• 지적과 국토정보
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• 제51권1호
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• pp.5-22
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• 2021

디지털 트윈 국토는 한국판 뉴딜 정책의 일환으로 추진 중인 국가 프로젝트이나 이에 대한 표준이나 기술 기준 등은 마련되어 있지 않은 상태이다. 이러한 배경에서 본 연구는 디지털 트윈 국토의 상호 운용성 확보를 위한 공간정보 표준 기반의 참조 모델과 데이터 모델 구축 방안을 제시하는데 목적이 있다. 이를 위해 디지털 트윈에 관한 국제 표준화 동향을 검토하고 주요 시사점을 도출하였다. 그리고 디지털 트윈 국토에 대한 정의, 도메인별 특징을 도출하는 등 디지털 트윈 국토에 대한 개념을 정립하였다. 이러한 개념을 바탕으로 RM-ODP를 이용한 디지털 트윈 국토 참조 모델 구축 방안과 3단계 디지털 트윈 국토 데이터 모델 체계를 제안하였다. 또한 데이터 모델의 효율적 관리를 위한 모델 레지스트리 구축 방안을 제안하였다. 본 연구에서 제안한 정책 방안은 향후 디지털 트윈 국토 표준 체계 구축의 방향성을 확립하는데 기여할 것으로 판단된다.

• 한국수자원학회:학술대회논문집
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• 한국수자원학회 2023년도 학술발표회
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• pp.224-224
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• 2023

국내·외로 Soil and Water Assessment Tool (SWAT) 모델은 유역 단위에서 유출 및 수질을 예측하는데 활용되고 있다. 하지만 SWAT 모델의 결과물은 데이터 테이블 형식으로만 이루어져 있기 때문에 모델 사용자가 유역 내 하천별 수문 모의 결과물을 직관적으로 확인하기 어렵다는 단점이 있다. 최근 다양한 분야에서 3D 가상환경을 구축하는데 디지털 트윈 기술의 활용성이 증가하고 있다. 디지털 트윈 기술은 현실의 공간을 가상환경으로 구축해 실시간 현실의 상황을 파악하여, 의사결정 지원을 제공한다는 장점이 있다. 이에 본 연구에서는 디지털 트윈 기술과 SWAT 모델을 연계하여, 모델의 결과값을 가상환경 3D 지도인 CESIUM에 실시간으로 표출할 수 있는 디지털 트윈 기반 SWAT 모델 수문 모의 시스템을 개발하였다. 이 시스템은 3D 지형에 SWAT 모델을 통해 모의 된 하천의 수위 및 SS에 대한 표출이 가능할 뿐만 아니라 기후나 유역환경에 따른 유역 내 수문 변화를 시·공간적으로 파악할 수 있는 장점이 있다. 향후 본 연구에서 개발된 디지털 트윈 기반 SWAT 모델 수문 모의 시스템은 홍수 및 가뭄과 같은 재해에 대응할 수 있는 유역 및 하천관리 대책을 효율적으로 수립하는데 활용될 수 있을 것으로 판단된다.

• 지적과 국토정보
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• 제52권1호
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• pp.37-55
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• 2022

본 연구는 디지털 트윈국토 건물 데이터 품질 표준을 개발하기 위한 품질 항목 모델을 제시하는데 목적이 있다. 이를 위해 3차원 공간정보 오류의 특징과 품질 표준 필요성에 대해 도출하였으며, 디지털 트윈국토 건물 품질 개발에 필요한 데이터 모델 표준과 공간정보 품질 표준에 대해 분석하였다. 이러한 내용을 토대로 디지털 트윈국토 건물 데이터의 품질 평가 범위, 품질 표준 확장 요소(기하 무결성, 기하 충실도, 위치 정확성, 시맨틱 분류 정확성) 및 품질 항목 모델(안)을 제시하였다. 본 연구에서 제안한 디지털 트윈국토 건물 품질 항목모델은 디지털 트윈국토 품질 표준 개발은 물론 이와 관련된 다양한 디지털 트윈국토 공간정보표준 개발에 기여할 것으로 판단된다.

• 한국항해항만학회:학술대회논문집
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• 한국항해항만학회 2022년도 추계학술대회
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• pp.257-259
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• 2022

디지털트윈 기술은 실제의 공간과 사물을 디지털상에 복제함으로써 사용자의 최적 운영을 위한 시뮬레이션과 최적화, 모니터링을 제공한다. 4차 산업혁명이 진행됨에 따라 해상물류 분야에서도 자율주행 선박과 관련한 사물인터넷, 빅데이터, 혼합현실(MR) 등 여러 첨단기술의 적용이 검토되고 있다. 또한 자율운항선박이 도입됨에 따라 선원의 업무가 자동화되며 육상 지원의 비중이 늘어나며, 완전 자율운항선박의 경우 선박의 모든 제어가 육상에서 이루어지게 된다. 따라서 육상지원자가 선박을 모니터링하고 최적 운영하기 위해 선박의 디지털트윈 모델의 개발이 필요하다. 따라서 선박에 적용가능한 디지털트윈 아키텍처를 구성하고 이를 기반으로 클라우드 기반의 혼합현실 프로토타입 애플리케이션을 개발했다. 이를 통해 본 논문에서 제안한 디지털 트윈 아키텍처를 활용하여 선박의 디지털 트윈 시스템을 구현할 수 있음을 확인하였다.

• 정보처리학회 논문지
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• 제13권2호
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• pp.26-33
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• 2024

최근에 들어 디지털 트윈 기술에 대한 관심이 급증하고 있다. 디지털 트윈은 컴퓨터 기반 시뮬레이션을 통해 물리적 현상이나 사물을 모사함으로써 대상을 최적화하는 기술이다. 현재는 특정 분야에 국한되는 프로세스를 최적화하기 위한 단일 디지털 트윈이 개발되고 있지만, 독립된 디지털 트윈만으로는 현실의 방대하고 복합적인 프로세스를 분석하기 어렵다. 이를 극복하고자 도입된 개념이 연합 디지털 트윈이다. 지금까지 연합 디지털 트윈의 연구 방향은 주로 도시와 같이 거시적인 대상을 최적화하는 방식에 중점을 두었다. 그러나 트윈이 상호 연계된다는 특성을 활용하면 기존에 구현되었던 단일 디지털 트윈의 모듈화도 가능할 것으로 보인다. 본 연구에서는 프로세스 최적화와 관련된 기능상의 관점에서 단일 디지털 트윈과 연합 디지털 트윈의 개념 및 상호 관계를 정립하고, 이를 토대로 연합 디지털 트윈을 활용한 단일 디지털 트윈의 모듈화 기법을 설계한다. 아울러, 실제 면 제조 공정 사례를 바탕으로 모듈화 기법을 적용한 모델을 설계함으로써 제안하는 방법론의 효용성을 논의하고자 한다.

• 스마트미디어저널
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• 제9권4호
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• pp.109-117
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• 2020

최근 디지털 트윈은 제4차 산업혁명의 도래와 더불어 물리적 시스템과 사이버 시스템을 연계하고 통합하는 중요한 기술로 부각되고 있다. 본 논문에서는 에너지 분야의 전력기자재 디지털 트윈화를 위하여 필요한 디지털 트윈화의 절차에 따른 요구사항을 분석하고, 또한 이러한 디지털 트윈을 구축하기 위한 핵심 구성요소라 할 수 있는 인더스트리 4.0 기반의 AAS(Asset Administration Shell)의 개념과 기능 및 특성 분석을 기반으로 구체적인 설계를 하였다. 하지만, 아직까지는 국내·외 적으로 디지털 트윈구현을 위한 공통된 플랫폼이나 실증 모델에 관해서는 많은 연구가 이루어 지지 못하고 있는 상황이므로, 본 논문에서는 에너지 분야의 전력기자재 디지털 트윈화를 염두에 두고 디지털 트윈 플랫폼 구축하는데 필요한 핵심 요구사항을 분석하고, 실제 디지털 트윈을 구축함에 있어서 핵심적 역할을 수행하게 될 AAS의 기능과 특성을 기반으로 실제로 전력기자재를 대상으로한 AAS의 설계를 함으로써 향후 스마트 에너지 디지털 트윈을 구축 및 실증을 위한 절차와 구체적 기능들을 제시하고자 하였다.

• 한국수자원학회:학술대회논문집
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• 한국수자원학회 2022년도 학술발표회
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• pp.6-6
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• 2022

최근 수재해에 대응하기 위한 물관리 환경은 기후변화에 따른 홍수 피해 심화와 댐과 하천 시설의 노후화 점증, 하천관리일원화 등 정책적 변화, 그리고 포스트코로나 디지털 혁신 등 복합적 대전환 시대 진입에 따라 복잡다단한 양상을 보이고 있다. 디지털 트윈은 디지털 대전환(digital transformation) 시대 다양한 산업 영역에서 지능화와 생산성 향상을 목적으로 도입되고 있다. 본 국가 시범사업에서는 170 km에 달하는 섬진강 유역 전체를 대상으로 홍수에 대응하기 위한 디지털 트윈 플랫폼(K-Twin SJ)을 구축하고 있다. 본 플랫폼은 국가 인프라 지능정보화 사업의 일환으로 시작되었으며, 공간정보와 시설물 모델링, 홍수 분석 등 수재해에 대응하기 위한 수자원 분야의 다학제적인 강소기업들과 K-water에서 컨소시엄을 구성하여 추진하고 있다. 본 사업의 내용은 섬진강 댐-하천 유역에 대하여 고정밀도 3D 공간정보화, 실시간 물관리 데이터 연계, 홍수 분석 시뮬레이션, AI 댐 운영 최적화, AI 사면 정보 생성, 하천 제방 안전성 평가, AI 지능형 CCTV 영상분석, 간이 침수피해 예측, 드론 제약사항 조사 체계 개발을 포함하고 있다. 물관리 데이터와 하천 시설정보를 트윈 플랫폼 상에서 위치기반으로 시각화 표출하기 위해서는 유역의 공간정보를 3차원으로 구축하는 과정이 필수적이다. 따라서 GIS 기반의 섬진강 하천 중심 공간정보 구축을 위해 유역의 국가 정사영상과 5m 수치표고모형(DEM)은 최신성과를 협조 받아 적용하였으며, 홍수 분석을 위한 하천 중심 공간정보는 신규 헬기에 LiDAR 매핑을 수행하여 0.5m 급 DEM을 신규 구축하였다. 또한 하천 시설물 중 섬진강댐과 79개 주요 하천 횡단 교량과 3개 보 시설을 지상기준점 측량과 드론 매핑, 패턴 방식의 경량화 작업을 통해 트윈에 탑재할 수 있는 시설물 3D 객체 모델을 제작하였다. 홍수 분석을 위해서는 섬진강 유역에 대해 K-Drum, K-River, K-Flood 모델을 구축하였으며, AI 하천 수위 예측 학습 모델을 개발하였다. 섬진강 디지털 트윈 유역 물관리 플랫폼을 통해 데이터 기반의 똑똑한 물관리를 구현하고자 한다.

• 문화기술의 융합
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• 제9권6호
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• pp.245-250
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• 2023

현실공간의 정보를 가상의 공간으로 모사하는 디지털 트윈 기술은 다양한 분야에서 채택되고 있다. 디지털 트윈에 대한 관심은 Industry 4.0 기반의 스마트제조와 같은 첨단 제조 분야를 중심으로 관심이 커지고 있다. 그리고 디지털 트윈의 시스템을 운영하면 수많은 데이터가 발생하며 기술의 분야에 따라 발생하는 데이터는 특성이 다르기때문에 효율적으로 자원을 관리하고, 최적화된 디지털 트윈 플랫폼 기술이 필요하다. 첨단 제조 분야를 중심으로 디지털 트윈의 파이프라인에 대한 연구가 지속적으로 진행되어 왔으나 플랜트 분야의 데이터에 적합한 고속의 파이프라인 연구는 아직 부족하다. 그렇기에 본 논문에서는 Apache Kafka를 통해 고속으로 쏟아지는 플랜트분야의 디지털 트윈 데이터에 특화된 파이프라인 설계 방식을 제안한다. 제안된 모델은 플랜트의 정보를 revit 기반으로 적용하고, 플랜트에 특화된 데이터를 Apache Kafka 통해 수집하며, 경량화된 CFD엔진을 탑재하여 기존의 제조 분야의 디지털 트윈 기술보다 플랜트분야에 적합한 디지털 트윈의 모델을 구현할 수 있다.

• 대한원격탐사학회지
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• 제39권5_4호
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• pp.1165-1172
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• 2023

최근 우리나라는 2050 탄소중립을 선언하였고, 산림청에서는 첨단 정보통신기술을 접목하여 디지털트윈 기반으로 산림자원 관리, 산림재해 예방 등을 위한 K-포레스트 추진계획을 발표하였으며, 드론, LiDAR 등의 활용으로 산림자원 조사의 정밀화 및 첨단화를 추진하고 있다. 이처럼 산림자원 관리에 대한 요구가 증가하고 있으며 산림공간의 디지털트윈 구축 필요성이 높아지고 있다. 그러나 현재까지 우리나라의 디지털트윈은 도시 및 전국단위 디지털트윈 환경인 가상도시 서비스만을 구축 및 제공하고 있으며, 산림 공간을 대상으로하는 3차원 디지털트윈 서비스는 운영 및 제공되고 있지 않다. 이에 본 연구에서는 수목 단위의 수고, 흉고직경과 같은 수직적 정보에 해당하는 3차원 산림공간정보 서비스 제공을 위한 산림 디지털트윈 환경을 구현하고자 하였으며, 실감형 3D 나무모델의 경량화, 3D Tiles 적용으로 3차원 산림공간정보 서비스를 위한 산림 디지털트윈 환경 구현 가능성을 확인하였다. 지속적인 연구를 통하여 도심지 내의 가로수를 포함해 전국단위 수목을 대상으로 3D 나무모델 배치 및 서비스 가능한 산림 디지털트윈 구현할 예정이며, 이를 통하여 산림자원 관리를 위한 산림 디지털트윈 서비스 개발이 가능할 것으로 기대된다.

• 한국시뮬레이션학회논문지
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• 제31권1호
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• pp.29-41
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• 2022

이상기후로 인한 불안정한 식량 수급을 해결하기 위한 대안 중 하나로 식물공장의 필요성이 증대되고 있다. 식물공장 내 기류는 재배작물의 증산작용과 열교환에 중요한 인자 중 하나로 인식되고 있다. 한편, 디지털트윈(Digital Twin: DT)은 실체계를 가상세계에 복제한 것으로 실체계만으로 불가능한 다양한 서비스를 제공하는 수단으로 주목받고 있다. 본 연구에서는 디지털트윈 개념을 실제 운용중인 식물공장 기류해석에 적용하여 다양한 상황에 기류를 예측할 수 있는 기류 예측 DT 모델 개발을 목표로 하였다. 이를 위해 먼저 기류 해석용 디지털트윈 수학적 형식론을 제시하고, 이를 기반으로 실제 운용중인 식물공장의 기류예측 모델링에 필요한 정보들을 명세한다. 이어서 식물공장 내 형상을 CAD로 구현하고 유동해석을 위한 전산유체역학(CFD) 구성요소들을 결합하여 DT 모델을 개발하였다. 마지막으로 DT 모델의 시뮬레이션 해석 결과를 식물공장에서 수집한 실제 기류값과 비교하는 모델의 실증 및 기계학습 기반 보정을 통해 정확도가 높은 기류 예측용 DT 모델을 완성하였다.