[논문]대구경 관로의 노후도 평가 연구(II) : 수도권 광역상수도(1단계) 적용

이승현; 윤기용; 김응석

doi:10.5762/kais.2014.15.2.1096

대구경 관로의 노후도 평가 연구(II) : 수도권 광역상수도(1단계) 적용
Assessment of the Deterioration of Large-Diameter Pipe Networks (II) : Application to Metropolitan Multi-Regional Water Supply System (1st Phase) 원문보기

한국산학기술학회논문지 = Journal of the Korea Academia-Industrial cooperation Society, v.15 no.2, 2014년, pp.1096 - 1101

이승현 (선문대학교 토목공학과) , 윤기용 (선문대학교 토목공학과) , 김응석 (선문대학교 토목공학과)

초록
AI-Helper

본 연구(II)는 연구(I)에서 제안한 대구경 관로의 노후도 평가 모형을 수도권 광역상수도 1단계를 대상으로 이를 적용하였다. 노후도 평가 방법별 적용 결과에서, 총 30개 관로 중에서 1995년 평가방법은 24개, 2002년 평가방법은 27개 관로가 개량이 필요한 것으로 나타났다. 또한 개발된 모형과 기존의 2개 평가방법의 결과는 거의 일치하는 것으로 산정되었다. 즉, 본 연구에서 개발한 간편모형은 기존의 많은 인자를 이용하여 노후도를 평가하는 방법과 비교에서 신뢰할 수 있는 부합되는 결과를 보여 주었다. 따라서, 본 연구에서 개발한 모형은 기존의 노후관 평가방법과 비교시 실험 및 분석 등에 필요한 시간적 경제적 비용을 절약할 수 있어 실무적 적용에 많은 도움을 줄 수 있으리라 기대된다.

Abstract ▼ AI-Helper

This study (II) has appled the new assessment model of large-diameter pipe deterioration proposed by the study (I) to the metropolitan multi-regional water supply system (1st phase). In the total 30 pipelines, 24 and 27 pipelines were required for improvement as results from the existing evaluation methods 1995 and 2002, respectively. The assessment results were almost similar in the new developed model and the existing methods. It is founded that the new simple model developed in this study can produce reliable results, consistent with those from the existing methods requiring many factors for a pipe deterioration assessment. It is therefore expected that the new model would be helpful in practical applications of a pipe deterioration assessment since it can save both temporal and economic costs for experiments and analysis, as compared with existing assessment methods.

주제어

AI 본문요약
AI-Helper

* AI 자동 식별 결과로 적합하지 않은 문장이 있을 수 있으니, 이용에 유의하시기 바랍니다.

제안 방법

2002년 평가방법으로 상태평가방법과 중복되는 사고이력, 관내외면 방식도장 유무, 노면하중, 관내수압, 사용 년수, 되메움토양, 관내외면 방식도막 상태, 배관붑식, 잔존관 두께 등 9개 인자의 평가결과를 환산하여 2002년 평가방법으로 평가하였다.
[1]은 관의 최적교체시기의 산정을 위하여 경제성 분석을 실시하였으며, 이를 위하여 시간에 따른 관의 파열율 함수를 유도하고, 하나의 파열에 대한 보수비용, 기존 관의 교체비용, 할인율 자료를 사용하였다. 이러한 자료에서 유도된 파열율 함수의 회기분석은 지수함수 형태를 가지며 그 식에 보수비용을 곱하여 현가로 계산한 다음 교체비용을 더한 합이 최소가 되는 시기를 최적 교체시기로 결정하였다.
상태평가방법에서는 2005년 정밀안전진단 결과값과 07년 내부 실측조사한 값을 이용하여 2가지 형태로 비교를 하였다. 그리고 전체 30개 구간 중 실측값이 존재하는 15개 구간으로 축소하여 평가값을 비교하였다. 2005년 시행한 값을 이용해 평가한 결과는 Fig.
수도권에 매설되어 있는 광역상수도 등 대구경 상수도 관로는 지속적으로 사용될 것으로 예상되는데 시설의 매설년수가 경과함에 따라 관로의 노후도가 증가하고 있는 실정으로 선행연구에서 기존 평가방법 등을 바탕으로 대구경 관로에 적합한 평가모형을 제시하였다. 따라서 본 연구에서는 선행연구에서 개발된 평가모형과 기존 평가 방법을 수도권광영상수도 1단계에 적용하여 평가방법에 따른 비교분석 및 결과등을 평가하였다.
본 연구(II)에서는 수도권광역상수도 1단계에 기존모형과 개발모형을 비교 분석하였으며 연구(I)에서 수도권의 대구경관로에 적합한 노후도 평가방법을 제시하고자 기존의 평가방법의 인자 중 중복되는 인자 6개와 상위 가중치를 가지는 4개 인자를 기준으로 새로운 모형을 구성 하였다. 각 평가방법에 대해 평가한 결과를 아래와 같이 요약하였다.
상태평가방법에서는 2005년 정밀안전진단 결과값과 07년 내부 실측조사한 값을 이용하여 2가지 형태로 비교를 하였다. 그리고 전체 30개 구간 중 실측값이 존재하는 15개 구간으로 축소하여 평가값을 비교하였다.
[1]은 관의 최적교체시기의 산정을 위하여 경제성 분석을 실시하였으며, 이를 위하여 시간에 따른 관의 파열율 함수를 유도하고, 하나의 파열에 대한 보수비용, 기존 관의 교체비용, 할인율 자료를 사용하였다. 이러한 자료에서 유도된 파열율 함수의 회기분석은 지수함수 형태를 가지며 그 식에 보수비용을 곱하여 현가로 계산한 다음 교체비용을 더한 합이 최소가 되는 시기를 최적 교체시기로 결정하였다. [2]은 관의 파손율 함수를 포아송 확률분포를 이용하여 시간경과에 따른 파손율 산정과 특정 지역의 범위내의 산정된 파손율을 적용하여 중회귀분석을 통해 관의 파손을 분석하여, 향후의 관의 개량 정책에 도움을 줄 수 있는 모형을 제시하였다.

데이터처리

수도권광역상수도 1단계 도수시설 개량을 위해 관로 상태 평가를 실시하였으며 실측값을 대입하여 각 평가방법으로 평가한 결과를 앞에서 보았으며 1995년 평가방법과 2002년 평가방법 및 상태평가방법의 평가인자를 활용해 각 평가결과를 환산한 1995년 평가방법, 2002년 평가 방법 및 상태평가방법이 관로 개량을 해야 한다는 결론이 나오며, 개량모형을 이용해 평가를 할 경우 기존 평가 방법 보다 조건값 범위가 넓지만 개량이 필요한 것으로 결과가 나온다. 평가방법별 평가결과는 관내부 검사를 실시한 실측값을 이용하였으며 검사 내용은 부식면 상태, 도막상태, 내경변위, 도막 두께, 용접부 검사, 관두께 측정, 밸브실 조사 등을 시행하였고 실측치 값은 평가구간내 4개~100개 정도의 값들을 가지고 있고 가장 많은 값이 포함된 평가점수를 해당 인자의 상태평가 값으로 두어 분석하였다. 2002년 평가방법의 경우 평가인자가 많아 평가시 비용과 시간이 많이 소요되며 단일관로 대상으로 평가 사용되어 본 연구에서는 개발모형과 직접비교는 하지 않았다.

성능/효과

(1) 1995년 평가방법에 실측값을 대입해 본 결과 30개 구간 중 6개 구간을 제외한 24개 구간에 개량이 필요한 것으로 산정되었다.
(2) 2002년 평가방법에 실측값을 대입해 본 결과 30개 구간 중 3개 구간을 제외한 27개 구간에 개량이 필요하나 것으로 산정되었다.
(3) 상태평가방법에서는 15개 구간에 실측값을 대입해 본 결과 3개 구간을 제외한 12개 구간에 개량이 필요한 것으로 산정되었다. 기존의 평가결과는 전구간 C등급으로 개량이 필요하지 않은 것으로 나왔으나 실측값을 현재의 기준으로 대입하여 평가해 본 결과 2002년 평가방법과 동일한 비율로 개량이 필요한 것으로 분석되었다.
(4) 기존 평가방법의 경우 결과에 있어 상이한 부분이 발생하였으며 대체로 개량이 필요한 것으로 나타났다.
(5) 개발모형과 기존 평가방법을 비교한 결과 유사한 패턴을 보였으며 개발모형 개발시 기존 평가방법의 중복인자를 사용하였기 때문에 유사한 패턴을 보인 것으로 판단된다.
(3) 상태평가방법에서는 15개 구간에 실측값을 대입해 본 결과 3개 구간을 제외한 12개 구간에 개량이 필요한 것으로 산정되었다. 기존의 평가결과는 전구간 C등급으로 개량이 필요하지 않은 것으로 나왔으나 실측값을 현재의 기준으로 대입하여 평가해 본 결과 2002년 평가방법과 동일한 비율로 개량이 필요한 것으로 분석되었다.
따라서 개발모형과 기존 평가방법별 평가결과를 비교한 결과 기존 평가방법의 경우 결과에 있어 상이한 결과 부분이 발생하여 대체로 개량이 필요한 것으로 나타났다. 또한 개발모형의 경우 노후도 평가 결과 기존 평가방법과 유사한 패턴을 보이는 것으로 나타났다.
따라서 개발모형과 기존 평가방법별 평가결과를 비교한 결과 기존 평가방법의 경우 결과에 있어 상이한 결과 부분이 발생하여 대체로 개량이 필요한 것으로 나타났다. 또한 개발모형의 경우 노후도 평가 결과 기존 평가방법과 유사한 패턴을 보이는 것으로 나타났다. 이러한 이유는 개발모형의 인자 자체가 기존의 평가방법의 우선순위를 고려한 중복인자를 사용하였기 때문에 유사한 패턴을 보이는 것으로 판단되며 회귀분석 및 전문가 의견이 반영된 가중치를 사용하였기 때문에 기존의 평가방법 보다는 대구경 노후도 평가시 신뢰성이 높다고 판단된다.
(6) 기존 평가방법의 경우 각 평가방법별 인자가 많고 평가 시간 및 어려움을 가지고 노후도 평가가 수행되어 왔다. 본 연구에서 개발된 모형의 경우 기존 평가시 우선순위 및 중복인자를 고려하여 평가인자를 선정하였으며 회귀분석 및 전문가 의견이 반영된 가중치를 사용하였기 때문에 기존 평가방법보다 신뢰성이 높다고 판단된다. 따라서 실무적 차원의 적용이 가능한 모형으로 판단된다.
수도권광역상수도 1단계 도수시설 개량을 위해 관로 상태 평가를 실시하였으며 실측값을 대입하여 각 평가방법으로 평가한 결과를 앞에서 보았으며 1995년 평가방법과 2002년 평가방법 및 상태평가방법의 평가인자를 활용해 각 평가결과를 환산한 1995년 평가방법, 2002년 평가 방법 및 상태평가방법이 관로 개량을 해야 한다는 결론이 나오며, 개량모형을 이용해 평가를 할 경우 기존 평가 방법 보다 조건값 범위가 넓지만 개량이 필요한 것으로 결과가 나온다. 평가방법별 평가결과는 관내부 검사를 실시한 실측값을 이용하였으며 검사 내용은 부식면 상태, 도막상태, 내경변위, 도막 두께, 용접부 검사, 관두께 측정, 밸브실 조사 등을 시행하였고 실측치 값은 평가구간내 4개~100개 정도의 값들을 가지고 있고 가장 많은 값이 포함된 평가점수를 해당 인자의 상태평가 값으로 두어 분석하였다.

후속연구

(7) 추후 연구과제로는 특정한 지역의 관로를 대상으로 적용 가능한 새로운 노후도 평가인자와 가중치를 실측값을 이용한 평가결과를 근거로 검증하여 제시한 모형이므로 추후 다른 지역의 대구경 관로의 노후도 평가를 위해서는 대상지역의 실측값 자료의 확보, 수집과 분석이 필요할 것으로 사료된다.

질의응답

핵심어	질문	논문에서 추출한 답변
	파열율 함수의 회기분석은 어떻게 결정되는가?	[1]은 관의 최적교체시기의 산정을 위하여 경제성 분석을 실시하였으며, 이를 위하여 시간에 따른 관의 파열율 함수를 유도하고, 하나의 파열에 대한 보수비용, 기존 관의 교체비용, 할인율 자료를 사용하였다. 이러한 자료에서 유도된 파열율 함수의 회기분석은 지수함수 형태를 가지며 그 식에 보수비용을 곱하여 현가로 계산한 다음 교체비용을 더한 합이 최소가 되는 시기를 최적 교체시기로 결정하였다. [2]은 관의 파손율 함수를 포아송 확률분포를 이용하여 시간경과에 따른 파손율 산정과 특정 지역의 범위내의 산정된 파손율을 적용하여 중회귀분석을 통해 관의 파손을 분석하여, 향후의 관의 개량 정책에 도움을 줄 수 있는 모형을 제시하였다.
	매설된 관로의 노후화에 따른 평가기법에 대한 연구에는 어떤 것들이 있는가?	매설된 관로의 노후화에 따른 평가기법에 대한 연구는 기존에 많은 연구논문과 보고서를 통해 체계를 수립하고 있다. 그 내용으로 노후된 상수도 시설물의 평가방법 연구, 부식특성 및 부식깊이 측정모델, 매설된 노후관로의 구조적인 안전성 평가 등 노후된 관의 성상변화, 안전성, 환경영향 등에 대한 연구가 이루어지고 있으며, 노후도 및 용수공급량의 증가 등 사용성 등을 고려하여 개량의 우선순위에 있는 노후관로 시설에 대한 개량이 이루어지고 있다.
	OR기법에서 경제성 분석을 토대로 관의 체적 개량시기를 결정하는 연구는 무엇인가?	관의 노후도 정도와 주어진 개량사업의 예산을 바탕으로 검토되어야 하며, 관의 교체 및 갱생의 최적 개량시기 결정에 관한 연구는 OR기법에서 경제성 분석을 토대로 관의 체적 개량시기를 결정하는 연구로 진행되고 있으나, 이후 관의 파손율 및 관의 수리학적 해석 등을 포함한 선형계획법, 비선형계획법, 동적계획법, 유전자 알고리즘을 이용한 최적개량 의사 결정 모형이 개발되었다. 관의 최적 개량시기 결정에 대해 다음과 같이 연구가 되었다.

참고문헌 (6)

Shamir, U. and Howard, C. D, "An Analytic Approach to Schedulimg Pipe Replacement", Journal of the American Water Works Association, Vol. 71, No. 5, pp.248-258, May, 1979

상세보기
Goulter, I. Davidson, J. and Jacobs, P, "Predicting Water-Main Breakage Rate", Journal of Water Resources Planning and Management, Vol. 119, No. 4, 1993. DOI: http://dx.doi.org/10.1061/(ASCE)0733-9496(1993)119:4(419)

상세보기
H.J. Kim, "Water distribution system in the study of the optimal decision irrigation amount", The Graduate School of Korea University, 1994
J.H. Kim, Z.W. Kim, H.J. Kim, T.G. Kim, "A Study on the Optimal Location of Pumping Stations in Branched Pipeline Systems", Korean Society of Civil Engineers, Vol. 16 No. 2-4, pp. 361-369, 1996
W.S. Jung, H.D. Lee, P.J. Kwak, J.H. Kim, E.S. Kim, "Development of deterioration evaluate method system for pipe network" The korean society of water and wastewater and korean society of water quality, pp. 241-44, 2000
J. H. Kim, "The study of obsolete pipeline corrosion factor and corrsion rate", The Graduate School of Chungbuk University, 2002

저자의 다른 논문 :

표제어: PCR

동의어: Packet Collision Rate

용어 설명 출처 목록 (6)

용어 설명: PCR은 세균 특이성이 있는 primer를 이용하여 적은 수의 세균이 있을지라도 쉽게 검출할 수 있는 유용한 방법이며, 이를 이용하여 구강 내 치면세균막이나 타액에서 직접 세균을 검출할 수 있게 되었다[8].

내보내기 구분	파일저장 인쇄 메일전송
구성항목	기본정보 상세정보 관리번호, 논문명, 저널/프로시딩명, 저자 , 발행년, 권, 호, 시작페이지, 끝페이지, 발행기관 관리번호, 논문명, 대등논문명, 저자 , 저널/프로시딩명, 발행기관, 발행년, 발행언어, 권, 호, 시작페이지, 끝페이지, ISBN, ISSN, 주제분야, 키워드, 초록(한글), 초록(영문), 저자(소속기관)
저장형식	Text(ASCII format) Excel format RefWorks Direct Export RIS format (for Reference Manager, ProCite, EndNote), Scholar's Aids, Mendeley
메일정보	받는사람 (필수) @ 보내는사람 (선택) @ 제목 내용 KISTI 검색결과 이메일 서비스
안내	총 건의 자료가 검색되었습니다. 다운받으실 자료의 인덱스를 입력하세요. (1-10,000) 검색결과의 순서대로 최대 10,000건 까지 다운로드가 가능합니다. 데이타가 많을 경우 속도가 느려질 수 있습니다.(최대 2~3분 소요) 다운로드 파일은 UTF-8 형태로 저장됩니다. 파일의 내용이 제대로 보이지 않을실 때는 웹브라우저 상단의 보기 -> 인코딩 -> 자동선택 여부를 확인하십시오. ~ Text(ASCII format) Excel format

연합인증