가상의 디지털 공간에서 현실세계의 다양한 문제점을 시뮬레이션하고 예측하는 디지털트윈이 전 세계적으로 주목받고 있다. 이 연구는 국가 디지털트윈의 추진을 위해 필요한 기반요건과 성장요건별 주요 쟁점사항을 파악하고, 이를 해결하기 위한 정책 개선방안을 도출하는데 목적이 있다. 이를 위해 첫 번째로 디지털트윈에 대한 개념과 구축 프로세스를 이론적으로 검토하였다. 두 번째, 국토교통부가 추진하고 있는 시범사업에 대한 평가를 통해 국가 디지털트윈 실현을 위해 필요한 기반요건과 성장요건을 도출하고 분류하였다. 세 번째, 국가 디지털트윈의 요건별 주요 쟁점과 이슈를 검토하였다, 네 번째, 전문가 심층인터뷰와 요구사항 검토를 통해 국가 디지털트윈 구축을 위한 다양한 심층 의견을 청취하였다. 다섯 번째, 앞의 내용을 종합적으로 연계하여 국가 디지털트윈의 요건별 정책 개선방향을 제시하였다. 이 연구의 결과는 향후 국가 디지털트윈의 조속한 실현과 안정적 정착을 위한 정책적 시사점을 제공할 것이다.

The importance of Structural Health Monitoring (SHM) in the industry is increasing due to various loads, such as earthquakes and wind, having a significant impact on the performance of structures and equipment. Estimating responses is crucial for the effective health management of these assets. However, using numerous sensors in facilities and equipment for response estimation causes economic challenges. Additionally, it could require a response from locations where sensors cannot be attached. Digital twin technology has garnered significant attention in the industry to address these challenges. This paper constructs a digital twin system utilizing the Long Short-Term Memory (LSTM) model to estimate responses in a pipe system under simultaneous seismic load and arbitrary loads. The performance of the data-driven digital twin system was verified through a comparative analysis of experimental data, demonstrating that the constructed digital twin system successfully estimated the responses.

최근 3차원 공간정보와 행정정보를 융합하여 다양한 도시문제의 과학적 해결을 지원하는 디지털트윈이 공공분야의 스마트시티와 공간정보 행정업무에 도입되고 있다. 이 연구의 목적은 공공분야에 디지털트윈을 확산하기 위해 필요한 공간정보의 정책방향을 제시하는데 있다. 먼저, 이론적 고찰을 통해 디지털트윈에 대한 개념을 검토하였고, 언론보도 등에 나타난 디지털트윈에 대한 주요 키워드를 도출하였다. 두 번째, 디지털트윈 국가정책과 디지털트윈국토 지자체 시범사업, 공공기관의 디지털트윈 사업 특성을 고찰하였다. 세 번째, 정책 및 제도적 관점, 사업적 관점, 활용성의 관점에서 공공분야 디지털트윈이 어떠한 이슈와 문제점을 가지고 있는지 도출하였고, 이를 해결하기 위한 정책방향을 제안하였다. 이 연구의 결과는 향후 공공분야 디지털트윈 확산을 위한 정책적 시사점을 제공할 것이다.

Today, we are living in an era of city. Many cities around the world are exposed and vulnerable to natural disasters and environmental pollution due to rapid urbanization and population concentration. Most of these city problems occur in space and as a solution to all these problems, Digital Twin is continuouslybeing introduced. A digital urban space infrastructure and multi-dimensional spatial data analysis are required to effectively solve and deal with various city problems. One of problem in land administration aspect, to change ownership and get a permit take a long time. In order to improve this situation, digital twin concept is proposed. It’s operation and management became possible as the information systems took a transition from paper to computerized files, from files to integrated databases, from two-dimensional to three-dimensional data, and as transition took place, the need for a virtual urban space or "DigitalTwin" that can integrate distributed urban data into one came to fore. In this study, the new preprocess was suggested to use Digital Twin concept in order to reduce time line and to make an efficient work process for land administration.

국제해사기구(IMO, International Maritime Organization)를 중심으로 자율운항선박 도입을 대비한 해사안전 및 보안관련 국제 협약 을 제정하고 있다. 국내에서도 선급 및 산업체를 중심으로 자율운항시스템 기술개발에 착수하고 있으며 연안선박에서 발생하는 사고를 줄이기 위해 연안선박을 대상으로 하는 자율운항선박 기술적용 방안 연구가 진행되고 있다. 국내외적으로 자율운항선박에 대한 관심이 크게 증가하고 있으며 실제 개발된 기술의 검증을 위한 해상실증이 본격적으로 추진되고 있다. 본 연구에서는 연안선박에 적용하기 위한 디지털트윈 기술 관련 실증선박과 육상 플랫폼(원격지원센터)의 설계를 위한 기초연구를 진행하였다. 디지털트윈 기술을 선박에 적용하 기 위해 8m 소형 배터리 전기추진선박을 대상으로 선정하였으며, 선박과 육상 플랫폼 간 통신을 통해 선박 항해 및 운전 데이터가 서버 시스템에 저장되고 전기추진선박의 원격제어 명령이 가능한 디지털트윈 통합 플랫폼의 기본 설계를 진행하였다. 이러한 디지털트윈 기술 을 적용한 선박 성능관리, 운항 및 운영 최적화, 예지제어 등이 가능할 것으로 판단되며, 위기상황에 대응이 가능한 안전하고 경제성 있는 디지털트윈 기술의 선박적용이 가능할 것이라 사료된다.

국제해사기구에서는 선박에서 배출되는 질소산화물 및 이산화탄소 등에 관한 환경규제를 꾸준하게 강화하고 있다. 이에 친환 경 요소를 바탕으로 하는 전기추진시스템의 수요가 증가하고 다양한 선박에 적용되며 연구개발이 꾸준하게 진행되고 있다. 전기추진시스 템은 신뢰성을 높이고 선내 배치를 용이하게 하기 위한 이중화 구성이 주로 채택되며 실제 장비나 공간을 가상 세계에 쌍둥이처럼 구현 하고 현실 세계의 정보와 데이터를 가상 세계와 통합하여 실제 환경에서 발생할 수 있는 상황을 컴퓨터로 시뮬레이션 함으로써 결과를 미리 예측할 수 있는 디지털트윈 기술의 접목을 통하여 전기추진시스템의 안전성 확보를 위한 연구 또한 매우 활발하게 진행되고 있다. 본 연구에서는 전기추진선박의 디지털트윈 기술개발을 위한 전력관리시스템 이중화에 대한 검증을 FMEA를 바탕으로 분석 후 선급에서 제시하는 이중화 FMEA 기준을 바탕으로 실제 선박 운항 조건에서 전력관리시스템의 단일 장비 고장의 일차 피해와 이차 피해 및 전체 시스템의 영향을 분석하여 추가 피해를 방지하기 위한 보상기능으로 전력관리시스템의 역할과 알고리즘을 제안하였으며 실제 테스트를 통해 추진력 보존이 개선되었음을 검증하였다.

Recently, the demand for more precise and demand-oriented customized spatial information is increasing due to the 4th industrial revolution. In particular, the use of 3D spatial information and digital twins which based on spatial information, and research for solving social problems in cities by using such information are continuously conducted. Globally, non-face-to-face services are increasing due to COVID-19, and the national policy direction is also rapidly progressing digital transformation, digitization and virtualization of the Korean version of the New Deal, which means that 3D spatial information has become an important factor to support it. In this study, physical objects for cities defined by world organizations such as ISO, OGC, and ITU were selected and the target of the 3D object model was limited to buildings. Based on CityGML2.0, the data collected using a drone suitable for building a 3D model of a small area is selected to be updated through road name address and building ledger, which are administrative information related to this, and LoD2.5 data is constructed and urban space. It was intended to suggest an object update method for a 3D building among data.

실제 구조의 현재 상태를 모니터링하고 평가하기 위해 디지털트윈 기술이 적극적으로 연구되고 있다. 디지털트윈은 현장에서 수행되는 기존의 유지 관리 방법을 가상 온라인 모델을 사용하여 실시간으로 관찰하고 탐지할 수 있는 시스템으로 w 전환할 수 있다. 따라서 본 연구는 교량에 대한 디지털트윈 기술 구축을 위한 선행 연구로써 보 구조물에 대하여 디지털트윈 모델을 설계하고 검증하였다.

The 4th industrial revolution is promoting the development of efficient maintenance technology through fusion with advanced IT technology. Digital Twin technology, an advanced fusion IT technology, is widely used in the fields of plant facilities and processes, performance monitoring of wind turbines and engine. In this study, the application of digital twin technology to large civil engineering structures, especially bridges, was presented.

The 4th industrial revolution is promoting the development of efficient maintenance technology through fusion with advanced IT technology. Digital Twin technology, an advanced fusion IT technology, is widely used in the fields of plant facilities and processes, performance monitoring of wind turbines and engine. In this study, the application of digital twin technology to large civil engineering structures, especially bridges, was presented.