수도통합운영시스템의 전송데이터 경량화에 관한 연구

Abstract

수도시설 통합운영시스템은 광범위한 지역에 산재해 있는 수도시설을 통합센터에서 원격으로 운영할 수 있도록 IT기술을 활용하여 구축하고 있다. 그러나 수도시설에서 생산되어 전송하여야할 데이터의 양이 증가함에 따라 망사업자의 임대회선을 이용한 통합망의 통신비의 지출이 통합운영체계에서 관리비 지출의 주요원인이 되고 있다. 본 논문에서는 이러한 문제점을 경감시키기 위하여 기존 LAN환경에서 데이터 전송을 위해 구성된 데이터 PDU를 WAN환경에 맞도록 경량화 시키는 방법을 제안하고 있으며, 공정데이터 압축방법으로 Wavelet 변환을 실제 수도시설에서 생산된 데이터에 실시하였을 경우 적절한 Wavelet함수와 Denoising방법을 찾아보고 그 적용 가능성에 대하여 연구하였다. 데이터 PDU 포맷 재구성 방법은 수도시설에서 시설 운영을 위하여 필수적인 데이터 항목만 실시간 전송을 시행하고 운전조건 설정을 위한 파라미터 등 실시간 전송이 불필요한 항목을 선별하여 별도의 방법으로 통합센터와 현장 간 데이터 값을 맞추도록 함으로써 전송데이터 양을 줄이는 방법을 제안하였다. Wavelet변환을 이용한 공정데이터 압축방법은 실험실에서 가상으로 생산된 데이터를 사용하지 않고 직접 수도시설에서 생산된 데이터를 사용하였다. 수도시설의 공정데이터 전송에 적절한 Wavelet함수를 찾기 위하여 Haar Wavelet, Daubechies 1 ~ 6의 Wavelet을 사용하여 기존 Box car 및 Backward Slope와 압축률 및 압축오차를 비교 분석하였다. 실험결과 Daubechies6 Wavelet을 4회 분해한 후 Mini-max Denoising한 경우 기존 압축방법보다 더 우수한 압축 성능을 나타냈으며, 개별적인 데이터의 형태나 Span값에 종속적이지 않아 기존 압축방법을 대체할 수 있을 것으로 추정할 수 있었다. 본 논문에서 적용한 방법은 이력 데이터를 조회하는 부분에서 사용할 수 있을 것으로 예상되며, 실시간 압축을 위한 방안에 대해서는 추가적인 연구가 필요할 것으로 예상된다. Key Word : Wavelet 변환, 공정데이터, 데이터 압축, 네트워크