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KR101501575B1 - 총괄수량수지 분석의 신뢰도 향상을 위한 수도계량기 실측 불감률 산정 방법 - Google Patents

총괄수량수지 분석의 신뢰도 향상을 위한 수도계량기 실측 불감률 산정 방법 Download PDF

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KR101501575B1
KR101501575B1 KR1020130048202A KR20130048202A KR101501575B1 KR 101501575 B1 KR101501575 B1 KR 101501575B1 KR 1020130048202 A KR1020130048202 A KR 1020130048202A KR 20130048202 A KR20130048202 A KR 20130048202A KR 101501575 B1 KR101501575 B1 KR 101501575B1
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South Korea
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주식회사 한화건설
한화에스앤씨주식회사
김영진
유동수
주식회사 이피에스이앤이
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Publication date
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Abstract

본 발명은 블록별로 상수도 유입에 따른 공급유량에 대하여 유효무수수량에 해당하는 영향인자 중에서 수도계량기의 불감률을 실제 측정으로 확대 적용하여 수도환경의 실제적인 현황에 반영할 수 있도록 하는 수도계량기의 실측 불감률 산정 방법에 관한 것으로, (a) 복수의 소블록 단위로 구획된 해당 소블록의 상수도 수용가 표본지역을 선정하고 표본지역의 기계식 수도계량기에 디지털 수도계량기를 직렬로 연결한 것으로부터 상기 기계식 수도계량기에서 일정 기간 동안의 검침된 정보를 검침원에 의하여 검침원단말기에 입력된 검침량 정보를 유무선통신망을 통해 검침량수집서버로 전송하는 단계; (b) 상기 디지털 수도계량기에서 일정 기간 동안의 검침량 정보를 유무선통신망을 통해 검침량수집서버로 전송하는 단계; (c) 상기 검침량수집서버는 기계식 수도계량기의 검침량과 디지털 수도계량기의 검침량을 각각 수신하여 검침량DB에 저장하는 단계, 및 (d) 상기 검침량DB에 저장된 검침량 정보를 불감률산정서버는 내장된 계량기 불감률 산정 알고리즘에 적용하여 해당 소블록 단위의 불감률을 산정하고, 상기 불감률산정서버는 소블록 단위의 관경별, 용도별로 확대 적용하여 전체 불감률을 산정하여, 해당 소블록의 최종 불감률을 산정하는 단계를 포함하여 이루어진 것이다. 본 발명은 수돗물이 공급되는 소블록 단위의 표본지역으로부터 산출된 계량기 불감률을 적용하여 월 단위로 산정된 수도 계량기의 불감률을 적용함으로써 유효수량(유효율)을 보다 현실적으로 접근할 수 있고, 이론적인 통계수치를 실측하여 확대 적용함으로써 수도환경의 실질적인 현황에 반영할 수 있는 등 토목설계 때에 특화된 아이템으로 반영할 수 있고, 토목분야에서 관망 설계에 표본지역을 감안하여 설계할 수 있으며, 블록유량계가 설치된 현장제어반 인근 지역 위주로 설계하여 무선(RF)통신으로 원격에서 검침할 수 있어 보다 정확하고 현실적인 불감률 산정에 따른 유효수량을 산출할 수 있도록 한 것이다.

Description

총괄수량수지 분석의 신뢰도 향상을 위한 수도계량기 실측 불감률 산정 방법{Method for Calculating Actual Measurement Under Registration Rate of Water Meter for Improving Credibility of Total Revenue Water Account Balance Analysis}
본 발명은 총괄수량수지 분석의 신뢰도 향상을 위하여 실제 측정을 통하여 수도계량기의 불감률을 산정하는 방법에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 블록별로 상수도 유입에 따른 공급유량에 대하여 유효무수수량에 해당하는 영향인자 중에서 수도계량기의 불감률을 실제 측정으로 확대 적용하여 수도환경의 실제적인 현황에 반영할 수 있도록 하는 수도계량기의 실측 불감률 산정 방법에 관한 것이다.
현재 국내에서 진행되는 수도정비 사업에서부터 블록시스템의 도입 및 스마트 워터 그리드(Smart Water Grid) 등의 모든 사업에서 공통적으로 추구하고 있는 지향점은 유효수량, 즉 유수율의 신뢰도 향상이다. 그러나 현재의 유수율은 여러 가지 수도 여건 및 환경적 요인을 반영하지 못하고 있으며, 이로 인하여 부정확한 유수율을 산정할 수 밖에 없는 구조적 문제점이 존재하고 있다. 특히 수용가에서 사용한 유수량은 단순히 요금 부과량을 의미하며, 수도계량기의 오차에 의해 과대, 과소 계측된 값을 그대로 사용할 수밖에 없다. 따라서 수도계량기가 설치된 환경을 반영시킨 유수량은 산정하기 위해서는 유효무수수량에 해당되는 계량기 불감률이 감안되어야 한다. 다시 말해 유수량에 무수수량을 포함시킨 유효수량을 산정하여 유효율을 분석하는 것이 공급량에 따른 사용량을 분석하는 정확한 방법이라고 할 수 있다.
또한, 기존 총괄수량수지 평가법에서 유효무수수량에 포함된 계량기 불감률을 통계적 수치로 사용하여 실제 수도환경의 상태를 은폐시키고 있지만, 현실적으로 총괄수량수지 분석 방법을 개량하거나 개선하기에는 여러 가지 이해관계를 극복하는데 많은 어려움이 있다. 한편, 블록시스템에서는 정수장에서 정수과정을 거친 상수(上水)가 가정이나 사무실로 공급되기 전에 다수개의 배수지를 거치게 되고 하나의 정수장이 다수개의 배수지를 거쳐 상수를 공급하는 구역을 대블록이라 하고, 상기 다수개의 배수지 각각이 상수를 공급하는 급수구역을 중블록이라 하며, 상기 중블록 내에서도 상수는 배수지와 연결된 배수본관을 거쳐 배수본관과 연결된 배수지관을 통해 최종적으로 가정이나 사무실로 공급되는데 이러한 배수지관별로의 급수구역을 소블록이라고 한다.
환경부에서 총괄수량수지 분석을 위하여 제시하고 있는 도표로서 아래의 표를 참조할 수 있다.
Figure 112013038184103-pat00001
상기 표 1을 참조하면, 정수장이나 배수지에서 생산되어 공급되는 총 송수량은 유효수량과 무효수량으로 분류하고 있다. 유효수량은 실측값의 요금수량과 분수량, 그리고 기타 수량을 포함하고 있으며, 무수수량은 통계값에 근거하는 계량기 불감량 및 공공수량과, 통계값과 실측값에 의존하는 수도사업용수량과, 통계값과 미적용되는 부정사용량을 포함하고 있다. 그리고 무효수량은 조정감액수량과 누수량을 포함하고 있다.
상기 유효수량(Effective Water)은 사용상 유효라고 인정되는 수량이다. 즉, 유수수량 및 무수수량의 합계이다. 무효수량(Ineffective Water)은 사용상 무효라고 인정되는 수량이다. 즉, 조정감액수량과 누수량의 합이다. 그리고 유수수량(Revenue water, 부과량)은 상수도시설기준(환경부, 1997)에서는 '요금징수의 대상이 되는 수량', 상수도통계 작성지침(환경부, 2004)에서는 '유효수량 중 수돗물 사용량을 요금으로 징수할 수 있는 수량', 즉, 요금수량, 분수량 및 기타수량의 합계로 정의하고 있다. 그리고 유수율(Revenue Water Ratio)은 유수수량과 공급수량의 비율로, 상수도시설기준에서는 '유수수량을 배수량으로 나누어 백분율로 나타낸 것'이고, 서울시 상수도사업본부의 상수도용어집에서는 '정수장에서 생산하여 공급된 총 송수량 중에서 요금수입으로 받아들여진 수량의 비율'로 정의하고 있다. 즉, 유수율 산정의 대상구역이 배수구역일 경우에는 배수량이 공급수량이 되므로 '유수수량과 배수량의 비율'을 유수율로 정의하고, 대상구역이 지자체단위의 행정구역일 경우에는 생산량(=송수시점의 합계)이 공급수량이 되므로 '유수수량과 생산량의 비율'을 유수율로 정의한다. 유수율을 산출하는 공식은 (유수수량 / 생산량) * 100 이다. 또한, 유효율(Effective Water Ratio)은 유효수량과 공급수량의 비율이다.
또한, 무수수량(Non-Revenue Water)은 수입이 없는 수량이다. 시스템유입량과 부과합법사용량의 차이로, 상수도시설기준 및 서울시 상수도용어집에서는 '배수량 중 요금징수의 대상이 되지 않는 수량, 즉 수도사업용수량, 수도계량기 불감수량, 소화용수량 및 부정수량'으로 정의하고 있고, 상수도통계작성지침에서는 '유효수량 중 수입이 없는 수량'으로 정의하고 있으나, 이는 '유효무수수량'에 해당하는 정의가 된다. 따라서 무수수량을 '유효수량 중 수입이 없는 수량(유효무수수량) 및 무효무수수량의 합계'로 정의하여 사용하고 있다. 상기 유입량은 단위블록으로 하루에 유입되는 수돗물의 양(㎥)이다. 그리고 무수율(Non-Revenue Water Ratio)은 무수수량과 공급수량의 비율이다. 대상구역이 배수구역일 경우에는 '무수수량과 배수량의 비율', 대상구역이 지자체단위의 행정구역인 경우에는 '무수수량과 생산량의 비율'로 정의하고 있다. 유수율과 정반대의 개념이므로, '무수율(%)을 구하는 공식은 (무수수량 / 생산량) * 100 이다. 또는 무수율(%)은 100%의 생산량에서 유수율(%)을 차감한 값이다. 또한, 무효율(Ineffective Water Ratio)은 무효수량과 공급수량의 비율이다.
또한, 수도 송수관의 전체 구성비의 대략 98.6%에 해당하는 구경 13mm ~ 50mm 수도계량기의 성능은 아래 도표와 같다. 수도계량기의 성능은 KS 규격에 명시된 수도계량기 성능으로 나타낸 것이다. 따라서 계량기의 성능검토를 통해 불감수량의 저감기법을 접근할 수 있다.
Figure 112013038184103-pat00002
상기 표 2에서 시동유량은 3분간 물을 송수하였을 때 계량기 눈금판의 지침이 움직이기 시작하는 시점의 유량이다.
통상 수도계량기는 구경별로 정확하게 계량할 수 있는 범위가 있다. 사용수량의 대소에 따라 사용수량의 정확한 계측이 어려워지는 경우가 발생하게 된다. 이처럼 계측되지 않는 범위에 포함되는 사용수량을 계량기 불감수량, 즉 미감지량이라 한다. 따라서 사용수량의 정확한 계측을 위해서는 적정한 구경의 선정과 용도에 적합한 계량기의 선정으로 불감수량을 최소화하여야 한다.
또한, 대부분의 지자체는 통계적 수치에 의하여 통상 3%의 불감률을 영구적으로 적용하여 유수율에 반영하고 있고, 이를 실측으로 적용하는 사례는 거의 없는 실정이다.
종래에 상수도 사용량의 검침은 검침인력이 각 수용가를 방문하여 수용가에 설치된 계량기를 검침 및 기록하고 수집한다. 블록시스템에서 복수의 블록 단위로 해당 검침 인원이 검침을 하고, 이로 인하여 블록별로 해당하는 검침원이 각기 다른 시기에 검침을 실시하고 있다. 그러나 유효무수수량 중에서 계량기 불감량은 계량기마다 오차가 있어 이를 통상의 통계값으로 설정하는 경우에는 보다 현실적이고 정확한 유효수량을 산정하는 데 한계가 발생되는 문제가 있었다. 더불어 수용가에 설치된 수도계량기를 수거하여 실험실에서 실측을 통한 불감률을 산정하기도 하지만 이 또한 한계가 있다.
또한, 종래에 자동검침시스템의 도입으로 전 구역의 검침을 동일한 시기에 실시함으로써 상기 문제를 해결하고 있지만, 자동검침시스템을 도입하여 적용하는 데 많은 비용이 소요될 뿐만 아니라 검침에 따른 통신비용 문제로 인하여 확산이 늦어지고 있는 실정이다.
한편, 선행기술문헌으로, 대한민국 공개특허공보 제10-2010-0090372호의 상수도용 유량 측정장치는 대형계량기의 불감률을 개선하여 유량 측정의 정확성과 정밀도를 향상시키기 위한 것으로, 유입된 물의 유속에 의해 회전되는 임펠러의 회전력을 이용하여 유량을 측정하는 유량계; 상기 유량계의 입구부에 연결되되, 내경관 및 외경관이 신축가능하게 중첩 연결되어 이루어진 신축관; 및 상기 신축관의 전단부에 착탈가능하게 구비되어 유입되는 난류를 측정가능한 정상류로 정류하는 스트레이트너를 포함하여 이루어진 것이 개시되어 있다. 이는 해당 상수도관마다 설치된 계량기의 불감률을 최소화시키기 위한 장치로서 계량기마다 설치하여야 하므로 설치비용의 상승과 더불어 매 계량기마다 검침원이 검침을 해야 하는 번거로운 문제가 있었다.
본 발명은 상기 문제를 해결하기 위한 것으로, 유효율을 분석하는 데 사용되는 총괄수량수지 분석 방법에서 유효무수수량에 해당되는 영향인자 중에서 계량기 불감률을 분석함에 이론적 통계수치를 실측하고 확대 적용하여 수도환경의 실제적인 현황을 반영함으로써 유효무수수량이 포함된 유효수량을 활용한 보다 정확한 유효율 분석이 가능해져 총괄수량수지 분석의 신뢰도를 향상시키기 위한 것이 목적이다.
또한, 본 발명은 기계식 수도계량기가 설치된 관경별, 용도별 등으로 그룹을 정하고 지자체의 대표 지역을 선정하여 기계식 수도계량기와 디지털 수도계량기를 직렬방식으로 설치하여 수도계량기의 불감률을 실측하기 위한 것이 다른 목적이다.
본 발명은 상기 목적을 달성하기 위하여, (a) 복수의 소블록 단위로 구획된 해당 소블록의 상수도 수용가 표본지역을 관경별, 용도별(여기에서, 관경별은 15mm 내지 400mm 이고, 용도별은 가정용, 업무용, 영업용 및 욕탕용임.)로 선정하고 표본지역의 기계식 수도계량기에 송수관을 통해 송수되는 유량을 보다 정밀하게 검침하는 디지털 수도계량기를 직렬로 연결한 것으로부터 상기 기계식 수도계량기에서 실측된 일정 기간 동안의 검침된 정보를 검침원에 의하여 검침원단말기에 입력된 검침량 정보를 유무선통신망을 통해 검침량수집서버로 전송하는 단계; (b) 상기 디지털 수도계량기에서 실측된 일정 기간 동안의 검침량 정보를 유무선통신망을 통해 검침량수집서버로 전송하는 단계; (c) 상기 검침량수집서버는 실측된 기계식 수도계량기의 검침량과 디지털 수도계량기의 검침량을 각각 수신하여 검침량DB에 저장하는 단계, 및 (d) 상기 검침량DB에 저장된 서로 상이한 기계식 수도계량기 검침량과 디지털 수도계량기 검침량 정보를 불감률산정서버는 내장된 계량기 불감률 산정 알고리즘에 포함된 수학식,
Figure 112014099112551-pat00020
(여기에서, M은 용도별(가정용, 업무용, 영업용, 욕탕용 등)이고, i는 관경별(계량기 관경(mm) 수)이며, n은 용도별 및 관경별 디지털 수도계량기에 직렬로 연결된 기계식 수도계량기의 총 개수이다.)에 적용하여 해당 소블록 표본지역의 관경별, 용도별 실측 불감률(aMi)을 산정하고, 상기 불감률산정서버는 해당 소블록 단위의 관경별, 용도별로 확대 적용하기 위해, 상기 산정된 해당 소블록 표본지역의 관경별, 용도별 실측 불감률에 해당 소블록 단위로 용도에 따른 관경별 기계식 수도계량기 개수를 용도에 따른 전체 기계식 수도계량기 개수를 나눈 값인 비율계수(k factor)를 적용하고, 즉,
Figure 112014099112551-pat00021
(여기에서, kMi는 용도별(M) i관경의 기계식 수도계량기 개수를 용도별(M) 전체 기계식 수도계량기 개수로 나눈 값이 된다.), 용도별 모든 관경에 대한 비율을 모두 합산하여 해당 소블록 단위의 용도별 불감률(cM), 즉,
Figure 112014099112551-pat00022
(여기에서, ∑bMi 는 용도별 모든 관경(i)에 대한 비율을 합산한 것이다.)을 산정한 후, 해당 소블록 단위로 용도에 따른 기계식 수도계량기 개수에 해당 소블록 전체의 기계식 수도계량기 개수를 나눈 값에 상기 해당 소블록 단위의 용도별 불감률을 곱하여 적산함으로써 해당 소블록의 최종 불감률(dblock), 즉,
Figure 112014099112551-pat00023
(여기에서, CMn은 용도별 불감률이다. 즉 가정용(CM1), 업무용(CM2), 영업용(CM3), 욕탕용(CM4)으로 4개로 분류할 수 있다.)을 산정하는 단계를 포함하여 이루어진 총괄수량수지 분석의 신뢰도 향상을 위한 수도계량기 실측 불감률 산정 방법을 제공한 것이 특징이다.
또한, 본 발명에서, (e) 검침량수집서버에서 수집 및 저장한 총유량계와 블록유량계로부터의 유량정보와 상기 불감률산정서버에서 산정한 최종 불감률을 총괄수량수지 분석서버에서 총괄수량수지 분석을 위한 알고리즘에 적용하여 총괄수량수지를 분석한 후에 유효수량(유수수량+무수수량)을 분석하는 단계를 더 포함할 수 있다.
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본 발명에 따르면, 수돗물이 공급되는 소블록 단위의 표본지역으로부터 산출된 계량기 불감률을 적용하여 월 단위로 산정된 수도 계량기의 불감률을 적용함으로써 유효수량(유효율)을 보다 현실적으로 접근할 수 있고, 이론적인 통계수치를 실측하여 확대 적용함으로써 수도환경의 실질적인 현황에 반영할 수 있는 등 토목설계 때에 특화된 아이템으로 반영할 수 있고, 토목분야에서 관망 설계에 표본지역을 감안하여 설계할 수 있으며, 블록유량계가 설치된 현장제어반 인근 지역 위주로 설계하여 무선(RF)통신으로 원격에서 검침할 수 있어 보다 정확하고 현실적인 불감률 산정에 따른 유효수량을 산출할 수 있는 이점이 있다.
도 1은 본 발명에 따른 실시 예로, 총괄수량수지 분석의 신뢰도 향상을 위한 수도계량기 실측 불감률을 산정하기 위한 시스템의 구성을 나타낸 것이다.
도 2는 본 발명에 따른 블록시스템에서 수돗물을 공급하는 블록을 복수의 소블록 단위로 분할하고, 소블록 단위로 관경별, 용도별로 표본화된 수도계량기의 불감률을 실측하는 것을 도식화하여 나타낸 것이다.
도 3은 본 발명에 따른 해당 소블록 단위로 관경별, 용도별 표본지역을 조합하는 것을 도식화하여 나타낸 것이다.
도 4는 본 발명에 따른 총괄수량수지 분석의 신뢰도 향상을 위한 수도계량기 실측 불감률 산정 방법을 나타낸 흐름도이다.
도 5는 본 발명에 따른 불감률 산정 알고리즘의 적용으로 불감률을 산정하는 방법을 나타낸 흐름도이다.
이하, 본 발명의 실시 예로 총괄수량수지 분석의 신뢰도 향상을 위한 수도계량기 실측 불감률 산정 방법에 관하여 첨부된 도면을 참조하여 상세하게 설명하면 다음과 같다.
도 1에서, 검침원단말기(10)는 상수도 수용가에 설치된 기계식 수도계량기를 검침하여 검침원이 입력 및 저장할 수 있는 것으로, 휴대 및 이동성이 향상된 PDA, 스마트폰 또는 태블릿PC 등이 포함된다. 검침원단말기(10)는 해당 수용가의 식별번호, 검침일, 검침량, 검침자 등 수도계량기의 검침과 관련된 각종 정보를 입출력할 수 있는 프로그램이 내장되어 있다. 검침원단말기(10)는 검침정보를 외부 단말기와 송수신할 수 있도록 유무선으로 접속이 가능한 것이 좋다. 더욱이 검침원단말기(10)는 검침정보의 입력과 동시에 유무선통신망(20)으로 연결된 원격의 검침량수집서버(30)로 검침정보가 실시간으로 전송될 수 있도록 하는 것도 좋다.
디지털 수도계량기(14)는 표본으로 추출된 기계식 수도계량기(12)와 직렬로 연결된 것으로, 송수관(120)을 통해 송수되는 유량을 보다 정밀하게 검침하는 것이다. 디지털 수도계량기(14)는 자체적으로 유무선통신망(20)을 통해 검침정보를 검침량수집서버(30)로 전송할 수 있는 기능이 포함되어 있거나 또는 현장제어반을 통해 유무선통신망(20)을 거쳐 검침정보를 전송할 수 있는 기능이 포함되어 있는 것이다. 따라서 디지털 수도계량기(14)는 기계식 수도계량기(12)의 불확실한 검침을 보완 또는 대체할 수 있는 계량기이다. 그러나 디지털 수도계량기(14)를 전체 수용가에 설치할 수 없는 현실적인 문제, 즉 비용의 문제로 인하여 표본지역에 한정하여 추출된 기계식 수도계량기(12)에 직렬로 연결된다. 더욱이 기계식 수도계량기(12)는 낡고 오래된 것이 많아 검침의 정확도가 낮은 실정이기 때문이다.
검침량수집서버(30)는 복수로 구획된 소블록 중에서 표본지역으로 선정된 복수의 수용가로 배관되는 송수관(120)에 설치된 기계식 수도계량기(12)와 디지털 수도계량기(14)로부터 검침량을 수집한다. 검침량수집서버(30)는 원격에서 해당 기계식 수도계량기(12)와 디지털 수도계량기(14)로부터 자동으로 검침데이터를 수집한다. 따라서 검침량수집서버(30)는 기계식 수도계량기(12)는 검침원단말기(10)에서 검침원이 입력한 검침데이터를 전송받고, 디지털 수도계량기(14)는 자체 또는 현장제어반을 통해 검침데이터를 전송받는다. 검침량수집서버(30)에서 수집한 기계식 수도계량기(12)와 디지털 수도계량기(14)의 검침데이터는 각각 검침량DB(32)에 저장된다.
불감률산정서버(40)는 검침량수집서버(30)에서 수집한 검침량정보로부터 내장된 불감률 산정 알고리즘을 이용하여 불감률을 산정하는 것이다. 더욱이 해당 소블록에 설치된 송수관의 관경별, 용도별로 확대적용하여 불감률을 산정하고 전체 소블록에 대한 불감률을 총괄적으로 산정하는 것이다.
또한, 총괄수량수지 분석서버(50)는 불감률산정서버(40)에서 산정된 불감률로부터 내장된 총괄수량수지를 분석하는 알고리즘으로 총괄수량수지의 분석으로 유효수량(유효율)을 산정 및 분석하는 것이다.
도 2에서, 수돗물을 공급하는 정수장/배수지 등으로부터 송수관(120)을 통해 전체 블록으로 공급되고, 전체 블록은 다시 소블록 단위로 나누어 송수관(120)을 통해 해당 수용가로 공급된다. 정수장/배수지에서 전체 블록으로 송수관(120)을 통해 공급되는 공급량은 총 유량계(100)가 계량하고, 다시 소블록 단위로 분기되어 송수관(120)을 통해 해당 수용가로 공급되는 공급량은 블록유량계(110, 111)가 계량한다. 상기 총 유량계(100)와 블록유량계(110, 111)에서 각각 계량된 공급량데이터는 현장제어반을 통해 유무선통신망(20)을 통해 검침량수집서버(30)로 전송된다.
또한, 본 발명에서 소블록 단위로 선정된 표본지역으로는 용도별, 즉 가정용, 업무용, 영업용 및 욕탕용으로 분류된다. 즉 블록유량계(110)를 통해 수돗물이 공급되는 소블록에는 가정용 표본지역이 선정된 것을 예시하였고, 블록유량계(111)를 통해 수돗물이 공급되는 소블록에는 영업용 표본지역이 선정된 것을 예시하였으나, 이에 한정되지 않고 각 소블록별로 용도별(가정용, 업무용, 영업용 및 욕탕용) 표본지역이 각각 선정된다. 해당하는 표본지역의 기계식 수도계량기(12)에는 디지털 수도계량기(14)가 직렬로 연결된다.
도 3에서, 용도별로 송수관의 관경별로 표본이 선정된다. 즉 관경별로 15mm 내지 400mm의 송수관의 표본이 선정된다. 따라서 현재 수용가로 배관되는 송수관에 설치된 표본지역의 기계식 수도계량기(12)에 디지털 수도계량기(14)를 직렬로 연결하여 기계식 수도계량기(12)와 디지털 수도계량기(14)로부터 송수량을 실측한다. 더욱이 수도계량기가 설치된 관경별, 용도별 등으로 그룹을 정하여 해당 지자체 지역을 선정한 후에 기계식 수도계량기(12)와 디지털 수도계량기(14)로부터 각각 송수량을 실측하게 된다.
이와 같이 이루어진 본 발명에 따른 총괄수량수지 분석을 위한 실측을 통한 수도계량기 불감률 산정 방법을 도 4 및 도 5의 흐름도를 참조하여 설명한다.
먼저, 도 4에서, 복수의 소블록 단위로 구획된 해당 소블록의 상수도 수용가 표본지역을 선정한다(S100). 선정된 표본지역의 기계식 수도계량기(12)에 디지털 수도계량기(14)를 직렬로 연결한다(S110). 이로부터 기계식 수도계량기(12)에서 일정 기간, 예를 들어, 일정 시간 단위, 매일 또는 월 단위로 검침된 정보를 검침원에 의하여 검침원단말기(10)에 입력되고(S120), 검침원단말기(10)에 입력된 검침량 정보는 유무선통신망(20)을 통해 검침량수집서버(30)로 전송된다(S130). 더욱이 기계식 수도계량기(12)에서 검침된 검침량 정보가 현장제어반을 거쳐 유무선통신망(20)을 통해 검침량수집서버(30)로 전송되도록 할 수 있을 것이다.
또한, 디지털 수도계량기(14)에서 일정 기간 동안의 검침된 정보를 유무선통신망(20)을 통해 검침량수집서버(30)로 전송한다(S140). 디지털 수도계량기(14)는 자체적으로 검침한 검침량 정보를 유무선통신망(20)을 통해 전송하거나 현장제어반을 거쳐 유무선통신망(20)을 통해 전송되도록 한다. 이때, 기계식 수도계량기(12)의 검침정보와 디지털 수도계량기(14)의 검침정보는 상이할 것이다. 즉 기계식 수도계량기(12)는 설치된 지 오래되었거나 기계식 수도계량기(12)의 검침의 한계로 디지털 수도계량기(14)의 검침정보와는 달라질 것이다.
검침량수집서버(30)는 기계식 수도계량기(12)의 검침량과 디지털 수도계량기(14)의 검침량을 각각 수신하여 검침량DB(32)에 저장한다(S150). 그리고 검침량수집서버(30)는 정수장/배수지에서 송수되는 유량을 계량하는 총 유량계(100)와 소블록 단위로 설치되어 송수되는 유량을 계량하는 블록유량계(110, 111)에서 각각 유량정보를 수집 및 저장한다. 이는 수돗물의 공급량의 수집으로 유효수량을 산정할 수 있도록 하기 위한 것이다.
불감률산정서버(40)는 검침량수집서버(30)로부터 검침량DB(32)에 저장된 검침량 정보를 내장된 계량기 불감률 산정용 알고리즘으로 해당 소블록 단위의 불감률을 산정한다(S160).
도 5에서, 해당 소블록 표본지역의 관경별, 용도별 실측 불감률(aMi)을 계산할 수 있고(S161), 그 계산식은 다음과 같다.
Figure 112013038184103-pat00007
여기에서, M은 용도별(가정용, 업무용, 영업용, 욕탕용 등)이고, i는 관경별(계량기 관경(mm) 수)이며, n은 용도별 및 관경별 디지털 수도계량기에 직렬로 연결된 기계식 수도계량기의 총 개수이다.
상기 검침량 데이터는 단위 소블록 내에서 최소 1개 이상씩 관경별, 용도별로 기계식 수도계량기(12)에 직렬로 연결된 디지털 수도계량기(14)가 설치된 것을 가정하여 기계식 수도계량기(12)의 검침량에 디지털 수도계량기(14)의 검침량을 나눈다. 또한, 복수개 이상씩 관경별, 용도별로 설치 및 측정된 경우에는 신뢰도가 높은 것을 선정하거나 평균하여 산정할 수 있는데, 상기 수학식 1은 평균하여 산정한 것이다.
그리고 상기 관경별, 용도별 실측 불감률(aMi)에 비율계수(k factor)를 적용할 수 있고(S162), 그 계산식은 다음과 같다.
Figure 112013038184103-pat00008
여기에서, kMi는 용도별(M) i관경의 기계식 수도계량기 개수를 용도별(M) 전체 기계식 수도계량기 개수로 나눈 값이 된다. 여기에도 소블록 단위로 용도별 및 해당 관경별로 개수가 산정될 것이다.
상기 소블록 단위의 관경별, 용도별 불감률의 산정이 수행되면, 관경별, 용도별로 확대 적용하여 불감률을 산정한다(S170). 따라서 불감률산정서버(40)는 소블록 단위의 관경별, 용도별로 확대 적용하여 전체 불감률을 적산하여 계속적으로 산정한다(S180).
즉 상기 관경별, 용도별 실측 불감률(aMi)을 확대 적용한 경우에는 용도별 모든 관경에 대한 비율을 모두 합산한 해당 소블록 단위의 용도별 불감률(cM)을 산정하고(S181), 그 계산식은 다음과 같다.
Figure 112013038184103-pat00009
여기에서, ∑bMi 는 용도별 모든 관경(i)에 대한 비율을 합산한 것이다.
이로부터 해당하는 모든 소블록 단위의 최종 불감률을 산정한다. 따라서 해당 소블록의 최종 불감률(dblock)을 산정할 수 있고(S182), 그 계산식은 다음과 같다.
Figure 112013038184103-pat00010
여기에서, CMn은 상기 수학식 3에서 산정된 용도별 불감률이다. 즉 가정용(CM1), 업무용(CM2), 영업용(CM3), 욕탕용(CM4)으로 4개로 분류한다면 해당 소블록의 최종 불감률을 구할 수 있다.
결론적으로 상기 수학식 4에서 산정된 최종 불감률로부터 유효수량을 산정할 수 있을 것이다. 따라서 불감률산정서버(40)에서 산정한 최종 불감률을 총괄수량수지 분석서버(50)에서 총괄수량수지 분석을 위하여 내장된 알고리즘(표 1 참조)으로 총괄수량수지를 분석한다(S200). 그리고 총괄수량수지의 분석으로부터 유효수량을 분석하게 된다(S210).
이와 같이 소블록 단위로 표본지역이 선정되면, 기계식 수도계량기에 디지털 수도계량기를 직렬로 연결하고, 기계식 수도계량기와 디지털 수도계량기의 검침량을 검침량수집서버에서 각각 수집하며, 불감률산정서버는 검침량수집서버에서 수집한 검침량 정보로부터 두 데이터를 비교하여 불감률을 산정한다. 그리고 산정된 불감률을 해당 블록별로 확대 적용하여 총괄수량수지 분석서버에서 유효수량을 산정할 수 있도록 한다. 따라서 총괄수량수지의 분석을 이론적인 통계수치를 실측하여 확대 적용한 것으로부터 수도환경의 실제적인 현황을 반영할 수 있을 것이다.
이상의 설명에서 본 발명은 특정의 실시 예와 관련하여 도시 및 설명하였지만, 특허청구범위에 의해 나타난 발명의 사상 및 영역으로부터 벗어나지 않는 한도 내에서 다양한 개조 및 변화가 가능하다는 것을 이 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 누구나 쉽게 알 수 있을 것이다.
10: 검침원단말기 12: 기계식 수도계량기 14: 디지털 수도계량기 20: 유무선통신망 30: 검침량수집서버 32: 검침량DB 40: 불감률산정서버 50: 총괄수량수지 분석서버 100: 총 유량계 110, 111: 블록유량계 120: 송수관

Claims (8)

  1. (a) 복수의 소블록 단위로 구획된 해당 소블록의 상수도 수용가 표본지역을 관경별, 용도별(여기에서, 관경별은 15mm 내지 400mm 이고, 용도별은 가정용, 업무용, 영업용 및 욕탕용임.)로 선정하고 표본지역의 기계식 수도계량기에 송수관을 통해 송수되는 유량을 보다 정밀하게 검침하는 디지털 수도계량기를 직렬로 연결한 것으로부터 상기 기계식 수도계량기에서 실측된 일정 기간 동안의 검침된 정보를 검침원에 의하여 검침원단말기에 입력된 검침량 정보를 유무선통신망을 통해 검침량수집서버로 전송하는 단계;
    (b) 상기 디지털 수도계량기에서 실측된 일정 기간 동안의 검침량 정보를 유무선통신망을 통해 검침량수집서버로 전송하는 단계;
    (c) 상기 검침량수집서버는 실측된 기계식 수도계량기의 검침량과 디지털 수도계량기의 검침량을 각각 수신하여 검침량DB에 저장하는 단계, 및
    (d) 상기 검침량DB에 저장된 서로 상이한 기계식 수도계량기 검침량과 디지털 수도계량기 검침량 정보를 불감률산정서버는 내장된 계량기 불감률 산정 알고리즘에 포함된 수학식,
    Figure 112014099112551-pat00024
    (여기에서, M은 용도별(가정용, 업무용, 영업용, 욕탕용 등)이고, i는 관경별(계량기 관경(mm) 수)이며, n은 용도별 및 관경별 디지털 수도계량기에 직렬로 연결된 기계식 수도계량기의 총 개수이다.)에 적용하여 해당 소블록 표본지역의 관경별, 용도별 실측 불감률(aMi)을 산정하고,
    상기 불감률산정서버는 해당 소블록 단위의 관경별, 용도별로 확대 적용하기 위해, 상기 산정된 해당 소블록 표본지역의 관경별, 용도별 실측 불감률에 해당 소블록 단위로 용도에 따른 관경별 기계식 수도계량기 개수를 용도에 따른 전체 기계식 수도계량기 개수를 나눈 값인 비율계수(k factor)를 적용하고, 즉,
    Figure 112014099112551-pat00025
    (여기에서, kMi는 용도별(M) i관경의 기계식 수도계량기 개수를 용도별(M) 전체 기계식 수도계량기 개수로 나눈 값이 된다.), 용도별 모든 관경에 대한 비율을 모두 합산하여 해당 소블록 단위의 용도별 불감률(cM), 즉,
    Figure 112014099112551-pat00026
    (여기에서, ∑bMi 는 용도별 모든 관경(i)에 대한 비율을 합산한 것이다.)을 산정한 후, 해당 소블록 단위로 용도에 따른 기계식 수도계량기 개수에 해당 소블록 전체의 기계식 수도계량기 개수를 나눈 값에 상기 해당 소블록 단위의 용도별 불감률을 곱하여 적산함으로써 해당 소블록의 최종 불감률(dblock), 즉,
    Figure 112014099112551-pat00027
    (여기에서, CMn은 용도별 불감률이다. 즉 가정용(CM1), 업무용(CM2), 영업용(CM3), 욕탕용(CM4)으로 4개로 분류할 수 있다.)을 산정하는 단계를 포함하여 이루어진 총괄수량수지 분석의 신뢰도 향상을 위한 수도계량기 실측 불감률 산정 방법.
  2. 제1항에 있어서,
    (e) 검침량수집서버에서 수집 및 저장한 총유량계와 블록유량계로부터의 유량정보와 상기 불감률산정서버에서 산정한 최종 불감률을 총괄수량수지 분석서버에서 총괄수량수지 분석을 위한 알고리즘에 적용하여 총괄수량수지를 분석한 후에 유효수량(유수수량+무수수량)을 분석하는 단계를 더 포함하는 총괄수량수지 분석의 신뢰도 향상을 위한 수도계량기 실측 불감률 산정 방법.
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[대한기계학회논문집 B권,제34권제8호] 유수율 향상을 위한 수도미터의 불감률 특성 연구(2010.08) *
[대한기계학회논문집 B권,제34권제8호] 유수율 향상을 위한 수도미터의 불감률 특성 연구(2010.08)*

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