상수관망의 신뢰도 산정을 위한 개별 관의 파괴 확률을 고려한 상수관 파괴모의 기법 = Pipe Failure Simulations with Individual Pipe Failure Probability for Estimating the Reliability of Water Distribution Systems

국문 초록 (Abstract)

상수관망의 신뢰도 산정은 상수관망의 정확한 운영상황을 파악하기 위해서 중요지만 널리 받아들여지는 상수관망의 신뢰도 산정을 위한 방법은 없다. 관파괴와 이에 따른 영향을 바탕으로 한 Jun 등이 제안한 모델은 상수관망의 운영주체에서 실질적으로 활용이 가능한 기법이다. 그러나, Jun 등의 모델에서는 각 관의 파괴확률을 같게 설정하여 관파괴 모의를 실시하였기 때문에 실제 상수관망에서 발생하는 관파괴 양상을 정확하게 반영하지 못하였다. 따라서 본 연구에서는 각각의 관별 파괴확률을 고려하여 관파괴 모의를 가능케 Jun 등의 모델을 개선하여 상수관망의 신뢰도를 산정할 수 있는 모델을 제안하였다. 각각의 관별 파괴확률을 관경과 관길이를 바탕으로 산정하는 회귀식을 이용하여 산정한 후 이를 상수관망 신뢰도 산정을 위한 관파괴 모의에 적용하였다. 제안된 모델을 실제 상수관망에 적용하여 Jun 등의 모델과 본 연구에서 제안된 모델에 의해 산정되는 상수관망의 신뢰도를 비교하였다. 비교 결과 개별 관의 관파괴 확률을 반드시 고려하여야만 정확한 상수관망의 신뢰도 산정이 가능한 것으로 나타났다.

다국어 초록 (Multilingual Abstract)

Estimation of the reliability of a Water Distribution System(WDS) is important to understand the current operating condition of the system. Although, there is no widely accepted method to estimate the reliability of a WDS, the Jun`s model which is based on the pipe failure simulation and its impact can be efficiently adopted for the purpose by the water utility. In the model, however, it is assumed that the pipe failure probability of each pipe is even and this assumption may bring unrealistic estimation of the reliability of a WDS since with this assumption, the actual pipe failure characteristics occurred in the WDS cannot be simulated. For this reason, in this study, we suggest a modified method of the Jun`s model to consider the individual pipe`s failure probability. The regression equation which is based on diameter and length of the pipe is used to estimate the failure probability of the individual pipe and then, the pipe failure simulation is performed. The suggested model is applied to a real WDS to compare the results of the two models. Comparing them, it is concluded that the failure probability of the individual pipe should be considered to estimate the accurate reliability of a WDS when it is estimated by the pipe failure simulation.

참고문헌 (Reference)

1 Walski, T.M., "Water distribution valve topology for reliability analysis" 42 (42): 21-27, 1993

2 Mays, L.W., "Water Resources Sustainability" McGraw-Hill Professional 2006

3 Wagner, J. M., "Water Distribution Reliability: Simulation Methods" 114 (114): 276-294, 1988

4 Mays, L. W., "Review of reliability analysis of water distribution systems, Stochastic hydraulics '96" Balkema, Rotterdam 53-62, 1996

5 Su, Y. C., "Reliability based optimization model for water distribution systems" ASCE 114 (114): 1539-1556, 1987

6 Goulter, I.C., "Quantitative Approaches to Reliability Assessment in Pipe Networks" 112 (112): 287-301, 1986

7 Xu, C., "Probability Model for Water Distribution Reliability" 124 (124): 218-228, 1998

8 Bao, Y., "Model for Water Distribution System Reliability" 116 (116): 1119-1137, 1990

9 김중훈, "Identifying pipes and valves of high importance for efficient operation and maintenance of water distribution systems" Springer 22 : 719-736, 200806

10 Tung, Y.K., "Evaluation of Water Distribution Network Reliability, Hydraulics and Hydrology in the Small Computer Age 1985" ASCE 359-364, 1985