"연간 6.7억 톤 누수 막는다"…AI가 물 새는 소리까지 잡아내는 K-수도관 기술

전국 지자체 상수 관망의 약 40%가 설치된 지 21년이 넘은 노후관으로 파악되는 가운데, 인공지능(AI)과 사물인터넷(IoT)을 활용해 땅속 누수를 실시간으로 잡아내는 한국의 수도관 관리 기술이 세계적인 주목을 받고 있다. 티타임즈TV 영상에 따르면, 한국수자원공사는 AI와 IoT를 접목한 스마트 관망 관리 기술(SWNM, Smart Water Network Management)을 통해 노후관으로 인한 물 손실 문제를 해결하고 있다.

연간 6억 7천만 톤 사라지는 물…"데이터 확보가 AI 핵심"

현재 우리나라 상수관의 노후화로 인해 발생하는 누수량은 연간 약 6억 7,000만 톤에 달하며, 이를 금액으로 환산하면 약 7,000억 원 규모다. 땅속에서 새어나가는 물은 지반 침하와 싱크홀을 유발하는 원인이 되기도 한다. 영상에서는 지하수 누수만 잡아도 댐을 2~3개 정도 지을 수 있는 용량의 물을 확보할 수 있다고 설명한다.

이러한 문제를 해결하기 위한 SWNM 기술의 핵심은 '데이터'다. 영상에서는 AI 모델을 돌리기 위해 가장 중요한 것은 데이터 확보이며, 기초적인 인프라를 통해 데이터를 제대로 수집해야 AI 알고리즘을 학습시켜 유연미한 분석 모델을 만들 수 있다고 설명한다. 이를 위해 공사는 지역을 대·중·소 단위의 '블록(Block)'으로 나누어 유량계와 수압계를 설치하고, 각 구역의 유입량과 수압을 실시간으로 측정하는 시스템을 구축했다. 유입량 데이터와 수용가의 수도 요금 정보를 결합하면 해당 지역의 유수율(정수장에서 보낸 물 대비 실제 사용된 물의 비율)을 정확히 파악할 수 있으며, 이를 통해 관망 정비나 관 교체 등 최적의 투자 결정을 내릴 수 있다.

청진기 대신 AI 센서…실시간 누수음 감지 및 수압 자동 조절

과거에는 직원이 밤마다 청음봉을 이용해 누수음을 직접 듣거나 노면 누수 탐사기를 사용해 위치를 찾아야 했다. 하지만 SWNM 기술은 IoT 센서가 수집한 누수음을 무선 통신으로 서버에 전송하면, AI 서버가 이를 학습해 누수 여부를 즉각 판단하는 방식을 사용한다. 영상에서는 특정 주파수를 통해 누수음을 시각화하여 보여주는 AI 화면이 소개되었으며, 이를 통해 숙련된 인력이 아니더라도 누수 지점을 빠르게 특정할 수 있다. 특히 이 센서는 사람이 귀로 듣기 어려운 노면 청음 데이터를 스마트폰 기기와 연결해 일반 직원들도 편리하게 확인할 수 있도록 개발되었다.

수압 관리에도 자동차의 '크루즈 컨트롤'과 유사한 기술이 적용된다. 수압이 높을수록 누수량이 많아지기 때문에, 실시간으로 압력을 감지해 적정 수압(1.5kg 이상)을 유지하도록 밸브를 자동으로 조절하는 '능동형 감압 기술'이 활용된다. 이는 수압이 높아지면 압을 낮추고, 낮아지면 다시 조절하여 국민들에게 안정적인 수압을 공급하는 핵심 기술이다. 향후에는 AI 기능을 추가한 'AI 감압' 방식으로 확장될 예정이다.

AI CCTV로 현장 안전까지…"글로벌 시장 수출 기대"

수도관 교체 공사 현장에는 안전을 위한 AI 기술도 도입된다. 공사 현장에 설치된 이동형 CCTV에 AI 기능을 탑재하여, 보행자가 넘어지거나 근로자가 위험 구역에 접근할 경우 즉시 알람을 울려 사고를 예방한다. 영상에서는 올해 개발된 이 기술을 내년부터 모든 공사 현장에 확대 적용할 예정이며, 이를 통해 현장의 위험 상황을 미리 예방할 수 있을 것으로 기대한다고 밝혔다.

또한, 땅을 파지 않고 기존 관을 파쇄하며 새 관을 삽입하는 '비굴착 교체 공법'과 관 내부 상태를 확인하는 내시경 장비에도 AI 기술이 접목되고 있다. 현재 개발 중인 'AI 내시경 판독 기술'이 완성되면 사람이 일일이 관 상태를 확인하지 않아도 AI가 관의 상태를 분석해 리포트 형태로 제공할 수 있게 된다. 영상에서는 이러한 제품들은 향후에 글로벌 사업에 판매할 수도 있고 기술을 수출할 수도 있을 것이라고 전망했다.