ICT 기반 ‘교통, 치안, 에너지’ 분야 스마트화가 핵심
인공지능, 사물인터넷, 빅데이터, 5G 통신 등 구현
[애플경제 이지향 기자] ICT 기술을 활용한 스마트시티는 미래의 지속 가능한 도시 모델로 꼽히고 있다. 이미 국내에서도 스마트시티를 구현하는 움직임이 활발하다. 다만 도시와 지자체마다 각기 다양한 방식을 구사하다보니, 스마트시티라기보단 도시 인프라 정비 수준에 머무는 경우가 많다. 이에 전문가들은 “ICT기술을 기반으로 한 교통과 치안, 에너지 부문의 스마트화가 이뤄져야 한다”면서 “반드시 인공지능, 사물인터넷, 빅데이터, 5G 통신 등이 기술적 토대가 되어야 할 것”이라며 그 필요·충분조건을 제시하고 있다.
이에 대해 최근 한국지능정보원이 그중 체계적이며 명료한 기준을 제시하고 있다. 이는 그간 중구난방격의 스마트시티 이론에 대한 명확한 규준을 제시한 것으로 이해할 만하다.
AI비전과 객체탐지 기반 스마트 안전과 치안
우선 스마트 안전·치안의 경우 “전통적 범죄뿐만 아니라 지능형 범죄, 사이버 범죄와 재난 대응 등 지역사회의 다양한 안전 문제를 포괄”하는 개념이다. 이를 위해 빅데이터 플랫폼과 통합관제시스템을 기반으로 한 ICT 첨단기술과 빅데이터 분석이 중요하다.
이를 위해 빅데이터 플랫폼과 통합관제시스템이 갖춰져야 한다. 빅데이터 플랫폼을 통해 경찰 데이터와 민간·공공 데이터를 결합, 범죄 예방과 대응 주체의 과학적 의사결정 기반을 지원해야 한다. 또한 ‘차세대 통합관제시스템’을 통해 각종 재난·재해·사건·사고를 감시하고, 어린이·시설 보호 등 다양한 목적의 CCTV를 AI가 감시하는 것이다.
특히 “도시와 범죄 정보 데이터를 수집·분석하고, 패턴을 파악하며 치안 활동의 최적화 방안을 도출할 필요가 있다”는 주문이다. 또 인공지능을 바탕으로 한 컴퓨터 비전기술과 이미지 인식 기술도 중요하다. 이를 통해 객체 탐지로 보안을 수행한다. 또한 이상탐지 기술로 비정상적인 활동을 감지, 대응하기도 한다.
여기서 객체 탐지를 위해선 ‘YOLO(You Only Look Once)’ 모델을, 분할 작업에는 ‘Mask R-CNN 모델’ 등을 활용한다. 또 딥러닝 기술을 활용, 대량의 데이터를 학습하고, 이를 바탕으로 측정한 데이터로 상황 인지하도록 한다. 나아가선 이를 토대로 미래를 예측하고, 최적의 제어기능을 수행할 수 있게 한다.
또한 사물인터넷 기술도 중요하다. IoT 기반 센서를 통해 소음, 온도, 진동 등을 모니터링한다. 이를 바탕으로 곳곳의 보안 카메라나 경보 시스템을 통합 관리한다. 무인 드론도 유용하다. 이를 통해 광범위한 지역의 순찰과 감시를 수행하고, 접근이 어려운 지역에서 위험에 처한 사람을 탐색, 구조할 수 있는 것이다. 특히 “AI를 활용해 이미지나 영상을 실시간으로 분석해 이상 활동을 감지하고, 자연어 처리 기술로 민원에 기민하게 대응할 수 있다”는 설명이다.
‘DRT’, 공유 교통, 지능형 교통정보시스템
스마트시티의 또 다른 핵심 요소는 ‘스마트 교통’이다. 이는 교통 체증이나, 온실가스 배출 등 교통으로 인한 사회문제를 해결하는 것이 목적이다. 역시 ICT기술을 교통 서비스에 접목, 교통 시스템을 지능화하고 효율화하는 것이다.
이에 대해 한국지능정보원은 “현재의 스마트 교통 솔루션은 크게 ‘수요응답형 교통체계’(DRT), 공유 교통, 지능형 교통정보시스템으로 분류할 수 있다”면서 “이들 솔루션들은 교통 관련 데이터를 수집하고, 교통 흐름을 분석·예측하며, 자율주행 기술을 적용한 것”이라고 규정했다.
그 중 ‘DRT’는 대중교통의 정기적 수요가 적은 지역 또는 한적한 시간대에 이용자의 실시간 탑승 요청에 따라 최적 노선을 실시간으로 생성, 이동할 수 있게 하는 것이다.
이를 위해 교통 흐름이나 승객의 이동 패턴, 수요 예측 데이터를 수집·분석한다. 또한 GPS로 차량이나 승객의 위치를 추적, 경로를 최적화하고 실시간으로 배차한다. 즉 “AI를 바탕으로 한 ‘경로 최적화 알고리즘’을 적용한다”는 얘기다.
‘공유 교통’을 위해 우선 스마트폰 앱으로 공유 자전거를 대여·결제하는 무인 서비스를 적용한다. 또 전동 킥보드, 전동 스쿠터 등을 원하는 장소에서 대여·반납할 수 있도록 함으로써 이동 효율성을 높인다. 특히 자율주행 택시나 자동차로 운전자 없이 승객을 목적지까지 운송하는 시스템을 구축한다. 승객은 앱을 통해 차량을 호출하고, 경로를 지정하며 결제까지 진행한다.
이를 위해 주로 모바일 플랫폼과 GPS, RFID 등의 기술을 통해 대여·반납 절차를 자동화한다. 그 과정의 데이터를 분석, 대여소 운영을 효율화하기도 한다. 특히 4단계 자율주행 기술은 다양한 환경에서의 적용 가능성을 검증하는 단계다. 이는 점진적으로 운영 범위를 확장할 것으로 예측된다.
지능형 교통정보시스템도 스마트시티 교통체계의 중요한 요건이다. 이는 교통수단과 교통시설에 ICT 기술을 접목, 교통체계를 과학화·자동화하는 것이다.
이를 위해 IoT 기술을 통해 도로 상황을 실시간 수집한다. V2X(Vehicle to Everything) 통신을 통해 실시간으로 정보를 교환한다. 또한 수집된 데이터는 패턴을 파악, 예측하며, 교통 흐름을 최적화한다. 신호 제어에는 AI 기술을 활용한다.
‘스마트 그리드’ 개념의 에너지 관리·운영
‘스마트 에너지’는 곧 스마트시티의 동력이다. 에너지의 생산, 저장, 배분, 소비 과정을 디지털 및 자동화 기술로 관리한다. 이를 위해선 특히 ‘스마트 그리드’가 핵심이다. ‘스마트 그리드’는 지능형 전력 계량 시스템, 통합 에너지 관리 시스템, 신재생에너지 발전소 등을 포괄하는 개념이다.
즉 “기존 전력망에 ICT기술을 접목, 공급자와 수요자 간 쌍방향 정보 교환과 지능형 수요관리, 신재생에너지 연계, 전기차 충전 등을 가능케 한다”는 설명이다.