광역論壇 [울산광역매일]디지털트윈 기술로 장마 피해 최소화

[광역매일]

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[울산광역매일] <광역 논단> 디지털트윈 기술로 장마 피해 최소화

 일주일 이상 지속된 집중 호우로 심각한 피해가 발생하고 있다. 집이 침수되고, 도로가 파손되며, 이로 인한 인명 피해도 계속 증가하고 있다. 중앙재난안전대책본부에 따르면, 16일 오전 11시 기준, 전국에서 비로 인한 사망자는 33명이며, 10명은 실종상태다. 또 부상자는 2천213명에 이르며, 공공시설과 사유시설 피해도 각각 149건과 124건으로 집계되었다. 농작물 피해는 1만5천120㏊에 달한다.


 문제는 이러한 현상이 엘니뇨에 의한 기후 변화 영향으로 매년 점차 심각해지고 있다는 점이다. 이렇게 강력한 호우, 또는 '물폭탄'은 예상을 초월해 어디에서든 발생할 수 있다. 실제로, 지난해에도 이런 집중 호우로 반지하 주택에서 사망자들이 다수 발생하는 끔찍한 사고가 발생했다. 그럼에도 불구하고, 정부와 지방자치단체의 대응은 여전히 미흡하다는 비판이 나오고 있다. 자연재해를 완전히 피할 수는 없겠지만, 적어도 인명과 재산 피해를 최소화하기 위한 철저한 준비가 필요하다는 것이다.


 물론 정부와 지자체도 나름대로 대책을 마련하여 실시중이지만, 인공지능을 포함한 4차 산업혁명의 핵심기술들을 활용한 해결책을 적극 검토했으면 한다. 그것은 바로 '디지털 트윈' 기술이다. 디지털 트윈(Digital Twin)이란, 말 그대로 “디지털 쌍둥이“라는 의미인데, 현실 세계에 존재하는 사물이나 환경 등을 가상 공간에 동일하게 복제하고 이를 시뮬레이션 할 수 있도록 한 기술이다. 그 동안은 주로 제품이나 건물 등에 적용됐는데, 이제는 도시까지 확장돼서 사용되고 있다. 이 기술을 여름 장마철 집중 호우와 홍수 관리에 도입한다면, 자연 재해에 보다 더 효율적으로 대비할 수 있고 이에 따라 인명과 재산상의 피해를 최소화할 수 있을 것으로 기대된다. 


 이를 도입, 적용하기 위해서는 첫 단계로, 실시간 환경 모니터링을 위한 센서 네트워크를 구축하는 것이 필요하다. 이러한 센서들은 기상 조건, 하천 및 호수의 수위, 지하수 등 환경 정보를 실시간으로 수집하여 클라우드 기반 데이터 센터로 전송하고, 홍수 발생 가능성에 영향을 미치는 요소들을 실시간으로 파악하고 예측할 수 있게 된다. 


 다음으로, 수집된 데이터를 활용하여 인공지능 기술로 고해상도 지형도와 수문학적 모델을 생성하고, 집중호우와 홍수의 원인과 결과를 예측하고 이에 대응하는 데 필수적인 정보를 제공받을 수 있다. 또한, 이러한 모델을 통해 홍수 예측 및 시뮬레이션을 실행하며, 효과적인 재난 대응 계획을 수립할 수 있다. 


 도시국가인 싱가폴은 지난 2018년부터 약 3년에 걸쳐서 디지털 트윈 기술을 적용한 대규모 국토 가상화 프로젝트인 ‘버추얼 싱가포르’를 성공적으로 마무리했다. 싱가포르 전역에 존재하는 모든 건물과 도로, 구조물, 인구, 날씨 등 실제 도시를 구성하는 각종 유무형의 데이터를 3D 가상환경에 구현한 것이다. 이것은 우리가 흔히 떠올리는 3D 지도와는 차원이 다른 정교함을 갖고 있는데, 데이터를 바탕으로 건물의 이름과 크기, 특징 등의 기본 정보는 물론이고, 주변 주차 공간과 도로 구성, 길가에 심어진 가로수, 심지어 시간에 따른 날씨 변화 등 도시 계획에 필요한 거의 모든 데이터를 언제든 실시간으로 파악할 수 있도록 설계되어 있다. 그리고 네덜란드도 국가 차원에서의 홍수 방지 및 대응 계획을 세우는데 디지털 트윈을 활용하고 있다. 매우 정밀한 지형 모델과 시뮬레이션을 통해 예상 홍수 시나리오를 만들어내고, 이를 바탕으로 방어(예방) 시설을 개선하고 피해를 최소화하는 전략을 수립하고 있다. 즉, 디지털 트윈 기술을 통해 홍수 예측과 대응의 정확성을 높혀서 피해를 최소화하는데 적극 활용하고 있다. 


 이처럼 디지털 트윈 기술을 자연재난에 도입시 다음과 같은 긍정적인 효과를 기대할 수 있다.     
첫째, 디지털 트윈 기술은 홍수에 대한 더욱 정확한 예측을 가능하게 한다. 실시간 환경 정보(데이터)를 기반으로 한 실제 환경의 디지털 복제본은 홍수 발생 가능성과 예상 피해를 실시간으로 예측할 수 있게 해준다. 이처럼 예측을 하게 되면, 사전에 예상 피해지역민들에게 조기 경보를 보낼 수 있고 즉시 대응할 수 있는 기회를 얻게 된다.


 둘째, 디지털 트윈 기술은 재난 대응 효율성을 향상시킨다. 홍수의 원인과 결과를 예측하는 높은 해상도의 지형도와 수문학적 모델을 생성함으로써, 효과적인 대응 계획을 수립하고 이를 신속하게 실행할 수 있게 된다. 빠른 시간 내에 대응 계획을 실행하는 것은 재난 대응의 효율성을 크게 높이는 중요한 요소이다.


 셋째, 디지털 트윈 기술은 인명 및 재산에 대한 피해를 최소화하는 데 기여한다. 더 나은 예측과 신속한 대응은 피해를 줄이는 가장 효과적인 방법이며, 디지털 트윈 기술은 이 두 가지 요소를 모두 제공해준다. 더욱 빠르고 정확한 대응은 인명 피해를 최소화하고 재산 피해를 줄일 수 있는 가장 확실한 방법이므로, 이 기술은 재난관리의 핵심 요소가 될 것이다.


 정부와 지자체에서도 매년 여름철이면 어김없이 발생하는 집중 호우로 인한 인명과 재산상의 피해를 최소화하기 위해서는 이제부터라도 기존의 대응방식이 아닌 새로운 기술을 적용한 새로운 접근방법을 적극 활용할 시점이라고 본다.