하수 및 정수처리시설 디지털트윈 시뮬레이터 운영관리를 위한 의사결정항목 분석

The Analysis of Decision-making Items for Operation Management of Digital Twin Simulators for Sewage and Water Treatment Facilities

본 연구는 CPS 연계 하수 및 정수처리시설 시뮬레이터의 운영관리 의사결정항목을 도출하기 위한 것으로 AHP 기법을 활용하여 하수 및 정수처리 분야 전문가를 대상으로 운영요인에 대한 영향인자별 중요도를 평가하였다. 하수 및 정수처리 분야 전문가 67인(하수처리 37인, 정수처리 30인)을 대상으로 일관성 비율을 고려한 설문지를 이용하여 주요한 영향인자를 도출하였다. 의사결정을 위한 분석요소는 유입수 수질부하, 반응조 용량, 처리공정, 고탁수 유입 등의 발생가능성, 위험도, 시급성, 대응 및 복구의 상대적 중요도를 분석 도출하였다. 하수처리시설은 유입수의 수질부하 변동이 가장 주요한 운영요소로 분석되었으며, 영향인자로는 발생가능성이 주요한 항목으로 나타났다. 정수처리시설의 경우 고탁수 유입이 주요한 운영요인으로 나타났으며, 영향인자로는 발생가능성, 위험도 순으로 나타났다. 이러한 결과를 반영하여 주요 영향인자인 유입수의 변동을 파악하고, 이를 디지털트윈 시뮬레이터 구축과 연계하여 조기에 운영인자를 조절함으로써 안정적인 하수 및 정수 처리시스템에 이바지할 것으로 기대된다.

This paper addresses the derivation of decision-making factors for the operation and management of the Cyber Physical systems (CPS)-linked wastewater treatment plants (WWTPs) and drinking water treatment plants (DWTPs) simulator. The analytical hierarchy process (AHP) method was applied to evaluate the importance of each influencing factor on the operational elements targeting experts. Here, the experts were 37 people working for WWTPs and 30 people working for DWTPs, respectively. The analysis factors for decision-making were influent load, reactor capacity, treatment process, occurrence of high turbidity influent, risk, urgency, response, and recovery, and their relative importance was analyzed. Among the operational elements of WWTPs, influent fluctuations have been shown as the most important factor. Conversely, the possibility of occurrence was found to be the most important influencing factor. In the case of DWTPs, the inflow of high turbidity was found to be the main operating factor, and the influencing factors were the probability of occurrence and the degree of risk. Based upon the results obtained, this study is expected to contribute to the establishment of a stable system of both WWTPs and DWTPS by identifying influent fluctuations, which are a major influencing factor, and by controlling operation factors connected with the establishment of a digital twin simulation.