KR20210029934A - Water leak detection system - Google Patents
Water leak detection system Download PDFInfo
- Publication number
- KR20210029934A KR20210029934A KR1020190111226A KR20190111226A KR20210029934A KR 20210029934 A KR20210029934 A KR 20210029934A KR 1020190111226 A KR1020190111226 A KR 1020190111226A KR 20190111226 A KR20190111226 A KR 20190111226A KR 20210029934 A KR20210029934 A KR 20210029934A
- Authority
- KR
- South Korea
- Prior art keywords
- leak
- frequency
- value
- server
- sound
- Prior art date
Links
- 238000001514 detection method Methods 0.000 title claims abstract description 29
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 title abstract description 19
- 238000005259 measurement Methods 0.000 claims abstract description 79
- 238000000034 method Methods 0.000 claims description 22
- 230000005540 biological transmission Effects 0.000 claims description 18
- 230000002159 abnormal effect Effects 0.000 claims description 17
- 238000000605 extraction Methods 0.000 claims description 9
- 238000004364 calculation method Methods 0.000 claims description 8
- 239000000284 extract Substances 0.000 claims description 4
- 230000007261 regionalization Effects 0.000 claims description 4
- 230000008569 process Effects 0.000 description 9
- 230000008859 change Effects 0.000 description 4
- 238000010276 construction Methods 0.000 description 4
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 4
- 230000008901 benefit Effects 0.000 description 3
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 description 3
- 238000004891 communication Methods 0.000 description 2
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 2
- 239000000463 material Substances 0.000 description 2
- 238000012876 topography Methods 0.000 description 2
- 230000003321 amplification Effects 0.000 description 1
- 238000004458 analytical method Methods 0.000 description 1
- 238000005452 bending Methods 0.000 description 1
- 230000008878 coupling Effects 0.000 description 1
- 238000010168 coupling process Methods 0.000 description 1
- 238000005859 coupling reaction Methods 0.000 description 1
- 238000002592 echocardiography Methods 0.000 description 1
- 238000001914 filtration Methods 0.000 description 1
- 238000012423 maintenance Methods 0.000 description 1
- 239000007769 metal material Substances 0.000 description 1
- 239000000203 mixture Substances 0.000 description 1
- 238000003199 nucleic acid amplification method Methods 0.000 description 1
- 230000001902 propagating effect Effects 0.000 description 1
- 230000008439 repair process Effects 0.000 description 1
- 230000004044 response Effects 0.000 description 1
- 230000008054 signal transmission Effects 0.000 description 1
- 238000001228 spectrum Methods 0.000 description 1
- 238000010183 spectrum analysis Methods 0.000 description 1
- 239000002699 waste material Substances 0.000 description 1
- 230000003313 weakening effect Effects 0.000 description 1
Images
Classifications
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01M—TESTING STATIC OR DYNAMIC BALANCE OF MACHINES OR STRUCTURES; TESTING OF STRUCTURES OR APPARATUS, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- G01M3/00—Investigating fluid-tightness of structures
- G01M3/02—Investigating fluid-tightness of structures by using fluid or vacuum
- G01M3/04—Investigating fluid-tightness of structures by using fluid or vacuum by detecting the presence of fluid at the leakage point
- G01M3/24—Investigating fluid-tightness of structures by using fluid or vacuum by detecting the presence of fluid at the leakage point using infrasonic, sonic, or ultrasonic vibrations
- G01M3/243—Investigating fluid-tightness of structures by using fluid or vacuum by detecting the presence of fluid at the leakage point using infrasonic, sonic, or ultrasonic vibrations for pipes
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F17—STORING OR DISTRIBUTING GASES OR LIQUIDS
- F17D—PIPE-LINE SYSTEMS; PIPE-LINES
- F17D5/00—Protection or supervision of installations
- F17D5/02—Preventing, monitoring, or locating loss
- F17D5/06—Preventing, monitoring, or locating loss using electric or acoustic means
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01M—TESTING STATIC OR DYNAMIC BALANCE OF MACHINES OR STRUCTURES; TESTING OF STRUCTURES OR APPARATUS, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- G01M3/00—Investigating fluid-tightness of structures
- G01M3/02—Investigating fluid-tightness of structures by using fluid or vacuum
- G01M3/04—Investigating fluid-tightness of structures by using fluid or vacuum by detecting the presence of fluid at the leakage point
- G01M3/24—Investigating fluid-tightness of structures by using fluid or vacuum by detecting the presence of fluid at the leakage point using infrasonic, sonic, or ultrasonic vibrations
-
- G—PHYSICS
- G06—COMPUTING; CALCULATING OR COUNTING
- G06Q—INFORMATION AND COMMUNICATION TECHNOLOGY [ICT] SPECIALLY ADAPTED FOR ADMINISTRATIVE, COMMERCIAL, FINANCIAL, MANAGERIAL OR SUPERVISORY PURPOSES; SYSTEMS OR METHODS SPECIALLY ADAPTED FOR ADMINISTRATIVE, COMMERCIAL, FINANCIAL, MANAGERIAL OR SUPERVISORY PURPOSES, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- G06Q50/00—Information and communication technology [ICT] specially adapted for implementation of business processes of specific business sectors, e.g. utilities or tourism
- G06Q50/10—Services
-
- G—PHYSICS
- G08—SIGNALLING
- G08C—TRANSMISSION SYSTEMS FOR MEASURED VALUES, CONTROL OR SIMILAR SIGNALS
- G08C17/00—Arrangements for transmitting signals characterised by the use of a wireless electrical link
- G08C17/02—Arrangements for transmitting signals characterised by the use of a wireless electrical link using a radio link
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- Business, Economics & Management (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Tourism & Hospitality (AREA)
- Economics (AREA)
- Primary Health Care (AREA)
- Health & Medical Sciences (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- General Health & Medical Sciences (AREA)
- Human Resources & Organizations (AREA)
- Marketing (AREA)
- General Engineering & Computer Science (AREA)
- Strategic Management (AREA)
- General Business, Economics & Management (AREA)
- Acoustics & Sound (AREA)
- Theoretical Computer Science (AREA)
- Computer Networks & Wireless Communication (AREA)
- Examining Or Testing Airtightness (AREA)
Abstract
Description
본 발명은 누수 여부 탐지 시스템에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는, 작업자의 숙련도에 상관없이 지중 관로의 누수 여부를 판별할 수 있고, 일시적 외부 노이즈에 의한 판별 오류를 최소화할 수 있으며, 어느 지점에서 누수가 발생되었는지 여부를 신속하게 알아낼 수 있고, 신규 측정 위치에서 이미 누수가 진행중인 경우에도 누수 여부를 판별할 수 있으며, 모든 지중 관로마다 측정 장치를 구비하지 않아도 되는 누수 여부 탐지 시스템에 관한 것이다.The present invention relates to a leak detection system, and more particularly, it is possible to determine whether there is a leak in an underground pipeline regardless of the skill level of an operator, it is possible to minimize the discrimination error due to temporary external noise, and the leak at any point It relates to a leak detection system that can quickly find out whether or not has occurred, can determine whether there is a leak even when a leak is already in progress at a new measurement location, and do not have to have a measuring device for every underground pipeline.
상수도 배관은 지중에 매설되어 운영되는데, 지진, 침하, 상부 압박 등에 의해 파손되어 누수가 발생된다. 특히 이러한 상수도 배관은 도로의 밑에 위치되는 경우가 많으므로, 차량의 통행에 따라 지속적으로 압박을 받게 되어 파손되는 문제가 있었다.Water supply pipes are buried and operated in the ground, and they are damaged by earthquakes, settlements, and pressure from the top, causing water leakage. In particular, since these water supply pipes are often located under the road, there is a problem of being damaged due to continuous pressure according to the passage of the vehicle.
이러한 상수도 배관의 누수는 수자원의 낭비 뿐만 아니라, 누수 지역의 지반 약화 등 다양한 문제가 있으므로, 누수 부위를 신속하게 보수하는 것이 중요하다.The leakage of the water supply pipe causes various problems such as waste of water resources and weakening of the ground in the leaked area, so it is important to quickly repair the leaked area.
그러나, 상수도 배관은 대부분 지중에 매설되어 있으므로, 종래에는 막대형의 청음봉 일단을 지면에 접촉시키고 타단을 귀에 꽂아 청음봉을 타고 전파되는 지중의 소음을 통해 누수 여부를 확인하였다.However, since most of the water supply pipes are buried in the ground, conventionally, one end of a rod-shaped listening bar was in contact with the ground and the other end was plugged into the ear to check whether there was a leak through the underground noise propagating through the listening bar.
그러나, 이러한 청음봉을 이용한 방식은 작업자의 숙련도에 따라 오탐율이 10% 내지 80%가 되는 등 숙련된 작업자가 반드시 필요한 문제가 있었다.However, such a method using a hearing stick has a problem that a skilled worker is absolutely necessary, such as a false positive rate of 10% to 80% depending on the skill level of the worker.
따라서, 비전문가도 누수 탐사 업무를 수행할 수 있고, 누수음의 분석을 정확하게 할 수 있는 누수 여부 탐지 시스템의 개발이 필요로 하게 되었다.Therefore, it is necessary to develop a leak detection system capable of performing leak detection tasks even by non-experts and accurately analyzing leak sound.
본 발명은, 작업자의 숙련도에 상관없이 지중 관로의 누수 여부를 판별할 수 있는 누수 여부 탐지 시스템을 제공하는데 그 목적이 있다.An object of the present invention is to provide a leak detection system capable of determining whether or not there is a leak in an underground pipeline regardless of the skill level of a worker.
또한, 본 발명은, 일시적 외부 노이즈에 의한 판별 오류를 최소화할 수 있는 누수 여부 탐지 시스템을 제공하는데 그 목적이 있다.In addition, an object of the present invention is to provide a leak detection system capable of minimizing a discrimination error caused by temporary external noise.
또한, 본 발명은, 어느 지점에서 누수가 발생되었는지 여부를 신속하게 알아낼 수 있는 누수 여부 탐지 시스템을 제공하는데 그 목적이 있다.In addition, an object of the present invention is to provide a leak detection system capable of quickly finding out whether or not a leak has occurred at a certain point.
또한, 본 발명은, 신규 측정 위치에서 이미 누수가 진행중인 경우에도 누수 여부를 판별할 수 있는 누수 여부 탐지 시스템을 제공하는데 그 목적이 있다.In addition, an object of the present invention is to provide a leak detection system capable of determining whether there is a leak even when a leak is already in progress at a new measurement location.
또한, 본 발명은, 모든 지중 관로마다 측정 장치를 구비하지 않아도 되는 누수 여부 탐지 시스템을 제공하는데 그 목적이 있다.In addition, an object of the present invention is to provide a leak detection system that does not require a measuring device for every underground pipeline.
본 발명은, 지중 관로 또는 상기 지중 관로 주변의 소리를 측정하여 측정값을 생성하는 청음 센서; 상기 청음 센서로부터 측정값을 입력받고, 상기 측정값이 생성된 장소의 위치 좌표에 대응되는 시설물 정보를 상기 측정값과 함께 외부로 전송하는 제어 단말; 상기 제어 단말로부터 전송된 상기 측정값이 저장된 데이터와 설정 수치 이상 차이가 발생하는 경우 누수가 발생된 것으로 판별하는 서버;를 포함한다.The present invention, the sound sensor for generating a measurement value by measuring the sound around the underground pipe or the underground pipe; A control terminal receiving a measurement value from the hearing sensor and transmitting facility information corresponding to a location coordinate of a place where the measurement value is generated, together with the measurement value; And a server that determines that a leak has occurred when a difference between the measured value transmitted from the control terminal and the set value or more occurs.
또한, 본 발명의 상기 청음 센서는, 상기 지중 관로가 매설된 지상 또는 지중에 설치되어 주변의 소리를 측정하는 노면 센서; 또는, 상기 지중 관로에 접촉하여 상기 지중 관로를 통해 전도되는 소리를 측정하는 청음봉 센서;를 포함한다.In addition, the hearing sensor of the present invention, a road surface sensor that is installed in the ground or in the ground where the underground pipeline is buried to measure surrounding sound; Or, it includes; a hearing rod sensor for measuring the sound conducted through the underground pipe by contacting the underground pipe.
또한, 본 발명의 상기 제어 단말은, 상기 위치 좌표의 설정 반경 이내의 시설물을 검색하여 상기 시설물 정보를 생성하고, 상기 시설물 정보의 전송시에 상기 위치 좌표를 상기 서버에 전송하며, 상기 서버는, 상기 제어 단말로부터 전송된 상기 시설물 정보에 상기 측정값을 매칭하여 저장한다.In addition, the control terminal of the present invention generates the facility information by searching for a facility within a set radius of the location coordinates, and transmits the location coordinates to the server when transmitting the facility information, the server, The measured value is matched with the facility information transmitted from the control terminal and stored.
또한, 본 발명의 상기 서버는, 상기 제어 단말로부터 상기 측정값과 상기 시설물 정보를 전송받아, 상기 측정값을 주파수 데이터로 변환한 후, 상기 주파수 데이터 중 과거 누수음 데이터를 기반으로 설정된 누수 의심 영역의 주파수 범위에 해당되는 주파수 이외의 주파수를 제외한 유효 범위 주파수를 생성하며, 상기 유효 범위 주파수 중 상위 진폭을 갖는 설정 갯수의 주파수를 선별하여 판별 대상 주파수로 선정하고, 상기 판별 대상 주파수에 과거 누수음 데이터를 기반으로 설정된 가중치를 적용한 가중평균값이 설정값 이상인 경우 누수가 발생된 것으로 판별한다.In addition, the server of the present invention receives the measured value and the facility information from the control terminal, converts the measured value to frequency data, and then the suspected leakage area set based on past leakage sound data among the frequency data. Generates an effective range frequency excluding frequencies other than the frequency corresponding to the frequency range of, selects a set number of frequencies having a higher amplitude among the effective range frequencies, and selects it as the frequency to be identified. If the weighted average value to which the weight set based on the data is applied is greater than or equal to the set value, it is determined that a leak has occurred.
또한, 본 발명의 상기 서버는, 상기 시설물 정보를 토대로 상기 시설물에 적용된 관종을 분류하고, 분류된 상기 관종에 대응되는 유효 범위 주파수를 상기 시설물 정보에 매칭된 상기 측정값으로부터 분류하는 분류 모듈; 상기 분류 모듈에서 분류된 상기 유효 범위 주파수 중 판별 대상 주파수를 선별하는 선별 모듈; 관종별 설정된 주파수 구간별로 분류된 입력 변수별 가중치 중 분류된 상기 관종 및 상기 판별 대상 주파수에 해당되는 가중치를 추출하는 추출 모듈; 상기 판별 대상 주파수를 입력 변수로 설정하고, 상기 입력 변수에 상기 추출 모듈로부터 추출된 가중치를 적용하여 가중평균값을 계산하는 계산 모듈;을 포함한다.In addition, the server of the present invention comprises a classification module for classifying a pipe type applied to the facility based on the facility information, and classifying an effective range frequency corresponding to the classified pipe type from the measured value matched with the facility information; A selection module for selecting a frequency to be determined among the valid range frequencies classified by the classification module; An extraction module for extracting a weight corresponding to the classified pipe type and the frequency to be determined from among weights for each input variable classified for each frequency section set for each pipe type; And a calculation module for calculating a weighted average value by setting the frequency to be determined as an input variable and applying a weight extracted from the extraction module to the input variable.
또한, 본 발명의 상기 서버는, 상기 가중평균값이 설정값 미만인 경우, 상기 위치 좌표의 설정 반경 이내에 존재하는 과거 누수음 데이터를 기반으로 유효 범위 주파수를 생성하고, 판별 대상 주파수를 선정하며, 가중치를 추출하여 가중평균값을 재계산한다.In addition, when the weighted average value is less than the set value, the server of the present invention generates an effective range frequency based on past leakage sound data existing within a set radius of the location coordinate, selects a frequency to be determined, and calculates the weight. Extract and recalculate the weighted average.
또한, 본 발명의 상기 서버는, 누수가 발생된 것으로 판별되면 상기 판별 대상 주파수가 포함된 상기 주파수 구간의 가중치를 재설정한다.In addition, the server of the present invention resets the weight of the frequency section including the frequency to be determined when it is determined that the leak has occurred.
또한, 본 발명의 상기 서버는, 상기 제어 단말로부터 상기 측정값을 전송받아 누적하여 패턴으로 저장하되, 새로 전송된 측정값이 저장된 패턴으로부터 설정 범위 이상 차이나는 경우 해당 측정값을 이상 상황으로 분류하고, 이상 상황으로 분류된 횟수가 설정 시간 내에 설정 횟수 이상 연속되는 경우 누수가 발생된 것으로 판별한다.In addition, the server of the present invention receives and accumulates the measured value from the control terminal and stores it as a pattern, but if the newly transmitted measured value differs by more than a set range from the stored pattern, classifies the measured value as an abnormal situation. , If the number of times classified as an abnormal situation continues more than the set number of times within the set time, it is determined that a leak has occurred.
또한, 본 발명의 상기 서버는, 누수가 발생된 것으로 판별되면 상기 시설물 정보를 토대로 관종별 누수음 정보를 생성하여 저장하고, 신규 측정 위치에서의 시설물 정보를 토대로 추출된 관종에 대응되는 상기 누수음 정보를 신규 측정 위치에서의 이상 상황 분류를 위한 초기 패턴으로 적용한다.In addition, the server of the present invention, when it is determined that a leak has occurred, generates and stores the leak sound information for each pipe type based on the facility information, and the leak sound corresponding to the pipe type extracted based on the facility information at the new measurement location. The information is applied as an initial pattern for classification of abnormal situations at the new measurement location.
또한, 본 발명은, 상기 지중 관로에 음파를 방출하는 음향 송출 장치;를 포함하되, 상기 서버는, 상기 제어 단말로부터 전송된 상기 측정값의 피크 간격 또는 피크값을 누적하여 패턴으로 저장하고, 새로 전송된 측정값의 피크 간격 또는 피크값이 저장된 패턴으로부터 설정 범위 이상 차이나는 경우 해당 측정값을 이상 상황으로 분류한다.In addition, the present invention includes a sound transmission device for emitting sound waves to the underground pipeline, wherein the server accumulates the peak interval or peak value of the measured value transmitted from the control terminal and stores it as a pattern, and newly If the peak interval of the transmitted measured value or the peak value differs by more than the set range from the stored pattern, the measured value is classified as an abnormal situation.
또한, 본 발명의 상기 서버는, 상기 제어 단말로부터 새로 전송된 측정값이 저장된 패턴으로부터 설정 범위 이상 차이나는 경우가 설정 시간 내에 설정 횟수 미만이거나 또는 연속되지 않는 경우 해당 측정값을 패턴 형성을 위한 측정값으로서 누적하지 않는다.In addition, the server of the present invention measures the measured value for pattern formation when the measured value newly transmitted from the control terminal differs by more than a set range from the stored pattern is less than the set number of times or is not continuous within a set time. It is not accumulated as a value.
본 발명은, 청음 센서로부터 측정된 측정값을 토대로 누수 여부를 판별할 수 있으므로, 작업자의 숙련도에 상관없이 지중 관로의 누수 여부를 판별할 수 있는 효과가 있다.In the present invention, since it is possible to determine whether or not there is a leak based on a measured value measured from a sound sensor, there is an effect of being able to determine whether or not there is a leak in an underground pipeline regardless of the skill level of an operator.
또한, 본 발명은, 측정값을 누적된 과거의 누수음 데이터와 비교하고, 이의 유사성 유무로서 누수 여부를 판별할 수 있으므로, 일시적 외부 노이즈에 의한 판별 오류를 최소화할 수 있는 효과가 있다.Further, according to the present invention, since the measured value can be compared with the accumulated leak sound data in the past, and whether or not there is a similarity, it is possible to determine whether or not there is a leak, so that a discrimination error due to temporary external noise can be minimized.
또한, 본 발명은, 측정값을 위치 정보에 매칭하여 저장하므로, 어느 지점에서 누수가 발생되었는지 여부를 신속하게 알아낼 수 있는 효과가 있다.Further, according to the present invention, since the measured value is matched to the location information and stored, it is possible to quickly find out whether or not the leak has occurred at any point.
또한, 본 발명은, 측정값을 시설물 정보에 매칭하여 저장하므로, 신규 측정 위치에서 이미 누수가 진행중인 경우에도 누수 여부를 판별할 수 있는 효과가 있다.In addition, according to the present invention, since the measured value is matched to the facility information and stored, it is possible to determine whether there is a leak even when a leak is already in progress at a new measurement location.
또한, 본 발명은, 휴대용 센서 및 휴대용 단말을 이용하여 위치 정보에 대응되는 위치에서 측정만 진행하여도 측정값의 누적 및 누수 여부의 판별이 가능하므로, 모든 지중 관로마다 측정 장치를 구비하지 않아도 되는 효과가 있다.In addition, according to the present invention, it is possible to accumulate measured values and determine whether there is a leakage even by performing measurement only at a location corresponding to the location information using a portable sensor and a portable terminal. Therefore, it is not necessary to have a measurement device for every underground pipeline. It works.
도 1 은 본 발명의 실시예에 따른 누수 여부 탐지 시스템의 예시도.
도 2 는 본 발명의 실시예에 따른 누수 여부 탐지 시스템의 노면 센서의 사용 상태도.
도 3 은 본 발명의 실시예에 따른 누수 여부 탐지 시스템의 청음봉 센서의 사용 상태도.
도 4 는 본 발명의 실시예에 따른 누수 여부 탐지 시스템의 측정 위치와 측정값을 매칭한 예시도.
도 5 는 본 발명의 제 1 실시예에 따른 누수 여부 탐지 시스템의 순서도.
도 6 은 본 발명의 제 1 실시예에 따른 누수 여부 탐지 시스템의 누수음 분석 과정 예시도.
도 7 은 본 발명의 제 2 실시예에 따른 누수 여부 탐지 시스템의 순서도.
도 8 은 본 발명의 제 3 실시예에 따른 누수 여부 탐지 시스템의 순서도.1 is an exemplary diagram of a leak detection system according to an embodiment of the present invention.
2 is a state diagram of use of a road surface sensor of the system for detecting whether there is a leak according to an embodiment of the present invention.
3 is a state diagram of the use of a hearing stick sensor of the leak detection system according to an embodiment of the present invention.
4 is an exemplary view in which a measurement location and a measurement value of a leak detection system according to an embodiment of the present invention are matched.
5 is a flow chart of a leak detection system according to a first embodiment of the present invention.
6 is an exemplary diagram illustrating a leak sound analysis process of the leak detection system according to the first embodiment of the present invention.
7 is a flow chart of a leak detection system according to a second embodiment of the present invention.
8 is a flow chart of a leak detection system according to a third embodiment of the present invention.
이하에서, 본 발명의 실시예에 대하여 첨부한 도면을 참조하여 상세히 설명한다.Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.
본 발명은, 도 1 내지 도 8 에 도시된 바와 같이, 지중 관로 또는 지중 관로 주변의 소리를 측정하여 측정값을 생성하는 청음 센서(100)와, 청음 센서(100)로부터 측정값을 입력받고, 측정값이 생성된 장소의 위치 좌표에 대응되는 시설물 정보를 측정값과 함께 외부로 전송하는 제어 단말(200)과, 제어 단말(200)로부터 전송된 측정값이 저장된 데이터와 설정 수치 이상 차이가 발생하는 경우 누수가 발생된 것으로 판별하는 서버(300)를 포함하여 구성된다.In the present invention, as shown in Figs. 1 to 8, an
청음 센서(100)는, 지중 관로가 매설된 부위의 노면 소음 또는 지중 소음을 측정하거나, 또는, 관로 자체, 수도 미터, 밸브 등에 직접 접촉하여 관로의 소음을 측정하는 역할을 한다.The
이러한 청음 센서(100)는 측정값을 제어 단말(200)에 전송하고, 제어 단말(200)을 통해 측정값이 서버(300)로 전송된다.The
청음 센서(100)는 우선 노면 또는 지중 소음을 측정하기 위한 노면 센서(110) 형태로 구성될 수 있다. 노면 센서(110)는 휴대용으로서 관로가 매설된 상부의 노면에 안착시켜 노면으로 전해지는 지중 관로의 소음을 측정할 수 있다.First, the
노면 센서(110)의 일측에는 제어 단말(200)과의 연결을 위한 단자가 구비되어 신호선(101)을 이용하여 제어 단말(200)과 통신되며, 필요에 따라 제어 단말(200)과 접속하거나 또는 접속을 해제할 수 있다.One side of the
이러한 노면 센서(110)는 센싱 모듈(111)이 내장된 센서 하우징(112)과, 센서 하우징(112)의 내측 하면부에 구비되는 노면음 전달판(113)과, 노면음 전달판(113)에 상단이 접하고 하단은 센서 하우징(112)의 하방으로 돌출되어 지면에 접촉 가능하게 구비되는 노면음 전달핀(114)을 포함하여 구성된다. 따라서, 노면 센서(110)를 지면에 별도로 장착하거나 삽입할 필요 없이 단순히 지면에 안착시키기만 해도 노면음 전달핀(114)과 노면음 전달판(113)을 통해 노면음이 센싱 모듈(111)에 용이하게 도달될 수 있게 된다.The
한편, 노면 센서(110)는 제어 단말(200)과 함께 지중에 매설된 형태로 구성되는 것 역시 가능하다. 이 경우에는 실시간으로 측정값을 서버(300)에 전송할 수 있으므로 더 많은 측정값의 누적에 의해 측정값 패턴 형성을 정확히 할 수 있는 장점이 있다. 이 경우 노면 센서(110)와 제어 단말(200)에 전원을 공급하기 위한 솔라셀 모듈 또는 상용 지주 전원 등이 구비될 수 있다.On the other hand, the
다음으로 청음 센서(100)는 청음봉 센서(120) 형태로 구성될 수 있다. 청음봉 센서(120)는 관로 자체, 수도 미터, 밸브 등에 직접 접촉하여 관로를 타고 직접 전달되는 소음을 측정하는 역할을 하며, 관로 또는 관로의 부속에 접촉되는 봉 형태로 구성될 수 있다.Next, the
청음봉 센서(120)의 일측에는 제어 단말(200)과의 연결을 위한 단자가 구비되며, 청음봉 센서(120)는 필요에 따라 제어 단말(200)과 접속하거나 또는 접속을 해제할 수 있다. 이때, 청음봉 센서(120)는 노면 센서(110)와 마찬가지로 신호선(101)을 통해 제어 단말(200)과 통신될수도 있다.A terminal for connection with the
청음봉 센서(120)는, 청음 로드(122)와, 청음 로드(122)의 타단에 결합되는 자석핀(123)과, 청음 로드(122)의 일단 부근에 접하는 센싱 모듈(121)과, 센싱 모듈(121)과 전기적으로 연결되는 연결 단자를 포함하여 구성된다. 이러한 청음봉 센서(120)는 타단에 구비된 자석핀(123)을 통해 통상 금속재로 이루어지는 관로 또는 관로의 부속에 접촉된 상태를 용이하게 유지할 수 있게 된다. 또한, 청음 로드(122)는 복수개가 길이 방향으로 조립되는 형태로서, 조립되는 청음 로드(122)의 수를 조절함으로써 청음하고자 하는 관로 또는 관로의 부속까지의 거리에 따라 적절하게 그 길이를 가변할 수 있는 장점이 있다.The
한편, 청음봉 센서(120)는 제어 단말(200)과 함께 관로 또는 관로의 부속 부위에 부착 설치되는 형태로 구성되는 것 역시 가능하다. 이 경우에는 실시간으로 측정값을 서버(300)에 전송할 수 있으므로 더 많은 측정값의 누적에 의해 측정값 패턴 형성을 정확히 할 수 있는 장점이 있다. 이 경우 청음봉 센서(120)와 제어 단말(200)에 전원을 공급하기 위한 솔라셀 모듈 또는 상용 지주 전원 등이 구비될 수 있다.On the other hand, it is also possible to be configured in the form of attaching and installing the
제어 단말(200)은, 청음 센서(100)로부터 측정값을 입력받아 이를 외부의 서버(300)에 전송하는 역할을 한다.The
이를 위하여 제어 단말(200)은 청음 센서(100), 즉, 노면 센서(110) 또는 청음봉 센서(120)와 접속 가능한 형태로 구성되며, 측정값의 외부 전송을 위한 무선 송수신부가 더 구비된다.To this end, the
우선 제어 단말(200)은, 관리자가 휴대 가능한 형태로 구성될 수 있다. 이 경우 제어 단말(200)은 스마트폰, 태블릿 PC, 타블렛 등 무선 송수신이 가능하고 외부 장치의 연결이 가능한 모든 종류의 모바일 기기가 가능하며, 이 경우, 노면 센서(110) 또는 청음봉 센서(120)와 유선 연결 뿐만 아니라 블루투스 등의 무선 연결 역시 가능한 구성이 된다.First, the
이때, 제어 단말(200)은 스마트폰 등 어느 하나의 기기만을 칭하지 아니하고 이러한 모바일 기기가 장착된 모듈형 장치를 포함하는 개념일 수 있다. 모듈형 장치라 함은 보조 배터리가 구비된 거치대 형태 또는 외장형 GPS 장치가 결합된 형태 등을 포함한다. 제어 단말(200)이 거치대 형태인 경우, 제어 단말(200)은, 본체(210)와, 본체(210)의 일측에 결합되어 스마트폰 등의 모바일 기기를 거치할 수 있는 거치대(220)를 포함하여 구성된다. 본체(210)의 내측으로는, 위치 좌표의 획득을 위한 GPS 모듈(211), 충전 배터리(212), 근거리 통신 모듈(213), 신호 증폭 모듈(214)이 구비되며, 본체의 일측으로는 노면 센서(110) 또는 청음봉 센서(120)와의 연결을 위한 연결 단자(215)가 구비되며, 측정값의 외부 전송을 위한 신호 전송 버튼(216)이 구비된다. 한편, 충전 배터리(212)의 충전을 위한 충전 단자(217) 및 측정된 소음을 직접 청음할 수 있도록 이어폰 단자(218)가 다른 일측에 구비될 수 있다.In this case, the
그리고, 제어 단말(200)은 측정값을 서버(300)에 전송함과 동시에 측정시의 위치 정보를 서버(300)에 전송한다. 이러한 구성으로 인해 어느 위치에서 측정을 하였고, 해당 위치에서의 과거의 측정 데이터와의 비교가 가능해지게 된다. 나아가, 제어 단말(200)은 위치 정보 뿐만 아니라, 해당 위치의 시설물 정보를 서버(300)에 전송할 수 있다. 시설물 정보라 함은 건물명, 랜드마크, 주거 형태 등 관로의 관종, 매설 형태 또는 매설 규격을 확인할 수 있는 정보들이 그 대상이 될 수 있다. 만일 도 5 와 같이 해당 위치 지근거리에 시설물이 육안으로 확인 가능하나 시설물 정보가 검색되지 않는 경우 제어 단말(200)로부터 자체적으로 시설물 정보를 등록할 수도 있다. 이 경우, 제어 단말(200)로부터 등록되는 시설물 정보는 건물 규모, 건물 종류 등 해당 시설물에 적용된 관종 등에 대하여 유사한 다른 시설물의 시설물 정보로부터 차용된 대략적인 정보의 입력만이 가능하므로, 서버(300)는 제어 단말(200)로부터 등록된 시설물 정보가 차후 정식으로 입수되는 경우 해당 정보를 제어 단말(200)로부터 등록된 시설물 정보에 갈음하여 저장하는 것이 바람직하다.In addition, the
한편, 제어 단말(200)은 상술한 바와 같이 휴대용 형태로 구성되는 것 외에, 노면 센서(110) 또는 청음봉 센서(120)와 함께 지중에 매설되거나 관로에 부착되는 형태로 구성될 수 있다. 이때에는 휴대용과 같이 충전식 배터리가 아닌 태양광 또는 지주형 상용 전원으로부터 전원을 제공받는 것이 바람직하다.Meanwhile, the
또한, 이 경우 제어 단말(200)은 서버(300)에 측정값 및 위치 정보를 전송할 뿐만 아니라, 서버(300)로부터 측정 간격 등의 제어 신호를 전송받아 이를 수행하는 형태로 구성될 수 있다. 또한, 이 경우 제어 단말(200)은 노면 센서(110) 또는 청음봉 센서(120)로부터 측정값이 입력되지 않으면 서버(300)에 센서의 고장을 알리는 신호를 전송하여 신속한 보수가 이루어질 수 있도록 구성될 수 있다.In addition, in this case, the
서버(300)는, 본 발명의 제 1 실시예에서는, 도 5 및 도 6 과 같이, 제어 단말(200)로부터 청음 센서(100)의 측정값 및 측정 장소의 위치 좌표, 시설물 정보를 전송받아 저장하며, 측정값을 주파수 데이터로 변환한 후, 주파수 데이터 중 과거 누수음 데이터를 기반으로 설정된 누수 의심 영역의 주파수 범위에 해당되는 주파수 이외의 주파수를 제외한 유효 범위 주파수를 생성하며, 유효 범위 주파수 중 상위 진폭을 갖는 설정 갯수의 주파수를 선별하여 판별 대상 주파수로 선정하고, 판별 대상 주파수에 과거 누수음 데이터를 기반으로 설정된 가중치를 적용한 평균값이 설정값 이상인 경우 누수가 발생된 것으로 판별한다.In the first embodiment of the present invention, as shown in FIGS. 5 and 6, the
이를 위하여 서버(300)는, 제어 단말(200)로부터 청음 센서(100)의 측정값을 전송받는다. 이때 측정값은 해당 측정값이 생성된 장소의 위치 좌표 또는 해당 위치 좌표로부터 설정 반경 이내의 시설물의 시설물 정보에 매칭되어 서버(300)에 저장된다.To this end, the
서버(300)에 전송된 측정값은 청음센서로부터 측정된 소리의 데이터이므로 시계열로 가변되는 파형 형태를 갖는다. 이러한 시계열 파형은 잡음 성분이 누수음 성분에 더해져 파형의 왜곡이 발생하므로 이를 잡음 성분과 누수음 성분으로 분리하고, 또한, 특정 패턴을 추출하기가 어려우므로, 이를 주파수계열 파형으로 변형할 필요가 있다. 이러한 주파수 계열의 변환을 위하여 고속 푸리에 변환(FFT: Fast Fourier Transform)이 활용된다. FFT는 주파수가 서로 다른 여러 사인파가 중첩된 파형에서 각 사인파의 주파수별로 진폭을 특정할 수 있으며, FFT의 수행 방법은 널리 알려진 공지의 기술이므로 상세한 수식은 생략하도록 한다.Since the measured value transmitted to the
서버(300)는 전송된 측정값으로부터 FFT를 수행하여 시계열 데이터를 주파수 데이터로 변환한다. 그리고, 해당 측정값과 매칭되어 저장된 시설물 정보를 토대로 해당 시설물 정보에 포함된 관종에 대응되는 과거 누수음 데이터를 기반으로 유효 범위 주파수를 생성한다. 유효 범위 주파수는 시설물 정보에 포함된 관종별로 다르게 생성될 수 있으며, 현재 측정값이 측정된 시설물 및 관종과 유사한 정보를 갖는 과거의 시설물 및 관종 정보에 매칭되어 저장된 누수음 데이터를 기초로 한다. 과거의 누수음 데이터는 어느 시설물의 어느 관종에서 어느 주파수 영역이 누수음에 관련된 데이터인지 구분되어 있으며, 따라서, 서버(300)는 현재 측정된 측정값으로부터 변환된 주파수 데이터 중 누수 의심 영역에 해당되는 주파수 이외의 주파수를 필터링하여 유효 범위 주파수를 생성하며, 이를 위하여 분류 모듈이 구비된다. 분류 모듈은 시설물 정보를 토대로 시설물에 적용된 관종을 분류하고, 분류된 관종에 대응되는 유효 범위 주파수를, 새로 전송된 시설물 정보에 매칭된 측정값으로부터 분류한다. 즉, 분류 모듈은, 과거의 누수음 데이터를 이용하여 새로 측정된 측정값으로부터 누수음에 관련되지 않은 노이즈 성분을 제거하는 역할을 하는 것이다.The
그리고, 서버(300)는, 분류 모듈로부터 생성된 유효 범위 주파수 중에서 진폭이 큰 순서로 상위 설정 갯수의 주파수를 선별하여 판별 대상 주파수로 선정한다. 이는 측정 지점에서의 소리는 생활 소음, 누수음, 대형 트럭이 지나가거나 공사장 장비의 소음 등이 섞여있는데, 이 중 누수음과 주파수 범위가 다른 소음은 분류 모듈에서 노이즈로서 제외되고, 누수음과 주파수 범위가 다소 유사한 관로를 흐르는 물의 마찰음 등은 누수음보다 진폭이 비교적 작은 것에서 착안한 것이다. 즉, 모든 샘플주파수에 대하여 모두 가중치를 곱하여 계산하면 보다 정확하겠으나, 신속한 계산 및 가중치의 갱신을 위하여 누수 의심 영역 내의 주파수 중에서 진폭이 큰 몇 개의 주파수를 토대로 누수 여부를 판별하도록 하는 것이다. 이를 위하여 서버(300)에는 선별 모듈이 구비되며, 선별 모듈에서 선별된 판별 대상 주파수는 추출 모듈에서 추출된 가중치와 곱해지는 입력 변수로 활용되어 가중평균값이 구해지게 된다.In addition, the
다음으로, 서버(300)는, 분류 모듈에서 분류한 관종 데이터 및 선별 모듈에서 선별한 판별 대상 가중치를 토대로, 해당 관종에서의 주파수 구간별로 분류된 입력 변수별 가중치 중 판별 대상 주파수가 속한 주파수 수간의 가중치를 추출한다. 그리고, 이러한 과정을 수행하기 위하여 추출 모듈이 구비된다. 즉, 서버(300)에는 관종별로, 각 관종에서의 주파수 구간별로 가중치가 저장되어 있으며, 추출 모듈은 여러 관종별로 저장된 주파수 구간별 가중치 중에서 분류 모듈에서 분류한 관종 데이터에 대응되면서도 판별 대상 주파수가 속한 주파수 구간에 매칭되어 저장된 가중치를 추출하는 것이다.Next, the
그리고, 서버(300)는, 판별 대상 주파수를 입력 변수로 설정하고, 입력 변수마다 가중치를 적용하여 가중평균값을 계산한다. 이를 위하여 서버(300)에는 계산 모듈이 구비되며, 계산 모듈은, 입력 변수인 판별 대상 주파수에 추출 모듈로부터 추출된 가중치를 적용하여 가중평균값을 계산한다. 이때, 시설물에는 하나의 관종만 적용되지 않고 여러 관종이 복합적으로 적용되는 경우가 더 많고, 시설물 정보로부터 분류 모듈에 의해 분류되는 관종 데이터는 복수로 구성될 수 있다. 따라서, 서버(300)는 분류 모듈, 선별 모듈, 추출 모듈, 계산 모듈로부터 가중평균값을 계산할 때 어느 하나의 관종에 대해서만 계산하지 아니하고, 복수의 관종에 대하여 가중평균값을 계산할 수 있다. 이때, 자명하게도 각각의 관종에 대한 유효 범위 주파수의 범위, 이에 따른 판별 대상 주파수의 값, 가중치의 값 등은 서로 다르게 형성되나, 우연의 일치로 같은 수치를 갖는 것을 배제하는 것은 아니다.Then, the
서버(300)는, 계산 모듈로부터 계산된 가중평균값이 설정값 이상인 경우 누수가 발생된 것으로 판별한다. 이때, 누수 여부는 최종적으로 관리자가 누수로 판별된 해당 측정 위치를 직접 탐방하여 공사를 진행함으로써 검증 완료되며, 만일 서버(300)에서는 누수로 판별하였으나, 관리자가 해당 위치를 직접 공사하였으나 누수가 아닌 것으로 확인되면 누수로 판별된 해당 관종의 해당 주파수 구간의 가중치를 파기 또는 변경하는 것이 바람직하다.The
한편, 서버(300)는 계산 모듈로부터 계산된 가중평균값이 설정값 미만인 경우 누수가 발생되지 않은 것으로 판별하나, 실제 누수가 발생되었음에도 과거 누수음 데이터가 부족하여 오판되는 경우가 있을 수 있으므로, 이를 방지하고자 2차 누수 판별 과정을 실시한다.On the other hand, when the weighted average value calculated from the calculation module is less than the set value, the
상기에서 설명한 1차 누수 판별 과정은 시설물 정보 및 관종 정보에 대응되는 타지의 과거 누수음 데이터를 이용하여, 현재 측정중인 시설물 정보 및 관종 정보의 누수 여부를 판별하였다. 그러나, 누수음은 지반의 형성 재료, 각 형성 재료의 비율, 노면의 포장 상태, 대형 건물의 유무 등에 의해 왜곡될 수 있으므로, 비록 1차 누수 판별 과정에서 누수가 아닌 것으로 판별되었더라도, 해당 지역에 특화된 누수음에 대해서도 예방책으로 2차 판별 과정을 거치는 것이다.In the process of determining the first leak described above, the leak of information about the facility currently being measured and the information about the type of pipe was determined by using the data of the leaked sound from other locations corresponding to the information of the facility and the type of pipe. However, since the leakage sound can be distorted by the formation material of the ground, the ratio of each formation material, the pavement condition of the road surface, the presence or absence of a large building, etc., even if it is determined that it is not a leakage during the first leakage determination process, it is specialized for the region. As a precautionary measure for leaking sound, the secondary discrimination process is also carried out.
이를 위하여, 서버(300)는, 가중평균값이 설정값 미만인 경우, 측정값이 측정된 위치 좌표의 설정 반경 이내에 존재하는 과거 누수음 데이터를 기반으로 유효 범위 주파수를 생성하고, 판별 대상 주파수를 선정하며, 가중치를 추출하여 가중 평균값을 재계산하게 된다. 이때, 각 과정은 1차 누수 판별 과정과 동일하며, 과거 누수음 데이터를 측정 위치 주변의 과거 누수음 데이터로 적용하는 것이다.To this end, when the weighted average value is less than the set value, the
그리고, 서버(300)는 만일 2차 누수 판별 결과 누수가 발생된 것으로 판별되면, 해당 판별 대상 주파수가 포함된 주파수 구간의 가중치를 재설정한다. 이러한 가중치의 재설정 과정을 반복하게 되면, 해당 위치 좌표 주변에서의 가중치 정보가 더욱 정확해질 뿐만 아니라, 해당 위치 좌표에서의 시설물 정보에 속한 관종별 가중치 정보 역시 더욱 정확해지게 된다.Then, if it is determined that the leakage has occurred as a result of the secondary leakage determination, the
한편, 본 발명의 제 2 실시예는, 청음 센서(100), 제어 단말(200), 서버(300)간의 통신, 청음 센서(100)의 구성 및 측정값 생성, 제어 단말(200)의 구성 등 기본 구성은 상기의 제 1 실시예와 동일한 구성으로서, 서버(300)에서 누수 여부를 판별하는 알고리즘이 변형된 구성을 갖는다.On the other hand, the second embodiment of the present invention, the communication between the listening
서버(300)는, 제어 단말(200)로부터 청음 센서(100)의 측정값을 전송받아 저장하며, 누적 저장된 측정값으로부터 측정값 패턴을 형성하고, 새로 전송된 측정값이 패턴의 오차 범위 내에 있는지 여부를 비교함으로써 관로의 누수 여부를 판별하는 역할을 한다.The
이를 위하여 서버(300)는, 제어 단말(200)로부터 청음 센서(100)의 측정값을 전송받는다. 서버(300)는 전송된 측정값을 누적하여 저장하며, 누적 저장된 측정값을 토대로 측정값 패턴을 형성한다. 측정값 패턴은 시계열로 분석된 파형도 물론 가능하나, 특정 주기를 갖지 않는 파형의 분석은 주파수 계열로 분석하는 것이 바람직하며, 이를 위하여 서버(300)는 측정값을 고속 푸리에 변환(FFT: Fast Fourier Transform)하여 패턴을 형성한다.To this end, the
서버(300)는, 패턴의 형성이 완료되면 새로 전송된 측정값을 형성된 패턴과 비교한다. 만일, 새로 전송된 측정값이 저장된 패턴으로부터 설정 범위 이상 차이가 발생하게 되면 해당 측정값을 이상 상황으로 분류한다. 이러한 이상 상황은 실제로 누수가 발생한 상황에 의해 발생될수도 있고, 또는, 근처를 지나는 대형 트럭, 공사장 소음 등에 의해 발생될수도 있다.When the formation of the pattern is completed, the
따라서, 서버(300)는 이러한 이상 상황이 누수에 의한 것인지 주변 환경에 의한 일시적 잡음인지를 판별해야 한다. 이를 위하여 서버(300)는 도 7 과 같이, 이상 상황으로 분류된 횟수, 즉, 새로 측정되는 측정값이 저장된 패턴으로부터 설정 범위 이상 차이가 발생되는 횟수가 설정 시간 내에 설정 횟수 이상 연속되는 경우에 한해 누수가 발생된 것으로 판별하게 된다. 즉, 대형 차량 등에 의한 노면 진동 또는 소음, 주변 공사장 소음 등에 의한 측정 오류는 일시적인 것이고, 누수에 의한 소음 변경은 지속적으로 발생되는 것에 착안한 것이다. 예를 들어, 10분간 1분 간격으로 측정한 측정값이 1회차, 5회차, 8회차에 이상 상황인 것으로 나타나면 이는 일시적인 주변 환경의 변화에 의한 것으로 판단하여 누수 상황으로 판별하지 않고, 또한, 이때 측정한 측정값은 패턴 형성을 위한 데이터로 활용하지 않는 것이다. 반면, 10분간 1분 간격으로 측정한 측정값이 기존에 측정했던 측정값에 의한 패턴과 대비하여 1회차에서부터 10회차까지 모두 설정 범위 이상 차이가 발생된 경우에는 기존에 측정했던 때로부터 현재의 측정 시점 사이에 누수가 발생된 것으로 판단하게 되는 것이다.Accordingly, the
한편, 서버(300)는 제어 단말(200)로부터 측정시의 위치 정보, 시설물 정보 등을 함께 전송받아 이러헌 위치 정보 또는 시설물 정보에 측정값을 매칭하여 저장한다. 따라서, 해당 위치에서의 과거로부터의 측정값과 현재 측정된 측정값을 비교 분석할 수 있게 된다. 나아가, 서버(300)는 위치 정보 및 시설물 정보를 통해 해당 위치에서의 시설물별 또는 관종별 누수음 정보를 생성하여 신규 측정 위치에서 측정을 처음 시작하는 경우에, 신규 측정 위치에서의 시설물 정보를 토대로 추출된 시설물 종류 또는 관종에 대응되는 누수음 정보를 초기 패턴으로 적용할 수 있게 된다. 즉, 유사한 환경하의 신규 측정 위치의 관로가 이미 누설중인 경우에 대해서도 대응이 가능하도록 하기 위한 방법인 것이다.On the other hand, the
예를 들어, A도시의 도심 지형, 20층 이상 고층 빌딩 10개소, 주변 상가 100개소인 종래의 측정값 패턴 및 누수음 정보가 있는 상태에서, B도시의 도심 지형, 20층 이상 고층 빌딩 9개소, 주변 상가 80개소인 신규 측정 위치가 있는 경우, A도시의 측정값 패턴 및 누수음 정보를 B도시에도 초기에 유사하게 적용할 수 있는 것이다. 만일, 이러한 초기 패턴 정보 또는 누수음 정보 없이 B도시를 신규 측정하는 경우, B도시의 관로가 이미 누수가 발생된 후라면, 누수가 발생중인 음을 측정하여 패턴을 형성하고 향후로도 이 패턴을 활용하여 누수 여부를 판별해야 하기 때문에, 누수 부위에 변동이 발생하지 않는 한 누수 여부를 판별하기 어렵기 때문이다.For example, urban topography of city A, 10 high-rise buildings with more than 20 floors, and 100 shopping malls around the city, with conventional measurement pattern and leakage information, urban topography of city B, 9 high-rise buildings with 20 floors or more. , If there is a new measurement location with 80 nearby shopping malls, the measurement value pattern and leakage sound information of city A can be similarly applied to city B at the beginning. If, in the case of new measurement of city B without such initial pattern information or leakage sound information, if the pipeline of city B has already leaked, the pattern is formed by measuring the sound that is leaking. This is because it is difficult to determine whether there is a leak unless there is a change in the leaked part because it has to be used to determine whether there is a leak.
또한, 이러한 위치 정보 및 시설물 정보에 근거한 초기 패턴 및 누수음 정보는 측정 사례가 거듭될수록 더욱 세분화되고 정밀해여, 신규 측정 위치에서의 측정도 더욱 정밀해지는 효과를 갖게 된다.In addition, the initial pattern and leakage sound information based on the location information and facility information are more subdivided and precise as the measurement cases are repeated, so that the measurement at the new measurement location is also more precise.
이때, 측정값 패턴은 관종 또는 시설물이 서로 유사한 경우에도 관로가 매설된 깊이, 관로가 매설된 지점의 지질 등에 따라 변수가 다양하기 대문에, 신규 측정 위치에서는 우선 해당 지역에 누수가 이미 발생되었는지의 여부를 확인하는 것에 초점을 맞추는게 바람직하다. 관로의 평상시 소음에 비해 누수음은 그 주파수 스펙트럼 패턴이 비교적 특징적으로 나타나기 때문에, 신규 측정 위치에서는 기 누수의 여부만을 판별하고, 새로이 측정되는 측정값으로부터 해당 위치만의 측정값 패턴을 형성할 수 있도록 하는 것이 바람직하다. 이를 위하여, 서버(300)는 어느 측정 위치에서 누수가 발생된 것으로 판별되면, 해당 측정 장소의 위치 정보 및 시설물 정보를 토대로 해당 위치에서의 관종별 또는 시설물별 누수음 정보를 생성하여 저장하고, 신규 측정 위치에서의 시설물 정보를 토대로 추출된 관종 또는 시설물에 대응되는 누수음 정보를 초기 패턴으로 적용하게 된다. 이때의 서버(300)는 신규 측정 위치에서의 측정값이 초기 패턴으로 저장된 누수음 패턴으로부터 설정 범위 이내인 경우 해당 측정값을 이상 상황으로 분류하는 것이 바람직하다.At this time, the measured value pattern varies depending on the depth at which the pipe is buried, the geology at the point where the pipe is buried, even if the pipe types or facilities are similar. It is advisable to focus on checking whether or not. Compared to the normal noise of the pipeline, the leakage sound has a relatively characteristic frequency spectrum pattern, so that the new measurement location can only determine whether there is a leak, and from the newly measured measurement value, the measurement value pattern only for that location can be formed. It is desirable to do it. To this end, when it is determined that water leakage has occurred at a certain measurement location, the
한편, 주변 환경에 따라 이러한 관로의 소음 또는 누수음을 측정하는것만으로는 판별이 어려운 경우가 있을 수 있다.On the other hand, depending on the surrounding environment, there may be cases where it is difficult to discriminate only by measuring the noise or leakage sound of such a pipe.
이를 위하여 본 발명의 제 3 실시예에서는 본 발명의 제 2 실시예의 구성에서 관로상에 특정 음파를 방출하는 음향 송출 장치(미도시)가 더 구비될 수 있다.To this end, in the third embodiment of the present invention, in the configuration of the second embodiment of the present invention, a sound transmission device (not shown) for emitting a specific sound wave on a pipe may be further provided.
음향 송출 장치는, 설정 주기마다 관로상에 설정된 주파수의 음을 단발적으로 방출하며, 방출된 음향이 관로의 특정 부위에서 반향되어 오는 반향음을 측정할 수 있도록 하는 역할을 한다. 이를 위하여 음향 송출 장치는 관로에 직접 부착되거나 또는 관로에 접촉되어야 하므로, 청음봉 센서(120)를 이용한 측정시에 활용되는 것이 바람직하며, 청음봉 센서(120)와 일체로 제작되어 활용되는 것 역시 가능하다. 물론, 이 경우에도 음향 송출 장치는 청음봉 센서(120)와 마찬가지로 관로상에 설치되거나 또는 휴대용으로 구성될 수 있다.The sound transmission device sporadically emits a sound of a frequency set on a pipe line every setting period, and serves to measure the echo sound that the emitted sound echoes from a specific part of the pipe line. For this purpose, since the sound transmission device must be directly attached to the pipe or contact the pipe, it is preferable to be used when measuring using the hearing-
도 8 을 참조하면, 서버(300)는, 제어 단말(200)로부터 측정값을 입력받아 측정값의 피크 간격 또는 피크값을 누적하여 패턴으로 저장한다. 측정값의 피크값은 음향 송출 장치로부터 방출된 음향의 반향음에 의한 것이며, 이러한 반향음은 관로의 절곡 또는 밸브 등의 결합 부위 등에서 주로 크게 일어난다. 따라서, 방출된 음향이 되돌아오는 시간은 해당 관로에서는 매우 일정하게 측정되며, 서버(300)는 이러한 반향음의 크기 또는 간격을 이용하여 관로의 누수 여부를 판별하게 된다.Referring to FIG. 8, the
예를 들어, A지점에서 과거에 음향 송출 장치를 구동시키면서 측정한 측정값의 피크 간격이 1초, 피크값이 50으로 꾸준히 지속되어 패턴으로 형성된 이후, 현재 측정시의 측정값의 피크 간격이 0.5초, 피크값이 80으로 가변되었다면 관로에 누수가 발생되었고, 파손 부위에서 음향이 크게 반사되어 되돌아온 것으로 의심할 수 있는 것이다. 이때, 주변 환경에 의해 일시적으로 노이즈가 생성된 것일 수 있으므로, 서버(300)는 새로 측정된 측정값이 피크 간격 또는 피크값이 저장된 패턴으로부터 설정 범위 이상 차이나는 경우, 이를 이상 상황으로 분류하고, 이러한 이상 상황이 설정 시간 내에 설정 횟수 이상 연속되는 경우에만 누수가 발생된 것으로 판별하게 되는 것이다.For example, after driving the sound transmission device at point A in the past, the peak interval of the measured value measured at 1 second and the peak value steadily continued at 50 to form a pattern, and then the peak interval of the measured value at the time of the current measurement was 0.5. If the peak value was changed to 80 in seconds, it could be suspected that there was a leak in the pipeline, and the sound was greatly reflected from the damaged part and returned. At this time, since noise may be temporarily generated by the surrounding environment, the
이때, 바람직하게는 측정값의 피크값이 음향 송출 장치에 의한 반향음인지 여부를 확인하기 위하여 주파수 스펙트럼 분석을 병행할 수 있다.At this time, preferably, frequency spectrum analysis may be performed in parallel to determine whether the peak value of the measured value is a reverberation sound generated by the sound transmission device.
또한, 이 경우에도 서버(300)는 이상 상황으로 분류된 횟수가 설정 시간 내에 설정 횟수 미만이거나 또는 연속되지 않는 경우 이를 일시적인 외부 노이즈로 판별하고, 이때 측정한 측정값은 패턴 형성을 위한 데이터로 활용하지 않는다.In addition, even in this case, if the number of times classified as an abnormal situation is less than the set number or is not continuous within the set time, it determines this as a temporary external noise, and the measured value at this time is used as data for pattern formation. I never do that.
상술한 구성으로 이루어진 본 발명은, 청음 센서(100)로부터 측정된 측정값을 토대로 누수 여부를 판별할 수 있으므로, 작업자의 숙련도에 상관없이 지중 관로의 누수 여부를 판별할 수 있는 효과가 있다.According to the present invention having the above-described configuration, since it is possible to determine whether there is leakage based on the measured value measured from the
또한, 본 발명은, 측정값을 누적된 과거의 누수음 데이터와 비교하고, 이의 유사성 유무로서 누수 여부를 판별할 수 있으므로, 일시적 외부 노이즈에 의한 판별 오류를 최소화할 수 있는 효과가 있다.Further, according to the present invention, since the measured value can be compared with the accumulated leak sound data in the past, and whether or not there is a similarity, it is possible to determine whether or not there is a leak, so that a discrimination error due to temporary external noise can be minimized.
또한, 본 발명은, 측정값을 위치 정보에 매칭하여 저장하므로, 어느 지점에서 누수가 발생되었는지 여부를 신속하게 알아낼 수 있는 효과가 있다.Further, according to the present invention, since the measured value is matched to the location information and stored, it is possible to quickly find out whether or not the leak has occurred at any point.
또한, 본 발명은, 측정값을 시설물 정보에 매칭하여 저장하므로, 신규 측정 위치에서 이미 누수가 진행중인 경우에도 누수 여부를 판별할 수 있는 효과가 있다.In addition, according to the present invention, since the measured value is matched to the facility information and stored, it is possible to determine whether there is a leak even when a leak is already in progress at a new measurement location.
또한, 본 발명은, 휴대용 센서 및 휴대용 단말을 이용하여 위치 정보에 대응되는 위치에서 측정만 진행하여도 측정값의 누적 및 누수 여부의 판별이 가능하므로, 모든 지중 관로마다 측정 장치를 구비하지 않아도 되는 효과가 있다.In addition, according to the present invention, it is possible to accumulate measured values and determine whether there is a leakage even by performing measurement only at a location corresponding to the location information using a portable sensor and a portable terminal. Therefore, it is not necessary to have a measurement device for every underground pipeline. It works.
100 : 청음 센서
110 : 노면 센서
120 : 청음봉 센서
200 : 제어 단말
300 : 서버100: hearing sensor
110: road surface sensor
120: hearing stick sensor
200: control terminal
300: server
Claims (11)
상기 청음 센서로부터 측정값을 입력받고, 상기 측정값이 생성된 장소의 위치 좌표에 대응되는 시설물 정보를 상기 측정값과 함께 외부로 전송하는 제어 단말;
상기 제어 단말로부터 전송된 상기 측정값이 저장된 데이터와 설정 수치 이상 차이가 발생하는 경우 누수가 발생된 것으로 판별하는 서버;
를 포함하는 누수 여부 탐지 시스템.
An audible sound sensor for generating a measurement value by measuring sound around the underground pipe or the underground pipe;
A control terminal receiving a measurement value from the hearing sensor and transmitting facility information corresponding to a location coordinate of a place where the measurement value is generated, together with the measurement value;
A server that determines that a leak has occurred when there is a difference between the data stored in the measured value transmitted from the control terminal and a set value or more;
Leakage detection system comprising a.
상기 청음 센서는,
상기 지중 관로가 매설된 지상 또는 지중에 설치되어 주변의 소리를 측정하는 노면 센서;
또는, 상기 지중 관로에 접촉하여 상기 지중 관로를 통해 전도되는 소리를 측정하는 청음봉 센서;
를 포함하는 누수 여부 탐지 시스템.
The method of claim 1,
The hearing sensor,
A road surface sensor installed on the ground or in the ground where the underground pipeline is buried to measure ambient sound;
Or, a hearing rod sensor that contacts the underground pipeline and measures the sound conducted through the underground pipeline;
Leakage detection system comprising a.
상기 제어 단말은, 상기 위치 좌표의 설정 반경 이내의 시설물을 검색하여 상기 시설물 정보를 생성하고, 상기 시설물 정보의 전송시에 상기 위치 좌표를 상기 서버에 전송하며,
상기 서버는, 상기 제어 단말로부터 전송된 상기 시설물 정보에 상기 측정값을 매칭하여 저장하는 누수 여부 탐지 시스템.
The method of claim 2,
The control terminal generates the facility information by searching for a facility within a set radius of the location coordinate, and transmits the location coordinate to the server when transmitting the facility information,
The server is a leak detection system for matching and storing the measured value with the facility information transmitted from the control terminal.
상기 서버는, 상기 제어 단말로부터 상기 측정값과 상기 시설물 정보를 전송받아, 상기 측정값을 주파수 데이터로 변환한 후, 상기 주파수 데이터 중 과거 누수음 데이터를 기반으로 설정된 누수 의심 영역의 주파수 범위에 해당되는 주파수 이외의 주파수를 제외한 유효 범위 주파수를 생성하며, 상기 유효 범위 주파수 중 상위 진폭을 갖는 설정 갯수의 주파수를 선별하여 판별 대상 주파수로 선정하고, 상기 판별 대상 주파수에 과거 누수음 데이터를 기반으로 설정된 가중치를 적용한 가중평균값이 설정값 이상인 경우 누수가 발생된 것으로 판별하는 누수 여부 탐지 시스템.
The method of claim 3,
The server receives the measured value and the facility information from the control terminal, converts the measured value to frequency data, and corresponds to a frequency range of a leak suspect region set based on past leak sound data among the frequency data. Generates an effective range frequency excluding frequencies other than the frequency range, selects a set number of frequencies having an upper amplitude among the effective range frequencies, and selects it as a discrimination target frequency. A leak detection system that determines that a leak has occurred when the weighted average value to which the weight is applied is greater than or equal to the set value.
상기 서버는,
상기 시설물 정보를 토대로 상기 시설물에 적용된 관종을 분류하고, 분류된 상기 관종에 대응되는 유효 범위 주파수를 상기 시설물 정보에 매칭된 상기 측정값으로부터 분류하는 분류 모듈;
상기 분류 모듈에서 분류된 상기 유효 범위 주파수 중 판별 대상 주파수를 선별하는 선별 모듈;
관종별 설정된 주파수 구간별로 분류된 입력 변수별 가중치 중 분류된 상기 관종 및 상기 판별 대상 주파수에 해당되는 가중치를 추출하는 추출 모듈;
상기 판별 대상 주파수를 입력 변수로 설정하고, 상기 입력 변수에 상기 추출 모듈로부터 추출된 가중치를 적용하여 가중평균값을 계산하는 계산 모듈;
을 포함하는 누수 여부 탐지 시스템.
The method of claim 4,
The server,
A classification module for classifying a pipe type applied to the facility based on the facility information, and classifying an effective range frequency corresponding to the classified pipe type from the measured value matched with the facility information;
A selection module for selecting a frequency to be determined among the valid range frequencies classified by the classification module;
An extraction module for extracting a weight corresponding to the classified pipe type and the frequency to be determined among the weights for each input variable classified for each frequency section set for each pipe type;
A calculation module for calculating a weighted average value by setting the frequency to be determined as an input variable and applying a weight extracted from the extraction module to the input variable;
Leakage detection system comprising a.
상기 서버는, 상기 가중평균값이 설정값 미만인 경우, 상기 위치 좌표의 설정 반경 이내에 존재하는 과거 누수음 데이터를 기반으로 유효 범위 주파수를 생성하고, 판별 대상 주파수를 선정하며, 가중치를 추출하여 가중평균값을 재계산하는 누수 여부 탐지 시스템.
The method of claim 5,
When the weighted average value is less than the set value, the server generates an effective range frequency based on past leakage sound data existing within a set radius of the location coordinates, selects a frequency to be determined, and extracts a weight to obtain a weighted average value. Leak detection system that recalculates.
상기 서버는, 누수가 발생된 것으로 판별되면 상기 판별 대상 주파수가 포함된 상기 주파수 구간의 가중치를 재설정하는 누수 여부 탐지 시스템.
The method of claim 6,
When it is determined that the leak has occurred, the server resets the weight of the frequency section including the frequency to be determined.
상기 서버는, 상기 제어 단말로부터 상기 측정값을 전송받아 누적하여 패턴으로 저장하되, 새로 전송된 측정값이 저장된 패턴으로부터 설정 범위 이상 차이나는 경우 해당 측정값을 이상 상황으로 분류하고, 이상 상황으로 분류된 횟수가 설정 시간 내에 설정 횟수 이상 연속되는 경우 누수가 발생된 것으로 판별하는 누수 여부 탐지 시스템.
The method of claim 3,
The server receives the measured value from the control terminal, accumulates it, and stores it as a pattern, but if the newly transmitted measured value differs by more than a set range from the stored pattern, classifies the measured value as an abnormal situation and classifies it as an abnormal situation. Leakage detection system that determines that a leak has occurred when the number of times that has been set continues for more than a set number of times within a set time
상기 서버는, 누수가 발생된 것으로 판별되면 상기 시설물 정보를 토대로 관종별 누수음 정보를 생성하여 저장하고, 신규 측정 위치에서의 시설물 정보를 토대로 추출된 관종에 대응되는 상기 누수음 정보를 신규 측정 위치에서의 이상 상황 분류를 위한 초기 패턴으로 적용하는 누수 여부 탐지 시스템.
The method of claim 8,
When it is determined that the leak has occurred, the server generates and stores the leak sound information for each pipe type based on the facility information, and stores the leak sound information corresponding to the pipe type extracted based on the facility information at the new measurement location. Leakage detection system applied as an initial pattern for classification of abnormal situations in
상기 지중 관로에 음파를 방출하는 음향 송출 장치;
를 포함하되,
상기 서버는, 상기 제어 단말로부터 전송된 상기 측정값의 피크 간격 또는 피크값을 누적하여 패턴으로 저장하고, 새로 전송된 측정값의 피크 간격 또는 피크값이 저장된 패턴으로부터 설정 범위 이상 차이나는 경우 해당 측정값을 이상 상황으로 분류하는 누수 여부 탐지 시스템.
The method of claim 9,
A sound transmission device for emitting sound waves to the underground pipeline;
Including,
The server accumulates the peak interval or peak value of the measured value transmitted from the control terminal and stores it as a pattern, and when the peak interval or peak value of the newly transmitted measured value differs by more than a set range from the stored pattern, the corresponding measurement A leak detection system that classifies values as abnormal situations.
상기 서버는, 상기 제어 단말로부터 새로 전송된 측정값이 저장된 패턴으로부터 설정 범위 이상 차이나는 경우가 설정 시간 내에 설정 횟수 미만이거나 또는 연속되지 않는 경우 해당 측정값을 패턴 형성을 위한 측정값으로서 누적하지 않는 누수 여부 탐지 시스템.
The method of claim 10,
The server does not accumulate the measurement value as a measurement value for pattern formation when the measurement value newly transmitted from the control terminal differs by more than a setting range from the stored pattern is less than the setting number or is not continuous within a setting time. Leak detection system.
Priority Applications (3)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
KR1020190111226A KR102275063B1 (en) | 2019-09-09 | 2019-09-09 | Water leak detection system |
PCT/KR2020/005169 WO2021049731A1 (en) | 2019-09-09 | 2020-04-17 | Water leakage detection system |
KR1020210035013A KR102336715B1 (en) | 2019-09-09 | 2021-03-18 | Water leak detection system |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
KR1020190111226A KR102275063B1 (en) | 2019-09-09 | 2019-09-09 | Water leak detection system |
Related Child Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
KR1020210035013A Division KR102336715B1 (en) | 2019-09-09 | 2021-03-18 | Water leak detection system |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
KR20210029934A true KR20210029934A (en) | 2021-03-17 |
KR102275063B1 KR102275063B1 (en) | 2021-07-08 |
Family
ID=74867050
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
KR1020190111226A KR102275063B1 (en) | 2019-09-09 | 2019-09-09 | Water leak detection system |
Country Status (2)
Country | Link |
---|---|
KR (1) | KR102275063B1 (en) |
WO (1) | WO2021049731A1 (en) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
KR102690470B1 (en) * | 2023-12-26 | 2024-07-31 | (주)서용엔지니어링 | Water supply road leak detection system |
Families Citing this family (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
KR102476571B1 (en) * | 2022-05-26 | 2022-12-14 | 주식회사 대한측량기술 | Underground facilities detection system of ground control point method using uav photograghy |
Citations (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
KR200355166Y1 (en) | 2004-04-22 | 2004-07-02 | 임규식 | Portable leak detector |
KR20060086909A (en) * | 2006-06-30 | 2006-08-01 | 목진천 | A detecting device |
KR20190018293A (en) * | 2017-08-14 | 2019-02-22 | 오토시맨틱스 주식회사 | Diagnosis method for Detecting Leak of Water Supply Pipe using Deep Learning by Acoustic Signature |
Family Cites Families (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
KR101107085B1 (en) * | 2009-09-22 | 2012-01-20 | 주식회사 센서웨이 | Leak Detection Apparatus And Method Thereof |
KR101454288B1 (en) * | 2014-05-02 | 2014-10-27 | 에스케이건설 주식회사 | System for detecting leakage of service water tube |
JP2016061763A (en) * | 2014-09-22 | 2016-04-25 | 雄 尾▲崎▼ | Water leakage spot detection method for water pipe |
JP2019144067A (en) * | 2018-02-20 | 2019-08-29 | 株式会社グッドマン | Acoustic bar amplifier |
-
2019
- 2019-09-09 KR KR1020190111226A patent/KR102275063B1/en active IP Right Grant
-
2020
- 2020-04-17 WO PCT/KR2020/005169 patent/WO2021049731A1/en active Application Filing
Patent Citations (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
KR200355166Y1 (en) | 2004-04-22 | 2004-07-02 | 임규식 | Portable leak detector |
KR20060086909A (en) * | 2006-06-30 | 2006-08-01 | 목진천 | A detecting device |
KR20190018293A (en) * | 2017-08-14 | 2019-02-22 | 오토시맨틱스 주식회사 | Diagnosis method for Detecting Leak of Water Supply Pipe using Deep Learning by Acoustic Signature |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
KR102690470B1 (en) * | 2023-12-26 | 2024-07-31 | (주)서용엔지니어링 | Water supply road leak detection system |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
KR102275063B1 (en) | 2021-07-08 |
WO2021049731A1 (en) | 2021-03-18 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
KR20210032373A (en) | Water leak detection system | |
CN111222743B (en) | Method for judging vertical offset distance and threat level of optical fiber sensing event | |
KR101173592B1 (en) | System of detecting damaged position with protecting damage for underground pipes and operating method thereof | |
US10175350B1 (en) | Systems and methods for detecting buried objects | |
KR102275063B1 (en) | Water leak detection system | |
CN111123271A (en) | Positioning system and method for underground pipeline | |
KR102254655B1 (en) | Leakage detction method and leakage detection system of underground pipe for fluid | |
CN100365438C (en) | Detector for detecting embedded magnetic material | |
US20230028676A1 (en) | Location determination of deployed fiber cables using distributed fiber optic sensing | |
KR102313851B1 (en) | Water leak detection system | |
CN211955820U (en) | Positioning system of underground pipeline | |
CN109253400A (en) | Pipe vibration method for sensing and system based on distributing optical fiber sensing | |
KR101382232B1 (en) | Leak sensing system | |
KR20200092503A (en) | Diagnosis method of sewage condition using Deep Learning based on acoustic in-out data | |
CN113538821A (en) | External damage prevention alarm device and method for cable | |
KR101388131B1 (en) | Detecting system for underground pipes using electric field | |
KR20200073563A (en) | Water leak detecting system of water pipe network | |
KR102365368B1 (en) | System for monitoring displacement of slope | |
CN114323246A (en) | Pipeline safety monitoring method and device | |
KR101382231B1 (en) | Leak sensing system | |
KR101173161B1 (en) | Exploration measurement system of underground conduit line | |
CN112629821A (en) | Optical cable position determining method and device, electronic equipment and storage medium | |
US11555698B2 (en) | Systems and methods for estimating concrete thickness | |
CN112923245B (en) | Method for exploring leakage of water supply network | |
CN111894604B (en) | Tunnel excavation condition intelligent control system |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
A107 | Divisional application of patent | ||
E701 | Decision to grant or registration of patent right |