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 관리해 왔다. 따라서 상수도 산업 현장에서는 데이터를 통합해서 한 눈에 볼 수 있도록 관리할 수 있는 시스템이 필요하다.

한국전자통신연구원(ETRI)이 데이터를 수집 및 분석해 상수관망의 이상 상황을 탐지하고,  동작 상태를 시뮬레이션하고 예측할 수 있는 ‘디지털 트윈 기반 상수관망 관제 시스템’을 개발했다고 11일 밝혔다.

이 기술은 미국 환경보호청(PA)에서 개발한 수리 및 수질 시뮬레이션 소프트웨어 ‘이파넷(EPANET)’을 고도화해 구현했다. 

관제 시스템의 핵심 기술은 크게 두 가지다. 첫 번째는 센서 데이터 분석 기반 실시간 모니터링 기술이다. 이 기술은 ▲상수관망의 옥내·외 누수탐지 ▲누수 의심구역 식별 ▲수질 이상상황 탐지 ▲수충격 인식 및 위치추정 등을 수행할 수 있다.

특히 데이터 기반 AI 모델은 통신오류나 센서 오작동 등으로 인해 생길 수 있는 이상 데이터를 정확하게 분석할 수 있다. 최신 데이터 특성을 반영하기 위해 주기적으로 업데이트된다.

두 번째는 시뮬레이션·예측 기술로, ▲상수관망의 유량‧압력‧잔류염소 모의 ▲수질사고 모의 ▲누수관로 고립을 위한 제어밸브 추천 ▲관로 노후도 평가 ▲주간 물 수요 예측 등을 수행할 수 있다.

모의 기능은 유량·압력·잔류염소 값의 분포를 직관적으로 시각화해 관리자가 신규계측기 설치 위치를 선정하거나 물의 흐름이 정체된 구역을 확인할 수 있다. 아울러, 관 내부의 수돗물 일부를 외부로 배출할 때 잔류염소 값이 어떻게 변화하는지도 모의할 수 있다.

이 시스템은 상수관망의 상태를 실시간으로 통합 모니터링해 관망의 안전·효율을 높이고 수돗물의 품질을 개선할 수 있다. 또한 상수관망의 거동을 종합적으로 모의‧예측하여 정확한 의사결정을 지원하고 불필요한 운영·유지관리 비용을 절감할 수 있다.

향후 상수도 산업현장에 보급되면 관망의 운영·유지관리 효율과 수돗물의 공급 안정성을 향상할 것으로 기대된다.