실시간감지 기술 개발
지하관로도 관리 가능
광범위하게 매설된 열수송관 전체를 첨단 IoT로 실시간 모니터링 해 사고를 미리 예방할 수 있는 기술이 개발됐다.
향후 이 기술을 통해 열수송관 뿐만 아니라 지하관로를 선제적으로 유지관리 할 수 있을 것으로 보여 시민 안전에 기여할 전망이다.
서울기술연구원에 따르면 서울 전역에 광범위하게 매설된 열수송관 전체를 IoT로 실시간 모니터링할수 있는 '첨단 IoT 기반 열수송관 유지관리 기술' 개발을 완료했다.
해당 기술을 지난 11월말 서울에너지공사 중계-신내지구 신설 열수송관(80m)에 시범 구축했다. 5개월간 시범 운영을 통해 실증 작업을 거쳐 내년엔 서울에너지공사가 열 수송관을 신설하는 구간에 확대 적용한다는 계획이다.
작년 고양시, 목동에서 발생한 노후 열수송관 파열 같은 사고를 예방하고 사고가 발생하더라도 신속하게 대응할 수 있을 것으로 기대된다.
첨단 IoT 기술 기반 열수송관 유지관리 기술은 손상 지점을 실시간 파악하고 이 정보를 무선 통신망으로 유지관리자에게 바로 전송하도록 개발됐다.
열수송관 전체를 최소 10cm 간격으로 촘촘하게 감지하는 분포형 계측선을 설치했다.
기존 열수송관 유지관리는 작업자가 지상에서 지표투과레이더, 열화상카메라 등을 이용해 일일이 점검하는 방식으로 열수송관 전체를 다 관리하는 데 어려움이 있고 정확도도 떨어지는 한계가 있었다. 고양시‧목동에서 발생한 사고 역시 노후 열수송관에 대한 선제적 관리가 이뤄지지 않은 것이 주원인으로 지적됐다.
시범 적용된 기술은 △분포형 계측선 센서로 사고지점 측정 △측정 정보 실시간 변환 △무선 통신망 활용 모니터링 시스템으로 구성됐다.
분포형 계측선 센서로 사고지점 측정 기술의 경우, 긴 전선형태 센서인 분포형 계측선을 통해 열수송관 손상 지점 측정의 정확도를 높였다.
관 전체에 최소 10cm 구간 마다 전류를 흘려보내고 보낸 전류가 얼마나 다시 되돌아오는지를 측정해 관로 손상 지점을 감지한다.
최대 적용 길이는 1km다. 현장에서 매설하기 편하도록 롤 형태로 제작해 전선으로 피복돼 열수송관보다 내구성도 뛰어나고 수명도 길다.
측정 정보 실시간 변환 기술은 분포형 계측선으로 측정한 2차원의 전기파형 정보를 온도, 누수량 등 원하는 정보로 실시간 변환하는 기법이다.
실내 검증을 거쳐 모니터링 기기에 프로그램으로 탑재해 실시간으로 자동 분석이 가능해지고 정확한 손상 정보만 관리자에게 전달된다.
정보 변환은 일반적인 전기회로의 편미분 방정식을 이용하면 계측선 전체 값을 보정하지 못하는 한계가 있기 때문에 이동평균법과 이산 푸리에 변환을 이용해 개발했다. 이를 통해 2차원 전기파형으로 부터 10cm 간격의 손상 정보를 획득할 수 있다.
무선 통신망 활용 모니터링 시스템 기술은 변환된 정보를 IoT 기술인 지중 무선 센서 네트워크 시스템(uWSN)을 통해 관리자에게 실시간 전송된다. 그동안 광범위하게 매설된 열수송관 손상 감지를 위해 많은 비용과 시간이 소요됐다면 이제는 저비용으로 효율적으로 모니터링 할 수 있게 된다.
박민철 서울기술연구원 수석연구원은 “이번에 개발된 기술은 열수송관 뿐만 아니라 지하관로를 선제적으로 유지 관리하는 데 큰 역할을 할 것으로 기대된다”고 말했다.
