Journal of the Korea Convergence Society Vol. 9. No. 9, pp. 191-197, 2018 ISSN 2233-4890 https://doi.org/10.15207/jkcs.2018.9.9.191 4 차산업혁명시대의스마트시티현황과전망 김기봉 1, 김근채 2, 조한진 3* 1 대전보건대학교컴퓨터정보과교수, 2 ( 주 ) 미주씨앤디대표이사, 3 극동대학교에너지 IT 공학과교수 Status and Prospect of Smart City in the Fourth Industrial Revolution Era Ki-Bong Kim 1, Geun-Chae Kim 2, Han-Jin Cho 3* 1 Professor, Dept. of Computer Information, Daejeon Health Institute of Technology 2 CEO, Miju Consulting & Development Inc. 3 Professor, Dept. of Energy IT, Far East University 요약세계적으로 1,000만명이상의인구를보유한메가시티는 1975년만해도전세계에서 3개에불과했지만, 2013년에 24개, 2025년에는 30개이상으로확대될것으로예측되고 2050년까지전세계적으로 30억명이상이스마트시티로흡수될것으로전망된다. 특히, 아시아, 아프리카에서도도시화가급속도로진행될것으로예상된다. 이처럼, 도시화가진전되어도시에거주하는인구가늘어나게되면이에비례하여에너지소비의급속한증가, 교통의혼잡, 각종인프라노후등다양한문제점이발생할수있다. 이에따라, 도시문제해결을위한새로운대안으로스마트시티가부각되고있다. 스마트시티는관련기술의발전과함께빠르게확산되고있으며비용절감, 도시서비스향상, 삶의질제고, 생산성 지속가능성을향상시킬수있다. 그러므로본논문에서는국내외스마트시티시장규모와동향을분석하고주요국가별스마트시티관련정책및추진동향과구축사례분석을통해스마트시티관련산업분야별개발현황과시장을전망함으로써 4차산업혁명시대국내스마트시티비즈니스활용모델을제시한다. 주제어 : 스마트시티, 스마트물관리, 스마트빌딩, 스마트교통, 스마트에너지, 정보통신기술 Abstract With a population of more than 10 million people worldwide, MegaCity was only three in 1975, but it is expected to grow to 24 in 2013 and more than 30 in 2025 and more than 3 billion worldwide by 2050 It is expected to be absorbed into smart city. Especially in Asia and Africa, urbanization is expected to proceed rapidly. As the urbanization progresses and the population living in the cities increases, there are various problems such as rapid increase of energy consumption, congestion of traffic, various aging of the infrastructure and the like. As a result, smart city is emerging as a new alternative for solving urban problems. Smart City is rapidly expanding with the development of related technologies and can improve costs, improve urban services, improve quality of life, productivity and sustainability. Therefore, this paper analyzes the size and trend of the domestic and overseas smart city market, and analyzes the smart city related policies, trends and case studies of major countries to see the development status and market of smart city related industries, Present a business utilization model. Key Words : Smart City, Smart Water Management, Smart Building, Smart Transportation, Smart Energy, Information and Communication Technologies * This work was supported by the Korea Sanhak Foundation(KSF) in 2017 * Corresponding Author : Han-Jin Cho(hanjincho@hotmail.com) Received May 4, 2018 Revised August 2, 2018 Accepted September 20, 2018 Published September 28, 2018
192 한국융합학회논문지제 9 권제 9 호 1. 서론 세계적으로 1,000만명이상의인구를보유한메가시티는 1975년만해도전세계에서 3개에불과했지만, 2013년에 24개, 2025년에는 30개이상으로확대될것으로예측되고 2050년까지전세계적으로 30억명이상의인구가스마트시티로흡수될것으로전망된다. 특히, 아시아, 아프리카에서도도시화가급속도로진행될것으로예상된다. 이처럼, 도시화가진전되어도시에거주하는인구가늘어나게되면이에비례하여에너지소비의급속한증가, 교통의혼잡, 각종인프라노후등다양한문제점이발생할수있다. 이에따라, 도시문제해결을위한새로운대안으로스마트시티가부각되고있다. 스마트시티는기존도시에비해도시의경쟁력과시민의삶의질향상을위하여건설 정보통신기술등을융 복합하여건설된도시기반시설을바탕으로다양한기술과서비스를지속적으로제공하는스마트한도시를의미한다 [1]. 스마트시티는특정한플랫폼이나서비스가아닌, 시민대상또는도시효율성을높일수있는다양한기술과서비스를제공하는 ICT(Information and Communication Technologies) 를활용하여도시의각종기능을네크워크로연결해주는똑똑한도시를지향한다 [2]. 스마트시티는관련기술의발전과함께빠르게확산 되고있으며비용절감, 도시서비스향상, 삶의질제고, 생산성 지속가능성을향상시킬수있다. 그러므로본논문에서는국내외스마트시티시장규모와동향을분석하고주요국가별스마트시티관련정책및추진동향과구축사례분석을통해스마트시티관련산업분야별개발현황과시장을전망함으로써 4차산업혁명시대국내스마트시티비즈니스활용모델을제시하고자한다. 2. 국내 외스마트시티시장현황및동향 2.1 국내스마트시티현황 국내스마트시티조성사업은정부와지자체그리고통신사가협업하여추진중이며, U-City 구축사업 과 스마트시티실증단지조성사업 이대표적인사례로 볼수있다. U-City 구축사업은 유시티법 에의거하여통신망, 지능화된기반시설, 도시통합운영센터와같은기반시설구축위주로신도시의인프라조성사업과함께추진되었다. Table 1. Comparison of U-City and Smart-City[3] Division U-City Smart-City Invest Construct Direction System Configuration Construction-ICT Services Index Investment convergence infrastructure Focus investment center Manager-centric Limited to individual infrastructure silos Citizens, businesses, government, etc. System linkage and intelligence Ground New City Development Use existing city Information Processing Infra Individual control center Detection system for individual infrastructure and only some major infrastructure Individual control center + link center + integrated data quality control Verification + Enhanced security IoT Embedded and compatible with all infrastructures 유비쿼터스도시의건설등에관한법률은현재상, 종합지원시책마련, 인증제도, 해외진출지원을위해스마트도시조성및산업진흥등에관한법률 ( 스마트도시법 ) 로전면개정되었다. 스마트시티실증단지조성사업은기존도시에유무선네트워크와사물인터넷기술을적용하여다양한어플리케이션기반의응용서비스발굴및시범적용을위주로추진하고있으며, 우리정부와지자체는각각 KT, SK 텔레콤-LG 유플러스를통해시스템및통신망을구축하여도시의교통정보제공, 빌딩관리, 주차, 보안및방범등다양한서비스를제공하고있다. 2.2 해외스마트시티현황 해외스마트시티현황과미래전망은전문기관마다차이가있지만, 앞으로 10~20년동안급속도로성장할것으로예측하고있다 [4].
4 차산업혁명시대의스마트시티현황과전망 193 Table 2. Smart City Market Outlook Division Frost&Sullivan McKinsey Gran View Forecast Year 2020 2025 2013~2020 Market Size $ 1.5 trillion $930 billion to $1.7 trillion $5,68 billion to $1.4trillion 최근스마트시티는산업정책에있어중요한아젠다로부상하고있으며, 정보통신기술과건설, 교통기술을융 복합하여친환경도시개발및재생, 지능형공간정보제공, 빌딩자동화부문등다양한산업분야에적용되고있다 [5]. 유럽과미국은공공보다는민간참여에의한시민의삶의질향상을추구하는친환경도시건설을목표로문화와예술을융합한다양한서비스를제공하고있으며, 아시아지역에서는민간보다는공공부문위주의스마트에너지및환경에대한지역및국가경쟁력강화를위해에너지자립형도시건설을계획하여추진하고있다 [6]. 이처럼, 해외주요국가의경우지구온난화등기후변화에적극적으로대응하고지역및국가경제활성화를위해스마트시티구축을가속화하고있다. 3. 주요국가별스마트시티추진정책 3.1 국내스마트시티정책및구축사례기존의 U-City 관련법은새로운도시지역의건설과다양한기술및서비스를지원하고확산을추진하였지만, 글로벌스마트시티구축을위한패러다임반영및관련산업분야지원에는부족함점이있었다 [7]. 이에, 정부는스마트시티를 7가지신산업중하나의분야로포함하여중점적으로육성하기위해, 기존 U-City 법을스마트도시법으로전면개정하여스마트시티의유형을정의하고건설사업의면적완화, 구축대상사업신설, 스마트시티센터및정보정의, 시스템연계, 스마트기반시설의운영관리를강화해나가고있다. 또한, 스마트시티사업계획과실행계획의통합관리, 사업중복방지, 지원기관기능을강화하고공공주도에서민간참여형으로전환하고있으며, 관리ㆍ관제중심에서서비스제공중심으로변경해나가고있다. Fig. 1. Domestic Smart City Policy Change 3.2 해외스마트시티정책및구축사례세계각국은중앙정부차원에서스마트시티구축과관련기술개발계획을발표하고있으며, 국가별로스마트시티관련정책을의욕적으로추진중이며, 특히중국과인도는대규모투자를하고있는것으로조사되었다 [8]. 미국은 Smart Cities Initiative를 2015년도에발표하고, 연방정부주도로연구개발 (R&D) 프로젝트지원에총 1억6천만달러를투자하여기후환경변화대응, 지역 국가경제성장활성화, 교통문제해결등과도시의다양한문제를해결하는데정책을추진하고있다 [9]. EU는스마트시티및커뮤니티혁신파트너쉽전략실행계획을 2013년발표한이후, 유럽집행위원회 (EC) 가주도하여효과적인에너지정책추진과교통문제해결등스마트시티구축사업을총괄하여추진하고있다. 영국은세계스마트시티산업분야에서시장점유율 10% 를목표로 Open Data, Future Cities Demonstrator 정책을 2012년부터추진하고스마트시티관련정보통신기술등의기술표준화에집중투자하고있다 [10]. 중국은 2015년신형도시화계획을통해 500개스마트시티개발계획을발표하고 2020년까지연구개발 500억위안 (10조원), 인프라구축등 1조위안 (182조원) 투자를계획하고있으며, 인도는 100개이상의스마트시티건설을 2020년까지완성하기위해총 19조원의투자계획을발표하여추진하고있다. 싱가포르는스마트네이션 (Smart Nation) 프로젝트를 2014년도에공식적으로추진하여 SNPO(Smart Nation Programme Office) 를설치하고관련대학, 민간기업, IBM 등해외기업, 도시시민등과의협력체제를구성하여시범사업을활발히추진하고있다. 일본은지역및국가의효율적인에너지정책을추진
194 한국융합학회논문지제 9 권제 9 호 하기위해교토, 요코하마, 기타큐슈, 도요타등 4개지역에집중적인투자를진행하고있다. 4. 스마트시티산업분야별시장전망과비즈니스전략 4.1 스마트물관리 세계물시장은 7,139억불 ( 16) 규모, 연평균 3% 성장할것으로전망하고있다. 선진국은노후시설개량, 개도국은상하수도인프라확충, 중동은해수담수화 재이용수요가물시장성장을견인하고있다. 세계물시장의투자전망은향후, 20년간최대투자시장을형성하고 18조달러를투자할것으로예상하고있다 [11]. 스마트물관리의효과적인추진전략은다음과같다. 첫째, 스마트물관리기술경쟁력강화와해외진출을위한각종지원체계를구축하는것이다 [12]. 국가물산업클러스터를중심으로기술개발에서시장진출까지단계별장애요인을해소한지원체계를구축해야한다. 둘째, 스마트물관리기반구축을위한새로운시장을창출해야한다. 기후변화에따른물부족에대비하고물산업을미래성장동력으로육성하기위한新산업 시장창출프로젝트를추진해야한다. 셋째, 물산업혁신을위한제도적기반을조성해야한다. 물산업클러스터운영, 물기업육성및해외진출을 One-Stop으로지원하기위한관련법 제도및전담기관을마련해야하고상하수도운영 관리효율화및전문성강화를위해효과적인물수요관리, 지역간서비스불균형해소등을위한지방상수도운영 관리및경영환경을개선하고상수도전문직들의순환근무를제한하며, 광역 기초지자체상수도사업조직간연계근무를강화하고물산업전문인력양성및창업지원을위해물융합석 박사과정등협력대학원을설치 운영해야한다. 4.2 스마트빌딩 스마트빌딩은인텔리전트빌딩 (Intelligent Building) 으로도불리며, 건물에정보통신기술 (ICT) 이융합된첨단건물이라할수있고전통적인의미로는건축, 통신, 빌딩자동화, 사무자동화등의유기적인연계 통합으로 최신기술과서비스를제공함으로써빌딩관리의기능성및효율성을제고, 경제성과신뢰성향상, 안전성을지향하는빌딩을의미한다 [13]. 최근에는사물인터넷기술의발전에따라빌딩의주요시설및설비에센서네트워크를적용해건물내부의전체현황및상태를모니터링하고지능형상황관리와최적의운영환경을지원하는것으로의미가진화하고있다. 스마트빌딩산업의세계시장은 2016년에 57억 3,000만달러에서 2021년에이르면 247억 3,000만달러규모로확대될것으로전망하고있다 [14]. 한편, 가트너는상업용빌딩의사물인터넷도입은 2018년 10억대를넘어설것이라고발표하면서스마트홈시장에이어두번째로가장많은 IoT기기확산이이뤄질것이라고예상하고있으며, 에너지절약형건물에대한운영관리솔루션의세계시장규모는점진적으로확대할것으로기대하고있다. 세계시장은 2007년 10조원 ( 년 ) 에서 2030년 30조원 ( 년 ) 으로국내시장은 2007년에 0.2조원 ( 년 ) 에서 2030년 1조원 ( 년 ) 으로확대될것으로전망하고있다. 스마트빌딩은최근의많은국가들이지향하는스마트시티생태계의근간으로, 오너와운영자들에게효율성을높여주고, 사용자들에게는편의성과안전성을제공해줄수있도록개발해나가고있다. 4.3 스마트교통스마트교통은기존의교통시스템과최신스마트기기의기능이융 복합되면서보다지능화되고, 똑똑해진미래교통서비스로스마트교통시장현황은 2014년 450 억달러에서향후, 2021년에는 1,764억달러규모로성장할것으로예측하고있다 [15]. 스마트교통산업의비즈니스전략은다음과같다. 첫째, 새로운교통서비스및모델을개발해야한다. 스마트교통서비스에대한충분하고세부적인사전검토를통하여선택과집중이필요하고글로벌경쟁력을갖춘민간교통서비스모델발굴을통해선순환구조의생태계를조성하여지속가능한수익창출을유도해나가야한다 [16]. 둘째, 지속가능한교통기술을개발해야한다. 스마트시티에서교통핵심기술을파악하고융합기술을바탕으로한창의적인관점에서교통기술개발전략을수립하여추진해야한다.
4 차산업혁명시대의스마트시티현황과전망 195 셋째, 스마트시티교통산업을활성화해야한다. 스마트시티교통의지속가능성을위해신스마트교통서비스개발에재투자되는선순환구조와개방형협력체계를구축해야한다. 넷째, 한국형스마트시티의해외시장진출을활성화해야한다. 우리나라스마트교통부문에서창조적인기술과서비스를적극개발하여해외진출을도모함으로써국내교통분야를첨단화하고관련산업을활성화할필요가있다. 다섯째, 법 제도정비및구축지원이필요하다. 스마트교통산업관련법과제도를정비하여경제적지원을강화하고교통부문에특화된장기적인스마트시티로드맵을수립및이행하는등적극적인홍보전략을마련해나가야한다. 4.4 스마트에너지스마트에너지산업의시장현황은 2010년 18억달러에서향후, 2020년에이르면약 40억달러로 2배이상으로성장할것으로전망된다 [17]. IDC( 시장조사기관 ) 는 2013년에, 유럽에서추진되고있는스마트시티프로젝트중에서스마트빌딩, 그리드등에너지관련사업추진이가장많은것을확인하면서스마트에너지의중요성을강조하였다. 스마트에너지산업의비즈니스전략은다음과같다. 첫째, 정부주도형사업의한계를극복해야한다. 지금까지국내뿐만아니라해외의주요에너지관리시스템들은정부의주도하에구축이되어온경향이크다. 현재의에너지산업의관리및운영체계는소비자의입장에서도확실한강점을제시할수있는부분이있다는점에서향후의무한한발전가능성이존재하며, 이를바탕으로소비자의인식을제고하여시장에안착할수있는전략수립이필요하다. 둘째, 에너지관리시스템에대한인식제고및소비자니즈를충족해야한다. 에너지관리시스템산업이지속적으로성장해나가기위해서는소비자뿐만아니라, 생산및서비스를담당하는생산업계등각계각층에걸친인식제고가요구된다. 셋째, 사물인터넷 (IOT) 과정보통신기술 (ICT) 의융 복합을통해보다다양하고첨단화된서비스제공이필요하다. 생산성을고려한소비자요구사항을만족시키기위해서는저렴한가격으로 IOT, ICT 등새로운부가가 치를제공해줄수있는분야와의결합을통해고도화된서비스를지향하고, 또한다양한상황에서의에너지사용량을계측및예측하고, 이에따라생산성을해치지않는범위내에서의에너지절감을위한자동화된기기제어가구현되어야한다. 5. 스마트시티발전을위한추진과제지금까지, 다양한산업분야의스마트시티시장과비즈니스추진전략에대해서살펴보았고, 국내스마트시티발전을위해서다음과같은추진과제를제시하고자한다. 첫째, 도시혁신강화와국민관심을제고해야한다. 우리정부가스마트시티를전략을적극적으로추진하고있는데반해, 정작국민의관심도는매우낮은상황이다. 스마트시티는도시혁신의일환이기때문에한국에서도시혁신이활발해져야스마트시티도탄력을받을수있으며, 도시혁신을활성화하는데두가지장애요인을제거해나가야한다. 하나는현재도시혁신을주로지방자치단체장의일로생각하고중앙정부와민간, 지방공무원조차주인의식을갖지못하고있다는것이고나머지하나는도시발전을주로토목 건설에집중하여제반인프라는어느정도성과를내지만, 소프트웨어나서비스분야는낙후되고있는불균형현상이발생하고있다는것이다. 따라서스마트시티구축을통해사회경제적으로기대되는파급효과를효과적으로알리고전국민이함께참여할수있는환경을조성해나가야한다. 둘째, 국가적추진동력이확보되어야한다. 중앙정부추진체계는국토교통부가주로주관하고, 타관련부처는해당분야시범사업등을통해간접적으로지원하는형태로추진하고있으며, 지방자치단체는정부부처의개별적인지원으로타지자체와연계성을고려하지않고독자적으로진행하고있는것이현실이다. 이에따라, 스마트시티추진동력이매우약화되어있으므로중앙과지방을수직적으로연결하고, ICT와건설을비롯한각종도시산업을수평적으로융 복합하는등강력한추진동력창출이필요하다. 셋째, 도시규제를타파해나가야한다. 규제는어디서나한국의발전을가로막는장애물이지만스마트시티는공공서비스를기반으로하다보니, 정부및공공의다양한규제로부터많은영향받고있다. 각종스마트시티부
196 한국융합학회논문지제 9 권제 9 호 문의시범사업이나도시의혁신모델개발도기존의규제가허용하는범위안에서이루어지고있으며, 이를벗어나면예산낭비등이유로각종제재를받고있는것이현실이다. 시범사업이후, 각종불필요한규제개혁을위한법적근거와절차가마련되어야한다. 넷째, 기술기반과산업역량을강화해야한다. 스마트시티구축에필요한관련기술을해외선진국에의존할수도있지만, 이것은세계시장에서의우리의경쟁력을높이는데한계가있다. 스마트시티산업에서해외선진국대비우리의기술력은아직미흡하기때문에중장기적인관점에서첨단스마트기술력을확보하는현실주의적접근이필요하고국내대기업의수직계열화는가능해도수평적인협업 지원이안되는구조적한계를극복하기위해국가주도의융 복합산업화전략추진이이행되어야한다. 6. 결론이처럼, 4차산업혁명시대의스마트시티관련산업분야별비즈니스가활성화된다면, 산업분야별새로운비즈니스모델을발굴하고산업현장에적용하여생산성향상및고부가가치를창출함으로써국가경쟁력강화및경제성장에기여할것으로기대된다. 또한, 스마트시티개별인프라간연계 통합으로상호시너지가발생해전기료 수도료및에너지사용요금절감, 교통정체해소, 이산화탄소 (CO2) 감소등의각종도시관리효율성이향상되고글로벌스마트시티시장진출을통해해외건설수주증가등스마트시티가우리나라의새로운성장동력으로대두되어신산업생태계조성및고부가가치창출에기여할것으로전망된다. REFERENCES [1] Ministry of Land, Infrastructure and Transport. (2017). Smart City Law [2] ICT Smart Building in the UK. blog.naver.com [3] Smart City Policy Direction and Strategy, Monthly Transportation, 2017 [4] NIA, Smart City development prospects and Korea's competitiveness(november 11, 2016) [5] Global U-City Trends and Prospects, 2014 [6] Examples of overseas smart cities. blog.naver.com [7] Strategy and Direction of Urban-based Innovation Policy for Activating Local Innovation: Urban Innovation Space and Data-Based Urban Innovation, 2017 [8] KT, Future Growth Business, Smart City Market and Opportunity(Aug 28, 2017) [9] Top 10 internet issues in 2018. Korea Internet Promotion Agency(January 31, 2018) [10] Future nature and human city... Is Smart City a new phenomenon?. luxmen.mk.co.kr [11] Infrastructure to 2030(OECD) [12] Smart water industry fostering strategy and water treatment technology development trend of major countries. itdcenter.blog.me [13] Space Information Newsletter 19. 2014 [14] Markets and Markets, 2016 [15] KB Knowledge Vitamins, Smart Mobility Status and Outlook(Jul 27, 2015) [16] Application of Smart City's Road Traffic System Demonstration. 2016 [17] Cisco, IBM take over Huawei Smart City. blog.naver.com 조한진 (Han-Jin Cho) [ 종신회원 ] 1999년 2월 : 한남대학교컴퓨터공학과 ( 공학석사 ) 2002년 8월 : 한남대학교컴퓨터공학과 ( 공학박사 ) 2002년 8월 ~ 현재 : 극동대학교에너지IT공학과교수 관심분야 : 융복합보안, 모바일보안, 네트워크보안 E-Mail : hanjincho@hotmail.com 김기봉 (Ki-Bong Kim) [ 종신회원 ] 1993년 2월 : 충남대학교전산학과 ( 이학석사 ) 1998년 8월 : 충남대학교전산학과 ( 이학박사 ) 1997년 3월 ~ 현재 : 대전보건대학교컴퓨터정보과교수 관심분야 : 데이터베이스, 헬스케어, ICT 융합 E-Mail : kgb5954@hanmail.net
4 차산업혁명시대의스마트시티현황과전망 197 김근채 (Geun-Chae Kim) [ 정회원 ] 2000년 2월 : 한밭대학교전자계산학 ( 학사 ) 2012 ~ 현재 : ( 주 ) 미주씨앤디대표이사 관심분야 : ICT 컨설팅, 빅데이터, PMO E-Mail : kckim@mijucnd.co.kr