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스마트시티, 차세대 드론 서비스를 제시하다

2018.08.07 09:30

스마트시티는 한글로 풀면 지능형 도시라고 해석할 수 있습니다. 지능형 도시란 무엇이며 지능을 가진 똑똑한 도시는 어떻게 진화하고 있을까요? 이번 편에서는 지능형 도시 구현을 위해서 4차 산업혁명의 핵심 기술인 인공지능이 적용되고 있는 사례들을 살펴보고 똑똑한 미래 도시의 진화 방향을 살펴보도록 하겠습니다.


혹시 무인 항공기를 날려 보신 적이 있으신가요? 파란 하늘을 자유롭게 날아다니는 무인 항공기를 내가 원하는 데로 조정해보는 것은 생각만 해도 즐거운 일입니다.

 


기술의 발전은 과거 취미 생활로만 즐기던 무인 항공기를 도시 내 사람들에게 방범•방재, 물류 배송 등 새로운 서비스를 제공해주는 드론의 형태로 발전시키고 있습니다. 그렇다면 스마트시티에서 드론 서비스를 원활하게 제공하기 위해 준비하고 있는 사항은 무엇일까요?

 

 드론의 안정적인 비행을 위한 스마트시티의 준비


빌딩과 구조물로 가득 찬 도시라는 한정된 공간 내에서 드론을 비행하기 위해서는 비행 경로, 조정 방법, 자세 제어 등 많은 고민이 필요합니다. 그 중 최우선 되어야 할 것은 바로 안전입니다.


차량의 사고와는 달리 드론은 비행 중 이상이 발생하거나 건물 등에 충돌하게 되면 추락해 인명이나 차량 등에 큰 피해를 발생시키기 때문에 드론의 비행에 대한 이동 경로 및 제어에 대한 상당한 고민이 필요합니다.


l 드론 항공 교통 관제 개념도 (출처: GCN and Defense Systems)


그렇기에 세계 주요 국가의 교통 관련 기관들은 도시 내 드론의 상업적 비행을 허가하기 전에 드론의 비행 속도, 바람 등 자연적 변수에 따른 흔들림 거리 등 드론 비행에 관한 데이터를 조사해  비행 규정 및 규제 방안을 만들어 가고 있습니다.


그중 스마트시티에서 준비하고 있는 드론 관련 사항으로는 3차원 정밀 공간 정보 조성을 통한 비행로 및 비행지도 구축과 드론 관제 시스템 구축이 있습니다.


 3차원 정밀 지도 구축을 통해 드론 전용 길을 만들다


현재 드론이 비행하기 위해 사용하는 지도는 2차원 지도입니다. 즉, 평면도를 기준으로 출발점, 도착점과 주행 경로만 명시되어 있는 것인데요. 그러나 드론은 3차원의 공간을 비행하는 물체로서 도로의 높낮이와 빌딩, 신호등, 전신주 등 지상 설치물의 위치 및 높이가 정확하게 명시된 3차원의 지도가 필요합니다.


특히 물류 배송 등 신산업으로서 드론이 이용되기 위해서는 드론을 위한 지도, 드론용 내비게이션에 대한 요구가 증가하고 있습니다. 3차원 정밀 지도를 구축하기 위해서는 다양한 기술이 사용됩니다. 가장 보편적인 기술은 인공위성 및 항공기에서 촬영한 2D 사진을 프로그램을 활용해 3D 지도로 만드는 것입니다.


2D 및 3D 지도를 활용해보고 싶다면 국가지도서비스(http://www.vworld.kr) 및 국가정보산업진흥원(http://www.spacen.or.kr)에서 방문해 직접 새로운 지도를 만들어볼 수도 있습니다. 한국은 서울시 3D 지도(2015년) 및 국토교통부 드론 길 구축을 위한 3차원 공간 정보 시범구축(2016년)을 해당 기술을 통해 구축하고 있습니다.


l 드론 3차원 정밀지도 개념도 (출처: 국토교통부 드론길 구축 프로젝트(2016))


3D 지도를 만들게 되면 다음 진행해야 할 내용은 바로 드론 전용 길을 만드는 것입니다. 차량이 도로 위를 주행하듯 드론이 비행할 수 있는 전용 비행로를 지정해줘야 합니다.


그렇다면 세계 최초로 드론 전용 길을 구축하고 있는 곳은 어디일까요? 놀랍게도 바로 한국입니다. 한국에서는 강원 영월 하송리, 대구 달성 구지면, 부산 해운대 중동, 전남 고흥 고소리, 전북 전주 완산구 등 5개 지역에 드론 시범사업 전용 공역으로 지정해 시범 운영하고 있으며, 최종적으로 드론 하이웨이를 구축하는 것을 목표로 하고 있습니다.


l 드론 하이웨이 개념도 (출처: 국토교통부 (2017))


외국의 사례를 살펴보면, 미국의 아마존은 개념적인 드론 비행 구역으로 도시 위 공역을 고도 60m까지는 저속 드론 전용, 60∼120m는 고속 드론 전용, 120∼150m는 비행금지 구간, 150m 초과는 유인기 구간으로 구분하자는 개념을 제시하였습니다.


l Drone airspace proposal (출처: Amazon (2016))


 드론을 위한 교통 관리 시스템 구축이 필요하다


드론을 위한 전용 비행로를 만드는 것으로 드론의 비행을 위한 준비가 끝나는 것일까요? 아닙니다. 차량을 운행하기 위해서는 교통 신호등과 교통 규칙 등이 필요한 것처럼 드론을 관제하고 제어하기 위한 드론 교통 관리 시스템(UTIM, UAS Traffic Management)이 필요합니다.


드론 전용 교통 관리 시스템의 첫 번째 사례는 싱가포르입니다. 싱가포르는 스마트시티 선도 도시답게 도심 내에서 드론을 운영하기 위한 시스템을 개발해 2018년부터 운영할 예정입니다.


기존에 구축되어 있던 3차원 도시 모델링(디지털 트윈)을 적극적으로 드론 교통 관리 시스템에도 도입해 활용하는 것으로서, 정확한 3차원 지도를 보유하게 되면 드론을 위한 전용 길 지정 및 드론 관리 시스템 운영에도 쉽다는 것을 알 수 있습니다.


l 싱가포르 드론 교통관리시스템 개념도 (출처: Nanyang Technological University(2016))


두 번째 사례인 미국은 민간 항공기를 이용한 911 테러 이후 드론에 의한 테러를 우려해 민간기업 또는 개인의 드론 비행에 민감하게 대처하고 있으며 매우 엄격한 드론 비행 사전 허가가 필요합니다. 현재 이동통신망을 이용한 드론 교통 관리 시스템을 NASA를 중심으로 개발하고 있으며, 향후 드론의 비행을 군에서 통제하고 관리하는 방식으로 2019년 운영하는 것을 목표로 하고 있습니다.


l 미국 드론 교통관리 시스템 개념도 (출처: NASA(2016))


마지막으로 중국은 드론 비행을 정부에서 직접 통제하고 있습니다. 2006년 ‘드론 공중교통 관리방법’을 수립해 민간의 드론 비행 활동에 대한 관리를 강화하고 안전을 확보하고자 했으며, 2016년부터는 드론에 대한 비행 정보를 수집하고 통제하기 위한 드론 클라우드 시스템을 정식 운영하고 있습니다.


민간 기업 또는 개인이 드론을 이용하기 위해서는 드론 클라우드 시스템에 접속해 정부로부터 비행 계획을 승인받아야만 가능합니다.


l 중국 클라우드 기반 드론 교통관리 시스템 개념도 (출처: 중국민간항공총국 ( 2018))


향후 드론이 도시 내에서 안정적으로 비행하고 활용되기 위해서는 해결해야 할 사항이 많다는 것을 알 수 있습니다. 우리나라는 4차 산업혁명 대응 관련 국정과제 중 하나로 스마트시티를 선정하였으며 스마트시티 내에 드론, 자율 주행 등을 포함해 4차 산업혁명 관련 신산업이 실질적으로 도시 안에서 구현되기 위해 노력 중입니다.



드론은 앞으로 새로운 개념의 운송 수단으로서 떠오를 것입니다. 향후 하늘과 관련된 많은 상상이 현실로 이루어지길 바라며, 한국의 드론 관련 스마트시티 기술이 세계를 선도할 표준적인 기술이 되기를 기대합니다.


글 l LG CNS 엔트루컨설팅 스마트엔지니어링그룹



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※ 출처

  1. 김정훈•김홍배, 2018. ‘드론 도입을 위한 도시 입체계획의 방향과 과제’. 국토계획, Vol.53 No.1 

  2. 박영철, 2016. ‘무인항공기(드론)의 법적 현안과 해결과제’. 지능정보화 법제연구, 제3호

  3. 교통안전공단, 2017, ‘드론 기반의 도로 안전 기술적용 시범연구’

  4. 강정수, 2015, ‘미국과 유럽, 드론 산업정책과 규제정책에서 서로 다른 길을 가다’, 광학세계, 61P

  5. 국토교통부, 2016.07.21, ‘드론 신산업 지원을 위한 3차원 드론길 구축 프로젝트 시작’ 

  6. 국토교통부, 2017.07.18, ‘4차 산업혁명 시대의 골든타임을 잡아라’

  7. CAAC, 2018, ‘China Low altitude connected drone flight safety test report’

  8. 국가기술표준원, 2018, ‘드론 해외기술규제 가이드’



Posted by IT로 만드는 새로운 미래를 열어갑니다 LG CNS
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