In this study, smart meter, water quality measuring sensors, and major operation skills are developed on the basis of real-time operation and management environment. Smart meter is designed by improvement of conventional water meter to secure accuracy and communication function. By considering an economic aspect, semi-electronic L/C sensor is introduced to take advantage of both analogue and digital water meter. To get water quality information in water pipe network systems, multi-parameter water quality monitoring system was developed. It is meaningful that the sensors applied to multi-parameter water quality monitoring system are domestic products and this can promote localization of turbidity and chlorine residual sensor manufacturing technology. Finally, in order to obtain the information for the effective operation and management of water pipe network systems, forecasting algorithm of abnormality water use is developed using Kalman filter and principal component analysis.