AI로 지하수 정보 ‘실시간 분석과 모니터링’ 한방에 해결

꿀비 ‘다변량 시계열 분석 기반 지하수 정보 통합관리시스템’ 개발, 검증 완료
지하수 수위·수질 실시간 예측으로 ‘오염 초기 신속한 방제 구현’

빅데이터 분석 및 인공지능(AI) 전문 기업 ㈜꿀비(대표 최원재)가 과학기술정보통신부와 정보통신산업진흥원(NIPA)이 주관하는 ‘AI융합 지역특화산업 지원사업’ 중 ‘다변량 시계열 분석 기반 지하수 정보 통합관리 시스템’을 개발하는 공급기업으로 참여해 관련 기술을 개발하고 실제 현장에 적용하는 검증 절차를 끝마쳤다고 밝혔다.

꿀비는 여러 기관에 흩어져 있던 지하수와 관련된 데이터를 수집하고, 이를 전처리, 정제, 가공, 분석, 시각화해서 다각도로 활용하도록 시스템을 구축했다. 또한 강수량, 하천 수위, 지질 구조의 데이터를 이용해 시계열 분석과 AI 기술을 통해 지하수의 수위와 수질에 대한 예측 모델을 구축하고, 이를 지리정보시스템(GIS)과 연결해 정보를 제공하도록 기능을 구현했다.

갈수록 극심해지는 기후 변화로 인해 가뭄과 폭우가 빈번해지면서 안정된 수자원 확보가 절실하다. 특히 환경 오염으로 인해 깨끗한 수자원에 대한 관심이 여느 때보다 높다. 이처럼 수자원의 개발과 사용이 증가함에 따라 지하수의 수량과 수질에 대한 예측 및 관리 기술의 표준화와 체계화가 시급해졌다.

문제는 지하수는 지표수와 달리 눈으로 확인하기 어렵고 접근 또한 쉽지 않다는 것이다. 강수와 지표수가 토양을 통해 지하층의 틈새로 스며들어 지하수가 만들어지는 데 오랜 시간이 걸린다. 이런 이유로 지하수의 과도한 사용과 오염이 발생할 경우, 복구에 상당한 시간과 비용이 들기에 체계화된 관리가 필요하다. 이에 각 지자체에서도 지하수의 사용 및 오염과 관련해 ‘지하수 기초조사’ 용역 사업을 진행하고 있다. 하지만 적잖은 시간과 비용 탓에 대부분 1회성 사업으로 끝나면서 관리 체계를 개선하기에는 한계가 있었다.

특히 기존 시스템은 지하수 관련 데이터를 단순한 통계 기법을 통해 결과를 도출함으로써 지하수의 수위와 수질에 대한 예측 자체가 불가능했다. 데이터 분석도 2개월씩이나 걸리고, 지하수 조사 비용도 건당 5,500만 원이 소요됐다. 데이터 분석 결과를 담은 보고서 역시 200~300페이지 분량의 비정형 형태라서 데이터로써 활용 가치가 떨어질 수밖에 없었다.

하지만 꿀비에서 개발한 AI 기술을 도입한 결과, 지하수의 수위와 수질을 예측함으로써 이러한 문제점들이 손쉽게 해결됐다. 먼저 데이터 분석이 1개월로 단축됐으며, 지하수 조사 비용도 건당 2,000만 원으로 대폭 낮아졌다. 분석 보고서도 실시간으로 생성되어 웹과 모바일로 제공되고, 분량도 50페이지로 대폭 줄어들면서 정보 활용도가 극대화됐다.

꿀비 최원재 대표는 “기존 시스템에서는 지하수 오염 확인에만 장시간이 걸렸다. 이를테면 부산 문현지구 오염부지 정화사업의 경우, 오염 확인 후 정화까지 무려 5년씩이나 걸렸고, 정화 비용도 120억 원 가량이 소요됐다. 하지만 AI 기술을 활용하면 실시간으로 이상 여부를 파악함으로써 오염 초기에 신속한 방제가 가능해져 상당한 비용과 시간을 줄일 수 있다”고 힘주어 말했다.

한편, 이번 사업의 수요기업으로 참여한 ㈜샘물터(대표 윤필선)는 지하수 관련 기술 개발 및 정보 서비스를 전문으로 하는 사회적 기업이다. 샘물터는 이번 프로젝트를 통해서 두 가지 측면에서 기대하던 성과를 올렸다. 먼저 공공기관을 대상으로 차별화된 지하수 조사 보고서 및 모니터링 서비스를 제공할 수 있게 됐다. 아울러 대국민을 대상으로 분산된 지하수 현황 및 위험도 정보를 손쉽게 찾아볼 수 있도록 지하수 정보 원스톱 서비스 체계를 마련했다.

▣ 업체 소개

㈜꿀비. 언뜻 보면 캐릭터 이름처럼 들리지만, 사명이 맞다. ‘세상을 풍요롭게 만들 달콤한 비’라는 의미다. 2015년에 설립된 꿀비는 빅데이터 분석 및 AI 분야에 주력하는 작지만 강한 기업이다. 특히 데이터 사이언스에 기반해 다방면에서 흥미로운 프로젝트를 다수 선보였는데, 온라인 시험 실시간 부정행위 감독 시스템, 주민참여 커뮤니티 케어 시스템, 토지 실거래가 예측 모델 등이 그것이다. AI 분야와 더불어 꿀비는 바이오 및 의료 데이터 분석에도 역량을 강화하고 있다. 이를 통해 2024년 하반기에 코스닥 상장을 목표로 하고 있다.

꿀비에서 개발한 ‘지하수 관측망 데이터 비교’ 화면은 최대 5개 지점까지 동시에 지하의 수위와 수질을 비교해 보여준다. 화면에서는 3개 지점(지도에서는 노란색으로 표시)을 동시에 비교한 것이다.

꿀비에서 개발한 대전, 세종, 충청남북도의 지하수 함량률과 지하수 개발 가능량을 지도 기반 그래프로 제공한 이미지. 지하수 개발 가능량은 막대의 길이가 길수록 개발 가능한 지하수량이 많다는 뜻이고, 지도의 푸른색이 짙을수록 지하수 함양률이 높아 지표수가 지하로 많이 함양된다는 의미이다.