1. 프로젝트 배경 및 과제
대한민국 서울은 고도로 현대화된 대도시로서 심각한 도시 침수 문제에 직면해 있습니다. 광범위한 지하 공간(지하철, 지하 쇼핑센터), 높은 인구 밀도, 그리고 고가의 자산으로 인해 서울은 집중 호우로 인한 홍수 위험에 매우 취약합니다. 기존의 접촉식 수위 및 유속 측정 장비(예: 압력 변환기, 기계식 프로펠러 유량계)는 하수관, 우수관 및 배수로 내의 이물질, 침전물, 부식으로 인해 막히기 쉽습니다. 이는 데이터 손실, 정확도 저하, 그리고 높은 유지보수 비용으로 이어집니다.
지방 당국은 도시 홍수 모델에 신뢰할 수 있는 입력값을 제공하고 정확한 조기 경보 및 과학적인 비상 대응 조정을 가능하게 하기 위해 주요 배수 지점(예: 암거, 댐, 하천)에서 수문 데이터를 실시간으로 정확하고 유지보수가 적게 필요한 방식으로 모니터링할 수 있는 솔루션이 시급히 필요했습니다.
2. 해결책: 통합 레이더 유량 센서
본 프로젝트는 비접촉식 통합 레이더 유량 센서를 핵심 모니터링 장치로 선정하여 도시 하천의 주요 댐, 주요 배수관 및 합류식 하수관거 월류(CSO) 배출구에 설치했습니다.
- 기술적 원칙:
- 수위 측정: 센서에 장착된 레이더 수위계는 수면을 향해 마이크로파 펄스를 방출하고 반사된 신호를 수신합니다. 수위는 시간 차이를 기반으로 정밀하게 계산됩니다.
- 유속 측정: 이 센서는 도플러 레이더 원리를 이용하여 특정 주파수의 마이크로파를 수면으로 방출합니다. 반사된 신호의 주파수 변화(도플러 편이)를 측정하여 표면 유속을 계산합니다.
- 유량 계산: 내장 알고리즘은 실시간으로 측정된 수위와 표면 유속을 사전 입력된 수로 단면 매개변수(예: 수로 폭, 경사, 매닝 계수)와 결합하여 실시간 순간 유량과 총 유량을 자동으로 계산합니다.
3. 애플리케이션 구현
- 설치 장소: 센서는 교량 아래 또는 전용 기둥에 설치되었으며, 수면과 물리적으로 접촉하지 않고 수직으로 수면을 향하도록 설치하여 부유물과의 충돌 및 막힘을 방지했습니다.
- 데이터 수집 및 전송: 센서는 24시간 내내 작동하여 수위, 유속 및 유량 데이터를 매분 수집합니다. 데이터는 4G/5G 네트워크를 통해 서울시의 스마트 물 관리 클라우드 플랫폼으로 실시간 전송됩니다.
- 시스템 통합 및 조기 경보:
- 클라우드 플랫폼은 모든 모니터링 지점의 데이터를 통합하고 기상청 레이더의 강우 예보 데이터와 연동합니다.
- 모니터링 지점의 유량이나 수위가 급격히 상승하여 사전 설정된 임계값을 초과하면 시스템이 자동으로 침수 경보를 발생시킵니다.
- 경보 정보는 도시의 비상 지휘 센터에 있는 "디지털 트윈" 지도에 실시간으로 표시되어 위험 지역을 정확히 알려줍니다.
- 통합 대응: 경보를 기반으로 지휘 센터는 선제적으로 대응 조치를 실행할 수 있습니다.
- 공공 경고 발령: 모바일 앱과 소셜 미디어를 통해 피해 지역 주민들에게 避险(bì xiǎn -避险) 알림을 발송하십시오.
- 배수 시설 활성화: 하류 펌프장의 출력을 원격으로 활성화하거나 증량하여 배수망의 용량을 선제적으로 확보합니다.
- 교통 관리: 교통 당국에 지하차도 및 저지대 도로의 임시 폐쇄를 시행하도록 지시합니다.
4. 구현된 기술적 이점
- 비접촉식 측정, 유지보수 불필요: 접촉식 센서의 고질적인 문제점인 막힘 및 손상 문제를 완벽하게 해결하여 운영 비용과 데이터 손실 위험을 크게 줄입니다. 부유물질 함량이 높은 도시 하수 및 빗물 처리에 이상적입니다.
- 높은 정확도 및 신뢰성: 레이더 측정은 수온, 수질 또는 퇴적물 함량의 영향을 받지 않으므로 폭우 시에도 안정적이고 신뢰할 수 있는 데이터를 제공합니다.
- 전천후 작동: 빛이나 기상 조건(예: 폭우, 어둠)의 영향을 받지 않고 폭풍우 발생 기간 내내 완전한 수문학적 데이터를 수집할 수 있습니다.
- 3가지 기능을 하나로 통합한 다목적 장치: 기존의 개별 수위계, 유속계, 유량계를 하나의 장치로 대체하여 시스템 구성을 간소화하고 구매 및 설치 비용을 절감합니다.
5. 프로젝트 성과
이 시스템의 도입으로 서울시의 홍수 관리 방식은 ‘수동적 대응’ 모델에서 ‘능동적 예측 및 정밀 예방’ 모델로 전환되었습니다.
- 경고 시간 단축 개선: 응급 상황 대응에 필수적인 30분~1시간의 사전 준비 시간을 제공했습니다.
- 경제적 손실 감소: 효과적인 협조와 사전 경고를 통해 침수된 지하 공간과 교통 혼란으로 인한 막대한 경제적 손실을 크게 최소화했습니다.
- 최적화된 인프라 투자: 장기간에 걸쳐 축적된 정확한 유량 데이터는 도시 배수망의 개선, 보수 및 계획을 위한 과학적 근거를 제공하여 투자 결정을 더욱 효율적이고 합리적으로 만들 수 있었습니다.
- 강화된 공공 안전감: 투명한 경고 정보 제공은 정부의 극한 기상 현상 대처 능력에 대한 국민의 신뢰를 높였습니다.
- 서버 및 소프트웨어 무선 모듈의 완벽한 세트이며, RS485, GPRS, 4G, Wi-Fi, LoRa, LoRaWAN을 지원합니다.
더 많은 레이더 유량 센서 정보를 보려면 정보,
자세한 사항은 혼데 테크놀로지 주식회사로 문의해 주십시오.
Email: info@hondetech.com
회사 웹사이트:www.hondetechco.com
전화: +86-15210548582
게시 시간: 2025년 9월 11일