디지털 트윈
#시작하며
지난 포스팅까지 국내에서 도입하여 실행 중에 있는 디지털 트윈 사례에 대해 살펴보았다. 하지만 디지털 트윈 기술은, 가트너(Gartner)가 2017년부터 3년 연속 10대 전략 기술 트렌드로 선정하면서 세계적인 주목이 시작되었고, 다양한 국외 기업들이 디지털 트윈 기술을 도입하고 있다. 오늘 포스팅에서는, 이러한 국외 주요국의 국토 및 도시 디지털 트윈 동향에 대해 공부해볼 것이다.
#국외 디지털 트윈
디지털 트윈은 미래 기술 트렌드로 지속적인 관심을 받고 있다. 제조업을 시작으로 보건의료, 건설/환경, 국토/도시 등 다양한 분야로 적용 영역을 점차 확대해나가고 있다. 특히 세계 각지에서 국토 및 토지에 대한 노력이 증가하고 있으며, 2025년까지 전 세계 500개 이상의 도시에서 디지털 트윈을 도입할 것이라 전망하고 있다.
- 싱가포르 - 버추얼 싱가포르(Virtual Singapore)
가장 먼저 설명할 국외 디지털 트윈 사례는, 앞선 포스팅에서 언급한 적이 있는 버추얼 싱가포르이다. 싱가포르는 디지털 경제, 정부, 사회 등 3개 축을 기반으로 국가 디지털 전환을 추진하고자 스마트 네이션 전략을 수립하여 추진하고 있다. 해당 전략의 실현을 위해 전략 국가 프로젝트, 도시 생활, 교통, 건강, 디지털 정부 서비스, 스타트업과 비즈니스 등 6개 분야를 추진 중이며, 이 중 도시 생활 구상의 일환으로 버추얼 싱가포르 사업을 진행하였다.
주요 기능으로는 위 그림과 같이 4가지로 정리할 수 있다. 이에 대한 적용 예시로서 먼저 가상 실험은, 3G/4G 네트워크 커버리지 지역을 탐색하고, 취약지역에 대한 시각화, 개선 가능 영역에 대한 하이라이트를 3D 도시모델로 제시한다. 다음으로 테스트 베드는, 건물 비상 시 대피계획 수립을 위해 군중의 분산에 대한 시뮬레이션과 모델링에 활용할 수 있다. 계획 및 의사결정으로는, 교통의 흐름과 보행자 이동 패턴 분석을 위한 어플리케이션 개발 등을 생각할 수 있고, 연구 개발에는 3D 도시모델을 통해 새로운 3D를 연구 및 개발에 활용하는 예가 있다.
- 영국 - 국가 디지털 트윈(British National Digital Twin)
영국은 디지털 트윈을 정책적으로 도입하기에 앞서 2011년 BIM을 정부 건설 전략으로 채택했다. 산업계와 BIM 작업반을 구성하여 표준을 지원하고 우수 사례를 공유하였으며, 공공부문 프로젝트에 BIM 사용 의무화를 실시하여 건설 관련 비용 절감의 효과를 이루었다. 이러한 초기 성과를 바탕으로, 2015년에 BIM 전략에서 한 단계 발전시킨 디지털 빌트 브리튼을 미래 전략으로 제시하였다. 디지털 빌트 브리튼은, 디지털화된 건설 기술, 스마트 시티, 디지털 경제, 빅데이터를 이용하여 경제적 인프라와 서비스 설계/구축/운영/통합 방식을 발전시켜 미래 영국 사회를 앞당기고자 하였다.
영국은 국가인프라위원회를 설립하여 디지털 빌트 브리튼 전략 추진 기관인 디지털 빌트 브리튼 센터(Center for Digital Built Britain, CDBB)를 설립하였고, 국가 디지털 트윈(National Digital Twin, NDT) 프로그램을 제시하였다. CDBB는 디지털 프레임워크 그룹(DFTG)과 공공분야 ISO 전환 워킹그룹(PSITWG), BIM 상호운용성 전문가 그룹, 영연방 워킹그룹, 건물 고객 그룹, 지방정부 워킹그룹 등 6개의 워킹그룹을 만들어 운영하고 있다.
>>Gemini 원칙: 목적(purpose)”, “신뢰 (trust)”, “기능(function)” 이 세 가지를 핵심으로 한다.
즉, 디지털트윈은 명확한 목적이 있어야 하고, 믿을 수 있어야 하며, 효과적인 기능이 있어야 한다는 것이다
이중 DFTG는 2018년 설립과 함께 국가 디지털 트윈과 정보관리프레임워크를 위한 원칙으로 쌍둥이 원칙, 즉 제미니 원칙(Gemini Principles)을 제시하였다.
* 영국 국가 디지털 트윈 Gemini 원칙
| 목적성 | 공익추구(Public good) - NDT와 프레임워크는 순수한 공익을 위해 사용 |
가치 창출(Value creation) - NDT는 지속적인 가치 창출과 성능 개선, 효과적 위험관리 활성화를 해야함 |
통찰력(Insight) - 건설환경에 대한 의미있는 통찰력 제공 |
| 신뢰성 | 보안성(Security) - 자체 안정성 및 보안성 |
개방성(Openness) - 개방적이어야 함 |
품질(Quality) - 적절한 품질의 데이터를 기반으로 구출 |
| 기능성(효과성) | 연합(Federation) - 표준으로 연결된 집합적 환경에 기반 |
큐레이션(Curation) - 모든 부분들은 분명한 소유권과 거버넌스 규정을 가짐 |
진화(Evolution) - NDT와 프레임워크는 기술과 사회 발전에 순응해야 함 |
영국의 국가 디지털 트윈 NDT는, 도시와 같은 건조 환경이 하나의 거대한 디지털 트윈으로 구현된 모델이 아니라, 여러 개의 디지털 트윈이 데이터 공유를 통해 상호 연결된 연합체라고 정의하였다.
<영국 디지털 트윈 편익>
- 사회적 편익: 투명한 이해당사자 간 참여, 고성능 인프라 및 서비스를 통한 공익 증가
- 경제적 편익: 고성능 탄력적 인프라로 국가 생산성 향상
- 사업적 편익: 새로운 시장, 서비스, 비즈니스 모델에 대한 신규 진입자와 고성능 인프라를 통해 비즈니스 효율성 향상
- 환경적 편익: 사업 중단 및 낭비 감소, 재사용이 가능하며 자원의 효율성 증가로 순환 경제 및 탄소 중립(net zero) 실현
영국은, 싱가포르와 달리 정부가 3차원 도시 모델과 플랫폼을 구축하기에 앞서 필요한 원칙과 추진 전략 등 주요 지침을 제시하는데 많은 노력을 기울였다. 또한 CBDD를 중심으로 다양한 주체가 참여하는 파일럿 프로젝트를 추진하여 디지털 트윈을 통한 인프라의 효율적 관리와 비용 절감 수준을 점검하고 있다. 이를 통해 전국 확산에 필요한 정책을 마련하고 있다.
- 호주 - 국가 디지털 트윈(Spatially Enabled Digital Twin)
호주 역시 디지털 트윈을 구상하고 있다. 호주는 앞서 설명한 영국의 국가 디지털 트윈, NDT와 제미니 원칙을 기반으로 적합한 우선순위나 요구사항을 고려한 원칙과 추진 방향을 제시하였다. 영국의 사례를 참고했기 때문에, 호주 역시 국가 디지털 트윈으로서, 개별 디지털 트윈의 연합(Federation)을 제안하여 구현 목적에 따라 데이터의 상세도 수준과 정확도를 달리하도록 안내하고 있다.
특히, 공간정보기반 디지털 트윈을 구현하기 위해 호주/뉴질랜드 토지정보위원회(ANZLIC) 산하 공간정보위원회가 원칙을 마련하였다. 공간정보기반(Spatial Data Infrastructure, LoD) 디지털 트윈은 지상과 지하의 현실 세계 객체들이 가상공간의 트윈 데이터와 공간 및 위치 정보에 의해 결합된 것을 의미한다. 해당 트윈은, 1) 지상/지하의 건조 및 자연환경을 모두 포함하고, 2) 정확한 위치 체계가 기반이 되며, 3) 기존 및 새로 구축하는 3D/4D 데이터, 3D Mesh 데이터, 공간 시스템과 디지털 공학 모델(ex. BIM)을 모두 포함하고, 4) 적절한 수준의 정확성과 공간 단위 실현을 제안한다. 더불어 도시화로 인해 복잡하게 얽혀 있는 문제를 관리하는데 유용하게 사용될 것으로 예상하고 있다.
#국내, 국외 디지털 트윈
이처럼 싱가포르, 영국, 호주처럼 디지털 트윈을 적용하는 나라들과 비교하여 우리나라는 어느 수준에 이르렀을까?
한국은 1995년부터 국가공간정보정책을 추진하여, 26년간 공간데이터의 구축과 갱신, 이를 활용한 정보시스템 등의 구축과 관리에 많은 예산을 투입했다. 2D 기반 디지털화를 더불어, 지난 포스팅에서 설명한 V-World와 같이 3차원 데이터 구현도 이루어졌다. 따라서 디지털 트윈을 위한 기초가, 한국도 어느 정도 마련이 되었고, 한국판 뉴딜정책에 선정되어 많은 예산과 지원을 받고 있다.
하지만 여러 정부 기관이 추진하는 디지털 트윈 사업을, 코디네이션 할 전략계획이나 가이드라인이 부족한 현실이다. 해외 사례에서, 복잡다단한 디지털 트윈을 다양한 기관에서 추진하여도 효율적인 데이터 공유가 이루어질 수 있었던 것은, 데이터 표준과 거버넌스 등 국가가 정책적 가이드라인과 로드맵을 먼저 수립하였기 때문이라고 할 수 있다. 따라서 당장 데이터와 플랫폼 구축 사업에 집중하기보다는, 사전 계획과 전략을 잘 수립하는 것이 중요하다.
참조자료: 서기환. 2021.04 주요국의 국토·도시 디지털 트윈 정책 동향 및 시사점 (싱가포르, 영국, 호주). RICON, 대한건설정책연구원
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