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서울시, 도시문제 해결 시뮬레이션 ‘디지털 트윈 S-Map’ 전국 최초 구축

  |  입력 : 2021-04-03 14:47
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도시 전역 3D로 구현, 정보 결합해 시뮬레이션 ‘스마트 행정혁신모델’ 본격 가동

[보안뉴스 박미영 기자] 서울시가 605.23㎢에 이르는 서울 전역을 사이버공간에 3D로 동일하게 복제한 쌍둥이 도시, S-Map(3D지도)을 구현했다. 그리고 이 가상의 공간에 행정·환경 등의 정보를 결합, 시뮬레이션을 통해 다양한 도시문제 해결이 가능한 스마트 행정혁신모델인 ‘디지털트윈 서울 S-Map’을 구축했다고 밝혔다. 지난 1일부터 본격 가동에 들어갔다.

[이미지=utoimage]


기존에도 3D지도는 있었지만, 도시 전역을 대상으로 도시문제 분석 시뮬레이션까지 가능한 디지털 트윈(Digital Twin)을 구축한 것은 국내 최초다. 해외 도시 중에도 사례를 찾아보기 힘들다. 디지털 트윈(Digital Twin)은 가상공간에 실물과 똑같은 물체(쌍둥이)를 만들어 다양한 모의시험(시뮬레이션)을 통해 검증해 보는 기술을 말한다.

미국·영국·싱가폴 등이 현실과 유사한 디지털트윈 환경을 구축해 시설물 관리·교통사고 예방·재난 대응 등의 정책에 활용하고 있고, 국내에서도 정부가 세종(5-1생활권역)·부산(에코델타시티)·전주(일부지역) 등 개발되는 지역에 한해 소규모로 다양한 실험을 추진하고 있지만 도시 전역을 대상으로 한 디지털트윈은 구축 사례는 없었다.

시는 올해 도시계획‧교통영향평가위원회 등 7개의 위원회 의사결정에 S-Map을 활용해 심의의 객관성·과학성을 높인다. 시 공공건축물 설계공모 전 과정에서도 S-Map이 올해부터 전면 활용된다. 제출 작들을 실제 시뮬레이션하며 심사 등을 진행하는 것. 화재 발생 시에도 발생장소를 3D로 직관적으로 확인하고 확산을 예측해 대응한다.

서울 전역의 도시바람길 정보도 S-Map으로 도출하고 다양한 도시문제 해결에 활용한다. 지형에 따른 바람의 경로, 세기와 방향, 지형지물의 영향 등을 3D공간에서 확인해 도시계획의 건물배치 등에 반영한다. 기상청 정보를 바탕으로 예측 바람길을 시뮬레이션함으로써 산불 확산 방지, 미세먼지 및 열섬현상 저감에도 활용하게 된다.

S-Map을 통한 시민 서비스도 강화된다. 주요 관광명소를 서울시 홍보대사인 핑크퐁이 VR 영상과 함께 설명해 주는 비대면 투어 서비스를 연내에 시작한다. 또 연내에 600종 문화재를 3D로 볼 수 있고, 1900년대 옛 지도 위 한양의 모습도 3D로 재현된다. S-Map이라는 타임머신을 타고 20세기 초 한양을 경험하게 되는 것. 민간 포털이 제공하지 않는 전통시장, 좁은 골목길 등 1만4,000여건 거리뷰도 S-Map이 제공한다. 지역경제 활성화로 이어지게 한다는 계획.

서울시는 코로나 시대 비대면 행정·시민서비스가 확대되는 가운데 ‘디지털트윈 서울 S-Map’을 활용한 입체적·통합적 분석 시뮬레이션을 통해 다발적 원인으로 인한 환경재해·교통 등 대도시의 문제 해결 역량을 강화하고 시민서비스를 확대하겠다고 밝혔다.

S-Map은 서울시가 스마트도시로 발전하기 위한 핵심 인프라인 스마트서울플랫폼(6S)의 하나로, ‘버추얼서울(S-Map) 종합계획’(2020.6.)에 따라 추진되고 있다.

서울시는 지난 2018년 디지털 트윈 사업에 착수, 도시 분석·시뮬레이션이 가능한 현 3단계에 이르기까지 한국판 디지털 트윈을 주도해 왔다. 2022년 이후엔 자율주행, 지진 예측 등 도시 제어가 가능한 단계까지 나간다는 목표다.

△사업 1단계(2019년, 물리적 환경 복제): 서울전역에 대해 3D 가상환경인 ‘Virtual Seoul 플랫폼’을 구축해 입체 환경에서 분석하고 시뮬레이션할 수 있는 디지털 트윈환경을 만들었다.

△사업 2단계(2020년, 도시공간정보 수집 및 시각화): 자치단체 최초로 다방향 경사사진 촬영이 가능한 항공라이다 촬영기술을 도입해 국제표준인 City GML 포맷으로 고품질의 3D 공간정보를 구축했다.

서울시는 2년여의 제작 과정을 통해 서울 전역의 지형은 물론 약 60만동의 건물·시설물까지 3D로 생생하게 구현하는 등 지상·지하·실내 공간정보를 S-Map으로 통합 구축했다. 기존 3차원 지도에서 볼 수 없었던 공공건축물·지하철역사 실내지도까지 공개하고, 클릭만으로 공시지가 등 부동산 정보와 CCTV 실시간 교통정보도 확인할 수 있다.

2013년도부터 선도적으로 구축하고 있는 실내공간정보 552개소, 상/하수도·통신·전기 등 6대 지하시설물, 지반정보, 그 외 토지·건물 등 36종의 공간정보, 교통정보, 교통량 및 사고정보 등의 2D 기반 공간정보를 연계해 분석 기반의 Data로 활용하고 있다.

특히 민간·공공과의 협력을 통해 저비용으로 3차원의 가상환경을 효율적으로 구축했다. 실외의 경우 다방향 경사사진 촬영이 가능한 항공라이다 촬영기술을 지자체 최초로 도입, 서울 전역을 항공사진 2만5,000장으로 촬영하고 AI로 자동분석하는 신기술로 탄생했다. 여기에 드론촬영 영상으로 수동 보완해 정확도를 높였다. 초기비용도 149억원을 절감했고, 이후 유지비용도 추가 절감할 것으로 기대된다.

시는 앞서 2018년에 3차원 가상환경 구축을 위해 3차원 DB 자동화 구축 신기술을 보유하고 있는 민간기업 ㈜네이버랩스와 업무협약을 체결했다. 서울 전역을 수기로 작성하면 121억(2013년 기준)이 소요되지만, ㈜네이버랩스에서 약 28억을 선투자하고 자동화 구축 기술로 DB를 제공해 초기 구축 비용 약 149억을 절감했으며 이후 유지비용도 추가로 절감하는 효과를 거뒀다.

또 다양한 기관 협력을 통해 DB 구축 비용을 최소화해 예산을 절감하고 공간정보 간 공유체계를 확립하고 있다. 문화재청의 1,800여종의 복원, 재현되는 3D 문화재, 수도권 기상청의 기후정보 등 중앙부처의 3차원 정보와 서울시 산하 유관기관 등에서 구축하고 있는 다양한 3D 공간정보를 업무협업을 통해 공동 활용하고 있다.

특히 3D로 구현된 건물, 시설물 등 모든 DB에 국제표준인 City GML 포맷으로 고유ID를 부여하는 인덱스 체계를 구축했다. 다양한 데이터와 호환성을 높여 지속가능한 갱신체계를 마련한 것.

서울시 인덱스 체계는 교통시설물(교량, 고가, 육교 등)의 3D모델 관리를 고려한 것으로, 건축물 통합정보 통계정보·도로명주소 등의 국가공간정보와 연계활용성이 높아 정확성을 담보한 분석환경이 조성될 것으로 기대된다. 시는 3차원 DB 구축의 선도적 모델로 향후 국가표준이 될 수 있도록 국토교통부와 협의해 나갈 예정이다.

정부가 한국판 뉴딜 10대 대표과제 중 하나로 디지털 트윈을 제시한 가운데, 서울시가 신기술 도입부터 관리체계에 이르기까지 국가표준으로서 선도적 모델을 제시한 것으로 평가된다.

서울시의 ‘디지털 트윈 서울 S-Map’의 활용 방안은 ①다양한 분석모형을 통한 도시문제 해결 ②문화관광 비대면 서비스 확대 ③민간 활용 개방 등 크게 세 가지다.

첫째, 도시계획 의사결정 지원, 화재 예측을 위한 실시간 소방모니터링, 도시바람길 구현 등 도시문제를 해결하기 위한 분야별 분석모형을 개발했다. 앞으로도 분석 모델을 지속적으로 추가 개발할 계획.

△도시개발 등 위원회 의사결정: 도시개발 관련 심의안건 상정부터 의사결정, 관리까지 S-Map이 핵심적인 역할을 수행한다. 기존엔 사람의 판단이나 데이터에 의존했다면, 이제는 현실세계와 똑같은 3D 가상공간에서 개발지의 조감도 모형을 올려놓고 조망권·일조량·스카이라인 등을 정량적으로 분석해 심도 있는 심의를 할 수 있다. 작년 6월 도시계획위원회, 도시건축공동위원회 등 4개 심의위원회에 도입한데 이어, 올해 교통 장애 유발을 판단하는 ‘교통영향평가위원회’ 등을 추가해 7개 위원회에 확대 도입한다.

△공공건축물 설계공모 평가: 올해부터 공공건축물 설계공모 평가에 S-Map을 전면 도입한다. 제안자가 제출한 서류나 자료에 기초한 평가를 넘어, 가상공간에서 설계안대로 실제 건물을 구현해 보면서 평가할 수 있다. 공모안건 등록부터 평가·심사 전 과정은 물론, 공모작에 대한 시민의견 수렴·당선작 공개까지 S-Map을 활용한다.

△소방IoT센서기술: 소방센서가 작동되는지 현장에 일일이 나가지 않아도 3D 지도로 그 여부를 확인할 수 있는 ‘소방IoT시설물 모니터링 기술’을 S-Map에 도입한다. 한국전자통신연구원이 국가 R&D 사업을 통해 도출한 기술을 실제 현장에 적용하는 것이다. 화재가 발생했을 때도 ‘실시간 IoT소방관리시스템’과 ‘소방안전지도’와 결합해 건물의 상세 정보와 정확한 화재 발생 장소 등을 직관적으로 미리 확인할 수 있다. 현장에 나가지 않고도 신속하고 과학적으로 화재에 대응할 수 있는 스마트안전 모델이다.

바람길을 활용한 ‘도시기후 분석모델’을 개발한다. 우선 첫 단계로 독일기상청이 개발한 바람길 모델(KLam_21)에 서울의 지형정보를 대입하고, 실시간 연계한 서울의 바람길 정보를 도출했다. 현재는 정보의 검증 단계로, 구체적 활용 모델을 2023년까지 개발해 나갈 계획이다.

예컨대 서울의 지형에 따른 바람의 경로·세기와 방향 등을 파악하고, 이를 활용해 도시계획· 산불 확산 방지·미세먼지 및 열섬현상 저감 등 도시환경 문제를 개선하는 모델이다.

△건물 배치에 따른 바람길 영향 분석: 대규모 단지나 고층빌딩 등의 건물을 신축할 때 가상공간에서 바람이 머물지 않도록 건물을 배치해 봄으로써 바람 흐름의 영향을 분석한다. 이를 바탕으로 쾌적한 도시환경을 조성한다.

△산불 확산 방지 모델: 산림청과 협업해 산불 발생 시 바람의 방향을 미리 예측해 산불 확산 대책에 활용할 수 있는 모델을 만든다.

△미세먼지 및 열섬현상 저감 방안: 도심에서 바람이 머물러 있는 공간을 찾아 미세먼지 또는 열섬현상을 완화하는 바람숲길 조성 사업 등의 대책 마련에 시각적 분석 자료로 활용한다.

둘째, S-Map의 디지털트윈 완성으로 기존의 입체영상과 기본정보 제공에서 나아가 다양한 3D콘텐츠의 체험과 분석·시민 참여가 가능하게 됐다. 시는 오는 9월부터는 시민들이 모바일 웹 환경에서 모든 서비스를 즐길 수 있도록 추진하고 있다.

S-Map과 3차원 공간정보를 보유하고 있는 문화재청·서울관광재단 등과 협업을 통해 주요 관광명소·문화재 콘텐츠를 결합한 비대면 시민체감 서비스를 확대할 예정이며, 특히 1900년 이전의 한양모습을 재현한 랜선여행 프로젝트 등 다양한 콘텐츠를 서비스할 예정이다.

△비대면 관광투어 서비스: VR 영상과 함께 핫스팟 지점마다 서울시 홍보대사 ‘핑크퐁’이 문화유산에 대해 해설해 주는 ‘비대면 관광투어 서비스’를 연내 시작한다. 코로나를 계기로 비대면 서비스에 대한 수요가 높아진 만큼, 시민은 물론 외국인 관광객들도 가상공간에서 마스크를 벗고 서울의 이곳저곳을 즐길 수 있도록 한다는 취지다.

△한양도성 내 문화재 및 1900년 한양모습 재현: 문화재청이 3D로 재현한 한양도성 내 남대문, 숭례문 등의 문화재 600종을 경량화(2020년도부터 추진 중)해 1900년대 옛지도에 한양 모습을 3D로 재현한다. 문화재청과 협업해 시민들이 S-Map에 접속하면 1900년대 한양의 모습을 3D로 체험할 수 있는 프로젝트를 추진한다. 오는 10월부터 서비스하고, 2024년까지 단계별로 총 1,800여종의 문화재를 추가로 제공받아 서비스를 확대한다.

△전통시장·골목길 등 민간지도에 없는 1만4,000건 거리뷰 제공: 자동차가 다니기 힘든 좁은 골목길, 계단식 도로, 전통시장, CCTV 보완이 필요한 골목길처럼 민간 포털에서 볼 수 없는 1만4,000여건, 586㎞의 거리뷰를 제공한다. 자치구와 함께 발굴했다. VR로 촬영한 거리를 기존의 민간 포털사 거리뷰와 연계해 서울의 이곳저곳을 촘촘히 보여줌으로써 보행약자의 접근성과 지역경제‧커뮤니티의 활력을 높이고, 시민에게 안전 정보를 제공한다는 목표다. 2019년 뉴딜일자리사업으로 10여개 자치구를 구축했고, 올해는 전 지역을 구축해 2022년까지 서비스를 완료할 예정이다.

△시민 참여 3D 가상 구축 체험 서비스: S-Map 안에서 시민 누구나 3차원 도시 모델을 만들 수 있는 30종(270여개)의 3D라이브러리 시민 참여형 체험 서비스를 구축한다. 가상공간에서 내 건물을 올려보고 조경도 해보는 도시놀이터다.

셋째, 민간이 활용할 수 있도록 개방한다. S-Map 데이터를 활용해 스타트업 및 외부 전문가가 다양한 활용서비스를 개발하고, 홍보할 수 있는 테스트베드(쇼케이스) 환경을 구축한다. 연내에 실험공간(오픈랩)을 구축해 제공할 예정이다.

서울시는 디지털트윈 기반으로 산·학·연 전문가들이 3D모델을 활용해 다양한 분석 기능을 개발하고 실험할 수 있는 실험 공간(오픈랩)을 금년에 구축 제공할 예정이다. 이곳에서 실증된 신기술은 다시 S-Map을 통해 시민서비스로 이어져, 스타트업의 기술 발전 등 민·관의 선순환 효과로 확대될 것으로 기대된다.

또 시민과 함께 데이터를 공유하는 서비스로 나아간다. 누구나 손쉽게 사용할 수 있도록 S-Map기반으로 응용시스템 개발을 지원하기 위한 오픈API를 개발해 제공할 계획이다. 이를 통해 시민 누구나 S-Map을 기본지도로 활용할 수 있으며, 다양한 공간정보 서비스와 콘텐츠를 이용할 수 있고 사용자가 직접 자율적이고 창조적으로 지도서비스를 만들 수 있게 된다.

이원목 서울시 스마트도시정책관은 “현실세계의 다양한 정보를 연계하고 시뮬레이션과 공간분석이 가능한 S-Map 플랫폼이 완성돼 스마트도시 구현의 중추적인 역할을 할 것이며, S-Map관련 데이터를 민간에도 개방해 다양한 부가서비스와 관련된 산업의 발전에도 큰 도움이 될 것으로 기대된다”고 말했다.
[박미영 기자(mypark@boannews.com)]

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