< Previous기술강좌 시리즈: 도심지 지하공간 개발과 대심도 지하인프라 구축 제4강. 디지털 지하와 통합 디지털 지하정보플랫폼 구축과 전망 68 자연,터널 그리고 지하공간 <그림 7> 일본 고정도 3D 지하공간정보 구현 출처: 일본 メンテナンス, 2021 3.2 대심도 지하정보시스템 (일본) 대심도 지하정보시스템은 ‘대심도 지하의 공공적인 사용에 관한 특별조치법’에 따라 국토교통성이 진행하고 있다. 본 시스템은 공 공사업의 원활한 수행과 대심도 지하의 적정한 이익용도에 기여하기 위해 지하개발사업자 등에 대해 정보제공을 제공하기위하여 구축 되었다. 대심도 지하정보시스템에서는 원칙적으로 지하 20m 이내의 시설을 대상으로 조사를 실시하고 있으며, 지하 20m 이상의 시설에 대해서도 부분적으로 정비를 실시하고 있다. 본 시스템에서는 목표물 검색 기능을 사용하면 역이나 학교 등의 목표물 주변의 지도를 표시할 수 있으며, 본 시스템상에 표시되어 있는 매설물을 선택하면 그 매설물에 대한 자세한 정보가 표시되며, 그림 8에는 대심도 지하정보 시스템의 예가 나타나 있다. 본 시스템을 이용할 수 있는 대상은 대심도 지하사용협의회를 구성하는 국가 행정기관 및 관계 도부현 등의 직원과 대심도 지하사용법 대상 사업자(국가, 지방공공단체, 공익기업 등)로 한정하고 있다. <그림 8> 일본 대심도 지하정보시스템 출처: 일본 국토교통성, 2021 3.3 Digital Underground (싱가포르) 싱가포르는 지하공간개발과 활용에 대한 국가적 과제로 추진하고 있다. 이러한 일환으로 2019년 3월 싱가포르 도시재개발청 (Urban Redevelopment Authority)은 싱가포르의 향후 발전을 안내하기 위해 Draft Master Plan 2019를 공개했다. 국토가 부족한 제4강. 디지털 지하와 통합 디지털 지하정보플랫폼 구축과 전망 Vol. 25, No. 2 69 도시 국가의 경우, 지하공간의 사용은 증가하는 수요에 대한 공간을 만들기 위한 핵심 전략이다. 이에 따라 고도로 개발된 싱가포르의 지하공간은 점점 더 혼잡해질 수밖에 없으며, 많은 활동과 개발이 이루어질 것으로 예상된다. 광범위한 유틸리티 인프라 네트워크가 지하에 존재하며, 대부분의 기간 동안 보이지 않는 상태로 남아 있게 된다. 따라서 지하공간 의 계획, 관리 및 개발에 있어 지표면 아래에 존재하는 것에 대한 신뢰할 수 있는 정보가 필수적이다. 신뢰할 수 있는 지하 디지털 트윈(Digital Twin, 지표면 아래에 있는 물리적 세계를 정확하고 완전하며 최신의 3D 디지털 표현)이 필요할 것이다. Digital Underground 프로젝트는 싱가포르의 모든 지하 유틸리티의 신뢰할 수 있는 디지털 트윈을 설립하는 것을 목표로 싱가포르 토지청의 추진사업이다. 통합접근법에 따른 연구 및 협업을 통해 지속가능한 유틸리티 맵핑 생태계 구축을 위한 워크플로우, 지원기 구, 기술, 역량 등을 파악, 개발, 테스트 및 추천하는 것이 목적이다. Digital Underground는 여러 단계로 구성된다. 첫 번째 단계가 끝나면 원하는 목표를 달성하기 위한 통합 접근 방식과 전략을 자세히 설명하는 로드맵이 제공되었다. 두 번째 단계에서는 생태계의 기초가 더욱 개발되고 설명되었으며, 지하 유틸리티 데이터 거버 넌스, 데이터 관리 및 통합을 위한 인프라, 측량 및 매핑 기술, 역량 개발에 대한 자세한 권장 사항이 제시되었다. Digital Underground에서 지하 시설물 조사를 위한 첨단탐사장비를 이용한 조사 장면과 지하시설물의 매핑자료를 획득하는 장면 이 그림 9에 나타나 있다. 또한 그림 10에는 Digital Underground에 대한 구체적인 로드맵이 표시되어 있다. (a) Underground utility survey(b) Underground utility mapping <그림 9> 싱가포르 지하시설물 조사 출처: URA(싱가포르) 2019 (a) Digital Underground(b) Digital Underground roadmap <그림 10> 싱가포르 Digital Underground 출처: URA(싱가포르) 2019기술강좌 시리즈: 도심지 지하공간 개발과 대심도 지하인프라 구축 제4강. 디지털 지하와 통합 디지털 지하정보플랫폼 구축과 전망 70 자연,터널 그리고 지하공간 Digital Underground의 3단계는 신뢰할 수 있는 데이터 품질을 위한 워크플로우는 2021년에 시작되었으며 2023년 말까지 실행될 것으로 예상된다. 이 계획은 이전에 개발된 권장 사항을 실천에 옮기고 이를 평가하여 유틸리티 관리기관 및 주요 이해 관계자와 함께 파일럿 연구의 워크플로우로 더욱 세분화하는 것을 목표로 한다. 또한 새로운 연구를 통해 기존 데이터 품질의 조정 및 지하 유틸리티 데이터 품질의 시각화를 위한 과제를 해결하기 위해 지속적으로 번창하는 관행 커뮤니티와 민관 부문 참여를 구축할 것이다. Digital Underground에서는 지하에 존재하는 지하시설물 정보를 3차원으로 가시화하고 지상 건물과 도로 등을 포함하여 모든 자료 를 이용한 디지털 모델링을 구현하도록 하였다. 그림 11에는 지하 시설물의 매핑 자료에 의한 지하시설물과 건물에 대한 3차원 모델링 결과를 보여주고 있다. 그림에서 보는 바와 같이 지하정보와 지상정보가 하나로 통합되어 모든 관계자들이 활용할 수 있도록 하였다. (a) 3D underground utility modelling(b) 3D urban building modelling <그림 11> 싱가포르 3D 지하정보시스템 출처: URA(싱가포르) 2019 3.4 DT DICT 시스템 (프랑스) 프랑스는 2012년 지하 인프라의 매핑을 의무화하는 법을 제정하고, 2013년부터 공사전 모든 중요한 지하 네트워크 인프라의 위치 에 대해 40cm의 정확도를 달성하도록 하는 국가 지하인프라 피해방지시스템(National Damage Prevention System)을 운영하고 있 다. 이를 실현하기 위해 개발된 DT DICT(DDclaration d’Intention de Commencement de Travaux-건설공사 착공계획) 시스템은 건설공사 착공전에 지하시설물에 대한 모든 정보를 사전에 파악하고, 이를 고려한 공사계획서를 제출하고 승인받도록 하는 건설공사 관리시스템이다. 본 시스템은 실제로 지하시설물에 대한 위치 데이터의 품질을 향상시켜 공사중 사도를 방지하고 안전을 확보하기 위하여 개발되었다. DT DICT 시스템에는 지하시설물(광케이블 및 파이프 라인 등)에 대한 모든 공공 사업자와 통신 사업자의 목록, 서비스 지역 지도, 연락처 등을 포함하고 있다. 건설 프로젝트 관리자는 프로젝트를 시작할 때 구체적인 건설공사 계획서 DT(Declaration de projet de Travaux)를 준비해야 한다. 지하시설물 관리자가 제공한 정보를 사용하여 제작된 DT는 건설 현장 근처에 각 네트워크 운영자에게 전달되며, 모든 네트워크 사업자는 9일 이내에 DT에 응답해야 한다. 또한 지하시설물 사업자는 제안된 사이트에서 기존 네트워크의 위치에 대한 보유 중인 모든 정보를 제공해야 한다. DT DICT 규정은 건설중 지하시설물에 대한 피해 신고를 네트워크 사업자에게 통보하도록 의무화하고 있다. DT DICT는 매년 이러한 보고서를 작성하고 해당 연도의 피해 통계를 요약한 네트워크 운영자 리포트를 발행한다. 연간 피해 통계를 보면 매년 DT 제출 건수가 증가하고 있지만, 현재 지하 공공시설 피해 추세는 매년 2%씩 감소하고 있다. 그림 12에는 국가 DT DICT 시스템과 DT DICT 시스템에서 발간된 각종 가이드가 나타나 있다.제4강. 디지털 지하와 통합 디지털 지하정보플랫폼 구축과 전망 Vol. 25, No. 2 71 (a) DT DICT 시스템(b) DT DICT 시스템에서 발간한 가이드 <그림 12> 프랑스 DT DICT 시스템 출처: Observatoire national DT-DICT(프랑스, 2022) 3.5 NUAR (영국) 영국 NUAR(National Underground Asset Register) 시스템은 지하 파이프와 케이블에 대한 대화형 디지털 지도이며, 매립된 인프 라를 설치, 유지, 운영 및 수리하는 방식을 보다 개선한 시스템이다. 본 시스템은 지하 자산 소유자와 지하개발사업자 간에 데이터가 공유되는 방식을 합리화하고, 지하 자산 소유자의 데이터를 표준화하도록 하였다. 본 시스템상의 지하시설물에 대한 정보는 안전하게 보관되며 지하개발사업자가 즉시 사용할 수 있으며 오류데이터는 피드백 될 수 있다. 또한 지하정보를 이용하여 지하공간 개발계획을 수립하고 공사계획을 수립할 수 있다. 지하공간위원회는 지하 파이프라인과 케이블에 대한 디지털 지도(digital mapping)를 만들고 있는데, NUAR 시스템과 연계하여 지하 인프라에 대한 설치, 유지, 운영 및 보수하는 방법을 개선할 것이다. NUAR 시스템은 안전하고, 신뢰할 수 있도록 마만들어져 지속 가능한 플랫폼을 구축하고 지하 공사의 효율성과 안전성을 향상시킬 것이다. 본 시스템은 지하공간을 개발을 계획하고 실행하는 지하공간개발사업자들이 언제, 어디서든지 접근가능한 지하시설물 데이터의 일관성 있는 대화형 디지털 지도를 제공하며, 서로간의 소통 강화와 지하정보의 품질 향상으로 이어질 것이다. NUAR 시스템은 지하 유틸리티 데이터를 공유할 수 있는 협업 환경에서 지하시설물 소유자, 정부 기관 및 기타 기관들을 통합하는 표준화된 접근 방식을 채택하였다. 지하공간 데이터 체계적인 관리에 대한 관심과 지하자산 소유자와의 지하개발 사업자와의 지하정 (a) National Underground Asset Register(NAUR)(b) 3D urban digital demonstration <그림 13> 영국 국가지하자산등록(NAUR) 시스템 출처: NUAR(영국 2022)기술강좌 시리즈: 도심지 지하공간 개발과 대심도 지하인프라 구축 제4강. 디지털 지하와 통합 디지털 지하정보플랫폼 구축과 전망 72 자연,터널 그리고 지하공간 보 네트워크 유지와 정보 공유에 대한 필요성을 기반으로 NUAR 시스템이 만들게 되었다. 런던은 경우 공공시설, 운송 회사 및 지방 당국과 긴밀히 협력하여 지하 인프라에 대한 공유 디지털 지도를 만들고, 런던 지하자산 등록부(LUAR)를 구축하였다. 그림 13에는 영국 NAUR 시스템과 도심지 디지털 표현에 대한 예시가 나타나 있다. 3.6 UCIMS (영국) 영국의 지하 건설정보 관리시스템(UCIMS, Underground Construction Information Management System)은 크로스레일(Cross- rail)로 알려진 런던을 가로지르는 새로운 동서 철도연결에서 건설 데이터를 모니터링하기 위해 개발되었다. 유럽에서 가장 큰 건설 프로젝트인 크로스레일 프로젝트는 이미 혼잡한 런던 지하에 연장된 수직구, 터널, 갱구부로 구성된 지하 개발을 포함하고 있다. 지하터널공사가 수행되는 도심지 환경을 고려할 때, 건설공사의 모니터링과 인접한 지하 및 지상 구조물에 미치는 영향은 프로젝트 관리의 핵심이다. UCIMS는 수만 개의 실시간 계측기와 센서뿐만 아니라 전반적인 건설 진행상황을 모니터링하고, UCIMS는 건설공사 에 대한 모니터링 외에도 TBM(Tunnel Boring Machine)의 진행 상황과 성능을 추적한다. UCIMS는 모든 이해관계자가 시공 및 계측 데이터에 실시간으로 액세스할 수 있도록 설계되었으며, 지표 특징 및 지하공간 정보에 대한 진행 상황과 데이터 위치를 보여주는 직관적인 지도기반 사용자인터페이스로 구성되었다. 본 시스템은 GIS 기반 데이터 관리 및 3차원 시각화가 가능한 첨단기능의 모니터랑 시스템을 구현하고 있으며, 한 번에 수천 개의 센서 출력기록을 표시하고 CAD 도면, 항공 사진 등을 포함한 기본 지도 위에 오버레이할 수 있다. UCIMS에 통합된 기능은 정보 프레 젠테이션을 용이하게 할 뿐만 아니라, 중요한 것은 출력 정보에 대응하고 건설공사와 관련하여 시간적으로 중요한 결정을 내려야 하는 운영자, 엔지니어 및 관리자에게 정보를 적시에 제공한다. 본 시스템 사용자 정의의 용이성을 위해 지하공간 매핑 소프트웨어를 사용하였으며, 전체 건설공사 네트워크에 걸쳐 데이터 관리, 데이터 시각화 및 효율적인 데이터 해석을 통합하여 기존 GIS 시스템의 기능을 확장하여 시공정보와 지하정보를 통합하여 운영할 수 있도록 하였다. 그림 14에는 영국 Crossrail 프로젝트에 적용된 UCIMS 시스템을 보여주고 있다. (a) UCIMS in Crossrail Project(b) Underground Information(TBM Tunnelling) <그림 14> 영국 지하건설 정보관리시스템(UCIMS) 출처: Geosyntec(영국,2020)제4강. 디지털 지하와 통합 디지털 지하정보플랫폼 구축과 전망 Vol. 25, No. 2 73 4. 지하 디지털 트윈 (Underground Digital Twin) 지표는 인프라 시설, 유틸리티, 교통, 기타 기반시설 및 자연환경으로 구성되어 있으며, 지하는 지질 및 지반 특성으로 구성되어 있다. 지하 디지털 트윈(Underground Digital Twin)은 지하 인프라 디지털 트윈과 지질 디지털 트윈을 필요로 한다. 지역 및 국가의 공공시설, 통신, 교통망 및 기타 기반시설과 같은 지하 인프라 디지털 트윈은 많은 국가에서 우선순위가 되었다. 지난 10년 동안 지상 인프라에 대한 높은 정확도의 위치 데이터를 효율적으로 캡처할 수 있는 기술의 가용성으로 인해 지상 모델에 중점을 두었다. 그러나 많은 국가에서 지하 인프라의 중요성에 대해 인식하고 있으며 지하 인프라를 디지털 트윈에 통합하고 있다. 지질 및 지반 특성에 대한 3D 모델 및 보어홀 데이터베이스와 같은 지질 정보는 도시 계획, 인프라 건설프로젝트, 지질 위험도 식별, 환경 영향평가 및 상하수도 시설 개발과 같은 광범위한 분야에 적용할 수 있는 잠재력을 가지고 있지만 현재까지 이러한 분야에 서 표준 사례가 되지 못하고 있다. 그러나 지하정보의 중요성에 대한 인식이 높아지고 있으며 조만간 지하 디지털 트윈이 개발 구축될 것으로 예상된다. 4.1 지하 인프라 디지털 트윈 (Underground Infra Digital Twin) 지하 인프라의 디지털 모델은 지상 디지털 모델과 구별되며, 지하 인프라의 모델 개발시 고려해야 하는 주요 특징을 가지고 있다. 이는 개발 목적, 데이터 품질 및 접근성에 대한 적합성 등으로 분류된다. 예를 들어 로테르담, 헬싱키, 아테네, 베를린, 런던과 같은 도시들과 네덜란드, 에스토니아, 싱가포르, 영국과 같은 나라들은 디지털 트윈의 기초로서 지상 인프라의 3D 모델을 개발하고 있다. 지상 인프라의 3D 모델은 건물, 교통망 등을 포함되며, 일반적으로 항공촬 영 또는 GIS 지도에서 2D 또는 3D 이미지로 캡처된다. 그러나 지하 인프라 모델은 그 중요성에도 불구하고 아직 개발되지 않고 있다. 지하 인프라 모델링에는 건물과 교통망뿐만 아니라 지하 유틸리티와 지하 통신망에 대한 정보도 필요하다는 공감대가 형성되었다. 지하 유틸리티 및 지하 통신망 운영자는 지하 시설물의 위치, 운영, 검사 및 유지보수 데이터를 포함하여 지하 시설물의 광범위한 기록을 유지한다. 또한 모니터링, 제어 및 시뮬레이션을 효율적으로 수행하기 위하여 디지털 트윈 방향으로 움직이고 있다. 궁극적으 로 지하유틸리티 자산 관리와 네트워크 시뮬레이션을 넘어 수요와 공급망을 포함한 전체 지하 유틸리티 네트워크의 모델을 통합하기 위해 확장되는 디지털 트윈 사용 사례를 지원할 수 있게 된다. 그림 15는 영국 Crossrail 프로젝트에 적용된 디지털 트윈 사례로서 실제 철도와 BIM에 의한 디지털 철도의 비교를 보여주고 있다. (a) Physical Railway(b) Digital Railway(BIM) <그림 15> 지하 인프라에 대한 Digital Twin 적용사례 출처: Crossrail(영국 2018)기술강좌 시리즈: 도심지 지하공간 개발과 대심도 지하인프라 구축 제4강. 디지털 지하와 통합 디지털 지하정보플랫폼 구축과 전망 74 자연,터널 그리고 지하공간 4.2 지하 디지털 트윈의 구성 싱가포르는 국토가 매우 제한적이지만 국민들의 더 나은 삶을 위해 지하에 많은 종류의 개발활동을 하기 시작했다. 전기, 물, 폐수 와 같은 전통적인 유틸리티와 폐기물 운반시스템과 같은 새로운 유형의 유틸리티는 거의 100% 지하에 있다. 지하철과 같은 교통망도 지하에 있으며, 폐기물 처리 및 국방시설 등이 지하에 있다. 싱가포르에서 지하개발이 확대됨에 따라 지하 인프라의 위치에 대한 신뢰 할 수 있는 데이터가 점점 더 중요해지고 있지만 데이터 품질은 큰 문제가 되고 있다. 모든 이해관계자는 가용 정보의 상당 부분이 신뢰할 수 없으며 이로 인해 시간, 비용 및 기회의 손실이 반복적으로 발생한다는 사실을 인식하고 있다. 싱가포르에서는 지상 및 지하인프라에 대한 안전관리를 목표로 지상 및 지하의 모든 데이터를 통합하고 3차원적으로 구현하기 위한 Digital Twin 전략을 수립하였다. 그림 16에는 싱가포르 Digital Twin에 구성된 데이터셋(datasets)을 표현한 것으로 14개의 코어 데이타셋과 6개의 추가 데이터셋로 구성되어있다. 지하 인프라 개발의 계획 및 설계 관점에서 보면 신뢰할 수 있는 지하 정보가 필수적으로 요구된다. 여기에는 비용 절감, 불필요한 재작업 방지, 환경파괴 최소화, 소비자 서비스 중단방지, 일반 대중뿐만 아니라 작업자의 안전 강화 등이 포함된다. 이러한 문제를 근본적으로 해결하기 위해 DU(Digital Underground)가 수행되었다. DU의 목표는 국토 관리를 위한 싱가포르 지하 인프라에 대한 신뢰할 수 있는 지도를 개발하는 것이다. DU는 4단계로 구성되며, 첫 번째 단계에서는 문제를 식별하고 로드맵을 작성하고, 두 번째 단계에는 지하 유틸리티 매핑 생태계를 만드는 데 무엇이 필요한지 살펴보는 작업이 포함되었다. 세 번째 단계에서는 신뢰할 수 있는 데이터에 기여할 많은 구성 요소를 포함하는 지하 유틸리티 워크플로우를 검토하고, 마지막 단계는 새로운 유틸리티 매핑 생태계를 구현하는 운영 단계이다. <그림 16> 싱가포르 Digital Twin 구성 Datasets 출처: URA(싱가포르) 2019 데이터 품질 문제해결에는 근본적인 조사, 위치 확인 및 매핑 문제가 포함된다. 또한 데이터 품질 문제를 해결하기 위한 로드맵을 개발하는 것이었다. 로드맵의 핵심은 지하시설물에 대한 데이터 캡처, 데이터 품질개선 및 데이터 품질 관리에 대한 책임을 명확하게 규정하는 것이다. Digital Underground는 새로운 프레임워크를 도입하여 미래에 진행 중인 고품질 유틸리티 데이터를 보장하도록 하기 위하여 현재 지하유틸리티 작업을 중단하거나 변경하지 않고 현재 작업내용에 새로운 데이터 품질 작업을 추가하는 프로세스로 제4강. 디지털 지하와 통합 디지털 지하정보플랫폼 구축과 전망 Vol. 25, No. 2 75 구성했다. 결국 이 프로세스는 최종 사용자, 계획자 및 관리자들이 공유할 수 있는 신뢰할 수 있는 고품질 데이터를 확보하도록 하기 위한 것으로 지하 디지털 정보를 통합적으로 구축하기 위해 제공하는 플랫폼이다. 그림 17에는 Digital Underground의 Data gover- nance framework이 나타나 있다. <그림 17> 싱가포르 Digital Underground의 Data governance framework 출처: URA(싱가포르) 2019 지상 인프라와 지하 인프라의 표현으로 무엇을 할 수 있는지에 근본적인 차이가 있다. 지상에서는 거리, 비행기, 드론 또는 위성에 서 2D 또는 3D로 공공 공간에서 사진 찍거나 스캔할 수 있어 일반적으로 적용에 제한이 없다. 개인 정보보호를 위해 인지할 수 있는 사람과 차량을 제거해야 하며 국가 보안제한이 있을 수 있지만, 일반적으로 데이터는 공개되고 공개적으로 사용 가능한 디지털 모델 또는 디지털 트윈을 만드는 데 제한 없이 사용할 수 있다. 디지털 트윈에서 지상 데이터의 정확도는 일반적으로 높다. 지하에서는 상황이 다르다. 우선 지하 인프라 위치 데이터에 대한 접근 제한이 있다. 많은 구역에서 공공시설의 일부 또는 전부가 공공기관 소유이다. 도시가 상하수도 서비스를 소유하고 있는 경우, 이 데이터는 공개되고 공개적으로 액세스할 수 있지만, 전력, 가스 및 통신은 공공기관 소유로 데이터에 대한 공개 액세스에 제한이 있다. 지하 인프라에서 지하 유틸리티 데이터의 일부는 개방되어 있고 접근이 가능하지만, 대부분 공공시설이기 때문에 접근 제한이 있다. 또 다른 주요 과제는 데이터 품질이다. 지하유틸리티 네트워크 문서 및 기록은 일관되게 수집 또는 유지되지 않으며, 정확도 수준이 다양하며, 데이터가 최신이 아니거나 폐기된 인프라가 자주 누락된다. 지난 수십 년 동안 전기, 가스, 수도 및 통신 유틸리티는 그래픽 작업 관리 및 GIS 기록 관리 프로세스를 디지털화하는 데 많은 예산을 들여왔다. 지하 네트워크 문서의 데이터 품질이 낮은 이유 중 하나는 지하 유틸리티 비즈니스 모델이 전체 솔루션 데이터 개선에 대한 직접적인 인센티브를 제공하지 않기 때문이다. 이것은 규제, 실제 적용사례 및 신기술을 통한 정부의 개입을 요구할 수 있는 복잡한 문제이다. 영국, 싱가포르와 같은 국가에서는 지하시설물 데이터 품질 향상에 중점을 둔 규제를 시행하고 있다. 지하정보 표준 프로젝트에서는 지하 유틸리티 손상 감소, 건설 효율성, 지하시설물 관리, 비상 대응 및 재해 계획을 포함한 지하 인프라 위치 데이터에 대한 중요한 내용을 포함하고 있다. 또한 디지털 트윈에 공급될 데이터의 품질, 프로세스를 모델링하는 알고리 즘, 지원해야 하는 시뮬레이션 및 사용자가 인지적으로 쉽고 접근할 수 있도록 모델을 만드는 분석 및 시각화 기술을 필요로 한다. 네덜란드, 헬싱키 및 싱가포르는 지하공간 개발을 지원하는 지하 마스터 플랜을 개발했다. 예를 들어, 싱가포르는 지하 인프라 시설 의 계획, 설계, 건설, 소유 및 유지 보수와 같은 다양한 목적을 위한 지하 유틸리티 지도의 긴급성을 인식하여 싱가포르의 지하 유틸리기술강좌 시리즈: 도심지 지하공간 개발과 대심도 지하인프라 구축 제4강. 디지털 지하와 통합 디지털 지하정보플랫폼 구축과 전망 76 자연,터널 그리고 지하공간 티에 대한 정확한 최신의 완전한 지도를 구축하는 것을 목표로 디지털 지하 프로젝트를 시작했다. 그러나 대부분의 국가에서 지하 디지털 모델의 개발 목적은 지하 유틸리티 손상을 줄이는 것이다. 공사중 지하 인프라 피해비용은 매년 수백억 달러에 달하고, 근로자와 일반인의 부상과 사망, 토목공사 공기지연과 예산초과 등이 발생하고 있다. 지하인프라 데이터 의 정확성과 완전성은 필수 요건이다. 지하 인프라에 특화된 또 다른 문제는 통합이다. 일반적으로 각 유틸리티와 통신에는 서로 다른 데이터 모델, 어휘, 기호, 기본 맵, 레이아웃 표준 및 데이터 보호 지침이 있다. 여러 조직의 데이터를 통합하려면 이러한 기능을 모든 데이터 공급자가 사용할 수 있는 공통 표준으로 조정해야 한다. 따라서 지하인프라 모델은 지하 디지털 트윈의 기반으로 사용될 수 있도록 중요한 변화를 필요로 한다. 디지털 트윈은 살아있는 모델이며 기본 자산의 변화를 실시간으로 반영해야 한다. 중요한 점은 모든 지하 인프라의 실시간 데이터를 통합하고 이러한 네트워크 를 모델링하는 지하공간 시스템이 공통 표준을 공유하고 현장의 현재 데이터와 인텔리전스를 지속적으로 활용하는 살아있는 문서 (living document)가 되도록 하는 것이다. 합의된 표준을 준수하는 실시간의 고정밀 지하 인프라 데이터가 필요하다. 이러한 요구사항 과 새로운 기술 발전은 지하 인프라에 대한 데이터를 캡처하고 유지하는 방법에 대한 근본적인 변화를 가져오고 있다. 그림 18에는 실제 건설현장에 적용되는 Digital Underground의 적용사례이다. 건설공사시 공사중 주변 지하시설물에 대한 정보를 바탕으로 공사계획 수립하고 지하구조물과 간섭 및 이격 등을 정량적으로 3D 가시화하므로서 공사의 안전성 및 시공성을 극대화하도 록 하고 있음을 볼 수 있다. (a) Actual Underground Construction(b) Digital Underground Construction <그림 18> Digital Underground Construction 출처: Crossrail(영국 2018) 4.3 디지털 지하의 해결과제 디지털 지하는 디지털 트윈기술을 기반으로 지하 인프라에 대한 체계적인 국가주도 전략을 위한 로드맵을 개발하고, 정확하고 완전 한 디지털 데이터를 생산하여 이해관계자에게 제공하기 위한 생태계를 지원하기 위한 것으로, 많은 문제를 해결 하여한다. 우선적으 로, 지하 인프라에 대한 기존 데이터의 품질이 신뢰할 수 있는 지하 디지털 트윈을 개발하는 데 있어 주요 저해 요인이라는 것이다. 지하인프라에 대한 가용 정보의 상당 부분이 신뢰할 수 없으며 이로 인해 시간, 비용 및 기회의 손실이 반복적으로 발생했고 있다. 또 다른 과제는 지하 인프라 데이터에 액세스하는 것이다. 전 세계의 많은 국가에서 지하 유틸리티 및 통신 네트워크 및 설비의 위치에 대한 기록은 종종 민간 유틸리티 및 통신 사업자에 의해 소유되고 유지된다. 그 결과, 지하 인프라 데이터에 대한 액세스가 제한되고 건설 프로젝트에 대한 모든 관계자가 이용할 수 있는 것은 아니다. 프랑스의 DT DICT 시스템과 같이 정부를 수반하는 조직 제4강. 디지털 지하와 통합 디지털 지하정보플랫폼 구축과 전망 Vol. 25, No. 2 77 구조를 통해 접근성 문제를 해결하는 경우도 있다. 싱가포르 Digital Underground 프로젝트는 이러한 과제를 해결하기 위해 필요하다고 생각하는 조치를 분석하고 시행했다. 데이터 생산, 데이터 관리, 데이터 공유 및 데이터 사용에 대한 현재의 비즈니스 관행은 지하 유틸리티 관리자, 네트워크 소유자, 시공자에 크게 좌우되며 모든 이해 관계자에 대해 일관성이 있는 것은 아니다. 그 결과 지하 인프라에 대한 신뢰할 수 있는 정보의 부족을 해결 하기 위해 상당한 노력과 재원이 투자되어야 한다. ∎ 모든 이해관계자의 데이터 접근성 데이터 접근성 문제를 해결하기 위한 토대는 새로운 지하 유틸리티 데이터 거버넌스 프레임워크이다. 이것은 정부와 네트워크 소유 자의 데이터를 모든 이해관계자가 접근할 수 있도록 하는 기초를 제공한다. 영국의 NUAR(National Underground Register) 이니셔티 브는 지하유틸리티 및 공공기관 간에 체결된 데이터 공유 협약의 형태로 유사한 프레임워크를 가지고 있으며 모든 참가자들 간의 데이터 공유를 가능하게 했다. 700개에 가까운 지하시설물 관리자에게 이러한 유형의 장기 프레임워크를 달성하는 것이 NUAR 구현 의 최우선 과제이다. ∎ 데이터 품질 향상 일반적으로 지하 네트워크에 저장된 기존 지하 데이터의 가장 큰 문제는 데이터가 부정확하거나 오래되었거나 단순히 누락되었다 는 것이다. 지하 디지털 트윈을 만들려고 시도하는 관할권에 대한 핵심은 지하시설물 관리자의 기록에서 신뢰할 수 없는 데이터에 의존해야 할지 아니면 최근의 새로운 데이터로 높은 정확도 데이터베이스를 만들어야 할지 여부이다. 새로운 데이터 거버넌스 제안의 핵심은 데이터 품질을 개선하고 신뢰할 수 있는 단일 진실 출처를 확립하기 위해 고안되었다. 특히 현재 유틸리티 데이터 워크플로우와 공존하도록 설계되었지만 데이터 품질 관리를 강제하는 통합된 지하 인프라 데이터베이스 및 데이터 흐름으로 구성된 국가 데이터 품질 허브 개념을 도입할 필요가 있다. 데이터 품질 허브는 지하 유틸리티에 대해 새로 캡처한 모든 데이터를 디지털 방식으로 제출하고 공통의 표준 규칙에 기반한 데이터의 품질관리 및 기존 데이터 품질 개선하기 위해 새로 수집된 데이터와 기존 데이터의 통합을 필요로 한다. ∎ 새로운 고정밀 데이터를 기존 데이터와 통합 새로운 법률 및 규제로부터 정확도가 높은 데이터베이스를 개발하고 새로운 데이터를 가진 공공기관의 중요한 문제는 기존의 신뢰 할 수 없는 데이터를 새로운 데이터베이스에 통합할 것인가 하는 것이다. 싱가포르의 접근 방식은 Data Quality HUB에 들어가는 모든 데이터가 새로운 데이터 거버넌스 프레임워크에서 정의한 일련의 품질 규칙을 통과하도록 요구하는 것이다. 예를 들어 최근 지하 유틸 리티의 조사와 같은 기존 데이터를 새로운 데이터와 결합하면 품질 규칙을 통과할 수 있는 데이터가 생성될 수 있으며, 그 데이터는 데이터 품질 허브에 통합될 수준이 있어야 한다. 싱가포르는 부정확하고 불완전한 지하 인프라 지도에서 발생하는 문제점을 인식하고 데이터 품질과 접근 문제를 해결하기 위한 포괄적인 접근 방식을 채택했다. 그림 19에는 실제 건설현장에서 기존 데이터와 새로운 데이터가 통합되어 구현되는 Digital Underground의 적용사례를 보여주고 있다. 본 사례는 4-BIM을 기반으로 기존의 지상 및 지하정보를 구현하고 시공단계별 지하구조물을 가시화하고 있다.Next >