KR20110068729A - 광역중수를 활용한 호소의 유비쿼터스 관리 시스템 및 이를 이용한 물이용 지수 관리방법 - Google Patents

광역중수를 활용한 호소의 유비쿼터스 관리 시스템 및 이를 이용한 물이용 지수 관리방법 Download PDF

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Abstract

본 발명은 유비쿼터스 생태도시에서 도시통합운영센터와 유비쿼터스 기반 도시 내 하천 및 생태호수 관리 및 물순환의 건전성 향상 기술에 관한 것으로, 도시 내 하천 및 생태호수 시설에 부착된 수량 및 수질 센서에서 획득된 정보를 유비쿼터스 하천 및 생태호수 통합관리 시스템에 전송하고 분석하여 도시 내 물순환 상태(수량, 수질)를 실시간으로 감지, 평가하고 의사결정지원을 위해 유비쿼터스 종합정보센터로 전송하며 운영자, 현장작업자, 유관기관 및 대시민에게 물순환 관련 상세 정보, 위기(홍수, 가뭄, 오염물질 유출, 호수 및 하천오염) 발생상황, 대처방안 등을 지속적으로 제공해 주는 것을 특징으로 한다.
광역중수, 유비쿼터스 기반 모니터링, 유비쿼터스 하천 및 생태호수 통합관리 시스템

Description

광역중수를 활용한 호소의 유비쿼터스 관리 시스템 및 이를 이용한 물이용 지수 관리방법{UBIQUITOUS BASED MANAGEMENT SYSTEM FORURBAN RIVER AND ECOLOGICAL LAKE USING WIDE AREA RECLAIMED WATER NETWORK AND METHOD FOR MANAGING WATER USAGE INDEX USING THE SAME}
본 발명은 하수고도처리수, 빗물, 지하수 및 용출수, 강변여과수 등과 같은 광역중수를 활용한 호소의 유비쿼터스 기반 모니터링 및 물순환 통합관리 시스템에 관한 것으로, 유비쿼터스 기반의 통합모니터링, 신속한 유지관리 및 의사결정, 원격제어 등을 통해 실시간으로 경보를 발생하고 경보에 필요한 조치를 통해 대응하여 도시 내 지속가능한 선순환 물순환 체계를 확립할 수 있다. 또한, 도시하천 및 생태호수와 같은 호소의 목표수질 및 다중 수원에 근거하여 수질정화공법이 선택적인 Multi Complex로 구성되며, 이를 유비쿼터스 기반의 원격제어를 통해 도시하천 및 생태호수의 공급용수 목표 수량 및 수질 조절을 통해 도시 내 물순환의 건전성을 향상시킬 수 있다.
최근에 유역 및 도시 물순환 개선과 장래 물부족에 대비한 대체 용수원으로 하수 처리장 방류수 재이용, 빗물 활용, 중수도 사용 등 다각적인 노력이 확산되고 있다.
예를 들어, 하수 처리장 방류수 재이용수 추진을 위해 고도처리시설의 확충, 소규모 분산식 하수처리 시설의 확산, 수질권고기준 재설정 등이 시행되었고, 빗물 및 용출지하수의 환경친화적 활용 확대를 위해 공공기관 및 대규모 주거단지 등에 빗물저류 및 이용시설의 설치, 용출지하수의 청소용수, 세정수, 하천유지용수의 활용이 권고되고 있다.
또한, 이러한 광역중수를 활용하여 도시 내 수로, 자연형 하천, 비오톱 등을 조성하여 도시 내 친수환경을 제공하고 생태학습장으로 활용하는 사례가 많이 늘고 있다.
따라서, 광역중수(하수고도처리수, 빗물, 지하수 및 용출수, 강변여과수 등)를 도시하천 및 생태호수와 같은 각종 호소의 유지용수로 공급할 목적으로 효율적이고 신속한 수질정화공법 및 적절한 용수 공급량 등을 결정하기 위해 호소의 수량 및 수질현황, 오염물질 유입 및 오염원 감지, 용수 관로의 압력 측정을 통한 누수 및 파손 감지 등을 할 필요성이 있다.
즉, 산재된 다양한 광역수원에 따라 결정되는 수량 및 수질을 실시간으로 모니터링하고 신속하게 도시 하천 및 생태호수의 상황을 관측 및 분석/예측하고 통합제어 할 수 있는 유비쿼터스 호소 관리시스템의 개발이 요구된다.
본 발명은 광역중수를 활용한 호소 유입/유출의 수량 및 수질현황, 오염물질 유입 및 오염원을 감지하고, 용수 관로의 압력 측정을 통한 누수 및 파손 감지 등을 모니터링 하여 수량 및 수질 경보를 발령하고 수질정화시설을 원격 제어하며 장기적인 물수지 분석 및 예측이 가능한 유비쿼터스 기반 호소 관리 시스템 및 이에 사용되는 물이용 지수 관리방법을 제공하기 위한 것이다.
본 발명의 광역중수를 활용한 유비쿼터스 기반 호소 관리 시스템은 수처리된 중수가 제공되는 호소에 대한 수질 관련 데이터, 수량 관련 데이터 또는 영상 데이터를 획득하는 하나 이상의 측정장치와, 상기 측정장치와 연결되고, 상기 측정장치로부터 전달받은 데이터들을 저장하고 분석하여 물이용 지수를 산출하고, 상기 물이용 지수를 외부에 제공하는 중앙관리서버를 포함하는 것이 바람직하다.
본 발명의 측정장치는 상기 수질 관련 데이터를 측정하기 위한 수질측정부; 상기 수량 관련 데이터를 측정하기 위한 수량측정부; 상기 수질 관련 데이터 및 상기 수량 관련 데이터를 상기 중앙관리서버로 송신하는 송수신 유닛; 상기 수질측정부 및 상기 수량측정부에 측정샘플을 분배하고 이를 처리하는 부대장비;및 상기 호소에 대한 영상데이터를 취득하는 영상 유닛을 포함하는 것이 바람직하다.
본 발명의 수량측정부는 강우계, 수위계 또는 유량계를 포함하는 것이 바람 직하다.
본 발명의 송수신 유닛은 PLC 자가 유선망으로 구성되는 것이 바람직하다.
본 발명의 중앙관리서버는 물이용 지수(WUI, Water Usage Index) = ∑(Q×W) (Q : 각 수질의 수질 지수, W : 가중치)를 이용하여 상기 물이용 지수를 산출하고, 상기 각 수질의 수질 지수(Q)는 상기 측정장치에 의해 측정된 수질 수치이고 상기 가중치(W)는 물이용 용도에 따라 가중되는 계수인 것이 바람직하다.
본 발명의 각 수질의 수질 지수(Q)는 각 수질 측정 단위 별로 0 내지 100의 범위값으로 특정되는 것이 바람직하다.
본 발명의 가중치는 수질에 미치는 영향에 따라 0 내지 1의 범위값으로 특정되고, 상기 가중치의 총합이 1인 것이 바람직하다.
본 발명의 수질지수에 대한 측정값은 부유물질(SS), 산성도(pH), 수온(Temp), 용존산소량(DO), 클로로필(Chl-a), 화학적 산소요구량(COD), 총유기탄소량(TOC), 탁도(turbidity), 총 질소(T-N), 총 인(T-P), 유량(FLW), 수소이온농도(PHY), 전기전도도(CON), 부유물질량(SUS), 생물화학적 산소요구량(BOD), 염소(CLR) 또는 색도(COL)로 구성되는 것이 바람직하다.
본 발명의 중앙관리서버는 상기 측정장치로부터 송신되는 데이터를 처리하는 단위시스템 서버; 상기 단위시스템 서버로부터 데이터를 전달받아 특성별로 저장하고 처리하는 통합처리서버; 상기 통합처리서버에 의해 저장된 데이터를 분석하여 상기 물이용 지수를 산출하는 중앙처리서버;및 상기 중앙처리서버에 의해 산출되는 상기 물이용 지수를 외부로 전달하는 송수신 서버를 포함하는 것이 바람직하다.
본 발명의 중앙관리서버는 인터넷을 통해 일반 웹사용자, 외부 기관 또는 전광판에 상기 물이용 지수를 전달하고, 이동통신망을 통해 핸드폰 사용자에게 상기 물수지 지수를 전달하는 것이 바람직하다.
본 발명의 광역중수를 활용한 호소의 물수지 통합관리 시스템을 이용한 물수지 관리방법은 수처리된 중수가 제공되는 호소에 대한 각종 데이터를 측정하는 측정장치와,상기 측정장치로부터 전달받은 데이터들을 처리하는 중앙관리서버를 포함하는 상기 시스템을 이용하는 관리방법에 있어서, 상기 측정장치에 의해 수질 관련 데이터, 수량 관련 데이터 또는 영상 데이터를 획득하는 데이터 취득 단계; 취득된 상기 데이터를 통해 물이용 지수를 산출하는 물이용 지수 산출단계;및 산출된 상기 물이용 지수를 분석하는 분석단계;및 상기 물이용 지수 및 분석결과를 외부에 제공하는 물이용 지수 제공단계를 포함하는 것이 바람직하다.
본 발명의 물이용 지수 산출단계는 WQI(Water Usage Index) = ∑(R×Q×W) (R : 각 수질지수에 대한 측정값, Q : 단위 보정 계수, W : 가중치)를 이용하여 상기 물이용 지수를 산출하고, 상기 단위 보정 계수(Q)는 각 수질지수를 기준 단위로 보정하는 계수이고, 상기 가중치(W)는 수질에 대해 미치는 영향에 따라 가중되는 계수인 것이 바람직하다.
본 발명의 분석단계는 상기 물이용 지수 또는 수량/수질 측정 수치를 기간별, 장소별로 구분하고, 상기 구분 결과에 따라 검색조건 별 오염도 변화량 및 수질 변화량을 산출하는 것이 바람직하다.
본 발명의 제공단계는 일정 기간 동안의 측정 수질 수치에 대한 변화량을 일 정 시간 별로 구분하여 제공하는 것이 바람직하다.
본 발명의 제공단계는 상기 물이용 지수 및 상기 분석결과에 따라 각 수질 등급별로 가능한 물이용 가이드를 제공하는 것이 바람직하다.
이와 같은 본 발명에 의하면, 도시 내 물순환을 통합적으로 관리 및 통제하며 특히 광역중수(하수고도처리수, 빗물, 지하수, 지하시설물 유출수, 강변여과수 등)를 활용한 도시 하천 및 생태호수의 수량 및 수질현황, 오염물질 유입 및 오염원 감지 등을 유비쿼터스 기반으로 모니터링하여 수량 및 수질 경보를 발령하고 수질정화시설을 제어하며 장기적인 물수지 분석 및 예측을 통해 운영자, 현장작업자, 유관기관과 시민들에게 정보를 제공하며 유비쿼터스 물순환 통합관리 시스템과 도시통합운영센터를 연계하여 활용할 수 있다.
그리고, 본 발명은 도시 내에 설치된 유비쿼터스 기반 시설을 이용함으로써 실시간으로 도시 하천 및 생태호수 유지용수의 수량 및 수질의 건전성을 평가 시 기존 방법(현장 샘플링 후 분석)에 비해 정보를 창출하기 위한 시간과 노력을 절감하는 효과가 있으며, 유비쿼터스 기반의 통합모니터링, 신속한 유지관리 및 의사결정, 원격제어 등을 통해 실시간으로 경보를 발생하고 대응하여 도시 내 지속가능한 선순환 물순환 체계를 확립할 수 있다. 따라서, 도시통합운영센터에서 신속하게 도시 하천 및 생태호수의 상황을 관측 및 분석/예측하고 통합제어 함으로써 유지관리 비용을 절감하고 의사결정 시간을 크게 단축시켜 재해예방이 가능한 물순환 체계를 확립할 수 있다.
또한, 궁극적으로 물이용 지수에 대한 각종 정보를 통해 행정 및 정책 지원 방향에 대한 중요 근거 자료를 제공할 수 있고, 각종 호소를 이용하는 일반인에게도 물이용 가이드를 제공함으로써 수변공간의 극대화 및 수변 공간 이용의 안전성을 확대할 수 있다.
이하에서는 본 발명에 의한 광역중수를 활용한 유비쿼터스 호소 관리 시스템 및 이를 이용한 물이용 지수 관리방법의 바람직한 실시예를 첨부된 도면을 참조하여 보다 상세하게 설명한다.
도 1 내지 도 16에는 본 발명에 의한 광역중수를 활용한 유비쿼터스 호소 관리 시스템 및 이를 이용한 물이용 지수 관리방법의 바람직한 실시예가 도시되어 있다.
도 1은 본 발명에 의한 유비쿼터스 호소 관리 시스템이 전체 물순환 체계에서 어느 단계에 적용되는지를 나타낸다.
하수처리장(1), 자연형 우수저류시설(3) 및 시설형 우수저류시설(5)을 통해 포집된 중수는 광역중수도 시스템(7)을 거쳐 중수처리시설(10)로 이동하거나 기타 인공호소 및 하천(9)으로 공급된다.
그리고, 중수처리시설(10)에 의해 수처리과정을 마친 용수는 도시생태하천(13)이나 생태호수(15)와 같은 각종 호소에 공급되어 용수로 활용되고, 각종 호 소로 공급된 용수는 다시 하천으로 유입되거나 중수처리시설(10)로 집수되어 시설물로 재순환하게 된다.
본 발명에 의한 유비쿼터스 호소 관리 시스템은 중수처리시설(10)에 의해 수처리과정이 완료된 물에 대한 여러 가지 수량/수질 등을 측정하고 분석함으로써 각종 호소에 유입되는 용수에 대한 각종 정보를 제공하기 위한 것이다.
도 2에 도시된 바와 같이, 본 발명에 의한 물수지 통합 관리 시스템은 각종 호소마다 설치되는 다수개의 측정장치와, 상기 측정장치로부터 측정된 물이용지수 관련 데이터들을 통합관리하는 중앙관리서버를 포함하여 구성된다.
상기 측정장치(100)는 수처리된 광역 중수가 제공되는 각종 호소의 수질항목, 수량, 수위, 수온 등의 정보를 센서를 이용하여 이를 중앙관리서버(200)로 송신하는 역할을 한다. 상기 측정장치(100)는 각종 호소의 측정소 내에 설치되고, 상기 측정장치(100)와 중앙관리서버(200)는 유무선망으로 연결될 수 있으나, 바람직하게는 PLC 기반의 자가 유선망에 의해 연결되는 것이 바람직하다.
상기 측정장치(100)는 수량/수질을 측정하기 위한 수량/수질 측정유닛(110)을 포함한다. 상기 수량/수질 측정유닛(110)은 호소 내의 각종 수질항목(부유물질(SS), 산성도(pH), 수온(Temp), 용존산소량(DO), 클로로필(Chl-a), 화학적 산소요구량(COD), 총유기탄소량(TOC), 탁도(turbidity), 총 질소(T-N), 총 인(T-P), 유량(FLW), 수소이온농도(PHY), 전기전도도(CON), 부유물질량(SUS), 생물화학적 산소요구량(BOD), 염소(CLR) 및 색도(COL) 등)을 측정하기 위한 수질측정부(111)와, 호소의 수량, 수위 또는 강수량 등과 같은 각종 수량항목을 측정하기 위한 수량측정 부(113)를 포함한다.
상기 수질측정부(111)는 멀티 프로브(multiprobe) 수질센서로 구성될 수 있고, 상기 수량측정부(113)는 강우계, 수위계 및 유량계를 포함하여 구성될 수 있다.
상기 측정장치(100)는 상기 수량/수질 측정유닛(110)에 의해 측정된 수량/수질 데이터를 중앙관리서버(200)로 송신하고, 상기 중앙관리서버(200)로부터 송신되는 제어신호를 수신하는 송수신 유닛(120)을 포함한다. 상기 송수신 유닛(120)은 데이터 로거와 같은 것으로 구성되어 데이터를 송수신할 수 있다.
그리고, 상기 측정장치(100)는 시료를 채수하여 분배하는 부대장비(130)를 포함한다. 도 3에 도시된 바와 같이, 상기 부대장비(130)는 물을 채수하는 채수박스(131)를 포함하고, 상기 채수박스(131)에 의해 채수된 물은 분배박스(133)로 이동한다.
그리고, 상기 분배박스(133)로 이동된 물은 수질측정부(111)를 구성하는 각종 수질 측정 센서로 이동하여 시료에 대한 수질이 측정된다. 도 4에는 상기 수질측정부(111)에 의해 시간대 별로 측정된 수질 관련 데이터가 도시되어 있고, 도 5에는 수질 관련 데이터들에 대한 세부사항이 상세하게 나타나 있다.
상기 측정장치(100)는 상기 측정장치(100)가 설치되는 각 측정소 및 호소를 관찰하기 위한 영상유닛(140)을 더 포함할 수 있다.
상기 측정장치(100)에 의해 측정된 수량/수질 데이터들은 종합정보센터의 중앙관리서버(200)로 전송된다. 상기 중앙관리서버(200)는 상기 측정장치(100)에 의 해 측정된 수량/수질 관련 데이터를 저장 및 분석하고, 분석된 데이터를 통해 물이용 지수를 위한 관련 정보를 산출하며, 이를 관계 기관 및 정보이용자에게 전송하는 역할을 한다.
상기 중앙관리서버(200)는 각 측정소마다 설치되어 있는 측정장치(100)와 연결되는 단위시스템 서버(210)를 포함한다. 그리고, 상기 중앙관리서버(200)는 상기 단위시스템 서버(210)를 통해 제공되는 각종 데이터들을 저장하고 관리하는 통합처리서버(220)를 포함한다.
상기 통합처리서버(220)는 지리적 정보, 영상정보, 각종 수질관련 정보 및 통신과 관련된 정보를 처리하고 관리하는 역할을 한다. 상기 통합처리서버(220)는 통합 WEB/WAS 서버, 통합 GIS 서버, 통합 저장 서버, 통합 영상유닛 서버, 통합 UMS 서버 및 통합 운영 DB 서버를 포함할 수 있다.
상기 통합처리서버(220)에 의해 저장된 각종 데이터는 상기 중앙처리서버(230)에 의해 분석되어 처리된다. 상기 중앙처리서버(230)는 상기 측정장치(100)에 의해 측정된 각종 수량/수질 데이터들을 분석하여 물이용 지수를 산출하고 이를 웹사용자나 도시민에게 전달하는 역할을 한다.
상기 중앙처리서버(230)는 상기 측정장치(100)에 의해 측정된 수량/수질 측정 데이터에 근거하여 물이용 지수를 제공한다. 상기 중앙처리서버(230)가 물이용 지수를 산출하는 방법은 아래의 수학식 1과 같다.
물이용 지수(WUI : Water Usage Index) = ∑(Q×W)
(Q : 측정된 각 수질의 수질 지수, W : 가중치)
상기 수학식 1에서 Q는 측정된 각 수질의 수질지수로서, 부유물질(SS), 산성도(pH), 수온(Temp), 용존산소량(DO), 클로로필(Chl-a), 화학적 산소요구량(COD), 총유기탄소량(TOC), 탁도(turbidity), 총 질소(T-N), 총 인(T-P), 유량(FLW), 수소이온농도(PHY), 전기전도도(CON), 부유물질량(SUS), 생물화학적 산소요구량(BOD), 염소(CLR) 및 색도(COL) 등으로 구성될 수 있다.
그리고, 수학식 1에서 Q는 측정된 각 수질의 수질지수로서 아래의 표 1에 각 수질의 Q 값이 정의되어 있다.
Figure 112009080820269-PAT00001
표 1에 기재된 바와 같이, 각 수질 측정 지수에 따라 좋음(permissible), 약간 좋은(slight), 보통(moderate), 나쁨(bad) 및 매우 나쁨(extremely bad)으로 구분되어 보정된다.
그리고, W는 가중치로서, 물이용 용도별로 가중치를 조정할 수 있다. 아래의 표 2에 기재된 바와 같이, 가중치(W)는 물이용 용도를 고려하여 0 부터 1 중 어느 하나의 값으로 특정되며, 가중치의 총합은 1이 되어야 한다.
Figure 112009080820269-PAT00002
표 2에 기재된 바와 같이, 측정된 각 수질의 수질 지수(Q)와 가중치(W)가 결정되면, 각 수질 별로 산출된 값에 의해 파라미터 인덱스(parameter index)를 산출하고 이를 총 합산하여 물이용 지수(WUI)를 산출하게 된다.
물이용 지수(WUI)가 산출되면, 수치 별로 수질에 대한 단계를 설정하게 되고, 이를 근거로 중수처리된 물에 대하여 아래의 표 3과 같이 물이용 가이드를 제시할 수 있다.
Figure 112009080820269-PAT00003
상기 중앙처리서버(230)에 의해 산출된 각 데이터들은 송수신 서버(240)에 의해 인터넷 접속자 또는 모바일 사용자와 같은 정보 요구자, 외부 기관 또는 정보 게시판 등으로 전송된다. 따라서, 상기 송수신 서버(240)는 CDMA와 같은 이동통신망, 인터넷망 또는 자체 PLC 유선망 및 기타 주파수 무선망 등을 모두 포함한다.
그리고, 상기 중앙처리서버(230)는 실시간으로 공정별, 장비별, 시간별로 수질, 수량, 수위의 통계를 획득하며 이를 통해 수질, 수량, 수위의 추세를 분석하고 시뮬레이션을 통해 장기적인 물수지 분석과 수질, 수량, 수위의 변화를 예측할 수 있다.
또한, 상기 중앙처리서버(230)는 생태유지용수의 수량/수질 기준과 대비하여 오차 발생 시 경고(알람)하고, 수질악화, 독성물질 유입, 병원성 미생물 검출 등에 대한 수질경보를 알려주고, 생태하천/호수의 장단기 수질예측이 가능하므로 생태하천/호수의 장단기 물수지분석을 할 수 있다.
추가적으로, 상기 중앙처리서버(230)는 관로의 압력차를 통해 관 파손으로 인한 누수여부를 탐지하여 제공할 수 있고, 수량 변화에 따른 수위 상태를 알려줄 수도 있다.
이하에서는 상기한 바와 같은 구성을 가지는 본 발명에 의한 광역중수를 활용한 유비쿼터스 호소 관리시스템 및 이를 이용한 물이용 지수 관리방법을 상세하게 설명한다.
먼저, 측정장치(100)에 의해 해당 측정소의 수질 및 수량을 측정하고 영상유닛(140)에 의해 영상을 촬영하는 단계가 실시된다. 그리고, 상기 측정장치(100)의 수질측정부(111) 및 수량측정부(113)에 의해 측정된 물수지관련 데이터와 영상유닛(140)에 의해 촬영된 영상데이터는 송수신 유닛(120) 및 자가 유선망 등을 통해 중앙관리서버(200)로 실시간으로 전송된다.
상기 중앙관리서버(200)로 데이터가 전송되면, 도 6에 도시된 바와 같이, 종합정보센터가 중앙관리서버(200)를 이용하여 데이터를 관리하고 이를 분석 및 예측과정을 통해 정보를 제공한다.
도시된 바와 같이, 상기 측정장치(100)에 의해 측정된 각종 물수지 관련 데이터 및 영상 데이터가 모니터링되어 단위 시스템 서버(210)를 통해 통합처리서버(220)로 전달된다. 상기 통합처리서버(220)는 전달받은 데이터를 특성 별로 분류하여 저장하고 관리한다.
그리고, 상기 중앙처리서버(230)는 상기 통합처리서버(220)에 저장된 정보를 수질 측정 요소별, 수량 측정 요소별 및 영상 정보별로 분석하여 결과를 도출해낸다. 일 예로, 상기에서 설명한 바와 같이 상기 중앙처리서버(230)는 측정된 각 수질지수에 대한 측정값에 단위 보정 계수 및 가중치를 곱하여 합산함으로써 물이용 지수(WUI)를 산출한다.
상기 중앙처리서버(230)는 산출된 물이용 지수와 수량 데이터와 영상 데이터에 기초하여 평균자료, 기간별 자료, 장소별 자료, 오염도 변화량, 수질변화 통계 및 처리공정 DB 등을 작성하고, 검색조건 별 수질오염 변화 경향을 분석한다.
상기와 같이 상기 중앙처리서버(230)에 의해 수질정보가 분석되면, 이를 근거로 종합정보센터는 각 하수 처리장, 중수처리시스템에 대한 공정 개선 방향을 설정하고, 이를 근거로 행정 정책 등을 수립할 수 있다.
그리고, 상기 중앙처리서버(230)에 의해 수질정보 및 각종 데이터 분석이 완료되면, 이러한 결과를 송수신 서버(240)를 통해 관계 기관 및 정보이용자에게 제공한다.
정보 제공은 내부적으로 연계된 시스템에 제공하는 방법과 외부적으로 연계된 기관에 제공하는 방법으로 구분될 수 있다. 내부 연계 서비스는 종합정보센터가 수질정보를 자체적으로 제공하기 위한 전광판이나 키오스크 등을 통해 제공될 수 있다.
그리고, 외부 연계 서비스는 보건 환경 연구원과 같은 지역 물순환 연구단체, 관할 지방자치 단체 및 중수처리기관 등에 제공될 수 있다.
상기 중앙처리서버(230)를 이용한 종합정보센터의 서비스 제공에 대한 예가 도 7에 도시되어 있다. 도시된 바와 같이, 상기 중앙처리서버(230)는 실시간 자동 계측된 관련 정보를 원격으로 감시하고 이를 분석 평가함으로써 산출된 최종 물이용 지수를 관계 기관 및 정보이용자에게 제공할 수 있다.
그리고, 상기 중앙처리서버(230)는 측정된 수질 정보에 따라 수질 오염 경보를 발령할 수 있고, 이에 따른 수질오염 방제 작업을 실시하도록 정보를 제공할 수 있다.
또한, 궁극적으로 호소에 대한 각종 정보를 통해 행정 및 정책 지원 방향에 대한 중요 근거 자료를 제공할 수 있고, 각종 호소를 이용하는 일반인에게도 물이용 가이드를 제공함으로써 수변공간의 극대화 및 수변 공간 이용의 안전성을 확대할 수 있다.
상기 중앙처리서버(230)에 의해 제공되는 수량/수질 정보를 관리하기 위한 프로그램에 대한 일 예가 도 8 내지 도 16에 도시되어 있다.
도 8은 유비쿼터스 호소 관리시스템을 사용하기 위한 로그인 화면이다. 그리고, 도 9는 정보 요구자들에게 공개할 전날 평균치의 값을 물이용 지수(WUI)로 제공하는 화면이다.
도 10은 상기 중앙처리서버(230)에 의해 작성되는 히스토리컬 트랜드 화면으로써, 하루의 수질 수치에 대한 변화량를 시간별, 분별로 설정하여 볼 수 있는 화면이다. 이를 통해 하루 동안의 수량/수질의 변화량을 일목 요연하게 살펴볼 수 있다.
그리고, 도 11은 물이용 지수의 상태를 파악하기 위하여 측정된 수질 관련 수치를 기준치와 비교하여 나타냄으로써 주의, 경고 등으로 나타내는 화면이다.
도 12는 물이용 지수를 산출하기 위한 각 수질의 수질지수(Q) 및 가중치(W) 등을 설정할 수 있는 화면이다. 이를 통해 각 수질 지수 별로 단위 보정 계수 및 가중치를 설정할 수 있다.
도 13은 상기 중앙처리서버(230)에 의해 산출된 물이용 지수를 범위별로 구분하고 이에 대해 등급을 산정함으로써 물을 이용할 수 있는 가이드를 설정하기 위한 화면이다. 각 수질 등급별로 가능한 물이용 가이드를 직접 기입하여 설정할 수 있다.
도 14는 각 수질 등급별로 산정되는 등급의 범위를 설정하기 위한 화면이다.
도 15는 각 수질 등급별로 산정되기 위한 각 수질의 수질지수의 범위를 설정할 수 있는 화면이다.
도 16은 상기 중앙처리서버(230)에 의해 최종적으로 산출된 데이터를 종합하여 나타내는 그래프이다.
이와 같은 본 발명의 기본적인 기술적 사상의 범주에서, 당업계의 통상의 지식을 가진 자에게 있어서는 다른 많은 변형이 가능함은 물론이고, 본 발명의 권리범위는 후술하는 특허청구범위에 기초하여 해석되어야 할 것이다.
도 1은 본 발명에 의한 광역중수를 활용한 호소의 유비쿼터스 관리 시스템이 적용되는 수처리 순환과정을 개념도.
도 2는 본 발명에 의한 광역중수를 활용한 호소의 유비쿼터스 관리 시스템의 바람직한 실시예를 보인 구성도.
도 3은 본 발명에 의한 광역중수를 활용한 호소의 유비쿼터스 관리 시스템의 측정장치에 대한 구성을 보인 구성도.
도 4는 본 발명에 의한 광역중수를 활용한 호소의 유비쿼터스 관리 시스템의 측정장치에 의해 측정된 측정결과를 나타낸 그래프.
도 5는 도 4의 그래프에 의한 각종 수치를 나타낸 화면.
도 6은 본 발명에 의한 광역중수를 활용한 호소의 유비쿼터스 관리 시스템에 의해 데이터를 처리하고 제공하는 관계를 보인 관계도.
도 7은 본 발명에 의한 광역중수를 활용한 호소의 유비쿼터스 관리 시스템을 이용한 물이용지수 관리방법에 의해 제공되는 서비스 내용을 보인 개념도.
도 8 내지 도 16은 본 발명에 의한 광역중수를 활용한 호소의 유비쿼터스 관리 시스템을 이용한 물이용지수 관리방법을 구현하기 위한 프로그램 화면.
* 도면의 주요 부분에 대한 설명 *
100 : 측정장치 111 : 수질측정부
113 : 수량측정부 120 : 송수신부
130 : 부대장비 140 : 영상유닛
200 : 중앙관리서버 210 : 단위시스템 서버
220 : 통합처리서버 230 : 중앙처리서버
240 : 송수신 서버

Claims (15)

  1. 수처리된 중수가 제공되는 호소에 대한 수질 관련 데이터, 수량 관련 데이터 또는 영상 데이터를 획득하는 하나 이상의 측정장치와,
    상기 측정장치와 연결되고, 상기 측정장치로부터 전달받은 데이터들을 저장하고 분석하여 물이용 지수를 산출하고, 상기 물이용 지수를 외부에 제공하는 중앙관리서버를 포함하는
    광역중수를 활용한 호소의 유비쿼터스 관리 시스템.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 측정장치는
    상기 수질 관련 데이터를 측정하기 위한 수질측정부;
    상기 수량 관련 데이터를 측정하기 위한 수량측정부;
    상기 수질 관련 데이터 및 상기 수량 관련 데이터를 상기 중앙관리서버로 송신하는 송수신 유닛;
    상기 수질측정부 및 상기 수량측정부에 측정샘플을 분배하고 이를 처리하는 부대장비;및
    상기 호소에 대한 영상데이터를 취득하는 영상 유닛을 포함하는
    광역중수를 활용한 호소의 유비쿼터스 관리 시스템.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 수량측정부는
    강우계, 수위계 또는 유량계를 포함하는
    광역중수를 활용한 호소의 유비쿼터스 관리 시스템.
  4. 제2항에 있어서,
    상기 송수신 유닛은
    PLC 자가 유선망으로 구성되는
    광역중수를 활용한 호소의 유비쿼터스 관리 시스템.
  5. 제1항에 있어서,
    상기 중앙관리서버는
    물이용 지수(WUI, Water Usage Index) = ∑(Q×W)
    (Q : 각 수질의 수질 지수, W : 가중치)
    를 이용하여 상기 물이용 지수를 산출하고,
    상기 각 수질의 수질 지수(Q)는 상기 측정장치에 의해 측정된 수질 수치이고
    상기 가중치(W)는 물이용 용도에 따라 가중되는 계수인
    광역중수를 활용한 호소의 유비쿼터스 관리 시스템.
  6. 제5항에 있어서,
    상기 각 수질의 수질 지수(Q)는
    각 수질 측정 단위 별로 0 내지 100의 범위값으로 특정되는
    광역중수를 활용한 호소의 유비쿼터스 관리 시스템.
  7. 제5항에 있어서,
    상기 가중치는 수질에 미치는 영향에 따라 0 내지 1의 범위값으로 특정되고, 상기 가중치의 총합이 1인
    광역중수를 활용한 호소의 유비쿼터스 관리 시스템.
  8. 제5항에 있어서,
    상기 수질지수에 대한 측정값은
    부유물질(SS), 산성도(pH), 수온(Temp), 용존산소량(DO), 클로로필(Chl-a), 화학적 산소요구량(COD), 총유기탄소량(TOC), 탁도(turbidity), 총 질소(T-N), 총 인(T-P), 유량(FLW), 수소이온농도(PHY), 전기전도도(CON), 부유물질량(SUS), 생물 화학적 산소요구량(BOD), 염소(CLR) 또는 색도(COL)로 구성되는
    광역중수를 활용한 호소의 유비쿼터스 관리 시스템.
  9. 제1항에 있어서,
    상기 중앙관리서버는
    상기 측정장치로부터 송신되는 데이터를 처리하는 단위시스템 서버;
    상기 단위시스템 서버로부터 데이터를 전달받아 특성별로 저장하고 처리하는 통합처리서버;
    상기 통합처리서버에 의해 저장된 데이터를 분석하여 상기 물이용 지수를 산출하는 중앙처리서버;및
    상기 중앙처리서버에 의해 산출되는 상기 물이용 지수를 외부로 전달하는 송수신 서버를 포함하는
    광역중수를 활용한 호소의 유비쿼터스 관리 시스템.
  10. 제1항에 있어서,
    상기 중앙관리서버는
    인터넷을 통해 일반 웹사용자, 외부 기관 또는 전광판에 상기 물이용 지수를 전달하고,
    이동통신망을 통해 핸드폰 사용자에게 상기 물수지 지수를 전달하는
    광역중수를 활용한 호소의 유비쿼터스 관리 시스템.
  11. 수처리된 중수가 제공되는 호소에 대한 각종 데이터를 측정하는 측정장치와,상기 측정장치로부터 전달받은 데이터들을 처리하는 중앙관리서버를 포함하는, 제1항 내지 제10항 중 어느 한 항에 의한 시스템을 이용하는 관리방법에 있어서,
    상기 측정장치에 의해 수질 관련 데이터, 수량 관련 데이터 또는 영상 데이터를 획득하는 데이터 취득 단계;
    취득된 상기 데이터를 통해 물이용 지수를 산출하는 물이용 지수 산출단계;및
    산출된 상기 물이용 지수를 분석하는 분석단계;및
    상기 물이용 지수 및 분석결과를 외부에 제공하는 물이용 지수 제공단계를 포함하는
    광역중수를 활용한 호소의 물수지 통합관리 시스템을 이용한 물수지 관리방법.
  12. 제11항에 있어서,
    상기 물이용 지수 산출단계는
    WQI(Water Usage Index) = ∑(R×Q×W)
    (R : 각 수질지수에 대한 측정값, Q : 단위 보정 계수, W : 가중치)
    를 이용하여 상기 물이용 지수를 산출하고,
    상기 단위 보정 계수(Q)는 각 수질지수를 기준 단위로 보정하는 계수이고,
    상기 가중치(W)는 수질에 대해 미치는 영향에 따라 가중되는 계수인
    광역중수를 활용한 호소의 물수지 통합관리 시스템을 이용한 물수지 관리방법.
  13. 제11항에 있어서,
    상기 분석단계는
    상기 물이용 지수 또는 수량/수질 측정 수치를 기간별, 장소별로 구분하고,
    상기 구분 결과에 따라 검색조건 별 오염도 변화량 및 수질 변화량을 산출하는
    광역중수를 활용한 호소의 물수지 통합관리 시스템을 이용한 물수지 관리방법.
  14. 제13항에 있어서,
    상기 제공단계는
    일정 기간 동안의 측정 수질 수치에 대한 변화량을 일정 시간 별로 구분하여 제공하는
    광역중수를 활용한 호소의 물수지 통합관리 시스템을 이용한 물수지 관리방법.
  15. 제11항에 있어서,
    상기 제공단계는
    상기 물이용 지수 및 상기 분석결과에 따라 각 수질 등급별로 가능한 물이용 가이드를 제공하는
    광역중수를 활용한 호소의 물수지 통합관리 시스템을 이용한 물수지 관리방법.
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