KR20220015003A - 하수관거 모니터링 시스템 - Google Patents

Abstract

본 발명은 하수관거를 자동으로 모니터링하도록 하여 관리자에게 실시간으로 상황을 송출함으로써, 이상 발생 시 관리자 등이 빠른 대응을 할 수 있도록 하는 하수관거 모니터링 시스템에 관한 것이다.
상기 목적을 달성하기 위한 본 발명은 하수를 하수 처리장으로 집중되도록 하는 하수관거(10)와, 측정 대상 지역 내에 위치한 하수관거(10)에 설치되어 하수의 유속·유량·수위 및 강우 정보를 포함한 실시간 데이터를 수집하고 측정하는 유량측정부(20)와, 상기 유량측정부(20)가 설치된 각 지점의 지상에 설치되어 유량 측정부(20)에서 측정된 하수의 유속 및 수위에 기초하여 유량을 분석 및 산출하며, 분석된 유량 및 유속 등의 데이터를 제어부에 실시간으로 송출하는 유량분석부(30)와, 상기 유량측정부(20)를 통해 측정되고, 유량분석부(30)를 통해 분석되어 송출된 하수 관련 데이터와 영상 데이터를 수집하고 유속·수위 등의 유량 데이터에 기초하여 하수관거(10) 내에 흐르는 하수를 원격 감시하며, 이상 상황을 관리자에 통보하는 제어부(40)로 이루어진다.

Description

하수관거 모니터링 시스템{Monotoring system for sewer}

본 발명은 하수관거(下水管渠, sewer) 모니터링 시스템에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 하수관거를 자동으로 모니터링하도록 하고, 상황을 관리자에게 실시간으로 송출함으로써, 이상 발생 시 관리자 등이 빠른 대응을 할 수 있도록 하는 하수관거 모니터링 시스템에 관한 것이다.

인간 생활에 필수적인 물 사용 후 배출한 물을 재처리하기 위한 시설이 필요하다. 사용한 물은 하수관거를 통해 배출되어 하수 처리장에 집중되는데, 하수를 배출하기 위해서는 하수를 처리하여 소정 수준 이상의 물로 정화하여야 한다.

배출되는 하수가 하수 처리장으로 집중되도록 하기 위한 하수관거는 지하에 매설되며 일정한 거리마다 매설된 맨홀 내부를 통하여 인력에 의해 제한적으로나마 관리된다. 그러나 시공 완료된 후에는 관거 상태를 파악하기가 쉽지 않으며, 하수관거의 유지 상태 및 하수의 흐름을 정확하게 파악하는 데에는 많은 비용과 시간이 소요되고 관거 상태에 대한 검사나 기능 확인에도 많은 어려움이 있다.

관거 상태를 확인하는 종래 방법으로는 육안 조사방법, 폐쇄회로 TV(CCTV) 조사방법, 염료 추적 조사방법, 음향 조사방법 등이 있으나, 정확성에 대한 객관성이 결여되어 있고 시행이 번거롭고 복잡하며, 시간과 비용도 많이 소요되는 단점이 있어 정량화된 측정 결과 및 평가 자료를 얻는 것이 쉽지 않다.

이러한 비용과 시간을 절감하며 통합적으로 하수관거를 원격 감시하기 위하여 하수관거에 유량 센서를 설치하여 하수의 유속·수위 및 유량을 측정하고 측정한 데이터를 중앙 제어시스템에서 분석하여 유량 변화에 대응하는 기술이 제안되기도 하였다. 즉 대량의 빗물 또는 파손이 생기거나 관 이음부 불량 등의 하수관거 부실로 인해 발생되는 침입수(Infiltration), 맨홀부의 봉합 불량이나 관거 체계로 연결되어 관내로 유입되는 유입수(Inflow)로 인한 유량의 변화에 대응하였다.

그러나 침입수·유입수와 같이 유량을 증가시키는 요인들로 인한 유량 변화에 대해 적절한 대응을 하지 못하는 경우, 침수 지역이 발생하기도 하고 하수처리장의 하수농도를 저하시켜 하수처리장 효율을 크게 저하시키는 단점이 있었다.

이에 침입수·유입수 등으로 인한 유량 변화에 적절한 대응을 위해서는 하수관거에서의 유량 변화를 빨리 감지하고, 이를 실시간으로 송출하여 이상 발생 시 빠른 대응을 할 수 있도록 하는 하수관거 모니터링 시스템이 요구된다.

대한민국 등록특허 제10-0850307호(2008.07.29. 등록)

이에 본 발명은 상기 제반 문제점을 해결하기 위해 창출된 것으로, 그 주된 목적은 하수관거를 자동으로 모니터링하여 관리자에게 실시간으로 상황을 송출함으로써, 이상 발생 시 관리자 등이 빠른 대응을 할 수 있도록 하는 하수관거 모니터링 시스템을 제공하는 데 있다.

또 본 발명은 CCTV를 이용하여 하수관거를 감시함과 동시에 유량 변화 시 관리자에게 CCTV 영상 및 상황 발생에 대한 문자 등을 송출하여 고장 등에 대한 사고를 미연에 방지할 수 있도록 하는 하수관거 모니터링 시스템을 제공하는 데 그 목적이 있다.

또한 본 발명은 유량 변화의 상한/하한을 지정하고, 상한을 초과한 유량 발생시 유량 제어의 고장으로 판단하도록 하는 하수관거 모니터링 시스템을 제공한다.

마지막으로 본 발명은 유량 조절 실패 시 수위가 높아질 것을 대비하여 수위의 상한/하한을 지정하고, 수위의 상한을 초과하면 유량 및 수위를 제어하도록 하는 하수관거 모니터링 시스템을 제공한다.

상기 목적을 해결하기 위한 본 발명은

하수관거 모니터링 시스템에 있어서,

하수를 하수 처리장으로 집중되도록 하는 하수관거와,

설정된 대상 지역 내에 위치한 하수관거에 설치되어 하수의 유속·수위 및 강우 정보를 포함한 실시간 데이터를 수집하고 측정하는 유량측정부와,

상기 유량측정부가 설치된 각 지점의 지상에 설치되어 유량측정부에서 측정된 하수의 유속 및 수위에 기초하여 유량을 분석 및 산출하며, 분석된 유량 및 유속 등의 데이터를 제어부에 실시간으로 송출하는 유량분석부와,

상기 유량측정부를 통해 측정되고, 유량분석부를 통해 분석되어 송출된 하수 관련 데이터와 영상 데이터를 수집하고 유속·수위 등의 유량 데이터에 기초하여 하수관거 내에 흐르는 하수를 원격 감시하며, 이상 상황을 관리자에 통보하는 제어부로 이루어진다.

이때 상기 유량측정부는 하수관거의 내경에 대응되는 형태의 링 형상으로 형성되며, 외측에 복수 개의 바퀴가 부착되어 하수관거 내부에서 설정된 거리를 이동하면서 하수관거를 통과하는 하수의 유속을 감지하는 이동프레임과, 상기 이동프 레임의 상·하단부의 설정 위치에 부착되어 하수관거 내부에서의 하수 수위의 상한과 하한을 감지할 수 있는 수위감지센서, 상기 이동프레임의 상부에 설치되어 하수관거 내부를 촬영하는 CCTV로 이루어진다.

또한 상기 이동프레임은 측정 지점의 맨홀과 맨홀 사이로 이동하면서 맨홀 사이를 통과하는 유속 흐름 및 수위를 측정할 수 있도록 한다.

나아가 상기 유량분석부는 유량측정부에서 측정된 데이터를 기초로 하여 실시간 유량 및 침입수/유입수를 분석하고 산정한다. 상기 이동프레임은 측정 지점의 맨홀과 맨홀 사이로 이동하면서 각 맨홀 사이를 통과하는 유속 흐름 및 수위를 측정할 수 있도록 한다.

이상과 같이 본 발명을 적용하면 다음과 같은 효과를 갖는다.

첫째, 하수거를 자동으로 모니터링하도록 하여 관리자에게 실시간으로 상황을 송출함으로써, 이상 발생 시 관리자 등이 빠른 대응을 할 수 있도록 하는 효과가 있다.

둘째, CCTV를 이용하여 하수관거를 감시함과 동시에 유량 변화시 관리자에게 CCTV 영상 및 상황 발생에 대한 문자 등을 송출하여 고장 등에 대한 사고를 미연에 방지할 수 있도록 하는 효과가 있다.

셋째, 유량 변화의 상한/하한을 지정하고, 상한을 초과한 유량 발생 시 유량 제어의 고장으로 판단할 수 있도록 하는 효과가 있다.

넷째, 유량 조절 실패 시 수위가 높아질 것을 대비하여 수위의 상한/하한을 지정하고, 수위의 상한을 초과하면 유량 및 수위를 제어할 수 있도록 하는 효과가 있다.

도 1은 본 발명에 따른 하수관거 모니터링 시스템의 개요를 보인 개념도.
도 2는 본 발명에 따른 하수관거 모니터링 시스템을 보인 단면도.
도 3은 본 발명에 따른 하수관거 모니터링 시스템에서 이동프레임을 보인 사시도.

본 발명의 바람직한 실시례를 첨부한 도면을 참조하여 보다 자세하게 설명한다.

본 발명은 도 1에 도시한 바와 같이, 하수를 하수 처리장으로 집중되도록 하는 하수관거(10)의 모니터링을 위해 설정된 대상 지역 내에 위치한 하수관거(10)에 하수의 유속·유량·수위 및 강우 정보를 포함한 실시간 데이터를 수집하고 측정하는 유량측정부(20)를 설치한다.

이때 상기 유량측정부(20)는 하수관거(10)의 내경에 대응되는 형태의 링 형상으로 형성되며 외측에 복수 개의 바퀴(22)가 부착되어 하수관거(10) 내부에서 설정된 거리를 이동하면서 하수관거(10)를 통과하는 하수의 유속을 감지하는 이동프레임(21)과, 상기 이동프레임(21)의 상·하단부의 설정 위치에 부착되어 하수관거(10) 내부에서의 하수 수위의 상한과 하한을 감지할 수 있는 수위감지센서(23a)(23b), 상기 이동프레임(21)의 상부 내측에 설치되어 하수관거(10) 내부를 촬영하는 CCTV(24)로 이루어진다.

또 상기 이동프레임(21)은 측정 지점의 맨홀(11)과 맨홀(11) 사이로 이동하면서 각 맨홀(11) 사이를 통과하는 유속 흐름 및 수위를 측정할 수 있도록 한다.

또 상기 이동프레임(21)을 통한 유속 측정은 측정 지점 간의 거리와 도달하는 시간 데이터를 통해 유량분석부(30)에서 분석하여 하수관거(10)를 통과하는 하수의 속도 즉, 유속을 측정한다.

또 상기 이동프레임(21)을 통한 수위 측정은 이동프레임(21)의 상·하단부의 설정 위치에 부착되는 수위감지센서(23a)(23b)를 통해 하수관거(10) 내부에서의 하수 수위의 상한과 하한을 감지한다.

이어 상기 유량측정부(20)가 설치된 각 지점의 지상에는 유량측정부(20)에서 측정된 하수의 유속 및 수위에 기초하여 유량을 분석 및 산출하며, 분석된 유량 및 유속 등의 데이터를 제어부에 실시간으로 송출하는 유량분석부(30)를 설치한다.

이어 상기 유량측정부(20)를 통해 측정되고, 유량분석부(30)를 통해 분석되어 송출된 하수 관련 데이터와 영상 데이터에서의 유속·수위 등의 유량 데이터에 기초하여 하수관거(10) 내에 흐르는 하수를 원격 감시하며, 이상 상황을 관리자에 통보하는 제어부(40)를 설치하여 이루어진다.

이상에서 본 발명의 실시례를 구성하는 모든 구성 요소들이 하나로 결합되거나 결합되어 동작하는 것으로 설명되었다고 해서 본 발명이 반드시 이러한 실시례에 한정되는 것은 아니다. 즉 본 발명의 목적 범위 안에서라면 그 모든 구성 요소들이 하나 이상으로 선택적으로 결합하여 동작할 수도 있다.

이와 같은 구성의 본 발명에 따른 하수관거 모니터링 시스템에 의하면,

하수관거(10)를 통과하는 하수의 유속 및 유량 측정을 위한 유량측정부(20)의 이동프레임(21)이 평상 시에는 하수관거(10) 내부의 특정 위치에 고정된 상태로 위치하여 하수관거(10)를 통과하는 하수의 수위 및 유속을 체크하고, 체크된 데이터를 유량분석부(30)를 통해 제어부(40)에 송출하여 평상 시 하수관거(10) 내부의 유속 및 유량 변화를 체크한다.

즉 유량측정부(20)의 이동프레임(21) 상·하단부의 설정 위치에 부착되는 수위감지센서(23a)(23b)를 통해 하수관거(10) 내부에서의 하수 수위의 상한과 하한을 감지하고, 이동프레임(21) 상단에 설치되는 CCTV(24)를 통해 하수관거(10)를 통과하는 하수의 흐름을 촬영하며, 이를 통해 감지된 데이터는 유량분석부(30)로 실시간으로 송출되어 하수관거(10)를 통과하는 하수의 유속 및 수위를 지속적으로 체크한다.

또한 유량측정부(20)의 CCTV(24)를 이용하여 하수관거(10) 내부를 녹화할 때, 평상 시에는 CCTV(24)를 일정 시간을 설정하여 녹화하고, 녹화 후 3일 이상 이상 상황이 없을 경우 메모리를 위하여 삭제하며, 제어부(40)를 통해 매일 일정 시간 관리자에게 특이 사항 없음으로 메시지 또는 모바일 앱을 통해 메시지를 송출한다.

이와 같이 사용 도중, 하수관거(10)의 하수 수위가 수위감지센서(23a)(23b)의 상한/하한 선에 도달하게 되면, 유량분석부(30)의 분석에 따른 제어부(40)의 제어에 따라 이를 관리자에게 통보하게 된다. 즉 하수관거(10) 내부의 유속 및 유량에 변화 즉 수위 변동이 발생됨을 감지하면, 유량분석부(30)의 분석에 따른 제어부(40)의 제어에 따라 이동프레임(21)이 측정 지점에서 외측에 부착된 복수 개의 바퀴(22)를 통해 설정된 거리를 이동하면서 하수관거(10)를 통과하는 하수의 유속을 체크함과 동시에 이동프레임(21)에 부착된 수위감지센서(23a)(23b)를 통해 하수관거(10) 하수의 수위를 체크하게 된다.

또한 하수관거(10)의 하수 수위가 수위감지센서(23a)(23b)의 상한/하한 선에 도달하게 되면, 유량분석부(30)의 분석에 따른 제어부(40)의 제어에 따라 이를 관리자에게 통보함과 동시에 CCTV(24)를 이용하여 하수관거(10) 내부를 녹화하고 녹화된 데이터를 유량분석부(30) 및 제어부(40)를 통해 관리자에게 특이 사항 발생 메시지 또는 모바일 앱을 통해 메시지를 송출하게 된다.

이상의 설명은 본 발명의 기술 사상을 예시적으로 설명한 것에 불과하고 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 본 발명의 본질적인 특성에서 벗어나지 않는 범위에서 다양한 수정 또는/및 변형이 가능할 것이다.

따라서 본 발명에 개시된 실시례들은 본 발명의 기술 사상을 한정하기 위한 것이 아니라 설명하기 위한 것이고, 이러한 실시례에 의하여 본 발명의 기술 사상의 범위가 한정되는 것은 아니다. 본 발명의 보호 범위는 오로지 아래의 청구범위에 의하여 해석되어야 하며, 그와 동등한 범위 내에 있는 모든 기술 사상은 본 발명의 권리범위에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다.

10 : 하수관거 11 : 맨홀
20 : 유량측정부 21 : 이동프레임
22 : 바퀴 23a, 23b : 수위감지센서
24 : CCTV 30 : 유량분석부
40 : 제어부

Claims (4)

1. 하수를 하수 처리장으로 집중되도록 하는 하수관거(10)와;
   측정 대상 지역 내에 위치한 하수관거(10)에 설치되어 하수의 유속·유량· 수위 및 강우 정보를 포함한 실시간 데이터를 수집하고 측정하는 유량측정부(20)와;
   상기 유량측정부(20)가 설치된 각 지점의 지상에 설치되어 유량측정부(20)에서 측정된 하수의 유속 및 수위에 기초하여 유량을 분석 및 산출하며, 분석된 유량 및 유속 등의 데이터를 제어부에 실시간으로 송출하는 유량분석부(30)와;
   상기 유량측정부(20)를 통해 측정되고, 유량분석부(30)를 통해 분석되어 송출된 하수 관련 데이터와 영상 데이터를 수집하고 유속·수위 등의 유량 데이터에 기초하여 하수관거(10) 내에 흐르는 하수를 원격 감시하며, 이상 상황을 관리자에 통보하는 제어부(40);로 이루어진 것을 특징으로 하는 하수관거 모니터링 시스템.
   
2. 제1항에 있어서,
   상기 유량측정부(20)는 하수관거(10)의 내경에 대응되는 형태의 링 형상으로 형성되어 하수관거(10)를 통과하는 하수의 유속을 감지하는 이동프레임(21)과; 상기 이동프레임(21)의 상·하단부에 부착되어 하수관거(10) 내부에서의 하수 수위의 상한과 하한을 감지할 수 있는 수위감지센서(23a)(23b); 상기 이동프레임(21)의 상부 내측에 설치되어 하수관거(10) 내부를 촬영하는 CCTV(24);로 이루어진 것을 특징으로 하는 하수관거 모니터링 시스템.
   
3. 제2항에 있어서,
   상기 이동프레임(21)은 하수관거(10)의 내경에 대응되는 형태의 링 형상으로 형성되며 외측에 복수 개의 바퀴(22)가 부착되어 하수관거(10) 내부에서 측정 구간을 이동하면서 하수관거(10)를 통과하는 하수의 유속을 감지하는 것을 특징으로 하는 하수관거 모니터링 시스템.
   
4. 제2항 또는 제3항에 있어서,
   상기 이동프레임(21)은 측정 지점의 맨홀(11)과 맨홀(11) 사이로 이동하면서 측정 지점 간의 거리와 도달하는 시간 데이터를 통해 맨홀(11) 사이를 통과하는 유속 흐름 및 수위를 측정하는 것을 특징으로 하는 하수관거 모니터링 시스템.

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