현재 전 세계적으로 28개국 약 3억 4천만명의 사람들이 충분한 물을 구하지 못해 어려움을 당하고 있으며 오는 2025년까지는 세계의 물 수요량이 지난 95년 수준보다 약 40% 증가할 것이며 이로 인해 52개국 약 30억명이 물 부족을 겪게 될 것이라고 전문가들은 예상을 한다. 우리나라도 예외는 아니다. 유엔 국제인구행동연구소에서는 지난 93년에 우리나라를 이미 물 부족 국가군으로 분류해 놓았으며, 현재 추세라면 2006년에는 물 부족량이 4억t에 이를 것으로 전망되고 나아가 2011년에는 약 18억t 부족이 예상되고 있다. 맑은 물 공급을 위한 정부의 투자는 원수의 수질악화 대응처리 및 수자원 확보 위주로 진행되었다. 그러나 정수 수송 과정에 대한 중요성이 인식 되면서 상수도 ...
현재 전 세계적으로 28개국 약 3억 4천만명의 사람들이 충분한 물을 구하지 못해 어려움을 당하고 있으며 오는 2025년까지는 세계의 물 수요량이 지난 95년 수준보다 약 40% 증가할 것이며 이로 인해 52개국 약 30억명이 물 부족을 겪게 될 것이라고 전문가들은 예상을 한다. 우리나라도 예외는 아니다. 유엔 국제인구행동연구소에서는 지난 93년에 우리나라를 이미 물 부족 국가군으로 분류해 놓았으며, 현재 추세라면 2006년에는 물 부족량이 4억t에 이를 것으로 전망되고 나아가 2011년에는 약 18억t 부족이 예상되고 있다. 맑은 물 공급을 위한 정부의 투자는 원수의 수질악화 대응처리 및 수자원 확보 위주로 진행되었다. 그러나 정수 수송 과정에 대한 중요성이 인식 되면서 상수도 관로에 대한 관심이 높아지고 있다. 전국의 상수도 관로의 총 연장은 111,500여 ㎞에 달하고 있으며 그 중 4.8%는 송수관, 40.3%는 배수관, 54.8%는 급수관으로 알려져 있고 이를 통한 급수량은 9,400만 톤/일 에 이른다. 지역에 따라 차이를 나타내지만 유수율은 전국 평균 70% 정도이며, 무수율은 30% 정도로 집계되고 있다. 그러나 무수율 중, 관로 누수에 의한 비중이 18.1%로 가장 큰 부분을 차지하고 있다. 공급량의 18.1% 라면 수자원 확보가 시급한 현실에서 실로 엄청난 양의 수자원 손실이며, 이미 정수 된 물의 손실이므로 실로 막대한 비용의 손실이다. 또한 이런 직접적인 피해 이 외에도 누수 된 수돗물에 의한 상수의 2차 오염과 지하의 토사유실로 인한 지반 침하의 사고 원인을 고려한다면 그 손실 금액은 막대하리라 전망된다. 따라서 상수 관로에서 누수의 감소는 소중한 수자원의 보존과 함께 수돗물의 2차 오염을 방지하고, 지반 침하로 인한 사고를 미연에 방지하는 역할을 할 것이다. 누수가 발생하고 있는 관로 시스템의 임의의 지점에서 측정된 수두 자료나 유량 자료는 누수에 의한 영향으로 누수 정보를 보유하게 된다. 이런 측정 자료의 분석을 통해 누수량과 누수 위치를 파악한다. 측정 자료는 시간에 따라 흐름 특성의 변화가 발생하는 부정류 흐름을 통하여 단위 시간별 측정자료를 추출하고 추출된 자료는 최적화 기법을 통해 누수량 및 누수 위치를 추적한다. 본 연구에서는 SCE기법을 이용한 관망 누수탐지 프로그램과 기존의 유전자 알고리즘을 이용한 누수탐지 프로그램과의 수치해석을 이용한 비교를 통해 보다 정확도가 높고 계산의 속도가 향상된 관망 누수탐지 프로그램을 지향하고 각각의 프로그램에 대한 분석을 통하여 관망누수탐지시스템 또는 실제 관망에 이를 적용하고자 한다. 또한 궁극적인 목표는 복잡하고 방대한 실제 관망에서 발생하는 누수의 정확한 위치와 누수량 탐지 및 마찰계수의 산정이다.
현재 전 세계적으로 28개국 약 3억 4천만명의 사람들이 충분한 물을 구하지 못해 어려움을 당하고 있으며 오는 2025년까지는 세계의 물 수요량이 지난 95년 수준보다 약 40% 증가할 것이며 이로 인해 52개국 약 30억명이 물 부족을 겪게 될 것이라고 전문가들은 예상을 한다. 우리나라도 예외는 아니다. 유엔 국제인구행동연구소에서는 지난 93년에 우리나라를 이미 물 부족 국가군으로 분류해 놓았으며, 현재 추세라면 2006년에는 물 부족량이 4억t에 이를 것으로 전망되고 나아가 2011년에는 약 18억t 부족이 예상되고 있다. 맑은 물 공급을 위한 정부의 투자는 원수의 수질악화 대응처리 및 수자원 확보 위주로 진행되었다. 그러나 정수 수송 과정에 대한 중요성이 인식 되면서 상수도 관로에 대한 관심이 높아지고 있다. 전국의 상수도 관로의 총 연장은 111,500여 ㎞에 달하고 있으며 그 중 4.8%는 송수관, 40.3%는 배수관, 54.8%는 급수관으로 알려져 있고 이를 통한 급수량은 9,400만 톤/일 에 이른다. 지역에 따라 차이를 나타내지만 유수율은 전국 평균 70% 정도이며, 무수율은 30% 정도로 집계되고 있다. 그러나 무수율 중, 관로 누수에 의한 비중이 18.1%로 가장 큰 부분을 차지하고 있다. 공급량의 18.1% 라면 수자원 확보가 시급한 현실에서 실로 엄청난 양의 수자원 손실이며, 이미 정수 된 물의 손실이므로 실로 막대한 비용의 손실이다. 또한 이런 직접적인 피해 이 외에도 누수 된 수돗물에 의한 상수의 2차 오염과 지하의 토사유실로 인한 지반 침하의 사고 원인을 고려한다면 그 손실 금액은 막대하리라 전망된다. 따라서 상수 관로에서 누수의 감소는 소중한 수자원의 보존과 함께 수돗물의 2차 오염을 방지하고, 지반 침하로 인한 사고를 미연에 방지하는 역할을 할 것이다. 누수가 발생하고 있는 관로 시스템의 임의의 지점에서 측정된 수두 자료나 유량 자료는 누수에 의한 영향으로 누수 정보를 보유하게 된다. 이런 측정 자료의 분석을 통해 누수량과 누수 위치를 파악한다. 측정 자료는 시간에 따라 흐름 특성의 변화가 발생하는 부정류 흐름을 통하여 단위 시간별 측정자료를 추출하고 추출된 자료는 최적화 기법을 통해 누수량 및 누수 위치를 추적한다. 본 연구에서는 SCE기법을 이용한 관망 누수탐지 프로그램과 기존의 유전자 알고리즘을 이용한 누수탐지 프로그램과의 수치해석을 이용한 비교를 통해 보다 정확도가 높고 계산의 속도가 향상된 관망 누수탐지 프로그램을 지향하고 각각의 프로그램에 대한 분석을 통하여 관망누수탐지시스템 또는 실제 관망에 이를 적용하고자 한다. 또한 궁극적인 목표는 복잡하고 방대한 실제 관망에서 발생하는 누수의 정확한 위치와 누수량 탐지 및 마찰계수의 산정이다.
Currently, 34 million people in 28 countries are estimated to experience water shortage. Some experts surmise that 52 countries, 300 million people, will experience water shortage because demand is expected to increase 40 percent from 1995 to 2025. In the immediate future, Korea also will have to de...
Currently, 34 million people in 28 countries are estimated to experience water shortage. Some experts surmise that 52 countries, 300 million people, will experience water shortage because demand is expected to increase 40 percent from 1995 to 2025. In the immediate future, Korea also will have to deal with water shortage. In addition to development of new water resources, maintenance of water supply pipe network is also important. Total length of pipe-network is 111,500km in Korea and water supply quantity is 9,400ton/day. Total leaks from the pipe network is estimated to be 18.1 percent of total water supply. Leakage from pipelines has the potential to cause significant environmental damage and economic loss. Leaks are unintentional releases of significant quantities of products from pipelines into the environment. Leaks are inevitable as damage, corrosion, equipment failures, and errors in pipeline design and operation do occur. In the pipelines, transient pressure waves, occurred naturally or artificially, traverse pipelines at high speed. The behaviour of these waves are altered by properties of the pipelines, for example, leaks, minor loss factors, friction factors, etc. While in propagation, transient pressure waves collect a substantial amount of information about the pipe network. The leakage condition of the system is also included. By analysing the behaviour of such transient, data concerning the pipeline could be extracted from the wave. Leak detection in water distribution systems can be accomplished by solving an inverse problem using measurements of pressure and then minimization of the difference between measured and calculated heads produces a solution for the objective. The optimization problem requires significant amount of computation. Thus efficient and effective optimization scheme is essential. In this research the genetic algorithm and the shuffled complex evolution method are compared. The primary findings of this research is that the performance of the SCE method is better than that of the GA method in both efficiency and accuracy. SCE can achieve better objective function values with less computational efforts than GA can.
Currently, 34 million people in 28 countries are estimated to experience water shortage. Some experts surmise that 52 countries, 300 million people, will experience water shortage because demand is expected to increase 40 percent from 1995 to 2025. In the immediate future, Korea also will have to deal with water shortage. In addition to development of new water resources, maintenance of water supply pipe network is also important. Total length of pipe-network is 111,500km in Korea and water supply quantity is 9,400ton/day. Total leaks from the pipe network is estimated to be 18.1 percent of total water supply. Leakage from pipelines has the potential to cause significant environmental damage and economic loss. Leaks are unintentional releases of significant quantities of products from pipelines into the environment. Leaks are inevitable as damage, corrosion, equipment failures, and errors in pipeline design and operation do occur. In the pipelines, transient pressure waves, occurred naturally or artificially, traverse pipelines at high speed. The behaviour of these waves are altered by properties of the pipelines, for example, leaks, minor loss factors, friction factors, etc. While in propagation, transient pressure waves collect a substantial amount of information about the pipe network. The leakage condition of the system is also included. By analysing the behaviour of such transient, data concerning the pipeline could be extracted from the wave. Leak detection in water distribution systems can be accomplished by solving an inverse problem using measurements of pressure and then minimization of the difference between measured and calculated heads produces a solution for the objective. The optimization problem requires significant amount of computation. Thus efficient and effective optimization scheme is essential. In this research the genetic algorithm and the shuffled complex evolution method are compared. The primary findings of this research is that the performance of the SCE method is better than that of the GA method in both efficiency and accuracy. SCE can achieve better objective function values with less computational efforts than GA can.
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