대한건설정책연구원

주요국의 국토·도시 디지털 트윈 정책 동향 및 시사점

(싱가포르, 영국, 호주)

 

[ 서 기 환 국토연구원 연구위원(khseo@krihs.re.kr) ]

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디지털 트윈은 가트너(Gartner)가 2017년부터 2019년까지 3년 연속으로 10대 전략기술 트렌드로 선정하면서 일찍부터 세계적인 주목을 받기 시작했다. 가트너는 2017년 디지털 트윈이 처음으로 10대 전략기술로 선정될 당시 2021년까지 대형 제조업체의 절반 정도가 디지털 트윈을 도입할 것이라 전망하였고, 그에 따른 편익이 약 10% 발생할 것으로 예측했다. 또, 세계적 전략 컨설팅 회사 엑센추어(Accenture)는 2021년 5대 전략기술로 디지털 트윈을 선정한 바 있다. 

 

이와 같이 디지털 트윈은 미래 기술 트렌드로 지속적인 관심을 받고 있다. 제조업에서 보건의료, 건설·환경, 국토·도시 등 다양한 분야로 적용영역을 점차 확대해 나가고 있다. 특히, 세계 각지에서 국토·도시에 대한 디지털 트윈 구현 노력이 급격히 증가하고 있다. ABI research(2019)에 따르면 2025년까지 전 세계 500개 이상의 도시에서 디지털 트윈을 도입할 것으로 전망하였다. 아래는 버추얼 싱가포르(Virtual Singapore)를 비롯해 국가 주도로 디지털 트윈을 국토·도시에 적용하기 위해 노력 중인 영국과 호주의 디지털 트윈 정책을 살펴보았다. 

 

버추얼 싱가포르(Virtua Singapore)

싱가포르는 디지털 경제(Digital Economy), 디지털 정부(Digital Government), 디지털 사회(Digital Society) 등 3개 축(key pillars)을 기반으로 국가 디지털 전환을 추진하고자 스마트 네이션(Smart Nation) 전략을 수립하여 추진 중이다. 스마트 네이션 실현을 위해 전략 국가 프로젝트(Strategic National Projects), 도시 생활(Urban Living), 교통(Transportation), 건강(Heath), 디지털 정부 서비스(Digital Government Services), 스타트업과 비즈니스(Startups and Businesses) 등 6개 분야를 이니셔트브(Initiatives)로 정하여 추진 중이며, 이 중 도시 생활 구상의 일환으로 버추얼 싱가포르(Virtual Singapore) 사업을 추진하였다. 

 

버추얼 싱가포르는 싱가포르 국립연구재단(National Research Foundation)의 주도하에 3차원 가상 도시 모델(3D city model)과 데이터 플랫폼(collaborative data platform)을 구현하는 프로젝트이다. 2014년에 시작해 5년간 약 7,300만 달러가 투자되어 2018년에 1차 사업이 완료되었다. 버추얼 싱가포르는 3차원 도시 모델을 이용해 도시계획을 지원하는 등 가상 도시를 실험실 또는 새로운 서비스를 위한 테스트베드로 활용하거나, 도시 및 교통계획을 위한 의사결정지원과 연구자를 위한 연구개발 환경지원 등 4가지 주요 기능을 제공하고 있다. 

 

세계 최초로 도시 혹은 국가 전체를 3차원 데이터 모델과 플랫폼으로 구축한 버추얼 싱가포르는 근래까지 우수 사례로 거론되어 왔다. 그러나 2018년 이후 변화된 도시 데이터의 갱신과 플랫폼 커스터마이징 등을 이행하는 과정에 어려움을 겪기도 하였다. 이는 버추얼 싱가포르가 플랫폼 구축을 위해 특정 기업(Dassault Systems)의 제품을 도입해 해당 기업에 기술적으로 종속된 결과로 보인다. 

 

영국의 국가 디지털 트윈 타임라인 

영국은 디지털 트윈을 정책적으로 도입하기에 앞서 2011년 BIM(Building Information Modeling)을 정부의 건설전략으로 채택하였다. 이를 위해 영국 정부는 산업계와 함께 BIM 작업반(BIM Task Group)을 구성하여 산업계에 표준을 지원하고, 우수 사례를 공유하였다. 2011년 수립된 건설전략은 2016년까지 공공부문 프로젝트에 레벨 2 수준의 BIM 사용을 의무화하도록 했다. 그 결과 2013년부터 2014년까지 BIM 도입을 통해 약 8억 8,400만 파운드의 건설 관련 비용을 절감할 수 있었다. 영국은 이러한 초기 성과를 바탕으로 디지털화된 건축 표준을 만들어 건설 전반에 확산하고자 하였으며, 건설 및 인프라 관련 디지털 기술개발에서 세계 최고가 되는 것을 목표로 하였다. 2015년에는 BIM 전략에서 한 단계 발전시킨 디지털 빌트 브리튼(Digital Built Britain)을 미래 전략으로 제시하였다. 디지털 빌트 브리튼은 디지털화된 건설기술, 스마트 시티, 디지털 경제, 시민들이 생산하는 빅데이터를 이용하여 물리·사회·경제적 인프라와 그들이 제공하는 서비스의 설계·구축·운영 및 통합 방식을 발전시켜 미래 영국 사회를 앞당기고자 하였다.  

  

디지털 빌트 브리튼 전략을 수립한 2015년에 국가인프라위원회(National Infrastructure Commission, NIC)를 설립하였다. 국가인프라위원회는 인프라에 대한 미래구상과 권고사항을 제시하고 있다. 국가인프라위원회는 디지털 빌트 브리튼 전략 추진 기관으로 2017년 디지털 빌트 브리튼 센터(Centre for Digital Built Britain, 이하 CDBB)를 설립하였다. CDBB는 영국 재무부의 지원으로 캐임브리지 대학 내 관·산·학 협력체로 구성되었다. 그리고 인프라 및 건설정보 공유를 통한 경제적 성과와 사회적 편익을 추구하기 위해 2017년 국가 디지털 트윈(National Digital Twin, NDT) 프로그램을 제시하였다(NIC. 2017). 

 

CDBB는 디지털 프레임워크 태스크 그룹(Digital Framework Task Group, 이하 DFTG), 공공분야 ISO 전환 워킹그룹(Public Sector ISO Transition Working Group, PSITWG), BIM 상호운용성 전문가 그룹(BIM Interoperability Expert Group), 영연방 워킹그룹(Home Nations Working Group), 건물 고객 그룹(Buildings Client Group), 지방정부 워킹그룹(Local Authorities Working Group) 등 6개의 워킹그룹을 만들어 운영하고 있다. 이중 DFTG는 2018년 건조환경(Built Environment)을 위한 정보관리프레임워크(Information Management Framework)의 개발과 적용을 가이드하기 위해 영국 재무부에 의해 설립되었다. 정부, 학계, 산업계의 전문가로 구성되어 국가 디지털 트윈과 관련하여 가장 중요한 업무를 담당하고 있다.  

 

DFTG는 2018년 설립과 함께 첫 번째 성과로 국가 디지털 트윈과 정보관리프레임워크를 위한 원칙으로 쌍둥이 원칙(Gemini Principles)을 제시하였다. 쌍둥이 원칙의 주요 내용은 <표 2>와 같다. 모든 디지털 트윈의 구축에는 분명한 목적이 있어야 하고, 신뢰할 수 있어야 하며, 반드시 효과적으로 기능해야 한다는 3가지 상위 원칙과 9개의 세부 원칙을 제시하고 있다.

 

DFTG는 두 번째 성과로 2018년 말에 정보관리프레임 워크 도출을 위한 로드맵도 수립하였다. 

 

영국의 국가 디지털 트윈은 도시와 같은 건조환경이 하나의 거대한 디지털 트윈으로 구현된 모델이 아니라 여러 개의 개별 디지털 트윈이 데이터 공유를 통해 상호 연결된 연합체라고 정의하였다. 그리고 국가 디지털 트윈이 가져올 수 있는 편익을 <표 3>과 같이 사회·경제·사업 및 환경 4가지 측면으로 구분하고 있다. 

 

지금까지 살펴본 영국 사례는 싱가포르와 달리 정부가 3차원 도시 모델과 플랫폼을 구축하기에 앞서 국가 디지털 트윈의 실현에 필요한 원칙(Gemini Principles)과 추진전략(Roadmap) 등 주요 지침을 제시하는데 많은 노력을 기울였다는 것을 알 수 있다. 또, 다른 한편에서는 CDBB를 중심으로 다양한 주체가 참여하는 파일럿 프로젝트를 추진하여 디지털 트윈을 통한 인프라의 효율적 관리와 최적화에 따른 비용 절감 수준을 점검하고 있다. 이를 통해 디지털 트윈의 효과를 정량화해 전국 확산에 필요한 정책 방안을 제시하고자 시도 중이다. 

 

호주 국가 디지털 트윈(Spatially Enabled Digital Twins) 

호주도 세계적 화두로 떠오른 데이터 경제(Data Economy)와 디지털 전환(Digital Transformation)에 대응하기 위해 디지털 트윈을 구상하고 있다. 호주 정부는 IoT나 빅데이터 같은 디지털 기술 활용에 따른 경제적 편익이 연간 GDP 성장률의 0.5~1% 가량 증가할 것으로 추정하였다. 호주는 2014년에 이미 정부가 보유한 데이터의 직·간접적 가치의 합산이 연간 250억 호주달러가 될 것으로 추정하였다. 호주는 영국 국가 디지털 트윈과 쌍둥이 원칙(Gemini Principles)을 기반으로 호주에 적합한 우선순위나 요구사항을 고려한 원칙과 추진 방향을 제시하였다. 영국 사례를 참고한 만큼 개별 디지털 트윈의 연합(Federation)을 국가 디지털 트윈으로 보고, 디지털 트윈의 구현 목적에 따라 데이터의 상세도 수준(Level of Detail, LoD)과 정확도(Accuracy)를 달리하도록 안내하고 있다.  

 

특히, 호주는 공간정보기반(Spatial Data Infrastructure, SDI) 디지털 트윈을 구현하기 위해 공간정보인프라 정책을 관장하는 호주·뉴질랜드 토지정보위원회(The Australia and New Zealand Land Information Council, ANZLIC) 산하 공간정보 위원회(Spatial Information Council)가 원칙을 마련하였다. 공간정보기반 디지털 트윈은 지상과 지하의 현실 세계 객체들이 가상공간의 트윈 데이터와 공간(spatial) 및 위치(positioning)정보에 의해 결합 된 것을 의미한다. 공간정보기반 디지털 트윈은 1) 지상/지하의 건조 및 자연환경(built and natural environment)을 모두 포함하고, 2) 정확한 위치 체계가 기반이 되며, 3) 기존 및 새로 구축하는 3D/4D(시계열 자료) 데이터, 3D Mesh 데이터, 공간 시스템과 디지털 공학 모델(예: BIM)을 모두 포함하고, 4) 적절한 수준의 정확성과 적절한 공간 단위(scale)에서 실현되어야 한다고 제안하였다. 특히, 공간정보기반 디지털 트윈은 도시화로 인해 복잡하게 얽혀 있는 문제들을 관리하는데 유용한 정보를 제공할 것으로 예상하였다. 

 

호주는 디지털 트윈 생태계의 복잡성을 고려하여 디지털 트윈의 개발과 생태계에 필요한 가이드를 제공하기 위해 국가 디지털 트윈 원칙을 제시하였다. 국가 표준과 국제 표준(OGC, ISO, W3C 등)을 준용해 데이터 재사용성을 높이고, 모든 사용자의 편익을 극대화하고자 하였다. 

 

우리의 현실과 해외 사례의 시사점

싱가포르, 영국, 호주 등 디지털 트윈을 통해 혁신을 꿈꾸고, 국가적 디지털 전환에 있어서 세계 최고가 되고자 하는 이들 국가와 비교할 때 우리나라는 어느 위치에 와있을까?

우리나라는 1995년부터 국가공간정보정책을 추진해 오고 있다. 지난 26년간 공간데이터의 구축과 갱신, 이를 활용한 정보시스템(일반적으로 지리정보시스템 또는 공간정보시스템이라 칭함) 등의 구축과 관리에 약 5조 원의 정부예산이 투입되었다. 공간 데이터의 구축은 실세계 객체를 주로 2D 기반으로 디지털화하는 것이고, V-World와 같이 일부는 3차원 데이터로 구현하기도 하였다. 다시 말해, 국토·도시와 관련해 상당 부분의 디지털화가 진행되었고, 디지털 트윈을 위한 기초는 어느 정도는 마련되었다고 할 수 있을 것이다. 또한, 정부는 코로나 19로 인한 경제위기 극복을 위해 2020년 7월 한국판 뉴딜 종합계획을 발표하였다. 디지털 트윈은 한국판 뉴딜의 10대 대표과제로 선정되어 중앙부처, 지자체, 공공기관 등 정부의 정책에 대응하기 위해 노력 중이다. 2021년 올해 디지털 트윈 관련 사업이 10여 개가 넘고, 예산도 1,500억 원을 훌쩍 넘어섰다. 그러나 우리에게는 여러 정부 기관이 추진하는 디지털 트윈 사업을 코디네이션 할 전략계획이나 가이드라인이 부재한 것이 현실이다. 해외 사례에서 보면 복잡다단한 디지털 트윈을 다양한 기관이 추진하더라도 데이터를 효율적으로 공유할 수 있도록 데이터 표준과 거버넌스 등 국가가 정책적 가이드라인과 로드맵을 먼저 수립했다는 것이다. 당장 데이터를 구축하고 플랫폼을 구축하는 사업에 집중하기보다 이러한 사전 계획과 전략 수립이 우선되어야 할 것이다. 물론, 그렇다고 해서 이미 추진 중인 사업을 모두 중지시킬 수는 없는 노릇이지만 조속히 국가 정책이 마련되어야 한다. 

  

다행스럽게도 디지털 뉴딜을 총괄하는 과학기술정보통신부에서 ‘국가 디지털 트윈 전략(안)’을 마련하고 있다는 소식이 있다. 국토교통부도 지상과 지하의 3차원 공간정보를 통합관리하기 위한 전략계획을 수립하고 있다. 또한 본고의 저자도 국책연구기관에서 자체적으로 ‘디지털 트윈 국토 추진을 위한 전략 연구’를 수행하고 있다. 정부의 전략 수립과 다양한 기초연구를 통해 향후 우리 국토와 도시의 디지털 트윈 구현에 작은 보탬이 되기를 기대해 본다.