스마트 시티란 특정 서비스 또는 플랫폼을 의미하는 것이 아니라 도시 거주민 대상 또는 도시 행정의 효율을 높일 수 있는 다양한 서비스와 기술을 포함하는 개념입니다. 즉, 스마트 시티는 인적자원과 사회 인프라, 교통수단, ICT 기술 등에 투자함으로써 지속적인 경제발전과 삶의 질 향상을 이룰 수 있는 도시라고 할 수 있습니다.

스마트 시티는 국제전기통신연합(ITU) 조사에 의하면 정의가 무려 116개나 된다고 합니다. 그중 가장 많이 언급된 정의는 ICT, 통신, 지능, 정보 등의 내용이지만, 넓게는 생활의 질, 경제와 재정, 이동성 등도 포함된 개념인데요. 아래 ‘스마트 시티의 현재와 미래’를 소개한 [표1]의 내용을 보시면, 스마트 시티가 무엇인지 감이 잡히실 것 같습니다.

스마트 시티는 이처럼 스마트한 수단을 활용하는 도시로서, 좁은 의미로는 ICT를 활용한 도시를 의미하지만 넓은 의미로는 신기술 전반을 포함하고 있다고 볼 수 있습니다. 최근에는 IoT 등 인공지능 기술이 발전하면서 스마트 시티를 도시의 기본 플랫폼으로 보는 개념으로 발전하고 있습니다.

과거 도시에서 미래 도시로의 진화, 스마트 시티

스마트 시티에서는 물, 에너지, 교통, 네트워크 등 인프라 데이터의 수집•분석이 중요합니다. 도시 시설물과 첨단 ICT 기술 융합을 통해 환경적 지속 가능성, 시민 삶의 질 향상, 지속적인 경제 발전 등을 지원하는 것이 스마트 시티의 주요 목표라고 할 수 있기 때문입니다.

그러므로, 지능형 교통관리시스템(ITS), 스마트 그리드, 상수도 관리 시스템, IoT, 빌딩관리시스템, 유무선 통신 네트워크, 보안 기술 및 서비스 등이 스마트 시티에 포함됩니다.

스마트 시티의 핵심은 기존 도시에 ICT 기반의 서비스 플랫폼 구축과 적용을 통해 도시 문제를 해결하는 것입니다. 과거 도시는 교통체증, 전력난 등 문제 발생 시, 도로 확충이나 발전소 건설 등 물리적 방식을 통해 문제를 해결해야 했었는데요.

스마트 시티는 도시 시설물에 설치된 센서, CCTV 등에서 생성된 데이터를 네트워크 인프라 기반으로 공유, 수집합니다. 그리고 수집 데이터를 활용한 분석 S/W 기반의 시뮬레이션을 통해 문제 해결 방안을 도출하게 됩니다.

즉, 스마트 시티는 기존 물리적 인프라에 ICT 기술을 활용하여 데이터를 생성해 수집 기반을 구축한다고 할 수 있습니다. 해당 데이터의 분석을 통해 효율성 극대화가 가능하도록, 물리적 인프라를 자동 조정하여 관리하는 것이죠.

스마트 시티는 어떻게 성장하였을까?

글로벌 스마트 시티 시장은 세계 각국의 스마트 시티 프로젝트의 추진과 함께 빠르게 성장하고 있습니다. 세계 도시 중 인구가 천만 이상인 메가 시티(Mega city)가 2013년 23개에서 2025년 37개로 늘어날 것으로 예상하며, 그 영향으로 스마트 시티 시장이 빠르게 성장할 것으로 기대하고 있습니다.

프로스트 앤 설리반(Frost & Sulivan)등의 연구 기관들도 스마트 시티 시장이 매우 빠른 속도로 성장할 것으로 기대하고 있는데요. 세계 스마트 시티 프로젝트의 약 70%는 에너지•교통•안전 등 3대 요소에 집중될 것이라고 합니다. 또한, 전 세계 약 70억 명의 인구 중 35억 명이 도시에 거주하고 있고, 인구 증가율보다 도시 거주율이 더 빠르게 증가하고 있으므로 도심 재생의 필요성으로 인해 스마트 시티는 더욱 관심을 받을 것으로 보입니다.

① 스마트 시티의 성장 1단계

스마트 시티는 1990년대 중반 디지털 시티의 등장과 함께 태동하였고, AOL(America Online)에 의해 미국에서 처음 시작되었습니다. 그 이후 1993년 암스테르담, 1996년 헬싱키, 1998년 교토 등 전 세계로 퍼져나간 것이죠. 주로 통신사가 주도하는 시범사업 형태로 추진되었고, 도시 전반을 연결하는 네트워크를 구축하여 시민이 활동하는 가상공간을 조성한 것이었습니다. 실제로 디지털 시티는 상징적 의미였고, 주로 에코 시티 등의 프로젝트가 주도되었습니다.

② 스마트 시티의 성장 2단계

2003년, 한국은 유시티(U-City)를 계기로 본격적인 기술주도형 스마트 시티가 등장했습니다. 1단계의 디지털 시티가 온라인상에서 부분적인 도시 정보화였다면, 2단계는 가상과 현실 공간을 융합하는 전면적 도시 정보화로 전환된다는 점이 차이점입니다. 2008년 이후부터는 IBM, 시스코 등의 글로벌 기업이 스마트 시티에 참여했고, 유럽에서는 오픈 이노베이션을 통해 리빙랩(living lab) 등 새로운 도시혁신 모델이 등장했습니다.

③ 스마트 시티의 성장 3단계

2012년 이후 플랫폼, 데이터 분석 등의 기술발전과 개도국의 도시개발 수요가 결합하여 스마트 시티가 전 세계로 빠르게 확산한 시기입니다. 특히 2012년은 스마트 시티 발전에 두 가지 중요한 계기가 발생했는데요. 중국이 스마트 시티 구축을 공식 추진을 하며, 스마트 시티가 개발도상국까지 확산한 것과 인공지능 기술의 비약적 발전으로 스마트 시티의 성장 가능성이 더욱 커졌다는 것입니다.

인도에서도 2015년 모디 총리가 스마트 시티 구축전략을 발표하면서 개도국에도 확실히 정착한 것도 이 시기의 주요 특징입니다.

해외의 스마트 시티 현황은?

① 미국 ‘주 정부와 민간 기업의 스마트 시티 투자’

먼저 미국은 미국 연방정부 스마트 시티 정책, 스마트 그리드와 의료 정보화에 집중하고 있습니다. 중앙정부를 중심으로 스마트 시티 실행 계획(initiative)을 추진하고 있는 EU 및 아시아 국가들과는 달리 에너지•의료 분야 외에는 지자체 및 민간 기업에 위임하고 있는 것이 특징인데요. 전력망 부분의 경우, 노후화 시설에 대한 대응 방편으로, 스마트 시티 관련 시장 점유율 15% 달성을 2014년까지 주요 목표로 추진했습니다.

미국의 각 주 정부는 자체적인 스마트 시티 프로젝트를 추진 중입니다. 시카고는 스마트폰 연동 자전거 공유 시스템 ‘디비(DIVVY)’, IoT 기상정보 시스템 프로젝트 ‘AoT(The Array of Things)’, 빅데이터 기반 의사결정 지원 시스템 등의 프로젝트를 추진하고 있습니다. 또, 보스턴은 도시 인프라 개선을 위해 교통 부문에 ICT를 활용하고 있습니다.

그 외 안전 영역에서는 뉴욕 경찰청 등이 빅데이터 기반의 통합 범죄 정보 분석 시스템을 도입하였는데요. LA, 뉴욕, 보스턴, 워싱턴DC 등의 70여 개 도시에서 총성을 감지하고 발포 위치를 찾아내는 ‘ShotSpotter’ 솔루션을 도입 중 입니다.

민간 기업을 중심으로 전개되는 미국 스마트 시티 시장은 IBM, 시스코 시스템즈 등의 기업이 스마트 시티 솔루션을 구축해 세계 각국 주요 도시를 대상으로 서비스를 제공 중입니다. IBM은 2010년부터 주요 도시의 현안 해결을 위한 ‘Smarter Cities Challenge’프로그램을 운영하며, 전문가 파견과 5,000만 달러 상당의 기술 지원 서비스를 지원하고 있습니다.

2009년, 시스코 시스템즈는 도시 인프라의 네트워크 지능화에 중점을 둔 ‘Smart + Connected Communities’ 실행 계획안을 공개했는데요. 빌딩을 구성하는 요소(HVAC, 조명, 전기, 보안)를 지능적으로 연결하는 기술이 핵심입니다.

② 유럽의 스마트 시티 계획

2011년, 유럽연합(EU)은 스마트 시티 관련 혁신 지원을 위해 ‘The European Innovation Partnership on Smart Cities and Communities(EIP-SCC)’를 출범했습니다. 이후 도시 교통, 오픈 데이터, 비즈니스모델, 금융, 정책, 에너지 등 다양한 영역의 프로젝트를 진행하고 있는데요. 2014년 기준, 32개 국가의 2,500명의 파트너가 350개 프로젝트를 진행하고 있습니다.

이러한 흐름에 따라, 유럽 내 주요 도시들도 자체적인 스마트 시티 구축 노력을 강화하고 있습니다. 2013년 9월 공개된 런던시의 ‘스마트 런던 플랜’이 대표 사례이며, 런던은 오픈 데이터, 디지털 R&D 지원, 네트워크(커뮤니티) 구축, 기반시설 첨단화, 공공 데이터 공유 확대 등의 프로젝트를 추진할 계획입니다.

스마트 런던 플랜의 추진으로 직업 창출, 디지털 인프라 확산 등으로 인해 약 4억 6천만 파운드 규모의 경제 효과를 기대하고 있습니다. 영국은 최초 스마트 시티 실현을 목표로 각 지자체에 공모하여, 2013년 1월에 30개 도시의 경쟁을 통해 글래스고(Glasgow)가 첫 대상 지역으로 선정되었는데요.

글래스고 시(市)의 교통, 범죄, 에너지, 환경, 의료 등의 문제 해결을 위해 향후 2,400만 파운드를 지원했습니다. 또한, 영국 연구진흥기관(Research Council UK)을 통해 약 9,500만 파운드 규모의 스마트 시티 연구비용을 지원하고 이와 별도로 2020년까지 지능화 교통시스템, 의료시스템 첨단화 작업, 스마트 미터 도입 등에 대해 투자할 계획이라고 합니다.

이 외에도 독일은 Industry 4.0을 통해 사물인터넷을 통한 제조업 생산성 30% 향상 추진하고 있고, 프랑스(니스), 스페인(바르셀로나), 네덜란드(암스테르담) 그리고 스웨덴(스톡홀름) 등도 스마트 시티 프로젝트를 시행 중입니다. 또한, 커넥티드 단말기의 보급확대, 통신기술의 진화, 클라우드 컴퓨팅의 대두 등 ICT 기술의 진화추세 등으로 미래 새로운 차원의 시장가치를 창출할 것으로 전망됩니다.

③ 일본•중국의 스마트 시티 발전 방향

일본은 에너지 안보와 재난복구에 집중하는 것이 일본 스마트 시티의 특징입니다. 2011년, 동일본 대지진 이후 스마트 시티 프로젝트 추진을 본격화했고, 국가적인 에너지 안보 위기 상황을 스마트 그리드 중심의 에너지 인프라 스마트화 정책을 통해 극복하는 것이 주요 목표였습니다. 현재 대지진으로 파괴된 동북 지역 도시 재건에 있어, 스마트 시티를 기반으로 한 신도시 건설을 추진 중이며 2014년까지 1조 2천억 원을 투자했다고 합니다.

중국의 스마트 시티 계획은 도시화와 경제 성장에 초점을 맞추고 있습니다. 현재 중국은 개혁•개방 이후 짧은 시간에 도시화가 진행되면서 도시 인구 유입이 가속화되고 있는데요. 이로 인해 주택•교통•상하수도•전기•가스•의료•교육 등 여러 도시 인프라 부족 문제를 일으키고 있습니다.

문제 해결을 위해, 서비스 산업 확대를 통한 산업 구조 전환 촉진과 개인 소비 유발을 통한 성장 동력 전환 등을 목표로 삼아, 스마트 시티 기반 도시화 정책을 적극적으로 강조하며 스마트 시티 시장의 주요 마켓으로 떠오르고 있습니다.

중국은 지방정부가 개별적으로 추진해 오던 스마트 시티 정책을 2013년부터 중앙정부가 직접 관리하기 시작했습니다. 최근 ‘2014~2020 국가 신형도시화 계획’을 발표했는데, 이 계획에 의해 2015년까지 약 90조 원의 투자와 함께 320개 스마트 시티를 구축할 예정입니다. 클라우드 컴퓨팅을 비롯한 첨단 ICT 기술을 결합해 도시 주요 시설과 공공기능을 네트워크화한 미래형 첨단도시를 구축 중입니다.

국내 스마트 시티 현황은?

그렇다면, 국내 시장은 어떨까요? 해외는 2012년 전후 스마트 시티에 대한 관심이 증가하여 빠르게 발전하였던 반면, 우리나라는 2008년 이후 은평, 동탄, 판교 등 신규 U-시티가 건설되기도 하였지만, 이후 소강상태에 빠졌습니다. 우리나라는 스마트 시티를 수출산업으로 육성하려고는 했으나 몇 가지 서비스 위주였고, 시범사업 종료와 함께 더는 진전이 없었습니다. 정교한 스마트 시티 설계가 부족했다고 생각합니다.

그러나, 최근 IoT, 빅데이터 기술의 발전과 시장의 성장과 함께 우리나라도 스마트 시티 시장이 다시 주목받고 있습니다. 이는 미래창조과학부의 ‘사물인터넷 기본계획’과도 연관되어 있는데요. 스마트 시티는 사물 인터넷과 빅데이터 활용을 통한 도시 구현으로 귀결되고 있기 때문입니다.

우리나라를 포함한 세계 스마트시티 시장은 IoT 기반의 To-be 모델을 바탕으로 발전하고 있습니다. 즉, 새로운 ICT 무대가 열리고 있다고 봐도 될 것 같은데요. 그러다 보니, 관련 분야의 인력 수요도 늘어날 수 밖에 없을 것으로 예상합니다. 새로운 무대에서 적응하기 위해서는 앞으로 더욱 정교하고 철저한 스마트 시티를 건설하고, 소프트웨어 시장에 많은 투자와 노력이 필요할 것입니다.

향후 스마트 시티 전망은?

1월에 라스베이거스에서 열린 세계 최대의 가전 쇼(CES 2017, Consumer Electronics Show)에서 명확해졌듯이, 최근 IoT와 빅데이터가 ICT의 대세이며, 스마트시티 시장이 점점 본격화되면서 글로벌 마켓이 형성될 전망입니다.

해외의 스마트 시티 IoT 정책을 보면, 미국은 사물인터넷을 2025년까지 국가경쟁력에 영향을 미칠 수 있는 혁신적 파괴적 기술(Disruptive Civil Technology) 중 하나로 선정하여 3D 프린팅, 반도체, 센서 등을 중심으로 제조업 활성화를 추진할 계획이라고 합니다.

스마트 시티 시장은 전 세계 인구증가보다 도시로의 인구이동이 증가로 시장 규모가 상승하고 있으며, 관련 기술 또한 필요성이 증대되고 있습니다. 따라서 기존의 기술을 바탕으로 IoT와 빅데이터 등의 새로운 기술을 융합하여 스마트 시티 플랫폼 구축이 추진되어야 할 것으로 보입니다.

글 | 조영임 교수 | 가천대학교 컴퓨터공학과
고려대학교 컴퓨터학과 생물학을 전공하여 학사를 마쳤으며, 동 대학원 컴퓨터학과에서 석박사학위를 취득하였다. Univ. of Massachusetts에서 post-doc을 했으며 Purdue대학교의 교환교수로 근무하였다. 현재 가천대학교 컴퓨터공학과에 교수로 재직 중이다. 주요 관심분야는 인공지능, 플랫폼, IoT, 스마트 시티, 전자정부 등 인공지능의 기본연구와 융복합 연구 등이다. 현재 지능형 융복합 스마트시티 플랫폼과 차세대 전자정부 시스템에 대해 연구프로젝트를 수행하고 있다.