4 차산업혁명의종합플랫폼, 스마트시티 한상목 ( 산업기술리서치센터, smhan@kdb.co.kr) 전세계적인도시화로인하여한정된공간에많은사람들이모여살며다양한활동이일어나는도시에서는인프라부족과노후화, 교통혼잡등의문제가발생하게된다. 이러한문제를해결하기위해신규인프라공급등물리적방식을통한문제해결이한계에도달하면서스마트시티가새로운대안으로부각되고있다. 스마트시티에서는인공지능, 빅데이터, IoT 등 4차산업혁명의다양한혁신기술의융합뿐만아니라건설, 통신, 자동차, 보안산업등과같은기존산업간의협업이필수적이다. 그래서, 스마트시티를 4차산업혁명시대의종합플랫폼이라할수있다. 우리나라는과거대규모신도시개발사업과 U-City사업을통해쌓아온개발경험을우수한 ICT기술과접목할경우스마트시티분야에서글로벌경쟁력을발휘할수있을것으로예상된다. 이를위해, 정부의지원과민간기업들의역량이조화를이룬다면스마트시티는우리나라의성장동력이될수있을것이다. 스마트시티기술은플랫폼기술과스마트빌딩, 스마트교통, 스마트에너지, 스마트워터, 스마트정부등 5대디바이스기술로구성된다. 국내스마트시티생태계육성을위해서는대기업의플랫폼기술과이플랫폼에디바이스기술을보유한중소기업이참여함으로써상생할수있는협력모델의개발이필요하다. 또한, 짧은시간에계획도시를완성하여운영하고있는우리나라의신도시개발방식을선호하는개발도상국을대상으로정부와민간기업이협력하여한국형스마트시티모델을구현하는패키지방식의개발이필요하다. 연구배경 Weekly KDB Report 2018. 11. 19 1
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스마트시티시장의특징및생태계 1. 스마트시티정의및발전과정 < 표 1> 스마트시티발전과정 구분 태동기 ( 96~ 02) 성장기 ( 03~ 11) 확산 고도기 ( 12~ 현재 ) 주요내용 90 년대중반디지털시티확산을계기로태동 ( 93 년암스테르담디지털시티, 96 년헬싱키 Arena 2000, '98 쿄토등 ) 실제스마트시티는도시혁신을주도한 Eco-City, Sustainable City 등도시지속성장프로젝트가해당 03 년한국 U-City 를기점으로기술주도형스마트시티태동 전략의중심이부분적정보기술활용에서전반적도시정보화로이동 08 년 IBM 의 Smarter Planet 을계기로시스코등글로벌기업이스마트시티에참여 유럽과미국에서는 Open Innovation 과연계되면서 Living Lab 으로발전 12 년중국이스마트시티구축을공식화하면서세계적으로급속히확산 12 년구글이딥러닝기술발전등으로스마트시티고도화빨라짐 15 년인도모디총리가스마트시티구축전략을발표하면서개도국까지확대 16 년한국 K-Smart City 특화형실증단지및 18 년세종시, 부산시에시범단지조성 18 년한국 스마트도시조성및산업진흥등에관한법률 제정 자료 : 한국정보화진흥원 ( 16) 등을참고하여재작성 1) International Telecommunication Union, 국제전기통신연합 Weekly KDB Report 2018. 11. 19 3
2. 스마트시티구성요소및기존도시와의차별성 < 표 2> 스마트시티구성요소 구분주요내용추진체계 도시인프라 스마트시티는소프트웨어중심의사업이지만도시하드웨어발전도필요 도시개발사업자등 인프라 ICT 인프라 공간정보인프라 스마트시티에서는사물간연결이핵심 도시전체를연결할수있는유 무선통신인프라 현실공간과사이버공간융합을위해공간정보가핵심플랫폼으로등장 공간정보이용자가사람에서사물로변화 지리정보, 3D 지도, GPS 등위치측정인프라, 인공위성, Geotagging( 디지털컨텐츠의공간정보화 ) 등 ICT 산업 공공주도 GIS ( 지리정보시스템 ) 에서민간주도로변경 데이 IoT 도시내각종인프라와사물을센서기반으로네트워크연결 스마트시티구축사업에서가장시장규모가크고많은투자가필요한영역 특정부문에대해개별적으로사업을추진할수있어점진적투자확대가능 교통, 에너지, 안전등각종도시운영주체가주도 터서비스 데이터공유 알고리즘 & 서비스 도시혁신 좁은의미의스마트시티플랫폼 데이터의자유로운공유와활용지원 도시내스마트시티리더들의주도적역할필요 실제활용가능한품질및신뢰도의지능서비스개발계층 데이터의처리분석등활용능력중요 유럽 Living Lab 등에서다양한시범사업전개 도시문제해결을위한아이디어및서비스가가능한환경조성 정치적리더쉽및사회신뢰등의사회적자본이작용하는영역 중앙정부의법제도혁신기능필요 초기공공주도에서데이터시장형성후민간주도공공및민간의다양한주체등장도시의역할은신뢰성관리 시민이주도하고정치권지원 자료 : 한국정보화진흥원 ( 16) Weekly KDB Report 2018. 11. 19 4
< 표 3> 스마트시티문제해결방식 도시문제기존방법스마트시티방법효과 교통혼잡 혼잡한도로확장또는신규도로건설 혼잡한도로에대한정보를운전자가실시간전달하여우회도로유도 실시간교통량에따라교통신호를제어하여원활한교통흐름유도 도로확장및신규건설등투자비용절감 차량정체로인해발생하는환경오염, 차량연료절감 영국 M42 고속도로의스마트교통시스템적용후통행소요시산 25%, 교통사고 50%, 대기오염 10% 감소 주차문제 신규주차장건설 빈주차공간을실시간으로전달하여주차유도 도시의행사정보, 기상상태에따른사전수요예측정보로대중교통이용유도 연료절감, 환경오염감소 향후전세계 410 억달러이상의수익이스마트주차에서발생할것으로예상 범죄발생 경찰인력전지역투입 방범 / 교통용 CCTV 복합화로범죄발생시경찰인력투입 스마트범죄관련앱활용을통한도움요청 국내지자체스마트방범시스템도입후 20% 범죄발생율감소 상하수도 상하수도누수지점에대한정보취득불가능 누수지점을센서를통해전달받아즉시대응가능 장기적노후도추정에따른누수가능지역추정 카타르도하, 브라빌상파울로, 중국베이징의경우 40~50% 누수예방효과 쓰레기 정기적쓰레기수거 쓰레기통센서를적용하여쓰레기배출량을모니터링 미국신시내티의경우쓰레기배출량 17% 감소, 재활용쓰레기 49% 증가 가로등 저녁일정시간가로등점등 가로등에센서를부착하여근처에사람이있을경우만점등 스페인바르셀로나의경우연간 30% 에너지절감효과 자료 : 스마트시티의개념과정책동향, 융합연구정책센터 ( 17.2) Weekly KDB Report 2018. 11. 19 5
3. 스마트시티시장규모와국내스마트시티현황 < 그림 1> 글로벌스마트시티시장규모전망 < 그림 2> 국내스마트시티시장규모전망 자료 : 한국과학기술정보연구원 ( 16) < 표 4> K-Smart City 특화형실증단지조성계획 정책명대상지구효과 K-Smart City 특화형실증단지조성 ( 16~ 20) 세종 ( 도시토탈솔루션 ) 동탄 2 구역 ( 에너지 / 경제 / 일자리 ) 판교 ( 상업 / 문화 / 관광 ) 평택고덕 ( 안전 / 교통 / 범죄 ) 공공자전거, BRT 우선신호 스마트주차정보시스템 3D 지하매설물공간정보, 스마트가로등 스마트그리드 ( 한전 ), 스마트워터그리드 ( 수공 ) 마이크로그리드 (MG), 제로에너지빌딩 스마트시티 R&D 단지도입 증강현실 (AR), 공공Wi-Fi 도입 자료 : K-Smart City 민관협업엔진달고해외로진출, 국토교통부 ( 16) 스마트파킹, 스마트가로등, BEMS, BIPV 등 2) 스마트속도감지 (DFS), 스마트가로등 / 횡단보도 스마트단속카메라, 스마트교차로 Weekly KDB Report 2018. 11. 19 6
< 그림 3> 스마트시티국가시범사업 ( 세종, 부산 ) 자료 : IoT 오픈플랫폼기반스마트시티분야서비스사례집, 정보통신산업진흥원 ( 18) 2) BEMS(Building Energy Management System) : 건물에너지관리시스템 BIPV(Building Integrated Photovoltaic System) : 건물일체형태양광발전시스템 Weekly KDB Report 2018. 11. 19 7
스마트시티기술과국내밸류체인현황 1. 스마트시티기술개요 2. 스마트시티기술별동향 (1) 플랫폼기술 (2) 스마트빌딩 3) 국토교통과학기술진흥원 (KAIA), '18.5 월 4) 한국의 TTA 를비롯한전세계 7 개주요표준화기관 ( 유럽 ETSI, 북미 ATIS 등 ) 들이글로벌사물인터넷서비스플랫폼표준기술을개발하기위하여 12 년결성된파트너쉽프로젝트 Weekly KDB Report 2018. 11. 19 8
< 표 5> 스마트빌딩주요구현서비스 구분디바이스구현서비스 ( 실증단지적용기술, 시장제품기준 ) 빌딩에너지관리시스템 (BEMS) 빌딩보안관리 빌딩전용플랫폼전력에너지기타에너지보안시스템관리시스템 조명 공기조화 CCTV 통합관리플랫폼 제로에너지빌딩 (ZEB) 기술개발 무선통신으로소비전력을통제하는네트워크스위치 방축열을이용한인공지능냉방시스템, 빌딩탄소제어시스템 실시간 CCTV 이미지분석을통한보안 빌딩주차장무인관리시스템 < 그림 4> 스마트빌딩사례 중국 Pearl River Tower 미국 New York Times 한국 IFC 빌딩외관에풍력발전기설치하여자가전력생산시스템구축 루트론사의조명시스템 퀀텀 적용빙축열냉난방시스템으로전력하여조명전력의약 58% 절감 50% 절감 5) 제로에너지빌딩 (ZEB, Zero Energy Building) : 에너지자립건축물을의미하며, 신재생에너지등을자체적으로생산및공급하는빌딩을말함. 우리나라는 25 년까지제로에너지빌딩을단계적으로의무화할예정 Weekly KDB Report 2018. 11. 19 9
(3) 스마트교통 < 표 6> 스마트교통주요구현서비스 구분디바이스구현서비스 ( 실증단지적용기술, 시장제품기준 ) 대중교통시스템 BIS( 버스정보시스템 ) BRT( 간선급행버스체계 ) 우선신호시스템으로교통흐름관리 주차시스템 무인주차관리시스템, 주차면센서를활용한주차유도시스템등 차량 주차모니터링 CCTV 를활용한불법주정차자동단속 공유차량 세종시카쉐어링 ( 어울링카 세종청사 - 오송역구간 ), 실시간차량예약 공공자전거 IoT기반친환경자전거서비스제공 ( 서울시 따릉이, 세종시 어울링 ) 교통신호 스마트횡단보도 스마트교통안전 보행신호음성안내, 신호연동안전차단바작동, 무단횡단경고방송등 사회적약자 ( 치매노인, 어린이 ) 방범용 CCTV 시스템, 사회적약자에대한위치제공 (4) 스마트에너지 Weekly KDB Report 2018. 11. 19 10
< 표 7> 스마트에너지주요구현서비스 구분디바이스구현서비스 ( 실증단지적용기술, 시장제품기준 ) 전력에너지관련 스마트그리드 6) 실내환경 ( 온도, 습도, CO 2) 모니터링을통한에너지절감시스템스마트검측기 (AMI), 에너지저장시스템 (ESS) 등기술접목 신재생에너지전기차 / 수소차충전소운영, 태양광발전 ( 세종실증단지 ) 스마트가로등 유동인구별조명밝기조절, 환경정보 (CO 2, O 3 ) 수집 환경에너지관련 폐기물시스템 대기환경모니터링 스마트방역 쓰레기통적재량모니터링, 쓰레기자동크린넷등 미세먼지모니터링, GIS 기반악취확산예측모니터링 디지털모기측정기를통한모기발생지점예측등 (5) 스마트워터 < 표 8> 스마트워터주요구현서비스 구분디바이스구현서비스 ( 실증단지적용기술, 시장제품기준 ) 도시용수 워터그리드 상하수도설비 ICT 에기반한고도화된수자원관리기술개발, 일종의플랫폼기술 수돗물정수시스템으로수돗물을식수로사용, 소형로봇상수도원격탐사, VR/AR을활용한지하매설관관리 폐수처리설비 수질측정센서를부착한수상드론활용 수자원환경 재해 재난예측 인공지능형홍수관리시스템, 센서를활용한하천상황실시간모니터링 6) 스마트그리드 (Smart Grid) : 기존전력망에 ICT 를접목하여공급자 - 수요자간정보를교환함으로써지능형전력관리를지원하는시스템 Weekly KDB Report 2018. 11. 19 11
< 그림 5> 스마트시티기술적용사례 스마트교통스마트에너지스마트워터 세이프업 7) 의스마트횡단보도스마트가로등 ( 부산실증단지 ) 홍수관리시스템 ( 수자원공사 ) (6) 스마트정부 < 그림 6> 스마트시티통합플랫폼 자료 : 국토교통부 ( 17) 7) 경기도광명시소재중소기업 ( 대표이사모정혁 ) Weekly KDB Report 2018. 11. 19 12
3. 스마트시티국내참여기업현황 < 그림 7> 고양시 -LG 유플러스스마트시티서비스 스마트쓰레기수거관리시스템 자료 : 고양스마트시티홈페이지 스마트복합환경가로등 8) 스마트시티실증단지조성사업 ( 15 ~ 17, 정부예산약 170 억원 ) : 첨단 ICT 기술기반의도시서비스모델을발굴, 시범적용하여효과성, 시장성, 안전성등을검증하고사업화지원 Weekly KDB Report 2018. 11. 19 13
< 그림 8> LG CNS 시티허브플랫폼 자료 : 스마트시티플랫폼구상도, LG CNS('18.7) < 표 9> 한글과컴퓨터스마트시티관련자회사설립과기업인수합병실적 구분디바이스설립 / 인수주요내용 SW 한컴 MDS '14 년인수 자동차, 디지털가전등산업분야활용되는생산, 효율성향상솔루션제조및공급 한컴지엠디 '10 년설립모바일기기의디지털데이터추출및분석 SW 개발 공급 금융한컴핀테크 '15 년설립크라우딩펀딩 SW 개발및공급 산청 '17 년인수호흡기, 방독마스크, 보호기등개인안정장비제조 HW 유니맥스 '13 년인수무인시, 드론등항공부문관련컴퓨터설계및제조 두레콤 '06 년설립전기, 가스, 수도등원격검침시스템제조 자료 : 선도기업의스마트시티전략 ( 사례분석중심 ), 포스코경영연구원 ( 18.8) Weekly KDB Report 2018. 11. 19 14
< 그림 9> 스마트시티개발사업참여회사 Weekly KDB Report 2018. 11. 19 15
국내스마트시티생태계육성을위한시사점 Weekly KDB Report 2018. 11. 19 16