제제45호호 2012/82013/3u-city smart report 제5호 2013/3 contents 특별기고 02...

제4호 2012/8 제5호 2013/3

제5호 2013/3

U-City Smart Report 제5호 2013/3

Contents

특별기고 02

•유비쿼터스도시 기술 개발전략(안)

U-City 전문가들이 던지는 이 시대의 화두 각계 각층의 전문가가 전망하는 U-City의 미래상과 나아갈 방향을 제시하는 전문가 칼럼

학술칼럼 08

•U-Eco City U-Space 구축기술 연구개발 현황 및 기대효과

국토해양 R&D의 일환으로 추진되는 U-Eco City 연구단 세부과제의 연구 내용 및 연구성과물 홍보·전파

기획특집 22

• 주제: U-City 정책동향 [정책] U-City 기술자격제도 [연구] Eco-Space 녹색기술 개발 현황 및 기대효과 [기술] U-City를 위한 U-에너지 기술

각 호마다 특집 주제에 적합한 글을 기획·수록하여 U-City 이슈 확산 및 공감대 형성

특 별 기 고

2 U-City Smart Report

유비쿼터스도시 기술 개발전략(안)

황병주│국토연구원 연구원

1. 유비쿼터스도시기술 개발전략 수립의 필요성

■ 한국은 2009년 ‘제1차 유비쿼터스도시종합계획’ 수립 이후 정부주도로 유비쿼터스

도시(이하 U-City) 구축 사업을 추진하여 왔음

■ 그러나 초기 U-City에 대한 기대에 비해 가시적 성과물이 미비하다는 지적이 팽배하

고 있으며 U-City에 대한 근본적 재조명이 필요함

＊ 2009.7.3, 종합경제매거진 이코노미세계에서는 “첨단서비스 실종, 무늬만 u-City, 주민들 원성”, “u-

City, 복잡한 기술로 소비자 외면 자초” 라는 기고를 통해 U-City의 효과에 대한 문제를 제기

■ U-City는 사회, 문화, 도시, 기술 등이 결합된 복합 도시 모델이므로 다양한 도시문

제를 해결하고, 도시민 삶의 질을 향상 시키기 위해서는 다각적 접근 전략이 필요

• U-City 다양한 사회, 문화, 환경, 도시, 기술이 어우러진 복합적 도시모델이므로 통합적 관점

의 U-City 접근이 필요

제1차 유비쿼터스종합계획과 함께 시작된 유비쿼터스도시 구축사업은 이제 제2의 전환기를 맞이하고 있다. 미래 U-City는 다양한 도시 이슈에 대응하고 미래도시로서 그 역할을 다할 수 있도록 종합적인 관점에서 준비가 필요하다. 본 원고에서는 미래 도시 이슈에 대응하고 발전적인 U-City 구축을 위하여 정보통신기술에 기반한 그간의 U-City 기술개발 전략에서 벗어나, U-City 기술 범위를 정보통신기술, 에너지기술, 기계기술, 도시/건축기술로 확장하여, 유망한 U-City 기술을 우선 개발하는 전략을 제시한다.

■ 특히 기술 관점에서 정보통신기술에 의존한 기술개발에서 벗어나, 도시 생활 전반에

걸쳐 적용가능한 도시·에너지·기계기술 등의 효과적인 기술 개발전략(안)을 제시함

• U-City 관련 법률에는 유비쿼터스기술을 건설·정보통신 융합기술과 정보통신기술로 정의

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<U-City와 사회∙문화∙환경∙도시∙기술과의 관계도>

2. 유비쿼터스도시기술 개발전략 수립

■ (미래도시 전망) U-City와 밀접한 관련이 있는 주요 기술 분야 및 미래사회 이슈를

조사하여 미래도시를 전망함

• 국내외에서 발표된 미래 U-City 변화 전망에 대한 기초 자료를 수집·정리하고 메가트렌드를

조사하여 미래도시를 전망함

＊ 미래전망에서의 ‘이슈’ : 미래사회에 대한 전망을 통해 기업 및 정부 등이 대응해야 하고,

이에 접근하여 문제해결을 해야 할 필요성 있는 필연적 미래사건을 의미

미래보고서 저자 대상연도

제임스 마틴의 미래학 강의 제임스 마틴 21세기

40 For the Next 40 토플러 협회 2050

유엔 미래보고서 3 밀레니엄프로젝트 2030

2018, 인구변화가 대한민국을 바꾼다 김현기 2018

<미래 메가트렌드 조사 개요>

• 미래 정치, 경제, 사회, 문화 및 기술 등 전반을 고려하여 U-City 기술 분야와 직·간접적으

로 연관된 이슈를 도출

＊「유비쿼터스도시의 건설 등에 관한 법률」 제2조4항: “유비쿼터스도시기술”이란 유비쿼

터스도시기반시설을 건설하여 유비쿼터스도시서비스를 제공하기 위한 건설·정보통신 융합

기술과 정보통신기술을 말한다.

특 별 기 고


<미래 기술 관련 주요 이슈>

연구 기술 이슈 내용

40년 후 예측 보고서

열린 네트워크의 등장 혁신을 위한 열린 네트워크의 등장은 전 세계 전문가에게로의 신속한 접근 허용

새로운 처리∙저장방식 새로운 처리 및 저장방식은 우리의 정보 처리 방법을 근본적으로 변경시킬 것임

Disruptive Technology 종래 기술을 파괴하는 기술의 발전으로 국방, 보안 및 안전 관련 상황을 근본적으로 변화시킴

의료기술의 발전 급속한 기술 발전은 질병의 진단, 모니터링, 치료 하는 방법에 있어서 상당한 영향을 미칠 것임

사이버 쓰레기의 위험 가치 있는 정보가 사이버쓰레기(Cyberdust)가 될 위험이 있음

소셜 네트워크 소셜 네트워크(Social Network)는 인간 관계에 대한 개념을 바꿀 것 임

탐사기술의 발전 탐사기술의 발전은 세계 경제 대국의 변화를 가져올 것임

나노기술의 진보 급속한 나노기술 진보는 해수 담수화 및 정수 기술의 발달에 영향을 미칠 것임

UN 미래 보고서

3

양자컴퓨팅의 발전 양자 단계에서 입자의 성질을 이용한 암호화된 코드의 해체, 생산이 가능

발달된 두뇌 컴퓨터 인터페이스

사용자가 로봇의 팔을 직접 컨트롤, 로봇 인공기관 제작(ex. 매트릭스3, 아이언맨)

똑똑해지는 인터넷 시맨틱 기술을 활용한 검색 엔진

피부를 인식하는 컴퓨터 인터페이스

손바닥에서 가상의 키보드를 사용(카네기멜론대)

신규산업의 전례 없는 경제성장과 개발

나노기술, 태양광, 풍력, 수력, 담수화, 우주탐험, 환경 재건 등을 통해 전 세계의 수억 개의 일자리 창출

핸드폰으로 최신 의학진단 장비를 사용

피터 벤틀리의 아이폰용 앱 iStethoscope(i청진기)

나노 로봇을 사용한 의학적 치료

나도 로봇을 사용한 의학적 치료가 2020년경 실용화

스마트 주거환경 벽, 창문, TV, 냉장고 등이 신호를 주고받는 네트 워크, 다양한 가전제품간 오픈 소스 미들웨어 네트워크로 연결됨

미래학 강의

페타 컴퓨터의 등장 초당 100테라플롭스의 연산이 가능한 슈퍼컴퓨터의 등장으로 다양한 문제 해결 가능

재생의학 손상된 조직을 되살리는 기술로 인간의 면역력을 강화하고 노쇠속도를 감소

태양광 발전 화석에너지에서 태양으로 변화

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<미래 도시 관련 주요 이슈>

연구 도시 이슈 내용

40년 후 예측 보고서

거대도시의 출현 도시화 및 글로벌 이주에 대규모 성장이 거대도시의 출현을 가져옴

도시화와 인구증가 이주, 도시화와 인구증가는 지역의 인프라 구조에 대한 의존도를 심화시킬 것임

길어진 수명과 고령화

베이비붐 세대의 길어진 수명과 고령화로 인해 정부 지출의 우선순위가 변화될 것임

시공간의 초월 시간과 공간을 초월하여 일은 확대될 것임 업무에서 장소는 문제가 되지 않을 것임

업무장소의 초월에너지 경쟁

에너지 경쟁이 국가의 국력을 강화, 변화시킬 것임

에너지 저장,생산에 영향

급속한 기술 진보는 에너지 생성, 소비 에너지의 저장 용량에 영향을 미칠 것임

UN 미래

보고서3

교실 수업의 중요성 하락

온라인 수강, 국제적 인증기관을 통한 학위 취득

원자력이 석유를 능가할 것

전기 수요의 지속적 증가로 효율이 낮고 생산량이 적은 신재생 에너지보다는 원자력에너지가 각광받고 있음

추가적인 원자로의 건설이 필요함

탄소 배출량 감축 목표를 위해 앞으로 2,000개의 원자로가 필요함

유니버셜 디자인 패러다임

노약자를 포함한 모든 이를 위한 디자인

대한민국 메가 트렌드

Silver Consumer 실버 소비자로부터 미래의 성장 동력을 찾아라

Active Senior

용병술 고령 인력의 활용도를 극대화하라

■ (미래기술목록 도출) 미래도시 구현과 밀접한 관련이 있는 정보통신, 도시·건축, 에너

지, 기계 기술 등의 미래 기술을 조사

• 미래 U-City 기술 관련 동향 조사 수행

– (관련 연구) U-Eco City 사업단 4-1-1 연구과제 (‘U-City 동향분석 및 미래공간기술 발전전략 연구’)

– (조사 기간) 2009년 4월 ~ 2012년 12월

– (조사 대상) 정보통신, 도시·건축, 에너지, 기계 기술 분야 101개 기술

– (조사 내용) 전 세계의 기술·정책·산업별 이슈사항에 대하여 주요 공공기관과 연구기관에서 발표

미래기술 분야의 보고서를 조사 분석함

■ (전문가 의견수렴) U-City 및 기술관련 산업계 전문가를 대상으로 미래 U-City 기술

에 대한 의견 수렴 실시

• 협의체를 개최하여 U-City 전문가 의견 수렴

특 별 기 고


– 개최 목적 : 현재 U-City 기술 수준과 U-City 기술의 중요도를 평가하여 U-City 기술 발전

전략 수립을 위한 기초자료 작성

– 참석 대상 : U-City 및 기술관련 산업계 전문가 13인

3. 미래 유비쿼터스도시기술 목록(안) 및 단계적 개발전략

■ 12개 미래 유망 U-City 기술(안)

• 기술과 U-City와의 연관성, 해외 대비 국내 기술 수준, 기술의 중요도 등을 고려하여 12개

미래 유망 U-City 기술들을 선정함

<미래 유망 U-City 기술(안)>

U-City 분야

기술분류

기술명 기술설명

방범 방재

기계 기술

재난안전/ 탐사로봇 기술

재난현장 등 극한상황에서 구난지원서비스수행을 위한 구조로봇 기술

시설물 관리

도시 기술

SOC 모니터링 센서기술

국가의 사회간접자본과 환경을 모니터링 및 관리하기 위한 유비쿼터스 네트워크 기술

환경

도시 기술

실시간 보건 환경시스템 기술

사람의 건강을 위협하는 환경 요인(공해, 토양, 유독물 등)에 관한 정보를 실시간 수집·분석하여 위험을 알려주는 보건 환경 시스템 기술

에너지 기술

무선전력 전송기술

전자기기들의 전원을 충전 전선이 없이 무선으로 충전하여 디자인을 개선하고 편의성을 높여주는 기술

태양 전지 기술 지구환경에 해를 끼치지 않으며 지속가능하게 공급받을 수 있는 셀 광전효율 30% 이상의 염료감응형 태양전지 기술

문화

정보 통신 기술

자동통역 기술

외국어 표지판 등을 운전자 언어로 표시해주고, 음성제어를 가능케 하는 다언어 지원차량 기술

상대방의 언어를 실시간으로 99% 통역하는 기술

카메라 등을 통하여 모든 문자를 인식하여 통역해 주는 휴대 통역(Portable Native) 기술

도시 기술

지능형건축물 기술

사람 위치 인식 및 사람 접촉 감응을 통해 길 안내 및 알림 기능을 제공하는 지능형 건축물 기술

공통 정보 통신 기술

빅데이터 처리기술

분자컴퓨터를 위한 테라비트급 처리 기술

3D 대용량 데이터 처리를 위한 플로팅 연산용 AP개발 및 성능 가속형 소프트웨어

지식 클라우드 시스템 기술

폭발적으로 증가하는 대용량, 실시간 웹/모바일 콘텐츠를 수집·분석하기 위한 상황인지기반 지식 클라우드 시스템

증강현실기술 외부 렌즈를 시신경과 연동하여 실제 환경과 가상환경을 융합하여 보여줄 수 있는 Eye Tracking 기술

데이터마이닝 기술

예외적인 사건을 예상하고 이에 대처하기 위하여 데이터마이닝과 기계학습을 결합시키는 기술

위치인식기술 사람이나 사물의 위치를 1cm의 오차범위 내에서 정확히 파악할 수 있는 위치 인식기술

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■ 국토해양부 주도의 U-City 기술개발 목록(안)과 시장 전망

• 이러한 여건한 근거하여, 정보통신기술을 제외한 6개 U-City 기술에 대하여 국토해양부 주도

의 미래기술 개발목록(안)을 도출하고, 시장규모를 전망함

<국토해양부 주도의 U-City 기술개발 목록(안)과 경제적 효과>

U-City

분야 기술분류

기술명 현재 시장 규모 및 전망

방범 방재

기계 기술

재난안전/ 탐사로봇 기술

‘18년에 국내생산 20조 원 전망(출처: 한국산업기술평가관리원, 2011년 )

시설물 관리

도시 기술

SOC 모니터링 센서기술

전 세계 무선 측정 디바이스와 서비스 시장: ‘12년에 15억 달러로 전망(출처: Venture Development Corporation)

환경

도시 기술

실시간 보건 환경시스템

기술

공해 모니터링 및 제어 시장: ‘11년 300억 달러 규모로 추정(출처: Mcllvaine Air Pollution Monitoring and Sampling World

Markets)

에너지 기술

무선전력 전송기술

무선전력전송 시장: ‘11년 237억 달러의 New Market 조성 전망(출처: 2011 아이서플라이)

태양 전지 기술 모듈의 세계시장규모: ‘10년 350억 달러에서 ’14년 510억 달러로 성장 전망

문화 도시 기술

지능형건축물 기술

스마트 빌딩시장: ‘15년까지 102억 달러예상(출처: IDC)

• 국토해양부는 ‘제2차 유비쿼터스도시종합계획’ 수립하고, U-City R&D 사업인 U-Eco

City 연구를 주관하는 부서로서 한국의 U-City 구축을 주도하고 있음

※ IT 기술예측조사 2025, 2011, 한국산업기술평가관리원 자료 참조 및 일부 수정

학술컬럼

국토해양 R&D의 일환으로 추진되는 U-Eco City 연구단 과제의 연구내용 및 연구성과물 홍보․전파

U-Space 구축기술 연구개발 현황 및 기대효과

U-Eco City U-Space 구축기술

U-Eco City R&D는 6차년도의 연구성과에 대한 최종결실을 눈앞에 두고 있

다. U-City Smart Report에서는 지난 호 학술 컬럼에서 U-Eco City 통합플랫

폼의 연구성과에 대해 상세하게 분석해 보았다. 이번 호에서는 제2세부과제로

진행된 U-Space 구축기술에 대한 현황과 기대효과 등에 대해 살펴보고자 한

다.

U-Space 구축기술은 도시기반시설들의 지능화를 통해 유지관리 및 운영에

있어 획기적인 기술을 개발하는 파트와 시민체감형의 U-서비스를 개발하는 파

트로 크게 나뉜다. 본 학술 컬럼에서는 U-Space 구축기술 과제를 통해 개발된

기술 성과인 ‘U-교량안전관리시스템’과 ‘지능형수막처리시스템’, ‘시민체

감형 Digital Artifact’, ‘커뮤니티 보드’에 대해 상세 내용과 기대효과 등에

대해 제시하고자 한다.

학 술 컬 럼


학 술 컬 럼

U-Space 구축기술 연구개발 현황 및 기대 효과

1. U-Space 구축기술 연구과제 개요

U-Space 구축기술 과제는 건설·정보통신 기술을 고도화하고, 이의 활용방안 및 적용 모델에

대한 연구를 수행하며, 공간/서비스/기술의 융합을 통한 블루 오션을 창출하는 것을 최종 목표로

한다. 시민들이 삶을 영위하는 도시와 도시를 구성하는 도로, 교량, 건물, 공원 등의 Space에

첨단 IT 기술을 접목함으로써, 시민들의 일상적인 삶의 질을 증진시키고, 각종 외부 위협요인에

대해 신속하게 대응하여 삶의 안락함과 안전성을 확보할 수 있게 하는 것이다.

임정언 | U-Eco City 연구단 선임연구원

<U-Space 구축기술 과제 구성>

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2. 개발 기술 소개

본 과제는 크게 두 가지 주제로 연구 목표는 다음과 같다. 첫째, 건설기술과 IT기술의 융합을

통해 기반시설물의 체계적이고 신속적인 관리를 수행함으로써 운영관리의 고도화를 목표로 한다.

주요 기반시설물인 교량 및 도로에 관한 연구를 중점적으로 수행하되, 관련 기술을 건축물이나 발

전소 등 다양한 형태의 구조물에 확장하여 적용할 수 있도록 연구를 수행하였다. 둘째, 물리적으

로 제한된 삶의 공간 속에 고품질 맞춤형 융/복합적인 서비스를 전략적으로 발굴․제공하는 것을

목표로 하여, 방범 및 Digital Artifact 서비스, 가로․공원공간 서비스 등 시민들의 적극적인 참여

를 유도할 수 있는 U-서비스에 관한 연구를 수행하였다.

2-1. U-교량안전관리 시스템

U-교량안전관리 시스템은 U-Space 구축기술연구의 일환으로 도시의 주요 기반시설물 중 하나

인 교량 시설물의 상태를 효과적으로 분석하고 안전성 평가결과를 인터넷을 통하여 개시함으로써

시민들이 안심하고 시설물을 이용함과 동시에 유지관리자의 신속한 대응으로 교량의 사용성과

사용연한을 증대시키기 위한 목적으로 개발되었다. 본 과제는 2008년 11월부터 2013년 4월까지

약 4.5년에 걸친 연구개발사업으로, 핵심 요소기술 설계의 1단계와 개별 기술 통합 및 모형 혹은

실제 구조물을 대상으로 전체 시스템을 구축하는 2단계로 나누어 진행되었다. 현재 (2013년 1월

기준) 세종시의 대형 교량인 금강2교(한두리대교)와 금강1교(학나래대교)를 대상으로 U-교량안전

관리시스템의 실제 구조물 적용과 시스템 운영을 통해 기능을 검증 및 고도화 하는 파일럿테스트

를 성공적으로 수행하였으며, 종합적인 상황처리를 관제하는 U-Eco City 통합플랫폼과의 연계

테스트를 통하여 U-City의 구성요소로서의 모든 준비가 완료되었다.

연구 추진배경

• 연구기간 : 2008.11.14 ~ 2013.04.29

• 수행기관 : KAIST

• 연구책임자 : 곽효경

U-교량안전관리 시스템 소개

U-교량안전관리 시스템은 U-City의 사회기반시설물의 유지관리를 위하여 구조물의 시공 중 혹은

공용 중에 계측된 온도, 변형률, 가속도, 손상 발생 등의 정보를 유지관리자에게 효율적으로 전달하고

기술개요

학 술 컬 럼


<U-교량안전관리 시스템 구성도>

교량의 상태를 분석하기 위한 핵심 요소기술로 “압전센서 기반 국부손상 감지 알고리즘”,

“자가 발전형 무선가속도계 시스템”, “모델링기반 안전성 평가 시스템”을 개발하였다. 세

가지 요소 기술은 각각 교량의 국부 손상, 모드 응답 특성, 주 부재의 응력 상태 정보를 수집하며,

이를 바탕으로 안전성을 평가 할 수 있는 웹 기반 시스템으로 도시통합관제센터 즉 U-City의 통

합플랫폼과의 연계를 통하여 시민친화형 서비스를 제공하는 기술이다.

U-교량안전관리 시스템은 “교량에 설치된 스마트 센서로부터 각종 데이터를 수집하고 인터넷

기반의 평가 시스템을 통해 실시간으로 안정성/내구성을 분석하여 데이터베이스화 하는 안전관리

시스템”으로 정의할 수 있다. 이러한 기본 원칙에 따라 U-교량안전관리 시스템은 교량의 손상,

변형율, 가속도 등의 응답 특성을 계측 하는 스마트 센서 시스템, 계측된 데이터를 분석하여 교량의

안정성/내구성 상태를 평가하는 안정성 평가 시스템 및 계측 자료와 분석 자료를 데이터베이스화

하여 다양한 유지관리자가 정보를 조회/수신 할 수 있는 인터넷 기반 모니터링 시스템으로 구성되

어 있다. 즉, 교량의 유지관리를 위한 구성요소인 계측/분석/조회에 관련된 모든 기능을 통합하여

제공함으로써, U-Eco City 통합플랫폼 이벤트 연계에 따른 종합적인 관제 및 교량 유지관리

전문가 등을 통하여 안전하고 신속하게 교량에서 발생하는 안정성 문제 상황에 대응할 수 있다.

주요 기능

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<U-교량안전관리 시스템 구성 요소>

U-교량안전관리 시스템은 교량 유지관리와 관련하여 보다 향상된 상태 분석 기술이 탑재되어

있으며, 인터넷 기반의 실시간 안정성 평가 및 조회, 교량 상태 이상 감지 시 U-City 통합플랫폼

시설물 상태 이벤트 자동 전송 등 기존의 유지관리 시스템과 차별화 할 수 있는 우수성을 갖추고

있다. 핵심 요소기술인 스마트 센서기반의 다양한 상태 분석 기능에 대한 특징은 다음 세 가지로

요약할 수 있다.

첫째, 자가발전형 무선가속도계 시스템은 기존의 유선 가속도 시스템 대비 구축비용 및 유지비용을

1/10 수준으로 감소시킬 수 있다. 우선 전체 비용의 대부분을 차지하는 설치시의 인건비가 크게

U-교량안전관리 시스템 특징

계측/분석 결과는 “인터넷기반 U-교량 통합 모니터링 시스템”을 통하여 상세히 조회할 수 있다.

또한 실시간 해석을 통하여 안전성 평가 지표의 임계치가 설정되며, 이러한 교량의 상태 분석

결과 임계 수치를 넘어설 경우 관리자에게 자동으로 교량의 상태를 통보하게 된다.

학 술 컬 럼


절약되며, USN기반의 무선가속도계 시스템은 값비싼 데이터로거를 대신할 수 있다. 또한 교량의

진동에너지 및 태양광 등의 친환경 에너지를 수집하여 각 무선센서에 공급함으로써 배터리 교체의

불편함 및 추가적인 유지관리 비용 문제를 해소하였다.

둘째, 모델링 기반 안전성 평가 시스템은 단순 통계기반의 변형율 계측 시스템 보다 진보한 평가

기술로 교량의 사하중 및 활하중에 의해 발생한 응력의 감시를 통해 교량의 상태를 분석한다. 교량

의 주 구성 재료인 콘크리트 혹은 강재의 파괴, 균열, 손상 등은 변형율이 아닌 응력의 임계수치

초과에 의하여 발생한다. 따라서 변형율 계측 시스템에 실시간 구조해석 기술을 도입함으로써

교량의 응력 상태를 더욱 엄밀하게 평가할 수 있다.

셋째, 압전센서 기반 국부 손상 감지 시스템은 본 연구 과제를 통하여 신규 도입된 계측/분석 방법

으로 관리자의 현장 방문 없이 원격에서 강재의 국부적인 손상을 탐지 할 수 있다. 데이터 정규화

기법 및 온도보상 등을 통하여 외부 환경요인의 영향을 제거하였으며, 접합부, 정착구 등 구조물의

주요 위험부재의 국부적인 손상을 진단한다.

활용 방안

성수대교 붕괴사고의 경우 인명사고 (32명 사망, 17명 부상) 뿐 만 아니라 국가 이미지 역시

실추되었으며 새 교량 건설을 위해 1,500억 원을 새로이 투자하였다. 이러한 불의의 사고를 미연

에 방지하여 인명과 재산피해를 방지하고, 사회기반시설의 고장 및 사고 등으로 인하여 생기는 가

동 중단에 따른 기회비용을 감소시키고자 유지관리 수요는 점차 증대되고 있다.

U-교량안전관리 시스템은 유지관리 비용을 절감함과 동시에 더욱 높은 수준의 안정성 평가가

가능하다. 본 시스템의 도입으로 통합 시설물 관리를 통해 도시 기반 시설에 대한 안전성을 확보

할 수 있고, 시설물의 관리에 즉각적인 대처가 가능해 24시간 이용하는 도시 기반 시설물의

사용성을 확보하는데 용이하다. 한편 핵심 요소 기술인 각종 스마트 센서의 개발에 따라, 선진국

의 센서 원천기술의 기술 이전 기피 현상을 극복하고, 수입 대체가 가능하다. 자가 발전형 무선가

속도계 시스템의 경우 대체에너지 생산과 에너지 하베스팅 기술의 구축을 통한 사용에너지의

최소화와 유지관리 비용의 현저한 감소를 유도한다. U-교량안전관리 시스템은 교량의 유지관리를

위한 종합적 시스템으로 활용될 수 있을 뿐만 아니라, 빌딩, 발전소, 댐 등 사회기반 시설물의

통합 안전관리에 적용 가능하다. 특히, U-교량안전관리 시스템이 제공하는 인터넷 기반 모니터링

시스템은 별도의 전문 소프트웨어가 아닌 누구나 접근 할 수 있는 인터넷을 기반으로 하기 때문

에 전문가는 물론 일반 시민이 체감할 수 있어 도시민들에게 풍요로운 삶의 질적 향상과 편의성

을 제공하고, 향후 해외신도시 건설 사업에 활용하여 외화획득 및 미래도시 개발에 앞장설 수

있을 것으로 기대된다.

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U-City가 운영단계에 들어서면서 시민들이 체감할 수 있는 서비스 제공이 필요해지고 있다.

기존에 구축된 U-서비스들이 도시를 보다 효율적으로 운영하는데 집중하고 있어서 U-City에

거주하는 시민들이 실질적으로 가치를 느낄 수 있는 U-서비스에 대한 필요성이 증대되고 있다.

이 중에서도 특히 안전에 대한 시민들의 요구에 부응하기 위하여 많은 지역에서 CCTV를 설치하

고 이를 통한 안전 서비스를 제공하고 있다. 그러나 늘어나는 CCTV 수로 인해 시스템은 점점

대규모화 되고 복잡해지는데 반해 운영인력에는 한계가 있어 이를 위해 혁신적이고 효율적인

운영방식이 절실히 요구되고 있다.

이에 U-Eco City 연구팀에서는 기하급수적으로 늘어나고 있는 CCTV에 대하여 영상처리를

기술을 활용하여 효율적으로 운영하고 정확도를 높여 보다 안전한 도시를 만드는 방안으로

“지능형 기반 방범 통합관제 서비스 구현”에 대한 연구를 진행하였다. 뿐만 아니라 도시 내

설치되는 다양한 유형의 조형물을 활용하여 시민들과 상호 교감할 수 있는 “시민체감형 Digital

Artifact 서비스”에 대한 연구를 진행하였다.

연구 추진배경

지능형 기반 방범 통합관제 서비스 소개

기술개요

U-Eco City의 지능형 기반 방범 통합관제는 도시 곳곳에 설치된 카메라로부터 촬영된 영상에

대하여 이상상황 발생시 지능형 분석기술을 통해 자동으로 인지 및 경고하고, 이를 지능형 3D

표출 기술을 통하여 다양한 각도에서 입체적인 영상을 표출함으로써 관리자가 보다 신속하게 현장

위치와 상황을 인지할 수 있도록 구현하였다. 또한 본 기술을 LG 여의도 트윈타워, LG CNS

상암 IT 센터 등에 적용하여 현장 파일럿테스트를 수행하여 예기치 못하게 발생하는 업무들을

반영하여 기술을 고도화 하였다.

주요 기능

지능형기반 통합관제 서비스는 지능형 영상분석 기술과 직관성이 높은 3D 기반의 영상표출 기술을

융합하여 관제 업무를 보다 효율적으로 운영할 수 있도록 지원하는 지능형 방범통합관제 서비스를 말한다.

2-2. 지능형 기반 방범 통합관제 및 시민체감형 Digital Artifact 서비스

• 연구기간 : 2008.11.14 ~ 2013.04.29

• 수행기관 : LG CNS

• 연구책임자 : 송지성

학 술 컬 럼


시민체감형 Digital Artifact 서비스 소개

기술개요

Digital Artifact 서비스란 LED, 센서, 음향 등 미디어/디지털 기술을 이용한 조형물 설치를 통해 도시

미관 및 시민과의 상호 교감(Interaction) 형성을 지원하고 시민들의 예술적 감성을 고무 시키는 복합서

비스이다.

U-Eco City의 시민체감형 Digital Artifact 서비스의 구현을 위하여 “도심 경관 조형물 통합

운영 기술”을 개발하여 U-City 내에 설치되는 이기종의 다양한 미디어/디지털 조형물들을 대

상으로 모바일 기기를 활용하여 시민들이 직접 쇼/이벤트를 연출하고, 관리자는 센터에서 U-

City 곳곳에 설치되어 있는 다양한 유형의 조형물들을 실시간으로 통합하여 센터뿐만 아니라 모바

일로 이동 중에도 관리할 수 있도록 서비스를 구현하였다.

뿐만 아니라 현장에 설치되어 있는 CCTV를 활용하여 쇼/이벤트 현장을 모바일로 실시간 중계

기능을 구현하였다. 5차년도에는 개발된 기술을 은평구 금암공원에서 현장 파일럿 테스트를 수행

하여 현장에서 발생할 수 있는 사항들을 점검하고 이를 개발에 반영하여 기술을 고도화하였다.

<지능형 기반 방범 통합관제 서비스> <시민체감형 Digital Artifact 서비스>

활용 방안

운영하기 위해 소요되는 인건비등의 운영경비를 절감할 수 있을 뿐만 아니라 범죄가 5%

감소 시에 유발될 수 있는 경제적 효과는 4조정도로 추산되고 있다. 경제적 효과뿐만 아니라

U-City의 시민들에게 첨단 기술을 이용하여 안전한 삶을 제공할 수 있다.

제5호 2013/3

17

주요 기능

화면 주요기능 및 특징

• 모바일 기기를 활용한 쇼/이벤트 신청

- 패턴을 활용한 쇼/이벤트 연출

- 페이스북, 트위터, SMS 등을 통한 홍보

• 이기종 조형물 실시간 통합관리

- 현장 조형물 실시간 모니터링

- 콘텐츠 스케줄링 및 관리

- 조형물 및 장비 관리

- 시나리오/페턴 등록 및 관리

• 모바일 기기를 활용한 관리 업무 수행

• Agent를 통한 제어로 장비추가/제외 등 유지보수가

용이

• 현장 쇼/이벤트 실시간 스트리밍

- 스마트폰을 활용한 실시간 감상

<도시경관 통합 운영 솔루션 화면 및 주요 기능>

활용 방안

Digital Artifact 서비스를 통해서 입주민간의 커뮤니케이션을 활성화 시키고, 시민들이 직접

컨텐츠를 제작하여 상호 소통함으로써 도시와 시민이 함께 소통하는 U-City를 구현하고 여러

지역에 설치되어 있는 서로 다른 유형의 디지털 조형물들을 센터에서 통합관리함으로써 운영의

효율화를 통해 관련 비용이 절감될 수 있다.

또한, 도시 경관 조형물 뿐만 아니라 빌딩에 설치되는 대형 디지털 미디어 조형물 , 복합 공간

에 설치되는 다양한 디지털 기기 등에 확대 적용될 수 있다.

2-3. U-Eco City 가로∙공원 공간 U-서비스

• 연구기간 : ’09.11.30 ~ ‘13.04.29

• 수행기관 : 유비더스, 홍익대학교

• 연구책임자 : 윤승식, 김억

연구 추진배경

최근 인터넷 및 스마트기기가 보급화되면서 도시민의 생활에 대한 질적 요구가 향상되었고,

도시를 구성하는 요소들의 복잡도가 심화되고 있다. 기존의 생활공간에 웰빙(Well-being),

학 술 컬 럼


유비쿼터스 환경, Green 등의 개념이 복합적으로 어우러진 U-City가 구축되고 있고 이를 기반으

로 U-서비스가 제공되고 있다. 인터넷·모바일 기기 등의 디지털 기술의 발달과 더불어 트위터,

페이스북 등 익숙해진 소셜 네트워크는 u-Payment, QR, NFC, LBS 등을 활용한 형태로 진화

되고 있으며, 가로·공원 공간 내 서비스와의 접목에 대한 요구가 태동하고 있다.

하지만, 도시관리를 위한 관제, 운용 위주의 서비스가 주이며 실질적으로 시민이 체감할 수 있

는 서비스가 부재인 상태이다. 이에, 본 연구사업을 통하여 도시 내 가로, 공원 등 가까운 주위 환

경에서 누구나 손쉽게 체감할 수 있는 다양한 시민체감형 U-서비스를 구현하고 삶의 가치 증진

및 도시 경쟁력 강화에 기여 하고자 하였다.

<가로∙공원 공간 U-서비스 연구 추진 체계>

U-가로∙공원 공간 서비스 소개

U-City 내 가로·공원에 설치되는 고정형 서비스 제공 인프라로 Social Network Service

기반의 도시민 커뮤니케이션 서비스를 제공하며, 주로 공원 등 유동인구가 많은 장소에 설치하여

주요 서비스 및 기능

커뮤니티보드 서비스

제5호 2013/3

19

생태교육, 주변 정보 등을 3D 증강현실 기술을 적용하여 제공함으로써 시민에게 다양한 정보를

효율적으로 제공한다. 또한, 개방형 서비스 엔진을 활용하여 타사업자들도 자유롭게 서비스를

제공하고 수익이 창출이 가능한 구조가 특징이다.

<커뮤니티보드 서비스>

<Service Rule Engine>

어떤 서비스를 어떤 사용자에게 어떠한 기기를 이용하여 언제 전달하는지를 규정하는 Rule을

기반으로 U-서비스(H/W, S/W, Contents)를 상호 연동하여 시민체감 서비스를 제공하기 위한

플랫폼이다.

커뮤니티보드 서비스

학 술 컬 럼


<U-서비스 H/W 컨트롤러>

구도심에 설치된 미디어보드, 가로등, 신호등 등 아날로그 기반의 시설물에 IP를 부여하여 시설

물의 상태정보(장애, 성능, 개폐, 온도 등) 및 전원제어가 가능하도록 통합운영시스템에 전송할 수

있는 컨트롤러이다.

U-서비스 H/W 컨트롤러

활용 방안

6차년도는 U-가로·공원 공간 서비스 개발 과제의 마지막 연차로 성과물의 현장 검증을 위한

파일럿테스트를 마무리하고, 현재 성과물에 대한 패키지 및 상품화를 진행 중에 있다. 2012년

디지털국토엑스포 등 3건의 큰 행사에 커뮤니티보드 등 성과물을 전시함으로 홍보활동에 만전을

기하고 있다. 6차년도 연구기간 종료시점인 2013년 4월 29까지 대외 전시 등을 비롯한 홍보활동

에 박차를 가할 계획이다.

기대 효과

지속적인 서비스 업그레이드 및 민자 사업 위탁 운영의 비즈니스 모델 적용을 통한 수익모델

창출이 가능하며 디지털화 된 지능형 공간의 창출 지향하는 지능형 가로 구축 및 운영 기술을

통한 새로운 도시공간 창출기반을 확보할 수 있다.

제5호 2013/3

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기획특집

각 호마다 특집 주제에 적합한 글을 기획․수록하여 U-City 이슈 확산 및 공감대 형성

U-City 정책동향

[정 책] U-City 기술자격제도

[연 구] U-Eco City Eco-Space 녹색기술 개발현황 및 기대효과

[기 술] U-City를 위한 u-에너지 기술

U-City 정책동향

현재 미래 기술 정책 산업

* 본 기획특집은 다양한 독자들을 위한 열린 공간이므로 U-City에 관심이 있는 분이라면 누구나 투고할 수

있으며, 원고가 채택된 분들께는 소정의 원고료를 지급합니다.

새로운 정부가 출범하고 전 세계적으로 미래성장동력을 찾고자 하는

요즘, U-City는 하나의 대안으로 제시될 수 있다. 창조경제, 과학기술을

통한 안전사회 조성 등에 있어 유비쿼터스 도시인 U-City와 관련한 기술,

제도, 정책, 조직 등이 많은 역할을 할 수 있을 것이라 기대한다.

이에 이번 기획특집은 U-City와 관련한 다양한 정책의 현황과 기술적인

측면에서 어떤 측면에 포커스를 맞추고 정책추진을 해야 하는지 생각해

보고자 기획되었다.

이번 호에서는 정책, 연구, 기술 관점에서 U-City 정책과 관련된 동향과

시사점을 살펴보았다. 정책 관점에서는 U-City 자격제도에 대한 추진현황과

계획에 대해 살펴보고, 연구관점에서는 U-Eco City R&D에서 추진된 Eco-

Space 기술에 대한 연구결과를 살펴보았다. U-Eco City R&D의 핵심 생태

기술인 Eco-Space 기술현황과 그를 통한 정책방향에 대해 논의하였다.

기술 관점에서는 U-City에 대한 새로운 접근과 그것을 위한 에너지 기술인

u-에너지에 대하여 논의하고, 이를 위한 정책목표는 어디에 두어야 하는지

에 대해 간략히 수록하였다.

기 획 특 집


U-City 기술자격제도

기획특집 [정 책]

1. U-City 자격제도 추진 필요성

U-City는 도시개발 및 계획부문에 정보통신기술(IT)과 도시공공서비스가 접목된 영역으로 도시

계획가, IT컨설턴트, 경영컨설턴트로서 다양한 역할을 수행하게 되고 그에 상응하는 능력이 요구된

다. 향후 공공영역 뿐만 아니라 아파트, 복합센터 등 타운(U-Town)의 민간영역으로 U-City 산업이

확대되고, 해외 진출이 가속화되면 고도의 전문직으로 자리 잡을 가능성 높다고 할 수 있다.

U-City 분야의 인력양성은 2009년부터 국토해양부와 고용노동부 주관 하에 매년 500명 이상의

U-City 인력이 배출되고 있으나, 이러한 인력이 객관적으로 검증된 인력인지 평가할 수 있는 자격

제도가 전무한 실정이었다. 이에 우리협회는 U-City 특성상 건설·도시계획·정보통신 등의

다양한 분야에 대한 종합적인 지식을 객관적으로 평가할 수 있는 검정체계 구축을 위해 2010년

부터 국토해양부 주관 U-City 인력양성센터 지원사업의 일환으로 U-City 자격제도를 추진하고 있

다.

박원규 | 한국유비쿼터스도시협회 선임연구원

U-City 구축사업이 활발하게 추진된 이래, U-City 전문기술, 운영기술 등을 보유한 전문 인력에 대한 수요도 증가하였다. 이에 발 맞추어 국토해양부는 고용노동부와 함께 U-City 인력을 양성하기 위한 다양한 정책을 실시하고 있다.

U-City 자격제도는 그 중의 하나로 양성되는 인력에 대한 객관적 검증을 실시하여 양질의 인력을 배출하는 것을 목표로 하는 제도이다. 2010년부터 국토해양부 주관의 U-City 인력양성센터 지원사업의 일환으로 추진되고 있다.

그 동안 U-City 자격제도에 대한 환경분석, 수요분석 등의 연구를 거쳐 자격검정에 대한 설계(안)을 마련하고 자격검정을 실시한 바 있고, 현재 제2차 자격검정을 진행 중에 있다. U-City 활성화를 위한 정책으로서 U-City 기술자격제도가 어떻게 추진되어왔고, 향후 어떻게 진행될 예정인지 본 원고에서 제시하고자 한다.

제5호 2013/3

25

우리협회는 U-City 자격제도의 전반적인 기초조사를 위해 관련 전문가에게 위탁하여 자격제도

연구보고서를 수립하였다. U-City 자격제도 추진을 위한 환경분석, 직무분석, 수요분석 등을

통하여 U-City 자격제도 추진의 당위성을 입증하였다.

환경분석은 U-City 정부 정책, 산업 현황, 관련 유사자격 현황 등을 종합적으로 분석하여

U-City 자격제도의 목표 및 전략을 도출하였다. 직무분석은 산학연 관련 전문가 FGI(Focus

Group Interview)를 통하여 U-City 직무모형, 직무 및 작업 명세서 등을 도출하여 U-City

전문가가 갖추어야 할 능력을 정의하였다. U-City 직무모형은 그림 1과 같다. 환경분석과 직무

분석을 통해 도출된 자격 명칭, 종목 및 등급, 경력방법, 검정료 등 자격설계를 위한 안이 마련

되어 대학생, 교수/교사, 기업/기관의 총472개 표본을 대상으로 수요조사를 실시하여 본격적인 자

격설계의 기초자료로 활용코자 하였다.

2. 추진 현황

2-1. U-City 자격제도 연구보고서 수립

<그림 1. U-City 직무 모형>

기 획 특 집


구분 U-City 전문기술자격 U-City 기술자격

자격정의 • 전문적인 U-City 직무수행능력

평가

• U-City 전반적인 기초 이론 및

기술 및 서비스 기본지식 평가

검정수준

• U-City 건설에 대한 전문지식 및

실무경험을 가지고 감독, 관리 업

무 수행을 위한 전문적인 지식

보유 수준

• U-City 기술 및 서비스 기획, 설계

업무 수행을 위한 기본 지식 보유

수준

검정과목

• U-City 전략∙기획

• U-City 설계

• U-City 구축

• U-City 운영∙서비스

• U-City 개요

• U-City 법제도

• U-City 기술

• U-City 서비스

검정방법 • 1차: 필기시험(객관식, 4지선다)

• 2차: 실기시험(서술형, 단답형) • 필기시험(객관식, 4지선다)

검정료 • 유료(교재 무료 제공) • 유료(교재 무료 제공)

응시자격

• 1차: 4년제 대학 졸업예정자, 학

사학위 이상 취득자, U-City 기술

자격 소지자

• 2차: 필기 합격자로 2년 이내 응시

자

• 제한 없음

검정일정 • 상반기(1월) • 하반기(6월)

<표 1. U-City 자격검정 설계>

위 연구보고서 결과를 반영하여 자격종목개발, 조직구성, 홍보계획, 운영규정 마련 등 본격적인

자격 설계를 위한 실행계획을 수립하였다. 이를 위해 기존에 자격 추진 경험이 풍부한 유관기관

의 자문을 통하여 실행계획을 지속적으로 수정 보완하였으며, 산학연관 전문가로 구성된 검정위원

회를 개최하여 자격추진 목적, 자격명칭, 등급 설정 등의 추진사항에 대한 구체적인 논의가 이뤄

졌다. 또한 검정교재, 문제출제, 문제 감수 등의 세부 위원회를 구성하여 본격적인 자격검정을 추

진하였다. 표 1은 우리협회에서 마련한 U-City 자격검정 설계에 대한 세부내용 이다.

2-2. U-City 자격검정 설계(안) 마련

2-3. U-City 자격검정 실시

우리협회는 단계별 자격검정 추진을 위해 2급 수준의 U-City 기술자격을 먼저 실시하였다. 그간

2회에 걸쳐 시험을 실시하였으며, 총 318명의 합격자를 배출하였다. 응시생 현황을 보면, 재직자가

제5호 2013/3

27

전체 50% 이상을 차지하고 있으며 건설, IT 분야에서 고르게 시험에 응시하였다. U-City 기술

자격은 2012년 3월 24일 실시한 1회 검정 실적을 갖추어 자격기본법에 의거 한국직업능력개발원

에 민간자격으로 등록되어 있다. 이는 민간자격 등록을 위해서는 1회 검정실적이 필수요소이기

때문이다.

1급 수준의 U-City 전문기술자격 필기시험은 2013년 1월 26일에 실시하였다. U-City 기초

지식을 평가하는 U-City 기술자격과 달리 U-City 전문기술자격은 전문적인 직무능력을 평가하기

위해 1차 필기시험, 2차 실기시험으로 나누어 시험을 실시한다. 2차 실기 시험은 2월 23일에 1차

필기시험 합격자 중 신청자에 한하여 실시할 예정이며, 3월 22일에 최종 합격자를 발표할 예정

이다. 이 자격 또한 한국직업능력개발원에 민간자격으로 등록할 예정이다.

U-City 자격검정 신청은 그림 2 자격검정 홈페이지(exam.ucta.or.kr)에 접속하여 온라인으로

신청이 가능하다.

<그림 2. U-City 자격검정 홈페이지>

3. 사후 관리

우리협회는 U-City 자격제도 사후관리를 위해 다양한 방안을 마련하여 추진할 예정이다. 우선

우리협회에서 실시하는 U-City 교육교재를 검정교재와 일원화하여 교육을 통해 바로 자격 취득

이 가능하도록 하여 U-City 자격제도 활성화를 유도할 예정이다.

<출처> exam.ucta.or.kr

기 획 특 집


자격 취득자에 대한 관리도 매우 중요하다. 보수교육을 의무화하여 3년간 24시간 이상 U-City

관련 교육, 학술대회, 세미나 등의 적극 참여를 유도할 예정이며, 자격 취득자 Pool 관리를 통해

협회 회원사에서 인력 채용 시 즉각적으로 대응하여 적재적소에 인력을 조달할 예정이다.

실질적인 자격 취득 혜택으로 채용가점, 입찰참가 자격요건, 대학학점 인정, 재직자 인사고과

반영 등의 사항은 장기적으로 U-City 산업 활성화에 따라 U-City 시장이 확대되면 점차 추진할

예정이다.

4. 국가 공인으로의 전환

순수 민간자격을 국가공인 자격으로 전환하기 위해서는 1년 이상 3회 이상 검정 실적을 갖추어

야 한다. U-City 기술자격은 올해 6월 3회 시험을 실시할 예정에 있어 2014년에 국가공인 신청

이 가능하며, U-City 전문기술자격은 2015년 이후 국가공인 신청이 가능할 것으로 예상된다.

민간자격 국가공인 절차는 그림 3과 같다. 우리협회는 국가공인 자격으로 전환을 위해 매년 합격

자 배출, 전문화된 조직 구성, 체계화된 문제은행 관리시스템 구축 등을 진행하고 있으며, U-City

자격제도의 저변 확대를 위해 온라인 홍보 대상 발굴, 홍보 콘텐츠 개발, 협회 회원사와 협약을

통한 취업 연계 등을 점차적으로 추진할 예정이다.

<그림 3. 민간자격 국가공인 절차>

U-City 산업 및 국가공인 자격 활성화에 따라 U-City 인력 전문화, 취업률 제고 등의 파급

효과를 기대할 수 있다. 또한 U-City 산업시장의 해외 확산에 따른 U-City 기술인력에 대한

국제적 통용성 문제가 대두될 것으로 예상됨에 따라 U-City 기술 선도국으로서 U-City 자격의

글로벌화 선점에 기여 할 것으로 본다.

<출처> www.pqi.or.kr

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Eco-Space 녹색기술 개발 연구개발 현황 및 기대효과

기획특집 [연 구]

1. Eco-Space 녹색기술개발 과제 개요

‘환경’이 지속가능한 성장을 위한 새로운 기회 요인으로 전환되고 환경산업이 첨단기술 융합

시장의 신성장동력으로 높은 관심을 받으면서 전 세계가 청정기술 및 공정, 에너지관리 및 신재생

에너지 활용 등 신규 성장 분야에 주력하고 있다. 이에, Eco-Space 녹색기술 과제는 첨단 기술

력으로 기후변화에 과학적, 체계적으로 대응하고 에너지 소비 및 이산화탄소배출 저감에 효과적인

친환경 도시 개발을 지원하는 기술 개발에 노력해왔다. 도시의 대기질 개선, 녹지율 향상, CO2

배출 저감 등 첨단기술을 기반으로 한 과학적이고 정량적인 환경생태정보 분석 기술과 친환경 생

태도시계획 수립 및 저탄소 미활용에너지 활용 지원 기술을 개발하였다.

세부 연구목표 및 내용은 다음과 같다. 첫째, 기존과 차별화된 친환경 도시 계획을 지원하기 위해

환경적으로 허용가능한 개발용량에 대한 과학적 근거를 제시하고, 도시 오염원 발생 위치 및 규모,

임정언 | U-Eco City 연구단 선임연구원

U-Eco City 제3세부과제는 ‘Eco-Space 녹색기술 개발’ 이라는 주제로 추진되었다. ‘환경’이 지속 가능한 성장을 위한 새로운 기회요인으로 인식되고, 환경산업이 첨단기술 융합시장의 신성장동력으로 인정받음과 동시에 전 세계에서는 청정기술 및 공정, 에너지관리, 신재생 에너지 활용 등 녹색기술에 많은 관심과 투자를 쏟고 있다.

첨단도시인 U-City에서도 이러한 녹색기술을 활용하여 친환경 도시계획을 지원하는 환경생태정보분석시스템, 생태도시구현을 위해 첨단기술을 접목한 생태도시계획지원시스템과 도시 에너지의 수요를 예측하여 공급시나리오에 기반하여 도시에너지를 관리하는 저탄소 에너지 계획 및 운영지원시스템, U-기반 서비스 제공을 위한 에너지의사결정시스템 등을 개발하였다.

이처럼 U-City가 스마트화, 정보화에만 치중하는 것이 아니라 진정한 U-Eco City 의 모습을 갖출 수 있도록 개발된 Eco Space 녹색기술 개발 결과에 대해 알아보고자 한다.

기 획 특 집


환경기준치 초과지역 파악 등 개발 후 사후 건강성 예측 및 쾌적성 평가를 지원하는 환경생태

정보분석시스템(EASYS)을 개발하였다. 둘째, 도시개발계획의 전 과정을 종합적으로 지원하는

기술로써 분석-계획-설계-평가(feed-back)체계를 하나의 시스템에 유기적으로 연계하여 생태정

보 가시화 및 분석, 토지이용 구상 및 계획·설계, 3D시뮬레이션 평가 등을 지원하는 생태도시계

획지원시스템(ePSS)을 개발하였다. 셋째, 도시차원에서 저탄소 에너지원 활용 및 공급 최적화, 지

속적인 에너지 사용량 예측·평가·관리할 수 있는 저탄소에너지계획 및 운영지원시스템

(EnerISS)과 공공기관(한국전력, 난방공사, 상수도사업본부 등)에서 보유하고 있는 에너지(전기·

가스·지역냉난방열원) 및 환경(물·폐기물 등)자원 데이터를 통합 관리하고 지속적인 도시에너지

사용량 모니터링 및 탄소절감 정책을 지원하는 에너지의사결정시스템(Ener-web)을 개발하였다.

<Eco-Space 녹색기술 개발 과제 구성>

2. 개발 기술 소개

2-1. 환경생태정보분석시스템(EASYS: Environmental-ecological Analysis SYStem)

• 연구기간 : 2008.11.25 ~ 2013.04.29

• 수행기관 : 한양대학교, 서울대학교

• 연구책임자 : 오규식, 이동근

제5호 2013/3

31

기존 도시계획 수립과정에서는 인구 및 개발밀도 등의 주요지표를 적정규모로 산정하는데 근거

가 부재하고, 환경생태가치에 대한 고려가 부족하였다. 이에, 환경생태적 가치와 성능에 대한

정량적인 분석을 통해 개발가능지 및 보전지역을 설정하고, 과학적이고 체계적인 분석을 통해

환경적으로 허용가능한 최대 개발밀도를 제시하여 환경친화적인 토지이용계획 수립을 지원할 수

있는 환경생태정보 분석시스템(EASYS) 개발을 추진하였다.

연구 추진배경

환경생태정보분석시스템 소개

환경생태정보분석시스템(EASYS)이란, 환경 및 생태 데이터의 통합·분석·시뮬레이션 과정을

통해 환경생태적 가치 및 환경용량(개발밀도)을 산정함으로써 기존과 차별화된 친환경적 계획의

근거를 제시하고, 도시 오염원 발생 위치 및 규모 분석, 환경기준치 초과지역 파악 등 개발 후

사후 건강성 및 쾌적성 평가를 지속적으로 지원하는 기술이다.

기술개요

<환경생태정보분석시스템(EASYS) 주요기능>

주요 기능

환경생태정보분석시스템(EASYS)은 환경 및 생태정보에 기반하여 대상지 내 개발 가능지를 도출

하고, 개발 가능지에 허용 가능한 최대 개발밀도를 산정하여 공간적으로 배분하는 시스템으로

다음의 4가지 기능으로 구성된다.

기 획 특 집

32 U-City Smart Report 31

• 환경생태가치 분석: 녹지규모의 안정성, 이산화탄소 흡수능력, 다양성, 자연성, 연결성 등에

대한 가치를 분석하여 등급화

• 개발가능지 분석: 사용자의 시나리오에 따라 가중치를 부여하고 환경생태가치 평가결과를 중

첩함. 아울러 법규 및 제도에 따라 대상지 내 개발불능지를 파악하고, 이를 반영하여 최종 보

전/개발가능지 도출

• 역추적 모델링: 지형, 건물, 풍향, 풍속 등을 고려하여 대기오염 배출원의 위치와 규모(배출량)

를 역으로 산출

• 환경생태용량 모델링: 역추적 모델링 결과에 기반하여 대상지의 개발밀도 변화와 연동하여 대

기확산 모델링을 반복 수행함으로써 환경기준치를 초과하지 않는 허용 가능한 최대의 개발밀

도를 산정하고 대상지 공간에 배분

활용 방안

환경생태정보분석시스템(EASYS)은 신규 개발지역만이 아니라 기존 도시 내 대기환경 기준이

초과하는 지역을 관리하거나, 재개발 또는 재건축시 허용 가능한 최대 개발밀도를 제시하거나

개발방향을 제시하는데 활용될 수 있다.

<환경생태정보분석시스템(EASYS) 기대효과> • 기성시가지에 대해 대기오염농

도를 지속적으로 모니터링하여

대기환경기준 초과시, 역추적

모델링으로부터 배출원을 분석

함으로써 지속적으로 대기질

유지·관리

• 계획 초기단계에서부터 허용

가능한 최대 개발밀도 및 개발

유형 제시

• 개발계획(안)에 따른 가치평가,

환경생태용량 산정결과를 통해

개발대안의 적정성 검증

• 과학적 의사결정 및 정책수립

을 지원함으로써 도시계획 및

관리방안 제시

제5호 2013/3

33 32 U-City Smart Report

2-2. 생태도시계획지원시스템(ePSS: eco-city Planning Support System)

• 연구기간 : 2008.11.25 ~ 2013.04.29

• 수행기관 : 건설기술연구원

• 연구책임자 : 김현수

무분별한 자연환경 파괴와 지속되는 도시개발로 인해 도시의 생태환경은 급속도로 악화되고

있다. 이를 해결하기 위한 노력이 도시환경 및 생태분야에서 시도되었으나 문제를 해결하기 위한

체계적이고 과학적인 분석방안은 구체적으로 제시되지 못했다. 이에 Decision Maker와 Planner

가 IT-기반의 계획지원시스템(ePSS)을 활용하여 도시환경분석, 도시계획 및 설계, 도시디자인,

도시관리 및 운용을 가능하게 하는 계획지원시스템을 개발을 추진하였다.

연구 추진배경

생태도시계획지원시스템(ePSS) 소개

생태도시계획지원시스템(ePSS)은 도시계획의 전체 과정을 지원하는 통합적 시스템으로 계획공

간의 생태적 분석 및 평가, 토지이용 개념구상, 토지이용계획 수립, 도시공간요소의 모델링 및

시뮬레이션 등을 지원하는 계획도구이다. GIS기반으로 설계된 시스템으로 계획 및 설계지의 업무

효율을 높이기 위해 CAD파일의 호환이 용이하게 설계되었으며, 도시계획의 3D 가시화, 실시간

시뮬레이션, 설계의 피드백 기능 등을 장착하여 도시계획 실무자 및 관리자의 업무과정을 지원

할 수 있다.

<생태도시계획지원시스템(ePSS) 주요기능>

기 획 특 집


주요 기능

생태도시계획지원시스템(ePSS)은 한양대의 성과물인 환경생태정보분석시스템(EASYS)과 연계·

활용이 가능하며 적정 개발규모 및 기준 내에서 대기질, 소음, 열쾌적성 등 생태적 가치를 증대

또는 지속할 수 있는 계획·설계안 제시하고 기후·토양·물순환·서식처 등 분야별 분석과 개발

전·후 변화 정량화 시뮬레이션(개발 전후 생태면적률, 물수지변화, 온도 변화 등 산정)을 통한

계획 타당성 검증 등이 가능하다. 본 시스템은 아래의 4가지 기능으로 구성된다.

• Analyzer(정보분석): 토양, 물순환, 기후, 서식처 생태연결성, 여가휴양 분야에 맞춰 환경생태

적으로 보전할 지역과 개발이 가능한 지역을 도출․종합

• Planner(계획,설계): 토지이용계획 구상(교통구상, 녹지구상, 생활권 구상, 친환경 구상 등)

• Designer & Simulator(시뮬레이션): 외부공간 가로수 식재기능 및 도로주행 시뮬레이션기능

등을 수행하여 토지이용계획 안에 대한 정량적인 검증과 경관 조망을 통해 입체적 토지 이용

계획을 지원

• BAF(생태면적률산정): 환경성능, 도시공간의 생태적 가치를 정량적으로 산정

활용 방안

생태도시계획지원시스템(ePSS)은 지방자치단체, 설계사무소/엔지니어링 사무소, 단위사업단,

해외시장 등 다양한 기관에서 사용이 가능하다. 특히 도시기본계획 단계, 도시관리계획단계, 지구

단위계획단계에서 도시의 공간구조 및 장기적 발전방향을 제시하는데 활용이 가능하다.

<생태도시계획지원시스템(ePSS) 기대효과>

제5호 2013/3

35

2-3. 저탄소에너지계획 및 운영시스템(EnerISS: Energy Integrated urban planning&managing Support System)

• 연구기간 : 2008.11.25 ~ 2013.04.29

• 수행기관 : 동아대학교, 부산대학교, 한국해양대학교

• 연구책임자 : 이정재, 윤성환, 도근영

기존의 도시계획 방식은 단순 건물위주의 에너지 수요예측 및 도시차원의 에너지 이용효율

향상방안 부족으로 도시에너지 수요예측 정밀도의 저하, 건물단위로 국한된 에너지 이용계획에

따라 도시차원의 효율적 에너지의 계획 및 운영기술이 부족한 실정이다.

저탄소 녹색도시 구현을 위한 신재생에너지 등 청정에너지 공급의 필요성 증대에 따라, 도시

계획 초기단계에서 도시에너지 수요량 예측, 저탄소 에너지 생산시스템 선정 및 최적 입지결정,

도시에너지 공급시나리오 제시 및 적정성 평가기술, 도시에너지 생산시스템의 관리 효율화를 위한

U-기반 도시에너지 운영시뮬레이터 개발의 필요성이 대두되었다.

따라서 도시차원의 저탄소에너지 계획 및 운영지원시스템 개발(EnerISS)을 통해 도시 미기후

및 에너지 수요예측, 저탄소 에너지원 선정 및 최적입지 결정을 통한 저탄소 도시계획을 지원하고

동시에 탄소저감율을 고려한 도시에너지 최적 공급 시나리오 설정 및 도시에너지 생산시스템의

운영을 지원하고자 하였다.

연구 추진배경

저탄소에너지계획 및 운영지원시스템(EnerISS) 소개

저탄소에너지계획 및 운영지원시스템(EnerISS) 이란, 도시계획 초기단계에서 저탄소 에너지계획

을 위한 도시 미기후 및 에너지 수요예측, 저탄소 에너지원 선정, 최적 입지결정 및 도시에너지

공급 시나리오를 제시함과 동시에 도시에너지 생산시스템 관리 효율화를 위한 U-기반 도시에너지

계획·운영지원 기술이다.

주요 기능

저탄소에너지계획 및 운영지원시스템(EnerISS)은 도시 저탄소에너지 계획을 지원하는 Modeler,

Solver, Evaluator, Viewer와 도시에너지 운영을 지원하는 EMS로 구성되어 있다.

• Modeler : 공간영상기반 지형 및 건물 데이터를 생성하고 구축하는 GIS 데이터 모델링 시스템으

기 획 특 집


로 기존도시 및 계획도시에 대한 GIS DB 생성 지원

• Solver : 도시공간정보 및 환경지리정보를 포함하는 E0GIS DB를 자동생성하며, 도시의

미기후 및 에너지수요량 예측

• Evaluator : 10종류의 에너지시스템에 대한 도시내의 최적 입지분석과 탄소 저감율에 따른

도시에너지 최적 공급 시나리오 제시 및 적정성 평가

• Viewer : EnerISS 각 모듈에서 취득한 실행결과에 대하여 2D 및 3D로 가시화

• EMS : 도시에너지 공급 시나리오에 따른 도시에너지 생산시스템 최적 운영지원시뮬레이터

<저탄소에너지계획 및 운영지원시스템(EnerISS) 주요기능>

활용 방안

저탄소에너지계획 및 운영지원시스템(EnerISS)은 GIS DB를 기반으로 도시공간정보 및 에너지

수요예측, 에너지시스템 최적 입지분석을 실시하므로 국내외 타 지구의 기초 데이터 구축 완료

시 적용가능한 보편타당한 실용화 기술이다.

EnerISS의 기술적 활용방안으로는 도시차원의 에너지 수요예측 및 저탄소 에너지원의 최적

입지 선정, 저탄소 에너지계획 시나리오 구축 및 적정성 평가, 도시에너지 생산시스템 최적 운영

방안을 지원할 수 있으며, 사업화 활용방안으로는 기후변화 예측, 건축·도시 고효율화, 환경친화

적 에너지원을 지원하는 친환경토지피복, GIS 요소기술 분야에서 사업화를 도모할 수 있으며

국내외 저탄소 녹색도시 수요증가에 따른 신성장 사업창출 및 기술의 적용활용화를 기대할 수

있다. 또한 집단에너지, 분산형 발전시스템 및 미활용에너지 분야와 신재생에너지 하부산업기술의

개발 육성, 에너지 해석모델 및 에너지 시나리오 분석 기법모델 개발로 인한 국내 소프트웨어

산업의 활성화를 기대할 수 있다.

제5호 2013/3

37

<저탄소에너지계획 및 운영지원시스템(EnerISS) 기대효과>

2-4. 에너지의사결정시스템(Ener-Web)

• 연구기간 : 2011.05.01 ~ 2013.04.29

• 수행기관 : 동아대학교, 부산대학교, 한국해양대학교

• 연구책임자 : 이정재, 윤성환, 도근영

U-City에서 도시에너지·환경 자원의 통합관리를 위해 필요한 에너지 및 환경요소들을 실시간

으로 수집하는 방식은 과다한 초기투자비용과 더불어 도시인프라 시스템 구축이 전제 되어야

한다. 현재 국내 U-City 개발단계에서 실시간 데이터 수집 방식은 현실적인 적용이 어렵기 때문

에 통합운영센터를 통한 도시차원의 에너지·환경자원의 통합관리 및 활용을 위한 현실적 대안이

필요한 실정이며 도시내의 에너지 및 환경 관리기관에서 보유·관리하고 있는 데이터를 수집하여

통합·활용하는 새로운 방안의 검토가 필요하다.

따라서 EnerWeb의 개발을 통해 보다 체계적이고 통합된 에너지·환경 자원의 정보관리를

위하여 에너지 및 환경 관리기관의 비실시간 데이터를 활용한 에너지(전기, 가스, 지역난방)·환경

(상수, 폐기물) 자원의 통합 DB를 구축하고 U-기반 서비스를 제공하기 위하여 에너지·환경 DB

연구 추진배경

기 획 특 집


가시화 및 에너지자가진단이 가능한 시민체험서비스, 도시에너지·환경 인프라 계획을 지원하는

에너지의사결정서비스를 제공하는 웹 기반 서비스를 개발하였다.

에너지의사결정시스템(Ener-Web) 소개

에너지의사결정시스템(Ener-Web)이란, 도시에너지·환경정보의 체계적 통합관리 및 U-기반

서비스를 제공하기 위해 에너지·환경 관리기관이 보유하고 있는 도시에너지(전기, 가스, 지역난방)

및 환경(상수, 폐기물) 자원의 통합 DB를 구축하고 U-기반 서비스를 제공하기 위하여 에너지·

환경 DB 가시화 및 에너지자가진단이 가능한 시민체험서비스, 도시에너지·환경 인프라 계획을

지원하는 에너지의사결정서비스 기술이다.

<에너지의사결정시스템(Ener-Web) 주요기능>

주요 기능

에너지의사결정시스템(EnerWeb)은 국내 최초로 도시의 에너지·환경 통합 DB를 구축하고,

이를 웹기반으로 서비스하는 기술이며, 시민체험서비스와 에너지의사결정서비스로 구성되어 있다.

시민체험서비스에서는 구축된 에너지·환경 통합 DB를 가시화하여 어느 누구나 쉽게 대상지역의

제5호 2013/3

39

에너지·환경정보를 접할 수 있도록 하며, 에너지자가진단서비스를 통해 생활하는 공간의 에너지

사용 수준을 진단하여 에너지 절약을 유도하고 있다. 에너지의사결정서비스에서는 구축된 에너지

·환경 통합 DB를 보다 상세하게 나타내어 전문가들이 활용할 수 있으며, 단위 행정지역별 순위

와 행정지역별 비교를 통하여 지역에 적합한 에너지수급 정책을 마련하는데 도움을 줄 수 있다.

또한 도시에너지·환경인프라 계획서비스를 통해 도시계획가들이 보다 손쉽게 에너지·환경자원의

사용량 및 발생량을 계산할 수 있도록 지원하고 있다.

활용 방안

에너지의사결정시스템(EnerWeb)은 부산광역시를 대상으로 에너지(전기, 가스, 지역난방)·환경

(상수, 폐기물) 통합 DB를 구축하여 웹 기반으로 서비스하는 기술로써, 공간적 제한을 가지지

않으므로 기초 데이터를 구축할 수 있는 지역 어디에도 적용 가능한 기술이다.

기술적 활용방안으로는 국가적인 차원에서 에너지 수급정책을 수립할 수 있으며, 탄소 저감을

위한 정책제안 및 평가, 체계적이고 통합된 에너지·환경정보관리가 가능하다. 또한 지자체나

공공기관에서는 각 지역의 특성에 맞는 도시환경·에너지 정책 수립 및 환경·에너지 관리의

시민참여 확대, 다양한 환경·에너지 교육 서비스를 통해 시민들의 에너지절약을 유도할 수 있다.

그리고 시민 및 환경단체, 민간기업 등에서는 EnerWeb에서 제공하는 서비스를 통하여 에너지

사용과 관련한 생활체감이 가능하며, 이를 통해 자발적인 에너지절약에 참여할 수 있다. 뿐만

아니라 지역에 적합한 도시에너지·환경 인프라 계획이 가능하며, 기존도시와 건물의 에너지소비

실태를 비교·평가함으로써 문제점 해결 및 효과적인 에너지절약 방안을 마련할 수 있을 것이라

기대된다.

기 획 특 집


U-City 를 위한 U-에너지

기획특집 [기 술]

융합기술이란 미래 경제·사회적 이슈의 해결을 위해 다양한 학제 및 이종 기술 간의 결합을 통해 확보되는 혁신기술을 말한다 . 이는 서로 다른 분야의 공동연구인 “복수학제 연구” 보다 더 진일보한 개념으로, 공통의 목표 해결을 위해 성질이 다른 기술들 간의 화학적 결합을 뜻하는 “학제 간 연구”를 통해 도출된다. 미국과 EU에서는 「인간수행능력 향상을 위한 융합기술 전략(NBIC, 2002)」, 「지식사회건설을 위한 융합기술발전전략(CTEKS, 2004)」을 마련하여 권고사항을 제시한 바 있다. 차세대 기술혁명은 IT, BT, NT등 한 분야에 국한되지 않는 신기술간 융합이 주도할 것으로 전망되며, 이 융합기술은 의료,건강,안전,에너지,환경 등 미래의 사회적 문제를 해결할 수 있는 혁신적 기술이 될 것으로 기대하고 있다. 이 융합기술의 하나로 U-City를 이끌 미래성장 동력이 U-에너지라 표현할 수 있는 에너지 관련기술이 있다. 본 원고에서는 U-City에 적용할 미래공간기술 전략의 일환으로 U-에너지의 개념과 기술 분류, 그리고 그 활용가능성에 대해 논의하고자 한다.

성혜정 | 국토연구원 연구원

융합기술의 발전방향

융합기술을 이루는 주요기술은 IT(Information Technology, 정보통신기술 ), BT(Bio

Technology, 생명공학기술), NT(Nano Technology, 나노기술), ET(Energy/Environmental

Technology) 등이 있다. NT는 기반·요소기술에 해당하며 IT 기술은 서비스 기술, BT는 주로

응용기술에 해당한다. 에너지 기술은 주로 전기를 생산하는 ‘발전기술’을 떠올리게 되는데 이는

응용기술에 해당한다.

이들 기술의 융합은 기반기술(하단)-응용기술-서비스기술(상단)의 피라미드를 구성하며 융합되어

1) 본 원고는 [4-1-1]U-City 동향분석 및 미래공간기술 발전전략 연구의 전문가 강연회(박래만. 2012.10.29. ‘U-City를 위한 u-에너지’.국토연구원) 내용을 중심으로 하여 작성하였습니다.

2) 국가융합기술발전 기본방향.2007

박래만 | 한국전자통신연구원 연구원

2)

1)

제5호 2013/3

41

융합용이성, 구현가능성이 높고 활용영역도 넓다. NT와 같은 기반기술과 타 기술과의 융합은 NT

가 기저에 깔려 기술 간 융합이 용이하다. 즉, 두 가지 이상의 기술을 융합하는 것은 기본적으로

기반기술을 바탕으로 다른 기술의 기능적 또는 응용적 한계성을 극복하는 것이다. 따라서 어느 기

술을 기반으로 융합하느냐에 따라 결과적으로 얻고 싶은 융합기술의 형태나 응용성에 차이가 생

긴다. 일반적으로 파라미드식 기술구조 그림에서 하단의 기술을 기저기술로 하여 융합하는 것이

최종 융합기술의 형태와 응용성을 확대할 수 있다. 예를 들어, 기반기술 성격이 강한 NT 기반의

융합기술은 NT가 기저에 깔려 기술 간 융합이 용이하다. 그러나, 서비스 기술인 IT 기반의 융합

기술은 융합된 기술의 모형이 쉽게 도출되기 어렵다. IT를 기반으로 한 융합기술을 시도한 사례

중에 IT기반의 BT기술이 있는데 이 기술이 생각보다 진척되지 않은 이유가 여기에 있다. 바이오

칩, 바이오센서, 인체부착센서 등을 타 단말기(핸드폰, 병원단말기)와 정보 교류시키는 등의 융합

기술은 BT 기반의 IT 융합기술에 해당된다(물론 순수한 BT는 아니며 NT와 융합된 BT임). 이처

럼 서비스 기술(IT)을 기반으로 한 기반기술(NT) 또는 응용기술(BT)의 융합은 매우 어렵다. 그래

서 IT 기반 BT 융합은 곧바로 IT-의료 융합으로 넘어가게 된다. IT-의료 융합 기술의 쉬운 예

는 집에서 검진한 결과를 병원으로 전송하고 전송결과를 병원에서 확인하여 집으로 재전송해주는

것으로 두 개의 서비스 기술인 IT와 의료를 융합하는 것이기 때문에 발전방향이나 응용분야 등을

쉽게 그려낼 수 있다.

<그림 1. 융합기술과 IT기반 융합기술분야>

에너지 분야에서도 IT기반의 ET 융합을 많이 시도하였다. 그러나 ET는 발전기술 자체로만 보면

응용기술인데 피라미드 상 윗단의 서비스 기술(IT)을 기반으로 응용기술(ET)을 융합하고자 하니

위에서 설명한 것과 같은 어려움에 부딪치게 된다. 그래서 등장한 것이 “전력 IT” 이다. 전력은

서비스 기술인데, 서비스-서비스 간의 융합이 훨씬 수월하였기에 IT-ET로 가지 못하고 전력-

IT(무인검침, 배전자동화 자동에너지관리시스템, 변압기 부하관리 등)로 진행되었다.

기 획 특 집


유비쿼터스 에너지와 U-City

U-City 개념정의를 하던 초기에는 네트워크를 위주로 생각할 수밖에 없었다. 정보를 많이 공유시

키고 쉽게 접근하게 하는 것이 유비쿼터스 사회이자 U-City 라고 제한적으로 정의하였다. 즉, 정

보 네트워크를 기반으로 한 효과적인 정보 서비스가 이루어지는 것에 한정되어 있다 보니 위에서

와 같은 에너지 문제는 빠질 수밖에 없었다.

U-City의 궁극적인 모형은 자연친화적인 문명사회이다. U-City는 기술(technology)을 기반으

로 한 자연주의라고도 할 수 있다. 전원마을과 같이 단순히 자연으로 회귀하여 문명(human

technology)과 고립되는 것이 아니라, 기술이나 문명을 기반으로 도시개념을 접목한 것이 U-

City이다. 따라서, 전원마을의 개념에서는 가질 수 없었던 도시형성에 필요한 기반기술과 복지에

대한 인식이 U-City 개념에 포함되는데, 여기에는 ‘환경보존(자연 친화적 도시기반기술)’, ‘지

적만족(정보 서비스)’, ‘인간다움(교육/문화)’, ‘정서적 안정(보안)’, ‘건강’ 등의 복지가 포

함된다.

U-City 조성을 위해 u-에너지가 필요한 이유는, 첫째로 스마트폰을 개개인이 활용하는 것처럼 지

금도 개인 IT기기를 활용한 정보 의존성이 증가하고 있기 때문에 이러한 환경이 U-City에서도 유지

되어야 한다는 것이다. 그리고 둘째로 이런 기기가 위급한 상황에서 자신을 보호하는 역할을 할 수 있

는 도시환경이 U-City 개념에 포함되어 있기 때문이며, 마지막으로 이 두 서비스를 위해서는 개인이

언제 어디서나 전력을 공급받을 수 있어야 한다는 것이다. 이런 문제를 해결하기 위한 것이 u-에너지

이다. 따라서 U-City 조성을 위해 필요한 u-에너지란 언제 어디서나 누구에게나 에너지가 공급되어

야 하며 소형화, 무선화 되어야 하고, 고효율·고밀도의 에너지, 안전하고 환경 친화적인 에너지를 의

미한다.

요즈음 에너지는 환경문제와 부합하여 신재생 에너지, 녹색 에너지, 친환경 에너지 개념이 자주 활용

되고 있다. 70년대 오일파동이후 등장한 대체에너지(석유를 대체하기 위한 에너지) 개념에서 벗어나

환경 친화적인 에너지원을 찾고 활용하자는 것으로, 유비쿼터스 사회에서도 이런 에너지가 필요하다.

IT 환경이 변화하면서 변하는 새로운 사회 환경에 맞는 에너지 형태가 필요한 것이다. 그것이 바로

u-에너지이다.

여기서 논하는 u-에너지 기술은 IT-ET 융합기술에 해당된다. 기존에 융합하지 못하고 개념

적용을 잘 하지 못했던 IT와 에너지기술을, 어떤 특성을 모아서 융합시킬 것인가를 고민하여

u-에너지라는 개념에 넣고자 하였다. 정의하자면, u-에너지란 IT를 기반으로 한 유비쿼터스 사회

에서 필요로 하는 에너지 ‘서비스’ 형태이다(u-에너지 = IT + ET). IT가 서비스 기술이기에

u-에너지도 서비스 개념이 들어가게 된다.

제5호 2013/3

43

현재 수준에서 상상할 수 있는 u-에너지를 응용하는 부분은 먼저 가정이나 자동차에서 활용하는

개인 전력, 물류유통관련 전력, 무선전력전송 부분이다. 태양전지가 탑재된 자동차, 주유소 근처에

서 전력을 무선으로 전송받아 밧데리를 충전시키는 기술(친환경), 가정집에서 자가발전하고 저장할

수 있는 기술, 발전이 가능한 창문, 가정에서 전자기기들 간의 무선 전력전송 기능 등을 생각해

볼 수 있다.

다음으로 개인IT기기를 생각해 볼 수 있는데, 사람이 바이오센서를 부착하고, 안경과 같은 단말

기를 활용하여 건강을 관리하는 경우에 있어 이러한 기기들은 사용시간이 단기간으로 한정된

배터리보다는 전력을 끊임없이 공급받을 수 있는 무선 전원장치가 필요하다. 또 다른 예로는 제품

포장지에 대한 활용이다. 제품 포장지에 작은 전원공급 장치를 부착하여 상업광고뿐 아니라 제품

정보를 디스플레이하고 센서로 제품의 신선도와 유통경로 등을 파악할 수 있다.

마지막으로 의료분야에서의 활용을 생각해 볼 수 있는데, 의료서비스를 받기 위한 센서활용이나

병원 내에서의 네트워크 등과 같은 서비스가 잘 이루어지려면 무선으로 전력을 전송받는 기술이

핵심이 된다. 따라서 u-에너지에 있어서 핵심은 “무선전력전송”기술이며 이것이 제대로 되어야

정상적인 u-에너지 서비스가 가능하다.

현재의 와이파이(Wi-Fi) 서비스처럼 개인이 언제 어디서나 전기를 공급받을 수 있도록 하는

것이 U-City의 u-에너지이다. 이를 위해서도 무선으로 전력을 송수신 할 수 있는 기술이 반드시

필요하다.

에너지 기술에서 u-에너지라는 융합기술을 완성하기 위해서는 IT는 어느 정도 기반이 갖추어져

있기 때문에 에너지 관련 기술에 조금 더 포커스를 맞추어야 할 필요가 있다.

<그림 2. u-에너지의 필요성 및 특성>

기 획 특 집


<그림 3. u-에너지의 기술분류(발전 및 저장 기술)>

다음으로 전송기술인 “무선전력전송”기술이 있다. 이 기술은 u-에너지의 핵심기술로 전파에

전기를 실어 보내는 기술, 최근 제품으로 나오고 있는 무선충전기, 가정 내 기기 간 무선전력전송,

벽면에서도 무선으로 전력을 전송하는 기술 등이 있다. 좀 더 큰 레벨에서 전기전송을 위해 일본

이나 미국에서는 대기권 밖의 태양광 발전전력을 바로 지구로 보내주는 기술을 개발 중에 있다.

3) 미국 MIT에서 개발한 기술로 현재 효율은 20% 정도로 매우 낮음

U-에너지의 기술분류

u-에너지의 기술은 전기를 생산 및 저장하는 발전기술과 이를 전송하는 기술로 나누어 볼 수

있다. 먼저 전기를 생산 및 저장하는 ‘발전’과 관련한 기술을 살펴보자. 발전을 위한 에너지는

태양열과 같은 열에너지, 압력에 의한 기계적 에너지, 태양빛을 활용한 광 에너지, 인체 내 소형

전력발전 등 화학변화 에너지 등의 종류와 연료전지·배터리·수소저장 등과 같은 저장기술이

있다. 화학변환 에너지의 경우, 현재 기술은 있으나 용량이 작으면서도 전기를 더 많이 저장

하도록 하는 고밀도화 기술이 필요하다. 인체 내부에 삽입 가능한 로봇이 활용할 수 있는 전력

생산 기술은 NT(소형화), ET가 융합하는 성격의 기술이라고 할 수 있다.

3)

제5호 2013/3

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무선전력전송은 IT-ET기술이 융합된 서비스 성격을 지닌 기술로 개인전력(발전), 무선전송, IT

기기와의 접목, 에너지로부터의 독립, 개인의 삶 향상, 환경문제 대응 등을 기대해 볼 수 있다.

결국 이런 기술들, 즉 u-에너지 기술은 결국 개인화, 이동성, 소형화, 착의가능성 등을 목표로

하고 발전함으로써 사람을 에너지로부터 독립시키고 자유로운 이동을 가능하게 하여 진정한

유비쿼터스 사회를 구현할 수 있다.

<그림 5. u-에너지의 목표>

<그림 4. u-에너지의 기술분류(전송기술)>

기 획 특 집


박래만. 2012. U-City와 U-에너지. U-City 동향분석 및 미래공간기술 발전전략연구 전문가 강연

회(2012. 10. 29. 국토연구원) 발표자료

국가과학기술위원회. 2007. 국가융합기술 발전 기본방침(안)

참고문헌

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「U-City Smart Report」는 글로벌 메가트렌드를 분석하고 이를 토대로

미래도시의 주요 이슈를 발굴하여 전파하기 위해 국토연구원에서 기획·발간

하는 소식지로 U-Eco City 연구단 [4-1-1] ‘U-City 동향분석 및 미래

공간기술 발전전략 연구 과제의 연구성과물입니다.

국토연구원의 승인 없이 본 자료의 무단전재나 복제를 금하며, 본 내용을 발표

할 때는 반드시 U-Eco City사업의 연구성과물임을 밝혀야 합니다.

발행인 : 박양호

편집자 : 김걸

편집위원 : 성혜정∙곽수정

발행처 : 국토연구원

발행일 : 2013년 3월 15일

주 소 : 431-712 경기도 안양시 동안구 시민대로 254

제제45호호 2012/82013/3u-city smart report 제5호 2013/3 contents 특별기고 02...

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