September 23,2019

‘디지털 트윈’으로 도시 문제 해결해야

스마트시티 효율 운영을 위한 플랫폼 구축 방안 제시

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“스마트시티와 연계된 디지털트윈 시스템이 성공하려면 국가의 공간정보 정책이 ‘인프라 중심’에서 ‘목적 중심’으로 바뀌어야 하고, ‘공급자 중심’에서 ‘사용자 중심’으로 변화해야 합니다”

공간정보 산업의 비전 공유와 새로운 비즈니스 모델을 창출하기 위해 개최된 ‘디지털트윈 컨퍼런스’에서 기조 발제를 맡은 최봉문 목원대 도시공학과 교수는 디지털 트윈 시스템의 성공 전략을 제시하며 이같이 말했다.

디지털트윈 시스템을 통해 도시를 보다 스마트하게 운영하는 방안을 모색하는 자리가 마련되었다 ⓒ 김준래/ScienceTimes

디지털트윈 시스템을 통해 도시를 보다 스마트하게 운영하는 방안을 모색하는 자리가 마련되었다 ⓒ 김준래/ScienceTimes

국토교통부 주최로 지난 8일 코엑스에서 열린 이번 행사는 공간정보의 연결과 융합을 통해 스마트시티를 가장 효율적으로 운영할 수 있는 플랫폼 구축 방법을 전문가들과 함께 모색해 보자는 취지로 마련되었다.

스마트시티와 디지털트윈이 만나 도시문제 해결

‘디지털트윈(digital twin)’이란 현실 세계에 존재하는 사물이나 시스템, 또는 환경 등을 가상공간에 동일하게 구현한 기술을 말한다. 가상공간에 현실과 똑같은 분신을 만드는 것이 마치 쌍둥이 같다는 뜻에서 이 같은 명칭이 붙여졌다.

‘동일하게 구현한다’라는 의미는 단순하게 형상만을 똑같이 만드는 것이 아니라, 움직이는 동작까지 똑같이 만드는 것을 의미한다. 따라서 디지털트윈 시스템을 통해 만들어진 모델은 모니터링과 운영, 그리고 최적화 등 다양한 분야에서 활용할 수 있다.

최 교수는 “스마트시티를 디지털트윈 시스템에 연계하려면 살아 움직이는 도시의 현황을 반영할 수 있어야 한다”라고 강조하며 “도시계획 측면과 도시운영 측면, 그리고 도시발전 측면 등 3가지 측면의 역할이 절대적”이라고 덧붙였다.

디지털 트윈 시스템의 개요 ⓒ KEIT

디지털 트윈 시스템의 개요 ⓒ KEIT

최 교수의 설명에 따르면 스마트시티와 디지털트윈 시스템의 연계 시 고려해야 할 사항으로는 도시문제의 복합성을 이해하는 것이 가장 필요한 것으로 나타났다. 주택이 부족하거나, 교통 체증이 유발되는 등 끊임없이 문제가 야기되는 공간이 도시이기 때문이다.

그는 현재의 도시가 안고 있는 문제점에 대해 교통혼잡이나 장거리 통근 같은 ‘이동성’과 ‘기존 도시의 노후화’, 그리고 지방 도시들의 쇠퇴 및 폭염을 부르는 ‘기후변화’ 등을 거론했다.

최 교수는 “도시가 안고 있는 문제에 대해 기존의 해결방안은 ‘재개발을 통한 국소적 해법’이나 ‘물리적 인프라 공급’에 치중했었다”라고 설명하며 “반면에 디지털트윈 시스템을 적용하면 실시간 교통상황 파악과 인구변화의 탄력적 관리, 그리고 행정기관이 아닌 주민들이 나서서 문제 해결을 주도하는 방식으로 변화하게 된다”라고 전망했다.

이 같은 현상을 ‘포용적 도시관리 시스템’이라고 표현한 최 교수는 관련 사례들 중에서 싱가포르의 ‘버추얼 싱가포르(Virtual Singapore)’ 프로젝트를 우수사례로 꼽았다.

버추얼 싱가포르는 디지털트윈의 대표 사례

버추얼 싱가포르는 가상의 공간에 마련한 싱가포르의 모형 도시다. 가로수나 조형물 등 이 도시국가 내에 존재하는 모든 대상물에 대해 정보를 부여하여 도시에서 일어날 수 있는 모든 변화를 손바닥보듯 파악할 수 있는 프로젝트다.

3차원으로 모델링 된 도시는 모든 건물의 실시간 에너지 사용량을 모니터링할 수 있고, 빌딩 옥상이 받아들이는 태양 일사량을 분석하여 태양광 발전량도 정확하게 시뮬레이션 할 수 있다. 이 같은 분석을 통해 싱가포르는 지속가능한 도시로 탈바꿈하고 있다.

싱가포르 정부가 이 같은 가상의 도시를 조성한 이유는 인구 과밀로 인한 문제가 지속적으로 증가하고 있기 때문이다. 전체 국토가 서울보다 조금 더 큰 섬나라에 580만 명이라는 많은 사람들이 살다 보니 인구 밀도가 8000명을 넘어 세계 3위를 기록하고 있는 것.

최 교수는 “나날이 증가하는 도시 문제를 해결하기 위해 디지털트윈 시스템을 적용한 것이 바로 버추얼 싱가포르”라고 밝히면서 “싱가포르 정부는 이 시스템을 신도시 개발이나 대기오염 예측 등에 활용하고 있다”라고 말했다.

실제로 싱가포르 정부는 태양광 발전 등 대체 에너지 활용을 통한 그린시티 건설에 버추얼 싱가포르를 활용하고 있다. 싱가포르는 국토가 좁아서 대지에 패널을 설치하는 방식의 태양광 발전은 할 수 없다. 따라서 대부분의 태양광 패널은 건물의 옥상에 설치된다.

이때 태양광 패널을 어떤 건물에 설치할 것인지에 대해 예전 같으면 공무원들이 직접 현장에 나가서 파악하는 수밖에 없었다. 하지만 버추얼 싱가포르가 가동되고나서부터는 일일이 현장을 방문하여 측정할 필요가 없다.

실제 싱가포르 도시(상)와 이를 가상 공간에 그대로 옮겨 놓은 버추얼 싱가포르(하) Singapore) 플랫폼 ⓒ Virtual Singapore

실제 싱가포르 도시(상)와 이를 가상 공간에 그대로 옮겨 놓은 버추얼 싱가포르(하)  ⓒ Virtual Singapore

버추얼 싱가포르 시스템에 들어가 마우스를 몇 번만 클릭하면 끝나기 때문이다. 특정 건물의 옥상에 설치할 수 있는 태양광 패널의 규모와 설치 방향 그리고 에너지 생산량까지 정확하게 파악할 수 있다.

이에 대해 최 교수는 “현장 조사에 필요한 인력은 물론, 시간과 비용까지 줄일 수 있어 싱가포르 정부는 버추얼 싱가포르를 통해 일석삼조의 효과를 얻고 있다”라고 강조했다.

서울시의 경우도 현재 버추얼 싱가포르와 비슷한 3차원 기반의 ‘버추얼 서울’을 구축하고 있다. 3D 공간정보를 기반으로 개발되고 있는 이 시스템은 재난안전과 교통편의 등 서울시에서 발생하고 있는 각종 문제들을 해결하기 위해 시작되었다.

버추얼 서울의 첫 번째 과제는 도시를 지나는 바람길을 시뮬레이션하는 것이다. 과거 기상자료와 실시간 바람 정보 등을 결합하여 3D로 시뮬레이션하면 바람이 어떤 경로로 이동할지 예측이 가능하다. 이 시뮬레이션 값과 도시기상 관측 정보 데이터를 결합하면 열섬 현상뿐만 아니라 추후 미세먼지 이동 경로까지 미리 파악할 수 있다는 것이 서울시 측의 설명이다.

발표를 마무리하며 최 교수는 스마트시티와 디지털트윈 시스템이 성공하기 위한 전제조건으로 △활용과 확산을 위한 목적지향적 기획과 협업 △스마트시티의 건설 및 운영 목표 구체화 △디지털트윈 시스템의 실질적 활용방안과 새로운 가능성 등을 제시했다.

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