실시간 물사용량 자료의 특성 분석 및 보정 (An Analysis of the Characteristics and Data Correction of Real-Time Water Use Data)

서지정보

· 발행기관 : 한국환경정책학회
· 수록지 정보 : 환경정책 / 29권 / 3호 / 131 ~ 152페이지
· 저자명 : 윤정환, 이준형, 유영훈, 왕원준, 김형수

초록

수자원 관리 분야의 디지털 전환 기술로서 스마트워터그리드(smart water grid, SWG) 기술이 도입되고 있으며, 수도계량기를 통해 수집되는 실시간 물사용량 자료는 SWG 기술의 기초 자료로 활용되고 있다. 하지만 통신오류 등의 문제로 다수의 이상치와 결측치가 포함된 채 기록되며, 이를 실시간으로 보정하기위한 기존의 방법론은 온전히 기록된 과거시간대의 값을 그대로 입력하는 등 정확도가 낮은 보정 방법이므로 개선이 필요한 실정이다. 따라서 본 연구에서는 과거 누적 자료의 이상치 처리와 개선된 결측 처리 방법을 제안하고, 실시간 물사용량 자료의 요일별 정보를 이용한 실시간 물사용량 보정 기법을 제안하고자 한다.
기존 결측 처리 방법과 새로 제안하는 결측 처리 방법을 각각 적용하여 보정 결과를 비교 및 평가한 결과, 새로 제안하는 결측 처리 방법의 오차지표(RMSE)는 0.002로 기존 방법론의 오차지표 (RMSE) 0.079 보다낮게 산정되어 정확성이 개선되었음을 확인하였다. 이후 요일별-시간별 물사용량의 평균을 산정하여 실시간 결측 발생시 대체값으로 사용하는 방법을 제시하였다. 본 연구결과는 효율적인 스마트 물관리의 근거자료로 사용될 수 있으며, 개발된 방법론을 사용하여 결측 보정 오류로 인한 의사결정의 불확실성을 줄일 수있을 것으로 판단된다.

영어초록

Smart Water Grid (SWG) technology is an alternative to digital transformation in water resource management. SWG technology uses real-time water use data collected through a “smart water meter”. However, these data often include several outliers and missing values due to problems such as communication errors. The existing method for correcting problems in real-time includes some errors and needs to be improved.
Therefore, we propose a real-time water use data correction technique using daily information to correct for outliers and missing values. In this study, results from the existing and the proposed correction methods are compared and evaluated using the root mean square error (RMSE) index. The newly proposed method has an RMSE = 0.002, whereas the existing method has an RMSE = 0.079. These results suggest that the proposed method is more accurate than the existing method and improves the correction results. When real-time data on daily water use are missing, the average hourly water use by day is used to calculate daily water use. The results of this study indicate that the proposed method is an improvement over the existing method for addressing correction errors and can be used as the basis for more effective smart water management. This will reduce the uncertainty of decision-making due to correction errors.

참고자료

· 없음