• ‘아리수 통합정보센터’는 서울시민에게 맑고 깨끗한 수돗물을 안정적으로 생산·공급하기 위하여 취수에서 정수, 배수, 급수, 수도꼭지까지 전체공정에서 발생하는 운영자료를 통합 모니터링 및 분석하고 있다.
• ​이를 위하여 기존 상수도 운영·관리에 최첨단 정보·통신기술을(ICT, IT+CT) 접목하여 스마트워터그리드에 최적화된 시스템을 구축·운영 중이다. ‘아리수 통합정보센터’는 ‘서울시 수도정비기본계획 2020’의 상수도 중장기 사업의 핵심사업으로 수돗물 생산·공급의 과학적 운영 및 기존 시설물 운영관리의 효율성 제고 등에 기여하고 있다.

• 생산관리, 공급관리, 원격감시, 영상감시, 수질감시 등 아리수 통합정보시스템 구축 운영

  • 생산관리시스템 : 수요예측에 의한 과학적 계획생산 및 에너지 최적화에 의한 효율적 펌프운용 가능

  • 공급관리시스템 : 공급과정의 블록관리와 온라인 관망해석으로 누수감지 및 유수율 분석 처리

  • 원격감시시스템 : 서울시내 6개 정수센터와 8개 수도사업소의 실시간 운영 현황 통합 감시

  • 영상감시시스템 : 정수센터 및 수도사업소 보안시스템 이중 감시체계 구축

  • 수질감시시스템 : 원수부터 수도꼭지까지 수질의 이상 유무를 모니터링하고 시민에게 데이터 공개

아리수통합정보센터 구성도

• 상수도 통합관리체계 구축을 통한 업무효율성 제고 필요

  • 정수장, 배수지, 가압장 등 수돗물 생산 및 공급을 위한 시설물이 분산화, 광역화됨에 따라 다수의 시설물에 대한 효율적인 관리체계의 필요성이 대두되었다. 또한 근무자의 경험에 의해 수행하던 업무를 정형화된 알고리즘에 의해 과학적으로 처리할 수 있을까에 대한 고민이 계속되었다.

  • 이에 ICT기술을 이용하여 수돗물의 생산에서 공급까지의 전체과정 및 시설물 정보를 통합 관리하고 수집된 데이터의 과학적이고 합리적인 분석을 위한 자동화 시스템을 구축하는 것이 필요하다고 판단하였다.

• 내·외부 환경 변화에 대비한 통합감시시스템 필요성 대두

  • 내부적으로 상수도 조직 변화가 빈번하게 발생하고 있으며, 전체 정원은 감소하고 있는 추세이다. 따라서 안정적인 수돗물의 생산 및 공급을 지속하기 위해서는 업무에 숙련된 근무자가 가지고 있는 경험 및 노하우를 반영한 통합시스템을 도입하여 데이터 분석 및 처리를 자동으로 처리하도록 업무 프로세스를 개선할 필요성이 있었다.

  • 또한 외부적으로는 기후의 급격한 변화와 국지적으로 발생하는 이상 기상현상의 증가로 상수도 주요정보(유량, 수압, 수질, 수위 등)를 종합적으로 모니터링하기 위한 총괄 상황실의 구축이 요구되고 있었다.

• 아리수 통합정보센터 구축 계획 수립

  • ‘2020 수도정비 기본계획’에 따라 ‘아리수 통합정보센터(수운영센터)’ 주요기능 및 시스템 구축을 위한 청사진이 마련되었고, 이는 ‘수운영센터시스템 구축 실시설계’를 통해 구체화 되었다. 특히, 실시설계 단계에서는 H/W, S/W, 기존 시스템 등에 대한 폭넓은 자료수집 및 현장조사를 수행하여, 효율적인 시스템 구축을 위한 구체적인 실현 방안을 도출해 냈다.

• 아리수 통합정보시스템 구축

  • 2009년 6월부터 2011년 12월까지, 약 2년 6개월간 ‘아리수 통합정보시스템’ 구축을 시행하였다. 시스템 구축 착수와 동시에 국내·외(일본, 수자원공사, 부산 등) 시스템을 견학하여, 통합정보시스템 구축에 필요한 우수사례를 벤치마킹함으로써 시행착오를 줄이고 시스템 구축기간을 최소화 할 수 있었다.

• TF팀 구성 및 아리수 통합정보센터 준공

  • 2011년 9월 ‘아리수 통합정보센터’가 준공되기 전에 시스템 시험운영을 위한 TF팀이 구성되었다. 약 세 달간의 시험운영기간 동안에 생산 및 공급관리시스템을 통한 보고서 자동출력 모듈을 추가하고, 원격 및 영상감시시스템의 운영정보 정합성 점검을 실시하는 등 시스템 정상운영을 위한 준비 작업을 충실히 수행하였다. 이를 통하여, 2011년 12월 18일 ‘아리수 통합정보센터’ 준공과 동시에 시스템이 안정적으로 가동되어 상수도 운영에 필요한 주요 정보들을 감시·재생산할 수 있었다.

  • 또한 상수도연구원에서 분산 운영 중이던 수질자동감시시스템을 ‘아리수 통합정보시스템’에 통합하여 수질데이터를 생산, 공급, 원격감시시스템에서도 연계활용토록 개선하였다.

• 생산관리시스템

  • 수용가의 수돗물 수요량을 과학적으로 예측하여 정수센터의 생산량 및 효율적인 펌프운전을 계획하는 시스템이다. 지금까지는 정수지 및 배수지 수위상태와 운영자의 경험을 바탕으로 생산해오던 수돗물을 시간대별 배수패턴 및 과거 운영자료 분석, 계절 및 요일정보, 기상청 기상정보를 이용한 과학적 수요예측 모델링으로 정수센터별 72시간, 48시간, 24시간 생산계획을 수립하여 취․송수펌프를 운전함으로써 적정 생산이 가능해지고 에너지절감으로 수돗물 생산원가를 낮출 수 있게 되었다.

  • 또한 취수장, 정수장, 배수지, 가압장 등 시설관리와 각 시설에 설치되어 있는 유량계 및 펌프 등의 설비관리 시설과 설비의 인터페이스를 통한 수계관리와 같은 각종 데이터를 통합 관리하여 효율적인 수돗물 생산을 위한 자료로 활용되고 있다.

• 공급관리시스템

  • 배·급수망의 주요데이터(수량, 수압, 수질 등)를 실시간 감시하여, 각종 사고(누수, 정체수, 수질) 발생을 사전 예방하고 실제 사고발생 시 신속한 복구를 위한 의사결정을 지원하는 시스템이다. 이를 위하여 상수도관망의 물 흐름을 실시간 유량값과 지리정보시스템(GIS)의 관경, 관 길이, 표고, 펌프특성 데이터를 이용해 서울시 전역 상수도관의 압력과 관로의 유량을 계산하는 수리적 관망해석 프로그램을 개발하여 관망의 변화 상태를 실시간 감시한다. 또한 관로의 물 흐름 상태를 시간변화 모의를 통하여 관망 내 적정압력과 유량을 분석하여 소출수 또는 과수압지역 해소 및 유수율 분석을 위한 자료에 활용된다.

• 원격감시시스템

  • 분산 운영 중인 정수센터(6개소) 및 수도사업소(8개소)의 전체 운영정보를 실시간으로 통합감시·관리하는 시스템이다.

  • 생산시설과 배·급수시설의 수질, 수위, 수압, 펌프운전, 전력량 등 약 82,000개의 시설 운영정보를 전송받아 데이터를 통합 DB에 수집하여 과거 정수센터 및 사업소별 개별관리로 분석이 어려웠던 자료를 통계, 비교 분석이 가능해졌으며, 취수장, 정수장, 배수지, 가압장 운영의 최적화와 신속한 의사결정 지원으로 보다 안정적인 수돗물 생산이 가능해지고 효율적인 공급운영체계를 갖추게 되었다.

  • 또한 서울시 상수도 계통의 수질, 유량, 수위 등을 실시간 감시를 위한 67″ DLP(18면) Cube가 설치되어 있으며, 현장 시설물의 이상발생 시 경보음이 발생하여 신속히 대응할 수 있는 시스템으로 구축되어 있다.

• 영상감시시스템

  • 정수센터 및 수도사업소 보안시스템을 이중감시체계로 구축하였으며, 현장에 설치되어 있는 약 830대의 CCTV 영상정보를 실시간으로 생생하게 확인할 수 있다. 또한 시설물 이상발생 시 신속한 의사결정을 지원하는 화상회의시스템 구축으로 현장 상황을 실시간으로 파악하여 대응할 수 있는 운영체계를 갖추게 되었다.

• 수질감시시스템(SWN, Seoul Water Now)

  • 생산 및 공급과정 현장에 설치된 자동측정기로부터 주요 수질데이터(pH, 탁도, 잔류염소 등)를 전송받아 분석하는 시스템이다. 내부 수질기준에 의거하여 기준값을 초과 또는 미달한 경우 경보를 발령하고 업무담당자에게 자동으로 SMS를 발송하여 수질사고를 사전 예방하기 위한 즉각적인 조치가 이루어지며, 모든 수질 데이터를 DB화 관리함으로써 과학적인 분석이 가능하다. 또한 자동측정되는 수질을 시민에게 실시간으로 공개하여 수질관리의 투명성과 신뢰성을 높이고 시민의 건강과 알 권리를 우선으로 하는 행정서비스로 우수성을 인정받아 2009년 ‘UN 공공행정서비스상 대상(2009 UNPSA Winner)’을 수상하였다.
    
    

※ 구축예산 : 183억 원(아리수통합정보센터·시스템 구축 73억 원, 수질자동감시시스템 구축 110억 원)

• 생산관리시스템

  • 생산계획 대비 실적량의 정확도 확보를 위해서는 과거 유량데이터 및 기상데이터가 정확해야 하지만 일부 오류 데이터로 인해 오차율이 ±10% 정도 발생하였다. 이를 해결하기 위하여 과거 5년분 유량데이터를 추출하여 보정 및 현장검증을 통한 비교검측을 실시하였고, 기상청의 예보를 12종류로 표준화(맑음, 흐림, 비, 눈 등)하여 과거자료 연계오류를 제거할 수 있었다. 고도정수처리시설 공사(2009년 ~ 2017년)로 인해 일부 정수장간 생산량을 보완해 주기 위한 대체급수 공급을 시행하여, 일부 과거실적과 고도정수처리시설 운영 이후 현재 생산실적과 차이량 등이 발생하여 보다 정확한 데이터 예측을 위한 수정 보완을 시행하고 있다.

• 공급관리시스템

  • 수리적 관망해석을 통해 관망의 상태 변화를 실시간 감시하기 위해서는 지리정보시스템(GIS)의 관경, 관 길이, 표고, 밸브속성 등의 데이터가 정확하게 입력되어야 한다. 하지만 현장 유지보수 및 밸브 조작에 따라 속성값들에 변동이 생기므로 관망해석 결과의 정확도가 낮아지는 문제점이 있었다. 이를 해결하기 위해 지리정보시스템의 변화된 속성값을 자동으로 연계하여 시뮬레이션하는 INP(Input)파일 변환 프로그램을 추가적으로 개발하였다.

• 원격감시시스템

  • 원격감시 데이터의 태그값은 그 수가 많고 사업소별로 종류가 다양하여 일정한 기준에 의거하여 표준화할 필요성이 있었으나 태그값을 전면적으로 교체하기에는 시간과 비용이 과다 소요된다는 단점이 있었다. 따라서 태그값 앞에 일정 규칙에 따라 접두사(Prefix)를 삽입함으로써 과거에 사용 중이던 태그값은 변경하지 않고도 태그 표준화가 가능하였다.

• 영상감시시스템

  • 영상감시 데이터는 그 용량이 크고 원거리 전송을 하여야 하므로 원활한 송·수신을 위한 대역폭 확보가 필요하였다. 이 문제점은 국가정보원 보안성 인증을 받은 10G 전용회선을 신규 구축하고 일부 구간은 통신사업자의 망을 임대 사용하여 해결하였다.

• 수질감시시스템

  • 실시간으로 수질을 감시하고 시민에게 공개하기 위해서는 수질을 측정하는 측정기의 정확성과 효율적인 운영, 수질데이터의 안정적인 전송이 우선 확보되어야 했다.

  • 수질자동측정기 전문업체 및 통신업체로부터 전문기술을 지원받아 정기적인 점검 및 보수로 측정기의 안정성을 확보하였으며, 정기적으로 데이터의 수신 상태를 확인·점검하여 이상이 있을 경우 즉각 대응하는 시스템을 구축하였다.

  • 뿐만 아니라 시스템 운영자의 운영기술 향상과 보전을 위해 운영자 교육과정을 개설하여 구체적이고 상세한 교육을 정기적으로 시행하고 있으며, 운영기술 워크숍을 개최하여 측정기 및 시스템 관리의 노하우, 개선사례를 공유하고 있다.

• ‘아리수 통합정보시스템’의 구축·운영에 따라 수돗물 생산 및 공급을 위한 운영 예산이 절감되어 상수도 경영효율성이 대폭 향상되었다. 특히 생산관리시스템을 활용하여 정확한 수요예측과 펌프 가동으로 전력비를 절감하였으며, 기상청과 정확한 데이터 연동을 통해 향후 생산량 계획의 정확도를 향상시켰다.

• 또한 공급관리시스템을 통한 수리적 관망해석으로 조기 누수징후 판단, 누수 대응시간 단축으로 유수율 향상 등의 업무를 신속하게 처리하였고, 수질감시시스템을 통해 수질사고를 미연에 방지하여 ‘수질사고 Zero’를 달성하는 성과를 냈다.

• 기존에 숙련된 근무자의 경험 및 노하우에 의해서 운영하던 공정들을 ‘아리수 통합정보센터’에 구축된 시스템을 통하여 데이터 분석 등을 과학적이고 자동으로 분석하게 되어 업무 프로세스를 혁신적으로 개선하는 효과가 있었다.

• 즉, 전화로 사고 접수 후 현장 확인 조치를 취하던 체계에서 벗어나 시스템에 의한 중앙 통제·대응체계로 전환되었으며, 사업소별로 감시하고 분석하던 수질관리 업무도 서울시 수도시설 전체를 통합하여 감시 및 분석하고 있으며 시설 간 연계조치가 가능하게 되었다.

‘아리수통합정보센터’ 구축 및 운영의 가장 큰 성공요인은 아래의 세 가지로 요약할 수 있다.

• 첫째, 기존 운영시스템에 대한 철저한 조사 및 국내·외 정보시스템에 대한 사례분석이다.

  • 서울시 상수도사업본부는 2007년부터 1년간 최적화된 통합정보시스템 구축을 위한 ‘수운영센터 시스템 구축 실시설계’를 수행하였다. 이를 통해, 상수도 운영을 위한 기존 시스템에 대한 전수조사를 실시하였고, 시스템 통합을 위한 사업소별 기초자료를 충분히 조사하였다. 또한 수자원공사, 부산광역시, 도쿄, 후쿠오카, 파리 등의 수운영센터의 장·단점을 분석하여, 아리수통합정보센터 구축에 필요한 최적의 하드웨어 및 소프트웨어를 선정할 수 있었다.

• 둘째, 시스템을 구성하는 주요 프로그램 및 알고리즘에 대한 신규개발이다.

  • 기존에 운영 중인 시스템들 간의 물리적 통합에 그치지 않고, 운영에 필요한 소프트웨어를 신규로 개발하여 시스템의 상호 간 유기적인 데이터 연계가 가능하도록 구축하였다. 특히 생산 및 공급관리시스템은 기상청의 기상데이터, 서울 시민 물 사용 패턴, 매설된 상수도관로 특성 등 다양한 데이터를 연계하여 신규 개발한 시스템으로, 국내․외에서 운영 중인 시스템들과 차별화된 경쟁력을 가지고 있다.

• 셋째, 운영담당자의 지속적인 시스템 개선 노력이다.

  • 시스템 완공 전부터 T/F팀을 조직하여 시스템별 개선사항을 적출·보완하였으며, 2011년도부터는 시스템을 전담하는 담당자를 할당하여 시스템에서 출력된 결과값과 현장 검측값을 비교․분석하는 등의 정확도 향상 작업을 계속하고 있다.

상수도 국제 협력 사례보기

2012년부터 시작된 서울 상수도 첫 대외협력사업인 페루 찬차마요시 상수도시설 개선사업이 2017년 9월 12일 서울 상수도 첫 대외협력사업인 2단계 사업이 준공된 데 이어 서울시가 이번에는 2017년 9월 27일(수) 브라질 파라나주 상하수도공사와 상수도분야 교류협력 MOU를 체결하는 등 남미 지역에 서울시의 우수한 상수도기술을 전파할 발판을 마련했다.

서울시는 2017년 9월 27일(수) 오전 10시 브라질 파라나주 상하수도공사(SANEPAR) 무니르 차오위체(Mounir Chaowiche) 대표이사와 윤준병 서울시 상수도사업본부장 등이 참석한 가운데 시 상수도사업본부에서 상수도분야 정책 및 기술 분야 상호교류를 위한 MOU를 체결한다고 밝혔다.

브라질 파라나주 상하수도공사는, 파라나주의 주도이자 친환경생태도시로 유명한 쿠리치바시에 있으며 1963년 1월에 설립되었다. 현재 파라나주 상하수도공사는 345개 도시, 1,080만 명에게 수돗물을 공급하고 있다. 이번 MOU에는 무니르 차오위체 대표이사와 함께 파라나주 상하수도 공사 환경 관련 대외협력이사 글라우코 마차도 헤키아오(Glauco Machado Requião), 연구개발부 관리자인 구스타보 라파엘 콜레르 포세띠(Gustavo Rafael Collere Possetti) 등이 참석했다.

파라나주 상하수도공사와의 MOU 체결은, 지난 3월 브라질 상파울루에서 개최된 2017년 한-브라질 상수도 기술협력 워크숍에서 이뤄진 서울시 상수도사업본부 직원들과 파라나주 상하수도공사 관계자들과의 교류로부터 시작되었다. 당시 서울시 상수도 우수정책과 우수기술 등에 대해 주제발표를 한 시 상수도사업본부 직원들은 상파울로 상하수도공사(SABESP) 및 파라나주 상하수도공사(SANEPAR)의 정수장 및 배급수관망 유지관리 기술에 대한 진단 등을 실시하며 교류한 바 있다. 시는 지난 3월 교류를 통해 서울의 우수한 상수도의 현황을 알게 된 브라질 파라나주 상하수도공사에서 상수도기술 및 인적 교류 등을 내용으로 하는 협약 체결을 요청해와 이번에 MOU를 체결하게 되었다고 밝혔다.

또한 파라나주 상하수도공사에서 MOU 체결과 함께 상수도의 우수정책과 우수기술 등을 직접 견학할 수 있는 기회를 마련해줄 것을 요청해 9월 26일부터 27일까지 아리수정수센터와 서울물연구원 등에서 다양한 프로그램을 진행하고 있다. 수력발전에 상당 부분 의존하고 있는 브라질은 건기에 전력단가가 크게 상승해 수돗물 생산비용이 많이 소요될 수밖에 없기 때문에 현재 서울시의 아리수정수센터에 설치된 태양광 등 신재생에너지 생산시설에 큰 관심을 보였다. 이에 따라 9월 26일에는 대규모 태양광시설이 설치돼 수돗물 생산비용을 절감하고 있는 암사아리수정수센터의 태양광 시설과 취수장, 구의아리수정수센터의 고도정수처리시설 등을 견학하였으며, 오후에는 서울물연구원을 방문해 R&D 과제 공동 협력 의제를 제안하고, 통합정보시스템 타당성 조사사업에 대한 협의를 진행했다. 또 MOU를 체결한 뒤인 9월 27일 오후에는 시 상수도사업본부 내에 있는 아리수통합정보센터에서 국내 상수도 관련 기업과의 간담회와 함께 서울시 상수도 현황 및 우수 정책, 세계 최고 수준의 유수율 관리 방안, 아리수통합정보시스템에 대해 소개 받는 자리가 마련된다.

특히 서울시는 그간 세계 최고수준의 유수율을 달성하며 쌓아온 정확한 진단, 노하우, 기술력 등을  적극 지원하여, 연간 33% 이상의 누수율로 고민하는 브라질 파라나주에 유수율을 개선할 수 있는 획기적인 계기가 될 것으로 보고 있다. 서울시의 유수율은 2017년 7월 현재 96.0%로 세계 최고 수준으로, 지난 1989년 55.2%에서 40.8%p 끌어올려 약 5조원에 이르는 수돗물 생산비용을 줄일 수 있었다. 시는 노후 상수도관 정비, 정확한 누수탐지, 엄격한 공급량 관리 등 유수율 향상 노하우를 파라나주에 전할 계획이다.

시는 이번 파라나주 상하수도공사와의 교류협력 체결로, 페루에 이어 남미 지역에 서울의 우수한 상수도 정책 및 기술을 알리고, 국제적인 네트워크 형성을 통해 국내 상수도 기업들이 남미 지역에 진출할 수 있는 발판을 마련할 것으로 기대하고 있다.

<자료출처: 서울시 보도자료>

• ‘아리수 통합정보센터’의 시스템은 상수도 관리의 효율성을 향상시키기 위해 첨단 정보통신 기술을 도입한 차세대 물관리시스템으로 동남아시아, 중남미 등 저개발국가에 적용하면 한층 업그레이드 된 상수도 운영관리를 할 수 있을 것이다.

• 2011년부터 2017년까지 국내방문 견학 53회 966명, 국외방문 견학 32회 352명이 ‘아리수 통합정보센터’를 견학하는 등 벤치마킹 모델이 되고 있다.

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• 서울시자료: 아리수통합정보시스템소개  
• 서울시보도자료: 서울시, 환경부 수도사업 평가에서 최우수 기관 선정
• 서울시보도자료: 서울시, 브라질 파라나주와 상수도 기술교류…남미 진출 발판