KR20160087280A - 스마트 워터 그리드 기반 통합 운영 서비스 제공 방법 및 시스템 - Google Patents
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Abstract
본 발명은 스마트 워터 그리드(Smart Water Grid: SWG) 기반 통합 운영 서비스 제공 방법에 있어서, SWG에서 사용되는 에너지를 관리하기 위하여 상기 SWG 기반 네트워크 내 배수 권역별 위치하는 배수 관리 제어 서버들과 연동하여 각 배수 권역별 배수 관리 제어 서버에서 제공되는 오브젝트를 관리하고, 통합 운영 서비스 모드가 실행되면 각 배수 권역별 배수 관리 제어 서버로부터 배수 관리 기기별 상태 정보를 수집하는 과정과, 수집된 배수 관리 기기별 상태 정보를 표준 프로토콜 인터페이스를 이용하여 기설정된 표준 플랫폼(platform) 정책에 기반한 데이터로 변환하여 상기 각 배수 권역별 배수 관리 제어 서버를 통해 획득된 상태 정보를 연계하여 디스플레이하는 과정과, 특정 도메인에 구성된 통합 운영 서비스 서버로 사용자 입력에 의한 로그인이 요청되면 요청된 로그인 정보를 기반으로 상기 통합 운영 서비스 서버에 초기 접속 시 기 등록된 로그인 정보를 호출하여 일치 여부에 따라 해당 로그인의 승인 여부를 결정하여 배수 권역별 상태 정보를 서비스하는 과정을 포함함을 특징으로 한다.
Description
본 발명은 스마트 워터 그리드(Smart Water Grid: SWG)에서 물공급을 경제적으로 운영하기 위한 통합적 프레임워크 관련 통합 운영에 관한 것이다.
현재의 수자원 관리 시스템은 실시간 수자원 데이터의 부족으로 인해 신뢰성을 확보하기가 어려우며 수재해 예보 시스템이 없는 등 수자원 정보관련 인프라 및 정보통신기술을 통한 통합시스템 및 프로그램 구축에 대단히 취약하다.
또한 수자원 정보통신의 관리체계 및 개발 체계가 표준화되지 않고, 다양한 기업에서의 개발로 인해 프로그램 통합 및 데이터의 통합이 어려우며 물관리 체계의 효율화를 위한 노력을 기울이지 못하고 있다. 이러한 문제점을 해소하기 위해 수자원 측면에서 스마트워터그리드(Smart Water Grid)는 기존 수자원 관리 시스템의 한계를 극복할 수 있는 차세대 물관리 시스템 및 인프라를 통해 다중수원을 활용하여 물을 효율적으로 관리할 수 있는 체계를 구축하고 수자원 환경의 급격한 변화와 글로벌 물산업과 수자원기술 패러다임의 급격한 변화에 대응할 수 있는 수자원 관리와 정보통신기술의 융합기술을 통한 물관리 기술의 혁신과 지능화를 통해 지속적인 물수요 증가에 따른 안정적인 물공급 및 정보의 관리 필요성이 중요시되고 있다.
또한, 최근 세계적으로 수자원관리의 패러다임 변화와 정보통신기술의 변화에 따라 양방향 통신을 이용한 효율적이고 지능화된 물관리를 요구하고 있는데 해외의 선진 물기업들은 이러한 물부족 및 관리를 위해 다양한 접근과 방법을 포함한 안정적인 수자원확보, 통신 기술, 유지관리 기술, 모델링 기술을 이용하여 다차원적인 접근을 통해 해결방안을 제시하고 있다.
특히, 첨단 정보통신기술을 이용하여 효율성을 높이고 다양한 요소기술이 모여 하나의 거대 시스템을 이루는 시스템 오브 시스템으로 이를 효율적으로 통합 운영관리하고 표준화된 기술로 관리하기 위해서는 시스템 개발 기술의 통합과 물정보 표준화 기술이 필요한 사항이다. 정보통신기술 기반의 통합운영관리 시스템에 관련된 기술은 국내의 적용 실적이나 요소기술의 경험이 부족하여 선진 기술과의 격차가 가장 많은 것으로 조사되고 있지만 타분야의 소프트웨어 개발 기술 능력은 외국 개발 능력에 비해 거의 동등하거나 약간의 기술격차가 나는 것으로 조사되었다. 이에 대한 능력은 물관련 통합 플랫폼 및 데이터 표준화 및 관리의 부재로 인한 것으로 선진화된 통합 관리기술과 물정보 및 수자원 활용의 효율성 제고를 위해서 중요한 사항이다. 스마트워터그리드에서 사용하는 통합운영시스템은 구축과 함께 종료되는 것이 아닌 지속적인 검증과 최적화를 위한 유지관리의 용이성을 제공하여 운영의 지속성을 확보하고 일관성 있는 소프트웨어를 통해 시스템의 상용화를 위해 세계적인 트랜드에 맞추어 다양한 목적의 프로그램을 하나의 플랫폼으로 유지관리되어야 하는 문제가 대두된다.
따라서 본 발명은 스마트워터그리드에 적용 가능한 지능형 물관리 통합운영시스템을 구축하기 위해 개발되는 다양한 프로그램의 모듈을 컴포넌트의 조합을 활용하여 하나의 프레임워크로 제시하고 이러한 프레임워크를 코아-플랫폼(Core-Platform)으로써 활용하도록 시스템 개발환경 및 구현방안을 제공한다.
본 발명의 일 견지에 따르면, 스마트 워터 그리드(Smart Water Grid: SWG) 기반 통합 운영 서비스 제공 방법에 있어서, SWG에서 사용되는 에너지를 관리하기 위하여 상기 SWG 기반 네트워크 내 배수 권역별 위치하는 배수 관리 제어 서버들과 연동하여 각 배수 권역별 배수 관리 제어 서버에서 제공되는 오브젝트를 관리하고, 통합 운영 서비스 모드가 실행되면 각 배수 권역별 배수 관리 제어 서버로부터 배수 관리 기기별 상태 정보를 수집하는 과정과, 수집된 배수 관리 기기별 상태 정보를 표준 프로토콜 인터페이스를 이용하여 기설정된 표준 플랫폼(platform) 정책에 기반한 데이터로 변환하여 상기 각 배수 권역별 배수 관리 제어 서버를 통해 획득된 상태 정보를 연계하여 디스플레이하는 과정과, 특정 도메인에 구성된 통합 운영 서비스 서버로 사용자 입력에 의한 로그인이 요청되면 요청된 로그인 정보를 기반으로 상기 통합 운영 서비스 서버에 초기 접속 시 기 등록된 로그인 정보를 호출하여 일치 여부에 따라 해당 로그인의 승인 여부를 결정하여 배수 권역별 상태 정보를 서비스하는 과정을 포함함을 특징으로 한다.
본 발명의 다른 견지에 따르면, 스마트 워터 그리드(Smart Water Grid: SWG) 통합 운영 서비스 제공 시스템에 있어서, SWG에서 사용되는 에너지를 관리하기 위하여 상기 SWG 기반 네트워크 내 배수 권역별 위치하는 배수 관리 제어 서버들과 연동하여 각 배수 권역별 배수 관리 제어 서버에서 제공되는 오브젝트를 관리하는 통합 서비스 서버와, 상기 통합 서비스 서버에 연동되어 상기 통합 서비스 서버 제어 하에 운영되는 복수의 프로그램별 처리 데이터를 각 프로그램별 테이블에 저장하는 통합 운영 데이터베이스(database, DB)와, 상기 통합 서비스 서버로부터 인가된 제어 신호에 따라 제어 리스트에 포함된 각 배수 권역별 물관리 운영 지수에 따라 연동된 배수 관리 기기를 운영하는 배수 관리 제어 서버를 포함함을 특징으로 한다.
본 발명은 하나의 플랫폼으로 표준 프로토콜로 변환된 배수 권역별 다양한 타입의 프로토콜을 통합적으로 관리 가능한 통합 프레임워크 제공이 가능할 뿐만 아니라, 여러 종류의 배수 권역별 솔루션과 네트워크를 통해 연동함으로써 배수 권역별 배수 관리 기기를 효과적으로 제어하고, 자동으로 배구 관리 기기들을 제어하여 자동화를 위한 시스템 구축 비용을 절감할 뿐만 아니라 수자원을 효율적으로 관리하기 위한 다수의 프로그램들간 데이터 관점과 소프트웨어 관점에서의 연계를 통합적으로 지원 가능한 효과가 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시 예에 따른 SWG 기반 통합 운영 서비스 제공 방법에 관한 전체 흐름도.
도 2는 본 발명의 일 실시 예에 따른 SWG 기반 통합 운영 서비스 제공 방법에 있어서, 통합 서비스 서버에서 처리되는 데이터를 보인 예시도.
도 3은 본 발명의 일 실시 예에 따른 스마트 워터 그리드 기반 통합 운영 서비스 제공 방법이 적용된 시스템에서의 동작의 흐름을 개략적으로 보인 구성도.
도 4는 본 발명의 일 실시 예에 따른 스마트 워터 그리드 기반 통합 운영 서비스 제공 방법에 의한 코아-플랫폼(core-platform) 구성을 보인 예시도.
도 5는 본 발명의 일 실시 예에 따른 스마트 워터 그리드 기반 통합 운영 서비스 제공 방법에 의한 코아-플랫폼(core-platform) 세부 및 공통 컴포넌트 구성 관련 테이블.
도 6은 본 발명의 일 실시 예에 따른 스마트 워터 그리드 기반 통합 운영 서비스 제공 방법이 적용된 통합운영시스템의 메인화면으로 들어가기 위한 로그인 화면을 보인 예시도.
도 7 a), b) 및 c)는 본 발명의 일 실시 예에 따른 스마트 워터 그리드 기반 통합 운영 서비스 제공 방법이 적용된 통합운영시스템에서 제공되는 화면 예시도.
도 8은 본 발명의 일 실시 예에 따른 스마트 워터 그리드 통합 운영 서비스 제공 시스템에서 통합 서비스 서버의 구성을 보인 상세 블록도.
도 2는 본 발명의 일 실시 예에 따른 SWG 기반 통합 운영 서비스 제공 방법에 있어서, 통합 서비스 서버에서 처리되는 데이터를 보인 예시도.
도 3은 본 발명의 일 실시 예에 따른 스마트 워터 그리드 기반 통합 운영 서비스 제공 방법이 적용된 시스템에서의 동작의 흐름을 개략적으로 보인 구성도.
도 4는 본 발명의 일 실시 예에 따른 스마트 워터 그리드 기반 통합 운영 서비스 제공 방법에 의한 코아-플랫폼(core-platform) 구성을 보인 예시도.
도 5는 본 발명의 일 실시 예에 따른 스마트 워터 그리드 기반 통합 운영 서비스 제공 방법에 의한 코아-플랫폼(core-platform) 세부 및 공통 컴포넌트 구성 관련 테이블.
도 6은 본 발명의 일 실시 예에 따른 스마트 워터 그리드 기반 통합 운영 서비스 제공 방법이 적용된 통합운영시스템의 메인화면으로 들어가기 위한 로그인 화면을 보인 예시도.
도 7 a), b) 및 c)는 본 발명의 일 실시 예에 따른 스마트 워터 그리드 기반 통합 운영 서비스 제공 방법이 적용된 통합운영시스템에서 제공되는 화면 예시도.
도 8은 본 발명의 일 실시 예에 따른 스마트 워터 그리드 통합 운영 서비스 제공 시스템에서 통합 서비스 서버의 구성을 보인 상세 블록도.
이하 본 발명에 따른 바람직한 실시 예를 첨부한 도면을 참조하여 상세히 설명한다. 하기 설명에서는 구체적인 구성 소자 등과 같은 특정 사항들이 나타나고 있는데 이는 본 발명의 보다 전반적인 이해를 돕기 위해서 제공된 것일 뿐 이러한 특정 사항들이 본 발명의 범위 내에서 소정의 변형이나 혹은 변경이 이루어질 수 있음은 이 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게는 자명하다 할 것이다.
본 발명은 스마트 워터 그리드(Smart Water Grid: SWG)에서 물공급을 경제적으로 운영하기 위한 통합적 프레임워크 관련 통합 운영 시스템에 관한 것으로, 보다 상세하게는 SWG에 적용 가능한 지능형 물관리 통합운영시스템을 구축하기 위해 개발되어지는 다양한 프로그램의 모듈을 컴포넌트의 조합을 활용하여 하나의 프레임워크로 제시하고 이러한 프레임 워크(framework)를 코아 플랫폼(Core-Platform)으로써 활용하도록 SWG 기반 네트워크 내 배수 권역별 위치하는 배수 관리 제어 서버들과 연동하여 각 배수 권역별 배수 관리 제어 서버에서 제공되는 오브젝트를 관리하고, 각 배수 권역별 배수 관리 제어 서버로부터 배수 관리 기기별 상태 정보를 수집하여 표준 프로토콜 인터페이스를 통해 기설정된 표준 플랫폼(platform) 정책에 기반한 데이터로 변환하여 상기 각 배수 권역별 배수 관리 제어 서버를 통해 획득된 상태 정보를 연계하여 디스플레이함으로써 하나의 플랫폼으로 표준 프로토콜로 변환된 배수 권역별 다양한 타입의 프로토콜을 통합적으로 관리 가능한 통합 프레임워크 제공이 가능할 뿐만 아니라, 여러 종류의 배수 권역별 솔루션과 네트워크를 통해 연동함으로써 배수 권역별 배수 관리 기기를 효과적으로 제어하고, 자동으로 배수 관리 기기들을 제어하여 자동화를 위한 시스템 구축 비용을 절감할 뿐만 아니라 수자원을 효율적으로 관리하기 위한 다수의 프로그램들간 데이터 관점과 소프트웨어 관점에서의 연계를 통합적으로 지원 가능한 기술을 제공하고자 한다.
이하, 본 발명의 일 실시 예에 따른 SWG 기반 통합 운영 서비스 제공 방법에 관해 도 1을 참조하여 살펴보기로 한다.
도 1은 본 발명의 일 실시 예에 따른 SWG 기반 통합 운영 서비스 제공 방법에 관한 전체 흐름도이다.
도 1을 살펴보면, 110 과정에서는 통합 서비스 서버의 모드가 통합 운영 서비스 모드로 스위칭되어 해당 모드가 실행된다.
이때, 상기 통합 서비스 서버는 SWG에서 사용되는 에너지를 관리하기 위하여 상기 SWG 기반 네트워크 내 배수 권역별 위치하는 배수 관리 제어 서버들과 연동하여 각 배수 권역별 배수 관리 제어 서버에서 제공되는 오브젝트를 관리하는 것으로, 이하 설명되는 본 발명의 전반적인 동작을 제어한다.
이러한, 상기 통합 운영 서비스 서버는, 상기 배수 관리 기기별 해당 플랫폼 환경에서 제공하는 오브젝트에 대하여 적응적인 플랫폼을 지원하여 상기 오브젝트를 처리한다.
여기서, 상기 오브젝트는, 오픈 API를 통해 서비스되는 표준 혹은 사용자 정의된 프로토콜 기반으로 구성된 배수 관리 기기별 기설정된 모니터링 계측 항목에 대응하는 상태 정보이다.
112 과정에서는 통합 운영 서비스 모드 하에 배수 권역별 배수 관리 제어 서버로부터 배수 관리 기기별 상태 정보를 수집한다.
상기 배수 관리 제어 서버는 본 발명이 적용된 SWG 기반 네트워크에서 적어도 하나 이상 존재하며 배수 권역별로 그룹핑된 다수의 배수 관리 기기를 그룹별로 일대일 페이징(paging)되어 제어한다. 따라서, 배수 권역 규모에 따라 혹은 지역에 설치된 배수 설비에 따라 배수 제어 서버별 관리하는 배수 관리 기기의 수는 차별화된다.
또한, 상기 상태 정보는 통합 서비스 서버에서 운영되는 프로그램별 구비된 모듈을 통해 처리되는 데이터로, 배수 관리 기기 타입별 관련 상태(예컨대, 다중수원 계측 상태, 실시간 물사용량 검침 상태, 수질/수압 감시 상태, 수자원 부존량 산정 상태, 수자원 부존량 산정 상태, 다중수원 선택취수 등)를 포함하며, 이는 센서 네트워크 기반 배수 관리 기기별 대응하는 센서 혹은 프로그램별 구비된 모듈 기반 하에 계측되는 데이터를 포함한다.
114 과정에서는 수집된 배수 관리 기기별 상태 정보를 표준 프로토콜 인터페이스를 이용하여 기설정된 표준 플랫폼(platform) 정책에 기반한 데이터로 변환한다.
이러한 114 과정의 동작은 통합 서비스 운영 서버가 상기 기설정된 표준 플랫폼 정책에 기반한 데이터로 변환된 배수 관리 기기별 상태 정보를 통합 운영 서비스 서버에서 운영되는 복수의 프로그램별로 처리하여 처리된 결과 데이터가 상기 통합 운영 서비스 서버와 연동된 통합 운영 데이터베이스(database, DB)로 전송하여 상기 통합 운영 DB 내 프로그램별로 분류된 테이블에 저장하여 모니터링을 용이하게 하며, 기설정된 주기별 상기 통합 운영 DB 내 프로그램별 테이블의 컬럼(columm)을 모니터링하여 널(null)을 검색하고, 검색된 널을 통해 오류가 발생된 프로그램을 확인한다.
배수 권역별 혹은 배수 관리 제어 서버 별 혹은 배수 관리 기기별 개별적으로 구현된 프로토콜을 표준 프로토콜 인터페이스를 이용하여 프로토콜 에디터를 통해 기저장된 프로토콜에 따른 데이터로 변환하여 동기화한다.
이때, 상기 프로토콜 에디터는, 데이터 수집, 저장, 전송, 환경 설정, 원격명령 수행 등의 기능을 수행할 수 있다. 즉, 배수 권역별 각 배수 관리 기기로부터 수신된 모니터링된 센서 혹은 계측 데이터를 표준 프로토콜로 변환하여 실시간으로 수집하고, 수집된 데이터를 기반으로 네트워크 내 다수의 상위 서비스 서버로 송신할 수 있다.
116 과정에서는 상기 각 배수 권역별 배수 관리 제어 서버를 통해 획득된 상태 정보를 연계하여 통합 서비스 서버에서 제공하는 화면 페이지에 디스플레이한다.
한편, 본 발명이 적용된 통합 서비스 서버에서 실행되는 상기 통합 운영 서비스 모드에서는 수집된 배수 관리 기기별 상태 정보를 대응하는 프로그램별로 분류하고, 분류된 각 프로그램별 상태 정보에 대한 룩업 테이블을 생성하여 해당 상태 정보를 모니터링한다.
이때, 상기 룩업 테이블은 배수 권역별 기설정된 시나리오 및 배수 권역별 소정 위치에 설치되어 배수 상태를 센싱하는 센서를 통해 수집된 배수 상태 정보 및 기상 정보에 따라 적정 배수 조건 범위가 산출되어 매칭된 테이블로서, 통합 서비스 서버 초기 구동 시 미리 설정되어 배수 권역별 적정 상태 조건 범위가 룩업 테이블화되어 제공될 수 있으며 또한 여러 가지 변형이 본 발명의 범위를 벗어나지 않고 실시될 수 있다.
상술한 도 1의 흐름도를 기반으로 본 발명이 적용된 SWG 기반 통합 운영 서비스 제공 방법에 관해 도 2 내지 4를 참조하여 상세히 살펴보도록 한다.
먼저, 도 2는 본 발명의 일 실시 예에 따른 SWG 기반 통합 운영 서비스 제공 방법에 있어서, 통합 서비스 서버에서 처리되는 데이터를 보인 예시도이다.
도 2에 도시된 바와 같이, 본 발명이 적용된 통합 서비스 서버(210)에서 처리되는 통합 운영 프로그램은 SWG 패키지를 구성하는 프로그램의 실행상태, 서버상태 및 사용자를 통합적으로 관리하는 프로그램이며, 계측기를 통해 각 다중 수원의 수위가 계측되어지며, 프로그램을 통해 보정된 데이터가 상기 통합 서비스 서버(210)로 전송된다.
수용가에 설치된 수도 계량기에서 실시간 물 사용량을 계측하고, 프로그램을 통해 계측 데이터의 품질관리 후 상기 통합 서비스 서버(210)에 저장된다. 상수도 주요 배관에서 수질, 수압을 측정하여 측정값을 상기 통합 서비스 서버(210)에 전송한다.
8개의 프로그램(216)은 통합 서비스 서버(210)의 데이터를 입력값으로 활용하여 실행을 하며, 프로그램의 결과값은 통합 서비스 서버(210) 및 상기 통합 서비스 서버(210)에 연동된 DB(미도시)에 전송되어 해당 테이블에 저장된다.
이때, 상기 통합 서비스 DB에서는 모든 데이터가 1시간 단위로 상기 통합 서비스 서버(210)에 전송되어 해당 테이블의 컬럼에 저장된다.
상기 통합 운영 프로그램(212)은 통합 서비스 서버(210)을 감시하여 시간별 해당 컬럼에 데이터가 전송되어 저장되어야 하는, 해당 컬럼에 데이터가 전송되지 않으며, 해당 컬럼은 널(NULL)값으로 되어 오류 발생 여부를 인식 가능하며, 해당 프로그램(모듈)에서 장애가 발생 되었는지 확인이 가능하다.
이를 통해 통합 운영 프로그램(212)에서는 각 프로그램의 정상작동 상태를 실시간으로 확인 가능하며, 장애 발생 시 해당 알람을 표출하여 운영자에게 알린다. 이에 따라 운영자는 통합 운영 프로그램(212)을 통해 장애가 발생한 원격지 및 내부 프로그램을 바로 재실행시키거나 원인 분석 후 분석 결과에 따라 서비스 행위를 제어한다. 원격지 또는 내부 단말의 전원공급을 확인하여 전원이 공급되고 있지 않을 경우 통합 운영 시스템이 해당 시스템을 자동으로 재실행시키도록 제어한다.
한편, 도 3은 본 발명의 일 실시 예에 따른 스마트 워터 그리드 기반 통합 운영 서비스 제공 방법이 적용된 시스템에서의 동작의 흐름을 개략적으로 보인 구성도로서, 도 3을 참조하면, 본 발명이 적용된 스마트 워터 그리드 통합운영시스템은 지능형 물관리 패키지 구축을 위해 도시된 바와 같이, GIS, Protocol, DB 관리, Chart, Excel, Model로 구성된 Core-Platform(310)을 기반으로 수처리조합 프로그램(314), 워터루프 운영프로그램/선택취수 프로그램(316), 업무지원 프로그램(318), 물부족 평가 프로그램(320), 다중수원 가용수량 산정 프로그램(322), AMI네트워크 프로그램(324)이 서로 통합하거나 연계할 수 있도록 SWG 통합 DB(312) 기반으로 제공하며, 상기 SWG 통합 DB(312)와 원활한 데이터 연계를 위해 DB의 이용이나 인터페이스 표준을 정의하여 표현한 컴포넌트를 제공한다.
이와 같은 패키지로 구성된 모든 프로그램을 스마트워터그리드 통합운영시스템에서 각 프로그램의 실행상태, 서버상태 및 사용자의 현황을 실시간 감시 및 알람 등을 통합 관리 가능할 수 있다.
이어서, 도 4는 본 발명의 일 실시 예에 따른 스마트 워터 그리드 기반 통합 운영 서비스 제공 방법에 의한 코아-플랫폼(core-platform) 구성을 보인 것으로, 이에 앞서, 본 발명이 적용된 시스템에서는 개발 언어는 C#으로 객체지향 언어로 구성하였으며, 통합 운영 서비스 서버 기반으로 개발되는 프로그램(414)은 도 4에 도시된 바와 같이, 프레임워크를 포함하는 플랫폼 기반으로 하여 개발 되어 있으며, 상기 플랫폼(416)의 구성은 SWG 라이브러리(library, 420) 및 SWG 컴포넌트(components, 418)의 구성으로 개발되어 있기 때문에 컴포넌트 기반의 방법론인 CBD(Component-Base Development)기반의 마르미 Ⅲ 방법론을 활용하였다. 상기 마르미 Ⅲ 개발 방법론은 프로젝트 공정에 맞게 개발한 방법론으로 컴포넌트 기반의 객체지향 기술을 구현하고 시스템의 유지보수 비용을 최소화하며, 고품질의 정보 시스템을 구현할 수 있으며, 컴포넌트 단위로 어플리케이션을 분할하여 개발하고 조립하는 방식으로 시스템을 구축하고, 컴포넌트 단위 개발, 조립, 유지 보수를 지원하여 본 발명이 적용된 프로그램의 개발 목적에 적합하였다. 이렇게 구현된 Core-Platform은 소프트웨어의 구체적인 부분에 해당하는 설계와 구현을 재사용하게끔 일련의 협업화된 형태로 클래스를 제공하는 모델링 프레임워크기반으로 구성되어 있어 모듈화, 재사용성, 확장성 등의 기능을 통해 소프트웨어의 품질, 성능, 신뢰성, 상호 운용성을 향상시키는 역할을 수행하며 각 프로그램 개발의 중복성을 제거하고 통합적으로 운영관리할 수 있는 소프트웨어 기법을 적용하며 각각의 프로그램에서 공통적으로 재사용할 수 있는 라이브러리를 통합하여 프레임워크를 구성하였다. 이와 관련하여 도 5는 본 발명의 일 실시 예에 따른 스마트 워터 그리드 기반 통합 운영 서비스 제공 방법에 의한 코아-플랫폼(core-platform) 세부 및 공통 컴포넌트 구성 관련 테이블을 보인 것으로, GIS는 Map과 Layer를 사용할 수 있도록 Open Source를 사용하여 공통 컴포넌트를 구성하며, 데이터베이스는 Oracle 10g를 사용하여 데이터관리 및 WaterML 컴포넌트를 개발하여 데이터베이스를 관리할 수 있다. 통신은 주로 AMI네트워크 관리 프로그램에서 사용하는데 TCP, WCDMA 등 네트워크관리와 Modbus, SWG Protocol 등 프로토콜관리를 할 수 있는 컴포넌트를 개발하였다. 보안은 암호화와 복호화 컴포넌트, 관리컴포넌트는 프로그램과 프로세스를 관리할 수 있도록 개발하였다. UI는 모든 프로그램에서 사용할 수 있도록 Tool형식의 Time Series, Spread Sheet, Chart & Graph 컴포넌트를 개발하였다.
본 발명이 적용된 SWG에서 코아-플랫폼을 기반으로 개발된 모든 프로그램이 하나의 프로그램으로 운영하기 위해서는 각각의 프로그램에서 입출력되는 데이터를 통해 연계된다. 이러한 데이터는 효율적인 물관리를 위해 시나리오를 따라 통합운영시스템을 구현하게 된다. 스마트워터그리드 내의 데이터 생산과 저장은 다중수원 수위 계측을 시작으로 통합 데이터에 구축되게 된다. 다중수원의 실시간 계측과 수용가의 상수도 사용량을 실시간 계측하여 데이터에 저장되고, 이 자료는 물부족 위험평가 프로그램의 입력자료로 활용하여 다중수원의 부존량을 산정하여 다시 데이터가 저장되어 진다. 다중수원의 부존량을 파악하여 가용수량 산정프로그램에서는 현시점에서의 다중수원 가용수량을 판단하게 되며, 수처리조합공정을 위한 최적의 선택취수를 할 수 있도록 한다. 수처리조합공정을 통한 수처리된 물은 워터루프를 통하여 배분 및 공급하도록 시나리오를 구현하였다.
-평상시
통합운영 프로그램은 8개의 프로그램과 통합 DB의 실행 여부를 감시하게 되며, DB를 기준으로 프로그램의 실행 상태를 감시하게 되므로 각 프로그램의 입력값과 결과값의 생성에 따라 운영상태를 알 수 있다.
7개의 프로그램은 1시간 단위로 결과값을 생성하며, 다중수원 실시간 계측프로그램과 AMI 네트워크 프로그램의 결과 값이 물부족 위험 평가프로그램의 입력 자료로 활용하게 되며, 물부족 위험평가프로그램을 통하여 산출된 다중수원 부존량을 가용수량 산정프로그램에서 입력자료로 활용하게 된다. 이와 같은 흐름으로 워터루프 분배/공급 프로그램을 통해 SWG 최적 용수공급을 하게 된다.
1개의 프로그램과 통합 DB는 데이터 생산에 따른 직접적인 영향을 미치지 않으며, 업무지원 프로그램으로 평상 시 SWG 프로그램의 입/출력 갑을 저장 및 운영하게 된다.
-비상시
본 발명이 적용된 SWG의 프로그램은 서로 데이터를 주고 받으며, 프로그램이 구동되어지고, 프로그램 간 상호 연계가 가능하다. 프로그램 중 하나의 프로그램이 정지되면, 실행이 정지된 프로그램 뒤의 연계 프로그램이 모두 멈추게 되는 상황이 발생된다.
프로그램의 실행유무는 통합 DB를 기본으로 하여 결정되어지게 된다.
통합 DB의 해당시간과 해당자료가 저장이 되지 않으면, 프로그램상의 문제가 발생되었다고 판단하게 되며, 통합운영프로그램에서 해당 프로그램은 붉은 색 경고가 발생하게 된다. 문제가 발생된 프로그램 이후의 프로그램은 프로그램의 입력값이 없어 모두 실행이 정지된다.
문제가 발생된 프로그램의 경우 신속한 복구도 중요하지만 담당운영자의 의사 결정이 필요한 부분이 있기에 통합운영프로그램에서는 프로그램 이상 알림을 1차적으로 표출한다.
알림을 클릭하게 되면, 2가지를 선택하여 상황에 대처할 수 있도록 하였다. 통합운영센터 근무자가 프로그램을 직접 재실행하거나, 해당 프로그램 담당자에게 알려 실제 설치된 위치에서 운영담당자가 프로그램을 재실행시킬 수 있도록 하여 안정적인 프로그램을 운영할 수 있도록 설계되었다. 재실행의 범위는 프로그램과 컴퓨터 및 서버 전원이다.
도 7을 참조하여 환언하면, 우선 상술한 바와 같이, SWG에서 구축되는 각각의 프로그램을 하나의 프로그램으로 운영하기 위해서는 다중수원의 실시간 계측부터 워터루프 배분 및 공급까지 입·출력되는 데이터를 통해 연계된다.
이러한 정보를 통합 관리를 위해 도 7 a)에 도시된 바와 같은 통합운영시스템 메인화면을 구성하여 통합운영시스템은 운영 중에 SWG 패키지를 구성하는 각 프로그램의 실행상태, 서버상태 및 사용자의 현황을 실시간으로 감시 및 알람 등을 할 수 있도록 구현하였다.
여기서, 도 7의 a)를 참조하면, 본 발명이 적용된 통합운영시스템의 화면 디스플레이는 복수의 분할된 영역을 갖고, 각각의 분할된 영역에는 대응하는 아이템이 형성되는 아이템 리스트를 표시하고, 분할된 영역 내의 제1 위치 또는 상기 제1 위치로부터 연속하는 위치별 미리 설정된 메뉴를 실행하여 수행된다.
이때, 상기 아이템은, 수자원 업무지원과 관련된 다중수원 실시간 계측(70), AMI 네트워크(71), 통합운영(72), SWG 통합 DB(73), 물부족 위험 평가(74), 가용 수량 산정(75), 용유 워터루프 배분/공급(76), 운북 워터루프 배분/공급(76), 선택 취수(78) 항목별로 원형 혹은 다각형을 이용하여 표시된다.
상기 아이템은, 사용자 인터럽트를 통해 활성화되면 관련 SWG 프로그램별 모니터링 현황 즉, 상기 미리 설정된 메뉴가 팝업창(80, 82) 형태 혹은 기설정된 윈도우 형태(80, 82)로 표시되며, 각 아이템(70, 71, 72, 73, 74, 75, 76, 77, 78, 79)은 화살표를 통해 위치별 연동되어 SWG 프로그램 모니터링 현황이 시작 표시 줄(85)에 마킹된 화면 페이지에 디스플레이된다.
도 7의 b)에 도시된 화면은 프로그램 실행화면에 프로그램의 이상 유무를 예시한 것으로, 문제가 발생한 프로그램에 표시되며 상황 발생시 SMS, E-mail을 통해 운영담당자에게 상황을 전파하게 된다.
도 7의 b)에 도시된 화면을 통해 각 프로그램의 실행상태 현황에 대한 감시는 서버의 테이터베이스를 기준으로 하여 해당 DB테이블을 감사하게 되며, 다중수원 및 배수지 등에서 계측된 데이터와 프로그램 입출력 데이터를 매시간 단위로 모니터링하여 프로그램의 이상 유무를 판단하게 된다.
또한, 도 7의 c)는 통신 및 데이터에 관한 오류를 나타내는 화면을 보인 것으로, 매시간 DB테이블 감시로 해당 데이터 미생산시 프로그램 오류로 판단하며, 통신 송수신이 안되거나 네트워크가 끊겨 자료의 전송이 안될 때 프로그램 운영관리자가 재실행하거나 통합운영센터 상황실 운영자가 재실행하여 복구할 수가 있다.
한편, 도 6은 본 발명의 일 실시 예에 따른 스마트 워터 그리드 기반 통합 운영 서비스 제공 방법이 적용된 통합운영시스템의 메인화면으로 들어가기 위한 로그인 화면을 보인 예시도이다.
특정 도메인에 구성된 통합 운영 서비스 서버로 사용자 입력에 의한 로그인이 요청되면 요청된 로그인 정보를 기반으로 상기 통합 운영 서비스 서버에 초기 접속 시 기 등록된 로그인 정보를 호출하여 일치 여부에 따라 해당 로그인의 승인 여부를 결정하여 배수 권역별 상태 정보를 서비스한다.
상기 요청된 로그인 정보에 대한 승인 여부 결정 시, 로그인 정보별 기설정된 허용 레벨에 따라 통합 서비스 서버의 서비스 이용 권한을 운영자별 적응적으로 차등적용하여 상기 통합 서비스 서버 시스템 자원에의 접근 제어 규칙을 설정한다.
해당 시스템의 운영자는 스마트워터그리드 관련 공공기관 담당자이기 때문에 시스템 담당자가 새로 등록 기능을 사용하여 이름과 패스워드를 제공하게 된다. 이는 인증된 사용자만이 접근을 허용하기 위함이고, 패스워드 분실시 패스워드 찾기 기능을 사용할 수 있다.
이상 본 발명의 일 실시 예에 따른 스마트 워터 그리드 통합 운영 서비스 제공 방법에 대해 살펴보았다.
이하에서는, 본 발명의 일 실시 예에 따른 스마트 워터 그리드 통합 운영 서비스 제공 시스템의 구성을 도 8을 참조하여 살펴보기로 한다.
도 8의 설명에 앞서, 본 발명이 적용된 시스템의 구성을 개략적으로 살펴보면, 본 발명의 시스템은 통합 서비스 서버, 통합 운영 데이터베이스(database, DB), 배수 관리 제어 서버 및 배수 관리 기기를 포함한다.
상기 통합 서비스 서버는 SWG에서 사용되는 에너지를 관리하기 위하여 상기 SWG 기반 네트워크 내 배수 권역별 위치하는 배수 관리 제어 서버들과 연동하여 각 배수 권역별 배수 관리 제어 서버에서 제공되는 오브젝트를 관리한다.
상기 통합 운영 데이터베이스(database, DB)는, 상기 통합 서비스 서버에 연동되어 상기 통합 서비스 서버 제어 하에 운영되는 복수의 프로그램별 처리 데이터를 각 프로그램별 테이블에 저장한다.
상기 배수 관리 제어 서버는 상기 통합 서비스 서버로부터 인가된 제어 신호에 따라 제어 리스트에 포함된 각 배수 권역별 물관리 운영 지수에 따라 연동된 배수 관리 기기를 운영한다.
이어서, 도 8은 본 발명의 일 실시 예에 따른 스마트 워터 그리드 통합 운영 서비스 제공 시스템에서 통합 서비스 서버의 구성을 보인 상세 블록도이다.
도 8을 참조하면, 본 발명이 적용된 통합 서비스 서버는 모드 실행부(810), 수집부(812), 데이터변환부(814), 제어부(816), 표시부(818), 모니터링부(820), 승인부(822), 오브젝트 처리부(824)를 포함한다.
상기 제어부(816)는 통합 서비스 서버의 전반적인 동작을 제어하고, 상기 모드 실행부(810)를 통해 통합 운영 서비스 모드가 실행되면 각 배수 권역별 배수 관리 제어 서버로부터 배수 관리 기기별 상태 정보를 수집부(812)를 통해 수집하고, 수집된 배수 관리 기기별 상태 정보를 표준 프로토콜 인터페이스를 이용하여 기설정된 표준 플랫폼(platform) 정책에 기반한 데이터로 데이터 변환부(814)를 통해 변환하고, 상기 각 배수 권역별 배수 관리 제어 서버를 통해 획득된 상태 정보를 연계하여 표시부(818)를 통해 디스플레이되도록 제어하여 배수 권역별 상태 정보를 서비스한다.
이때, 상기 기설정된 표준 플랫폼 정책에 기반한 데이터로 변환된 배수 관리 기기별 상태 정보는, 통합 운영 서비스 서버에서 운영되는 복수의 프로그램별로 처리되어 처리된 결과 데이터가 상기 통합 운영 서비스 서버와 연동된 통합 운영 데이터베이스(database, DB)에 전송되어 프로그램별로 분류된 테이블에 저장된다.
이후, 상기 제어부(816)는 기설정된 주기별로 상기 통합 운영 DB 내 프로그램별 테이블의 컬럼(column)을 모니터링하여 널(null)을 검색하고, 검색된 널을 통해 오류가 발생된 프로그램을 확인한다.
상기 승인부(822)는 제어부(816)의 제어 하에 표시부(818)를 통해 제공되는 로그인 화면 페이지로부터 요청된 로그인 정보를 기반으로 상기 통합 운영 서비스 서버(800)에 초기 접속 시 기 등록된 로그인 정보를 호출하여 일치 여부에 따라 해당 로그인의 승인 여부를 출력한다.
상기 오브젝트 처리부(824)는 제어부(820)의 제어 하에 배수 관리 기기별 해당 플랫폼 환경에서 제공하는 오브젝트에 대하여 적응적인 플랫폼을 지원하여 상기 오브젝트를 처리한다.
상기 모니터링부(820)는 제어부(816)의 제어 하에 통합 운영 서비스 모드에서 수집된 배수 관리 기기별 상태 정보를 대응하는 프로그램별로 분류하고, 분류된 각 프로그램별 상태 정보에 대한 룩업 테이블을 생성하여 해당 상태 정보를 모니터링한다.
상기와 같이 본 발명에 따른 스마트 워터 그리드 기반 통합 운영 서비스 제공 시스템 및 방법에 관한 동작이 이루어질 수 있으며, 한편 상기한 본 발명의 설명에서는 구체적인 실시 예에 관해 설명하였으나 여러 가지 변형이 본 발명의 범위를 벗어나지 않고 실시될 수 있다. 따라서 본 발명의 범위는 설명된 실시 예에 의하여 정할 것이 아니고 청구범위와 청구범위의 균등한 것에 의하여 정하여져야 할 것이다.
810: 모드 실행부 812: 수집부
814: 데이터 변환부 816: 제어부
818: 표시부 820: 모니터링부
822: 승인부 824: 오브젝트 처리부
814: 데이터 변환부 816: 제어부
818: 표시부 820: 모니터링부
822: 승인부 824: 오브젝트 처리부
Claims (15)
- 스마트 워터 그리드(Smart Water Grid: SWG) 기반 통합 운영 서비스 제공 방법에 있어서,
SWG에서 사용되는 에너지를 관리하기 위하여 상기 SWG 기반 네트워크 내 배수 권역별 위치하는 배수 관리 제어 서버들과 연동하여 각 배수 권역별 배수 관리 제어 서버에서 제공되는 오브젝트를 관리하고, 통합 운영 서비스 모드가 실행되면 각 배수 권역별 배수 관리 제어 서버로부터 배수 관리 기기별 상태 정보를 수집하는 과정과,
수집된 배수 관리 기기별 상태 정보를 표준 프로토콜 인터페이스를 이용하여 기설정된 표준 플랫폼(platform) 정책에 기반한 데이터로 변환하여 상기 각 배수 권역별 배수 관리 제어 서버를 통해 획득된 상태 정보를 연계하여 디스플레이하는 과정과,
특정 도메인에 구성된 통합 운영 서비스 서버로 사용자 입력에 의한 로그인이 요청되면 요청된 로그인 정보를 기반으로 상기 통합 운영 서비스 서버에 초기 접속 시 기 등록된 로그인 정보를 호출하여 일치 여부에 따라 해당 로그인의 승인 여부를 결정하여 배수 권역별 상태 정보를 서비스하는 과정을 포함함을 특징으로 하는 스마트 워터 그리드 기반 통합 운영 서비스 제공 방법. - 제1항에 있어서, 상기 통합 운영 서비스 서버는,
상기 배수 관리 기기별 해당 플랫폼 환경에서 제공하는 오브젝트에 대하여 적응적인 플랫폼을 지원하여 상기 오브젝트를 처리하는 과정을 포함함을 특징으로 하는 스마트 워터 그리드 기반 통합 운영 서비스 제공 방법. - 제1항에 있어서, 상기 오브젝트는,
오픈 API를 통해 서비스되는 표준 혹은 사용자 정의된 프로토콜 기반으로 구성된 배수 관리 기기별 기설정된 모니터링 계측 항목에 대응하는 상태 정보임을 특징으로 하는 스마트 워터 그리드 기반 통합 운영 서비스 제공 방법. - 제1항에 있어서,
상기 통합 운영 서비스 모드에서 수집된 배수 관리 기기별 상태 정보를 대응하는 프로그램별로 분류하고, 분류된 각 프로그램별 상태 정보에 대한 룩업 테이블을 생성하여 해당 상태 정보를 모니터링하는 과정을 더 포함함을 특징으로 하는 스마트 워터 그리드 기반 통합 운영 서비스 제공 방법. - 제1항에 있어서, 상기 기설정된 표준 플랫폼 정책에 기반한 데이터로 변환된 배수 관리 기기별 상태 정보는 통합 운영 서비스 서버에서 운영되는 복수의 프로그램별로 처리되어 처리된 결과 데이터가 상기 통합 운영 서비스 서버와 연동된 통합 운영 데이터베이스(database, DB)에 전송되어 프로그램별로 분류된 테이블에 저장됨을 특징으로 하는 스마트 워터 그리드 기반 통합 운영 서비스 제공 방법.
- 제5항에 있어서, 상기 통합 운영 서비스 서버는,
기설정된 주기별 상기 통합 운영 DB 내 프로그램별 테이블의 컬럼(column) 을 모니터링하여 널(null)을 검색하고, 검색된 널을 통해 오류가 발생된 프로그램을 확인함을 특징을 하는 스마트 워터 그리드 기반 통합 운영 서비스 제공 방법. - 제4항에 있어서, 상기 룩업 테이블은,
배수 권역별 기설정된 시나리오 및 배수 권역별 소정 위치에 설치되어 배수 상태를 센싱하는 센서를 통해 수집된 배수 상태 정보 및 기상 정보에 따라 적정 배수 제어 조건 범위가 산출되어 매칭된 테이블임을 특징으로 하는 스마트 워터 그리드 기반 통합 운영 서비스 제공 방법. - 제1항에 있어서, 상기 요청된 로그인 정보에 대한 승인 여부 결정 시,
로그인 정보별 기설정된 허용 레벨에 따라 통합 서비스 서버의 서비스 이용 권한을 적응적으로 차등 적용하여 상기 통합 서비스 서버 시스템 자원에의 접근 제어 규칙을 설정함을 특징으로 하는 스마트 워터 그리드 기반 통합 운영 서비스 제공 방법. - 제1항에 있어서, 상기 디스플레이하는 과정은,
복수의 분할된 영역을 갖고, 각각의 분할된 영역에는 대응하는 아이템이 형성되는 아이템 리스트를 표시하고, 분할된 영역 내의 제1 위치 또는 상기 제1 위치로부터 연속하는 위치별 미리 설정된 메뉴를 실행하여 수행됨을 특징으로 하는 스마트 워터 그리드 통합 운영 서비스 제공 방법. - 제9항에 있어서, 상기 아이템은,
수자원 업무지원과 관련된 다중수원 실시간 계측, AMI 네트워크, 통합운영, SWG 통합 DB, 물부족 위험 평가, 가용 수량 산정, 용유 워터루프 배분/공급, 운북 워터루프 배분/공급, 선택 취수 항목별로 원형 혹은 다각형을 이용하여 표시됨을 특징으로 하는 스마트 워터 그리드 통합 운영 서비스 제공 방법. - 제10항에 있어서, 상기 아이템은,
사용자 인터럽트를 통해 활성화되면 관련 SWG 프로그램별 모니터링 현황이 팝업창 형태 혹은 기설정된 윈도우 형태로 표시되며, 각 아이템은 화살표를 통해 위치별 연동되어 SWG 프로그램 모니터링 현황이 시작 표시 줄에 마킹된 화면 페이지에 디스플레이됨을 특징으로 하는 스마트 워터 그리드 통합 운영 서비스 제공 방법. - 스마트 워터 그리드(Smart Water Grid: SWG) 통합 운영 서비스 제공 시스템에 있어서,
SWG에서 사용되는 에너지를 관리하기 위하여 상기 SWG 기반 네트워크 내 배수 권역별 위치하는 배수 관리 제어 서버들과 연동하여 각 배수 권역별 배수 관리 제어 서버에서 제공되는 오브젝트를 관리하는 통합 서비스 서버와,
상기 통합 서비스 서버에 연동되어 상기 통합 서비스 서버 제어 하에 운영되는 복수의 프로그램별 처리 데이터를 각 프로그램별 테이블에 저장하는 통합 운영 데이터베이스(database, DB)와,
상기 통합 서비스 서버로부터 인가된 제어 신호에 따라 제어 리스트에 포함된 각 배수 권역별 물관리 운영 지수에 따라 연동된 배수 관리 기기를 운영하는 배수 관리 제어 서버를 포함함을 특징으로 하는 스마트 워터 그리드 통합 운영 서비스 제공 시스템. - 제12항에 있어서, 상기 통합 서비스 서버는,
통합 서비스 서버의 전반적인 동작을 제어하고, 통합 운영 서비스 모드가 실행되면 각 배수 권역별 배수 관리 제어 서버로부터 배수 관리 기기별 상태 정보를 수집부를 통해 수집하고, 수집된 배수 관리 기기별 상태 정보를 표준 프로토콜 인터페이스를 이용하여 기설정된 표준 플랫폼(platform) 정책에 기반한 데이터로 데이터 변환부를 통해 변환하고, 상기 각 배수 권역별 배수 관리 제어 서버를 통해 획득된 상태 정보를 연계하여 표시부를 통해 디스플레이되도록 제어하여 배수 권역별 상태 정보를 서비스하는 제어부와,
상기 제어부의 제어 하에 표시부를 통해 제공되는 로그인 화면 페이지로부터 요청된 로그인 정보를 기반으로 상기 통합 운영 서비스 서버에 초기 접속 시 기 등록된 로그인 정보를 호출하여 일치 여부에 따라 해당 로그인의 승인 여부를 출력하는 승인부와,
상기 제어부의 제어 하에 배수 관리 기기별 해당 플랫폼 환경에서 제공하는 오브젝트에 대하여 적응적인 플랫폼을 지원하여 상기 오브젝트를 처리하는 오브젝트 처리부와,
상기 제어부의 제어 하에 통합 운영 서비스 모드에서 수집된 배수 관리 기기별 상태 정보를 대응하는 프로그램별로 분류하고, 분류된 각 프로그램별 상태 정보에 대한 룩업 테이블을 생성하여 해당 상태 정보를 모니터링하는 모니터링부를 포함함을 특징으로 하는 스마트 워터 그리드 기반 통합 운영 서비스 제공 시스템. - 제13항에 있어서, 상기 기설정된 표준 플랫폼 정책에 기반한 데이터로 변환된 배수 관리 기기별 상태 정보는,
통합 운영 서비스 서버에서 운영되는 복수의 프로그램별로 처리되어 처리된 결과 데이터가 상기 통합 운영 서비스 서버와 연동된 통합 운영 데이터베이스(database, DB)에 전송되어 프로그램별로 분류된 테이블에 저장됨을 특징으로 하는 스마트 워터 그리드 기반 통합 운영 서비스 제공 시스템. - 제12항에 있어서, 상기 통합 운영 서비스 서버는,
기설정된 주기별 상기 통합 운영 DB 내 프로그램별 테이블의 컬럼(column) 을 모니터링하여 널(null)을 검색하고, 검색된 널을 통해 오류가 발생된 프로그램을 확인함을 특징을 하는 스마트 워터 그리드 기반 통합 운영 서비스 제공 시스템.
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| KR (1) | KR101663504B1 (ko) |
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| KR101663504B1 (ko) | 2016-10-24 |
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