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논문 기본 정보
- 자료유형
- 학위논문
- 저자정보
- 지도교수
- 김희식
- 발행연도
- 2017
- 저작권
- 서울시립대학교 논문은 저작권에 의해 보호받습니다.
이용수4
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육상에서 석유 제품의 수송에 가장 많이 활용되는 방법이 송유관을 이용하는 방법이다. 그러나 송유관은 누유 혹은 도유로 인한 대형 사고 및 환경 재해의 위험이 있기 때문에 일반적으로 누유감지시스템 (Leakage Detection System)을 활용하여 이에 대처하고 있다. 누유감지시스템은 다양한 기술들을 기반으로 개발되어 왔는데 그 중 장거리 송유관에 많이 사용되는 방법이 저압확장파(Negative Pressure Wave)를 활용하는 방법이다. 그러나 저압확장파 기반의 시스템은 감지 성능이 뛰어나지만 높은 오경보 발생률로 인하여 시스템의 감지 신뢰성이 저하되는 단점이 있다.
본 논문에서는 저압확장파 기반 누유 감지 기술을 포함한 전반적인 누유 감지 기술에 대하여 고찰해본다. 그리고 저압확장파 기반 누유감지시스템의 파형 특성 분석과 원리 파악을 통한 기술 평가와 함께 성능 개선 과제를 도출 하였다.
그리고 기술 평가를 통하여 도출된 누유감지시스템의 오경보 문제를 개선하기 위한 오경보 필터링 알고리즘을 제시하였다. 알고리즘은 송유관 양단의 유량 차이(Volume Balance) 비교를 추가로 활용하는 방법을 근간으로 하고 있는데 기존의 유량 차이 비교 방법과 다른 점은 유량 차이의 비교를 누유 발생의 최종적인 판단 방법으로 사용하기 보다는 저압확장파 기반 누유 감지 방식에서 발생한 감지 경보 중 오경보를 필터링하는 방법으로 활용하였다는 점이다. 알고리즘은 송유관의 설치 환경에 근거하여 오류 없는 판단을 위한 유량 밸런스의 최소 비교 시간을 확정한 후 현실적으로 가능한 최대 누유량과의 상관 관계 규명을 통하여 실제 누유를 판단하게 된다. 제시된 알고리즘을 통하여 저압확장파 기반 누유감지시스템에서 발생할 수 있는 오경보의 대부분을 제거할 수 있음을 확인하였다.
본 논문에서는 저압확장파 기반 누유 감지 기술을 포함한 전반적인 누유 감지 기술에 대하여 고찰해본다. 그리고 저압확장파 기반 누유감지시스템의 파형 특성 분석과 원리 파악을 통한 기술 평가와 함께 성능 개선 과제를 도출 하였다.
그리고 기술 평가를 통하여 도출된 누유감지시스템의 오경보 문제를 개선하기 위한 오경보 필터링 알고리즘을 제시하였다. 알고리즘은 송유관 양단의 유량 차이(Volume Balance) 비교를 추가로 활용하는 방법을 근간으로 하고 있는데 기존의 유량 차이 비교 방법과 다른 점은 유량 차이의 비교를 누유 발생의 최종적인 판단 방법으로 사용하기 보다는 저압확장파 기반 누유 감지 방식에서 발생한 감지 경보 중 오경보를 필터링하는 방법으로 활용하였다는 점이다. 알고리즘은 송유관의 설치 환경에 근거하여 오류 없는 판단을 위한 유량 밸런스의 최소 비교 시간을 확정한 후 현실적으로 가능한 최대 누유량과의 상관 관계 규명을 통하여 실제 누유를 판단하게 된다. 제시된 알고리즘을 통하여 저압확장파 기반 누유감지시스템에서 발생할 수 있는 오경보의 대부분을 제거할 수 있음을 확인하였다.
목차
제 1 장 서 론 1제 1 절 연구 배경 1제 2 절 송유관의 누유 및 도유 사례 5제 3 절 누유 감지 시스템의 적용 8제 4 절 연구 범위 및 구성 10제 2 장 송유관 누유 감지 기술의 분석 12제 1 절 송유관 누유 감지 기술 개요 121. 송유관 누유 감지 기술의 분류 122. 주요 기술 별 기본 원리 143. 누유감지시스템의 주요 구성 요소 18제 2 절 누유 감지 기술 관련 송유 특성 271. 누유 감지 기술의 성능에 영향을 미치는 요소 272. 누유 감지 기술의 성능 평가 30제 3 장 저압확장파 기반 누유감지시스템 원리 및 평가 32제 1 절 저압확장파 기반 누유 감지 기술 개요 32제 2 절 저압확장파 특성 분석 341. 분석 방법 및 절차 342. 노이즈 분석 373. 분석 결과 40제 3 절 실시간 분석 프로세스 471. 누유 감지 프로세스 472. 누유 위치 추정 49제 4 절 주파수 스펙트럼 분석 및 필터 설계 521. 재표본화(Re-Sampling) 522. 스펙트럼 분석 523. 필터 모델 디자인 57제 5 절 저압확장파 기반 누유 감지 기술의 평가 601. 송유 운전 과정의 압력 변화 602. 저압확장파 기반 누유 감지 기술의 오경보 문제 67제 4 장 유량밸런스 특성을 활용한 오경보 필터링 알고리즘 개발 68제 1 절 송유관의 유량 밸런스 특성 분석 681. 누유감지시스템 성능 개선을 위한 유량 밸런스의 활용 682. 누유 시 유량 밸런스 특성 분석 693. 분석 결과 71제 2 절 오경보 필터링 알고리즘 771. 알고리즘 개발을 위한 고려 요소 772. 누출원 모델링에 의한 최대 누유량 추정 853. 오경보 필터링 알고리즘 개발 884. 누유 판단 시점의 누유량 규모 추정 94제 3 절 알고리즘 성능 평가 98제 5 장 결론 99참 고 문 헌 100ABSTRACT 106
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