스토리

가상현실 속 쌍둥이 도시,
버추얼 싱가포르
4차 산업혁명 디지털 기술의 집약체,
도시국가 싱가포르 ‘스마트네이션’을 구축하다

세계 속 스마트시티 여행 2편

2021.05.03

 

싱가포르는 디지털 기술을 활용한 스마트시티 조성에 적극 투자하여 성공한 사례로 거론되고 있다. 싱가포르는 전체 국토가 서울보다 조금 큰 도시국가다. 작은 섬나라에 약 590만 명의 인구를 수용하고 있어 인구 밀도는 km² 8천여 명이 넘는다. 전 세계 국가별 인구밀도를 조사하면 항상 높은 순위를 기록한다. 인구 과밀로 인한 도시문제가 지속적으로 증가할 수밖에 없는 구조다. 교통, 주택, 환경 등의 도시 문제는 싱가포르 국민들이 지속가능한 삶을 영위하기 위해 반드시 해결해야만 하는 과제다. 이러한 도시 문제 해결을 위해 싱가포르 정부는 2014스마트네이션 프로젝트(Smart Nation Project)’를 선포한 뒤, 국가 전체를 지속가능한 스마트 국가로 발전하는 청사진을 그렸다. 

 

싱가포르형 스마트시티가

탄생하는 순간이었다.

 

먼저 싱가포르는 민간 기업들의 협력 네트워크인 '론치패드(Launch Pad)'를 통해 건설에 필요한 혁신 기술을 개발하였는데, 이들은 2011년 싱가포르 국립대학과 싱텔*을 중심으로 결성되었다. 현재 14개의 액셀러레이터(창업 기획자), 23개의 인큐베이터, 440개의 스타트업과 15곳의 벤처 캐피털이 참여하고 있다. 싱가포르는 적극적인 정부의 주도와 개방적인 기업 환경 그리고 새로운 디지털 기술을 포용하는 국민들의 태도가 어우러져 세계 최초의 스마트 국가 건설에 앞장서고 있다.

*싱가포르 1위 통신사

 


싱가포르 도시 전체를 3D 모형으로 가상 공간에 옮겨 놓은 버추얼 싱가포르 (위-사진, 아래-버추얼 싱가포르) 

출처: National Research Foundation Singapore. (2016.10.11). Uses of Virtual Singapore [Video File]. Retrieved from https://youtu.be/y8cXBSI6o44 

 

싱가포르는 디지털 트윈 기술을 활용해

3D 가상 플랫폼인

버추얼 싱가포르를 완성했다.

 

가상현실에서 도시 전체를 그대로 복제하는 디지털 트윈(Digital Twin) 기술로 버추얼 싱가포르(Virtual Singapore)를 실현했다. 실제 도시의 도로, 빌딩, 주택, 아파트 등 주요 시설을 가상의 공간에 그대로 옮겼다. 뿐만 아니라 가로수, 육교, 공원 벤치, 가로등을 비롯해 도시를 구성하는 모든 구조물에 아이디를 부여하고 상세한 정보를 축적했다. 전 국토를 가상현실로 구현한 버추얼 싱가포르 프로젝트는 AI(인공지능), IoT(사물인터넷), 빅데이터와 같은 디지털 기술을 통해 도시 계획부터 교통, 환경 등 다양한 분야에서 도시 문제를 해결하고 있다. 실제 도시 데이터를 실시간으로 모니터링하고 시뮬레이션을 통해 분석, 예측, 통제한다.

 

버추얼 싱가포르를 활용하면 가상 공간에서의 싱가포르 여행이 가능하다. 또한 3D 모델을 통해 협업하고 의사 결정하는 데 도움을 줄 수 있다. 여러 기관이 같은 지역에 있는 다양한 프로젝트의 계획과 설계를 공유하여 검토할 수 있고, 가상 테스트로 교통 현황을 고려하고 시민들의 불편을 최소화하는 공사를 최적으로 진행할 수 있다. 또한, 기존에 사용하던 2D 지도는 지형이나 경사로에 대한 정보가 없어 확인이 어려웠지만, 버추얼 싱가포르 프로젝트를 통해 지형, 계단 또는 경사에 대한 정보까지 식별할 수 있어 노약자나 장애인을 위한 경로를 파악할 수 있다.

 

 싱가포르 북부에 위치한 펀골 타운(Punggol Town)


실제로 싱가포르의 도시계획 담당자들은

버추얼 싱가포르 플랫폼을 적극 활용,

북부의 미니 실리콘 밸리라고 불리는

'펀골타운(Punggol Town)'을 설계했다.

 

풍향의 흐름을 살펴 도심 전체의 대기 질을 향상시켰고, 건물 그림자를 분석해 충분한 일조권을 확보하는 등 도시 계획의 완성도를 높였다. 즉각적으로 최적의 도시 모습을 구현할 수 있던 이유는 개발지역의 모든 구조물을 디지털 트윈 기술을 활용해 실제 완공된 것처럼 가상공간에 배치하여 시뮬레이션을 진행했기 때문이다. 도심 내에서 일어날 수 있는 변수를 예측하고 대응하는 과정에서 설계를 변경해가며 다방면으로 실험할 수 있었는데 이를 통해 구조물의 배치를 조정하여 도시 외곽에서 불어오는 바람이 건물 사이사이를 잘 지나가도록 길을 만들고, 실험으로 제공되는 정보를 토대로 모든 주거 시설의 일조권을 확보하였다. 이외에도 시민들이 쾌적한 야외 생활을 즐길 수 있도록 공원, 커뮤니티 센터, 식당가, 쇼핑몰 등의 공동 공간을 조성하였다.

 

더 나아가 태양광 발전 등 대체 에너지를 이용한 그린시티 건설에도 버추얼 싱가포르를 활용하고 있다. 싱가포르는 국토 면적이 좁아 대규모의 패널을 설치해야 하는 태양광 발전소를 건설하기 어렵다. 대신 디지털 트윈 기술을 통해 태양광 패널의 규모, 설치 방향, 에너지 생산량 등을 정확하게 파악하여 건물 옥상에 태양광 패널을 설치하는 것으로 대체하였다. 디지털 기술로 조사와 분석에 필요한 인력과 시간, 비용 등을 절약한 것이다.

 

스마트네이션 프로젝트를 통해 싱가포르는 2017년 영국의 시장 조사 기관 주니퍼 리서치(Juniper Research)가 조사한스마트시티 퍼포먼스 지수’ 1위를 차지하였고, 2018년 바르셀로나에서 개최된 스마트시티 엑스포 월드 콩그레스(SCEWC, Smart City Expo World Congress)에서올해의 스마트시티로 선정되는 등 세계적인 스마트시티 평가에서 최상위권에 머물고 있다.

 

또한 싱가포르 정부는 2019년 스마트네이션 목표 달성의 핵심인국가 인공지능 전략(NAIS, National AI Strategy)’을 발표하며, ▲스마트시티 및 부동산운송 및 물류의료교육안전 및 보안 5가지 분야를 AI 중점 도입 분야로 꼽았으며 옥스퍼드 인사이트(Oxford Insights)* 선정 ‘2020 정부 인공지능 준비지수에서 세계 6위를 기록하는 등 디지털 기술을 적극적으로 지원하며 꾸준히 발전하고 있다.

*영국의 AI 및 디지털 분야 컨설팅 그룹으로, 2017년부터 국가별 정부의 AI 운영과 공공서비스에서의 활용 수준을 평가한다. 싱가포르 정부는 2019 1, 2020 6위를 차지하며 디지털 수용력과 적응성에서 최고 점수를 획득해 거버넌스 역량을 인정받고 있다.

 

출처: 옥스퍼드 인사이트,

‘2020 정부 AI 준비지수상위 10개국

 

우리나라 역시 옥스퍼드 인사이트가 발표한 ‘2020 정부 인공지능 준비지수에서 처음으로 세계 10위권에 진입하며 7위에 이름을 올렸다. 특히, ‘데이터-인프라 분야에서 아시아 1위를 차지하였는데, 디지털 기술 역량을 향상하는 데 주력한 정부의 노력이 엿보인다.

 

지난 2018, 우리나라 정부는 4차 산업혁명의 신기술을 활용하여 도시문제를 해결하고자세종 스마트시티 국가시범도시를 국가차원의 정책사업으로 추진하였다. 국가시범도시로 지정된 해에 세계 최초로 스마트시티 국제인증(ISO37106) 레벨3 ‘성숙을 획득하였으며, 2년 후인 2020년 세계 최고 단계인 레벨4 ‘선도를 획득하는 등 저력을 과시하고 있다. 스마트시티 국제인증(ISO37106)은 국제표준화기구(ISO) 2018년 마련한지속가능한 스마트시티 운영 모델에 대한 기준으로, 도시 전체의 스마트시티 성숙도를 종합적으로 평가하는 유일한 국제 표준이기에 그 의미가 남다르다.

 

세종 스마트시티는 7대 혁신 서비스인모빌리티헬스케어교육에너지와 환경거버넌스문화와 쇼핑일자리 구현에 최적화되도록 계획하여, 디지털 트윈 기술을 활용한 시민 체감형 융복합 서비스를 제공하는 공간으로 조성하는 것이 목표다. 디지털 기술을 바탕으로 세계적 수준의 스마트시티를 구축하고 수출할 것을 목적으로 진행 중이다.


 

스마트시티 국가시범도시 세종 5-1 생활권 조감도 

 

세종 스마트시티는 버추얼 싱가포르보다

업그레이드된 디지털 트윈 기술을 구축하여

스마트시티를 구현할 예정이다.

 

현실과 가상을 무한하게 넘나들며 최적화된 기술을 적용한 도시 플랫폼은 BIM(건축 정보 모델링, Building Information Model)*을 활용한 3D 설계 기술을 적용하여 체계적인 유지관리를 지원한다. 이를 통해 도시 조성 중 발생할 수 있는 건설 사고의 예방과 자원 계획, 낭비 추적 등이 가능하다. 또한, 페르소나 시뮬레이션(Persona Simulation) 기법으로 다양한 특성의 시민들이 특정 조건에서 어떻게 활동하고 어떤 제약이 있을지 시뮬레이션을 통해 분석한다. 특정한 상황과 환경 속에서 전형적인 인물 하나가 어떻게 행동할 것인가에 대한 예측을 위해 실제 사용자 데이터를 바탕으로 개인의 특성을 부여하여 만든다. 분석 결과를 토대로 도시 디자인에 적용하여 언제 어디서나 편안하고 안전한 도시 생활을 누릴 수 있도록 구축하고자 한다. 

*3차원 정보 모델을 기반으로 시설물의 생애주기에 걸쳐 발생하는 모든 정보를 통합하여 활용이 가능하도록 시설물의 형상, 속성 등을 정보로 표현한 디지털 모형

 

지난 2020 10월 한양은 정보기술(IT) 서비스 기업인 LG CNS가 주도한세종 O1 컨소시엄의 일원으로서 SPC 민간부문사업 건설사업자로 참여하고 있다. 디지털 트윈 기술을 실현하기 위해서는 증강현실(AR), 가상현실(VR)과 같은 발전된 디지털 기술이 필요하다. 하지만 이와 동시에 실제 건설 현장에서의 발생하는 문제점과 노하우가 필요하기에 건설업으로 잔뼈가 굵은 한양이 스마트도시 개발의 선두주자로 나설 예정이다.

 

도시의 상상은 현실이 된다. AI IoT, 빅데이터 등이 융합된 스마트시티는 현실을 본뜬 디지털 트윈을 통해 구현되고, 이는 효율성과 혁신을 가져온다. 쌍둥이 도시는 단순히 겉모습만 같은 것이 아니다. 현실의 데이터를 가상세계에서 실시간으로 확인하고, 가상세계에서 시뮬레이션을 마친 데이터가 현실에 빠르게 적용되는 평행세계이다. 4차 산업혁명 시대의 최전선에서 두 도시의 상호작용이 가져올 스마트시티의 발전을 기대한다.