초록 ▼

□ 연구개발 목표 및 내용
◼ 최종 목표
○ 사물인터넷(IoT) 기반의 스마트 상수관망 시스템을 구현하기 위하여 부단수 교체가 가능한 저전력 실시간 In-line 다항목 수질(탁도, 잔류염소, pH, 전기전도도, 온도) 및 수량(유량, 압력, 청음) 통합 계측 시스템 개발 및 현장 실증
○ 상수관망 운영관리 Tool의 기능 고도화를 위한 상수관망용 사물인터넷 기반 다중센서 허브플랫폼 개발 및 현장 실증
○ 수질 및 수량 정보에 기초한 사물인터넷 기반의 상수관망 운영 및 유지관리 비용 절감 등에 대한 방안을 도출

□ 연구개발 목표 및 내용
◼ 최종 목표
○ 사물인터넷(IoT) 기반의 스마트 상수관망 시스템을 구현하기 위하여 부단수 교체가 가능한 저전력 실시간 In-line 다항목 수질(탁도, 잔류염소, pH, 전기전도도, 온도) 및 수량(유량, 압력, 청음) 통합 계측 시스템 개발 및 현장 실증
○ 상수관망 운영관리 Tool의 기능 고도화를 위한 상수관망용 사물인터넷 기반 다중센서 허브플랫폼 개발 및 현장 실증
○ 수질 및 수량 정보에 기초한 사물인터넷 기반의 상수관망 운영 및 유지관리 비용 절감 등에 대한 방안을 도출하여 상수관망 운영 관리 모델 제시

◼ 전체 내용
○ 사물인터넷 기반 실시간 다항목 수질 및 수량 저전력 계측 시스템 개발 및 현장 실증
- 다항목 저전력 수질/수량 통합 계측시스템 시제품 제작
- 인천광역시 서구 가정동, 청라동, 왕길동, 남동구 간석동, 중구 운남동 등 낙후지역 5개소 다항목 저전력 수질 및 수량 통합 계측 시스템 현장 실증
- 다항목 저전력 수질 및 수량 통합 계측시스템 공인시험검사 기관 성능 평가
- 제품화를 위한 인증 획득(KC 인증 등)
- 사업화를 위한 전시회 참가, 홍보 영상 제작 등 마케팅 진행
○ 사물인터넷 기반 상수관망 다중센서 허브 플랫폼 시스템 개발
- 상수관망용 사물인터넷 기반 스마트 미터링 디바이스 개발
- 다항목 수량 및 수질 계측 및 분석 허브플랫폼 시스템 개발
- 현장 실증을 통한 내구성, 내환경 검증
- 현장 실증을 통한 통신 인터페이스 성능 향상 및 효율 검증
- 수질/수량 데이터 이상치 검·보정 알고리즘 개발 및 적용
- 실증 운영을 통한 허브 플랫폼 기능 고도화
- 제품화를 위한 인증 획득(KC 인증 등)
○ 상수광망 운영 관리 매뉴얼 개발
- 현장 실증을 통해 스마트 상수관망 계측 시스템 성능 평가
- 상수도 유지관리 비용 절감 알고리즘 개발
- 상수도 유지관리 매뉴얼 개발

◼ 1단계
❏ 목표
○ 상수관망 다항목 저전력 수질/수량 계측 시스템 시제품 제작, 성능 평가 및 현장 실증
○ 사물인터넷 기반 상수관망 다항목 수질/수량 계측 시스템 허브 플랫폼 제작, 성능 평가 및 현장 실증
○ 상수관망 계측 시스템 현장 적용 성능 평가 및 유지관리 비용 절간을 위한 알고리즘 및 매뉴얼 개발 및 적용
❏ 내용
○상수관망 다항목 저전력 수질/수량 계측 시스템 시제품 제작, 성능 평가 및 현장 실증
- 다항목 수질(pH, 탁도, 잔류염소, 전기전도도, 온도) 계측 시스템 시제품 제작 및 성능 평가
- 다항목 수량(유량, 압력, 청음) 계측 시스템 시제품 성능 평가
- 다항목 저전력 수질/수량 통합 계측시스템 시제품 제작 및 현장 실증 시험
○ 사물인터넷 기반 상수관망 다중센서 시스템 허브플랫폼 시제품 제작, 성능 평가 및 현장 실증
- 상수관망용 사물인터넷 기반 통신 인터페이스(LTE, CDMA, Cat.M1) 개발
- 데이터 통신성공률 시험 및 검증
- 통신데이터 품질 시험 및 검증
- 데이터 적재를 위한 네트워크 연계 및 테이블 구축
- 다항목 수량 및 수질 측정자료 관리시스템 기능 테스트 및 검증
○ 상수관망 계측 시스템 현장 적용 성능 평가 및 유지관리 비용 절간을 위한 알고리즘 및 매뉴얼 개발 및 적용
- 실증 현장 실측 데이터를 수집하고 분석하여 계측 시스템 성능 평가
- 실증 현장 계측 시스템에 상수도 유지관리 비용 절감 알고리즘 개발 및 적용에 다른 효용성 평가
- 상수도 유지관리 매뉴얼 적용

◼ 2단계
❏ 목표
○ 다항목 저전력 수질 및 수량 통합 계측시스템 시제품 현장 검증, 성능 평가 및 최종 제품 설치 및 유지관리
○ 상수관망 다중센서 허브 플랫폼 시스템 현장 운영을 통한 실증화 검증 및 제품화
○ 상수광망 운영 관리 매뉴얼 최적화
❏ 내용
○ 다항목 저전력 수질 및 수량 통합 계측 시스템 시제품 현장 실증 및 제품화
- 인천광역시 서구 가정동, 청라동, 왕길동에 기설치한 다항목 저전력 수질 및 수량 통합 계측시스템 현장 검증
- 인천광역시 중구 간석동, 중구 운남동 등 낙후지역 2개소 다항목 저전력 수질 및 수량 통합 계측시스템 추가 설치 및 현장 검증
- 다항목 저전력 수질 및 수량 통합 계측시스템 공인시험검사 기관 성능 평가
- 다항목 저전력 수질 및 수량 통합 계측시스템 현장 검증을 통한 개선 사항을 반영한 최종 시제품 제작
- 제품화를 위한 인증 획득(KC 인증 등)
- 사업화를 위한 전시회 참가, 홍보 영상 제작 등 마케팅 전략 수립
○ 상수관망 다중센서 허브 플랫폼 시스템 현장 운영을 통한 실증화 검증 및 제품화
- 현장 검증을 통한 개선 사항을 반영한 최종 시제품 성능, 내구성, 내환경 테스트
- 현장 적용 및 운영을 통한 통신 인터페이스 성능 향상 및 효율 검증
- 수질/수량 데이터 이상치 검·보정 알고리즘 개발 및 적용
- 실증 운영을 통한 허브 플랫폼 기능 고도화
- 제품화를 위한 인증 획득(KC 인증 등)
○ 상수광망 운영 관리 매뉴얼 최적화
- 실장 실증을 통해 스마트 상수관망 계측 시스템 현장 성능 평가
- 상수도 유지관리 비용 절감 알고리즘 최적화
- 상수도 유지관리 매뉴얼 최적화

□ 연구개발성과 활용계획 및 기대 효과
○ 환경부 ‘스마트상수도 관리체계 구축사업’과의 연계
- ICT 기반 수질관리(재염소설비, 정밀여과장치 등), 수질감시(자동수질측정장치)분야 연계
- 상수관망 내 수돗물 수량 및 수질 계측 정보 제공, 사물인터넷 플랫폼 연계
- 수량 및 수질 계측 정보를 이용한 상수관망 내 수질 오염 조기 검출을 통하여 건강한 물 제공 서비스 및 수돗물 만족도 향상을 통해 직접 음용비율 및 상수도 가치 제고
○ K-Water ‘Smart Water City(SWC)’ 사업과의 연계
- 잔류 염소 균등화, 공급 전과정 실시간 수질측정 및 수질정보 제공 분야와 사물 인터넷 기반 실시간 수량 및 수질 다항목 측정 시스템을 연계하여 수돗물 내 저해물질의 빠른 분석ㅇ로 사고를 사전예방하며 상수도 소비자 만족도와 함께 삶의 질 향상
○ 지자체에서 추진 예정인 SWM 사업과의 연계
- 사물인터넷 기반 상수관망 수질 및 수량 저전력 계측 시스템은 각 지자체별 관망정비사업, 상수도 권영 통합 사업등을 통하여 실시간 정보 및 수질사고 예방 등을 통하여 체계적인 관리 기대

(출처 : 요약문 6p)

목차 Contents

• 표지 ... 1
• 제 출 문 ... 2
• 최종보고서 ... 3
• 요 약 문 ... 5
• 목차 ... 9
• 1. 연구개발과제의 개요 ... 10
• 가. 연구개발의 목표 ... 10
• 나. 연구개발 배경 및 필요성 ... 11
• 다. 연구개발 핵심내용 ... 31
• 2. 연구개발과제의 수행 과정 및 수행 내용 ... 41
• 가. 1단계 1차년도 ... 41
• 나. 1단계 2차년도 ... 107
• 다. 1단계 3차년도 ... 190
• 라. 2단계 4차년도 ... 265
• 3. 연구개발과제의 수행 결과 및 목표 달성 정도 ... 377
• 가. 연구수행 결과 ... 377
• 나. 목표 달성 수준 ... 390
• 4. 목표 미달 시 원인분석 ... 391
• 5. 연구개발성과의 관련 분야에 대한 기여 정도 ... 391
• 가. 연구개발성과의 기대 효과 ... 391
• 나. 연구개발성과의 시장 경쟁력 분석 ... 392
• 6. 연구개발성과의 관리 및 활용 계획 ... 394
• 가. 연구개발성과의 관리 계획 ... 394
• 나. 연구개발성과의 활용 계획 ... 395
• 참고문헌 ... 705
• 끝페이지 ... 714