데이터 기반 AI모델로 ‘상수도 관리 혁신’

[애플경제 이윤순 기자] 국내에서 ‘디지털트윈 기반 상수관망 관제시스템’이 개발되어 눈길을 끈다. 이는 국가 상수도의 관망(管網)관리 분야에서 기술혁신을 기할 수 있는 계기가 될 전망이다.

즉, 다양한 데이터를 수집, 종합적으로 분석해 상수관망에서 발생할 수 있는 이상상황을 탐지하고, 상수관망의 동작 상태를 시뮬레이션하고 예측할 수 있다. 상수도 네트워크에 대한 일종의 디지털 맵에 비유할 수도 있다.

이를 개발한 한국전자통신연구원은 “이를 상수도 산업현장에 보급할 경우, 관망의 운영·유지관리 효율과 수돗물의 공급안정성을 획기적으로 향상시킬 수 있을 것”으로 기대했다.

이 기술의 핵심은 우선 센서데이터 분석 기반의 실시간 모니터링 기술이다. 이를 통해 상수관망의 옥내·외 누수탐지를 하고, 누수 의심구역이나 수질 이상상황을 탐지, 식별할 수 있다. 또한 수충격을 인식하거나 위치를 추정행할 수 있다.

또 다른 핵심은 시뮬레이션·예측 기술이다. 이를 통해 상수관망의 유량이나 압력, 잔류염소를 시뮬레이션을 할 수 있고, 수질사고를 미리 예측할 수도 있다. 또한 누수관로 고립을 위한 제어밸브를 추천하거나, 관로 노후도 평가, 주간 물 수요 예측 등도 할 수 있다.

기존의 상수관망 관리 시스템은 지리·공간 정보, 환경 데이터, 관로 속성, 압력, 유량, 수질, 진동, 원격검침 등을 모니터링하거나, 시뮬레이션·예측에 필요한 다양한 데이터를 분산된 방식으로 관리해 왔다. 그러나 이 기술은 “이 모든 것을 한 눈에 볼 수 있도록 관리할 수 있다.”는 설명이다.

또 “이를 위해 구현된 데이터 기반 AI모델은 통신오류나 센서 오작동 등으로 인해 생길 수 있는 이상 데이터에 강인하게 동작할 수 있도록 설계되어 있다.”면서 “ 최신 데이터 특성을 반영하기 위해 주기적으로 업데이트된다.”는 연구원의 설명이다.

이는 또 다양한 누수관리 기술이 탑재되어 있다. ‘진동데이터 분석 기반 옥외관로 누수탐지기술’을 비롯, ‘누수관로 고립을 위한 제어밸브 추천기술’, ‘원격검침기 데이터 분석 기반 옥내누수 의심수용가 판별기술’, ‘누수 의심구역 식별기술’ 등이다.

특히 “누수, 수질이상, 수충격 등의 여러 가지 이상 상황을 통합해 모니터링할 수 있다.”는 설명이다.

연구진에 따르면 이 기술을 위한 시뮬레이션 기능은 유량·압력·잔류염소 값의 분포를 직관적으로 시각화했다. 이는 “관리자가 신규계측기 설치위치를 선정하거나 물의 흐름이 정체된 구역을 확인할 수 있도록 도움을 준다”며 “또한 특정구역에 대규모 수용가가 증설될 때 유량과 압력이 어떻게 변화하는지를 모의할 수 있다”고 밝혔다. 또한 관 내부의 수돗물 일부를 외부로 배출할 때 잔류염소 값이 어떻게 변화하는지도 시뮬레이션할 수 있다.