‘세계 물도시 포럼 2022’의 세션Ⅱ : 디지털 물관리(Digital Water Management) 분과에서는 △타나퐁 쿠산군슬립(Thanapong Kausangunslip) 태국 방콕시 수도국 기획개발부 부국장 △오스카 피덴시오 이바네즈 에르난데스(Oscar Fidencio Ibanez Hernandez) 멕시코 치와와주 수도청 수도사업소 행정위원회 의장 △유하 카오피넨(Juha Kauppinen) 핀란드 미켈리시 도시개발부 BEM 클러스터 총괄담당자 △라이언 위엔(Ryan Yuen) 싱가포르 PUB 산업기술협력부 팀장 등이 참석하여 해당 시의 디지털 물관리 경험사례 발표 및 물이슈 공유를 위한 토론을 가졌다.

“IT 시스템 개발, 상수도 서비스에 기술 적용”

■ 태국 방콕시 사례 과거 규정은 정부에서 이루어지는 모든 거래는 필수 서류의 실제 사본으로 이루어져야 한다고 명시했다. 따라서, 대부분의 사람들은 요청, 거래 또는 청구서 지불을 완료하기 위해서는 직접 MWA(Metropolitan Waterworks Authority, 수도권 수도국) 지사로 와야 했다. 당시에는 디지털 기술이나 정보 기술은 개별 프로세스나 운영에 대한 지원 시스템의 역할을 했을 뿐이다. 

많은 부서에서 업무를 보다 편리하게 수행할 수 있도록 자체 IT 시스템을 개발했다. 상수도 서비스에 기술을 적용한 방콕시의 경험은 △내부 운영 △고객 서비스 및 관계 관리라는 두 가지 주요 범주로 분류될 수 있다.

내부 운영을 위해 MWA는 측량 및 설계 작업에 CAD 소프트웨어를 적용했으며, SAP의 전사적 자원 관리(ERP)를 도입하여 비즈니스 프로세스 및 모든 업무를 지원했다. WLMA(Water Loss Management Application, 물 손실 관리 응용 프로그램)는 무수수량을 허용 가능한 수준으로 관리하는 데 활용되었다. 최근 MWA는 데이터 분석을 수행하고 경영진의 의사 결정을 위한 대시보드를 제공하기 위해 비지니스 지능 소프트웨어를 추진했다.

고객 서비스 및 관계 관리의 경우 MWA는 페이스북(Facebook) 및 라인(Line)과 같은 정보 전달 및 피드백 수신을 위한 많은 SNS(소셜 미디어) 채널을 제공한다. CIS(Customer Information System, 고객 정보 시스템)는 주로 고객 서비스에 활용된다. 또한 MWA는 SNS 분석 애플리케이션을 사용하여 고객 인사이트 정보를 추출하여 서비스를 개선하고 있다. 그러나 DB(데이터베이스)는 각 시스템 간에 공유되지 않았다. 또한 시스템 통합 및 데이터 분석 수준은 여전히 중간 수준이었다. 방콕시는 이 정보를 필요한 만큼 충분히 활용하지 못했다.

“디지털 기술, 조직 성과 향상시키는 강력한 도구 역할”

[질의] ‘코로나19’ 팬데믹 기간 동안 방콕에서 디지털 물관리는 어떤 역할을 했나?

[답변] ‘코로나19’ 위기 동안 태국 정부는 모든 사람의 이동과 경제 활동을 엄격히 금지하는 비상사태를 선포하기로 결정하여 고객들이 평소와 같이 현장 서비스를 이용할 수 없었다. 이것이 MWA가 디지털 물관리로 나아가게 만든 주요 원동력이었다. 

다행스럽게도 ‘MWA on Mobile’ 애플리케이션을 사전에 개발했다. iOS 및 안드로이드 스마트폰에서 모두 사용할 수 있는 이 애플리케이션은 신규 연결, 고객 프로필 변경 요청, 월별 청구서 결제, 전자 청구서 요청, 민원사항 보내기, 피드백, 문의 등 모든 필수 서비스를 제공, 고객에게 더 나은 경험을 제공한다. ‘코로나19’ 대유행 기간 동안 애플리케이션의 사용량이 크게 증가했으며 중요한 역할을 했다는 사실을 발견했다.

또 다른 예로 SCADA(집중 원격감시 제어시스템)의 수압 및 흐름 데이터를 활용하여 물수요 패턴이 코로나 상황과 재택 근무 정책으로 인해 변경되었기 때문에 배수 시스템을 재정비했다. 이제 우리는 ‘뉴 노멀(New Normal)’ 즉 새로운 삶의 방식을 향해 나아가고 있다는 것을 분명히 보았다. 고객의 행동과 요구사항은 완전히 바뀌었다. 게다가, 세계적인 추세로서 디지털 기술은 더 이상 지원 시스템이 아니라 조직의 성과를 향상시키는 강력한 도구의 역할을 할 것이다. 

우리 기관은 향후 5년 이내에 데이터 기반 운영조직이 될 것이다. 공통 데이터베이스와 통합 방식으로 대부분의 운영에 디지털 기술을 구현하고 발전시킬 것이다. 또한 자금을 더 효율적으로 투자할 수 있도록 전체적인 관점과 접근 방식을 연구하고 공유하기 위해 기업조직 설계 프로젝트를 수행하고 있다.

“무수수량 비율 높고 연간 감소율은 2%에 불과”

■ 멕시코 시우다드 후아레즈시 사례 시우다드 후아레즈(Ciudad Juarez)시에서 설정한 주요 목표는 물리적 및 비물리적 물손실을 줄이는 기술을 통해 운영 및 상업적 효율성을 개선하는 데 기반을 둔 물절약 정책이다. 우리 시는 지하수원에서 물을 얻고 연간 2억㎥를 취수한다. 우리는 연중무휴 24시간 서비스를 제공하고 있지만 여전히 무수수량(Non-Revenue Water, NRW) 비율이 높고 연간 감소율은 2%에 불과하다.

시우다드 후아레즈시는 1960년대 초 수출 마킬라도라 산업(maquiladora industry)이 도래하면서 계획되지 않은 기하급수적 성장을 겪기 시작했다. 1950년부터 1980년까지 인구는 13만1천308명에서 79만8천409명으로 증가했으며 최근 인구조사에서는 151만2천450명이 등록되었다. 또한 일자리를 찾아 미국으로 건너가거나 수많은 뿌리 없는 주민들을 수용하는 미국과의 국경 도시 환경에서 도시 계획이나 수리적 모델링 없이 개발되었다.

도시가 성장함에 따라 물공급 시스템은 더욱 비효율적이 되었고 손실은 증가했다. 무질서하고 가속화된 성장에 직면하여 공공 정책은 효율성을 개선하고 추출을 줄이는 데 초점을 맞추지 않았다. 수요를 충족시키기 위해 더 많은 물을 확보하는 데에만 집중했기 때문에 더 많은 우물을 뚫고 배관을 확장했으며 이로 인해 물리적, 상업적 손실이 증가했고 수도관 및 사용자의 안정적인 등록이 수행되지 않았다. 물은 적절하게 측정되지 않았기 때문에 물손실을 줄이는 것이 불가능했다.

2016년에는 조직의 효율성을 높이기 위한 계획이 시작되었다. 계획의 주요 조치는 주로 산업 부문, 사회·경제적 수준이 높은 주택 및 높은 비율의 비수익수 추정치를 가진 주택과 같이 가장 수익성이 높은 부문과 가장 큰 손실을 입은 부문에서 스마트 수도계량기, 부문화 및 압력 관리의 사용을 기반으로 한다. 스마트 수도계량기 덕분에 실시간으로 물의 흐름을 파악하고 요금을 청구할 수 있었다. 부문화 및 압력 관리와 결합하여 2021년에 약 2%의 물손실을 줄일 수 있었다.

이러한 솔루션은 처음에는 효율성을 높이고 손실을 줄이기 위한 전략의 일부로 고려되지 않았던 도시 댐, 집수 유역, 운하 및 빗물정원(rain garden)과 같은 홍수 통제 조치들과 결합되었다. 이 조치들은 현재 빗물 침투를 통해 이러한 목표 달성에 기여하고 있다.

“스마트 수도계량기 1만3천500개 설치로 누수량 감소”

[질의] 디지털 물관리는 지난 10년 동안 시우다드 후아레즈시의 물과 위생 관련 업무를 어떻게 변화시켰나?

[답변] 2009년에 우리는 도시 물공급의 약 15%를 운반하는 ‘코네호스 메다다노스(Conejos Medadanos)’라는 이름의 대형 수도관에 SCADA(집중 원격감시 제어시스템)을 통한 물관리에 이 기술을 사용하기 시작했다. 기술의 초기 활용을 보자면, 2018년 4회 개최된 ‘제1회 스마트 물관리 포럼’, 물관리 혁신 등 혁신 프로젝트를 시작하기 위해 핵심 덩어리가 된 인력 양성부터 시작할 수 있도록 했다.

2019년에는 산업용 사용자를 중심으로 높은 소비자를 위한 3천215개의 스마트 수도계량기를 최초로 설치했다. 최소 사용자 비율로 시작했지만 이 계량기는 전체 수도요금의 20%를 차지했으며 무료 및 라이센스 통신 네트워크, 빅데이터 및 분석, 사물 인터넷(IoT), 지리정보시스템(GIS), 유압 시스템 모델링 및 건축 모델링, 정보 모델링(BIM)을 사용하여 홍수방지 작업을 능숙하게 설계할 수 있다.

간단히 말해, 이 시스템에서 우리가 이전에 보고한 지 1년 동안의 목표는 일인당 하루 지수의 소비량을 360L에서 323L로 줄이는 것이었다. 우리는 9천 개의 스마트 수도계량기를 더 설치하여 현재 1만3천500개가 설치되어 있다. 물생산량을 13% 늘렸음에도 불구하고 수입을 14% 늘릴 수 있었고, 무수수량를 47%에서 45%로 줄였다. 설치된 PCV(압력 제어 밸브)를 14%에서 20%로 늘렸기 때문에 운영 및 상업적 효율성을 높이고 있다.

“5년 전부터 디지털 물관리 프로세스 시작”

스마트 네트워크에 대한 우리의 물 시스템에서 습득한 지식은 공공 안전과 같은 다른 중요한 문제를 해결하는 데 사용되기 시작했다. 치와와주에는 △3천대 이상의 팬 틸트 줌 카메라 △4천800대 이상의 고정 카메라 △1천791대의 플레이트 리더 카메라 △102대의 체크 포인트 및 800대 이상의 워크스테이션 등이 설치되어 감시를 강화하기 위한 포괄적인 보안 전략이 있다.

공식적으로, 우리는 약 5년 전에 디지털 물관리 프로세스를 시작했다. 우리 시는 원격 측정(SCADA), 스마트 계량, 섹터화, 압력 관리, BIM을 홍수 제어 작업에서 고립된 방식으로 기술을 활용하고 있다. 우리는 토론 포럼을 조직하고, 세계의 다른 지역에 있는 물조직을 방문하고 배우며, 스마트 시티의 완전한 개념에 도달하지 못한 노력을 하고 있지만, 좋은 발걸음을 내딛고 있다.

후아레즈시는 선진국과 프로세스가 다른 남아메리카 개발의 맥락에 있지만, 미국과 접촉함으로써 그 나라의 운영기관이 어떻게 기술을 사용하여 물손실을 줄일 수 있는지에 대해 배울 수 있는 기회를 얻었다. 손실을 줄일 수 있는 솔루션을 찾는 과정에서 에너지 효율을 개선할 수 있는 솔루션을 구현하게 되었다. 처음에는 무수수량을 줄이는 데 중점을 두었지만, 이제 가변 속도 드라이브, 보다 더 효율적인 펌프와 현대적인 모터 제어 센터를 사용하여 우물 등 취수원에서 상당한 에너지 절약을 달성하고 있다.

비록 우리가 현재 스마트 미터와 같은 최첨단 기술을 사용했지만, 우리는 단순히 최신 기술을 사용하려는 것은 아니다. 우리의 동기는 효율성의 향상과 그것으로 달성되는 사회적 이익이다.

“중소기업과 협력 솔루션 개발 데이터 공유”

■ 핀란드 미켈리시 사례 핀란드는 수천 개의 호수와 맑은 물로 유명하다. 하지만, 우리에게도 과제가 있다. 우리의 문제 중 하나는 수도망(water network)이 노후화되고 있다는 것이다. 핀란드의 수도관망은 약 60〜70년 전에 지어졌다. 네트워크의 디지털 모델과 같은 디지털 솔루션을 통해 네트워크를 적절한 장소에서 적시에 유지할 수 있으므로 비용 효율성이 향상될 것이다. 

자동화 및 계측은 빠르게 발전했으며 물관리 시스템의 여러 부분에서 많은 양의 데이터를 사용할 수 있다. 예를 들어 양수장의 수도망과 시설 등을 볼 수 있는 상황인식 시스템이 있다. 오늘날 우리는 추세를 따르고 비교와 예측을 통해 프로세스를 최적화할 수 있으며 네트워크도 사용할 수 있다. 미래에는 인공지능을 활용하여 하수 시스템에서 빗물의 원천을 식별해야 한다. 

핀란드 미켈리시에는 중소기업과 스타트업이 많이 생겨나고 있다. 그들은 솔루션을 개발하고 있으며 미켈리시는 이러한 중소기업과 협력해 데이터를 공유하고 테스트하며 가능한 새로운 솔루션에 대해 파일럿 연구를 수행하려고 한다. 미켈리시에는 고유한 테스트 파일럿 시설이 있으며, 기업이 파트너와 네트워크를 찾고 혁신 프로젝트를 위한 자금을 제공할 수 있도록 지원하고 있다.

“데이터 프로세스 수행 통해 디지털 방식으로 처리”

[질의] 디지털 물관리가 미켈리의 서비스 가입자와의 관계를 어떻게 변화시켰나?

[답변] 우리는 점차 오래되고 전통적인 수도계량기를 원격으로 읽을 수 있는 스마트 수도계량기로 대체하고 있다. 이는 고객이 물사용을 따르도록 돕고 물의 가치를 가시적으로 보여준다. 서비스 공급자는 데이터를 기반으로 예상치 못한 소비변화 또는 잠재적인 누출에 대한 경보 등 새로운 서비스를 제공하고 있다. 고객은 SMS(단문 메시지 서비스)를 통해 장애 또는 중단에 대한 즉각적인 정보를 얻을 수 있다. 

기존 고객 외에도 미켈리 워터 유틸리티(Mikkeli Water Utility)는 회사에 데이터를 공개하고 양자 간 기회를 주는 서비스를 제공한다. 우리는 데이터를 공유하고 사용 가능한 데이터의 프로세스를 수행하고 있다. 예를 들어, 민간 기업이 미켈리의 멤브레인 테스트 시설(Membrane Testing Facility)을 통해 제품을 시험하는 서비스를 제공하고, 추가로 처리된 데이터와 기존 데이터를 비교한다. 이러한 모든 절차는 디지털 방식으로 완전히 처리된다.

“물관리 디지털화 위한 네 가지 주요사항 추진”

■ 싱가포르 사례 PUB(국립수자원공사)는 싱가포르의 국가기관이며, 집수, 식수처리, 유통, 사용된 물집수 및 처리, 사용된 물재이용 및 담수화까지 전체 물순환을 관리한다. 2021년에 우리는 또한 해안보호기관(Coast Protection Agency)으로 임명되었다. 

해수면 상승으로부터 싱가포르를 보호하고 내륙 및 연안 홍수 위험을 완화하기 위한 노력이 시행되었다. 따라서 우리의 임무는 △좋은 물을 공급하고 △사용한 물을 회수하여 재이용하고 △우수(빗물)를 조절하고 △해수면 상승에 대한 적절한 조치를 취하는 업무를 하고 있다.

싱가포르의 상황은 싱가포르가 국가이자 도시이기 때문에 꽤 독특하다. 따라서 PUB는 리스크와 과제를 혁신하고 관리해야 할 필요성 때문에 디지털 여정에 착수했다. 우리는 디지털화를 위한 네 가지 주요 추진 요인들을 가지고 있다. 첫째는 지방자치단체와 산업계의 증가하는 물수요, 둘째는 증가하는 비용을 관리하고 효율성과 생산성을 향상시키기 위한 필요성, 셋째는 미래에 완전히 대체될 수 없는 고령화된 인력, 넷째는 더 높은 대중의 기대를 관리하기 위한 서비스 제공 개선 등이다. 

이 4가지 동인 외에도 증가하는 사이버 위협과 같은 위험을 관리하기 위한 기술을 지속적으로 활용할 필요가 있기 때문에 이 여정을 시작했다. 또한 기후변화와 같이 점점 복잡해지고 예측할 수 없는 환경에서 운영이 안정적이고 효율적으로 계속 작동을 보장하기 위해 구식 기술로 인해 중단되는 상황이 생기지 않도록 해야 한다.

“스마트 솔루션 구현 위해 5개년 스마트 로드맵 개발”

[질의] 싱가포르의 수자원 관리 개선에 디지털 물관리가 어떻게 효과적으로 기여하나? 

[답변] PUB는 2018년에 계획에서 O&M(유지보수)에 이르기까지 전체 운영에 걸쳐 스마트 솔루션을 구현하기 위한 5개년 스마트 로드맵(SMART Roadmap)을 개발했다. 이 로드맵에서는 △사물 인터넷(IoT) △데이터 분석 △디지털 트윈(Digital Twins) △인공지능(AI) △자율 시스템(Autonomous Systems) 등 5개의 기술 지원자가 확인되었다. 

PUB는 이러한 기술을 활용하여 우리의 임무를 수행하는 솔루션들을 채택했다. 첫째는 더 적은 인력으로 운영 효율성을 달성하는 솔루션, 둘째는 데이터 기반 의사 결정 지원을 통해 시스템 감독 및 상황 인식을 개선하는 솔루션, 셋째는 서비스 제공을 개선하는 솔루션, 넷째는 PUB 관리 시설 및 공공 장소의 안전 및 보안을 개선하는 솔루션이 있다. 

예를 들어, 더 많은 데이터를 캡처하기 위해 시설과 네트워크에 센서를 광범위하게 배치했다. 이 데이터를 통해 우리는 실제로 발생하기 전에 배수망의 홍수 위험을 예측하는 것과 같은 행동을 예측하고 방지할 수 있다. 이와 함께 로봇공학 및 자율 시스템을 활용하여 인력에 대한 의존도를 줄일 수 있다. 

특히, 배수 부분 검사와 같이 반복적이거나 심지어 위험한 작업에 대해서는 더욱 그렇다. 우리 시설에서는 웨어러블(wearables) 및 로봇공학 등을 사용하여 운영자가 처리장의 다른 부분에서 작업할 때 제어실의 직원을 관리하고 실시간으로 통신할 수 있다. 또한, 웨어러블은 경찰관들의 생명을 모니터링함으로써 그들의 안전을 모니터링해야 한다. 아울러 우리가 카메라를 사용하여 작업자가 땅 위에서 무엇을 보는지 볼 수 있게 해준다.

“30만2천개의 스마트 수도계량기 설치 시작”

 최근에는 싱가포르 전역에 30만2천 개의 스마트 수도계량기를 설치하는 스마트 미터링 프로젝트(Smart Metering Projects)를 시작했다. 스마트 수도계량기는 사용자가 소비하는 것과 같은 실시간 기준으로 데이터를 얻을 수 있게 해준다. 더불어 우리가 그것들이 적절하게 처리될 수 있도록 누수가 있는지 여부를 감시할 수 있게 해준다. 마지막으로, 우리는 계획, 설계 또는 향후 설치의 측면에서 디지털 트윈(Digital Twin)을 활용하고 있다. 

디지털 여정이 항상 장밋빛이고 매력적인 것은 아니다. 많은 도전들이 수반된다. 그리고 우리는 어떤 도전들이 있는지 알아야 한다. 첫째, 우리가 원하는 데이터가 무엇인지 알아야 하며, 데이터가 정확해야 한다. 부정확한 데이터는 신뢰할 수 없는 결과를 가져올 수 있다. 

둘째, 유틸리티 운영자로서 디지털 시스템을 구축했기 때문에 서로 다른 스마트 시스템이 통합되도록 해야 한다. 모든 다른 플랫폼에 걸친 시스템 통합은 유용하지만, 이는 민간 부문이 반드시 제공하지는 않을 수 있다. 하지만 사용자로서, 모두가 시스템을 구축하고 운영 전반에 걸쳐 서로 대화할 수 있어야 한다는 것을 알아야 한다. 

셋째, 우리는 사이버 보안에 관심을 기울여야 한다. 마지막으로, 사람들이 “저를 대체해서 제 일자리를 쓸모 없게 만들려는 건가요?”라고 걱정할 것이기 때문에, 우리는 사람의 입장, 변화된 경영을 잊을 수 없다.

PUB의 경우 기본적으로 단순히 업무를 대체하는 것이 아니라 더 높은 가치의 역할을 수행할 수 있도록 부가가치를 제공한다는 것을 알리기 위해 많은 노력을 기울이고 있다. 이는 작업환경을 개선하는 데 도움이 되는 도구이다.

[『워터저널』 2023년 1월호에 게재]