KR20160132355A - 하수관의 유지관리 장치 - Google Patents

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KR20160132355A
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Abstract

본 발명은 복수의 하수관과 연결되는 하수관거의 합류점에서 유량 및 수질 오염도를 측정하고 이 측정된 값을 기초로 하여 하수관의 유지보수 순서를 정하고 이를 개보수측 컴퓨터에 통지하여 조치하도록 하는 하수관의 유지관리 장치에 관한 것이다. 본 발명에 의한 하수관의 유지관리 장치는, 하수관거에 연결된 복수의 지역 하수관에 각각 설치되어 하수관을 흐르는 유체의 유량을 측정하도록 구성된 복수의 유량 측정 장치; 상기 복수의 지역 하수관에 각각 설치되어 하수관을 흐르는 유체의 수질 오염도를 분석하도록 구성된 복수의 수질 분석 센서; 상기 복수의 유량 측정 장치 및 복수의 수질 분석 센서로부터 감지신호들을 인가받아 컴바이닝하고 변조하여 송신하도록 구성된 송신기; 및 상기 송신기로부터 변조된 신호를 입력받아 복조하여 복수의 지역 하수관의 유량 및 수질 오염도를 감지하고, 이 감지된 유량 및 수질 오염도를 기초로 복수의 지역 하수관의 상태를 파악하여 유지보수가 필요할 경우 유지보수가 필요한 지역 하수관을 우선 순위를 정해 분류하여 유지보수 순서 정보를 생성하도록 구성된 하수관거측 컴퓨터를 포함한다.

Description

하수관의 유지관리 장치{APPARATUS FOR MAINTAINING SEWER}
본 발명은 하수관거와 연결되는 복수의 하수관을 유지관리하는 장치에 관한 것으로서, 특히 복수의 하수관과 연결되는 하수관거의 합류점 근처에서 유량 및 수질 오염도를 측정하고 이 측정된 값을 기초로 하여 문제가 발생한 하수관을 상태 경중(輕重)에 따라 하수관의 유지보수 순서를 결정할 수 있는 프로그램을 개발하여 이를 개보수측 시스템에 통지하여 조치하도록 하는 하수관의 유지관리 장치에 관한 것이다.
통상적으로, 하수관거는 복수의 하수구에서 하수를 모아 하수 처리장으로 내려보내는 큰 하수도관을 의미하는 것으로, 하수관거에는 복수의 지역 하수구로부터 뻗어나온 하수관이 합류하게 되는 지점이 존재하므로 이 합류지점 근처에서 유량을 측정하여 각 지역 하수구의 상태를 파악한 후 유지관리하는 방법이 주로 사용되고 있다.
종래의 하수관거 유지관리 시스템은, 예컨대 국내 특허 등록 제0850307호 공보에 개시된 바와 같이, 하수관거에 설치되어 하수의 유속 및 수위를 측정하는 유량계센서와, 맨홀 내부에 설치되어 하수관거 내부를 촬상하는 수중카메라와, 유량계센서의 유속 및 수위와 수중카메라의 촬상 영상을 전달받아 유량을 산출하고 촬상 영상을 전송포맷에 맞게 가공하는 현장제어반과, 현장제어반으로부터 하수관련 데이터와 영상 데이터를 통신망을 통해 수집하고 유속, 수위 및 유량 데이터의 변동량을 파악하여 침입수/유입수/누수의 발생여부를 분석하고 영상 데이터를 화면출력하여 분석자료와 영상 데이터를 연계하여 모니터링하며 영상 데이터로부터 하수의 수위를 측정하여 센서에 의한 데이터를 보완 및 검증하는 중앙제어시스템을 포함하여 구성된다.
이와 같이 구성된 종래의 하수관거 유리관리 시스템은 유량계센서가 설치된 하수관거 내부를 원격지의 관리자가 육안을 감시할 수 있어 센서에 의해 측정된 데이터에 오류가 발생하더라도 하수 흐름을 정확하게 감시할 수 있다는 효과를 나타내고 있으나, 관리자가 육안으로 판단하는 방식임으로 판단의 정확성이 떨어지며 하수관에 연결된 복수의 하수관을 유지관리하기에는 부적합하다는 문제점이 있었다.
따라서, 본 발명은 상기와 같은 종래의 문제점을 해결하기 위해 이루어진 것으로서, 본 발명의 목적은 하수관거에 연결된 복수의 지역 하수관의 상태를 파악하여 하수관에 문제가 발생했을 때 자동으로 문제가 발생한 하수관을 상태 경중(輕重)에 따라 순서를 정해 개보수하도록 통지함으로써 지역 하수관의 개보수작업을 효율적으로 정확하게 수행할 수 있게 하는, 하수관의 유지관리 장치 및 그 방법을 제공하는 데에 있다.
상기의 목적을 달성하기 위해 본 발명의 일실시형태에 의한 하수관의 유지관리 장치는, 하수관거에 연결된 복수의 지역 하수관에 각각 설치되어 하수관을 흐르는 유체의 유량을 측정하도록 구성된 복수의 유량 측정 장치; 상기 복수의 지역 하수관에 각각 설치되어 하수관을 흐르는 유체의 수질 오염도를 분석하도록 구성된 복수의 수질 분석 센서; 상기 복수의 유량 측정 장치 및 복수의 수질 분석 센서로부터 감지신호들을 인가받아 컴바이닝(combining)하고 변조하여 송신하도록 구성된 송신기; 및 상기 송신기로부터 변조된 신호를 입력받아 복조하여 복수의 지역 하수관의 유량 및 수질 오염도를 감지하고, 이 감지된 유량 및 수질 오염도를 기초로 복수의 지역 하수관의 상태를 파악하여 유지보수가 필요할 경우 유지보수가 필요한 지역 하수관을 우선 순위를 정해 분류하여 유지보수 순서 정보를 생성하도록 구성된 하수관거측 컴퓨터를 포함하는 것을 특징으로 한다.
상기 일실시형태에 의한 하수관의 유지관리 장치에 있어서, 상기 하수관거측 컴퓨터로부터 생성된 유지보수 순서 정보를 입력받아 디스플레이하고 저장하도록 구성된 개보수측 컴퓨터를 더 포함할 수 있다.
상기 일실시형태에 의한 하수관의 유지관리 장치에 있어서, 상기 하수관거측 컴퓨터는 복수의 지역 하수관의 유량 및 수질 오염도를 감지하고, 내부에 저장된 계절별, 지역별 강우량 자료를 고려하여 설정값을 결정하고, 상기 결정된 설정값 이상인 감지 유량이 존재하면 유량 크기에 따라 지역 하수관을 갱생지역 하수관 군(群)과 교체지역 하수관 군중 하나 이상의 지역 하수관 군으로 분류하고, 그 분류된 지역 하수관의 군 내에서 상기 감지된 수질 오염도 크기에 따라 지역 하수관을 재분류하여 유지보수 순서 정보를 생성하도록 구성될 수 있다.
상기의 목적을 달성하기 위해 본 발명의 다른 실시형태에 의한 하수관의 유지관리 방법은, 하수관거측 컴퓨터가 복수의 지역 하수관 각각에 설치된 유량 측정 장치를 통해 복수의 지역 하수관의 유량을 감지하는 단계; 상기 하수관거측 컴퓨터가 상기 복수의 지역 하수관 각각에 설치된 수질 분석 센서를 통해 복수의 지역 하수관의 수질 오염도를 감지하는 단계; 상기 하수관거측 컴퓨터가 내부에 저장된 계절별, 지역별 강우량 자료를 고려하여 설정값을 결정하는 단계; 상기 하수관거측 컴퓨터가 상기 결정된 설정값 이상인 감지 유량이 존재하는 지의 여부를 판단하는 단계; 상기 판단 단계에서 설정값 이상인 감지 유량이 존재하면 상기 하수관거측 컴퓨터가 유량 크기에 따라 지역 하수관을 갱생지역 하수관 군과 교체지역 하수관 군 중 하나 이상의 군으로 분류하는 단계; 상기 하수관거측 컴퓨터가 상기 분류된 지역 하수관 군 내에서 상기 감지된 수질 오염도 크기에 따라 지역 하수관을 재분류하여 유지보수 순서 정보를 생성하는 단계; 및 상기 하수관거측 컴퓨터가 상기 생성된 유지보수 순서 정보를 개보수측 컴퓨터에 전송하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 한다.
상기 다른 실시형태에 의한 하수관의 유지관리 방법에 있어서, 상기 판단 단계에서 설정값 이상인 감지 유량이 존재하지 않으면 상기 유량을 감지하는 단계로 진행될 수 있다.
본 발명의 실시형태들에 의한 하수관의 유지관리 장치에 의하면, 하수관거에 연결된 복수의 지역 하수관 각각에 장착된 유량 측정 장치와 수질 분석 센서를 통해 하수관을 흐르는 유체의 유량과 수질 오염도를 감지하여 복수의 지역 하수관의 상태를 파악하고 하수관에 문제가 발생했을 때 자동으로 문제가 발생한 하수관을 하수관 상태 경중(輕重)에 따라 유지 보수 순서 정보를 생성해 통지함으로써 지역 하수관의 개보수작업을 효율적으로 정확하게 수행할 수 있게 할 수 있다는 효과가 있다.
도 1은 본 발명의 실시예에 의한 하수관의 유지관리 장치를 나타내는 상세회로도이다.
도 2는 본 발명의 실시예에 의한 하수관의 유지관리 장치를 구성하는 유량 측정 장치 및 수질 분석 센서가 하수관거에 연결되는 복수의 지역 하수관 각각에 설치된 상태를 나타내는 개략도이다.
도 3은 본 발명의 실시예에 의한 하수관의 유지관리 방법을 나타내는 플로우챠트이다.
이하, 본 발명의 실시예를 도면을 참조하여 상세히 설명하기로 한다.
도 1은 본 발명의 실시예에 의한 하수관의 유지관리 장치를 나타내는 상세회로도이며, 도 2는 본 발명의 실시예에 의한 하수관의 유지관리 장치를 구성하는 유량 측정 장치 및 수질 분석 센서가 하수관거에 연결되는 복수의 지역 하수관 각각에 설치된 상태를 나타내는 개략도이다.
본 발명의 실시예에 의한 하수관의 유지관리 장치는, 도 1 및 도 2에 도시된 바와 같이, 복수의 유량 측정 장치, 복수의 수질 분석 센서, 송신기(200), 하수관거측 컴퓨터(300) 및 개보수측 컴퓨터(400)를 포함한다.
복수의 유량 측정 장치는 제 1, 2, 3,…n 유량 측정 장치(100a, 100b, 100c,… 100n)로 이루어져 있으며, 제 1, 2, 3,…n 유량 측정 장치(100a, 100b, 100c,… 100n)는 하수관거(S)에 연결된 복수의 지역 하수관 즉, A, B, C,…, N 지역 하수관(AP, BP, CP, …, NP)에 각각 설치되어 하수관을 흐르는 유체의 유량을 측정하는 장치이다. 이 측정된 유체의 유량이 많을수록 하수관에 침투하는 유입수 또는 침입수가 증가하였다는 것을 알 수 있으며, 유입수 또는 침입수가 증가할수록 하수관에 크랙(crack) 또는 균열과 같은 관의 파손 정도가 심하다는 것을 알 수 있다. 물론, 유량은 계절 및 지역에 따른 강우량의 변화 데이터를 고려하여야 한다.
복수의 수질 분석 센서는 제 1, 2, 3,…n 수질 분석 센서(110a, 110b, 110c,… 110n)로 이루어져 있으며, 제 1, 2, 3,…n 수질 분석 센서(110a, 110b, 110c,… 110n)는 하수관거(S)에 연결된 복수의 지역 하수관 즉, A, B, C,…, N 지역 하수관(AP, BP, CP, …, NP)에 각각 설치되어 하수관을 흐르는 유체의 수질 오염도를 분석하도록 구성된 센서이다. 유체의 수질 오염도는 예컨대, 유체의 BOD(biological oxygen demand) 또는 COD(chemical oxygen demand)를 측정하면 알 수 있다. 분석된 유체의 수질 오염도가 낮을수록 하수관에 침투하는 유입수 또는 침입수가 증가하였다는 것을 알 수 있으며, 유입수 또는 침입수가 증가할수록 하수관에 크랙 또는 균열과 같은 관의 파손 정보가 심하다는 것을 알 수 있다.
송신기(200)는 복수의 유량 측정 장치(100a, 100b, 100c,… 100n) 및 복수의 수질 분석 센서(110a, 110b, 110c,… 110n)로부터 감지신호들을 인가받아 컴바이닝하고 변조하여 송신하는 역할을 한다.
하수관거측 컴퓨터(300)는 송신기(200)로부터 변조된 신호를 입력받아 복조하여 복수의 지역 하수관(AP, BP, CP …, NP)의 유량 및 수질 오염도를 감지하고, 이 감지된 유량 및 수질 오염도를 기초로 복수의 지역 하수관(AP, BP, CP …, NP)의 상태를 파악하여 유지보수가 필요할 경우 유지보수가 필요한 지역 하수관을 우선 순위를 정해 분류하여 유지보수 순서 정보를 생성하는 역할을 한다. 또한, 하수관거측 컴퓨터(300)에서 유지보수 순서 정보를 생성하는 것에 대해서 좀더 상세하게 설명하면, 복수의 지역 하수관(AP, BP, CP …, NP)의 유량 및 수질 오염도를 감지하고, 내부에 저장된 계절별, 지역별 강우량 자료를 고려하여 설정값을 결정하고, 결정된 설정값 이상인 감지 유량이 존재하면 유량 크기에 따라 지역 하수관을 갱생지역 하수관 군과 교체지역 하수관 군중 하나 이상의 지역 하수관 군으로 분류하고, 그 분류된 지역 하수관의 군 내에서 감지된 수질 오염도 크기에 따라 지역 하수관을 재분류하여 유지보수 순서 정보를 생성한다. 갱생지역 하수관 군과 교체지역 하수관 군을 분류하는 방법은 예컨대, 임의의 경계 유량값을 기준으로 해서 이보다 큰 유량값을 가지는 하수관을 교체지역 하수관 군으로 분류하고, 임의의 경계 유량값 이하가 되는 유량값을 가지는 하수관을 갱생지역 하수관 군으로 분류한다. 갱생지역 하수관 군과 교체지역 하수관 군으로 분류된 지역 하수관 군 내에서 수질 오염도 크기에 따라 지역 하수관을 분류하는 방법은 수질 오염도가 큰 하수관으로부터 작은 하수관 순서로 분류하거나, 또는 수질 오염도가 작은 하수관으로부터 큰 하수관 순서로 분류할 수 있다.
개보수측 컴퓨터(400)는 하수관거측 컴퓨터(300)로부터 생성된 유지보수 순서 정보를 입력받아 디스플레이하고 저장하는 역할을 함으로써 개보수 담당자로 하여금 정해진 유지보수 순서 정보에 따라 문제가 발생된 하수관을 개보수할 수 있게 한다.
복수의 유량 측정 장치(100a, 100b, 100c,… 100n)와 송신기(200), 송신기(200)와 하수관거측 컴퓨터(300), 및 하수관거측 컴퓨터(300)와 개보수측 컴퓨터(400) 간에는 유, 무선 통신 가능하며 이에 대한 상세 설명은 생략하기로 한다.
상기와 같이 구성된 본 발명의 실시예에 의한 하수관의 유지관리 장치를 이용한 하수관의 유지관리 방법에 대해 도면을 참조하여 설명하기로 한다.
도 3은 본 발명의 실시예에 의한 하수관의 유지관리 방법을 나타내는 플로우챠트로서, 여기서 S는 스텝(step)을 의미한다.
먼저, 하수관거측 컴퓨터(300)가 복수의 지역 하수관(AP, BP, CP …, NP) 각각에 설치된 복수의 유량 측정 장치(100a, 100b, 100c,… 100n)를 통해 복수의 지역 하수관(AP, BP, CP …, NP)의 유량을 감지한다(S10).
이어서, 하수관거측 컴퓨터(300)가 복수의 지역 하수관(AP, BP, CP …, NP) 각각에 설치된 복수의 수질 분석 센서(110a, 110b, 110c,… 110n)를 통해 복수의 지역 하수관(AP, BP, CP …, NP)의 수질 오염도를 감지한다(S20).
하수관거측 컴퓨터(300)가 내부의 메모리(도시 안됨)에 저장된 계절별, 지역별 강우량 자료를 고려하여 설정값(하수관에 문제가 발생할 수 있는 설정 유량을 의미함)을 결정한다(S30). 즉, 하수관에 문제가 발생하지 않은 상태에서 단지 강우량의 변화에 따라 하수관을 흐르는 유량이 변경될 수 있으므로 강우량 자료를 고려하는 것이다.
이후, 하수관거측 컴퓨터(300)가 상기 스텝(S10)에서 감지된 유량을 스텝(S30)에서 결정된 설정값과 비교하여 설정값 이상인 감지 유량이 존재하는 지의 여부를 판단한다(S40).
상기 스텝(S40)에서 설정값 이상인 감지 유량이 존재하면(YES) 하수관거측 컴퓨터(300)가 유량(즉, 설정값 이상의 유량을 의미함)의 크기에 따라 지역 하수관들을 갱생지역 하수관 군(群)과 교체지역 하수관 군 중 하나 이상의 군으로 분류한다(즉, 갱생할 지역 하수관 군만, 또는 교체해야할 지역 하수관 군만 존재할 수 있으며, 또한 갱생 및 교체해야할 지역 하수관이 모두 존재할 수 있다)(S50). 여기서 갱생지역 하수관은 관에 침입수나 유입수가 소량 침투할 수 있을 정도로 관의 상태가 어느 정도 양호하여 보수 작업에 의해 해결될 수 있는 관을 의미하며, 반면에 교체지역 하수관은 관에 침입수나 유입수가 다량 침투할 수 있을 정도로 관의 상태가 심각하여 보수 작업에 의해 해결할 수 없고 오직 교체를 해야하는 관을 의미한다. 갱생지역 하수관 군과 교체지역 하수관 군을 분류하는 방법은 위에 설명한 바와 같이, 임의의 경계 유량값을 기준으로 해서 이보다 큰 유량값을 가지는 하수관을 교체지역 하수관 군으로 분류하고, 임의의 경계 유량값 이하가 되는 유량값을 가지는 하수관을 갱생지역 하수관 군으로 분류한다.
스텝(S60)에서는 하수관거측 컴퓨터(300)가 스텝(S50)에서 분류된 지역 하수관 군 내에서 스텝(20)에서 감지된 수질 오염도 크기에 따라 지역 하수관을 재분류하여 유지보수 순서 정보를 생성한다. 갱생지역 하수관 군과 교체지역 하수관 군으로 분류된 지역 하수관 군 내에서 수질 오염도 크기에 따라 지역 하수관을 분류하는 방법은 수질 오염도가 큰 하수관으로부터 작은 하수관 순서로 분류하거나, 또는 수질 오염도가 작은 하수관으로부터 큰 하수관 순서로 분류할 수 있다.
스텝(S70)에서는 하수관거측 컴퓨터(300)가 스텝(S60)에서 생성된 유지보수 순서 정보를 개보수측 컴퓨터(400)에 전송함으로써 개보수자로 하여금 지역 하수관의 개보수작업을 효율적으로 정확하게 수행할 수 있게 할 수 한다.
한편, 스텝(S40)에서 설정값 이상인 감지 유량이 존재하지 않으면(NO) 스텝(S10)으로 진행된다.
본 발명의 실시예들에 의한 하수관의 유지관리 장치에 의하면, 하수관거에 연결된 복수의 지역 하수관 각각에 장착된 유량 측정 장치와 수질 분석 센서를 통해 하수관을 흐르는 유체의 유량과 수질 오염도를 감지하여 복수의 지역 하수관의 상태를 파악하고 하수관에 문제가 발생했을 때 자동으로 문제가 발생한 하수관을 하수관 상태 경중(輕重)에 따라 유지 보수 순서 정보를 생성해 통지함으로써 지역 하수관의 개보수작업을 효율적으로 정확하게 수행할 수 있게 할 수 있다.
도면과 명세서에는 최적의 실시예가 개시되었으며, 특정한 용어들이 사용되었으나 이는 단지 본 발명의 실시형태를 설명하기 위한 목적으로 사용된 것이지 의미를 한정하거나 특허청구범위에 기재된 본 발명의 범위를 제한하기 위하여 사용된 것은 아니다. 그러므로, 본 기술 분야의 통상의 지식을 가진자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 타 실시예가 가능하다는 점을 이해할 수 있을 것이다. 따라서, 본 발명의 진정한 기술적 보호범위는 첨부된 특허청구범위의 기술적 사상에 의해 정해져야 할 것이다.
100a, 100b, 100c,… 100n: 제 1, 2, 3, … n 유량 측정 장치
110a, 110b, 110c,… 110n: 제 1, 2, 3, … n 수질 분석 센서
200: 송신기 300: 하수관거측 컴퓨터
400: 개보수측 컴퓨터

Claims (2)

  1. 하수관거에 연결된 복수의 지역 하수관에 각각 설치되어 하수관을 흐르는 유체의 유량을 측정하도록 구성된 복수의 유량 측정 장치;
    상기 복수의 지역 하수관에 각각 설치되어 하수관을 흐르는 유체의 수질 오염도를 분석하도록 구성된 복수의 수질 분석 센서;
    상기 복수의 유량 측정 장치 및 복수의 수질 분석 센서로부터 감지신호들을 인가받아 컴바이닝하고 변조하여 송신하도록 구성된 송신기; 및
    상기 송신기로부터 변조된 신호를 입력받아 복조하여 복수의 지역 하수관의 유량 및 수질 오염도를 감지하고, 이 감지된 유량 및 수질 오염도를 기초로 복수의 지역 하수관의 상태를 파악하여 유지보수가 필요할 경우 유지보수가 필요한 지역 하수관을 우선 순위를 정해 분류하여 유지보수 순서 정보를 생성하도록 구성된 하수관거측 컴퓨터를 포함하며:
    상기 하수관거측 컴퓨터는 복수의 지역 하수관 각각에 설치된 상기 유량 측정 장치 및 수질 분석 센서를 통해 복수의 지역 하수관의 유량 및 수질 오염도를 감지하고, 내부에 저장된 계절별, 지역별 강우량 자료를 고려하여 설정값을 결정하고, 상기 결정된 설정값 이상인 감지 유량이 존재하면 유량 크기에 따라 지역 하수관을 갱생지역 하수관 군과 교체지역 하수관 군중 하나 이상의 지역 하수관 군으로 분류하고, 그 분류된 지역 하수관의 군 내에서 상기 감지된 수질 오염도 크기에 따라 지역 하수관을 재분류하여 유지보수 순서 정보를 생성하도록 구성된, 하수관의 유지관리 장치.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 하수관거측 컴퓨터로부터 생성된 유지보수 순서 정보를 입력받아 디스플레이하고 저장하도록 구성된 개보수측 컴퓨터를 더 포함하는, 하수관의 유지관리 장치.
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KR102467350B1 (ko) * 2022-05-02 2022-11-16 한국환경공단 하수관거공사 관리 시스템

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