KR20120029927A - Method and system for monitoring sewer drainage pipes using chloride ion concentrations - Google Patents

Method and system for monitoring sewer drainage pipes using chloride ion concentrations Download PDF

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Abstract

PURPOSE: A sewer pipe monitoring method using chloride ion concentration and a monitoring system thereof are provided to monitor the sewer pipe on a real time basis, determine types of trespassing water, and calculate quantity of trespassing water on a real time basis. CONSTITUTION: A monitoring system of sewer pipe monitoring method using chloride ion concentration comprises the following steps: measuring flow rate and Cl ion concentration which pass a measuring point of a sewer pipe by using flow sensor and chlorine ion sensor(S1); storing the measured flow rate and Cl ion concentration of the sewage(S2); making a measured Cl ion concentration graph which shows change of the Cl ion concentration according to measuring time(S3) making a standard concentration graph which shows change of the saved Cl ion concentration in normal state according to time difference(S4), calculating total amount of the Cl ion concentration change in hours which escapes of the standard variation of the Cl ion concentration by comparing the 2 graphs(S5); dispatching alarm signal in case the variation of the Cl ion concentration exceeds the specified range of the standard graph(S7).

Description

염소이온농도를 이용한 하수관거 모니터링 방법 및 이를 위한 모니터링 시스템{METHOD AND SYSTEM FOR MONITORING SEWER DRAINAGE PIPES USING CHLORIDE ION CONCENTRATIONS}METHOD AND SYSTEM FOR MONITORING SEWER DRAINAGE PIPES USING CHLORIDE ION CONCENTRATIONS}

본 발명은 하수관거 모니터링 방법 및 이를 위한 모니터링 시스템에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 하수관거의 동일 측정지점을 통과하는 하수의 유량과 염소이온농도를 실시간으로 측정하고, 측정한 염소이온농도의 시간에 따른 염소이온농도의 변화 그래프(측정 염소이온농도 그래프)와 동일 측정지점의 과거 염소이온농도 즉, 하수관거에 손상이 발생하기 전에 측정한 염소이온농도의 시간에 따른 변화 그래프(표준 염소이온농도 그래프)를 각각 작성한 후, 측정 염소이온농도 그래프와 표준 염소이온농도 그래프를 비교하여 실시간으로 측정되는 측정 염소이온농도가 과거의 표준 염소이온농도의 설정 범위를 벗어나는지를 감시하는 것을 특징으로 한다.The present invention relates to a sewage pipe monitoring method and a monitoring system therefor, and more particularly, to measure the flow rate and chlorine ion concentration of sewage passing through the same measuring point of the sewage pipe in real time, and to measure the chlorine ion concentration according to time. A graph of change in ion concentration (measurement of chlorine ion concentration) and a graph of change in time (standard chlorine ion concentration graph) of chlorine ion concentration measured before the damage to the sewage pipe, respectively, at the same measuring point. After the preparation, the measured chlorine ion concentration graph and the standard chlorine ion concentration graph are compared to monitor whether the measured chlorine ion concentration measured in real time is outside the set range of the past standard chlorine ion concentration.

하수관거(下水管渠)는 여러 하수구에서 하수를 모아 하수 처리장으로 내려보내는 큰 하수도관을 말한다. 하수관거는 지하에 매설되며 일정한 거리마다 매설된 맨홀 내부를 통하여 인력에 의해 제한적으로 관리되도록 시설되므로 시공이 완료된 하수관거의 유지 상태 및 하수의 흐름을 정확하게 파악하는 데에는 막대한 비용과 시간이 소요된다.Sewer pipe (下 水管 渠) is a large sewer pipe that collects sewage from various sewers and sends it down to the sewage treatment plant. Since sewer pipes are buried underground and are managed by manpower through manholes embedded at regular distances, it takes enormous cost and time to accurately understand the maintenance status and sewage flow of sewage pipes after construction.

그러나 지하에 설치된 하수관거는 관 파손 및 연결부 파손 등 관거 불량으로, 지하수와 불명수가 하수관을 통해 하수처리장으로 유입될 가능성이 있다. 하수관거의 손상에 따라 발생하는 주된 현상이 침입수 및 유입수(Infiltration/Inflow)와 누수의 발생이다. 침입수(Infiltration)는 하수관의 파공이나 관 이음부 불량 및 연결관 접속불량 등 관거 부실을 통해 관내로 지하수나 우수가 침입하는 것이고, 유입수(inflow)는 맨홀의 봉합불량이나 우수받이, 지붕 홈통, 지하실 배수구 등이 하수관과 연결되어 우수가 유입하는 것이다. 그리고 누수는 하수관거의 하수가 하수관의 파공이나 관 이음부 불량 및 연결관 접속불량 등 관거 부실을 통하여 관외로 배출되는 것이다.  However, sewage pipes installed underground are defective pipes and connection failures, and groundwater and unknown water may flow into sewage treatment plants through sewer pipes. The main phenomena caused by the damage of sewage pipes are infiltration, inflow and leakage. Infiltration is the infiltration of groundwater or rainwater into the pipe through inadequate pipework, such as a hole in the sewage pipe, poor pipe joints, and poor connection to the connection pipe.Inflow is inferior to the seal of the manhole, rainwater drainage, roof gutter, The drainage of the basement is connected to the sewage pipe and rainwater flows in. In addition, the leakage of sewage pipes is discharged to the outside of the pipes through poor pipes, such as holes in the sewer pipes, poor pipe joints, and poor connection to the connection pipes.

특히, 침입수와 유입수가 발생하면, 하수만 유입되어야 할 하수처리장에 우수나 지하수가 섞여 유입되므로 하수처리장의 운영에 장애를 초래할 뿐만 아니라 운영비가 과다하게 소요된다. 이러한 문제점을 최소화하기 위해서 하수관거 정비와 지속적인 유지관리가 필요하며 이를 위한 전제로서 하수관거에 파손 등의 이상이 발생하는지를 감시하는 하수관거 모니터링이 요구된다.In particular, when intrusion water and inflow water are generated, rainwater or groundwater is mixed in the sewage treatment plant to which only the sewage should be introduced, thereby causing an obstacle in the operation of the sewage treatment plant and excessively operating costs. In order to minimize these problems, sewage pipe maintenance and continuous maintenance are required, and as a premise for this, sewage pipe monitoring, which monitors whether an abnormality such as breakage occurs in the sewage pipe, is required.

일반적으로 종래의 하수관거 모니터링 방법은, 유량센서를 이용하여 하수의 유량을 분석하여 침입수 및 유입수 또는 누수의 발생 여부를 파악하였다. 그러나 종래기술은 하수관거에 설치된 유량센서의 감지 신호에 전적으로 의존하므로, 실제 유량센서의 부정한 측정값으로 인하여 정확한 분석자료를 얻기도 어려웠다. 그리고 잘못된 자료에 따라 필요 이상의 인력을 현장에 투입하여 하지 않아도 될 육안 조사, 자주차를 투입한 CCTV 조사 또는 음향 조사를 하여야 하는 문제점이 있었다.In general, the sewage pipe monitoring method of the prior art, by analyzing the flow rate of sewage using a flow sensor to determine whether the intrusion and inflow or leakage occurs. However, the prior art is completely dependent on the detection signal of the flow sensor installed in the sewer pipe, it is difficult to obtain accurate analysis data due to the incorrect measurement value of the actual flow sensor. In addition, according to the wrong data, there was a problem that a visual survey, a CCTV survey or an acoustic survey should be carried out that do not require more manpower to be put on site.

예를 들어, 유량센서는 하수에 의해 유입되는 토사나 협잡물과 같은 이물질이 센서 주변에 부착되거나 쌓이게 되어 유속 및 수위를 정확하게 측정하지 못하는 문제점이 있었던 것이다. 또한, 센서 자체의 오차로 인하여 측정된 유속 및 수위 신호도 매순간 요동치는 문제점이 있었다.For example, the flow sensor has a problem that it is not possible to accurately measure the flow rate and level because foreign matters such as soil and contaminants introduced by the sewage is attached or accumulated around the sensor. In addition, the flow rate and the water level signal measured due to the error of the sensor itself has a problem that fluctuates every moment.

이에 따라 최근에는 하수의 유량 외에 하수의 수질을 측정하는 모니터링 방법이 제시되었다. 이는 하수관거내 BOD, COD 총부하량을 이용하여 산정하는 방법으로서, 침입수의 수질은 "0", 침입수의 유량은 24시간 일정하며, 유입하수량의 수질은 일정하다는 3가지 가정하에 수행된다. 예를 들어, 종래의 '일 평균, 최저유량-수질 평가기법'은 대상 특정지점에서의 유량 및 수질(BOD, COD)을 실측하여 일평균, 일최저 유량(야간최저유량) 및 수질 자료를 이용하여 야간발생 하수를 산정하고, 침입수를 산정하는 방법이다. Accordingly, in recent years, a monitoring method for measuring the quality of sewage in addition to the flow rate of sewage has been proposed. This method is calculated by using the total BOD and COD loads in the sewage pipe. The infiltration water quality is "0", the flow rate of the infiltration water is constant for 24 hours, and the water quality of the inflow water is constant under three assumptions. For example, the conventional 'average daily average, minimum flow-water quality assessment technique' measures daily flow rate and water quality (BOD, COD) at a specific point and uses the daily average, minimum daily flow rate (lowest night flow) and water quality data. It is a method of calculating the sewage generated at night, and the intrusion water.

그러나 하수관내의 BOD, COD는 오염물의 침전이나 부상 또는 자연정화 등에 의해서 변하기 때문에 추적물질로 바람직하지 않다는 문제가 있다. 또한, 우수 등 침입수의 수질은 "0"이 아닌 경우가 많고, 침입수의 유량은 시간에 따라 급변하며, 유입 하수의 수질 또한 일정하지 않기 때문에 신뢰도가 떨어지는 문제가 있었다. 또한, 종래에는 하수의 수질을 측정하기 위해서 전기전도도를 사용하는데, 전기전도도 센서는 유기성 오염 물질뿐만 아니라 지하수나 우수에 많이 포함되어 있는 다른 이온 물질(Mg, Ca 등)에 민감하게 반응하기 때문에 하수의 수질을 정확하게 평가할 수 없었다.However, there is a problem that BOD and COD in sewage pipes are not preferable as the tracer because they change due to the precipitation, flotation or natural purification of contaminants. In addition, the water quality of infiltration water such as rainwater is often not "0", the flow rate of infiltration water changes rapidly with time, and the water quality of the inflow sewage is also not constant, so there is a problem of low reliability. In addition, conventionally, the conductivity is used to measure the quality of the sewage. The conductivity sensor is sensitive to not only organic pollutants but also to other groundwater or other ionic substances (Mg, Ca, etc.) contained in rainwater. Could not accurately assess the water quality.

본 발명은 종래 기술의 문제점을 해결하기 위해 이루어진 것으로서, 본 발명의 주된 목적은, 하수관거의 동일 측정지점에서 하수의 염소이온농도를 실시간으로 측정하고 측정된 하수의 염소이온농도를 동일한 측정지점에서 과거에 측정된 표준 염소이온농도와 비교하여 침입수가 발생하는지를 감시하는 모니터링 방법을 제공하는 것이다. 즉, 하수처리구역에 하수관로가 신설 또는 기 설치되어 운영 중인 경우에 하수처리 구역 내에서 발생하는 하수의 염소이온농도는 일정한 패턴으로 배출하는 특성 갖고 있으므로 하수관로가 정상적인 상태인 때 즉, 과거에 측정한 하수의 염소이온농도를 근거로 표준 염소이온농도 그래프를 작성하고, 이 표준 염소이온농도 그래프와 실시간으로 측정한 측정 염소이온농도 그래프를 비교하여, 하수관로의 이상 유무를 판단하고 침입수량을 산정하는 모니터링 방법을 제공하는 것이다. The present invention has been made to solve the problems of the prior art, the main object of the present invention is to measure the concentration of chlorine ion of sewage at the same measurement point of sewage pipe in real time and the measured chlorine ion concentration of sewage in the past at the same measurement point It provides a monitoring method to monitor the intrusion water generation compared to the standard chlorine ion concentration measured in. That is, when a sewage pipeline is newly installed or installed in the sewage treatment zone, the chlorine ion concentration of sewage generated in the sewage treatment zone is discharged in a certain pattern, so when the sewage pipeline is in a normal state, that is, measured in the past Based on the chlorine ion concentration in the sewage, a standard chlorine ion concentration graph is prepared, and the standard chlorine ion concentration graph is compared with the measured chlorine ion concentration graph measured in real time. To provide a way.

상술한 본 발명의 목적을 달성하기 위한 수단으로서, 본 발명에 따른 염소이온농도를 이용한 하수관거 모니터링 방법은, As a means for achieving the above object of the present invention, the sewage pipe monitoring method using the chlorine ion concentration according to the present invention,

유량센서와 염소 이온센서를 이용하여 하수관거의 동일 측정지점을 통과하는 하수의 유량과 염소 이온 농도를 측정하는 측정단계(S1); 상기 측정단계(S1)에서 측정된 하수의 유량과 염소이온농도를 저장하는 저장단계(S2); 상기 측정단계(S1)에서 측정된 염소이온농도를 시간에 따른 염소이온농도의 변동을 나타내는 '측정 염소이온농도 그래프'를 작성하는 측정농도그래프 작성단계(S3); 상기 저장단계(S2)에서 저장된 과거 정상상태의 염소이온농도를 시간에 따른 염소이온농도의 변동을 나타내는 '표준 염소이온농도 그래프'를 작성하는 표준농도그래프 작성단계(S4); 상기 측정농도그래프 작성단계(S3)에서 작성된 '측정 염소이온농도 그래프'와 상기 표준농도그래프 작성단계(S4)에서 작성된 '표준 염소이온농도 그래프'를 비교하여 표준 염소이온농도의 범위를 벗어난 시간 동안의 염소이온농도의 총량인 '염소이온농도의 변동량'을 계산하는 농도변동량 산정단계(S5); 상기 농도변동량 산정단계(S5)에서 산정된 염소이온농도의 변동량이 일정 범위를 초과하는 경우에 경보신호를 발신하는 경보발생단계(S7)를 포함하여 이루어진 것을 특징으로 한다.A measuring step (S1) of measuring the flow rate of the sewage and the chlorine ion concentration passing through the same measuring point of the sewage pipe using the flow sensor and the chlorine ion sensor; A storage step (S2) of storing the flow rate of the sewage and the chlorine ion concentration measured in the measuring step (S1); A measurement concentration graph preparing step (S3) of preparing a 'measurement chlorine ion concentration graph' indicating a change in the chlorine ion concentration over time of the chlorine ion concentration measured in the measuring step (S1); A standard concentration graph preparing step (S4) of preparing a 'standard chlorine ion concentration graph' indicating a change in chlorine ion concentration over time of the past steady state chlorine ion concentration stored in the storage step (S2); During the time out of the range of the standard chlorine ion concentration by comparing the 'measured chlorine ion concentration graph' created in the measurement concentration graph preparing step (S3) and the 'standard chlorine ion concentration graph' prepared in the standard concentration graph preparing step (S4). Calculating a concentration variation amount (S5) for calculating a 'change amount of chlorine ion concentration', which is the total amount of chlorine ion concentration of the; It characterized in that it comprises an alarm generating step (S7) for transmitting an alarm signal when the amount of variation in the chlorine ion concentration calculated in the concentration variation calculation step (S5) exceeds a predetermined range.

또한, 본 발명은, 상기 경보발생단계(S7)로부터 경보신호가 수신된 경우 상기 저장단계(S2)에서 저장된 측정 하수의 유량을 근거로 시간에 따른 하수의 유량 변동을 나타내는 '측정 유량 그래프'를 작성하는 측정유량그래프 작성단계(S8); 상기 저장단계(S2)에서 저장된 과거 정상상태의 유량을 시간에 따른 하수의 유량 변동을 나타내는 '표준 유량 그래프'를 작성하는 표준유량그래프 작성단계(S9); 상기 측정유량그래프 작성단계(S8)에서 작성된 '측정 유량 그래프'와 상기 표준유량그래프 작성단계(S9)에서 작성된 '표준 유량 그래프'를 비교하여 표준 유량의 범위를 벗어난 시간 동안의 하수 총 유량인 '유량의 변동량'을 계산하는 유량변동량 산정단계(S10); 상기 농도변동량 산정단계(S5)에서 산정된 염소이온농도의 변동량과 상기 유량변동량 산정단계(S10)에서 산정된 하수 유량의 변동량을 근거로 누수와 침입수의 종류 및 침입수량을 산정하는 누수 및 침입수 분석단계(S11); 상기 누수 및 침입수 분석단계(S11)의 침입수의 변동량이 일정 범위를 초과하는 경우에 관리자에게 경고신호를 발신하는 경고발생단계(S12)를 더 포함하여 이루어진다.In addition, the present invention, when the alarm signal is received from the alarm generation step (S7) based on the flow rate of the measured sewage stored in the storage step (S2) a 'measured flow graph' indicating the flow rate of the sewage over time Creating a measurement flow graph creating step (S8); A standard flow graph generation step (S9) of preparing a 'standard flow rate graph' representing a change in the flow rate of the sewage over time of the flow rate of the past steady state stored in the storage step (S2); Comparing the 'measured flow graph' created in the measurement flow graph preparation step (S8) and the 'standard flow graph' created in the standard flow graph preparation step (S9), 'the total flow rate of sewage for a time out of the standard flow rate range' A flow rate fluctuation calculating step (S10) for calculating a fluctuation amount of flow rate '; Leakage and intrusions for estimating the types of leakage and intrusion water and the intrusion water quantity based on the variation in the chlorine ion concentration calculated in the concentration variation calculation step (S5) and the variation in the sewage flow rate calculated in the flow variation calculation step (S10). Number analysis step (S11); It further comprises a warning generation step (S12) for sending a warning signal to the administrator when the amount of change of the intrusion water in the leak and intrusion water analysis step (S11) exceeds a predetermined range.

본 발명에 있어서, 상기 경보발생단계(S12)로부터 경보신호가 수신된 경우에 상기 누수 및 침입수가 발생한 측정지점을 하수관망도에 표시하여 누수 및 침입수가 발생하는 하수관로를 탐색하는 손상된 하수관 탐색단계를 더 포함한다.In the present invention, when an alarm signal is received from the alarm generating step (S12), the damaged sewage pipe search step of searching for the sewer pipe where the leak and intrusion water is generated by displaying the measuring point where the leak and intrusion water occurred in the sewer pipe network diagram Include.

상기 손상된 하수관 탐색단계를 통해서 누수 및 침입수가 발생하는 것이 확인된 경우 상기 하수관로의 두 측정지점을 통과하는 하수의 염소이온농도를 측정하고 그 결과에 따라 두 측정지점의 거리를 좁혀감으로써 두 측정지점 사이의 침입수 발생 위치를 찾아가는 손상부 탐색단계를 더 포함한다.If leaks and infiltrations are found through the damaged sewer pipe search step, the chlorine ion concentration of the sewage passing through the two measuring points of the sewer pipe is measured, and the two measuring points are narrowed according to the result. It further includes a damaged unit search step for finding the intrusion water generation position therebetween.

본 발명에 따른 염소이온농도를 이용한 하수관거 모니터링 방법의 다른 실시 예는, Another embodiment of the sewage pipe monitoring method using the chlorine ion concentration according to the present invention,

유량센서와 염소 이온센서를 이용하여 하수관거를 흐르는 하수의 유량과 염소 이온 농도를 측정하는 측정단계(S1)와; 측정된 하수의 유량과 염소이온농도를 순차적으로 저장하고 과거의 하수의 유량과 염소이온농도를 근거로 시간에 따른 염소이온농도의 평균적인 변동을 나타내는 '표준 유량 그래프'와 '표준 염소이온농도 그래프'를 작성하는 표준그래프 작성단계(S4)와; 측정된 염소이온농도를 근거로 시간에 따른 염소이온농도의 변동을 나타내는 '측정 염소이온농도 그래프'를 작성하고 작성된 '측정 염소이온농도 그래프'에 대응하는 '표준 염소이온농도 그래프'와 비교하여 표준 염소이온농도의 범위를 벗어난 시간 동안의 염소이온농도의 총량인 '염소이온농도의 변동량'을 계산하는 농도변동량 산정단계(S5)와; 측정된 하수 유량을 근거로 시간에 따른 유량의 변동을 나타내는 '측정 유량 그래프'를 작성하고 작성된 '측정 유량 그래프'에 대응하는 '표준 유량 그래프'와 비교하여 표준 유량의 범위를 벗어난 시간 동안의 하수의 총 유량인 '하수 유량의 변동량'을 계산하는 유량변동량 산정단계(S9)와; 상기 염소이온농도의 변동량과 하수 유량 변동량을 근거로 침입수의 종류와 누수량 또는 침입수량을 산정하는 누수 및 침입수 분석단계(S11)를 포함하여 이루어진 것을 특징으로 한다.A measuring step (S1) of measuring the flow rate and chlorine ion concentration of the sewage flowing through the sewage pipe using a flow sensor and a chlorine ion sensor; Standard flow graphs and standard chlorine ion concentration graphs which store the measured sewage flow rate and chlorine ion concentration sequentially and show the average fluctuations in chlorine ion concentration over time based on past sewage flow rate and chlorine ion concentration. Creating a standard graph creating step (S4); Based on the measured chlorine ion concentration, a `` measured chlorine ion concentration graph '' showing the change in chlorine ion concentration over time is prepared and compared with the `` standard chlorine ion concentration graph '' corresponding to the `` measured chlorine ion concentration graph ''. A concentration variation calculation step (S5) of calculating a 'change amount of chlorine ion concentration', which is a total amount of chlorine ion concentration during a time out of the range of chlorine ion concentration; Based on the measured sewage flow, create a 'measured flow graph' that shows the variation in flow over time and compare it with the 'standard flow graph' corresponding to the 'measured flow graph'. A flow rate fluctuation calculating step (S9) for calculating a 'flow amount of sewage flow rate', which is the total flow rate of the flow rate; The leakage and intrusion water analysis step (S11) of calculating the type of infiltration water and the amount of leakage or the amount of intrusion water on the basis of the variation in the chlorine ion concentration and the variation in the sewage flow rate is characterized in that it is made.

본 실시 예에 있어서, 상기 표준그래프 작성단계(S4)는, 측정된 하수의 유량과 염소이온농도의 데이터를 순차적으로 저장하는 데이터 저장단계; 하수관로가 손상되기 전 과거 일정 기간의 하수 유량과 염소이온농도를 근거로 시간에 따른 하수의 유량과 염소이온농도의 변동을 나타내는 '표준 유량 그래프'와 '표준 염소이온농도 그래프'를 작성하여 저장하는 그래프 저장단계를 포함한다.In the present embodiment, the standard graph preparation step (S4), the data storage step of sequentially storing the data of the measured sewage flow rate and chlorine ion concentration; Prepare and save 'standard flow graph' and 'standard chlorine ion concentration graph' which show the fluctuations of sewage flow and chlorine ion concentration over time based on the sewage flow rate and chlorine ion concentration in the past before the sewer pipe is damaged. Graph storage step.

상기 농도변동량 산정단계(S5)는, 측정된 염소이온농도를 근거로 시간에 따른 염소이온농도의 변동을 나타내는 '측정 염소이온농도 그래프'를 작성하는 측정농도그래프 작성단계; 작성된 '측정 염소이온농도 그래프'와 이에 대응하는 '표준 염소이온농도 그래프'를 비교하는 농도비교단계와; 측정 염소이온농도 그래프'와 '표준 염소이온농도 그래프'를 비교하여 표준 염소이온농도의 범위를 벗어난 시간 동안의 염소이온농도의 총량이 염소이온농도의 변동량이 미리 설정된 범위를 초과하는 경우에 경보신호를 발생하는 경보단계를 포함한다. The concentration variation calculation step (S5), a measurement concentration graph preparing step of preparing a 'measurement chlorine ion concentration graph' indicating a change in chlorine ion concentration over time based on the measured chlorine ion concentration; A concentration comparison step of comparing the prepared 'measured chlorine ion concentration graph' with a corresponding 'standard chlorine ion concentration graph'; When the measured chlorine ion concentration graph and the standard chlorine ion concentration graph are compared, the alarm signal when the total amount of chlorine ion concentration during the time out of the range of the standard chlorine ion concentration exceeds the preset range It includes an alarm to generate.

상기 유량변동 산정단계(S9)는, 측정된 하수 유량을 근거로 시간에 따른 하수 유량의 변동을 나타내는 '측정 유량 그래프'를 작성하는 측정유량그래프 작성단계; 작성된 '측정 유량 그래프'와 이에 대응하는 '표준 유량 그래프'를 비교하는 유량비교단계를 포함하여 이루어진다.The flow rate calculation step (S9), the measurement flow graph generation step of creating a 'measurement flow rate graph' representing the variation of the sewage flow rate over time based on the measured sewage flow rate; It includes a flow comparison step of comparing the 'measured flow graph' and the corresponding 'standard flow graph'.

상기 농도변동량 산정단계와 유량변동 산정단계는, '측정 염소이온농도 그래프'와 '측정 유량 그래프'와 대응하는 '표준 염소이온농도 그래프'와 '표준 유량 그래프'를 측정 시각과 측정 위치정보 및 요일, 날씨 등의 검색조건을 이용하여 검색하는 표준그래프 검색단계를 더 포함한다.The concentration fluctuation calculation step and the flow rate fluctuation calculation step may include measurement time, measurement location information, and day of the week for measuring the 'chlorine ion concentration graph' and the 'standard flow rate graph' and 'standard flow graph' corresponding to the 'measurement chlorine ion concentration graph' and 'measurement flow graph'. It further includes a standard graph search step for searching using the search conditions, such as weather.

상기 농도변동량 산정단계와 유량변동 산정단계는, 검색된 '표준 염소이온농도 그래프'와 '표준 유량 그래프'를 '측정 염소이온농도 그래프'와 '측정 유량 그래프'와 대비하기 위해서 표준 염소이온농도 그래프 및 표준 유량 그래프를 시간 축 방향으로 이동시켜 '측정 염소이온농도 그래프' 및 '측정 유량 그래프'와 최대한 근사한 패턴을 형성하도록 하는 표준그래프 정렬단계를 더 포함한다.The concentration fluctuation calculation step and the flow fluctuation calculation step are performed in order to compare the searched 'standard chlorine ion concentration graph' and 'standard flow graph' with 'measured chlorine ion concentration graph' and 'measured flow graph'. It further includes a standard graph alignment step of moving the standard flow graph in the time axis direction to form a pattern that is as close as possible to the 'measured chlorine ion concentration graph' and the 'measured flow graph'.

또한, 본 발명에 따른 염소이온농도를 이용한 하수관거 모니터링 방법을 수행하기 위한 하수관거 모니터링 시스템은,In addition, the sewage pipe monitoring system for performing the sewage pipe monitoring method using the chlorine ion concentration according to the present invention,

하수관거에 설치되어 하수관거를 통과하는 하수의 유량을 측정하는 유량센서와; 상기 유량센서가 설치된 하수관거의 동일 위치에 설치되어 하수관거를 통과하는 하수의 염소이온농도를 측정하는 염소이온농도센서와; 상기 유량센서와 염소이온농도센서에서 측정한 염소이온농도 및 유량 데이터를 근거로 과거 하수관거에 이상이 발생하기 전 일정 기간 동안에 측정된 염소이온농도를 근거로 표준 염소이온농도 그래프를 작성하고, 실시간으로 측정된 염소이온농도를 근거로 측정 염소이온농도 그래프를 작성하며, 상기 측정 염소이온농도 그래프를 상기 표준 염소이온농도 그래프와 비교하여, 측정 염소이온농도가 표준 염소이온농도에서 얼마나 벗어나는 지를 분석하고, 측정 염소이온농도가 표준 염소이온농도의 설정범위를 벗어나는 경우 설정범위를 벗어난 기간 동안의 염소이온농도의 총량을 구하여 염소이온농도의 변화량을 산정하고, 상기 염소이온농도의 변화량이 설정된 변화량을 초과할 경우에는 과거 하수관거에 이상이 발생하기 전 일정 기간 동안에 측정된 유량을 근거로 표준 유량 그래프를 작성하고, 실시간으로 측정된 유량을 근거로 측정 유량 그래프를 작성한 후 이들을 비교하여 상기한 측정 염소이온농도가 표준 염소이온농도의 설정범위를 벗어난 기간 동안의 하수 총량 즉 유량의 변화량을 산정하며, 상기한 염소이온농도의 변화량과 유량의 변화량을 근거로 침입수의 종류와 누수 및 침입수량을 산정함과 아울러 상기 침입수량이 일정 범위를 초과할 경고신호를 발생하는 모니터링 서버를 포함하여 이루어진다.A flow sensor installed in the sewage pipe and measuring a flow rate of sewage passing through the sewage pipe; A chlorine ion concentration sensor installed at the same position of the sewage pipe in which the flow sensor is installed to measure the chlorine ion concentration of the sewage passing through the sewage pipe; Based on the chlorine ion concentration and the flow rate data measured by the flow sensor and the chlorine ion concentration sensor, a graph of standard chlorine ion concentration is prepared based on the chlorine ion concentration measured for a certain period of time before an abnormality occurs in the sewage pipe in the past. Based on the measured chlorine ion concentration, a measured chlorine ion concentration graph is prepared, and the measured chlorine ion concentration graph is compared with the standard chlorine ion concentration graph to analyze how the measured chlorine ion concentration deviates from the standard chlorine ion concentration, If the measured chlorine ion concentration is outside the set range of the standard chlorine ion concentration, the total amount of chlorine ion concentration during the period outside the set range is obtained to calculate the change amount of the chlorine ion concentration, and the change amount of the chlorine ion concentration exceeds the set change amount. In the past, if there is a problem Create a standard flow graph on the basis of the determined flow rate, create a flow chart on the basis of the flow rate measured in real time, compare them, and then compare them with the total amount of sewage during the period when the measured chlorine ion concentration is outside the set range of the standard chlorine ion concentration. That is, the amount of change of the flow rate is calculated, the type of infiltration water, the leakage and the amount of intrusion water are calculated based on the change amount of the chlorine ion concentration and the change amount of the flow rate, and a warning signal is generated in which the inflow water exceeds a predetermined range. This includes the monitoring server.

본 발명에 있어서, 상기 모니터링 서버는, 상기 하수관거에 설치된 유량센서와 염소이온농도센서로부터 유량과 염소이온농도 및 측정 시각정보와 측정 위치정보를 수신하고 수신한 유량과 염소이온농도 데이터를 데이터베이스에 저장하는 수신모듈과; 실시간으로 수신한 유량, 염소이온농도, 측정 시각 및 위치 정보를 이용하여 다양한 시간 간격의 '측정 염소이온농도 그래프'와 '측정 유량 그래프'를 작성하고, 데이터베이스에 저장된 과거 일정 기간의 유량, 염소이온농도, 측정 시각 및 위치 정보를 이용하여 '표준 염소이온농도 그래프'와 '표준 유량 그래프'를 작성하고 이들을 비교하여, 염소이온농도의 변동량과 유량의 변동량을 산정하며, 상기 염소이온농도 변동량과 유량 변동량을 근거로 침입수의 변동량을 산정하고 그 변동량이 기준 범위를 넘을 경우에는 경고신호를 발신하는 중앙제어서버와; 하수관 직경, 거리 또는 맨홀 위치로 이루어지는 하수관망 정보와 강우설량 이력 정보를 포함하는 하수관망 기초정보를 사용자로부터 입력받고, 사용자의 요청에 따라 유량, 염소이온농도 침입수량 및 각종 그래프를 출력하는 운영자컴퓨터를 포함하여 이루어진다.In the present invention, the monitoring server receives the flow rate and chlorine ion concentration, measurement time information and measurement position information from the flow rate sensor and the chlorine ion concentration sensor installed in the sewage pipe, and stores the received flow rate and chlorine ion concentration data in the database A receiving module; Create 'measured chlorine ion concentration graph' and 'measured flow graph' at various time intervals using the flow rate, chlorine ion concentration, measurement time and location information received in real time, and the flow rate and chlorine ion of the past period stored in the database Using the concentration, measurement time, and location information, a 'standard chlorine ion concentration graph' and a 'standard flow graph' are prepared and compared, and the amount of variation in the chlorine ion concentration and the flow rate are calculated, and the chlorine ion concentration variation and the flow rate are compared. A central control server that calculates a variation of the intrusion water based on the variation and sends a warning signal when the variation exceeds the reference range; Operator computer that receives sewage pipe network basic information including sewage pipe diameter, distance or manhole location and rainfall snowfall history information from user, and outputs flow rate, chlorine ion concentration intrusion quantity and various graphs according to user's request It is made, including.

본 발명에 있어서, 상기 수신모듈은, 네트워크를 통해 측정된 유량과 염소이온농도 그리고 측정시각과 측정장소에 관한 정보를 전송받는 통신망접속부와 상기 통신망접속부를 통해 수신한 유량 및 염소이온농도를 위치 정보 및 측정 시각 정보에 따라 분류하여 데이터베이스에 저장하는 데이터수집서버로 이루어지는 것을 특징으로 한다.In the present invention, the receiving module, the position information of the flow rate and the chlorine ion concentration received through the network connection and the communication network connection unit for receiving information about the flow rate and the chlorine ion concentration measured through the network and the measurement location And a data collection server which classifies and stores the data according to the measurement time information.

상기 중앙제어서버는 수신된 유량과 염소이온농도를 이용하여 하수 측정 유량 그랙프와 측정 염소이온농도 그래프 또는 표준 유량 그래프와 표준 염소이온농도 그래프를 작성하는 그래프작성부와, 상기 '측정 염소이온농도 그래프'와 '표준 염소이온농도 그래프'를 비교하여 염소이온농도의 변동량을 계산하고 '측정 유량 그래프'와 '표준 유량 그래프'를 비교하여 하수 유량의 변동량을 계산하고 상기한 염소이온농도 변동량과 하수 유량 변동량을 근거로 침입수의 여부와 침입수량을 산정하고 침입수량이 일정 범위를 넘을 경우에는 경고신호를 발생하는 분석부와, 상기 염소이온농도의 변동량과 침입수의 변동량이 일정 범위를 초과할 경우에 경보신호를 발생하는 알람부를 포함하여 구성된다.The central control server is a graph preparation unit for creating a sewage measurement flow graph and a measured chlorine ion concentration graph or a standard flow graph and a standard chlorine ion concentration graph using the received flow rate and chlorine ion concentration, and the 'measured chlorine ion concentration Calculate the fluctuation of the chlorine ion concentration by comparing the graph and the standard chlorine ion concentration graph, and compare the measured flow graph and the standard flow graph to calculate the fluctuation of the sewage flow rate. Based on the flow rate fluctuations, the intrusion water and the intrusion water amount are calculated, and if the intrusion water exceeds a certain range, an analysis unit for generating a warning signal, and the fluctuation amount of the chlorine ion concentration and the inflow water fluctuation amount may exceed a certain range. It is configured to include an alarm unit for generating an alarm signal in the case.

상기 중앙제어서버는, 상기 데이터베이스에 저장되어 있는 유량 및 염소이온농도를 위치정보와 측정시각에 따라 검색하거나, 표준그래프 저장부에 저장되어 있는 표준그래프를 위치정보와 측정시각 또는 요일이나 날씨정보를 이용하여 검색하는 검색부를 더 포함한다.The central control server searches the flow rate and the chlorine ion concentration stored in the database according to the location information and the measurement time, or the location information and the measurement time or the day or weather information of the standard graph stored in the standard graph storage unit. It further includes a search unit for searching by using.

상기 중앙제어서버는, 상기 표준 염소이온농도 그래프와 측정 염소이온농도 그래프 그리고 표준 유량 그래프와 측정 유량 그래프를 서로 비교할 때 표준 그래프가 측정 그래프와 가장 근사하게 배치되도록 표준 그래프의 위치를 조정하는 그래프정렬부를 더 포함한다.The central control server, the graph alignment to adjust the position of the standard graph so that the standard graph is most closely arranged to the measurement graph when comparing the standard chlorine ion concentration graph, the measured chlorine ion concentration graph and the standard flow graph and the measured flow graph Includes more wealth.

상기 그래프정렬부는 인식된 '측정 그래프'의 특징량을 입력신호로 하여 측정 그래프의 패턴을 인식하기 위해 기억된 퍼지 규칙에 따라 퍼지값을 생성하는 제1 퍼지 추론단계와, 인식된 '표준 그래프'의 특징량을 입력신호로 하여 표준 그래프의 패턴을 인식하기 위해 기억된 퍼지 규칙에 따라 퍼지값을 생성하는 제2 퍼지 추론단계와, 상기 제1 및 제2 추론단계에서 각각 생성된 퍼지값을 입력신호로 하여 표준 그래프 패턴과 측정 그래프 패턴의 차이를 인식하기 위해 기억된 퍼지 규칙에 따라 퍼지값을 생성하는 제3 퍼지 추론단계로 구성된 퍼지추론시스템으로 이루어진다.And a first fuzzy inference step of generating a fuzzy value according to a stored fuzzy rule for recognizing a pattern of the measured graph by using the recognized quantity of the measured graph as the input signal and the recognized standard graph. A second fuzzy inference step of generating a fuzzy value according to a stored fuzzy rule in order to recognize a pattern of a standard graph by using a feature amount of as an input signal, and inputting fuzzy values generated in the first and second inference steps, respectively; It consists of a fuzzy inference system composed of a third fuzzy inference step of generating a fuzzy value according to a stored fuzzy rule to recognize a difference between a standard graph pattern and a measured graph pattern as a signal.

본 발명의 염소이온농도를 이용한 하수관거 모니터링 방법은, 하수의 유량을 직접 모니터하지 않는 대신에 하수에 포함된 염소이온농도를 중심으로 모니터링하므로 실시간으로 하수관거의 이상 발생 여부를 감시할 수 있고, 침입수의 종류를 판단할 수 있을 뿐만 아니라 침입수량을 실시간으로 계산할 수 있으며 누수와 침입수가 복합적으로 발생하여 유량에 변화가 없는 경우에도 하수의 이상 발생 여부를 감지할 수 있는 효과가 있다. The sewage pipe monitoring method using the chlorine ion concentration of the present invention monitors the concentration of chlorine ion contained in the sewage instead of directly monitoring the flow rate of the sewage so that it can monitor the occurrence of sewage pipe abnormalities in real time, and intruded water. Not only can determine the type of intrusion can be calculated in real time, and the leakage and intrusion water is generated in combination, there is an effect that can detect whether the sewage is abnormal even if there is no change in the flow rate.

또한, 본 발명은 하수관거의 동일 측정지점에서 측정한 하수의 유량 및 염소이온농도를 이용하여 측정 그래프를 작성하고, 동일 측정지점에서 측정한 과거의 유량 및 염소이온농도를 이용하여 표준 그래프를 작성한 후, 작성된 측정 그래프와 표준 그래프를 비교하여 염소이온농도 및 일정 시간 동안의 염소이온농도의 총량이 기준 염소이온농도 및 기준 염소이온농도를 벗어나는지를 감시하여 하수관거의 이상발생 가능성을 경고하고, 하수관거의 이상 발생 가능성이 있는 경우에만 하수의 변동량과 침입수량을 산정함으로써 모니터링 시스템의 부하를 크게 줄여줄 수 있는 효과가 있다.In addition, the present invention prepares a measurement graph using the flow rate and chlorine ion concentration of the sewage measured at the same measuring point of the sewage pipe, and after making a standard graph using the past flow rate and chlorine ion concentration measured at the same measuring point By comparing the measurement graph with the standard graph, the total amount of chlorine ion concentration and the amount of chlorine ion concentration for a certain time is out of the standard chlorine ion concentration and the standard chlorine ion concentration to monitor the possibility of abnormality of sewage pipe, Only when there is a possibility of occurrence is it possible to significantly reduce the load on the monitoring system by estimating the fluctuations of the sewage and the amount of infiltration.

또한, 본 발명은 하수관거의 두 측정지점에서 염소이온농도를 측정하고 두 측정지점의 염소농도그래프를 비교하여 염소이온농도가 일정 범위를 벗어나는지를 조사함으로써 두 측정지점 사이에서 침입수가 발생하는지를 쉽게 확인할 수 있으므로 육안 조사, CCTV 조사 또는 음향 조사 등 비용이 많이 소요되는 조사를 생략할 수 있는 효과가 있다.In addition, the present invention can easily determine whether infiltration water occurs between the two measurement points by measuring the chlorine ion concentration at the two measurement points of the sewage pipe and comparing the chlorine concentration graph of the two measurement points to check whether the chlorine ion concentration is out of a certain range. Therefore, it is possible to omit costly survey such as visual survey, CCTV survey or acoustic survey.

도 1a는 하수관거의 동일 측정지점에서 측정한 하수 유량의 변동을 보여주는 그래프,
도 1b는 하수관거의 동일 측정지점에서 측정한 하수의 염소이온농도의 변동을 보여주는 그래프,
도 2a는 표준 염소이온농도 그래프의 일 예를 보여주는 도,
도 2b는 측정 염소이온농도 그래프의 일 예를 보여주는 도,
도 2c는 표준 염소이온농도 그래프와 측정 염소이온농도 그래프를 비교한 도,
도 3은 표준 유량 그래프와 측정 유량 그래프를 비교한 도,
도 4는 침입수의 유량 변동을 보여주는 그래프,
도 5는 본 발명에 따른 염소이온농도를 이용한 하수관거 모니터링 방법의 일 예를 보여주는 도,
도 6은 본 발명에 따른 염소이온농도를 이용한 하수관거 모니터링 방법의 다른 실시 예를 보여주는 도,
도 7은 본 발명에 따른 하수관거 모니터링 시스템의 개략적인 구성을 보여주는 도,
도 8은 본 발명에 따른 현장 제어반의 구조를 보여주는 구성도,
도 9는 본 발명에 따른 하수관거 모니터링 시스템의 구성을 보여주는 구성도,
도 10은 표준 그래프정렬을 위한 퍼지추론시스템을 보여주는 설명도,
도 11은 다양한 시간 간격의 염소이온농도 그래프를 보여주는 도,
도 12는 본 발명에 따른 손상된 하수관 탐색방법을 설명하기 위한 하수관망도,
도 13은 본 발명에 따른 손상부 탐색방법을 설명하기 위한 하수관로의 도이다.
Figure 1a is a graph showing the variation of the sewage flow rate measured at the same measuring point of the sewage pipe,
1b is a graph showing fluctuations in chlorine ion concentration in sewage measured at the same measurement point of sewage pipe;
Figure 2a is a view showing an example of a standard chloride ion concentration graph,
Figure 2b is a view showing an example of the measured chlorine ion concentration graph,
Figure 2c is a diagram comparing the standard chlorine ion concentration graph and the measured chlorine ion concentration graph,
3 is a diagram comparing a standard flow rate graph with a measured flow rate graph,
4 is a graph showing the flow rate of the infiltration water;
5 is a view showing an example of a sewage pipe monitoring method using a chlorine ion concentration according to the present invention,
6 is a view showing another embodiment of the sewage pipe monitoring method using the chlorine ion concentration according to the present invention,
7 is a view showing a schematic configuration of the sewage pipe monitoring system according to the present invention,
8 is a block diagram showing a structure of a field control panel according to the present invention;
9 is a block diagram showing the configuration of the sewage pipe monitoring system according to the present invention,
10 is an explanatory diagram showing a fuzzy inference system for standard graph alignment;
11 is a diagram showing a graph of chloride ion concentration at various time intervals,
12 is a sewer pipe network for explaining a damaged sewer pipe search method according to the present invention,
13 is a view of a sewer pipe for explaining a damaged part search method according to the present invention.

이하, 첨부 도면을 참조하여 본 발명에 따른 염소이온농도를 이용한 하수관거 모니터링 방법 및 이를 위한 모니터링 시스템에 대해서 상세히 설명한다.Hereinafter, with reference to the accompanying drawings will be described in detail for the sewage pipe monitoring method using a chlorine ion concentration according to the present invention and a monitoring system for this.

먼저, 도 1a는 하수관거의 동일 측정지점에서 측정한 하수 유량의 변동을 보여주는 그래프이고, 도 1b는 하수관거의 동일 측정지점에서 측정한 하수의 염소이온농도의 변동을 보여주는 그래프이다. 각각 X축에는 시간이, Y축에는 하수 유량 및 염소이온농도가 표시된다. First, FIG. 1A is a graph showing fluctuations in the sewage flow rate measured at the same measurement point of sewage pipe, and FIG. 1B is a graph showing fluctuations in chlorine ion concentration of sewage measured at the same measurement point of sewage pipe. The X axis shows time, and the Y axis shows sewage flow rate and chlorine ion concentration.

도시된 바와 같이, 도 1a에 도시된 하수의 유량 그래프는 매 측정시각마다 유량이 큰 폭으로 변하는 반면, 도 1b에 도시된 하수의 염소이온농도는 비교적 일정하게 유지되는 것을 알 수 있다. 즉, 하수관거는 각 가정에서 배출되는 여러 하수가 모여서 흐르는 곳이므로 하수의 유량(㎥/sec)은 가정에서 배출하는 하수의 양에 따라 수시로 급변하게 된다. 반면에 하수의 염소이온농도(㎎/ℓ)는 각 가정에서 배출되는 하수가 혼합되어 항상 평균적인 염소이온농도를 나타내기 때문에 염소이온농도가 비교적 일정하게 유지된다. 또한, 하수의 유량 변동으로는 하수관거로 유입되는 물이 어떤 종류의 물인지 구분할 수 없으나 염소이온농도의 변동은 하수관으로 유입되는 물이 하수인지 자연수 또는 고농도 유기성 폐수인지를 구분할 수 있는 장점이 있다. 따라서 하수의 염소이온농도는 하수관거를 모니터링하는 지표로써 매우 유용함을 알 수 있다.As shown, the flow graph of the sewage shown in FIG. 1A shows that the flow rate varies greatly at every measurement time, while the chlorine ion concentration of the sewage shown in FIG. 1B is kept relatively constant. That is, the sewage pipe is a place where several sewage discharged from each household flows, and the flow rate of the sewage (㎥ / sec) changes from time to time depending on the amount of sewage discharged from the home. On the other hand, the chlorine ion concentration (mg / l) of sewage is relatively constant because the sewage discharged from each household always shows the average chlorine ion concentration. In addition, the flow rate of the sewage can not distinguish what kind of water is introduced into the sewage pipe, but the change in chlorine ion concentration has the advantage of distinguishing whether the water flowing into the sewage pipe is sewage or natural or high concentration organic wastewater. Therefore, the chlorine ion concentration in sewage is very useful as an indicator to monitor sewage pipe.

즉, 가정이나 빌딩에서 배출되는 하수나 분뇨에는 상당량의 염소 이온이 포함되어 있다. 반면에 지하수나 우수와 같은 자연수(自然水)에는 염소 이온(Cl-)이 거의 포함되어 있지 않다. 즉, 가정으로 공급되는 수돗물(자연수)에는 염소 이온이 거의 포함되어 있지 않으나 인간 생활에는 많은 양의 소금이 사용되고 있으므로 가정에서 배출되는 하수에는 상당량의 염소 이온이 포함되게 된다. 따라서 하수관로의 어느 한 측정지점에서 일정 기간 동안 하수의 유량 및 염소이온농도를 측정하여 시간에 따른 하수의 유량과 염소이온농도의 변화를 그래프로 작성할 수 있다. That is, sewage and manure discharged from homes and buildings contain significant amounts of chlorine ions. On the other hand, natural waters such as groundwater and rainwater contain little chlorine ions (Cl ). In other words, tap water (natural water) supplied to homes contains almost no chlorine ions, but since a large amount of salt is used in human life, sewage discharged from homes contains a significant amount of chlorine ions. Therefore, the flow rate of sewage and the concentration of chlorine ion at a measuring point in the sewage pipe for a certain period of time can be measured and the change in the flow rate of the sewage and the concentration of chlorine ion over time can be plotted.

한편, 하수관로의 어느 한 측정지점에서 측정한 하수의 유량 및 염소이온농도는 시간의 변화에 따라 일정한 패턴으로 변동한다. 이와 같이 하수의 유량과 염소이온농도가 일정한 패턴을 갖는 이유는, 첫째, 일정한 하수처리구역 내의 인구 변화가 없고 처리구역 내에 살고 있는 사람들의 생활패턴과 식생활 문화가 비슷하기 때문이고, 둘째, 하수관로가 정상적인 경우 즉, 파공이 클랙이 없는 정상의 하수관로에는 각 가정에서 배출하는 하수만 흐르고 외부에서 불명수가 유입되거나 내부의 하수가 외부로 누출되지 않기 때문이다. 이와 같이, 하수관로가 정상상태이고 하수처리구역 내에 살고 있는 사람들의 생활패턴과 식생활 문화가 유사하면 동일한 시간에 배출되는 하수의 유량과 염소 이온의 양이 같기 때문에 하수관로를 흐르는 하수의 유량 및 염소이온농도는 일정한 패턴을 갖게 된다. On the other hand, the flow rate and chlorine ion concentration of the sewage measured at one measuring point of the sewage pipe fluctuate in a constant pattern with the change of time. The reason why the sewage flow rate and the chlorine ion concentration have a constant pattern is because, first, there is no population change in a certain sewage treatment area, and the living patterns and dietary cultures of people living in the treatment area are similar. This is because the normal sewage pipes without cracks in the open hole flow only in the sewage discharged from each home and no unknown water flows from the outside, or internal sewage does not leak to the outside. As such, if the sewer line is in a steady state and the living patterns and dietary cultures of people living in the sewage treatment area are similar, the sewage flow rate and the chlorine ion concentration in the sewer line are equal because the flow rate of sewage discharged at the same time and the amount of chlorine ions are the same. Will have a constant pattern.

예를 들어, 식사시간 전후로 배출되는 하수는 설거지 물과 같이 식염이 많이 포함된 하수가 대량으로 배출되므로 하수의 유량이 많고 염소이온농도가 높다. 또한, 낮시간대는 밤 시간대에 비해서 하수의 유량이 많고 염소이온농도가 높다. 또한, 일요일이나 공휴일에는 가정에서 생활하는 사람이 늘어 가정에서 배출되는 하수의 유량이 늘어나고 염소이온농도가 증가하는 반면에 도심에서 배출되는 하수는 유량이 감소하고 염소이온농도도 줄어들게 된다. 아울러 하수의 염소이온농도는 기온이나 강우와 같은 날씨 변화에 따라 하수의 유량이 늘거나 줄어들고 염소이온농도가 높아지거나 낮아진다. 따라서 하수의 유량 및 염소이온농도의 변화 패턴은 각 하수처리구역의 생활패턴이나 처리구역의 날씨에 따라 서로 다른 패턴을 갖게 된다. For example, the sewage discharged before and after meal time is a large amount of sewage containing salt, such as washing dishes, so the flow rate of the sewage is high and the chlorine ion concentration is high. In addition, the daytime zone has a higher sewage flow rate and higher chlorine ion concentration than the nighttime zone. In addition, on Sundays and public holidays, the number of people living at home increases, so the flow rate of sewage discharged from the home increases and the chlorine ion concentration increases, while the sewage discharged from the city decreases and the chlorine ion concentration decreases. In addition, the sewage chlorine ion concentration increases or decreases the sewage flow rate and increases or decreases the chlorine ion concentration according to weather changes such as temperature and rainfall. Therefore, the sewage flow rate and chlorine ion concentration change patterns have different patterns depending on the living patterns of each sewage treatment zone or the weather of the treatment zone.

도 2a는 하수관거에 파손이나 손실이 없어 외부에서 관내로 자연수나 우수 또는 고농도의 유기성 폐수가 유입되지 않거나 관내의 하수가 외부로 누출되지 않는 상태에서 측정한 염소이온농도의 패턴을 보여준다. 이와 같이 정상상태의 하수관로에서 작성된 염소이온농도 그래프를 '표준 염소이온농도 그래프'라고 한다. 여기서 표준 염소이온농도 그래프의 상단과 하단에 점선으로 표시된 것은 표준 염소이온농도의 설정범위(Cmax-Cmin)를 보여주는 것이다. 따라서 이 설정범위 내에서의 염소이온농도 변동은 허용되거나 무시된다. Figure 2a shows the pattern of chlorine ion concentration measured in the state that no natural water or rainwater or high concentration of organic wastewater from the outside or no sewage in the pipe leaks due to no damage or loss in the sewage pipe. Thus, the chlorine ion concentration graph prepared in the steady state sewer pipe is called 'standard chlorine ion concentration graph'. The dashed lines at the top and bottom of the standard chloride ion concentration graph show the set range (Cmax-Cmin) of the standard chloride ion concentration. Therefore, chlorine ion concentration variations within this set range are allowed or ignored.

도 2b은 하수관로의 동일 측정지점에서 하수의 유량과 염소이온농도를 실시간으로 측정한 염소이온농도의 변동을 나타내는 그래프이다. 이 염소이온농도 그래프는 하수관거에 파손이 발생하였거나 파손이 의심되는 하수관거에서 실시간으로 측정된 것으로서 '측정 염소이온농도 그래프'라고 한다. 일반적으로 측정 염소이온농도 그래프는 이미 '표준 염소이온농도 그래프'가 작성된 하수관로에서 작성될 경우 유용하다. 즉, '측정 염소이온농도 그래프'를 '표준 염소이온농도 그래프'와 비교하면 하수관로가 파손되거나 손실되었는지를 쉽게 확인할 수 있다. Figure 2b is a graph showing the variation in the chlorine ion concentration measured in real time the flow rate of the sewage and chlorine ion concentration at the same measurement point of the sewer pipe. This chlorine ion concentration graph is measured in real time in the sewage pipe that is damaged or suspected of being damaged. In general, measured chlorine ion concentration graphs are useful if they are drawn from sewer lines where a 'standard chlorine ion concentration graph' has already been prepared. That is, comparing the measured chlorine ion concentration graph with the standard chlorine ion concentration graph, it is easy to check whether the sewer pipe is broken or lost.

도 2c은 '측정 염소이온농도 그래프'와 '표준 염소이온농도 그래프'를 비교한 그래프의 일 예를 보여준다. 도시된 바와 같이, 하수관로에 손상이 생기고 이 손상부를 통해 외부로부터 침입수나 고농도 유기성 폐수(불명수)가 유입되면, 실시간으로 측정한 '측정 염소이온농도 그래프'와 '표준 염소이온농도 그래프'가 서로 다른 패턴을 나타낸다. 이때 실시간으로 측정한 염소이온농도 그래프가 표준 염소이온농도 그래프의 설정범위(Cmax-Cmin)를 초과하면 그 측정지점의 상류에서 하수관로의 내부로 불명수가 유입되고 있다는 것을 의미한다. 즉, 측정 염소이온농도 그래프와 표준 염소이온농도 그래프의 설정범위와의 차이를 구하면 염소이온농도의 차(a)를 구할 수 있고, 측정 염소이온농도 그래프와 표준 염소이온농도 그래프의 두 교차점(t0 ,tm) 사이의 염소이온농도의 합(b)을 구하면, 일정 시간 동안(t0-tm)의 염소이온농의 변동량(b)을 구할 수 있다. 이 염소이온농도 변동량(b)은 정상상태의 하수관로에 비해서 늘어난 염소이온이나 줄어든 염소이온을 나타낸다.Figure 2c shows an example of a graph comparing the measured chlorine ion concentration graph and the standard chlorine ion concentration graph. As shown in the figure, when damage occurs to the sewer line and inflow water or high concentration organic wastewater (unknown water) flows from the outside, the measured chlorine ion concentration graph and the standard chlorine ion concentration graph measured in real time are mutually different. Represent another pattern. At this time, if the chlorine ion concentration graph measured in real time exceeds the setting range (Cmax-Cmin) of the standard chlorine ion concentration graph, it means that unknown water is introduced into the sewer pipe upstream of the measurement point. In other words, if the difference between the setting range of the measured chlorine ion concentration graph and the standard chlorine ion concentration graph is obtained, the difference (a) of the chlorine ion concentration can be obtained, and the two intersection points of the measured chlorine ion concentration graph and the standard chlorine ion concentration graph (t) When the sum (b) of chlorine ion concentration between 0 and tm) is obtained, the variation amount (b) of chlorine ion concentration for a predetermined time (t 0 -tm) can be obtained. This chlorine ion concentration fluctuation amount (b) represents increased chlorine ions or reduced chlorine ions compared to the steady state sewer pipe.

또한, 도 3을 참조하면, 측정 유량 그래프를 표준 유량 그래프와 비교하면, 정상상태인 하수관로와 손상된 하수관로를 흐르는 하수의 유량 차이(c)를 구할 수 있고 일정시간 동안(t0 ,tm)의 유량의 변동량(d)을 구할 수 있다.In addition, referring to FIG. 3, when the measured flow rate graph is compared with the standard flow rate graph, the flow rate difference (c) of the sewage flowing through the normal sewage pipe and the damaged sewage pipe can be obtained and the flow rate for a predetermined time (t 0 , tm) The amount of change d can be found.

또한, 도 4에서 보는 바와 같이, 측정 염소이온농도 그래프와 측정 유량 그래프 그리고 표준 염소이온농도 그래프 및 표준 유량 그래프를 이용하여 표준 침입수 그래프와 측정 침입수 그래프를 작성하면, 손상된 하수관로를 흐르는 하수의 침입수의 차이(e)를 구할 수 있고, 일정시간 동안(t0 ,tm)의 침입수의 변동량(f)도 구할 수 있다. In addition, as shown in Figure 4, using the measured chlorine ion concentration graph, the measured flow rate graph, the standard chlorine ion concentration graph and the standard flow rate graph to create a standard infiltration water graph and a measured infiltration water graph, The difference e of the infiltration water can be obtained, and the variation amount f of the intrusion water for a predetermined time (t 0 , tm) can also be obtained.

이와 같이, 본 발명에 따른 하수관거 모니터링 방법은, 첫째, 하수관거에 손상이 발생하지 않은 정상상태에서 측정한 하수 염소이온농도 변화 그래프와 실시간으로 측정한 하수의 염소이온농도 그래프를 비교하여 측정 하수 염소이온농도가 표준 염소이온농도 그래프에서 얼마나 벗어났는지를 감시하여 염소이온농도의 차(a)와 염소이온농도의 변동량(b)이 미리 설정된 범위를 초과하면 경고신호를 발생한다. 둘째, 경고신호가 발생한 경우에는 표준 유량 그래프와 측정 유량 그래프를 비교하여 유량의 차(c)와 일정기간 동안의 하수 유량의 변동량(d)을 분석한 후, 상기 염소이온농도의 변동량(b)과 유량의 변동량(d)을 이용하여 침입수 유량 그래프를 작성하여 침입수의 변동량(f)을 구하거나 침입수의 종류 및 침입수량을 산정한다.As such, the sewage pipe monitoring method according to the present invention, first, by comparing the sewage chlorine ion concentration graph measured in real time with no damage to the sewage pipe and the chlorine ion concentration graph of sewage measured in real time sewage chlorine ion It monitors how far the concentration is from the standard chlorine ion concentration graph, and generates a warning signal when the difference between the chlorine ion concentration (a) and the variation in the chlorine ion concentration (b) exceeds the preset range. Second, when a warning signal is generated, the difference in flow rate (c) and the amount of change in sewage flow rate (d) for a predetermined period are analyzed by comparing the standard flow rate graph with the measured flow rate graph, and then the change amount of the chlorine ion concentration (b). The inflow water flow rate graph is generated using the variation amount d of the excess flow rate to obtain the variation amount f of the intrusion water, or the type of infiltration water and the amount of infiltration water are calculated.

즉, 종래의 하수관거 모니터링 방법은, 하수의 유량을 직접 모니터하는 방식이다. 그런데 하수의 유량은 매 측정시간마다 급변하기 때문에 하수관거의 이상을 실시간으로 감시할 수 없을 뿐만 아니라 하수와 자연수 또는 고농도 유기성 폐수를 구분하지 못하기 때문에 침입수량을 실시간으로 파악할 수 없는 한계가 있었다. 그러나 본 발명의 하수관거 모니터링 방법은, 하수의 유량을 감시하는 것이 아니라 시간에 따른 변화가 거의 없는 염소이온농도를 감시하기 때문에 실시간으로 하수관거를 모니터링할 수 있다. 또한, 경고신호가 발생한 경우에만 하수의 유량을 분석하기 때문에 모니터링 시스템의 부하를 최소화할 수 있다.That is, the conventional sewage pipe monitoring method is a method of directly monitoring the flow rate of sewage. However, since the flow rate of sewage fluctuates every measurement time, it is not possible to monitor the sewage pipe abnormalities in real time, and because it does not distinguish between sewage and natural water or high concentration organic wastewater, there is a limitation that it is impossible to grasp the intrusion quantity in real time. However, the sewage pipe monitoring method of the present invention can monitor the sewage pipe in real time because it monitors the chlorine ion concentration which hardly monitors the flow rate of sewage but changes little with time. In addition, since the flow rate of sewage is analyzed only when a warning signal occurs, the load of the monitoring system can be minimized.

도 5는 본 발명에 따른 염소이온농도를 이용한 하수관거 모니터링 방법을 위한 모니터링 시스템을 보여주는 개략도이다. 도시된 바와 같이, 하수관거(110)의 동일한 측정지점에 설치된 유량센서(10)와 염소이온농도센서(20), 그리고 상기 유량센서(20) 및 염소이온농도센서(20)에서 측정한 염소이온농도 및 유량 데이터를 근거로 '측정 염소이온농도 그래프'와 '측정 유량 그래프'를 작성하고, 이것을 '표준 염소이온농도 그래프' 및 '표준 유량 그래프'와 비교하여, 실시간으로 측정한 염소이온농도가 표준 염소이온농도의 설정 범위를 초과하는지를 감시하고 미리 설정한 범위(Cmax-Cmin)를 초과하는 경우에는 1차 경고신호를 발생하고, 1차 경고신호가 발생한 경우에는 '측정 염소이온농도 그래프'와' 표준 염소이온농도 그래프'를 비교하여 일정 시간 동안 즉, 측정 염소이온농도가 미리 설정한 범위(Cmax-Cmin)를 초과하는 시간 동안의 염소이온농도의 변동량을 계산하여 미리 설정된 염소이온농도의 변동량을 초과하였는지를 판단하고 그 범위를 초과하는 경우에는 2차 경고신호를 발생하며, 2차 경고신호가 발생한 경우에는 '측정 유량 그래프'와 '표준 유량 그래프'를 비교하여 일정 시간 동안 즉, 측정 염소이온농도가 미리 설정한 범위(Cmax-Cmin)를 초과하는 시간 동안의 하수 유량의 변동량을 계산하고, 상기한 염소이온농도의 변동량과 하수 유량의 변동량을 근거로 침입수의 종류와 누수를 판단하고 침입수량을 계산하고, 계산된 침입수량이 미리 설정된 침입수량을 초과하는 경우에는 관리자에게 경보신호를 발생하는 모니터링 서버(30)를 포함하여 이루어진다. Figure 5 is a schematic diagram showing a monitoring system for the sewage pipe monitoring method using a chloride ion concentration according to the present invention. As shown, the chlorine ion concentration measured by the flow sensor 10 and the chlorine ion concentration sensor 20, and the flow sensor 20 and chlorine ion concentration sensor 20 installed at the same measurement point of the sewage pipe 110 Based on the flow rate data and the flow rate data, a 'chlorine ion concentration graph' and a 'measured flow graph' are prepared and compared with the 'standard chloride ion concentration graph' and 'standard flow graph', and the measured chloride ion concentration is measured in real time. Monitor if it exceeds the setting range of chlorine ion concentration, and if it exceeds the preset range (Cmax-Cmin), the first warning signal is generated, and if the first warning signal occurs, the measured chlorine ion concentration graph and Comparing the standard chlorine ion concentration graph, the amount of variation in the chlorine ion concentration for a certain time period, i.e., during the time when the measured chlorine ion concentration exceeds the preset range (Cmax-Cmin), is calculated. It is determined whether the variation in the SOI concentration has been exceeded, and if it exceeds the range, a second warning signal is generated.If a second warning signal occurs, the measured flow graph and the standard flow graph are compared for a predetermined time. That is, the fluctuation amount of the sewage flow rate during the time when the measured chlorine ion concentration exceeds the preset range (Cmax-Cmin) is calculated, and the type of infiltration water and the inflow water type are based on the fluctuation amount of the chlorine ion concentration and the fluctuation amount of the sewage flow rate. It is made to include a monitoring server 30 to determine the leak, calculate the intrusion quantity, and if the calculated intrusion quantity exceeds the preset intrusion quantity to generate an alarm signal to the administrator.

이어, 도 6은 본 발명에 따른 염소이온농도를 이용한 하수관거 모니터링 방법의 일 실시 예를 보여준다. 도시된 바와 같이, 본 발명의 염소이온농도를 이용한 하수관거 모니터링 방법은, 크게 유량센서(10)와 염소 이온농도센서(20)를 이용하여 하수관거(110)의 동일한 측정지점을 흐르는 하수의 유량과 염소 이온 농도를 측정하는 측정단계(S1)와,6 shows an embodiment of a sewage pipe monitoring method using a chlorine ion concentration according to the present invention. As shown, the sewage pipe monitoring method using the chlorine ion concentration of the present invention, the flow rate of the sewage and chlorine flowing through the same measuring point of the sewage pipe 110 by using the flow sensor 10 and the chlorine ion concentration sensor 20 largely Measuring step (S1) for measuring the ion concentration,

상기 측정단계(S1)에서 측정된 하수의 유량과 염소이온농도를 상기 모니터링 서버(30)의 저장장치에 순차적으로 저장하는 저장단계(S2)와, A storage step (S2) of sequentially storing the flow rate of the sewage and the chlorine ion concentration measured in the measuring step (S1) in a storage device of the monitoring server 30;

상기 측정단계(S1)에서 측정된 염소이온농도를 시간에 따른 염소이온농도의 변동으로 나타내는 '측정 염소이온농도 그래프'를 작성하는 측정농도그래프 작성단계(S3)와, A measurement concentration graph preparation step (S3) of preparing a 'measurement chlorine ion concentration graph' indicating the chlorine ion concentration measured in the measuring step (S1) as a change in the chlorine ion concentration with time;

상기 저장단계(S2)에서 저장된 과거 정상상태의 하수의 염소이온농도를 시간에 따른 염소이온농도의 변동으로 나타내는 '표준 염소이온농도 그래프'를 작성하는 표준농도그래프 작성단계(S4)를 포함한다. And a standard concentration graph preparing step (S4) of preparing a 'standard chlorine ion concentration graph' indicating the chlorine ion concentration of the past steady state stored in the storage step (S2) as a change in the chlorine ion concentration over time.

이어서, 상기 측정농도그래프 작성단계(S3)에서 작성된 '측정 염소이온농도 그래프'와 상기 표준농도그래프 작성단계(S4)에서 작성된 '표준 염소이온농도 그래프'를 비교하여 측정 염소이온농도가 표준 염소이온농도의 설정범위를 벗어나는지를 감시하고 설정된 범위를 넘는 경우에는 그 기간 동안에 변동한 염소이온농도의 변동량을 계산하는 농도변동량 산정단계(S5)를 더 포함한다.Subsequently, the measured chlorine ion concentration graph prepared in the measurement concentration graph preparation step (S3) and the 'standard chlorine ion concentration graph' prepared in the standard concentration graph preparation step (S4) are compared, and the measured chlorine ion concentration is compared to the standard chlorine ion. The method further includes a concentration variation calculation step (S5) of monitoring whether the concentration is out of the set range, and calculating the amount of variation in the chlorine ion concentration varied during the period.

그리고 상기 농도변동량 산정단계(S5)에서 산정된 염소이온농도의 변동량이 설정된 범위를 초과하는 비교하는 비교단계(S6)와 미리 설정된 범위를 초과할 경우에 경고신호를 발생하는 경고발생단계(S6)로 이루어진다.And a comparison step (S6) of comparing the fluctuation amount of the chlorine ion concentration calculated in the concentration fluctuation calculation step (S5) with a value exceeding a set range and a warning generating step (S6) of generating a warning signal when the predetermined range is exceeded. Is made of.

또한, 본 발명은, 상기 경고발생단계(S7)에서 경고신호가 발생한 경우에 상기 저장단계(S2)에서 저장된 측정 하수의 유량이나 상기 측정단계에서 측정된 하수의 유량을 근거로 시간에 따른 하수의 유량 변동을 나타내는 '측정 유량 그래프'를 작성하는 측정유량그래프 작성단계(S8)와, 상기 저장단계(S2)에서 저장된 과거 정상상태의 하수 유량을 시간에 따른 하수의 유량 변동을 나타내는 '표준 유량 그래프'를 작성하는 표준유량그래프 작성단계(S9)를 포함한다., In addition, the present invention, when the warning signal occurs in the warning step (S7) of the sewage over time based on the flow rate of the measured sewage stored in the storage step (S2) or the flow rate of the sewage measured in the measuring step Measurement flow graph preparation step (S8) for creating a 'measurement flow graph' representing the flow rate change, and the 'standard flow rate graph showing the fluctuation of the flow rate of the sewage over time in the past steady state sewage flow rate stored in the storage step (S2) Includes a standard flow graph creation step (S9) of writing ','

그리고 상기 측정유량그래프 작성단계(S8)에서 작성된 '측정 유량 그래프'와 상기 표준유량그래프 작성단계(S9)에서 작성된 '표준 유량 그래프'를 비교하여 하수 유량 변동과 일정 시간 동안의 하수 유량의 변동량을 산정하는 유량변동량 산정단계(S10)를 포함한다.Then, the flow rate of the sewage flow and the change of the sewage flow rate for a predetermined time are compared by comparing the 'measured flow graph' created in the measurement flow graph preparation step (S8) with the 'standard flow graph' created in the standard flow graph preparation step (S9). It includes the step of calculating the flow rate variation to be calculated (S10).

또한, 본 발명은, 상기 농도변동량 산정단계(S5)에서 산정된 염소이온농도 변동량 그리고 상기 유량변동량 산정단계(S10)에서 산정된 유량의 변동량을 근거로 침입수의 종류 및 침입수량을 산정하는 누수 및 침입수 분석단계(S11)와, 상기 누수 및 침입수 분석단계(S11)에서 산정된 침입수의 변동량이 일정 범위를 초과하는 경우에 관리자에게 경보신호를 발신하는 경보발생단계(S12)를 포함하여 이루어진다.In addition, the present invention, the leakage of calculating the type of infiltration water and the amount of infiltration water based on the chlorine ion concentration fluctuation amount calculated in the concentration fluctuation calculation step (S5) and the flow rate fluctuation amount calculated in the flow rate fluctuation calculation step (S10). And an incidence analysis step (S11), and an alarm generation step (S12) for sending an alarm signal to an administrator when the amount of change of the infiltration water calculated in the leak and intrusion water analysis step (S11) exceeds a predetermined range. It is done by

이와 같이 본 발명은 '표준 염소이온농도 그래프'와 '측정 염소 이온 농도 그래프'를 이용하여 염소이온농도의 변동을 관찰하고, 상기 염소이온농도의 변동량이 일정 범위를 초과하는 경우에만 '표준 유량 그래프'와 '측정 유량 그래프'를 이용하여 하수의 변동량 및 침입수의 변동량을 계산함으로써 유량 및 침입수량을 분석하는 과정을 최소로 하여 시스템의 부하를 줄일 수 있다.As described above, the present invention observes the variation in the chlorine ion concentration using the 'standard chlorine ion concentration graph' and the 'measured chlorine ion concentration graph', and the 'standard flow rate graph only when the variation in the chlorine ion concentration exceeds a predetermined range. By using the 'and' measured flow graphs' to calculate the fluctuations of the sewage and the intrusion water, it is possible to reduce the load on the system by minimizing the process of analyzing the flow and the inflow water.

그리고, 도 7은 본 발명의 염소이온농도를 이용한 하수관거 모니터링 방법의 다른 실시 예를 보여준다. 도시된 바와 같이, 본 발명의 하수관거 모니터링 방법은, 측정단계(S1), 측정농도그래프 작성단계(S3), 표준그래프 작성단계(S4), 농도변동량 산정단계(S5), 농도변동량 비교단계(S6), 유량변동량 산정단계(S10), 누수 및 침입수 분석단계(S11) 및 표준그래프 검색단계(S13)를 포함하여 이루어진다.And, Figure 7 shows another embodiment of the sewage pipe monitoring method using the chlorine ion concentration of the present invention. As shown, the sewage pipe monitoring method of the present invention, measuring step (S1), measurement concentration graph preparation step (S3), standard graph preparation step (S4), concentration fluctuation calculation step (S5), concentration fluctuation comparison step (S6) ), Flow rate calculation step (S10), leak and intrusion water analysis step (S11) and standard graph search step (S13) is made.

상기 측정단계(S1)는, 유량센서(10)와 염소 이온농도센서(20)를 이용하여 하수관거(110)의 동일 측정지점을 흐르는 하수의 유량과 염소 이온 농도를 측정하는 단계이다.The measuring step (S1) is a step of measuring the flow rate and chlorine ion concentration of the sewage flowing through the same measuring point of the sewage pipe 110 using the flow sensor 10 and the chlorine ion concentration sensor 20.

상기 측정농도그래프 작성단계(S3)는, 실시간으로 측정된 염소이온농도를 근거로 모니터링 서버(30)에서 시간에 따른 염소이온농도의 변동을 나타내는 '측정 염소이온농도 그래프'를 작성하고 표시하는 단계이다.The measurement concentration graph preparing step (S3), the step of creating and displaying a 'measured chlorine ion concentration graph' indicating the change in chlorine ion concentration with time on the monitoring server 30 based on the chlorine ion concentration measured in real time to be.

상기 표준그래프 작성단계(S4)는, 측정된 하수의 유량과 염소이온농도를 순차적으로 저장하고 과거 정상상태의 하수의 유량과 염소이온농도를 근거로 시간에 따른 염소이온농도의 변동을 나타내는 '표준 유량 그래프'와 '표준 염소이온농도 그래프'를 작성하고 저장하는 단계이다. 이를 위해, 상기 표준그래프 작성단계(S4)는 측정단계(S1)에서 측정된 하수의 유량 및 염소이온농도의 데이터를 저장하는 데이터저장단계와, 저장된 데이터 중에서 정상상태의 데이터를 근거로 작성된 각종 표준 그래프를 저장하는 표준그래프 저장단계를 포함한다.The standard graph preparation step (S4), the stored standard flow rate of the sewage and chlorine ion concentration is sequentially stored and 'standard' representing the change in chlorine ion concentration over time based on the flow rate and chlorine ion concentration of the past steady state This step is to create and save 'flow graph' and 'standard chloride ion concentration graph'. To this end, the standard graph preparation step (S4) is a data storage step for storing data of the flow rate and chlorine ion concentration of the sewage measured in the measurement step (S1), and various standards created based on the steady-state data from the stored data It includes a standard graph storage step for saving a graph.

일반적으로 일정한 하수처리구역에 하수관로가 신설되거나 수리 등을 통해 정상적으로 운영 중인 경우에는 하수관로를 통과하는 하수의 유량과 염소이온농도는 일정한 표준 패턴을 보인다. 그런데 이러한 표준 패턴을 시간에 따른 그래프로 작성할 때, 분, 시간, 일, 주, 월 등의 시간 간격에 따라 서로 다른 패턴을 보이게 된다.(도 11참조) 또한, 그래프의 시간 간격이 변동되면 침입수의 설정범위도 변하게 된다. 예를 들어, 시간간격이 좁으면 설정범위가 상대적으로 넓어지고 시간간격이 넓으면 설정범위는 상대적으로 좁아지게 된다. 따라서 하수관거의 상태를 정확하게 모니터하기 위해서, 상기 표준그래프 작성단계(S4)는 다양한 시간 간격으로 여러 종류의 표준그래프를 작성하여 저장하고 각각의 시간 간격에 적합한 허용범위를 설정한다.In general, when a sewage pipeline is newly established in a certain sewage treatment area or is operating normally through repair, the sewage flow rate and chlorine ion concentration through the sewage pipeline show a certain standard pattern. However, when such a standard pattern is plotted over time, different patterns are displayed according to time intervals such as minutes, hours, days, weeks, and months (see FIG. 11). The set range of numbers also changes. For example, if the time interval is narrow, the setting range becomes relatively wide, and if the time interval is wide, the setting range becomes relatively narrow. Therefore, in order to accurately monitor the condition of the sewage pipe, the standard graph preparation step S4 creates and stores various types of standard graphs at various time intervals and sets an allowable range suitable for each time interval.

특히, 침입수나 누수의 설정범위는 경제성을 고려하여 선정된다. 지하에 매설되는 하수관거의 특성상 일정 범위 내에서 침입수나 누수를 허용하는 것이 경제적이다. 침입수량이나 누수량이 상대적으로 적은 경우에는 하수처리시설에 미치는 악영향이 작은 반면에 하수관거의 교체나 수리 비용이 많이 들기 때문이다. 이에 따라 염소이온농도의 변동량이 미리 설정된 범위를 넘지 않는 경우에는 경고신호가 발생되지 않도록 설정할 수 있다. 이러한 설정범위는 당해 하수관로의 특성을 고려하여 전문가가 미리 결정하여 입력한다.In particular, the setting range of intrusion water or leakage is selected in consideration of economics. Due to the nature of sewage pipes buried underground, it is economical to allow intrusion or leakage within a certain range. If the amount of infiltration or leakage is relatively small, the adverse effect on the sewage treatment plant is small, but the cost of replacing or repairing the sewage pipe is high. Accordingly, when the amount of change in the chlorine ion concentration does not exceed a preset range, the warning signal may be set not to occur. This setting range is determined by the expert in advance in consideration of the characteristics of the sewer pipe.

상기 농도변동량 산정단계(S5)는, 측정된 염소이온농도를 근거로 작성된 '측정 염소이온농도 그래프'와 이 '측정 염소이온농도 그래프'에 대응하는 '표준 염소이온농도 그래프'를 비교하여 염소이온농도의 차와 염소이온농도의 변동량을 산정한다. 이를 위해서, 상기 농도변동량 산정단계(S5)는, '측정 염소이온농도 그래프'와 대응하는 표준 그래프를 불러오기 위해서 상기 표준그래프 작성단계(S4)에서 작성된 '표준 염소이온농도 그래프'를 검색하는 표준그래프 검색단계(S13)와, 검색된 '표준 염소이온농도 그래프'를 '측정 염소이온농도 그래프'와 비교하기 위해서 정렬하는 표준그래프 정렬단계와, '표준 염소이온농도 그래프'를 '측정 염소이온농도 그래프'를 비교하여 염소이온농도의 변동량을 산정하는 농도그래프 분석단계를 포함한다.In the step of calculating the concentration variation (S5), a chlorine ion is compared by comparing a 'measured chlorine ion concentration graph' and a 'standard chlorine ion concentration graph' corresponding to the 'measured chlorine ion concentration graph' based on the measured chlorine ion concentration. Calculate the difference in concentration and the variation in chlorine ion concentration. To this end, the concentration variation calculation step (S5), a standard for searching the 'standard chlorine ion concentration graph' created in the standard graph preparation step (S4) in order to bring up the standard graph corresponding to the 'measured chlorine ion concentration graph' A graph search step (S13), a standard graph sorting step for sorting the searched 'standard chlorine ion concentration graph' with a 'measured chlorine ion concentration graph', and a 'standard chlorine ion concentration graph' for the 'measured chlorine ion concentration graph' 'Concentration graph analysis step to calculate the amount of change in the chloride ion concentration by comparing the'.

이어서, 상기 농도변동량 비교단계(S6)는, '측정 염소이온농도 그래프'와 '표준 염소이온농도 그래프'를 비교한 결과 염소이온농도의 변동량이 일정 범위를 초과하는 경우에 경고신호를 발생시킨다.Subsequently, the concentration variation comparison step (S6) generates a warning signal when the amount of variation in the chlorine ion concentration exceeds a predetermined range as a result of comparing the 'measured chlorine ion concentration graph' with the 'standard chlorine ion concentration graph'.

그리고 상기 유량변동량 산정단계(S10)는, 상기 농도변동량 비교단계(S6)에서 경고신호가 발생한 경우에, 측정된 하수 유량을 근거로 '측정 유량 그래프'를 작성하고 작성된 '측정 유량 그래프'에 대응하는 '표준 유량 그래프'를 검색하여 하수 유량의 변동량을 계산한다. 이를 위해 상기 유량변동 산정단계(S10)는, '측정 유량 그래프'와 대응하는 표준 그래프를 불러오기 위해서 상기 표준그래프 작성단계(S4)에서 작성된 '표준 유량 그래프'를 검색하는 표준그래프 검색단계(S13)와, 검색된 '표준 유량 그래프'를 '측정 유량 그래프'와 비교하기 위해서 정렬하는 표준그래프 정렬단계와, '표준 유량 그래프'를 '측정 유량 그래프'를 비교하여 유량 변동량을 산정하는 유량그래프 분석단계를 포함한다.The flow rate variation calculation step S10 corresponds to a 'measurement flow graph' that is generated by creating a 'measurement flow graph' based on the measured sewage flow rate when a warning signal occurs in the concentration fluctuation comparison step S6. Calculate the amount of change in sewage flow by searching the 'standard flow graph'. To this end, the flow rate calculation step (S10) is a standard graph search step (S13) for searching the 'standard flow graph' created in the standard graph preparation step (S4) in order to bring up the standard graph corresponding to the 'measured flow graph' ), A standard graph sorting step of sorting the searched 'standard flow graph' to compare with the 'measured flow graph', and a flow graph analysis step of calculating the flow rate variation by comparing the 'standard flow graph' with the 'measured flow graph' It includes.

이때, 상기 표준그래프 검색단계(S13)는, 실시간으로 작성하고 있는 측정 그래프의 측정 시각과 측정 위치정보뿐만 아니라 요일, 날씨 등의 다양한 검색조건을 이용하여 검색할 수 있다. 예를 들어, 실시간으로 유량 및 염소 이온 농도를 측정하는 동안에 날씨가 바뀌면 바뀐 날씨에 따라 새로운 표준그래프를 검색하여 불러온다.In this case, the standard graph search step (S13) may be searched using various search conditions such as the day of the week and the weather as well as the measurement time and measurement position information of the measurement graph created in real time. For example, if the weather changes while measuring flow rate and chlorine concentration in real time, a new standard graph is retrieved and retrieved according to the changed weather.

그리고, 상기 표준그래프 정렬단계는, 검색된 '표준 그래프'와 실시간으로 작성되고 있는 '측정 그래프'를 서로 비교하여 두 그래프의 패턴은 서로 유사하나 시간차가 발생하여 두 패턴 사이에 위상 차가 있는 경우에, 표준 그래프와 측정 그래프를 정확하게 비교할 수 있도록 표준 그래프를 시간 축 방향으로 이동시켜 '표준 그래프'와 '측정 그래프'를 일치시킨다. 즉, 표준 그래프와 측정 그래프의 위상이 일치하여야 그 변동량을 정확하게 산정할 수 있다. 상기 표준그래프 정렬단계는 퍼지추론시스템에 의해서 구현될 수 있다.The standard graph sorting step compares the searched 'standard graph' and the 'measurement graph' created in real time to each other, but when the patterns of the two graphs are similar to each other but a time difference occurs, there is a phase difference between the two patterns. Move the standard graph in the time axis direction so that the standard graph and the measurement graph are accurately compared to match the 'standard graph' and 'measure graph'. In other words, the phases of the standard graph and the measured graph must coincide to accurately calculate the variation amount. The standard graph alignment step may be implemented by a fuzzy inference system.

그리고 상기 누수 및 침입수 분석단계(S11)는, 상기 농도변동량 산정단계(S5)에서 산정한 염소이온농도 변동량 및 상기 유량변동량 산정단계(S10)에서 산정한 유량의 변동량을 근거로 침입수의 종류 및 누수와 침입수량을 산정한다.The leakage and infiltration water analyzing step (S11) is a type of infiltration water based on the variation in the chlorine ion concentration variation calculated in the concentration variation calculation step (S5) and the variation in the flow rate calculated in the flow rate variation calculation step (S10). And estimating leaks and intrusions.

예를 들어, 상기 농도변동량 산정단계(S5)는, 표준 염소이온농도 그래프와 측정 염소이온농도 그래프를 비교하여, 일정시간 동안의 염소이온농도의 변동량을 산정한다. 염소이온농도의 변동량은 크게 양(+)의 값이나 음(-)의 값을 가질 수 있다. 또한, 상기 유량변동량 산정단계(S10)에서는, 표준 유량 그래프와 측정 유량 그래프를 비교하여, 일정시간 동안의 하수 유량의 변동량을 산정한다. 유량의 변동량도 크게 양(+)의 값이나 음(-)의 값을 가질 수 있다. 따라서 염소이온농도 변동량의 증감과 유량 변동량의 증감을 이용하면 하수관거로 유입되는 침입수의 종류를 판별할 수 있다. For example, in the step of calculating the concentration variation (S5), the standard chlorine ion concentration graph is compared with the measured chlorine ion concentration graph, and the amount of variation in the chlorine ion concentration for a predetermined time is calculated. The amount of change in chlorine ion concentration may be largely positive or negative. In addition, in the flow rate fluctuation calculation step (S10), the standard flow rate graph and the measured flow rate graph are compared, and the fluctuation amount of the sewage flow rate for a predetermined time is calculated. The fluctuation amount of the flow rate may also have a positive value or a negative value. Therefore, it is possible to determine the type of intrusion water flowing into the sewage pipe by using the increase and decrease of the chlorine ion concentration fluctuation amount and the flow rate fluctuation amount.

즉, 염소이온농도의 변동량이 음(-)의 값을 가지면서 하수 유량의 변동량이 양(+)의 값을 갖는 경우에는 관내로 자연수에 가까운 침입수가 유입되는 경우이고, 염소이온농도의 변동량이 양(+)의 값을 가지면서 하수 유량의 변동량도 양(+)의 값을 갖는 경우에는 관내로 고농도의 유기성 폐수가 유입되는 경우이며, 염소이온농도의 변동량이 음(-)의 값을 가지면서 하수 유량의 변동량도 양(+)의 값을 갖는 경우에는 관내로 자연수에 가까운 침입수가 유입되는 동시에 누수가 발생하는 경우이고, 염소이온농도의 변동량이 양(+)의 값을 가지면서 유량의 변동량이 음(-)의 값을 갖는 경우에는 관내로 고농도의 유기성 폐수가 유입되는 동시에 누수가 발생하는 경우이다. 여기서 고농도의 유기성 폐수는 일반 하수보다 염소이온농도가 높은 축산폐수나 공업폐수를 말한다. In other words, if the variation in chlorine ion concentration is negative and the variation in sewage flow rate is positive, infiltration water close to natural water flows into the pipe. In case of positive value and fluctuation amount of sewage flow rate is positive value, high concentration of organic wastewater is introduced into the pipe, and fluctuation amount of chlorine ion concentration has negative value. However, if the fluctuation amount of the sewage flow rate also has a positive value, infiltration water close to natural water flows into the pipe and water leakage occurs, while the fluctuation amount of chlorine ion concentration has a positive value and If the variation is negative, high concentrations of organic wastewater flow into the pipe and leakage occurs. Here, high concentration organic wastewater refers to livestock waste or industrial wastewater with higher chlorine ion concentration than general sewage.

또한, 상기 누수 및 침입수 분석단계(S11)에서는 누수 및 침입수량을 산정할 수 있다. 예를 들어, 누수량은 표준 유량그래프와 측정 유량 그래프를 비교하여 직접 산정할 수 있으나, 침입수량은 표준 유량그래프와 측정 유량 그래프를 이용하여 직접 산정할 수 없고 염소 이온 물질 식을 이용하여 산정한다.
In addition, in the leak and intrusion water analysis step (S11), it is possible to calculate the leakage and intrusion water amount. For example, the leakage can be directly calculated by comparing the standard flow graph and the measured flow graph, but the intrusion water quantity cannot be calculated directly using the standard flow graph and the measured flow graph, but is calculated using the chlorine ion substance formula.

즉, 하수관로가 손상되기 전 상태인 하수관로의 한 측정지점에서, 임의의 측정 시각(t)에 측정한 유량을 표준 유량 "Qs"라 하고, 같은 측정 시각에 측정한 염소이온농도를 표준 염소이온농도 "Cs" 라고 하며, 같은 측정 시각에 같은 측정지점을 통과하는 하수에 포함된 염소 이온의 양을 표준 염소 이온 량 "Ks"라 할 때, 표준 염소 이온 량(Ks)은 표준 염소이온농도(Cs)에 표준 유량(Qs)을 곱하여 얻어진다. 이를 염소 이온의 물질수지 식이라 한다. 여기서 영문자 s는 표준(standard)을 나타낸다.That is, at one measurement point of the sewer pipe before the sewer pipe is damaged, the flow rate measured at an arbitrary measurement time t is referred to as the standard flow rate "Qs", and the chlorine ion concentration measured at the same measurement time is the standard chlorine ion concentration. Referred to as "Cs", and when the amount of chlorine ions contained in the sewage passing through the same measuring point at the same measurement time is the standard amount of chlorine ion "Ks", the standard amount of chlorine ion (Ks) is the standard chlorine ion concentration (Cs) ) Is multiplied by the standard flow rate (Qs). This is called the mass balance formula of chlorine ions. Where the letter s represents a standard.

Qs x Cs = Ks..................................................(1)Qs x Cs = Ks ........................................ .....(One)

따라서 일정 시간 동안 하수관거를 통과하는 하수에 포함되어 있는 표준 염소 이온 총량 즉, 표준 염소 이온 총량(∑Ksi)은 아래의 수식으로 표시된다. 여기서 "∑"는 일정시간 동안의 합을 의미하고, i는 일정한 시간을 나타내는 것으로 i=1,2,3...n이다. 따라서 ∑Ksi는 1~n시간 동안 하수관거를 통과한 하수에 포함된 염소이온농도의 총합을 의미한다.Therefore, the total amount of standard chlorine ions contained in the sewage that passes through the sewer pipe for a predetermined time, that is, the total amount of standard chlorine ions (∑ Ksi) is represented by the following formula. Here, "∑" means a sum for a certain time, i represents a certain time, i = 1, 2, 3 ... n. Thus, ∑Ksi means the sum of the concentration of chlorine ions contained in the sewage after passing through the sewer pipe for 1 to n hours.

∑Qsi x ∑Csi = ∑Ksi........................................(2)∑Qsi x ∑Csi = ∑Ksi ........................ (2 )

한편, 어느 하수처리구역의 크기나 인구에 변경이 없고 그 처리구역에 살고 있는 사람의 생활패턴이 일정하면 동일한 일정시간 동안(1~n) 통과한 하수에 포함된 염소 이온의 총량(∑Ksi)은 일정하다. 이것은 일정한 하수처리구역에 살고 있는 사람들이 일정 시간 동안에 배출하는 염소 이온의 양은 같다는 경험에 의한 것이다.On the other hand, if there is no change in the size or population of any sewage treatment area and the living patterns of people living in the treatment area are constant, the total amount of chlorine ions contained in the sewage that has passed through the same period of time (1 to n) (∑ Ksi) Is constant. This is due to the experience that people living in certain sewage treatment areas have the same amount of chlorine ions discharged over time.

따라서 어느 하수관로의 동일한 측정지점에서 일정한 시간 동안(1~n)에 실시간으로 측정한 하수의 총 유량을 "∑Qri"이라고 하고, 같은 시간 동안 실시간으로 측정한 염소이온농도의 총량을 "∑Cri"라고 하면, 같은 시간 동안 그 측정지점을 통과하는 하수에 포함된 측정 염소 이온의 총량(∑Kri)은 하수관로에 이상이 없으면 표준 염소 이온의 총량(∑Ksi)과 같을 것이다. 여기서 영문자 r은 측정(real)을 의미한다. 이를 수식으로 표시하면 아래와 같다.Therefore, the total flow rate of sewage measured in real time for a certain time (1 ~ n) at the same measuring point of any sewer pipe is called “∑Qri”, and the total amount of chlorine ion concentration measured in real time for the same time is “∑Cri”. In this case, the total amount of measured chlorine ions (∑Kri) contained in the sewage passing through the measuring point for the same time will be equal to the total amount of standard chlorine ions (∑Ksi) if there is no abnormality in the sewer pipe. Here the letter r stands for real. If this is expressed as an expression, it is as follows.

∑Kri = ∑Ksi..................................................(3)∑Kri = ∑Ksi ....................................... ..... (3)

여기서 i는 동일한 측정시간(1~n)을 나타낸다. 식(1)을 이용하여 풀면,Where i represents the same measurement time (1 to n). If you solve using equation (1),

∑Qri x ∑Cri = ∑Qsi x ∑Csi ................................(4)∑Qri x ∑Cri = ∑Qsi x ∑Csi ................. (4)

그런데 실제로 하수관로의 측정지점 상류에 하수관로의 파손이나 손상이 발생하여 이 손상부를 통해 침입수가 관내로 유입되거나 관내의 하수가 외부로 누수 되었다면, 실제 측정한 하수의 총 유량(∑Qri)은 증가거나 감소하고 측정 염소이온농도의 총량(∑Cri) 또한 증가하거나 감소하게 된다. However, if the sewage pipe breakage or damage has occurred upstream of the measuring point of the sewer pipe and the intrusion water flows into the pipe through the damaged part or the sewage in the pipe leaks to the outside, the total measured sewage flow rate (∑Qri) of the sewage pipe is increased or decreased. The total amount of chlorine ion concentration measured (∑Cri) will also increase or decrease.

예를 들어, 하수관로에 손상이 발생하여 측정 하수의 총 유량이 표준 하수의 총 유량에 비해 증가하는 침입수(Qinf)가 발생하였다면, 측정 하수의 총 유량(∑Qri)은 표준 하수의 총 유량(∑Qri)에 손상부위를 통해 관내로 유입된 침입수 총 유량(∑Qinf)을 합한 것과 같으므로 위 식(3)은 다음과 같이 정리할 수 있다.For example, if damage has occurred to the sewer line resulting in infiltration water (Qinf) where the total flow rate of the measured sewage is increased compared to the total flow rate of the standard sewage, the total flow rate of the measured sewage (∑Qri) is equal to the total flow rate of the standard sewage ( Since ∑Qri) is equal to the sum of the total influent water flow rate (∑Qinf) introduced into the pipe through the damaged part, Eq. (3) can be summarized as follows.

∑(Qri x Cri) = ∑(Csi x Qsi) + ∑(Cinf x Qinf)..................(5)∑ (Qri x Cri) = ∑ (Csi x Qsi) + ∑ (Cinf x Qinf) ..... (5)

여기서, Cinf는 침입수의 염소이온농도이고, Qinf은 침입수의 유량이다. Where Cinf is the concentration of chlorine ions in the infiltration water and Qinf is the flow rate of the infiltration water.

따라서 측정지점에서 측정되는 측정 염소이온농도의 총량을 구하기 위해서 위 식(5)을 다시 정리하면,Therefore, to re-arrange Equation (5) to find the total amount of chlorine ion concentration measured at the measurement point,

∑Cri = (∑(Csi x Qsi) + ∑(Cinf x Qinf)) ÷ ∑Qri...............(6)∑Cri = (∑ (Csi x Qsi) + ∑ (Cinf x Qinf)) ÷ ∑Qri ............... (6)

∑Cri = (∑(Csi x Qsi) + ∑(Cinf x Qinf)) ÷ ∑(Qsi + Qinf)......(7)∑Cri = (∑ (Csi x Qsi) + ∑ (Cinf x Qinf)) ÷ ∑ (Qsi + Qinf) ...... (7)

여기서 ∑Qri = ∑(Qsi + Qinf) 즉, 측정 하수의 총 유량은 표준 하수의 총 유량에 침입수의 총 유량을 합한 것이다.Where ∑Qri = ∑ (Qsi + Qinf), i.e., the total flow of measured sewage is the total flow of standard sewage plus the total flow of intruded water.

한편, 하수관로에서 문제가 되는 것은 하수와 같이 오염된 물의 유입이 아니라 하수처리시설에서 문제를 일으키는 자연수와 같이 오염되지 않은 물이다. 따라서 침입수량을 산정할 때는 침입수를 지하수나 우수와 같은 자연수로 간주하고 산정하는 것이 바람직하다. 따라서 상기 식(7)에서도 침입수의 염소이온농도(Cinf)는 '0'인 것으로 가정한다. 이것은 실제 지하수나 우수와 같은 자연수에는 염소이온농도가 극히 적게 포함되어 있다는 점과 일치한다. 또한 하수관로 내부로 침입수가 유입되면 대부분 측정 염소이온농도가 떨어지고 하수의 유량은 증가하는 결과와도 일치한다. 아울러, 침입수의 염소이온농도(Cinf)를 '0'으로 가정하고 침입수량을 산정하여야 침입수량이 최대로 산정되어 하수관로의 유지관리에 유리한 점이 있다. On the other hand, the problem in the sewage pipeline is not the inflow of contaminated water, such as sewage, but uncontaminated water, such as natural water causing problems in the sewage treatment facility. Therefore, when estimating the amount of infiltration, it is desirable to consider the infiltration water as natural water such as groundwater or rainwater. Therefore, in Equation (7), it is assumed that the chlorine ion concentration (Cinf) of the infiltration water is '0'. This is consistent with the fact that natural waters such as groundwater and rainwater contain very low levels of chlorine ions. In addition, the inflow of sewage into the sewage pipe is mostly consistent with the result that the measured chlorine ion concentration decreases and the sewage flow rate increases. In addition, the chlorine ion concentration (Cinf) of the intrusion water is assumed to be '0' and the intrusion water should be calculated to have the maximum infiltration water, which is advantageous for the maintenance of the sewer pipe.

따라서 위 식(6)을 계속하여 정리하면, Therefore, if we continue to summarize the above equation (6),

∑Cri = (∑(Csi x Qsi) ÷ ∑(Qsi + Qinf)........................(8)∑Cri = (∑ (Csi x Qsi) ÷ ∑ (Qsi + Qinf) ....................... (8)

여기서, ∑(Qsi x Csi) = ∑Ksi이므로 이 식(8)에서 침입수의 총 유량(∑Qinf)을 구하기 위하여 정리하면,Here, ∑ (Qsi x Csi) = ∑Ksi, so to sum up to find the total flow rate (∑Qinf) of intrusion water in this equation (8),

∑Cri = ∑Ksi ÷ ∑(Qsi + Qinf).................................(9) ∑Cri = ∑Ksi ÷ ∑ (Qsi + Qinf) ....................... (9)

∑(Qsi + Qinf) x ∑Cri = ∑Ksi...................................(10)∑ (Qsi + Qinf) x ∑Cri = ∑Ksi .................... (10)

(∑Qsi x ∑Cri) + (∑Qinf x ∑Cri) = ∑Ksi.......................(11)(∑Qsi x ∑Cri) + (∑Qinf x ∑Cri) = ∑Ksi ....................... (11)

(∑Qinf x ∑Cri) = ∑Ksi - (∑Qsi x ∑Cri).......................(12)(∑Qinf x ∑Cri) = ∑Ksi-(∑Qsi x ∑Cri) ....... (12)

∑Qinf = (∑Ksi - (∑Qsi x ∑Cri)) ÷ ∑Cri .....................(13)∑Qinf = (∑Ksi-(∑Qsi x ∑Cri)) ÷ ∑Cri ..................... (13)

따라서 측정 염소이온농도가 표준 염소이온농도를 초과하는 시간 동안에 즉, 측정 염소이온농도 그래프가 표준 염소이온농도 그래프와 교차하는 두 지점 사이 동안의 '표준 염소 이온 총량(∑Ksi)'과 '표준 하수 총 유량(∑Qsi)' 및 그 시간 동안에 측정된 '측정 염소이온농도 총량(∑Cri)'을 알면 '침입수량(∑Qinf)'을 구할 수 있다. 여기서, 표준 하수 총 유량(∑Qsi)과 측정 염소이온농도 총량(∑Cri)은 표준그래프와 측정그래프를 비교하여 산정할 수 있고, 표준 염소 이온 총량(∑Ksi)은 물질 수지식 "∑Ksi = ∑Qsi x ∑Csi"으로부터 쉽게 구할 수 있다. Thus, during the time when the measured chlorine ion concentration exceeds the standard chlorine ion concentration, that is, between the two points at which the measured chlorine ion concentration graph intersects the standard chlorine ion concentration graph (∑Ksi) and `` standard sewage '' Knowing the total flow rate (∑Qsi) and the total measured chlorine ion concentration (∑Cri) measured during that time, the ∑Qinf can be obtained. Here, the standard sewage total flow rate (∑Qsi) and the measured chlorine ion concentration total amount (∑Cri) can be calculated by comparing the standard graph and the measured graph, and the standard chlorine ion total amount (∑Ksi) is calculated from the mass balance equation "∑Ksi = Easily obtained from ∑Qsi x ∑Csi ".

그러므로 측정 염소이온농도 그래프가 표준 염소이온농도 그래프와 교차하는 두 교차점 사이의 시간 동안의 '측정 염소이온농도 총량(∑Cri)' 즉, 측정 염소이온농도의 변동량을 알면 측정 하수의 유량이나 측정 하수의 하수량을 모르더라도 침입수량을 산정할 수 있다.Therefore, if the measured chlorine ion concentration graph knows the 'measured amount of chlorine ion concentration (∑Cri)', ie the amount of change in the measured chlorine ion concentration, during the time between the two intersections with the standard chlorine ion concentration graph, It is possible to estimate the amount of invasion without knowing the amount of sewage.

이어서, 본 발명의 염소이온농도를 이용한 하수관거 모니터링 방법을 달성하기 위한 하수관거 모니터링 시스템의 바람직한 실시 예에 대해서 설명한다. Next, a preferred embodiment of the sewage pipe monitoring system for achieving the sewage pipe monitoring method using the chlorine ion concentration of the present invention will be described.

도 5에서 살펴본 바와 같이, 본 발명의 하수관거 모니터링 시스템은, 하수관거(110)의 동일 측정지점에 설치된 유량센서(10), 염소이온농도센서(20), 그리고 상기 유량센서(20) 및 염소이온농도센서(20)에서 측정한 염소이온농도 및 유량 데이터를 근거로 '측정 염소이온농도 그래프'와 '측정 유량 그래프'를 작성하고, 이것을 '표준 염소이온농도 그래프' 및 '표준 유량 그래프'와 비교하여 분석하는 모니터링 서버(30)를 포함하여 이루어진다. 이때, 상기 유량센서(10)는 하수관거(110)에 설치되어 하수관을 흐르는 하수의 유량을 측정한다. 상기 염소이온농도센서(20)는 상기 유량센서(10)와 동일한 위치에 설치되어 하수 중에 포함되어 있는 염소 이온의 농도를 측정한다. As shown in Figure 5, the sewage pipe monitoring system of the present invention, the flow sensor 10, chlorine ion concentration sensor 20, and the flow sensor 20 and chlorine ion concentration installed at the same measurement point of the sewage pipe 110 Based on the chlorine ion concentration and flow rate data measured by the sensor 20, a 'measured chlorine ion concentration graph' and a 'measured flow graph' are prepared and compared with the 'standard chlorine ion concentration graph' and 'standard flow graph' It comprises a monitoring server 30 to analyze. At this time, the flow sensor 10 is installed in the sewage pipe 110 to measure the flow rate of sewage flowing through the sewage pipe. The chlorine ion concentration sensor 20 is installed at the same position as the flow sensor 10 to measure the concentration of chlorine ions contained in the sewage.

그리고 일정한 하수처리구역에는 다수의 하수관거(110)가 설치되고 이들 하수관거(110)에는 다수 개의 유량센서(10)와 염소이온농도센서(20)가 설치되어 네트워크를 통해서 모니터링 서버(30)와 연결된다.In addition, a plurality of sewage pipes 110 are installed in a predetermined sewage treatment zone, and a plurality of flow sensors 10 and chlorine ion concentration sensors 20 are installed in these sewage pipes 110 to be connected to the monitoring server 30 through a network. .

상기 유량센서(10)는 유속과 수위를 측정하고 측정된 유속과 수위에 의해 유량을 계산한다. 상기 유량센서(10)는 맨홀에 연결된 하수관의 내부 바닥에 고정되어 도플러 방식이나 전자기 방식으로 유속을 측정하고 초음파나 압력판을 이용하여 수위를 측정한다. 이러한 유량센서(10)는 당업자에게 자명한 다양한 센서들로 대체될 수 있으므로 그 상세한 설명을 생략한다. 따라서 상기 실시 예의 유량센서로 본 발명의 유량센서가 한정되는 것도 아니다.The flow sensor 10 measures the flow rate and the water level and calculates the flow rate by the measured flow rate and water level. The flow sensor 10 is fixed to the inner bottom of the sewage pipe connected to the manhole to measure the flow rate in the Doppler method or electromagnetic method and to measure the water level using the ultrasonic or pressure plate. The flow sensor 10 may be replaced by a variety of sensors apparent to those skilled in the art, so a detailed description thereof will be omitted. Therefore, the flow rate sensor of the present invention is not limited to the flow rate sensor of the above embodiment.

상기 염소이온농도센서(20)는 하수 중의 염소 이온의 이온활성도에 감응하여 비교 전극과 이온전극 간에 나타나는 전위차를 이용하여 염소 이온의 농도를 측정하는 것이다. 본 발명에 따른 상기 염소이온농도센서는 크게 전위차계, 이온 전극, 비교 전극 및 온도센서로 이루어진다. 상기 전위차계는 이온전극과 비교 전극 간에 발생하는 전위차를 연속하여 측정하기 위한 것으로 이온전극과 비교 전극 간에 발생하는 전위차를 ㎷단위까지 읽을 수 있다. 상기 이온전극은 이온 선택성이 있고, 이온 농도에 비례하여 전위를 발생하는 전극으로, 그 감응 막의 구성에 따라 분석대상 이온이 달라진다. 예를 들어, 염소 이온을 측정하기 위해서 고체 막 전극과 액체 막 전극이 사용된다. 그러나 상기 실시 예의 염소이온농도센서로 본 발명의 염소이온농도센서가 한정되는 것은 아니다.The chlorine ion concentration sensor 20 measures the concentration of chlorine ions using a potential difference between the comparison electrode and the ion electrode in response to the ion activity of chlorine ions in the sewage. The chlorine ion concentration sensor according to the present invention comprises a potentiometer, an ion electrode, a comparison electrode and a temperature sensor. The potentiometer is for continuously measuring the potential difference generated between the ion electrode and the comparison electrode, and the potential difference generated between the ion electrode and the comparison electrode can be read up to several units. The ion electrode has ion selectivity and generates an electric potential in proportion to the ion concentration. The ion to be analyzed varies depending on the configuration of the sensitive membrane. For example, solid membrane electrodes and liquid membrane electrodes are used to measure chlorine ions. However, the chlorine ion concentration sensor of the present invention is not limited to the chlorine ion concentration sensor of the above embodiment.

상기한 모니터링 서버(30)는 다수 개의 유량센서(10) 및 염소이온농도센서(20)와 네트워크로 연결된 다수 개의 컴퓨터 장치로 구현된다. The monitoring server 30 is implemented by a plurality of computer devices connected to the network with a plurality of flow sensor 10 and the chlorine ion concentration sensor 20.

상기 네트워크는 모니터링 서버(30)가 센서의 정보 데이터를 안정적으로 전송받을 수 있도록 전용선 또는 CDMA(Code Division Multiple Access)망으로 이루어지는 것이 바람직하다. 따라서 상기 유량센서(10)와 염소이온농도센서(20)에서 측정된 측정 데이터는 모니터링 서버(30)에 실시간으로 전송된다.The network preferably includes a dedicated line or a code division multiple access (CDMA) network so that the monitoring server 30 can stably receive the information data of the sensor. Therefore, the measurement data measured by the flow sensor 10 and the chlorine ion concentration sensor 20 is transmitted to the monitoring server 30 in real time.

도 8 및 도 9를 참조하면, 상기 유량센서(10)와 염소이온농도센서(20)는 전원 및 통신부를 구비한 현장 제어반(40)을 통해 모니터링 서버(30)와 연결될 수 있다. 상기 현장 제어반(40)은, 유량센서(10)와 염소이온농도센서(20)에 전원을 공급함과 아울러 이들 센서의 측정신호를 가공하여 모니터링 서버(30)로 전송한다. 또한, 상기 현장 제어반(40)은 모니터링 서버(30)의 요청에 따라 유량 및 염소이온농도 데이터를 모니터링 서버(30)에 제공한다.8 and 9, the flow sensor 10 and the chlorine ion concentration sensor 20 may be connected to the monitoring server 30 through a field control panel 40 having a power supply and a communication unit. The field control panel 40 supplies power to the flow rate sensor 10 and the chlorine ion concentration sensor 20, and processes the measured signals of these sensors and transmits them to the monitoring server 30. In addition, the field control panel 40 provides the flow rate and chlorine ion concentration data to the monitoring server 30 at the request of the monitoring server 30.

도 8을 참조하면, 상기 현장 제어반(40)은 유량센서(10)와 염소이온농도센서(20)에서 실시간으로 측정된 전기신호를 전달받아 디지털데이터로 변환하는 센서접속부(41)와, 상기 센서접속부(41)을 통해 전달받은 데이터를 기초로 유량 및 염소이온농도를 계산하는 측정데이터처리부(42)와, 상기 측정데이터처리부(42)에서 획득한 실시간 유량 및 염소이온농도 데이터를 전달받아 네트워크를 이용하여 상기 모니터링 서버(30)에 전송하는 측정데이터통신부(43)와, 상기 측정데이터처리부(42)에서 획득된 유량 및 염소이온농도 그리고 측정시각 데이터를 제어하는 데이터제어부(45)와, 획득된 유량 및 염소이온농도 그리고 측정 시각에 관한 정보를 저장하는 데이터저장부(44)로 이루어진다. 이때 상기 센서접속부(41)와 측정데이터처리부(42)는 유량과 하수 염소이온농도 데이터를 구분하여 처리할 수 있다. 바람직하게 상기 유량센서(10) 및 염소이온농도센서(20)는 유지관리 대상지역의 하수관거에 설치된 맨홀 중에서 지정된 맨홀들에 각각 설치되고 지정된 맨홀들의 지상에 각각 설치되는 현장 제어반(40)과 연결되어 원격지의 모니터링 서버(30)와 네트워크를 통해 연결된다.Referring to FIG. 8, the field control panel 40 receives an electrical signal measured in real time from the flow sensor 10 and the chlorine ion concentration sensor 20, and converts the sensor into a digital data. The measurement data processing unit 42 calculates the flow rate and chlorine ion concentration based on the data transmitted through the connection unit 41, and receives the real-time flow rate and chlorine ion concentration data obtained from the measurement data processing unit 42 to receive the network. Measurement data communication unit 43 for transmitting to the monitoring server 30 by using, a data control unit 45 for controlling the flow rate and chlorine ion concentration and measurement time data obtained from the measurement data processing unit 42, Data storage unit 44 for storing information about the flow rate and chlorine ion concentration and the measurement time. At this time, the sensor connection unit 41 and the measurement data processing unit 42 may process the flow rate and sewage chlorine ion concentration data separately. Preferably, the flow sensor 10 and the chlorine ion concentration sensor 20 are connected to the site control panel 40 is installed in each of the specified manholes of the manholes installed in the sewage pipe of the maintenance target area, respectively installed on the ground of the specified manholes It is connected to the remote monitoring server 30 via a network.

이어, 도 9를 참조하면, 상기 모니터링 서버(30)는, 하수관거에 설치된 유량센서(10)와 염소이온농도센서(20)로부터 유량과 염소이온농도 그리고 측정 시각정보와 자신의 식별정보, 예컨대 측정 위치정보를 수신하는 수신모듈(34)과, 상기 수신모듈(34)을 통해 실시간으로 수신한 유량, 염소이온농도, 측정 시각 및 위치 정보를 이용하여 다양한 시간 간격으로 '측정 염소이온농도 그래프'와 '측정 유량 그래프'를 작성하고, 상기 데이터베이스(33)에 저장된 과거 정상상태의 유량, 염소이온농도, 측정 시각 및 위치 정보를 이용하여 '표준 염소이온농도 그래프'와 '표준 유량 그래프'를 작성하며, 이들 그래프를 비교하여 염소이온농도가 설정된 범위를 벗어나는지를 감시하고, 염소이온농도 변동량과 유량 변동량을 계산하며, 계산된 염소이온농도 변동량과 유량 변동량을 근거로 누수와 침입수의 종류를 판단하고 침입수량을 계산하고, 침입수량이 일정 범위를 초과할 경우에는 관리자에게 경고신호를 발하는 중앙제어서버(35)와, 하수관 직경, 거리 또는 맨홀 위치로 이루어지는 하수관망 정보와 강우설량 이력 정보를 포함하는 하수관망 기초정보를 사용자로부터 입력받고, 사용자의 요청에 따라 유량, 염소이온농도 침입수량 및 각종 그래프를 출력하는 운영자컴퓨터(36)를 포함한다Next, referring to Figure 9, the monitoring server 30, flow rate and chlorine ion concentration from the flow rate sensor 10 and the chlorine ion concentration sensor 20 installed in the sewage pipe and the measurement time information and its own identification information, for example measurement 'Measurement Chlorine Ion Concentration Graph' at various time intervals using a reception module 34 for receiving location information, and a flow rate, chlorine ion concentration, measurement time and location information received in real time through the reception module 34; Create a 'measured flow graph', and create a 'standard chlorine ion concentration graph' and a 'standard flow graph' using the historical steady state flow rate, chlorine ion concentration, measurement time and location information stored in the database 33. By comparing these graphs, we monitor whether the chlorine ion concentration is out of the set range, calculate the chlorine ion concentration variation and the flow rate variation, and calculate the calculated chlorine ion concentration variation and Judging the types of leaks and intrusions based on the fluctuation amount, calculating the intrusion quantity, and in case the intrusion quantity exceeds a certain range, the central control server 35, which issues a warning signal to the administrator, and the sewer pipe diameter, distance or manhole position. And an operator computer 36 which receives the sewer pipe network basic information including sewage pipe network information and rainfall snowfall history information, and outputs a flow rate, chlorine ion concentration intrusion water and various graphs according to a user's request.

바람직하게, 상기 수신모듈(34)은, 네트워크를 통해 현장 제어반(40)과 데이터 통신하여 유량, 염소이온농도, 측정 시각 및 위치 정보를 전송받는 통신망접속부(31)와, 상기 통신망접속부(31)를 통해 수신한 유량과 염소이온농도를 위치 정보 및 측정 시각 정보에 따라 분류하고 데이터베이스(33)에 저장하는 데이터수집서버(32)를 포함하여 이루어진다. Preferably, the receiving module 34, the data communication with the field control panel 40 through the network communication network connection unit 31 for receiving the flow rate, chlorine ion concentration, measurement time and position information, and the communication network connection unit 31 It comprises a data collection server 32 for classifying the flow rate and the chlorine ion concentration received through the location information and the measurement time information and stored in the database 33.

그리고 상기 중앙제어서버(35)는 수신된 유량과 염소이온농도를 이용하여 '측정 유량 그래프'와 '측정 염소이온농도 그래프' 또는 '표준 유량 그래프'와 '표준 염소이온농도 그래프'를 작성하는 그래프작성부(131), '측정 염소이온농도 그래프'와 '표준 염소이온농도 그래프'를 비교하여 염소이온농도의 차이와 염소이온농도의 변동량을 산정하고 '측정 유량 그래프'와 '표준 유량 그래프'를 비교하여 하수 유량의 변동량을 산정하며, 상기 염소이온농도의 변동량과 하수 유량 변동량을 근거로 침입수량을 산정하는 분석부(132), 측정된 염소이온농도와 일정시간 동안의 염소이온농도의 변동량 및 침입수량이 미리 설정된 범위를 벗어나는지를 비교하는 비교부(133), 상기 염소이온농도의 변동량과 침입수의 변동량이 일정 범위를 초과할 경우에 경고신호나 경보신호를 발생하는 알람부(135), 측정 유량 그래프 및 측정 염소이온농도 그래프, 표준 유량 그래프 및 표준 염소이온농도 그래프를 표시하거나 하수관망도 상의 위치에 표시하는 모니터(136)를 포함하여 구성된다.The central control server 35 uses the received flow rate and chlorine ion concentration to create a 'measured flow graph' and 'measured chlorine ion concentration graph' or 'standard flow graph' and 'standard chlorine ion concentration graph'. The preparation unit 131 compares the measured chlorine ion concentration graph with the standard chlorine ion concentration graph to calculate the difference between the chlorine ion concentration and the variation in the chlorine ion concentration, and calculates the measured flow rate graph and the standard flow graph. Comparing to calculate the amount of change in the sewage flow rate, the analysis unit 132 for calculating the infiltration water based on the change amount of the chlorine ion concentration and the amount of change in the sewage flow rate, the measured amount of chlorine ion concentration and the amount of change in the chlorine ion concentration for a certain time and Comparing unit 133 for comparing whether the infiltration water is out of the preset range, the warning signal or the warning when the variation amount of the chlorine ion concentration and the variation amount of the infiltration water And an alarm unit 135 for generating a complementary signal, a measured flow rate graph and a measured chlorine ion concentration graph, a standard flow rate graph and a standard chlorine ion concentration graph, or a monitor 136 for displaying at a position on the sewer pipe network. .

바람직하게, 상기 그래프작성부(131)는, 상기 현장 제어반(40)으로부터 실시간으로 수신되는 유량, 염소이온농도, 측정 시각 및 위치 정보를 이용하여 다양한 시간 간격의 '측정 염소이온농도 그래프'와 '측정 유량 그래프'를 작성하여 표시하는 측정그래프 그래프작성부와, 상기 데이터베이스(33)에 저장된 과거 정상상태의 유량, 염소이온농도, 측정 시각, 위치 정보와 월, 요일, 날씨 등 각종 요인을 고려하여 다양한 시간 간격의 '표준 염소이온농도 그래프'와 '표준 유량 그래프'를 작성하여 상기 그래프저장부(137)에 저장하는 표준그래프 그래프작성부를 포함하여 이루어진다.Preferably, the graph preparation unit 131, 'measured chlorine ion concentration graph' and 'measured at various time intervals using the flow rate, chlorine ion concentration, measurement time and position information received in real time from the field control panel 40 A measurement graph graph creation unit for creating and displaying a measurement flow rate graph, and taking into account various factors such as the flow rate of the past steady state stored in the database 33, chlorine ion concentration, measurement time, location information, month, day, weather, etc. It includes a standard graph graph preparation unit for creating a 'standard chlorine ion concentration graph' and 'standard flow graph' of various time intervals to store in the graph storage unit 137.

또한, 상기 분석부(132)는 '측정 염소이온농도 그래프'와 '표준 염소이온농도 그래프'를 비교하여 염소이온농도의 변동량을 계산하는 농도변동량 분석부와, '측정 유량 그래프'와 '표준 유량 그래프'를 비교하여 하수 유량의 변동량을 계산하는 유량변동량 분석부 및, 상기한 염소이온농도 변동량과 하수 유량 변동량을 근거로 누수 및 침입수의 종류를 판단하고 침입수량을 산정하는 침입수량 분석부를 포함하여 이루어진다.In addition, the analysis unit 132 is a concentration fluctuation analysis unit for calculating a change amount of the chlorine ion concentration by comparing the 'measurement chlorine ion concentration graph' and 'standard chlorine ion concentration graph', 'measured flow graph' and 'standard flow rate A flow variation analysis unit for calculating the variation of the sewage flow rate by comparing the graph 'and an intrusion quantity analysis unit for determining the type of leakage and intrusion water based on the variation in the chlorine ion concentration and the variation of the sewage flow rate and calculating the intrusion quantity. It is done by

그리고 상기 비교부(133)는 측정된 염소이온농도가 미리 설정된 염소이온농도의 범위를 벗어나는지를 비교하는 염소이온농도 비교부와, 일정 시간 동안 측정한 염소이온농도의 총량이 미리 설정된 염소이온농도의 총량을 초과하는지를 비교하는 염소이온농도의 총량 비교부와, 일정 시간 동안 측정한 침입수량이 미리 설정된 침입수량을 초과하는 지를 비교하는 침입수량 비교부를 포함하여 이루어진다.And the comparing unit 133 is a chlorine ion concentration comparison unit for comparing whether the measured chlorine ion concentration is out of the range of the predetermined chlorine ion concentration, and the total amount of the chlorine ion concentration measured for a predetermined time of the preset chlorine ion concentration It includes a total amount comparison unit of chlorine ion concentration to compare whether the total amount is exceeded, and the intrusion amount comparison unit for comparing whether the intrusion water measured for a certain time exceeds the preset intrusion water.

상기 중앙제어서버(35)는 수신된 유량, 염소이온농도, 측정 시각 및 위치정보를 저장하는 데이터베이스(33)를 포함한다. 또한, 상기 중앙제어서버(35)는 상기 데이터베이스(33)에 저장되어 있는 유량 및 염소이온농도를 위치정보와 측정시각에 따라 검색하거나 상기 그래프저장부(137)에 저장되어 있는 표준그래프를 위치정보와 측정시각 또는 요일이나 날씨 정보를 이용하여 검색하는 검색부(138)를 더 포함한다. The central control server 35 includes a database 33 for storing the received flow rate, chlorine ion concentration, measurement time and position information. In addition, the central control server 35 retrieves the flow rate and chlorine ion concentration stored in the database 33 according to the location information and the measurement time, or the standard graph stored in the graph storage unit 137. And a search unit 138 for searching using the measurement time or day or weather information.

또한, 상기 중앙제어서버(35)는 표준 염소이온농도 그래프와 측정 염소이온농도 그래프 그리고 표준 유량 그래프와 측정 유량 그래프의 위상 차를 제거하여 표준 그래프의 패턴과 측정 그래프의 패턴이 일치하도록 정렬하는 그래프 정렬부(134)를 더 포함한다. 상기 그래프 정렬부(134)는 퍼지추론시스템으로, 도 10에 도시된 바와 같이, 상기 퍼지추론시스템()은 인식된 '측정 그래프'의 특징량을 입력신호로 하여 측정 그래프의 패턴을 인식하기 위해 기억된 퍼지 규칙에 따라 퍼지값을 생성하는 제1 퍼지 추론부와, 인식된 '표준 그래프'의 특징량을 입력신호로 하여 표준 그래프의 패턴을 인식하기 위해 기억된 퍼지 규칙에 따라 퍼지값을 생성하는 제2 퍼지 추론부와, 상기 제1 및 제2 추론부에서 각각 생성된 퍼지값을 입력신호로 하여 표준 그래프 패턴과 측정 그래프 패턴의 차이를 인식하기 위해 기억된 퍼지 규칙에 따라 퍼지값을 생성하는 제3 퍼지 추론부로 구성된다. 그리고 상기 그래프정렬부(134)는 상기 제3 퍼지 추론단계에서 생성된 퍼지값을 근거로 표준 그래프를 이동시켜 표준 그래프와 측정 그래프의 위상이 일치하도록 한다.Also, the central control server 35 removes the phase difference between the standard chlorine ion concentration graph, the measured chlorine ion concentration graph, the standard flow graph, and the measured flow graph to arrange the pattern of the standard graph and the pattern of the measured graph to match. The alignment unit 134 further includes. The graph arranging unit 134 is a fuzzy inference system, and as shown in FIG. 10, the fuzzy inference system () is configured to recognize a pattern of a measurement graph by using a feature amount of a recognized 'measurement graph' as an input signal. Generate a fuzzy value according to the stored fuzzy rule for recognizing the pattern of the standard graph by using the first fuzzy inference unit which generates a fuzzy value according to the stored fuzzy rule and the characteristic amount of the recognized 'standard graph' as an input signal. A fuzzy value is generated according to a stored fuzzy rule to recognize a difference between a standard graph pattern and a measured graph pattern by using a second fuzzy inference unit and a fuzzy value generated in each of the first and second inference units as input signals. It consists of a 3rd fuzzy inference part. The graph alignment unit 134 moves the standard graph based on the fuzzy value generated in the third fuzzy inference step so that the phases of the standard graph and the measurement graph coincide with each other.

잘 알려진 바와 같이, 퍼지이론은 불분명한 정보(Fuzziness information)에 대해 수리적으로 취급가능하도록 하는 것으로서, 이것은 전통적인 논리시스템보다 실제 세계의 근사적(Approximate)이고 부정확한 성질(Inexact nature)을 표현하는데 더 효과적이다. 예를 들어 인간이 사용하는 수많은 불분명한 지식, 정보, 논리를 퍼지이론을 이용하여 체계적으로 처리할 수 있다. 이러한 애매한 언어를 취급하기 위한 시스템을 퍼지추론시스템(Fuzzy inference system)이라 하며, 이 퍼지추론시스템이 가지는 주요한 특징은 주어진 정보를 퍼지 분할(Fuzzy partitioning)하는 개념으로서 수치 값(Crisp number)대신 퍼지집합에 기초하여 동작하는데 퍼지집합은 단순한 숫자보다 더 많은 정보를 포함하게 된다.As is well known, fuzzy theory makes it possible to mathematically deal with fuzzyness information, which is more indicative of the approximate and inexact nature of the real world than traditional logic systems. effective. For example, we can systematically process many obscure knowledge, information, and logic used by humans using fuzzy theory. A system for handling such ambiguous languages is called a fuzzy inference system, and the main feature of this fuzzy inference system is the concept of fuzzy partitioning of given information, which is a fuzzy set instead of a numerical value. The fuzzy set contains more information than a simple number.

또한, 상기 중앙제어서버(35)는, 감시대상 하수관망이 설치된 지역의 지리정보를 수치지도 데이터로 저장하는 GIS정보저장부(140), 하수관 직경, 거리 또는 맨홀 위치로 이루어지는 하수관망 정보와 강우설량 이력 정보를 포함하는 하수관망 기초정보를 저장하는 하수관망정보저장부(139)를 더 포함한다.In addition, the central control server 35, GIS information storage unit 140 for storing the geographic information of the area where the sewer pipe network to be monitored as a numerical map data, sewer pipe network information and rainfall consisting of sewer pipe diameter, distance or manhole location It further includes a sewer pipe network information storage unit 139 for storing the sewer pipe network basic information including snowfall history information.

그리고 상기 중앙제어서버(35)의 중앙제어부(130)는, 설정된 프로그램에 의해 동작하는 하나 이상의 마이크로 프로세서를 포함한다. 이러한 설정된 프로그램은 본 발명의 모니터링 방법을 구현하기 위한 각 단계를 수행하기 위한 각 단계를 수행하기 위한 일련의 명령을 포함한다. 즉, 상기 중앙제어부(130)는 상술한 중앙제어서버(35)의 각종 구성을 전반적으로 제어하는 것으로, 데이터수집서버(32), 데이터베이스(33) 및 운영자컴퓨터(36)와 데이터 전송하며 각 구성들의 동작을 제어한다. 따라서 상기 중앙제어부(130)는 상기 운영자컴퓨터(36)를 통해 하수관망 기초정보를 전달받고 상기 GIS정보저장부(140)에서 수치지도 데이터를 독출하여, 모니터(136)로 하수관망 기초정보를 상기 수치 지도상의 해당 위치에 대응시켜 표출한다.The central control unit 130 of the central control server 35 includes one or more microprocessors that are operated by a set program. This set program includes a series of instructions for performing each step for performing each step for implementing the monitoring method of the present invention. That is, the central control unit 130 controls the various configurations of the central control server 35 described above, and transmits data to the data collection server 32, the database 33, and the operator computer 36, respectively. Control their behavior. Accordingly, the central control unit 130 receives the sewer pipe network basic information through the operator computer 36, reads numerical map data from the GIS information storage unit 140, and transmits the sewer pipe network basic information to the monitor 136. Display corresponding to the corresponding position on the numerical map.

따라서 본 발명에 따른 염소이온농도를 이용한 하수관거 모니터링 시스템에 있어, 상기 현장 제어반(40)의 데이터제어부(45)는, 측정데이터처리부(42)를 제어하여 센서접속부(41)를 통해 전달받는 실시간 아날로그 신호를 각각 디지털데이터로 변환시키고, 상기 측정데이터처리부(42)를 통해 획득한 유량 및 염소이온농도 데이터를 측정 시각 정보(시각 및 년, 월, 일)와 위치 정보(위?경도나 특정한 코드번호)와 함께 상기 측정데이터통신부(43)를 통해 모니터링 서버(30)로 전송하고, 상기 획득한 실시간 유량, 염소이온농도 및 측정 시각 정보를 미리 설정된 기간 동안 상기 데이터저장부(44)에 저장되도록 하며 설정된 기간이 지난 데이터를 상기 데이터저장부(44)에서 삭제한다. 그리고 상기 데이터제어부(45)는 상기 측정데이터통신부(43)를 통해 모니터링 서버(30)로부터 저장 데이터의 전송을 요청받으면 상기 데이터저장부(44)에서 유량, 염소이온농도 및 측정 시각 정보를 독출하여 상기 측정데이터통신부(43)로 전송하게 한다. 즉, 상기 데이터제어부(45)는 네트워크의 통신장애 또는 상기 모니터링 서버(30) 자체의 시스템 장애가 발생할 경우에 장애 발생기간 동안 전송하지 못한 데이터를 임시 저장하였다가 장애복구 후 재전송할 수 있다.Accordingly, in the sewage pipe monitoring system using the chlorine ion concentration according to the present invention, the data control unit 45 of the field control panel 40 controls the measurement data processing unit 42 to receive the real time analog received through the sensor connection unit 41. The signal is converted into digital data, respectively, and the flow rate and chlorine ion concentration data obtained through the measurement data processing unit 42 are measured time information (time and year, month, day) and location information (latitude and longitude or a specific code number). And transmits the obtained real-time flow rate, chlorine ion concentration and measurement time information to the monitoring server 30 through the measurement data communication unit 43 and is stored in the data storage unit 44 for a preset period. Data past the set period is deleted from the data storage unit 44. The data controller 45 reads the flow rate, chlorine ion concentration, and measurement time information from the data storage unit 44 when the data storage unit 44 is requested to transmit the stored data through the measurement data communication unit 43. The measurement data communication unit 43 is transmitted. That is, the data controller 45 may temporarily store data not transmitted during the failure period and retransmit after failure recovery when a communication failure of the network or a system failure of the monitoring server 30 itself occurs.

그리고 상기 데이터베이스(33)는 상기 현장 제어반(40)으로부터 전달받은 실시간 유량, 염소이온농도 및 측정 시각 데이터를 필터링하여 에러데이터를 보정한 후 저장한다. 예를 들어, 하수의 유량과 염소이온농도를 비교하여 하수가 흐르지 않는 상태에서 측정된 염소이온농도와 같은 오류 데이터를 배제시킨다. 그리고 보정된 유량 및 염소이온농도 데이터는 측정 시각 및 위치 정보와 함께 데이터베이스(33)에 저장한다. The database 33 filters and stores the real-time flow rate, chlorine ion concentration, and measurement time data received from the field control panel 40 after correcting the error data. For example, the flow rate of sewage and chlorine ion concentrations are compared to exclude error data such as chlorine ion concentrations measured in the absence of sewage. The corrected flow rate and chlorine ion concentration data are stored in the database 33 together with the measurement time and position information.

그리고 상기 그래프작성부(131)는 상기 현장 제어반(40)으로부터 전달받은 실시간 유량, 염소이온농도 및 측정 시각 데이터를 필터링하여 에러데이터를 보정한 후 다양한 시간 간격의 측정 염소이온농도 그래프를 작성한다. 예를 들어, 도 11a는 분 단위로 작성한 측정 염소이온농도 그래프, 도 11b는 시간단위로 작성한 측정 염소이온농도 그래프, 도 11c는 일 단위로 작성한 측정 염소이온농도 그래프, 도 11d는 주 단위로 작성한 측정 염소이온농도 그래프, 도 11e는 월 단위로 작성한 측정 염소이온농도 그래프의 예를 보여준다. In addition, the graph preparation unit 131 filters the real-time flow rate, chlorine ion concentration, and measurement time data received from the field control panel 40 to correct error data, and then creates a graph of measured chlorine ion concentration at various time intervals. For example, FIG. 11A is a graph of measured chlorine ion concentration prepared in minutes, FIG. 11B is a graph of measured chlorine concentration prepared in units of time, FIG. 11C is a graph of measured chlorine concentration prepared in units of days, and FIG. 11D is prepared in weeks. Measurement Chlorine Ion Concentration Graph, FIG. 11E shows an example of the measurement chlorine ion concentration graph prepared on a monthly basis.

도시된 바와 같이, 측정 염소이온농도 그래프는 시간 간격이 넓어질수록 변동폭이 작아지고 평균 농도에 근접한다. 또한, 일,주,월,년 등의 시간 간격에 따라 서로 다른 패턴을 보인다. 따라서 본 발명은 다양한 시간 간격으로 '측정 염소이온농도 그래프'와 '표준 염소이온농도 그래프'를 작성하여 대응되는 그래프를 비교하여 분석할 수 있도록 한다. 그러나 이들 그래프는 발명의 이해를 돕기 위해 제시된 예로서, 실제로 측정한 염소이온농도 그래프와 일치하는 것은 아니다.As shown, the measured chlorine ion concentration graph becomes smaller as the time interval increases and approaches the average concentration. In addition, different patterns are displayed according to time intervals such as days, weeks, months, and years. Therefore, the present invention makes it possible to compare and analyze the corresponding graphs by creating a 'measured chlorine ion concentration graph' and 'standard chlorine ion concentration graph' at various time intervals. However, these graphs are presented as an example to aid the understanding of the present invention, and do not coincide with the graph of the measured chloride ion concentration.

상기 표준 그래프저장부(137)는 상기 데이터베이스(33)에 저장되어 있는 하수의 유량과 염소이온농도 중에서 과거 정상상태의 유량과 염소이온농도를 그래프로 작성하여 저장한다. 상기 표준 그래프는 일,주,월,년 등의 다양한 시간 간격으로 작성한다. 또한 작성된 표준 그래프는 측정시각과 장소뿐만 아니라 월, 요일, 국경일, 날씨 등과 같은 다양한 검색요소에 따라 분류하여 저장한다. 따라서 '측정 염소이온농도 그래프' 및 '측정 유량 그래프'와 가장 유사한 '표준 염소이온농도 그래프' 및 '표준 유량 그래프'를 검색하여 불러올 수 있도록 한다. The standard graph storage unit 137 graphs and stores the flow rate and chlorine ion concentration of the past steady state among the flow rate of the sewage and the chlorine ion concentration stored in the database 33. The standard graph is prepared at various time intervals such as days, weeks, months, and years. In addition, the prepared standard graph is classified and stored according to various search factors such as month, day of the week, national holiday, weather as well as measurement time and place. Therefore, the standard chlorine ion concentration graph and the standard flow graph, which are most similar to the measured chlorine ion concentration graph and the measured flow graph, can be retrieved.

상기 모니터(136)는 '측정 염소이온농도 그래프'를 표시하고, 상기 염소이온농도 그래프의 측정 시간과 위치 정보 그리고 월, 요일, 국경일 및 날씨 등을 근거로 상기 표준그래프저장부(137)에 '표준 염소이온농도 그래프'를 검색하여 함께 표시한다. 상기 모니터(136)에는 일정한 시간 간격으로 작성된 '표준 염소이온농도 그래프'가 표시되고 이에 대응하도록 '측정 염소이온농도 그래프'가 실시간으로 작성된다. 그리고 '측정 염소이온농도 그래프'가 작성되는 동안에 날씨 등 상황이 바뀌면, 상기 검색부(138)는 날씨 변화 등을 고려하여 새로운 '표준 염소이온농도 그래프'를 불러와서 모니터(136)에 표시한다. The monitor 136 displays a 'measured chlorine ion concentration graph' and displays the 'measured chlorine ion concentration graph' in the standard graph storage unit 137 based on the measurement time and location information of the chlorine ion concentration graph and the month, the day of the week, the national holiday and the weather. Standard Chlorine Ion Concentration Graph is searched and displayed together. The monitor 136 displays a 'standard chlorine ion concentration graph' created at regular time intervals, and a 'measured chlorine ion concentration graph' is created in real time to correspond thereto. When the situation such as the weather changes while the 'measured chlorine ion concentration graph' is generated, the search unit 138 loads a new 'standard chlorine ion concentration graph' in consideration of the change in the weather and displays it on the monitor 136.

상기 표준그래프 정렬부(134)는, 표준 염소이온농도 그래프의 패턴과 측정 염소이온농도 그래프의 패턴을 정확하게 비교하기 위해서 상기 표준 그래프를 시간 축을 따라 좌우로 이동시킨다. 이와 같이 본 발명에 따른 하수관거 모니터링 방법은, 표준 그래프와 측정 그래프를 연속적으로 비교하면서 날씨 등과 같은 상황이 바뀌면 그 날씨 정보를 근거로 유사한 날씨 상황에서 작성된 표준 그래프를 불러와서 표시하고, 표준 그래프와 측정 그래프에 위상 차가 발생하면 표준 그래프를 이동시켜 정렬하는 과정을 반복한다.The standard graph alignment unit 134 moves the standard graph left and right along the time axis in order to accurately compare the pattern of the standard chlorine ion concentration graph and the pattern of the measured chlorine ion concentration graph. As described above, the sewage pipe monitoring method according to the present invention continuously compares a standard graph and a measurement graph, and when a situation such as the weather changes, a standard graph created in a similar weather condition is called and displayed based on the weather information, and the standard graph and the measurement graph are displayed. If a phase difference occurs in the graph, the standard graph is moved and aligned.

한편, 본 발명에 따른 염소이온농도를 이용한 하수관거 모니터링 방법은, 도 6에서 보는 바와 같이, 상기 알람부(135)에서 경보신호가 발생한 경우에 누수 및 침입수가 발생한 측정지점들을 하수관망도에 표시한 후 손상된 하수관을 탐색하는 손상된 하수관 탐색단계(S14)를 더 수행할 수 있다. 도 12를 참조하면, 예를 들어, 다수의 하수관거로 이루어진 하수관망도(100)의 A측정지점에서 침입수의 유입이 확인되고 B측정지점에서는 침입수의 유입이 없는 것으로 확인되었다면, 결국 침입수는 A측정지점과 B측정지점 사이에 있는 (가) 또는 (나) 하수관로를 통해서 유입되고 있는 것으로 추정할 수 있다. 이러한 방식으로 침입수의 유입이 의심되는 하수관거의 하수의 유량과 염소이온농도를 측정함으로써 교체나 수리가 필요한 하수관거를 찾아낼 수 있다.On the other hand, the sewage pipe monitoring method using the chlorine ion concentration according to the present invention, as shown in Figure 6, when the alarm signal occurs in the alarm unit 135, after displaying the measuring points in which leaks and intrusion water occurred in the sewer pipe network A damaged sewer pipe search step S14 of searching for a damaged sewer pipe may be further performed. Referring to FIG. 12, for example, if the inflow of intrusion water is confirmed at the measurement point A of the sewage pipe network 100 consisting of a plurality of sewage pipes and the inflow of the intrusion water is not confirmed at the measurement point B, the intrusion water is eventually obtained. It can be assumed that the inflow is through the sewer line (a) or (b) between measurement point A and B. In this way, by measuring the sewage flow rate and chlorine ion concentration in the sewage pipes where inflow of water is suspected, the sewage pipes requiring replacement or repair can be identified.

또한, 본 발명에 따른 염소이온농도를 이용한 하수관거 모니터링 방법은, 특정한 하수관로에서 침입수가 발생하는 것이 확인된 경우, 하수관로의 어느 지점에서 침입수가 발생하는지를 탐색하는 손상부 탐색단계(S15)가 더 수행될 수 있다. 손상부 탐색단계(S15)는 해당 하수관로의 임의의 두 측정지점(C,D)을 통과하는 염소이온농도를 측정함으로써 침입수가 발생하는 손상부를 찾아낼 수 있다. 예를 들어, D측정지점에서 측정한 염소이온농도와 C측정지점에서 측정한 염소이온농도가 다르면 D측정지점과 C측정지점 사이에서 침입수나 고농도 유기성 폐수의 유입이 있는 것이므로 두 측정지점 사이의 거리를 좁혀가면서 염소이온농도를 측정하면 침입수가 발생하는 위치를 정확하게 찾아낼 수 있다. In addition, in the sewage pipe monitoring method using the chlorine ion concentration according to the present invention, when it is confirmed that intrusion water is generated in a specific sewage pipe, the damage unit search step (S15) for searching at which point of the sewage pipe is generated to be further performed. Can be. Damage search step (S15) can be found by detecting the chlorine ion concentration passing through any two measurement points (C, D) of the sewage pipes, the damaged portion is generated. For example, if the chlorine ion concentration measured at the measurement point D and the chlorine ion concentration measured at the measurement point C are different, the distance between the two measurement points is due to the inflow of infiltration water or high concentration organic wastewater between the measurement point D and the measurement point C. By measuring the concentration of chlorine ion by narrowing down, it is possible to pinpoint the location of invasive water.

이와 같이, 본 발명에 따른 손상된 하수관 탐색단계(S14)와 손상부 탐색단계(S15)를 이용하면, 종래의 육안 조사, 자주차를 투입한 CCTV 조사 또는 음향 조사 등에 비하여 편리하고 비용이 적게 드는 장점이 있다.As such, using the damaged sewer pipe search step (S14) and damaged part search step (S15) according to the present invention, the advantages of convenient and low cost compared to the conventional visual survey, CCTV survey or sound survey into a self-driving car, etc. There is this.

이상에서는 현재로서 실질적이라 고려되는 실시 예를 참고로 본 발명을 설명하였으나, 본 발명은 이러한 실시 예에 한정되는 것으로 이해되어서는 안 된다. 오히려, 전술한 본 발명의 실시 예로부터 당해 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 용이하게 변경되어 균등하다고 인정되는 범위의 모든 변경을 포함하는 것으로 해석되어야 한다.The present invention has been described above with reference to embodiments which are considered to be practical at present, but the present invention should not be construed as being limited to these embodiments. Rather, it should be construed as including all modifications of the range that are easily changed by those skilled in the art from the above-described embodiment of the present invention to be considered equivalent.

10: 유량센서 20: 염소이온농도센서
30: 모니터링 서버 33: 데이터베이스
34: 수신모듈 35: 중앙제어서버
36: 운영자컴퓨터 40: 현장 제어반
131: 그래프작성부 132: 분석부
133: 비교부 135: 알람부
136: 모니터 137: 표준그래프저장부
138: 검색부 100: 하수관망
110 : 하수관거 또는 하수관
10: flow sensor 20: chlorine ion concentration sensor
30: Monitoring Server 33: Database
34: receiving module 35: central control server
36: operator computer 40: field control panel
131: graph generation unit 132: analysis unit
133: comparison unit 135: alarm unit
136: monitor 137: standard graph storage unit
138: search unit 100: sewer pipe network
110: sewer pipe or sewer pipe

Claims (17)

유량센서와 염소 이온센서를 이용하여 하수관거의 동일 측정지점을 통과하는 하수의 유량과 염소 이온 농도를 측정하는 측정단계(S1);
상기 측정단계(S1)에서 측정된 하수의 유량과 염소이온농도를 저장하는 저장단계(S2);
상기 측정단계(S1)에서 측정된 염소이온농도를 시간에 따른 염소이온농도의 변동을 나타내는 '측정 염소이온농도 그래프'를 작성하는 측정농도그래프 작성단계(S3);
상기 저장단계(S2)에서 저장된 과거 정상상태의 염소이온농도를 시간에 따른 염소이온농도의 변동을 나타내는 '표준 염소이온농도 그래프'를 작성하는 표준농도그래프 작성단계(S4);
상기 측정농도그래프 작성단계(S3)에서 작성된 '측정 염소이온농도 그래프'와 상기 표준농도그래프 작성단계(S4)에서 작성된 '표준 염소이온농도 그래프'를 비교하여 표준 염소이온농도의 범위를 벗어나는 시간 동안의 염소이온농도의 총량인 '염소이온농도의 변동량'을 계산하는 농도변동량 산정단계(S5);
상기 농도변동량 산정단계(S5)에서 산정된 염소이온농도의 변동량이 일정 범위를 초과하는 경우에 경보신호를 발신하는 경보발생단계(S7)를 포함하여 이루어진 것을 특징으로 하는 염소이온농도를 이용한 하수관거 모니터링 방법.
A measuring step (S1) of measuring the flow rate of the sewage and the chlorine ion concentration passing through the same measuring point of the sewage pipe using the flow sensor and the chlorine ion sensor;
A storage step (S2) of storing the flow rate of the sewage and the chlorine ion concentration measured in the measuring step (S1);
A measurement concentration graph preparing step (S3) of preparing a 'measurement chlorine ion concentration graph' indicating a change in chlorine ion concentration with time of the chlorine ion concentration measured in the measuring step (S1);
A standard concentration graph preparing step (S4) of preparing a 'standard chlorine ion concentration graph' indicating a change in chlorine ion concentration over time of the past steady state chlorine ion concentration stored in the storage step (S2);
During the time out of the range of the standard chlorine ion concentration by comparing the 'measured chlorine ion concentration graph' created in the measurement concentration graph preparing step (S3) and the 'standard chlorine ion concentration graph' created in the standard concentration graph preparing step (S4). Calculating a concentration variation amount (S5) for calculating a 'change amount of chlorine ion concentration', which is the total amount of chlorine ion concentration of the;
Sewage pipe monitoring using the chlorine ion concentration, characterized in that it comprises an alarm generating step (S7) for sending an alarm signal when the amount of variation in the chlorine ion concentration calculated in the concentration variation calculation step (S5) exceeds a predetermined range Way.
제 1항에 있어서,
상기 경보발생단계(S7)로부터 경보신호가 수신된 경우 상기 저장단계(S2)에서 저장된 측정 하수의 유량을 근거로 시간에 따른 하수의 유량 변동을 나타내는 '측정 유량 그래프'를 작성하는 측정유량그래프 작성단계(S8);
상기 저장단계(S2)에서 저장된 과거 정상상태의 유량을 시간에 따른 하수의 유량 변동을 나타내는 '표준 유량 그래프'를 작성하는 표준유량그래프 작성단계(S9);
상기 측정유량그래프 작성단계(S8)에서 작성된 '측정 유량 그래프'와 상기 표준유량그래프 작성단계(S9)에서 작성된 '표준 유량 그래프'를 비교하여 표준 유량의 범위를 벗어난 시간 동안의 하수 총 유량인 '유량의 변동량'을 계산하는 유량변동량 산정단계(S10);
상기 농도변동량 산정단계(S5)에서 산정된 염소이온농도의 변동량과 상기 유량변동량 산정단계(S10)에서 산정된 하수 유량의 변동량을 근거로 누수와 침입수의 종류 및 침입수량을 산정하는 누수 및 침입수 분석단계(S11);
상기 누수 및 침입수 분석단계(S11)의 침입수의 변동량이 일정 범위를 초과하는 경우에 관리자에게 경고신호를 발신하는 경고발생단계(S12)를 포함하여 이루어진 것을 특징으로 하는 염소이온농도를 이용한 하수관거 모니터링 방법.
The method of claim 1,
When the alarm signal is received from the alarm generation step S7, a measurement flow rate graph for generating a 'measurement flow graph' indicating a flow rate of the sewage over time based on the flow rate of the measured sewage stored in the storage step S2. Step S8;
A standard flow graph generation step (S9) of preparing a 'standard flow rate graph' representing a change in the flow rate of the sewage over time of the flow rate of the past steady state stored in the storage step (S2);
Comparing the 'measured flow graph' created in the measurement flow graph preparation step (S8) and the 'standard flow graph' created in the standard flow graph preparation step (S9), 'the total flow rate of sewage for a time out of the standard flow rate range' A flow rate fluctuation calculating step (S10) for calculating a fluctuation amount of flow rate ';
Leakage and intrusions for estimating the types of leakage and intrusion water and the intrusion water quantity based on the variation in the chlorine ion concentration calculated in the concentration variation calculation step (S5) and the variation in the sewage flow rate calculated in the flow variation calculation step (S10). Number analysis step (S11);
Sewage conduit using a chlorine ion concentration, characterized in that it comprises a warning generating step (S12) for sending a warning signal to the manager when the amount of change of the leak and intrusion water analysis step (S11) exceeds a predetermined range Monitoring method.
제 2항에 있어서,
상기 경보발생단계(S12)로부터 경보신호가 수신된 경우에 상기 누수 및 침입수가 발생한 측정지점을 하수관망도에 표시하여 누수 및 침입수가 발생하는 하수관로를 탐색하는 손상된 하수관 탐색단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 염소이온농도를 이용한 하수관거 모니터링 방법.
The method of claim 2,
When the alarm signal is received from the alarm generating step (S12) characterized in that it further comprises a damaged sewer pipe search step for searching for the sewer pipe where the leak and intrusion water is generated by displaying the measuring point where the leak and intrusion water occurred on the sewer pipe network; Sewage pipe monitoring method using chlorine ion concentration.
제 3항에 있어서,
상기 손상된 하수관 탐색단계를 통해서 누수 및 침입수가 발생하는 것이 확인된 경우 상기 하수관로의 두 측정지점을 통과하는 하수의 염소이온농도를 측정하고 그 결과에 따라 두 측정지점의 거리를 좁혀가면서 다시 두 측정지점의 염소이온농도를 측정함으로써 두 측정지점 사이의 침입수 발생 위치를 찾아가는 손상부 탐색단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 염소이온농도를 이용한 하수관거 모니터링 방법.
The method of claim 3,
When leak and infiltration water is confirmed through the damaged sewer pipe search step, the chlorine ion concentration of the sewage passing through the two measuring points of the sewage pipe is measured, and the two measuring points are again reduced while narrowing the distance between the two measuring points. The sewage pipe monitoring method using a chlorine ion concentration, characterized in that further comprising the step of searching for damaged parts to find the location of intrusion water between the two measurement points by measuring the concentration of chlorine ion.
유량센서와 염소 이온센서를 이용하여 하수관거를 흐르는 하수의 유량과 염소 이온 농도를 측정하는 측정단계(S1)와;
측정된 하수의 유량과 염소이온농도를 순차적으로 저장하고 과거의 하수의 유량과 염소이온농도를 근거로 시간에 따른 염소이온농도의 평균적인 변동을 나타내는 '표준 유량 그래프'와 '표준 염소이온농도 그래프'를 작성하는 표준그래프 작성단계(S4)와;
측정된 염소이온농도를 근거로 시간에 따른 염소이온농도의 변동을 나타내는 '측정 염소이온농도 그래프'를 작성하고 작성된 '측정 염소이온농도 그래프'에 대응하는 '표준 염소이온농도 그래프'와 비교하여 표준 염소이온농도의 범위를 벗어난 시간 동안의 염소이온농도의 총량인 '염소이온농도의 변동량'을 계산하는 농도변동량 산정단계(S5)와;
측정된 하수 유량을 근거로 시간에 따른 유량의 변동을 나타내는 '측정 유량 그래프'를 작성하고 작성된 '측정 유량 그래프'에 대응하는 '표준 유량 그래프'와 비교하여 표준 유량의 범위를 벗어난 시간 동안의 하수의 총 유량인 '하수 유량의 변동량'을 계산하는 유량변동량 산정단계(S9)와;
상기 염소이온농도의 변동량과 하수 유량 변동량을 근거로 침입수의 종류와 누수량 또는 침입수량을 산정하는 누수 및 침입수 분석단계(S11)를 포함하여 이루어진 것을 특징으로 하는 염소이온농도를 이용한 하수관거 모니터링 방법.
A measuring step (S1) of measuring the flow rate and chlorine ion concentration of the sewage flowing through the sewage pipe using a flow sensor and a chlorine ion sensor;
Standard flow graphs and standard chlorine ion concentration graphs which store the measured sewage flow rate and chlorine ion concentration sequentially and show the average fluctuations in chlorine ion concentration over time based on past sewage flow rate and chlorine ion concentration. Creating a standard graph creating step (S4);
Based on the measured chlorine ion concentration, a `` measured chlorine ion concentration graph '' showing the change in chlorine ion concentration over time is prepared and compared with the `` standard chlorine ion concentration graph '' corresponding to the prepared `` measured chlorine ion concentration graph ''. A concentration variation calculation step (S5) of calculating a 'change amount of chlorine ion concentration', which is a total amount of chlorine ion concentration during a time out of the range of chlorine ion concentration;
Based on the measured sewage flow, create a 'measured flow graph' that shows the variation in flow over time and compare it with the 'standard flow graph' corresponding to the 'measured flow graph'. A flow rate fluctuation calculating step (S9) for calculating a 'flow amount of sewage flow rate', which is the total flow rate of the flow rate;
Sewage pipe monitoring method using a chlorine ion concentration characterized in that it comprises a leakage and intrusion water analysis step (S11) to calculate the type and leakage or intrusion water amount of intrusion water on the basis of the fluctuation amount of the chlorine ion concentration and the fluctuation of the sewage flow rate. .
제 5항에 있어서,
상기 표준그래프 작성단계(S4)는, 측정된 하수의 유량과 염소이온농도의 데이터를 순차적으로 저장하는 데이터 저장단계;
하수관로가 손상되기 전 과거 일정 기간의 하수 유량과 염소이온농도를 근거로 시간에 따른 하수의 유량과 염소이온농도의 변동을 나타내는 '표준 유량 그래프'와 '표준 염소이온농도 그래프'를 작성하여 저장하는 그래프 저장단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 염소이온농도를 이용한 하수관거 모니터링 방법.
6. The method of claim 5,
The standard graph preparation step (S4), the data storage step of sequentially storing the data of the measured sewage flow rate and chlorine ion concentration;
Prepare and save 'standard flow graph' and 'standard chlorine ion concentration graph' which show the fluctuations of sewage flow and chlorine ion concentration over time based on the sewage flow rate and chlorine ion concentration in the past before the sewer pipe is damaged. Sewer pipe monitoring method using a chlorine ion concentration, characterized in that it comprises a graph storage step.
제 5항에 있어서,
상기 농도변동량 산정단계(S5)는, 측정된 염소이온농도를 근거로 시간에 따른 염소이온농도의 변동을 나타내는 '측정 염소이온농도 그래프'를 작성하는 측정농도그래프 작성단계;
작성된 '측정 염소이온농도 그래프'와 이에 대응하는 '표준 염소이온농도 그래프'를 비교하는 농도비교단계와;
측정 염소이온농도 그래프'와 '표준 염소이온농도 그래프'를 비교하여 표준 염소이온농도의 범위를 벗어난 시간 동안의 염소이온농도의 총량이 염소이온농도의 변동량이 미리 설정된 범위를 초과하는 경우에 경보신호를 발생하는 경보단계를 포함하여 이루어진 것을 특징으로 하는 염소이온농도를 이용한 하수관거 모니터링 방법.
6. The method of claim 5,
The concentration variation calculation step (S5), a measurement concentration graph preparing step of preparing a 'measurement chlorine ion concentration graph' indicating a change in chlorine ion concentration over time based on the measured chlorine ion concentration;
A concentration comparison step of comparing the prepared 'measured chlorine ion concentration graph' with a corresponding 'standard chlorine ion concentration graph';
When the measured chlorine ion concentration graph and the standard chlorine ion concentration graph are compared, the alarm signal when the total amount of chlorine ion concentration during the time out of the range of the standard chlorine ion concentration exceeds the preset range Sewer pipe monitoring method using a chlorine ion concentration, characterized in that made, including an alarm step to generate.
제 5항에 있어서,
상기 유량변동 산정단계(S9)는,
측정된 하수 유량을 근거로 시간에 따른 하수 유량의 변동을 나타내는 '측정 유량 그래프'를 작성하는 측정유량그래프 작성단계;
작성된 '측정 유량 그래프'와 이에 대응하는 '표준 유량 그래프'를 비교하는 유량비교단계를 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 염소이온농도를 이용한 하수관거 모니터링 방법.
6. The method of claim 5,
The flow rate calculation step (S9),
A measurement flow graph preparation step of preparing a 'measurement flow graph' representing a change in the sewage flow rate over time based on the measured sewage flow rate;
The sewage pipe monitoring method using a chlorine ion concentration comprising a flow rate comparison step of comparing the prepared 'measured flow graph' and the corresponding 'standard flow graph'.
제 5항에 있어서,
상기 농도변동량 산정단계와 유량변동 산정단계는, '측정 염소이온농도 그래프'와 '측정 유량 그래프'와 대응하는 '표준 염소이온농도 그래프'와 '표준 유량 그래프'를 측정 시각과 측정 위치정보 및 요일, 날씨 등의 검색조건을 이용하여 검색하는 표준그래프 검색단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 염소이온농도를 이용한 하수관거 모니터링 방법.
6. The method of claim 5,
The concentration fluctuation calculation step and the flow rate fluctuation calculation step may include measurement time, measurement location information, and day of the week for measuring the 'chlorine ion concentration graph' and the 'standard flow rate graph' and 'standard flow graph' corresponding to the 'measurement chlorine ion concentration graph' and 'measurement flow graph'. The sewer pipe monitoring method using a chlorine ion concentration, characterized in that it further comprises a standard graph search step to search using the search conditions, such as weather.
제 9항에 있어서,
상기 농도변동량 산정단계와 유량변동 산정단계는, 검색된 '표준 염소이온농도 그래프'와 '표준 유량 그래프'를 '측정 염소이온농도 그래프'와 '측정 유량 그래프'와 대비하기 위해서 표준 염소이온농도 그래프 및 표준 유량 그래프를 시간 축 방향으로 이동시켜 '측정 염소이온농도 그래프' 및 '측정 유량 그래프'와 최대한 근사한 패턴을 형성하도록 하는 표준그래프 정렬단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 염소이온농도를 이용한 하수관거 모니터링 방법.
The method of claim 9,
The concentration fluctuation calculation step and the flow fluctuation calculation step are performed in order to compare the searched 'standard chlorine ion concentration graph' and 'standard flow graph' with 'measured chlorine ion concentration graph' and 'measured flow graph'. Sewage monitoring using chlorine ion concentration further comprising a standard graph alignment step to move the standard flow graph in the time axis direction to form a pattern as close as possible to the 'measured chlorine ion concentration graph' and 'measured flow graph' Way.
하수관거에 설치되어 하수관거를 통과하는 하수의 유량을 측정하는 유량센서와;
상기 유량센서가 설치된 하수관거의 동일 위치에 설치되어 하수관거를 통과하는 하수의 염소이온농도를 측정하는 염소이온농도센서와;
상기 유량센서와 염소이온농도센서에서 측정한 염소이온농도 및 유량 데이터를 근거로 과거 하수관거에 이상이 발생하기 전 일정 기간 동안에 측정된 염소이온농도를 근거로 표준 염소이온농도 그래프를 작성하고, 실시간으로 측정된 염소이온농도를 근거로 측정 염소이온농도 그래프를 작성하며, 상기 측정 염소이온농도 그래프를 상기 표준 염소이온농도 그래프와 비교하여, 측정 염소이온농도가 표준 염소이온농도에서 얼마나 벗어나는 지를 분석하고, 측정 염소이온농도가 표준 염소이온농도의 설정범위를 벗어나는 경우 설정범위를 벗어난 기간 동안의 염소이온농도의 총량을 구하여 염소이온농도의 변화량을 산정하고, 상기 염소이온농도의 변화량이 설정된 변화량을 초과할 경우에는 과거 하수관거에 이상이 발생하기 전 일정 기간 동안에 측정된 유량을 근거로 표준 유량 그래프를 작성하고, 실시간으로 측정된 유량을 근거로 측정 유량 그래프를 작성한 후 이들을 비교하여 상기한 측정 염소이온농도가 표준 염소이온농도의 설정범위를 벗어난 기간 동안의 하수 총량 즉 유량의 변화량을 산정하며, 상기한 염소이온농도의 변화량과 유량의 변화량을 근거로 침입수의 종류와 누수 및 침입수량을 산정함과 아울러 상기 침입수량이 일정 범위를 초과할 경고신호를 발생하는 모니터링 서버를 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 염소이온농도를 이용한 하수관거 모니터링 시스템.
A flow sensor installed in the sewage pipe and measuring a flow rate of sewage passing through the sewage pipe;
A chlorine ion concentration sensor installed at the same position of the sewage pipe in which the flow sensor is installed to measure the chlorine ion concentration of the sewage passing through the sewage pipe;
Based on the chlorine ion concentration and the flow rate data measured by the flow sensor and the chlorine ion concentration sensor, a graph of standard chlorine ion concentration is prepared based on the chlorine ion concentration measured for a certain period of time before an abnormality occurs in the sewage pipe in the past. Based on the measured chlorine ion concentration, a measured chlorine ion concentration graph is prepared, and the measured chlorine ion concentration graph is compared with the standard chlorine ion concentration graph to analyze how the measured chlorine ion concentration deviates from the standard chlorine ion concentration, If the measured chlorine ion concentration is outside the set range of the standard chlorine ion concentration, the total amount of chlorine ion concentration during the period outside the set range is obtained to calculate the change amount of the chlorine ion concentration, and the change amount of the chlorine ion concentration exceeds the set change amount. In the past, if there is a problem Create a standard flow graph on the basis of the determined flow rate, create a flow chart on the basis of the flow rate measured in real time, compare them, and then compare them with the total amount of sewage during the period when the measured chlorine ion concentration is outside the set range of the standard chlorine ion concentration. That is, the amount of change of the flow rate is calculated, the type of infiltration water, the leakage and the amount of intrusion water are calculated based on the change amount of the chlorine ion concentration and the change amount of the flow rate, and a warning signal is generated in which the inflow water exceeds a predetermined range. Sewage pipe monitoring system using a chlorine ion concentration, characterized in that comprises a monitoring server.
제 11항에 있어서,
상기 모니터링 서버는, 상기 하수관거에 설치된 유량센서와 염소이온농도센서로부터 유량과 염소이온농도 및 측정 시각정보와 측정 위치정보를 수신하고 수신한 유량과 염소이온농도 데이터를 데이터베이스에 저장하는 수신모듈과;
실시간으로 수신한 유량, 염소이온농도, 측정 시각 및 위치 정보를 이용하여 다양한 시간 간격의 '측정 염소이온농도 그래프'와 '측정 유량 그래프'를 작성하고, 데이터베이스에 저장된 과거 일정 기간의 유량, 염소이온농도, 측정 시각 및 위치 정보를 이용하여 '표준 염소이온농도 그래프'와 '표준 유량 그래프'를 작성하고 이들을 비교하여, 염소이온농도의 변동량과 유량의 변동량을 산정하며, 상기 염소이온농도 변동량과 유량 변동량을 근거로 침입수의 변동량을 산정하고 그 변동량이 기준 범위를 넘을 경우에는 경고신호를 발신하는 중앙제어서버와;
하수관 직경, 거리 또는 맨홀 위치로 이루어지는 하수관망 정보와 강우설량 이력 정보를 포함하는 하수관망 기초정보를 사용자로부터 입력받고, 사용자의 요청에 따라 유량, 염소이온농도 침입수량 및 각종 그래프를 출력하는 운영자컴퓨터를 포함하여 이루어진 것을 특징으로 하는 염소이온농도를 이용한 하수관거 모니터링 시스템,
12. The method of claim 11,
The monitoring server includes: a receiving module for receiving a flow rate, a chlorine ion concentration, a measurement time information, and a measurement position information from a flow sensor and a chlorine ion concentration sensor installed in the sewage pipe and storing the received flow rate and chlorine ion concentration data in a database;
Create 'measured chlorine ion concentration graph' and 'measured flow graph' at various time intervals using the flow rate, chlorine ion concentration, measurement time and location information received in real time, and the flow rate and chlorine ion of the past period stored in the database Using the concentration, measurement time, and location information, a 'standard chlorine ion concentration graph' and a 'standard flow graph' are prepared and compared, and the amount of variation in the chlorine ion concentration and the flow rate are calculated, and the chlorine ion concentration variation and the flow rate are compared. A central control server that calculates a variation of the intrusion water based on the variation and sends a warning signal when the variation exceeds the reference range;
Operator computer that receives sewage pipe network basic information including sewage pipe diameter, distance or manhole location and rainfall snowfall history information from user, and outputs flow rate, chlorine ion concentration intrusion quantity and various graphs according to user's request Sewage monitoring system using a chlorine ion concentration, characterized in that made, including
제 11항에 있어서,
상기 수신모듈은, 네트워크를 통해 측정된 유량과 염소이온농도 그리고 측정시각과 측정장소에 관한 정보를 전송받는 통신망접속부와 상기 통신망접속부를 통해 수신한 유량 및 염소이온농도를 위치 정보 및 측정 시각 정보에 따라 분류하여 데이터베이스에 저장하는 데이터수집서버로 이루어지는 것을 특징으로 하는 염소이온농도를 이용한 하수관거 모니터링 시스템.
12. The method of claim 11,
The receiving module includes a communication network connection unit for receiving information about a flow rate and a chlorine ion concentration measured through a network, and a measurement time and a measurement location, and a flow rate and chlorine ion concentration received through the communication network connection unit based on location information and measurement time information. Sewage pipe monitoring system using a chlorine ion concentration, characterized in that consisting of a data collection server to store according to the classification database.
제 11항에 있어서,
상기 중앙제어서버는 수신된 유량과 염소이온농도를 이용하여 하수 측정 유량 그랙프와 측정 염소이온농도 그래프 또는 표준 유량 그래프와 표준 염소이온농도 그래프를 작성하는 그래프작성부와,
상기 '측정 염소이온농도 그래프'와 '표준 염소이온농도 그래프'를 비교하여 염소이온농도의 변동량을 계산하고 '측정 유량 그래프'와 '표준 유량 그래프'를 비교하여 하수 유량의 변동량을 계산하고 상기한 염소이온농도 변동량과 하수 유량 변동량을 근거로 침입수의 여부와 침입수량을 산정하고 침입수량이 일정 범위를 넘을 경우에는 경고신호를 발생하는 분석부와,
상기 염소이온농도의 변동량과 침입수의 변동량이 일정 범위를 초과할 경우에 경보신호를 발생하는 알람부를 포함하여 구성된 것을 특징으로 하는 염소이온농도를 이용한 하수관거 모니터링 시스템.
12. The method of claim 11,
The central control server includes a graph preparation unit for preparing a sewage measurement flow graph and a measured chlorine ion concentration graph or a standard flow graph and a standard chlorine ion concentration graph using the received flow rate and chlorine ion concentration;
Comparing the measured chlorine ion concentration graph and the standard chlorine ion concentration graph to calculate the fluctuation amount of the chlorine ion concentration and compare the measured flow graph and the standard flow graph to calculate the fluctuation of the sewage flow rate An analysis unit that calculates the intrusion water and the intrusion water amount based on the chlorine ion concentration change and the sewage flow rate change, and generates a warning signal when the intrusion water exceeds a certain range;
The sewage pipe monitoring system using a chlorine ion concentration, characterized in that it comprises an alarm unit for generating an alarm signal when the amount of variation in the chlorine ion concentration and the amount of intrusion water exceeds a predetermined range.
제 11항에 있어서,
상기 중앙제어서버는, 상기 데이터베이스에 저장되어 있는 유량 및 염소이온농도를 위치정보와 측정시각에 따라 검색하거나, 표준그래프 저장부에 저장되어 있는 표준그래프를 위치정보와 측정시각 또는 요일이나 날씨정보를 이용하여 검색하는 검색부를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 염소이온농도를 이용한 하수관거 모니터링 시스템.
12. The method of claim 11,
The central control server searches the flow rate and the chlorine ion concentration stored in the database according to the location information and the measurement time, or the location information and the measurement time or the day or weather information of the standard graph stored in the standard graph storage unit. Sewer pipe monitoring system using a chlorine ion concentration, characterized in that it further comprises a search unit for searching by using.
제 15항에 있어서,
상기 중앙제어서버는, 상기 표준 염소이온농도 그래프와 측정 염소이온농도 그래프 그리고 표준 유량 그래프와 측정 유량 그래프를 서로 비교할 때 표준 그래프가 측정 그래프와 가장 근사하게 배치되도록 표준 그래프의 위치를 조정하는 그래프정렬부를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 염소이온농도를 이용한 하수관거 모니터링 시스템.
16. The method of claim 15,
The central control server, the graph alignment to adjust the position of the standard graph so that the standard graph is most closely arranged to the measurement graph when comparing the standard chlorine ion concentration graph, the measured chlorine ion concentration graph and the standard flow graph and the measured flow graph Sewer pipe monitoring system using a chlorine ion concentration, characterized in that it further comprises a wealth.
제 16항에 있어서,
상기 그래프정렬부는 인식된 '측정 그래프'의 특징량을 입력신호로 하여 측정 그래프의 패턴을 인식하기 위해 기억된 퍼지 규칙에 따라 퍼지값을 생성하는 제1 퍼지 추론부와, 인식된 '표준 그래프'의 특징량을 입력신호로 하여 표준 그래프의 패턴을 인식하기 위해 기억된 퍼지 규칙에 따라 퍼지값을 생성하는 제2 퍼지 추론부와, 상기 제1 및 제2 추론부에서 각각 생성된 퍼지값을 입력신호로 하여 표준 그래프 패턴과 측정 그래프 패턴의 차이를 인식하기 위해 기억된 퍼지 규칙에 따라 퍼지값을 생성하는 제3 퍼지 추론부로 구성된 퍼지추론시스템으로 이루어지는 것을 특징으로 하는 염소이온농도를 이용한 하수관거 모니터링 시스템.
17. The method of claim 16,
And a first fuzzy inference unit for generating a fuzzy value according to a stored fuzzy rule to recognize a pattern of the measured graph by using the recognized quantity of the measured value of the measured graph as an input signal, and the recognized standard graph. A second fuzzy inference unit for generating a fuzzy value according to a stored fuzzy rule in order to recognize a pattern of a standard graph by using the characteristic amount of as an input signal, and a fuzzy value generated in each of the first and second inference units, respectively; Sewage monitoring system using chlorine ion concentration comprising a fuzzy inference system composed of a third fuzzy inference unit generating a fuzzy value according to a stored fuzzy rule to recognize a difference between a standard graph pattern and a measured graph pattern as a signal. .
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