[공학저널 김하늬 기자] 기후변화로 인해 국지성 집중호우, 극한 홍수 등 예측하기 힘든 재난재해가 발생하고 있어 최근 수자원 분야는 4차산업 핵심기술 적용을 통해 효과적인 대응방안을 모색하고 있다.
현재 드론과 AI 등 새로운 기술을 적용해 기존의 문제점을 해결하고자 선도적인 사업들이 시도되고 있으며, 향후 이러한 4차산업 핵심기술이 디지털트윈과 융합해 홍수예측, 시설관리, 시설안전관리 등 수자원 전 분야에 혁신적인 서비스를 제공할 것으로 전망되고 있다.
특히 기존의 홍수분석 AI 모델은 관측자료 위주로 개발됐는데, 관측자료 AI 모델은 경험하지 못한 극한 강우에 취약하고 관측소 설치 지점만 예측이 가능하므로 많은 비용이 소요된다는 한계가 있었다.
이러한 한계를 극복하고자 ㈜매그파이소프트에서 개발 중인 AI-Surrogate 홍수분석 시뮬레이터는 물리 모델의 분석결과를 활용해 AI 모델을 학습하기 때문에 기존에 경험하지 못한 극한 강우 상황에도 정확성이 높고 관측소가 없는 홍수 취약 지점도 예측이 가능하다는 것이 특징이다.
재난대응을 위한 감시, 진단, 예측 및 시각화 기술을 바탕으로 디지털트윈 플랫폼을 활용해 홍수, 침수, 수질사고, 지진 등 재해 상황 발생 시 빠르고 효과적인 대응이 가능해지는 것이다.
또한, 매그파이소프트는 2차원 수리·수질 분석(RAMS+ GUI) 프로그램, 다양한 방식의 2차원 격자망 생성이 가능한 RAMS-G 프로그램을 통해 수질 사고 대응과 유해 화학물질 추적 시뮬레이션을 제공하고 있다.
이와 함께 상수 관망의 물리적, 경제적 잔존 수명 분석·사업효과를 고려한 종합적 개량 의사결정을 지원할 수 있는 Pipe-CAM을 한국수자원공사와 공동 개발했으며, 정수장, 하수처리장 등 환경시설물에 특화된 유체-구조물-지반 상호작용이 고려된 지진 피해 예측 프로그램을 건설기술연구원과 공동 개발해 이를 플랫폼에 적용했다는 점도 눈길을 끌고 있다.
지난 2015년 설립된 매그파이소프트는 물 환경, 상하수도, 재난 안전 분야에서 혁신적인 솔루션을 제공해 왔다. 최근 산학연 협력을 통해 AI 홍수분석 시뮬레이터를 개발했으며, 이미 보유하고 있는 디지털트윈 기반 재난대응 플랫폼에 탑재해 AI 홍수분석 서비스를 제공 중이다.
현재 매그파이소프트는 기후변화로 인한 이상 홍수 발생 시 신속한 대응을 위한 재난대응 플랫폼을 지속 개발하고 있으며, K-water 연구원 AI 연구센터와 홍수분석 AI 시뮬레이터를 함께 개발하고 있다.
매그파이소프트 김형기 대표이사(사진)는 “K-water 연구원 AI 연구센터는 홍수방어를 위한 댐·보 운영 기술을 보유하고 있어 홍수방어 시설물의 운영 노하우를 활용해 극한 강우 시 저수지 유입량을 예측하고 방류 시 하류 주요지점의 수위를 예측하는 AI 모델을 개발하고 있다”며 “매그파이소프트는 AI 센터에서 개발한 AI 모델을 재난대응 플랫폼에 탑재해 물관리 담당자가 다양한 방류 시나리오를 적용하고, 홍수분석 시뮬레이터를 수행함으로써 댐 하류 피해를 최소화할 수 있는 최적의 댐 방류 의사결정 지원 시뮬레이터 서비스를 개발했다”고 설명했다.
현재 개발된 재난대응 디지털트윈 플랫폼을 기반으로 매그파이소프트는 지자체·해외사업에 적극적으로 진출할 계획이며 데이터 수집·AI 시뮬레이션, 디지털트윈 등 축적된 노하우를 활용해 헬스케어 분야에도 플랫폼 서비스를 확대할 계획이다.
김 대표는 “기존에 개발된 AI 시뮬레이터는 초기 구축 이후 운영 단계에서 성능이 저하되어 신뢰성이 떨어지고 관리상의 문제로 유지관리 어려움이 있다. 이러한 문제점을 해결하기 위해서는 축적되는 데이터를 활용해 지속적으로 재학습 및 배포(CT/CD)를 통한 모델 성능 개선과 유지를 할 수 있는 서비스(MLOps)가 필요하다”며 “매그파이소프트가 개발한 재난대응 플랫폼이 홍수, 가뭄, 수질 사고 등 각종 재난으로부터 국민의 생명을 보호하고 물 복지 국가 실현에 도움이 됐으면 한다”고 전했다.
