본 제품은 저수지 수위 변화 시계열 분석 알고리즘을 기반으로 저수지의 수위 관리를 위한 다음과 같은 기능을 제공한다.

기존의 저수지 수위 관리 제품들은 통신을 통한 수위 입력값을 기반으로 파악한 수위 변화에 따라 펌프를 운전하여 수위를 조절한다. 수위 입력을 위한 통신이 단절될 경우, 수위 변화를 알 수 없어 사람이 수위를 확인하여 수동으로 직접 펌프를 가동 시켜야 한다. 이와 같은 문제를 해결하기 위해 본 제품은 과거 수위를 저장한 데이터를 기반으로 시계열 분석 알고리즘을 통하여 수위 값을 예측하는 기능을 제공한다.

자동 수위 조절을 위해서는 규칙 기반 펌프 제어 로직과 머신러닝 기반 수위 예측 모델을 통한 펌프 제어 알고리즘을 사용한다. 규칙 기반 펌프 제어 로직은 사용자가 설정한 저수위값과 고수위값 사이에서 수위 증가율과 감소율에 따라 수위가 변화하도록 펌프를 제어한다. 수위 증가율과 감소율은 최근 일정 기간 동안 수위 변화 추이에 따라 결정된다. 규칙 기반 펌프 제어 로직은 시스템 적용 초기 단계에 머신러닝 학습에 필요한 수위 데이터가 충분히 확보되지 않은 경우에 적용한다.


머신러닝 기반 수위 예측 모델은 시계열 데이터 예측을 위하여 과거의 수위 데이터로부터 ARIMA(Auto-Regressive Integrated Moving Average) 모델을 구성하여 통신 라인으로부터 수위값이 입력되지 않을 때의 수위값을 예측한다. ARIMA 모델은 시계열에서 수위값 변화 형태들을 분석하여 각 변화 형태의 특성을 파악하고 이를 반영하여 모델을 구축한다.


3주간의 수위 데이터를 기반으로 구축한 ARIMA 모델을 통하여 3일간의 수위 데이터를 예측한 결과이다.

인공지능 수위 조절기는 배수지 수위 변화 추이 시계열 분석 알고리즘을 이용하여 수위 변화를 예측함으로써 수위 입력이 중단되었을 때에도 일정 기간 동안 운영자 개입 없이 자동 수위 관리가 가능하다. 이는 통신 불능 환경에서 운영자가 직접 수위를 확인하여 펌프를 수동으로 운전해줘야 하는 기존 제품과 차별화된 방법으로 각 배수지 수위 변화 패턴을 학습하여 운영 환경에 최적화된 운영 모델을 제공하는 장점이 있다. 또한, 제품의 구조적인 면에서는 수지 수위 관리에 필요한 주요 기능들을 소프트웨어로 탑재하여 기존 제품보다 1/10 이상 크기를 줄여서 효율적인 운영이 가능하다.

인공지능 수위조절기를 사용하는 중에 문제 사항이나 불편한 점, 건의사항 등 ㈜에스엠테크에 바라는 내용이 있으면 언제든지 전화, 팩스를 이용하여 연락 주십시오.