페이지상단으로이동

[포스트 COVID-19 시대 / 新산업 ④ 스마트시티] 한국판 ‘디지털 트윈’ 구축 시급하다

여시재 스마트시티 연구팀(책임연구원: 송보희 SD)

2020.06.11

‘K-스마트시티’ 모델로 동남아·남미 진출 가능

싱가포르의 디지털 트윈 도시 '버추얼 싱가포르'

여시재 스마트시티 연구팀(책임연구원 : 송보희 SD)

대표저자: 조대연(국토교통과학기술진흥원 스마트시티 사업단장)

COVID-19는 세계를 넓고 깊게 바꿀 것이다. 한계에 봉착했던 한국의 산업에 새로운 활로가 될 수 있다. (재)여시재는 지난 1년여간 한국 경제가 나아가야 할 ‘미래산업’의 길을 찾기 위해 7차례의 공개 토론회와 수없이 많은 내부 전문가 간담회를 진행했다. 그 내용을 토대로 하되 COVID-19 사태로 바뀌고 있는 새로운 산업의 질서를 감안, 우리 산업이 집중해야 할 네 가지 신산업 분야를 선정해 혁신의 길을 찾는다. 이번 네 번째는 ‘바이오헬스’ ‘로봇’ ‘드론’에 이어 ‘스마트시티’다. 스마트시티는 COVID-19 시대를 이끌어갈 유력한 성장 동력 중 하나다. 요약문과 함께 전문 PDF 파일을 첨부한다.

게재 순서는 다음과 같다.

1. 바이오헬스(링크)
2. 로봇(링크)
3. 드론(링크)
4. 스마트시티

대표 저자: 조대연
현재 국토교통과학기술진흥원 스마트시티사업단장으로 대통령 직속 4차산업혁명위원회 스마트시티특위 위원이다. 서울대에서 구조공학으로 박사학위를 받은 뒤 2011년 조지워싱턴대 국제과학기술정책센터에 방문교수로 다녀왔다. 2005년부터 주로 도시, 건축, 토목, 교통 분야에서 국가 연구개발 프로그램을 기획하고 실행해왔다. 특히 드물게 대형 테스트베드 사업을 맡아왔다. 430km/h 고속열차, 롯데타워 핵심 기술 개발에도 관여했다.

[4. 스마트시티 summary]

21세기 최대 발명품 될 것

스마트시티는 지금도 진화 중이다. 따라서 미래도시로서 스마트시티의 모습은 현재의 구상과 미래의 상상이 다를 수밖에 없다. 확실한 것은 변화의 흐름이 스마트시티를 밀어올리고 있다는 점이다. 첫째 기존 도시의 지속불가능성에 대한 인식 제고, 둘째 디지털 전환의 가속화, 셋째 COVID-19다. 국가적 관점에서는 유망한 수출상품이 될 것이고, 인류적 관점에서는 21세기 최대 발명품이 될 잠재력이 크다. ‘노아의 방주’라는 표현까지 있다.


지금 현대인들이 살고 있는 도시의 원형이 제안된 것은 1920년대다. 스위스 태생 프랑스 건축가 르 꼬르뷔지에는 1922년 300만 명의 거주민이 살 수 있는 ‘현대 도시 계획안’을 제안했다. 60층 고층건물의 집합체, 직사각형 공원, 거대 교통 중심지 설치 등이 포함되었다. 그의 생각은 ‘집은 살기 위한 기계’라는 한마디에 압축되어 있다. 이것이 이 제안은 세계로 퍼져나가 현대 도시의 원형이 되었다.


1970년대에 새로운 변화가 일어났다. ‘도시민의 삶과 권리’를 중심으로 한 제안이 일어나기 시작했고 20세기 말에 이르러 ‘도시의 지속가능성’에 대한 관심이 세계적으로 고조되었다. 신재생에너지, 재활용 등이 그 중심에 있었다. 1990년을 전후해 본격적으로 건설되기 시작한 우리 신도시들은 대부분 르 꼬르뷔지에 모델을 근간으로 하면서 점차 지속가능성을 조금씩 결합시키는 방향으로 발전해왔다.

‘생산과 고용의 분산’이라는 새 흐름을
스마트시티에 어떻게 결합할 것인가

그리고 2020년 COVID-19로 대도시의 최약점이 결정적으로 세상에 노출되었다. ‘모여 사는 것 자체가 위험해진 사회’라는 인식이 생겨났다. 대도시에서 소도시로, 소도시에서 농촌으로, 심지어 외딴섬으로 거주의 지평이 확산되고 있다. 그렇다고 해서 기존의 대도시가 갑자기 어디로 가는 것은 아니다. 오히려 중국 인도 동남아 등을 중심으로 새로 도시로 몰려드는 인구가 급격하게 늘어날 가능성이 크다. COVID-19 이전의 추정치이기는 하지만 2050년까지 아시아에서만 도시에 유입되는 인구가 30억 명에 이를 것이라는 분석도 있다.


그러나 이것과는 전혀 반대 흐름이 복합적으로 일어날 가능성이 크다. 생산과 고용의 분산이다. 감염병이 일상인 도시를 사고의 전제로 해야 할지 모른다. 우리가 생각했던 것보다 더 빨리 ‘도시’ 자체를 고민해야 하는 상황이 되어가고 있다. 도시의 형태와 공간구조에 대한 변화의 바람이 COVID-19로 인해 더욱 가속화될 가능성이 커졌다는 점이다.

2050년 세계 인구 70%가 스마트시티 거주

세계 최대 가전·IT 전시회인 CES는 2025년까지 스마트시티 88개가 탄생하고 2050년이면 전 세계 인구의 70%가 거주할 것으로 예상했다. 시장규모 증가 예측은 2018년 3080억 달러에서 2023년 6172억 달러다. (시장조사업체 ‘마켓 앤 마켓’)


스위스 IMD 비즈니스스쿨은 현재 세계에서 가장 스마트한 도시로 싱가포르를 꼽았다. 그러나 싱가포르조차 스마트시티 발전 모델 5단계 중 3단계에 해당한다. 우리의 경우는 2단계를 지나 3단계에 다가가고 있다. 전 세계 거의 모든 곳에서 미래도시를 찾는 실험과 투자가 확산되고 있다. 전 세계적 추세는 기존 도시 인프라에 정보통신기술을 접목하는 차원을 넘어서고 있다. 또한 기술발전 속도가 빨라지면서 기술 위주 스마트시티보다는 기술 기반 인간 중심 스마트시티 조성으로 이동하고 있다. 다양한 형태의 스마트 헬스케어 모델도 개발될 것이다.


스마트시티는 인류 최대 발명품 될 것이다. 21세기 노아의 방주가 될 것이라는 표현도 있다. 스마트시티는 도시 내 모든 복잡성을 고려한 데티터의 바다 위에서 통찰력을 찾게 해될 것이다. 궁극적으로 디지털 경제 발전을 도모하고 데이터 비즈니스를 생성하며 향후 데이터센터 및 데이터거래소가 결합된 거대한 디지털 팩토리가 될 것이다.

<글로벌 스마트시티>

일본 도요타의 우븐(Woven) 시티

1. 싱가포르

현재 가장 스마트한 도시, 싱가포르

버추얼 싱가포르 등을 통해 디지털 트윈 기술을 세계 최초로 추진하는 등 지속적으로 혁신을 선도해왔다. 지금도 4년 동안 17억 5000만 달러를 투입하는 재정사업이 진행 중이다. 새로운 기술을 채택하는 중소기업들에 비용의 70%를 지원하는 생산성 솔루션 보조금을 지급하고 있고, 2만 7000명 이상의 디지털 기술인력 확보를 추진하고 있다. AI, 빅데이터, 고성능 컴퓨팅과 관련하여 9개월 이상의 교육 프로그램을 광범위하게 진행 중이다.

2. 바르셀로나

세계에서 가장 잘 연결된 도시 지향

IoT 시스템을 이용, 수자원 관리에 5800만 달러를 이미 감축했다. 스마트 주차 시스템 등에서 4만 7000개의 일자리가 창출됐다. 현재 단일 접속으로 전체 도시를 관리할 수 있는 시스템을 구축 중이다. 기술을 통한 도시 혁신과 운영 관리 효율화의 선도적 모델이다.

3. 암스테르담

시민참여형 스마트시티의 대표

300개 이상의 스마트시티 관련 리빙랩을 운영하고 있다. 시민 참여를 통해 도시혁신을 유도하는 대표적 도시다. 암스테르담 대학 응용과학부와 파트너 관계를 형성하고 있으며 스마트시티 아카데미 설립까지 추진 중이다.

4. 미국 콜럼버스

미 연방정부가 선정한 대표 도시

미국의 대표적 스마트시티다. 2015년 스마트시티 챌린지 사업에서 80개 지원 도시 중 선정된 도시. 연방정부는 스마트모빌리티를 위한 프로그램에 4000만 달러를 지원했다. 전기차 군집 주행, 충전 인프라 투자, 알파벳 자회사인 사이드워크랩스와 교통 솔루션 등을 개발하는 데 9000만 달러의 투자를 유치했다. 또 이를 포함해 지금까지 오하이오주정부를 비롯, 5억 달러의 투자를 유치했다.

5. 일본 우븐(Woven)시티

도요타가 총력 기울여

일본 도요타 자동차는 2020년 1월 CES에서 기존 공장부지를 미래도시로 탈바꿈시키기 위한 계획을 발표했다. 자율, 로봇, 모빌리티, 스마트홈, AI 기술을 실제 상황에서 개발할 수 있는 풀타임 거주자와 연구원들의 주거지로 활용될 예정이다. 수소 연료전지로 구동되며, 도시 시설물이 완전히 연결되는 도시다. 도요타 아키오 사장은 이 도시에 ‘처음부터 완전한 도시’ ‘미래기술을 개발할 유일한 기회’라고 했다.

<한국은 어디까지>

2004년 세계 최초 ‘U-시티법’ 만든 한국
2017년 스마트시티법으로 제도는 갖춰

2004년부터 행정 교통 안전 등의 서비스를 시간과 장소 관계없이 제공하는 유비쿼터스 도시(U-시티) 조성을 추진했다. 송도와 동탄이 대표적이다. 2008년 세계 최초로 유비쿼터스 도시법을 제정했다. 신도시를 중심으로 70개 이상 도시가 U-시티 기본 인프라와 솔루션을 확보했다. 그러나 기존 도시로의 서비스 발굴 및 확산이 부족한 상황이다.


2017년 기존 유시티법을 스마트도시법으로 개편했다. 4차산업혁명위 산하에 스마트시티 특별위원회를 신설하고, 국가스마트시티위원회도 현장 전문가 중심으로 새롭게 구성했다. 2018년 1월 성장단계별 스마트시티의 맞춤형 조성과 확산을 목표로 하는 추진전략을 발표했다. 세종 5-1 생활권역, 부산 에코델타시티 등 국가 시범도시 2곳은 융복합 신기술 개발을 위한 테스트베드 역할을 하게 될 전망이다.


이 프로젝트를 추진하는 과정에서 작은 성과도 있었다. COVID-19 방역 과정에서 데이터허브시스템이 역학조사 시간을 획기적으로 단축하는데 기여했다. 데이터허브 기술을 적용해 28개 기관을 연계한 빅데이터를 활용하여 확진자 동선, 대규모 발병지역 등을 실시간 분석하고 확진자에 한해 정보 수집 및 개인정보 관리를 할 수 있게 했다. 확진자 동선 분석을 위해 소요되는 시간을 당초 24시간에서 10분으로 단축할 수 있었다.

부산 에코델타시티(출처: 한국수자원공사)

<시급한 과제>

수출지원 전담기구 설립 필요

스마트시티는 에너지 교통 의료 주거 등이 융복합 된 미래의 핵심 수출 아이템이다. 도시에서 발생하는 다양한 문제를 해결하고 극복하는 과정에서 디지털 산업에는 시장을, 기존 산업에는 새로운 혁신 기회를 제공한다. 도시 수출 시대가 도래할 것이다. 특히 COVID-19 이후 언택트 기술 보편화로 비즈니스 창출이 더욱 가속화될 것이다.


다음과 같은 과제를 신속하게 진행할 것을 제안한다.

1. 디지털 트윈 구축


디지털 트윈은 4차 산업혁명의 초융합 기술이다. 가상 공간에서 시뮬레이션을 하고 이를 토대로 실시간 모니터링을 진행함으로써 도시의 운영과 관리, 계획의 효율성을 높이게 된다.


싱가포르는 자연지형부터 물리적 시설물, 사이버 인프라까지 모든 도시의 구성 요소를 가상으로 구현, 3차원으로 시각화했다. 이를 통해 도시 현황을 파악하고 체계적 효율적으로 운영하는 것이 가능해졌다. 최적 솔루션 마련이 가능하다. 3D 넘어 VR(가상현실)과 AR(증강현실)을 활용한 세밀한 시뮬레이션이 가능하다. 특히 사고 및 재난방지, 안보상황 대처를 위해 디지털 트윈은 필수적이다. 물리적 시설물에 IoT 센서를 장착해 실시간 안전 점검이 가능하다. 당장 개별 도시와 광역 국토 단위별로 구축을 시작해야 한다. 하나의 거대한 시스템 총합체로서, 이를 뒷받침하는 거대한 데이터 클러스터도 필요하다.

2. 기술 융복합 기반 요소 개발 가속화


스마트 도로에서 자율주행 시스템을 갖추게 되면 주행하면서 전기에너지를 만들어 도로에 저장하고 그 에너지를 달리는 자동차에 자동으로 충전 가능하게 된다. 미국 일본 등 계획 수립에 박차를 가하고 있다. 최근엔 드론 택시를 이용한 차세대 교통수단 각축도 치열하다. 향후 스마트시티의 중요한 모빌리티로 편입될 것이다.

3. 시산학 중심의 리빙랩 사업 추진

4. 수출 지원 전담기구 설립


인도네시아 새 행정수도에 한국형 스마트시티 모델 도입 추진을 시작했다. 1월에 협력관 3명을 현지에 파견했다. 이 외에 베트남 등 동남아 지역을 고려할 수 있다. 2020년 4월 한국 정부가 시작한 K-시티 공모 사업에 세계 각국에서 80건 넘는 제안서가 들어왔다. 이 중 12건을 지원 프로젝트로 선정했다. 아세안과 중남미에 노하우를 전수하게 되면 한국형 스마트시티 모델을 해외에서도 쉽게 찾아볼 수 있게 될 것이다. 초기부터 해외 수출을 위한 패키지화, 모듈화를 전제로 개발해야 한다. 스마트시티 고객은 국가다. 수출지원 전담 기구 내에 한국가스공사 한국전력공사를 포함하여 컨소시엄 형태의 민관협력체계 구축이 필수적이다. 한국개발협력은행을 신설해 체계적인 금융 지원 체계까지 갖출 필요가 있다.


< 저작권자 © Yeosijae, 무단전재 및 재배포 금지 >

콘텐츠 연재물:

댓글 0
댓글 서비스는 로그인 이후 사용가능합니다.
댓글 서비스는 로그인 이후 사용가능합니다.
  • 최신순

Comments