• 한국관개배수논문집
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• 제21권1호
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• pp.127-140
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• 2014

Recently drastic climate changes(e.g., extreme floods and droughts) are often taking place around the world. Even an increase in uncertainty, population, and mega cities has caused drastic changes in water recycle process. As in other countries, Korea has faced some issues relevant to water security. In response to these changes, Smart Water Grid(SWG) system combining the current water resources management with ICT (Information and Communications Technology) is considered as a new paradigm for the Korean water resources management. This study aims to explore and identify influential factors contributing to the SWG system's application to analyze the importance and role of those factors, and then to offer a policy suggestion for the successful application of the SWG system along with legislative improvements in Korea. In this study, we looked at different barriers related to the SWG application and also the complicated Korean water laws, enacted by different ministries and in order to efficiently apply the SWG system to the current Korean water resources management structures. This study employed qualitative research methods to analyze and identify the priorities of the tasks to be implemented by analyzing conditions for the SWG application, especially related to multi water sources and micro water grid, because legal and institutional measures can be more important to manage conflicts between different stakeholders once the SWG enters a phase of standardization and commercialization from its development stage.

• 상하수도학회지
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• 제28권1호
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• pp.103-110
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• 2014

In this study, the evaluation criteria of performance and applicability is developed to rank the combinatorial technologies for SWG (Smart Water Grid) system using AHP (Analytic Hierarchy Process) method. Security, safety, solution, suitability and sustainability which are goals of SWG technology, are used as upper level hierarchy elements. And three detailed elements for each upper level hierarchy are adopted as the lower level hierarchy. The weighted value which represents the importance of each element, could be determined through questionnaires accomplished by groups of specialists who are engaged in relevant waster industry and research area. To assess the accuracy of the evaluation criteria developed in this study, a simulation on four decision alternatives for smart water grid was carried out as an evaluation. Consequently which showed 90 % of accuracy.

• 한국방재안전학회논문집
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• 제13권1호
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• pp.25-39
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• 2020

현재 스마트시티는 전 세계적인 추진에도 불구하고 스마트워터그리드 조성을 위한 기준이 부재하여 이들의 성공 여부를 판단하기에는 한계가 있다. 스마트워터그리드의 요건과 목표를 설정하고 기존 스마트워터그리드의 한계와 문제점을 정확히 진단하고 개선할 필요성은 분명하며, 이를 위해 스마트워터그리드 목표에 적합한 인덱스의 활용은 매우 중요하다. 따라서 본 연구에서는 스마트워터그리드의 목표측정과 달성정도 평가가 가능하고, 향후 스마트워터그리드 구축을 위한 이행계획에 근거로 활용할 수 있는 스마트워터그리드 성과평가지표(SWG KPI)를 개발하였다. 개발된 스마트워터그리드 성과평가지표(SWG KPI)를 통해 지속적인 스마트워터그리드의 역량평가를 수행할 수 있는 기반을 마련하고, 평가결과로 인한 영향력 확보를 통해스마트워터그리드 성과평가지표(SWG KPI)의 신뢰도 향상과 스마트워터그리드 역량평가를 위한 평가 테이블를 제공하여 계획 중인 스마트워터그리드에 대한 성과평가카드(Challenge Evaluation Card) 작성 및 사전평가 가능할 것으로 기대된다.

• Spatial Information Research
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• 제23권1호
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• pp.19-31
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• 2015

최근 전 세계적인 기온상승과 불규칙한 이상기후로 인하여 지역간 수자원 격차 및 물부족 현상이 나타나고 있으며 미래 물 수급의 안정성 확보를 위한 수자원 관리가 점차 중요해지고 있다. 이를 해결하기 위해 수자원의 안정적인 확보와 관리가 가능한 방안으로 대두되고 있는 Smart Water Grid (SWG) 연구가 진행되고 있다. 따라서 본 연구에서는 웹 환경에서 통합 물정보 제공을 위한 GIS 기반의 SWG 시뮬레이터를 설계하고자 하였다. 시스템 개발을 위해 사용자 요구분석을 기반으로 SWG 현황 조회, 미래 예측 및 정수장 현황 조회기능을 설계하였으며 사용자의 이해를 높이기 위해 GIS 및 HTML5 기술을 이용한 정보표출 기술을 적용하였다. 또한 비상 상황이 발생했을 때 SWG를 이용한 문제 해결 과정을 확인할 수 있도록 시나리오 재현 기능을 설계하였다. 시스템 개발을 위한 설계도로 Use-case, Class, Sequence diagram을 작성하고 최종 개발 내용을 확인하기 위한 스토리보드를 작성하였다. 본 연구를 통해 설계된 SWG 시뮬레이터는 기후변화 대응을 위한 물관리를 지원하기 위한 정보의 획득을 도울 뿐 아니라 시나리오 재현을 통한 의사결정자의 결정을 도울 수 있을 것으로 판단된다. 주요 기능이 수자원 관리자 및 생산자 위주로 설계되었지만 향후 소비자를 위한 콘텐츠와 기능을 추가로 개발하여 단방향 정보 전달이 아닌 양방향 정보 교환이 가능하도록 해야 할 것이다.

• 한국수자원학회논문집
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• 제48권11호
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• pp.945-955
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• 2015

The technology of the SWG (Smart Water Grid) as one of most important national projects results in significant assignment that is closely associated with systematic management and effective operation. The individual component technics are required to establish directory and classification for the purpose of effectively managing their information related to research and development (R&D). The national science technology (S&T) standard classification tree which results in the representative example has been established with an intention to manage R&D information, human resource, and budget. It has been also revised every five years and then used in the various fields related to the evaluation, administration, and prediction of the national R&D projects. In addition, the standard classification system for R&D projects has been widely used in the UNESCO (United Nations Educational, Scientific and Cultural Organization) and EU (European Union) since the Frascati Manual was established in the Organization for Economic Cooperation and Development (OECD). Therefore, it is necessary for SWG techniques to develop the standard S&T classification tree for research management and evaluation. For this, it is essential to draw the core techniques for the SWG, which are incorporated with IT (Information Technology), NT (Nano Technology), and BT (Biology Technology).

• 한국관개배수회지
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• 제54호
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• pp.52-57
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• 2014

• 한국수자원학회:학술대회논문집
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• 한국수자원학회 2021년도 학술발표회
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• pp.419-419
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• 2021

수자원 관리 패러다임은 공급 위주에서 수요관리로 전환되고 있다. 가용한 수자원은 한정적이나 급속한 인구증가와 도시화로 인한 물 수요의 증가로 수요관리의 효율성이 중시되고 있기 때문이다. 기존 상수도시스템은 노후화로 가동효율이 점차 낮아지고 있으며, 인력으로 월 또는 격월로 소비자의 물 사용량을 검침해 실시간 관리가 불가능하여 수요와 공급의 불균형을 초래한다. 이러한 문제를 해결할 대안으로 IT 기술과 전통적인 물관리 기술을 접목한 Smart Water Grid는 양방향 통신장치를 이용해 실시간으로 소비자의 물 사용량을 모니터링한다. 물 사용 특성을 잘 파악하면 보다 정확한 물 수요 예측이 가능하다. 특히 소비자들의 시간별, 평일, 주말, 그리고 주별 물 사용 특성을 파악하면 미래 물 수요 예측에 도움이 된다. 예측된 물 수요량에 따라 물 공급 배분 계획을 수립하여 운영 효율성을 높일 수 있다. 물 수요예측 방법 중 k-mean 군집분석은 시간별 물 사용량을 이용해 서로 유사한 여러 개의 부분집합으로 할당하여 분류하는 Machine learing 방법으로 물 사용의 유사성을 파악할 수 있다. SWG 연구단은 2019년 Vietnam Hai Duong province에 SWG Pilot plant를 구축하고 27개의 Smart water meter를 설치하여 운영하고 있다. 이에 본 연구에서는 소비자의 물 사용 특성을 분석하기 위해 27개 SWM로부터 수신된 2019년 11월 14일부터 2020년 12월 3일까지 1시간 단위의 물 사용량 데이터를 수집하였다. 그리고 k-mean 군집 방법을 이용해 시간별, 평일, 주말, 그리고 주별 물 사용 특성을 분석하였다. 이 때 최적의 군집 개수 결정을 위해 Elbow 방법을 적용하였다. 분석 결과 각 소비자의 물 사용량 특성에 따라 평균 물 수요패턴 추정이 가능하며, 향후 물 수요 예측에 도움이 될 것으로 사료된다.

• 한국수자원학회:학술대회논문집
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• 한국수자원학회 2016년도 학술발표회
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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.

• 한국수자원학회:학술대회논문집
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• 한국수자원학회 2018년도 학술발표회
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• pp.373-373
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• 2018

화력발전소, 석유화학공단 등 대규모 배출원에서 발생되는 이산화탄소를 활용하여 온실가스의 배출을 줄이고, 경제적 가치를 창출할 수 있는 탄소자원화는 기후변화 대응을 위한 국가전략프로젝트 중 하나이다. 전 세계적으로 탄소자원화 기술은 아직 상용화 단계이지만 최근 강화된 온실가스 감축 의무로 인하여 탄소자원화 시장은 더욱 확대될 전망이다. 화력발전소의 이산화탄소 발생 과정에서 배출되는 수증기는 응축기술을 통하여 새로운 수원으로 활용이 가능하다. 응축된 물의 최적 활용과 사용처 지향적 효율적 물순환을 위한 시설 내 스마트 워터 그리드(SWG) 개념의 물분배 시스템은 발전 산업 내에 탄소자원화의 핵심기술로 사용될 수 있다. SWG는 시설 내 용수공급 관리에서의 관망 운영, 물 수요 관리 등 ICT를 활용한 종합적인 물 분배 시스템으로, 본 연구에서는 SWG 물순환 시스템의 국내외 기술조사를 통해 발전 산업 시설 내에 적용성을 검토하였다. 물의 재이용 시스템을 포함한 SWG 기술, 지능형 관망 운영 기법 기술, 실시간 수질 감시 체계 기술 연구를 기반으로, ICT 기반 용수공급 정보 관리 기술과 수운영 모니터링 기술을 통하여 SWG가 발전 산업 연계 기술로써 적용될 수 있도록 하였다. 본 연구에서 제시된 SWG 시스템을 적용한 산업 인프라를 통하여 산업적 파급 효과를 높이고, 이를 활용한 인력과 비용 절감이 기대되며, 저에너지, 고효율화를 위한 기술력과 글로벌 물 시장진출 경쟁력을 향상시키기 위한 기초연구자료로써 활용이 가능할 것으로 기대된다.

• 한국수자원학회:학술대회논문집
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• 한국수자원학회 2015년도 학술발표회
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• pp.215-215
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• 2015

SWG(Smart Water Grid)는 한정적인 수자원을 효율적으로 이용하고 사용자 입맛에 맞춰 물을 안정적으로 공급하고자 하는 양방향 개념으로 수자원 분야에서 각광받는 실정이다. SWG의 성능을 평가하는 연구사례는 많지 않으며 현재 국내의 경우 실증단지를 구축하고 있는 단계이다. 그러므로 성능평가를 수행하기 위한 실측자료가 부재하므로 성능평가 지표선정에 활용 할 수 있는 자료가 제한적이다. 따라서 미국의 Leed, 영국의 BREEAM, 일본의 CASBEE, 호주의 Green Star의 인증 기준에서 수자원에 대한 항목과 기존의 IWA, World Bank, AWWA, JWWA, OFWAT 같은 해외 상수도 수행능 지표와 상수도 및 정수장 기술진단에서 제시하는 기준을 바탕으로 성능평가지표를 선정 보완하여 Water Facility Index, Smart Index, Optimum System Index로 분류하여 각 세부의 성능평가지표를 선정하였다. 선정된 지표는 AHP기법를 활용하여 1-4단계에 걸쳐 계층화를 실시하고 Bottom-up방식으로 4단계에서부터 1단계로 평가를 진행하도록 구성했다. 4단계에서는 계층 별 쌍대비교 결과를 바탕으로 중요도에 따른 가중치를 부여하고 차등 점수를 적용하며, 이는 3단계에서 필수적으로 만족해야하는 지표들을 설정하고 평가하기 위해 사용된다. 3단계에서는 지표평가 후 "보통" 이상의 점수를 획득해야 2단계로 진행할 수 있고, 2단계에서는 3가지 큰 지표를 설정 후 총점 기준 60%이상의 최소득점 기준을 만족해야 1단계로 진행할 수 있도록 구성했다. 이러한 절차를 바탕으로 마지막 1단계에서는 100점을 만점으로 하는 6단계의 최종성능을 평가하는 결과를 제시할 수 있다. 본 연구에서는 국외 성능평가 사례 중 SWG와 관련된 지표를 구성하여 성능평가를 수행할 수 있는 기법을 제안하였다. 향후 지속적인 연구 진행 결과와 실측자료를 수집하여 수정 및 보완이 수행될 예정이다.