이 게시물은 다쏘시스템 아시아 태평양 남부 도시 및 공공 서비스 담당 이사인 Aik Hock Ng가 기고했습니다.
동남아시아 지역의 도시화율은 2018년에 49%에 달했으며, 유엔 아시아 태평양 경제 사회 위원회에는 2030년에 56%에 도달할 것으로 예상합니다. 전 세계적으로는, 세기 중반까지 세계 인구의 약 70% 가 도시에 거주하게 될 것입니다.
급속한 도시화는 이동권의 부담과 에너지 소비와 탄소 배출량의 증가로 이어질 것이며, 현재 교통 부문에서만 해도 지역에서 생산하는 에너지의 4분의 1을 소비하고 있습니다.
방콕, 자카르타, 쿠알라룸푸르, 마닐라, 하노이와 같은 동남아시아 도시 교통 밀도는 에너지 소비 증가뿐만 아니라 생산성의 감소, 대기질 저하, 삶의 질 저하 및 소음 공해 증가로 이어집니다.
“동남아시아의 도시 문제는 동남아시아 스마트 시티와 미래 모빌리티 솔루션의 시급성을 촉구하고 있습니다.”
오늘날에 미래 모빌리티가 스마트 시티에 미치는 영향과 미래 모빌리티의 과제의 해결 방안을 연구하는 것은 필수적이게 되었습니다. 핵심 문제는 현존하는 교통 인프라가 현재 및 미래 교통량을 감당하도록 구축되지 않았다는 것입니다.
동아시아 지역의 교통 혼잡에 대한 해결책은 기후 변화 문제를 고려하여 지속가능성을 위해 구축되어야 합니다. 교통량 증가에 대처하기 위해서 미래 모빌리티의 이상적 조건을 충족시켜 줄 지속 가능한 에너지 그리드 구축 역시 필수적일 것입니다.
미래 모빌리티 솔루션으로서의 EV와 AV
전기 자동차(EV)와 자율 주행 차량(AV)은 동남아시아 미래 모빌리티 문제 해결을 위해 널리 고려되고 있는 두 가지의 모빌리티 옵션입니다.
“중요한 것은 EV 배터리 기술이 점점 더 배터리를 저렴한 가격으로, 더 작은 크기로도 빠르게 충전되도록 발전시킨다는 것입니다.”
EV는 놀랍게도 단 한 번의 충전으로 점점 더 먼 거리 주행이 가능하도록 발전하고 있습니다.
EV는 동남아시아에서 전기 차량의 충전 인프라의 구축과 개선 방법에 대한 대답을 요구하고 있으며, 충전 인프라의 과도하거나 과소한 투자 혹은 구축을 방지하기 위한 충전 인프라의 최적화가 중요합니다.
다쏘시스템의 협업 지원 버추얼 트윈 플랫폼(Collaborative virtual twin platform)은 도시를 3D 모델링하여 버추얼 트윈을 생성하는 데 도움이 됩니다. 도시 계획자는 이 버추얼 트윈을 사용하여 거리, 인구 밀도 및 기존 인프라와 같은 요소를 고려하여 해당 도시에서의 EV 충전소 접근성을 측정, 설계 및 분석할 수 있습니다.
버추얼 트윈 기술을 통해 도시 계획자와 자동차 제조업체는 EV 충전 인프라를 최적화할 수 있으며, 멀티 스케일(Multi-scale)의 버추얼 트윈은 건물 접근성에 대한 미시적 분석까지도 수행하여 특정 차량과 사람이 충전소에 접근하는 방법의 계획, 설계 및 분석을 할 수 있습니다.
또한 버추얼 트윈 기술은 배터리 셀 구성 요소의 개발과 시스템 동작 모델링 및 구조적 무결성 평가, 열 관리 전략 평가에도 사용될 수 있습니다.
기술이 발전함에 따라 미래 모빌리티에 자율 주행 차량(AV)을 추가할 가능성도 존재합니다. 동남아시아의 한 육상 교통 당국은 사고 대부분이 인간의 판단력 부족과 피로로 발생하기 때문에 이러한 오류를 줄이는 AV가 일반차량보다 선호된다고 말했습니다.
오늘날의 AV는 스마트 시티와 미래 모빌리티 매트릭스 일부일 뿐입니다. AV는 기본적으로 환경을 감지하는 센서가 장착된 슈퍼컴퓨터이지만 환경 자체는 아직 “스마트”하지 않습니다. 미래의 스마트 시티에는 스마트 신호등, 스마트 가로등 및 신호를 AV로 다시 방출하는 신호 방출기가 장착된 스마트 버스 정류장이 설치될 것이며, V2X(Vehicle-to-Everything) 기술은 AV가 다른 차량, 인프라 및 네트워크와 통신하는 것을 가능케 할 것입니다.
“다쏘시스템의 버추얼 트윈 플랫폼은 AV가 일상적인 도로 교통 시나리오에서 직면할 수 있는 상황을 시뮬레이션하여 성능 향상을 도와줍니다.”
버추얼 트윈 플랫폼은 AV의 가상 테스트를 지원하여 다양한 ‘What-if’ 운영 시나리오의 시뮬레이션과 신호등과의 근접성, 긴급 차량, 교통 규칙을 무시하는 운전자와 보행자에 따라 AV가 어떻게 반응하는지에 관한 테스트를 지원합니다.
시뮬레이션은 IoT 센서와 카메라에서 나오는 많은 양의 데이터뿐만 아니라 차량 대 차량 및 인간과 차량 간의 상호 작용을 포함한 여러 시나리오를 테스트합니다. 3D 가상 세계에서는 가상으로 수백만 마일의 차량 주행을 테스트할 수 있으며, 버추얼 트윈 기술은 이로부터 AV 제조업체의 시장 출시 시간을 단축시키고 공공 기관과의 신뢰 구축에 도움을 줄 것입니다.
가까운 장래의 EVTOL
미래에 동남아시아 국가에는 EVTOL(Electric Vehicle Take-Off and Landing)이 등장할 수도 있습니다. 이는 스마트 시티 인프라 관리의 복잡성을 가중시킬 것이며, 시 당국은 도시 환경 내 낮은 고도의 기체 운행에 대한 승객 안전성을 확보할 수 있어야 합니다.
또한 도시 당국은 이착륙 위치와 비행경로, 그리고 도시 주민을 위한 새로운 교통수단으로의 EVTOL을 위한 건설 역시도 함께 고려해야 합니다.
그런 점에서 버추얼 트윈 기술은 스카이포트(Skyport) 인프라 계획을 지원할 수 있으며, 더 나아가 이 기술은 소음, 추진 효율 및 전력 소비를 고려한 더 높은 성능의 eVTOL 설계를 지원합니다.
“버추얼 트윈과 시뮬레이션을 통해 기업은 전체 비행 범위에 걸친 소음 수준을 예측하고 복잡한 도시 환경에서 이 교통수단이 어떻게 인식될지 평가할 수 있습니다.”
또한 시뮬레이션과 결합한 가상 기술을 통하여 다양한 하중 조건에서의 구조적 무결성을 검증하고 조류, 낙뢰, 갑작스러운 윈드 시어 및 폭우와 같은 잠재적인 돌발 상황에 대한 반응 역시도 예측해 볼 수 있습니다.
도시 인프라를 위한 지속 가능한 에너지
미래 도시란 EV와 미래 모빌리티 구축뿐만 아니라 탄소 배출량을 줄이는 데 도움이 되는 지속 가능한 에너지 그리드를 기반으로 한 도시입니다.
이제부터 지역 정부는 탄력적이고 더 살기 좋은 미래를 만들기 위해서 스마트 시티와 미래 모빌리티 전략의 핵심인 지속 가능한 그리드 구축을 우선해야 합니다.
다쏘시스템은 그런 점에서 에너지 전환을 위한 솔루션을 통하여 보다 지속 가능한 도시를 만드는 데 도움을 줄 수 있습니다.