4차 산업혁명과 노후 인프라
보도일자 2016-05-09
보도기관 건설경제
노후 인프라 시설물의 보수·보강 범위는 어디까지일까. 시설물 계측 사업을 운영하는 한 선배와 이에 대해 의견을 나눈 적이 있다. 서울시가 도로 함몰의 주요 원인으로 지목한 노후 하수관로의 성능을 개선하는 것은 바람직하다는 데 의견이 일치했다. 하지만, 노후 하수관로에 센서를 부착하자는 필자의 주장에 대해서는 센서 전원 공급 등의 기술적 문제를 들면서 경제적이지 못할 뿐더러 시기상조라고 반대했다.
필자는 설치된 하수관로는 향후 30년 이상을 사용할 터인데, 스마트시티를 목표로 하는 한국이 언제까지 땅을 파서 누수 원인을 찾아야 하느냐고 되물었다. 또한 가격이 비싸다면 기술개발을 통해 해법을 찾아야 한다고 강변했다. 그리고 ‘2020년까지 기존 인프라 시설물의 20%에 센서를 부착하고 그 실적을 가지고 2030년에 세계 인프라 유지관리 시장의 30% 점유’를 국가 기술개발 전략으로 삼고 있는 일본의 예를 들어 인프라 시설물에 센서를 부착해 ‘24시간 상시 무인 모니터링’하는 것이 향후 인프라 운영 개념이 되어야 한다고 강조했다. 선배는 결코 동의하지 않는 듯했다.
노후 인프라의 보수ㆍ보강 범위에 대한 의견도 합일시키지 못하는 지금의 상황에서도 이른바 ‘제4차 산업혁명’이라는 단어가 우리 곁에 성큼 다가와 있다. 올 1월에 개최되었던 다보스포럼의 주제 중 하나가 ‘4차 산업혁명과 고용의 미래’였다. 클라우드 기술, 빅데이터 등의 과학기술이 4차 산업혁명을 주도하며, 이로 인해 향후 산업구조와 고용시장은 극심한 변화를 겪을 것이라고 전망했다. 2020년 이전에 사물인터넷(IoT), 3D 프린팅, 로봇, 인공지능, 바이오 등의 기술이 4차 산업혁명의 주요 성장동력으로 부상할 것이라고 예측했다. 이러한 4차 산업혁명으로 과학기술분야의 일자리는 증가하지만, 전통적인 화이트칼라와 제조·생산 분야를 중심으로 전체적으로 500만 개의 일자리가 줄어들 것이라고 추정했다. 4차 산업혁명에 적응한 국가와 그렇지 못한 국가 간 기술 격차로 인한 심각한 경제적 불균형이 초래될 것이다.
제4차 산업혁명을 선도하는 대표적인 국가 사례로 독일의 인더스트리 4.0, 미국의 산업 인터넷, 일본의 로봇 신전략, 중국의 제조 2025계획 등이 거론된다. 구글, 애플 등과 같은 초대형 디지털 기업뿐만 아니라 GE, 지멘스 등과 같은 전통적 최강 제조업체도 사물인터넷과 만물인터넷(IoE), 빅데이터, 인공지능을 엮어내는 새로운 산업혁명을 이끌고 있다. 이들 전략의 공통점은 IoT와 인공지능(AI)을 지렛대 삼아 경제 시스템과 산업구조를 최적화하고, 사이버 세계(디지털 세계)와 물리적 세계(현실 세계)를 네트워크로 연결하여 지능형 통합시스템(CPSㆍCyber Physical System)을 구축한다는 것이다.
이를 4차 산업혁명을 맞은 인류의 모습으로 쉽게 설명하자면, 초소형 컴퓨터를 탑재한 하드웨어(센서)가 다른 하드웨어와 연결되어 방대한 데이터와 정보를 창출하고 축적해 ‘현실 세계의 디지털화’가 구현된다. 이러한 빅데이터와 정보가 유·무선 네트워크를 통해 클라우드 서버에 연결되고 인공지능을 통해 하드웨어 자체가 고도의 판단과 자율 제어가 가능해지는 ‘디지털 세계의 지능화’가 이루어진다. 초(超)연결 현실 세계와 빅데이터 해석 역량이 강화된 사이버 세계와의 유기적 복합 시스템(CPS)이 운용되면 미래의 불확실성이 감소되고 합리성이 증대된다. 이에 따라 사회 시스템의 통제 가능성이 확장되면서 산업구조, 도시 시스템, 삶의 방식이 달라지는 ‘지능화 시스템의 사회적 탑재와 적용’의 시대가 도래한다.
도시화율이 90%가 넘는 한국에서 인프라 시설물은 도시의 중요한 하드웨어다. 제4차 산업혁명 시대의 도시는 스마트시티로 성격지어질 것이다. 스마트 시티의 인프라 시설물은 디지털화ㆍ지능화된 사회 시스템의 한 요소이다. 노후 인프라는 이 범주에 속한다. 서울시가 계획하고 있는 4000㎞ 가까운 노후 하수관로 성능개선 프로젝트는 센서를 장착한 하수관로를 설계 개념으로 채택해야 하는 당위성이 여기에 있다. 즉 현실 세계의 현상을 지속적으로 모니터링해야 하는 센서를 장착하는 것이 스마트시티 도시 전략의 가장 초보적이고 핵심적인 과제다.
서울시 하수도 시설물의 특정 지점에 누수가 발생하여 부근 토양이 오염되기 시작하면 담당 공무원 휴대폰에는 누수 사고 통지와 발생 부위의 지형 정보가 제공된다. 동시에 하수도 시설물 관리 시스템은 누수 발생 하수관로 지역의 강우 조건, 지반 상태, 누수 현상 등을 종합적으로 판단하여 오염 지역 확산을 예측하고, 이에 따른 대응 방안(솔루션)을 제공한다. 이것이 바로 지능화된 하수도 시설물관리 시스템으로 인공지능의 한 사례다. 최소한 하수도공학, 환경공학, 구조공학, 수문학, 지반공학 등의 전문가가 참여해 이러한 융복합 솔루션을 만들어야 한다. 이러한 인공지능은 4차 산업혁명 시대의 인프라 관련 산업의 핵심 역량이자, 우리 건설산업의 미래 먹거리가 될 것이다.
필자는 설치된 하수관로는 향후 30년 이상을 사용할 터인데, 스마트시티를 목표로 하는 한국이 언제까지 땅을 파서 누수 원인을 찾아야 하느냐고 되물었다. 또한 가격이 비싸다면 기술개발을 통해 해법을 찾아야 한다고 강변했다. 그리고 ‘2020년까지 기존 인프라 시설물의 20%에 센서를 부착하고 그 실적을 가지고 2030년에 세계 인프라 유지관리 시장의 30% 점유’를 국가 기술개발 전략으로 삼고 있는 일본의 예를 들어 인프라 시설물에 센서를 부착해 ‘24시간 상시 무인 모니터링’하는 것이 향후 인프라 운영 개념이 되어야 한다고 강조했다. 선배는 결코 동의하지 않는 듯했다.
노후 인프라의 보수ㆍ보강 범위에 대한 의견도 합일시키지 못하는 지금의 상황에서도 이른바 ‘제4차 산업혁명’이라는 단어가 우리 곁에 성큼 다가와 있다. 올 1월에 개최되었던 다보스포럼의 주제 중 하나가 ‘4차 산업혁명과 고용의 미래’였다. 클라우드 기술, 빅데이터 등의 과학기술이 4차 산업혁명을 주도하며, 이로 인해 향후 산업구조와 고용시장은 극심한 변화를 겪을 것이라고 전망했다. 2020년 이전에 사물인터넷(IoT), 3D 프린팅, 로봇, 인공지능, 바이오 등의 기술이 4차 산업혁명의 주요 성장동력으로 부상할 것이라고 예측했다. 이러한 4차 산업혁명으로 과학기술분야의 일자리는 증가하지만, 전통적인 화이트칼라와 제조·생산 분야를 중심으로 전체적으로 500만 개의 일자리가 줄어들 것이라고 추정했다. 4차 산업혁명에 적응한 국가와 그렇지 못한 국가 간 기술 격차로 인한 심각한 경제적 불균형이 초래될 것이다.
제4차 산업혁명을 선도하는 대표적인 국가 사례로 독일의 인더스트리 4.0, 미국의 산업 인터넷, 일본의 로봇 신전략, 중국의 제조 2025계획 등이 거론된다. 구글, 애플 등과 같은 초대형 디지털 기업뿐만 아니라 GE, 지멘스 등과 같은 전통적 최강 제조업체도 사물인터넷과 만물인터넷(IoE), 빅데이터, 인공지능을 엮어내는 새로운 산업혁명을 이끌고 있다. 이들 전략의 공통점은 IoT와 인공지능(AI)을 지렛대 삼아 경제 시스템과 산업구조를 최적화하고, 사이버 세계(디지털 세계)와 물리적 세계(현실 세계)를 네트워크로 연결하여 지능형 통합시스템(CPSㆍCyber Physical System)을 구축한다는 것이다.
이를 4차 산업혁명을 맞은 인류의 모습으로 쉽게 설명하자면, 초소형 컴퓨터를 탑재한 하드웨어(센서)가 다른 하드웨어와 연결되어 방대한 데이터와 정보를 창출하고 축적해 ‘현실 세계의 디지털화’가 구현된다. 이러한 빅데이터와 정보가 유·무선 네트워크를 통해 클라우드 서버에 연결되고 인공지능을 통해 하드웨어 자체가 고도의 판단과 자율 제어가 가능해지는 ‘디지털 세계의 지능화’가 이루어진다. 초(超)연결 현실 세계와 빅데이터 해석 역량이 강화된 사이버 세계와의 유기적 복합 시스템(CPS)이 운용되면 미래의 불확실성이 감소되고 합리성이 증대된다. 이에 따라 사회 시스템의 통제 가능성이 확장되면서 산업구조, 도시 시스템, 삶의 방식이 달라지는 ‘지능화 시스템의 사회적 탑재와 적용’의 시대가 도래한다.
도시화율이 90%가 넘는 한국에서 인프라 시설물은 도시의 중요한 하드웨어다. 제4차 산업혁명 시대의 도시는 스마트시티로 성격지어질 것이다. 스마트 시티의 인프라 시설물은 디지털화ㆍ지능화된 사회 시스템의 한 요소이다. 노후 인프라는 이 범주에 속한다. 서울시가 계획하고 있는 4000㎞ 가까운 노후 하수관로 성능개선 프로젝트는 센서를 장착한 하수관로를 설계 개념으로 채택해야 하는 당위성이 여기에 있다. 즉 현실 세계의 현상을 지속적으로 모니터링해야 하는 센서를 장착하는 것이 스마트시티 도시 전략의 가장 초보적이고 핵심적인 과제다.
서울시 하수도 시설물의 특정 지점에 누수가 발생하여 부근 토양이 오염되기 시작하면 담당 공무원 휴대폰에는 누수 사고 통지와 발생 부위의 지형 정보가 제공된다. 동시에 하수도 시설물 관리 시스템은 누수 발생 하수관로 지역의 강우 조건, 지반 상태, 누수 현상 등을 종합적으로 판단하여 오염 지역 확산을 예측하고, 이에 따른 대응 방안(솔루션)을 제공한다. 이것이 바로 지능화된 하수도 시설물관리 시스템으로 인공지능의 한 사례다. 최소한 하수도공학, 환경공학, 구조공학, 수문학, 지반공학 등의 전문가가 참여해 이러한 융복합 솔루션을 만들어야 한다. 이러한 인공지능은 4차 산업혁명 시대의 인프라 관련 산업의 핵심 역량이자, 우리 건설산업의 미래 먹거리가 될 것이다.