선택한 단어 수는 입니다.
최소 단어 이상 선택하여야 합니다.
최소 단어 이상 선택하여야 합니다.
선택한 단어 수는 30입니다.
최대 10 단어까지만 선택 가능합니다.
최대 10 단어까지만 선택 가능합니다.
문제 정의
- 운영단계에서 제수 밸브를 신속하게 찾아내는 것과 함께 피해 영역을 최소화 할 수 있는 다른 하나의 방안은 각 밸브를 적절히 관리하는 것이며 이는 각 밸브의 중요도, 즉 해당 밸브가 파괴될 때 예상되는 피해규모를 예측하여 피해규모를 기준으로 피해규모가 큰 밸브를 특별 관리하여 늘 최적의 운영 상태로 유지, 비상시에 정확하게 작동되도록 하는 것이며 이와 관련된 연구는 전환돈(2005)에 의해서 행해졌다. 본 연구에서는 신속히 제수 밸브를 찾기 위한 효율적인 알고리즘을 제안하여 누수시간 및 용수공급 중단 기간을 최소화하는 것을 목적으로 한다.
제안 방법
- (1) 제수밸브를 결정하기 위하여 선행과정으로 제수밸브의 위치를 고려한 segment를 정의하는 알고리즘을 이용, 상수관망 전체 segment를 정의하였다.
- (2) 정의된 segment별로 각 segment의 격리를 위한 제수밸브를 효율적으로 탐색할 수 알고리즘을 제안하였다. 제안된 알고리즘은 valve location matrix를 기반하고 있으므로 추가적인 자료가 필요없이 segment 탐색 알고리즘에서 사용된 valve location matrix를 이용하여 적용의 효율성을 높였다.
- 상수관망이 노후화 되면서 상수관 파괴현상이 자주 나타나게 되며 관 파괴에 의한 피해를 최소화하기 위하여 파괴된 관의 격리를 위한 제수밸브의 역할이 중요해 지고 있다. 관 파괴시 파괴된 관을 신속하게 격리하지 못하면 누수량에 의한 손실과 용수공급 중단에 따른 용수수요자의 피해가 커질 수 있으므로 이러한 피해를 최소화 하기위하여 필요한 제수밸브를 신속히 결정하여 파괴된 관을 격리하기 위한 제수밸브 탐색 알고리즘을 제안하였다. 간략하게 결론을 요약하면
- Valve Deficiency matrix에서 “1”의 의미는 해당 지점에 밸브가 없음을 의미하며 이를 이용하여 “1”을 찾아나가는 것으로 segment의 관과 절점을 정의한다. 먼저 파괴된 관에서 시작하여 “Column search”와 “Row search”를 번갈아서 수행하며 “Column search”로부터 절점을, “Row search”로 관을 정의한다. 알고리즘을 설명하기 위하여 관 P6 파괴를 예로 들었다.
- 본 논문에서 제안하는 제수밸브 탐색 알고리즘은 valve location matrix를 바탕으로 수행되며 전술한 바와 같이 이를 위해서는 선행과정으로 segment 정의 알고리즘을 수행하여 segment 내에 포함되는 관들을 찾아내야 한다. 각 관들은 두 개의 절점을 가지고 있으므로 valve location matrix에서 각 관별로 두 개의 “Cell”에 포함된 “1”의 유무에 따라 두 개 다른 과정으로 제수밸브를 탐색하게 된다.
- 본 연구에서는 이경훈 등에서 사용된 Breadth-First search 알고리즘(Ahuja, Magnanti, and Orlin(1993))이 아닌 valve location matrix를 사용하여 제수밸브를 찾아내는 알고리즘을 개발하였다. 제안된 제수밸브 탐색 알고리즘을 적용하기 위해서는 제수밸브의 위치를 고려하여 파괴된 관과 함께 격리되는 주변 관들을 찾아내어야 하므로 Jun(2005)에서 제안된 segment 정의 알고리즘을 이용하여 이러한 주변 관들을 찾아내었다.
- 제안된 제수밸브 탐색 알고리즘의 실제 상수관망에 적용하여 제안된 알고리즘의 효율성을 검정하였다. 선정된 실제 상수관망은 캐나다에 위치한 도시 중 하나에 설치되어 있는 상수관망이며 전체관망은 세 개의 구획으로 나뉘어져 있고 이중에서 한 구획(Fig. 6에 표시)을 선정하여 제수밸브 탐색 알고리즘을 적용하였다. 수원으로는 한 개의 저수지와 탱크가 있고 저수지는 상수관망의 북서쪽에 위치하고 사각형으로 표시되어 있으며 탱크는 중앙에 위치하며 십자형으로 표시되어 있다.
- 제수밸브(on-off valve)에 의한 상수관망의 부분적 격리는 오염물이 상수관내로 투입되었을 경우와 상수관망의 유지관리를 위한 관 내벽 검사등의 유지관리를 위해 특정 상수관에 잠정적으로 물 흐름을 격리하기 위해 필요하다. 이때 제수밸브의 역할은 상수관망에서 상수관 파괴나 유지관리 작업의 대상이 되는 특정 관을 상수관망의 다른 부분과 격리 하는 것이며, 본 연구에서 제안된 알고리즘은 어떤 위치에 몇 개의 제수밸브를 닫아야 하는지를 결정하여 준다.
- 본 연구에서는 이경훈 등에서 사용된 Breadth-First search 알고리즘(Ahuja, Magnanti, and Orlin(1993))이 아닌 valve location matrix를 사용하여 제수밸브를 찾아내는 알고리즘을 개발하였다. 제안된 제수밸브 탐색 알고리즘을 적용하기 위해서는 제수밸브의 위치를 고려하여 파괴된 관과 함께 격리되는 주변 관들을 찾아내어야 하므로 Jun(2005)에서 제안된 segment 정의 알고리즘을 이용하여 이러한 주변 관들을 찾아내었다.
대상 데이터
- 4 참조). N7 Row 존재하는 두 개의 밸브 [V(N7, P14), V(N7, P20)]가 제수밸브로 선정된다.
- 상수관망의 전체 연장은 약 270km이다. 상수관의 최소 관경은 152mm이며 최대 직경은 2516.6mm이다.
- 먼저 파괴된 관에서 시작하여 “Column search”와 “Row search”를 번갈아서 수행하며 “Column search”로부터 절점을, “Row search”로 관을 정의한다. 알고리즘을 설명하기 위하여 관 P6 파괴를 예로 들었다. P6에서 “Column search”를 통해서 “1”을 찾으면 절점 N7에 “1”을 찾게 되었다.
데이터처리
- 제안된 제수밸브 탐색 알고리즘의 실제 상수관망에 적용하여 제안된 알고리즘의 효율성을 검정하였다. 선정된 실제 상수관망은 캐나다에 위치한 도시 중 하나에 설치되어 있는 상수관망이며 전체관망은 세 개의 구획으로 나뉘어져 있고 이중에서 한 구획(Fig.
성능/효과
- (4) 제안된 제수밸브 탐색 알고리즘의 적용성 및 효율성은 작은 규모의 가상적인 상수관망이 아닌 실제 도시유역에 설치된 큰 규모의 상수관망에 적용해 봄으로써 판명되었으며, 알고리즘의 적용에 필요한 자료를 가지고 있는 다른 상수관망에도 적용될 수 있음을 밝혔다.
- (2) 정의된 segment별로 각 segment의 격리를 위한 제수밸브를 효율적으로 탐색할 수 알고리즘을 제안하였다. 제안된 알고리즘은 valve location matrix를 기반하고 있으므로 추가적인 자료가 필요없이 segment 탐색 알고리즘에서 사용된 valve location matrix를 이용하여 적용의 효율성을 높였다.
후속연구
- (3) 제안된 알고리즘 및 segment 정의 알고리즘을 상수관망의 설계 단계와 운영단계에 적용하여 효율적인 설계 및 운영방안 수립에 사용될 수 있다. 설계단계에서 적절한 제수밸브의 위치와 개수 선정에 이용하여 대규모 segment가 발생되는 것을 방지할 수 있으며 기존 상수관망의 유지보수시 중요한 segment 및 제수밸브를 파악할 수 있으므로 그러한 segment 및 제수밸브를 집중 관리하여 파괴나 고장의 가능성을 줄임으로써 전체 상수관망의 신뢰성을 제고 할 수 있을 것이다.
- 제한된 제수밸브탐색 알고리즘을 설계단계에 이용하여 가설계된 상수관망에서 제수밸브의 설치분포를 미리 분석하여 많은 수의 제수밸브가 필요한 (위의 예와 같은) segment가 나타나는지를 확인하여 설계에 반영할 수 있을 것이다. 또한 기존의 상수관망에서 본 논문에서 제안된 분석을 통해 위와 같은 결과가 나올 경우 제수밸브를 추가하거나 해당 부분을 집중 관리하여 파괴가능성을 줄이는 유지보수 방안을 수립할 수 있을 것이다. 즉 새로 건설되는 상수관망이나 기존에 이용하고 있는 상수관망을 개량하기 위해, 제안된 제수밸브 탐색 알고리즘이 효율적으로 사용될 수 있을 것이다.
- (3) 제안된 알고리즘 및 segment 정의 알고리즘을 상수관망의 설계 단계와 운영단계에 적용하여 효율적인 설계 및 운영방안 수립에 사용될 수 있다. 설계단계에서 적절한 제수밸브의 위치와 개수 선정에 이용하여 대규모 segment가 발생되는 것을 방지할 수 있으며 기존 상수관망의 유지보수시 중요한 segment 및 제수밸브를 파악할 수 있으므로 그러한 segment 및 제수밸브를 집중 관리하여 파괴나 고장의 가능성을 줄임으로써 전체 상수관망의 신뢰성을 제고 할 수 있을 것이다. 직접적인 이용의 예로 실제 상수관망의 적용 예에서 볼 수 있듯이 특정 부분의 상수관망을 격리하기 위하여 많은 수의 제수밸브가 필요한 경우 이러한 지역에 추가적인 제수밸브를 설치하여 한 개의 관파괴로 인한 피해를 줄임으로써 전체적인 상수관망의 효율성을 증대 시키는 분석에도 사용될 수 있다.
- 따라서, 이러한 segment가 발생될 경우 추가적인 제수밸브의 설치로 segment의 크기를 줄임으로서 상수관 파괴여파도 줄이고 segment 격리의 신뢰성도 증대시킬 수 있다. 제한된 제수밸브탐색 알고리즘을 설계단계에 이용하여 가설계된 상수관망에서 제수밸브의 설치분포를 미리 분석하여 많은 수의 제수밸브가 필요한 (위의 예와 같은) segment가 나타나는지를 확인하여 설계에 반영할 수 있을 것이다. 또한 기존의 상수관망에서 본 논문에서 제안된 분석을 통해 위와 같은 결과가 나올 경우 제수밸브를 추가하거나 해당 부분을 집중 관리하여 파괴가능성을 줄이는 유지보수 방안을 수립할 수 있을 것이다.
- 또한 기존의 상수관망에서 본 논문에서 제안된 분석을 통해 위와 같은 결과가 나올 경우 제수밸브를 추가하거나 해당 부분을 집중 관리하여 파괴가능성을 줄이는 유지보수 방안을 수립할 수 있을 것이다. 즉 새로 건설되는 상수관망이나 기존에 이용하고 있는 상수관망을 개량하기 위해, 제안된 제수밸브 탐색 알고리즘이 효율적으로 사용될 수 있을 것이다.
- 설계단계에서 적절한 제수밸브의 위치와 개수 선정에 이용하여 대규모 segment가 발생되는 것을 방지할 수 있으며 기존 상수관망의 유지보수시 중요한 segment 및 제수밸브를 파악할 수 있으므로 그러한 segment 및 제수밸브를 집중 관리하여 파괴나 고장의 가능성을 줄임으로써 전체 상수관망의 신뢰성을 제고 할 수 있을 것이다. 직접적인 이용의 예로 실제 상수관망의 적용 예에서 볼 수 있듯이 특정 부분의 상수관망을 격리하기 위하여 많은 수의 제수밸브가 필요한 경우 이러한 지역에 추가적인 제수밸브를 설치하여 한 개의 관파괴로 인한 피해를 줄임으로써 전체적인 상수관망의 효율성을 증대 시키는 분석에도 사용될 수 있다.
※ AI-Helper는 부적절한 답변을 할 수 있습니다.