환경부는 ‘그린뉴딜’ 시대를 맞이해 안전한 수돗물 공급과 사고 시 신속한 대응을 위한 스마트 상수도 관리체계를 구축하고 있다. 이 사업을 통해 방대한 양의 빅 데이터들이 쏟아지고 있지만 “구슬이 서 말이라도 꿰어야 보배”라는 말이 있듯이 데이터 양에 비해 활용 효율이 저조하다는 평가를 받고 있다. 

이에 데이터를 연계 및 활용하여 쓰임새 있는 데이터로 탈바꿈 시켜야 하며 이를 위해 중구난방인 수도정보를 표준화해야 한다. 데이터 표준화가 구축되면 표준화된 자료를 통해 공유 및 분석 효과를 극대화시켜 그 활용성을 높일 수 있으며 지자체·유역수도지원센터·국가수도정보센터 등 수도관련 기관간 상호 교류의 활성화 효과도 기대할 수 있다.

데이터 전송 표준화로 골든타임 확보해야

데이터 표준화는 △생산 △전송 △저장 △분석 △공유 △활용·서비스 단계로 구성된다. 먼저 생산단계는 실시간 수도정보에 있어 어떤 데이터를 수집할 것인가에 대한 수집항목, 얼마나 자주 수집할 것인가에 대한 주기, 더불어 시스템 구축 표준화가 필요한 단계이다. 

생산단계에서 생성되는 자료는 계측기를 통해 생산된 자료, 정수생산 및 공급과정에서 발생하는 수압·수량·수질 자료, 스마트미터 및 SCADA 시스템 등에서 생산되는 자료 등이 있다. 이 중 특히 개선이 필요한 부분은 센서를 통해 수집된 탁도·pH·잔류염소에 대한 데이터이다. 이 데이터들은 오·결측되는 경우가 많아 검·보정이 필요한 상황이다. 

한편 생산단계의 선진국 사례를 보면 미국의 환경보호청(EPA)은 ‘스마트워터’ 표준에 대한 사례조사 사업을 실시했다. 스마트워터는 데이터 및 통신 기술을 사용해 워터 네트워크 및 시스템의 효율성, 신뢰성, 경제성 및 지속 가능성을 개선하기 위한 정보 수집·분석 및 실행을 도모하는 시스템이다. 이 표준 조사 사업을 통해 상수도 데이터 관리의 효율화를 이뤄 캘리포니아와 같은 물부족 지역에 상수도데이터를 연결해 부족한 수자원을 활용하는 성과를 이뤘다.

다음으로 전송은 생산된 데이터가 통신설비 등을 통해 이동되는 단계로, 서로 다른 시스템에 있는 개체의 통신을 신속하고 원활하게 하기 위해 표준화된 프로토콜을 필요로 한다. 이 단계를 통해 데이터의 변환 시간이 단축돼 비상시 신속하게 골든타임을 확보할 수 있다. 전송의 대상은 정수처리과정 및 관망에서 계측기를 통해 생산되거나 수집된 데이터이며, 취수장, 정수장, 배수시설, 가압시설 및 소규모 배수조시설 등의 운영자료도 포함된다. 

전송단계 구축을 위해 프로토콜의 주요 요소인 구문, 의미, 타이밍의 지방수도사업자 및 국가수도정보시스템간의 효율적인 통신을 위한 표준화 방안이 마련돼야 하며 국가수도정보시스템과 지자체 서버간의 데이터 전송 시, 공평한 통신을 지원하는 방안 및 전송단계의 업계표준이 필요하다.

일원화된 데이터로 운영 효율 극대화 

저장단계는 전송된 데이터가 DB에 저장되는 단계로, 시스템 별로 산재해 있는 데이터 정보 요소에 대해 명칭·정의·형식·규칙에 대한 원칙을 수립해 이를 전(全)사적으로 적용할 수 있게 하는 것이 주요 목적이다. 이러한 표준화 작업은 데이터의 정확한 의미를 파악하게 할 뿐만 아니라 데이터에 대한 상반된 시각을 조정하는 역할도 수행한다. 이 단계를 통해 수도사업자, 유역수도지원센터 및 국가수도정보센터 등 간에 자료를 공유할 수 있는 기반이 마련되고 정확한 데이터 사용으로 올바른 의사결정을 지원해 운영 효율을 극대화시킬 수 있다.

저장단계의 핵심은 데이터 표준화와 그 데이터가 저장될 DB의 표준화 및 관리(백업 및 보완)이다. 여기서 데이터 표준화는 데이터 모델 및 DB에서 주로 관리해야 될 필요성이 있는 오브젝트만을 주로 대상으로 한다. 데이터 표준화 절차는 △데이터 표준화 요구 사항 수집 △데이터 표준 정의 △데이터 표준 확정 △데이터 표준 관리 순으로 이루어진다. 향후 DB 표준화 및 관리(백업 및 보완)를 위해 검토해야 할 관리방안들에 대해 지자체의 협의 및 자문회의를 통해 도출하고자 한다.

오·결측 데이터 검·보정으로 시스템 신뢰도 향상

분석단계는 알고리즘으로 오·결측된 데이터를 검·보정하거나 품질진단을 수행하는 단계이다. 알고리즘 구축 및 소프트웨어 생성으로 수집 및 저장된 데이터를 활용하여 사고 시 골든타임 확보와 적절한 대응에 기여할 수 있다. 

오·결측 데이터의 주요 원인은 센서의 오작동이며, 이를 통해 생산된 이상 데이터는 시스템 분석 및 제어 과정에 오류를 발생시킨다. 오·결측 데이터를 최적으로 필터링한 후, 유효한 데이터만 저장하고, 오·결측 데이터를 필터링하는 과정에서 유효한 자료가 삭제되는 시스템적 에러를 최소화할 필요가 있다. 이를 위해 데이터 품질향상기법의 표준화가 필요하다. 또한 오류데이터의 유입을 사전에 차단할 수 있도록 센서 등의 검·보정을 통해 최대한 오류 데이터의 유입을 차단하는 방안을 검토해야 한다. 아울러 데이터 오류 처리절차 마련 및 품질개선은 성과평가를 통해 향후 데이터 품질관리 계획에 적극 반영할 필요성도 있다. 

고품질 데이터 확보 위해 품질관리계획 수립 필요 

공유단계는 내·외부기관의 시스템 및 DB로 데이터가 연계되는 단계로, 물관련 시스템 연계 및 연계 데이터 목록 관리에 방안을 제시하는 것이 중요하다. 현재 기존 수도시설은 데이터를 제공만 하고 혜택은 받지 못하는 일방적인 구조로 그 한계에 갇혀 있다. 일방적 구조에서 벗어나 제공된 데이터를 가공하여 활용 가능한 상태로 되돌려주는 공유의 구조로 바뀌어야 하기에 이 단계의 표준화가 중요하다.

공유 단계의 데이터 표준화는 기관에서 사용하는 용어나 코드의 의미와 형식에 규칙을 정해 의사소통을 원활히 하고 데이터 설계 및 구축 시, 일관되게 반영하여 궁극적으로 고품질의 데이터를 확보하는데 있다. 데이터 품질관리를 위한 중장기 계획을 마련해 1회 성이 아닌 지속적인 품질개선 활동으로 이어질 수 있도록 품질관리계획 수립이 필요하다. 품질관리계획의 실행을 위해 적정한 예산확보가 이뤄져야 하며, 데이터 관리를 위한 제도적 근거와 세부절차를 마련하고, 담당자를 지정하는 등 지속적인 품질관리체계를 유지해야 한다. 

또한 정보생명주기(생성·구축→운영·활용→폐기)를 고려해서 기관 여건에 맞는 데이터 관리 지침이나 세부 규정 등의 마련이 필요하다. 아울러 구성원 모두를 대상으로 정기적인 교육을 통해 데이터 품질 인식을 제고하고, 데이터관리 담당자의 역량을 강화해야 한다. 한편 공유 효율 제고 방안으로 내·외부 DB로 환류되는 데이터의 품질을 향상시키고 활용도를 제고하는 환류 데이터 연계 관련 이론이 있으며, 그 외에도 공공데이터 품질관리 사례를 참고해 품질개선방안도 제시해야 한다. 

데이터 활용 제고 위한 개선 방안 필요

활용·서비스는 데이터가 사용자에게 제공되고 활용되는 단계로, 대국민 정보서비스 제공항목(공개주기), 실시간 수도정보 운영 방안 및 실시간 수도정보 공개를 위한 근거(법, 제도 개선포함) 제시가 핵심이다. 이 단계는 데이터의 활용성 제고, 시민의 데이터 이해도 제고를 위한 설명의 필요, 공학적 차원의 데이터 값이 아닌 종합적인 수질 인덱스 제공 방안의 필요에 의해 수립됐다.

현재 서울시는 매년 발행하는 ‘아리수 품질보고서’를 통해 수돗물의 수질검사결과를 공개하고 있다. 먹는물 수질기준 항목(60개), 법정감시 항목(24개), 서울시 자체 감시 항목(110개)이 이에 포함된다. 과불화옥탄산(PFOA), 과불화옥탄술폰산(PFOS) 등을 감시 중이며, 수질기준 등에 대해 간략히 설명하고 있다. 

활용·서비스 제고 방안으로 참고할 수 있는 사례는 서울시 아리수 실시간 수질자동감시시스템(SWN)이다. 이 시스템으로 원수에서부터 수도꼭지까지 24시간 실시간 감시해 수질사고를 예방하는 등 수질의 안전성을 확보했으며, 조기경보시스템의 운영으로 이상 사항을 미리 감지, 신속한 대응이 가능하다. 

수질자동측정기를 통해 측정된 수질은 효율적인 수질관리업무 및 연구 기초자료로 활용된다. 이를 통해 수질관리의 투명성과 신뢰성을 높였고, 이러한 시민의 건강과 알 권리를 우선으로 하는 행정서비스로 그 우수성을 국제적으로도 인정받아, 2009년에 아리수 품질확인제와 함께 UN 공공행정서비스상(UNPSA) 대상을 수상하는 영예를 안았다.

이와 더불어 낙동강수계 대구시 수돗물 수질검사결과 공개 사례도 방안으로 고려할 수 있다. 대구시는 매년 발행하는 품질보고서를 통해 수질을 공개하고 있으며 법정감시항목(25개), 대구시 자체 감시 항목(186개)이 이에 포함된다. 인터넷 홈페이지를 통해 실시간 수질 및 조류물질 수시검사 정보를 공개하고 있으며, 국내외 수질·수량 관련 데이터 서비스 활용사례를 조사하여 활용방법을 비교하고 지자체의 협의 및 자문회의를 통해 활용서비스 개선방안을 제시하고 있다. 

이러한 우수성을 인정받은 K-water, 서울시, 대구시 등의 데이터 서비스 방법을 비교하고 더 나아가 해외사례를 조사해 향후 통합적인 활용·서비스 제고 개선 방안이 제시돼야 한다.

[『워터저널』 2022년 7월호에 게재]