KR101591271B1 - 하수관거 정비 판단을 위한 의사결정 시스템 및 그 방법 - Google Patents
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Abstract
하수관거의 결함코드 및 결함점수를 실정에 맞게 설정하고 하수관거 심각도 점수와 환경적 중요도를 반영함으로써 하수관거 관리자 또는 하수관거 조사자가 하수관거 정비 판단의 의사결정을 용이하게 수행할 수 있고, 또한, 자동 산출된 종합적 정비 우선순위에 의거하여, 지자체 관리자는 지자체에 할당된 연간예산에 의하여 최적 예산배분을 실시할 수 있으며, 지자체 관리자는 분구별 정비옵션 또는 관거별 정비옵션에 따라서 최적예산배분을 수행할 수 있는, 하수관거 정비 판단을 위한 의사결정 시스템 및 그 방법이 제공된다.
Description
본 발명은 하수관거 정비 우선순위 판단에 관한 것으로, 보다 구체적으로, 하수관거 정비 우선순위를 평가하기 위해서 구조적 결함점수 및 수리적 결함점수로 이루어진 하수관거 심각도 점수와 환경적 중요도를 반영하는 하수관거 정비 판단을 위한 의사결정 시스템 및 그 방법에 관한 것이다.
최근 국내에서 사회기반시설물에 대한 자산관리체계 도입을 위한 연구가 활발히 진행되고 있으며, 특히, 지하 매설물은 자산 기능상실(Asset Failure)시 발생하는 사회적, 환경적 비용이 일상적인 유지관리비용 또는 보수비용보다 매우 큰 특성을 가지고 있기 때문에 예방적인 유지관리체계로 전환하는 자산관리 기법의 적용은 필수적이다.
이러한 사회기반시설물에 대한 "자산관리는 인프라 자산을 수용할 수 있는 리스크 범위 내에서 관리하고, 요구하는 수준으로 고객에게 지속적인 서비스를 제공하면서, 소유 및 운영의 총비용을 최소화하기 위해 최적화한 통합프로세스"라고 정의하고 있다. 따라서 이러한 사회기반시설물의 예방적 유지관리체계를 구현할 수 있는 공학적 기반은 자산관리 대상시설에 대한 유의미한 모든 데이터베이스를 취합하고, 이를 분석함으로써 가능해진다.
한편, 지자체가 보유하고 있는 하수관거의 정보 데이터베이스(DB)는 관종, 관경, 매설년도 등의 기본 제원을 포함하고 있지만, 하수관거의 상태 및 성능 평가를 수행하려면 CCTV 조사 및 이에 따른 기록체계가 매우 중요하다. 예를 들면, 국내 하수관거의 CCTV를 통한 결함판단지표는, 도 1에 도시된 바와 같이, 이상항목에 따라 A, B, C 정비등급으로 구분하고, 결함 개소수를 통하여 결함을 판단한다.
도 1은 종래의 국내 수준의 하수관거 불량판단 기준으로서, 이상항목에 따른 A, B 및 C 정비등급의 분류를 예시하는 도면이다.
그러나 기존의 하수관거 이상항목 판단기준인 A, B 및 C 정비등급에 따른 분류 및 이에 따른 이상항목 집계표로 분석하는 방식은 예방적 유지관리를 위한 판단지표를 제공할 수 없다. 즉, 이러한 결함판단지표는 정량적인 판단이 불가능하며, 하수관거의 정비 우선순위를 평가할 수 없는 방식이다.
다시 말하면, 종래의 하수도 관리 시스템의 DB 체계에서는, 도 1에 도시된 바와 같이, 하수관의 이상항목에 대한 판정기준을 A, B 및 C 정비등급으로 구분하고 있으나, 판정에 대한 일관성이 없고 구체적이지 못하기 때문에, 자산관리 시스템으로 변모하기 위한 표준 DB 프로토콜 체계를 개발하여야 하고, 노후화 등급에 따라 성능을 점수화해야 한다.
한편, 선행 기술로서, 대한민국 등록특허번호 제10-473112호에는 "관거정비 의사결정 지원 시스템 및 그 방법"이라는 명칭의 발명이 개시되어 있는데, 사용자 기능 선택 수단과 의사결정 지원 결과물을 GIS-기반의 그래픽 화면에 표출하는 시스템에 관한 것으로, 종래의 기술에 따른 관거정비 의사결정 지원 시스템은 의사결정을 위해 다양한 주변의 세부 항목별 가중치 정보를 합산하여 관거별 노후도를 계산하고, 우선순위를 출력하는 방식을 채택하고 있다.
하지만 종래의 기술에 따른 관거정비 의사결정 지원 시스템의 경우, 리스크-기반의 정량적 산출이 불가능하며, 가중치 정보는 항목별 0~10점까지 일률적으로 매겨져 있기 때문에 항목별로 상대적인 가중치 크기가 나타나지 않으며, 이를 합산하여 어떻게 우선순위를 매기는 지에 대해서 구체적으로 제시된 바 없다.
구체적으로, 종래의 기술에 따른 관거정비 의사결정 지원 시스템의 경우, 가중치 항목은 매설지역, 도로, 매설년수, 파손여부, 토양조건의 전기저항률, pH, 토양종류, 관경, Joint 방식, 밸브·분기·연결관, 접속관 및 부속관, I/I 비율, 관 유속상태로 구분하고 있다.
그러나 이러한 가중치 항목들은 지자체 관리자가 방법이나 비용측면에서 취득하기 어려운 항목들(예를 들면, 토양조건의 전기저항률, pH, 토양종류)이 대부분이며, 또한, 하수관이 아닌 상수관(주철관)에 해당되는 무의미한 가중치 항목들(예를 들면, 밸브·분기·연결관, 접속관 및 부속관, 내부부식정도 n값)이 존재한다.
또한, 이러한 가중치에 대한 구체적인 사례를 살펴보면, 매설지역 항목은 공업지역, 해안지역, 도시지역, 기타지역 등으로 구분하고 있으나, 이러한 구분은 지자체 단위에서 실제로 활용하기 위한 의사결정구조가 아니라 국가 또는 행정구역 도 단위에서 구분이 필요할 때 활용하는 거시적인 지역 구분이다. 따라서 하수관거 정비주체(시 또는 자치구)의 공무원의 사용용도에 적합하지 않다. 이와 같이 종래의 기술에 따른 정비 의사결정지원시스템은 실제로 지자체 관리자가 활용하기에 불가능하다는 문제점이 있다.
한편, 다른 선행 기술로서, 본 발명의 출원인에 의해 특허 출원되어 등록된 대한민국 등록특허번호 제10-1092883호에는 "상하수도 관망의 자산관리 시스템"이라는 명칭의 발명이 개시되어 있는데, 지리정보 시스템(GIS) 기반의 상하수도 관망에 대해 자산관리체계가 적용되는 상하수도 관망의 자산관리 시스템에 관한 것이다.
도 2는 종래의 기술에 따른 상하수도 관망의 자산관리 시스템이 적용되는 하수관망 자산관리 의사결정지원 체계의 순서도이다.
도 2에 도시된 바와 같이, GIS-기반 자산관리 DB 표준 프로토콜을 통하여 서비스 수준 및 성능평가 점수를 계산하고, 목표 서비스 수준에 따라서 최적 정비 우선순위를 결정할 수 있다.
구체적으로, 기존의 통상적인 하수도관리 시스템(10)의 경우, DB 정보로부터 서비스수준(LOS) 및 성능평가(PI) 점수 계산을 위한 데이터 추출이 불가능하였기 때문에, 종래의 기술에 따른 상하수도 관망의 자산관리 시스템은, 기존 하수도관리 시스템(10)의 DB 정보를 갱신하여 GIS-기반 자산관리 DB 표준 프로토콜(20)을 구축하고, 상기 GIS-기반 자산관리 DB 표준 프로토콜(20)로부터 데이터를 추출하며, 고객 관점과 관리자 관점의 GAP을 분석함으로써 서비스수준(LOS) 및 성능평가(PI) 점수를 계산한다(S10).
이후, 목표 서비스수준(LOS)을 설정한 후(S20), 리스크 및 B/C 분석-기반 노후화모델 의사결정을 통해 최적정비 우선순위 의사결정을 수행한다(S30). 다음으로, LCC-기반 최소비용을 분석한 후(S40), 장기적 재무전략을 수립하고(S50), 이후, 복구 및 정비를 수행하고(S60), 이에 따른 이력 DB를 GIS-기반 자산관리 DB 표준 프로토콜(20)에 추가할 수 있다.
한편, 도 3은 종래의 기술에 따른 상하수도 관망의 자산관리 시스템에 적용되는 하수관망의 정량적 성능평가 리스크 점수를 예시하는 도면이다.
도 3을 참조하면, 종래의 기술에 따른 상하수도 관망의 노후화(또는 리스크) 등급분류 및 노후화 모델은 리스크 등급점수를 부여할 수 있다. 예를 들면, 하수관망의 노후화 단계를 10단계로 예시하였으며, 관망의 구조적 노후화 점수, 관망의 기능적(수리적 통수능력) 성능점수, 환경적 중요도 점수(예를 들면, 실패 시에 사회적 환경적 파급효과)를 통합하여 점수화할 수 있다. 이러한 등급접수는 단지 예시를 위해 나타낸 것으로, 자료를 최적화할 경우 달라질 수 있다.
또한, 하수관망 분야의 리스크-기반 성능평가점수의 예로서, 이러한 노후화 등급을 계산하는 방법에서, 리스크 점수는 다음의 수학식 1에 도시된 바와 같이 회귀분석을 통한 가중치 인자를 산출할 수 있으며, 이때, 상기 가중치 인자는 지역에 따라 달라질 수 있다.
이때, 수학식 1로 도시된 하수관거의 리스크 점수는 맨홀(Manhole)과 맨홀 사이의 구조적 최고점수와 수리적 최고점수를 합하여 산출할 수 있었다. 그러나 지자체 특성별로 가중치(
) 범위를 적용하여 계산할 경우, 도 3의 리스크 등급 및 리스크 점수화로 나타낸 바와 같이, 1등급을 0~10점, 2등급을 10~100점, 3등급을 100~200점, 4등급을 200~350점, 5등급을 350~500점으로 표출하는데, 이때, 지자체 관리자에게 표준적인 자료를 제공하지 못하였을 뿐만 아니라, 하수관거 정비를 위한 구체적인 판단과 요구사항을 제시하지 못하였다.
또한, 종래의 기술에 따른 상하수도 관망의 자산관리 시스템에 적용되는 하수관망의 정량적 성능평가 리스크 점수의 경우, 자산관리를 위한 CCTV 조사결과에 대하여 구체화된 리스크 기반 하수관거 DB 표준 프로토콜 체계를 제시하지 못하였기 때문에 관거별 또는 처리분구별 정비 우선순위 및 지자체 할당예산에 따른 의사결정지원 단계에 이르지 못하고 있다.
전술한 바와 같이, 종래의 기술에 따른 리스크-기반 결함코드 및 결함점수 방식을 채택하여 하수관거의 구조적 결함 및 수리적 결함 특성을 평가할 수 있게 되었지만, 하수관거 정비 의사결정체계를 지원할 수 있는 구체적인 로직은 아직까지 제시되지 못하고 있는 실정이다.
다시 말하면, 하수관거 자산관리를 위한 소프트웨어 및 구축 시스템은 목적과 개발 범위에 따라서 지리정보시스템(GIS)의 연동, 방대한 인벤토리 구축, 하수관거 노후화 모델, 장기적 재무관리 예측 등을 탑재하고 있는 프로그램이 존재할 수 있는데, 국내의 경우, 장기적인 노후화 추이 분석을 수행할 만한 오랜 이력 데이터와 매설 경과년수를 보유하고 있지 않다. 따라서 하수관거 상태평가 DB 표준체계 수립 및 이에 따른 정비 우선순위 의사결정을 지원할 수 있는 구체적인 방법이 요구되고 있는 실정이다.
한편, 다른 선행기술로서, 대한민국 등록특허번호 제10-1299706호에는 "하수관거 자산관리 시스템"이라는 명칭의 발명이 개시되어 있는데, 각각의 하수관거에 대해 서비스수준을 설정하고, 각각의 하수관거에 대해 물리적 평가와 재무적 평가에 의해 향후 정비 시나리오를 도출하여 결론적으로 유지보수결정이 된 특정 하수관거에 대한 서비스수준을 정비 시나리오를 통해 보정하도록 함으로써 비용적, 시기적으로 최적의 공사 지침을 제공하여 하수관거의 자산으로서 관리를 효율적으로 수행할 수 있도록 하는 하수관거 자산관리 시스템에 관한 것이다.
종래의 기술에 따른 하수관거 자산관리 시스템에 따르면, 하수관거의 물리적, 재무적 상태를 종합적으로 평가하여 하수관거 예방적 유지/보수에 적정의 시기, 비용, 수준을 도출함으로써 하수관거에 대한 종합적인 자산관리를 수행할 수 있다.
하지만, 종래의 기술에 따른 하수관거 자산관리 시스템의 경우, 하수관거의 CCTV 조사시 발견되는 각종 결함에 따른 하수관거 정비를 위한 구체적인 의사결정을 수행할 수 없다는 문제점이 있다.
한편, 하수관거는 구조적 강도와 수리적 통수능력에 대한 건전성을 유지하지 못할 경우, 하수를 목적지까지 원활히 이송할 수 없고, 환경적 악영향을 최소화할 수 없다. 예를 들면, 하수관거의 결함이 악화되면, 구조적 결함은 점차 노후화되어 최악의 경우 하수관이 파괴되어 도로함몰을 발생시키기 때문에 사전에 보수보강을 실시해야 하며, 또한, 하수관의 수리적 결함은 점차 악화되어 최악의 경우 관막힘이 발생되어 통수기능을 완전히 상실하기 때문에, 원활한 통수능력을 유지하려면 적절한 준설 관리를 수행해야 한다. 궁극적으로 이러한 긴급 정비구간을 우선적으로 정비하기 위해 소요되는 비용을 지자체 관리자에게 제시할 필요성이 있다.
따라서 하수관거의 예방적 자산관리를 수행하기 위해서는 하수관거의 CCTV 조사시 발견되는 각종 결함들을 구분하여 표준화된 결함코드로 부여하고, 각 결함코드는 하수관거의 기능이 상실되는 구조적 결함 및 수리적 결함으로서 관함몰과 관막힘에 대한 상대적 건전도 비율로 계산된 심각도 점수를 부여하는 것이 필요하다.
특히, 국내의 경우, 하수관거 정비 의사결정체계를 지원할 수 있는 구체적인 로직이 제시되지 못하고 있기 때문에, 지자체 관리자에게 하수관거 정비를 위한 판단 척도, 정비비용 산출, 정비 우선순위를 지원하는 의사결정 시스템의 개발이 필요한 실정이다.
전술한 문제점을 해결하기 위한 본 발명이 이루고자 하는 기술적 과제는, 하수관거의 결함코드 및 결함점수를 실정에 맞게 설정하고 하수관거 심각도 점수와 환경적 중요도를 반영함으로써 하수관거 관리자 또는 하수관거 조사자가 하수관거 정비 판단의 의사결정을 용이하게 수행할 수 있는, 하수관거 정비 판단을 위한 의사결정 시스템 및 그 방법을 제공하기 위한 것이다.
본 발명이 이루고자 하는 다른 기술적 과제는, 자동 산출된 종합적 정비 우선순위에 의거하여, 지자체 관리자는 지자체 할당된 연간예산에 의하여 최적 예산배분을 실시할 수 있으며, 지자체 관리자는 분구별 정비옵션, 또는 관거별 정비옵션에 따라서 최적예산배분을 수행할 수 있는, 하수관거 정비 판단을 위한 의사결정 시스템 및 그 방법을 제공하기 위한 것이다.
전술한 기술적 과제를 달성하기 위한 수단으로서, 본 발명에 따른 하수관거 정비 판단을 위한 의사결정 시스템은, 지리정보시스템(GIS) 내에서 보유하고 있는 하수관거 기본제원 데이터를 불러들이는 하수관거 기본제원 수집부; CCTV를 이용하여 하수관거 결함을 조사하는 하수관거 결함 조사부; 상기 하수관거 결함 조사부에서 조사된 결함 종류, 유형 및 심각도에 따라 부여되는 구조적 결함코드 및 수리적 결함코드를 결정하는 결함코드 결정부; 상기 구조적 결함코드 및 수리적 결함코드가 부여된 각각의 결함에 대해 구조적 결함점수 및 수리적 결함점수를 결정하고, 각각의 등급을 결정하는 결함점수 결정부; 상기 구조적 결함점수로서 구조적 평균점수 또는 구조적 재평균점수를 산출하고, 상기 수리적 결함점수로서 수리적 평균점수를 산출하며, 상기 구조적 결함점수 및 상기 수리적 결함점수에 대응하는 하수관거 심각도 점수를 산출하는 하수관거 심각도 점수 산출부; 계층적 분석화 과정(AHP) 분석을 통해 환경적 중요도를 결정하는 환경적 중요도 결정부; 상기 하수관거 심각도 점수 및 상기 환경적 중요도에 따른 리스크 점수를 산출하고, 하수관거 정비 우선순위를 자동으로 산출하는 리스크 점수 및 하수관거 정비 우선순위 결정부; 및 상기 하수관거 정비 우선순위에 따라 소요예산을 산출하는 소요예산 산출부를 포함하되, 상기 하수관거 심각도 점수 산출부는, 구조적 평균점수 또는 (구조적 평균점수 + 구조적 최고점수)/2로 주어지는 구조적 재평균점수를 구조적 결함점수로 산출하는 구조적 결함점수 산출부; 및 관로내 수리적 결함점수의 합을 관로의 조사 연장으로 나눈 값인 수리적 평균점수를 수리적 결함점수로 산출하는 수리적 결함점수 산출부를 포함하되, 상기 구조적 평균점수는 관로내 구조적 결함점수의 합을 관로의 조사 연장으로 나눈 값이고, 상기 구조적 최고점수는 관로내 구조적 결함 최고점수를 관로의 조사 연장으로 나눈 값이며, 상기 구조적 재평균점수는 상기 구조적 평균점수와 구조적 최고점수의 합을 2로 나누어 재평균하며, 상기 수리적 결함점수는 하수관거 결함이 수리적 통수성능을 저하시키는 손실수두 비율에 따라 1~100점의 점수를 배분하는 수리적 평균점수로 주어지고, 상기 수리적 평균점수는 관로내 수리적 결함점수의 합을 관로의 조사 연장으로 나눈 값으로서, 하수관거당 실질적인 통수능력과 비례하고,
상기 환경적 중요도 결정부는 환경적 중요도로서, 수명, 토피, 관경, 관종, 위치, 통수능력, 토양조건, 준설관리, Inflow/Infiltration, 서비스를 포함하는 10개 항목의 가중치를 결정하며,
상기 리스크 점수 및 하수관거 정비 우선순위 결정부는, 상기 구조적 평균점수가 0.0~2.99이고, 상기 구조적 최고점수가 0~14인 경우, 구조적 등급을 1등급으로 판단하여 조치없음으로 정비판단 의사결정을 수행하고, 상기 구조적 평균점수가 3.0~6.49이고, 상기 구조적 최고점수가 15~29인 경우, 구조적 등급을 2등급으로 판단하여 유지관리로 정비판단 의사결정을 수행하고, 상기 구조적 평균점수가 6.5~9.99이고, 상기 구조적 최고점수가 30~50인 경우, 구조적 등급을 3등급으로 판단하여 전체보수로 정비판단 의사결정을 수행하고, 상기 구조적 평균점수가 10.0~24.99이고, 상기 구조적 최고점수가 51~75인 경우, 구조적 등급을 4등급으로 판단하여 단기교체로 정비판단 의사결정을 수행하고, 상기 구조적 평균점수가 25.0 이상이고, 상기 구조적 최고점수가 76~100인 경우, 구조적 등급을 5등급으로 판단하여 긴급교체로 정비판단 의사결정을 수행하며,
상기 리스크 점수 및 하수관거 정비 우선순위 결정부는, 상기 수리적 평균점수가 0~0.99이고, 수리적 최고점수가 0~5인 경우, 수리적 등급을 1등급으로 판단하여 조치없음으로 정비판단 의사결정을 수행하고, 상기 수리적 평균점수가 1.0~2.49이고, 수리적 최고점수가 6~14인 경우, 수리적 등급을 2등급으로 판단하여 10년 1회 준설로 정비판단 의사결정을 수행하고, 상기 수리적 평균점수가 2.5~6.99이고, 수리적 최고점수가 15~39인 경우, 수리적 등급을 3등급으로 판단하여 5년 1회 준설로 정비판단 의사결정을 수행하고, 상기 수리적 평균점수가 7.0~9.99이고, 수리적 최고점수가 40~79인 경우, 수리적 등급을 4등급으로 판단하여 3년 1회 준설로 정비판단 의사결정을 수행하고, 상기 수리적 평균점수가 10 이상이고, 수리적 최고점수가 80 이상인 경우, 수리적 등급을 5등급으로 판단하여 긴급준설로 정비판단 의사결정을 수행하며, 상기 리스크 점수 및 하수관거 정비 우선순위 결정부에서 자동 산출된 종합적 하수관거 정비 우선순위에 의거하여, 상기 소요예산 산출부는 소요 예산을 산출하되, 상기 소요예산은 유지관리 소요예산과 정비 소요예산으로 구분되고, 상기 유지관리 소요예산은 유지관리 소요량에 의거하여 단위보수비용을 곱한 값으로 계산되고, 상기 정비 소요예산은 전체 보수 또는 교체대상 관로에 대하여 단위보수비용을 곱하여 자동 산출되는 것을 특징으로 한다.
상기 환경적 중요도 결정부는 환경적 중요도로서, 수명, 토피, 관경, 관종, 위치, 통수능력, 토양조건, 준설관리, Inflow/Infiltration, 서비스를 포함하는 10개 항목의 가중치를 결정하며,
상기 리스크 점수 및 하수관거 정비 우선순위 결정부는, 상기 구조적 평균점수가 0.0~2.99이고, 상기 구조적 최고점수가 0~14인 경우, 구조적 등급을 1등급으로 판단하여 조치없음으로 정비판단 의사결정을 수행하고, 상기 구조적 평균점수가 3.0~6.49이고, 상기 구조적 최고점수가 15~29인 경우, 구조적 등급을 2등급으로 판단하여 유지관리로 정비판단 의사결정을 수행하고, 상기 구조적 평균점수가 6.5~9.99이고, 상기 구조적 최고점수가 30~50인 경우, 구조적 등급을 3등급으로 판단하여 전체보수로 정비판단 의사결정을 수행하고, 상기 구조적 평균점수가 10.0~24.99이고, 상기 구조적 최고점수가 51~75인 경우, 구조적 등급을 4등급으로 판단하여 단기교체로 정비판단 의사결정을 수행하고, 상기 구조적 평균점수가 25.0 이상이고, 상기 구조적 최고점수가 76~100인 경우, 구조적 등급을 5등급으로 판단하여 긴급교체로 정비판단 의사결정을 수행하며,
상기 리스크 점수 및 하수관거 정비 우선순위 결정부는, 상기 수리적 평균점수가 0~0.99이고, 수리적 최고점수가 0~5인 경우, 수리적 등급을 1등급으로 판단하여 조치없음으로 정비판단 의사결정을 수행하고, 상기 수리적 평균점수가 1.0~2.49이고, 수리적 최고점수가 6~14인 경우, 수리적 등급을 2등급으로 판단하여 10년 1회 준설로 정비판단 의사결정을 수행하고, 상기 수리적 평균점수가 2.5~6.99이고, 수리적 최고점수가 15~39인 경우, 수리적 등급을 3등급으로 판단하여 5년 1회 준설로 정비판단 의사결정을 수행하고, 상기 수리적 평균점수가 7.0~9.99이고, 수리적 최고점수가 40~79인 경우, 수리적 등급을 4등급으로 판단하여 3년 1회 준설로 정비판단 의사결정을 수행하고, 상기 수리적 평균점수가 10 이상이고, 수리적 최고점수가 80 이상인 경우, 수리적 등급을 5등급으로 판단하여 긴급준설로 정비판단 의사결정을 수행하며, 상기 리스크 점수 및 하수관거 정비 우선순위 결정부에서 자동 산출된 종합적 하수관거 정비 우선순위에 의거하여, 상기 소요예산 산출부는 소요 예산을 산출하되, 상기 소요예산은 유지관리 소요예산과 정비 소요예산으로 구분되고, 상기 유지관리 소요예산은 유지관리 소요량에 의거하여 단위보수비용을 곱한 값으로 계산되고, 상기 정비 소요예산은 전체 보수 또는 교체대상 관로에 대하여 단위보수비용을 곱하여 자동 산출되는 것을 특징으로 한다.
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본 발명에 따르면, 하수관거의 결함코드 및 결함점수를 실정에 맞게 설정하고 하수관거 심각도 점수와 환경적 중요도를 반영함으로써 하수관거 관리자 또는 하수관거 조사자가 하수관거 정비 판단의 의사결정을 용이하게 수행할 수 있다.
본 발명에 따르면, 자동 산출된 종합적 정비 우선순위에 의거하여, 지자체 관리자는 지자체에 할당된 연간예산에 의하여 최적 예산배분을 실시할 수 있으며, 지자체 관리자는 분구별 정비옵션 또는 관거별 정비옵션에 따라서 최적예산배분을 수행할 수 있다.
본 발명에 따르면, 하수관거 상태평가 표준화 데이터베이스를 바탕으로 하수관거별 정비판단 의사결정, 하수관거별 정비우선순위 의사결정, 분구별/관거별 예산배분 의사결정을 지원할 수 있다.
본 발명에 따르면, 분구별/관거별 예산배분 의사결정을 통해 관리자가 연간 할당예산에 따른 관할구역의 효율적인 정비 계획을 수립할 수 있도록 지원하며, 하수관거의 예방적 유지관리를 수행할 수 있는 기초자료를 제공할 수 있다.
도 1은 종래의 국내 수준의 하수관거 불량판단 기준으로서, 이상항목에 따른 A, B 및 C 정비등급의 분류를 예시하는 도면이다.
도 2는 종래의 기술에 따른 상하수도 관망의 자산관리 시스템이 적용되는 하수관망 자산관리 의사결정지원 체계의 순서도이다.
도 3은 종래의 기술에 따른 상하수도 관망의 자산관리 시스템에 적용되는 하수관망의 정량적 성능평가 리스크 점수를 예시하는 도면이다.
도 4는 본 발명의 실시예에 따른 하수관거 정비 판단을 위한 의사결정 시스템의 구성도이다.
도 5는 본 발명의 실시예에 따른 하수관거 정비 판단을 위한 결함등급 및 결함점수에 따른 정비판단 의사결정을 예시하는 도면이다.
도 6은 본 발명의 실시예에 따른 하수관거 정비 판단을 위한 의사결정 시스템에 적용되는 구조적 결함코드 및 결함점수의 결정을 예시하는 도면이다.
도 7은 본 발명의 실시예에 따른 하수관거 정비 판단을 위한 의사결정 시스템에 적용되는 수리적 결함코드 및 결함점수의 결정을 예시하는 도면이다.
도 8은 본 발명의 실시예에 따른 하수관거 정비 판단을 위한 의사결정 시스템에서 준설 소요량을 자동 산출할 수 있는 준설 소요량 함수식을 예시하는 도면이다.
도 9는 본 발명의 실시예에 따른 하수관거 정비 판단을 위한 의사결정 방법의 동작흐름도이다.
도 10a 내지 도 10f는 각각 본 발명의 실시예에 따른 하수관거 정비 판단을 위한 의사결정 방법의 구체적인 과정을 설명하기 위한 도면들이다.
도 11은 본 발명의 실시예에 따른 하수관거 정비 판단을 위한 의사결정 시스템 구현시 하수관거별 구조적 상태 및 수리적 성능 판단 의사결정 계산시트를 예시하는 도면이다.
도 12는 본 발명의 실시예에 따른 하수관거 정비 판단을 위한 의사결정 시스템 구현시 하수관거별 정비우선순위 판단 의사결정을 예시하는 도면이다.
도 13은 본 발명의 실시예에 따른 하수관거 정비 판단을 위한 의사결정 시스템 구현시 예산 최적 배분을 위한 의사결정을 예시하는 화면이다.
도 2는 종래의 기술에 따른 상하수도 관망의 자산관리 시스템이 적용되는 하수관망 자산관리 의사결정지원 체계의 순서도이다.
도 3은 종래의 기술에 따른 상하수도 관망의 자산관리 시스템에 적용되는 하수관망의 정량적 성능평가 리스크 점수를 예시하는 도면이다.
도 4는 본 발명의 실시예에 따른 하수관거 정비 판단을 위한 의사결정 시스템의 구성도이다.
도 5는 본 발명의 실시예에 따른 하수관거 정비 판단을 위한 결함등급 및 결함점수에 따른 정비판단 의사결정을 예시하는 도면이다.
도 6은 본 발명의 실시예에 따른 하수관거 정비 판단을 위한 의사결정 시스템에 적용되는 구조적 결함코드 및 결함점수의 결정을 예시하는 도면이다.
도 7은 본 발명의 실시예에 따른 하수관거 정비 판단을 위한 의사결정 시스템에 적용되는 수리적 결함코드 및 결함점수의 결정을 예시하는 도면이다.
도 8은 본 발명의 실시예에 따른 하수관거 정비 판단을 위한 의사결정 시스템에서 준설 소요량을 자동 산출할 수 있는 준설 소요량 함수식을 예시하는 도면이다.
도 9는 본 발명의 실시예에 따른 하수관거 정비 판단을 위한 의사결정 방법의 동작흐름도이다.
도 10a 내지 도 10f는 각각 본 발명의 실시예에 따른 하수관거 정비 판단을 위한 의사결정 방법의 구체적인 과정을 설명하기 위한 도면들이다.
도 11은 본 발명의 실시예에 따른 하수관거 정비 판단을 위한 의사결정 시스템 구현시 하수관거별 구조적 상태 및 수리적 성능 판단 의사결정 계산시트를 예시하는 도면이다.
도 12는 본 발명의 실시예에 따른 하수관거 정비 판단을 위한 의사결정 시스템 구현시 하수관거별 정비우선순위 판단 의사결정을 예시하는 도면이다.
도 13은 본 발명의 실시예에 따른 하수관거 정비 판단을 위한 의사결정 시스템 구현시 예산 최적 배분을 위한 의사결정을 예시하는 화면이다.
아래에서는 첨부한 도면을 참조하여 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 본 발명의 실시예를 상세히 설명한다. 그러나 본 발명은 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며 여기에서 설명하는 실시예에 한정되지 않는다. 그리고 도면에서 본 발명을 명확하게 설명하기 위해서 설명과 관계없는 부분은 생략하였으며, 명세서 전체를 통하여 유사한 부분에 대해서는 유사한 도면 부호를 붙였다.
명세서 전체에서, 어떤 부분이 어떤 구성요소를 "포함"한다고 할 때, 이는 특별히 반대되는 기재가 없는 한 다른 구성요소를 제외하는 것이 아니라 다른 구성요소를 더 포함할 수 있는 것을 의미한다. 또한, 명세서에 기재된 "…부" 등의 용어는 적어도 하나의 기능이나 동작을 처리하는 단위를 의미하며, 이는 하드웨어나 소프트웨어 또는 하드웨어 및 소프트웨어의 결합으로 구현될 수 있다.
[하수관거 정비 판단을 위한 의사결정 시스템(100)]
도 4는 본 발명의 실시예에 따른 하수관거 정비 판단을 위한 의사결정 시스템의 구성도이다.
도 4를 참조하면, 본 발명의 실시예에 따른 하수관거 정비 판단을 위한 의사결정 시스템(100)은, 하수관거 기본제원 수집부(110), 하수관거 결함 조사부(120), 결함코드 결정부(130), 결함점수 결정부(140), 하수관거 심각도 점수 산출부(150), 환경적 중요도 결정부(160), 리스크 점수 및 하수관거 정비 우선순위 결정부(170), 소요예산 산출부(180) 및 유지관리 소요량 산출부(190)를 포함한다. 여기서, 상기 하수관거 심각도 점수 산출부(150)는 구조적 결함점수 산출부(151) 및 수리적 결함점수 산출부(152)를 포함한다.
하수관거 기본제원 수집부(110)는 지리정보시스템(GIS: 200)으로부터 하수관거 기본제원을 불러들여 수집한다. 예를 들면, 상기 하수관거 기본제원 데이터는 하수관거 Layer에 기록된 속성 테이블(Attribute Table)내에 포함된 관로명(OBJECTID), 시점맨홀명(SAT_MHE), 종점맨홀명(END_MHE), 관연장, 관경, 관종, 용도구분(합류식관, 우수관, 오수관), 관경사, 맨홀 지반고, 맨홀 관저고, 맨홀깊이, 배수구역, 배수분구, 처리구역, 처리분구, 차선통로수, 건물코드, 구축년도 및 유지보수 이력 등을 포함할 수 있다.
하수관거 결함 조사부(120)는 예를 들면, CCTV를 이용하여 하수관거 결함을 조사한다. 여기서, 상기 CCTV는 하수관거 내부를 주행하는 하수관거 결함 계측장비 내에 탑재되어 영상 데이터를 수집한다.
결함코드 결정부(130)는 상기 하수관거 결함 조사부(120)에서 조사된 결함 종류, 유형 및 심각도에 따라 구조적 결함코드 및 수리적 결함코드를 결정한다. 여기서, 상기 구조적 결함코드 및 수리적 결함코드는 각각 도 6 및 도 7에 도시된 바와 같이 주어질 수 있다.
결함점수 결정부(140)는 상기 구조적 결함코드 및 수리적 결함코드가 부여된 각각의 결함에 대해 각각의 구조적 결함점수 및 수리적 결함점수를 결정학, 각각의 등급을 결정한다. 예를 들면, 상기 수리적 결함코드는 국내의 하수관거 특성에 따라 구분하고, 이때, 수두 손실의 심각도 여부에 따라 수리적 결함점수가 도출된다.
하수관거 심각도 점수 산출부(150)는 상기 구조적 결함점수 및 상기 수리적 결함점수에 따른 하수관거 심각도 점수를 산출한다.
구체적으로, 상기 하수관거 심각도 점수 산출부(150)의 구조적 결함점수 산출부(151)는 후술하는 수학식 4 내지 수학식 6에 따라 구조적 결함점수를 산출한다. 또한, 상기 하수관거 심각도 점수 산출부(150)의 수리적 결함점수 산출부(152)는 후술하는 수학식 7에 따라 수리적 결함점수를 산출한다. 이때, 후술하는 도 5에 도시된 바와 같이, 상기 구조적 결함점수 및 수리적 결함점수에 따라 5등급으로 구분된 정비를 위한 의사결정을 지원할 수 있다.
환경적 중요도 결정부(160)는 지자체 하수도 관리자의 설문조사결과 AHP 분석을 통해 환경적 중요도 가중치 값을 도출한다. 예를 들면, 상기 환경적 중요도로서, 수명(내용년수 초과여부), 토피(깊은 매설심도 여부), 관경(대구경관 여부), 관종(취약관종여부), 위치(도심지 교통량 밀집지역 여부), 통수능력(설계유량초과 여부), 토양조건(관로내 토사유입 여부), 준설관리(관막힘 민원준설 이력 여부), Inflow/Infiltration(침입수 유입개소 여부), 서비스(병원 및 공장 배출 하수관거 여부) 등이 각각의 하수관거에 해당되는 경우, 이에 해당되는 환경적 중요도 가중치 값이 곱해질 수 있도록 분류할 수 있다.
이러한 환경적 중요도 항목은 전술한 10가지에 국한되는 것은 아니며, 지자체 특성별로 사용자가 각 항목의 범위를 선택할 수 있다. 또한, 중요도 항목 관경 가중치의 예를 들면, 지자체 하수관망내 주간선관거가 관경이 800㎜ 이상으로 매설되어 있는 경우, 지자체 관리자가 환경적 중요도 관경범위를 800㎜로 선정하면, 이에 해당되는 관거가 검출될 수 있도록 사용자 기반으로 조절할 수 있다. 이때, 본 발명의 실시예에 따른 하수관거 정비 판단을 위한 의사결정 시스템의 경우, 각 지자체별 상황이 고려될 수 있도록 지자체 담당자에게 설문을 통해 AHP 분석 결과를 대입하도록 가중치 값에 대한 사용자 입력란을 구성하였다.
리스크 점수 및 하수관거 정비 우선순위 결정부(170)는 하수관거 심각도 점수 및 환경적 중요도에 따른 리스크 점수를 산출하여 상기 산출된 리스크 점수에 따른 하수관거 정비 우선순위를 판단한다.
소요예산 산출부(180)는 상기 하수관거 정비 우선순위에 따라 소요 예산을 산출한다. 예를 들면, 상기 소요예산은 유지관리 소요예산과 정비 소요예산으로 구분되고, 상기 유지관리 소요예산은 유지관리 소요량에 의거하여 단위보수비용을 곱한 값으로 계산되고, 상기 정비 소요예산은 전체 보수 또는 교체대상 관로에 대하여 단위보수비용을 곱하여 자동 산출될 수 있다. 즉, 본 발명의 실시예에 따르면, 상기 리스크 점수 및 하수관거 정비 우선순위 결정부(170)에서 자동 산출된 종합적 하수관거 정비 우선순위에 의거하여, 관리자는 할당된 연간예산에 따라 최적 예산 배분을 실시하고, 관리자는 분구별 정비 옵션 또는 관거별 정비 옵션에 따라서 최적 예산 배분을 수행할 수 있다.
유지관리 소요량 산출부(190)는 상기 수리적 결함코드를 기입한 자료를 통하여 유지관리 소요량, 예를 들면, 준설량을 자동으로 산출할 수 있다.
또한, 본 발명의 실시예에 따른 하수관거 정비 판단을 위한 의사결정 시스템(100)은, 지자체에 구현된 지리정보시스템(GIS: 200)과 연동하도록 상기 지리정보시스템(GIS: 200)에 탑재되도록 구현될 수 있다.
본 발명의 실시예에 따른 하수관거 정비 판단을 위한 의사결정 시스템(100)에 따르면, 하수관거의 결함코드 및 결함점수를 실정에 맞게 설정하고 하수관거 심각도 점수와 환경적 중요도를 반영함으로써 하수관거 관리자 또는 하수관거 조사자가 하수관거 정비 판단의 의사결정을 용이하게 수행할 수 있다.
한편, 도 5는 본 발명의 실시예에 따른 하수관거 정비 판단을 위한 결함등급 및 결함점수에 따른 정비판단 의사결정을 예시하는 도면이다.
도 5를 참조하면, 정비판단의 의사결정을 수행함에 있어서, 구조적 평균점수 범위를 주 판단으로 하고, 보조적 판단으로서 구조적 결함최고점수를 활용하며, 수리적 평균점수를 준설을 위한 주 판단으로 하며, 수리적 최고점수를 준설을 위한 보조적 판단으로 활용가능하다. 이러한 두 가지 점수 지표는 또한 하수관거의 결함특성을 판단하는데 상호보완적인 역할을 수행할 수 있다.
예를 들면, 구조적 재평균점수는 심각도에 따라서 조치 없음, 부분보수, 전체보수, 단시일 이내의 교체, 긴급교체의 요구에 따라서 구분하고, 수리적 평균점수는 심각도에 따라 조치 없음, 10년 1회 준설, 5년 1회 준설, 3년 1회 준설, 긴급준설로 구분하였다.
한편, 통상적으로, 리스크 분석 기법은 P-I(Probability-Impact) 방법인 기능상실의 결과(Consequence of failure)와 기능상실 가능성(Likelihood of failure)에 대한 항목을 축으로 하는 리스크 매트릭스(Risk Matrix)를 구성하여 우선순위를 판단한다.
하지만, 이러한 리스크 매트릭스 방법은 하수관거별로 정비 우선순위를 판단하기는 곤란하기 때문에, 본 발명의 실시예에 따른 하수관거 정비 판단을 위한 의사결정 시스템(100)의 경우, 다음의 수학식 2와 같은 리스크 점수를 토대로 하수관거의 구조적, 수리적, 환경적 리스크가 고려된 리스크-기반 정비 우선순위 평가로직을 제공한다. 여기서, 상기 기능상실의 가능성(확률)은 하수관거 심각도 점수(Sewer Severity Score)로 나타낼 수 있고, 상기 기능상실 결과(영향력)는 환경적 중요도(Environmental Impact)로 나타낼 수 있다.
본 발명의 실시예에 따른 하수관거 정비 판단을 위한 의사결정 시스템(100)의 경우, 하수관거 심각도 점수에 환경적 중요도(가중치)를 적용하여 산출하며, 이때, 기본 분석단위는 맨홀과 맨홀 사이의 개별 하수관거 단위이다. 여기서, 하수관거 심각도 점수는 다음의 수학식 3과 같이 주어진다.
구체적으로, 상기 구조적 결함점수는 다음의 수학식 4와 같은 각각의 구조적 결함코드에 할당된 구조적 평균점수, 또는 다음의 수학식 6과 같이 각각의 구조적 결함코드에 할당된 구조적 평균점수와 구조적 최고점수를 활용한 구조적 재평균점수로 주어진다. 이때, 상기 구조적 평균점수는 다음의 수학식 4와 같이 주어지고, 상기 구조적 최고점수는 다음의 수학식 5와 같이 주어지며, 상기 구조적 재평균점수는 다음의 수학식 6과 같이 주어진다. 예를 들면, 상기 구조적 결함점수는 이음부 이완(JO1:Joint Opening Small)부터 구조적으로 가장 심각한 상태인 관함몰(PX: Pipe Collapse)까지 0점 내지 100점이 설정될 수 있다.
한편, 하수관거의 심각도는 하수관의 성능을 판단하는 최종 지표이다. 통상적으로, 하수관의 정비 요구는 구조적 함몰 발생보다는 통수능력 불량으로 인한 관막힘이나, 홍수발생 사고가 우선적으로 발생하는 경우가 많다. 따라서 하수관거의 구조적 결함요소와 수리적 결함요소를 종합적으로 판단하여 하수관거의 심각도 점수를 산출한다.
상기 수리적 결함점수는 다음의 수학식 7과 같이 하수관거 결함이 수리적 통수성능을 저하시키는 손실수두 비율에 따라 1~100점의 점수를 배분하는 수리적 평균점수로 주어지고, 구체적으로, 상기 수리적 평균점수는 관로내 수리적 결함점수의 합을 관로의 조사 연장으로 나눈 값으로서, 하수관거당 실질적인 통수능력과 비례한다.
한편, 본 발명의 실시예에 따른 하수관거 정비 판단을 위한 의사결정 시스템(100)에서, 구조적 평균점수 + 수리적 평균점수로 하수관거 심각도를 계산할 경우, 일반적으로 분류식 오수관의 정비 우선순위선정에 의사결정을 합당하게 지원하였으나, 합류식관에서 정비 우선순위를 선정할 경우, 퇴적토가 발생되는 관거에서 수리적 평균점수가 매우 높은 영향력을 미치는 경우가 발생하였다. 또한, 구조적 평균점수로만 계산할 경우 조사연장이 긴 경우보다 조사 연장이 짧은 경우에서 평균점수가 과대 평가되는 경향이 있었다. 또한, 구조적 최고점수는 한 구간(Span) 단위에서 긴급도, 예를 들면, 도로함몰 등을 반영하는 요소이기 때문에 이러한 속성을 구조적 심각도 점수에 반영되어야 한다. 따라서 본 발명의 실시예에 따른 구조적 심각도 평가 방법은 구조적 평균점수와 구조적 최고점수의 재평균을 활용하는 방법론을 추가적으로 개발하여 관리자가 우선순위 계산에 활용할수 있다.
또한, 하수관거의 파손에 따른 긴급보수시 지선관거보다는 간선관거가 일반적으로 복구비용 등 사회에 미치는 영향력이 크다. 이러한 영향은 지상의 교통량, 하수처리장에 불명수 유입으로 인한 처리비용 증가 등 여러 가지 비용발생 요인이 존재하기 때문에 정비 우선순위 선정시에 다음의 수학식 8에 나타낸 환경적 영향력을 포함하여 계산하여야 한다.
한편, 본 발명의 실시예에 따른 하수관거 정비 판단을 위한 결함코드는 구조적 결함과 수리적 결함으로 나누고, 결함항목(이니셜) + 심각도(숫자)의 결합으로 표기한다. 이때, 심각도 숫자는 0~4의 범위에서 표기되는데 1~2, 1~3, 1~4는 각 결함의 심각도 크기를 나타낸다. 단 0은 부분보수를 수행한 후의 구분 및 결함점수를 표기하기 위하여 생성되었다.
또한, 결함점수는 하수관거의 정비 판단 및 정비 우선순위 의사결정을 지원할 수 있도록 상대적 건전도 비율로 계산된다. 결함점수는 최악의 결함(100점)에 대한 상대적인 비율로 표기된다. 여기서, 상기 구조적 결함점수는 관함몰 결함(100점)에 대비한 상대적 심각도 비율을 통하여 산출하고, 또한, 수리적 결함점수는 수두손실 
값을 기반으로 최악의 CCTV 주행불가 결함(100점) 대비 상대적 비율로 산출한 결과로 집계한 것이다.
도 6은 본 발명의 실시예에 따른 하수관거 정비 판단을 위한 의사결정 시스템에 적용되는 구조적 결함코드 및 결함점수의 결정을 예시하는 도면이다.
본 발명의 실시예에 따른 하수관거 정비 판단을 위한 의사결정 시스템에 적용되는 구조적 결함은, 도 6에 도시된 바와 같이, 국내 실정에 맞는 항목으로 구분하였다.
예를 들면, 구조적 결함은 이음부, 관 구멍, 관 변형, 표면 부식, 균열기반 결함 등으로 구분될 수 있다. 여기서, 상기 구조적 결함점수는 15점, 30점, 50점, 75점이 각 보수 수행의 임계점이다. 구체적으로, 15점부터는 관거 유지관리를 위해서 부분보수를 수행해야 하며, 30점 이상부터는 관거의 구조적 보강을 위해서 전체보수(CIPP 공법)를 시행할 필요성이 존재한다. 또한, 50점까지는 하수관거의 전체보수(CIPP 공법)를 시행할 수 있는 임계점이고, 50 이상이면 전체보수를 수행할 수 없고, 굴착교체가 필요하다. 또한, 75점까지는 굴착교체가 필요하나, 근시일 이내에 붕괴될 가능성은 없고, 75점을 초과하는 결함은 붕괴에 임박하였으므로 긴급교체가 필요하다고 판단할 수 있다.
한편, 도 7은 본 발명의 실시예에 따른 하수관거 정비 판단을 위한 의사결정 시스템에 적용되는 수리적 결함코드 및 결함점수의 결정을 예시하는 도면이다.
본 발명의 실시예에 따른 하수관거 정비 판단을 위한 의사결정 시스템에 적용되는 수리적 결함은, 도 7에 도시된 바와 같은 결함항목으로 구분하였다. 예를 들면, 수리적 결함은 이음부 단차(JV: Joint displacement, Vertical), 관침하(DP: Dipped Pipe), 곡관(JH), 관파손(PB: Pipe, Broken), 나무뿌리 침입(Root Intrusion), 연결관 돌출(LP: Lateral, Protruding), 기타장애물(Obstacle), 토사퇴적(DE: Debris, Silty), 기름때(FOG: Fat, Oil, Grease)(DG: Debris, Grease)로 구분하였다. 또한, 퇴적토 발생에 따른 CCTV 조사불가 결함을 SADE(Survey Abandoned Debris)로 생성하고, 유량초과에 따른 CCTV조사불가 결함을 SAHW(Survey Abandoned High Waterlevel)로 생성하였다.
구체적으로, 본 발명의 실시예에 따른 하수관거 정비 판단을 위한 의사결정 시스템에서 수리적 결함점수는 상대적 결함의 심각도 분석을 위하여 수두 손실계수 
값의 비율에 따라서 적용하였다. 예를 들면, 하수관은 중력관으로 자연유하식 비만관 흐름이지만, 집중강우에 따른 비정상 유출량이 발생하면 관 흐름은 만관 흐름, 즉, 압송관 형태로 흐르기 때문에 통수능력은 각 결함들이 미치는 수두손실 영향력에 비례한다. 여기서, 수리학에서는 압송관에서 국소수두손실 관계식은 통상 Darcy-Weisbach식이라고 불리며, 다음의 수학식 9와 같이 표현할 수 있다.
여기서, 
는 손실수두를 나타내고, 
는 손실계수를 나타내며,
는 유속을 나타내고, 
는 중력가속도를 각각 나타낸다. 도 7은 이러한 수두손실계수 
값의 크기에 따라서 결함점수 배분을 실행한 결과이며, 이때, 토사퇴적은 발생하는 퇴적토량에 비례하여 결함점수를 산출하였다.
한편, 본 발명의 실시예에 따른 하수관거 정비 판단을 위한 의사결정 시스템에서, 상기 하수관거의 심각도 점수는 구조적인 기능 상실과 수리적인 기능상실에 대한 영향을 이중으로 받기 때문에 각 결함점수를 합하는 것으로 계산한다. 또한, 상기 환경적 중요도는 하수관 파손시 피해복구의 영향정도가 큰 사회경제적 손실비용을 나타내는 지표로서, 피해복구비용 또는 시민의 불편함(민원발생) 정도와 비례한다.
한편, 도 8은 본 발명의 실시예에 따른 하수관거 정비 판단을 위한 의사결정 시스템에서 준설 소요량을 자동 산출할 수 있는 준설 소요량 함수식을 예시하는 도면이다.
본 발명의 실시예에 따른 하수관거 정비 판단을 위한 의사결정 시스템에서 수리적 결함코드를 기입한 자료를 통하여 부분보수 개수와 준설량을 계산하도록 하여 유지관리 소요량을 산출할 수 있다. 예를 들면, 지자체 관리자가 이음부 단차(JV1, JV2), 이음부 결함(JF2, JF3), 관침하(DP1), 균열(CC1) 등으로 한정하여 부분보수를 하고자 한다고 설정하면, 이에 따른 부분보수 대상 개수가 자동 산출될 수 있다.
또한, 상기 수리적 결함코드 중에서 퇴적토 관련 결함코드에 따라 준설량을 산출할 수 있는 준설 소요량 함수식에 따라 퇴적토 관련 결함코드를 입력하면, 관경별로 환산된 준설량 소요량 함수를 대입하여 준설 소요량이 자동 산출될 수 있다. 예를 들면, 퇴적토 관련 결함코드(DE1: 5% 퇴적토량), (DE2: 15% 퇴적토량), (DE3: 25% 퇴적토량), (DE4: 35% 퇴적토량), (SADE: 40% 퇴적토량)별로 준설량을 산출할 수 있는 준설 소요량 함수식에 의해 관련된 수리적 결함코드 입력시 관경별로 환산된 함수를 대입하여 준설 소요량이 자동 산출된다. 예를 들면, 준설소요량 함수식은 결함별 퇴적토 비율을 분석한 결과, 다음의 수학식 10과 같은 회귀식을 활용할 수 있다. 또한, 이러한 방법으로 수리적 결함코드의 퇴적량 구분범위를 변경함에 따라서 그에 맞는 준설소요량 함수식을 도출할 수 있다.
여기서, x는 하수관경을 나타내며, y는 준설 소요량을 나타낸다.
결국, 본 발명의 실시예에 따르면, 하수관거 상태평가 표준화 데이터베이스를 바탕으로 하수관거별 정비판단 의사결정, 하수관거별 정비우선순위 의사결정, 분구별/관거별 예산배분 의사결정을 용이하게 지원할 수 있다.
본 발명의 실시예에 따르면, 하수관거별 정비 판단 의사결정 로직은 구조적 평균점수 및 최고점수, 수리적 평균점수 및 최고점수를 자동 계산하여 각각의 등급별로 정비 판단을 지원할 수 있고, 또한, 각 하수관거별로 부분보수 소요개수 및 준설량을 자동 산출하도록 지원할 수 있다.
본 발명의 실시예에 따르면, 하수관거별 정비우선순위 의사결정 로직은 구조적 결함점수 및 수리적 결함점수를 반영한 하수관거 심각도 점수와 지자체 공무원의 AHP 설문 분석으로 도출된 환경적 중요도의 곱으로 산출되는데, 이러한 분석 결과는 지자체의 특성을 반영한 실질적인 하수관거 정비우선순위가 도출될 수 있다.
본 발명의 실시예에 따르면, 분구별/관거별 예산배분 의사결정 로직은 지자체 사용자가 연간 할당예산에 따른 관할 구역의 효율적인 정비계획을 수립할 수 있도록 지원할 수 있다.
본 발명의 실시예에 따르면, 향후 부분 보수/전체 보수 선정 의사결정 로직을 삽입함으로써, 이러한 Excel-기반의 프로토타입 프로그램(SCARD-Program)은 향후 국내 지자체 GIS-기반의 자산관리시스템에 본 발명의 실시예에 따른 하수관거 정비 판단을 위한 의사결정 시스템을 탑재하여 지자체 관리자가 실질적인 업무에 효율적으로 활용할 수 있다.
[하수관거 정비 판단을 위한 의사결정 방법]
도 9는 본 발명의 실시예에 따른 하수관거 정비 판단을 위한 의사결정 방법의 동작흐름도이고, 도 10a 내지 도 10f는 각각 본 발명의 실시예에 따른 하수관거 정비 판단을 위한 의사결정 방법의 구체적인 과정을 설명하기 위한 도면들이다.
전술한 도 4 및 도 9를 참조하면, 본 발명의 실시예에 따른 하수관거 정비 판단을 위한 의사결정 방법은, 먼저, 하수관거 기본제원 수집부(110)가 지리정보시스템(GIS) 내의 하수관거 기본제원을 불러들여 수집한다(S110). 여기서, 하수관거 기본제원 데이터는 하수관거 레이어에 기록된 속성 테이블(Attribute Table) 내에 포함된 관로명(OBJECTID), 시점맨홀명(SAT_MHE), 종점맨홀명(END_MHE), 관연장, 관경, 관종, 용도구분(합류식관, 우수관, 오수관), 관경사, 맨홀 지반고, 맨홀 관저고, 맨홀깊이, 배수구역, 배수분구, 처리구역, 처리분구, 차선통로수, 건물코드, 구축년도 및 유지보수 이력 등을 포함할 수 있다. 또한, 지자체내 지리정보시스템(GIS)이 존재하지 않는 경우, 하수관망 설계자료(엑셀자료) 또는 관망도(캐드자료) 등을 활용할 수 있다. 구체적으로, 도 10a를 참조하면, 본 발명의 실시예에 따른 하수관거 정비 판단을 위한 의사결정의 단위 업무로서 하수관거 기본 제원 인벤토리를 수집할 수 있다.
다음으로, 하수관거 결함 조사부(120)가 하수관거 결함 계측장비에 탑재된 CCTV를 이용하여 맨홀과 맨홀 사이의 단위 하수관거 결함을 조사한다(S120). 구체적으로, 도 10b를 참조하면, 본 발명의 실시예에 따른 하수관거 정비 판단을 위한 의사결정의 단위 업무로서 하수관거 CCTV 상태평가 인벤토리를 수집한다.
다음으로, 결함코드 결정부(130)가 상기 하수관거 결함 조사부(120)에서 조사된 결함 종류, 유형 및 심각도에 따라 구조적 결함코드 및 수리적 결함코드, 각각의 등급을 결정한다(S130).
다음으로, 결함점수 결정부(140)가 상기 구조적 결함코드 및 수리적 결함코드가 부여된 각각의 결함에 대해 개별 구조적 결함점수 및 수리적 결함점수, 각각의 등급을 결정한다(S140). 본 발명의 실시예에 따른 하수관거 정비 판단을 위한 의사결정 방법에서는 상기 구조적 결함점수로서 구조적 평균점수 또는 구조적 재평균점수를 산출하고, 상기 수리적 결함점수로서 수리적 평균점수를 산출한다.
다음으로, 하수관거 심각도 점수 산출부(150)가 상기 구조적 결함점수(구조적 평균점수 또는 구조적 재평균점수) 및 수리적 결함점수(수리적 평균점수)에 따른 하수관거 심각도 점수를 산출한다(S150). 즉, 상기 구조적 결함점수 및 상기 수리적 결함점수의 합으로 주어지는 하수관거 심각도 점수를 산출할 수 있다. 구체적으로, 도 10c를 참조하면, 본 발명의 실시예에 따른 하수관거 정비 판단을 위한 의사결정의 단위 업무로서, 단위 하수관거 구조적 리스크 우선순위를 평가할 수 있다. 또한, 도 10d를 참조하면, 본 발명의 실시예에 따른 하수관거 정비 판단을 위한 의사결정의 단위 업무로서, 단위 하수관거 수리적 리스크 우선순위를 평가할 수 있다.
다음으로, 환경적 중요도 결정부(160)가 계층적 분석화 과정(AHP) 분석을 통해 환경적 중요도를 결정한다(S160).
다음으로, 리스크 점수 하수관거 정비 우선순위 결정부(170)가 하수관거 심각도 점수 및 환경적 중요도에 따른 리스크 점수를 산출하고, 상기 산출된 리스크 점수에 따른 하수관거 정비 우선순위를 판단한다(S170).
다음으로, 소요예산 산출부(180)가 상기 하수관거 정비 우선순위에 따라 소요 예산을 산출한다(S180). 구체적으로, 도 10e를 참조하면, 본 발명의 실시예에 따른 하수관거 정비 판단을 위한 의사결정의 단위 업무로서, 관거별 정비우선순위평가 및 정비예산배분을 수행할 수 있다. 또한, 도 10f를 참조하면, 본 발명의 실시예에 따른 하수관거 정비 판단을 위한 의사결정의 단위 업무로서, 분구별 정비우선순위평가 및 정비예산배분을 수행할 수 있다.
[하수관거 정비 판단을 위한 의사결정 시스템이 구현된 화면]
본 발명의 실시예에 따른 하수관거 정비 판단을 위한 의사결정 시스템은 지리정보시스템(GIS)과 연동되는 Excel-기반 프로그램으로 구현될 수 있으며, 예를 들면, 하수관거별 구조적 상태 및 수리적 성능 판단 로직, 하수관거별 정비 우선순위 판단 로직, 하수관거 정비 예산배분 의사결정 로직으로 세 가지 시트(Sheet)로 구분되며, 계산을 위한 보조시트로 GIS 속성테이블, 단위 보수비용 시트 등으로 구성되어 있다.
본 발명의 실시예에 따른 하수관거 정비 판단을 위한 의사결정 시스템은 지자체 지리정보시스템(GIS)의 하수관거 SHP(Shape) 파일의 속성 테이블을 불러들여서 분석 기초자료로 활용할 수 있다. 또한, 준설, 부분보수, 전체보수, 굴착 교체에 대한 각각의 관경별 단위비용을 정의하여, 각 하수관거별 산출된 유지관리 소요량, 예를 들면, 준설량, 부분보수 개수, 전체보수 연장 등에 따라서 정비 소요비용을 자동 산출할 수 있다.
도 11은 본 발명의 실시예에 따른 하수관거 정비 판단을 위한 의사결정 시스템 구현시 하수관거별 구조적 상태 및 수리적 성능 판단 의사결정 계산시트를 예시하는 도면이다.
도 11을 참조하면, 본 발명의 실시예에 따른 하수관거 정비 판단을 위한 의사결정 시스템 구현시 하수관거별 구조적 상태 및 수리적 성능 판단 의사결정 계산시트의 경우, "하수관거 상태평가 DB 표준화" 결과를 반영한 것으로서, A 영역은 결함등급 구분과 B 영역은 결함코드에 따른 결함점수를 각각 나타내고 있다. 이때, 사용자는 B 영역에 구분된 각종 결함코드에 따라서 하수관거별 CCTV 촬영 동영상을 분석하여, 사용자 입력란에 기입한다.
따라서 관거별 결함코드 입력을 완성하면, ① 영역에서는 구조적 평균점수/최고점수와 수리적 평균점수/최고점수가 자동 출력되고, A 영역에서 제시된 전체 5등급 중에서 각 결함평균점수별 범위에 맞게 해당되는 정비 요구수준이 자동 할당 배분된다. 또한, ② 영역과 같이 각 관거별로 부분보수 소요개수와 준설 소요량이 자동으로 산출되어 하수관거 정비 예산배분 시트와 연동된다.
도 12는 본 발명의 실시예에 따른 하수관거 정비 판단을 위한 의사결정 시스템 구현시 하수관거별 정비우선순위 판단 의사결정을 예시하는 도면이다.
도 12를 참조하면, 본 발명의 실시예에 따른 하수관거별 종합적 리스크 점수는, A 영역에 도시된 바와 같이, GIS(200)의 하수관거 속성 테이블에서 하수관거의 제원을 불러 들여와 계산한다.
또한, 본 발명의 실시예에 따른 하수관거별 정비 우선순위 판단은 ① 영역에 도시된 심각도 점수(구조적 결함점수 + 수리적 결함점수)를 ② 영역에 도시된 관거별 환경적 중요도를 고려하여 계산하고, 그 결과를 ③ 영역에 도시된 리스크 점수로 출력하며, 이때 바(Bar) 형식의 차트로 정비 우선순위가 표시된다.
이때, 하수관거의 환경적 중요도는 지자체 특성별로 사용자 입력이 가능하며, 상기 가중치 값은 지역적 하수관거 특성을 숙지하고 있는 담당자의 설문에 따른 분석적 계층화 과정(Analytic Hierarchy Process: AHP)의 분석 결과로 도출된 값이다. 따라서 환경적 중요도는 민원 등의 현장 여건을 감안한 사회적/환경적 영향력이 포함된 것으로, 이러한 시트의 계산 결과는 지자체의 특성이 고려된 하수관거 정비 우선순위가 도출된 것이다.
도 13은 본 발명의 실시예에 따른 하수관거 정비 판단을 위한 의사결정 시스템 구현시 예산 최적 배분을 위한 의사결정을 예시하는 화면이다.
도 13을 참조하면, 지자체 관리자는 본 발명의 실시예에 따른 하수관거 정비 판단을 위한 의사결정 시스템을 활용하여 지자체 가용예산에 따라서 정비예산을 최적 배분할 수 있다. 예를 들면, 도 13에 도시된 바와 같이, P시 연간예산이 500백만원인 경우의 사례를 나타내고 있다.
구체적으로, 분구별로 정비우선순위계획을 수립할 경우(엑셀 피벗테이블 기능 활용)는 ① 영역과 같이 분구별 리스크 점수 16.8점인 302분구(우선순위 1)를 먼저 440,758천원을 할당한다. 다음으로, 분구별 리스크 점수 10.2인 301분구(우선순위 2)는 정비 소요예산이 389,536천원이 소요되므로 예산 초과가 발생하였다. 따라서 나머지 예산으로 유지관리를 수행하는 전략을 수립할 수 있다.
또한, 관거별 정비전략을 수립할 경우, ② 영역에서 하수관거별로 산출된 정비 우선순위, 정비비용 및 유지관리비용을 참고하여 정비계획을 수립할 수 있다. 도 13에 도시된 사용자 입력란의 사례는 전체 500백만원 할당예산 중 긴급정비 대상관거로 394,747천원(18개소)을 긴급 교체 및 전체 보수를 시행하고, 이후 잔액 103,515천원(47개소)의 하수관거에 대하여 부분보수 및 준설로 예산을 소진한 결과를 나타낸다.
본 발명의 실시예에 따른 하수관거 정비 판단을 위한 의사결정 시스템 및 방법은 지자체 관리자에게 준설, 부분보수, 전체보수, 교체 범주에 있는 하수관거의 정비 우선순위 및 이에 따른 소요비용을 제시함으로써 연간정비계획을 용이하게 수립할 수 있다. 또한, 돌발 사고에 따른 예외적 긴급보수비용 소진 시에도 유연하게 정비우선순위가 재배열되고, 이에 따른 잔여예산 및 보수가능 범위를 나타낼 수 있다. 본 발명의 실시예에 따른 하수관거 정비 판단을 위한 의사결정 시스템은 국내 실정에 따른 지자체의 요구사항에 부합하는 하수관거 상태평가 DB 기반 프로그램으로서, 하수관거 정비계획수립 및 효율적인 예산집행을 지원할 수 있다.
전술한 본 발명의 설명은 예시를 위한 것이며, 본 발명이 속하는 기술분야의 통상의 지식을 가진 자는 본 발명의 기술적 사상이나 필수적인 특징을 변경하지 않고서 다른 구체적인 형태로 쉽게 변형이 가능하다는 것을 이해할 수 있을 것이다. 그러므로 이상에서 기술한 실시예들은 모든 면에서 예시적인 것이며 한정적이 아닌 것으로 이해해야만 한다. 예를 들어, 단일형으로 설명되어 있는 각 구성 요소는 분산되어 실시될 수도 있으며, 마찬가지로 분산된 것으로 설명되어 있는 구성 요소들도 결합된 형태로 실시될 수 있다.
본 발명의 범위는 상기 상세한 설명보다는 후술하는 특허청구범위에 의하여 나타내어지며, 특허청구범위의 의미 및 범위 그리고 그 균등 개념으로부터 도출되는 모든 변경 또는 변형된 형태가 본 발명의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 한다.
100: 하수관거 정비 판단을 위한 의사결정 시스템
200: 지리정보시스템(GIS)
110: 하수관거 기본제원 수집부
120: 하수관거 결함 조사부
130: 결함코드 결정부
140: 결함점수 결정부
150: 하수관거 심각도 점수 산출부
151: 구조적 결함점수 산출부
152: 수리적 결함점수 산출부
160: 환경적 중요도 결정부
170: 리스크 점수 및 하수관거 정비 우선순위 결정부
180: 소요예산 산출부
190: 유지관리 소요량 산출부
200: 지리정보시스템(GIS)
110: 하수관거 기본제원 수집부
120: 하수관거 결함 조사부
130: 결함코드 결정부
140: 결함점수 결정부
150: 하수관거 심각도 점수 산출부
151: 구조적 결함점수 산출부
152: 수리적 결함점수 산출부
160: 환경적 중요도 결정부
170: 리스크 점수 및 하수관거 정비 우선순위 결정부
180: 소요예산 산출부
190: 유지관리 소요량 산출부
Claims (18)
- 지리정보시스템(GIS: 200) 내에서 보유하고 있는 하수관거 기본제원 데이터를 불러들이는 하수관거 기본제원 수집부(110);
CCTV를 이용하여 하수관거 결함을 조사하는 하수관거 결함 조사부(120);
상기 하수관거 결함 조사부(120)에서 조사된 결함 종류, 유형 및 심각도에 따라 부여되는 구조적 결함코드 및 수리적 결함코드를 결정하는 결함코드 결정부(130);
상기 구조적 결함코드 및 수리적 결함코드가 부여된 각각의 결함에 대해 구조적 결함점수 및 수리적 결함점수를 결정하고, 각각의 등급을 결정하는 결함점수 결정부(140);
상기 구조적 결함점수로서 구조적 평균점수 또는 구조적 재평균점수를 산출하고, 상기 수리적 결함점수로서 수리적 평균점수를 산출하며, 상기 구조적 결함점수 및 상기 수리적 결함점수에 대응하는 하수관거 심각도 점수를 산출하는 하수관거 심각도 점수 산출부(150);
계층적 분석화 과정(AHP) 분석을 통해 환경적 중요도를 결정하는 환경적 중요도 결정부(160);
상기 하수관거 심각도 점수 및 상기 환경적 중요도에 따른 리스크 점수를 산출하고, 하수관거 정비 우선순위를 자동으로 산출하는 리스크 점수 및 하수관거 정비 우선순위 결정부(170); 및
상기 하수관거 정비 우선순위에 따라 소요예산을 산출하는 소요예산 산출부(180)를 포함하되, 상기 하수관거 심각도 점수 산출부(150)는,
구조적 평균점수 또는 (구조적 평균점수 + 구조적 최고점수)/2로 주어지는 구조적 재평균점수를 구조적 결함점수로 산출하는 구조적 결함점수 산출부(151); 및 관로내 수리적 결함점수의 합을 관로의 조사 연장으로 나눈 값인 수리적 평균점수를 수리적 결함점수로 산출하는 수리적 결함점수 산출부(152)를 포함하되,
상기 구조적 평균점수는 관로내 구조적 결함점수의 합을 관로의 조사 연장으로 나눈 값이고, 상기 구조적 최고점수는 관로내 구조적 결함 최고점수를 관로의 조사 연장으로 나눈 값이며, 상기 구조적 재평균점수는 상기 구조적 평균점수와 구조적 최고점수의 합을 2로 나누어 재평균한 값이며,
상기 수리적 결함점수는 하수관거 결함이 수리적 통수성능을 저하시키는 손실수두 비율에 따라 1~100점의 점수를 배분하는 수리적 평균점수로 주어지고, 상기 수리적 평균점수는 관로내 수리적 결함점수의 합을 관로의 조사 연장으로 나눈 값으로서, 하수관거당 실질적인 통수능력과 비례하고,
상기 환경적 중요도 결정부(160)는 환경적 중요도로서, 수명, 토피, 관경, 관종, 위치, 통수능력, 토양조건, 준설관리, Inflow/Infiltration, 서비스를 포함하는 10개 항목의 가중치를 결정하며,
상기 리스크 점수 및 하수관거 정비 우선순위 결정부(170)는,
상기 구조적 평균점수가 0.0~2.99이고, 상기 구조적 최고점수가 0~14인 경우, 구조적 등급을 1등급으로 판단하여 조치없음으로 정비판단 의사결정을 수행하고, 상기 구조적 평균점수가 3.0~6.49이고, 상기 구조적 최고점수가 15~29인 경우, 구조적 등급을 2등급으로 판단하여 유지관리로 정비판단 의사결정을 수행하고, 상기 구조적 평균점수가 6.5~9.99이고, 상기 구조적 최고점수가 30~50인 경우, 구조적 등급을 3등급으로 판단하여 전체보수로 정비판단 의사결정을 수행하고, 상기 구조적 평균점수가 10.0~24.99이고, 상기 구조적 최고점수가 51~75인 경우, 구조적 등급을 4등급으로 판단하여 단기교체로 정비판단 의사결정을 수행하고, 상기 구조적 평균점수가 25.0 이상이고, 상기 구조적 최고점수가 76~100인 경우, 구조적 등급을 5등급으로 판단하여 긴급교체로 정비판단 의사결정을 수행하며,
상기 리스크 점수 및 하수관거 정비 우선순위 결정부(170)는,
상기 수리적 평균점수가 0~0.99이고, 수리적 최고점수가 0~5인 경우, 수리적 등급을 1등급으로 판단하여 조치없음으로 정비판단 의사결정을 수행하고, 상기 수리적 평균점수가 1.0~2.49이고, 수리적 최고점수가 6~14인 경우, 수리적 등급을 2등급으로 판단하여 10년 1회 준설로 정비판단 의사결정을 수행하고, 상기 수리적 평균점수가 2.5~6.99이고, 수리적 최고점수가 15~39인 경우, 수리적 등급을 3등급으로 판단하여 5년 1회 준설로 정비판단 의사결정을 수행하고, 상기 수리적 평균점수가 7.0~9.99이고, 수리적 최고점수가 40~79인 경우, 수리적 등급을 4등급으로 판단하여 3년 1회 준설로 정비판단 의사결정을 수행하고, 상기 수리적 평균점수가 10 이상이고, 수리적 최고점수가 80 이상인 경우, 수리적 등급을 5등급으로 판단하여 긴급준설로 정비판단 의사결정을 수행하며,
상기 리스크 점수 및 하수관거 정비 우선순위 결정부(170)에서 자동 산출된 종합적 하수관거 정비 우선순위에 의거하여, 상기 소요예산 산출부(180)는 소요 예산을 산출하되, 상기 소요예산은 유지관리 소요예산과 정비 소요예산으로 구분되고, 상기 유지관리 소요예산은 유지관리 소요량에 의거하여 단위보수비용을 곱한 값으로 계산되고, 상기 정비 소요예산은 전체 보수 또는 교체대상 관로에 대하여 단위보수비용을 곱하여 자동 산출되는 것을 특징으로 하는 하수관거 정비 판단을 위한 의사결정 시스템. - 삭제
- 제1항에 있어서,
상기 하수관거 정비 판단을 위한 의사결정 시스템은 지자체에 구현된 지리정보시스템(GIS: 200)과 연동하도록 상기 지리정보시스템(GIS: 200)에 탑재되도록 구현되는 것을 특징으로 하는 하수관거 정비 판단을 위한 의사결정 시스템. - 제1항에 있어서,
상기 GIS(200) 내의 하수관거 기본제원 데이터는 하수관거 레이어(Layer)에 기록된 속성 테이블(Attribute Table) 내에 포함된 관로명(OBJECTID), 시점맨홀명(SAT_MHE), 종점맨홀명(END_MHE), 관연장, 관경, 관종, 용도 구분(합류식관, 우수관, 오수관), 관경사, 맨홀 지반고, 맨홀 관저고, 맨홀 깊이, 배수구역, 배수분구, 처리구역, 처리분구, 차선 통로수, 건물코드, 구축년도 및 유지보수 이력을 포함하는 하수관거 정비 판단을 위한 의사결정 시스템. - 제1항에 있어서,
상기 수리적 결함코드는 국내의 하수관거 특성에 따라 구분하고, 상기 수리적 결함점수는 수두 손실의 심각도 여부에 따라 도출되는 것을 특징으로 하는 하수관거 정비 판단을 위한 의사결정 시스템. - 삭제
- 삭제
- 삭제
- 제1항에 있어서,
상기 소요예산 산출부(180)에서 산출되는 소요예산은 유지관리 소요예산과 정비 소요예산으로 구분되고, 상기 유지관리 소요예산은 유지관리 소요량에 의거하여 단위보수비용을 곱한 값으로 계산되고, 상기 정비 소요예산은 전체 보수 또는 교체대상 관로에 대하여 단위보수비용을 곱하여 자동 산출되는 것을 특징으로 하는 하수관거 정비 판단을 위한 의사결정 시스템. - 제1항에 있어서,
상기 결함코드 결정부(130)에서 결정된 수리적 결함코드를 기입한 자료를 통하여 부분보수 개수와 준설량을 계산하도록 하여 유지관리 소요량을 산출하는 유지관리 소요량 산출부(190)를 추가로 포함하는 하수관거 정비 판단을 위한 의사결정 시스템. - 삭제
- a) 하수관거 기본제원 수집부(110)가 지리정보시스템(GIS) 내의 하수관거 기본제원을 불러들여 수집하는 단계;
b) 하수관거 결함 조사부(120)가 CCTV를 이용하여 하수관거 결함을 조사하는 단계;
c) 결함코드 결정부(130)가 결함 종류, 유형 및 심각도에 따라 구조적 결함코드 및 수리적 결함코드를 결정하는 단계;
d) 결함점수 결정부(140)가 상기 구조적 결함코드 및 수리적 결함코드가 부여된 각각의 결함에 대해 개별 구조적 결함점수 및 수리적 결함점수를 결정하는 단계;
e) 하수관거 심각도 점수 산출부(150)가 상기 구조적 결함점수로서 구조적 평균점수 또는 구조적 재평균점수를 산출하고, 상기 수리적 결함점수로서 수리적 평균점수를 산출하여 하수관거 심각도 점수를 산출하는 단계;
f) 환경적 중요도 결정부(160)가 계층적 분석화 과정(AHP) 분석을 통해 환경적 중요도를 결정하는 단계;
g) 리스크 점수 및 하수관거 정비 우선순위 결정부(170)가 상기 하수관거 심각도 점수 및 상기 환경적 중요도에 따른 리스크 점수를 산출하고, 상기 산출된 리스크 점수에 따른 하수관거 정비 우선순위를 판단하여 종합적 하수관거 정비 우선순위를 자동으로 산출하는 단계; 및
h) 소요예산 산출부(180)가 상기 하수관거 정비 우선순위에 따라 소요 예산을 산출하는 단계
를 포함하되,
상기 e) 단계에서 구조적 평균점수 또는 (구조적 평균점수 + 구조적 최고점수)/2로 주어지는 구조적 재평균점수를 구조적 결함점수로 산출하고, 관로내 수리적 결함점수의 합을 관로의 조사 연장으로 나눈 값인 수리적 평균점수를 수리적 결함점수로 산출하며, 상기 구조적 평균점수는 관로내 구조적 결함점수의 합을 관로의 조사 연장으로 나눈 값이고, 상기 구조적 최고점수는 관로내 구조적 결함 최고점수를 관로의 조사 연장으로 나눈 값이며, 상기 구조적 재평균점수는 상기 구조적 평균점수와 구조적 최고점수의 합을 2로 나누어 재평균한 값이며,
상기 수리적 결함점수는 하수관거 결함이 수리적 통수성능을 저하시키는 손실수두 비율에 따라 1~100점의 점수를 배분하는 수리적 평균점수로 주어지고, 상기 수리적 평균점수는 관로내 수리적 결함점수의 합을 관로의 조사 연장으로 나눈 값으로서, 하수관거당 실질적인 통수능력과 비례하고,
상기 환경적 중요도 결정부(160)는 환경적 중요도로서, 수명, 토피, 관경, 관종, 위치, 통수능력, 토양조건, 준설관리, Inflow/Infiltration, 서비스를 포함하는 10개 항목의 가중치를 결정하며,
상기 리스크 점수 및 하수관거 정비 우선순위 결정부(170)는,
상기 구조적 평균점수가 0.0~2.99이고, 상기 구조적 최고점수가 0~14인 경우, 구조적 등급을 1등급으로 판단하여 조치없음으로 정비판단 의사결정을 수행하고, 상기 구조적 평균점수가 3.0~6.49이고, 상기 구조적 최고점수가 15~29인 경우, 구조적 등급을 2등급으로 판단하여 유지관리로 정비판단 의사결정을 수행하고, 상기 구조적 평균점수가 6.5~9.99이고, 상기 구조적 최고점수가 30~50인 경우, 구조적 등급을 3등급으로 판단하여 전체보수로 정비판단 의사결정을 수행하고, 상기 구조적 평균점수가 10.0~24.99이고, 상기 구조적 최고점수가 51~75인 경우, 구조적 등급을 4등급으로 판단하여 단기교체로 정비판단 의사결정을 수행하고, 상기 구조적 평균점수가 25.0 이상이고, 상기 구조적 최고점수가 76~100인 경우, 구조적 등급을 5등급으로 판단하여 긴급교체로 정비판단 의사결정을 수행하며,
상기 리스크 점수 및 하수관거 정비 우선순위 결정부(170)는,
상기 수리적 평균점수가 0~0.99이고, 수리적 최고점수가 0~5인 경우, 수리적 등급을 1등급으로 판단하여 조치없음으로 정비판단 의사결정을 수행하고,상기 수리적 평균점수가 1.0~2.49이고, 수리적 최고점수가 6~14인 경우, 수리적 등급을 2등급으로 판단하여 10년 1회 준설로 정비판단 의사결정을 수행하고, 상기 수리적 평균점수가 2.5~6.99이고, 수리적 최고점수가 15~39인 경우, 수리적 등급을 3등급으로 판단하여 5년 1회 준설로 정비판단 의사결정을 수행하고, 상기 수리적 평균점수가 7.0~9.99이고, 수리적 최고점수가 40~79인 경우, 수리적 등급을 4등급으로 판단하여 3년 1회 준설로 정비판단 의사결정을 수행하고, 상기 수리적 평균점수가 10 이상이고, 수리적 최고점수가 80 이상인 경우, 수리적 등급을 5등급으로 판단하여 긴급준설로 정비판단 의사결정을 수행하며,
상기 리스크 점수 및 하수관거 정비 우선순위 결정부(170)에서 자동 산출된 종합적 하수관거 정비 우선순위에 의거하여, 상기 소요예산 산출부(180)는 소요 예산을 산출하되, 상기 소요예산은 유지관리 소요예산과 정비 소요예산으로 구분되고, 상기 유지관리 소요예산은 유지관리 소요량에 의거하여 단위보수비용을 곱한 값으로 계산되고, 상기 정비 소요예산은 전체 보수 또는 교체대상 관로에 대하여 단위보수비용을 곱하여 자동 산출되는 것을 특징으로 하는 하수관거 정비 판단을 위한 의사결정 방법. - 삭제
- 삭제
- 삭제
- 삭제
- 제12항에 있어서,
상기 h) 단계에서 산출되는 소요예산은 유지관리 소요예산과 정비 소요예산으로 구분되고, 상기 유지관리 소요예산은 유지관리 소요량에 의거하여 단위보수비용을 곱한 값으로 계산되고, 상기 정비 소요예산은 전체 보수 또는 교체대상 관로에 대하여 단위보수비용을 곱하여 자동 산출되는 것을 특징으로 하는 하수관거 정비 판단을 위한 의사결정 방법. - 제12항에 있어서,
i) 소요량 산출부(190)가 상기 c) 단계에서 결정된 수리적 결함코드를 기입한 자료를 통하여 부분보수 개수와 준설량을 계산하도록 하여 유지관리 소요량을 산출하는 단계를 추가로 포함하는 하수관거 정비 판단을 위한 의사결정 방법.
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