▲ 버추얼 싱가포르의 정책활용 사례 / 출처: 한국전자통신연구원

 

최근 국가 차원에서 디지털 트윈을 국토 또는 도시에 적용하기 위한 정책을 실행하는 국가는 대표적으로 싱가포르와 영국이 있다. 먼저 싱가포르는 버추얼 싱가포르(Virtual Singpore)를 통해 도시 내 모든 시설과 구조물을 3차원 디지털 트윈으로 구현하고 있다.

 

싱가포르의 스마트 네이션(Smart Nation) 프로젝트 일환으로, 다양한 주체들이 협업할 수 있는 가상 국토 플랫폼을 구축하기 위해 2014년부터 싱가포르 국립연구재단(NRF) 주도로 버추얼 싱가포르 프로젝트를 시작했다.

 

전 국토의 가상화를 위해 다쏘시스템과 협업, 3차원 공간정보를 기반으로 한 디지털 트윈을 구축하고, 관리 및 제어를 위한 플랫폼을 구축하였다. 2018년까지 약 7,300만 달러를 투입해 버추얼 싱가포르를 구축하였으나 이후 기능개선과 데이터 갱신에 지나친 비용요구로 사업이 일시 중단된 바도 있다.

 

버추얼 싱가포르는 3차원 가상도시 환경을 통해 도시계획 및 정책 추진을 위한 의사결정을 지원하고, 도시의 각종 정보 공개를 통해 시민들과 소통·공유하며, 이를 통해 시민의 삶의 질을 높이는 것을 목표로 하고 있다. 그래서 싱가포르 전체의 3D 모델링과 시각화를 통해 다양한 도시 공간현상을 분석하는 것이 주사용 목적이며 버추얼 싱가포르를 통해 정부의 효과적인 정책 추진과 의사결정, 민간의 기업환경 분석, 연구자를 위한 테스트 베드, 공공 커뮤니티 협업과 같은 다양한 영역에서 효과를 기대할 수 있다.

 

예를 들어 도시 설계 시 가상공간에 먼저 건물을 구현하고, 건물 배치에 따른 공기흐름을 시뮬레이션하여 최적의 통풍(바람길) 설계나 일조권 등을 분석한다.

 

버추얼 싱가포르는 가상실험, 테스트 베드, 계획 및 의사결정, 연구개발의 네 가지를 주요 기능으로 제시하고 있으며 도시설계 시 공간 배치 시뮬레이션 외에도 태양과 발전과 같은 신재생 에너지 생산시설의 배치 분석, 가스 유출과 같은 위기 상황에서의 대피 경로 시뮬레이션 등 재난재해와 관련해서도 다양한 측면에서 활용이 가능하다.

 

버추얼 싱가포르 프로젝트에는 싱가포르 국립연구재단, 국무총리실, 국토청, 기술청 등 다양한 주체가 참여하고 있으며, 싱가포르 국립연구재단이 버추얼 싱가포르 프로젝트의 개발 주체를 맡고, 국토청은 3D 공간데이터의 제공과 버추얼 싱가포르 플랫폼 운영을 담당하고 있다.

 

기술청은 정보통신 기술 분야의 전문가를 제공하는 등 다양한 공공주체가 여러 단계에서 참여하고 있으며, 공공주체 외에도 연구기관, 민간 사업체, 시민 등 다양한 주체가 버추얼 싱가포르에 참여하여 정보를 탐색 및 분석하고 활용할 수 있도록 했다.

 

 

 ▲ 영국 국가 디지털 트윈의 타임라인 / 출처: 국토연구원

 

영국은 2017년 영국 국가 인프라위원회에서 도시 내 인프라의 생산성 향상 및 데이터 기반 산업 창출 및 활성화를 위한 권고로서 디지털 프레임워크와 국가 디지털 트윈추진을 제시하였다. 디지털 트윈 구축을 통해 데이터 기반 경제엣 인프라 분야의 발전과 국가 인프라의 관리, 계획 및 예측을 도모할 것을 기대했다.

 

예를 들면, 에너지나 수자원 등의 최적 사용량 예측, 교통 흐름을 반영한 교통체증 해소, 테러 등 위기 상황에 대한 회복력 증대, 시민 삶의 질 향상을 목적으로 진행하였다.

 

 

▲ 영국 국가 디지털 트윈 / 출처: 국토연구원

 

영국의 “국가 디지털 트윈”은 2011년 건축 환경에 BIM을 적용하고자 한 BIM 테스크 그룹의 뒤를 이어 2015년 국가 인프라위원회(NIC)의 발족으로 이어졌고, 2017년 Centre for Digital Built Britain(CDBB)이 설립되면서 지금의 국가 디지털 트윈 전략까지 마련되었다.

 

국가 디지털 트윈은 하나의 큰 모델이 아니라 다양한 국가 인프라 네트워크의 디지털 트윈이 상호 연계되어 시스템을 최적화하고, 계획 및 예측을 가능하게 하는 디지털 트윈 간의 연계를 의미하는 개념으로 다양한 분야 및 조직의 디지털 트윈이 서로 연결되어 더 큰 가치 창출을 실현할 수 있는 시스템의 구현을 목적으로 한다.

 

CDBB의 국가 디지털 트윈은 건축 환경(주거/상업/산업용 건물. 사회기반시설, 교통, 에너지, 수자원, 자연환경 등 사람의 정주공간을 구성하는 모든 물리적 환경을 포함하는 개념)에 있어 더 효율적이고 빠른 의사결정 지원에 중점을 두고 있다.

 

영국의 디지털 트윈 거버넌스를 살펴보면 CBDD를 중심으로 국가 디지털 트윈 협력 체계를 수립하기 위해 데이터 공유 및 개발을 위한 디지털 프레임워크의 방향 제시를 위해 통계청(ONS), 규제기관 연합체(UKRN), 기반시설소비자그룹(IGC), 건설대표연합(CLC), 지리원(OS), 공개자료협회(ODI) 등 다양한 기관이 참여하고 있다.

 

2019년 국가 디지털 트윈 개발을 위한 ‘제미니 원칙’을 세우고 디지털 트윈의 방향성을 논의 하였다. 제미니 원칙은 목적성, 신뢰성, 기능성이라는 가치 아래에 각가 세 가지, 총 아홉가지의 원칙을 제시하고 있으며 국가 디지털 트윈의 발전에 따라 디지털 트윈의 방향성을 제시하는 제미니 원칙도 지속적으로 발전시킬 예정으로 디지털 트윈 구축을 위해 협력체계 아래에서 다양한 정책 및 기술 연구를 수행하고 있다.

 

 

▲ CDBB의 디지털 트윈 개념도 / 출처: 국토연구원

 

CDBB는 디지털 트윈 허브 구축을 위한 디지털프레임워크 데스크 그룹(DFTG)의 역할을 로드맵으로 제시하여 접근방식, 거버넌스, 일반사항, 조력자, 변화로 나누어, 각 부분이 추진해야 할 사항을 단계적으로 제시했다.

 

디지털 트윈 구축을 위한 법제도적 사항은 로드맵 일반사항의 최종단계에서 제시하였으며, 법제도의 작성을 위해 선행적으로 표준 및 방법론, 프레임워크 정책, 보안사항, 데이터 표준 및 품질, 정보 전략 및 구조 등의 사항을 먼저 완성할 것을 제안했다. 또한 디지털 트윈 구축에 제한이 되는 규제 및 법령의 개선도 조력자 부분의 마지막 단계로서 제안하였다.

 

디지털 트윈의 향후 비전과 계획을 공유하고 함께 논의하기 위해 디지털 트윈과 관련 있는 이해관계자(공급자, 혁신가, 전문가 등)들 간 의견을 나눌 수 있는 허브 커뮤니티를 운영하고 디지털 트윈 허브 플랫폼에서 디지털 트윈의 핵심 개념, 나아가야 할 방향 등에 관한 문건을 공유함으로써 국가 디지털 트윈 프로그램 발전에 기여하고자 디지털 트윈 허브 커뮤니티 플랫폼의 초안을 완성하여 공개하였다.

 

CDBB에서 제시한 국가 디지털 트윈의 효과는 데이터 공유를 통한 스마트인프라의 편익을 500억 파운드(약76조원)로 추산했고 사회적 편익으로는 인프라 개선을 통한 최종 소비자(국민)의 만족 경험 향상 및 이해관계자들의 참여 증대를 제시했다.

 

산업적 편익으로는 새로운 시장과 서비스, 비즈니스 모델 창출, 비즈니스에 있어 불확실성 감소 및 위기관리 강화 등이며 환경적 편익으로 폐기물 배출 절감, 자원 재활용 등을 기대할 수 있다.

 

 

▲ 호주 국가 디지털 트윈 추진원칙 / 출처: 국토연구원

 

호주의 경우 세계적 화두로 떠오른 데이터 경제와 디지털 전환에 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 영국 사례인 국가 디지털 트윈을 참고하여 호주에 적합한 우선순위나 요구사항을 고려하여 추진 방향을 제시하였으며 공간정보기반 디지털 트윈을 구현하기 위해 공간정보인프라 정책을 관장하는 호주 및 뉴질랜드 토지정보위원회 산하 공간정보 위원회가 원칙을 마련하엿다.

 

공간정보기반 디지털 트윈은 지상과 지하의 현실 세계 객체들이 가상공간의 트윈 데이터와 공간 및 위치정보에 의해 결합 된 것을 의미한다. 공간정보기반 디지털 트윈은 도시화로 인해 복합하게 얽혀 있는 문제들을 관리하는데 유용한 정보를 제공할 것으로 예상하였다.

 

또한 디지털 트윈 생태계의 복잡성을 고려하여 디지털 트윈의 개발과 생태계에 필요한 가이드를 제공하기 위해 국가 디지털 트윈 원칙을 제시하였다. 국가 표준과 국제 표준을 준용해 데이터 재사용성을 높이고, 모든 사용자의 편익을 극대화하고자 하였다.