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유엔에 따르면 전 세계에서 도시에 사는 인구는 2010년 52%로 절반을 넘어서기 시작했고, 2050년엔 67%에 이를 것으로 전망했다. 도시의 과부하로 동반되는 물 부족과 하수처리, 교통 체증, 의료·교육·보안 등 기본 서비스에 대한 도시 문제를 해결하기 위해 빅데이터, 5세대이동통신(5G), 인공지능(AI), 가상현실(VR) 등의 기술로 새로운 도시 인프라를 구축할 수 있다. 이에 전 세계 스마트시티 시장이 2020년 4108억 달러(약 454조원)에서 2025년엔 두 배 수준인 8207억 달러(약 907조원)로 불어날 것이라는 업계 전망도 있다. 

 ‘팬데믹(pandemic·감염병 대유행)’이 지속되며 인구의 높은 밀집도는 오히려 도시의 약점이 됐다. 이 문제를 해결하기 위해 각국은 방역과 재난대응에 신기술을 활용하고 있다.  포스트 코로나 시대, 도시는 유례없는 속도로 빠르게 변화되고 있으며, 그 경계 또한 일정한 범위로 규정할 수 없게 되었다. 디지털 전환이 가속화되면서 도시 인구 유출이 가속화되고 있고, 전자상거래 발달과 원격 근무가 가능해지면서 도시의 경계가 허물어지고 있다. 

 최근 학자들은 도시의 역할 재정립과 함께 미래도시 개발의 방향에 주목해야 한다고 강조한다. 지역균형뉴딜이 현 정부의 핵심적인 국정과제로 부상하면서, 행정구역 광역화와 연계한 ‘메가시티(megacity)’가 주목을 받고 있다. 국내에서는 단일 대도시의 개념보다 핵심도시를 중심으로 통근·통학 등 일상생활 또는 경제활동이 기능적으로 연계되어 있는 대도시권을 의미한다. 수도권 일극 중심에서 벗어나 국가균형발전을 도모하고자 지역의 경쟁력을 확보하고, 광역교통망체계를 구축하여 지역 간 연계를 강화할 필요성이 있다. 

 이에 본원 R&D정보센터에서는 도시공간 진화와 균형발전, 스마트시티 기술에 대해 논의하고자 「위드코로나 시대 스마트시티 방역·재난 대응기술과 국가별 메가시티 구축현황」을 발간하였다. 1편에서는 차세대 스마트시티 추진현황과 인프라 구현 지능형 기술개발, K-City 해외 진출 동향을, 2편에서는 위드코로나(With Covid-19) 스마트시티 방역·재난 대응현황과 기술개발 동향을, 3편에서는 국가균형발전과 국가별 메가시티 구축사례를 다루었다. 본서가 학계·연구기관 및 관련 산업분야 종사자 여러분들에게 다소나마 유익한 정보자료로 활용되기를 바라는 바입니다. 

Ⅰ 편 차세대 스마트시티 사례분석 및 지능형 최신기술 동향 

제 1장 차세대 스마트시티 추진현황과 보안모델

1. 차세대 스마트도시와 사회혁신

1) 시설물의 플랫폼 정의와 디지털 체인

(1) 스마트시티와 4차 산업혁명에 따른 패러다임 변화

(2) 플랫폼으로서의 도시시설물

(3) 도시시설물과 디지털 체인(Digital Chain)

(4) 차세대 도시시설물 플랫폼

가. 차세대 스마트도시 시설물

A) 도시시설물

B) 스마트도시 시설물

C) 차세대 스마트도시 시설물

나. 플랫폼으로서의 차세대 스마트도시 시설물

A) 고부가가치 제품 플랫폼

B) 빅데이터 플랫폼

다. 차세대 스마트도시 시설물의 디지털 체인

(5) 차세대 방음터널 플랫폼과 디지털 체인

가. 차세대 방음터널

나. 차세대 방음터널 플랫폼

A) 고부가가치 제품 플랫폼

B) 빅데이터 플랫폼

다. 차세대 방음터널 디지털 체인 구성

(6) 결론

2) 국내 스마트시티 혁신 추진사례와 리빙랩 검토

(1) 스마트시티와 사회혁신의 접점

가. 스마트시티와 사회혁신의 공통 특성

나. 지자체 단위 융합적 접근의 필요성

(2) 부산광역시 스마트시티

가. 스마트시티 정책 도입 배경 및 추진 현황

A) 부산 에코델타시티

B) 혁신 클러스터

C) 스마트시티형 도시재생

나. 스마트시티 추진 실태 분석

A) 기술, 데이터, 인프라 측면

B) 혁신성 측면

C) 제도 기반 측면

(3) 세종특별자치시

가. 스마트시티 정책 도입 배경

나. 스마트시티 추진 실태 분석

A) 기술, 데이터, 인프라

B) 혁신성

C) 제도기반

(4) 부천시

가. 스마트도시 정책 도입 배경 및 현황

나. 주요 사업 실태

A) 기술, 데이터, 인프라

B) 혁신성

C) 제도기반

(5) 시흥시

(6) 서울시 금천구

가. ‘여.행.우.동-여성과 어린이가 행복한 우리 동네’ 리빙랩 프로젝트

나. ‘독산4동 행복주차 골목만들기’ 리빙랩 프로젝트

(7) 서울시 마곡

3) 해외 스마트시티 혁신 추진사례와 리빙랩 검토

(1) 지방자치단체 단위

가. 유럽 핀란드 헬싱키 칼라사타마 지구

A) 기술, 데이터, 인프라 측면

B) 혁신성 측면

C) 제도기반 측면

나. 유럽 스페인 바르셀로나

A) 기술, 데이터, 인프라 측면

B) 혁신성 측면

C) 제도기반 측면

(2) 기타 유형별 사례

가. 기술･데이터･인프라 측면

A) 스마트도시 플랫폼

B) 도시 공간･시설의 스마트화

나. 혁신성

A) 도시형 혁신공간

B) 오픈 데이터 활용

C) 공공서비스 혁신

D) 리빙랩(Living Lab)

다. 제도기반

A) 스마트 시민참여 프로젝트

B) 스마트도시 거버넌스 구축

2. 스마트시티 표준화현황과 보안모델 제시

1) 스마트시티 구성 및 구성요소

(1) 스마트시티 관련 표준 및 참조모델

가. 해외 스마트시티 표준화 동향

A) 스마트시티 인프라 분야

B) 스마트시티 플랫폼 분야

C) 스마트시티 서비스 분야

나. 국내 스마트시티 표준화 동향

A) 국내 스마트시티 표준화 추진 체계

B) 스마트시티 분야별 표준화 현황

(2) 스마트시티 기술별 표준화 현황

(3) ITU-T

(4) ISO/IEC 30145

(5) 스마트시티 표준화포럼(SSF-ST-T-001R1)

가. 스마트시티 참조모델

나. 스마트시티 구조 및 구성요소

(6) 스마트시티 운영 및 이용주체

가. 이용주체

나. 운영주체

A) 지방자치단체

B) 서비스 제공자

다. 유관기관

(7) 스마트시티 구성요소

가. 스마트시티 인프라

나. 스마트시티 통합플랫폼

다. 스마트시티 디바이스

라. 스마트시티 보안관리

마. 스마트시티 서비스

2) 스마트시티 보안모델

(1) 스마트시티 보안관리

(2) 스마트시티 서비스

(3) 스마트시티 디바이스

3) 스마트시티로 인한 위험요인과 대응방안

(1) 스마트시티로 인한 위험요인

가. 기술(Technology)

A) 적용 기술 및 서비스 격차

B) 사이버 보안 및 개인정보 유출 위험

C) 데이터 신뢰성 상실 및 무조건적 데이터 수집

D) 운영비용 확보의 어려움과 지속가능한 운영체계 마련 필요

나. 산업

A) 공공-민간 서비스 간 경계 모호

B) 대기업 및 플랫폼 기업 중심의 산업 구조

C) 서비스의 지속적 공급 요인 부족

D) 사업발주 방식의 비혁신성

다. 정부

A) 조직 체계 및 역량 부족

B) 재원 투입 및 사업 운영의 경직성

C) 스마트시티 추진과 확산 위한 제도 미비

D) 수요 파악 및 성과 진단의 어려움

라. 사회

A) 빠른 고용 전환

B) 디지털 불평등 확대

C) 갈등 증가

D) 제한된 시민 참여

(2) 스마트시티 분야의 위험요인의 해소를 위한 대응방안

가. 기술 측면의 위험요인 대응방안

A) 현실 적용과 기대 수준 간 서비스 및 기술 격차 대응 방안

B) 사이버 보안 위험 대응 방안

C) 운영비용 확보 어려움에 대한 대응 방안

나. 산업 측면의 위험요인 대응방안

A) 서비스 발주 방식의 비혁신성에 대한 대응 방안

B) 공공 및 민간 서비스 간 경계 모호에 대한 대응 방안

C) 서비스의 지속적 공급요인 부족에 대한 대응 방안

D) 대기업 및 플랫폼기업을 중심으로 한 산업구조 대응 방안

다. 정부 측면의 위험요인 대응방안

A) 조직체계 및 역량 부족에 대한 대응 방안

B) 도시 데이터 중심의 스마트시티 추진 방안

C) 수요 파악 및 성과 진단의 어려움

라. 사회 측면의 위험요인 대응방안

A) 디지털 시대 돌입으로 인한 고용 전환에 대한 대응 방안

B) 디지털 불평등에 대한 대응 방안

C) 제한된 시민 참여에 대한 대응 방안

제 2장 스마트시티 구현 인프라 지능형 기술 개발동향

1. 스마트시티 모빌리티서비스 기술 및 연구동향

1) 스마트 모빌리티

(1) 스마트 모빌리티의 개념

(2) 스마트 모빌리티의 국내외 서비스 동향

가. 자율주행 셔틀 서비스

나. 통합모빌리티 서비스(MaaS, Mobilily as a Service)

다. 스마트주차 서비스

라. 퍼스널 모빌리티 서비스

마. 스마트 횡단보도 서비스

바. 차량공유 서비스

사. 수요대응형 모빌리티 서비스(DRT, Demand Responsive Transit)

2) 스마트시티 교통체계 구축전략 및 실행방안

(1) 스마트시티 교통체계 구축전략 수립

가. 스마트시티 교통체계 수준진단 및 평가

나. 스마트시티 교통체계 목표수준 및 추진계획 설정

(2) 스마트시티 교통체계 실행방안 정립

가. 시민참여형(체감형) 스마트 모빌리티 서비스 선정

나. 교통수단·기반인프라 제공 및 운영계획 수립

다. 스마트모빌리티 데이터 통합/연계/공유 계획 수립

라. 스마트모빌리티 거버넌스 구성 및 운영계획 수립

마. 법제도 및 규제 지원방안 도출

3) 스마트모빌리티 기반 도시교통 솔루션 개발

(1) 스마트시티 혁신성장동력 프로젝트 : 스마트모빌리티 기술 개발

(2) 통합모빌리티 플랫폼 기술 개발

(3) 통합결제정산 플랫폼 기술 개발과 요금정책

(4) 스마트모빌리티 서비스 실증 : 대구광역시 대상

2. 스마트시티 추진 무선 네트워크/IoT플랫폼 연구동향

1) 공유형 무선 네트워크 비즈니스 모델에 관한 연구

(1) 연구 배경

(2) 스마트시티와 무선 네트워크

가. 스마트시티의 확대와 무선 네트워크의 중요성

나. 지속가능성 제고를 위한 새로운 모델 필요

(3) 자원공유의 경제적 효용과 기술현황

가. 무선 네트워크 자원공유 경제적 효용

나. 무선 네트워크 자원공유 기술

다. 기존 연구의 한계

(4) 사회 및 제도적 수용성

가. 사회적 관점

나. 제도적 관점

(5) 비즈니스 모델

가. 가치 제안(Value Proposition)

나. 고객(Customer Segment)

다. 채널 및 고객 관리(Channel &Customer Relationship)

라. 수익(Revenue Stream)

마. 핵심 자원, 파트너 및 활동(Key Resources, Partnership and Activity)

바. 비용(Cost Structure)

(6) 결론

2) IoT 플랫폼 기술의 특허 출원 동향

3. 스마트시티 블록체인 기술 연구동향

1) 서론

2) 관련 연구

(1) 스마트시티 공간정보

(2) 스마트시티 인프라

(3) 블록체인 기반 도시 에너지

3) 블록체인 적용 사례

(1) 에스토니아

(2) 두바이

(3) 중국

4. 스마트시티 지원 사이버물리시스템 구축사례와 운영

1) 5G CPS 기반 스마트시티 서비스

(1) 스마트시티 서비스 모델

가. 4차 산업혁명과 사이버물리시스템(Cyber-Physical System)

나. 스마트시티 모델

(2) 주요국 분석과 특징

가. 싱가포르

나. 일본

다. 영국

라. 호주

마. 한국

(3) 통신인프라 현황 진단

가. 통신설비 인프라 민간주도 구축·운영

나. 스마트도시법下 비영리 목적 공공서비스

다. 교환설비보유 존재 여부 기준 통신법 분류체계

라. 불완전 스마트시티 연계 및 결합 서비스

2) 국내외 사이버물리시스템 적용 사례

(1) 국내 사례

가. 울산산업단지: IoT 기반의 위험물질 관리시스템

나. 국토교통부: 국토공간계획지원체계(KOPSS)

다. 전주시: 스마트시티 지원을 위한 DTS 기반의 디지털허브 구축

(2) 국외 사례

가. 싱가포르: 스마트시티 사업의 플랫폼으로 활용

나. 미국: SmartAmerica Challenge(SAC)의 도입

다. 영국: 3차원 가상도시를 통한 시민체감형 서비스 제공

5. 스마트시티 실현을 위한 도시계획 및 운영기술 ‘디지털트윈’ 동향

1) 디지털트윈(Digital Twins) 주요동향

(1) 디지털트윈

(2) 디지털트윈의 확장

(3) 디지털트윈 관련 동향

가. 영국

나. 핀란드

다. 호주

라. 싱가포르

(4) 디지털트윈 산업 시장동향

가. 해외 및 국내 시장규모 및 전망

(5) 디지털트윈 특허 동향

2) 국토 디지털트윈 구축방안

(1) 디지털트윈을 설명하는 개념 모델

가. 평면적 디지털트윈 개념 모델

나. 계층적 디지털트윈 개념 모델

(2) 국토의 디지털트윈화를 위한 핵심사업의 추진

가. 전국 3D 지도의 확대

나. 자율주행 상용화를 위한 정밀도로지도 구축

다. 스마트한 시설물 관리를 위한 지하공간 통합지도 구축

(3) 데이터 활용제약 해소 및 호환성 개선을 위한 제도 개선 추진

가. 고정밀 공간정보에 대한 유통방식 개선

나. 디지털트윈 국토표준 도입

다. 디지털트윈 국토에 대한 법적 근거 마련

3) 신도시 디지털트윈 활용사례와 향후 계획

(1) 신도시 디지털트윈의 기능

(2) 신도시 디지털트윈 구축·활용사례

(3) 신도시 디지털트윈 향후 추진계획

4) 디지털트윈 기반 실시간 시설 관리

(1) BIM과 디지털트윈

(2) 데이터 상호운용성 이슈

가. 개방형 데이터 표준

나. 디지털트윈의 데이터 상호운용성 확보

다. 시설 데이터의 상호운용

(3) 사례 연구

가. 디지털트윈 기반 스마트 건설

나. 디지털트윈 기반 교량의 구조적 안전 모니터링

제 3장 한국형 스마트시티(K-City) 진출 전략과 시장 현황

1. 한국형 스마트시티 해외 개발동향

1) 국내 스마트시티 인증제 현황

(1) 스마트도시 인증제

가. 인증 개요

나. 평가 방법

다. 스마트도시 인증 평가 우수 사례

(2) 스마트시티 규제샌드박스 승인

2) 한-아세안 스마트시티 네트워크 동향

(1) 아세안의 도시화와 스마트시티

가. 아세안의 급속한 인구 증가

나. 아세안 지역 도시화 현상의 특징

다. 아세안 국가들의 도시화 과정 및 당면 과제

라. 아세안 도시들의 디지털 전환 현황

(2) 아세안 스마트시티 네트워크(ASCN)의 등장 및 현황

가. 건설 인프라에 대한 수요와 개발프로그램 및 아세안 국가들의 연계성 강화

나. 스마트시티로의 발전을 위한 아세안 스마트시티 네트워크의 등장

다. ASCN의 아세안 스마트시티 프레임워크

라. ASCN 시범도시 현황

마. ASCN의 특징

바. ASCN 이외의 스마트시티 시범도시 현황

(3) 한국의 ASCN 지원 전략

(4) 아세안 지속가능한 도시화 전략(ASUS)

가. ASUS 프레임워크

나. ASUS 우선순위 하위영역(Sub-areas)과 행동(Actions)

다. ASUS의 장애요인과 성과관리

라. 평가와 시사점

3) 스마트시티 분야 글로벌 협력 사례 및 동향

(1) 글로벌 협력 진출 사례

(2) K-City Network 글로벌 협력 프로그램

(3) 한국형 스마트시티 중남미 진출 모델

(4) 기타 한국형 스마트시티 해외 개발 관련 동향

(5) 기타 정부 지원 정책

2. 스마트 시티 시장전망 및 주요기업 동향

1) 기술 개요

2) 시장 현황

3) 시장 특성

(1) 시장 원동력

(2) 가치 사슬(Value-Chain)

(3) 코로나(COVID-19)의 영향

4) 시장 동향

(1) 글로벌 전체 시장 규모

(2) 세부항목별 시장 규모

(3) 지역별 시장 규모

5) 기업 동향

(1) 경쟁 환경

가. 주요 기업 현황

나. 개발 동향 분석

(2) 주요 기업 동향

가. Cisco

나. Microsoft

다. IBM

라. Siemens

마. Hithchi

Ⅱ 편 위드 코로나 스마트시티 방역·재난 대응기술 동향  

제 1장 위드 코로나(WITH COVID-19) 스마트시티 방역 대응기술

1. WITH COVID-19와 스마트시티

1) 감염차단도시(Unfection City)로의 패러다임 전환

(1) 코로나19의 대유행

(2) 연속적인 지역사회 감염 및 n차 감염 지속

(3) 코로나19의 장기화 및 n차 대유행

(4) 감염차단 도시(Unfection City) 방역 패러다임 도입

가. 스마트 감염병 감시시스템 구축

나. 언택트 시대의 신개념 방역 패러다임 필요

2) 코로나19에 따른 스마트시티의 역할

(1) 코로나19로 인한 도시 및 지역계획의 변화흐름

(2) 대응 전략 마련의 방향성 및 스마트시티의 역할

가. 새로운 관점, 혁신적 방식에 대한 개방성

나. 비대면 지향, 새로운 기술과 일상의 스마트화

다. 디지털 혁신을 위한 스마트시티 플랫폼 필요성 증대

라. 공동의 문제 해결을 위한 연대 강화 및 포용성 증진

3) 감염병 대응형 도시계획과 공간정책

(1) 코로나19와 도시공간

가. 주요 집단발생 사례

나. 코로나19 대응을 위한 사회적 거리 두기 방안

(2) 감염병 대응형 도시계획의 필요성

(3) 코로나19 대응책과 도시정책 간의 갈등

(4) 감염병 대응을 위한 생활인프라·디지털인프라 중심의 도시계획 강화

가. 감염병 대응력 강화 필요

나. 디지털인프라 강화 필요

다. 포스트 코로나 시대의 도시변화 가능성에 지속적 모니터링 필요

4) 포스트코로나 시대를 준비하는 주요국 도시·공간 정책동향

(1) 독일

(2) 미국

(3) 스페인

(4) 영국

가. 새로운 환경을 위한 거리공간 계획 프로그램

나. 거리공간 형성에서 시작되는 도시기능의 탄력적 회복

(5) 프랑스

(6) 일본

(7) 중국

가. 격자망화 관리와 스마트시티

나. 방역관리 플랫폼과 건강정보코드

(8) 한국

가. 방역 정책

나. 포스트코로나 시대, 국가 인프라 투자 방향

A) 한국판 뉴딜과 도로교통

B) 신에너지 공급 물류전용 도로

C) 국민 여가활동 지원 관광형 경관도로

D) 디지털 정밀도로 지도

E) 친환경 수소교통체계

F) 산업단지 대개조와 도로교통 SOC

G) 안전성 제고를 위한 도로재생 뉴딜

H) 감염병 재창궐 시 해결 과제

5) 위드코로나와 스마트시티 선공전략

(1) 상상력과 스마트시티

(2) 청년팜과 스마트시티

(3) 교육과 스마트시티

(4) 스마트시티 기반 리빙랩

(5) 공항문화와 스마트시티

6) 포스트 코로나 시대의 임시주거시설 운영

(1) 코로나19 이후 임시주거시설 운영 사례

가. 국내 코로나19 이후 임시주거시설 운영 사례

나. 국외 코로나19 이후 임시주거시설 운영 사례

(2) 코로나 확산 방지를 위한 국내외 임시주거 시설 운영 지침

가. 한국

A) 임시주거시설 운용의 기본 원칙

B) 임시주거시설 내 구획 공간 설치

C) 이재민 등록 및 입·퇴소 관리

D) 의심환자 발생 시(시설·장소 공통 사항)

E) 확진자 발생 시(시설·장소 공통 사항)

나. 미국 ‘코로나19 대유행 동안 대피소와 같은 시설 운영 시 고려 사항’

(3) 포스트 코로나 시대의 임시주거시설 운영 확대

가. 임시주거시설 형태 다양화

나. 임시주거시설 이용 대상 지원 강화

2. 스마트 방역도시를 위한 재난대응 기술동향

1) ICT 융합 기반 코로나19 방역 기술

(1) ICT 융합 방역 기술 등장 배경

(2) ICT 융합 역학조사 기술의 국내 사례

가. 역학조사 지원시스템

A) 스마트시티 데이터허브

B) 역학조사 지원시스템 주요 기능

나. QR코드 기반 전자출입명부

다. 자가격리자 안전보호앱

(3) ICT 융합 역학조사 기술의 해외 사례

가. 블루투스 기반 접촉알림앱

A) 블루투스 기반 접촉알림 솔루션 등장 배경

B) 해외 스마트폰 블루투스 기반 접촉알림 기술

C) 구글･애플의 Exposure Notification

나. 블루투스 기반 접촉알림 솔루션 관련 현황

A) 스마트폰 블루투스 기반 접촉알림 솔루션의 효과성 관련 연구

B) 해외 구글･애플 Exposure Notification 기반 접촉알림 앱 사용 현황

C) 해외 구글･애플 Exposure Notification 기반 접촉알림 솔루션 개인정보 수집 현황

다. 구글･애플 Exposure Notification 동작 분석

A) 동작 시나리오

B) 접촉 이력 수집 방법

C) 확진자 등록 방법

D) 접촉 여부 판단 알고리즘

E) Exposure Notification의 운영체제 내재화

(4) 인공지능 기술 융합 방역 기술 사례

2) ICT 기반의 재난대응 사례

(1) 인공지능 기반의 재난 관리 주요 사례

가. 인공지능 기반 의사결정 지원 사례(AI-based decision support tool)

나. 인공지능 기반 감염병 대응 사례

A) 예측 및 유입 차단

B) 현장 대응

C) 확산 방지

D) 신약 및 백신 개발

(2) 블록체인 기반의 재난 관리 주요 사례

가. 공공안전을 위한 블록체인 기술 활용

나. 블록체인 기반 감염병 대응

A) 재난 발생 추적

B) 프라이버시 보호

C) 안전한 비대면 일상 업무

D) 투명한 의료공급사슬 관리

E) 기부 추적

(3) 재난안전 환경 변화에 따른 5G 도입 및 활용

가. 재난안전통신망 현황

나. 코로나19 이후 변화에 따른 5G 도입 및 활용

(4) 재난위기 상황에서의 허위정보 대응방안

가. 허위정보 유형 및 사례

A) 허위정보 유형

B) 허위정보 유형에 따른 사례

나. 대응방안

A) 정부/보건당국의 대응

B) 관련 정보 제공자의 대응: 자율규제 및 책임 강화

C) 시민 차원의 대응

3) 비대면/원격 재난관리 및 대응기술 동향

(1) 원격 재난관리 기술

가. IoT 기반의 비대면 시설물 안전관리

나. 디지털 네트워크 기반 재난관리시스템

다. 원격의료체계와 분산 피난

라. 공공안전에 대한 기여와 활용 방안

(2) 비대면 의료 로봇 시스템

가. 자율 방역 로봇

A) 국내외 동향

B) 방역 로봇 핵심 기술

나. 비대면 원격 초음파 영상진단 로봇 시스템

A) 연구 동향 및 상용화 현황

B) 원격 초음파 영상진단 로봇 시스템 핵심기술

다. 비대면 검체채취 로봇 시스템

A) 국내외 연구 개발 동향

B) 비대면 검체채취 로봇 시스템의 핵심기술

제 2장 데이터 기반 스마트시티 재난 대응기술과 사례분석

1. 스마트시티 복합재난 대응기술 연구현황

1) 메가시티의 복합재난과 범정부 차원의 대응방향

(1) 메가시티 ‘n’차 재난과 요구능력

(2) 대응 방향

가. 예측 능력

나. 복합 대응 능력

다. 회복 탄력성

2) 인공지능 기반 재난안전 기술

(1) 인공지능(AI) 기반의 재난안전관리

가. 정부 재난안전관리의 한계

나. 재난안전관리의 패러다임 변화 전망과 대응

(2) 인공지능 기반 건축물 재난안전 기술

가. 인공지능 기반의 구조 안전데이터 생성 기술

나. 샘플 데이터세트 구축

다. 인공지능 모델 개발 및 검증

라. 신속 보강 전략 구축

3) 재난안전 분야 IoT 융합 센싱 기술동향

(1) IoT 핵심 기술

가. 센서 기술

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

4) 산불·홍수 재난 대응체계와 연구동향

(1) 산불 재난 대응체계와 연구동향    

가. 재난 대응체계에 대한 선행연구

나. 산불 발생 및 재난 대응 프로세스 분석

다. 산불대응체계의 문제점

라. 재난 대응에 위성영상자료 및 공간정보 활용 연구

(2) 홍수관리 대책 전환과 추진 방향

가. 기존 홍수관리대책의 성과와 도전

나. 해외 홍수관리대책 동향

A) 위험관리 개념을 접목하여 홍수방어목표의 적정화    

B) 도시개발과의 상호작용 고려

C) 물순환과 환경성 개선 중시

D) 기존시설 유지관리 강화

다. 홍수관리대책 전환을 위한 정책과제

라. 기후위기시대 홍수관리대책을 위한 정책제언

5) 데이터 기반 재난안전 관리

(1) 재난안전정보 공유 플랫폼

가. 정의

나. 재난안전정보 공유 플랫폼의 특징

A) 국제표준식별체계(DOI)의 적용

B) 재난 유형 및 상황별 데이터 세트화

다. 재난안전정보의 표준화

A) 메타데이터의 표준화

B) 패싯 분류기호

C) 데이터의 품질관리

라. 지능적 예측 기반의 재난 상황 모니터링

(2) 빅데이터 기반의 재난조기예측 시스템

가. 재난예측과 빅데이터의 역할

나. 재난의 종류별 빅데이터 기반 재난조기예측 시스템 사례 분류

다. 시스템 개발의 실효성

라. 빅데이터 재난조기예측 시스템 필요 사항

6) 재난안전데이터의 활용과 사이버 보안

(1) 재난안전데이터와 관리시스템

(2) 재난안전데이터의 가용성과 사이버 보안

(3) 사이버 공격의 종류

가. 랜섬웨어(Ransomeware)

나. DDoS

다. APT(Advanced Persistent Threat)

라. 기타 사이버 공격

마. 특정 상황을 이용한 복합 사이버 공격

(4) 안전한 데이터 활용을 위한 사이버 보안

2. 데이터 기반 스마트시티(Data Driven Smart City)

1) 데이터 기반의 스마트 방역도시

(1) 데이터 기반의 협업으로 스마트 방역도시 실현

(2) 스마트 방역도시 실현을 위한 주요 논의 사항

2) 스마트시티의 데이터 활용 사례

(1) 스마트시티 데이터 활용 사례 분석 프레임

(2) 교통분야 스마트시티 활용 사례

가. 스마트 주차

A) 코펜하겐 스마트주차 사례

B) 함부르크 스마트주차 사례

나. 스마트 신호등

A) 암스테르담 스마트신호등 사례

B) 피츠버그 스마트신호등 사례

다. IoT 활용 공유주차

라. 자동차 통행관리시스템

(3) 안전분야 스마트시티 활용 사례

가. 치안용 드론

A) 두바이 치안용 드론 사례

B) 텍사스 치안용 드론 사례

나. 스마트 검침

A) 캘리포니아 스마트 검침 사례

B) 이탈리아 스마트 검침 사례

다. 스마트 CCTV 그물망 안전체계

라. 노후 공공인프라 모니터링

(4) 환경분야 스마트시티 활용 사례

가. 스마트 가로등

A) 샌디에이고 스마트가로등 사례

B) 바로셀로나 스마트가로등 사례

나. 스마트 루프

A) 암스테르담 스마트 루프 사례

다. 3D기반 Virtual Seoul 구축

라. 대기오염물질 배출시설 원격관리

3) 스마트시티 데이터 공유 플랫폼 구축

(1) 기술개발 이슈

가. 공공 빅데이터 수집을 위한 수집 기술, 데이터 분석 기술 개발

나. 대용량 공공 빅데이터의 통합 수집 저장관리를 위한 인프라 기술 개발

다. 국가경쟁력의 확보가 시급

(2) 생태계 기술 동향

가. 해외 플레이어 동향

나. 국내 플레이어 동향

4) 디지털 데이터 위변조 방지 기술 특허동향

3. 안전, 치안을 위한 영상보안 분야 기술동향

1) 인공지능 기술활용 영상 보안 기술

(1) 영상 보안 기술

(2) 영상 보안 기술 현황

(3) 영상보안 사례

가. 스마트홈 영상보안(Video Surveillance of Smart Home)

A) Truen

B) Ring Spotlight outdoor

나. 공공 영상보안(Public Video Surveillance)

A) Milestones Systems

B) Innodep

C) S-one

다. 기업용 영상보안(Video Surveillance for Corporate)

A) Uowork

B) Fruängens School

C) Innisfree

2) 인공지능 CCTV 기술

(2) 사람 재식별(Person Re-identification) 기술

(3) 비디오 요약(Video Synopsis) 기술

(4) 차량번호판 인식 및 복원 기술

Ⅲ 편 국토균형발전과 국가별 메가시티 추진현황

제 1장 광역협력 ‘메가시티’와 국가균형발전 사례 및 방안

1. 미래 사회구조 변화 이슈

2. 초광역권 ‘메가시티’ 관련정책 및 사례분석

1) 메가시티(mega-city)

(1) 배경

가. 해외

나. 국내

(2) 국내 초광역 연구동향

가. 광역권역 설정에 관한 연구

A) 초광역권 설정방안에 관한 연구

나. 광역권역 발전방안에 관한 연구

A) 광역권역의 기능 및 육성 방안

다. 광역권역 발전을 위한 행정제도에 관한 연구

A) 행정구역 개편에 관한 논의

B) 광역연합제도의 도입방안

(3) 세계의 메가시티와 주요 선진국의 전략

가. 메가시티 전략

나. 광역연합 추진 현황

(4) 국내 메가시티의 전략

가. 지방자치단체 광역연합 추진 현황

나. 지역균형 뉴딜의 성공을 위한 지역 R&D

A) 한국판 뉴딜과 지역균형 뉴딜

B) 지역균형 뉴딜의 주요 추진현황

C) 지역균형 뉴딜 촉진 계획

2) 초광역 연계 최근 해외사례 분석

(1) 잉글랜드 광역 연계정책 추진 동향

가. 도시권 중심의 광역화 추진 과정

나. 도시권 중심의 광역화 정책추진 사항

A) 도시권 협상의 정책추진

B) 분권 협상을 통한 CA의 설립

다. 광역 맨체스터 사례

A) 광역 맨체스터의 형성

B) 광역 맨체스터의 기능

C) 광역맨체스터의 거버넌스

(2) 미국 메가리전 추진 동향

가. America 2050의 10대 메가리전

A) 10대 메가리전 구상

B) America 2050의 출현배경

C) 미국에 영향을 미칠 6대 미래 트렌드(RPA, 2006: 6)

D) “America 2050”의 5대 목표(RPA, 2006: 17)

나. 메가리전의 추진전략

A) America 2050의 메가리전 추진전략

B) 10대 메가리전 특징

(3) 주강 삼각주 메가리전 : 웨강아오 (홍콩-심천-마카오) 大灣區

가. 주강 삼각주 경제권의 지역 범위

나. 주강 하구와 만의 인프라와 기능

A) 항만

B) 교량

C) 산업단지

다. 한강 하구, 서해 경기만 지역의 남북 협력과 발전을 위한 시사점

(4) 캐스캐디아 초국경 메가리전 : 밴쿠버-시애틀-포틀랜드

가. 주요 도시의 경제와 산업

A) 밴쿠버

B) 시애틀

C) 포틀랜드

나. 교통 및 물류 기반시설

다. 초국경 거버넌스

(5) 한국 경기만 연안 주요 지역의 산업 및 도시 현황 분석

가. 경기만 권역의 개요

나. 인구·산업·접경지역 현황

A) 인구 현황

B) 산업 현황

C) 접경 지역 

3. 도시 균형발전을 위한 개발밀도 관리 및 데이터 활용

1) 도시개발밀도와 공간구조

(1) 도시개발밀도의 개념

(2) 도시공간구조와 도시개발밀도의 관계

(3) 고밀개발에 따른 주요 이슈

가. 신도시로 인한 구시가지의 침체와 불균형

나. 기성시가지내 미·저이용 토지의 방치

다. 도시중심지 체계의 과도한 분절

라. 교통거리의 증가와 생활권의 광역화

2) 해외 사례도시 분석

(1) 조지아 주 아틀랜타시

가. 일반 현황

나. 용도지역 현황 및 개발밀도 관련 제도적 기준

다. 인구밀도 분석

A) 인구밀도 변화 분석

B) 거리별 인구밀도 분석(총 밀도)

(2) 미네소타 주 미니애폴리스-세인트폴

가. 일반 현황

나. 용도지역 현황 및 개발밀도 관련 제도적 기준

다. 인구밀도 분석

A) 인구밀도 변화 분석

B) 거리별 인구밀도 분석(총 밀도)

(3) 켄터키 주 렉싱턴

가. 일반현황

나. 용도지역 현황 및 개발밀도 관련 제도적 기준

다. 인구밀도 분석

A) 인구밀도 변화 분석

B) 거리별 인구밀도 분석(총 밀도)

(4) 분석 종합

가. 종합

나. 시사점

3) 국내 도시개발밀도 사례

(1) 개요

(2) 사례도시 분석 결과

4) 개발밀도 관리정책 및 제도개선방안

(1) 도시개발밀도 관리정책 방향

(2) 제도개선방안

가. 계획체계의 정비

나. 규정체계의 정비

다. 심의·허가체계의 정비

(3) 상생적 사업수단의 강구

5) 데이터 기반의 연계협력형 교통인프라 투자전략

(1) 지방분권시대 연계협력형 교통투자

(2) 시·군·구별 전국권과 생활권 통행시간 차이

(3) 연계협력형 교통투자 활성화를 생활권으로 선정

(4) 지방분권시대 연계협력형 교통투자 추진과정과 효과

가. 추진과정

나. 사례분석(추진효과)

(5) 시사점

6) 국토균형발전을 위한 빅데이터 활용 방안    

(1) 새로운 국토균형발전 정책과 과학적 정책수립체계 필요

가. 국토의 불균형 지속화·복잡화

나. 새로운 균형발전 정책과 과학적 정책수립체계 필요

(2) 빅데이터 활용의 필요성

(3) 개인 및 기업 금융 빅데이터로 분석한 지역 격차

가. 지역격차를 구체적으로 진단할 수 있는 개인 및 기업 금융 빅데이터

나. 도시지역의 개인소득 격차와 기업의 활동 특성을 상세하게 파악 가능

다. 지방 중소 공업도시 지역의 소규모 공장 분포와 소득격차 파악

라. 지방 농산어촌의 개인소득과 기업활동 분포

마. 혁신도시와 원도심의 격차

바. 빅데이터 활용 분석사례의 시사점

(4) 정책제안

4. 코로나19 이후 도시재생사업 추진실태 및 대응방안

1) 코로나19 대응형 도시재생 뉴딜사업 사례

2) 도시재생뉴딜사업의 코로나19 대응방안

(1) 재난대응형 복합 생활 SOC 설치

(2) 재난상황 발생시 도시재생 생활 SOC의 입체적 활용

(3) 도시재생 생활 SOC의 코로나19 대응형 활용방안

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