SMART CITIES INDEX REPORT

포용적 스마트시티 구현을 위한 지능형 ICT인프라 구축

4차 산업혁명 기술들의 집합체인 스마트시티 인프라는 ICT가 도시라는 플랫폼에서 서비스화 되기 위한 통합 인프라로써, 가시적으로 보이는 도시 기반시설 등과 같은 물리적 인프라 뿐만 아니라, 네트워크, 어플리케이션, 클라우드 등 무형적 가치를 창출하는 비가시적인 인프라도 포함된다. 본 보고서의 31개 도시 분석 결과, 최근 많은 도시들은 데이터 기반의 스마트시티 구현을 위해 통합 플랫폼과 운영센터, 오픈 데이터 포털, 공공 무료WiFi, 공공 클라우드, IoT 자가망 등 다양한 첨단 ICT자원들을 활용하며, 도시의 지능형 인프라 역량을 확보해 나가고 있었다. 또한, 31개 분석대상 도시 중 몇몇 도시들은 디지털 격차를 해소하기 위한 포용적 스마트시티 구현을 선도적으로 추진하는 동시에 ICT인프라의 접근성 강화를 통해 초연결•초지능화 사회의 도래에 선제적으로 대응하고 있다.

공공 IoT망 구축을 통한 스마트시티 도시데이터 인프라 강화

체계적으로 구축된 도시의 네트워크 인프라는 효율적인 도시•공공데이터 관리에 직결되기에 스마트시티로의 도약을 목표로 하는 다수의 도시들이 통신망, IoT망 등 네트워크 인프라의 공공화를 추진하는 중이다. 특히 공공 사물인터넷(IoT) 자가망 구축은 급증하고 있는 사물인터넷 기반의 도시데이터 서비스를 효율적으로 유지•관리하며 다양한 센서를 통해 수집된 실시간 데이터를 도시문제해결에 적극 활용할 수 있는 기반이 된다. 분석 결과, 대부분의 도시들은 전역 또는 일부 지역에 민간주도의 IoT망을 설치하였으며, 지자체가 소유한 IoT망 구축에 대한 구체화된 정책을 제시한 도시는 서울과 뉴욕으로 확인되었다. 두 도시 모두 23년까지 도시전역에 공공 IoT망을 구축 완료하는 것을 목표로 두고 있다.

서울은 주민자치센터 같은 공공 건축물을 활용해 23년까지 1,000개의 공공사물인터넷 전용 LoRa 기지국을 구축할 예정이다. 21년에는 총 3개의 자치구에, 22년에는 19개 자치구, 23년에는 3개의 자치구에 추가 설치할 예정이다. 21년 시범서비스를 운영한 은평구에서는 관내 노후 시설물에 103개의 센서를 설치한 ‘위험시설 안전관리 서비스’를, 구로구에서는 스스로 고장유무를 파악하는 ‘스마트 보안등’ 4,500여대를, 서초구에서는 미세먼지 발생원인을 분석하여 인공지능을 통해 향후 발생지역을 예측하고 알려주는 ‘알림톡 서비스’를 시작한다. 또한 구축되는 공공 IoT망을 사용하여 서울시 전역의 도시 현상을 수집•분석하고 서울시 정책 수립 및 공공서비스 시민체감도를 향상하기 위해 S-DoT(S-Data of Things)라는 도시 데이터 센서기기를 22년까지 서울 전역에 2,500개(21년 1100대 설치완료)를 설치하여 10개 측정항목(미세먼지, 온•습•조도, 소음, 진동, 자외선, 풍향, 풍속, 방문자수)에 대한 데이터를 측정할 계획이다. 뉴욕의 경우에는 사물 인터넷 관련 다수의 산학 협동 프로젝트를 진행 중이다. IoT 자가망 구축 역시 코넬 대학교와 협력을 맺어 진행하고 있으며, LPWAN 커버리지를 100% 달성하는 것을 목표로 Natural Science Foundation (NSF)로부터 $1.5M 펀딩을 받아 미국 최초의 공공 IoT 네트워크를 뉴욕에 구축하는 중이다. 또한 뉴욕시는 MIT 대학의 City Senseable Lab과 협력하여 파일럿 프로그램인 ‘CityScanner Project’는 펜데믹으로 잠시 중단되었다 최근 다시 진행중에 있다. 해당 프로젝트에서는 공기질이 표준 미달인지역을 선정한 후 차량 지붕 위에 설치한 태양광 에너지 센서를 통해 공기질, 기온, 습도, 도로 상황 등 다양한 환경 정보를 수집하였다. 이를 통해 대기오염의 잠재적 원인지 및 배출량이 특히나 많은 지역을 파악하고 출처와 원인을 찾을 수 있었기에 기존 고정식 센서보다 더욱 상세한 데이터를 저비용으로 수집할 수 있었다.

위와 같이 공공 IoT망 구축으로 서울과 뉴욕은 도시 전체에 새로운 연결성Connectivity을 제공하여 도시데이터에 대한 생태계를 마련하고, 민관학 데이터융합 분석을 통한 실시간 도시데이터 기반의 시민체감형 서비스 및 정책을 추진하는 등 데이터기반의 과학적이고 합리적인 행정을 추진할 수 있게 된다.

스마트시티 디지털 혁신의 핵심 인프라 클라우드

클라우드는 디지털 혁신의 기반 인프라 기술인 5G, IoT, 블록체인, AI를 모두 포괄하여 제공한다는 점에서 디지털 혁신을 위한 핵심 인프라로 대변된다. 특히 스마트시티의 인프라 혁신은 공공 클라우드 분야에서도 활발하게 추진되고 있는 것으로 나타났으며, 많은 도시들이 데이터 기반의 4차 산업혁명시대와 포스트 코로나바이러스(COVID-19) 시대에 대응하고자 공공 클라우드를 도입하여 공공 서비스 디지털라이제이션을 위한 전자정부화를 추진하고 있다. 공공 클라우드 구축을 통해 기관별, 지자체별 소규모 전산 환경을 클라우드 통합운영환경으로 전환하는 경우 디지털 혁신을 위한 인프라 설치・관리비용을 절감할 수 있으며, 정보자원을 효율적으로 활용할 수 있게 되어 시민들에게 안정적인 정부서비스를 제공할 수 있다. 또한, 지자체의 정보자원 관리 부담이 줄어 서비스 혁신 등 창의적 업무에 집중 할 수 있고, 공공 클라우드 도입 확산으로 민간 클라우드 산업 발전의 마중물 역할을 수행할 것으로 기대된다. 다만, 스마트시티 사업을 추진함에 있어 자체적으로 클라우드를 적용하는 공공 클라우드를 구축할지 또는 민간 클라우드 사업자들이 제공하는 서비스를 제공받아 활용할지에 대해서는 아직까지 의견이 엇갈린다. 민간 클라우드 서비스를 제공받는다면, 초기 투자 비용은 절감 될 수 있겠으나 도시 문제를 효율적으로 해결하기 위해서 활용되는 민감한 데이터들에 대해 보안성, 복잡성, 안정성 그리고 레거시 데이터의 제약과 데이터 주권에 대한 이슈가 발생하기에 스마트시티 기획 단계에서 이를 잘 고려해야 한다. 31개의 도시를 분석해본 결과 절반의 도시들이 교통, 보안, ICT자원관리와 같은 특정 분야의 클라우드를 구축하였으며, 그 중 대부분의 도시들은 하이퍼스케일러라 불리우는 대형 클라우드 사업자인 AWS, Oracle, Google, MS사등과 민간협력으로 특정 분야의 클라우드를 구축한 것으로 나타났다. 인천, 서울, 두바이, 바르셀로나 등 소수의 도시에서만 민간기업의 협력 없이 자체적으로 공공 클라우드를 구축한 것으로 확인된다.

공공 무료 WiFi 접근성 강화를 통한 디지털격차 해소

스마트폰의 보급이 보편화되면서 무선인터넷의 중요성이 커진 가운데, 많은 도시들은 ‘통신기본권’ 또는 ‘디지털주권 (’Digital Right)을 통해 공적 기능을 강화하고자 하고 있다. 도시 내 디지털 격차를 해소하고자, 도시들은 ICT인프라의 접근성이 취약한 지역을 중심으로 고정 광대역통신망(Fixed Broadband), 모바일 네트워크망 및 공공 무료 WiFi망의 구축을 추진하고 있다. 특히 코로나바이러스(COVID-19)를 경험하며 많은 도시가 디지털 격차(Digital Divide)에 대한 중요성을 인식하게 되었으며, 이를 해결하기 위해 포용적 스마트시티의 개념의 도입과 함께 몇몇 도시들은 디지털 복지정책을 펼쳐 격차 문제를 해소하고 있다. 31개의 도시를 분석해본 결과, 고정 광대역통신망과 모바일 네트워크망의 인터넷 속도와 커버리지 수준이 상향 평준화 되어 있었고, 공공 무료 WiFi망의 구축예정 혹은 공개된 자료가 없는 극소수의 도시를 제외하고는 대부분의 도시가 이미 공공 무료 WiFi망 구축 완료 또는 일부 지역에 제공 중인 것으로 파악되었다. 구축 이후 최대한 많은 시민들이 공공 WiFi망의 직접적인 수혜자가 될 수 있도록 AP 증축 및 도시 전역으로 범위를 확대하며 보편적 디지털복지 실현을 위해 노력하고 있는 것으로 보인다. 분석결과에 따르면, 각 도시 면적 대비 커버리지로 분석한 결과는 1km² 당 오사카가 18.52개로 가장 많았고, 서울이 17.95개로 2위, 싱가포르가 8.97개로 3위를 차지하였다. 포용적 스마트시티를 목표로 서울시는 코로나바이러스(COVID-19) 유행 이후 급증 하는 데이터 수요를 충족하고, 통신비 부담이 ‘디지털 소외’와 ‘디지털 격차’로 이어지지 않도록 시민들의 통신기본권을 보장하고자 스마트 서울 네트워크(S-Net) 추진 계획의 핵심인 공공 와이파이 서비스 ‘까치온’을 구축하고 있다. 22년까지 공공 와이파이 ‘까치온’은 11,030대가 구축될 예정이며, 그 중 2,612대는 정보취약계층이 많이 이용하는 복지시설과 커뮤니티 시설 970개소에 설치될 예정이다.

도시 데이터 활용을 위한 IOC 구축으로 차세대 인프라 역량 확보

데이터 기반의 의사결정을 내리는 선도 스마트시티들은 이미 우리 실생활에 다양한 스마트 서비스・인프라를 제공하며, 이는 새로운 주요 도시경쟁력의 하나로 급부상하고 있다. 선도 도시들은 도시 분야별 데이터를 상호 연계하고, 도시 데이터의 통합적 관리를 통해 활용가치를 극대화하는 데 중점을 두고 인프라 정책을 추진하고 있다. 이에 따라 과거 도시안전(치안) 및 교통 중심으로 운영되어 온 도시 내 상황실•관제센터는 다양한 분야의 도시데이터들이 한 곳으로 통합•운영되는 IOC(Integrated Operation Center)로 확대되는 동시에, 혁신의 허브를 지원하는 주요 자원 센터로 발전될 것으로 예상된다. IBM, 화웨이, 노키아 등의 글로벌 IT 기업들 역시 도시 운영을 위한 솔루션으로 IOC 통합 관제 서비스를 제공하고 있다. 다만, 31개 도시 중 87%인 27개 도시가 IOC를 운영중인 것으로 확인되었으나, 실제 2개 도시 분야를 하나의 센터에서 통합 운영・관제하고 있는 도시는 인천, 부산, 암스테르담, 마드리드 등 총 8개 도시로 31개 도시 중 26%에 불과했고, 대부분 교통, 방범, 방재 분야를 함께 다루고 있었다. 하나의 분야만 다루는 도시는 71%인 22개로 집계되었는데, 환경•에너지, 교통, 경제 등 하나의 분야에 집중하는 모습이었다.

인천의 IFEZ Smart City 운영 센터가 대표적 사례이다. 교통, 방범, 방재, 환경•에너지 등 도시 내 서비스와 인프라의 중추신경으로, 송도국제도시, 영종국제도시, 청라국제도시에 설치, 24시간 운영되며 스마트 도시관리를 위한 중심적 역할을 수행하고 있으며, 기존 50억원으로 예상되었던 운영관리 비용을 19억원까지 절감하는 효과가 있었다. 방범 서비스와 더불어 정보제공 서비스, 환경분야의 모니터링 및 관리, 시설물 관리, 교통분야의 실시간 제어와 돌발상황관리가 가능하여 시민들의 안전하고 편리한 생활 전반에 기여하는 인천 스마트시티의 핵심 컨트롤 타워이다.

지속가능한 스마트시티 구축을 위한 오픈 데이터 포털

시민을 중심으로 하는 스마트시티에서는 오픈 데이터 포털을 통해 개방되는 공공 데이터 활용의 중요성이 증대되고 있다. 공공업무를 수행하며 생성되는 모든 데이터를 공공 데이터라 칭하는데, 루이스 M.A의 ‘도시 속 빅데이터의 사용(The Uses of Big Data in Cities)’에 따르면 데이터의 개방 및 공유는 도시의 잠재적 문제들을 측정 및 인지하게 하여 해결안을 모색하고 시행하게끔 한다고 설명하고 있다. 한국의 ‘정부 3.0,’ 미국의 ‘열린 정부 이니셔티브’, 영국의 ‘정보의 힘’, EU의 ‘열린 정보 전략’과 같이 각각의 명칭은 다르나 추구하는 바는 같은 정부정책들이라 볼 수 있다. 오픈 데이터 포털을 통해 도시의 공공데이터를 공유함으로써 도시운영의 투명성이 유지되며, 도시들은 도시문제에 대한 시민들의 의견을 반영할 수 있게 되어 민간과 함께 데이터 혁신을 거듭해 나가고 있다. 또한 시민과 기업들이 오픈 데이터 포털을 통해 다양한 데이터에 대한 접근성을 용이하게 해주어 결과적으로 데이터 기반의 새로운 비지니스 모델을 만들 수 있다. 위와 같이 지속가능한 스마트시티를 도모하기 위해 구축한 31개 도시의 오픈 데이터 포털을 인프라 관리관점에서 ‘정보의 다양성’, ‘정보 접근 신속성’, ‘검색 효율성’, ‘쌍방향성’ 4개의 기준으로 평가한 결과, ‘정보의 다양성’ 측면에서 두바이가 50개의 분야로 가장 많은 분야의 데이터를 제공했으며 브뤼셀이 27개, 모스크바가 26개, 타이페이가 23개 분야로 뒤를 이었다. ‘검색 효율성’ 측면에선 파리가 13가지의 데이터 검색 기능을 제공하였고, 바르셀로나가 12개, 브뤼셀 더블린 뉴욕이 9개의 검색 기능을 제공하였다. 또한, 모든 도시들이 데이터를 이용함에 있어 이용료를 부과하거나 회원가입을 유도하는 등의 과정 없이 뛰어난 오픈 데이터 포털 운영의 개방성을 보였으며, 데이터세트를 지속적으로 업데이트하여 데이터의 최신성을 유지하고 있다.

체계적인 스마트시티 구축을 위한 City OS 플랫폼 활용

공공 인프라의 확대, 데이터 활용을 위한 인프라 모색 등 통합 인프라의 구축 및 개발은 단기간에 이루어질 수 있는 성과가 아니기 때문에 계획을 통한 체계적 접근이 필수이다. 기존의 스마트시티 구축이 ‘Top-down’의 개발 방식을 사용하였다면, 최근에는 ‘Bottom-up’ 형태의 접근 방식을 사용하여 시민들의 요구를 파악하며, 도시에 대한 이해를 바탕으로 발전 방향을 통합적으로 구상 및 계획한 이후 구축을 시행하도록 이뤄지고 있다. 더불어 데이터 기반의 스마트시티에서는 데이터의 활용 가치를 극대화하고자 흩어져 있는 도시 데이터를 상호 연계하여 통합적으로 수집, 분석, 표출하는 것을 목표로 하며, 이에 따라 최근 스마트시티 플랫폼, 즉 City OS의 필요성이 대두되고 있다. 조사 결과에 따르면, City OS 또는 스마트시티 플랫폼을 구축 예정 혹은 완료한 도시는 절반 정도로 그 수는 아직 제한적이나, 서울, 바르셀로나, 두바이를 포함한 총 5개의 도시가 지능화 모듈을 통해 분석의 자동화 단계에 이르러 높은 스마트 도시의 플랫폼 구현 수준을 보여주고 있었다. 바르셀로나의 City OS는 도시 지자체에서 운영하는 빅데이터 기술 기반의 플랫폼으로서 지자체의 데이터 기반 의사결정을 돕는 역할을 수행한다. 바르셀로나는 도시 운영체제를 이용하여 IoT 센서 및 소셜네트워크 등을 통해 수집한 다양한 도시데이터를 관리 및 분석하고, IOC 상황실, 오픈 데이터포털 등의 스마트시티 서비스를 구축하는 등 전반적인 도시 데이터 거버넌스를 확립해 나가고 있다. 또한 AI를 활용한 분석 자동화 단계에 접어든 운영체제를 효과적으로 관리하기 위해 최근 바르셀로나는 AI의 윤리적 사용을 위해 힘쓰며 다수의 파일럿 프로그램을 운영하는 중이다. 대표적인 사례로 코로나바이러스(COVID-19) 시대 방역을 위해 열감지 카메라를 도입하고 해변 점유율을 실시간으로 모니터링하여 해변의 붐비는 정도를 관찰하는 한편, 수집 당시부터 데이터를 익명화해 활용함으로써 개인정보 및 사생활 침해를 최소화하였고 지능화 모듈의 윤리적 도입을 위해 힘쓰기도 하였다. 부산의 경우, 스마트시티 추진 목표로 ‘도시가 하나의 거대한 연구실 기능’을 수행하는 것으로 두고 공통 요소를 함께 구축하고 공유하는 방식을 선택하였다. 플랫폼을 디지털도시, 증강도시, 로봇도시와 같이 세 개의 카테고리로 나누어 구축하고 각 기술의 발전을 도모할 수 있도록 구상하였다. 부산은 이를 통해 제약 없는 서비스 간 융합을 꾀하고 지속적 도시 혁신을 가능케 하고 있다. 이처럼 세계 각국의 도시들이 스마트시티로의 전환을 준비하면서 각 도시의 특성에 맞는 서비스모델을 개발하고자 이에 필요한 인프라 구축에 집중하고 있다. 그러나 이러한 인프라 구축의 효율성의 증대 뿐만 아니라, 스마트시티의 장기적 관점의 혁신 및 성장을 도모하기 위해서는 데이터 거버넌스가 그 중심이 되어야 하며 이는 결국 스마트시티 플랫폼 혹은 City OS의 구축을 통해 이뤄나가야 할 것이다.

본 영역에서는 스마트시티 구축을 위한 스마트시티 구현을 위한 앞서 설명한 스마트 인프라 (1.공공 IoT망, 2.공공클라우드, 3.통합운영센터, 4.공공무료 WiFi, 5.오픈데이터 포털의 접근성, 6.City OS)에 대해 31개 도시를 대상으로 분석하였다. 영역 별 선도 도시를 살펴보면, 공통적으로 31개의 도시들은 포용적이고, 지속가능한 데이터기반의 스마트시티 구현하며 이를 통해 디지털 사회안전망을 확보하는데 노력하고 있었다. 6개 세부 영역에 대한 31개 도시의 스마트 인프라 스코어는 평균 2.54점으로 평균 3점 이상으로 서울(4.33점) 인천(3.83점), 바르셀로나, 타이페이, 부산(3.33점) 두바이(3.17점), 마드리드(3.00점) 등이 인프라 통합 영역에서 선도하고 있었다. 특히 대한민국 같은 경우 초고속 인터넷 망과 함께 전자정부 인프라에서 확장되어 스마트시티를 구현하는 대표적인 국가로써, 스마트 인프라 확충의 수준이 높았으며, 이는 데이터 기반 스마트시티를 구현하는데 중요한 역량이라 볼 수 있다.