[사이언스]밝기조절은 기본, 교통안내까지...더 똑똑해진 '스마트 가로등'

IP카메라·각종 센서로 무장

교통·대기오염 등 정보수집

기술발전 가속화땐 ESS활용

전기자동차 등 충전도 가능

스마트시티 핵심 인프라로

LED교체과정 이해관계 해소

사이버보안체계 구축 등은 '과제'

2025년 스마트시티로 조성되는 북한 황해남도의 한 개발특구 신도시. 북미관계 정상화와 남북 경제협력 확대에 맞춰 등장한 벤처기업인 김영호(50·가명)씨가 도로 가장자리 주차공간에서 전기차를 대고 가로등에 이동식 충전기를 꽂은 뒤 바로 옆 찻집에서 비즈니스 미팅을 한다. 그때 갑자기 가로등의 발광다이오드(LED)가 점멸하며 경고방송이 나온다. 치매노인이나 어린이 중 누군가 길을 잃었거나 주변에 화재나 교통사고·자연재해가 일어났다는 신호다. 3~4분 뒤 경찰이 출동해 치매노인을 안전하게 보호한다. 김씨는 “차를 마시며 가로등에 부착된 디지털 사이니지(디스플레이에 영상·정보 표시 옥외광고)를 보는 재미도 쏠쏠하다”고 말했다.

이는 어디까지나 북한의 개방이 이뤄지는 상황을 가정해 스마트 LED가로등을 플랫폼 삼아 에너지나 안전 등의 문제를 해결하려는 실험을 묘사한 것이다. 현동훈 한국산업기술대학교 나노광공학과 교수는 “정부가 부산과 세종에서 스마트시티 시범도시를 추진 중이나 미래 신도시는 4차 산업혁명 신기술과 서비스를 구현하고 도시 문제 해결과 삶의 질 제고를 위한 테스트베드”라며 “가로등을 스마트시티 인프라로 활용하는 게 의미가 크다”고 말했다.

우선 LED는 기존 형광등에 비해 더 밝고 오래간다. 센서와 저전력 통신, 게이트웨이를 달아 사물인터넷(IoT)으로 연결하면 중앙통제실에서 날씨나 시간대에 따라 밝기를 자동 조절할 수도 있다. 고장 여부도 바로 파악된다.

스마트 가로등은 태양광 패널을 가로등에 부착하거나 사막 등 모래먼지가 많은 곳은 태양열을 이용해 자체 충전도 할 수 있다. 기술발전이 가속화하면 에너지저장시스템(ESS)을 활용해 전기차·전기자전거·전기오토바이 충전도 하게 된다. LED가 비추는 곳에서는 빛과 IoT를 결합한 라이파이(LiFi)를 할 수도 있다. 라이파이는 LED 빛의 파장을 활용해 와이파이보다 100배나 빠른 차세대 통신기술로 현재는 상용화가 극히 제한적으로 이뤄지고 있다.



가로등에 레이더센서와 IP카메라(유무선 인터넷과 연결해 다른 기기로 영상 송출)를 달게 되면 교통상황을 실시간으로 파악한 뒤 중앙통제실에 데이터를 보내 운전자의 내비게이션에 반영된다. 지능형 CCTV와 스피커·비콘을 설치하면 치매환자와 어린이·여성을 위한 종합관제도 가능하다. 치한이 나타나거나 교통사고가 발생하거나 지진이 났을 때 LED 가로등이 주변에 경고한다. 경찰·소방서·119와도 연결 시스템이 구축돼 신속한 출동이 가능하다.

센서를 부착해 미세먼지 등 대기오염을 추적하고 상하수도 누수 관리도 가능하다. 디지털 사이니지를 통한 홍보·광고도 멋지게 할 수 있다. 주변 식당과 기업 등의 광고뿐 아니라 주차장 안내도 가능하며 공공기관의 행정공고, 재난 시 대처요령까지 알려준다. 행인이나 관광객을 대상으로 경품이나 할인쿠폰이 터지며 상권 활성화를 시도할 수도 있다.

프랑스 파리의 경우처럼 가로등 기둥에 해파리에서 추출한 형광단백질을 바르면 저녁에 녹색 빛을 띠며 장관을 이룬다. 현 교수는 “가로등 플랫폼을 IoT로 클라우드와 연결해 빅데이터를 쌓으면 행정 효율화를 꾀하며 도시가치를 높일 수 있다”고 말했다. 실제 미국 LA에서는 가로등에 통신기능을 연결해 소비전력 측정, 고장 여부 파악, 밝기 제어를 시범 실시하고 있으며 영국 런던은 가로등을 연결해 에너지 절약, 교통·주차 안내, 대기 질 측정 등에 나서고 있다.

다만 우리나라는 가로등을 LED로 교체하려 해도 이해관례가 얽혀 있어 쉽지 않은 게 현실이라고 업계는 하소연한다. 서울 광화문 KT 앞이나 양재천에 태양광 충전 가로등이 시범 설치돼 있으나 아직 자체 충전도 쉽지 않다. 홍희기 대한설비공학회장(경희대 기계공학과 교수)는 “태양광으로 가로등을 돌리기도 어려운데 전기차 충전까지 하려면 효율성을 대폭 높여야 한다”고 지적했다. 연구실 단계를 넘는 라이파이의 상용화도 과제다. 차재상 서울과학기술대 전자IT미디어공학과 교수는 “라이파이는 병원·비행기·잠수함은 물론 쇼핑몰·사무실·공장·가정에서도 유용하다”며 “애플·인텔·퓨어라이파이 등 다국적기업이 개발과 표준화에 열을 올리고 있다”고 소개했다. 블록체인 기술을 활용한 사이버 보안체계 구축도 주요 과제로 꼽힌다. /고광본선임기자 [e-mail]