Classification of Water Facility Inventories for the Construction of Water Supply Asset Management System

상수도 자산관리 시스템 구축을 위한 정수시설 인벤토리 분류

Classification of Water Facility Inventories for the Construction of Water Supply Asset Management System

김진근^*･ 이정훈

Jinkeun Kim

･ Junghoon Lee

제주대학교 환경공학과

Dept. of Environmental Engineering, Jeju National University

ABSTRACT

Recently, the need for asset management(AM) plan introduction to reduce increasing O&M cost with aging water facilities is on the rise. Therefore, asset inventory classification is necessary as the first step for AM plan construction. In this study, all assets of YW water treatment plant(WTP) were classified as 5 steps. In addition, specific code name was given to each asset which can increase compatibility in constructing the AM programs among WTPs. In the future, codes for attribute and status of asset will be allocated, which can facilitate proper AM operation.

Key words: asset management, asset inventory, water facility, O&M cost 주제어: 자산관리, 자산인벤토리, 수도시설, 유지관리비용

1. Introduction

한국의 상수도는 1908년 서울시 뚝도에 최초 정수 장이 설치 운영된 이래로 급격한 발전을 이루어 왔으 며, 특히 1980~1990년대의 고도 경제 성장기에 용수 수요가 급증함에 따라 정수장 시설용량이 대폭 확충 되었다. 2013년 기준으로 국내 정수장은 515개소, 총 시설용량은 27,168,000 m

/일, 상수도관의 총 연장은 185,778 km, 공급한 수돗물 총량은 6,159백만 m

/년이 며, 유수율은 84.2%이다. 전국적인 평균 유수율은 지 속적으로 향상되고 있으나, 소규모 수도시설의 경우 누수율이 여전히 높아 자산관리를 통한 상수도 관망 관리의 선진화와 물 사용량 측정의 자동화 및 정밀화 가 시급한 실정이다(MOE, 2015; KWWA, 2014).

Received 28 October 2015, revised 3 December 2015, accepted 4 December 2015.

*

Corresponding author: Jinkeun Kim (E-mail: [email protected])

1980년대 고도 경제 성장기에 건설된 수도시설은 대부분 30년 이상의 운영으로 시설이 노후화되어, 강 화된 수질기준에 맞추어 시설의 보수 및 개량이 필요 한 시점이다. 정수장은 고품질 수돗물의 안정적인 생 산공급 기능을 수행해야 하므로 수도시설이 최적의 기능을 발휘하기 위해 지속적인 유지관리가 필요하 다. 상수도 시설물의 체계적인 유지관리가 미흡할 경 우에는 시설 노후화로 인한 누수 발생, 처리수 수질 저하 등이 발생할 수 있다 .

수도시설물에 대한 유지관리 전략은 시설물의 종류

및 시설물의 관리계획에 따라 구분할 수 있다. 시설물

의 종류에 따라서는 중요도가 낮은 시설물의 경우 고

장 발생후 수리 또는 교체를 하는 사후대응형과 중요

도가 높은 시설물의 경우 고장 발생 이전에 수리 또

는 내용연수 도래시 교체를 하는 예방형으로 구분할

수 있다. 또한 시설물 관리계획에 따라 시설물의 상태

와 예산 상황에 따라 수동적(reactive) 관리계획과 시 설물의 상태 및 예산상황을 예측하여 선제적으로 대 응하는 적극적(proactive) 관리계획으로 구분할 수 있 으며, 최근 효율적인 수도시설의 운영관리를 위해 적 극적인 자산관리의 중요성이 더욱 강조되고 있다 (Chae and Yoon, 2014).

수도사업에서 발생할 수 있는 비용으로 수도시설 물의 계획, 설계, 시공, 운영단계에서 발생하는 수도 사업자의 장단기 비용도 고려해야 하지만 수도시설 물의 노후, 파손 등으로 발생할 수 있는 단수, 수돗 물 수질의 저하, 수돗물 서비스에 대한 신뢰도 저하 등으로 인해 수돗물 사용자가 부담하는 사용자 비용 도 고려해야 한다. 즉, 관리주체의 장기비용과 소비 자의 사용자 비용을 모두 고려해야 한다(Cho et al., 2009).

수도사업자는 비용 효율적인 수도시설(자산)의 관 리방법을 분석하고 장기적으로는 지속가능한 전략을 도입하는 것을 목표로 하여야 하며, 이러한 목표를 이 루기 위하여 필요한 것이 바로 자산관리 시스템이다.

자산관리 시스템 구축을 위하여 상수도 자산에 대한 생애주기비용분석(LCCA; life cycle cost analysis)을 실 시하고, 자산에 대한 상태평가를 수행하여, 수돗물 공 급자와 사용자간의 서비스수준(LOS; level of service) 을 분석하며 이를 토대로 최적의 자산관리 전략을 수 립하는 일련의 과정을 거치게 된다. 상수도 자산관리 에서 추구하는 기본적인 목적은 현재와 미래의 수돗 물 사용자가 원하는 서비스수준을 비용 효율적으로 달성하기 위한 자원할당에 관한 체계적인 의사결정 체계의 구축이라고 표현할 수 있다(Chae and Yoon, 2014).

선진국의 경우 1990년대부터 공공시설물에 대한 급 격한 유지관리 비용의 절감을 위하여 자산관리를 top-down 또는 bottom-up 방식으로 도입하였다. 급격한 유지관리 예산을 예측하지 못하고 급하게 top-down 방 식의 자산관리 개념을 도입한 미국과 캐나다의 경우 에는 많은 시행착오를 경험하였으나, 사전준비에 철 저했던 호주의 경우에는 약 40% 정도의 유지관리 비 용 절감효과를 거두고 있는 것으로 알려져 있다(Chae and Yoon, 2014). 또한, 외국에서는 다양한 자산관리 소프트웨어를 개발하여 운영중이다. IBM에서 Maximo 를 개발하였으며, AWARE-P는 인프라자산관리 계획 소프트웨어로서 주로 상하수도 시스템을 대상으로 성

능, 리스크, 비용 요소를 기반으로 종합적인 자산평가 및 계획 기능을 제공하고 있으며, 이 외에도 Synergen, MIMS, RIVA, Harfan 등이 있다. 미국 Tampa Bay Water에서는 2014년부터 Maximo를 이용한 자산관리 시스템을 구축하여 운영중에 있다(Chae and Yoon, 2014; CH2M, 2015)

국내에서 상수도 시설에 대한 자산관리시스템 구 축은 미미한 실정이며, 환경부나 대규모 수도사업자 를 중심으로 상수도 자산관리 시스템 구축 초기 단 계에 있는 것으로 평가된다. 국내에서도 고도 경제 발전기에 건설한 수도시설이 노후화됨에 따라 급격 한 재정수요가 예상되는 만큼 예방적이고 선제적인 수도시설물의 유지관리를 위하여 자산관리 시스템의 조속한 도입이 필요한 시점이다. 본 연구에서는 수 도시설의 자산관리 시스템 구축을 위한 전단계로서 정수시설의 자산을 관망시설과 정수시설로 대분류하 고, 정수시설에 대해서 하위 4단계로 분류하여 총 5 단계의 구조로 인벤토리 구축에 관한 연구를 실시하 였다.

2. Material and Method

본 연구에서는 강원도 YW정수장 정수처리시설의 자산을 인벤토리 구축의 기초 DB로 이용하였다. YW 정수장의 시설용량은 13,500 m

/일이며, 정수처리공정 은 취수장-분말활성탄접촉조-착수정-혼화지-응집지-침 전지-급속여과지-소독-정수지-급배수의 일반적인 정수 처리공정으로 구성되어 있다. 또한 공급과정 중에 4개 의 배수지를 두어 수돗물 공급을 안정적으로 유지하 고 있다.

상수도 시설에 대한 자산관리 추진 절차는 국가별, 기관별로 일부 상이한 부분은 있으나 크게 Table 1과 같은 절차로 진행된다(Koo and Kim, 2015).

Table 1. Procedure for asset management(AM) plan construction

Step Contents

1 Develop asset inventory, asset hierarchy 2 Analyze O&M data and assess performance 3 Determine residual life and risk 4 Determine life cycle and replacement costs 5 Assess LOS(level of service) and capital investment 6 Determine funding strategy

7 Build AM plan

Table 2. Classification of assets

Level 1 Level 2 Level 3 Level 4 Level 5

Code Name Code Name Code Name Code Name Code Name

101 Water pipe

network 201 Intake station 301 Architecture 401 Building 501 Chlorine injector

102 Water

treatment

facility 202 Receiving

well 302 Civil

structure 402 Structure 502 Activated carbon injector 203 Feeding

facility 303 Electricity 403 Transformer 503 Influent flowmeter

204 Mixing basin 304 Machine 404 Pump 504 Return

flowmeter 205 Coagulation

basin 305 Etc. 405 Water hammer

prevention facility 505 Chlorine injector 206 Sedimentation

basin 406 Emergency

generator 506 Activated carbon injector 207 Filtration

basin 407 Dosing device 507 Main storage

tank

208 Clear well 408 Flowmeter 508 Sub storage

tank 409 Coagulant injector 509 Pulseless

metering pump

410 Lime

injector(liquid) 510 Mechanical mixing equipment 411 Lime injector(solid) 511 Pump mixing

equipment 412 Activated carbon 512 Coagulation

equipment 413 Mixing facility 513 Intake pump 414 Sludge discharge

facility 514 Vacuum pump 415 Coagulation facility 515 Draining pump 1단계인 자산 인벤토리 구축은 자산관리 시스템에

서 가장 중요한 단계로서 수도시설에서 단위 자산 목 록을 도출하고 자산별 인벤토리 DB를 구축하는 단계 이다. DB 구축을 위해서 필요한 정보들로는 대상 상 수도 시설의 자산별 관리대장 및 제원 정보, 수도시설 점검 조사 정보, 시설진단 및 평가결과 정보, 자산의 개량 수요 전망 정보, 재정 수지 전망 정보 등이다. 이 러한 자료들은 향후 자산의 LCCA 등에 기초자료로 활용될 수 있다.

본 연구에서는 국내 정수처리공정의 자산 인벤토리 구축 현황 및 해외 자산관리 선행연구와의 비교를 통 하여 국내 정수장의 자산 인벤토리를 tree 형식으로 나열 하였고, 각 항목의 레벨을 5단계로 구분하였다.

각 세부 항목들에 대해서는 상태 및 고장에 대한 코 드를 부여하여 자산을 보다 효율적으로 관리 할 수 있게 하였다.

자산의 인벤토리 구축을 위해서는 기본적으로 자산명,

취득일자 , 설치일자, 취득가격, 제원, 점검일자, 위치, 사 진, 소모품명, 운영자 정보 등이 포함되어야 한다. 또한 자산의 범주를 결정하기 위하여 자산으로 설정하기 위한 취득가격의 하한선에 대한 정의가 필요하다.

3. Results and Discussion

3.1 정수시설의 레벨 분류

수도시설을 크게 관망시설(도수, 송수, 급배수관로

포함)과 정수시설로 대분류하고, 정수시설에 대해서

하위 4단계로 분류하여 총 5단계로 구분하였다. 본 연

구의 주요 대상인 정수시설의 경우 Table 2에 표시된

바와 같이 1레벨은 정수시설이 되고, 2레벨에서는 정

수처리공정에 바탕을 둔 시설물을 분류 하였고 , 3레벨

에서는 용도에 따라 각각 토목, 건축, 기계, 전기, 기

타로 분류하였다. 4레벨에서는 시설물의 세부 항목들

Fig. 1. An example of asset inventory of YW WTP.

을 분류 하였고, 5레벨에서는 자산의 구체적인 명칭으 로 분류하였다. 정수시설의 각 자산을 5단계의 레벨로 분류함에 따라 자산데이터를 분류하는데 편리하게 활 용할 수 있으며, 자산 관리의 접근성을 높일 수 있을 것으로 보인다.

3.2 정수시설 자산의 코드 부여

수도시설 자산의 인벤토리 구축 및 DB화를 위해서 는 개별 자산에 대한 코드 부여가 필요하며, 각각의 코드가 어떻게 연결되어 있는지에 대한 모식도도 필 요하다. 코드입력란과 tree 형식의 모식도를 활용한다 면 자산관리 프로그램을 구축하는데 유용하게 활용될 수 있다.

상수도시설기준(KWWA, 2010)에 제시되어 있는 공 정별 설비 또는 기계의 각 항목별 데이터와 국내 정수 장에서 얻을 수 있는 자산관리 인벤토리 데이터를 토 대로 tree 형식 모식도를 Fig. 1과 같이 5단계로 나타내 었다. Fig. 1은 YW정수장의 취수장에 관련한 자산현황 을 tree 형식으로 나열함에 따라 레벨분류를 보다 쉽게 표현 할 수 있고 자산별 코드 부여에도 용이할 것으로 판단된다. 향후 자산관리프로그램 구축시에는 개별 수 도시설별로 자산에 대한 사용자 추가 등의 기능을 통

해 자산의 분류 및 속성정보를 현장 여건을 고려하여 사용자가 입력가능하도록 할 예정이다 .

먼저 Fig. 1에 제시된 모식도를 통해 YW정수장의 정수처리공정별 자산에 대한 모식도를 작성하고 자산 별 코드를 부여 하였다 . 자산별 코드를 부여함에 따라 상수도 자산관리 프로그램 구축시 수도시설간 data의 호환성을 높일 수 있을 것으로 보인다. 현재는 국내 상수도 시설에 대한 코드 표준화가 미흡한 실정이며, 환경부 국가상수도종합정보 데이터베이스 표준화 지 침에 있는 시설물 코드는 적합성이 높지 않기 때문에 국·내외 자산 코드 표준화 구축 사례를 벤치마킹하여 코드 표준화를 추진 할 예정이다. 본 연구에서는 개 별 자산에 대하여 임시코드를 부여하였으며, Table 3 은 YW정수장의 착수정 시설별 코드 부여의 예를 나 타낸다.

자산에 대한 고유명칭 코드뿐만 아니라 고장 등에

대한 상태 코드 또한 입력가능하도록 계획하였다 . 각

자산들은 그 기능에 따라 고장의 유형도 다양한 특성을

가지기 때문에 그에 따른 코드를 부여하였다. 수리를 통

해 가동이 가능 할 것으로 보이는 단순 고장(SIM-FAL),

소모품교체가 필요한 소모품 고장 (SP-FAL), 더 이상 시

설로서의 가동이 불가능한 완전 고장(COM-FAL) 으로

세분류하였다.

Table 3. Codes for assets of receiving well

No. Asset name Name code Status code

- Receiving well RW -

1 Building BLD -

1-1 Building structure BLD-ST -

2 Civil CIV -

2-1 Civil structure CIV-ST -

3 Electricity ELT -

3-1 Wiring WIRNG -

4 Machine MAC -

4-1 Flowmeter FMT -

4-1-1 Influent flowmeter INP-FMT

Simple failure SIM-FAL

Spare parts failure SP-FAL

Complete failure COM-FAL

4-1-2 Effluent flowmeter RCR-FMT

Simple failure SIM-FAL

Spare parts failure SP-FAL

Complete failure COM-FAL

4-2 Valve VLV -

4-2-1 Influent valve INP-VLV

Simple failure SIM-FAL

Spare parts failure SP-FAL

Complete failure COM-FAL

4-2-2 Effluent valve OTP-VLV

Simple failure SIM-FAL

Spare parts failure SP-FAL

Complete failure COM-FAL

4-2-3 Drain valve DRI-VLV

Simple failure SIM-FAL

Spare parts failure SP-FAL

Complete failure COM-FAL

4-3 Water quality monitoring

device WAMT -

4-4 Activated carbon feeder AC-INJ

Simple failure SIM-FAL

Spare parts failure SP-FAL

Complete failure COM-FAL

3.3 정수시설 자산관리 프로그램 구축

단계별로 분류한 시설물 데이터와 코드화를 마친 자산 데이터를 취합하여 자체적으로 제작한 자산관리 프로그램에 입력하였다. Fig. 2는 YW정수장의 시설물 이력카드와 자산관리 프로그램이 연동된 사항을 나타 낸다. 정수장 이력카드의 각 항목들을 자산관리 프로 그램 항목에 입력하였으며, 각 자산에 코드를 부여하 여 프로그램을 구축하는데 호환성을 높일 수 있을 것 으로 보인다. 이를 통해 YW 정수장에서 기존에 대장 형태로 관리하던 자산의 이력 내역과 유지관리 내역 을 보다 체계적으로 관리하고 서버를 구축하여 실시 간으로 PC 등을 통해 다수의 운영자가 자료 조회 및

입력이 가능하도록 개선될 예정이다 .

Table 4는 자산 인벤토리 분류를 위해 필요한 입력자

료 항목 및 해당 자료를 취득하기 위한 출처에 대한 내

용이다. YW정수장의 이력카드 정보 중 8개 항목을 자

산관리프로그램 항목에 입력을 완료하였으며, 자산관

리프로그램 안에 추가적으로 필요한 제조사, 제조일자,

모델명, 사양, 수량, 담당자 연락처 등의 항목은 현장

조사 및 계산을 통해 추가 할 예정이다. 기기이력대장은

기존에 Fig. 2의 좌측에 표기된 바와 같이 YW정수장에

서 대장의 형태로 보관해온 정보이며, 현장조사의 경우

에는 기기이력대장에 누락된 자료로서 자산에 부착된

명판, 라벨 등을 통해 취득가능한 정보이다.

Table 4. Needed data for asset inventory construction

No. Item Source

8 Name, Number, Location,

Installation date, Type, Kind, Management institution, Name of manager Recode card

13

Contact information of manager, Manufacturing date, Acquisition date,

Manufacturer, Name of model, Specification, Contact information of manufacturer, Contact information of manufacture person, Amount, Book value, Legal period of duration, Map index number, Coordinate position

Field survey

2 Rate of depreciation, Current cost Calculation

Fig. 2. Correlation of YW WTP facility record card and AM program.

Fig. 3. Finding of missing item on record card through field survey.

정수장 시설물 이력카드에 기입되어 있지 않은 항 목들 중 자산관리 DB 구축에 중요한 항목인 제조사, 교체이력사진, 제조일자 등의 항목은 현장조사를 통 하여 얻을 수 있다. Fig. 3은 현장조사를 통한 장비이 력카드에 미 기입된 항목들을 조사한 사진이다.

현장조사를 통하여 제조사와 모델명, 사양 등의 자

산 정보를 취득하고, 자산관리 프로그램 안의 항목인

장부원가, 제조사연락처 등 자산관리프로그램 구축에

필요한 중요 정보를 추적 할 수도 있다. Fig. 4는 현장

조사를 통해 얻은 자산의 제조사와 규격을 토대로 제

Fig. 4. Assessment of asset value based on field survey.

조사 홈페이지를 통해 자산의 가치를 추정 할 수 있 음을 보여준다.

한편, DB로 구축된 인벤토리를 활용하여 향후 Table 1에 제시된 절차에 따라 자산별 성능평가, LCCA를 통 한 잔존수명 평가, LOS 분석 등을 바탕으로 최종적으 로 YW정수장에 적합한 자산관리 계획을 수립할 수 있게 된다.

4. Conclusion

최근 상수도시설의 노후화와 더불어 급증하는 유지 관리 비용의 절감 등을 위하여 자산관리계획의 도입 필요성이 대두되고 있으며, 자산관리계획 수립의 첫 단계로 자산인벤토리의 분류가 필요하다. 본 연구에 서는 강원도 소재의 일반적 정수처리공정으로 구성된 YW정수장의 수도시설에 대해 모든 자산을 5단계로 분류하였다. 또한 자산을 tree 형식으로 세분화하여 나 열함에 따라 레벨분류 및 자산별 코드 부여를 용이하 게 할 수 있을 것으로 판단된다. 자산별로 코드를 부 여하여 정수처리공정별 자산관리 프로그램을 구축하 는데 수도시설간의 호환성을 높일 수 있을 것으로 판 단된다. 향후, 시설물의 특성 및 상태코드를 부여하여 자산의 관리를 용이하게 할 수 있다. 또한 이를 토대로

LCCA 등을 통해 향후 자산의 잔존가치 및 수명의 예 측평가에 유용하게 사용될 수 있을 것으로 판단된다.

Acknowledgments

본 연구는 환경부에서 주관하는 공공기술개발사업 (2014000700003)의 지원으로 수행되었습니다.

References

CH2M (2015) www.ch2m.com.

Chae, M., Yoon, W. (2014). Introduction to Infrastructure Asset Management.

Cho, H., Lim, J., Choi, E., Park, K. (2009). Life-Cycle Cost Analysis for Infrastructure Systems.

Koo, J., Kim, M. (2015). Waterworks Facilities Asset Management. J. of Korea Water and Wastewater works Association, 55(summer) 28-34.

KWWA(Korea Water and Wastewater works Association) (2010). Waterworks facilities standards.

KWWA(Korea Water and Wastewater works Association) (2014). Waterworks statistics 2013.

MOE(Ministry of Environment) (2015). www.me.go.kr.