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정부가 향후 5년간 총 76조원을 투입하는 한국판 뉴딜의 핵심 중 하나가 디지털 사회간접자본(SOC)이다. 국토부는 SOC 디지털화와 안전, 지역 활력을 높이기 위해 2021년 예산을 올해보다 12.9% 증가한 23조 1천억 원으로 편성했다. 디지털 SOC는 기존 SOC에 AI/IOT/5G 같은 디지털 기술을 접목하는 것이다. SOC 디지털화는 크게 두 가지 방향으로 추진된다. ▲교통, 수자원, 공동구, 재난대응 등 4대 핵심시설을 디지털로 안전하게 관리하고, ▲도시와 산업단지를 디지털화하고 스마트 물류체계를 구축하는 쪽으로 진행된다.

 차세대 지능형 교통시스템(C-ITS)은 자동차-자동차·자동차-인프라 간 통신을 통해 안전과 편리함을 추구하는 교통시스템이다. 국토부는 ‘2021년 지자체 ITS 및 C-ITS 국고보조사업’을 진행할 지자체 44곳을 선정했다. 실증사업으로만 진행했던 C-ITS도 2021년부터 본 사업을 시작해 2025년까지는 전국 주요 도로에서 다양한 서비스를 제공받을 수 있도록 할 예정이다. 더불어 내년까지 철도 62% 구간에 IoT 계측기 설치, 15개 공항에 비대면 생체인식시스템 설치, 29개 무역항에 디지털 관리체계를 구축하며, 노후 기반 시설에 대한 안전·재해 예방 투자도 6조원으로 대폭 늘렸다.

 또한, 국가하천 스마트 홍수관리시스템에 1천 800억원을, 급경사지 등 재해 고위험지역 510곳에 조기위험경보 시스템을 설치한다. 디지털 SOC에서 각광 받는 기술이 디지털 트윈이다. 마켓앤드마켓은 2023년까지 디지털 트윈 시장이 156억 6천만 달러(약 17조 6천억 원) 규모로 성장할 것으로 전망하였다. 이에 국토부는 2022년까지 디지털 트윈을 적용한 전국 3차원 디지털 지도를 만들 예정이며, 전국 시군 지역 상하수도와 공동구 등 지하 공간을 입체적으로 파악할 수 있는 지하 공간 3D 통합지도도 구축할 계획이다.

 이에 본원 R&D정보센터에서는 SOC와 첨단기술을 융합해 기존 기반시설의 ‘관리·예측’의 정확도를 높이는 스마트화 기술에 대한 정보를 공유하고자 「국민안전 SOC 디지털화 기술동향 -C-ITS/디지털트윈/수자원/재난대응」을 발간하였다. 본서는 7장으로 구성되었으며, 교통(도로·철도·항만·공항)/디지털트윈 활용(공동구)/수자원 관리/재난대응 조기경보·예보시스템 등에 관련된 최신기술 동향을 다루었다. 본서가 학계·연구기관 및 관련 산업분야 종사자 여러분들에게 다소나마 유익한 정보자료로 활용되기를 바라는 바입니다.

제 1장 SOC 디지털화 및 철도/항만/공항 기술동향

1. 한국판 뉴딜 종합계획

1) 추진배경

(1) 필요성

가. 저성장･양극화 심화에 대응, 경제 패러다임 전환을 추진중

나. 예기치 못한 코로나19 충격이 대공황 이후 전례없는 경기침체 초래

다. 미국의 뉴딜정책에 버금가는 「한국판 뉴딜」 추진

(2) 코로나19에 따른 구조적 변화의 특징

가. 비대면 수요가 급증하면서 디지털 경제로의 전환 가속화

나. 저탄소ᆞ·친환경 경제에 대한 요구 증대 → 그린 경제로 전환 촉진

다. 경제·ᆞ사회구조 대전환과 노동시장 재편 → 양극화 심화요인

2) 구조 및 추진전략

(1) 한국판 뉴딜의 구조

(2) 추진 전략

가. 디지털 뉴딜·그린 뉴딜을 강력 추진하고 안전망 강화로 뒷받침

나. 재정투자와 함께 제도개선을 병행, 후속 대규모 민간투자를 유도ᆞ촉진

다. 10대 대표과제를 선정하여 변화와 파급의 초기 구심점으로 활용

3) 투자 계획 및 분야별 주요내용

(1) 투자 전략

(2) ‘25년까지 분야별 투자 및 일자리 창출

2. 한국판 뉴딜 ‘SOC 디지털화’ 세부내용

1) 4대 분야 핵심 인프라 디지털 관리체계 구축

(1) 프로젝트 개요

(2) 주요 투자사업 및 제도개선 과제

가. 교통

나. 디지털 트윈

다. 수자원

라. 재난대응

2) 도시ㆍ산단의 공간 디지털 혁신

(1) 프로젝트 개요

(2) 주요 투자사업 및 제도개선 과제

가. 스마트시티

나. 스마트산단

3) 스마트 물류체계 구축

(1) 프로젝트 개요

(2) 주요 투자사업 및 제도개선 과제

가. 육상물류

나. 해운물류

다. 농축산물 유통

라. 물류기술

3. 철도 교통분야 개선 및 디지털화 기술동향

1) 철도교통 정책동향

(1) 미국

(2) 유럽

(3) 영국

(4) 독일

(5) 프랑스

(6) 일본

(7) 중국

(8) 대한민국

2) 철도교통 시장동향

(1) 철도차량

(2) 철도교통 인프라

(3) 철도교통 관리

3) 철도교통 기술동향

(1) 철도차량

가. 일반철도차량

나. 고속철도차량

다. 도시철도차량

라. 철도차량 정비/개조/부품

(2) 철도교통 인프라

가. 노반/궤도

나. 역사

다. 전철/전력

라. 신호/통신

(3) 철도교통 관리

가. 철도교통 계획/운영

나. 철도교통 안전/편의

다. 철도교통 환경

라. 철도교통시스템 유지관리

4) 국내외 철도안전 현황분석

(1) 철도사고 추이

(2) 철도안전 일반인식

(3) 해외 사례

가. 단순한 감시 및 처벌을 넘어 현장지원 및 사전예방에 역량 집중

A) 영국

나. 유럽 철도안전지침에 근거한 철도전담기구 설치 사례

A) 프랑스

다. 철도안전을 사업자의 의무로 규정

A) 일본

(4) 철도안전정책 개선 방향

가. 효율성보다 안전중심 업무 설계

A) 교통안전공단 철도안전업무

B) 철도기술연구원 철도안전업무

C) 항공·철도사고조사위원회

D) 철도교통관제센터

나. 안전업무 방법 개선

A) 사고 등 모든 정보의 피드백

B) 처벌보다 지원

C) 종합조정을 넘어 ‘안전리더십’ 구축

다. 철도안전업무 종합집행 방안 구상

A) 국토교통부 내 철도안전본부 설치

B) 철도안전전담기구 설립

C) 과도기적 개선방향

5) 철도 무선통신 관련 기술개발

(1) 철도무선통신

가. 무선통신

나. 철도무선통신기술 이용현황

A) 열차제어

B) 건널목보안

C) 방재, 유지보수

(2) 철도무선통신망 국내외 현황 및 사례

가. 국내철도무선통신망의 현황 및 문제점

나. 해외철도무선통신망 현황

(3) 국내 철도무선통신기술의 발전방향

가. 국내철도 무선통신의 통일화 인프라 구축

나. 4차 산업혁명을 고려한 철도무선통신 기반으로 한 새로운 기술 개발

다. 한국형 철도통합 무선망(LTE-R) 통신기술

A) LTE-R

B) LTE-R 시스템의 기술적 요구사항

C) 남은 과제

6) 도시철도 서비스 관련 사례분석

(1) 도시철도 운행현황과 특성

가. 노선 및 연장

나. 수송 인원

다. 역간 거리 및 정거장 수

라. 이동편의시설

마. 운행시격 및 표정속도

(2) 도시철도 외국 사례 분석

가. 운영 서비스

나. 이용환경 서비스

다. 정보제공 서비스

라. 접근 및 환승 서비스

마. 안전환경 서비스

4. 공항 교통분야 개선 및 디지털화 기술동향

1) 항공교통 정책동향

(1) 미국

(2) 유럽

(3) 영국

(4) 독일

(5) 일본

(6) 중국

(7) 대한민국

2) 항공교통 시장동향

(1) 항공기

(2) 항공교통인프라

(3) 항공교통관리

3) 항공교통 기술동향

(1) 항공기

가. 고정익기 설계/제작/인증

나. 회전익기 설계/제작/인증

다. 무인기 설계/제작/인증

라. 항공기 정비/개조/부품

(2) 항공교통인프라

가. 공항시설

나. 항행안전시설

(3) 항공교통관리

가. 항행(CNS/ATM)

나. 항공운항안전

다. 항공교통시스템 유지관리

4) 스마트공항(Smart airport) 발전 방향

(1) 스마트공항의 개념 및 추진배경

(2) 스마트공항의 국가별 추진동향

가. 미국

나. 유럽

다. 일본

라. 중국

마. 아랍에미리트

바. 대한민국

(3) 스마트공항의 시장 및 기업동향

(4) 여객 니즈 탐색 및 유망 ICT 서비스 발굴

(5) 국내 스마트공항 발전 방향

5) 인공지능 기반의 항공보안

(1) 항공보안

(2) 항공보안 장비의 종류 및 현황

가. 엑스선 검색장비

나. 금속탐지장비

다. 폭발물 탐지기

(3) 인공지능의 필요성

(4) 항공보안과 인공지능 기술의 결합

가. AI 기반의 Baggage X-ray image

나. Smart Scan Tunnel

다. Smart IT/OT towers

6) 스마트공항 생체인식기술 활용

(1) 생체인식 기술

(2) 생체인식 기술 산업 동향

가. 국내동향

A) 시장규모

B) 국내 환경

나. 국외동향

A) 시장규모

B) 해외 선도기업

C) 글로벌 기업

(3) 인공지능 시대 보안 위협에 대응한 바이오인식 최신기술 동향

가. 보안 위협을 고려한 바이오인식 시스템 활용 사례

7) 스마트공항 인증제도

(1) 스마트공항 인증제도 도입 추진 배경

(2) 스마트공항 인증 체계

가. 스마트공항 인증 대상

나. 스마트공항 인증을 하는 자

(3) 스마트공항 인증 평가 항목

(4) 스마트공항 인증 단계별 확대

(5) 향후 계획

5. 항만 교통분야 개선 및 디지털화 기술동향

1) 어촌·어항의 특성 및 현황

(1) 어촌·어항의 개념 및 기능

가. 어촌·어항의 정의

A) 사전적 의미

B) 법제도적 의미

나. 어촌·어항의 기능

(2) 어촌·어항의 특성

가. 어장

나. 어항구역

다. 어촌·어항의 배후촌락

라. 어촌·어항의 배후부지

(3) 국내 어촌·어항 현황

가. 어촌 어항의 분포

나. 인구변동

다. 생활여건

라. 어촌경제

마. 어항시설

바. 관광수요

(4) 대내・외 여건 및 전망

(5) 글로벌 동향

가. [EU] 지역사회 주도의 통합적 어촌지역개발

나. [대만] 어촌‧어항의 혁신과 다원화

다. [일본] 어항 기능 집중화 및 네트워크화

2) 제2차 어촌‧어항 발전기본계획(2014-2018) 평가

(1) 주요 성과

가. 어촌개발

나. 어촌관광

다. 어항개발

(2) 한계

3) 제3차 어촌·어항 발전기본계획(2020-2024) 세부 추진계획

(1) 가고 싶고 살고 싶은 어촌‧어항 재생

가. 어촌·어항 통합 재생 인프라 확충

A) 어촌지역 맞춤형 생활 SOC 확충

B) 어촌・어항 통합 재생을 위한 체계 구축

나. 어촌·어항 유휴자원 재생

다. 모두가 살기좋은 어촌·어항 조성

A) 모두가 이용하는 맞춤형 어항시설 확충

B) 주민이 함께 어우러지는 열린 어촌 생활환경 조성

(2) 고르게 발전하는 어촌‧어항 개발

가. 균형있게 발전하는 어촌‧어항 조성

A) 지역 균형을 고려한 어촌개발 추진

B) 체계적인 어항개발계획 수립

나. 더불어 잘사는 어촌 기반 구축

다. 지역성장을 주도하는 어항의 기능 강화

(3) 특색있고 활력있는 어촌‧어항 조성

가. 특색있는 어촌경제 활성화

A) 어촌 고유의 경관‧문화자원의 보전 및 활용

B) 다양하고 개성있는 어촌체험 특성화

나. 새로운 활력을 창출하는 어항개발

A) 특화어항 유형 재편 및 확대 개발

B) 해외어항개발 협력사업 추진

C) 어항분야 남북협력 기반 마련

다. 매력있는 어촌‧어항을 위한 경쟁력 강화

(4) 안전하고 스마트한 어촌‧어항 혁신

가. 안전한 어촌‧어항 기반 구축

A) 스마트한 어촌‧어항 안전관리 체계 구축

B) 재해 대비 어촌‧어항시설 보강

나. 깨끗한 어촌‧어항 만들기

A) 청정어항 기준 마련 및 작업문화 개선 추진

B) 어촌‧어항 환경정비

다. 편리한 어촌‧어항 개발

제 2장 C-ITS 구축현황과 최신기술 동향

1. 도로 교통분야 개선 및 디지털화 기술동향

1) 도로교통 정책동향

(1) 미국

(2) 유럽

(3) 영국

(4) 독일

(5) 일본

(6) 중국

(7) 대한민국

2) 도로교통 시장동향

(1) 자동차

(2) 도로교통 인프라

(3) 도로교통 관리

3) 도로교통 기술동향

(1) 자동차

가. 자동차 안전향상

나. 친환경 자동차

다. IT융합 자동차

라. 자동차 정비/개조/부품

(2) 도로교통 인프라

가. 도로 설계/시공/유지관리

나. 도로안전/운영시설

다. IT융합 도로인프라

(3) 도로교통 관리

가. 교통계획/운영

나. 교통안전/편의

다. 교통 환경

4) 스마트 모빌리티 서비스 차세대 지능형교통시스템(C-ITS) 주요동향

(1) ITS 산업

가. 산업 정의

나. 산업 구조

다. 산업 특징 및 주요 참여자

라. 국내외 시장 현황

(2) C-ITS 산업

가. C-ITS기반 응용서비스

나. 완전 자율주행 시대를 위한 C-ITS의 역할

다. C-ITS 기반의 응용서비스

(3) ITS 단말기 주요동향 분석

가. ITS 단말기 업계 현황

나. 해외 업계 현황

A) 미국

B) 독일

C) 일본

D) 중국

다. 국내 업체 현황

A) 현대자동차

B) 삼성전자

C) LG전자

라. 기술 심층 분석

A) ITS 단말기 기술 구성

B) V2X 통신기술

C) 고정밀 측위기술

D) 인증 및 보안기술

마. ITS에서 C-ITS로의 전환

(4) ITS 응용서비스 업계 환경 분석

가. ITS 서비스 업계 현황

나. 해외 업계 현황

A) 미국

B) 유럽

C) 일본

다. 국내 업계 현황

A) SK텔레콤

B) LG CNS

C) SK C&C

D) 에스트래픽

5) 통합 모빌리티 플랫폼 주요동향

(1) MaaS(Mobility as a Services)

가. 국내외 MaaS 동향

나. 세계 자율주행 MaaS 시장 규모

(2) 공유차량서비스

가. 공유경제 기반의 기존 교통수단을 대체한 새로운 서비스

나. 공유 차 모빌리티 서비스 사업 투자현황

(3) 라스트마일 운송수단

가. 국내 퍼스널모빌리티 산업동향

2. 국내외 자율주행 및 C-ITS 분야별 최신기술 개발동향

1) 자율주행 상용화를 위한 차량 안전기술 동향

(1) 자율주행차 상용화 현황

(2) 자동차 주행안전 기준 동향

가. 자동차의 기능안전(Functional Safety)을 위한 표준

나. 의도된 기능의 안전(Safety Of The Intended Functionality)

다. 자율주행차의 주행안전을 위한 법규 제정

(3) 자동차 주행안전 기술 동향

가. 리던던시를 포함한 다중안전 섀시 시스템

나. 미래차를 위한 구동 시스템

다. 주행안전시스템 통합제어기술 및 주행플랫폼

라. 운전자 졸음·부주의 운전 모니터링 장치의 기술개발 현황

A) 운전자 모니터링 기술

B) 운전자 모니터링 기술의 시장 확대

2) 긴급구난체계(e-Call) 비즈니스모델 연구

(1) e-Call 국내외동향

(2) 교통사고 비용 관련 연구

(3) 비즈니스 모델 개발

가. 공공부문 모델

A) 위험물질운송차량 통합 단말기

B) C-ITS 통합 단말기

나. 민간부문 모델

(4) e-Call 서비스시장 점유율 예측

가. 전제조건

나. 보급 시나리오 설정

A) 비관적 예측

B) 낙관적 예측

다. 시장점유율예측

3) 여행자 맞춤 관광교통체계 구축

(1) 관광교통체계

(2) 관광 교통기반 마련

가. 지역 관광지 방문이 쉬워지는 다양한 교통수단 확충

나. 여러 관광지 이동까지 고려하는 순환·환승·연계 교통기반 마련

(3) 대중교통 이용 편의 제고

가. 다양한 관광객을 위한 다국어 안내 및 연계 정보 제공

나. 합리적 비용‧편리한 시설로 대중교통 이용 지역관광 편의 제고

다. 교통거점의 지역 관광 안내 서비스 고도화

4) 도로 교통정보 공유 현황분석

(1) 도로 교통정보 공유

(2) 해외 정보공유시스템 사례

가. 유럽

나. 미국

(3) 시사점

5) 국내 교통부문 데이터 연계 현황분석

(1) 교통부문 주요 데이터 현황

가. 교통기반정보

나. 운행/이동정보

다. 교통안전정보

(2) 교통부문 데이터별 제공기관

가. 국토교통부

A) 국토지리정보원

B) 국가교통B센터

C) 국가교통정보센터

D) 국가대중교통정보센터

E) 운행기록분석시스템

F) 교통카드데이터 통합정보시스템

나. 행정안전부

A) 도로명주소안내시스템

B) 공공데이터포털

다. 경찰청 : 교통사고 분석시스템

6) 국내외 교통부문 모빌리티 서비스 현황

(1) 데이터 경제 기반 교통 모빌리티 서비스

가. 공공부문 교통 모빌리티 서비스 

A) 승용차 및 대중교통 교통정보 제공 서비스 – 정부 및 지자체

B) 대중교통 교통정보 제공 서비스- 정부 및 지자체

C) 빅데이터 기반 재난관리서비스 - 일본 재난 시 교통정보안내

D) 빅데이터 기반 도로상황제공서비스 - 보스턴 스트리트 범프

E) 빅데이터 기반 기후 및 이벤트 정보를 반영한 교통상황예측서비스 – 밀라노

나. 민간부문 교통 모빌리티 서비스

A) 승용차 및 대중교통 교통정보 제공 서비스 – 포털사이트

B) 승용차 교통정보 제공 예측 서비스 – SK Tmap

C) 빅데이터 기반 택시호출, 주차장 서비스 – 카카오 T, Tmap 택시

D) 승차공유 서비스(Ride Sharing Service) - 우버, 타다 등

E) 빅데이터 기반 교통정책지원 서비스 - 유동인구분석을 통한 서울시 심야버스 노선선정

F) 주행거리 분석을 통한 차량보험료 산정 – 영국

(2) 데이터 경제 기반 교통 모빌리티 플랫폼

가. 국내 교통 빅데이터 플랫폼

나. 국외 교통 빅데이터 플랫폼

제 3장 주요 스마트항만 현황과 기술동향

1. 항만 교통분야 개선 및 디지털화 기술동향

1) 현재 항만의 기술 수준

(1) 국내 항만의 기술 수준

가. 해운연계 영역

나. 안벽 영역

다. 이송 영역

라. 야드 영역

마. 게이트 영역

바. 배후지 연계 영역

(2) 세계 최고수준 항만의 기술 수준

가. 항만

나. 해운연계 영역

다. 안벽 영역

라. 이송 영역

마. 야드 영역

바. 게이트 영역

사. 배후지 연계 영역

2) 해운산업 디지털 전환 현황

(1) 해운 산업의 매가 트랜드

가. 스마트 선박과 스마트 항구

나. 자동화 및 자율운항 선박

다. 고효율/친환경 선박과 시스템

라. 안전한 여객선

마. 다목적 연안업무용 선박(모듈형 선박)

바. 친환경, 고효율 내륙수로용 선박

(2) 디지털 전환 분석 틀

(3) 해외 현황

가. Planning(운항 기획 및 예약)

A) Alibaba–Maersk, CMA CGM Online Booking Service

B) Freightos, 화물운임 온라인 가격 비교

나. Operations

A) Internet of Ships Open Platform(IoS-OP)

B) FOCUS, 클라우드 기반 데이터 플랫폼

C) NYK(日), 통합정보 함교 관제 시스템(Intergrated Information and Bridge System)

D) NYK(日), 스마트 디바이스 기반 선박 체크

E) K-Line(日), 선박 운항 지원

다. Commercial

A) Block Chain 기반 수출입 서류 관리

라. Support Functions

A) 블록체인 컨테이너 관리

B) IoT 기반 스마트 컨테이너

(4) 국내 현황

가. Planning

나. Operations

다. Commercials

라. Support Functions

A) 위성기반 승무원 SNS- 마린소프트 마린 Talk

B) 컨테이너 선적 관리– Total Soft Bank LTD의 CASP

2. 스마트항만(Smart Port)과 물류산업 동향

1) 스마트항만

2) 스마트항만 해외사례 분석

(1) 로테르담의 SMART PORT

(2) 함부르크의 smart PORT

(3) 영국의 MARITIME 2050

(4) 살레르노의 스마트 터널 프로젝트

(5) 싱가포르 스마트항만

가. MPA의 스마트항만 추진계획

나. 싱가포르 스마트항만 연구개발 로드맵

다. PIER 71 사례

라. Tuas Port 건설 사례

마. 디지털화

(6) 중국

(7) 일본

3) 국내 스마트항만 기술수준 및 고도화방안

(1) 기술 수준

(2) 한국형 스마트항만 구축

(3) 시범사업 및 현장실증

가. 스마트 해상물류

나. 항만 자동화 설비의 현장 실증 (광양항)

A) 컨테이너 자동하역 설비 실증

B) 컨테이너 자동운송 설비 실증

다. 항만 지능화 및 주체 간 연계 실증 (부산항, 인천항)

A) 터미널 내 지능화 (부산항)

B) 터미널 간 정보연계 및 화물연계 강화(부산항)

C) 항만-선박 간, 항만 간 정보연계 강화(부산항)

D) 컨테이너 터미널 운영사 간 물류정보 공유 플랫폼(인천항)

라. 스타트업 육성 및 물류 정보 생태계 구축 (울산항)

A) 항만물류 혁신성장 지원센터 : 인재양성 + 서비스 개발 + 기업육성

B) 물류정보 플랫폼 구축·활성화

4) 글로벌 스마트항만 시장동향

제 4장 국토/시설관리 디지털트윈 구축·활용사례

1. 국내외 디지털트윈 주요동향

1) 디지털트윈(Digital Twin)의 이해

(1) 개념

(2) 디지털 트윈 활용

2) 국내외 디지털트윈 기술동향

(1) 국외 기술 동향

가. General Electronics GE, Predix

A) GE 파워 M&D 센터, 실시간 발전소 모니터링 및 운영관리

B) 에어아시아, 비행 데이터 분석

C) 대형 금속가공 공장, 최적화된 파이프 절단 프로세스 분석

D) 디지털 풍력 발전소, 발전소 설치 환경 및 운영 사전 시뮬레이션

나. Siemens, 스마트 팩토리 솔루션 MindSphere & Omneo

A) 암베르크 공장

다. 롤스로이스, 데이터 연구소 R2 Data Labs

라. 롤스로이스-구글, 무인선박 개발 프로젝트 AAWA

마. 두바이, 제브랄리 터미널 Virtual Terminal

(2) 국내 기술 동향

가. 포스코, 스마트 플랫폼 PosFrame

나. 삼성SDS, 인텔리전트 팩토리

다. LG CNS, 스마트 팩토리 플랫폼 Factova

라. 현대위아, 스마트 팩토리 솔루션 iRis

마. SK 텔레콤-스마트제조혁신센터, 5G 스마트 팩토리 얼라이언스

A) SK 텔레콤, 스마트 팩토리 솔루션

바. 현대중공업, 지능형 선박 엔진 연소 및 모니터링 시스템 HiCAS-HiEMS

사. 스마트시티

3) 디지털트윈 관련 시장동향

(1) 스마트 팩토리

(2) 사이버물리시스템(CPS)

(3) 빅데이터

(4) 인공지능

4) 도시/건설 분야 디지털 트윈 관련 현황

(1) 공간 계획 및 설계 분야

가. 포스코 E&C, BIM 실시설계 및 Cloud 기반 협업체계

나. 디지털 건축연구소 위드웍스, 디지털 패브리케이션

(2) 스마트 건설 및 시공 분야

가. 현대건설, 가상건설 시스템 및 스마트 현장관리

나. 현대건설기계, 스마트 컨스트럭션(Smart Construction)

다. 현대엔지니어링, 장비 접근 경보 시스템’ 및 ‘IoT 안전모 시스템’

라. 대우건설, ‘대우 스마트 컨스트럭션(DSC, Deawoo Smart Construction)’

마. GS건설, 프리콘(Pre-Construction)

바. 롯데건설, RPMS(Realtime Pc Management System) 및 프리캐스트 콘크리트공법

사. SK건설, 나기사 mAEPMS 모바일 앱

아. LH(한국토지주택공사), Cost-BIM 및 ICT기술 기반 현장관리

자. 삼성물산, Smart Construction

차. 두산인프라코어, ICT 기반 모바일 앱 두산커넥트

카. 일본, i-Construction

(3) 유지관리 및 통합시스템 분야

가. LG CNS, Cityhub

나. 포스코 ICT, Smart FM

다. IBM, 스마트 빌딩 플랫폼

(4) 부동산(PropTech) 분야

가. 랜드북, 빅데이터/인공지능 기술 기반 토지개발 사업 타당성 분석 플랫폼

나. 부동산플래닛, 부동산 종합 플랫폼

다. 어반베이스, 공간 데이터 플랫폼

라. 미국과 중국 등 해외 기업 사례

(5) 스마트 시티 분야

가. 국내 공공부문 3차원 공간정보 플랫폼

나. 미국의 3차원 가상화 플랫폼

다. 유럽의 3차원 공간정보 구축 사례

라. 버추얼 싱가포르 사례

2. 국내외 공간정보 기술동향과 사례분석

1) 공간정보 기술 동향

(1) 드론과 공간정보

(2) 빅데이터와 공간정보

(3) 실내외 공간정보 융합

(4) 실시간 공간정보

(5) 공간정보 플랫폼

(6) 디지털 트윈(digital twin)

2) 국내외 공간정보(디지털트윈/3D 정밀지도/지하공간) 활용사례

(1) 국내 사례

가. 대구광역시

나. 인천광역시

다. 세종시(세종 5-1 생활권)

라. 부산광역시(에코델타시티)

(2) 국외 사례

가. 싱가포르

나. 미국 뉴욕

다. 미국 LA

라. 네덜란드 앤트워프

마. 네덜란드 암스테르담

3) 자율주행용 정밀도로지도 구축 및 활용현황

(1) 자율주행을 위한 정밀도로지도 구축의 중요성

(2) 정밀도로지도 구축 현황과 향후 추진계획

가. 정부 주도 5,600㎞ 연구개발용 정밀도로지도 구축

나. 정밀도로지도 민간-공공 협력 추진

(3) 정밀도로지도 공동구축체계 마련을 위한 시범사업 추진

가. 공동구축체계 가능성 확인을 위한 시범사업 추진

나. 민간 의견 수렴하여 향후 공동구축 추진방안 도출

(4) 정밀도로지도 민간-공공 협력 촉진방안

(5) 민간사의 정밀도로지도 관련 추진 현황

4) 지하공간 안전 및 유지관리 개발동향

(1) 국내외 정책동향

가. 글로벌 정책동향

나. 국내 정책동향

(2) 지하공간 기술동향

가. 지하 교통 기술

A) 도로

B) 철도

나. 지하 생활공간 기술

다. 지하 저장 기술

A) 냉장·냉동 저장

B) 암반 에너지 저장

C) 방사능폐기물 저장

라. 지하 안전 및 유지관리 기술

A) 위험요인 분석

B) 안전성 증진

(3) 지하공간통합지도 구축현황

가. 현황

나. 추진과제

A) 지하정보 활용을 위한 지원체계 구축

B) 지하안전정보시스템의 활용 기반 조성

5) 3차원 공간정보 구축을 위한 무인이동체 연구 동향

(1) 실감형 3D 공간정보

(2) 3차원 공간정보 구축을 위한 UAV 연구 동향

(3) 드론기반 디지털트윈 3차원 모형구축 연구동향

가. 연구동향

나. 연구 범위 및 방법

다. 드론 항공영상 취득

A) 기준점 측량

B) 3차원 형상모델을 위한 항공영상 촬영

라. 드론 영상 처리 및 결과 분석

A) 사진측량 소프트웨어 처리 절차

B) 영상처리 결과 분석

마. 스마트시티 응용시스템과 연계

A) 공간정보 매쉬업

B) 조망권 및 경관분석

C) 일조권 분석

D) 순찰경로 분석

E) 화재진압 모의훈련

바. 기존 구축방안과 비교

A) 정확도 비교

B) 경제성 비교

사. 결론

6) 공간정보를 통한 재난극복 활용방안

(1) 공간정보를 통한 재난극복 솔루션

가. 신속한 대응을 위한 고품질 ‘데이터’

나. 공간정보 기반으로 최적의 대응방안 모색

다. 재난정보와 공간정보의 융·복합

라. 원전사고에 적용할 수 있는 공간정보 데이터베이스

마. 실시간 재난대응을 위한 고품질 데이터베이스 구축

(2) 재난안전 분야의 디지털트윈 적용방안

가. 재난안전 분야에 디지털트윈 활용

나. 재난안전 분야에 디지털트윈의 효율적 적용방안

제 5장 수자원 관리기술 최신동향 -하천/저수지/댐-

1. 국내 댐 현황 및 유지관리

1) 댐

(1) 정의(댐건설 및 주변지역 지원 등에 관한 법률 제2조)

(2) 댐의 종류 및 특성

2) 댐 현황

(1) 국내 댐 현황

(2) K-water 댐

가. K-water 댐 일반 현황

A) 다목적댐의 일반 현황

B) 용수전용댐의 일반 현황

C) 홍수조절댐 및 하굿둑 일반 현황

나. 노후화

3) K-water 댐 유지관리

(1) 댐 유지관리

(2) 댐 시설관리

2. 국내외 하천·저수지 원격제어 및 모니터링 시스템 개발동향

1) 국내외 도시 돌발홍수 관리현황

(1) 도시홍수 특성

(2) 도시 돌발홍수관리 국내외 현황

가. 국내 돌발홍수 예·경보 현황

A) 산지 돌발홍수 예보시스템

B) 서울시 내수침수 예측시스템

C) 국지 돌발홍수 예보시스템

D) 지자체 단위 홍수관리시스템

나. 국외 돌발홍수 예·경보 현황

A) 미국

B) 유럽

C) 일본

(3) 강우레이더 기반 국지 돌발홍수 예측 시스템

2) 실시간 침수피해예측 모듈을 탑재한 연안재해예측관리시스템 개발동향

(1) 실시간 침수피해예측 모듈 개발

가. 면적평균강우량 산정

나. 연안 침수재해 상황분석

(2) 연안도시 실시간 피해예측관리시스템 개발

가. 시스템 메인 인터페이스

나. 시스템 DB 구성

다. 시스템 주요 기능

A) 실시간 연안재해 모니터링

B) 시나리오별 침수예상도

3) 국가하천 수문자동화 및 재난예방 기술동향

(1) 첨단 기술을 도입한 수문자동화 및 재난예방 통합관리

가. 기본방향

A) IoT 기반 재난관리

B) 지속가능한 재난관리

C) 실패를 반복하지 않는 재난관리

나. 목표 시스템 구성

(2) 국가하천 스마트 홍수관리시스템

가. 국가·지방하천 연계구축

나. 인구밀집지역 홍수안전 강화

다. 자연재해위험지구 개선

라. 스마트 홍수관리시스템

(3) 수문-기상 융합기술에 의한 돌발홍수관리 고도화

가. 레이더 관측

나. 레이더 기반 QPE 향상을 위한 방안

A) 멀티센서 활용한 강수량 추정(MPE)

다. 재분석(Reanalysis)

라. 앙상블 방법에 의한 접근

마. 레이더 활용 도시홍수 예보

바. 실황예보(Nowcasting)

사. 4차 산업기술 활용 수문-기상 관측 및 돌발홍수예보

(4) 스마트 하천관리시스템 구축

4) 소하천 수위계측 기술 개발동향

(1) 한반도 기후변화 영향과 재해특성

(2) 재난관리 대책과 계측기술

(3) 계측기술의 정의 및 분류

(4) 소하천 계측기술

5) 국내외 스마트 하천관리 드론시스템 기술동향 분석

(1) 국외 기술동향

가. 초분광 영상을 활용한 하천 정보 분석

나. IT 기술 융합 친수정보 관리 기술

다. IT 기술 융합 수재해 방어 계획 및 관리 기술

라. 드론 활용 하천관리 기술

마. 드론용 계측 센서 및 정보 관리

바. 드론용 LiDAR 활용 기술

사. 드론용 초분광 센서 및 활용 기술

(2) 국내 기술동향

가. IT 기술 융합 친수정보 관리 기술

나. IT 기술 융합 수재해 방어 계획 및 관리기술

다. 드론용 계측 센서 및 정보 관리

라. 드론 활용 하천관리 기술

마. 드론용 LiDAR 활용 기술

바. 드론용 초분광 센서 및 활용 기술

(3) 기술 분야별 특허동향 분석

가. 첨단센서 및 로봇 기반 입체적 하천 모니터링 기술

나. 초연결 IoT 기반 수리/수문/환경 계측 네트워크 구축 기술

다. 빅데이터 기반 정보 관리 및 공급 기술

라. 인공지능 기반 융복합적 하천 해석 기술

마. 원격제어 기반 지능형 하천관리 및 예측 기술

바. 스마트 하천관리 최적화 드론시스템 및 운영 기술

사. 드론 및 첨단 계측 센서 연계 재해피해 조사 및 분석 기술 개발

제 6장 물관리 이슈 및 기술동향 -측정/모니터링/저감기술-

1. 국내외 물관리 기술관련 주요동향

1) 최근 물 관리 관련 이슈사항

(1) 인천 수돗물 적수발생사고

가. 사고 현황

나. 사고 경위

다. 사고 발생원인

A) 사전대비 및 초동대응 미흡

B) 사고발생 직접적 원인은 무리한 수계전환 (10km 역류구간 물때 탈락)

라. 적수사태 장기화 사유

A) 민원 대응에 따른 체계적 대응 미흡

B) 정체구간 배수지연

마. 필터 성분 분석 결과, 음용 가능 여부

바. 정상화 대책 및 전망

사. 향후 계획

(2) 수돗물 유충사태

가. 공촌·부평 정수장 내 깔따구 서식 조건

A) 활성탄여과지 건물동 서식환경 검토

B) 입상활성탄 흡착지 내 통과조건 검토

나. 공촌·부평 정수장 수계에서 출현한 깔따구 동정 결과

A) 공촌정수장 수계

B) 부평정수장 수계

C) 출현종의 분포 및 특성

다. 활성탄 흡착지 무척추동물 서식과 관리에 대한 검토

A) 입상활성탄 흡착지 내 무척추동물의 서식 가능성

B) 입상활성탄 흡착지 내 무척추동물 제거

라. 공촌정수장 하부집수장치 제원 및 파손상태 조사

A) 하부집수장치 스트레이너 블록 조사

B) 스트레이너 파손상태 조사 결과

마. 활성탄여과지 상부 개방 여부 조사

바. 역세척 운영 현황 검토

A) 역세척 방법

B) 역세척 주기

2) 물 관리 기술 정의 및 범위

(1) 물 관리

(2) 도시 물 관리

3) 국내외 물관리 정책동향

(1) 국외

(2) 국내

4) 국내외 물관리 산업동향

2. 국내외 물공급/재해/정보 관련 기술현황 및 적용사례

1) 도시 물공급 관련

(1) 시스템

가. PFS(Precipitation Forecasting System, K-water)

나. RWSS(Reservoir Water Supply System, K-water)

다. 물수지분석 시스템(한강홍수통제소)

라. 아리수통합정보센터(서울특별시)

마. Smart Water Grid

(2) 국가별 동향

가. 국내

나. 미국

다. 호주

라. 유럽

마. 싱가포르

바. 이스라엘

2) 도시 물재해 관련

(1) 국내

가. 통합홍수예보시스템(한강홍수통제소)

나. FAS(Flood Analysis System, K-water)

다. 재난관리시스템(국립재난안전연구원)

라. 국가가뭄정보분석 시스템

(2) 국외

3) 정보제공 시스템

3. 물환경 기술 주요동향

1) 물환경 기술 심층 분석

(1) 물환경 기술의 분류

(2) 상수처리기술

(3) 하·폐수처리기술

(4) 고도처리 요소기술

2) 국내외 물관리 기술동향

(1) 국외 기술동향

가. 상수

A) 정수처리

B) 상수관망

C) 해수담수화

나. 하수

A) 하수처리

B) 하수슬러지 처리

다. 산업용수 및 폐수

(2) 국내 기술동향

가. 상수

A) 정수처리

B) 상수관망

C) 해수담수화

나. 하수

다. 산업용수 및 폐수

3) 국내외 물환경 업계분석

(1) 해외업체 동향

가. 프랑스/Veolia

나. 프랑스/Suez

다. 미국/Ecolab

라. 미국/AECOM

마. 중국/Beijing Origin Water

(2) 국내업체 현황

가. GS건설㈜

나. 삼성엔지니어링㈜

다. ㈜태영건설

라. ㈜유신

마. 롯데케미칼㈜

바. ㈜자연과환경

사. ㈜뉴보텍

아. ㈜에코니티

4) 수생태계 건강성 관리 관련 기술 동향

(1) 수생태계 건강성 위험 요인 측정 및 감시 기술

가. 수생태계 건강성 위협 요인 측정 및 모니터링 기

나. 수생태계 건강성 위협 유해물질 유입 예측 및 오염원 추적 기술

A) 국내

B) 국외

(2) 수생태계 건강성 위협 유해물질 저감 기술

가. 방류수내 독성 유해물질 저감기술

A) 국내

B) 국외

나. 유해조류저감기술

A) 국내

B) 국외

다. 비점오염 저감 기술

A) 국내

B) 국외

라. 오염 퇴적물 정화 기술

A) 국내

B) 국외

(3) 환경생태유량 관리 기술

가. 이상기상에 따른 환경생태유량 관리기술

A) 국내

B) 국외

나. 환경생태유량 적정 관리기술

A) 국내

B) 국외

(4) 수생태 건강성 평가·예측 기술

가. 수생태 건강성 평가기술

A) 국내

B) 국외

나. 수생태 건강성 변화·예측 기술

A) 국내

B) 국외

5) 스마트 수질 관리 시스템

(1) 정의 및 필요성

가. 정의

나. 필요성

(2) 범위 및 분류

가. 기술별 분류

나. 가치사슬 및 용도별 분류

A) 가치사슬

B) 용도별 분류

(3) 시장 분석

가. 세계시장

나. 국내시장

(4) 기술개발 이슈

가. 정보 통신 기반 스마트 수질 시스템 구축 및 핵심 기술 확보에 주력

나. 물 관련 4차 산업 기술 응용 확대

다. 첨단 IT 기반의 유량 측정·모니터링 및 정보제공 기술 개발

라. 실시간 계측 제어 시스템

(5) 생태계 기술 동향

가. 해외 플레이어 동향

A) IBM(미국)

B) Oracle(미국)

C) Hitachi(일본)

D) Siemens(독일)

E) Suez Water(프랑스)

F) Veolia(프랑스) 

나. 국내 플레이어 동향

A) 한국수자원공사

B) 한국건설기술연구원

C) 한국환경공단

D) SK텔레콤

E) LG유플러스

F) 비츠로시스

G) 매직아이오티

H) 아름다운환경

(6) 국내 연구개발 기관 및 동향

가. 연구개발 기관

나. 기관 기술개발 동향

A) 한국건설기술연구원의 국토보전연구본부

B) 한국수자원공사의 맑은물연구소

C) 전자부품연구원의 자율지능IoT연구센터

(7) 특허동향 분석

가. 연도별 출원동향

나. 국가별 출원현황

다. 주요 출원인 분석

라. 특허소송 현황

제 7장 국내외 재난대응 예보·경보시스템 개발동향

1. 재난·환경·방범 감지/경보/예보시스템 주요동향

1) 감지/경보시스템

(1) 정의

(2) 산업 구조 및 특징

(3) 세계시장 현황

(4) 국내시장 현황

(5) 업계 환경 분석

가. 해외업체 현황

A) 독일/Simens Industry, Inc

B) 미국/CISCO

C) 미국/Johnson Controls Technology Co.

D) 일본/NEC Co.

나. 국내업체 현황

A) SK텔레콤

B) KT

C) LG유플러스

D) 대아티아이

E) 이에스이(주)

F) 스마트시티코리아

G) (주)오픈잇

H) (주)지오멕스소프트

2) 신기술 활용 예보개선 및 재난관리 연구·기술 동향

(1) 일본/JMA

(2) 영국/MET Office

(3) 중국/중국과학기술대학(USTC) & 중국 지진국(CEA)

(4) 미국/University of Michigan, Ohio State University, Texas A&M University

(5) 미국/UCAR

(6) 포르투갈 Compta Emerging Business & 미국 IBM Weather Company

3) 스마트시티 관련 기상기후 융합기술 연구 동향

(1) 스마트 지진 조기 경보 서비스

가. 서비스 개요

나. 관련 해외 연구사례

A) 미국, Shake-Alert

B) Research to Improve Shake-Alert Earthquake Ealry Warning Products and Utility

(2) 도시 돌발홍수 예보지원 서비스

가. 서비스 개요

나. 관련 해외 연구사례

A) 미국, FLASH

B) 캐나다, 에드먼턴市 홍수 대비 전략

(3) 도시 극한기온(폭염·한파) 정보 서비스

가. 서비스 개요

나. 관련 해외 연구사례

A) 중국, 폭염조기경보시스템

B) 유럽, EXTREMA(EXTReme tEMperature Alerts for Europe)

(4) 강풍 위험기상 사전방재정보 서비스

가. 서비스 개요

나. 관련 해외 연구사례

A) 미국, 국립폭풍연구원 Threats in Motion

B) 미국, ProbSevere(ProbWind)

(5) 스마트 생활기상정보 서비스

가. 서비스 개요

나. 관련 해외 연구사례

A) 미국, 날씨정보 연계 건강서비스 제공 : OSHA-NIOSH Heat Safety Tool

B) Urban Healthcare Big Data System based on Crowdsourced and Cloud-based Air Quality Indicators

C) 아랍에미리트, IoT 기반 스마트 버스정류장

(6) 도로위험기상정보 서비스

가. 서비스 개요

나. 관련 해외 연구사례

A) 미국, 도로기상정보시스템

B) Pikalert® System VehicleData Translator(VDT) Utilizing Integrated Mobile Observtion

(7) 3차원 햇빛지도 에너지 관리 서비스

가. 서비스 개요

나. 관련 해외 연구사례

A) 미국, Mapdwell Solar System

B) 포르투갈, 태양광 에너지 3D시각화

(8) 도시하층 바람길 지도제작 서비스

가. 서비스 개요

나. 관련 해외 연구사례

A) Creating breathing cities by adopting urban ventilation assessment and wind corridor plan: The implementation in Chinese cities

B) Virtual Singapore

4) 재난안전 분야 IoT 융합 센싱 기술의 최신 동향

(1) IoT 핵심 기술

가. 센서 기술 센서

나. 저전력 네트워킹 기술

다. 저전력 임베디드 설계 기술

라. 전원공급 설계 및 저장 기술

마. 자료 최적화 및 관리 기술

(2) 최신기술 동향

가. 복합재난대응연구단 - 표준재난대응서비스 기술

나. IoT 기반의 지능형 비상구 유도등 특허 기술

다. 싱크홀 방지 등을 위한 지하공간 모니터링 서비스

라. 지진 조기 경보시스템 ‘ShakeAlert’

마. IoT 재난감시 가로등

바. 스마트 서울 도시데이터 센서(S-DoT)

사. IoT 융합-자립형 도시침수감지 시스템

2. 국내외 산림재해 대응 기술동향

1) 국내 산불발생 현황

(1) 최근 10년(’10～’19) 산불발생 현황 분석

(2) 2019년 4월 산불의 대형화 원인 및 피해 유형

가. 산불의 개요

나. 산불의 확산

다. 피해유형

2) 국내외 재난 안전관리 시스템 사례기반 산불재난대응 연구

(1) 산림재난 안전관리 시스템 및 플랫폼 사례

(2) 국내 산불재난 안전관리 현황 개선방안

가. 산불재난 관리체계 현황

나. 문제점 분석

(3) 개선방안 제시

3) 정확한 산불위험 예보 개발

(1) 산불 발생 특성의 변화

(2) 국가산불위험예보시스템 소개

(3) 정확한 산불위험 예보를 위한 노력

가. 산불위험 계절 예보 알고리즘 개발

나. 산불위험 중기 예보 알고리즘 개발

4) 신기술을 활용한 스마트한 산불예방

(1) 드론을 활용한 산불 대응체계 강화

(2) IT를 활용한 산불발생 위험 조기 예측으로 사전 대비 강화

(3) ICT 플랫폼을 이용한 대형 산불발생 취약지역 집중 관리 강화

(4) 지능형 CCTV를 설치하여 입산자 출입통제 강화

통계(도표)