물관리에서 빅데이터 활용 가능성 탐구 · 물관리를 위해서는 기본적으로...

Journal of Water Policy & Economy 59

물 정책·경제 제24호Journal of Water Policy and EconomyVolume 24, April 2015 : pp. 59~75

I. 물관리에서 빅데이터 활용 필요성

II. 빅데이터와 빅데이터 기술의 이해

III. 물관리와 빅데이터

IV. 물관리 빅데이터 활용 사례

V. 요약 및 제언

물관리에서 빅데이터 활용 가능성 탐구

김진영*

* 강원대학교 일반사회교육과 교수, [email protected]

요약

물관리를 위해서는 기본적으로 물 관련 정보 혹은 데이터가 있어야 한다. 최근 각국에서 효과적인 물관리를 위해서 스

마트 물관리 혹은 빅데이터를 활용한 물관리가 자주 언급되고 있다. 스마트 물관리 혹은 빅데이터를 활용한 물관리는 크

게 두 가지 방향에서 시도되고 있다.

첫째는 물 사용자에게 스마트 미터기를 설치하여 물 관리를 하는 것이다. 스마트 미터기는 물의 사용을 실시간으로 측

정하여 그 정보를 물공급 회사에 보내고 물 공급회사는 이 정보를 토대로 누수의 탐지, 검침비용의 절감, 다양한 물가격

프로그램 개발 그리고 시민들의 물 절약 의식고취 등을 추진할 수 있다. 스마트 미터기를 통한 빅데이터 활용을 위해서는

저전력으로 장시간 작동하는 스마트 미터기, 효과적인 데이터 송수신 기술, 그리고 다양한 표현기술들이 필요하다. 그러나

무엇보다 중요한 기술은 실시간으로 발생하는 데이터의 효과적인 분석과 해석이 중요하다.

둘째는 네덜란드의 디지털 델타 프로그램과 같이 단순히 스마트 미터기 활용뿐만 아니라 하천 강 호수 그리고 지하수

와 같이 광범위한 지역의 물흐름 수량 수질 그리고 강수량 등의 정보를 수집할 수 있는 센서망을 구축하고 다양한 모니터

링 시스템을 구축하여 홍수 가뭄 그리고 오염물질 유입에 대비한 조기경보나 피해를 줄이는 방향의 빅데이터 활용이다.

네덜란드 사례는 빅데이터를 중심으로 공공기관 간 그리고 공공기관과 민간의 협조, 대학과 연구기관, 민간 개발업자의

공동 작업을 통하여 효율적인 물관리의 달성과 비용 절감을 이룩하였다. 호주와 미국의 캘리포니아 지역에서도 물부족에

대비하여 종합적인 데이터수집망을 구성하고 이를 통하여 획득된 방대한 데이터 즉 빅데이터를 분석하여 물관리의 효과

성을 높이고 있다.

물관리에서 빅데이터의 활용은 데이터의 수집, 데이터의 공유 그리고 적절한 분석기법을 활용하여 비용을 절감하고

새로운 가치를 창출하는 것이라 할 수 있다. 물관리에서 빅데이터의 활용 방향은 물과 관련한 데이터는 물론 기상데이터,

산업데이터, 물수요 데이터를 서로 결합·분석함으로써 새로운 물관리 방안을 도출하는 것이 되어야 할 것이다.

주요 단어 : 물 관리, 빅데이터, 스마트미터링, 센서, GIS, 데이터 분석

●●● 저널 물 정책·경제 제24호

60 Journal of Water Policy & Economy

Ⅰ. 물관리에서 빅데이터 활용 필요성

국내·외를 막론하고 빅 데이터에 관한 관심이 높아

지고 있다. 빅데이터가 무엇인가에 대해서는 빅데이터

의 크기나 속성에 대한 논의부터 빅데이터의 유용성

그리고 빅데이터가 가져올 변화의 결과까지 매우 다양

한 논의가 진행되고 있다.

빅데이터의 등장이 사생활을 침해할 것이라는 주장

도 있지만 기업들은 빅데이터를 생산성을 높일 수 있

는 신기술로 인식하는 것이 더 일반적이다. 신기술의

등장은 기존의 일처리 방식을 바꾸어서 생산성을 높이

고 경제발전을 앞당기고 생활수준을 향상시킨다. 18세

기 산업혁명 시기에 증기기관의 발명은 생산방법과 생

산성을 획기적으로 바꾸었고 전기의 발견 역시 산업의

생산방법을 바꾸어 놓았다. 증기기관이나 전기의 발

명과 같은 규모는 아니지만 20세기에 등장한 테일러

(F. Taylor)의 생산관리 기법 역시 기업의 생산성 향

상에 크게 기여하였다. 평가자들에 따라 다르기는 하

지만 21세기에 빅데이터의 활용은 기업의 의사결정이

나 일처리방식을 바꾸어서 기업과 산업의 생산성을 높

이고 기업 경쟁력 향상에 결정적인 역할을 할 것으로

예측하고 있다.

빅데이터의 활용이 기업의 생산성을 높인다는 주장

은 그동안 ICT 활용과정에서 이미 경험한 현상이다.

기업의 고객관리, 회계장부의 입출금 기록이나 재고

관리 등에서 이미 데이터를 활용하고 있다. 그러나 이

와 같은 단순한 데이터 이용과 달리 진정한 의미의 빅

데이터 활용은 독립적으로 존재하던 다양한 형식과 원

천의 데이터를 서로 연결하여 새로운 가치를 찾아내는

것이라 할 수 있다.

빅데이터 활용 환경이 구축되면 과거와는 달리 대규

모의 데이터를 신속하게 처리할 수 있게 되어 데이터

활용이 더 편리해지고 저렴해진다. 대용량의 데이터를

관리할 수 있는 클라우드서비스(cloud service)가 가

능해 지면 기업들은 하드웨어에 대한 추가적인 투자

없이도 빅데이터를 쉽게 가공 처리하여 필요한 정보를

얻을 수 있고 과거에는 독립적으로 존재하여 연관성이

없다고 생각하였거나 결합이 어려웠던 데이터들을 서

로 결합하여 분석할 수 있게 된다.

한편 빅데이터의 활용은 데이터의 시각화(visualization)

를 가능하게 해준다. 데이터의 수집에서도 폐쇄회로 카

메라나 동영상 자료를 쉽게 활용할 수 있지만 데이터

를 제시할 때도 가독성이 높은 그래프, 슬라이드 그리

고 그림이나 영상자료를 쉽게 만들어낼 수 있다. 감시

카메라를 통한 실시간 영상자료 역시는 기업의 의사결

정에 다양하게 활용될 수 있고 소비자들에게도 단순히

복잡한 숫자로 나열되던 상품이나 서비스를 그래픽으

로 쉽게 처리할 수 있는 장점이 있다. 앞으로 빅데이

터를 효과적으로 활용하는 성공적인 기업과 빅데이터

를 활용하지 못하는 쇠퇴하는 기업사이의 괴리는 더

욱더 커질 것으로 보인다. 빅데이터는 단순한 기술변

화가 아니라 기업관리나 경영의 구조변화(structural

transformation)라고 할 수 있다. 따라서 오늘날 기업

의 경제활동의 성패는 빅데이터의 활용가능성 혹은 효

율적인 빅데이터 활용에 달려있다고 할 수 있다.

수자원 관리에서도 일찍부터 빅데이터 활용의 중요

성이 강조되어 왔다. 물 공급 측면에서는 취수와 배수

정수와 관련된 물공급망을 서로 연결하는 스마트그리

드(smart grid), 홍수나 가뭄의 조절과 통제를 위한 수

량 확보와 관리를 위한 시스템, 환경오염원을 감시감

독하고 물의 품질과 환경보호를 위한 시스템, 그리고

물 사용량 측정(metering)을 통하여 물 수요량 파악


물관리에서 빅데이터 활용 가능성 탐구 / 연구 논문 ●●●

수요조절 요금산정과 부과를 위한 자료 관리와 같은 영

역에서 모두 빅데이터가 활용될 수 있다. 물관리는 본

질적으로 다양한 정보의 수집 가공 처리를 필요로 하

기 때문에 필수적으로 빅데이터 기술이 필요한 분야

라 할 수 있다.

이 글에서는 물 관리에서 빅데이터 활용 분야와 가

능성을 주요 사례를 통해서 알아보고자 한다. 먼저 새

롭게 부각되는 빅데이터에 대한 이해와 수자원 관리에

서 빅데이터 기술 활용의 필요성을 알아본다. 이어서

물관리 분야에서 빅데이터 활용 사례들을 살펴본다.

이 부분에서는 주로 스마트미터링과 네덜란드의 디지

털델타를 중심으로 빅데이터 이용사례를 설명한다. 마

지막 부분에서는 수자원 관리에서 빅데이터의 활용 방

향을 제시한다.

II. 빅데이터와 빅데이터 기술의 이해

1. 빅데이터란?

새로 등장하는 용어나 개념은 다수의 사람들에게 공

통적인 이해수준이 만들어지기 전까지는 용어의 의미

와 사용에 대한 논쟁이 필요하다. 따라서 빅데이터가

무엇인가에 대한 논의가 필요하다. 빅데이터와 관련한

첫 번째 의미는 데이터의 양이 많다는 점이다. 즉 빅

데이터는 다양한 관점에서 볼 수 있는데 우선 양적인

측면에서 대규모 혹은 대용량의 정보(large volume)

를 의미한다.

데이터가 커지면 저장비용 처리비용이 급격하게 증

가하기 때문에 전통적으로 빅데이터는 골칫거리로 인

식되어 왔다. 그러나 정보통신기술의 발달로 데이터

전달속도가 빨라지고 또 저장비용이 낮아짐에 따라 빅

데이터는 새로운 지식의 확보나 기업과 정부의 의사

결정에 유익한 정보의 보고로 인식 전환이 이루어지

고 있다.

다양한 분야에서 데이터들의 발생하고 있는데 과학

과 기술 연구, 보건의료분야, 주식 채권 외환거래와 같

은 금융거래, 전자상거래, 전기수도 가서의 검침, 전화

나 이메일 그리고 트위터나 페이스북 카카오톡과 같은

SNS를 통하여 엄청난 양의 데이터들이 발생하고 있

다. 참고로 세계적으로 매일 250경(10의 16제곱) 바이

트의 데이터가 발생하고 있고, 현재 존재하는 데이터

의 90%가 지난 2년 동안 생성된 것이라는 사실은 오

늘날 데이터가 얼마나 빠르게 많이 발생하고 있는가

를 보여준다.

빅데이터의 다른 특징은 속도(velocity)라 할 수 있

다. 데이터와 관련된 속도는 다양한 의미를 가질 수 있

는데 우선 가장 최근에 만들어진 정보라는 점이 우선

지적될 수 있다. 흔히 실시간 정보(real time)는 감시

카메라나 전화 통화 그리고 각종 계측기(센서와 모니

터링)를 통해서 발생하는데 이런 데이터는 실시간으

로 정보처리가 이루어져야 한다는 특징이 있다. 범죄

의 감시나 사고의 예방대처 등을 위해서는 정보가 발

생하는 즉시 전달되고(streaming) 분석 처리되어야 하

기 때문에 속도가 생명이라 할 수 있다. 데이터의 속

도는 데이터의 전달을 가능하게 하는 유무선 통신망과

데이터의 저장 능력 그리고 데이터의 분석 능력이 수

반되어야 한다.

현대 사회에서 발생하는 데이터는 내용이나 형식면

에서 다양성을 가지고 있다. 초보적인 수치 데이터에서

텍스트로 그리고 멀티미디어 등의 정형화(structured)

된 데이터와 비정형화(unstructured) 데이터 등 매우

다양한 데이터들이 존재한다. 구조화 되지 않은 데이



터나 다양한 형식의 데이터들을 분석 처리해야 하는 특

성을 가지고 있다. 이와 같이 빅데이터의 특징의 하나

는 데이터의 다양성(variety)이다.

빅데이터는 표본이 아니고 전체 자료를 통하여 정보

를 얻거나 의사결정이 이루어지기 때문에 정확한 예측

이 가능하다고 할 수 있다. 전통적으로 ICT 기술을 활

용한 데이터는 정확하고 분명한 데이터로 알려져 있

다. 그리나 페이스북이나 트위터와 같이 불특정 다수

에 의해서 만들어진 데이터들은 진실성을 보장받기 어

려운 경우가 많다. 속도나 크기만 보면 빅데이터는 유

리한 점이 있지만 적절한 가공이나 처리를 하지 않으

면 정확성에서 문제가 발생할 수 있다.

빅데이터의 이런 속성을 모두 합하여 용량(volume)

속도(velocity) 다양성(variety)의 3V로 표현하거나 여

기에 데이터의 진실성(veracity)을 더하여 4V로 표현

하기도 한다. 즉 빅데이터는 용량이 크고 빠른 속도를

가지고 있으며 형식면에서는 다양성이 있고 사실과 부

합하는 데이터를 빅데이터라 할 수 있고 이런 데이터

를 이용하여 경제적 가치를 높이는 것을 빅데이터 활

용으로 볼 수 있다.

2. 빅데이터 활용 인프라

빅데이터 기술은 빅데이터의 생산, 빅데이터의 분

석과 처리 그리고 빅데이터의 산업적 경제적 활용

을 탐구하는 것을 말한다. 따라서 빠른 속도의 데이

터 처리 능력을 가진 컴퓨터와 대규모의 저장 장치

나 시설을 필요로 한다. 빅데이터사업은 IT 산업의

하드웨어 발전을 동반하여야 가능하다. 아울러서 빅

데이터 산업은 빅데이터를 효율적으로 분석할 수 있

는 소프트웨어가 필수적이다. 이런 소프트웨어들은

빅데이터 분석을 가능하게 해주는 데이터 분석기법

(big data analytics) 들을 기반으로 하여 만들어 진

다. 기업이나 개인이 분석기법을 직접 이용하기 위

해서는 분석 소프트웨어 흔히 솔루션(solution)이라

부르는 프로그램 패키지들이 필요한데 현재는 미국

의 오라클(Oracle), IBM, HP, 독일의 SAS 와 같은

회사들이 선구자로 알려져 있다. 그러나 빅데이터

산업은 데이터의 수집을 위한 다양한 센서(sensor),

모니터(monitor), 탐지기(detector), 폐쇄회로카메

라(CCD)와 같은 산업의 발달이 필요하고 이런 기기

들을 통하여 수집된 데이터를 전송하고 수신할 수

있는 전송과 수신 장치들이 필요하다. 물 산업에서

첨단 미터기에 필요한 기술들은 저전력으로 장시간

작동하며 근거리에 데이터를 송수신할 수 있는 기술

이 필요하다.

한편 폐쇄회로 카메라(CCD)와 센스를 통하여 수집

된 데이터나 데이터 가공을 통하여 만들어진 결과를

구현해 주는 다양한 디스플레이(display) 장치도 중요

한 기기이다.

이와 같이 빅데이터 활용을 위해서는 관련 산업의 발

전이 있어야 하는데 고속의 유무선 통신망, 다양한 데

이터 생성과 수집 장치, 데이터를 모으고 전달할 수 있

는 환경 그리고 이런 데이터를 가치 있는 결과물로 전

환할 수 있는 분석도구와 전문 인력이 필요하다. 빅데

이터의 이런 속성 때문에 별도로 빅데이터란 용어를 사

용하지 않고 ICT 활용기술로 부를 수도 있다.

우리나라는 고속의 인터넷 망이 잘 발달되어 있고 대

규모 저장장치의 원가가 점점 낮아지고 있기 때문에 전

문 인력과 분석도구를 제외하면 빅데이터 활용 인프라

는 비교적 잘 갖추어져 있는 편이다.


III. 물관리와 빅데이터

1. 스마트 물관리

스마트 물관리(smart water management)의 개념

은 매우 복잡하고 넓게 정의되어 있다. 물의 순환과정

에서 전체 물의 확보와 배급 과정에서 효율적인 물관

리를 위하여 센서나 미터를 통한 물정보 수집, 정보의

전달, 그리고 정보의 취합과 분석을 위한 플랫폼과 분

석 소프트웨어 그리고 의사 결정의 전 과정을 통하여

물의 효율적인 관리를 의미한다.

물관리에 빅데이터 활용 가능성은 다양한 이유로 일

찍부터 제기되어 왔다. 서구 여러 나라에서 가뭄과 홍

수와 같은 기상이변의 발생에 따라서 홍수조절이나 가

뭄관리를 위해서는 기후변화, 기상예보, 물수요 변화,

물 수송능력, 물의 저장능력을 장기적 관점에서 적절

하게 관리하고 필요한 투자를 추진할 필요가 있기 때

문이다. 네덜란드의 델프랜드(Delfland)1) 지역은 홍수

가뭄 환경오염 그리고 바닷물 유입을 종합적으로 관

리하기 위한 프로젝트를 추진하고 있다. 이런 경우에

는 스마트 그리드(smart grid) 시스템과 물관리 기구

들 간의 데이터 공유를 통하여 물관리의 효율성을 높

이고 물관리 기술을 개발하고 물관리 관련 빅데이터 산

업 발전을 장려하여 물관리 기술의 국제 경쟁력을 높

이고 있다.

스마트 물관리는 물의 수량 수질 그리고 수압을 측정

하는 센서나 미터기에서 출발한다고 할 수 있다. 물 측

정 센서는 주로 물의 수량, 수질, 성분을 측정하는 장

비로서 하천, 강, 호수 그리고 취수장과 저수장에 설치

하여 물 데이터를 확보하는 수단이라고 할 수 있고, 미

터는 물의 수요자와 관련하여 상수도와 하수도의 수량

수질 수압을 측정하는 장치라 할 수 있다. 더 좁은 의

미의 물 미터기는 가정이나 회사에 설치되어 물의 사

용량을 측정하는 장치라 할 수 있다.

좁은 의미의 스마트 물관리는 물을 생산하여 최종 수

요자에게 공급하는 과정에서 누수탐지, 사용량 정보수

집 그리고 요금부과 과정을 통하여 물 절약이나 물공급

의 생산성 향상을 위한 스마트미터링이 중심이 된다.

이 밖에도 물을 확보하는 과정에서 다양한 물 원천을

연결하여 물의 안정적인 확보에 주로 관심을 두는 스

마트 워터 그리드(smart water grid)도 스마트 물관리

의 일종이라 할 수 있다.

2. 스마트 미터와 빅데이터

오늘날 사회의 모든 영역에서 빅데이터가 활용되고

있고 물 관리에서도 빅데이터의 활용가능성은 예외가

아니다. 수질관리, 강물의 범람, 홍수관리, 가뭄예방,

물 절약이나 누수탐지 그리고 물 가격 산정과 부과와

같은 다양한 영역에서 빅데이터가 활용될 수 있다. 그

러나 그중에서 가장 쉽게 이해될 수 있는 것이 스마트

미터링과 관련한 빅데이터 현상이다.

스마트미터링은 두 단계로 진행될 수 있다. 기존의

미터기 검침이 사생활 침해나 개별 가정 방문을 통하여

진행되는데 비해서 AMR(automatic meter reading)

기술은 직접 가정을 방문하지 않고 미터기가 필요한 정

보를 발신하고 물공급 회사는 물 사용량이나 흐름을 측

정할 수 있는 단방향 스마터 미터기였다. 그러나 최근에

1) Delfland는 네덜란드의 로테르담 인근 지역으로 북해바다와 강 유역을 포함하고 있으며 인구가 밀집하고 산업이 발달한 지역으로 물관리의 중요성이 네덜란드에서도 높은 지역이다.




등장한 AMI(advanced metering infrastructure)는 진

정한 의미의 스마트 미터기로서 역할을 할 수 있도록 양

방향으로 정보를 주고받을 수 있는 장치이다.

스마트미터링 도입의 1차적 목적은 물수요관리라 할

수 있다. 물 공급량은 감소하고 물 소비량은 지속적으

로 증가하는 상황에서 산업과 가정 그리고 여러 가정

간에 물의 분배와 각 수요자의 물 사용량을 효율적으

로 관리하기 위해서는 먼저 물 사용량과 물 사용 패턴

을 알아야 할 필요성이 제기되었다.

스마트미터링은 물의 총사용량은 물론이고 시간대

별 요일별 계절별 지역별 물 사용 패턴도 같이 측정할

수 있는 기능을 갖고 있어서 다양한 물 수요관리 기능

을 가질 수 있다. 누수(water leakage)를 적절하게 파

악하여 통제 가능할 수 있게 해주는 수단이 스마트미터

링이라 할 수 있다. 스마트미터링은 물의 사용이나 흐

름을 측정, 측정된 데이터를 주고받는 전송시스템 그

리고 모여진 자료를 분석하여 판단하는 소프트웨어와

하드웨어 시스템으로 구성된다.

스마트미터링은 전기나 가스 사용량을 측정하기 위

해서 먼저 개발되었지만 같은 원리로 물의 흐름이나 사

용량을 측정하는 미터기들이 개발되어 있다. 그 결과

전기, 가스, 물을 통합적으로 측정 관리하는 시스템도

있고 물 사용만 분리하여 별도로 측정 관리하는 시스템

도 있다. 현재 사용되는 미터기는 초기 투자비용이 적

기 때문에 물만 별도로 측정하는 것이 더 일반적이다.

스마트미터기는 물의 사용량을 측정하는 여러 가지

방식이 사용되는데 물이 일정시간동안 흐른 양이나 축

적된 양을 측정하는 방식, 반대로 일정량이 흐른 시

간을 측정하는 방식 그리고 흐른 양에 상관없이 일정

한 시간간격으로 물이 흐른 양을 측정하는 방식들

이 있다.

측정 빈도 측정데이터의 종류에 따라서 미터에 의해

서 발생하는 데이터의 양이 달라진다. 물의 흐름이나

사용량을 실시간으로 측정하면 물의 사용패턴과 물의

사용모습을 직접 유추할 수 있다. 즉 샤워를 할 때는

짧은 시간동안 많은 양의 물이 흐름을 알 수 있고 아침

식사를 준비할 때는 소량의 물이 지속적으로 사용된다

는 것을 알 수 있다. 이런 패턴을 이용하여 누수 여부

를 거의 실시간으로 확인할 수 있다. 일정한 양의 물

이 지속적으로 흐른다면 누수가 발생하고 있다고 짐작

할 수 있다.

스마트 미터기의 기능은 정확한 측정, 측정한 데이

터의 안정적 전달 그리고 지속적인 분석과 관리가 필

수적이라 할 수 있다.

미터기의 정확도, 미터기의 데이터 전송방식 그리고

전송된 데이터의 수치화와 데이터의 분석 등이 필요하

다. 데이터의 전송방식만 하더라도 주파수의 대역, 유

무선통신, 통신프로토콜 등에서 다양한 방법이 있다.

원격검침시스템은 부재 중 수용가의 지속적 증가에

따른 검침업무의 난해함을 해소하고, 검침 누락 예방

및 고지업무의 투명성을 확보할 수 있는 장점을 가진

다. 또한, 용수 사용의 실시간 고지·분석을 통해 누수

[그림] 스마트미터링과 관련된 장비와 분석도구


탐지가 가능하므로 용수의 절약을 유도할 수 있으며,

용수의 수요정보를 양방향·실시간으로 감시할 수 있

고 그에 따른 대응이 가능하다.

스마트미터링에 빅데이터를 활용하여 누수방지, 편

리한 검침과 요금부과, 효율적인 물 사용관리를 통해

서 얻는 이익이 큼에도 불구하고 사생활 침해 가능성

때문에 반대의 목소리도 있다. 물 사용 패턴을 통하여

가정에서 일어나는 여러 가지 활동의 유추가 가능하기

때문에 스마트 미터 정보는 개인적으로 민감한 정보를

수반할 수 있다. 기계식 미터기는 구식이지만 사람들

의 직관과 잘 연결되는데 첨단 전자기기들은 사람들의

직관이나 상식과 다른 방식으로 정보를 수집 처리하기

때문에 사람들의 지지를 받기 쉽지 않다는 문제를 지

적하기도 한다.

한편 경제적 이유로 스마트미터링 도입을 반대하는

경우도 많이 있다. 전력사용에 스마트미터링의 도입은

정부의 적극적인 지원과 인센티브 도입으로 각국에서

비교적 쉽게 진행되었지만 수도의 첨단 미터기 도입은

개인들의 지지나 정부의 지원이 많지 않은 편이다. 영

국의 경우에도 스마트전력 미터기는 의무적으로 설치

하였지만 물 미터기는 강제 사항이 아니다.

스마트미터링을 통한 효과적인 물관리가 가능하기

위해서는 저전력으로 장시간 작동하는 미터기, 미터기

에서 만들어진 데이터를 집적하고 전송하는 기술, 그

리고 축적된 데이터를 분석하고 활용하는 소프트웨어

등이 수반되어야 한다.

그럼에도 불구하고 스마트미터링은 스마트 물관리

를 위해서 필수적인 요소이다. 물 사용량, 누수량, 물

의 품질, 요금부과, 고객관리 그리고 자산관리를 위

한 데이터 수집과 관리는 스마트미터링에서 출발한다

고 할 수 있다. 그러나 스마트미터링이 제대로 효과를

내기 위해서는 관련된 분석 소프트웨어(solutions or

analytics)들이 추가되어야 한다. 물론 이런 일들을 제

대로 수행하기 위해서는 IT와 데이터 관리 전문인력이

필수적이다.

특히 스마트미터링을 도입하는 입장에서는 단순히

미터기의 선택이 아니라 회사의 목적에 적절한 미터기

와 관련 프로그램이나 기술적인 요구사항을 잘 점검해

야 소기의 목적을 달성할 수 있다.

IV. 물관리 빅데이터 활용 사례

1. 네덜란드의 디지털 델타(Digital Delta project)

바다와 강 호수로 구성된 국토 환경 때문에 네덜란드

는 전인구의 55%가 해수면 아래에 살고 있고 항상 홍

수의 위험에 직면하고 있다. 따라서 네덜란드는 물관

리 기술이나 정책에서 항상 선도적 입장에 서 있다. 네

덜란드 정부는 물 관련 정보를 한곳에 집중시키는 디

지털델타사업(Digital Delta project)을 미국의 IBM과

손잡고 추진하였다.

2013년 네덜란드 중앙정부의 물 관리청(Rijkswaterstaat),

IBM, 델프트 지역 물 관리청(델프트 지역은 헤이그, 로

테르담 그리고 델프트 주를 포함하는 지역) 그리고 델

프트 대학이 공동으로 스마트 물관리 시스템 구축을

위한 프로젝트를 추진하였다. 원리는 정보공유와 ICT

기술 활용을 통하여 물관리의 효율성을 높이는 것이라

할 수 있는데, 네덜란드는 이 프로젝터를 통하여 경제

성과 안전성을 높이는 효과적인 물관리 방안을 모색하

고 물관리 기술에서 국제 경쟁력을 확보하는 것, 그리

고 IBM은 자신들의 물관리 프로그램의 효과와 시장성

확보를 도모하고 있다.




사실 네덜란드는 국토의 자연환경 조건 때문에 이미

세계에서 가장 앞선 물관리 기술을 가지고 있지만 급

격히 진행되는 기후 변화와 수질 악화의 가능성 때문

에 물관리 비용이 급격히 상승하고 있었다. 네덜란드

는 매년 물관리를 위해서 70억 유로(한화 약 10조 원)

정도를 지출하고 있는 상황에서 물관리를 위한 특단의

조치가 취해지지 않으면 앞으로 2020년까지 매년 10

억 내지 20억 유로의 비용 상승이 예견되는 상황이었

다. 디지털 델타 프로젝트의 핵심은 여러 가지 다른 물

관련 활동에서 나온 정보를 모아서 빅데이터 분석을 통

하여 효율적인 물관리 방안을 모색하는 것이라 할 수

있다. 강수량, 수위, 수질, 수로센서 정보, 레이더 정

보, 수문, 펌프장 댐의 자료들을 결합시켜서 유용한 정

보를 찾아내는 것이라 할 수 있다. 관련 정보가 모이면

분석 프로그램을 이용하여 수질과 수위 그리고 홍수를

더 정확하고 신속하게 예측할 수 있고 필요한 대책을

수립할 수 있다. 즉 강수량의 증가나 밀물 상황으로 인

하여 홍수가 예측되면 물의 배수를 더 빠르게 진행하고

앞으로 강수량이 줄어들어서 가뭄이 예측되면 물의 유

출을 사전에 방지하여 바닷물의 역류를 막을 수 있다.

네덜란드는 세계 어느 나라보다도 물관리를 잘하

고 있는 나라인 것은 사실이지만 심각해진 기후변화

(폭우와 폭풍 그리고 가뭄)와 농업은 물론이고 산업

화 도시화 그리고 수송수요에 따른 효율적인 물 시스

템에 대한 요구가 증대하고 있었다. 실제로는 홍수나

가뭄 그리고 산업적 수요 변화는 서로 밀접하게 연결

되어 있다.

- 선박의 화물운반 능력

- 바닷물과 염분의 민물과 농지 침범

- 에너지 생산(냉각수 활용)

- 음용수, 생활용수, 산업용수 생산

- 교통(교량, 수로)

- 건물이나 제방의 안전성

이와 같은 다양한 목표를 달성하기 위하여 빅데이터

활용을 통한 통합 물관리 시도가 디지털델타의 핵심적

인 아이디어라 할 수 있다. 위에서 언급한대로 네덜란

드는 매년 6-70억 유로의 비용을 들여서 물관리를 하

고 있지만 원하는 수준의 안전한 물관리에 필요한 비용

은 크게 증가할 것으로 예상되는 상황이다.

매년 100개 이상의 프로젝트가 진행되고 있는데 각

프로젝트는 물관리의 특정 부분이나 특정 기능만 보

고 있는 상황이다. 즉 각 프로젝트는 각각의 목표만 달

성하고 데이터도 독립적으로 획득 관리하고 있다. 그

결과 과학자들이나 기술자들의 연구비나 사업예산의

30-60%가 낭비되거나 중복지출 되는 현상이 발생하

고 있다. 이런 비용은 빅데이터를 활용하면 획기적으

로 줄일 수 있다. 자료수집이나 자료 정리를 위한 IT 플

랫폼을 구축하는데 사용되는 비용들은 통합 관리를 통

하여 줄일 수가 있고 데이터의 정리와 관리도 표준화를

통하여 활용도를 훨씬 높일 수 있는 상황이다.

스마트 통합 물관리(smart integrated water

management)는 홍수와 가뭄관리, 자산관리, 긴급사

태 대응 등 다양한 요인을 고려하여 최적화된 의사결

정을 가능하게 해준다. 물에만 한정되지 않고 에너지,

교통과 물류 등 관련된 분야의 다양한 데이터를 분석

종합하여 여러 가지 영감을 얻을 수 있다. 아울러서 위

성영상자료, 현장의 센서자료, 언론자료, 콜센터의 자

료, SNS 자료 등 다양한 원천과 다양한 형태의 자료를

종합적으로 활용할 수 있다. 디지털 델타 사업은 빅데

이터를 중심으로 한 다양한 측면을 갖고 있는데 특히


민간과 공공 및 여러 기관 간의 협조를 통한 사업 추진

이라는 특징을 갖고 있다.

중앙 정부의 환경과 물 관리청, 지역 물 관리청, 델프

트 대학 중심의 대학 그리고 응용과학 연구소인 델테어

(Deltare)와 IBM이 서로 역할분담과 협조를 통하여 프

로젝트를 수행하고 있다. 공공부문은 직접적으로 물관

리를 담당하는 외에 수집된 데이터를 민간 기업이 이용

하여 새로운 창업과 취업 가능성을 탐색하도록 지원하

고 대학이나 연구기관들이 연구 자료로 활용하도록 하

는 것에도 큰 비중을 두고 있다. 중앙 정부는 물관리에

필요한 데이터의 수집과 교환을 통하여 물관리를 용이

하게 하고 지역의 물 관리청은 새로운 방법으로 물관리

를 담당하며 델프트 대학은 기후나 기상변화를 탐지하

고 측정할 수 있는 다양한 센서와 관련 장비들을 개발하

였다. 그리고 지역연구소인 델테어(Deltares)는 물관리

소프트 개발에 주력하였다. 이런 사업이 가능할 수 있

도록 IBM의 빅데이터 분석기술들이 활용되었다.

IWP는 여러 물관리 기구로부터 나온 데이터를 통합

하여 올바른 물관리를 달성하는 것을 의미하는데 IWP

는 수위, 수질, 물질배출 등 여러 가지 정보를 수집 배

부하는 역할을 하게 된다. 디지털 델타 내에서는 여러

물관리 기관들로부터 나온 데이터를 즉시 교환 가능하

도록 조절하는 것이 핵심적인 역할이다. 따라서 물관리

기관들의 데이터 공표(disclosure of water data)를 최

적화하고 데이터의 변경이나 데이터 전달의 실패를 모

니터링 함으로써 데이터의 품질을 개선하고 데이터의

품질과 데이터의 전달에 관한 여러 가지 협상이나 협

정을 구체화하는 일을 하게 된다. IWP의 이런 목표들

이 달성되면 물관리 데이터의 품질이 개선되고 프로세

스가 효율적으로 변화하게 된다. 즉 IWP는 각 ICT 장

비나 시설들 간에 데이터의 송수신을 통하여 연결성을

강화하고 있다. 물 관리청은 디지털델타 프로젝트 과정

에서 즉시 이용 가능한 데이터의 확보가 가장 중요하다

는 점을 인식하고 이를 위해서는 데이터를 즉시 이용가

능하게 할 수 있는 관리위원회, 그리고 데이터 교환 플

랫폼의 설치, 그리고 실시간 데이터의 확보라는 것을

강조하고 있다. 특히 데이터를 쉽게 교환하기 위해서

는 데이터 관리의 표준이 매우 중요한데 네덜란드에서

는 UM Aquo 파일 포맷을 기본으로 한다. UM Aquo

파일형식(file format)은 확장된 XML 파일포맷의 일종

으로 시계열 데이터를 관리하는데 효율적인 것으로 알

려져 있다.

데이터의 원활한 유통은 기술적인 면뿐만 아니라 사

회제도적인 장치도 갖추어야 한다. 데이터의 소유권이

정립되어야 하고 데이터 전송 책임을 분명히 하여야 하

고 데이터의 품질을 즉각적으로 결정해야 하고 불만처

리를 위한 장치를 마련해야 한다.

전국단위의 물관리를 효율화하고 물관리 정보와 지

식을 공유하고 새로운 물관리 솔루션을 개발을 공유해

야 하는데 통합 데이터의 표준화는 새롭게 발생하는 데

이터를 쉽게 분류하고 필요한 정보를 공유할 수 있게

하였다. 그 결과 네덜란드 정부는 중앙정부기구와 25

개 지역 물 관리청의 물관리 기준을 통합하여 관리할

수 있게 되었다.

디지털 델타 프로젝트는 물관리를 위해서 모아진 데

이터를 배분하는 역할을 하고 새롭고 혁신적인 물관리

솔루션의 시험장 역할을 하여 변화와 혁신의 기능을

한다. 델프랜드는 과학자나 시험적인 프로그램을 개

발하는 사람들에게 필요한 데이터를 제공하여 데이터

의 수집이나 분석을 위한 중복투자를 방지하고 새롭게

개발된 솔루션의 적절성을 시험함으로써 혁신의 장으

로 기능을 한다.




델프트 대학은 강수량 측정을 위하여 소리에 기반을 둔 강

수센서 즉 음향강수측정센서(acoustic dendrometer)

를 개발하여 캠퍼스 내에서 네트워크를 구성하여 데이

터 수집과 확장 가능성을 연구한다. 다른 대학들도 온

도 바람 습도 방사능 측정에 필요한 센서를 개발한다.

센서가 개발되면 센서를 연결하고 센서가 보내는 데이

터를 분석할 서버가 필요하다. 센서 데이터가 필요한

연구개발 비용을 획기적으로 줄이는데 기여하고 센서

데이터는 다양한 모델 개발과 의사결정에 기여한다.

물에 관해서 확보한 센서 데이터는 기상데이터 물관리

시설의 유지보수 데이터 그리고 위치 데이터와 통합하

여 활용될 수 있다. 이와 같이 데이터의 수집 분석의 종

합은 물관리의 수준을 획기적으로 향상시킬 수 있다.

디지털 델타 사업의 효과는 사전대비를 통한 홍수

의 예방과 피해 감소 그리고 물의 저장량을 조절하여

물공급의 적정화를 달성할 수 있다. 뿐만 아니라 물관

리 시설의 유지와 보수를 상황에 맞추어서 조절할 수

있다. 재방과 수로, 수문, 관, 터널 그리고 도로에 설

치한 저렴한 센서를 이용하여 가까운 시일에 위험이

발생할 수 있는 취약한 부분을 미리 찾아서 사전에 수

리를 할 수 있다. 물관리를 담당하고 있는 관청은 필

요한 부분을 찾아서 수리를 하거나 유지 보수 작업을

함으로써 불필요한 수리에 자원을 낭비할 필요가 없

게 된다. 그러나 무엇보다 빛나는 부분은 물관리 기

관들의 협조를 통한 통합 물관리 기능 증대라 할 수

있다. 지금까지는 중앙정부의 물 관리청이나 델프랜

드가 서로 통합된 정보를 갖지 못하고 있지만 디지털

델타를 통하여 통합정보를 갖출 수 있고 정보의 전달

도 현재는 전화나 이메일로 하고 있지만 통합정보망

을 갖추게 되면 신속하고 정확한 정보를 항상 접근할

수 있게 된다. 실시간 데이터의 집적으로 홍수나 가뭄예측

모형들은 더욱 정확한 예측이 가능해지고 물 관리청

은 더 신속한 통제나 조절이 가능하다. 디지털 델타

프로젝트에서 가장 주도적인 역할을 한 것은 델프랜

드물관리위원회(Delfland Water Board)라고 할 수

있다. 개별 기관들이 수행한 기능들을 종합하는 것이

바로 델프랜드이기 때문이다. 각 지역의 물관리 기구

들이 보내는 실시간 데이터, 기상당국이 보내는 실시

간 데이터들을 IBM이나 HydroLogic BV와 같은 회

사들로 하여금 정보 분석을 하도록 하고 분석결과를

물관리를 담당하는 기구에 전달하여 물관리가 종합

적으로 이루어지도록 하고 있다. 종합된 정보는 독자

적인 디지털 플랫폼(웹사이트)에 공시하여 누구나 이

자료를 활용할 수 있도록 하고 있다. 이 모든 일의 조

정을 델프랜드가 담당하고 자료나 시뮬레이팅 프로그

램의 운용을 돕고 있다.

이와 같이 각 개별 기관들이 생성하거나 보유하고 있

는 데이터를 수집 종합하여 누구나 쉽게 이용할 수 있

도록 함으로써 국가기관 간 협조가 가능하고 물관리에

서 국제적인 경쟁력을 확보할 수 있다.

2. 호주의 스마트미터링과 물 절약

물관리 기술의 개발이나 빅데이터의 활용은 네덜란

드와 같이 물관리가 생존과 직결된 국가나 물부족에 당

면하고 있거나 물부족 위험이 상존하는 국가에서 먼저

도입되고 있다. 호주는 국토는 매우 넓은데 사막지역이

넓고 물부족의 위험이 항상 상존해 있는 국가이다. 특히

농장이나 목장이 많기 때문에 용수의 70% 정도가 농업

용수로 사용되기 때문에 농수와 생활과 산업용수 간 분

배의 문제와 물공급 비용 부담의 문제가 늘 상존하고 있

는 국가이다. 호주에서는 일찍부터 수량과 수질을 측정

할 수 있는 다양한 센서의 설치, GIS 활용을 통하여 부족


한 물 관리에 노력을 기울이고 있는 나라이다.

한편 도시지역에서는 스마트미터링을 통하여 누수

방지, 효율적이고 공평한 요금 부과는 물론이고 소비

자들의 물 절약 운동을 유도하고 있다. 여기서는 호

주 멜번 지역을 중심으로 스마트미터링을 소개하고

자 한다.

호주의 수돗물 공급 방식은 영국과 매우 유사하다.

취수 정수 그리고 대규모 물공급 회사가 있고 중간에

물 소매 기업들이 참여하는 형식으로 가정과 공장에 물

을 공급하고 있다. 멜번(Melbourne) 지역은 정부 소유

의 멜번 물회사(Melbourne Water)가 공급을 담당하

고 있고 세 개의 작은 회사들이 각 지역이 물을 소매 판

매를 담당하고 있다. 전체 170만 명의 수용가를 대상으

로 연 500 기가 킬로리터(Gkl)의 물을 공급하고 있다.

3개의 소매회사들은 각각 다른 소비자들에게 독립적으

로 물을 공급하지만 소비자서비스나 물의 분배를 위해

서 서로 협조하고 정보를 공유하고 있다.

물 소매회사들은 멜번워터로 부터 물을 구입하여 가

정에 공급하고 적절하게 요금을 부과하여 수입을 올리

고 있다. 미터기 검침은 검침회사에 하청을 주고 있는

데 검침은 매 3개월마다 검침원이 개별 사용자 가정을

방문하여 시행하고 있다. 물론 물을 많이 사용하고 있

는 대규모 사용자의 미터기는 매월 검침을 하고 있다.

전형적인 미터기는 현재의 검침수자 즉 사용량에서 지

난번 검침 때의 사용량을 빼서 구하고 있다.

물 소매업자들은 개인의 집이나 회사에서 발생하는

누수를 탐지할 수 없다. 각 가정에서는 물 사용을 끊

고 미터기를 확인해야 누수여부를 기계적으로 확인할

수 있다. 따라서 가정의 누수는 대량으로 발생하거나

사용자가 의도적으로 확인하지 않으면 확인하기가 어

렵다.

물 공급망에서 발생하는 누수는 멜번워터나 소매상

들의 책임인데 각 물 공급자들은 누수에 항상 주의를

기울이고 있다. 누수는 곧 자신들의 돈이 새고 있다

는 것을 의미하기 때문이다. 멜번워터 전체로는 매년

6~8%의 누수를 보이고 있다. 배급망에서 발생하는 누

수는 현재 음파탐지기술을 이용하여 지중의 누수를 탐

지하고 있다. 그러나 음파를 이용한 누수 탐지는 정기

적으로 실시할 뿐이고 수시로 발생하는 누수는 제보자

의 신고에 따르는 것이 일반적이다.

스마트 미터기는 물의 사용량을 전체 흐른 총량 혹은

누적량뿐만 아니라 시간당 흐름을 측정할 수 있고 원격

으로 정보를 주고받을 수 있는 능력을 갖추고 있다. 즉

스마트 미터기의 필수적인 조건은 시간당 사용량 측정

과 양방향 통신 능력이라 할 수 있다. 누적량을 측정하

는 전통적인 미터기를 스마트미터기로 대체하면 누수

현상을 쉽게 파악할 수 있다.

스마트 미터기는 물의 흐름 측정을 위한 센서, 센서

가 측정한 데이터를 저장하는 장치 그리고 모여진 데

이터를 전송하는 장치로 구성되고 이런 장치를 구동시

키기 위한 배터리가 필요하다.

전송장치(transmitter)는 무선 송신이 가능하도록 미

터기에 부착되는데 호주에서는 주로 라디오파(radio

waves)가 이용된다. 미터기가 발신하는 라디오파

를 추가적인 증폭장치 없이 수신 가능한 범위는 대

개 1km 내로 한정된다. 더 넓은 범위에서 수신이

가능하게 하려면 GSM(Global System for Mobile

Communications) 송수신 장치가 필요하다. GSM

은 한국에서 주로 사용되는 휴대전화 통신방식인

CDMA처럼 휴대전화 통신방식의 일종을 말한다. 근

거리 통신에 비해서 GSM방식을 사용하면 장비의 가

격이 크게 상승하지만 넓은 지역을 담당하기에는 더




적합하다.

데이터 집적기(data logger)는 미터기가 검침한 시

간별 자료(interval data)를 수집하여 데이터 저장기는

데이터를 초당 혹은 월당 측정 등 다양한 시간구간별

자료를 측정할 수 있다. 이런 측정방법은 누수를 쉽게

찾을 수 있는 장점이 있다. 즉 소량의 물 흐름이 지속

적으로 이루어진다면 누수가 발생하고 있다는 것으로

짐작할 수 있다. 물론 이론 추론도 데이터 분석 소프트

웨어를 활용하여 쉽게 진단할 수 있다.

한편 데이터관문(gateway)은 여러 개의 데이터 발

신기로부터 데이터를 모아서 멀리 떨어진 수신장치로

데이터를 전송하는 역할을 한다. 게이터웨이 자체가

데이터를 집적할 수 있고 또 모아진 데이터를 멀리 떨

어진 수신처와 송수신 방식을 조율하여 데이터를 송수

신 가능하게 해준다. 특히 게이터웨이는 제조자나 통

신 방식이 다른 회사 간에도 통신이 가능하게 해 주는

역할을 한다. 스마트미터링에서 보통 게이트웨이는 20

가구 정도의 데이터를 모아서 한 개의 게이트에 집적

하는 것으로 되어 있다. 일반적으로 스마트미터링에서

반드시 소비자 인터페이스가 필요한 것은 아니지만 호

주에서 스마트미터링의 일부로 소비자 인터페이스를

제공하고 있다. 즉 개별 가정에서 물값 고지서, 물 사

용 정보 그리고 물 관련 정보를 제공하는 포털(portal)

등의 형태로 소비자 인터페이스를 가질 수 있다. 특히

소비자 인터페이스는 물 절약이나 효율적인 물관리에

사람들을 참여시키기 위한 좋은 수단으로 인식할 수 있

다. 호주처럼 넓은 지역에 흩어져 거주하기 때문에 일

찍부터 인터넷이 발전한 나라에서는 쉽게 활용할 수 있

지만 노인가구나 저소득 가구처럼 인터넷이 발달하지

않은 지역이나 국가에서는 별도의 소비자 인터페이스

대책이 필요한 문제점이 있다.

스마터 미터링을 도입하기 위해서는 미터기 변경이

나 새로운 미터기로의 교체, 통신망 확보, 데이터 분석

장비 그리고 신규인력의 채용과 같이 초기에 많은 투

자가 필요하기 때문에 비용편익 분석이나 주민참여 방

안 등을 적극적으로 추진하고 있다.

호주에서는 스마트미터링이 단순히 누수방지나 효

과적인 요금 부과를 넘어서 장기적으로 성과를 내기 우

해서는 소비자 인터페이스를 강조하고 있다. 즉 물 관

련 데이터와 실상을 소비자들이나 일반인들이 직접 알

수 있게 함으로써 물 절약과 에너지 절약을 같이 진행

할 수 있게 하려는 시도로 생각할 수 있다.

3. 미국 사우스밴드(South bend)의 하수 처리와

빅데이터

미국 오대호의 하나인 미시간호수 남쪽에 위치한 사

우스밴드(South Bend)시는 오수와 우수의 범람으로

환경청의 제재를 받을 지경에 이르렀다. 사우스밴드

시를 관통해서 미시간 호수로 흘러가는 세인트조셉강

(St. Joseph River)에 사우스밴드의 오수가 흘러들어

가서 미시간호수를 오염시키는 현상이 자주 발생하고

있었다. 평균적으로 처리되지 않은 하수가 연 80회 이

상 강으로 흘러들어가서 환경청의 제재를 받게 된 것

이었다.

사우스밴드시의 우수(雨水)와 오수(汚水)를 운반하는

하수관로도 미국의 다른 지역과 마찬가지로 매우 낡았

다. 진흙타일로 만들어진 하수관은 1세기 이상 되었고

강화 콘크리트관, 주철관 등도 거의 50년이 되어 가고

있다. 도시에 설치된 관들은 우수와 하수를 동시에 운

반하도록 되어 있었다. 그러나 많은 비가 내리면 우수

와 하수의 운반 중에서 어느 것을 우선적으로 해야 하는

지 문제가 발생할 수 있었다. 비가 많이 내리면 빗물과


혼합된 처리되지 않은 하수가 그대로 강으로 흘러들어

가거나 하수관에 연결된 가정이나 사무실의 지하나 부

엌으로 역류하는 현상이 자주 발생하였다.

미시간 호수와 세인트 죠셉강의 오염을 방지하려는

환경청은 사우스밴드시에 과징금을 부과하기로 한 상

황이 되었다. 즉 하수가 하천에 방류되면 60만 달러의

벌금이 부과되도록 되어 있었다.

사우스밴드시는 우수와 오수의 분리, 하수처리 시

설의 부하를 분산하기 위한 대규모 저장탱크 건설 등

다양한 대안들을 검토한 결과 인근의 노트르담 대학

(Notre Dame University))에서 개발한 센서의 설치

를 결정하였다. 이 센서는 하수와 오수 흐름을 실시간

으로 감시하여 적절한 통제가 가능할 수 있게 하였다.

이 센서는 신용카드 크기의 배터리로 작동하는 소형 컴

퓨터를 장착하고 있어서 5분마다 무선전화기가 사용하

는 900MHz 신호를 전송하는 것이다. 이 센서는 물의

수량이나 품질을 조사하여 깨끗한 물은 강으로 바로

보내거나 물 저장고를 가진 지하시설로 보내고 오수는

오수처리장(wastewater treatment facility)으로 보

내도록 분류하는 역할을 하였다 사우스밴드시는 2008

년 중순부터 2013년 초까지 300만 달러를 들여 117개

의 센서 부착 맨홀뚜껑을 필요한 곳에 설치하고 수신

기와 통신망을 건설하였다. 800Km에 달하는 하수관

망에 걸쳐서 모니터링 지점에 설치된 센서는 관을 통

과하는 우수와 오수의 높이나 흐름을 무선 송신기를 통

하여 수신기(gateway)에 전달하고 이렇게 전달된 신

호는 인터넷 망을 통하여 분석 컴퓨터에 전달되고 컴

퓨터는 정보를 분석하여 시청에서 필요한 통제 명령을

하달할 수 있도록 하였다.

이런 시설을 한 것은 노트르담대학과 퍼듀 대학의 대

학원생들이 설립한 스타트업(start up) 기업들이었다.

사실 센서의 설치와 작동은 첨단기술을 가지고 있기만

하면 매우 간단한 일이었다. 이런 센서들이 보내오는

신호를 분석하는 것은 IBM이 만든 소프트웨어가 담

당하였다.

즉 도시전체의 하수망에 센서를 설치하여 센서들을

네트워크로 연결하여 필요한 정보들을 수집하여 적절

한 소프트웨어로 분석하여 큰비가 내릴 때 오수를 강

물로 보내거나 오수를 개인집의 부엌이나 지하실로 역

류시키는 것을 방지할 수 있게 된 것은 빅데이터 활용

의 중요한 사례가 되고 있다.

사우스밴드시가 새로운 하수관망을 건설한다면 대

략 1억 2천만 달러의 비용이 들것으로 예상되는 상황

에서 117개의 센서 설치와 데이터 송수신 장치 그리고

데이터 분석 프로그램 등을 설치하는 데는 대략 6십

만 달러가 소요되었다. 사우스밴드시는 빅데이터 기

술을 이용하여 훨씬 경제적으로 하수오염의 문제를 해

결하였다.

단순히 데이터 분석을 통하여 우수와 오수를 구분하

여 흐르도록 함으로써 효과적으로 물관리가 가능하고

비용을 절감할 수 있었다.

4. 미국 드뷰크(Dubuque) 시의 물과 전기의 통합

관리

아이오와 주의 미시시피 강변에 위치한 인구 6만정

도의 작은 도시 드뷰크는 현명하고 지속가능한 드뷰

크(Smarter Sustainable Dubuque)라는 사업을 전개

하였다.

물관리와 전기사용관리를 위한 시범적 프로그램을

IBM과 공동으로 개발 운영하는 것이었다. IBM은 자신

들의 유틸리티 관리프로그램의 실험을 수행하고 드뷰

크 시는 물 절약과 전기절약을 위한 의지가 서로 일치




하여 만들어진 결과이다. 물론 이 과정에서 시민들의

적극적인 참여를 통하여 사업이 추진되었다.

처음에는 물 보존과 절약을 위해서 스마트 미터를 설

치하고 물 절약을 위한 프로그램으로 시행되었지만 나

중에는 전기절약을 위한 프로그램이 더해졌고 이어서

교통과 관광체계도 같은 방식으로 빅데이터를 이용하

여 현명한 의사결정을 추진하는 것이었다.

물 전기 가스와 같은 유틸리티 제어 외에 교통과 건

강보건에도 빅데이터 기술을 활용하여 궁극적으로는

도시 전체를 환경 친화적이고 경제적이고 효율성 높은

도시를 만드는 것으로 목표로 삼고 있다.

물관리에서는 기존의 수도 계량기에 스마트 미터 솔

루션(smart-meter solution)을 설치하는것이다. 실시

간으로 모니터링 한 자료를 분석 프로그램에 보내면 분

석 프로그램은 이상 징후를 찾아서 인터넷으로 그 결

과를 보내면 일반 가정이나 시청 담당자는 누수현상이

나 과도한 소비량을 적절히 통제할 수 있다. 그 결과 전

체 물소비량이 6.6% 감소하였고 누수탐지는 8배 이상

으로 증가하였다. 특히 누수는 파이프 상의 누수도 있

고 수도꼭지의 불량으로 인한 것도 있고 사용 후 수도

꼭지를 제대로 잠그지 않아서 발생하는 경우도 많이 있

었다. 누수의 탐색은 소비자의 수도요금 절약은 물론이

고 시청으로서도 수돗물 생산비용을 줄일 수 있기 때문

에 물관리 효율성을 크게 높여준다.

드뷰크 스마트 물관리의 효과

·사용자의 77%가 물 사용에 대한 이해도가 높아졌다고 인식

· 사용자의 70%가 물관리 포털이 자신들의 물 소비를 확인하는데

도움을 주었다고 인식

·사용자의 48%는 물을 아끼게 되었다고 응답

· 사용자의 61%는 구체적인 행동(샤워시간 단축, 부품교체 등)을

하였다고 응답

·사용자의 48%는 물 사용법 개선과 물관리 장비 교체를 의도하게 됨

5. 영국 탬즈워터(Thames Water)의 스마트미터링

영국은 물 값의 산정이나 미터기 설치라는 면에서는

후진국에 머무르고 있다. 영국의 물공급 회사는 20여

개가 있는데 그중에서 런던 지역의 상하수도를 담당하

고 있는 회사가 탬즈워터이다. 탬즈워터는 2013년부

터 시범적으로 스마트미터링을 도입하고 있다. 영국정

부는 2012년 탬즈워터가 시범사업으로 스마트 미터기

를 도입하도록 허락하고 필요한 지원을 하고 있다. 탬

즈워터는 물을 사용하는 가구에 어떤 방식으로 스마트

미터기를 보급할 것인가를 결정하고 또 어떤 기술을 채

용할 것인지를 선택해야 한다.

현재 영국에서는 3가구에 1가구 꼴로 기계식 미터기

가 보급되어 있는 상황이기 때문에 미터기 없는 가구

가 오히려 더 많은 실정이다.

이런 상황에서 미터기의 도입은 물의 사용에 근거하

여 물 요금을 부담하게 하는 것이 공평성 효율성 그리

고 신중한 물 사용을 장려하기 위해서 반드시 필요한

과제라 할 수 있다. 따라서 현재에도 미터를 설치한 가

구가 미터를 설치하지 않은 가구보다 물 요금이 대체

로 12% 정도 낮은 것으로 되어 있다.

탬즈워터에 연결된 수용가는 약 350만 가구인데 그

중에서 30% 정도만 미터기가 설치되어 있기 때문에 전

가구에 미터기를 보급하는 것은 상당한 일이 될 것이

다. 탬즈워터에서는 대략 2030년까지 약 17년에 걸쳐

서 스마트 미터기를 보급할 예정으로 되어 있다. 미터

기의 설치는 여러 지역으로 나누어서 진행되는데 남동

부의 벡슬리(Bexley) 지역을 대상으로 2년 내에 73% 이

상 스마트 미터기를 설치하는 것을 목표로 하고 있다.

미터기가 없는 가구에는 신규로 스마트 미터기가 설치

되지만 기계식 미터기가 설치되어 있는 가구는 새로운

미터기로 교체가 일어나게 된다. 자발적인 설치를 유도


하기 위해서 조기에 미터기 교체나 설치를 희망하는 가

구에게는 최대 2년 동안 절약되는 물소비량에 해당하

는 만큼의 현금지원이나 물 절약 장치를 추가로 설치

해주는 인센티브를 주고 있다. 통계적으로 미터기 설

치 가구는 그렇지 않은 가구보다 12% 정도의 물을 덜

쓰는 것으로 되어 있기 때문에 스마트 미터기를 조기에

설치하는 가정에서는 이 양에 해당하는 물값 인하를 2

년간 보게 될 것이다.

템즈워터가 스마트 미터기 도입을 서두는 것은 회사

로서는 미터 검침 비용과 누수비용을 줄이는 것이 주요

한 목적이고 소비자들의 물 절약을 유도하기 위한 것이

그 다음이라 할 수 있다. 물론 탬즈 회사의 물관리 비용

이 줄어들면 비용 절감의 상당부분은 물값 인하를 통하

여 소비자에게로 돌아갈 것이다.

영국에서는 매년 Ofwat, 물공급 회사 그리고 소비

자가 참여하여 물값이 결정되고 있는데 2014/2015 회

계연도의 물가격은 1입방 미터(1,000리터)당 상수도는

132센트 하수도는 75센트로 책정되어 통합하여 입방

미터 당 약 2파운드 정도된다.

미터기가 없는 가구에 대해서는 상수도 29파운드 하

수도 하여 87파운드의 물값이 부과되고 있다. 우리 돈

으로 환산하면 약 15만 원정도 된다. 영국 런던의 물

값은 세계 최고수준을 자랑한다. 월 1,000리터의 물을

줄일 수 있다면 3,500원 정도의 요금을 줄일 수 있다.

따라서 미터기를 설치하여 물 절약을 하면 물값을 상

당량 줄일 수 있다.

스마트미터링의 핵심은 대규모 데이터 분석을 피하

여 필요한 조치를 선제적으로 하는 것을 말한다. 스마

트 미터가 설치된 가구가 350만이라면 매 가구에서 10

분에 한 번씩 데이터가 발생하더라도 엄청난 양의 데

이터가 발생하고 이런 데이터를 종합 분석하여 필요한

판단을 내리거나 가정이나 운영자에게 필요한 누수경

보를 내리는 것은 빅데이터 분석 프로그램이 필수적이

라 할 수 있다.

V. 요약 및 제언

ICT 기술의 발전에 따라 자연스럽게 데이터의 저장

능력이 확대되고 또 데이터를 분석할 수 있는 빠른 속

도와 대규모 연산이 가능한 컴퓨터들이 등장하면서 빅

데이터의 경제적 가치에 주목하기 시작하였다. 개별

컴퓨터 성능 향상은 물론이고 클라우드 컴퓨팅 기술은

추가적인 시설투자 없이 단순히 컴퓨터를 서로 연결하

는 네트워크 구성만으로도 컴퓨터의 데이터 처리능력

은 획기적으로 증대되었다.

빅데이터 활용은 데이터의 수집과 가공 그리고 데이

터의 분석에 근거한 의사결정이 필수적이 되어 가고 있

고 물산업에서도 예외가 아니다.

홍수와 가뭄과 같은 자연재해의 발생 예측과 예방 그

리고 유해물질의 물 유입에 이르기까지 물관리에는 본

질적으로 빅데이터를 다루도록 되어 있다. 홍수나 가

뭄을 예측하기 위해서는 장시간에 걸친 광범위한 기상

데이터는 물론이고 저수와 취수 그리고 물의 흐름에 대

한 데이터들이 있어야 가능하다.

네덜란드의 물관리 빅데이터 활용 사업인 디지털 델

타 프로젝트는 하천과 호수의 수량과 수질, 강수량, 물

의 수요, 물의 성분 등을 분석하여 홍수와 가뭄을 사전

에 예방하고 또 바닷물이 농지에 스며드는 것을 방지하

기 위하여 다양한 센서망 구성, 여러 유관기관과의 데

이터 공유 그리고 데이터 분석을 위한 프로그램의 개발

과 활용을 추진한 빅데이터 활용 사업이다.

물관리에서 빅데이터 활용 사례의 더 일반적인 사례




는 물 미터기를 스마트 미터기로 바꾸면서 검침비용 절

감, 누수 탐지 그리고 효율적이고 공평한 물가격 제도

도입, 물 절약 실천 가능성 확보라 할 수 있다. 전통적

인 미터기는 사람이 개별 가정을 방문하여 매월 혹은

격월로 검침을 하여 물의 누적사용량을 측정하도록 되

어 있다. 그러나 현대 사회에서 물 사용 가구를 일일이

방문하는 것은 높은 인건비나 소비자의 불편을 야기하

기 때문에 점점 어려워지고 있다. 이런 문제점을 해결

하기 위하여 AMI와 같은 스마트 미터기들이 보급되고

있다. 스마트 미터기는 수용가의 물 사용 정보를 다양

한 방식으로 실시간으로 측정할 수 있고 또 측정한 데

이터를 유무선 통신망을 통하여 중앙통제소로 전송할

수 있다. 이런 스마트 미터기의 도입은 누수를 손쉽게

탐지하여 누수에 따른 경제적 손실을 예방하고 소비자

들에게 물 사용과 가격 정보를 상시로 전달하여 물 절

약을 실천하거나 현명한 물 사용을 실천하게 할 수 있

다. 대부분의 국가에서 물산업에서의 빅데이터 활용은

스마트미터링에 따른 데이터 분석과 활용을 의미한다

고 할 수 있다.

물 미터기 도입에 대해서 후진국인 영국에서도 런던

시의 일부지역에 스마트 미터기를 도입하고 있는데 이

역시 공정한 물값 산정, 물관리 비용 절감과 누수탐지

를 위해서 이다. 미국의 드뷰크 시 프로젝트 역시 스마

트미터링을 통한 누수탐색과 방지 다양한 물가격 프로

그램 도입 사례였다.

한편 미국 인디애나 주의 사우스밴드시에서는 오래

된 상하수도 관리를 위하여 센서를 부착하여 우수와 오

수의 흐름을 적절히 통제함으로써 물관리에 필요한 투

자비용을 획기적으로 줄일 수 있고 지역의 강과 미시

간 호수 오염을 방지할 수 있었다.

물관리에서 빅데이터를 활용하여 효과를 거두기 위

해서는 최우선적으로 기술적인 문제가 해결되어야 한

다. 지금도 센서, 미터기, 모니터링 장비 그리고 감시

카메라를 통하여 엄청난 양의 데이터들이 물공급사로

전달되고 있다. 이런 데이터를 낮은 비용으로 효율적

으로 수집하는 기술도 중요하지만 진짜 중요한 것은

모여진 빅데이터를 분석하여 누수탐지, 다양한 요금체

계, 물 절약 유도와 같은 경제적 가치를 만들어 내야 한

다. 이를 위해서는 빅데이터를 분석할 수 있는 분석프

로그램들이 중요하다. 아울러 이러한 프로그램을 다룰

인적자원도 중요하다.


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물관리에서 빅데이터 활용 가능성 탐구 · 물관리를 위해서는 기본적으로...

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