등급을 산출하는 방식과 동일한 방식으로 산출될 수 있다.
즉, 사고율, 누수율 또는 민원제기율에 대한 적정범위를 설정한 후 사고율, 누수율 또는 민원제기율이 높을수록 노후도평가등급 역시 높은 수치로 평가된다.
예를 들어, 사고율이 문제되는 경우 단위구역당 5년을 기준으로 급수중단사고가 발생한 횟수가 '1' ~ '10'의 범위 내라면 노후도평가등급을 '1등급'으로 산정하고 상기 사고발생횟수가 '11' ~ '20'의 범위 내라면 노후도평가등급을 '2등급'으로 산정하며, 상기 사고발생횟수가 '41'이상이면 노후도평가등급을 '5등급'으로 산정한다.
상기 방식으로 산출된 노후도평가등급을 기준노후도평가등급과 비교하여 상수도관의 노후도를 평가한다.
여기서, 상기 기준노후도평가등급은 다양하게 마련될 수 있으며, 예를 들어 노후도평가등급 '2등급'을 기준노후도평가등급으로 설정한 경우라면, 상기 방식으로 산정된 노후도평가등급에 대하여 일정 범위, 즉 노후도평가등급이 '1등급'~ '2등급'의 범위 내라면 노후관이 아닌 것으로, '3등급' ~ '5등급'의 범위 내인 경우에는 노후관인 것으로 평가할 수 있다.
상기 노후도평가등급을 산출하는 방식은 단지 본 발명의 노후도평가방법을 예시하기 위한 것이며, 본 발명의 보호범위가 상기 방식에 의해 한정되는 것은 아니다.
상기 산출된 노후도평가등급은 개별적으로 노후도평가에 이용될 수 있지만, 각각 산출된 노후도평가등급을 모두 사용하여 상수도관의 노후도를 평가할 수도 있다.
즉, 상수도관에 수압만이 문제되는 경우하면 상기 수리정보 중 수압에 관한 노후도평가등급만을 사용하여 상수도관의 노후도를 평가한다. 다만, 수리정보와 수질정보와 사고율과 누수율과 민원제기율이 모두 문제된다면 상기 각각의 노후도평가등급을 모두 사용하여 상수도관의 노후도를 평가할 수 있다.
이 경우, 각 산출된 노후도평가등급을 모두 곱하여 수치가 높을수록 노후되었다고 평가할 수 있으며, 각각의 노후도평가등급에 가중치를 부여한 후 모두 곱하여 산출된 수치가 높을수록 노후되었다고 평가할 수도 있다.
우선순위선정모듈(16)은 상기 노후도평가모듈(14)에서 노후관으로 평가된 상수도관에 대해 평가인자에 해당하는 성능개선효과지수(i)와 수혜고객수(n)와 사업신뢰도지수(c)와 상수도관의 정비 및 개량사업의 공사비용(W)을 기초로 정비 및 개량사업의 우선순위를 선정하도록 마련된다.
이하, 상기 성능개선효과지수(i)와, 수혜고객수(n)와, 사업신뢰도지수(c)와, 상수도관의 정비 및 개량사업의 공사비용(W)을 산출하는 과정을 서술한다.
상기 평가인자 중 성능개선효과지수(i)는 상수도관의 정비 및 개량사업을 실시하는 경우 상수도관이 개선될 수 있는 정도를 나타내는 지수이다.
즉, 상기 정비 및 개량사업을 시행하기 전의 상수도관에 대해 노후도평가모듈(14)에서 평가등급을 부여한 후 정비 및 개량사업을 시행한 후 달성가능한 평가등급과 비교하며, 상기 사업의 시행전 평가등급으로부터 상기 사업의 시행후 평가등급으로 몇 단계 상승이 가능한지를 나타내는 지수이다.
상기 성능개선효과지수(i)는 노후수도관의 정비 및 개량사업의 방식에 의해서 변결될 수 있다.
즉, 상기 상수도관이 노후된 경우 다양한 방법으로 해결할 수 있다. 예를들어, 상수도관에 누수가 발생하여 수압이 감소된 경우, 상수도관을 전면적으로 교체할 수도 있으며, 상기 누수가 발생한 부분을 상수도관과 동일한 재료를 사용하여 용접하는 방법으로 상수도관 누수문제를 해결할 수 있다.
이 경우, 평가등급이 동일한 상수도관에 있어서, 상수도관의 전면교체방식이 상기 용접방식보다 정비 및 개량사업 시행 후의 평가등급이 더 높을 것이다.
왜냐하면, 상수도관의 전면교체방식은 누수부위뿐만 아니라 누수가 발생하지 않았지만 누수발생가능성이 있는 부분까지도 누수문제를 해결하지만, 상기 용접방식은 누수가 발생하는 부분에 대해서만 누수문제를 해결하기 때문이다.
즉, 상기 성능개선효과지수(i)는 노후관의 노후도평가등급에 의해서도 상기 성능개선지수가 변경될 수 있지만, 정비 및 개량사업의 공사방식에 의해서도 상기 성능개선효과지수(i)가 변경될 수 있다.
예를 들어, 정비 및 개량사업을 시행하기 전의 상수도관에 대해 평가등급이 5등급인 경우, 상수도관 전면교체에 의해 평가등급이 1등급으로 개선되었다면 상기 성능개선효과지수(i)는 '4'이며, 상기 상수도관 누수부분의 용접에 의해 평가등급이 3등급으로 개선되었다면 상기 성능개선효과지수(i)는 '2'가 된다.
상기 상수도관에 대한 정비 및 개량사업을 선택하는 경우, 데이터베이스(12)에 저장된 다양한 정비 및 개량사업 중 해당 시설물 관리주체의 예산규모를 고려하여 최적의 정비 및 개량사업을 선택할 수 있다.
상기 평가인자 중 수혜고객수(n)는 상기 상수도관의 정비 및 개량사업에 의 해 혜택을 받게되는 수혜고객수(n)이다.
상기 평가인자 중 사업신뢰도지수(c)는 상수도관의 정비 및 개량사업의 공사방법의 선택에 따라 상수도관의 개선효과가 보장될 수 있는 정도를 나타낸다.
예를 들어, 상수도관에 녹이 발생한 경우, 녹을 완전히 제거하는 방식은 상기 문제점을 완전히 해결하므로 100%의 사업신뢰도를 보장해주는 반면, 부식방지제를 투여하는 경우, 상기 녹을 완전히 제거하는 방식에 비해 그 효과가 70%정도라면 사업신뢰도는 70%이다.
상기 평가인자 중 상수도관의 정비 및 개량사업의 공사비용(W)은 상기 상수도관의 정비 및 개량사업의 공사방법의 선택에 따른 공사비용(W)을 의미한다.
상기 평가인자를 산출하는 방식은 단지 본 발명의 평가인자산출방식을 예시하기 위한 것이며, 본 발명의 보호범위가 상기 방식에 의해 한정되는 것은 아니다.
사업효과지수(B)는 상기 산출된 성능개선효과지수(i)와, 수혜고객수(n)와, 사업신뢰도지수(c)를 모두 곱하여 산출하며(B=i×n×c), 비용대비효과(B/W)는 상기 사업효과지수(B)를 상기 공사비용(W)으로 나누어 산출한다.
상기 우선순위선정모듈(16)은 상기의 방식으로 산출된 비용대비효과(B/W)가 높은 지역일수록 사업의 효과가 높다고 판단하여 상수도관 정비 및 개량사업의 순위선정시 우선순위를 부여한다.
표시부(18)는 상기 노후도평가모듈(14) 및 상기 우선순위선정모듈(16)에 연결되며, 노후도평가모듈(14)에서 노후도평가등급을 통해 노후관으로 평가된 평가결과 또는 우선순위선정모듈(16)에서 선정된 정비 및 개량사업의 우선순위 선정결과 를 모니터, 프린터, 플로터로 표시하도록 마련된다.
즉, 사용자가 상수도관의 식별정보를 입력하는 경우 해당 상수도관의 상기 노후도평가결과 및 우선순위선정결과를 상기 모니터, 프린터, 플로터 등의 디스플레이부에서 표시하며, 또한 관망전산해석프로그램에 의해 해석된 결과를 문서, 도표 또는 도면 등으로 표시하도록 마련된다.
입력부(19)는 상기 상수도관의 노후도평가결과 또는 우선순위선정결과를 확인하기 위해 해당 상수도관의 식별정보를 입력할 수 있도록 마련된다.
또한, 상기 입력부(19)는 지리정보시스템(GIS)을 기반으로 구축된 상수도관에 관한 도형정보와 속성정보의 데이터를 상기 데이터베이스(12)에 저장하는 경우, 상기 도형정보와 속성정보의 데이터를 입력하도록 마련된다.
상기 입력부(19)는 다양하게 마련될 수 있으나, 바람직하게는 GUI (Graphical User Interface) 환경에서 상기 정보를 입력할 수 있도록 키보드와 마우스로 마련될 수 있다. 상기 GUI (Graphical User Interface)는 사용자가 그래픽을 통해 컴퓨터와 정보를 교환하는 작업 환경을 의미한다.
관망전산해석시스템(21)은 상기 노후도평가모듈(14)에 연결되며, 상기 감지모듈(10)이 설치된 상수도관의 수리데이터 및 수질데이터를 기초로 하여 감지모듈(10)이 설치되지 않은 상수도관의 수리데이터 및 수질데이터를 예측하도록 마련된다.
즉, 상수도관망의 전체에 감지모듈(10)을 설치하면 설치비용 및 관리비용이 증가하는데, 이를 해결하기 위해 상기 상수도관 중 일부에만 감지모듈(10)을 설치 하여 수리데이터 및 수질데이터를 감지하며, 감지된 수리데이터 및 수질데이터는 관망전산해석시스템(21)에서 해석하여 감지모듈(10)이 설치되지 않은 상수도관망의 수리데이터 및 수질데이터를 예측하도록 마련된다.
관망전산해석시스템(21)은 상기 수리데이터 및 수질데이터를 해석할 수 있는 다양한 프로그램으로 마련될 수 있으며, 바람직하게는 미국 환경청(USEPA)에서 개발한 범용소프트웨어인 EPANET으로 마련될 수 있다.
제 1 실시예 ( 도 2 및 도 3 참조 )
본 발명의 제 1 실시예에 따른 상수도관망 노후도 성능평가 및 정비개량계획수립 방법은 상수도관에 관한 다양한 데이터를 통해 상기 상수도관의 노후도를 평가하며, 또한 데이터베이스(12)에 저장된 우선순위선정 평가인자를 통해 정비 및 개량사업의 우선순위를 선정하여 노후된 상수도관의 정비 및 개량계획을 수립하는 것을 특징으로 한다.
먼저, 사용자는 데이터베이스(12)에 상수도관의 수리정보 또는 수질정보와, 각 상수도관에 대한 사고율, 누수율, 민원제기율과, 정비 및 개량사업의 우선순위선정을 위한 평가인자를 저장한다. (S11a, S11b, S11c)
이 경우, 수리정보 또는 수질정보는 계측자가 실제 계측기를 사용하여 수압 또는 유량을 측정하여 그 데이터를 저장할 수도 있으며, 상기 감지모듈(10)에서 감지된 수리정보 또는 수질정보를 저장할 수도 있다.
다음, 감지모듈(10)에서 각 상수도관의 수리데이터 또는 수질데이터를 감지 한다. (S12)
다음, 상기 감지모듈(10)에서 감지된 수리데이터 및 수질데이터를 관망전산해석시스템(21)을 이용하여 해석 및 예측할 것인지 상기 감지모듈(10)에서 감지된 상기 수리정보 를 활용할 것인지를 판단한다. (S13)
다음, 상기 감지모듈(10)에서 감지된 상기 수리데이터 또는 수질데이터를 활용하는 경우, 상기 감지모듈(10)에서 감지된 수리데이터 또는 수질데이터와 데이터베이스(12)에 저장된 수리정보 또는 수질정보를 노후도평가모듈(14)로 전송하며, 노후도평가모듈(14)에서 노후도평가등급을 산출하여 상기 상수도관의 노후여부를 판단한다. (S14, S15)
또한, 상기 데이터베이스(12)에 저장된 각 상수도관에 대한 사고율, 누수율, 민원제기율을 노후도평가모듈(14)로 전송하며, 노후도평가모듈(14)에서 노후도평가등급을 산출하여 상기 상수도관의 노후여부를 판단한다.
다음, 상기 산출된 노후도평가등급에 의해 상기 상수도관이 노후되지 않았다고 판단되는 경우에는 상기 노후도평가모듈(14)로 전송된 상기 각각의 데이터를 통해 노후도평가를 계속 실시하며, 상기 상수도관이 노후되었다고 판단되는 경우에는 노후도평가등급에 따른 노후상수도관을 선정한다. (S16, S17)
다음, 상기 노후도평가모듈(14)에서 평가된 노후도평가결과는 상기 표시부(18)에 의해 표시될 수 있다. (S18)
다음, 상기 노후도평가모듈(14)에서 노후관으로 판정된 경우, 상기 노후상수도관에 대한 정보, 즉 노후관의 위치, 노후도평가등급 등을 우선순위선정모듈(16) 로 전송한다. (S21)
또한, 상기 데이터베이스(12)에 저장된 상기 정비 및 개량사업의 우선순위선정을 위한 평가인자를 우선순위선정모듈(16)로 전송한다.
다음, 상기 노후도평가모듈(14)에서 전송된 노후도평가등급과 데이터베이스(12)에 저장되어 우선순위선정모듈(16)로 전송된 정비 및 개량사업의 우선순위선정을 위한 평가인자를 통해 상기 전술한 방식에 의해 비용대비효과(B/W)를 산출하며, 상기 산출된 비용대비효과(B/W)를 기초로 상기 노후상수도관에 대한 정비 및 개량사업의 우선순위를 선정한다. (S22)
다음, 상기 우선순위선정모듈(16)에서 선정된 우선순위의 결과는 표시부(18)를 통해 표시될 수 있다. (S23)
다음, 상기 우선순위선정모듈(16)에서 우선순위선정을 계속 수행할 것인지를 판단하며, 우선순위선정을 계속 수행하지 않는 경우에는 상기 과정을 종료한다. (S24)
제 2 실시예 ( 도 4 참조 )
제 2 실시예는 제 1 실시예와 비교시 관망전산해석시스템(21)을 이용하여 감지모듈(10)에서 감지된 수리데이터 및 수질데이터를 이용하여 관망전산해석시스템(21)을 통해 감지모듈(10)이 설치되지 않은 지점의 수리데이터 및 수질데이터를 해석 및 예측한다는 점에서 차이가 있다.
먼저, 사용자가 데이터베이스(12)에 상수도관의 정상조건에서의 수리정보 또 는 수질정보와, 각 상수도관에 대한 사고율, 누수율, 민원제기율과, 정비 및 개량사업의 우선순위선정을 위한 평가인자를 저장하는 단계는 제 1 실시예와 동일하다. (S11a, S11b, S11c)
또한, 상기 감지모듈(10)에서 상기 각 상수도관의 수리데이터 또는 수질데이터를 감지하는 단계 역시 제 1 실시예와 동일하다. (S12)
다음, 상기 감지모듈(10)에서 감지된 수리데이터 및 수질데이터를 관망전산해석시스템(21)을 이용하여 해석 및 예측할 것인지 상기 감지모듈(10)에서 감지된 상기 수리정보를 활용할 것인지를 판단하는데, 관망전산해석시스템(21)을 이용하는 경우에는 상기 감지된 수리데이터 및 수질데이터를 관망전산해석시스템(21)으로 전송한다. (S31)
다음, 상기 전송된 수리데이터 및 수질데이터를 기초로 하여 관망전산해석시스템(21)을 이용해 감지모듈(10)이 설치되지 않은 상수도관의 수리데이터 및 수질데이터를 해석 및 예측한다. (S32)
다음, 상기 관망전산해석시스템(21)을 통해 예측된 수리데이터 및 수질데이터와 데이터베이스(12)에 저장된 정상조건의 수리정보 및 수질정보를 노후도평가모듈(14)로 전송한다. (S33)
이하, 제 1 실시예의 과정과 동일한 단계를 거친다. (S15 ~ S24)
전술한 바와 같이, 본 발명에 따른 상수도관망 노후도 성능평가 및 정비개량계획수립 시스템과 그 방법은 상수도관에 관한 다양한 데이터를 통한 상수도관의 노후도평가모듈과, 우선순위 평가지수를 통한 정비 및 개량사업의 우선순위를 선정하는 우선순위선정모듈에 의해 노후관로 선정과 정비 및 개량사업의 우선순위선정의 객관성을 확보할 수 있다.
또한, 상기 상수도관의 노후도평가와 상기 정비 및 개량사업의 우선순위선정을 통해 효율적이고 합리적이며 장기적으로 편리한 정비 및 개량사업의 계획을 수립할 수 있다.
또한, 상기 정비 및 개량사업의 우선순위선정의 객관성을 확보하여 상수도관의 정비 및 개량사업에 대한 적재적소에 적기에 노후상수관 정비개량사업의 효율적인 예산집행이 가능하다.
Claims (12)
- 상수도관망에 포함된 복수의 상수도관으로부터 수리데이터 또는 수질데이터를 감지하여 전송하는 감지모듈과;상기 각 상수도관에 대한 사고율, 누수율, 민원제기율과, 정비 및 개량사업의 우선순위 선정을 위한 평가인자와, 상수도관의 수리정보 또는 수질정보가 저장된 데이터베이스와;상기 각각의 데이터에 기초하여 상기 각 상수도관의 노후도평가등급을 산출하고, 설정된 기준노후도평가등급을 초과하는 노후상수도관을 선정하는 노후도평가모듈과;선정된 상기 노후상수도관에 대하여 상기 평가인자에 기초한 정비 및 개량사업에 따른 비용대비효과를 산출하여 정비 및 개량사업의 우선순위를 선정하는 우선순위선정모듈;을 포함하는 상수도관망 노후도 성능평가 및 정비개량계획수립 시스템.
- 제 1 항에 있어서,상기 감지모듈은 감지부와, 감지부의 감지결과를 상기 노후도평가모듈로 전송하는 전송부와, 상기 감지부 및 전송부를 구동하는 전원부를 포함하는 것을 특징으로 하는 상수도관망 노후도 성능평가 및 정비개량계획수립 시스템.
- 제 1 항에 있어서,상기 수리데이터는 상기 각 상수도관에 설치된 감지모듈에서 감지된 수압 또는 유량 중 하나 이상을 포함하는 것을 특징으로 하는 상수도관망 노후도 성능평가 및 정비개량계획수립 시스템.
- 제 1 항에 있어서,상기 수질데이터는 상기 각 상수도관에 설치된 감지모듈에서 감지된 잔류염소농도, pH, 탁도, 철농도, 망간농도 중 하나 이상을 포함하는 것을 특징으로 하는 상수도관망 노후도 성능평가 및 정비개량계획수립 시스템.
- 제 1 항에 있어서,상기 우선순위선정모듈의 평가인자는 노후상수도관에 대해 정비 및 개량사업을 실시한 경우 현재 평가등급에서 상위등급으로의 개선된 지수를 나타내는 성능개선효과지수와, 관로 성능의 개선에 따른 수혜고객수와, 정비 및 개량사업의 선택에 따른 사업신뢰도지수와, 정비 및 개량사업에 따른 공사비용인 것을 특징으로 하는 상수도관망 노후도 성능평가 및 정비개량계획수립 시스템.
- 제 5 항에 있어서,상기 우선순위선정모듈은 상기 평가인자인 상기 성능개선효과지수와, 상기 수혜고객수와, 상기 사업신뢰도지수를 산출하며, 상기 산출된 값을 모두 곱한 사업 효과지수를 정비 및 개량사업의 공사비용으로 나눈 비용대비효과를 산출하여 상기 정비 및 개량사업의 우선순위를 부여하는 것을 특징으로 하는 상수도관망 노후도 성능평가 및 정비개량계획수립 시스템.
- 제 1 항 내지 제 6 항 중 어느 한 항에 있어서,상기 노후도평가모듈의 노후도평가결과 또는 우선순위선정모듈의 우선순위선정결과를 표시하는 모니터, 프린터 또는 플로터 등의 디스플레이부를 포함하는 표시부와, 상기 노후도평가모듈의 노후도평가결과 또는 우선순위선정모듈의 우선순위선정결과를 확인하기 위해 식별정보를 입력하는 입력부를 포함하는 것을 특징으로 하는 상수도관망 노후도 성능평가 및 정비개량계획수립 시스템.
- 제 7 항에 있어서,상기 표시부는 GIS(Geographic Information System)와 연계되어 상기 노후도평가모듈의 노후도평가결과 또는 우선순위선정모듈의 우선순위선정결과를 상기 디스플레이부에 표시하는 것을 특징으로 하는 상수도관망 노후도 성능평가 및 정비개량계획수립 시스템.
- 제 1 항 내지 제 6 항 중 어느 한 항에 있어서,상기 감지모듈이 설치된 상수도관망의 상기 수리데이터 및 수질데이터를 기초로 하여 상기 감지모듈이 설치되지 않은 상수도관망의 수리데이터 및 수질데이터 를 예측하는 관망전산해석시스템을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 상수도관망 노후도 성능평가 및 정비개량계획수립 시스템.
- 상수도관망에 포함된 복수의 상수도관으로부터 수리데이터 또는 수질데이터를 감지하여 전송하는 단계와;상기 각각의 데이터에 대한 평가지수를 산출하여 상기 평가지수에 따른 노후관망을 선정하는 단계와;상기 노후도평가모듈에 의해 선정된 노후관망 중 상기 평가인자를 통한 정비 및 개량사업에 따른 비용대비효과를 산출하여 우선순위를 선정하는 단계;를 포함하는 상수도관망 노후도 성능평가 및 정비개량계획수립 방법.
- 제 10 항에 있어서,상기 노후도평가모듈의 노후도평가결과 또는 우선순위선정모듈의 우선순위선정결과를 표시하는 단계와, 상기 노후도평가모듈의 노후도평가결과 또는 우선순위선정모듈의 우선순위선정결과를 확인하기 위해 식별정보를 입력하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 상수도관망 노후도 성능평가 및 정비개량계획수립 방법.
- 제 10 항 또는 제 11 항에 있어서,상기 감지모듈이 설치된 상수도관망의 상기 수리데이터 및 수질데이터를 기 초로 관망전산해석시스템에서 상기 감지모듈이 설치되지 않은 상수도관망의 수리데이터 및 수질데이터를 예측하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 상수도관망 노후도 성능평가 및 정비개량계획수립 방법.
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