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[IT뉴스]‘디지털 트윈’으로 상수도 관리 효율 높여

온카뱅크관리자

2025-03-11 11:57:29

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 디지털 상수관망 관제시스템 화면. 한국전자통신연구원(ETRI) 제공
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 국내 연구진이 현실의 사물을 가상세계에 구현하는 디저털트윈 기술로 상수도를 관리하는 관제시스템을 개발했다. 상수도 관리의 효율성을 높이는 데 기여할 것으로 기대된다.
 한국전자통신연구원(ETRI)은 변우진 대경권연구본부 본부장이 다양한 데이터를 수집해 상수관망의 동작 상태를 시뮬레이션하고 예측할 수 있는 ‘디지털트윈 기반 상수관망 관제시스템’을 개발했다고 11일 밝혔다. 연구팀은 "개발된 시스템을 상수도 산업현장에 보급할 경우 관망의 운영‧유지관리 효율과 수돗물의 공급안정성을 획기적으로 향상시킬 수 있을 것으로 기대된다"고 말했다.
 관제시스템에 탑재된 핵심 요소기술은 크게 두 가지로 구분된다. 첫 번째는 센서데이터 분석 기반 실시간 모니터링 기술이다. 상수관망의 옥내·외 누수탐지, 누수 의심구역 식별, 수질 이상상황 탐지, 수충격 인식 및 위치추정 등을 수행한다.
 두 번째는 시뮬레이션·예측 기술이다. 상수관망의 유량‧압력‧잔류염소 모의, 수질사고 모의, 누수관로 고립을 위한 제어밸브 추천, 관로 노후도 평가, 주간 물 수요 예측 등을 수행한다.
 기존 상수관망 관리 시스템은 지리‧공간 정보, 환경 데이터, 관로 속성, 압력, 유량, 수질, 진동, 원격검침 등 모니터링 및 모의‧예측에 필요한 다양한 데이터를 분산된 방식으로 관리했다.
 이번에 개발된 시스템은 데이터들을 통합해서 한 눈에 볼 수 있도록 관리한다. 시스템에 구현된 데이터 기반 인공지능(AI) 모델은 통신오류나 센서 오작동 등으로 생길 수 있는 이상데이터에 강인하게 동작할 수 있도록 설계됐다. 최신 데이터 특성을 반영하기 위해 주기적으로 업데이트된다.
 다양한 누수관리 기술들도 탑재됐다. 진동데이터 분석 기반 옥외관로 누수탐지기술, 누수관로 고립을 위한 제어밸브 추천기술, 원격검침기 데이터 분석 기반 옥내누수 의심수용가 판별기술, 누수 의심구역 식별기술 등이다.
 여러 가지 이상상황을 통합해 모니터링한다. 누수, 수질이상, 수충격 등 상호 관련된 이상상황을 탐지해 정확도를 높인다.
 연구팀은 또 시스템에 탑재된 모의기능을 유량‧압력‧잔류염소 값의 분포를 직관적으로 시각화했다. 이 기능은 관리자가 신규계측기 설치위치를 선정하거나 물의 흐름이 정체된 구역을 확인할 수 있도록 도움을 준다. 
 이 밖에 특정구역에 대규모 수용가가 증설될 때 유량과 압력이 어떻게 변화하는지를 시뮬레이션 할 수 있는 기능도 개발했다. 관 내부의 수돗물 일부를 외부로 배출할 때 잔류염소 값이 어떻게 변화하는지 예측한다.
 연구팀은 "기존 미국의 ‘EPANET’ 시뮬레이터에서 제공할 수 없었던 기능들을 새롭게 구현했다"며 "추가 기능들은 상수관망의 다양한 상황을 모의할 수 있도록 해 관리자가 상수관망을 효과적으로 운영하고 유지관리하는 데 필요한 실질적이고 유용한 정보를 제공한다"고 말했다.
 시스템은 현재 현장실증이 이뤄지고 있다. 현장적용성, 확장성 및 신뢰성을 높이기 위한 시스템 고도화 작업이 진행 중이다. 연구팀은 향후 성과를 바탕으로 전국 광역자치단체로 실증 구역을 확산해 기술 고도화에 나설 계획이다. 
 연구를 이끈 변우진 본부장은 “시스템에는 상수관망의 누수탐지 등 디지털 핵심기술이 탑재됐다”며 “향후에는 개발된 시스템을 고도화하고 국내 상수도 관망관리 기술을 세계 최고 수준으로 높이는데 기여할 생각이다”고 밝혔다.
 [박정연 기자 hesse@donga.com]
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