RCM 기반 철도시설물 고장분석시스템 구축 : 서울메트로

정관수(Kwan-Soo Jung),서광혁(Kwang-Hyuk Seo),이정주(Jung-Joo Lee),남진근(Jin-Geun Nam) 한국철도학회 2011 한국철도학회 학술발표대회논문집 Vol.2011 No.10

Seoul Metro railway facilities' inspection and maintenance tasks cause failure analysis but if there is trouble the diverse cause investigation and the systematic analysis and management among broken facilities related facilities and components fell short and the conditions are different. And excess and insufficiency under inspection and maintenance is being raised regardless of the introduction year and the operating environment including the number of use by applying the same facilities in the uniform inspection cycle. In this study we will analysis systematically facility system information failures operational status performance fault and maintenance information resulting from the maintenance management of railway facilities and derive the relationship between associated equipment and its components. In addition optimizing the inspection and the maintenance cycles of railway facilities we will improve the reliability of operation. Considering the probability of risk it is possible to predict the occurrence of accidents or faults and to minimize the frequency of breakdown by pre-inspection maintenance. Finally This paper is to introduce the content of constructing the Seoul Metro RCM-based failure analysis system for railway facilities to support the optimal continuance of operation status of equipments and the securement of the safe operation of vehicles.

RCM 기반 철도시설물 고장분석시스템 구축 효과에 관한 고찰

정관수(Kwan-Soo Jung),김성진(Sung-Jin Kim),서원재(Oun-Je Seo) 한국철도학회 2013 한국철도학회 학술발표대회논문집 Vol.2013 No.11

서울메트로는 2009년도 전사 ERP 시스템의 구축 및 운영으로 과학적인 철도시설물 관리를 위해 분석 가능한 자료가 축적되어 2011년부터 2012년까지 7개 공종(전기, 신호, 통신, 전자, 궤도, 기계, 건축) 점검 및 정비 대상 시설물 86,894개와 차량 주요장치에 대한 분류체계 정립 및 분석을 위한 기초자료 23,031개 구축과 선진 유지보수 관리기법인 RCM 방식을 도입해서 철도 시설물별 점검 및 유지보수 주기를 최적화하여 가동의 신뢰도를 향상시키고 과잉정비를 방지하여 유지보수 비용을 획기적으로 절감할 수 있는 RCM 기반 철도시설물 고장분석시스템을 구축하여 운영 중이다. 본 연구에서는 서울메트로 7개 공종(전기, 신호, 통신, 전자, 궤도, 기계, 건축) 시설물을 관리하는 고장분석시스템(MARS:Metro Analysis for Real Safety)과 차량고장분석시스템(RFAS:Railstock Failure Analysis System)에 RCM을 적용한 시스템의 구축 효과에 대하여 고찰한 연구 내용을 소개하고자 한다. Since Seoul Metro implemented and operated ERP system which covered in all its departments at 2009, it has enormously accmulated elementary data available for analysis to manage scientific railway facilities & equipments. And then, introducing the RCM technique of advanced maintenance management from 2011 to 2012, we construct 86,894 units to inspect and maintain the railway facilities in Seoul Metro" 7 technical parts(electricity, signal, communications, electronics, railway, mechanics and architecture) and 23,013 units to establish and analyse the classified system of the main train devices. Consequently, we implement and operate the Seoul Metro RCM-based failure analysis system for railway facilities which dramatically reduce repair costs by optimizing the inspection and the maintenance cycles of railway facilities and improving the reliability of operation and preventing excessive maintenance. In this study, We will introduce the considered contents for the implementation effect of the systems which consist of MARS(Metro Analysis for Real Safety) and RFAS(Railstock Failure Analysis System) applied RCM in Seoul Metro" 8 technical parts(train, electricity, signal, communications, electronics, railway, mechanics, and architecture).

제방 누수 감지 시스템 개발

정관수(Jung, Kwan Sue),이광만(Lee, Gwang Man),김기수(Kim, Ki Soo) 대한토목학회 2012 대한토목학회 학술대회 Vol.2012 No.10

하수관망의 간소화가 도시침수 모의에 미치는 영향 분석에 관한 연구

이승수,정관수,김연수,Lee, Seung-Soo,Pakdimanivong, Mary,Jung, Kwan-Sue,Kim, Yeonsu 한국수자원학회 2018 한국수자원학회논문집 Vol.51 No.4

도시유역에서 발생한 유출은 지표면뿐만 아니라 하수관망을 통해 배수되며, 도시침수 모의 수행시 하수관망을 수문학적 배수 시스템의 한 구성요로서 고려하는 것은 매우 중요하다. 그러나 도시 침수 모의를 수행하는 대부분의 연구자들이 적절한 기준에 준하지 않고 직관적으로 하수관망을 단순화시켜 모의를 수행하는 실정이다. 따라서 본 연구에서는 1D-2D 결합 도시침수 해석 모형을 이용하여 수지상 구조에 구분법에 기반하여 단순화된 하수관망의 도시침수 해석 결과에 미치는 영향을 분석하였다. 하수관망 해석을 위한 1차원 모델은 Lee et al. (2017)에 의해 소개된 모형으로서 지표면과 하수관망 사이의 유입과 역류를 동시에 모의할 수 있고, 2차원 지표면 모델은 불규칙 삼각망을 이용하여 지표수 흐름을 모의하며 1차원 하수관망 해석모형과 연계되어 도시침수를 모의할 수 있다. 하수관망은 수지상 구조 구분법에 기반하여 2차, 3차 그리고 단순화 하지 않은 경우로 구분할 수 있으며, 구분된 각 하수관망은 서울시 사당역 인근에 많은 침수 피해를 발생시킨 2011년 7월 27일 강우 사상에 적용하여 제안된 방법의 적용성을 평가하였다. 모든 케이스에 대하여 침수면적, 지표면에서 하수관망으로의 유입 유량, 하수관망에서 지표면으로의 역류 유량 등을 비교하였으며, 마지막으로 하수관망 단순화를 위한 적절한 기준 제시에 대한 논의를 수행하였다. In urban areas, runoff flow is drained through sewer networks as well as surface areas. Therefore, it is very important to consider sewer networks as a component of hydrological drainage processes when conducting urban inundation modelling. However, most researchers who have implemented urban inundation/flood modelling, instinctively simplified the sewer networks without the appropriate criteria. In this research, a 1D-2D fully coupled urban inundation model is applied to estimate the influence of sewer network simplification on urban inundation modelling based on the dendritic network classification. The one-dimensional (1D) sewerage system analysis model, which was introduced by Lee et al. (2017), is used to simulate inlet and overflow phenomena by interacting with surface flow. Two-dimensional (2D) unstructured meshes are also applied to simulate surface flow and are combined with the 1D sewerage analysis model. Sewer network pipes are simplified based on the dendritic network classification method, namely the second and third order, and all cases of pipes are conducted as a control group. Each classified network case, including a control group, is evaluated through their application to the 27 July 2011 extreme rainfall event, which caused severe inundation damages in the Sadang area in Seoul, South Korea. All cases are compared together regarding inundation area, inflow discharge and overflow discharge. Finally, relevant criterion for the simplification method is recommended.

래스터 기반의 2차원 홍수범람 모형의 개발

이기하,이승수,정관수,Lee,Gi-Ha,Lee,Seung-Soo,Jung,Kwan-Sue 한국방재학회 2010 한국방재학회논문집 Vol.10 No.6

The past researches on flood inundation simulation mainly focused on development of numerical models based on unstructured mesh networks to improve model performances. However, despite the accurate simulation results, such models are not suitable for real-time flood inundation forecasting due to a huge computational burden in terms of geographic data processing. In addition, even though various types of vector and raster data are available to be compatible with flood inundation models for post-processes such as flood hazard mapping and flood inundation risk analysis, the unstructured mesh-based models are not effective to fully use such information due to data incommensurability. Therefore, this study aims to develop a raster-based two-dimensional inundation model; it guarantees computational efficiency because of direct application of DEM for flood inundation modeling and also has a good compatibility with various types of raster data, compared to a commercial model such as FLUMEN. We applied the model to simulate the BaekSan levee break in the Nam river during a flood period from August 10 to 13, 2002. The simulation results showed a good agreement with the field-surveyed inundation area and were also very similar with results from the FLUMEN. Moreover, the model provided physically-acceptable velocity vectors with respect to inundating and returning flows due to the difference of water level between channel and lowland. 범람해석에 관한 기존의 연구들은 높은 정확도의 범람해석결과를 얻기 위해 비정방형격자를 이용한 다양한 수치기법들을 제시하고, 고정확도의 해석결과를 보여주고 있으나 실시간 범람해석에 적용하기 위해서는 전처리 과정의 간소화 및 모의 시간 단축이 필요하다. 또한 최근 들어 침수지도, 홍수위험 지표 및 다차원 홍수피해 산정기법을 이용한 홍수위험 지도 작성을 위해서는 다양한 vector 및 raster기반의 정보와의 연계해석이 필요하며 이를 위해서는 비정방형격자보다는 정방형격자기반의 홍수범람 해석기법이 효율적이다. 본 연구에서는 지형데이터의 전처리 과정을 간략화하고, 모의수행시간을 단축할 수 있도록 raster기반의 2차원 홍수범람 모형을 개발하였으며, 개발된 모형의 정확도 및 효율성 평가를 위해 2002년 8월 10일 발생한 백산제 붕괴 홍수범람 모의에 적용하여 실측자료 및 상용 2차원 수치모형인 FLUMEN과의 모의결과를 비교 분석하였다. 개발된 모형의 최대 침수면적은 실제침수흔적도 및 FLUMEN 모의결과와 상당히 유사한 결과를 보였으며, 범람해석모형에 포함된 하도-제내지 연결부 모형에 의해 제방붕괴초기의 하도에서 제내지의 범람유량뿐만 아니라 제방붕괴후기의 제내지에서 하도로의 역유입 현상 역시 상당히 우수하게 모의되었다.

가정용수 용도별 사용량의 통계적 특성 분석

김화수(Kim Hwa Soo),이두진(Lee Doo Jin),박노석(Park No Suk),정관수(Jung Kwan Soo) 대한토목학회 2008 대한토목학회논문집 B Vol.28 No.5B

End-uses of household water have been changed by a life style, housing type, weather, water rate and water supply facilities etc. and those variables can be considered as an internal and exogenous factors to estimate long-term demand forecasts. Analysis of influential factors on water consumption in households would give an explanation to cause on the change of trend and would help predicting the water demand of end-use in household. The purpose of this study is to analyze the demand trends and patterns of household water uses by metering and questionnaire such as occupation, revenue, numbers of family member, housing types, age, floor area and installation of water saving device, etc. The peak water uses were shown at Saturday among weekdays and July in a year based on the analysis results of water use pattern. A steep increase of total water volume can be found in the analysis of water demand trend according to temperature from -14℃ to 0℃, while there are no significant variations in the phase of more than 0℃, with an almost stable demand. Washbowl water shows the highest and toilet water shows the lowest relation with temperature in correlation analysis results. In the results of ANOVA to find the significant difference in each unit water use by exogenous factors such as housing type, occupation, number of generation, residential area and income et al., difference was shown in bathtub water by housing type and shown in kitchen, toilet and miscellaneous water by numbers of resident. Especially, definite differences in components except washbowl and bathtub water, could be found by numbers of resident. Based on the result, average residents in a house should be carefully considered and the results can be applied as reference information, in decision making process for predicting water demand and establishing water conservation policy. It is expected that these can be used as design factors in planning stage for water and wastewater facilities. 가정용수의 용도별 사용량은 주거형태, 거주자 생활양식, 주택구조 등의 내부적인 요인과 온도, 날씨, 수도요금 등과 같은 다양한 외부요인들의 영향을 받게 된다. 장기적으로는 거주민의 생활양식, 주거형태, 수도관련 시설의 변화 등에 따라 사용량이 점진적으로 변화하게 되며, 단기적으로는 기온이나 가뭄과 같은 기후조건이나 절수정책과 같은 인위적인 영향에 의해 사용량이 크게 변화하기도 한다. 용수수요에 영향을 미치는 인자에 대한 분석과 이해는 사용량의 변화원인과 경향을 설명해주고 여러가지 인자와의 상관관계를 분석함으로서 물사용패턴과 향후 수요를 예측하는데 도움을 준다. 본 연구에서는 가정용수의 용도별 사용량 실측자료를 바탕으로 사용패턴과 사용량에 미치는 영향인지를 분석하기 위하여 요일별 월별, 계절별 사용량을 비교하고, 또한 가구특성, 기온 등의 외부인자에 의해 영향을 받는 용도에 대해서도 살펴보았다. 가정용수의 사용패턴을 분석한 결과, 토요일에 사용량이 가장 많고, 월간 중에는 7월의 사용량이 가장 높았으며, 월별 사용량의 첨두율은 평균대비 1.12로 나타났다. 기온에 따른 용도별 사용경향에서 총량용수는 -14℃~0℃까지 물사용량이 급격하게 증가하는 경향을 보였으나, 0℃이상에서는 큰 변화양상을 보이지 않았다. 반면에 세면, 세탁, 욕조용수는 0℃이상에서도 점진적인 증가경향을 보였으나, 변기용수는 오히려 감소하는 경향을 보였다. 기온에 대한 용도별 사용량의 상관관계 분석결과 세면용수가 상관계수 0.73으로 상관성이 가장 높았으며, 변기용수는 -0.14로 매우 낮은 음의 상관성을 보였다. 각 인자별로 가정용수 사용량 원단위의 차이에 대한 유의성 여부를 검토하기 위하여 주택유형, 실거주인수, 가족구성, 건평, 수입, 맞벌이여부, 절수형변기, 비데기유무 등에 대하여 분산분석을 수행한 결과, 주택유형의 경우 욕조용수의 사용량에 차이가 발견되었고, 실거주인수는 싱크대, 변기, 기타, 총량용수에서 유의한 차이가 발견되었다. 특히 실거주인수는 세면과 욕조를 제외한 모든 용도별 사용량에서 유의한 차이를 보여 거주인수의 증감에 따라 용도별 사용량의 차이가 분명히 발생하며, 이는 향후 가구당 용수사용량을 설계하는 경우 평균 거주인수에 대한 신중한 검토가 필요할 것으로 판단되었다. 이러한 가정용수의 용도별 사용특성 분석결과는 수요예측, 수요관리 정책수립, 수도관련 기자재 및 시설의 규격결정 등에 기초자료로 활용될 수 있을 것으로 기대된다.

농업용 소규모 저수지의 붕괴에 따른 하류부 피해예측 모델링

박종윤,조형경,정인균,정관수,이주헌,강부식,윤창진,김성준,Park, Jong-Yoon,Joh, Hyung-Kyung,Jung, In-Kyun,Jung, Kwan-Soo,Lee, Joo-Heon,Kang, Bu-Sik,Yoon, Chang-Jin,Kim, Seong-Joon 한국농공학회 2010 한국농공학회논문집 Vol.52 No.6

This study is to develop a downstream flood damage prediction model for efficient confrontation in case of extreme and flash flood by future probable small agricultural dam break situation. For a Changri reservoir (0.419 million $m^3$) located in Yongin city of Gyeonggi province, a dam break scenario was prepared. With the probable maximum flood (PMF) condition calculated from the probable maximum precipitation (PMP), the flood condition by dam break was generated by using the HEC-HMS (Hydrologic Engineering Center - Hydrologic Modeling System) model. The flood propagation to the 1.12 km section of Hwagok downstream was simulated using HEC-RAS (Hydrologic Engineering Center - River Analysis System) model. The flood damaged areas were generated by overtopping from the levees and the boundaries were extracted for flood damage prediction, and the degree of flood damage was evaluated using IDEM (Inundation Damage Estimation Method) by modifying MD-FDA (Multi-Dimensional Flood Damage Analysis) and regression analysis simple method. The result of flood analysis by dam-break was predicted to occurred flood depth of 0.4m in interior floodplain by overtopping under PMF scenario, and maximum flood depth was predicted up to 1.1 m. Moreover, for the downstream of the Changri reservoir, the total amount of the maximum flood damage by dam-break was calculated nearly 1.2 billion won by IDEM.

가정용수의 용도별 사용 원단위 분석

김화수(Kim Hwa Soo),이두진(Lee Doo Jin),김주환(Kim Ju Hwan),정관수(Jung Kwan Soo) 대한토목학회 2008 대한토목학회논문집 B Vol.28 No.5B

본 연구에서는 전국 140여개 기구를 대상으로 실측 조사한 자료를 바탕으로 가정용수의 용도별 사용량을 도출함으로써 상ㆍ하수도시설설계에 활용할 수 있는 원단위를 제시하고, 용도별 사용특성분석, 영향인자 평가 등을 통하여 가정용수의 변동특성을 이해하고 향후 사용경향을 예측할 수 있는 정보를 제공하고자 하였다. 전국 140가구를 대상으로 약 3여년간 실측한 결과, 가정용수의 총사용량은 165.8 lpcd였으며, 각 용도별 사용량은 세면용수 15.4 lpcd(10%), 욕조용수 24.7 lpcd(16%), 싱크대용수 29.7 lpcd(19%), 세탁기용수 30.8 lpcd(20%), 변기용수 38.5 lpcd(25%), 기타용수 13.5 lpcd(9%) 순으로 나타났다. 가정용수 중에서 변기용수의 사용량이 가장 많은 것으로 나타났으며, 베란다, 정원용수 등이 포함된 기타용수의 경우 사용빈도가 일정하지 않고 사용량의 편차도 심하여 변동계수와 표준편차가 가장 크게 나타났다. 가정용수의 용도별 사용량을 미국, 영국 가정과 비교한 결과, 기타용수와 실외용수를 제외하고는 미국의 실내용수 사용량과 비율이 우리나라와 매우 유사한 특성을 보였다. 가정에서 물사용에 기초한 생활양식이 미국과 유사하게 변화되고 있음을 간접적으로 보여준 결과이다. 또한 1985년에 서울에서 조사된 용도별 사용량과 금번결과를 비교한 결과, 목욕, 변기, 세탁, 취사용수의 총량은 23 l가 증가하였으며, 특히 세면과 욕조용수를 합산한 목욕용수가 27 l에서 40 l로 크게 늘어났고, 세탁용수도 17 l나 늘어났다. 생활양식이 서구화되면서 가정에서의 목욕, 사워문화가 점차 확산되고 대용량 세탁기의 보급이 늘어난 것 등이 영향을 미쳤을 것으로 추측되었다. The purpose of this study is to investigate the trends and patterns of various kind of water uses in a household by metering in Korea. Water use components are classified by toilet, washbowl, bathing, laundry, kitchen, miscellaneous. Flow meters are installed in 140 household selected by sampling in all around Korea. The data are gathered by web-based data collection system from the year 2002 to 2006, considering pre-investigated data such as occupation, revenue, family members, housing types, age, floor area, water saving devices, education, miscellaneous. Reliable data are selected by upper fence method for each observed water use component and statistical characteristics are estimated for each residential type to determine liter per capita per day. Estimated domestic per capita day show an indoor water use with the range from 150 lpcd to 169 lpcd for each housing type as the order of high rise apartment, multi-house, and single house. As the order of consuming amount among water use components, it is investigated that toilet (38.5 lpcd) is the first, and the second is laundry water (30.8 lpcd), the third is kitchen (28.4 lpcd), the fourth is bathtub (24.7 lpcd), the next is washbowl (15.4 lpcd). The results are compared with water uses in U.K. and U.S. As life style has been changed into western style, pattern of water use in Korea is tend to be similar with the U.S. water use pattern. Compared with the surveying results by Bradley, on 1985. Thirty liter of total use increased with the advancement of economic level, and a little change of water use pattern can be found. Especially, toilet water take almost half part of total water use and laundry water shows lowest as 11 % in surveying at the year of 1985. But, this study shows that 39 liter, 28% of toilet water, has been decreased by the spread of saving devices and campaign. It is supposed that the spread large sized laundry machine make by-hand laundry has been decreased and water use increased. Unit water amount of each end-use in household can be applied to design factor for water and wastewater facilities, and it playa role as information in establishing water demand forecasting and conservation policy.

Process Based Erosion Model을 이용한 자연사면에서의 토사유출 산정: 편마암 지역사례연구

김민석 ( Min Seok Kim ),김진관 ( Jin Kwan Kim ),양동윤 ( Dong Yoon Yang ),정관수 ( Kwan Soo Jung ) 한국지형학회 2007 한국지형학회지 Vol.14 No.4

홍수 위험수준도 작성에 관한 연구

김정엽(Kim Jeong Yup),복정수(Bok Jung Soo),정대진(Jung Dae Jin),조효섭(Cho Hyo Seob),정관수(Jung Kwan Sue) 대한토목학회 2006 대한토목학회 학술대회 Vol.2006 No.10