홍수기 댐 방류량과 시점, AI가 알려준다

하백소프트‘AI 활용한 하천 유량 예측 솔루션’ 개발, 검증 완료
수해 방지와 더불어 발전·공급 용수 증대 ‘일석이조’ 효과

수자원 분야 인공지능(AI) 전문 기업 ㈜하백소프트(대표 박재영)가 과학기술정보통신부와 정보통신산업진흥원(NIPA)이 주관하는 ‘AI융합 지역특화산업 지원사업’ 중 ‘AI와 빅데이터를 이용한 하천 유량(홍수) 예측 솔루션’을 개발하는 공급기업으로 참여해 관련 기술을 개발하고 실제 현장에 적용하는 검증 절차를 끝마쳤다고 밝혔다.

하백소프트에서 개발한 솔루션은 강우가 댐으로 유입되는 복잡한 과정을 AI 기술을 이용해 모형화한 것으로, 1일~10일 단위로 용담댐으로 흘러드는 유입량을 산정하고, 이를 시각화로 구현했다.

해가 갈수록 이상 기후가 심해지고 잦아지면서 우리나라도 수해로 인한 피해가 계속 늘고 있다. 장기화되는 가뭄도 풀어야 할 숙제이지만, 집중 호우로 인한 홍수는 막대한 인명과 재산 피해를 발생시킨다. 이에 따라 국가 차원에서 수자원 관리의 중요성이 해마다 커지고 있다. 특히 댐을 중심으로 정교한 물 관리를 통해 수해를 예방할 필요성이 여느 때보다 높아지고 있다.

이상 기후로 인해 홍수기와 갈수기를 예측해서 적절한 댐의 방류 시점을 판단하기는 관련 전문가들조차 점차 힘들어지고 있다. 수자원 운영 분야 전문가의 의사결정에 필요한 정보를 좀 더 정확하고 빠르게 제공해 줄 수 있는 데이터 기반의 AI 솔루션의 필요성과 수요가 점차 커지고 있다.

하백소프트에서 선보인 AI 기반 솔루션은 기존 댐 운영 방식에 혁신적이면서도 효과적인 접근법을 제공해준다. 실제 현장에서 솔루션을 적용한 결과, 기대했던 성과가 나왔다. 먼저 기존의 댐 방류 의사결정 방식에서 벗어나 AI를 통한 기상예보 자동 유출 예측이 가능해지면서 정확한 수치에 근거해 의사결정을 내릴 수 있는 시스템이 마련됐다.

AI 모델의 도입으로 댐 유입량에 대한 예측 정확도도 기존 방식에 비해 15% 개선되는 것으로 드러났다. 특히 홍수 통제가 눈에 띄게 좋아질 것으로 기대된다. 기존 방식에 비해 홍수 발생 시 최대 방류량(CMS)이 15% 경감되는 것으로 실험 결과 나타났다. 이는 연간 피해 규모를 4억 5천만 원 정도 줄일 수 있다는 얘기다. 올해와 같이 홍수가 많았을 때도 용담댐은 홍수 피해는 없었으며, 과거 홍수 피해가 있었을 때보다 8억 원 이상의 용수 저류 편익과 그 이상의 발전 편익 증대가 기대된다.

하백소프트 박재영 대표는 “AI 모델에 힘입어 하천 유량을 정확히 예측해 댐 방류를 적절히 관리하게 된다면, 홍수로 인한 수해를 예방할 수 있음은 물론이고, 무의미한 방류를 줄여 발전과 용수 공급을 그만큼 확대함으로써 일거양득의 효과를 거둘 수 있다”고 설명했다.

한편, 이번 사업의 수요기업으로 참여한 한국수자원공사(사장 윤석대)는 AI 유량 예측 모델의 도입으로 용수 공급과 발전 능력까지 증대해 국가 차원의 수자원 편익을 높일 수 있는 기술적 가능성을 확인했다. 특히 앞으로 댐 방류에 대한 의사결정 방식을 점진적으로 개선해 한층 고도화된 댐 운영 계획안을 수립할 수 있을 것으로 보인다.

공사 측은 지난 3월 글로벌 물 문제 해결과 물 산업 육성을 위해 디지털 워터 플랫폼인 ‘워터라운드(wateRound)’를 출범하고, 하백소프트처럼 혁신 기술을 보유한 국내 유망 기업들과 적극 협력하는 등 디지털 전환에 필요한 기술 등을 물 산업에 적용해 국내 디지털 물 산업 발전을 위해 다각도로 노력하고 있다.

▣ 업체 소개

2020년에 설립된 ㈜하백소프트는 수자원 관리에 특화된 AI 솔루션을 개발하는 신생 기업이다. 한국수자원공사에서 34년간 근무한 바 있는 박재영 대표는 수자원 분석과 관련해 석·박사 학위논문을 취득할 정도로 이론과 실전 분야에 두루 정통하다. 핵심 솔루션은 하천 유량에 대한 자동 측정 장비로, 하천 유량의 중요 지점마다 설치돼 유량을 탐지하는 계측기로, 도로의 과속 카메라와 같은 역할을 한다. 기존에는 인력이 하던 업무를 자동화 장치를 통해 댐 방류량을 정교하고 중단 없이 측정할 수 있다. 이와 더불어 엘니뇨·라니냐 정보를 이용한 하천 유량에 대한 AI 기반 수치 예보 모델은 수자원 분야 최초로 시도되는 기술이며, 관련 분야 개발에도 박차를 가하고 있다.

하백소프트가 개발한 용담댐의 댐 운영 계획 프로그램인 ‘하천 유량 예측 및 방류 의사결정 시스템’ 화면

하백소프트가 개발한 장기(1년간) 일별 하천 유입량 예측 화면(AI + 수치예보 + 정성예보 + 엘니뇨·라니냐 등)