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개발동향

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개발동향 상세정보 게시판
분류 [정수] 상수원수확보
과제명 저수지 누수 진단을 위한 IoT 기반 스마트 계측기 및 원격계측 통합관리 시스템 개발
연구기관 주식회사 아이자랩
연구기간 2019.01.01.~2019.12.12.
연구비 801,000 천원
핵심키워드 토양수분, 3차원 분석, 저수지 누수, 시간영역반사파 검출 방식 수분센서
요약

연구목적 및 필요성

 O 세월호 사고 이후 대국민 안전관리 강화 추세이며 물과 관련하여 최근 노후 저수지 붕괴가 해마다 발생하여 사고예방 및 안전에 대한 사회적 요구 증대

 O 누수 및 집중호우로 인한 저수지 붕괴사고 2002년 이후 24건으로 증가추세이며, 제방유실로 인한 농경지 침수, 유실 등 이와 관련된 제방 대규모 인명 및 재산피해 발생이 우려됨

 O 이에, 본 연구는 TDR 방식의 토양수분센서를 적용한 구조물 저 영향 계측장치를 개발하여 노후화 저수지 및 제체의 누수 감지 계측 데이터를 원격수집하고 안정성 예측 평가를 위한 3차원 해석 알고리즘을 적용한 통합모니터링 시스템 개발을 목적으로 함

 

연구 내용 및 범위

 O 외경 3.5cm 이내의 직관식 삽입장치에 의한 수직 깊이 방향 설치로 연속측정 가능한 내장형 TDR 토양수분 센서 개발

 O IoT 전용 플랫폼(LoRa) CDMA를 이용한 원격무선게이트웨이 개발

 O 계측 기반의 저수지 누수 및 안전성 해석, 진단 모니터링 기술 개발

 O 계측장치 설치용 장비 개발

 O 농어촌 정비법에 따른 1(30만톤 이상) 2(30만톤 미만)을 대상으로 하는 시범설치구역 선정 및 시범운용

연구성과

연구결과

 O 원격무선게이트웨이 개발

 O 무선망 인터페이스 개발

 O TCP/IP 프로토콜 개발

 O 케이블 전극 및 TDR 방식 계측기 제작

 O 계측장치 스마트 펌웨어 개발

 O 계측을 통한 데이터 베이스 프로그램 설계

 O 3차원 평가프로그램 설계 및 프로그램 작성

 O 원격 통합시스템 구축 및 Test

 O 계측 장치 설치 운영을 통한 문제점 보완

 O 국내 저수지 현황 및 기술수준 분석

 O 저수지 제체 누수 영향인지 분석 및 저수지 현장조사

 O 계측기 현장설치를 위한 장치 개발 설계 및 실외 효율성 시범 시공

 O Rod형 계측기 현장설치 장치 개발

 O 장치개발 및 Field Test

 O 토양수분 누수 진단 활용성 평가

 O 실내모형실험에 따른 계측기 특성 분석

 O 적용성 검증 및 시범 운용

 O 노후화 제체 안정성을 위한 계측 방안 마련

 

활용계획

 O 국내 지자체 및 농어촌공사에서 관리하고 있는 댐과 저수지의 경우 전문 인력 부족과 관리 비용 문제로 인해 체계적인 안전관리가 이루어지지 못하고 있는 실정으로 본 과제를 통한 계측기 개발을 통해 저비용 고효율의 실시간 안전관리가 가능하므로 공익적 측면에서 효율적이고 체계적인 안전관리가 가능해 질 것으로 예상 됨

 O 현재 노후 저수지에 대하여 들어가는 예산은 사후 복구비용에 많은 비중을 차지하고 있음. 이는 정확한 시설물의 진단과 계측이 이루어지고 있지 않기 때문이며, 산대저수지(25만톤 규모)가 붕괴 되었을 당시 직접 피해액은 2억여원에 불과했지만 복구비를 포함한 전체 개보수 비용만 34억으로 추정됨. 이처럼 개발된 장비를 통해 미리 계측을 수행하면 재난으로 발생 되는 막대한 비용을 절감할 수 있음

 

주요성과

 O 보고서 1

 O 논문 1

 O 특허출원 7

 O 특허등록 3

 O 소프트웨어 등록 2

첨부파일 저수지_누수_진단을_위한_IoT_기반_스마트_계측기_및_원격계측_통합관리_시스템_개발.pdf
출처 국토교통과학기술진흥원
등록일 2020-08-04

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