다시 뛰는 공정도시 서울!

문서번호 물순환연구과-20215 결재일자 2022. 4. 6. 공개여부 부분공개(5) 방침번호 시 민 주무관 물순환연구과장 수도연구부장 서울물연구원장 정승열 신장환 안재찬 04/06 손정수 믿고 마시는 아리수! 2022년 주요업무 계획 보고 2022. 4. 서울물연구원 물순환연구과 Ⅰ. 일반현황 □ 인력현황 : 4명 (연구관 1, 연구사 2, 기술직 1, ) 구분 현원 연구직 기술직 비고 소계 연구관 연구사 임기직 소계 환경 화공 기계 전기 물순환 연구과 4 3 1 2 - 1 1 - - - □ 업무분장 구분 분장사무 비고 물순환연구과 (스마트기술연구과) 1. AI 등 스마트 기술의 정수 및 수도운영시스템 적용 연구 2 원격검침시스템을 활용한 옥내 누수탐지 툴 개발연구 3. 상수도 적용 가능 신기술 현황 조사 및 검토 4. 상수도 신기술 현장 활용방안 수립 및 현장적용 5. 상수도 오픈 이노베이션 관련업무 6. 상수도 우수기술 경진대회 사업 □ 업무조정 ○ 배경 ？ 연구원 하수 연구업무 종료 및 이관 : 2007년(’06년 부시장지시 32호)부터 수행하던 하수처리, 하수관로 등 관련 연구업무를 ’21년 종료하고 물재생연구소(물재생시설공단 산하)로 이관 ※ ’20.12.1일 행정2부시장 국 주요 현안보고시 요청사항 ？ 상수도 전문인력 감소에 따른 최신 기술 확보 필요 - 상수도 인력 고령화 및 베이비붐 세대 퇴직으로 인한 노하우 전수 등 기술 공백에 따른 대응 기술 확보 필요 - 문래동 혼탁수사고(’19년), 소형생물 대응(’21년) 등 대규모 수질사고에 대한 예측 및 조기 대응 능력 강화 요구 증대 ？ 다양한 운영시스템 도입 확대로 빅데이터 분석, 알고리즘 개발 등 대두 ？ 사물인터넷(IoT), 인공지능(AI) 등을 활용한 원격 자동 및 자율제어 분야 확대 ○ 업무조정내용 ？ 기존 하수 연구업무 삭제 ？ 스마트 기술 연구 및 현장 적용 관련 업무 추가 ○ 시행시기 : 2022. 3. 2.(방침서) ○ 명칭변경(예정) : 물순환연구과 ⇒ 스마트기술연구과 ○ 인력구성 - 총4명 : 과장1(연구관), 연구사2, 기술1 ~’22. 3. 1. ？ ’22. 3. 2. ？ ’23. 1. 예정 2명 (과장1, 기술1) 4명 (과장1, 연구2, 기술1) 6명 (과장1, 연구4, 기술1) ※ 연구원내에서 자체조정하였으며 향후 업무증가시 추가인력 확충(전자, 기계 등) ※ 세부내용 붙임1, 붙임2 참조 □ 실험장비 현황 : 수질분석기 등 48대 ○ 액체크로마토그래프 질량분석기(LC-MS) ○ 총인, 총질소 자동수질분석기 ○ 수질분석기 등 Ⅱ. 2022년 주요업무 계획 1 원격검침 자료를 활용한 옥내 누수탐지 툴 개발 원격검침 자료를 활용한 부가 응용기술 개발에 의한 옥내누수 조기 발견으로 민원서비스 개선 및 유수율 향상에 기여 추진배경 ○ 원격검침 사업 확장으로 측정된 데이터를 활용한 사용량 검침 외 누수탐지 등 부가된 연계 응용기술 개발 필요 ○ 세대별 실시간 검침자료 분석에 의한 옥내누수 조기발견 툴 개발 및 상수도 민원업무 적용으로 서비스 개선 및 유수율 향상에 기여 ○ 추진기간 : ’22. 1.~12. 추진방법 ○ 실시간 검침된 자료로 사용량 평균, 사용 패턴 및 일별 최저유량 등 다양하게 분석하여 옥내누수 판단방법 도출 ○ 옥내누수로 판단되는 수용가에 대한 현장 누수 확인(협조:수도사업소) ○ 누수여부 확인 자료를 축척하여 옥내 누수탐지 툴 개발 추진계획 ○ 옥내누수 탐지기술 분석 툴 개발 및 적용성 평가 추진 - 대 상 : 여의도 혁신지구 원격검침 수용가 - 원격검침 자료 활용한 수용가 물사용량 및 패턴 분석 - 적산사용량 증가, 심야시간 물 사용 등을 고려한 누수경보 알림 등 옥내누수탐지 툴 개발 검토 ○ 개발된 기술을 확대 적용하여 상수도 서비스 및 유수율 향상에 기여 2 응집제 주입률 자동 결정 시스템 연구 수질 및 현장 운영 데이터를 기반으로 AI를 활용한 응집제 주입률 자동 결정 기술을 개발하여 수질 변화에 실시간 대응 및 최적 공정 운영 추진개요 ○ 추진배경 : 정수장 운영 데이터 분석 및 인공지능 학습을 통해 약품주입, 운영관리 고도화에 필요한 핵심 기술개발로 스마트 정수장 구축방안 마련 ○ 연구기간 : ’21. 1.~’22. 12. 추진실적 ○ 응집제(PAC : 평상시, PAHCS : 하절기)별 주입률 영향 인자 분석(구의정수센터 데이터) - 분석 인자 : 탁도, pH, 알칼리도, 수온, 전기전도도 - 결과 : PAC와 PAHCS 모두 탁도와 상관관계가 가장 높고(PAC 0.86, PAHCS 0.92) 인자별 중요도도 탁도의 비중 가장 높음(PAC 81.3%, PAHCS 92.7%) ○ 응집제 주입률 예측 알고리즘 검토 및 선정 - 대상 : KNN, Linear Regression, SVR, GBR, XGB, Random Forest - 결과 : Random Forest 예측 정확도 가장 우수(PAC 94.4%, PAHCS 98.9%) PAC 실제값-AI 예측값 비교(Random Forest) PAHCS 실제값-AI 예측값 비교(Random Forest) 향후계획 ○ 강북정수센터 AI 응집제 투입 현장 지원 및 모델 적합도 평가 - 응집제 관련 데이터 정리 및 탐색적 데이터 분석(~’22. 4월) - 인공지능 알고리즘 검토 및 모델 구축, AI 운영 평가(~’22. 12월) 3 후염소 주입률 자동 결정 시스템 연구 정수센터/급수계통 데이터를 기반으로 AI를 활용한 후염소 주입률 자동 결정 기술을 개발하여 수도꼭지 수돗물의 잔류염소 농도 최적화 추진개요 ○ 추진배경 : 정수장 운영 데이터 분석 및 인공지능 학습을 통해 약품주입, 운영관리 고도화에 필요한 핵심 기술개발로 스마트 정수장 구축방안 마련 ○ 연구기간 : ’22. 11.~’23. 12. 추진 계획 ○ 잔류염소 정수/수도꼭지 수질에 대한 영향 인자 분석(’22. 11~12월) - 분석 지점별 수온, 잔류염소 농도. 염소 소비 속도, 체류시간 등 ○ 후염소 주입률 예측 알고리즘 검토 및 모델 구축(’23. 1~10월) - NARX(Nonlinear Autoregressive with Exogenous Input), LSTM(Long Short Term Memory), DQN(Deep Q-Network) 등 ○ 최적 모델 적용 인공지능 운영 평가(’23. 11~12월) 기대효과 ○ AI 자동 결정 기술을 개발하여 수도꼭지 수돗물의 잔류염소 농도 최적화 4 상수도 오픈이노베이션/테스트 베드 서울시 상수도 현안 해결에 필요한 민간 요소기술을 발굴하고 실증함으로써, 실용성과 활용도 높은 기술로 발전시킴 기술개발형 테스트베드 개요 ○ 대 상 : 수질분석기술, 공정기술, 재료, AI 자동화기술, 에너지 분야 ○ 추진방법 : 기술 보유기업과 연구원이 공동으로 연구협력 및 실·검증 시행 적용가능성 검토 (관련부서) 최종평가 수요과제 선정 기술공모 (초빙) 심의,선정, 협약체결 (심의위원 구성) 실증관리 결과검토 실증 확인서 발급 ※ 지원내용 : 추진사업별 연구원 관리부서 지정 및 연구시설, 인력, 모니터링 등 제공 서울산업진흥원(창업본부) 협약(’21.3월)으로 연구개발비 지원(최대 1천만원) 추진실적 및 향후계획 ○ 추진실적 수요기술 조류분석 자동화 경제적 필터기술 배관내 탁질 정밀감지 기술 활성탄팽창률 자동측정 및 생물모니터링 기술 목적 업무 효율화 배출수 수질개선 배관 내 상태 파악 소형생물 감시 장기화 대비 기술내용 조류 속별 분류 및 개체수 탐지기술 최종처리수 5㎛이상 물질제거 필터 변색여부를 수치화하여 탁질변화를 탐지하는 기술 입자분석을 통한 활성탄 팽창률 자동측정 및 화상시스템을 이용한 소형생물 모니터링 기술 업체 ㈜엠큐빅 ㈜유천엔바이로 ㈜제이엠워터스 삼보과학㈜ 장소 구의정수센터 암사정수센터 물연구원 물연구원 및 구의정수센터 - 실증 진행 : ’21. 7월 ~ ’22. 6월 ○ 향후계획 - 중간보고회 개최 : 현재 추진실적 및 향후계획 보고(’22. 4월 예정) - 실증 평가 : 평가위원회에서 효과성, 현장여건 등 고려하여 현장적용성 검토 [별첨] 기술개발형 테스트베드 추진경과 연번 일 자 문 서 제 목 수신부서 1 ’20. 5.28 상수도 오픈이노베이션 기술개발형 테스트베드 추진계획 내부결재 2 ’20. 5.29 기술개발형 테스트베드 추진계획 송부 본부 민원분석과, 연구원 전 부서 3 ’20. 6.10 상수도 분야 테스트베드 수요과제 제출 요청 서상수1-38, 연구원 전 부서 4 ’20. 6.25 상수도 분야 테스트베드 수요과제 제출 본부 수질과 → 연구원 5 ’20.11.17 기술개발형 테스트베드 수요기술 선정 보고 내부결재 6 ’21. 2. 4 2021 기술개발형 테스트베드 추진계획 내부결재 7 ’21. 3. 4 상수도 분야 테스트베드(실증) 제공현황 자료제출 안내 본부 민원분석과 → 서상수1-38 8 ’21. 3. 9 물산업 스타트업 육성을 위한 업무협약 추진계획 보고 - 협 약 일: 2021. 3.12 - 협약주체: 연구원↔서울산업진흥원 내부결재 9 ’21. 3.19 기술개발형 테스트베드 추진현황 송부 본부 민원분석과 10 ’21. 4. 8 기술개발형 테스트베드 수요기술 공고계획 (공고기간: 2021. 4.12~5.14) 내부결재 11 ’21. 5.18 기술개발형 테스트베드 수요기술 공모결과 보고 (4개분야 10개사 참여) 내부결재 12 ’21. 5.25 기술개발형 테스트베드 심의위원회 개최계획 내부결재 13 ’21. 5.25 기술개발형 테스트베드 응모업체 심의계획 알림 응모업체(10개사) 14 ’21. 5.25 기술개발형 테스트베드 심의위원회 위원 위촉 알림 심의위원 5인 15 ’21. 6. 1 기술개발형 테스트베드 심의위원회 개최결과 보고 내부결재 16 ’21. 7.16 기술개발형 테스트베드 업무협약 체결계획 내부결재 17 ’21. 7.19 ’21년 기술개발형 테스트베드 사업 실증협약 체결 요청 (협약주체 : 연구원↔서울산업진흥원↔실증업체) 서울산업진흥원, 실증업체(4개사) 18 ’21. 7.28 기술개발형 테스트베드 사업 업무협약 체결 알림 연구원 담당부서 19 ’21. 7.28 실증 테스트 진행 실증업체, 담당자 5 스마트 안전관리 적용방안 연구 스마트 안전기술의 검토 및 도입으로 수돗물 생산·공급과정에서의 공정관리 및 공사 시에 발생할 수 있는 재해예방 및 피해감소에 기여 추진 배경 ○ 중대재해처벌법 시행(’22. 1.27.)에 따른 안전관리 강화 필요 - 국내외 상수도 사고사례 분석을 통한 사고 원인 및 작업 환경 분석 추진 내용 ○ 스마트 안전 관련 기술 조사 - 적용 현장조사 국회대로 1단계 공사현장(’22.3.) 화성정수장(’22.3.) ？이동형 스마트 영상방송 : 현장영상송출 및 음성관제 ？작업자 위치관제 : 위치파악 및 비상호출 ？중장비 안전관리 : 일정거리이내 접근시 음성 알림 ？스마트 e-Call 시스템 : 작업시간 초과 또는 미동작 시 경보 ？지능형 영상감시 CCTV : 사람 쓰러짐 감시 및 경보 ？스마트 Security 시스템 : 안면 또는 지문 인식을 통한 출입 통제 중장비 안전관리시스템을 “광암수계배수관로정비공사”에 적용 예정 ○ 현장별 필요기술 조사 및 적용방안 검토 <중장비 안전관리> <가상현실 기술을 이용한 안전교육> 6 K-water 화성정수장 스마트기술 검토 미래형 스마트 정수장으로 변모하고 있는 K-water 화성정수장의 기술을 조사 검토하여 선도적 아리수 생산체계 구축 추진 배경 ○ 4차 산업기술 정수센터 도입을 통한 선도적 아리수 생산체계 구축 ○ 미래형 스마트 정수장 시범 사업을 추진 중인 K-water 화성정수장의 우수 기술을 심층 조사하여 서울시 정수장 적용 검토 추진 계획 ○ 화성 정수장 방문 및 사업 검토(’22. 3월) - AI 정수장 운전 및 안전관리 사업 추진현황 파악 ○ 주요 스마트 기술 심층 조사 및 보고(’22. 4~9월) - 응집제 자율 운영 시스템 - 펌프 진동센서 진단 예측 시스템 <화성정수장 스마트 기술 적용 사업 분야> 7 상수도 4세대 기술 구현 기반 중장기 과제 발굴 수돗물 생산？공급과정에서 신기술(AI, IoT 등) 적용을 위한 중장기 과제를 발굴하여 체계적인 단계별 연구수행에 기여 ·1세대 : 수처리개념 도입 이전, ·2세대 : 여과, 소독 등 정수공정 도입 ·3세대 : 고도정수처리, 부분적 모니터링 및 자동공정 ·4세대 : 4차 산업기술을 활용한 지능화 및 고도화 (자율운전 등) 상수도 신기술 현황 조사 및 과제 발굴 ○ 국내·외 스마트 기술현황 검토 - 국내외 물 기업 및 선도 민간기업 도입 계획·사례 조사 - 대상기술 : 인공지능, 빅데이터 분석, 가상현실·증강현실, 드론 등 ○ 상수도 신기술 현장 적용방안 조사 - 분야별 외부 전문가 현장 진단 및 자문 시행 과제별 연구추진 방안 수립 ○ 요소 기술별 적정 적용시기 검토 - 국내외 상수도 시장 전망 및 기술동향 분석 ○ 현장적용방안 수립 - 사업 리스크 및 비용 분석에 따른 공정별 도입 우선순위 제안 [빅데이터, AI 등 기반 상수도 전과정 스마트화] 붙임 : 물순환연구과 업무 조정 방안 및 서울물연구원 업무조정 계획 1부. 끝.

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물순환연구과-20215

D0000045094721