[스마트시티 구축 사례] 런던 해로우, 라이다·GIS 결합 ‘디지털 트윈 자치구’ 구축

런던 해로우 자치구(Borough of Harrow)가 GIS(지리정보시스템)에 고해상도 거리 이미지와 라이다(Lidar) 데이터를 추가해 자치구를 디지털 트윈으로 사이버상에 구축했다고 한다. 이 소식은 스마트시티월드와 유럽 도시의 소식을 전하는 메이어EU에 실렸다.

간략히 보도된 내용을 토대로 해로우 자치구가 어떤 프로세스를 통해 소규모의 스마트시티를 실현했는지 그 과정을 재구성해 보았다.

디지털 트윈은 현실 세계를 그대로 사이버로 옮겨놓은 것이라고 보면 된다. 먼저 요소기술별로 살펴보면 GIS는 해로우 자치구 전체의 맵을 작성하는 용도로 쓰였다. 전체 구의 지도가 컴퓨터상에 구현된다. 이것이 디지털 트윈의 밑그림이다.

라이다는 미약한 레이저 전파를 발사해, 주위의 대상 물제에서 반사되어 돌아오는 전파를 수신해 시간을 계산하고 이를 토대로 정확한 거리를 측정해 모델링하는 기술이다. 반사되어 돌아오는 수억 개의 전파마다 거리는 미세하게 차이가 난다. 이를 토대로 주변의 모습을 3D로 정밀하게 그려내는 기술이다.

3D로 만들어진 자치구의 모습은 컴퓨터상의 GIS 지도에 입힌다. 그러면 전체 자치구의 3D 이미지가 구축된다. 그런 다음 여기에 고해상도의 거리 및 빌딩 등의 이미지를 입힌다. 그렇게 해서 해로우 자치구의 디지털 트윈이 완성됐다.

이 작업을 수행하는 데는 자치구 정부와 민간 업체의 노력이 함께했다. 먼저 에스리(ESRI) UK의 파트너인 사이클로미디어(Cyclomedia)는 자치구의 이미지 및 라이다 데이터를 제공했다. 자치구의 완전한 3D 디지털 표현이 가능하도록 했다. 에스리는 GIS 내의 다른 지리공간 데이터를 3D 이미지와 동시에 볼 수 있도록 했다.

그 효과는 무엇이었을까?

먼저, 건물 설계 및 도로 기획이 손쉬워졌다. 디지털 트윈을 통해 시뮬레이션이 가능해졌기 때문이다. 실제처럼 컴퓨터에서 구현함으로써 시행착오를 줄이고 비용을 절감하게 됐다. 업무 효율성이 높아졌음은 물론이다.

디지털 트윈을 통해 사이버 상에서 각 건물들과 가정집 등을 열람할 수 있게 됐다. 현장을 방문하지 않고도 지방세 고지서 발급이 가능하게 됐다. 공무원들의 수고가 그만큼 덜어진 것이다. 건축 허가 또한 마찬가지다. 설계도를 제출하면서 건축허가를 신청하면 디지털 트윈 해로우에서 환경평가 등을 수행할 수 있다. 허가 기간이 단축되고 비용 또한 절약된다.

고속도로와 국도 관리도 수월해졌다. 도로에 이상이 발생했는지를 파악하고 유지보수 진행을 사이버로 점검한다. 자전거 전용도로와 같은 새로운 이동계획을 수립할 수 있게 됐다.

해로우는 이전에는 거리마다 설치된 CCTV 등으로 이미지 정보를 얻었지만 보다 정확한 고해상도 및 시의적절한 정보가 필요했다. 에스리 UK와 사이클로미디아가 그 욕구를 해결해 주었다. 사이클로미디어 데이터는 1억 화소 카메라를 장착한 자동차로 실시간 정보를 획득한다. 이전의 거리 이미지로는 해결할 수 없었던 디테일까지 처리할 수 있게 됐다.

런던 해로우 자치구의 GIS 책임자인 샘 티자드는 스마트시티다이브와의 인터뷰에서 "사이클로미디어 데이터는 에스리 GIS 내에서 쉽게 접속할 수 있는 디지털 트윈을 실현했다. 수많은 부서의 직원들이 원격으로 의사 결정을 할 수 있도록 지원했다"고 말했다.

"높은 해상도의 실시간 이미지와 함께 라이다 데이터를 통해 신뢰할 수 있는 디지털 트윈 자치구 이미지를 구성, 효과적인 기획 및 관리와 유지보수를 하는데 절대적으로 기여했다“는 것이다. 현장과 사이버를 병행한 하이브리드 작업 방식은 코로나19에 대응해 직원과 일반인의 안전을 지키는 데도 큰 도움이 됐다고 한다.

한편 에스리 소프트웨어는 캘리포니아 레들랜드에서 1969년에 설립됐으며 매국 내 11개 지사, 10개의 해외 지사를 거느리고 있다. 전 세계 35만 개 이상의 조직에 솔루션이 구축됐다고 한다. 에스리 UK는 공공 및 민간 부문에 GIS 솔루션을 제공하고 있으며 잉글랜드와 웨일스의 지방 당국의 3분의 2 이상이 고객이라고 주장하고 있다.