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ICT 융합 지능형 공급 및 분배를 위한 신도시 멀티워터루프 시스템 개발 원문보기

정보와 통신 : 한국통신학회지 = Information & communications magazine, v.31 no.6, 2014년, pp.69 - 74  

한국헌 ((주)도화엔지니어링) ,  김영화 (한국농어촌공사)

초록
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기후변화에 적극 대처하여 지속적이고 안정적인 용수 공급을 위해 기존의 용수 생산 공급망에 정보통신 기술(Information & Communication Technologies, ICT)을 접목한 지능형 물관리를 위해 '스마트 워터 그리드(smart water grid)'를 구축하고자 하는 다양한 노력이 최근 들어 지속되고 있다. 즉, 스마트 워터 그리드는 기존의 수자원 관리 시스템의 한계를 극복하기 위해 첨단 정보통신기술을 이용하는 고효율의 차세대 인프라 시스템으로 다양한 수원을 활용하고 물을 효율적으로 배분 관리 운송하여 수자원의 불균형을 해소하고, 첨단 센서 네트워크를 이용해 실시간으로 수자원망의 안정성을 모니터링하는 등 용수관리 전분야에 걸쳐 양방향 실시간으로 용수정보를 감시 대응하여 용수관리와 에너지 효율의 최적화된 메가시티(mega-city)에 적합한 지능형 물관리가 가능할 것으로 예상되는 시스템이다. 따라서 본 고에서는 선진화된 상수도시스템 운영을 위해서는 현장설비의 관측값을 감시하고 제어하는 시스템에서, 운영 방식이 변경될 때마다 운영 변수간의 인과관계를 분석하고 예측할 수 있는 시뮬레이션 기능이 탑재된 상수도 운영시스템이 요구되고 있는 실정에서 용수공급 시스템의 운영 상황을 모의할 수 있는 모형 개발 및 용수공급시스템의 운영룰 모의 및 운영의사결정에 적용할 수 있는 다중수원 워터루프 시스템과 운영관리할 수 있는 S/W를 개발 내용을 소개하였다.

AI 본문요약
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문제 정의

  • 본 연구는 지역내 수자원 자립률 향상을 위해 다양한 수자원을 효율적으로 확보하여 이용할 수 있는 다중수원 워터루프 시스템, 지능적 워터루프 운영관리시스템 등 다양한 연구개발을 통하여 수자원의 최적 활용 및 분배를 위한 신도시 멀티워터루프 시스템을 개발하는 것이다. 따라서 본고에서는 다양한 기술 개발 연구중 정보통신기술(ICT) 융합한 다중수원 워터루프 시스템과 운영관리기술을 소개하고자 한다.
  • 본 연구는 지역내 수자원 자립률 향상을 위해 다양한 수자원을 효율적으로 확보하여 이용할 수 있는 다중수원 워터루프 시스템, 지능적 워터루프 운영관리시스템 등 다양한 연구개발을 통하여 수자원의 최적 활용 및 분배를 위한 신도시 멀티워터루프 시스템을 개발하는 것이다. 따라서 본고에서는 다양한 기술 개발 연구중 정보통신기술(ICT) 융합한 다중수원 워터루프 시스템과 운영관리기술을 소개하고자 한다.
  • 본 연구에서 개발중인 다중수원 워터루프 운영 프로그램 목적은 수자원의 수자원의 효율적인 배분 및 공급과 유지관리를 위해서 GIS를 이용하여 실시간 모니터링을 제공하고 수운영 계획과 관망해석을 결합한 다중수원을 고려한 워터루프 의사결정을 지원할 수 있는 프로그램을 개발하는데 있으며, 본 운영 프로그램 업무기능은 크게 모니터링 및 감시, 선택취수관리, 관망분석, 수운영계획, 시설물 관리의 기능으로 구성되어 진다.
  • 본 연구에서는 워터루프 운영 프로그램을 구현하기 위해 소프트웨어 개발 주기별 기준선을 기반으로 소프트웨어의 계획에서 요구분석, 설계, 구현, 시험 및 운영 단계를 거쳐 프로그램을 구현하고 있는데 현재 2차년도의 프로그램 계획은 설계 단계까지의 항목을 구현하고 있으며 이에 대한 세부적인 내용을 소개하고자 한다.
  • 본고에서는 수자원의 효율적 이용으로 지역내의 다양한 수자원을 이용할 경우의 워터루프 시스템 구축을 위한 정보통신기술을 융합한 다중수원 워터루프 시스템과 운영관리 요소기술에 대한 개발내용을 기술하였다. 다중수원 멀티워터루프 시스템에 대한 운영관리 요소기술로 실시간 모니터링을 통한 선택취수 기술, 다목적계획법과 모델링기술을 활용한 시스템다이내믹스 이용 지능적 배분공급 기술, 대수용가 압력 고려 펌프최적운영 관리 기술, 실시간 관로관리 기술을 제시하였다.
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질의응답

핵심어 질문 논문에서 추출한 답변
라이프 라인에는 무엇이 포함되어 있는가? Smart Water Grid를 구성하기 위한 워터 파이프 라인에 대한 파손 및 누수에 대한 실시간 대응이 요구되고 있으며, 워터 그리드를 구성하는 핵심인 파이프에 대한 관리가 그 무엇보다 중요하며, Water grid를 일반적으로 라이프 라인이라 불려지면, 이는 현대 생활에서 기초가 되는 기반 시설라인을 의미한다. 여기에는 현재 전기, 통신, 가스, 송유, 쓰레기이송, 상수, 하수, 스팀, 난방, 농업용수, 공업용수 등처럼, 지하매설물을 총칭하여 이르는 말을 의미한다. 이들 라이프라인에 파손 및 누수 (출) 발생 시 이를 실시간으로 감지하여 그 위치를 확인할 수 있는 시스템을 적용하여 시공한 사례가 드물어, 관망 또는 지하시설물(통신, 전력선 등)을 유지관리 하는데 상당한 애로를 겪고 있으며, 이로 인한 인력낭비, 시간낭비, 자원의 낭비, 응급 보수로 인한 보수비용 발생 및 사회간접비용 발생의 초래되므로 이를 해결할 방안이 필요하다.
스마트 워터 그리드란? 기후변화에 적극 대처하여 지속적이고 안정적인 용수 공급을 위해 기존의 용수 생산 공급망에 정보통신 기술(Information & Communication Technologies, ICT)을 접목한 지능형 물관리를 위해 '스마트 워터 그리드(smart water grid)'를 구축하고자 하는 다양한 노력이 최근 들어 지속되고 있다. 즉, 스마트 워터 그리드는 기존의 수자원 관리 시스템의 한계를 극복하기 위해 첨단 정보통신기술을 이용하는 고효율의 차세대 인프라 시스템으로 다양한 수원을 활용하고 물을 효율적으로 배분 관리 운송하여 수자원의 불균형을 해소하고, 첨단 센서 네트워크를 이용해 실시간으로 수자원망의 안정성을 모니터링하는 등 용수관리 전분야에 걸쳐 양방향 실시간으로 용수정보를 감시 대응하여 용수관리와 에너지 효율의 최적화된 메가시티(mega-city)에 적합한 지능형 물관리가 가능할 것으로 예상되는 시스템이다. 따라서 본 고에서는 선진화된 상수도시스템 운영을 위해서는 현장설비의 관측값을 감시하고 제어하는 시스템에서, 운영 방식이 변경될 때마다 운영 변수간의 인과관계를 분석하고 예측할 수 있는 시뮬레이션 기능이 탑재된 상수도 운영시스템이 요구되고 있는 실정에서 용수공급 시스템의 운영 상황을 모의할 수 있는 모형 개발 및 용수공급시스템의 운영룰 모의 및 운영의사결정에 적용할 수 있는 다중수원 워터루프 시스템과 운영관리할 수 있는 S/W를 개발 내용을 소개하였다.
기존 상수도시스템은 어떤 시스템이 주를 이루었나? 최근 혁신도시, 신도시 건설 등으로 수자원 이용량이 증가하고 있으나, 기존 상수도시스템은 댐, 하천수 등 자연형 수자원을 이용하는 시스템이 주를 이루었다. 그리고, 물 부족지역은 부족한 수자원을 확보하기 위하여 빗물, 하수처리수, 해수 등 다양한 수자원 확보 및 이를 이용한 기술개발이 활발히 진행되고 있다.
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참고문헌 (3)

  1. 유태상, 하성룡, 정태성(2011), 다수원 상수도시스템 연계 운영을 위한 최적 네트워크 모형 구축, 한국수자원학회 논문집, 제44권, 제12호, pp. 1001-1013. 

  2. 김준하(2011) 호주와 싱가포르의 사례에서 본 국내 스마트 워터그리드 발전 방향, 한국수자원학회지, 한국수자원학 회, 제44권, 제8호, pp. 19-24. 

  3. 김형수(2011), 미래 지능형 스마트 워터그리드, 물과미래, VOL. 44, NO 8, pp. 11-13. 

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