• Proceedings of the Korea Water Resources Association Conference
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• 2018.05a
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• pp.86-86
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• 2018

본 연구는 한국의 도시재생과 스마트 물 관리의 정책 분석을 위하여 도시재생과 스마트 물 관리의 등장 배경, 주요 현안 및 연계성을 모색하고 도시재생방안으로서 스마트 물 관리체계의 가능성을 검토하는 것을 목적으로 한다. 1950년대의 도시재건(Urban Reconstruction)과 1970~80년대의 도시재개발(Urban Renewal, Urban Redevelopment) 등의 정비 사업은 물리적 환경정비에 초점을 맞추었다. 그러나 1990년대 환경문제가 세계적 이슈로 등장하면서 교외지역 난개발 문제에 대한 대응책이 필요하게 되었고 도시의 물리 환경적, 산업 경제적, 사회 문화적 측면을 부흥시키는 도시재생 접근법이 출현하였다. 한국 정부는 2017년부터 시작한 '도시재생 뉴딜사업'의 일환으로 스마트 기술을 적용한 도시재생사업을 통해 스마트도시 선도국가 도약과 세계적 흐름에 부합하는 도시성장을 기대하고 있다. 1980년대 초 등장한 스마트 기술은 2000년대 들어와 스마트 도시, 스마트 인프라, 스마트 그리드 등의 분야로 확대, 진보하였다. 물 분야의 스마트 기술은 2009년 스마트워터그리드 이니셔티브(Smart Water Grid Initiative)의 발족과 함께 IBM, CISCO, Intel 등의 IT 기반 물 관리 워킹그룹 형성, Suez, Veolia, Siemens 등 수처리 기업의 스마트워터그리드 분야 진출 모색과 함께 발전하기 시작하였다. 이후 2012년 유엔 스마트 물 관리 포커스 그룹(ITU-T SG 5)의 스마트 물 관리 표준화 연구가 착수되었고 한국은 국토교통부 건설교통기술 연구 개발사업 중 하나로 스마트 물 관리 장기 연구 사업을 시작하였다. 스마트 물 관리는 수자원 및 상하수도 관리의 효율성 제고를 위하여 스마트 미터, 센서, 디지털지도제작 등 ICT를 이용한 차세대 물 관리시스템이라고 정의할 수 있다. 구체적인 대상 분야를 고려한다면 하천수, 우수, 지하수, 하폐수처리수, 해수담수 등 다양한 수자원의 관리, 물의 생산과 수송, 사용한 물의 처리 및 재이용 등 물 관리 전 분야를 포함한다. 그러나 스마트 물 관리의 용어와 개념을 처음으로 도입한 미국 등 선진국과 관련기업들은 스마트 물 관리를 '스마트 워터 미터, 센서, 첨단 모델링, 수문 지도제작, 스마트 관개농업, 자동화 로봇 등 다양한 기술을 통합적으로 운영하는 지능적인 수자원 관리를 위한 정보네트워크'로 정의한다. 일찍이 도시재생으로의 패러다임 전환을 실시한 영국 및 일본과 달리 한국의 도시재생은 개념, 구성요소, 범위, 사업방식 등의 여러 가지 측면에서 아직 형성단계에 있다. 또한 한국의 스마트 물 관리 논의는 개념정립 측면에서 심층적 논의가 거의 부재하였다. 기존의 논의들은 수자원 혹은 상하수도서비스 분야에서의 연구결과와 기술개발성과를 기계적으로 적용하고 확대하는 측면만을 부각시켰다. 그러나 이와 같은 스마트 물 관리에 대한 논의는 정보통신기술과 물 관리 서비스를 단편적으로 연결하고 적용범위를 제한할 수도 있다는 점에서 한계성이 있다. 본 연구는 국내외 문헌검토를 바탕으로 한국의 도시재생과 스마트 물 관리의 정책을 분석하고 지금까지 별개로 간주된 두 개념의 장점을 융합하여 향후 지속가능한 도시개발 사업으로서의 가능성을 검토하고자 한다.

• Proceedings of the Korea Water Resources Association Conference
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• 2023.05a
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• pp.77-77
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• 2023

네팔은 6천여 개가 넘는 강이 존재하며 불안정한 기후로 인해 산사태와 홍수가 빈번하게 발생하고 있고, 노후된 상수도 시설 문제도 있어 효과적인 물관리 대책이 필요하다. 이 연구는 네팔 카트만두 인근의 소도시인 둘리켈시를 대상지역으로 하여 스마트 물관리 도입 방안에 대한 타당성 연구조사를 수행하였다. 이를 통해 스마트물관리(SWM) 사업계획을 수립하고, 상수도 관리 기술이 둘리켈시 수돗물 공급 전과정에서 수량·수질을 체계적으로 관리할 수 있도록 계기를 마련하는 것을 목표로 하였다. 주요 연구로 국내 스마트물관리 기술의 네팔 적용성 분석, 수운영 자료및 현황 조사, 스마트 물관리 도입을 위한 수도 시설의 설계 방향을 수립하였고, 기술 도입과 확대 방안을 제시하였다. 스마트 물관리 기술의 적용 타당성 분석을 위하여 현장 조사를 수행하였고, 수리 계측데이터의 분석, 수원지, 정수장, 주요 관로에서의 수질을 분석하였다. 이외에 관망수리해석을 기반으로 대상지역 내 공급가능한 수량을 산정하였고, 상수도 공급이 어려운 지역에 대한 추가시설 확보방안을 제시하였다. 현재 조건에서의 상수도 운영, 관리체계를 분석하여 노후화된 상수도 시설의 개선 및 보완 방안, 스마트 물관리 기술 도입 가능성도 제시하고자 하였다. 연구 결과를 기반으로 기본계획과 실시설계를 통하여 스마트 물관리 인프라가 둘리켈시에 도입될 경우, 물 공급의 불균형으로 인한 피해를 최소화하고, 수돗물의 안정적인 공급 및 수질 안정성 확보, 상수관망에서 수질 및 누수 사고에 대처가 가능할 것으로 보이며 인근 카트만두를 비롯한 지방 소도시에도 스마트 물관리 기술적용에 기틀이 될 것으로 기대된다.

• Proceedings of the Korea Water Resources Association Conference
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• 2015.05a
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• pp.641-641
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• 2015

수자원 관리의 새로운 패러다임으로 스마트워터그리드가 이슈화되고 있다. 스마트워터그리드는 현재 직면해 있는 물 문제를 ICT기술을 활용하여 효율적으로 관리 및 운영할 수 있는 기술이다. 가뭄과 홍수 등을 대응하기 위한 분산형 수자원, 그리고 수량과 수질등의 통합 관리를 지향하는 물관리 패러다임과 ICT와 물산업을 융복합화하여 양방향 실시간 운영을 통한 네트워크 구성, 그리고 대규모 수원개발과 장거리 수송방식으로부터 지역단위의 부존된 수자원인 다중수원을 효율적으로 활용하고, 이들 수원의 최적 블랜딩 기술 및 멀티워터루프를 이용한 수요자 중심의 물관리에 초점을 맞추고 있다. 이에 본 연구에서는 지역의 부존된 수자원을 효율적으로 관리하기 위한 운영지수를 산정함으로써 지역의 평상시 물관리 운영과 상수공급차단, 다중수원에 오염물질 유입, 가뭄발생 등 비상시 상황에 물관리가 원활히 이루어지도록 하였다. 스마트워터그리드에서 사용되는 물관리 운영지수는 비상시 지역간 플랫폼에 정상적으로 물공급이 어렵거나, 예상되어 유량 확보가 필요시 원활하게 유량 확보가 가능하도록 주변 지역간의 운영지수를 산정하여 최적의 조건을 도출하여 우선순위를 시나리오에 나타내어 사용자가 플랫폼에 물공급이 가능하도록 제시한 운영지수이다. 물관리 운영지수는 중회귀분석 기법을 이용하여 종속변수에 선형적인 영향을 미치는 유량, 수질, 이송거리, 전력비용, 경제적인 영향 등을 고려하여 종속변수의 값을 예측하고 통계적인 기법으로 유량, 수질, 이송거리, 전력비용, 경제적인 영향 등에 대한 장래추정치를 부여하여 회귀모델을 구축하여 물관리 운영지수를 산정하였다. 이를 활용하여 평상시에는 물수요 공급량을 정확히 관리하여 지역간의 수자원 불균형을 해소하고 비상시에는 상황을 대처하여 지역의 물부족 문제를 해소할 수 있을 것으로 판단된다.

• Proceedings of the Korea Water Resources Association Conference
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• 2018.05a
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• pp.426-426
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• 2018

제 4차 산업혁명의 시대를 맞아 ICT 융합 차세대 물관리 시스템 관련 기술이 핵심적인 역할을 수행하게 될 것으로 예상되며, 이와 함께 다국적 기업의 시장 진출로 인한 경쟁심화가 예상되고 있다. 한편, 인구증가, 도시성장, 산업발전 및 기후변화에 따른 물부족, 물 수요와 물 공급의 불균형, 수질오염 등은 점점 더 심각해질 것으로 예상되고 있다. 또한, 수자원 산업에서 대상시설의 안전하고 경제적인 운영 및 유지관리를 목적으로 하는 운전, 감시, 진단, 보수, 개선 및 이를 위한 의사결정지원 기술인 운영관리(O&M, Operation and Maintenance) 기술의 중요성이 지속적으로 증가하는 추세이다. 스마트워터그리드(SWG)는 ICT 융복합 첨단 수자원 관리기술로 기후변화에 의한 물 부족과 수자원 인프라 노후화로 인한 효율저하 등 물 문제 해결을 위한 차세대 플랫폼으로 주목받고 있으나, 아직까지 스마트워터그리드 시스템 구축을 위한 장치, 부품, 공정, 설계, 시공 기술 등 주로 요소기술 확보를 목적으로 연구되었으며, 시설의 운영 및 유지관리 연구는 거의 진행되지 않아 효율적인 현장적용이 어려운 실정이다. 본 연구에서는 스마트워터그리드 데모플랜트 시설을 대상으로 운영 유지관리 기술의 고도화 기본방향, 세부 핵심기술, 추진방법 등을 제시하고자 한다. 특히 스마트워터그리드의 핵심기술인 AMI 기반 수운영 시스템을 대상으로 IoT 기반의 고효율 저비용 물 공급 체계 고도화 및 지능형 통합 운영 플랫폼 구축, Hybrid형 다중수원 활용 이동식 물 생산 시스템에 대한 운전제어 자가진단 운영관리 유지보수기술 등 원격 무인 자동화 물 생산시설 기술 고도화 개발방안에 대하여 중점적으로 다루고자 한다.

• Proceedings of the Korea Water Resources Association Conference
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• 2015.05a
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• pp.637-637
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• 2015

2009년 미국에서 처음으로 스마트워터그리드의 개념이 도입된 이후로 국내외 국가 기관뿐만 아니라 민간 기업에서도 스마트워터그리드에 대한 관심이 높아지고 있다. 현재 스마트워터그리드는 IBM의 진출을 시작으로 Veolia, Suez 등 다국적 물관리 기업들이 사업을 추진 중이다. 국내의 ICT기술과 수자원시스템의 융합을 통하여 용수 수요 공급량을 실시간으로 파악하고 관리하여 수자원의 지역적 시간적 격차를 해소하는 스마트워터그리드 연구가 국내에서도 진행 중이다. 물관리 시장 주도권을 확보하기 위해 글로벌 물기업간 경쟁이 심화되고 있으며, 개별플랫폼을 구축 활용하여 신규기업의 물산업 진출을 가로막고 있는 실정이다. 이러한 상황에서 국외 물산업 시장 진출을 위하여 통합플랫폼 개발 및 체계적인 데이터 구조 설계가 필요하며, 본 연구는 스마트워터그리드를 운영하기 위해 여러 곳에 분산되어 관리 운영되어지고 있는 수자원 및 물관리 데이터의 통합을 위한 체계적인 데이터베이스 구조설계에 대한 연구를 수행하였다. 이에 본 연구에서는 스마트워터그리드 도메인 내에 주력하고 있는 통합데이터베이스 구조를 외부 데이터 마이닝과 연계하여 확장하는 구조로 현실적이고 단기적인 데이터 통합효과를 위해 ETL/데이터웨어하우스방식을 적용하여 데이터 통합을 추진하였다. 지자체간 분산되어 있는 데이터베이스간의 연동은 관련 법제도 및 지자체간 협의 등 다양한 문제가 연루되어 있어 단기적으로는 B2B 데이터 연동방식을 응용하여 구성하였다. 광역 중앙 제어를 위한 통합데이터베이스는 가상DB 방식을 고려하였으며, 이는 지자체별로 구성된 통합DB에 대한 인터페이스 및 Wrapper 플랫폼을 적용하였다. 이 플랫폼간의 연동은 WaterML2.0을 적용함으로써 단기간내 구현이 가능하도록 하고 상호운용성에 문제를 해결하며, 실시간 데이터 연계를 추구하였다. 본 연구를 통해서 궁극적으로는 수자원 및 물관리 데이터의 통합을 위해 해당플랫폼에서 스키마 맵핑, 프로토콜 변환 정합 등을 실시하며, 실시간 데이터 마이닝 및 통합이 가능하도록 구성함으로써 향후 스마트워터그리드의 빅데이터 플랫폼 개발까지 확장해나갈 수 있을 것으로 기대된다.

• Proceedings of the Korea Water Resources Association Conference
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• 2012.05a
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• pp.445-445
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• 2012

농업 수자원 시스템은 유역의 유출량으로부터 용수를 생산하고 농작물 재배를 위하여 용수를 공급하는 일련의 체계로서, 여름철 집중되는 강우를 저류하여 가용 용수를 확보하고 적절한 시기에 필요한 용수량의 공급을 목적으로 한다. 농업용 저수지, 용 배수로 및 평야부 수리시설물과 같은 구성 요소들은 오랜 기간에 걸쳐서 축조되어 지속 가능하고 안정적인 농업용수 공급을 수행하고 있다. 농업 수자원 시스템을 운영하는 과정에서 물 수요량에 대한 실시간 관리가 불가능하여, 수요와 공급의 불균형으로 인한 용수 공급 효율 저하 및 수리시설물의 노후화 및 누수 등으로 인한 관리 손실량 발생과 같은 문제점이 제기되었다. 스마트 물관리는 농업 수자원 환경의 급격한 변화에 대응하기 위하여 첨단 정보통신 기술을 도입하는 차세대 물관리 시스템으로 실시간 모니터링, 수자원의 분석/모의/운영 및 정보 관리 등 전 분야에서 정보화와 지능화를 구현하기 위한 기술 총화로 정의된다. 본 연구에서는 스마트 물관리를 구현하기 위한 구체적 방안으로써, 통합적인 농업용수의 실시간 운영 및 정보 관리를 위하여 첨단 정보통신기술을 이용한 모니터링 기술, 수집된 정보 분석 및 제공을 위한 웹 기반의 정보관리 기술, 정보교환을 위한 네트워크 기술 등을 통합 운영할 수 있는 체계를 구성하였다.

• Proceedings of the Korea Information Processing Society Conference
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• 2021.05a
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• pp.285-288
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• 2021

4차 산업혁명의 출현과 함께 스마트공장, 스마트시티, 스마트러닝 등이 등장하면서 스마트 물관리시스템과 그 평가지표의 연구개발이 주요 사회문제로 대두되고 있다. 따라서 본 논문에서는 스마트 물 관리시스템의 자동화 수준 평가지표를 제안하고자 한다. 그 세부 연구내용은 다음과 같다. 첫째, 기존의 CMM과 SPICE 소프트웨어 프로세스 평가모델과 스마트공장의 평가지표를 검토하고, 스마트 정수처리장의 개념을 살펴본다. 둘째, 제안하는 스마트 물관리시스템의 평가지표에는 정수장의 주요 공정에 따라 착수 공정, 약품투입 공정, 혼화·응집 공정, 침전 공정, 여과 공정, 소독 공정의 6개 평가영역으로 세분화 하였고, 각 평가영역별로 0에서 4까지의 5단계 평가수준으로 구분하여 제안하였다.

• Proceedings of the KIEE Conference
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• 2015.07a
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• pp.41-42
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• 2015

도시에서의 에너지는 주로 인력에 의해 관리되고 소비된다. 전력이나 물, 가스 등 살아가는데 필요한 에너지는 화석연료로 생산되거나 만들어진다. 따라서 전력 등과 같은 에너지의 소비가 많을수록 이산화탄소 배출이나 지구온난화가 심화된다. 도시의 건축물에 대한 에너지의 공급체계는 건축물과 별도로 구성되어 있어 통합적 관리를 통해 사용량을 최적화하여야 한다. 본 논문에서는 스마트그리드 스테이션을 기반으로 한 스마트그리드 시티를 구축하는 방안을 제시하고자 한다. 이를 통해 홈, 타운, 시티를 거쳐 최종적으로 스마트 에너지 국가를 완성하게 된다.

• Proceedings of the Korea Water Resources Association Conference
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• 2016.05a
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• pp.108-108
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• 2016

스마트워터그리드(Smart Water Grid; 이하 SWG)란 현재 직면에 있는 물 부족, 물 안보, 물 복지 등 물에 대한 문제를 ICT 기술을 활용하여 물관리의 새로운 패러다임을 제시할 수 있는 융합 기술이다. 즉, SWG는 기존의 수자원 관리 시스템의 한계를 극복하기 위해 첨단 정보통신기술을 이용하는 고효율의 차세대 인프라 시스템으로 다양한 수원을 활용하고 물을 효율적으로 배분 관리 운송하여 수자원의 불균형을 해소하고, 첨단센서네트워크를 이용해 용수관리 전분야에 걸쳐 양방향 실시간으로 용수정보를 감시 대응하여 용수관리와 에너지 효율의 최적화된 메가시티(mega-city)에 적합한 지능형 물관리가 가능할 것으로 예상되는 시스템이다. 따라서 국토교통부 과제로 추진중인 SWG 연구단에서 개발한 스마트 워터 기술을 영종도 112 블록에 적용하여 지역주민의 물복지 향상 및 물 사용자에 대한 소비자 만족도를 높이는데 목적을 두고 데모플랜트를 구축 방안을 수립하였다. 영종도 112블록(인천 운서동 및 운북동 일원)은 인천 공촌정수장에서 해저관로를 지나 영종통합 가압장에서 가압 후 공항신도시배수지에서 물을 공급받고 있는 지역으로 면적은 $17.41km^2$, 인구는 약 17,000명, 물사용량 $8,000m^3$/일, 총관로연장 약 55km, 유수율이 겨우 73.2% 지역이다. SWG 적용성 평가를 위해 영종도 112 블록에 유수율 제고 및 운영비용 저감을 목적으로 데모플랜트를 구축하였다. 스마트 계측을 위해 스마트미터 469개(15~20mm), 디지털미터 172개(25~200mm), 누수유무센서 1개소, 다항목 수질측정기 1개소, 유량계 3개소, 수압계 5개소, AMI 시스템 641개 및 물효율 운영프로그램과 물정보 App서비스 기능으로 구성하였다. 물효율 운영프로그램은 실시간 수요량 예측, 배수지 운영에 따른 취수량, 송수량, 펌프 대수조합 및 운전스케줄링이 가능한 경제적 물공급 스케줄링, 관망상태 감시 및 제어(실시간 유량/수압 분석을 통한 누수분석) 기능이 탑재되어 통합운영센터에서 운영할 계획이다. 데모플랜트 운영을 통해 수자원의 효율적인 배분 및 공급, 유지관리 향상, 운영 비용 최소화 등의 결과를 바탕으로 신도시 및 기존도시의 물관리 정책수립에 활용할 수 있을 뿐만아니라 시간적 공간적 불균형 해소 및 물시장 발전에 크게 기여할 것으로 사료된다.

• Water for future
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• v.52 no.9
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• pp.45-49
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• 2019