ICT/IoT 기반 자율학습 기술의 농업용수 물관리 적용방안 분석 = Application method study ICT/IoT based Unsupervised Learning Techniques to Agricultural water Management

국문 초록 (Abstract)

가뭄은 이미 국가적 차원의 극복과제로 농업용수 부족은 자연재해 차원을 넘어 사회적인 갈등요인이고, 가뭄시 용수 배분은 환경, 경제를 뛰어넘는 생존의 문제로 발전하고 있는데 가뭄의 근본적인 해소방법으로 물 절약기술이 우선적으로 필요한 기술이다. 그리고 최근의 농촌지역은 농민의 영농방식이 논에서 밭으로 변화하고 있어 이에 맞추어 농업용수 공급시설 및 운영기술도 논 용도에서 다목적 용도로의 효율적 물관리 운영기술이 필요한 상황이다. 더욱이 물관리 종사자 연령이 매우 높은 상황으로 물관리 부담이 가중되고 있는 상황에서 농업생산기반시설의 효율적 운영기술은 데이터를 기반으로 하는 지능형 물관리 방식으로의 전환이다. 본 연구에서는 ICT/IoT기반의 계측(Sensing)과 모델링(Simulation) 및 자율학습(Unsupervised learning)기술을 물 관리 분야 적용하여 어떠한 환경에서도 최적이고 최선의 관개 스케줄을 제공할 수 있는 데이터 기반의 자율학습 물관리기술을 개발하여 물 절약 및 효율적 물 이용을 도출하고자 한다. ICT/IoT 및 자율학습기술은 현재 물관리방법에서 부족한 물자원 절약과 효율적 물관리분야를 획기적으로 개선시킬 수 있을 것으로 판단되지만 아직 현장 적용사례가 없기 때문에 요소기술의 개발뿐만 아니라 도입기술의 도출 및 적용성 검토 등 테스트와 실증화과정의 추진이 필요하다. 특히 현재 농업생산기반시설 운영사항의 개선과 자율학습 물관리라는 목표점을 분명히 하기 위해서 현장상황을 기반으로 하는 도입기술의 도출과 함께 공정기술을 시험제작하여 충분한 성능의 검토가 요구된다. 자율학습 기술의 물관리 적용방법 분석결과 농업용수의 손실은 대부분 배분관리용수와 일최대필요수량 단면적용 및 도수와 급수과정에서 발생하고 있으며, 자율학습 물관리 기술에 필요한 제어지점을 도출하였다. 또한 물관리자의 관개방식과 수요자인 농민의 영농방식을 다양한 시나리오 데이터로 작성하여 기계학습(Machine Learning)하는 자율학습기술을 물관리에 적용하는 방안을 도출하였다. 본 연구에서 기대하는 효과는 물 절약 기술의 확보와 함께 유지관리 노력을 가장 중요한 시설에 집중 투입함으로써 발생하는 노동력의 감소이다. 또한 4차 산업기술을 전통적인 물 관리에 적용함으로써 필요한 “전문 물 관리자”라는 신규일자리 창출도 기대하고 있다.