커넥티드 카(Connected Car), 무인자동차(Driverless Car) 등으로 불리는 자율주 행자동차는 사물 간 연결과 공간정보를 수집ㆍ활용하는 대표적 사례이다. 자율주행자 동차는 사람이 운전하면서 눈으로 주변상황을 파악하고, 머리로 판단하고 손발로 자동 차를 조작하는 일련의 모든 행위를 기계적 언어와 프로그램 등으로 대체해야 한다. 따 라서 센서를 이용하여 주변의 자동차 주행에 필요한 모든 데이터를 취득하고 이를 유무 선 네트워크를 이용하여 서버에 저장한다. 실시각으로 수집되는 엄청난 데이터는 즉각 적으로 정열･처리되어 운행에 필요한 판단을 실시한다.
자율주행자동차는 <그림 3-6>과 같이 크게 인지, 판단, 제어단계로 구분된다. 인지 단계에서는 자동차에 부착된 레이저, 라이다, 카메라, 초음파 센서 등을 통해서 주행 에 필요한 차량위치, 공간정보, 주변상황, 기상정보 등 모든 데이터를 실시간으로 수 집한다. 자율주행자동차의 핵심은 공간 및 상황정보를 수집하는 것이다. 차량의 위치 를 측정하는 데는 GPS와 정밀지도가 활용된다. 사람이 운전을 할 때는 다소 위치의 정확도가 낮아도 무방하지만 무인자동차는 위치의 정확도가 매우 정밀해야 한다. 따라 서 GPS는 차선구분이 가능한 센티미터 수준의 정확도가 필요하며, 정밀지도는 차선구 분과 도로의 경사를 파악할 수 있어야 한다. 차량에 부착하는 센서의 수를 줄이고 동시
12) 지오팬싱(Geofencing)이란 Geographic과 Fencing의 합성어로 특정구역에 대해서 사용자 또는 사물(기기)의 출입을 알려주는 기능이다. GPS 등 위치를 측정하는 기술을 통해서 일정의 가상 울타리를 정하고, 이 구역에 사용자가 들어오거나 벗어나는 상황을 알려준다.
에 데이터를 처리하는 부담을 경감하기 위해서는 정확한 GPS와 정밀한 지도가 필요하
그림 3-6 IoT와 공간정보 융합 개념도(무인자동차)
(2) 서비스 및 비즈니스 전략
백화점이나 대형 마트의 경우 고객의 구매특성을 파악하여 동선(動線)을 디자인하 거나 진열대 및 상품을 배치하는 것이 매우 중요하다. IoT기술과 공간정보기술을 융 합･활용하면 고객의 구매특성을 파악할 수 있으며, 이를 통해 매장 관리 및 판매 전략 을 수립함으로써 수익을 개선할 수 있다. 예를 들어 설명하면 다음과 같다.
먼저, 고객들이 사용하는 바구니(카트)에 위치를 추적할 수 있는 센서를 부착하고 동시에 매장 전체에서 위치센서와 통신할 수 있는 무선통신네트워크를 설치한다. 무선 통신네트워크는 매장의 크기에 따라서 선택하며 종류는 NFC, RFID, Blue-tooth, WiFi, ZigBee, 3/4G, LTE 등이 있다.
다음으로 바구니의 이동경로를 파악하고 진열대, 상품 등의 위치와 크기 등을 파악 하기 위하여 3차원 실내 공간정보가 필요하다. 고객의 움직임을 파악하는 데는 2D맵도 가능하지만 상품의 진열 등을 입체적으로 보고 분석하기 위해서는 3D 실내지도가 필요 하다. 실내 3차원 공간정보는 레이저 장비 등을 이용하여 공간을 직접 스캐닝하는 방 법과 설계도면을 활용하여 간략하게 구현하는 방법 등이 있으며 구축비용이 다르기 때 문에 용도에 따라 선택한다.
고객들이 사용하는 바구니에 부착된 센서를 통해서 동선과 구매물품, 체류시간 등의 데이터를 수집한다. 여기에 구매자의 개인정보 즉 성별, 연령대, 방문시간, 주차여부 등을 융합하면 보다 풍부한 정보를 얻을 수 있다. 바구니의 센서로부터 수집된 데이터 는 무선통신네트워크를 이용하여 게이트웨이를 통해 서버에 저장된다. 서버에 수집된 데이터를 이용하여 고객의 공간적 행태와 구매특성 등을 분석하고, 이를 사업전략에 활용한다. 고객이 이동한 동선을 파악하여 구매량이 많은 상품을 우선적으로 배치하는 등 진열대 및 상품진열의 위치를 결정한다. 고객이 상품을 구매하는 특성 즉 구매 상품 간 상관성을 파악하여 동일한 동선 또는 인근에 배치하는 등의 전략을 수립한다. 예를 들면, 사과를 자주 사는 사람들이 망고를 사는 것을 파악하였다면 동일한 동선에 두 가지 상품을 배치하면 더 많은 매출을 올릴 수 있다. 이 외에도 근거리무선통신(Near Field Communication, NFC) 태그를 활용하면 고객들에게 상품의 할인 쿠폰이나 특별 행사 내용 등을 스마트폰으로 전송하여 홍보할 수 있다.
그림 3-7 IoT와 공간정보 융합 개념도(대형마켓 관리전략)
할인 쿠폰이나 할인행사 내용을 담은 NFC 태그를 상품의 진열대에 설치하면 고객이 접근할 때 스마트폰으로 홍보내용을 전송함으로써 구매력을 제고할 수 있다. 예를 들
면, 사과를 사는 사람들이 망고를 자주 사는 특성이 있으면 사과를 사는 사람들에게 망고를 추천하거나 할인쿠폰을 제공함으로써 판매를 촉진할 수 있다. 이와 같은 대형 마켓 관리전략을 도식화하면 <그림 3-7>과 같다.
(3) 시설물 관리
1994년도에 일어난 성수대교 붕괴사고로 17명이 다치고 무려 32명이 사망했다.13) 대형 시설물 관리의 중요성이 크게 부각된 사건이었다. 최근 들어 지하철이나 상하수 도 공사로 인한 누수 등으로 도로에 구멍이 생기는 ‘싱크홀’이 발생하고, 이로 인하여 차량이 파손되거나 사람이 다치는 일이 빈번하게 발생하면서 지하시설물의 효과적 관 리방안이 현안으로 대두되고 있다. 시설물을 안전하게 관리하기 위해서는 안전여부를 상시 모니터링하고 문제가 발생하기 전에 조치를 취해야 한다. 공간정보와 사물인터넷 을 융합한 Geo-IoT 기술을 적용하여 시설물을 안전하게 관리하는 방안이 각광을 받고 있다.
스마트한 시설물 관리를 위해서는 관련 정보를 효과적으로 수집하고, 이를 분석하는 플랫폼과 의사결정에 필요한 알고리듬 등이 필요하다. 데이터는 센서 데이터, 공간데 이터, 시설물 모델링, 기상정보 등이다. 시설물에 부착한 센서로부터 실시간으로 데이 터를 수집하고, 이를 시설물 데이터와 공간데이터 그리고 기상정보와 융합한다. 이 외 에도 시설물에 영향을 미치는 교통량이나 보행자의 수 등 빅데이터를 수집하여 활용하 면 보다 효과적인 모니터링과 합리적 의사결정 결과를 얻을 수 있다.
실시간으로 얻은 빅데이터를 활용하여 시설물의 안전성이나 위험도를 분석한다. 이 때 시설물의 안전도를 평가하는 알고리듬이 필요하며, 기계학습이나 지능화 기술을 활 용하면 시설물의 위험을 사전에 예측하여 대응할 수 있게 된다. 뿐만 아니라 시설물을 안전한 상태로 유지하기 위하여 부품을 교체하거나 새로운 소재를 활용하는 방안도 강 구할 수 있다.
13) 국가기록원, 「성수대교 붕괴」 (http://www.archives.go.kr/next/search/listSubjectDescription.do?id
=001921, 2016.11.30. 최종접속)
그림 3-8 Geo-IoT 기반 시설물 안전 서비스 개념도
출처 : 김종덕(2015) p.140 일부 수정