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논문 기본 정보
- 자료유형
- 학위논문
- 저자정보
- 지도교수
- 강두선
- 발행연도
- 2019
- 저작권
- 경희대학교 논문은 저작권에 의해 보호받습니다.
이용수2
이 논문의 연구 히스토리 (5)
2019
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상수관망은 물의 이용 목적에 따라 요구되는 물을 이용자에게 수질 기준 및 요구 수요량을 고려하여 안전하고 안정적으로 공급하기 위한 사회기반 시설물이다. 도시화 및 생활 수준의 향상으로 많은 상수관망이 매설되어 왔으며, 새로운 주거단지, 산업단지 등의 증설로 상수관망이 추가적으로 매설되고 있다. 상수관망의 송수과정은 관로를 통한 다양한 경로의 용수 흐름을 통해 이루어지므로, 상수관망의 설계 및 운영은 정상상황에서의 용수공급뿐만 아니라 수요증가, 관로 파손 등 비정상상황에서의 용수 공급을 함께 고려해야 한다.
이러한 상수관망은 상수관의 매설과 동시에 관로의 노후화, 자연재해, 작업자의 실수 등으로 인한 파괴 가능성이 존재하게 되며, 상수관이 파괴될 경우 파손 관의 보수 및 교체를 위해 파손 관과 인접한 밸브를 차폐함으로써 일부를 격리하게 된다. 이 과정에서 밸브를 차폐함으로 인해 파손 관과 함께 용수공급이 차단되는 단수구역을 직접고립지역으로 정의하고, 직접고립지역이 격리됨으로써 의도치 않게 수원으로부터 용수공급이 차단되는 지역을 간접고립지역으로 정의한다. 간접고립지역은 해당 지역의 용수공급 경로가 모두 직접고립지역에 포함될 경우 이로 인해 용수공급이 차단됨으로써 발생한다. 이때 밸브가 필요한 구역에 적절히 배치 되어 있지 않은 경우, 불필요하게 많은 부분을 격리하게 되고, 이로 인하여 단수피해가 더욱 증가하게 된다. 따라서 밸브의 적정위치 선정은 중요한 문제이다. 동일한 관이 파손되더라도 단수구역은 밸브의 개수 및 위치에 따라 달라지며, 관 파손에 의한 용수의 미공급량을 최소화하기 위해 최적 밸브의 개수 및 위치를 파악할 필요가 있다.
본 연구에서는 관 파손이 일어나 밸브가 차폐되는 경우 발생하는 단수구역을 직접고립지역과 간접고립지역으로 나누어 파악하고, 이를 통해 단수용량을 계산함으로써 관 파손상황에 따른 용수공급상황을 보다 현실적으로 분석하고, 이를 통해 최적 밸브위치를 결정하고 한다. 단수구역 탐색 및 미공급유량 계산 알고리즘을 개발하고, 최적화 알고리즘을 접목시킴으로써 단수구역 및 미공급유량이 최소가 되는 밸브의 적정 개수 및 위치를 결정하는 방법을 제시하며, 이를 통해 상수관망의 설계 및 보강 단계에서 활용 가능할 것으로 기대된다.
이러한 상수관망은 상수관의 매설과 동시에 관로의 노후화, 자연재해, 작업자의 실수 등으로 인한 파괴 가능성이 존재하게 되며, 상수관이 파괴될 경우 파손 관의 보수 및 교체를 위해 파손 관과 인접한 밸브를 차폐함으로써 일부를 격리하게 된다. 이 과정에서 밸브를 차폐함으로 인해 파손 관과 함께 용수공급이 차단되는 단수구역을 직접고립지역으로 정의하고, 직접고립지역이 격리됨으로써 의도치 않게 수원으로부터 용수공급이 차단되는 지역을 간접고립지역으로 정의한다. 간접고립지역은 해당 지역의 용수공급 경로가 모두 직접고립지역에 포함될 경우 이로 인해 용수공급이 차단됨으로써 발생한다. 이때 밸브가 필요한 구역에 적절히 배치 되어 있지 않은 경우, 불필요하게 많은 부분을 격리하게 되고, 이로 인하여 단수피해가 더욱 증가하게 된다. 따라서 밸브의 적정위치 선정은 중요한 문제이다. 동일한 관이 파손되더라도 단수구역은 밸브의 개수 및 위치에 따라 달라지며, 관 파손에 의한 용수의 미공급량을 최소화하기 위해 최적 밸브의 개수 및 위치를 파악할 필요가 있다.
본 연구에서는 관 파손이 일어나 밸브가 차폐되는 경우 발생하는 단수구역을 직접고립지역과 간접고립지역으로 나누어 파악하고, 이를 통해 단수용량을 계산함으로써 관 파손상황에 따른 용수공급상황을 보다 현실적으로 분석하고, 이를 통해 최적 밸브위치를 결정하고 한다. 단수구역 탐색 및 미공급유량 계산 알고리즘을 개발하고, 최적화 알고리즘을 접목시킴으로써 단수구역 및 미공급유량이 최소가 되는 밸브의 적정 개수 및 위치를 결정하는 방법을 제시하며, 이를 통해 상수관망의 설계 및 보강 단계에서 활용 가능할 것으로 기대된다.
목차
제 1 장 서 론 11.1. 연구배경 및 목적 11.2. 국내외 연구동향 2제 2 장 이론적 배경 52.1. 상수관망의 기본 개념 52.2. 상수관망 시스템 모의 52.2.1. 격점요소 62.2.2. 연결요소 62.3. 단위구역의 기본 개념 82.3.1. 직접고립지역의 정의 92.3.2. 간접고립지역의 정의 92.4. 최적화 이론 102.4.1. 최적화의 정의와 필요성 102.4.2. 최적화 기법의 종류 102.4.3. 유전자 알고리즘의 기본 개념 11제 3 장 연구 방법 163.1. 단위구역 탐색 방법 163.1.1. 직접고립지역 탐색 방법 163.1.2. 간접고립지역 탐색 방법 213.1.3. 개선된 간접고립지역 탐색 방법 263.2. 단수용량 계산 방법 333.3. 밸브 설치 비용 계산 방법 343.4. 최적화 모형의 개요 353.4.1. 단일목적 최적화의 목적함수 353.4.2. 다목적 최적화의 목적함수 353.4.3. 유전자 알고리즘의 적용 36제 4 장 적용 결과 374.1. 적용 관망의 구석 374.2. 절점의 중요도 적용 374.3. 최적화 적용 및 결과 384.3.1. 기존 및 개선된 간접고립지역 탐색 방법 비교 결과 384.3.2. 단일목적 최적화 적용 결과 404.3.3. 다목적 최적화 적용 결과 434.3.4. 단일목적 및 다목적 최적화 결과 비교 49제 5 장 결론 및 향후 연구 505.1. 결론 505.2. 향후 연구 51참 고 문 헌 52감사의 글 55
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