사물인터넷 기반 초음파 하수관로 유량 모니터 시스템 개발

초음파 하수관로 유량계(좌), 배터리형 초음파 하수관로 유량계가 맨홀에 설치된 모습(우). 사진=자인테크놀로지
초음파 하수관로 유량계(좌), 배터리형 초음파 하수관로 유량계가 맨홀에 설치된 모습(우). 사진=자인테크놀로지

[비즈월드] 자인테크놀로지가 이번 기록적 폭우와 같은 기후변화로 발생하는 도시 홍수에 대응‧예측할 수 있는 기술을 개발해 주목을 받고 있다. 

서울시는 기후변화로 인한 기상이변과 도시 홍수 발생에 대비하기 위해 하수관거개량 사업 7364억원, 빗물펌프장 신증설 사업 2939억원, 빗물 저류조 설치사업 2142억원, 하천정비사업 1649억원 등 총 예산 1조4000억원을 투입해 33개 주요 침수취약지역에 수방시설 확충사업을 시행하고 있다.

다만, 이러한 계획과 사업은 기본적으로 강우의 강도를 추정해 설계해야 한다. 이때 사용하는 개념이 ‘확률강우빈도’다. 예를 들어 어떤 도시 인프라가 ‘30년 빈도의 강우’를 고려해 설계됐다고 한다면 이 시설물은 30년에 한번 올 수 있을 만큼 강한 강우에 대응할 수 있도록 설계됐다는 뜻이다.

서울시의 하수 및 도시배수 시스템(주로 관로)은 도시 전체의 구조상 어떤 부분에서 어떤 역할을 하느냐에 따라 대응 가능한 ‘확률강우빈도’를 30년, 50년, 100년, 혹은 200년 빈도로 계획‧관리하고 있다. 그렇기 때문에 이러한 계획 확률강우빈도를 넘어서는 ‘기록적 폭우’가 발생하면 현실적으로 이를 제어‧관리할 수 있는 방안이 없다. 

올해 발생한 기후‧환경의 변화로 발생한 갑작스런 폭우와 이로 인한 홍수를 제어하고 관리하기 위해서는 강우량과 그로 인한 도시 하수 및 배수 시스템의 대응 능력을 실시간으로 파악하고 빅데이터 분석을 통해 예측할 수 있어야 한다. 

서울시에서는 이와 관련된 실증 사업을 연말에 완결할 예정으로 진행 중에 있다. 서울시(서울기술연구원)와 자인테크놀로지는 올해 초부터 ‘테스트베드 서울’ 프로그램을 통해 사물인터넷 기반의 하수관로 유량 모니터링 시스템에 대한 현장 실증 사업을 물순환안전국 지원을 받아 시행해오고 있다.

이 사업은 서울시 239개 배수분구 가운데 광진구에 소재한 군자배수분구 내 5개 지점에 모니터링 시스템을 설치‧운영하는 사업이다. 

사업의 목적은 하수 및 배수관로내 유량을 실시간으로 모니터링하고 측정된 데이터를 사물인터넷을 이용, 분석해 관로내로 유입되는 빗물과 지하수의 양을 산정하는 것이다. 

사물인터넷(IoT)기반 지능형 하수관로 관리 시스템 대시보드 화변(좌), 기본 데이터 화면(우). 8월11일 새벽 4시경부터 1시간동안 많은 비가 와서 관로내 유량이 100배 이상 급증한 것을 알 수 있다. 통수능력 내에서 관리되고 있다는 것과, 유량 증가 및 감소 속도를 통해 안전도를 평가할 수 있다. 또한, 유량 증가 속도를 고려해서 주변 침수 가능성을 예측할 수도 있다. 자료=자인테크
사물인터넷(IoT)기반 지능형 하수관로 관리 시스템 대시보드 화변(좌), 기본 데이터 화면(우). 8월11일 새벽 4시경부터 1시간동안 많은 비가 와서 관로내 유량이 100배 이상 급증한 것을 알 수 있다. 통수능력 내에서 관리되고 있다는 것과, 유량 증가 및 감소 속도를 통해 안전도를 평가할 수 있다. 또한, 유량 증가 속도를 고려해서 주변 침수 가능성을 예측할 수도 있다. 자료=자인테크

자인테크놀로지는 독자적인 기술과 혁신적인 디자인을 도입해 앞서 언급한 하수관로의 어려운 조건하에서도 정확하고 지속적인 유량측정이 가능한 새로운 개념의 초음파 하수관로 유량계를 개발해 문제를 해결했다고 설명한다.

자인테크놀로지의 하수유량 모니터링 시스템을 통해 정확하고 지속적으로 측정된 데이터는 침입수 및 유입수량 변화는 물론, 통수용량과 강우강도를 비교해 도시침수를 예측하고 선제적으로 대응할 수 있는 분석과 의사결정 지원 정보를 제공할 수 있도록 구성돼 있다.

한편, 자인테크놀로지의 ‘초음파 하수관로 유량 모니터링 시스템‘은 그 기술력을 인정받아, 올해 3월 아시아개발은행(Asian Development Bank)의 도시문제해결 솔루션 공유 플랫폼(Development Asia)에 등재됐다. 

또 지난해 미국 위스콘신주 밀워키시에서 개최된 ‘워터텍챌린지(Water Tech Challeng)’ 대회에 참가해 결선에 오르기도 했다. 더욱이 유량은 물론 수질 및 유해가스 측정이 가능한 감시시스템이 환경부 연구지원 사업으로 개발되고 있으며, 전국 10개소에 시범운영 중이다.

[비즈월드=손진석 기자 / son76153@empas.com]

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