현대엠엔소프트 공식 기업 블로그 :: 스마트시티와 디지털 트윈이 만나 탄생할 버추얼 서울

 

국내 최초의 도시 경영 시뮬레이션 게임, ‘버추얼 서울을 아시나요? 1999년 서울시가 발매한 이 게임은 3D 지도를 기반으로 서울시의 모습을 직접 구현할 수 있는데요. 이 게임은 서울시의 홍보 목적으로 만들어졌음에도 불구하고 문화재, 역사 등 교육적인 측면도 가지고 있었기 때문에 전국 초, , 고등학교에 배포되었고 여러 게임대회를 개최하기도 했습니다. 20년이 지난 지금, 게임에서만 만날 수 있었던 3D 지도가 이제는 실생활에서 활용할 수 있게 되었는데요. 서울시가 디지털 트윈과 공간 정보를 담은 3D 지도로 새로운 스마트 도시인 버추얼 서울을 구현할 계획이라고 밝혔기 때문입니다. 스마트 도시로 발돋움 하기 위한 핵심기술인 디지털 트윈과 ‘버추얼 서울프로젝트에 대해 자세히 알아보겠습니다.

 

1. 디지털 트윈이란?

 

 

‘디지털 트윈(Digital Twin)’이란 현실 세계에 존재하는 사물이나 시스템, 환경 등을 가상공간에 동일하게 구현한 기술을 말하는데요. 가상공간에 현실과 똑같은 분신을 만드는 것이 마치 쌍둥이 같다는 뜻에서 이 같은 명칭이 붙여졌습니다. ‘동일하게 구현한다라는 의미는 단순하게 형상만을 똑같이 만드는 것이 아니라, 움직이는 동작까지 똑같이 만드는 것을 의미합니다. 따라서 디지털 트윈 시스템을 통해 복제된 모델은 모니터링과 운영, 그리고 최적화 등 다양한 분야에서 활용할 수 있죠.

공장, 발전소 등 산업 분야에 주목 받고 있는 기술인 디지털 트윈이 최근에는 스마트시티에 적용되고 있는데요. 디지털 트윈이 적용된 스마트시티에서는 도시 공간을 배경으로 한 버추얼 서울또는 심시티라는 게임처럼 가상의 공간에서 바람길, 교통량 등에 미칠 영향을 미리 시뮬레이션해볼 수 있습니다.

, 도시를 3D 가상 현실로 복제하여 다양한 실험과 시뮬레이션을 반복해보면서 도시 계획을 더욱 꼼꼼하고 전략적으로 수립하는 것이죠. 그렇다면 디지털 트윈이 스마트시티에 구체적으로 어떻게 적용될 수 있고 어떤 효과를 불러올까요? 싱가포르로 가보겠습니다.

 

* 스마트시티란?

스마트시티는 4차 산업혁명으로 인해 등장한 도시로 정의할 수 있습니다. 산업혁명은 혁신적인 기술에 의해서 발생했고 그 기술은 도시를 변화시켜 왔는데요. 1차 산업혁명은 열 에너지에 의해서, 2차 산업혁명은 전기 에너지에 의해서, 3차 산업혁명은 인터넷 발명으로 인해서 발생됐다고 볼 수 있죠. 스마트시티는 4차 산업혁명의 주요 기술인 사물인터넷과 인공지능 기술에 의해 촉발됐다고 분석할 수 있습니다. 즉 스마트시티는 초연결과 인공지능, 자동화의 기술이 핵심입니다.

스마트시티는 정보통신 기술(ICT), 고속 통신망 기반의 플랫폼을 통해 도시의 운영, 안전, 청결 등을 똑똑하게 관리 및 유지합니다. 일례로 에너지 소모 장치를 스마트 그리드에 연결하여 보다 정확하게 수요를 파악해 공급량을 조절해주기도 하고 교통수단과 사용자 간 실시간 정보 공유로 대중교통 대기 시간을 단축할 수 있으며 노선이 최적화되는 등 보다 편리한 도시생활을 가능하게 해주죠.

 

* 효율성의 혁신을 일으킨 버추얼 싱가포르

출처: http://news.kbs.co.kr/news/view.do?ncd=4174908

 

스마트시티는 사물인터넷과 인공지능 기술이 적용된 도시이고, 디지털 트윈은 현실을 본뜬 가상공간이라는 점은 이미 설명해 드렸는데요. 따라서 디지털 트윈은 사물인터넷과 인공지능 기술이 도시에 구축돼야 구현할 수 있습니다. 이는 도시 분야에만 국한된 것이 아니라 디지털 트윈의 특성입니다.

 

해외에는 이미 스마트시티에 디지털 트윈을 적용한 사례가 있는데요. 싱가포르는 스마트시티 사업의 일환으로 버추얼 싱가포르라는 프로젝트를 진행했습니다. 이 프로젝트는 도시 전체에 디지털 트윈을 적용한 것으로 2018년에 종료되었고 약 700억 원의 예산이 투입됐습니다. 싱가포르는 전체 국토가 좁은 섬나라에 580만 명이라는 많은 사람이 살다 보니 인구 밀도가 세계에서 3번째로 높은 나라인데요. 때문에 교통, 환경 등 인구 과밀로 인한 도시 문제가 지속적으로 제기되고 있었죠.

 

출처: http://news.kbs.co.kr/news/view.do?ncd=4174908

 

버추얼 싱가포르에는 도로, 빌딩, 아파트, 테마파크 등 주요 시설은 물론 도로 주변에 있는 가로수, 육교 그리고 공원 벤치에 이르기까지 모든 구조물과 그에 대한 상세한 정보가 수록돼 있습니다. 이 도시에 대한 상세한 정보는 도시 계획은 물론 교통, 환경 등 다양한 분야에서 스마트 국가 건설을 위한 가상 플랫폼으로 활용되고 있습니다.

 

싱가포르의 도시계획 담당자들은 실제로 도시를 설계할 때 버추얼 싱가포르 플랫폼을 활용했는데요. 지역 전체의 건물들을 실제 완공된 것처럼 3D 지도로 구현하고 여기에 바람이 불 때 공기의 흐름이 어떻게 진행되는지 실험했습니다. 그 결과를 토대로 각각의 건물 배치를 조정해 바람이 잘 통하게 설계할 수 있었습니다. , 도시 전체의 대기 질을 높인 효과를 본 것입니다. 뿐만 아니라 그림자 변화를 분석해 모든 주거 시설의 일조권을 확보했고 태양광 패널이 설치될 최적의 장소를 미리 파악해 인력은 물론 시간과 비용까지 줄일 수 있었습니다.

출처: http://news.kbs.co.kr/news/view.do?ncd=4174908

 

버추얼 싱가포르는 비상사태가 발생할 경우 시민의 생명을 책임지는 안전 도우미 역할도 수행하는데요. 영화 <엑시트>처럼 대규모 공동시설에 유독 가스 유출 사태가 발생한다면, 생각만해도 끔찍하겠죠? 버추얼 싱가포르의 3D 시뮬레이션을 통해 특정 지역이나 건물 주변에서 가스가 유출되는 방향과 범위를 사전에 정확하게 파악할 수 있어 시민들이 안전하게 대피할 수 있는 경로를 사전에 확보할 수 있습니다.

 

2. 버추얼 서울이란?

 

실제 도시의 이미지를 본 떠 가상현실에 적용해 다양한 모의실험을 가능하게 하는 버추얼 프로젝트는 싱가포르에서만 진행된 것이 아닙니다. 미국 로스엔젤레스와 영국 런던이 그러하고 서울시도 구축 중에 있죠. 서울시는 지난 4, 3D기반 버추얼 서울 시스템 세부 추진 계획을 확정했습니다. 앞으로 3년 동안 시스템 운영 체계를 마련하며, 올해는 3D 기반 버추얼 서울 통합 플랫폼을 개발하게 됩니다.

 

3D 기반 버추얼 서울 통합 플랫폼은 지형과 건물, 시설물 등 서울 전역의 물리적인 도시환경을 가상공간에 3D로 구현하여 도시 변화를 시뮬레이션 할 수 있는 버추얼 싱가포르와 같은 역할을 수행하게 됩니다.  도시계획을 수립할 때, 새로 건물을 짓거나 도로를 낼 때 이런 변화가 기존 도시에 어떤 영향을 미치는지 정확하게 시뮬레이션하여 도시 관리를 한 단계 업그레이드 할 것으로 보고 있죠.

출처: https://news.mt.co.kr/mtview.php?no=2019090208291622603

 

서울시는 선제적으로 이 버추얼 서울을 통해 도시 바람길 시뮬레이션을 추진할 계획이라고 합니다. 온도, 바람 등 과거 기상자료와 실시간 바람 정보 등을 결합해 3D로 시뮬레이션하면 바람이 어떤 경로로 이동할지 예측이 가능하다고 하는데요. 이 시뮬레이션 값과 도시기상 관측 정보 데이터를 결합하면 열섬 현상뿐만 아니라 추후 미세먼지 이동 경로까지 미리 파악할 수 있습니다. 올해는 일부 지역 대상으로 바람길 시뮬레이션을 시범 진행하고, 내년에 고도화할 계획이라고 합니다.

 

* 서울시 3D 공간정보시스템

출처: http://3dgis.seoul.go.kr/

 

서울시는 사실 지난 2010년부터 종로·서대문·강남·서초·용산·중구 등 6개 지역에 대해 고품질 항공영상을 기반으로 한 3D 형태의 지도 서비스를 제공했습니다. 현재는 서울시 전역의 3D 지도를 확인 할 수 있죠. 고도화 작업을 통해 지하철 역사, 시청사 등 공공시설 159곳의 3D 실내지도도 공간정보 안에서 볼 수 있습니다. 3차원으로 구현된 공간상에서 원하는 건물의 층수를 클릭하면 건물 내부구조 역시 3D로 확인할 수 있습니다. 이 지도를 통해 도시와 도로의 형태는 물론 일조권, 조망권 등 유용한 정보를 직접 현장에 가지 않아도 파악할 수 있죠.

 

3차원 공간정보 위에 교통 CCTV 영상, 서울시정 홍보영상 등 동적 콘텐츠를 융·복합해 구현하는 서비스도 시범운영합니다. 주요지점 2(남대문로, 경부고속도로 서초1)을 검색하면 그 지역의 실제 교통 CCTV 영상을 볼 수 있습니다. 서울 도서관 정문 위 현판 자리에서는 서울시정 홍보영상이 음향까지 재생됩니다. ·복합 서비스는 향후 이용자 의견 등을 수렴해 확대해나갈 예정입니다. 링크를 통해 서울시를 3D로 만나보세요! (http://3dgis.seoul.go.kr)

 

* 보다 더 정밀한 지도를 위해

 

 

정부, 기업, 민관 협의체 등의 노력으로 스마트시티는 점점 현실화 되고 있습니다. 사물 인터넷, 인공지능 기술이 견인하고 있는 스마트시티에서 자율주행차를 빼 놓을 수 없겠죠? 완벽한 자율주행을 위해서는 도시와 도로의 정확하고 세밀한 지도 정보가 필요한데요. 현대엠엔소프트는 고정밀지도 제작을 위해 드론을 자체 개발해 활용하고 있습니다.

 

현대엠엔소프트가 개발한 정밀지도 구축용 드론은 갑작스런 도로 공사나 신규도로 미개통 구간 등 MMS(Mobile Mapping System) 차량을 통한 지상촬영이 제한된 지점에서 차량을 대신해 도로를 촬영하고 지도를 구축할 수 있어 시간, 경제적 효율성을 높입니다. 이 드론을 통해 구축한 지도와 실제 도로 간 오차 범위는 기존 MMS 차량으로 구축한 정밀지도와 동일하다는 결과가 나왔습니다.

 

출처: http://www.irobotnews.com/news/articleView.html?idxno=16153

 

또한, 현대엠엔소프트는 향후 드론 산업의 활성화 및 드론 수 급증에 대응하기 위한 다양한 선행 개발을 수행하고 있는데요. 저공비행에서의 교통관리 및 드론의 안전한 비행을 위해 3차원 정밀 공간 정보와 비행 장애물 정보를 포함시킨 3D 공간격자 지도(3D Airspace map)구축 선행개발을 완료했으며, 비가시권의 드론 비행과 드론 자율비행 기술을 대상으로 지도개발 고도화를 개발 중에 있습니다.

 

 

서울시가 정보화 관련 국 단위 조직을 신설해 ICT 기반 도시 관리 및 운영 정책을 본격화한 지 올해로 벌써 20년이 되었습니다. 서울시는 압도적인 세계 전자정부 1위 도시라는 위상을 넘어 이제 신기술을 기반으로 가장 앞서 나가는 스마트시티 서울로 도약하겠다고 하는데요. 이 계획 중 하나가 바로 버추얼 서울일 것입니다. 2021년 완성될 예정인 버추얼 서울 프로젝트를 주의 깊게 바라 봅시다. 그 날이 바로 서울시가 스마트시티로 발돋움하는 역사적인 날일 테니까요. 서울시가 구상하는 미래의 모습은 어떻게 바뀌게 될까요? 이상 현대엠엔소프트였습니다.

Posted by 현대엠엔소프트

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