이 사례 연구는 다음을 설명합니다. 중간 등급 파이프라인 안전 모니터링 동남아시아의 한 주도(州都)에 물을 공급하는 108km 길이의 상수도 본관에 시스템을 구축하는 프로젝트입니다. 이 프로젝트는 35개 모니터링 스테이션 중 23곳이 주전원 공급을 받을 수 없는 까다로운 지리적 여건 속에서 비용 효율적인 누수 감지 범위를 확보하는 것을 최우선 과제로 삼고 있으며, 이에 따라 태양광 발전 방식의 계측 장비와 무선 원격 측정 기술이 필요합니다.
1. 프로젝트 배경
이 송수관(DN800, PN16, 시멘트 모르타르 라이닝 처리된 연성 주철관)은 메콩강에 위치한 원수 처리장에서 태국 북동부의 지방 상수도 배수 센터까지 이어집니다. 2014년에 건설된 이 108km 길이의 간선관은 3개 지구의 89만 명 주민에게 하루 약 180,000 m³의 물을 공급합니다. 발주처인 지방 상수도 당국은 노후화된 이음매 밀봉부와 노선 중 농촌 구간을 따라 발생한 미탐지된 미세 누수로 인해, 18개월 동안 미계상 수량(UFW) 비율이 14%에서 23%로 상승한 사실을 확인했습니다.
예산 제약으로 인해 완전한 하이엔드 시스템 구축은 불가능했으나, 당국은 주요 지점에서 유량 및 수위 모니터링과 함께 신뢰할 수 있는 누수 감지 기능을 요구했습니다. 이 중급 티어 Kacise 파이프라인 모니터링 아키텍처 중 — 성능과 비용의 균형을 맞춘 — 방안이 채택되었으며, 네트워크가 발전함에 따라 단계적으로 하이엔드(High-End) 수준으로 확장할 수 있도록 마련되었습니다. 계층형 아키텍처에 대한 개요는 다음을 참조하십시오. 파이프라인 안전 모니터링 플랫폼 개요.
2. 과제
동남아시아의 운영 환경은 일반적인 서구식 파이프라인 설치와는 다른 몇 가지 제약 요인을 가져왔습니다:
- 외딴 관측소에서는 전력 공급이 되지 않습니다: 35개 모니터링 지점 중 23곳은 공공 전력망이 연결되지 않은 농업 지역에 위치해 있습니다. 배터리 백업 기능이 탑재된 태양광 구동 계측 장비의 사용이 필수였기 때문에, 지속적인 NPW 및 음향 상관 관계 샘플링을 위해 전력을 신중하게 배분해야 했습니다.
- 몬순철의 위험: 이 지역의 연간 강수량은 1,200~1,600mm이며, 이 중 5개월 동안 집중적으로 내립니다. 장기간의 흐린 날씨와 홍수 위험이 있는 진입로를 고려하여 태양광 패널의 용량과 외장재의 IP 등급을 결정해야 합니다.
- 저압 운전 조건: 파이프라인의 작동 압력은 2.5~6.0 bar 범위이며(장거리 송유에 일반적으로 적용되는 8~16 bar보다 훨씬 낮음), 저압 NPW 신호는 감쇠 속도가 더 빠르기 때문에 동등한 감도를 확보하려면 관측소 간격을 더 좁게 설정해야 한다.
- 비금속 파이프 구간: 여러 하천 횡단 구간에서는 HDPE 파이프(DN800, PE100)가 사용되는데, 이 경우 기존의 음향 상관 신호 전파 방식이 연성 주철과 달라 보정된 속도 모델이 필요합니다.
- 지역 기술 역량: 상수도 공사의 내부 팀은 SCADA 관련 경험이 제한적입니다. 이 시스템은 태국어 사용자 인터페이스를 갖추고, 운영이 간편하며 유지보수 부담이 적은 것이 필요했습니다.
3. 해결책
3.1 시스템 아키텍처 — 중급 계층
중급형 배치 방식은 고급형 아키텍처와 동일한 핵심 감지 계층(NPW(1 kHz) 및 음향 상관 분석(8 kHz))을 공유하지만, 모든 관측소에서 포괄적인 감지를 수행하는 대신 주요 지점에 선택적으로 계측 장비를 배치합니다.
35곳의 모니터링 지점에는 각각 이중 모드 누수 감지를 위한 압력 변환기와 수중 청음기가 설치되어 있습니다. 12곳의 주요 지점(밸브실, 계량 구역 경계, 주요 하천 횡단 지점)에는 다음과 같은 추가 계측 장비가 설치되어 있습니다. KUFS2000A2 클램프형 초음파 유량계 (비침입식, DN800, 양방향 유량 측정)을 이용한 수량 균형 검증 및 KUS660 태양광 전원 초음파 수위 센서 (10m 범위, 4–20mA + RS485)를 통해 챔버 수위를 모니터링합니다. Solar RTU 터미널(600W 패널, 2.4kWh 리튬 배터리)은 전력망 연결 없이 추가 전력 수요를 충족시킵니다.
이 클라우드 계층은 네이티브 모바일 앱을 지원하는 클라우드 IoT 플랫폼을 활용하며, 표준 AI 누수 경보 모델은 경보 발생까지 5분 미만의 시간 및 ±150~200m의 위치 정확도로 경보를 생성합니다. 또한 상수도 당국의 기존 현장 인력 파견 시스템의 유지보수 절차에 부합하는, 포괄적인 작업 지시서 관리 및 경보 관리 워크플로가 포함되어 있습니다.
3.2 장비 구성
| 역 유형 | 수량 | 주요 장비 | 전원 |
|---|---|---|---|
| 표준 관측소 | 23 | NPW 변환기(1 kHz), 음향 하이드로폰(8 kHz), 4G 원격 측정 기능을 갖춘 RTU | 400W 태양광 발전 시스템 + 1.2kWh 배터리 |
| 주요 노드 스테이션 (유량 및 수위 측정 기능 포함) | 12 | KUFS2000A2 유량계 (DN800), KUS660 초음파 수위계 (10 m), NPW + 음향식 | 태양광 600 W + 배터리 2.4 kWh |
| 처리장 배출구 | 1 | KUFS2000A2 유량계, 압력 트랜스미터, 탁도 모니터 | 전력망 + UPS |
| 물류센터 입고 구역 | 1 | KUFS2000A2 유량계, KWS-800 수질 측정기 (기본 4가지 항목) | 전력망 + UPS |
| 클라우드 플랫폼 | 1 | KC-PipeGuard™ 클라우드 IoT, BI 대시보드, 모바일 앱 서버 | 클라우드 호스팅 (AWS 싱가포르) |
3.3 기술 사양: 중급 사양 대 목표 요구 사항
| 매개변수 | 고객 요구 사항 | 배송 완료 (중거리) |
|---|---|---|
| 누출 감지 방법 | NPW + 어쿠스틱 | NPW 1 kHz + 음향 8 kHz |
| 최소 감지 가능 누출 크기 | 유량 ≥3% (약 5.4 m³/h) | <2% (약 3.6 m³/h) |
| 누수 위치 탐지 정확도 | ±250 m | ±180 m (NPW + 음향 융합) |
| 경보 발생까지의 시간 (≥3% 누출) | <10분 | <3분 |
| 유량 측정 정확도 | 약 2% 분량의 읽기 | ±1.0% (KUFS2000A2, 양방향) |
| 수위 측정 범위 | 0–8 m | 0–10 m (KUS660 초음파), ±3 mm |
| 태양광 자급자족 (햇빛 없음) | 72시간 | 96시간 (대용량 배터리 뱅크) |
| 데이터 전송 | 4G 이동통신 | 4G LTE (이중 SIM을 통한 이중화) |
| 방수·방진 등급 | 최소 IP65 등급 | IP66 (NEMA 4X에 해당) |
| UI 언어 | 태국어 + 영어 | 태국어 + 영어 (모바일 + 웹) |
3.4 구현
이 프로젝트는 현장 조사, 태양광 기초 공사, 센서 설치 및 시스템 시운전을 포함해 총 13주 만에 완료되었습니다. 단계별 구축 방식이 채택되었으며, 가장 우선순위가 높은 UFW 구간에 대한 즉각적인 서비스 제공을 위해 첫 번째 25km 구간(9개 기지국)은 6주 만에 가동을 시작했습니다. 나머지 구간들은 이후 두 단계에 걸쳐 시운전이 이루어졌습니다.
의 클램프 온 방식 설치 KUFS2000A2 유량계 이는 특히 큰 이점을 가져다주었는데, 가동 중인 간선 배관에서 배관을 절단하거나 공정을 중단할 필요가 없어졌기 때문이다. DN800의 측정 정확도는 정수장 출구에서 기준 전자기 유량계와 비교하여 검증되었으며, 7일간의 비교 기간 동안 ±0.8%의 일치도를 달성했다.
4. 결과
운영 개시 후 첫 6개월간(2026년 4월~9월, 몬순 시즌 전체 포함)의 성능 데이터는 중거리 구성의 효과성을 입증하고 있습니다.
| 성과 지표 | 기준치 (이전) | (중급 시스템) 이후 | 개선 |
|---|---|---|---|
| UFW 요율 | 23.1% | 11.7% | −11.4 pp |
| 누출 탐지율 (보고된 모든 누출 건) | 41% (수동) | 91% | +50 pp |
| 누출 발생부터 탐지까지의 평균 소요 시간 | 6.7일 (고객 보고) | 2.4분 (자동) | 99.97%보다 빠름 |
| 발견 및 수리된 누수 건수 | 4 (지난 6개월) | 17 | +325% |
| 평균 누출 위치 오차 | 해당 없음 (현지화되지 않음) | ±160 m | 해당 사항 없음 |
| 태양계 가동 시간 | 해당 사항 없음 | 99.8% (몬순 포함) | 해당 사항 없음 |
| 현장 작업팀의 생산성 (순찰 일당 발견된 누수 건수) | 0.3 | 1.9 (시스템에 따라) | +533% |
특히 주목할 만한 사건은 8월의 3일간의 몬순 기간 동안 발생했는데, 4일 연속으로 두꺼운 구름이 끼면서 태양광 발전량이 정격 용량의 35%로 감소했습니다. 96시간 동안 전력을 공급할 수 있는 배터리 버퍼 덕분에 NPW 및 음향 샘플링이 이 기간 내내 중단 없이 진행되었으며, 어느 관측소에서도 데이터 누락이 기록되지 않았습니다.
국제적인 물 손실 기준치와 비교하기 위해, 국제물협회(IWA)의 물 손실 전문가 그룹 비슷한 기후 지역의 UFW 저감 프로그램에 관한 광범위한 참고 자료를 제공합니다.
5. 결론
그 중간 등급 파이프라인 안전 모니터링 이 108km 길이의 동남아시아 해상 간선관에 해당 시스템을 도입한 결과, 가동 6개월 만에 UFW가 23.1%에서 11.7%로 감소했습니다. 모든 관측소에서 NPW와 음향 상관 센싱을 결합하고, 주요 지점에서는 유량 및 수위를 선택적으로 모니터링함으로써, 몬순 기상 조건 속에서도 중단 없이 가동되는 23개의 태양광 발전 관측소를 포함하여 전체 노선에 걸쳐 신뢰할 수 있는 누수 감지 범위를 확보했습니다.
의 클램프식 설치 방식은 KUFS2000A2 초음파 유량계 가동 중인 간선 배관에서 유량계 개조 시 일반적으로 발생하는 운영 차질을 해소했습니다. 이 KUS660 태양광 전원 초음파 수위 센서 원격 지점에서 별도의 전기 인프라 투자 없이도 신뢰할 수 있는 챔버 수위 모니터링을 제공했습니다.
예산이 제한적이고 전력망 접근성이 낮은 상황에서 유사한 송수망을 관리하는 동남아시아 및 기타 열대 지역의 수도 사업자에게 ‘미드레인지(Mid-Range)’ 등급은 감지 성능을 저하시키지 않으면서 태양광을 활용한 송수관 모니터링을 도입할 수 있는 실용적인 진입점을 제공합니다. 하이엔드(High-End) 등급으로의 모듈식 업그레이드 경로를 통해, 네트워크 우선순위와 예산이 확대됨에 따라 현장에 구축된 인프라가 포괄적인 수질 및 가스 감지를 포함한 전면적인 확장을 지원할 수 있습니다. 파이프라인 안전에서 유량 모니터링의 역할에 대한 자세한 내용은 다음을 참조하십시오. KUFS2000A2 제품 개요.
시스템 가동: 2026년 3월 | 성능 데이터: 2026년 4월~9월 | 파이프라인: DN800, PN16, 연성 주철/HDPE, 108km | 지역: 태국 북동부 (메콩강 유역)
