4차산업혁명 기술 사례 - 4chasan-eobhyeogmyeong gisul salye

▲ 김재덕 이사 시스코시스템즈코리아

인공지능, 빅데이터, 사물인터넷, 머신러닝 등 다양한 지능정보기술이 진화함에 따라 스마트시티가 재조명되고 있다.

폭발적으로 성장하는 스마트시티 시장을 리딩 하려는 세계 각 나라들의 주도권 경쟁이 치열한 가운데 선도적 스마트시티로 손꼽히는 미국, 캐나다, 독일, 싱가포르 등의 사례와 함께 국내 스마트시티 동향을 살펴본다.

들어가며

4차 산업혁명의 핵심 플랫폼으로 스마트시티가 재조명되고 있다.

종전의 스마트시티는 도시 인프라 고도화 차원의 단순 ICT 기술 접목의 성격이 두드러졌다.

표면적으로는 도시문제 해결, 환경 개선, 효율적 에너지 활용, 교통시스템 혁신 등을 주요 테마로 삼았으나 실제로는 체감형 서비스 부재, 경제성 미흡, 규제/제도 미비, 제한된 데이터 활용으로 인해 지지부진해 왔다.

그러나 최근 들어 인공지능, 빅데이터, 사물인터넷, 머신러닝 등 다양한 지능정보기술의 진화와 변혁을 중심으로 도시, 데이터, 서비스를 하나의 플랫폼으로 연동하는 통합된 개념으로 서서히 자리를 잡아가고 있다.

ITU 및 유네스코 통계에 따르면2020년에는 인터넷 사용자 40억 명, 1인당 6.58개의 디바이스 연결, 60억 대의 스마트폰 보급, 일평균 120Exabytes 트래픽 발생, 약 3천조 원의 모바일 결제가 예상되며 나아가 2030년에는 인구 1천만 명 이상의 도시가 현재 28개에서 41개로 늘어날 것으로 전망된다.

2050년에는 세계 인구의 약 70%가 도시에 거주할 것으로 예상되므로 디지털화의 가속에 따라 스마트시티로의 전환은 선택이 아닌 필수가 되어 가고 있다.

경제적 측면에서 스마트시티 산업은 새로운 투자 유치, 일자리 창출 및 고부가가치 산업으로 각광받으며 전 세계 600여 개 이상의 도시에서 앞다투어 도입에 박차를 가하고 있다.

시장조사기관의 통계에 따르면 2020년까지 스마트시티 시장 규모는 1.5조 달러 이상으로 연평균 20% 가까운 성장세를 이룰 것이라 한다.

이는 공공, 교육, 의료, 교통, 에너지, 재해, 안전 및 인프라 등 대부분의 영역에서 두 자릿수의 성장이 예측되고 있다.

따라서 스마트시티 산업을 국가적 신성장 동력으로 선정하고 정부의 생태계 조성, 제도적 지원과 민간의 협력을 통해 새로운 수출 모델로서의 전기를 마련하고 있다.

스마트시티의 출발점

하나의 도시 안에는 건물, 사람, 문화, 종교, 교육, 행정, 의료, 교통, 에너지, 사회 이슈 등 물리적 요소와 사회/인문학적 구성요소가 복잡하게 얽혀 있다.

물론 그 중심에는 사람이 있다.

역사와 지리적 특수성, 기후 등 자연환경 그리고 구성원의 다양성 등 그 조합이 모두 제각각인 도시는 저마다의 풀어야 할 이슈와 미래 비전을 가지고 있다.

이러한 점들로 인해 도시별 스마트시티의 사업영역과 요구서비스의 차별화가 필요하게 된다.

스마트시티의 첫 단추는 바로 이러한 도시마다의 특수성을 분석하여 요구되는 서비스에 경제성, 유용성, 편리성이 고려된 지능정보기술을 결합시켜 체감형 서비스를 도시민에게 제공할 수 있도록 디자인하는 것이다.

중앙 정부, 지방행정자치단체, 기업, 시민 등 모든 이해관계자가 이 과정에 참여하여 다양한 의견을 제시하고, 리빙랩을 만들어 지속적으로 발전시켜 나갈 필요가 있다.

선도적 스마트시티로 손꼽히는 글로벌 도시들은 바로 이런 첫 단추를 잘 끼우고 지능정보기술이 바탕이 되는 스마트 서비스의 접목을 긴 안목을 갖고 잘 이루었기에 그 명성을 얻고 있다.

미국, 인도, 싱가포르, 일본, 중국 등이 그런 면에서 한발 앞서 나가고 있다.

스마트시티 프레임워크의 이해

현대의 도시는 19세기 이후 급격하게 팽창하고 있으나, 도시의 본질적 기능은 시간이 바뀌어도 크게 달라지지 않았고 앞으로도 그럴 것이다.

다만 디지털 라이프를 꿈꾸는 시민들에게 스마트시티가 제공해야 하는 지능형 인프라와 서비스가 되기 위해서는 다음과 같은 스마트 기능들이 요구된다.

• 직관적이고 단순하여 편리한 사용을 돕는 스마트 인터페이스

• 도시 빅데이터 수집, 분석을 돕는 스마트 애플리케이션

• 개방 데이터 활용을 통한 사전 예측을 가능하게 하는 스마트 어낼리틱스

• 다양한 인프라의 컨버전스를 통한 원활한 데이터 흐름을 잇게 하는 스마트 인프라

• 컨버지드 디지털 인프라 및 데이터의 보안 위협을 최소화하는 스마트 보안

플랫폼으로서 스마트시티가 구현되기 위해서는 프레임워크 내 종횡 계층 간의 간섭이나 단절은 최소화하고 연결은 극대화될 수 있도록 해야 한다.

종전 u-시티, 초기 스마트시티가 지속적이지 못한 것은 바로 프레임워크의 이해 부족 및 상하 계층 간의 연결고리가 약하거나 사일로(Silo)된 기술/서비스만을 강조했기 때문이다.

지능정보기술 기반의 스마트시티 해외사례

북미, 유럽, 아시아권 등 곳곳에서 스마트시티 산업이 4차 산업혁명의 물결을 타고 활발하게 진행되고 있다.

북미의 경우 뉴욕이 대표적이다.

2016년 열린 스마트시티 엑스포 세계 총회에서 최고의 스마트시티로 선정되었다.

스마트 인터페이스를 가능하게 하는 ‘Link NYC’는 뉴욕 내 5개 자치구에 약 10,000개의 기가비트 속도 액세스가 가능하도록 기존 공중전화를 핫스팟 스테이션으로 바꾸었다.

시민들은 LinkNYC를 통해서 기가 Wi-Fi 액세스는 물론 미국 내 통화, 디지털 기기 충전 및 정보검색까지 모든 서비스를 무료로 연중무휴 이용할 수 있으며, 비용은 광고수입으로 대신한다.

시는 2025년까지 800억에 가까운 예산을 들여 브로드밴드 확충을 계속해서 진행할 계획이다.

또한 연간 6천여 억 가까이 소비되는 공공기관 건물 전기세와 온실가스 배출을 줄이기 위해 110여 가지의 에너지 절약 프로젝트를 진행 중이며 스마트 조명을 활용하여 3천억 원 이상의 절감을 이뤄 내고 있다.

81만개에 달하는 AMR(Automated Meter Reading) 시스템은 최대 규모의 사물인터넷 구현으로 꼽히고 있다.

개별 ARM 시스템을 통해 수집된 데이터는 저전력 라디오 주파수로 중앙 센터로 전송해 누수 및 에너지낭비 모니터링을 도우며 2009년 도입 이후로 누수방지 절감금액이 수천 억에 달한다.

캐나다 토론토와 인접해 있는 인구 80만의 미시소거(Mississauga)시(市)는 교통, 에너지, 재난에 지능정보기술을 더해 도시민에게 스마트 서비스를 제공하고 있다.

750개의 교통센서에서 수집된 실시간 데이터는 관제센터로 전달되어 혼잡을 회피하게 하고, 겨울철 폭설시 제설차가 멈춤없이 동작할 수 있도록 교통신호를 제어하기도 한다.

클라우드 기반으로 통제되는 가로등에는 조도센서와 데이터 전송장치를 장착하여 주변 상황에 따라 스스로 밝기를 조절하여 에너지를 절감하고 노후화를 고려하여 교체시기도 알려 준다.

북미와 함께 유럽에서도 예외없이 다수의 도시에서 도시의 스마트화에 속도를 내고 있다.

전 세계인이 즐겨 찾는 햄버거(Hamburger)의 어원이자 독일 최대 항구도시인 함부르크는 유럽의 대표적인 스마트시티로 꼽힌다.

항구도시의 특성을 살려 항구 내 안전과 에너지 절약을 위해 스마트 가로등 설치, 환경데이터 분석 센서, 교량의 상태 실시간 모니터링을 위한 센서, 항구 물류 분석/예측 센서 등 다양한 사물인터넷 기반으로 스마트 항구 및 도로를 구축하였고, 유럽 최고의 스마트 홈으로 꼽히는 Apartimentium, 장기입원 중인 아동환자들에게 모바일 비디오 카트를 통해 가상교실 환경 구축을 돕는 스마트헬스 등 다양한 영역에서 도시의 스마트화에 박차를 가하고 있다.

아시아권에서도 싱가포르, 중국, 인도, 일본의 움직임을 주목할 만하다.

그 중에서도 싱가포르는 리센룽 총리 주도로 스마트네이션(Smart Nation) 프로젝트를 국가 핵심 사업으로 추진해 오고 있다.

국립 대학, 디자인기술 대학 및MIT등으로부터 다양한 아이디어를 지원받고 있으며 통신사업자인 싱텔은 MS, IBM 등 다국적 기업과 민간기업 부문에서 지원하고 있다.

정보통신개발청(IDA)은 사물인터넷 학교프로그램을 통해 로거(Logger)를 설치하여 학교에서 발생하는 다양한 데이터를 수집하고, Distance Exploratory라는 클라우드 기반의 데이터 허브에 연결하여 해결방안을 모색하고 있다.

또한 도시 전체를 3D로 디지털 복제하여 이를 기반으로 다양한 시뮬레이션 및 협업을 통한 솔루션을 개발하는 버추얼 싱가포르(Virtual Sigapore)프로젝트도 국립연구재단, 국토청, 정보통신개발청 주도로 추진되고 있다.

폭발적으로 성장하는 스마트시티 시장을 리딩하려는 세계 각 나라들의 주도권 경쟁은 이미 점화되었다.

국내 스마트시티 동향

문재인 정부 들어서 스마트시티를 국가과제로 인식하며 다양한 부처의 정책지원을 아끼지 않고 있다.

올해들어 더 이상 작동하지 않는 u-시티법은 '스마트시티의 조성 및 산업진흥 등에 관한 법률'(이하 스마트시티법)로 개정 및 시행되었다.

새로운 스마트시티법에서 주목할 만한 점은 스마티시티 인증제를 통해 지자체들의 관심 유도, 신도시 외 기성 도시에도 적용 확대, 스마트도시협회 신설 등이다.

국토교통부, 과학기술정보통신부, 수출입은행, LH공사를 중심으로 한국형 스마트시티 모델 개발 및 수출에 노력을 쏟고 있으며 로드맵도 곧 출시될 예정이다.

확정되지는 않았으나 수출 모델이 될 만한 후보지를 짓도록 문재인 대통령은 주문을 했고, 판교 창조경제밸리, 세종시, 전남 에너지밸리 등이 후보지로 거론되고있다.

지난 4월에는 한국토지공사(LH)가 그간 신도시 개발의 경험을 살려 국내 최초로 쿠웨이트에 433억 규모의 스마트시티 마스터플랜 용역 계약체결을 함으로써 한국형 스마트시티 수출의 신호탄을 올렸다.

이를 시발점으로 9월에는 국토부에서 사우디 주택부, 교통부 등과 '사우디 비전 2030'과 연계한 스마트시티 협력모델을 제시하고 원전 수출보다 부가가치가 높은 스마트시티 수출 산업을 이끌고 있다.

정부의 스마트시티 생태계 조성을 위한 노력과 민간의 기술/서비스 개발이 이제서야 맞물리기 시작했다.

국토부는 ‘스마트시티 확산 전략’을 대통령에게 보고하는 자리에서 선도국 도약을 위해 다양한 분야의 기술 수준과 도시 유형, 성장단계별 특성을 살린 차별화된 접근전략을 강조했다.

신도시와 노후 도시의 특성을 살려 체감형 서비스를 통해 전국으로 확산할 계획이다.

이를 실현하기 위해 세종, 동탄2 등 신도시에는 에너지, 안전 등의 테마로 특화된 스마트시티를 조성할 계획이다.

민간기업들 중에는 통신사업자들의 행보가 눈여겨 볼 만하다.

LGU+는 홈IoT 100만 가입자 돌파를 눈앞에 두고 있으며 고양시와 업무협약을 맺고, 일산 동구 서비스 실증지원센터 구축을 통한 개발 서비스의 모니터링 및 누적 빅데이터를 기반으로 사물인터넷 비즈니스 발굴 지원을 추진하고 있으며, NB-IoT(협대역 사물인터넷) 기반의 스마트시티로 계속해서 키워나가고 있다.

KT는 에너지 효율성을 강조하는 스마트빌딩에 강점을 가지고 있다.

MWC 2017에서 스마트시티 부문 최고 모바일상을 차지한 자사의 스마트 에너지관제 플랫폼인 KT-MEG(Micro Energy Grid)를 통해 해외 진출을 가시화하고 있다.

KT-MEG은 열과 전기에너지의 생산·소비·거래를 통합 관제할 수 있는 플랫폼으로 인공지능(AI) 엔진 ‘이브레인(eBrain)’을 탑재해 에너지 소비패턴별로 최적화된 솔루션을 제공한다.

현재 약 1만 6,000여 사이트를 실시간 통합 관제하고 있다.

SKT는 동남아 태국의 방콕과 푸켓지역에 로라(LoRa) 기반의 IoT망을 구축하여 관광객 대상으로 위치추적 서비스를 비롯해 스마트 가로등, 원격 검침서비스도 제공하고 있다.

망구축 및 서비스 제공 외에도 디바이스 수출까지 더해 수익성을 키우고 있다.

국내에서는 스마트홈 서비스에 박차를 가하고 있는데 요즘 화두가 되고 있는 음성인식 인공지능(AI) 기기 보급에 힘쓰고 있다.

피터 드러커는 미래를 예측하기 가장 좋은 방법은 직접 만들어 가는 것이라고 언급했다.

4차 산업혁명의 총아로 주목받고 있는 스마트시티는 예측이 필요한 미래가 아닌 현재 그 자체이다.

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