기반 시설 디지털 트윈 확산 사업 과제 수요조사 안내

한국지능정보사회진흥원(NIA) SOC균형발전팀

□ 개요

o (목적) 디지털 트윈과 지능정보 기술을 활용한 SOC 운영 효율성 제고, 안전 강화를 위한 과제 도출 및 지원사업을 위한 사전 수요조사

※ (사업명 변경) 기존 ‘국가인프라 지능정보화’ 사업명으로 추진하고 있으며, ’23년부터 ‘기반시설 디지털 트윈 확산’으로 사업명 변경

* ’23년도 신규 과제 공모 예정이며, ’22.12월 국회 예산 심의에 따라 변경 가능

o (조사기간) ’22. 11. 7 ~ ’22. 11. 21(2주)

o (조사대상) SOC 운영·관리 지자체, 공공기관 대상

o (조사방식) 공문을 통해 과제 요약서 양식 제출

※ 공문제출이 어려운 경우 메일을 통해 제출 가능(dtinfra@nia.or.kr)

□ 수요조사 과제 내용

o (과제분야) SOC 분야(교통, 안전, 환경, 공공시설 등)와 개선이 시급하고 디지털 트윈 및 지능화가 필요한 생활 SOC* 일부 분야를 포함

* 도심·광역 교통 문제 해결, 도시재생, 생활안전 인프라, 미세먼지 대응, 신재생 에너지 시설, 도시 침수 해결, 대형 교량 안전관리 등

o (과제내용) 디지털 트윈과 지능정보 기술(AI, 빅데이터, IoT, 드론 등)적용으로 1~2년 내 실용·사업화가 가능한 기술·서비스 개발 및 실증

* 테스트 베드 및 플랫폼(시스템) 구축, 알고리즘 및 SW 개발, 디지털 트윈·지능정보서비스 실증 및 시범 구축, 알고리즘 및 시스템 고도화 등 추진

* 기 추진과제(붙임4 참조)와 중복된 과제는 지원사업 선정 시 제외될 수 있음

o (과제예산) 과제별 정부 출연금 약 30억원(1년 기준)

※ ’24년도 정부 예산 편성 및 확보에 따라 1년 또는 최대 2년 지원 가능

* 민간부담금은 국가연구개발혁신법을 따름

붙임 1		수요조사 양식

과 제 명

1. 사업내용(서비스 내용)

o 과제 개발완료 후 제공될 서비스 내용에 대해 간략히 기술

(서비스 이용 대상자를 구분하고 대상 그룹별로 서비스 제공내용을 제시)

2. 과제 범위

o 본 과제에서 개발될 응용 SW(디지털 트윈, SW 플랫폼 등)의 개발내용 및 범위, 이와 관련된 S/W, H/W, DB 및 통신망 등 제반 시스템 구축내용을 간략히 기술

3. 기대 효과

o 서비스 개발 및 제공으로 발생되는 프로세스 개선 및 비용절감 효과 등 제반 기대효과를 제시하고, 가능한 경우 제시된 기대효과는 계량화된 경제적 효과로 설명

4. 과제 기간 :     년    월   ～     년     월

o 당해연도 과제의 사업기간을 명시하고, 다년도 추진이 필요한 경우, 기간을 구분하여 별도 기재 (ex. 1차년도 : 년 월 ~ 년 월, 2차년도 : 년 월 ~ 년 월)

5. 사업규모(안) : 총     백만원

o 당해연도 과제의 총 사업 규모(지원금+자부담금) 및 예산 작성

(다년도 추진인 경우, 연도별 총 금액을 작성)

o 개발용역비와 장비구입비를 구분하며 자부담액은 해당사항 있을 경우 작성

(단위 : 백만원)

구분	지원금(신청금액)	자부담금액	비고
개발용역비
장비구입비
계

붙임 2		국가 인프라(SOC) 지능화

□ 국가 인프라(SOC) 개념

ㅇ 국가가 운영하는 유·무형의 시설 및 환경으로 도로, 철도, 전기·가스 공급시설, 상하수도, CCTV, 의료기관 등을 지칭

< 국가 SOC의 범위 >

구 분	범 위
교통 시설	도로, 철도, 항만, 공항, 터미널 등 교통수단 운행을 보조
안전 시설	CCTV, 지하공동구역 등 생활관련 안전시설
산업 시설	전기, 가스, 전력, 방송·통신 등 생산 활동 지원
환경 시설	상하수도, 폐기물처리시설 등 쾌적한 생활 지원
공공 시설	지하도 상가, 박물관, 도서관, 의료기관 등

※ 국토계획법에서는 국가 인프라를 교통시설, 공간시설, 유통공급시설, 공공문화체육시설, 방재시설, 보건위생시설, 환경기초시설로 분류(제2조 ⑥항)

□ 국가 인프라(SOC) 지능정보화

ㅇ ‘국가 인프라 지능정보화’란, 국가 인프라 전반이 데이터기술과 인공지능을 활용해 지적 능력(Intelligence)을 갖게 되는 현상

- 국가 인프라 지능정보화는 ‘디지털화(센서) → 데이터의 연결(IoT) → 분석(빅데이터) → 최적화․자율화(AI)’라는 일련의 과정을 거쳐 달성

- 디지털 트윈 기술을 접목하여 실시간 동기화를 통한 모니터링, 시뮬레이션, 예측 등 최적 의사결정 지원을 통한 효율·안전성 제고

< 국가 인프라 지능정보화 단계 >

붙임 3		디지털 트윈 대규모 선도 추진 과제 예시

아래 예시와 동일한 내용을 제시할 필요는 없으며,

해당 사업목적과 적합한 추진과제 및 내용을 제시

□ 주력산업 경쟁력 향상

① (물류) 선박－항만－육상 물류 흐름 효율화

o (항만물류 개선) 선박－항만－배후지역 데이터 통합 및 선박 입·출입, 항만물류 운영 시뮬레이션 분석으로 물류 최적화 실증

o (물류창고) 실시간 물류 공정 및 재고 현황 분석과 물류창고 내부 인프라(컨베이어, 로봇 등)의 최적 관리를 통한 물류 운영 효율화

항만 데이터 연계 미흡 ▶ 실시간 물류 통합관리

< 선박－항만－육상 물류흐름 효율화 >

② (건설) 건설산업의 디지털 전환

o (보수·보강) 실시간 구조물 데이터를 연계해 보수공사 자원투입 및 기간·범위·절차의 예측 시뮬레이션 기반 최적화 계획 수립

o (안전진단) BIM·디지털 트윈 연계 기반 상태평가·진단 시뮬레이션 분석과 함께 전주기 위험도 관리 및 선제적 보수 체계 구축

CAD 기반 설계·보수 ▶ 선제적 보수체계 구축

< 건설산업의 디지털 전환 >

□ 국민 안전 강화

① (재해 안전) 수재해 피해 최소화 및 시설물 안전 강화

o (수재해 예방) 댐·하천 유역 실시간 데이터를 동기화한 홍수 예측 시뮬레이션 및 예경보 시스템 구축을 통해 홍수피해 예방

o (댐 안전관리) 댐 균열·구조물 변형 등을 실시간으로 관리하기 위한 디지털 트윈 통합 안전관리 플랫폼 구축

② (시설·산업현장 안전) 공공시설물 및 작업환경 안전체계 구축

o (작업현장 안전) 로봇공정 위험구역에 설비 상태정보와 생산시설 작업자 위험 감지·안전 확보를 위한 스마트 안전펜스 기술 실증

o (산단 안전) 가스·스팀 등 에너지 수송관과 펌프·탱크 등 공용설비의 실시간 관제, 진단 및 시뮬레이션 기반 의사결정 지원

댐 시설물 육안 점검 ▶ 홍수 예측 및 통합 안전관리	매뉴얼·인력 중심 관리 ▶ 트윈 기반 원격제어
< 수재해 피해 최소화 및 댐 안전관리 >	< 시설·산업현장 안전 체계 구축 >

□ 탄소중립 사회 전환

① (저탄소 에너지) 풍력발전기 생산성 향상

o (발전기 최적화) 발전기 內 주요 설비의 실시간 분석을 통해 적정 회전·발전량을 예측하고, 고장 예측·유지보수 등 가동 최적화

o (풍력단지 기반조성) 지형, 바람 등 데이터 기반 ‘미래형 풍력발전단지’ 조성을 위한 환경 영향도(어업, 거주지역 등) 및 생산량 예측

풍력설비 고장 시 육안 점검	풍력발전단지 디지털 트윈 구축	주요 풍력발전단지 확산
< 디지털 트윈 기반 풍력단지 확산 >

② (건물관리) 건물 에너지 효율화를 통한 탄소배출 감축

o (에너지 최적화) 시설물별 전력 데이터의 실시간 분석을 통해 운영설비, 구조 등 특성에 따른 전력 사용 최적화 시스템 개발

o (배출량 분석) 전체 사용 에너지 통합분석을 통해 예측한 배출량 정보를 건물 통합 관제 시스템과 연계하여 운영 효율화

건물 전력 에너지 실시간 분석	시뮬레이션 기반 전력 사용 최적화	배출량 예측 분석 관제 시스템 연계
< 디지털 트윈 기반 건물 에너지 효율화 >

③ (교통) 도시 교통 흐름 최적화

o (통합관제) 실시간 도로 데이터를 가변신호등에 반영하여 교통흐름을 최적화할 수 있는 디지털 트윈 교통 통합관제 추진

- 도로 교통사고 예측, 대기열 분석 등을 기반으로 구간별 탄소 배출량 분석 정보를 활용한 교통 개선 병행 추진

o (자율주행 연동) 旣개발된 디지털 트윈 기반 통합관제 시스템과 3D 도로의 연동을 통해 보다 고도화 된 자율주행 상용화 추진

교통 흐름 최적화 시스템 구축	탄소배출량 분석 정보 연계	통합관제시스템 연계 및 확산
< 디지털 트윈 기반 도시 교통 최적화 >

붙임 4		기반 시설 디지털 트윈 실증 추진 과제 현황(4개)

분야	과제명 (수행기관)	주요 내용
하천	디지털 트윈 유역 물관리 플랫폼 선도 사업 (’21∼’22, 한국수자원공사)	디지털 트윈 기반 하천・댐 등 유역 관리 플랫폼을 구축하여 홍수 피해 경감 및 물관리 효율화
항만	5G기반 디지털 트윈 스마트 항만물류 플랫폼 구축 (’21∼’22, 부산항만공사)	국가 항만을 디지털 트윈 기반 시뮬레이션 분석하여 운영·관리 효율성 제고 및 항만물류 흐름 개선
풍력	디지털 트윈 기반 풍력발전기 진단 및 출력 예측 플랫폼 (’22, 한국동서발전)	디지털 트윈 기반 풍력발전기 운영 플랫폼과 고장·발전량 예측 및 시뮬레이션 구현을 통한 운영 효율화
산업 단지	울산 디지털 트윈 기반 산업단지 통합관리 플랫 구축 (’22, 울산광역시)	울산 석유화학 산업단지 안전/환경 통합 관리 플랫폼 구축 및 지하배관 안전관리 지능화 및 진단을 통한 탄소배출량 산정의 정확성 확보

※ 위 추진과제와 중복될 수 없음