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발간사

‘미래’라는 단어는 개인, 조직, 국가를 막론하고 누구에게나 도전과 꿈이고 두려움이 공존하는 단어일 것입니다. 다가올 미래에 대한 고민과 궁금증은 인류가 지성을 가진 이래 계속되었고, 미래를 결정짓는 요인은 여러 가지가 있겠지만 단연 과학 기술력은 국가의 흥망성쇠를 좌우하는 인자였음을 역사는 증명하고 있습니다. 전후 폐허가 되었던 독일과 일본을 끌어올린 원동력도 그러했고, 우리가 지난 폐허에서 눈부신 경제성장을 통해 지금에 이른 것도 기술에 기반 한 건설 산업과 제조업이었음을 누구도 부인하지 못할 것입니다. 그 시절 중동사막에 항만과 도로를 짓던 우리의 건설업체들의 오일 달러는 지금의 기술개발을 위한 기반이 되었고 400km/h급 고속열차, 첨단도로교통시스템, 한국형 패시브하우스, 해수담수화플랜트 등의 기술로 그 다음 세대를 이끌어 가고 있습니다. 그러나 지금 이 순간도 세계와 사회는 급변하고 있고, 개인 모바일기기로 대표되는 ICT의 발달과 고령화 및 글로벌화는 사회의 변화 속도를 과거와 비교가 안 될 정도로 높여 미래에 대한 불확실성을 고조시키고 있습니다. 국토교통 분야에서도 이러한 불확실성에 대비할 수 있도록 미래에 대한 체계적 장기 예측을 통해 어떤 기술이 필요할지 고민할 필요가 있습니다. 주택, 건설, SOC, 교통시스템, 물류와 같은 국토교통 분야는 국민 모두가, 우리 가족이 항상 생활 속에서 접하는 공공인프라 기술로 미래 상황에 따라 긍정적이건 부정적이건 국민의 삶에 가장 빨리 예민하게 작용할 수 있기 때문입니다. 이에 국토교통과학기술진흥원(KAIA)은 창립 10주년을 맞아 각급 전문가와 국민들과 함께 2040년이라는 먼 미래에 우리를 이끌어갈 미래기술의 예측조사 결과를 발간하게 되었습니다. 본 보고서는 국토교통 분야 연구개발에 대한 최초의 체계적이고 종합적인 기술예측조사라는데 그 의미가 있으며 열린 상상을 통해 도출된 미래 유망기술과 미래상을 국민과 국토교통 관련 전문가에 제공하여 많은 영감과 연구의 방향설정에 도움을 주고자 하였습니다.

미래에 무슨 일이 있고 무엇이 필요할지 예측하는 것은 쉬운 일은 아니지만 국민의 안전을 보장해야 하는 국토교통 기술의 소명을 위해서 가능한 모든 경우의 시나리오와 기술수요를 고려하였습니다. 복지 등 국민생활의 질을 향상시키는 인프라, 미래 세계 시장을 창출하는 도전적인 국가, 진행 중인 기후변화를 최대한 지연하고 예방하는 노력, X-Event와 같은 재해에도 피해를 최소화하는 미래의 모습이 바로 그렇습니다.

2040 국토교통 미래기술예측조사

미래의 국토교통기술은 국민의 생활과 삶의 질을 끌어올리면서도 우리를 단단하게 보호해주는 안전막의 역할을 담당해야 합니다. 여기서 전망된 기술 모두 국민 생활을 편리하고 안전하게 하는 공공기술로, 현 정부가 주창하고 있는 ‘국민행복’과 미래의 도약을 위한 도전적 ‘창조경제’와도 그 궤를 같이 한다고 볼 수 있습니다. 부족하나마 본 예측조사를 참고하여 우리에게 적합한 미래를 찾고, 국토교통기술에 대한 열정을 다음 세대까지 이어간다면 행복하고 안전한 국가와 사회를 충분히 기대할 수 있을 것이라 생각합니다. 그동안 미래기술예측조사에 참여하신 관련 전문가들께 감사의 말씀을 드리며, 실무진 여러분께 감사의 마음을 전합니다.

국토교통과학기술진흥원 원장 이 재 붕

CONTENTS

목차

CHAPTER 01

미래기술 예측조사 개요

제1절 추진 배경 1. 추진배경 및 근거 / 10 2. 미래기술예측(Technology Foresight) 개념 / 12 3. 미래기술예측의 필요성 / 13 제2절 추진체계 및 내용 1. 미래기술예측조사 추진 프로세스 / 16 2. 국토교통 미래기술예측 범위 / 17 3. 국토교통 미래기술예측 추진체계 / 18 제3절 국내･외 사례 분석 1. 기술예측 방법론 분석 / 19 2. 국내 기술예측 조사 사례 / 20 3. 국외 기술예측 조사 사례 / 27

CHAPTER 02

메가트렌드 분석

제1절 메가트렌드 도출 1. 메가트렌드 분석 개요 / 34 2. STEEP 분석 / 35 3. 메가트렌드 및 국토교통 트렌드 선정 / 36 제2절 메가트렌드 국토교통 부문 세부전망 1. 인구구조 및 사회 환경의 변화 / 37 2. 과학기술 발전 / 43 3. 기술 융복합 / 45 4. 글로벌 경제사회 및 지식기반 경제 / 51 5. 지구온난화 및 기후변화 / 58 6. 에너지･자원 부족 / 62 7. 안보 및 안전 / 67

| 2040 국토교통 미래기술예측조사 |

CHAPTER 03

제1절 국토교통 기술수요(Needs) 분석 개요 / 76

국토교통 미래기술 수요분석

제2절 국토교통 관련 미래 시나리오 1. 미래 시나리오 분석 개요 / 77 2. 국토교통 맞춤형 미래 시나리오 설정 / 79

CHAPTER 04

제1절 미래기술 도출 프로세스 1. 미래기술 도출과정 개요 / 88 2. 미래기술 도출 프로세스 / 88

국토교통 미래기술 분석

제3절 국토교통 기술수요(Needs) 도출 1. 기술수요 도출을 위한 키워드-네트워크 분석 / 82 2. 국토교통 미래 기술수요 도출 / 84

제2절 국토교통 200대 미래기술 1. 200대 미래기술 도출 / 92 제3절 미래기술 델파이조사 1. 조사개요 / 102 2. 응답자 특성 분석 / 104 3. 델파이조사 결과 분석 / 106 제4절 2040 국토교통 80대 미래 유망기술 1. 국토교통 유망기술 선정 방법 / 120 2. 기술분야별 국토교통 유망기술 도출 / 121 3. 유망기술의 특성 / 128 4. 80대 미래 유망기술의 기술실현시기 및 사회보급시기 / 129

| CONTENTS 목차 |

CHAPTER 05

제1절 국토교통 미래상 개요 / 136

2040년 국토교통의 미래상

제2절 2040년 국토교통의 모습 1. 2040년 Big-shot : 행복한 미래 / 139 2. 2040년 Big-shot : 대비해야 할 미래 / 140 제3절 2040년 국토교통기술로 변화하는 미래모습 1. 사회적 약자의 생활ㆍ복지 증진 / 141 2. 국민의 생활ㆍ복지 증진 / 146 3. 한반도 통일시대로 이룩한 혁신도약국가 / 151 4. 글로벌 시장 선도를 통한 도약 / 156 5. 빅데이터 기반 위험(Risk) 대비 / 161 6. 국가 재난복구현장 / 164 제4절 2040년 국토교통 기술분야별 미래모습 1. SOC 분야 / 169 2. 플랜트 분야 / 172 3. 물관리 분야 / 174 4. 도시건축 분야 / 176 5. 교통물류 분야 / 179 6. 철도 분야 / 181 7. 항공 분야 / 183

CHAPTER 06

제1절 시사점 / 188

시사점 및 결언

제2절 결언 / 191

참고문헌 / 192

| 2040 국토교통 미래기술예측조사 |

미래기술예측조사

미래기술 예측조사

CHAPTER

01

론 미래기술예측조사서개요

추진 배경 추진체계 및 내용 국내･외 사례 분석

| Ch. 01 미래기술예측조사 개요 |

미래기술예측조사 개요

제1절

추진 배경

1. 추진배경 및 근거 미래기술예측의 필요성 과학기술에 기반을 둔 지식기반경제로의 이행을 위하여 국내 및 세계 각국은 국가적 차원의 노력을 기울이고 있다. 특히 미래의 유망한 기술을 예측하여 대응하는 일은 국가의 지속적 발전을 위한 요소이며, 세계 각국은 국가차원에서 미래변화 전망에 기반 한 다양한 미래유망기술을 선정하고 이를 확보하기 위해 빠른 정책수립과 집중적인 노력을 기울이고 있다. 미래예측은 불확실한 미래에 대응하고, 향후 20~40년 뒤 미래에 대한 불확실성 증대에 따라 중요도가 커지고 있는 분야이며, 미래사회의 변화를 예측하는 미래예측을 넘어서 과학기술을 예측하고 전략을 수립한다는 점에서 보다 더 구체적인 활동이라 할 수 있다. 미래 과학기술의 발전방향을 예측할 수 있다면, 중장기적인 계획 수립을 통해 기술을 확보함으로써 발전을 지속할 수 있다. 미래사회는 어떤 모습이 될 것이고 과학기술은 어떻게 발전할 것인지, 지속적 발전을 위해서는 무엇을 언제 어떻게 준비해야 하는 것인지 등에 대한 이정표를 제시해 주는 과학기술예측은 효율적 국가 과학기술기획 수립을 위한 첫 단추라 할 수 있다.

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| 2040 국토교통 미래기술예측조사 |

우리의 국가과학기술 분야에 대한 전략수립체계는 장기미래예측-중장기 전략-중기계획 (기본계획)-실행계획의 단계로 시행 중으로 국가단위 미래예측으로는 국가과학기술 위원회가 제4회 과학기술예측조사(2012~2035)를 최근(2012) 시행한 바 있다. 그림 1-1

국가과학기술전략수립체계

장기미래예측

중장기전략

중기계획

실행계획

과학기술예측조사 (25년 전망)

과학기술 중장기 발전전략(15년 전망)

과학기술기본계획 (5년 전망)

연도별 시행계획 (1년 전망)

ㆍ미래사회 전망, 미래수요 분석 ㆍ미래기술 도출

ㆍ과학기술 중장기 발전목표와 정책 기본방향 제시

ㆍ미래기술 실현시기, 실현방안 분석

ㆍ국가적 중점기술 발굴 및 추진전략

ㆍ미래사회 시나리오 작성

ㆍ기술개발 로드맵 수립 ㆍ중장기 R&D 투자방향 및 포트폴리오 제시

ㆍ중장기 발전전략의 목표 달성을 위한 5개년 계획 수립

ㆍ정책과제 실행을 위한 세부계획

ㆍ국가적 중점기술 확보를 위한 5년간 목표, 방향 설정

ㆍ각 분야 추진실적 연도별 점검ㆍ분석

ㆍ연도별 추진계획 수립

ㆍ분야별로 구체적 정책과제 제시

국토교통부문에서도 국토교통기술연구개발사업은 1994년 시작된 이래, 최초의 장기적 (10년) 마스터플랜인 ‘건설교통 R&D혁신로드맵(2006)’과 ‘건설교통 R&D 중장기계획 : 2008～12(2007)’ ‘국토해양 R&D 발전전략 수립(2010)’ 등을 통해 많은 성과를 거두었다. 그러나, 국토교통기술연구개발사업도 장기미래 예측을 통한 체계적 미래 트렌드 조사, 미래 기술니즈에 따른 미래유망기술 도출 등이 필요한 시점이다. 이에 다양하고 복잡한 국토교통 분야의 미래상을 분야간 융복합 기조와 국민행복의 관점 등 다양한 각도에서 집중 조망하고자 “2040 국토교통 미래기술예측조사”를 시행하였다.

미래기술예측의 추진 근거 ❙ 과학기술기본법 13조(일부개정 2011.07.21 법률 제10878호 시행일 2012.1.22 ) - 정부는 주기적으로 주요 과학기술통계와 지표를 조사･분석하고 과학기술의 발전 추세를 예측하여 그 결과를 과학기술정책에 반영하여야 한다. ❙ 국토해양부소관 연구개발사업 운영규정 제18조 (개정 2012. 7.18 훈령 제851호) - 장관은 전문기관의 장에게 기술적･경제적 타당성 등에 대한 사전조사나 기획연구를 수행하도록 할 수 있고 전문기관의 장은 제1항에 따른 사전조사나 기획연구를 추진할 때 정기적으로 기술예측･ 동향조사, 기술수준조사, 기술수요조사, 기술개발실행계획 작성 등을 하여야 한다.

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| Ch. 01 미래기술예측조사 개요 |

2. 미래기술예측(Technology Foresight) 개념 ‘미래기술예측’은 새롭게 부상하고 있는 핵심적인 기술 및 시장을 산업계, 학계 등이 참여하여 전략적으로 조망함으로써 궁극적으로 국가 경제의 경쟁력 제고 및 삶의 질 향상을 추구하는 활동이다. 반면, ‘기술전망(Technology Forecasting)’은 미래에 대하여 확정적인 예측 결과를 제시할 수 있다는 가정 하에 계량적인 기법을 이용하여 미래를 보다 구체적으로 예측하는 방법이다.

표 1-1

기술예측과 기술전망의 차이점1)

구분

기술예측(Foresight)

목적

기술전망(Forecast)

의사결정 과정과 연관시키는 전략적 기술예측

미래에 대한 확정적 기술전망

장기(10년 이상) 예측에 중점

중단기(10년 이내) 예측에 중점

예측방법론

전문가패널, 시나리오기법 등 비계량적 기법 동시 활용

주로 과거의 데이터를 사용한 모델링과 계량경제학적 방법 사용

참여자

기술, 경제, 미래예측전문가 등 사회 다양한 계층이 참여

기술 및 산업전문가 중심으로 참여

예측기간

기술예측이 수행된 후에는 예측결과에 대한 피드백 활동이 연계되어야 하며, 예측결과의 오류를 발생시키는 요인들에 대한 분석을 통해 향후 기술예측 활동의 신뢰도를 높일 수 있다. 기술예측은 미래의 사회상과 미래 니즈를 충족시킬 수 있는 광범위한 서술적 기술개념을 도출함으로써 기술기획의 필수과정으로 중요시되고 있으며, 기술전략 수립에 있어서 외부환경에 대한 분석 및 그에 따른 전략적 대응을 위해 필요한 수단 중의 하나이다. 또한, 기술예측결과는 비전 및 전략적 기술개발 방향설정을 위한 기초자료로 활용되며, 실무적인 차원에서 기술기획 및 전략적 과제선정을 위한 준거들로 활용된다. 이에 국토교통부문의 장기미래에 대한 조망과 전략적 연계성을 찾기 위한 목적에 부합하는 ‘기술예측’ 기법을 본 2040년 국토교통 미래기술예측조사에 적용하여 전문가 및 다각적 국민의 의견을 조사하고자 하였다.

1) IT 미래기술예측 2025, KEIT, 2011

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| 2040 국토교통 미래기술예측조사 |

3. 미래기술예측의 필요성 국토교통 미래기술예측의 필요성 기술예측은 전략적 연구영역 및 미래유망기술 도출을 위해 장기적인 관점에서 미래기술 및 경제사회 모습을 통합적으로 검토하는 과정이며, 정확성을 추구하는 활동이 아니라 현재의 선택에 따라 미래의 공유된 비전을 만들어 나가려는 과정으로 미래를 예견하기보다 만들어 나가는데 초점을 두고 있다. 미래기술예측의 목적은 미래기술의 기회를 탐색하고 그 동향을 다각도로 분석하여 의사 결정자에게 유용한 정보를 제공하는 데 있다. 국가 차원의 기술예측조사 결과는 기술 분야의 제반 계획수립을 위한 근거자료로 활용될 뿐만 아니라, 미래의 연구개발 방향을 설정하는데 중요한 역할을 한다. 미래기술예측조사는 R&D 기획연구의 가장 상위에 위치한 연구로서, 기술로드맵 작성, 중장기 발전전략 수립 및 차년도 우수과제 발굴을 위한 기초자료로 활용된다. 예측조사가 R&D 투자를 위한 전략을 제시하기 위해서는 구체적이고 실용적인 미래 유망기술의 발굴이 필요하다. 국토교통 분야의 경우 특히 급속한 융복합화와 기술환경 변화 속에서 기술의 발전속도와 방향, 범위 등에 대한 합리적인 전망이 필요하다. 기술수명 주기가 단축되고 R&D 투자의 위험성이 증대됨에 따라 합리적인 기술기획 및 연구개발과제의 선정을 위해서는 미래 기술수요 및 기술발전의 체계적인 미래상 제시가 필요하다.

그림 1-2

국토교통 기술예측조사의 필요성

글로벌화에 따른 동조현상 심화로 불확실성 증대

기술 수명주기 단축 및 기술의 융복합화 급진적

창의ㆍ혁신적인 연구과제 발굴 필요성 증가

미래 시나리오를 활용한 전략적 기술기획 중요성 증가

기술예 측을 통한 미래기술수요 및 기술발 전의 미래상 제시

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| Ch. 01 미래기술예측조사 개요 |

해외 선진 각국에서도 글로벌 시장을 겨냥한 핵심기술을 조기 확보하는 활동이 미래 성장의 핵심임을 인식하게 되어 이를 위한 미래기술 예측 활동 필요성이 강화되고 있으며, 미국 일본 영국 등에서 과학기술 예측조사가 꾸준히 전개되어오고 있다.

세계 주요국의 기술예측 활동 사례

❙ 미국의 과학기술예측조사 - 백악관에 국가 정보위원회(NIC: National Intelligence Council)를 설치하여 미래국제정세 및 환경 변화에 따른 미국의 지위변화와 그 영향 등을 분석하고 있으며, 최근 ‘글로벌 트렌드 2025’를 발간 (’08.11) - 정부기관 뿐만 아니라 MIT공대, 조지워싱턴대 등 학계에서의 연구도 활발히 진행 ❙ 일본의 과학기술예측조사 - 문부과학성에 의해 1971년부터 매 5년마다 실시, 지금까지 9회(2010년) 실시 - 일본 과학기술기본계획 수립을 위한 기초자료를 제공함으로써 과학기술정책의 전개에 이바지 ❙ 영국의 과학기술예측조사 - 1993년부터 과학청(Office of Science and Technology) 주도로 추진 - 과학청의 FHSC(Foresight Horizen Scanning Center)에서는 2010년 “기술과 혁신의 미래 : 2020년 영국 성장기회” 라는 보고서에 영국이 집중해야 할 7대 분야 제시 ❙ 독일의 과학기술예측조사 - 연방연구기술성이 프라운호퍼 시스템･혁신 연구소에 위탁하여 국가적 차원의 과학기술예측프로그램을 처음으로 실시하여 1993년에 예측결과 발표 - 교육연구부(BMBF)가 국가수준의 미래예측과정을 공개적으로 수행하기 위해 FUTUR 프로그램 실시 ❙ 핀란드의 과학기술예측조사 - 의회에 미래위원회(Committee for the Future)를 설치하고 정부의 향후 15년에 대한 정책방향 보고서 제출을 의무화 ❙ 중국의 과학기술예측조사 - 2003년부터 중국과학원을 중심으로 “중국 미래 20년 기술예측연구” 사업 추진 - 2010년에는 첨단생산, 자원/환경, 화학/화공, 우주공간 등 6대 분야에 대한 보고서 발표

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| 2040 국토교통 미래기술예측조사 |

국토교통 미래기술예측조사의 위상 국토교통부와 국토교통과학기술진흥원(KAIA)은 국토교통기술연구개발사업의 체계적 추진을 위해 ｢미래기술예측 → 중장기전략 → 중기계획(Master Plan)｣으로 연계되는 일련의 계획수립 프로세스를 정립하였고 주기적인 Rolling Plan 수립하고자 하였다.

- (미래기술예측) 장기적인 관점(25년)에서 미래기술 및 경제･사회 트렌트 분석, 기술니즈와 이에 따른 유망기술 등을 발굴하는 장기미래기술예측 주기적(5년) 실시 - (중장기전략) 장기 관점(10년)에서 단계별 기술개발 전략 및 R&D 투자방향을 제시하는 중장기전략을 주기적(5년)으로 수립･보완하여 투자효율성 제고 - (중기계획) 분야별 향후 약 5년 간 핵심기술개발 및 투자계획이 포함된 마스터플랜을 주기적(5년)으로 수립하여 신규 사업 및 과제 발굴･기획에 활용 기타, 계획수립의 기초가 되는 연구개발 활동조사, 정책･산업･시장･기술동향조사, 경쟁력 분석, 기술수준조사 등을 정기적으로 실시하고 산업･기술･시장 동향에 대한 이슈리포트 등을 발간하여 국토교통기술의 미래 신시장 창출에 기여할 예정이다.

그림 1-3

국토교통 미래기술예측조사의 위상

경제/사회/문화의 Mega Trend 연구 미래기술예측(Foresight) 기술수준조사 중장기 계획(Master Plan) 기술수요조사

전략기술로드맵(STRM)

특허동향조사

과제(Project) 발굴

특허권리분석

연도별 R&D 시행계획 연구수행 /관리 연구성과 분석 및 확산

R&D 지표 및 통계 DB 구축

기술·산업 동향 및 경쟁력 분석

주요 이슈별 전략연구

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| Ch. 01 미래기술예측조사 개요 |

제2절

추진체계 및 내용

1. 미래기술예측조사 추진 프로세스 2040 국토교통 미래기술예측조사는 아래와 같이 먼저 환경스캐닝을 통한 메가트렌드 분석과 국토교통 미래기술 수요(Needs)를 도출하였고, 2040년 미래기술 후보군 도출 및 델파이조사를 실시, 도출된 미래 유망기술을 바탕으로 국토교통 미래상을 작성하는 3단계로 추진되었다. 환경스캐닝 : 외부환경의 변화를 분석하여 이슈를 도출하기 위하여 다양한 국내외 예측조사 사례를 STEEP를 기준으로 스캐닝(분석)하여 메가트렌드 및 미래기술 수요(Needs)를 분석하였다. 미래 유망기술 조사 : 도출된 미래기술수요를 바탕으로 미래 유망기술 후보군을 도출하고 전문가 델파이조사를 실시하여 기술별 실현시기 및 중요도 등을 분석하여 최종 미래유망기술을 발굴하였다. 국토교통 미래상 : 미래기술이 우리의 환경에 어떤 변화를 가져오는지 알기 쉽게 전달하기 위하여 일어날 수 있는 여러 가지 상황을 다양한 기술수요자의 관점에서 스토리 형식으로 일러스트와 함께 구현하였다.

그림 1-4

국토교통 기술예측조사 연구 프로세스

Step 1. 환경스캐닝 매가트렌드 및 트렌드 분석 ·국내외 사례 분석

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국토교통 미래기술 수요 도출 ·국토교통 시나리오 설정 ·키워드-네크워크 분석 ·미래기술 수요 도출

Step 2. 미래 유망기술 조사

Step 3. 국토교통 미래상

2040 미래유망기술 조사

국토교통 미래상 작성

·200대 미래기술 도출 ·델파이조사(2회) ·조사분석 및 미래유망기술 발굴

·미래기술 수요자별 ·국토교통 기술분야별

| 2040 국토교통 미래기술예측조사 |

2. 국토교통 미래기술예측 범위 미래기술예측 시간적 범위 과학기술예측조사의 일반적 범위는 예측조사의 목적, 조사기관, 예측범위, 예산 및 조사기간 등에 따라 20~30년간 예측하고 있다.

- 제4회 과학기술예측조사(한국과학기술기획평가원) : 2035년(23년 예측, 2012년) - IT 기술예측조사 2005(한국산업기술평가관리원) : 2025년(14년 예측, 2011년) - 제9회 과학기술예측조사(교육과학기술부, 일본) : 2040년(30년 예측, 2010년) - GLOBAL TRENDS 2025(NIC, 미국) : 2025년(17년 예측, 2008년) - THE WORLD IN 2050(OECD) : 2050년(45년 예측, 2006년) 국토교통 분야의 개발 기술은 기초기술보다는 응용기술, IT제품과는 달리 인프라 시스템에 해당하며 사회기반시설(SOC)로서 안전이 담보되어야 한다. 이에 IT, BT 등 기초원천, 요소기술 대비 장기 미래의 예측이 필요할 것이라는 전제 하에 2040년 (약 27년 이후)까지의 범위를 시간적 범위로 설정하였다. 즉, 본 연구에서의 국토교통 기술수요의 미래상은 제시된 기술의 사회적으로 보급시기를 최대 2040년까지로 전제하여 조사하였다.

미래기술예측 기술영역 미래기술예측조사를 위한 기술의 범위는 현재 국토교통부 소관 7개 대형 기술분야의 세부 기술군을 기반으로 예측하고자 하였다.

표 1-2

미래기술예측 기술범위

기술분야

세부 기술분야*

SOC(시설물) 교량, 터널, 사면/지반, 항만, 특수구조물 플랜트

발전플랜트, 자원개발플랜트, 신재생에너지플랜트, 담수처리 및 환경플랜트

물관리

용수이용, 하천, 수재해 대비 및 관리

도시/건축

도시인프라 구축, 도시인프라 관리 및 운영, 건축물 성능향상, 첨단건축, 초대형건축

도로교통

자동차, 도로 및 교통시설, 교통계획 및 운영, 교통안전 및 환경, 물류운송, 물류운영시스템

철도교통

철도차량, 철도시설, 철도운영 및 환경

항공교통

항공기, 항행, 항공안전, 공항

* 국토교통기술수준분석 총괄보고서 (2013.6, KAIA) 기술분류 참조

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| Ch. 01 미래기술예측조사 개요 |

3. 국토교통 미래기술예측 추진체계 전문가 Working Group / 총괄위원회 전문가 Working Group은 각 분야의 전문가가 자신의 전문적 영역에 구애받지 않고 타 분야 전문가들과 소통함으로써 미래 트렌드에 대한 열린 견해를 논의할 수 있도록 다양한 분야의 전문가를 한자리에 모아 메가트렌드 해당 7개의 분과로 구성하였다. 또한, 국토교통 분야 외에도 경제, 경영 등 인문사회 분야 전문가로 구성된 인문사회 전문위원회를 구성하여 미래상의 방향, 기술의 검토 등 자문의 역할을 수행하였다. 총괄위원회는 각 트렌드 분과의 의견을 종합하고 공통적인 이슈에 대한 통합조정의 역할을 하도록 각 분과위원회의 위원장으로 구성하였으며, 트렌드, 델파이조사 결과 및 미래상의 최종 점검을 수행하였다.

국민 의견수렴 장기미래의 기술수요의 도출을 위해 전문가 그룹의 의견 외에도 일반국민의 자유로운 상상이 더해질 수 있도록 초등학생, 중학생, 대학생 등의 참신한 아이디어를 수렴할 수 있는 이벤트를 개최하여 국토교통 미래기술에 반영을 검토하였다.

그림 1-5

2040 국토교통 미래기술예측조사 추진체계

국토교통부 국토교통과학기술진흥원 총괄위원회 <일반국민>

초ㆍ중ㆍ대학생 (공모전 등)

<전문가 Working Group(8개 )>

인문사회 전문위원회 (자문역) 인구/사회상 변화에 대비하는 국토교통 기술 과학기술 발전에 부응하는 국토교통 인프라 이종기술과 융복합으로 상생하는 국토교통기술 글로벌 경제 및 정세 변화 대비 인프라 구축 지구온난화와 기후변화에 대처하는 국토교통기술 에너지 자원 고갈에 대비하는 국토교통기술 국민의 안전한 삶 보전을 위한 국토교통기술

18

| 2040 국토교통 미래기술예측조사 |

제3절

국내･외 사례 분석

1. 기술예측 방법론 분석 기술예측은 다양한 방법론이 존재하며, 기술 분야 및 제반 환경에 따라 필요한 방법론을 선택하여 체계적인 기술예측 프레임워크를 구성하여 추진한다. 기술예측 초기에는 델파이 기법이 많이 활용되어 왔으나, 최근에는 환경스캐닝, 시나리오기법 등 다양한 방법을 적용되고 있다. 본 미래기술예측에서는 국내‧외 다양한 장기예측 사례에서 제시하는 델파이조사 및 시나리오기법을 국토교통 분야에 부합하게 조정 활용하여 2013~ 2040년 미래사회를 전망하고 미래유망기술 도출에 중점을 두었다. 표 1-3

기술예측 방법2)

구분

기법

단기예측

경향외삽법

- 과거 관측치의 경향을 미래의 연장선에 투영･ 지수추세, 회귀분석 등

성장곡선법

- 기술의 진보가 일정시점을 지나면서 한계수준에 이르는 과정을 S곡선 형태로 단순화하여 과거 시계열을 이용 모수를 추정하고 예측

시뮬레이션법 중기예측 기술연관 분석법

주요내용

- 실체를 모형화한 대체물에서 제어요인 실험결과로부터 실체를 예측 - 각 산업에 걸친 기술의 상호관계를 정량화하여 요소기술과 기술의 파급효과를 조사하는 방법

연계트리 - 기술목적을 순차적으로 나열하고 목적달성이 가능한 수단을 찾아, 세부기술 (Relevance Tree) 과제를 확정하여 목표가 전체기술 계획에 부합하는지 평가 델파이조사 (Delphi)

장기예측

교차요인분석 (Cross Impact) 시나리오 (Scenario)

- 전문가 패널을 구성하여 설문조사를 반복적으로 실시, 의견수렴 과정을 이용 - 설문조사 반복실시는 평균 2회 시행 - 중장기 예측과 시계열자료가 없을 경우나 광범위한 기술분야에 대한 예측에 적절한 방법 - 델파이조사기법의 발전된 형태 - 예측대상기술에 대해 상호영향을 미치는 요인을 분석 - 미래의 가상적 상황에 대한 주관적 묘사 - 다른 예측기법을 바탕으로 여러 시나리오 구상가능 - 데이터를 바탕으로 각 변수를 고려하여 시나리오를 작성, 선택, 발전시켜 시사점을 분석하고 계획수립에 반영

2) 미래기술의 경쟁력 강화를 위한 기술예측기법 연구, KISTI, 2001

19

| Ch. 01 미래기술예측조사 개요 |

2. 국내 기술예측 조사 사례 미래기술예측조사 사례 국내의 미래기술예측조사는 주로 국가연구개발사업을 진행중인 부처와 전문기관을 중심으로 진행되어 왔다. 조사기법으로는 대부분 전문가 델파이조사와 미래의 생활상을 나타내는 시나리오 기법을 적용해 왔으며, 그중 과학기술예측조사는 5년 단위로 진행 되는 국가단위 가장 큰 규모로 진행되어 왔다.

표 1-4

미래기술예측조사 사례(국내) 보고서명

기관

조사기법

발행년도 예측년도

한국과학기술기획 델파이 및 시나리오 기법 평가원 전문가 인터뷰

2012

2035

2012

2025

2012

2025

IT 융합 미래기술예측조사 2025

한국산업기술평가 델파이 및 시나리오 기법 관리원 델파이 및 시나리오 기법

2010

2025

한국사회의 15대 메가트렌드

한국정보화진흥원

전문가 인터뷰

2010

2020

건설산업연구원

전문가 인터뷰

2011

2020

제4회 과학기술예측조사 2012년 KISTEP 선정 10대 미래유망기술 IT 기술예측조사 2025

2020 한국 건설산업의 주요 이슈 및 트렌드 예측

미래창조과학부는 1994년부터 5년마다 과학기술 전 분야를 대상으로 과학기술예측조사를 실시하고 있다. 이는 미래 과학기술 비전과 전략기술 발굴을 주 목표로 시행중으로, 과학기술 정책 및 과학기술기본계획 반영과 전체 분야의 미래기술조사의 정기적 조사의 기본 자료로 활용 중이다.

표 1-5

20

과학기술예측조사 개요

구분

1차

2차

3차

4차

발간

1994

1999

2004(2007수정)

2012

분야

15

15

8

8

조사기술

1,174

1,155

761

652

예측기간

1995~2015

2000~2025

2005~2030

2012~2035

방법론

델파이조사

델파이조사

델파이조사+시나리오

델파이조사+시나리오

| 2040 국토교통 미래기술예측조사 |

한국과학기술기획평가원(KISTEP)은 ‘2012년 KISTEP 선정 10대 미래유망기술’에서 전체 기술 분야를 대상으로 기술이 가져올 경제, 사회적 기술적 파급효과의 관점에서 미래유망기술을 발굴하여 제시하였다.

표 1-6

2012년 KISTEP 선정 10대 미래유망기술 주요내용

∙ 암 바이오 마커 분석기술

∙ 초전도 송전기술

∙ 실시간 음성자동통역기술

∙ 디지털 홀로그래피 기술

∙ 스핀 트랜지스터

∙ 바이로 플라스틱

∙ 미생물연료전지

∙ 4G+ 이동통신기술

∙ 슈퍼독감백신

∙ 친환경 천연물 농약

산업통상자원부는 2011년 ‘IT 융합 미래기술예측조사 2025’에서는 IT 융합기술 발전에 대한 전망을 통해 미래 핵심기술니즈를 도출하고 국가지원 필요성이 높은 미래 유망 기술로 10개 분야 50개 핵심기술니즈를 도출하였다. 여기서 IT 융합 미래사회에 대한 바람직한 발전시나리오를 제시하였고, 도출된 기술니즈들은 각 분야(IT와 10대 분야의 융합분야로 표현)별로 델파이조사를 실시하였다.

21

| Ch. 01 미래기술예측조사 개요 |

표 1-7

IT 융합 미래기술예측조사 2025 주요내용

IT융합분야

주요제품/서비스(2025)

IT융합분야

IT-자동차

운전자 비전 기반 증강현실 위치정보 제공 Smart Health Care 차량

IT-섬유

Automatic self controled & generated E-fiber

IT-조선

선내외 통합제어시스템 무인항해지원

IT-의료

Smart personal care service

IT-건설

원격/이동형 주거생활 서비스

IT-조명

생활패턴형 IT 인간중심 조명

IT-기계

에너지 자급형 공장

IT-국방

개인스텔스 장치 곤충활용 탐지기술

IT-로봇

탑성형 로봇 개인용 개인로봇

IT-에너지

주요제품/서비스(2025)

분산발전원･전기차･무선충전 연동형 스마트그리드 통합서비스 달에너지 자원 채취장비

또한, 산업통상자원부는 이를 기반으로 2012년 ‘IT 기술예측조사 2025’를 추진하여 정보통신기술의 발전속도와 방향, 범위 등에 대한 합리적인 전망을 통해 100대 미래 기술수요를 도출하고 20대 미래유망기술을 도출하였으며, 5명의 가족구성원의 시점을 통한 미래기술의 변화상을 조망하였다.

그림 1-6

IT기술예측조사 2025 시나리오 예(주부, 직장인)

한국정보화진흥원(NIA)은 ‘미래사회 트렌드로 본 10대 미래기술 전망’ 보고서에서 한국사회의 15대 메가트렌드 분석을 통해 사회적 수요가 반영된

5대 기술트렌드를

도출하였고 이를 기반으로 미래 유망 10대 기술을 도출하였다. 이중 인간보조(Human Augmentation), 전기자동차(Electronic Vehicle) 등은 국토교통기술에 직접 적용될 수 있는 기술에 해당된다.

22

| 2040 국토교통 미래기술예측조사 |

표 1-8

미래사회 트렌드로 본 10대 미래기술 전망 주요내용 15대 메가트렌드

인구구조의 변화, 양극화, 네트워크사회, 가상 지능공간, 기술의 융복합화, 로봇 웰빙/감성, 복지경제, 지식기반경제 글로벌 인재의 부상, 기후변화 및 환경오염 에너지 위기, 기술발전에 따른 부작용 글로벌화, 안전위험성증대, 남북통합

기술트렌드

인간 삶의 진화 융합의학의 성장 친환경 에너지 기술의 실용화 신소재, 신제품의 등장 디지털 패치워크의 도래

미래유망 10대기술 3D TV Services Human Augmentation Humanoid Robot Smart Pills Solar Energy System Chilled Beam Cooling Erasable Paper Printing System Electronic Vehicle Cognitive Radio Tera-Architecture

건설산업연구원에서 펴낸 ‘2020 한국건설산업의 주요 이슈 및 트렌드 예측’에서는 메가트렌드 분석과 핵심동인 분석을 통해 현재 건설산업 이슈를 도출하였고 민간의 입장에서 새로운 건설산업군을 형성할 수 있는 상품과 해당기술 11개를 도출하였다. 표 1-9

2020 한국건설산업의 주요이슈 및 트렌드 예측 주요내용 핵심동인

주요 건설상품과 기술 한･일 해저터널 한･중 해저터널 글로벌 경제

첨단과학기술발전 지구환경변화 등 녹색성장이슈 재해/재난에 대한 대비 인구구조의 변화 삶의 질에 대한 요구증대 글로벌 경제변화 정부의 정책/제도/규제 기조 도시화 가속 국토활용 정책변화 남북통일 등 정책/사회적 변화

새만금 개발 200m/h 이상의 고속도로 무공해･건물 배출가스 제로 도시 도심지 건물 집단 네트워크(WBS) 구축 녹색 건설 업무용 빌딩의 녹색화 및 첨단 리모델링 녹색 인프라 구축 도심지의 지하 대심도 도로 삶의 질 향상 도로 및 철도 지상 공간 재창조 건설 현장 기술

3無(폐기물, 안전사고, 기능인력) 건설공사 기술

미래 트렌드 분석 사례 국내 미래예측 문헌조사에서는 국책연구원 및 연구관리 전문기관에서 미래의 기술트렌드를 중심으로 발간한 사례 조사를 병행 시행하였다. 대부분 2030년 이후의 트렌드 분석에 집중하였고 본 미래예측 조사의 미래트렌드 예측에 참조 활용되었다.

23

| Ch. 01 미래기술예측조사 개요 |

표 1-10

국토교통 관련 미래 트렌드 분석사례(국내) 보고서명

과학기술 미래비전

기관

발행년도

예측년도

한국과학기술기획평가원

2010

2040

한국정보화진흥원

2009

2030

2010

2040

2010

2020

2009

2030

트렌드로 보는 미래사회의 5대 특징과 준비과제 미래비전 2040

한국개발연구원 2020/2050 미래전망 토론회 국토대예측

국토연구원

한국과학기술기획평가원(KISTEP)은 2010년 과학기술 전 분야를 포괄하는 장기 비전 제시를 목표로 2010년 ‘과학기술 미래비전’을 발표하여 이상적 목표로 그리고 있는 2040년 한국 사회의 모습을 ‘자연과 함께 하는 세상’, ‘풍요로운 세상’, ‘건강한 세상’, ‘편리한 세상’으로 구체화 하였다. 우리 사회에 적용되는 5대 메가트렌드로 환경과 자원문제 심화, 지식기반사회 진전과 글로벌화, 인구구조의 변화, 과학기술 융합 가속화, 새로운 안보이슈 등장을 도출하였다.

표 1-11

KISTEP 과학기술 미래비전 주요내용

메가트렌드

환경오염과 자원문제 심화

지식기반사회 진전과 글로벌화

24

세부내용 지속성장을 위한 에너지와 자원 부족 심화 지구온난화의 가속 환경오염에 따른 건강위협 등 세계 경제의 일원화･동조화 심화 BRICs의 성장 지식기반 경제 강화 생산 및 소비형태 변화 등

인구구조 변화

선진국의 고령화와 개도국의 청년화 도시화의 지속과 메가시티 간 경쟁 심화 노동시장의 변화 가족개념의 변화 등

과학기술 융합 가속화

정보통신기술 발전의 새로운 단계 진입 바이오기술의 실용화 진전 타 분야의 발전을 견인하는 나노기술 융합현상 가속화 등

새로운 안보이슈 등장

종교적･문화적･역사적 갈등 지속 새로운 전염병의 위협 테러위협의 증가

| 2040 국토교통 미래기술예측조사 |

한국정보화진흥원(NIA)는 2009년 ‘트렌드로 보는 미래사회의 5대 특징과 준비 과제’를 통해 21세기 한국사회의 주요 패러다임 변화를 분석하고, 미래 정보사회의 주요 이슈를 전망하여 IT를 통한 해결방안을 모색하였다. 동 연구내용은 다양한 IT 관련 기본계획의 환경 분석 자료로 활용되었다.

표 1-12

트렌드로 보는 미래사회의 5대 특징과 준비 과제 주요내용 미래사회의 특징

바람직한 미래창출을 위한 준비방향

경쟁심화

창조적인 역량증진

개인화, 다원화 확산

사회적 밸런싱의 유지

가상공간의 가치증대

가상공간의 신가치 창출

디지털과 휴머니즘의 결합

인간중심으로 기술 진화

사회적 자본으로써 ‘신뢰’의 강화

사회발전의 새로운 엔진, ‘신뢰’구축

한국개발연구원(KDI)은 2010년 ‘미래비전 2040’을 통해 급변하는 사회･경제적 과제에 효과적으로 대응하고 미래가 가져올 밝고 어두운 모습의 양면성을 대비시켜 미래의 환경변화를 도전과 기회로 설정하고자 구조적이고도 장기적인 로드맵을 설계하였다. 여기서는 인구, 과학기술, 환경･자원, 경제, 정치, 문화 등의 6개 분야별로 글로벌 메가트렌드를 구분하여 주요 핵심 이슈의 내용을 분석하였고, 메가트렌드 변화를 발전 패러다임으로 진화시켜 혁신-통합-개방을 통한 국가의 지속성장을 이룬다는 전략을 제시하였다.

표 1-13 메가트렌드

미래비전 2040 주요내용 핵심이슈

메가트렌드

핵심이슈

인구구조의 고령화

저출산 고령화의 심화 글로벌 인재확보 경쟁의 심화 가족 및 사회 개념의 변화 다문화 사회화

세계 경제지형의 변화

시장확대, 국제 분업체제의 변화 세계 경제축의 다원화 불확실성 및 글로벌 리스크의 증대

기술변화의 가속화

IT, BT, NT 등 신기술 개발경쟁 심화 지식･정보의 사회 양극화 심화 기술의 융복합화

정치환경의 다원화

참여 방식 및 거버넌스의 변화 사회적 갈등의 복합･다원화 Soft Power의 중요성 부각

기후변화 및 자원부족

지구온난화의 지속 전세계적 에너지･자원 불균형의 심화 녹색 보호주의의 심화

여가･문화의 가치증대

문화 접변 가속화 소비자 욕구의 다양화･고도화

25

| Ch. 01 미래기술예측조사 개요 |

‘2020/2050

미래전망 토론회’에서 한국개발연구원(KDI)은 경제･산업,

에너지,

외교･안보, 교육･과학, 사회･문화 5개 분야별로 미래 메가트렌드에 따른 각 분야의 영향을 파악하고 전략, 미래 비전을 제시하였다. 15대 메가트렌드 분석 결과, 고성장시 2020년 한국은 세계 5위까지 진입 가능할 것이며 무역의존도는 68%로 감소, 제조업의 세계 점유율은 7위가 될 것을 예상하였다.

표 1-14

미래비전 2040 주요내용

5대 분야 경제･산업 에너지 외교･안보 교육･과학 사회･문화

15대 메가트렌드 세계경제 통합 및 국제 분업, 인구구조변화 기업 경영 및 소비여건, 기술 진보, 에너지 시스템의 전환 에너지 패러다임 변화, 국가이익 실현 외교전략, 남북관계 비전 미래사회 변화와 영향, 과학기술의 발전과 융합현상 가속화 2020 과학기술 비전, 사회분야 미래상, 문화의 미래 변화

국토연구원은 2009년 ‘국토대예측’ 연구에서 국토 및 지역에 대한 예측을 통해 한국의 특성에 적합한 미래예측 방법론을 정립하여 국토의 분야 및 지역별로 2030년의 미래상을 체계적으로 구상하였다. 여기서는 국토의 형태, 기능, 구조 등과 관련하여 과거-현재-미래까지 지속될 가능성이 높은 메가트렌드를 설정하였다.

표 1-15 분야

메가트렌드

세부내용

정치

정치 다극화

국제사회 다극화, 테러 및 국지전 증가, 거버넌스 강화, 분권화 지역 및 국가 간 경제협력 강화, 다국적 생산네트워크 강화, 국제 금융

경제

경제 글로벌화

환경

기후변화 및 자원부족

인구

저출산･고령화

사회문화

가치관 및 문화 다양화

과학기술

26

국토대예측 주요내용

시장의 다각화, 산업구조의 고도화 지구온난화, 재해 및 질병 위협, 에너지 및 자원 부족 저출산(인구 감소), 고령화, 가구 소규모화 삶의 질 중시, 개인주의 심화, 다문화사회의 가속화, 노동 유연화, 여성 지위 향상

과학기술 발달 및 융복합화 정보통신, 바이오, 나노, 에너지 및 환경기술 등 발달 및 융복합화

| 2040 국토교통 미래기술예측조사 |

3. 국외 기술예측 조사 사례 미래기술예측조사 사례 국외의 미래기술예측조사는 선진국을 중심으로 진행되어 왔으며, 대표적인 일본의 과학기술 예측조사는 9회에 이르렀다. 미국의 경우 민간차원의 예측이 주를 이루어 왔으며 대부분 대표기술 등을 중심으로 연구를 진행하였다.

표 1-16

미래기술예측조사 사례(국외)

국가

보고서명

기관

발행년도

예측년도

일본

제9회 과학기술예측조사

과학기술정책연구소(문부과학성)

2010

2040

미국

10대 유망기술 예측

MIT

2011

2016

영국

2020년 영국 성장기회

과학기술청

2010

2020

중국

중국 미래 20년 기술예측연구

중국과학원

2010

2030

일본은 1972년부터 5년마다 과학기술예측조사를 통해 국가과학기술예측조사를 실시하고 있다. 2010년 시행한 ‘제9회 과학기술예측조사’에서는 기후변화와 경제 불황이라는 글로벌 이슈와 고령화 및 재정적자와 같은 일본 내 이슈 및 메가트렌드 분석을 통해 832개의 미래기술을 도출하여 델파이조사를 실시하였다. 그 결과 약 70%가 2020년까지 기술적으로 구현되고, 2030년까지 사회적으로 실현될 것으로 나타났다.

표 1-17

제9회 과학기술예측조사 주요내용 주요목표

그린 이노베이션에 의해 지속적으로 성장하는 일본 건강･고령사회 성공모델로서의 일본

생활안전이 보장되는 일본

주제 - 저탄소 사회를 실현하는 스마트그리드 - 세계 물 공급 시스템의 확대, 그린 ICT 비즈니스 - 농림수산업의 종합산업화, 환경변화에의 적응 방안 - 저출산 고령화 시대의 건강 유지 증진 - 건강･장수 사회 기반이 되는 세계 최고 수준의 의료 환경 - 사회격차를 없애기 건강 정보 인프라 -

식량의 안정적인 공급 화석 자원･광물 자원의 안정적 수급 보장 세계 최고 수준의 안전: 재난 위험 최소화 안전한 사회 구축 토대

27

| Ch. 01 미래기술예측조사 개요 |

미국 MIT에서는 2001년부터 매년 다양한 분야에 걸쳐 그 해에 주목할 만한 기술을 10개씩을 선정하여 ʻTechnology Reviewʼ 저널에 발표하는데, 향후 5년 안에 상당한 사회적･경제적 파급효과를 가져올 수 있는 주로 제품화가 즉각 가능한 산업기술을 선정하고 있다. 특히 기술과 제품이 사회적으로 적용되는 가능성을 넓게 탐색함으로써 경제적 효과뿐만이 아닌 개발도상국의 보건환경 개선 등과 같은 사회적 활용처를 중시하여 델파이 등과 같은 대규모 설문조사 방식이 아닌 각 분야 기술의 최첨단 흐름을 인식하고 있는 최고 전문가들에게 자문을 구하여 유망기술을 평가하며 융합기술의 부상 등을 비롯한 과학기술의 최신 경향을 반영하고 있다. 표 1-18 연번

MIT Emerging Technologies 2012 주요내용 기술

연번

기술

1

난자줄기세포(Egg Stem Cells)

6

태양광 마이크로그리드(Solar Microgrids)

2

라이트 필드 사진기술(Light-Field Photography)

7

고효율 태양전지(Ultra-Efficient Solar)

3

더 빠른 푸리에 변환(A Faster Fourier Transform)

8

3차원 트랜지스터(3-D Transistors)

4

크라우드 펀딩(Crowdfunding)

9

나노포어 시퀀싱(Nanopore Sequencing)

5

고용량전지 대량생산기술(High-Speed Materials Discovery)

10

페이스북 타임라인(Facebook's Timeline)

영국은 1993년부터 정식으로 기술예측조사가 시작되었으며 과학기술청(Office of Science and Technology)의 주도로 추진되고 있다. 과학기술청의 Foresight HSC(Foresight Horizon Scanning Center)는 ‘2020년 영국 성장기회(2010)’라는 보고서에서 영국이 집중해야 할 7대 분야를 제시하였다. 표 1-19

2020년 영국 성장기회(2010) - 영국이 집중할 7대 분야 주요내용

연번 1

28

기술 Manufacturing on Demand

2

Smart Infrastructure

3

The Second Internet Revolution

4

Energy Transition

5

New Materials' contribution to a low carbon future

6

Regenerative medicine

7

Intellectual property - strategic national asset

| 2040 국토교통 미래기술예측조사 |

중국은 2003년부터 중국과학원을 중심으로 '중국 미래 20년 기술예측연구' 사업을 추진하였다. 과학기술촉진발전연구센터에서 2차에 걸친 델파이조사를 통해 전문가 의견수렴 및 핵심기술을 개발하고 국가 핵심기술을 선정하였다. 2010년에는 첨단생산, 자원･환경, 화학･화공, 우주공간 등 4개 분야에 대한 보고서를 발표하였고, 경제성장 촉진, 생활수준향상, 국가안전보장 등 3개 요소를 기준으로 중국의 미래발전에 중대한 10개 기술영역을 도출하였다.

표 1-20

중국 미래 20년 기술예측연구 -10대 기술영역 주요내용

연번

기술영역

연번

기술영역

1

생태자원환경

6

환경 자원환경

2

우주공간 원격기술 응용 우주공간

7

GPS기술 응용 우주공간

3

재해방지감소 자원환경

8

날씨 및 기후 자원환경

4

자원이용 및 에너지개발에서의 화학화공기술

9

해양 자원환경

5

첨단기술 및 설비 첨단생산

10

바이오의약 및 건강에 관련된 화학화공기술

미래 트렌드 조사 사례 국외 미래 동향조사 사례에서는 미래를 전망하고 예측하여 실현가능한 과학기술을 중심으로 사회기반이나 생활패턴 등을 주로 조사한 것으로 나타났다. 정부 정책이나 이슈 등도 형식에 얽매이지 않고 미래목표의 달성이나 글로벌 과제를 위하여 해결할 수 있는 방안을 도출하였다. 미국은 ‘Global Trend 2025’에서 미래 국제질서에 중요한 영향을 미치는 변화 동인을 파악하여 확실성과 불확실성으로 분류되는 이슈들을 구체화하였다. 인구감소와 고령화는 사회문제를 심화시키는 보편적인 국내 이슈로, 기후변화와 자원문제, 테러리즘, 지역 안보불안 등은 국제공조가 필요한 글로벌 의제국가 간 협력은 물론 비정부 기구등과도 적극적으로 연대를 모색해야 함을 시사하였다. 중국은 ‘창신 2050 : 과학기술과 중국의 미래’에서 2050년까지의 변화 전망과 대응방향을 설정한 연구결과를 영역별로 발표하였다. 주요 18개 과학기술분야의 장기적 환경변화 전망과 대응전략을 설정하였고 5년마다 계획을 수정할 계획이다.

29

| Ch. 01 미래기술예측조사 개요 |

영국은 1993년부터 과학기술청 주도로 과학기술 예측조사를 시행중이다. 2010년 ‘기술과 혁신의 미래 : 2020년 영국 성장기회’ 라는 보고서에서 영국이 집중해야 할 7대 분야를 제시하였다. 또한 ‘World Trade: Possible Futures’에서는 2020년까지의 세계 무역 전망을 당면한 주요 과제와 해법에 대해 살펴보고, 네 개의 시나리오(Global innovation, Global citizen, Fragile alliances, Deglobalization)를 제시하였다. 독일은 ‘Megatrends’에서 미래의 메가트렌드를 예측하여, 기술이 미래의 생활에서 활용 가능한 영역들을 전망하고 이슈를 도출하였다. 기술의 미래를 통해 앞으로 일어날 과학기술의 혁신과 융합의 가속화를 통해 인류의 문명을 바꿀 수 있을 트렌드에 대해 예측하였다.

표 1-21

30

미래 트렌드 조사 사례(국외)

국가

보고서명

기관

발행년도

예측년도

미국

Global Trend 2025

NIC (National Intelligence Council)

2008

2025

중국

창신 2050 : 과학기술과 중국의 미래

중국과학원

2010

2050

영국

10년 기술과 혁신의 미래 : 2020년 영국 성장기회

과학기술청 Foresight HSC

2010

2020

| 2040 국토교통 미래기술예측조사 |

31

| Ch. 02 메가트렌드 분석|

32

| 2040 국토교통 미래기술예측조사 |

CHAPTER

02

메가트렌드 분석

메가트렌드 도출 메가트렌드 국토교통 부문 세부전망

33

| Ch. 02 메가트렌드 분석|

메가트렌드 분석

제1절

메가트렌드 도출

1. 메가트렌드 분석 개요 국토교통 미래기술예측조사를 위해 현재의 다양한 모습들에서 기인하는 미래상과 국민이 희망하는 모습들을 고려한 미래의 트렌드를 제시할 필요가 있다. 각종 국내･외 미래예측 및 트렌드 분석 보고서에서 제시한 메가트렌드를 분석하여 미래에 다가올 국토교통의 모습과 당면과제, 기술수요 도출의 근거로 분석하였다. 메가트렌드는 총괄위원회의 논의를 거쳐 총 7개로 최종 구분하였으며, 주제별 심도 있는 논의가 될 수 있도록 전문가 Working Group을 7개 트렌드 분과로 구성하였다. 그 결과, 14개 세부트렌드와 키워드를 도출하였으며 기술수요 도출의 근거가 되었다. 메가트렌드 분석을 위해 거시적 환경 분석 기법인 STEEP 분석을 시행하였다. 이는 외부요인으로 국가나 기업의 활동에 영향을 미치는 요인들로 장기간에 걸쳐 발생하고 영향을 미치는 인자를 분석하는 기법으로 크게 사회적 환경(Social), 기술적 환경 (Technological), 경제적 환경(Economic), 생태학적 환경(Ecological), 정치적 법적 환경(Political)의 5대 거시적 환경을 분석한다.

34

| 2040 국토교통 미래기술예측조사 |

2. STEEP 분석 다수의 미래전망자료에서 공통적으로 제시하고 있는 메가트렌드를 STEEP(Social, Technological, Economic, Ecological, Political) 기반으로 분석을 시행하였다.

표 2-1

주요 보고서의 트렌드 STEEP 분석 종합 STEEP 기준의 이슈 구분

주요 트렌드 보고서

Social

Technological

Economic

Ecological

Political

제4회 인구구조의 변화 과학기술예측조사 문화적 다양성 증가

과학기술의 발달과 융복합화

글로벌화의 심화 중국의 부상

에너지･자원 고갈 기후변화 및 환경문제 갈등의 심화 심화

과학기술 미래비전

과학기술 융합 가속화

지식기반사회 진전과 글로벌화

환경오염과 자원문제 새로운 안보이슈 등장 심화

글로벌 다각화 시대 정착

환경과 자원문제 이슈화

인구구조 변화

IT 기술예측조사 인구구조 및 과학기술의 융합 2025 라이프스타일의 변화 가속화 한국사회의 15대 인구구조의 변화 메가트렌드 웰빙/감성, 복지경제

기후변화 및 환경오염 네트워크사회 양극화 지식기반경제 에너지 위기 안전 위험성 증대 가상지능공간 기술의 글로벌 인재의 부상 기술발전에 따른 남북통합 융복합화 로봇 부작용

트렌드로 보는 고령화 미래사회 5대 인간화 특징과 준비과제

네트워크, 컨버젼스

자유무역

지구온난화, 기후변화

인구구조의 고령화 기술변화의 가속화 여가･문화의 가치증대

세계 경제 지형의 변화

기후변화 및 자원부족 정치 환경의 다원화

2020/2050 인구구조 변화 과학기술의 발전과 미래전망 토론회 미래사회 변화와 영향 융합현상 가속화

세계경제 통합 및 국제 분업

에너지 시스템의 전환 국가이익 실현 외교전략 에너지 패러다임 변화 남북관계 비전

미래비전 2040

2020 한국건설산업의 주요 이슈 및 트렌드 예측

인구구조의 변화 삶의 질에 대한 첨단과학기술발전 요구증대 도시화가속

글로벌 경제변화

지구환경 변화 등 녹색성장 이슈

국토대예측

저출산･고령화 과학기술 발달 및 가치관 및 문화 다양화 융복합화

경제 글로벌화

기후변화 및 자원부족 정치 다극화

제9회 저출산 고령화 농림수산업의 과학기술예측조사 건강･장수 의료 환경 종합산업화 (일본) 사회격차

저탄소 사회 그린 ICT 비즈니스 스마트그리드 식량의 안정적인 공급 세계 물공급 체계 확대 화석자원･광물 자원의 환경변화에의 적응 안정적 수급 보장 방안

global trend 2025 (미국)

국제 체제

창신 2050 : 과학기술과 중국의 미래 (중국)

인구 문제

-

Ubiq.정보망체계 선진재료 및 녹색지능체계 구축 고부가가치 생태농업 생물 산업체계의 구축

에너지체계 자원 문제

재해/재난에 대한 대비 정부 정책/제도/규제 남북통일 등 정채/ 사회적 변화

세계 최고 수준의 안전: 재난 위험 최소화 안전한 사회 구축 토대 테러리즘 및 군비경쟁 중동 문제 비국가행위자

지속가능한 에너지 및 지원체계 구축 미래의 지역발전 방안 자연 물 순환과 사회 모색 물 순환의 조화 생태 및 환경관리

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| Ch. 02 메가트렌드 분석|

3. 메가트렌드 및 국토교통 트렌드 선정 STEEP 분류체계에 따라 각급 문헌에서 제시하고 있는 주요 메가트렌드를 7개를 선정한 후 총괄위원회의 논의를 거쳐 확정하였다. 메가트렌드 별 국토교통부문에서 주목해야 할 트렌드를 각각 제시하였다. 인구구조 및 사회환경의 변화, 과학기술 발전, 기술 융복합, 글로벌 경제사회 및 지식기반 지구온난화 및 기후변화, 에너지･자원, 안보 및 안전 등의 7가지 메가트렌드가 선정 되었으며 구체적인 14개 세부 트렌드를 도출하였다.

표 2-2

7대 메가트렌드 및 14개 관련 트렌드

메가트렌드

트렌드

인구구조 및 사회환경의 변화

저출산･고령화사회

과학기술의 발전

첨단 국토교통 기술

도시인구의 증가

ICT기술 발달 기술 융복합

Keyword 고령화, 핵가족, 1인 가구, 저출산, 교통약자 초고층 빌딩, 고밀도 도시, 공간활용, 소규모 주택 센싱기반 활용, 교통수단의 개인화, 초고속 이동 인문학/예술 분야 접목, 감성기반, Big-data

나노기술의 발달

나노 공학 기반, 소형화, 신소재 적용, 정밀화, 형상기억

로봇기술의 발달

지능화, 인체 대체, 자동화

세계시장의 통합

선진국의 세계 건설시장 경쟁력 강화, 신도시 개발기술 수출, 대륙별 경제권 형성, FTA

글로벌 경제사회 인력이동의 글로벌화

다국적 인재등용, 글로벌 거버넌스 체계 확립, 국제 표준화, 전세계 일일생활권

지구온난화 및 기후변화

지구온난화 심화

온실가스 배출량 규제, 자연재해 대응

환경오염의 증가

환경오염 저감 소재 활용, 폐자재 활용

에너지 자원 부족

에너지･자원수요의 증가 물･식량부족의 심화 재해･재난 대비

친환경 에너지원, 국가간 자원확보 전쟁, 자원 무기화, 신재생 에너지, 해양 및 해저 개발 가속화, 전기 자동차 활용 증가 물 부족 증가, 수자원과 에너지자원의 통합관리 국제질서 다극화(테러위험 증가), 시설물 관리 강화, 사고 사망 최소화, 재해 감시 강화, 내진 강화

안보 및 안전 한반도 통일 시대

36

북한 주택 문제, 막대한 통일비용, 통일관련 기반구축 메가 프로젝트

| 2040 국토교통 미래기술예측조사 |

제2절

메가트렌드 국토교통 부문 세부전망

1. 인구구조 및 사회 환경의 변화 총론 세계 인구 구조는 급격한 고령화의 진행으로 지금까지 노령(65세 이상)인구는 세계 전체 인구의 2~3%를 넘지 않았으나, 오늘날 선진국의 노령인구 비중은 약 15%에 달하고 있으며, 2030년 무렵에는 25%까지 증가할 전망이다. 전 세계적으로 60세 이상 고령인구는 2050년에는 지금의 세 배 이상이 될 것으로 보인다.

UN은 2050년에는 5명 중 한명이 60세 이상이 될 것이며 이러한 현상이 지속된다면 60세 이상 인구는 2050년 무렵에는 약 20억명 정도가 될 것으로 추산한다. 우리나라는 2000년에 이미 고령화사회(65세 이상 고령자 비율 7%)에 진입하였으며 2018년 고령사회(14%), 2026년 초고령사회(20%)에 도달할 전망이다.

2026년 초고령사회(20%)에 이어 2049년에는 전체 인구의 40%가 노인이 될 전망으로, 고령화사회에서 고령사회, 초고령사회로 진전되는 속도는 17년과 8년으로 대표적인 고령국가인 일본(24년, 12년), 프랑스(115년, 39년) 등에 비해 현저히 빠른 속도를 나타내고 있다3) 국토기술 측면에서는 고령자들의 생활패턴, 신체여건, 경제적 상황 등을 종합적으로 고려한 도시계획 및 설계와 주택에 대한 필요성과 요구가 높아지고 있다. 고령화가 이미 사회적인 문제로 대두된 일본 등 선진국에서는 고령자용 주택의 개발이 활발히 진행 중이다. 다양한 노약자 지원서비스를 제공하는 U-City 기술 역시 경제적 파급효과가 매우 클 것으로 예상된다. 교통 분야에서는 고령자 등 교통약자의 이동성 향상을 위한 개인교통수단으로 초경량, 초강도, 초소형 자율주행 차량 등의 보급이 예상된다. 본격적인 전기자동차 시대의 도래로 배터리 교환형 전기차 기반 대중교통/자동차 시스템과 근거리/환승센터/ 초고층건물 내 이동 편의를 위한 캡슐형 이동수단 같은 새로운 교통시스템도 등장하여 이동수단의 변혁을 가져올 것으로 전망된다.

3) 보건복지부. 2012

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| Ch. 02 메가트렌드 분석|

세계 지역별 60세 이상 인구비중(%)4)

그림 2-1 40

2011년 2050년 30

20

10

0 세계

유럽

북미

오세아니아

아시아

중남미

아프리카

도시인구 증가와 지속적 도시화에 대응할 수 있는 안전한 고밀 도시의 보급이 가능하도록 공간 활용을 극대화하는 메가시티의 필요가 대두될 것이다. 이를 위한 대형구조물 건설재료, 유지보수 및 관리를 위한 기술수요가 등장하게 될 것이다. 또한 이러한 고밀도시나 대공간내에서의 효율적 이동뿐 아니라 대형도시 및 지역 간 이동을 위한 첨단 기술이 적용된 육상, 항공 교통수단이 필요할 것으로 전망된다.

저출산･고령화 사회 대비 주거 행태 저출산과 독신가구 증가 등 사회 환경의 변화에 따라 다양한 가족구성이 등장하고 그에 따라 개별적인 수요자의 요구에 대응하는 다품종 소량생산 방식의 다양한 주택에 대한 요구가 나타날 것이다. 수요자의 개별적 요구에 대응한 소규모 주택기술로써 주택의 일부를 공장에서 생산하고 현장에서 조립하는 모듈러주택이 보급되어 보편화 될 것이며 경제성 개선효과는 지속 증가할 것이다. 모바일주택과 같이 고소득 독신 직장인, 신혼부부 등을 대상으로 하는 소형주택이 등장할 것으로 고도의 공간집적을 통해 좁은 면적의 부지에도 설치가 가능해야 할 것이다. 소형주택은 자유로운 인구이동과 개인화, 소규모 가족화 등의 경향과 함께 미래 주택의 상당부분을 차지할 것으로 예상되고 있다.

4) UN Population Division (2011)

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| 2040 국토교통 미래기술예측조사 |

최근 도심의 고가도로 하부 등 자투리공간을 활용한 소형 임대주택에 대한 관심이 증대되면서 소규모 공공임대주택에 대한 검토가 진행되고 있다. 2013년 서울시는 시범사업을 통해 가능성을 점검하고 다양한 형태로 확대할 예정임을 밝힌 바 있다. 초고령 사회로의 진입에 따라 고령자 등 노약자가 편리하게 이용할 수 있는 주택의 건설에 대한 필요성과 요구가 높아지고 있으며 일본 등 선진국을 중심으로 고령자용 주택과 관련 기술에 대한 개발이 활발히 진행 중이다. 주택의 내･외부를 노인들의 신체, 심리, 사회적 조건에 맞게 설계하여 노인들이 다른 사람의 도움이 없이도 일상적인 생활을 영위할 수 있도록 설계된 고령자용 주택은 기본적 생활편의 시설 외에 의료서비스 기능과 여가생활에 초점을 맞춘 것 등 고령자 개개인의 생활서비스를 강화한 주거공간이 될 것이다. 고령자용 주택에서는 휠체어의 이용 등을 고려한 무장애(Barrier Free) 공간설계가 핵심적인 요소가 되는데 일본에서는 2015년까지 전체 주택의 25%를 무장애공간으로 구축한다는 목표를 수립하였으며 주택금융지원기구를 통한 융자 확대 및 세제혜택 등 다양한 지원방안을 강구하고 있다. 고령자용 주택에 필요한 첨단기술로는 청소, 요리, 간호 등 전문적인 가사도움 서비스를 제공하는 로봇기술의 등장을 들 수 있다. 화재나 가스누출, 가전제품의 이상 작동 등을 자동으로 감지하여 재해를 방지하고 원격단말기를 통해 외부에서 가정 내의 가전과 주방기구 일체의 상태를 제어하는 원격제어 홈네트워크 시스템과 함께 2족 보행, 가사의 상당부분을 인간과 동일한 조건으로 수행하는 인공지능을 탑재한 가사도우미 로봇의 등장이 예견되고 있으며 미래의 고령자 친화형 주택은 이러한 로봇이 주택과 일체화 될 것으로 기대된다. 우리나라에서 현재 보급되고 있는 고령자용 주택은 생활편의를 강화한 호텔형 전용아파트가 주를 이루지만 앞으로는 단독주택 등 다양한 형식의 고령자용 주택이 개발될 것으로 보인다. 서울시는 ‘2020년 고령사회 마스터플랜’을 발표하고 2020년까지 총 3조 8천억원의 재정을 투입하여 1만4천여 가구의 고령자 친화형 주택을 보급하기로 하였으며, 500곳의 노인보호구역(실버존) 확보와 70곳의 소규모 노인복지관 및 600곳의 요양시설 등을 제공하기로 하였다. 또한 이러한 노력을 발판으로 2014년까지 WHO(세계보건기구)의 고령친화도시 인증을 획득을 준비 중이다.

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| Ch. 02 메가트렌드 분석|

저출산･고령화 사회 대비 도시시스템 미래 도시는 고령자의 생활패턴, 신체여건, 경제적 상황 등을 종합적으로 고려한 도시계획 및 설계에 대한 고려가 필요할 것이다. 고령자 등을 대상으로 하는 범죄를 예방하기 위한 CPTED(범죄예방설계기법)에 대한 연구가 미국, 독일, 영국, 네덜란드 등을 중심으로 진행되고 있다. 일본에서는 초고령 사회에 대응하여 2009년 도쿄대학에 운동생리학과 도시계획 분야에서 공동으로 연구를 수행하는 고령사회 종합연구기구가 설립되었다. 초고령 사회에 대비한 도시 분야에서의 우리의 대표적 연구개발사업인 U-City는 도시통합 정보센터와 공공정보통신망 구축을 시작으로 방범용 CCTV 등 영상감시, 교통정보, 상하수도모니터링 및 원격검침, 도시재난재해예방, 긴급의료서비스, 원격교육 등의 서비스를 통합한 것으로 노약자의 생활편의 증진에 초점을 맞추고 있다. 2013년 현재 중앙정부를 비롯하여 20여개 지방자치단체에서 U-City 사업을 추진하고 있다. 화성동탄, 용인흥덕, 파주운정, 성남판교, 세종시, 인천송도 등 최근 착공 건설 중인 6개 도시의 대표적인 U-City 구축사업에는 총 6,778억원의 예산이 기 투입 또는 투입될 예정이며5), 향후 투자 증가가 예상된다.

저출산･고령화 사회 대비 교통시스템 고령화와 도시 고밀화가 가속화되면서 고령자, 장애자 등 사회적 약자에 대한 교통편의 제공이 새로운 과제로 대두될 것으로 보여 기존의 교통체계를 획기적으로 개선한 안전하고 편리한 새로운 교통물류시스템의 개발이 이루어질 것으로 기대된다. 고령화와 핵가족화, 미혼인구의 증가에 따른 독신가구의 일반화 등으로 현재의 4인승 자가용 등 가족중심 교통수단이 1~2인승의 개인중심으로 변모되고 경제적이고 에너지를 적게 쓰도록 소형화가 진전될 것이다. 또한, 교통약자의 이동성을 극대화할 수 있도록 초경량, 고강도, 초소형의 스스로 운전하는 차량 등이 필요할 것으로 예상된다. 대표적인 자동차 산업국인 미국, 일본 등은 첨단 무인 소형 교통수단인 도심용 운송수단 ‘ENV(Electric Networked Vehicle)’, 미래 교통수단인 ‘ETT(Evacuated Tube Transport)’ 캡슐형 자기부상차량 등 에너지 소모가 적고 환경오염이 거의 없는 새로운 운송수단을 개발 중이다. 자동차의 추진방식에 있어서도 전후좌우 모든 방향으로 자유롭게 움직이는 볼봇과 BALL IP(4 ballbot과 유사)에 대한 연구가 진행되고 있다.

5) www.ucity.or.kr

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| 2040 국토교통 미래기술예측조사 |

장애인 및 고령자 등 교통약자를 위한 소형 교통수단은 단거리 이동시에만 이용될 뿐 아니라 장거리 이동시에는 고속 간선교통수단에 탑재되어 장거리 이동이 가능할 것으로 보인다. 이는 환승센터 및 고밀도 대형 건축물 내에서의 자유로운 이동을 위한 회전반경이 작은 저속 개인이동 교통수단 및 시스템으로도 활용이 가능할 것으로 예상된다. 이와 같이 이동수단간 환승을 최소화하고, 소형교통수단을 연계하는 DTD(Door to door) 철도교통시스템이 등장할 것이다. 교통약자의 승하차 편의를 위해 1cm 이내 정차를 위한 고도의 위치검지와 무인 상태에서도 정위치 정차를 위한 기술개발이 개발될 것이다. 소형 궤도형 승객운송시스템인 PRT(Personal Rapid Transit)시스템 역시 에너지 소비가 현저히 낮으며, 철도에 비해서도 3.6배의 에너지 소비 감소효과가 있는 것으로 예상되어, 미래형 교통수단으로 관심의 대상이 되고 있다. 본격적인 전기자동차 시대의 도래에 따라 배터리를 소형화 탑재할 수 있는 배터리 교환형 전기차 기반의 대중교통과 자동차 시스템에 대한 연구가 진행되고 있다. 미국의 베터플레이스(Better place)사에서는 전기자동차의 배터리 교체작업에 관한 시연에서 불과 1분 만에 다 쓴 배터리를 들어내고 충전된 배터리를 장착하는 퀵드롭(Quick drop) 방식을 개발하였다. 전기차 핵심기술의 국산화와 공공기관을 중심으로 전기자동차 사용이 활성해 질 경우 핵심기술의 해외 종속 탈피와 나아가 수출확대를 통한 세계시장 선점도 가능할 것으로 예상된다. 개별화된 라이프스타일에 삶의 질을 중시하는 풍토가 확산되면서 원활한 국제간 이동을 위한 장거리 대량수송이 가능한 친환경 고효율의 초대형 장거리 여객기와 함께 자율운전이 가능한 개인용 항공 승용차(PAV, Personal Air Vehicle)가 자가용을 대체하는 교통수단으로 등장할 것으로 보인다. 자율조종 비행이 가능한 개인용 항공기(PAV)가 보급될 것으로 예상되며, 현재의 공항관제 중심의 항공교통체계는 신뢰성, 안전성 및 효율성이 크게 향상된 새로운 방식의 항공교통체계로 재정비될 것으로 보인다. 기존의 도로망을 입체화한 3차원 교통망이 국토 전 공역에 걸쳐 설정되고 이착륙 기점 및 기존 도로와의 연계시스템이 개발될 것으로 보인다. 미국 Terrafugia사는 접이식 날개를 지니고 도로 주행이 가능한 신개념 비행체 Transition을 개발하여 지상 및 항공 인증을 추진 중에 있다. 미래형 개인용 항공기(PAV)에 대한 기술개발과 보급 확대는 곧 수요자 중심(On-Demand) 항공 교통체계의 발전을 이끌어 미래 자동차 시장을 선도할 수 있는 기술을 확보할 수 있을 것이다.

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| Ch. 02 메가트렌드 분석|

도시인구 증가 대비 지속적 도시화에 따라 제한된 공간의 활용을 극대화하기 위한 초고층･초대형 건축 기술이 개발될 것으로 예측된다. 우리나라의 건축법상 50층 이상, 높이 200m 이상인 건축물을 초고층건축물로 정의하는데, 이러한 초고층건축물의 기획･설계･시공기술을 확립하고 있는지 여부가 곧 세계적인 건축기술을 확보한 것으로 간주되는 추세이다. 최근에는 주로 아시아와 중동 및 오세아니아지역을 중심으로 초고층건축물 시장이 형성되고 있으며 전 세계적으로 2012년에는 총 66동의 초고층 건축물이 준공되었다. 초고층 건축물의 건설을 위해 실시간 4D 가상현실을 기반으로 한 구조시스템을 포함한 설계기술과 고강도콘크리트 등 재료기술, 콘크리트 압송 등 공사관리 기술이 필요하며, BIM(Building Information Modeling) 기술을 기반으로 설계, 시공, 관리 등이 체계화되면 건물의 최장수명 및 최적운영이 가능해질 것이다. 또한, 초고층 건축물의 건설 및 유지관리를 위한 신소재 기술의 개발이 가속화될 것이며, 건축물의 수명연장을 통한 폐기물의 저감과 유지관리비 절감을 위한 자가치유 콘크리트 보수보강 기술 개발이 미국, 유럽을 중심으로 소재개발 연구가 활발히 이루어지고 있다. 국내의 건설시장은 수주액 기준으로 연간 약 100조원을 상회하며 건축물 유지관리 및 보수보강과 관련한 시장 규모는 3조 2천억원으로 전체 건설시장이 위축되고 있는 가운데에서도 꾸준한 증가세를 나타내고 있다. 새로운 시장으로 지속적인 성장과 확대가 예상되는 건축물 보수보강 관련 신소재 기술이 지속적으로 향상될 것이다.

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| 2040 국토교통 미래기술예측조사 |

2. 과학기술 발전 총론 도시는 공간정보 서비스로 대표되는 첨단 정보시스템으로 통합되어 최적화 관리될 것이며, 초고층, 초대형 메가시티와 같은 대형 건축물이 등장하여 시민들을 더욱 안전하고 효율적으로 생활하게 할 것이다. 현재 스마트폰으로 대표되는 ICT기술의 발달과 유무선 인터넷이 급속도로 결합하는 클라우드 컴퓨팅의 시대가 본격화되고 소셜 네트워크 서비스로 IT서비스 산업구조를 재편할 수 있게 된다. 과학기술의 발전에 따라 보다 효율적이고 창의적인 도시내/지역간 교통시스템이나 교통수단이 보급될 것이다. 미래 메가시티 내/메가시티 간 교통체계에 대한 수요가 대두됨에 따라 창의적 아이디어를 활용한 다차원의 Multimodal 교통시스템이 필요할 것이고 출현할 것으로 보인다.

첨단 국토교통기술의 등장 - 신교통수단의 보급 도시간, 지역간 이동이 활성화됨에 따라 더 빠르고 효율적으로 안전하게 이동할 수 있는 간선 교통수단이 필요할 것으로 예상되며, 지하 공간 및 해중/수중공간에서의 이동을 위해 폐쇄된 튜브구조물 기술의 발전 및 추진력을 극대화하기 위한 튜브 진공기술을 기반으로 한 튜브철도, 해중철도 등 신개념 교통수단이 등장할 것이며, 이를 위한 고강도, 초경량 신개념 소재 및 건설기술이 개발될 것이다. 스위스에서는 ‘스위스 메트로 프로젝트’ 라는 이름으로 미래교통수단으로 튜브트레인 시스템 연구를 수행하였으며 진공터널 단면 및 역사에 대한 설계 연구도 수행한 바 있다. 도시 간 다양한 교통수단들에 통합 운영체계가 도입됨으로써 교통수단간 연계 환승 편의, 실시간 사고 예측 및 사고 대응이 이루어지며, 첨단 센싱 기술의 발전을 기반으로 안전을 위한 모니터링 기술의 신뢰성이 급격히 향상될 것이다. 항공 분야에서는 소재기술의 개발 및 신개념 설계기술을 기반으로 한 고효율 항공기가 개발될 것이다. 나노기술 등의 발전에 따른 신소재 및 기술의 융복합에 따라 개발된 신기술이 항공기술을 바탕으로 현재보다 고성능, 고효율, 친환경적인 항공기술이 탄생될 것이다.

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| Ch. 02 메가트렌드 분석|

터보팬 엔진과 프로펠러를 결합한 형태의 엔진으로 기존 엔진대비 연료소모율 25%이상 저감이 가능한 고효율 저소음 130인승급 오픈로터(Open Rotor) 항공기가 개발될 것이다. 러시아는 오픈로터 엔진을 Antonov AN-70에 장착하여 운용 중이며, 2000년 후반부터

유가가

다시

급등하기

시작하자

2009년에

GE(General

Electric

Corporation)와 미항공우주국(NASA)가 공동으로 연구를 착수하여 NASA Glenn에서 관련

시험을

수행

중이다.

추진시스템과

기체가

통합되고

고양력/

저항력

유동제어기술 및 디지털 비행조종 시스템 기술이 적용된 미래형 고효율 날개동체 통합형 BWB(Blended Wing Body)항공기는 저소음, 고효율 친환경 항공기로 미래의 대형 민간 항공기 시장을 주도할 것으로 예상되며, 탁월한 연비와 탑재 능력으로 공중급유 및 화물수송 등 민간 및 군용 대형 수송기 시장에 활용이 가능할 것으로 기대된다. 무인조종 자율비행 항공기술의 개발에 따라 조종사 없는 항공기가 개발되어 조종사 없이 운항되고 안전한 자율비행 기술이 가능하게 되어 여객기 및 자가용 항공기에 적용 될 것이다. 세계적인 무인항공기 개발 경쟁으로 무인조종 자율비행 기술 수준이 지속적으로 향상되고 있으며, 미국은 유인항공기의 무인화 연구의 선두국가로, 최근 10년 이내에 보잉(헬리콥터 형), 오로라 플라잇 사이언스(고정익 형) 등 유무인 겸용기(OPV) 기술의 개발이 진행 중에 있다. 국내에서도 2009년부터 고정익 형 유무인 겸용기 기술을 개발 중이다. 무인조종 전천후 자율비행기는 항공시장을 활성화하고 향후 재래식 유인항공기를 무인자율 항공기로 개조하는 새로운 항공기 개조산업이 창출될 것이며 항공교통 활성화에 따른 연관된 인프라 산업의 성장이 전망된다.

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3. 기술 융복합 총론 기술 융복합은 이종의 기술 분야가 합쳐지면서 기존 기술에서의 혁신적 성과를 나타나게 하는 과정으로 최근에는 인문학이나 예술분야까지의 융합까지도 고려되고 있는 추세이다. 과학기술의 극단적 발전에 힘입어 기술의 제어 범위가 나노 크기에 이르기까지 정밀화되고, 개인의 지적 능력이 감당할 수 없는 방대한 정보에 기반한 컴퓨터 정보시대가 진전됨에 따라 미래의 기술혁명은 다양한 분야의 지적능력이 결집한 융복합 기술이 주도할 것이라고 예견되고 있다. 우리나라도 정부 부처간 국가융합기술 발전 기본계획을 수립 시행하며 융합 신산업의 발굴 및 지원, 개방형 공동연구 강화, 융합기술 기반 산업 고도화 등을 추진하였다.

NT, BT, IT, CT, ET 등 5대 기반 기술 분야를 중심으로 NT기반 융합, BT 기반 융합 등으로 분류하여 왔으나 국토교통기술 측면에서 기술 융복합은 건설, 교통 등 산업기반 기술을 근거로 5대 첨단 기술융합을 고려할 수 있다. 인지과학과 ICT 기술의 융합은, 산업기술 분야별로 가장 보편적이고 광범위하게 나타나는 자동화, 지능화 과정이다. 지능형 교통체계 및 자율주행자동차, 지능형 인프라 및 주택 등 다양한 국토교통 분야와의 접목이 가능하며 궁극적으로 뇌파를 활용하는 교통수단 및 스마트 홈 등의 ICT 기술 융합 기술이 가능할 것이다. 각종 건자재의 초고강도, 내식성, 무오염 나노소재 표면 처리 기술, 나노카본튜브 (CNT)를 이용한 물 정화 기술, 고효율 연료전지 기술 등으로 첨단 신소재의 점차 광범위한 활용이 예상된다. 인간의 능력을 향상시키는 로봇기술은 가상현실을 실재하는 현실로 바꾸게 될 것으로 예상된다. 입는(Wearable) 로봇과 같이 인간의 지적능력이나 근력을 강화해 주는 로봇 기술로 보다 강해지고자 하는 인간의 꿈이 어느 정도는 현실화 될 수 있을 것이다. 기타 인문학 및 예술과의 융합 메가트렌드를 살펴보면, 근래는 애플의 스마트폰인 아이폰으로 대표되는 H/W와 예술 디자인과의 융합뿐 아니라 동 사의 팟캐스트, 앱스토어 등 문화 생태계 형성이 새로운 가치와 시장을 창조하는 미래기술로 각광받고 있어 국토교통 부문에서도 한옥 등 우리의 문화를 적용한 융합의 필요성이 대두될 것이다.

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ICT 기술의 발달 - 인문학/ICT 기술과 융합된 도시/건축 ICT 기술융합을 통한 자동화, 지능화 과정은 국토교통기술 전반에 적용될 수 있을 것이다. 건설 분야에서는 건설이 자동화되고 첨단 정보통신기술(ICT) 도시가 예측되고 있다. 정보통신기술(ICT) 융합도시는 세계 각국에서 새로운 성장동력으로 인식되면서 관련 기술에 대한 개발이 활발히 추진되고 있는데 2012년을 기준으로 39개국 125개 도시에서 132개의 프로젝트가 진행 중인 것으로 조사되고 있다. 체계적인 도시관리를 통해 안전, 의료, 교통, 문화, 레저 등 각종 생활정보를 제공하여 도시생활의 편의성을 높이고, 거주자의 삶의 질 향상을 도모하는 ICT 기반 도시관리에 관한 관심이 증대되고 있다. 건물의 안전을 자가진단 하는 시스템, 도심 재해 정보 안내시스템, 능동형 안전관리 시스템, 에너지 관리 시스템 등이 통합 운영되는 주요 기능이 보편화 될 것이다. 다양한 종류의 실시간 USN 센서 기술과 무선 인터넷 기반 정보통신 기술의 융합을 통하여 지능형 주택에서는 이미 실내 장치가 인간의 음성이나 시선을 인식하는 단계로 진화하였으며 미래에는 인지과학 및 뇌과학 분야의 첨단기술과 융합하여 사용자의 생각에 의하여 작동하는 단계로 진화될 것이다. 기술과의 융합뿐 아니라 인문학과 예술, 인간의 감성과의 교감을 위한 생활공간을 창출하는 수요가 급증할 것으로 전망되어 경제적인 한옥건축기술 및 한옥단지 조성 및 일반주택 등에도 우리고유의 문화를 형성하여 생태문화공간과 휴식공간, 품격 있는 도시건축문화가 각광받을 것이다. 사회기반시설은 ICT 기반 산업 그리드6) 구축을 통해 시공간 제약을 극복하고 전주기 생산성 및 협업 역량을 제고하게 될 것이다. 즉, 에너지 생산, 전기･수소 에너지 계열 교통시스템, 분산형 라이프라인이 실현될 수 있으며 기술, 인력, 인프라 등 리소스를 가상 연결하는 그리드가 구축될 것으로 예측된다. 산업자원 투입･활용의 시･공간적 제약을 극복하여 Big Data 활용, 협업 등이 가능한 시스템 구축이 필요하다. 플랜트 건설기술에서도 융･복합 및 엔지니어링이 고도화될 것이다. 먼저 청정 플랜트 건설을 위한 대규모 기반 구조물 설계 및 설비와 융복합 건설 수요가 증가할 것이며 극한조건에서 플랜트 시설운용, 생산성 및 안전성 확보의 기술적 난이도가 높아짐에 따라 스마트 센서 및 원격유지관리, 디지털플랜트, 모듈러설계, OTS(Operator Training System) 등이 주목받고 있다.

6) 동시에 여러 곳에서 신경조직처럼 작동하는 망구조

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ICT 기술과의 융합 자동차 분야에서 융합기술의 초점은 환경보존과 정보의 교환, 안전성과 편의성의 향상에 모아지고 있으며 차량의 정보통신, 전자화가 자동차산업의 핵심경쟁력이 될 것이다. 자동차에 내장된 컴퓨터를 기반으로 V2V(차량간 통신, Vehicle to Vehicle), V2I(차량과 주변상황의 정보를 제공, Vehicle to Infrastructure) 통신기술의 표준화되고 군집주행이 일반화 되면서 사고위험이 없는 안전한 자율운전이 구현될 것으로 전망되며, 운전지원 단말 시스템기술, 스마트 블랙박스, V2X(Vehicle to 차량과 차량간, 차량과 기타 인프라간 통신을 통하여 안전 및 편의정보를 제공하는 시스템, V2V, V2I, V2N 등) 등이 통합 운영되는 u-Vehicle 시스템이 보편화될 것이다. 교통과 ICT가 융합된 미래 교통체계인 ITS는 교통관련 통합화된 시스템을 기반으로 실시간 교통상황, 소요시간, 대체 우회경로, 돌발 특별상황 등의 교통상황을 제공하여 교통량 분산을 유도하는 등 교통 서비스 부문에서 지속적인 발전이 이루어지고 있으며, 글로벌 시장규모도 2012년도 142억 달러에서 2015년도 186억 달러로 연평균 약 10% 성장할 것으로 예상되고 있다. 도로의 건설보다는 ICT의 접목을 통한 고효율 운영의 필요에 따라 현재의 고속도로 교통용량을 획기적으로 늘리기 위한 군집주행 기술이 실용화될 것이다. 이미 유럽은 SARTRE Project를 통해 시속 90㎞로 달리는 트럭 뒤를 따라 세 대의 승용차가 6미터 간격을 두고 군집주행을 하는 기술을 시연했고, 미국은 PATH 프로젝트를 통해 자동운전도로시스템(AHS)으로 차량간격을 줄여 군집운행을 진행함으로써 연료와 공기저항을 줄일 수 있었으며, 벤츠, BMW, 폭스바겐, 도요타 등의 자동차에 이와 유사한 크루즈컨트롤 시스템이 장착되었다. 컴퓨터로 제어되는 고속도로에서의 군집주행으로 인해 차량 상호간 반응이 훨씬 빠르기 때문에 각 운전자의 잘못된 행동이나 피로로 인한 사고 감소 효과를 기대할 수 있으며, 자율주행 행렬 내 차량들이 간격을 좁혀 달리기 때문에 공기저항도 적게 받아 최대 20%의 에너지를 절약할 수 있다. 도로 및 교통 특성, 혼잡 교통상황에 적절히 대응하여 안정된 교통을 유도하고, 지체원인 및 지점, 지역 파악으로 교통처리능력을 향상시켜 지체의 악영향을 감소할 수 있으며, 교통표지판 설치 및 유지보수 비용의 감소를 유도할 뿐만 아니라 도시 외관 환경과 미화 향상도 가능할 것으로 기대된다.

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고속도로로 대표되는 연속류 도로에서의 군집주행 기술이 정착되고 안전을 확보하게 되면 ICT 기술 발전 및 네트워크 관리기술의 발전에 따라 Network 차원의 무인 자동운전이 가능하게 될 것이다. 자동차의 기종점(Door to door) 자율주행을 위한 기술과 자가운전 차량이 혼재된 도로환경에서 모든 차량이 안전하게 최적으로 운행할 수 있도록 하는 중앙통제 관리시스템이 개발될 것으로 예상된다. 자동차기술 및 첨단 ICT 기술을 기반으로 신호나 표지판이 없는 도로 시스템이 구현되고, HUD(Head-up Display)등으로 교통신호를 인식하거나 자동 제어 되는 등의 기술 발전이 진행되고 있다. 교통상황에 따라 실시간 신호운영을 통해 차량 지체를 최소화해 교통 혼잡을 개선(20%)할 수 있으며, 각종 교통 법규 위반 단속 및 위험요소에 대처할 수 있는 경고 시스템을 통해 교통안전을 개선할 수 있을 것으로 기대된다. 일본은 ITS-Safety 2010 프로젝트로 첨단 운전자 보조 시스템(ADAS)과 차량-인프라 간의 협업 시스템을 시험 실시하여, 자율주행 자동차가 전 구간에서 인간 이상의 주행 능력을 갖추게 되는 시점을 2025년으로 전망하고 있다. 선진국 중심으로 시도되고 있는 자동차의 자동운전 시스템은 자율형(Autonomous System)과 협조형(Cooperative System)으로 구분된다. 자율형 시스템은 차량에 탑재된 지능형시스템을 이용하는 방식으로 차선마커와 가이드 레일 등을 자동운전을 목적으로 별도로 설치하지 않고, 도로측의 기존설비, GPS와 정밀디지털 도로지도를 이용하는 시스템으로 부상하고 있고, 협조형은 유도케이블과 자기마커 등을 자동운전을 위하여 도로측에 설치하여 차량에 설치된 지능형 시스템의 협조에 의해 제어하는 방식이 개발 중에 있다. 나아가 뇌-컴퓨터 인터페이스(BCI, Brain Computer Interface)기반 운전제어를 통한 안전운전 시스템을 구현하고, 인지반응 시간이 느린 고령운전자를 위해 위험상황 감지 시 뇌파를 이용하여 차량이 능동적으로 제동 및 회피 등 대응반응을 수행함으로써 안전을 제고하고 나아가 일반인의 차량운전에도 활용될 수 있다. 철도시스템의 경우 자동차와의 연계 시스템이 발달할 것으로 예상되며, 자동차와 같은 미래개인 교통수단이 환승 없이 바로 탑승연계 운송될 수 있도록 운영될 수요가 등장할 것이다. 또한, 센서기술의 발달로 열차상태 진단, 운영 및 제어가 가능한 무인 종합관제 시스템이 실용화될 것이다. 초고속 이동을 위한 궤도차량을 위해서 고정밀, 고신뢰성 첨단 모니터링 기술의 개발이 요구되며, 이를 기반으로 무사고/무재해 운행이 가능한 초고속 이동수단이 개발될 것이다.

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항공교통에서도 조종사의 뇌파를 이용하여 항공기를 조종하는 첨단항공기 제어기술이 개발되어 항공기 조종이 용이할 것이다. 비행 안전성이 보장되는 조종사 뇌파 조종시스템이 개발되면, 외란 및 시스템 결함 등에 능동적 대응할 수 있고 뇌파 조종시스템 및 뇌기반 적응학습 제어기는 로봇, 무인자동차 제어기 등의 신규시장을 창출할 것이다. 현재 미국은 선박과 육상간 ISIT(Integrated Shipboard Information Technology) 플랫폼이 구축되어 화물운송의 정보처리 기반이 마련되었다. 또한 건물내, 대륙간 대량 물류 이송을 위해 실시간 위치정보망, 스마트 로봇 시스템을 이용한 환적 등 첨단 기술을 활용한 고속 대용량 물류 이송 시스템이 운영 될 것이다.

나노기술의 발달 나노기술의 발달로 첨단 신소재를 활용하여 각종 건자재의 기능성 표면처리 기술, 나노카본튜브(CNT)를 이용한 물정화 기술, 고효율 연료전지 기술 등 점차 국토교통 분야 전체에서 광범위한 활용이 예상된다. 건축물의 수명 연장을 통한 폐기물의 저감과 유지관리비 절감을 위한 자가치유 콘크리트 보수보강 기술 개발이 추진되고 있다. 미항공우주국(NASA)에서는 나노소재를 이용한 자가치유 소재에 관한 연구가 진행되고 있으며 일본과 미국, 유럽을 중심으로 첨단 신소재 개발에 관한 연구가 활발히 이루어지고 있다. 일본의 도쿄대학에서는 소재의 개발과 응용성 평가, 네덜란드의 델프트공대에서는 박테리아를 이용한 연구, 미국의 일리노이대학에서는 폴리머 마이크로캡슐 소재를 이용한 보수보강법에 관한 연구가 진행 중이다. 초고강도, 내식성, 무오염 나노소재 표면 처리 기술이 개발되어 건축물의 수명연장에 활용될 수 있을 것이며, 강우 강설이나 태풍, 지진과 같은 특수한 기후환경에도 적응할 수 있는 신소재가 개발되어 도로 및 건축물 SOC시설물의 재료로 활용될 것이다. 교통시스템은 승객과 화물의 이동에 필요한 에너지 소비를 최소화하기 위한 경량신소재 개발에 주력하고 있다. 복합재 및 첨단 경량 신소재를 활용한 초경량 교통시스템이 개발되고 친환경 소재를 활용한 고효율 대용량 연료전지 기술이 개발되어 미래형 자동차, 철도, 항공기 등에 활용될 것으로 예측된다. 형상기억 소재 등은 철도레일 등에 도입되어 영하 30～80℃ 극한 일교차에도 변형 없는 신소재, 신공법 철도 레일기술이 등장할 것이며, 초고강도, 내식성, 무오염 나노소재 표면 처리 기술이 개발되어 자동차, 열차, 항공 등의 교통시스템에 활용될 것이다.

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로봇 기술의 발달 로봇기술은 컴퓨터 및 정보통신 기술과 밀접하게 연결되어 있다. 국방이나 의료, 교육 등 다양한 분야의 로봇기술이 발달하고 있는 가운데, 국토교통과 관련된 분야에서는 건설 지원로봇 기술, 가사도우미 로봇, 입는(Wearable) 로봇 등이 예측되고 있다. 로봇기술은 미국이 가장 앞선 기술을 가지고 있는 것으로 평가되며, 인간과 협력하고 인간의 능력을 증대 강화시키는 로봇을 개발하는 것을 주 목표로 감시, 폭발물 제거 등 사회 안전 로봇을 개발하고 있다. 유럽연합의 EUROP(European Robotics Platform)는 로보틱스 및 인지과학 분야에서 전략적 연구분야(SRA)을 집중적으로 지원하고 있고, 독일은 로봇기술 개발사업으로 IKT 2020 프로젝트를 추진 중이며 이탈리아도 NRP(National Research Programme) 핵심기술로 지원 중이다. 일본은 산업용 로봇기술 경쟁력을 바탕으로 서비스 로봇 기술을 주도 하고 있다 우리나라도 로봇 산업을 핵심융합산업으로 분류하여 국가차원의 적극적 육성을 추진 중이다. 제조용 로봇은 이미 세계적으로 시장이 성숙되었고, 의료서비스 로봇도 연평균 30% 이상 성장하고 있어, 주택의 청소로봇이나 가사도우미, 교육 로봇 등 인간의 일상생활을 도와주는 다양한 서비스 로봇이 활용 중에 있으며 미래 메가빌딩이나 ICT 융합도시와 같이 거대하면서도 정밀한 구조물의 건설이 요구될수록 이를 구현하기 위한 건설지원 로봇이 개발될 것으로 예상된다. 해저터널이나 극지대의 작업, 화재 현장에서의 구조 활동이나 폭발물제거, 우주비행사의 임무 보조 등과 같은 위험 환경에서 사용하게 될 사회 안전 로봇이 보편적으로 활용될 것이다. 또한 건설현장에서의 건설 또는 유지보수 작업을 위한 근력 보강용 입는(wearable) 로봇기술이 예상되며, 인공지능 로봇 기술은 자율주행 자동차 등에도 해당된다. 현재 구글은 스스로 판단하고 기계를 조작하여 이동하는 로봇과 다름없는 무인 구글카를 개발하여 실증 시험 중으로 교통안전과 교통문화 변혁을 준비하고 있다.

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4. 글로벌 경제사회 및 지식기반 경제 총론 세계시장의 통합, 인력이동의 증가 등에 따라 글로벌화는 심화될 전망이고 이에 따라 국제질서 다극화 진전이 예상된다. 정보통신기술 및 교통의 발달, 세계화 인식의 확산 등에 따라 경제적 장벽이 급속히 허물어지고 있으며 자유무역협정(FTA) 체결이 증가하는 등 글로벌 경제시대가 도래할 전망이다. 국가･산업별로 일자리창출 기회 및 주력산업이 차별화되고 근로자의 노동이동이 증대하는 등 노동시장의 구조적인 변화가 진행되고 있다. 또한 국제질서가 다원화되고 국제적 상호의존성이 증대하고 있으며 본격적인 글로벌 거버넌스가 제기되고 있다. 한편, 국제여행 등 이동의 증가, 무역의 발달, 기후변화 등에 따라 전염병 확산속도가 급속히 증가할 전망이다. 국제적으로 인력･상품･자본이 국경을 자유로이 넘나들게 되면서 국경의 안과 밖의 구별이 감소함에 따라 한 나라의 제도 및 경제체계는 다른 여러 나라와의 협상 대상이 되고 국내 제도 및 체계의 국제적 조정이 없이는 국가경제를 지탱할 수 없게 되는 시대로 변화하고 있다. 북미경제권, 통합유럽경제권, 일본-중국 중심의 아시아 경제권의 3대 경제권간의 협조체계가 세계질서를 선도할 것으로 예상된다. 디지털화, 글로벌화, 지식기반화로 요약되는 경제 환경 변화로 세계경제는 완전경쟁시대로 진입할 것으로 예상된다. 국내에서는 FTA와 경제협력 등을 통해 급격하게 재편되고 있는 글로벌 경제환경에 대응하여 국내 건축서비스산업의 경쟁력 제고와 세계시장 선도를 위한 ‘건축 서비스산업 진흥법’이 2013년 4월에 국회를 통과하여 향후 이러한 정부의 적극적인 지원과 건축서비스 산업의 육성을 계획 중이며 수도권 신도시 개발 기술 수출을 위하여 국내의 건설업체들은 개별 또는 컨소시엄을 형성하여 세계적인 신도시개발 프로젝트에 참여하고 있으며 향후 도시수출에 대한 수요는 더욱 확대될 것으로 예상된다. 교통수단 및 정보통신기술 발달의 영향으로 국가간의 경제활동 교류는 더욱 활발해지며 세계시장의 글로벌화가 급속히 진행 중이다. 향후 글로벌 경제활동을 효과적으로 수행하고 국내 시장의 경쟁력을 강화하기 위해서는 경제활동을 지원하는 기초인프라로 효과적인 수송시스템이 필요하게 될 것이다.

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글로벌 경제화와 이를 뒷받침하는 인프라들의 공유가 현실화되면, 결국 국제적으로 효과적인 운영･관리를 위한 국가 간 연계 및 협력이 가시화될 것이다. 글로벌 교통 네트워크를 뒷받침하기 위한 글로벌 거버넌스 체계를 확립하게 될 경우, 국제 표준화 및 글로벌 이슈에 대한 정책적 규제 등도 서로 공유하게 될 것이다. 이러한 국제적 인력이동의 글로벌화 현상으로 인해 전 세계는 일일생활권의 세계로 진입할 것으로 이동 수단으로서 대륙 간 일일 이동이 가능한 초음속 항공기가 운용될 것이다. 초음속 항공기의 엔진 및 기체기술을 국산화 개발하여 글로벌화 되는 세계와 중국 등 증가하는 항공기 시장에 대등하게 경쟁해야 할 것이다. 철도분야 역시 초고속열차 시스템과 물류 효율화 기술, 글로벌 철도연계를 위한 철도차량 및 인프라에 대한 국제표준 대응이 필요할 것이고 물류 효율화를 위하여 항만과 철도간 복합운송 시설은 항만 내 또는 항만 도시간 연계효율성 향상, 대량 화물을 고속화 모듈화 기술, 자동화, 연계기술, 화물처리용 모바일 항만기술 등에 대한 진전이 예상된다.

세계시장의 통합 건축과 도시 분야는 미국과 유럽 등의 선진국들이 고도의 기술력과 사업기획 및 관리 능력, 자금력 등을 바탕으로 부가가치가 높은 첨단 프로젝트들을 선점하고 있다. 중국과 인도 등 신흥국가들이 값싼 노동력을 바탕으로 새로운 시장을 개척하고 있는 상황으로 기존의 시공능력 중심의 전략으로는 경쟁력을 확보하기 어려운 실정이다. 우리나라는 그동안 IT 기반의 건축행정시스템 구축과 세계 최고층 건축물인 버즈칼리파에 대한 시공기술력 확보 등으로 건축 관련 산업규모를 세계최고 수준으로 끌어올렸다. 그러나 그 근간이 되는 건축서비스산업 경쟁력은 OECD 27개 국가 중 21위에 머물러 있어 적극육성이 필요하다. FTA와 경제협력 등을 통해 급격하게 재편되고 있는 글로벌 경제 환경에 대응하여 건축서비스산업 정보체계 구축, 공공건축센터의 설치, 건축분야 정책연구 및 개발 등을 위한 건축진흥원의 설립, 건축진흥 특별회계의 설치 등이 추진되고 있다. 해외 신도시 개발 기술 수출은 이미 다른 나라에서도 활발히 전개되고 있다. 일본의 경우 1990년대 초반부터 동남아를 중심으로 해외 신도시 수출을 시작하였고, 최근 싱가포르의 경우 중국에 선진도시관리기법을 핵심 경쟁력으로 삼아 신도시 상품을 수출하고 있다. 향후 10년간에 걸쳐 가장 역동적인 성장을 보일 신흥시장은 인도,

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중국, 아시아태평양, 중남미, 중동과 아프리카, 동유럽 일부 국가들로 전망하고 있다. 이들 지역의 건설시장규모는 2020년 전세계 GDP의 17.2%를 해당하는 7조 달러에 이를 것으로 추정되어 현재 시장 규모 대비 2.1배 수준으로 확대될 전망이다. 폭발적으로 성장하고 있는 신흥 건설시장의 주력 상품은 도시건설을 위한 사회기반 시설의 정비이다. 신흥시장에서의 사회 기반시설 건설은 향후 10년 동안 128% 성장을 하는 반면, 선진국은 18% 성장에 그칠 것이다. 예로 아프리카 나이지리아의 경우 원유생산으로 얻는 국부와 급격한 도시화의 압력이 있지만, 건설산업은 GDP의 3.2% 수준에 불과해 향후 시장 확대가 예상되는 국가 중 하나이다. 중동 및 아시아 각국에서도 신도시 건설이 활발히 진행되고 있으며 이라크는 전후 재건사업의 일환으로 비스마야 신도시건설 등 대규모 도시개발 프로젝트를 추진 중이며 국내의 기업이 해당 프로젝트를 수주하였다. 알제리는 장기 국가개발 계획을 통해 국가균형 발전과 경쟁력 강화를 위해 14개의 신도시개발을 계획하고 있으며 남부지역 부그줄에서는 국내 건설사들이 신도시개발을 위한 기반시설 공사를 진행하고 있다. 한국형 신도시 건설은 선진국의 건설산업과 경쟁해 비교우위를 확보할 수 있는 한국 건설산업의 브랜드 상품이 될 수 있다. 중국 정부에서는 내수 진작을 위해 2020년까지 7,200조원을 투입하여 21개 지역에서 신도시 개발을 추진 중이며 한국은 중국과 도시화사업 공동 추진을 위한 양해각서를 체결하였다.

IT 기반 건축행정시스템의 해외수출 지원도 유망하다. 우리나라는 전국적인 초고속 인터넷망 구축을 기반으로 중앙과 지방자치단체가 연계된 통합적인 행정시스템을 선도적으로 구축하여 실용화한 전자정부의 모범사례로 전세계에 인식되고 있다. 건축행정분야에서는 ‘세움터(www.eais.go.kr)’를 통해 대표적인 복합민원인 건축행정 업무 전반을 전산화하고, 인터넷을 통해 인허가 신청과 건축행정 업무전반을 전자적으로 처리할 수 있는 국가표준정보시스템을 구축하여 연간 1조원에 달하는 경제적 효과를 거두고 있다. 이러한 건축물 정보와 함께 GIS기반의 도시공간정보를 통합한 체계적인 국토관리 시스템을 구축하고 이를 상품화하여 우리나라와 유사한 행정시스템을 지닌 국가들을 대상으로 행정시스템 구축 및 통합관리 업무를 수출하는 방안도 관련 산업의 발전에 기여할 것으로 기대된다.

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해외플랜트 건설시장은 기술, 자본 등을 보유한 몇몇 선진기업이 시장 카르텔을 형성하고 있으나 오일가격 상승, 온실가스감축, 미개척지 개발 등으로 인하여 지속 성장할 것으로 전망된다. 선진국은 신흥자원부국, 동토, 극한지 등 미개척지 진출과 탐사, 개발 등 상류부문 투자･개발을 활발하게 전개하고 있으며, 원천기술과 자본을 갖춘 선진기업 중심으로 인수･합병, 제휴 등으로 시장지배력을 강화하고 있다. 우리나라는 탐사, 개발, 생산 등 플랜트건설 상류부문에서 실적과 경험을 기반으로 강점을 더욱 강화할 필요가 있다. 교통수단 및 정보통신기술 발달의 영향으로 국가간의 경제활동 교류는 더욱 활발해지며 세계시장의 글로벌화가 급속히 진행 중이다. 향후 글로벌 경제활동을 효과적으로 수행하고 국내 시장의 경쟁력을 강화하기 위해서는, 경제활동을 지원하는 기초인프라로서 효과적인 물류수송시스템이 필요하게 될 것이다. 국가 도로망 확충 계획, 고속철도 개통, 공항의 여객처리능력 증대를 위한 개항 및 확장사업, 하역능력과 컨테이너항만의 신규 및 기존 시설 확충, 화물취급능력뿐 아니라 항만에서 컨테이너 적재 부담을 완화하는 내륙 컨테이너기지(ICD-Inland Containe Depot) 설치 등의 국내시장 경쟁력 강화를 위한 방안을 추진 중이며 이러한 교통시스템의 원활한 소통과 효율적인 물류망 구축을 위한 기술개발이 요구된다. 교통망, 정보통신망 등 주요 국가인프라들이 연계되고 주요 교통수단들은 세계 시장으로 판매되게 될 것이다. 따라서 교통물류 분야의 국가 간 연계･협업을 위한 거버넌스 구축이 요구된다. 또한 교통수단 및 시스템 개발 시 경제적 효율성을 감안하여 주요 수단 및 시스템의 글로벌 표준화를 위한 노력도 필요하다. 글로벌 물류시장은 2020년에는 연평균 7% 증가한 8.1조 달러에 이를 것으로 전망되며, 특히 다국적 기업의 SCM 강화 및 FTA 확산 등으로 국제수요는 급증하고 있다. 글로벌 생산네트워크의 확산과 수직적 분업화로 인해 종합적이고 체계적인 물류관리 서비스가 요구되며, 공항･항만 등 국제물류거점 주위로 물류기지 이전이 활발하게 진행 중이다. 국제물류가 가장 발달한 유럽의 경우 효과적인 운송과 환경에 미치는 영향을 고려하여 ‘지속가능한 발전전략(European-Trasnport Policy for 2010)’을 수립하였다. 그 주요 내용은 ‘운송수단간 균형, 철도운송 활성화, 연안 및 내륙수운 촉진 등을 목표로 하고 있다. 보관/하역 분야에서는 무인자동･하역이송 물류장비들 개발이 이루어지고 있으며, 포장분야에서는 포장설계 및 포장기계, 포장재료 등의 제조기술 등이 개발되고 있으며, 정보화분야에는 최근 RFID 기술 및 GPS 장비를 바탕으로 한 기술개발이 이루어지고 있다.

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인력이동의 글로벌화 교통네트워크에서 국제적인 협력이 가장 활성화된 수단은 항공, 해운 등이며, 자동차 분야는 시장의 글로벌화로 표준화에 관련된 논의가 활발히 진행되고 있다. 국가 간 이동이 많은 유럽연합의 경우 각국의 교통시스템을 업그레이드하고, 국가 간 교통망을 통합 연계함으로써 친환경 교통시스템을 구축하고, 경제활동을 지원할 수 있는 스마트 인프라 구축을 목표로 연구개발을 지원하고 있다. 글로벌 경제의 기초인프라 구축을 위한 물류시스템의 정보화와 기술 고도화가 전망된다. 물류 유통과정의 정보화를 위해 물류 자동인식 및 위치추적 시스템이 등장하게 될 것이며, 수단간 연계 시 효율적인 환적을 위한 시스템 등이 등장하게 될 것이다. 도시부 및 인구밀집지역에서 원활한 화물 이동을 위해 지하 화물운송시스템이 활성화될 것으로 기존의 교통수단을 이용한 물류망 뿐만 아니라 고속 물류운송 튜브망 등 신기술이 도입될 것이며, 천연 자원이 풍부한 미개척 극한지에서는 기후조건과 환경요인을 고려한 자원이송기술이 개발되게 될 것이다. 경제활동의 국제화와 활발한 인력교류로 인해 국가간 이동수요가 많아지므로 전세계 교통망을 연계하는 글로벌 교통네트워크가 등장하게 될 것이다. 국가간 이동시 주된 교통수단이었던 항공교통 뿐만 아니라 대륙과 바다를 연결하는 국제 철도망과 해운망을 통한 국가간 연계가 강화될 것이다. 다중 교통수단을 연결하여 통합 이용할 수 있는 인터모달리티가 활성화되고, 최종적으로는 지역내 이동과 국가간 장거리 이동이 연계된 통합 항공･도로･해상교통 수송인프라가 완성될 것이다. 이를 위해서는 시･공간 제약이 없는 이용이 가능하도록 주요 교통수단과 시설 및 전체 시스템 설계와 운영･관리에 있어서 글로벌 표준화가 진행되게 될 것이다. 글로벌 경제화와 이를 뒷받침하는 인프라들의 공유가 현실화되면, 결국 국제적으로 효과적인 운영･관리를 위한 국가간 연계 및 협력이 가시화될 것이다. 글로벌 교통네트워크를 뒷받침하기 위한 글로벌 거버넌스 체계를 확립하게 될 것이며, 국제 표준화 및 글로벌 이슈에 대한 정책적 규제 등도 서로 공유하게 될 것이다.

2040년 미래는 글로벌 경제사회로서 세계 FTA 체결국의 지속적인 증가 및 다국적기업의 생산 네트위크 활성화 등 세계시장의 통합과 세계경제에서의 BRICs의 영향력 확대, G20 체제의 역할 증대, 국제 노동시장의 확대 및 유연화에 따라 인력이동의 글로벌화가 예상되어 전 세계는 일일생활권의 시대로 진입할 것이다. 이동 수단으로서 주요 대륙간 일일 이동이 가능한 초음속 항공기와 초고속 철도가 국산화 개발 및 운용될 것으로 글로벌화 되는 세계와 중국 등 증가하는 항공기 시장에 대등하게 경쟁할 것이다.

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항공 선진국에서는 1980년대 말부터 초고속 비행체를 위한 추진 시스템 개발이 본격적으로 진행되었으며, 현재 설계를 완료하고 비행시험을 수행 중이다. 미국은 NASA를 중심으로 다양한 개념이 도입된 여러 가지 형태의 고속추진시스템에 대한 연구를 수행하였다.

2004년 수소 스크램제트 엔진 X-43A의 마하 8, 마하 10 자력 비행 성공, 2013년 탄화수소 스크램제트 엔진 X-51A의 마하 5 비행 성공 등 가시적인 성과를 보여주었다. 국내에서는 90년대 말 부터 대학을 중심으로 고속추진기관 선행 연구를 수행해왔으며, 2005년부터 한국항공우주연구원을 중심으로 스크램제트 엔진 개발 연구에 착수, 관련 핵심기술(설계/제작/시험)을 확보하고, 순추력 약 285N, 연소 효율 96%의 수소 스크램제트 엔진 개발에 성공하였다. 극초음속 공기 흡입식 추진기관을 적용한 초음속 항공기 개발 시 서울-뉴욕 간 비행 시간을 2시간 이내로 단축시킬 수 있어, 물류 수송산업 등에 혁신적인 변화를 가져올 것이며, 극한의 환경(동체: 마하 8 공력 가열, 연소기 내부: 최고 온도 2000℃)에서 장시간 안전하게 구동해야 하는 초음속 항공기의 개발에는 신소재 개발 등도 선행되어야 한다. 따라서 관련 기술의 선진화 및 새로운 기술의 개발 그리고 파생 산업 발전에도 기여할 것이다. 항공기는 현재 민간 항공 여객기에 일반화되어 있는 아음속의 터보팬 항공기부터 차세대의 초음속 항공기로 발전 단계이다. 초음속 민항기의 경우에는 1960년 말 영국과 프랑스 합작의 콩코드기가 제한적이나마 출시되었으나 여러 가지 제약으로 인해 일반화되지 못하고 퇴역하였다. 이러한 한계를 극복한 차세대급의 초음속 항공기 속도는 마하 2.5, 규모 250인승 급, 항속거리 1만km 정도가 활발히 논의되고 있는 수준이다. 초음속 항공기의 수요 요인으로는 우선 장거리 노선의 수요증가를 들 수 있다. 미국, 유럽, 아시아 주요국을 잇는 최장거리 노선의 급속한 운송수요 증가로 초음속 항공기에 대한 요구가 증대되었다. 현재 10시간대의 태평양 노선의 운항시간을 4-5시간대로 줄임으로써, 전 세계의 1일 생활권화 요구에 훨씬 근접하고 있다. 초음속 항공기는 운항속도 측면으로 본다면 마하 5정도까지 기술적인 가능성이 논의되고 있으나, 단기적으로 여러 가지 어려움 때문에 마하 2.5정도가 대체적인 목표로 설정되어 있다. 환경문제로는 소닉붐, 이착륙 시 엔진소음, 성층권에 대한 질소산화물 분사에 따른 오존층 파괴 등이 있으며 이를 해결할 환경친화기술의 개발이 필요하다.

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공항 시스템도 지속적인 개선이 이루어질 것으로 예상되는데 공항의 수화물 처리시스템은 기존의 30분에서 5분이내의 고속처리가 가능하면서 정밀도(항공기 미탑재 수하물 발생 건수)는 현재의 10만 개당 수십 개 수준에서 0.1개 수준으로 향상된 자동 수하물 처리시스템(BHS)이 개발되어 사용될 것이다. 고속 자동 수하물처리시스템(BHS)의 개발은 대량의 화물을 여러 항공기에 적재하기 위해 수 km의 거리를 신속하게 이동시킬 수 있는 기술 및 대량 수하물 정보를 정확히 읽고 판단하여 정보를 주는 기술을 중심으로 개발이 진행 중이다. 철도분야에서 주목하는 글로벌 경제사회를 겨냥한 미래기술은 초고속열차 시스템과 물류 효율화 기술, 글로벌 철도연계를 위한 철도차량 및 인프라에 대한 국제표준 기술 분야로 프랑스, 일본, 중국, 독일, 한국 등의 속도경쟁이 주목된다. 특히, 중국과 미국 등은 후발주자이지만 매우 광범위한 고속열차 시스템 운영계획을 수립하고 있으며 더 빠른 철도시스템을 개발하기 위하여 자기부상 열차시스템 개발에도 힘을 쓰고 있다. 자기부상시스템 최고속도는 독일의 트랜스래피드(Transrapid)로 최고속도가 500km/h 수준이며, 중국에 설치 운행 중으로 운행 최고속도는 430km/h이다. 그 외에도 중국은 600km/h로 진공의 튜브속을 달리는 열차(ET3) 시스템 기술을 개발 중이다.7) 한국은 2020년 개발목표로 550km/h 급 초고속 자기부상 열차 개발 진행하고 있다. 점착식 고속열차 시스템의 한계속도를 초월할 수 있는 자기부상열차, 비행열차, 튜브열차 등 새로운 개념의 열차가 도입될 것으로 기대된다. 이를 위하여 무선 전력전송 기술 및 충전스테이션 기술이 향상 될 것이다. 기술 구현을 위하여 초고속 열차시스템 활용을 위한 비점착식 제동, 안전성 제어기술, 초고속 열차의 부상제어 시스템 기술, 아진공 튜브 등 공기저항 극소화 기술, 공기저항 감소기술 등의 연구 분야에서 진전이 필요할 것으로 보인다. 대륙철도 및 글로벌 철도확장에 맞춰 철도를 이용한 대륙간 연계시스템 구축을 위해 국제 표준화 작업에 대한 기술 경쟁이 예상된다. 글로벌 철도연계 시스템 대비를 위한 철도차량 및 인프라 분야별 국제 표준 기술로는 철도안전기준, 환경기준 등 국제화 대비 규정 표준화 추진, 철도 유지보수 및 부품환경 국제 표준화 선도 기술이 있다.

7) http://www.et3.com

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5. 지구온난화 및 기후변화 총론 미래사회는 지구 평균 온도의 지속적 상승, 글로벌 온실가스 배출량 규제와 관련한 갈등 증가, 대규모 자연재해 발생 빈도 증가 등 지구 온난화의 심화 및 이상기후 현상의 증가가 예상되며, 경제발전에 따른 대기, 토양, 해양 및 지하수 오염 등 환경오염의 심화와 극지방의 빙하 감소, 해안선 상승 및 식생대 변화 등 기후 변화 및 환경 문제가 심화 될 것이다. 온실가스 배출량의 증가로 인해서 최근 100년간(1906년~ 2005년) 지구평균 기온은 약 0.74℃±0.18 정도 증가8)하였고, 최근 50년을 고려하면 더욱 커진다고 보고되었다 (0.13℃±0.03/10년). 특히 한반도는 세계평균보다 온난화가 빠르게 진행되는 ‘기후변화 민감지역’으로 1991~2000년 한반도 연평균 기온은 13.5℃로 1912~1990년 12℃에 비해 1.5℃ 상승했다9). 이는 동기간 세계 평균기온 상승폭(0.6℃)의 2.5배에 달하는 값이다. 제17차 유엔기후협약 당사국 총회(2011.11.28) 결과 2012년에 만료되는 교토의정서 시한을 오는 2017년까지로 최소 5년 더 연장하고, 2020년 이후부터는 온실가스를 배출하는 모든 국가가 참여하는 새로운 기후체제를 출범시키기로 합의했다. 국내의 경우, ‘저탄소 녹생성장 기본법’이 시행됨에 따라 정부부처 및 지자체를 중심으로 건강, 재난, 수자원, 산림, 농업, 생태 분야 등 기후변화에 대해 직접적이며 단기적 영향성이 확연한 분야에 대해서는 일정수준 이상의 연구가 진행되어 왔고, 극한 기후변화 현상에 적극적으로 대비하며 기반시설물의 피해를 최소화 할 수 있는 포괄적 적응기술 개발을 위해 지속적으로 노력하고 있다. 과거의 기후변화 관련 기술은 기후변화의 원인이 되는 탄소배출 저감 방안과 재해방지와 관련된 시나리오 기술에 치중되어 있으나, 기후변화에 따른 도시건축･SOC･철도･ 교통물류･물관리･항공･플랜트 적응 기술로 기후변화 대응 패러다임이 전환될 것으로 예상된다.

8) IPCC(Intergovernmental Panel on Climate Change)의 4차 보고서, 2007 9) 국립환경과학원, 2010

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그림 2-2

2010년 전세계 이상기후 발생분포도10)

유럽 등 해외에서는 도로교통부문의 온실가스 저감을 위한 자동차 정책을 실시하고 있다. 그 주된 내용은 탄소세를 도입하여 CO2발생량에 따른 세금을 부과하고, 연비 및 CO2배출량 기준으로 자동차세를 개편하는 것이다. 이에 따라 세계 자동차 시장에서 친환경자동차 개발은 활발히 진행되고 있으며, 클린디젤, 전기차, 수소연료전지차 등 다양한 대체연료차량이 개발되고 있다. 국가 간 온실가스 의무감축 규제에 따라 청정개발체제가 가속화되며, 플랜트 건설산업에 있어서도 공정계통 및 개발현장에서 온실가스 저감, 적극적 포집･저장기술 수요가 있을 것이다. 전반적으로 친환경 기술 분야에 대한 연구개발이 지속될 것이며, 정책적 규제와 유도로 인해 친환경자동차 시장은 급격히 성장할 것으로 전망된다. 도시 교통시스템은 대중 교통중심의 친환경 교통체계로 개편될 것이며, 철도･자전거･보행 등 친환경 이동수단이 활성화 될 것이다. 수송부문의 온실가스 발생량 감소로 인해 열섬효과, 대기오염 등 주요 도시문제들이 개선될 것이며, 안전하고 쾌적한 거주환경의 구현이 필요하다.

10) 기상청, 녹색성장위원회, 2010

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지구온난화 심화 대비 2010년 IEA에서 작성한 Blue Map Scenario에 따르면 2050년까지 온실가스 배출량 50% 감축목표를 달성하기 위하여 신･재생에너지의 역할을 강조하였으며 미국, EU, 일본, 중국 등 세계적으로 교토의정서에 의한 온실가스 저감에 대한 의무부담이 강제됨에 따라 신재생 및 청정연료 개발 및 사용, 청정개발체계, 신재생에너지 보급 등에 관한 정책지원을 확대할 예정이다. 탄소제로 도시 개발을 통해 환경･에너지 관련 기술 및 시장 주도권을 장악하여 녹색산업 주도권 강화하는 저탄소･저에너지가 도시경쟁력의 핵심 요인으로 부상하고, 오염이 없는 쾌적한 도시환경을 구현하여 거주민의 만족도 및 도시 경쟁력을 제고한다. 우리의 경우 에너지 대외의존도가 100%에 육박하는 현실을 감안할 때 탄소 제로 도시 건설이 더욱 절실한 입장이다. 미국 플로리다에서는 탄소제로 배출 도시인 솔라시티를 추진중으로, 3.5억 달러 규모로 75MW의 전력을 생산하는 태양광 발전소 건설 계획을 수립하고 플로리다 남서부 20억원 규모의 뱁콕랜치 신도시에 전력 공급을 추진 중이다. 건축물의 에너지와 환경문제를 동시에 해결하기 위한 방안으로, 탄소저감형 건축물 개념이 제안되었다. 건물의 냉난방, 조명 등 건물의 유지관리를 위해 에너지 부하를 줄이는 기술을 통한 주요 설비의 효율향상이 필수적이다. 또한 건축물로부터 유발되는 각종 오염원의 발생을 줄이고 발생된 오염원에 대해 주위환경에 미치는 피해를 최소화시키기 위한 환경공해 저감기술이 뒷받침되어야 하며, 건물로부터 나오는 폐자원을 재사용하거나 재생이 불가능한 자원의 경우에도 환경에 대한 피해가 최소화되도록 처리하는 기술 등이 각광받을 전망이다. 국내외에서 건설산업 및 건설자재에서의 이산화탄소 평가기술이 진행되고 있으며, 이를 통하여 건설자재 탄소 라벨링 제도 등이 법제화 되고 있어 이에 대한 대처가 필요하다. 현재 일본, 독일, 프랑스가 주도적으로 연구를 수행하고 있으며, 건축내장재, 단열재, 시멘트 분야에서 세계시장 경쟁력을 확보하고 있다. 이산화탄소를 이용하여 기초 화학제품 및 건설자재 합성에 활용하는 경우에는 실질적인 CO₂저감효과가 있으며, CDM 사업과의 연계에 의하여 경제성은 더욱 확보될 것이다. 건설자재에 대한 탄소 라벨링의 기술성숙도는 태동기로 볼 수 있으며, 경쟁력 있는 건설산업 기반조성을 위해 건설자재의 신뢰도 높은 탄소 평가방법 구축과 체계적인 관리가 요구된다.

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환경오염의 증가 대비 주택의 잦은 전면철거 재건축으로 인한 건설폐기물의 발생 등 환경문제와 사회적 비용, 그리고 인구감소와 경제성장의 둔화 등을 이유로 기존의 건축물을 고쳐 쓰는 리모델링 기술에 대한 관심과 필요성이 강조되고 있다. 노후화된 주택 등 건축물을 리모델링하기 위해 내진성능, 단열성능, 층간차음성능, 실내공기질 향상 등 다양한 성능향상 기술과 함께 구조체의 노후화에 대응하기 위한 균열의 보수･보강과 설비성능의 복원도 중요시 될 것이다. 현재 유럽의 주요 15개국의 리모델링 시장규모는 전체 건설시장의 약 35%에 이르러 이미 중요한 건설사업의 한 영역으로 자리잡았다. 미국과 캐나다도 최근 리모델링 시장이 급격히 성장하는 추세로 미국의 리모델링 건설사업 투자액이 1,980억 달러로 전체 건축시장의 약 32%를 차지하며 캐나다는 건축 투자액 671억불의 58.6%를 점유하고 있다. 일본의 경우에는 1995년 19.9조엔에서 2010년까지 연평균 2.2%의 꾸준한 증가세를 보이고 있다. 우리나라에서도 리모델링이 필요한 준공연도 20년 이상이 경과한 노후아파트가 116만호에 이르는 것으로 조사되었으며, 2025년에는 리모델링이 건설시장의 핵심부문으로 도약 선진국 수준의 시장이 형성될 것으로 예상된다. 국내의 건설시장은 수주액 기준으로 연간 약 100조원을 상회하며 건축물 유지관리 및 보수보강과 관련한 시장 규모는 3조 2천억원으로 전체 건설시장이 위축되고 있는 가운데에서도 꾸준한 증가세를 나타내고 있다. 향후에도 새로운 시장으로 지속적인 성장과 확대가 예상되는 건축물 보수보강 관련 신소재 개발 연구가 각광받을 것이다.

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6. 에너지･자원 부족 총론 화석에너지의 고갈, 신흥국의 수요증가 등에 따라 유가 증가 및 공급부족은 심화될 것으로 전망되며 기존 유전의 생산량 정체, 중국, 동남아시아, 중･남미 등의 경제 성장으로 에너지 공급과 수요의 불균등이 심화되고 이로 인한 에너지 수급비용이 증가될 것이다. 향후 10년 내에 세계 원유 생산은 정점에 도달할 것으로 예상하고 있으나, IEA는 2030까지 일일 106백만 배럴 이상까지 원유 수요가 증가할 것으로 전망하고 있다.

2035년 1차 에너지 수요는 중국 등 비 OECD 국가의 수요 급증으로 2009년 대비 40%가 증가하며, 에너지 자원 부족이 심화될 것으로 추정된다. 향후 신재생에너지가 2035년 총 발전량의 15%를 차지하며, 풍력, 바이오매스, 태양광이 신재생발전의 약 90%를 차지할 것으로 전망이다.11) 화석에너지의 수요가 지속 증가함에 따라 에너지 효율적 이용에 관한 기술 수요가 증가할 것으로 전망되며, 자원 보유 및 생산국의 에너지를 매개로 정치적 영향력을 행사하는 경향이 심화되면서 에너지･자원이 국가경쟁력의 중요한 요소로 부각되고 있다.

에너지･자원 수요의 증가 원자재 수급 불안에 따라 원자력, 태양열, 풍력 등 신개념 친환경 에너지원을 이용하는 도시체계로 전환되고 국가 간 자원 확보 경쟁이 심화될 것으로 예상되며, 일부 국가의 자원무기화가 국제사회에 큰 불안을 야기시킬 것으로 예상된다.

2008년 전 세계적으로 3,700TWh의 신･재생에너지가 생산되었으며 Blue Map Scenario 목표를 달성하기 위해서는 2020년까지 2배인 7,000TWh 이상의 신･재생에너지가 보급될 전망이다. EU는 2020년까지 연료전지 버스 운행, 환경 친화 청정자동차 개발 등을 통해 에너지효율 20% 제고, 온실가스 20% 감축, 20%를 신재생에너지로 대체12)하고자 하며 영국은 2020년까지 재생에너지 비율 30% 대체 추진, AFBS(Aid Funded Business Service)를 제공13)할 예정이다.

11) IEA, 2011 12) 전략적 에너지 기술 계획, EU 20-20-20, 2008.12 13) 에너지개혁안(에너지기후변화부), 영국무역투자청, 2006. 03

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핵융합 기술은 장기적 관점에서 가장 이상적인 대안이 될 수 있으나, 상용화를 위해서는 해결해야 할 기술적 장애요소가 산적하여 실용화의 시기가 아직 불투명하다. 가스 개질을 통한 수소를 이용한 전력 및 열공급, 연료전지차량, 물순환계, 폐기물 처리계통으로 구성된 시범단지가 확산될 것이며, 플랜트 건설산업에 있어서도 공정계통, 개발현장에서 온실가스 저감을 위하여 에너지원 다변화, 복합이용이 확대될 것이다. 플랜트 건설사업 생애주기 및 가치사슬에 있어 온실가스 배출공정, 공법 및 운영기법, 지열, 풍력, 태양, 조력 등 신재생에너지원 복합이용기술 공정계통 및 개발현장에서 온실가스 저감기술에 대한 수요가 있을 것이다.

CO2의 포집･저장기술에 대한 수요가 있을 것으로, CO2의 수송 및 주입･저장기술, 해저생산･처리 등이 고려되고 있다. 현재 대규모 실증단계의 연구개발과 원천기술 개발을 병행하여 추진중인데 경제성 확보를 위해 포집-저장 프로세스 비용의 약 70~80%를 차지하는 포집비용의 저감을 위한 차세대 포집기술이 등장할 것으로 보인다. 기존 석유계 에너지원의 고갈에 따라 기존방식으로 개발에 타당성이 낮았던 비전통에너지 확보기술이 미래 글로벌 마켓의 성장엔진으로 예측되어 에너지･자원과 연계한 지역개발, 오일샌드와 지중석탄가스화, 셰일가스, 해저광물자원 등의 개발수요가 증가할 것이다.

2013년 이후 각국의 셰일가스(메탄 추출) 개발이 확대될 경우, 2035년 무렵 세계 천연가스 생산의 9%를 점유할 전망14)으로 국내의 경우 오일샌드, 지중석탄가스화, 셰일가스, 메탄추출 등 비전통 에너지 개발 분야에 대한 투자가 미미하여 관련 플랜트･장비, 자동화 시공기술 개발을 통한 특화 경쟁력 확보가 시급하다.

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대표적인 천연가스 CBM 생산국인 미국은 2007년 기준으로 610억m (2.15Tcf)을 생산하여 미국 내 천연가스 공급량의 10% 이상을 차지하고 있으며 고유가와 환경문제의 대두로 생산규모는 지속적으로 증가할 전망이다. 뒤를 이어 호주, 캐나다, 중국 등이 상업 생산단계에 진입하였으며, 인도네시아의 경우도 세계적 석유가스 개발회사들이 진출하여 프로젝트 수행 중에 있고 중국 국가에너지청(NEA)은 12차 5개년 셰일가스계획(2012.3)에서 2015년경 셰일가스 생산목표 6.5bcm 설정하고, 2035년 가스생산의 62%를 셰일가스가 차지할 것으로 전망하고 있다.

14) IRS글로벌, ’13년 셰일가스보고서

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메탄하이드레이트의 주력 생산 지역들은 미국 알래스카 ANS(Alaska North Slope)와 멕시코만(Gulf of Mexico, GOM)으로 우리나라는 한국석유공사 등 18개 기관이 참여 중이다. 일본은 하이드레이트 상업생산 기술 확보를 위해 “MH21” 프로젝트를 2001년부터 추진 중이며, 2018년까지 상용화 기술을 개발한 후 2023~ 2029년에 상업생산을 시작할 계획이다. 동토, 해저 등지에서 에너지･자원 선점 노력이 가속화되는 추세로 가스･석유, 광물자원을 확보하기 위하여 기존의 육상보다는 해저, 극지, 동토 등 미개척지 개발이 증가할 것으로 전망되며 자원 보유 및 생산국의 에너지를 매개로 정치적 영향력을 행사하는 경향이 심화되면서 에너지･자원이 국가경쟁력의 중요한 요소로 부각되고 있다. 전 세계 미발견 석유･가스 탐사 자원량의 22%가 영구동토를 포함한 극한지에 매장되어 있으며, 고유가 및 탐사･시추기술 발달과 맞물려 상업적 개발이 활발하다.15) 중장기적으로 육상보다는 해양 및 해저 개발이 급속히 증가할 것으로 전망되며, 이에 따라 관련 해상/해저플랫폼, 기자재 수요가 증가하고 있다. 러시아 동토지역 에너지개발이 점차 구체화됨에 따라 유럽 및 동북아 주요국들이 에너지･자원 개발을 위하여 자원 이송망 및 플랜트 기지를 구축 중이며 가스 채굴 및 에너지 자원 생산, 발트해를 경유하는 Nord Stream 건설, 러시아 가스의 독일 판매 인프라 확대, 가스 발전 플랜트 건설 등 공동 프로젝트를 지속적으로 추진 중이다 독일은 러시아와 가스 채굴 및 에너지 자원 생산 프로젝트를 추진 중이며, 프랑스는 2007년 러시아 대규모 가스매장지인 Shtokman 가스전 개발사업에 참여 중이다. 자원고갈 문제가 점차 심각해짐에 따라 지속가능한 경제발전활동으로의 패러다임의 전환이 끊임없이 시도될 것이며, 원자력, 태양열, 풍력 등 신개념 친환경 에너지원을 이용하는 이동수단이 개발될 것이다. 지속적인 광물 자원 및 원자재 수급 불안에 따라 국가간 자원확보 경쟁이 심화될 것으로 예상되어, 일부 국가의 자원무기화에 의해 국제사회에 큰 불안을 야기시킬 것으로 예상된다. 대량의 에너지를 소비하는 자동차 및 철도 등 교통수단의 경우 기존의 화석연료만을 사용하는 패러다임에서 벗어나 전기모터를 병행 사용하는 하이브리드 자동차 등이 대중화되고 있으며, 수소연료전지 방식과 대중교통수단 등이 크게 주목받고 있다.

15) USGS, United States Geological Survey, 2008

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자동차 분야 에너지 활용 체계도 화석연료 사용이 줄어들고 연료전지와 전기에너지를 주 에너지로 사용하게 될 것이다. 현재 전기자동차의 동력원으로 쓰이는 배터리는 약 150km 밖에 주행할 수밖에 없어, 대중화를 위해서는 내연기관 자동차와 비슷한 주행거리(500~1,000km)와 출력을 갖춘 중형급 전기자동차의 공급이 필요한 상태이며 이에 수반되는 수명이 길고 내구성이 강한 배터리 기술, 차량 경량화 소재, 급속 배터리 교환기술, 공기저항 최소화 및 첨단 타이어 기술 등의 기술이 요구된다. 독일 전력회사인 RWE와 다임러 기업의 제휴를 통해 차량용 30분~1시간 급속충전기를 개발했고, 미국은 민간기업 주도로 2~3분 소요되는 배터리 교체방식을 개발 중이다. 차량용 이차전지의 경우 니켈메탈(NiMH)방식에서 에너지 밀도가 동일한 중량이나 체적에서 1.4~2.0배 큰 리튬이온(Li-Ion)방식으로 전환되고 있으며 Nuclear Battery가 미래 주요 동력원으로 성장 가능하다. 철도분야에서도 Railenegy(2006-2010), TRAINER(2007-2009), ECORAILS(2009-2011)와 같은 에너지효율 개선 프로젝트로가 꾸준히 추진되어 왔다. 2020년까지 철도에너지를 10% 이상 절감시키고자 하는 ORISIS 등을 추진하였으며, 그 결과로 최근 철도차량 에너지소비량 산정기준도 마련되었다.16) 철도분야에서도 최근 2종 이상의 에너지원을 이용할 수 있는 하이브리드 엔진의 개발이 가속화될 것으로 전망된다. 일본은 2000년대부터 연료전지의 철도적용에 대한 지속적인 연구를 수행하여 2006년 고체분자형 100kW급 연료전지 시험차량을 개발한 바 있으며, 중국은 2013년 1월 150kW급 수소연료전지 기관차의 운행에 성공한 바 있다. 소형 모듈형 원자로기술의 지속적인 발전에 힘입어 20-50MW급 원자로가 개발될 것이며, 전 수명주기 동안 전원공급이 필요없는 원자력 열차가 등장할 수 있다. 향후 철도분야에서도 수소 등 대체연료를 활용한 연료전지 시스템과 철도시스템 수소의 생산, 저장 공급할 수 있는 스테이션 기술이 개발될 것이다. 항공분야에서도 연료전지 및 전기헬기를 개발 중으로, 미국 Boeing사를 중심으로 한 연료전지 헬리콥터와 Sikorsky사의 FireFly를 선두로 한 리튬-이온 베터리 전기 헬리콥터가 대표적인 사례이다. 기존의 낮은 효율 및 전기동력 장치의 중량 대비 저에너지 집적도 등이 기술적 한계로 지적되었으나 2차 전지 전기비행기가 현재의 항공기의 추력과 체공능력을 갖도록 개발된다면, 고장이 적고 연료비도 1/10으로 감소가 예상되며, 기존 소형항공기 수요를 대체할 것으로 전망된다.

16) TecRec 100_01:Specification and verification of energy consumption for Railway rolling stock

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화석연료를 다량 소비하는 항공기의 한계를 극복함으로써 대체 에너지(전기, 연료전지, 태양열, 공기-아연전지, 핵발전 등)를 연료로 활용하는 항공기가 개발될 것이다. 고효율의 태양전지와 배터리 하이브리드 방식의 고성능 무인항공기(24시간 이상 체공), 높은 에너지밀도와 안전성을 확보한 차세대 배터리 적용 Plug-in 항공기(500km 이상 비행), 높은 에너지밀도의 PEMFC 또는 SOFC 방식의 고신뢰성/경량화 연료전지를 적용한 유인 소형항공기(6시간 이상 비행)가 개발되고 있다. 친환경 에너지를 대체연료로 활용하는 항공기 기술은 민수 및 군수용으로 활용 가능하여 국가경쟁력 제고 및 세계 최고수준의 항공기용 연료전지 등의 기술력을 구축하여 미래의 개인용 항공기 개발 촉진 및 세계시장에서의 경쟁력을 확보할 수 있을 것이다.

물･식량 부족의 심화 지구 온난화로 인한 기후변화 영향은 산업 전반에 다양한 변화를 가져올 요소로 전망되고 있으며, 특히 수재해, 안정적 물공급 등 물관리 전반에 가장 위협적인 요인으로 작용할 것으로 판단된다. 글로벌 미래연구 싱크탱크인 ‘밀레니엄 프로젝트’의 ‘2011년 미래 보고서’에 따르면 2025년에 전세계 인구의 절반이 물 부족으로 고통 받게 될 것이라고 전망하였다. 기온이 상승하고 가뭄 발생기간이 평균 3.4배 증가함에 따라 전국적인 물 부족이 0.8~2.5배 증가될 전망이며, 기후변화에 의한 수문영향분석과 전망에 의하면 한강 유역을 중심으로 동일 수요량 적용시 기후변화에 따른 유출량 감소로 물부족이 12~53% 증가할 것으로 예상하였다.17) 또한 수자원과 에너지 간에 상호 보완적인 조치를 통해 기후 변화에 따른 수자원 문제와 에너지 문제를 동시에 해결하는 방식의 니즈가 새롭게 등장할 것으로 예상되며 수자원을 활용한 신재생에너지 생산 및 기존 물관리 시설 고도화를 통한 에너지 저감 기술 개발 요구가 확대될 것이다.

17) 국가 미래 수자원 전략, 2012

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7. 안보 및 안전 총론 미래의 안보 및 안전의 주요 이슈는 지구온난화로 인한 예상치 못한 자연재난의 발생과 피해규모의 대형화에 있을 것으로 예상된다. 재해 예측 및 사전경보 시스템 건설 등 기존 SOC의 성능 향상 및 X-event에 대응하기 위한 안전기술 적용이 증가하게 될 것이다. 국제질서 다극화 진전에 따라 지역의 갈등 지속, 민족 간 분쟁으로 인한 국지전의 증가, 서구와 이슬람의 대결 심화 등 삶의 질 향상 요구, 종교･문화차이 등 다양한 위험요소로 인해 세계적 갈등과 분쟁의 지속화로부터 안보는 중요한 사회문제로 대두될 것이다. 경제 불안, 사회 해체 등 글로벌화의 부작용에 노출된 개인이나 집단이 조직적으로 사이버 공격을 감행할 가능성이 증가할 전망이다. 국지적 사이버테러가 전 세계적으로 확산된다면 거대한 시스템 마비 및 국가안보를 위협하는 큰 사건이 될 수 있다. 전 세계적으로 전쟁 및 테러 억제, 국제범죄를 근절하여 평화로운 세계를 유지하고 국제사회 질서변화 및 국제환경변화에 대응하여 인류의 번영을 도모하는 방향으로 정책이 시행될 것이다. 핵확산 금지 및 환경이슈에서의 상호의존 증대, 글로벌 거버넌스･파트너십 확대, 장기적이고 지속가능한 성장을 위해 세계정치 불안정, 글로벌 경제 위협 등 SOC 운영 관리를 위한 정부의 역할이 증대될 것이다. 특히, 경제발전, 종교적 차이, IT 기술발전, 고령화, 제도적 요인 등 복합적인 작용으로 인해서 양극화가 심화될 전망이다. 종교적, 문화적 갈등이 지속되고 국지적인 분쟁은 갈수록 격화될 것이며, IT기술의 발전과 인터넷의 급속한 보급을 통해서 사이버테러가 급증하고 비국가적 주체에 의한 테러위험이 증가할 전망이다. 전 세계에서 분단국가로 유일하게 남은 우리나라의 현실은 우리만이 갖고 있는 고유의 변수로, 국제 경제상황의 영향보다 크게 우리 사회에 충격을 주고 경제의 근간까지 흔들 수 있는 위험요소다. 향후 어떻게 올지 모를 통일이라는 변수에 대한 국토와 건설, 교통 측면의 대비가 필요하다. 과학기술의 발전과 함께 핵무기, 생화학 무기 등 최첨단 무기가 개발되고 테러의 가능성 및 피해 규모가 증가할 것으로 예상되며, 우리나라 내에서 직접적인 테러는 발생하지 않고 있으나 최근 늘어나는 우리 기업의 해외 진출 등으로 인하여 저항 단체 등의 한국인 또는 한국관련 시설을 대상으로 테러의 가능성이 노출되어 있다.

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이러한 사회 안보･안전 확보를 위한 노력 하에서 SOC는 위험한 환경으로부터 상시 안전성을 확보할 수 있도록 각종 성능기준이 강화되어 운영되어야 한다. SOC 관리 운영을 위한 전 과정이 자동화 되고, 운영시스템 해킹 등에 완벽 대응할 수 있는 SOC가 필요하게 될 것이다. 충돌･폭압･지진 등 극한사건 대응 강재 및 구조로 인해 급변하는 기후변화로 기인한 SOC 재난피해를 최소화할 수 있을 것이다. 이를 위해 방호 또는 방폭 구조물용 고성능 복합재료, 재난재해에 안전한 도시 구축 기술 및 정지궤도 위성을 활용한 국토 재해 상시 감시 기술 등이 도입이 예상된다. 국가간 갈등 심화 및 내부 테러 등에 대비하기 위하여 방사능 고정화/안정화를 도모하기 위한 각종 건설재료가 필요할 전망이다.

재해･재난 대비 도시화･인구집중 등 안전 환경은 갈수록 악화되지만 SOC의 운영은 무인 체제에 의해 이루어지며, 시설물은 변형 및 위험상태를 스스로 진단하여 수명을 연장시키고, 보다 빠르고 정확하게 안정성을 실시간으로 모니터링하여 문제 발생시 즉각적 대응을 해야 한다. 극한 환경에서도 인간을 대신하여 복구를 수행하는 로봇 기술이 필요할 것이다. 미래 첨단교통은 운전자와 차양, 도로관련 전반적인 정보를 수집, 분석하여 사고를 미연에 방지하거나 사고를 회피, 피해 최소화 등을 통해 교통사고 최소화와 사망자 Zero를 지향하고 있다. 이를 위해 자동차 및 네트워크 시스템 기반 첨단안전시스템 차량간/차대보행자충돌, 재난상황 등에 예방적이고 능동적으로 대처하여 교통사고 사망자가 발생하지 않도록 하는 시스템이 개발될 것이다. 공공 도로망은 네트워크 기반으로 통합 관리될 것이며, 중앙에서 실시간 대응하는 신호운영을 통해 차량 지체를 최소화해 교통혼잡을 개선하고, 각종 교통법규위반 단속 및 위험요소를 사전에 방지 및 대처함으로써 교통안전을 획기적으로 개선한다. 교통소통개선 및 과속운전방지 등을 통해 에너지 소비 및 배기가스를 감소시킴으로써 교통사고, 환경보호 등 교통안전을 위한 긍적인 효과가 크게 나타날 것으로 전망된다. 최근 철도사고를 저감을 위해 관련 검측기술의 정확성과 신뢰성을 제고하는 한편, 유럽에서는 열차 운행의 안정성 제고를 위한 통신기술개발 등을 통해 차량 운행에 대한 모니터링 활동을 강화해나가고 있다. 컴퓨팅 능력의 향상에 따라 대규모 화재 및 피난해석이 가능하게 됨에 따라 사양중심의 안전관리 절차를 각 대상의 특성에 맞는 성능중심의 관리체계로 전환하고 있다.

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범세계적인 안전 중시 추세에 따라 신뢰성, 안전성 및 효율성이 크게 향상된 항공 우주시스템이 개발될 것이다. 세계 경제 및 정치질서의 재편과 일본 및 중국 등 인접국가간의 영토분쟁 등 갈등이 심화될 것이며, 이로 인한 위험관리의 중대성이 증대될 것이다. 이에 대처하여 항공우주분야에서는 안전하고 효율적인 신개념의 항공우주시스템과 항공교통체계의 개발 필요가 있다. 현재 운용중인 인공위성과 더불어 다목적 항공영상 정보 확보기술을 통하여 실시간으로 국토교통 재난감시가 가능하게 될 것이며, 충돌 방지 및 안전확보 시스템 기술이 적용된 항공기의 운용이 증대되어 항공교통안전을 확보할 수 있을 것이다. 응급상황 발생시 국내 어디나 1시간 내 이동이 가능하여 응급환자 이송뿐 아니라, 산불예방, 국토재해감시 등에 활용될 수 있는 위험지역에도 조종사 없이 접근이 가능한 다목적 수송기는 헬기 이상의 기동력을 가져야 할 것으로 보인다. 자율주행 자동차와 마찬가지로 무인항공기는 일반 유인공역 및 항로를 유인기와 공유하여 운영될 것임에 따라 항공기간 충돌회피 및 안전한 관제를 위한 기술과 운영이 필요하다. 미래사회는 지구온난화 등으로 인해 일단 한 번 발생하면 엄청난 파급력을 가진 극단적 사건인 X-Event의 출현이 예상되지만, 극한 기상재해에 대응할 수 있는 구조적 대책과 비구조적 대책을 망라한 보다 통합적인 대책이 필요하고 실현될 것으로 예상된다. 재해 예측 및 사전경보 시스템 건설 등 기존 SOC의 성능 향상 및 X-event에 대응하기 위한 안전기술 적용이 증가하게 된다. 특히, SOC 운영 비용의 절감과 효율성 증대를 위한 IT 기술의 융합이 필수적이므로 네트워크 재해로 인한 2차 사회적 재난을 경감시키기 위한 보안 기술이 강화될 것이며, 재난대응 안전도시의 필수 요소로써 안보/안전 확보 기술이 적용되게 된다.

2008년 5월 중국 쓰촨성 대지진은 사망자 69,226명, 건물붕괴 786만채로 그 피해액이 143조원에 달하였다. 전 세계적으로 대규모 지진 등 자연재해가 급증하고 있는 상황으로 내진성능의 확보가 특히 강조되고 있는데 국내 건축물의 82%는 내진설계가 적용되지 않은 비내진 건축물이며 지진피해에 특히 취약한 저층건축물이 전체의 84%를 차지하여 기존 건축물의 안전성 보강이 매우 시급하다.

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내진보강과 관련한 기술 관련 미국은 구조물에 성능기반 내진설계법을 적용하고 있는데 이는 크고 작은 지진 발생시 구조물의 붕괴를 방지하고 필요한 성능 요구조건을 충족시킬 수 있도록 설계하는 개념이다. 일본은 고베지진 이후에 기존의 2단계로 지진하중에 대한 내진설계로 기준을 강화한 바 있다. 유럽에서는 CEC (Commission of the European Communities)가 유럽연합에 공동으로 적용하는 내진 설계기준인 유로코드를 1990년부터 개발하였다18) 우리도 2015년까지 4조 5,000억원의 예산이 투입되어 기존 시설물의 내진보강이 추진될 예정이지만19) 국내에서 내진보강 대상이 되는 시설물은 122,894개에 이르며 이 중 내진설계가 적용된 시설물은 28,906개에 불과하여 이에 안전을 위한 기술적, 정책적 대안이 요구된다. 건축물의 재해 예방과 치유를 위한 콘크리트 기술 개발이 일본과 미국, 유럽을 중심으로 활발히 이루어지고 있다. 일본의 도쿄대학에서는 소재의 개발과 응용성 평가, 네덜란드의 델프트공대에서는 박테리아, 미국의 일리노이대학에서는 폴리머 마이크로캡슐 소재를 이용한 보수보강법에 관한 연구가 진행되고 있다. 도시계획･설계를 통한 방재분야의 기술 정착 추진이 시급할 것이다. 우리나라 기후 변화는 최근 빠르게 진행되고 있고, 이상기후가 일상화되고 있으며, 폭우재해 규모는 대형화 되고 있어 폭우재해에 대응하기 위해서는 방재시설물 중심의 기존 대책에 추가적인 도시차원의 종합적 대응이 예상된다. 도시홍수 대책은 시설물 중심의 구조물을 이용한 대책이 대부분이나, 대형화되는 기후변화에 효과적으로 적응하기 위해서는 폭우재해에 대한 사전적, 과학적 시스템에 의해 재해 취약지역을 분석하고, 토지이용, 기반시설 등 도시차원의 종합적 대응을 위한 방안이 필요하다. 홍수피해 특성을 조사하고 유형화함으로써 홍수피해의 지역별 주요원인을 분석하여 맞춤형 홍수방어 대책의 수립함과 동시에 도시하천 특성에 적합한 계측 및 지역맞춤형 홍수해석모형등 실무적으로도 활용도가 높은 기술이 출현할 것이다. 국가 주도의 각종 위성 발사 및 운용에 따라 이를 활용한 수문정보 모니터링 및 대응기술 개발을 통하여 북한을 포함한 한반도 전역뿐 아니라 동남아를 필두로 전세계 수자원 정보에 대한 광대역적 정보 수집과 분석을 위한 기초시스템이 지원될 것이다.

18) 이태형, 지진방재학, 2009 19) 기존 공공시설물 내진보강 기본계획, 2011～15

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채굴 및 생산플랜트 건설에 있어서도 영국은 석유･가스 산업 내에서 전 세계에서 가장 안전한 국가라는 비전을 갖고 1997년부터 인적요인과 Safety Climate 분석 및 개선을 위한 다양한 연구를 진행 중이며 미국 화학공학회(American Institute of Chemical Engineers) 부설 화학공정안전센터(Center for Chemical Process Safety)는 ABS Consulting 등 민간 전문기관과 함께 인적요인과 공정안전문화 분석 및 개선을 위한 연구를 진행하고 있다. 국제원자력기구(International Atomic Energy Agency; IAEA)에서는 후쿠시마 사고 후 원전 취약성 분석 및 안전성 강화, 정책규제산업 기관의 비상대책, 인적환경적 방사선 방호를 위한 활동계획을 제시하였고, 일본은 후쿠시마 원자력발전소의 노심용융, 수소폭발, 격납건물 손상 및 방사능 누출사고를 계기로 발전방향을 재검토 중이다. 플랜트 시설 라이프라인(Life-Line)의 건설･운영 전주기에 걸쳐 재해안전, 청정생산체계 적용사업 추진하고, 플랜트 시설물의 고장, 지진 등으로 2차적 피해를 최소화하기 위한 구조적 안전설계 및 안전설비 반영이 의무화 될 것으로 설계, 생산, 수송, 사용, 폐기/재자원화 등 전 주기에서 위험물질의 모니터링 및 제거가 필요하다. 사막화 발생시 극심한 일교차에도 변형이 없는 고강도, 신소재가 선로레일 및 차륜에 적용됨으로써 안전성의 향상과 함께 유지보수 비용이 획기적으로 절감될 수 있을 것이며, 초고속 이동에 수반되는 대형사고의 위험에도 대비할 수 있는 첨단 안전모니터링 기술 및 초고강도 신소재가 개발될 것이다. 항공교통에서는 최근 HUMS 등 고장 탐지장비의 장착을 미국 등의 국가에서 권장하고 있다. 항공기 손상 및 사고 정보를 분석하여 추후 발생할 수 있는 관련 사고예측 및 예방함으로써 항공사고 발생 가능성을 저감하고 해외시장 진출이 가능할 것이다.

한반도 통일 시대 대비 전 세계에서 분단국가로 유일하게 남은 현실은 우리만이 갖고 있는 고유의 변수로, 국제 경제상황의 영향보다 크게 우리 사회에 충격을 주고 경제의 근간까지 흔들 수 있는 위험요소다. 향후 어떻게 올지 모를 통일이라는 변수에 대한 대비가 필요하다. 일부 언론 및 학자들은 10년 이내 한반도의 통일이 올 수 있으며 독일식 흡수통일과 경제분할의 단계적 통일의 두가지 통일 시나리오가 가능하리라 예상한다.20) 20) 2020 통일한국 가상 시나리오, 한국일보, 2011.

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| Ch. 02 메가트렌드 분석|

흡수통일은 경제난으로 인한 북한 내부의 체제분열로 휴전선이 무너지면서 갑작스런 통일을 맞는 시나리오다. 이 경우의 경제충격은 상당할 것으로 예상되는데 열악한 북한의 도로, 철도, 항만, 전력망 교체에만 수십조원이 들어갈 것이며. 북한주민에게 장기 임대주택 300~400만호를 공급하는 데만도 400~600조원의 자금이 예상된다.

GDP가 남한의 5%에 불과한 북한 소득수준을 최소 절반까지라도 끌어올리려면 수십 년간 매년 200조~300조원씩의 통일비용이 불가피하다는 전망이 있다. 북한의 저임금 노동력을 활용하고자 기업들은 다투어 북한에 진출하지만 1,020만명 (1994년 기준)에 이르는 북한 노동력을 감당하기에는 턱없이 부족하며 170만명의 기술자 역시 남한 기준에서는 '재교육' 대상으로 북한 실업률은 순식간에 30%를 훌쩍 넘고, 300만이 넘는 주민이 일자리를 찾아 대거 남하할 수 있다. 경제분할 단계적 통일은 북한 정권이 통일에 합의하고 천문학적 통일비용이 남북한 경제의 공멸을 불러오리라는 공감 하에, 국제사회가 북한경제 개발에 공동 참여하는 단계적 경제 개발 안이다. 6자 회담 참여국과 유럽연합 등이 공동으로 한국 정부의 지원을 바탕으로 북한의 저임금 노동력을 활용해 독자적인 대규모 산업벨트 건설 프로젝트에 착수할 것이다. 국제사회는 북한의 자원과 남한의 20분의 1 수준인 북한 임금은 세계적인 제조업 기지의 인프라로 매력이 충분하다. 양 시나리오 모두 국토교통 관련 이슈와 직결될 수 있다. 북한 주민에 300~400만 호의 장기임대주택을 보급하고 남하하는 북한 주민에게 공급할 주택의 수요와 비용을 해결하기 위해 단기간 대량 생산이 가능한 저가의 소형 조립식 주택이 필요할 것이다. 북한 진출 기업과 인력의 이동을 원활하게 하고, 북한의 기본적 생활을 끌어올리기 위해 북한의 도로, 철도 등의 신설과 보수를 위해 현재의 SOC 건설속도보다 2배 이상 빠른 건설기술 역시 미리 확보해야 할 것이다. 공사기간에 비례하는 건설 비용의 특성상 공기의 단축은 비용의 절감과 통일비용의 단축에 직결될 것으로 예상된다.

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| 2040 국토교통 미래기술예측조사 |

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| Ch. 03 국토교통 미래기술 수요분석 |

미래기술 예측조사

74

| 2040 국토교통 미래기술예측조사 |

CHAPTER

01 03

서 론 국토교통 미래기술 수요분석

국토교통 기술수요(Needs) 분석 개요 국토교통 관련 미래 시나리오 국토교통 기술수요(Needs) 도출

75

| Ch. 03 국토교통 미래기술 수요분석 |

국토교통 미래기술 수요분석

제1절

국토교통 기술수요(Needs) 분석 개요

국토교통 기술수요 분석 개요 미래사회의 기술수요(Needs) 발굴을 위해 기존의 미래기술예측조사 사례를 참조하여 국토교통 부문의 특징에 부합하는 분석기법을 적용하고자 하였다. 전 장의 국토교통 트렌드에 국민생활과 안전에 해당하는 시나리오에 대한 데이터마이닝 분석을 통해 미래 국토교통관련 기술이 필요한 영역을 조사하였다. 미래의 다양한 변화가능성을 반영하고자 시나리오를 설정 시행하였는데, 국토교통은 국민의 안전과 생활에 직결되는 공공인프라에 해당하기 때문에 특정 변화 동인으로 인한 시나리오를 설정하기보다는 국민생활과 안전 등 상황을 빠짐없이 고려하는 거시적 4대 미래변화 시나리오 선정을 검토하였다.

미래기술수요(Needs) 도출 방법 미래 트렌드로부터 도출되는 키워드 및 이슈를 국토교통 관련 시나리오와 네트워크 분석을 통해 기술수요를 도출하였으며 국토교통부문 미래 시나리오와 연계하여 Working Group에서 확정하였다.

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| 2040 국토교통 미래기술예측조사 |

그림 3-1

제2절

미래기술수요(Needs) 도출 방안 미래사회 메가트렌드 분석

STEEP 분석

미래 시나리오 작성

국토교통 부문 4대 시나리오 도출

기술수요(Needs) 분석

Data Mining 분석

키워드-네트워크 분석

미래기술 도출

전문가 WG 워크샵

학생 워크샵, 정부출연연 조사

메가트렌드 및 트렌드 도출

국토교통 관련 미래 시나리오

1. 미래 시나리오 분석 개요 앞서의 14개의 국토교통 미래 트렌드를 통해 미래기술을 도출하고자 하는 수요분석을 위한 미래 국토교통에서 중점적으로 고려해야 할 미래 시나리오 설정을 수행하였다. 미래는 완벽하게 예측가능하지 않기에 일어날 수 있는 가능한 많은 상황을 고려하지 않으면 불확실한 미래를 준비할 수 없기 때문이다. 국토교통은 국민의 안전과 생활에 직결되는 주택, 공공SOC시설, 교통체계 등의 공공인프라에 해당하기 때문에 경제･사회･기후 등의 외적 변화에 가장 민감하고 광범위하게 반응한다. 이에 특정 분야의 변화 시나리오를 설정하기보다는 미래학에서 제시하는 거시적 4대 미래변화 시나리오(Alternative Futures)를 참조하였다. 국토교통 분야가 대응해야 할 다양한 시나리오는 긍정적, 부정적 미래여부와 확률적으로 예측가능 여부의 두가지 분류에 따라 ‘국민생활 체감’, ‘혁신기술도약’, ‘위험(Risk)대비’, ‘재난(Disaster)대응’의 4가지 시나리오를 고려하였다.

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| Ch. 03 국토교통 미래기술 수요분석 |

Alternative Futures Jim Dator는 30년간의 연구를 통해 미래의 4가지 전형적 미래의 모습을 제안 하였다.21) 첫 번째 Continued Growth은 현재의 발전 추세가 계속 이어진다는 가정이다. 대부분의 정부나 연구소에서 내놓는 우리사회의 전망에 해당한다. 즉 1인당 국민소득은 증가, 인구감소, 이민자 증가, 과학기술 발전한다는 점진적 발전에 해당하며 현재 눈에 보이는 추세를 미래로 확장한 시나리오다.

Collapse는 현재의 추세라면 사회가 붕괴할 것이라는 것을 보여준다. 무분별한 개발로 석유(자원) 고갈, 환경파괴, 그리고 기후변화에 대처하지 못하거나 핵전쟁 등으로 급격한 인류의 쇠퇴가 일어난다는 가정이다. Disciplined는 추세는 우려되나 세계는 이를 극복하고 다시 발전할 것이라는 가정이다. 발전과 환경보호라는 상치되는 목표를 달성하는 녹색 성장, 지속가능한 사회 등의 개념이 이에 해당하며 발전과 보전의 균형을 위한 절제가 올 것이라는 시나리오다.

Transformative Society는 현재의 추세와 전혀 다른 추세가 생긴다는 가정이다. 우리가 지금 감지하지 못한, 혹은 획기적인 어떤 발견, 발명, 사건이 우리의 미래를 전혀 다른 방향으로 갈 수 있음을 암시한다. 예를 들면 핵융합 등 획기적 기술의 등장으로 지구의 한계를 넘는 기하급수적(exponential) 성장이 가능할 수 있다는 시나리오이다.

그림 3-2

Alternative Futures

Continued Growth

Collapse

What’ s next?

Continued Growth?

Disciplined Society

Transformational Society

21) Jim Dator's Alternative Futures and the Path to IAF's Aspirational Futures, Clement Bezold, Institute for Alternative Futures U.S.A.

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| 2040 국토교통 미래기술예측조사 |

2. 국토교통 맞춤형 미래 시나리오 설정 인간의 기본 니즈를 바탕으로 미래세상을 예측하는 시나리오도 가능하나 공공 기반시설에 해당하는 국토교통 분야에서는 국민생활과 안전에 밀접한 그 특성상 크게 두 가지 기준으로 시나리오 군을 대분하여 설정하였다.

국토교통 미래시나리오 설정 기준 첫 번째 기준은 낙관/비관 여부의 시나리오로 국민의 ‘생활’에 해당하는지 ‘생존’에 영향을 미치는지에 대한 구분이다. ‘생활’은 모든 계층의 국민이 일상에서 차별없이 윤택하고 편리한 생활을 영위하고, 경제와 산업은 도약 방안을 모색할 것이라는 시나리오 군이다. 부정적 미래는 ‘생존’에 해당하는 시나리오 군으로 기후변화 등 우리나라 뿐 아니라 전 지구적으로 위협이 될 수 있는 요인과 예측할 수 없는 X-Event, 테러 등으로 국민의 안전에 위협이 될 수 있는 상황에 해당하며, 국민안전을 위해 반드시 고려해야 할 시나리오 그룹이다. 두 번째 기준은 발생 확률의 구분으로 현재의 과학기술 및 양상으로 긍정적이든 부정적이든 ‘높은 확률’의 미래에 해당하는 시나리오 군과 ‘낮은 확률’에 해당하는 미래시나리오로 구분하였다. ‘높은 확률’은 예측이 가능한 시나리오로 지속발전을 전제하면서 기후변화 등 예측 가능한 위험을 예방하는 시나리오 군에 해당한다. ‘낮은 확률’ 시나리오군은 성공가능성은 낮더라도, 우리가 도약을 위해 도전하고 성공하는 경우나 기후변화 등의 예방에 실패하거나 재해로 일어날 수 있는 상황을 포함한다.

표 3-1

국토교통 미래시나리오 설정기준

시나리오 구분기준

특징

해당 시나리오

긍정적 미래

발전/낙관적 미래를 가정 국민생활과 삶의 질(행복) 경우에 따라 선택적 고려

국민생활 복지증진 사회 혁신기술로 도약하는 국가

부정적 미래

쇠퇴/비관적 미래 대비/대응 국민안전 확보 중심 안전/생존을 위해 필수 고려

위험에 대비하는 미래 재난(Disaster)에 대처하는 미래

높은확률 (예측가능)

안정적 미래 예측/준비가 가능한 미래

국민생활 복지증진 사회 위험(Risk)에 대비하는 미래

낮은확률 (예측어려움)

도전적 미래 예측 어려움 준비할 미래

혁신기술로 도약하는 국가 재난(Disaster)에 대처하는 미래

1. 낙관/비관 여부

2. 발생확률

79

| Ch. 03 국토교통 미래기술 수요분석 |

그림 3-3

국토교통 부문 4대 시나리오 구분

긍정적 미래 (생활)

국민생활 복지증진 사회

혁신도약 국가

(국민생활과 삶의 질)

(창조적 글로벌 선도기술)

위험(Risk) 대비

재난(Disaster) 대응

(기후변화, 위기 예방)

(극한상황 시나리오 대응)

부정적 미래 (생존)

안정적 미래 대비 (높은확률)

도전적 미래 (낮은확률)

시나리오1 : 국민생활 복지증진 사회 (긍정적 - 높은 확률) ‘국민생활 복지증진’ 시나리오는 세계와 우리나라가 안정적 성장을 계속할 수 있다는 가정 하에 국민생활과 삶의 질을 제고하는 사회적 분위기가 형성되고, 국민행복과 복지가 화두가 되어 사회적 약자를 배려하고 생활의 편의를 제고하는 사회가 될 것이라는 시나리오다. 이는 Alternative Futures의 ‘Continuous Growth’ 시나리오와 유사한 시나리오로 생활수준 제고로 국민들은 풍요에 따른 여가와 생활편의에 해당하는, 주거, 힐링, 건강 분야에 더욱 많은 관심을 보일 것이며 저소득층 및 고령자 등의 복지를 배려하는 도시 인프라와 대중교통 등의 국토교통 기술이 주목받을 것이다.

시나리오2 : 혁신기술로 도약하는 국가 (긍정적 - 낮은 확률) ‘혁신기술 도약’ 시나리오는 지속적 발전이라는 낙관적 미래의 가정하에, 획기적인 국토교통기술의 발견 또는 발명으로 국가 경제에 긍정적 영향을 미치는 고성장 동력이 발생하는 시나리오다. 성공 확률과 상관없이 도전적인 기술개발을 통해 형성된 산업과 성장동력은 새로운 고용을 창출하고, 선순환을 통해 반도체, 자동차와 더불어 미래의 수출산업으로 자리매김하게 되는 시나리오다.

80

| 2040 국토교통 미래기술예측조사 |

이는 Alternative Futures의 ‘Transformative Society’ 시나리오와 유사하다 할 수 있는데, 도전적이고 창의적인 국토교통 기술개발을 통해 70년대 중동수출과 같은 해외 건설 교통산업으로의 진출을 도모하는 경우 등을 들 수 있다.

시나리오3 : 위험(Risk)에 대비하는 미래 (부정적 - 높은 확률) ‘위험대비’ 시나리오는 예측 가능한 부정적 미래를 대비하는 경우를 의미한다. 대표적으로 화석연료로 인한 기후변화와 같이 그간의 분석과 연구를 통해 충분히 그 부정적 결과를 예상할 수 있는 현상을 대비하는 시나리오로, 보존과 발전은 병행하기 어렵기에 성장은 둔화되거나 정체될 수 있다. 탄소발생 비율이 높은 건설 및 교통 분야에서 탄소 저감기술이 각광받을 수 있을 것이며 이는 기후변화로 발생하는 자연재난과 재해를 미연에 방지함으로써 잠재적 사회적 손실을 예방하는 경제적 가치가 있을 것으로 예상된다.

시나리오4 : 재난(Disaster)에 대처하는 미래 (부정적 - 낮은 확률) ‘재난에 대처하는 미래’ 시나리오는 예측이 어려운 부정적 미래에 대응하는 경우를 의미한다. 대표적으로 지구온난화가 피할 수 없이 진행되어 대형태풍, 폭우로 인한 수재해, 지진 및 해일 등 자연재해가 발생하거나, 테러, 화재 등 재난재해 상황을 능동적으로 극복하는 “생존” 전략 시나리오다. 발생 확률은 낮으나 발생 시 인명과 재산, 안전 등 계량할 수 없는 손실이 극심하여 급격한 경제적, 사회적 쇠퇴를 가져올 수 있으므로 도시재해 대응시스템 및 내진설계 등 국토교통 부문에서 반드시 고려해야 할 시나리오이다.

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| Ch. 03 국토교통 미래기술 수요분석 |

제3절

국토교통 기술수요(Needs) 도출

1. 기술수요 도출을 위한 키워드-네트워크 분석 7대 트렌드별 주요 키워드를 대상으로 트렌드와 연관된 기술 수요를 추출하기 위하여, Google검색을 이용하여 해당 키워드를 포함하는 뉴스를 수집(2010~2012)하고, 해당 뉴스에 포함된 단어들을 데이터 마이닝화 하여 관련 키워드가 포함된 개수를 통하여 트렌드와 키워드간 연계성을 분석22)하였다. 표 3-2

Data-mining 분석 예 핵심 키워드(A)

트렌드

도출 키워드(B)

2010

2011

2012

합계

증가율

6

12

28

46

0.67

1인 가구

8

21

13

42

0.18

…

…

low fertility late

28

…

…

health ageing 고령화 (ageing) 인구구의 변화 저출산 (low fertility society)

(B)의 노출 횟수

33

34

95

0.07

도출된 키워드의 증가율과 총 노출 회수를 네트워크 분석을 실시하였고, 전체 트렌드를 네트워크화 할 경우 매우 복잡하고 해석하기 어려울 수 있어 STEEP분석의 단위로 트렌드를 Cluster화하여 국토교통부문에서 도출할 이슈와 기술수요를 도출하였다.

Data-mining 분석 예

증가율

그림 3-4

0.8 0.7 0.6 0.5 0.4 0.3 0.2 0.1 0 -0.1 0 -0.2

국토교통 필요 기술수요 도출

health ageing

고령화/가족개념 변화대응 주거형태 개인화

사회적 약자를 배려하는 도시시스템

low fertility late 1인 가구 20

40 핵가족화

교통약자를 배려하는 교통시스템 50

80

100

도시화에 대응하는 대공간의 등장

노출횟수

22) 해당 키워드의 자연어 처리를 위해 I사의 Intelligent Miner 활용, cut off value =0.18 사용

82

| 2040 국토교통 미래기술예측조사 |

STEEP 기반 키워드 - 네트워크 분석 인구구조 및 사회환경 변화, 과학기술 발전 및 융복합, 글로벌 경제사회, 지구 온난화 및 자원부족, 안보 및 안전의 5개 분야를 대상으로 키워드- 네트워크 분석을 수행하여 주요키워드를 중심으로 국토교통 기술수요(Needs)를 예측하였다.

그림 3-5

키워드-네트워크 분석

1. 고령화 / 가족개념 변화대응 주거형태 2. 사회적 약자를 배려하는 도시시스템 3. 교통약자를 배려하는 교통시스템 핵가족

1. 도시화에 대응하는 대공간의 등장 초고층 빌딩

고령화

저출산ㆍ고령화 가속

1인가구

저출산

교통약자

도시인구의 증가

인구구조 및 사회 환경의 변화

1. 도시내/지역간 첨단 신교통수단 보급 교통수단의 개인화

소규모 주택

공간활용

1. ICT와 도시 교통 시스템의 융합

Social

센싱기반 활용

고밀도 도시

ICT 기술과의 융합

첨단국토교통 기술 초고속 이동

과학기술의 발전

기술 융복합

대륙별 경제권 형성

정밀화

FTA

1. 로봇기술과 국토교통기술 융합

글로벌 경제사회

로봇기술의 발달

글로벌 거버넌스

지능화

인력이동의 글로벌화 전세계 일일 생활권

Ecological

1. 화석연료 대체에너지 개발 체계 2. 비전통 에너지의 경제성 증가 3. 신개념 에너지원 교통수단의 보편화

인체대체

지구온난화 심화

환경오염의 증가

수자원과 에너지자원의 통합관리

환경오염 저감 소재 활용 폐자재 활용

에너지ㆍ자원수요의 증가

물부족 증가

온실가스 배출량 규제 자연재해 대응

지구온난화 및 기후변화

해양 및 해저 개발 가속화

자원 무기화

자동화

1. 탄소저감 도시와 시설의 보급

국제 표준화

1. 글로벌 고속/고효율 교통수단 보급

국가간 자원 확보 전쟁

소형화 신소재 적용

Economic

세계 시장의 통합

친환경 에너지원

나노 공학 기반

나노 기술의 발달

신도시 개발 기술 수출

다국적 인재 등용

감성기반

1. 첨단 신소재의 적용

1. 도시, 건축, 플랜트 산업 세계화 2. 물류시스템기반 글로벌 경제활동 확대 건설시장 경쟁력 강화

인문/예술 접목

BIG DATA

Technological

1. SOC시설/건축물 리모델링 확산

에너지 자원부족

1. 안전하게 운영되는 사회기반시설 2. X-Event에 대응하는 기반시설 도입

물ㆍ식량부족의 심화

내진 강화

Political

1. 수자원의 국제적 가치상승

재해ㆍ재난 대비 재해 감시 강화

국제질서 다극화 (테러위험 증가) 시설물 관리 강화

안보 및 안전 한반도 통일 가능성 통일관련 기반구축 메가프로젝트

북한 주택 문제 막대한 통일비용

1. 통일 비용의 저감과 북한지역 개발

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| Ch. 03 국토교통 미래기술 수요분석 |

2. 국토교통 미래 기술수요 도출 미래 트렌드별 국토교통 기술수요(Needs) 14개 미래 트렌드별 주요 전망 및 키워드, 타 트렌드와의 연계성 분석을 수행하여 국토교통 분야에서 주목하고 기술개발이 필요한 20개의 수요군을 도출하였다. 사회, 기술, 경제, 생태, 정세의 변화하는 트렌드를 통해 미래 주택, 도시, 교통, 기반시설 등 국토교통 부문에서 다양한 도전과 변화에 대한 조류와 기술개발의 필요성이 제기되었다. 제기된 국토교통 미래사회 기술수요는 기술분야별 전문가 Working Group에 제시되어 국토교통 미래유망기술 도출의 기준으로 활용되었다.

표 3-3

7대 메가트렌드 및 20대 국토교통 기술수요(Needs)

STEEP

메가트렌드

트렌드

국토교통 미래사회 기술수요(Needs) 1. 고령화/가족개념 변화대응 주거형태

Social

인구구조 및 사회환경의 변화

저출산･고령화 사회

3. 교통약자를 배려하는 교통시스템 도시인구의 증가

과학기술의 발전 Technological

기술 융복합

2. 사회적 약자를 배려하는 도시시스템

4. 도시화에 대응하는 대공간의 등장

첨단 국토교통기술

5. 도시내/지역간 첨단 신교통수단 보급

ICT기술과의 융합

6. ICT와 도시･교통시스템의 융합

나노기술의 발달

7. 첨단 신소재의 적용

로봇기술의 발달

8. 로봇기술과 국토교통기술 융합 9. 도시, 건축, 플랜트 산업 세계화

Economic

글로벌 경제사회

세계시장의 통합

10. 물류 시스템 기반 글로벌 경제활동 확대

인력이동의 글로벌화 11. 글로벌 고속/고효율 교통수단 보급 지구온난화 및 기후변화

지구온난화 심화

12. 탄소저감 도시와 시설의 보급

환경오염의 증가

13. SOC시설/건축물 리모델링 확산 14. 화석연료 대체에너지 개발 체계

Ecological 에너지 자원 부족

에너지･자원 수요의 증가

15. 비전통 에너지의 경제성 증가 16. 신개념 에너지원 교통수단의 보편화

물･식량 부족의 심화 17. 수자원의 국제적 가치상승 18. 안전하게 운영되는 사회기반시설 Political

안보 및 안전

재해･재난 대비 한반도 통일 시대

84

19. X-Event에 대응하는 기반시설 도입 20. 통일 비용의 저감과 북한지역 개발

| 2040 국토교통 미래기술예측조사 |

미래 기술수요와 4대 시나리오 연계성 분석 제시된 20대 국토교통 미래사회 기술수요와 4대 시나리오와의 연계성 분석을 시행하였다. ‘국민생활 복지증진’ 시나리오는 ‘인구구조 및 사회환경 변화’ 트렌드와 연관성이 높은 것으로 나타났으며, ‘혁신기술도약’은 전반적으로 고르게, ‘위험대비’ 및 ‘재난대응’ 시나리오는 ‘기술융복합’과 ‘안보 및 안전’ 트렌드 기술수요와 연계가 높은 것으로 나타났다. 대부분의 기술수요가 다수의 시나리오와 연계성을 보였는데, ‘기술 융복합’ 트렌드는 전체 시나리오에서 연계성을 나타내 다양한 상황의 미래에서 국토교통 기술개발의 동인이 될 수 있을 것으로 판단되었다.

표 3-4

20대 국토교통 기술수요와 4대 시나리오 연계성 4대 시나리오

트렌드

국토교통 미래사회 기술수요(Needs)

국민생활 혁신기술 위험대비 재난대응 복지증진 도약

1. 고령화/가족개념 변화대응 주거형태

○

○

2. 사회적 약자를 배려하는 도시시스템

○

○

3. 교통약자를 배려하는 교통시스템

○

○

4. 도시화에 대응하는 대공간의 등장

○

○

5. 도시내/지역간 첨단 신교통수단 보급

○

○

ICT기술 융합

6. ICT와 도시･교통시스템의 융합

○

○

○

○

나노기술 발달

7. 첨단 신소재의 적용

○

○

○

저출산･고령화 사회

도시인구 증가 첨단 국토교통기술

로봇기술의 발달 세계시장의 통합

8. 로봇기술과 국토교통기술 융합

○

○

9. 도시, 건축, 플랜트 산업 세계화

○

10. 물류 시스템 기반 글로벌 경제활동 확대

○

인력이동의 글로벌화 11. 글로벌 고속/고효율 교통수단 보급

○

○

○

지구온난화 심화

12. 탄소저감 도시와 시설의 보급

○

○

환경오염의 증가

13. SOC시설/건축물 리모델링 확산

○

○

14. 화석연료 대체에너지 개발 체계

○

○

15. 비전통 에너지의 경제성 증가

○

○

16. 신개념 에너지원 교통수단의 보편화

○

○

17. 수자원의 국제적 가치상승

○

○

○

○

○

에너지･자원 수요의 증가 물･식량 부족 심화 재해･재난 대비 한반도 통일 시대

18. 안전하게 운영되는 사회기반시설

○

19. X-Event에 대응하는 기반시설 도입 20. 통일 비용의 저감과 북한지역 개발

○

○

85

| Ch. 04 국토교통 미래기술 분석 |

미래기술 예측조사

86

| 2040 국토교통 미래기술예측조사 |

CHAPTER

01 04

론 국토교통 미래기술서분석

미래기술 도출 프로세스 국토교통 200대 미래기술 미래기술 델파이조사 2040 국토교통 80대 미래 유망기술

87

| Ch. 04 국토교통 미래기술 분석 |

국토교통 미래기술 분석

제1절

미래기술 도출 프로세스

1. 미래기술 도출과정 개요 국토교통 미래유망기술 도출을 위해 전 장에서 도출한 기술수요(Needs)를 분야별 전문가 그룹에 제공하여 기술탐색평가를 수행하는 기술 예측 개념을 도입하였다. 전문가 그룹은 2차례의 워크샵에서 자체 도출 미래기술과 기존의 기술예측 문헌상 국토교통 미래기술, 학생 워크샵 결과 등을 종합 검토하여 중복되는 기술을 정제하고, 미래기술 수요 적합 여부를 분석하여 총 200개의 국토교통 미래기술을 도출하였다.

2. 미래기술 도출 프로세스 2040년 미래에는 국토교통 분야에 어떤 기술들이 유망할 것인지에 대하여 기존 기술 예측자료의 국토교통 분야 기술 분석부터 인문사회 분야를 포함한 다양한 전문가들과 의견 교류, 다각적 아이디어 수렴을 위한 학생 참여 아이디어 제공 등을 반영하여 전문가 워킹그룹을 통해 최종적으로 국토교통 미래기술을 도출하였다.

88

| 2040 국토교통 미래기술예측조사 |

그림 4-1

미래기술 도출 Process Process

기술 수 (누적)

기존 기술예측 자료 검토

332개

전문가 WG 워크샵 (1차) : ’ 12, 9, 18 838개 (1,170개)

ㆍ기술수요(Needs) 도출 ㆍ관련기술 수요 도출

초중대학생 워크샵

정부출연연 조사 (건기연, 교통연, 철도연, 항우 연)

55개 (1,225개)

93개 (1,318개)

전문가 WG 워크샵 (2차) : ’ 12, 11, 15 200대 유망기술 정립

ㆍ중복기술 정제, 우선순위 조사 ㆍ델파이 조사 문항 검토

기존 기술예측 조사자료 국토교통분야 기술 검토 기존 타 기관의 기술예측조사 문헌 중 국토교통 관련 기술을 검토하여 그중 총 332개의 국토교통분야 해당 기술을 전문가 그룹에 제공하여 자체 도출기술과 연계 검토를 하도록 하였다. 표 4-1

기술예측 자료에 나타난 국토교통 관련 기술 자료명

발행처

예측연도

국토교통 기술 수

제4회 미래기술예측조사

한국과학기술기획평가원

2035

127개

IT기술예측조사 2025

한국산업기술평가관리원

2025

14개

IT 융합 기술예측조사

한국산업기술평가관리원

2025

62개

미래사회트랜드 기술전망

한국정보화진흥원

2020

7개

2040년의 과학기술

한국과학기술정보연구원

2040

106개

미래sw 기술분석 및 유망sw 기업 사례 연구

정보통신산업진흥원

-

3개

2020 한국 건설산업의 주요 이슈 및 트렌드 예측

한국건설산업연구원

2020

13개

계

332개

트렌드 분야별 전문가 워크샵 추진 국토교통 미래기술 도출을 위한 전문가 워크샵을 추진하였다. 메가트렌드별 분과를 진행하여 기술 분야에 한정되지 않고 미래 트렌드에 맞는 다양한 기술이 도출되도록 하여 기존문헌의 기술에 추가로 약 838개의 국토교통 기술을 제시하였다.

89

| Ch. 04 국토교통 미래기술 분석 |

2차례의 워크샵을 통해 관련 기술의 우선순위를 조사하였으며, 중복기술의 정제, 기술명의 수정･보완, 이해도 증진을 위한 기술설명 등이 추가되었다. 또한 전문가델파이조사 문항을 사전 검토하여 조사 항목의 객관적이고 합리적인 다각적 분석결과가 도출될 수 있도록 하였다.

인문사회분과의 검토 국토교통 분야 기술적인 측면 뿐만 아니라 경제･사회 등 인문분야 전문가로 구성된 인문사회 분과를 구성하여 인문학과 융합하고 균형이 잡힌 미래사회 모습을 그리고자 하였다. 인문사회분야 전문가들은 각 분과별로 미래상에 대한 스토리보드(시나리오)를 작성하였다. 스토리보드에서 개진된 의견은 2차 전문가 워크샵에 걸쳐 추가할 필요가 있는 기술에 대한 논의를 거쳐 기술적 사안이 반영된 사회 모습을 도출하였다.

국민 아이디어 수렴 - 초･중･대학생 워크샵 폭넓은 국민과의 소통을 통한 국토교통 미래기술 수요를 수렴하기 위해 기존 기술에 얽매일 수 있는 전문가보다 창의적일 수 있는 초･중 및 대학생을 대상으로 국토교통의 미래상을 그리고 아이디어 도출을 위한 워크샵을 진행하였다. 표 4-2

90

국민 아이디어 수렴 워크샵 구분

일시

대상

결과

2040 대학생 발명동아리 Dream 워크샵

’12.11.2

서울경기지역 7개 대학 발명동아리 20명

33개 기술 제안

2040 국토교통 미래꿈나무 Dream 워크샵 - 2040년 우리의 땅과 바다는 어떻게 될까 -

’12.11.14

성남시 교육청 영재교육원 약 200명 (초등생4~6학년 120명, 중학생 80명)

200개 국토교통 미래상 스케치 (7개 기술 응용)

| 2040 국토교통 미래기술예측조사 |

다양한 세대(10~20대)의 창의적인 생각을 글 또는 그림으로 표현하였으며, 일부 아이디어는 전문가의 도움을 받아 실현 가능한 기술이 될 수 있게 발전시켜 미래유망기술에 추가되었다. 표 4-3

미래 꿈나무 워크샵 도출 대표 아이디어

구분

아이디어 설명

해당 미래기술

1

해중, 해저, 해상 도시

바다속에 도시가 있고, 떠다니지 않도록 해저에 고정되며, 지상과 연결되는 해저/해중도시 건설을 위한 기반 기술 통로가 존재

2

교량형 주거

대형 교량에 주거공간이 있고, 태양열 등으로 에너지가 생산

초장대교량 등 대형구조물 내부를 활용한 에너지 자립형 주거단지

3

버블 시티

비눗방울처럼 형태 변형이 다양한 주택

주택의 시공 이전 변형이 신속히 가능한 1day 레고형 주택 기술

4

5

수직수평 엘리베이터

빌딩에서 3차원으로 이동하는 엘리베이터

초고층빌딩간 이동성 향상을 위한 저/중/고층별 차별화된 대중교통/개인 교통시스템 초고층 건물, 지하 대공간 내 고속 수직/수평 3차원 궤도 이동시스템

능동적으로 열을 차단 또는 흡수하는 건축물 건물을 외벽 등에 식물을 녹화하여 열을 외피(벽, 유리 등) 에너지 자립형 차단하고 풍력발전 등을 통해 에너지 건물 녹화 식량 자급자족이 가능한 전천후 농작물 자립 다층빌딩형 도시농장 기술

6

에너지 타워

건물 옥상에서 태양열을 수집하고, 번개를 모아 에너지 사용

태풍, 번개, 태양광 등 신재생에너지를 활용한 보급형 제로 에너지 주택기술

7

태양열 발전

지하도시에서 생활할 수 있는 태양열 발전을 개발

지하도시 생활을 위한 태양광 및 지상 공기순환 등 자연에너지 이용 및 저장 기술

그림 4-2

초, 중, 대학생 국토교통 미래 기술 아이디어 (에너지타워-좌, 교량형주거-우)

91

| Ch. 04 국토교통 미래기술 분석 |

제2절

국토교통 200대 미래기술

1. 200대 미래기술 도출 델파이 설문조사 대상 핵심 기술 도출 및 분석 기술의 검증 및 정제를 통하여 2040년까지 등장할 200대 국토교통 미래기술을 선정하였다. 각 메가트렌드별로 살펴보면 인구구조 및 사회 환경의 변화 관련 트렌드 기술이 50개로 가장 많아 생활에 밀접한 기술임을 반증하였고, 안보 및 안전 관련 기술 41개, 에너지･자원의 고갈 기술이 30개 순으로 기술이 많은 것으로 나타났다. 인구구조 및 사회환경의 변화 트렌드는 국민 생활에 밀접한 관련이 있는 도시건축, 교통물류, 철도 등 기술분야가 많은 비중을 차지하였고, 기후변화, 에너지･자원고갈 등은 플랜트, 물관리에서 상대적으로 많이 나타났으나 전반적으로 고른 분포를 보였다. 글로벌 경제사회 트렌드는 경제권 통합 추세에 따라 글로벌 이동을 위한 교통분야 기술들의 비중이 높았고, 안보 및 안전 분야에서는 교량, 터널과 같은 사회기반시설에 해당하는 SOC분야에서 비중이 매우 높은 것으로 나타났다. 전체적으로 철도 분야 기술이 40개로 가장 많았으며, 도시건축 35개, 교통물류 32개의 순으로 나타났다.

표 4-4

92

기술분야와 미래 트렌드 분포 도시 건축

교통 물류

철도

항공

합계

3

13

12

12

4

50

2

-

1

4

5

5

17

3

2

-

4

4

6

5

24

글로벌 경제사회

1

-

-

-

1

8

3

13

지구온난화 및 기후변화

5

3

1

7

3

2

4

25

에너지･자원의 고갈

1

11

5

5

2

5

1

30

안보 및 안전

13

3

6

5

6

2

6

41

합계

29

21

15

35

32

40

28

200

구분

SOC

플랜트 물관리

인구구조 및 사회환경 변화

6

-

과학기술 발전

-

기술 융복합

| 2040 국토교통 미래기술예측조사 |

그림 4-3

기술분야와 미래 트렌드 분포 (단위: %) SOC

플랜트

물관리

100 90 80 70

12.0 6.0 26.0

11.8 5.9 23.5

12.5 8.3

도시건축

교통물류

20.0 12.0

16.7

31.7 36.7

4.0

7.3

60 16.7

50 40

0

12.2 12.0

24.0 29.4

8.0 20.9

23.1

기술 융복합

글로벌 경제사 회

지구온난 화 및 기후변화

글로벌 경제사회 및 지식기반 경제

지구온난화 및 기후변화

37.1

37.5

8.0 인구구조 및 사회환경의 변화

14.6

16.7

25.0

10

16.7

29.4

30 20

61.5 28.0

24.0

항공

3.3

7.7 7.7

철도

16.0

6.7

14.7 4.9

16.7

14.7

3.3 과학기술 발전

에너지 자원부족

안보 및 안전

(단위: %) 인구구조 및 사회환경의 변화

과학기술 발전

기술 융복합

에너지.자원 부족

안보 및 안전

100 90

9.5 20.7

80 70 60 50

10.3

9.5 14.3

14.9

20.0

17.9

6.7

3.4 3.4% 2.9

17.2 17.2% 3.4

40

33.3

11.4

44.8

10

12.5 17.9

12.5 15.0

10.7

12.5

52.4

20.0

3.1 9.4

20.0

14.3

6.3

5.0

30 20

30.0

40.0 14.3

14.3

18.8

12.5

14.3 3.6 21.4

5.0

0

SOC

플랜트

물관리

도시건축

교통물류

철도

항공

국토교통 200대 미래기술은 전문가그룹의 의견을 수렴하여 국토교통 미래 시나리오, 즉 국민생활ㆍ복지증진과 사회(Welfare), 혁신기술도약 국가(Innovation), 기후변화 등 위험대비(Risk), 극한상황 재난 대응(Disaster)로 구분하여 제시하였다. ‘국민생활 복지증진과 사회’ 시나리오 관련 기술은 49개, ‘혁신기술도약 국가’ 시나리오 관련 기술은 78개로 긍정적 미래 관련 기술이 127개로 구분되어 생존보다는 생활에 관련된 국토교통 기술이 많이 선택되었음을 알 수 있다. ‘기후변화 등 위험대비’ 관련 기술은 47개, ‘극한상황 재난 대응(Disaster)’ 시나리오와 관련된 기술은 26개로 구분되어 생존에 관련된 기술은 200개 가운데 73개로 37%에 해당, 도전적인 미래보다는 안정적인 미래를 대비하고자 하는 기술이 많이 선정된 것을 알 수 있다.

93

| Ch. 04 국토교통 미래기술 분석 |

동 분류는 도출된 개별기술에 대하여 델파이 조사 이전에 분야별 전문가 W/G에 의한 분류체계로 다음 절에서 제시될 델파이 조사 결과와는 다소 상이할 수 있다.

표 4-5

시나리오별 기술수 및 기술명

구분

국민생활 복지증진 (Welfare)

혁신도약 국가 (Innovation)

위험 대비 (Risk)

재난 대응 (Disaster)

계

개수

49

78

47

26

200

메가 트렌드

기술 분야

기술명

시나 리오

건설현장 인력 최소화를 위한 근력보강용 Wearable 로봇 기술

I

입력된 건설 공정에 따라 자동 시공하는 인공지능 무인 로봇형 건설장비

I

폐기물 배출 변화에 대응하는 스마트 네트워크형 폐기물 처리 시스템

W

초장대교량 등 대형구조물 내부를 활용한 에너지 자립형 주거단지 기술

W

지하도시 연계를 위한 심도 100m 이상 지하 대심도 지하 도로망 건설 기술

W

도심지 지하 대공간 확보를 위한 Multi-Connected 도로, 철도 시공 기술

W

지역별 수질에 맞춘 비용절감형 선택적 유해물질 정수처리 기술

W

SOC

물관리 다양한 수자원 현황에 대응할 수 있는 지역적응형 물생산-처리-공급 기술

W

전국단위로 용수부족지역 해소를 위한 한반도 대량 물 수송 시스템

W

인구구조 및 사회환경의 변화

지하도시 생활을 위한 태양광 및 지상 공기순환 등 자연 에너지 이용 및 저장 기술

I

인구 10만 이상 에너지 자급자족이 이루어 질 수 있는 메가 빌딩 설계시공 기술

W

실시간 고해상도 4D 가상현실 기술로 외부 환경 재현이 가능한 엔진 및 디스플레이 기술

도시 건축

차량으로 이동 가능한 모바일 주택 기술

W

주택의 시공 이전 변형이 신속히 가능한 1day 레고형 주택 기술

W

고령자를 위한 생활편의시설이 확충된 지능형 도시 및 주택 기술

W

해상 도시 구축을 위한 건축기반기술 및 해양부상 기술

I

주택의 층간소음, 공장 등의 진동 문제를 해결할 수 있는 능동형 무소음, 무진동 제어 기술

W

감성인식 기반 대형 도시 건축물의 조명 시스템 및 공간연출 기술

W

이동, 확장, 변형, 해체가 용이한 접합기술이 적용된 대형 구조물

I

도시공간정보 Big-Data를 활용한 맞춤형 서비스

I

해저/해중도시 건설을 위한 기반 기술

I

경제성을 확보한 장수명 저에너지 한스타일 힐링 주택

94

I

W

| 2040 국토교통 미래기술예측조사 |

메가 트렌드

기술 분야

기술명

시나 리오

중력 및 관성을 이용한 지역간, 초고층건물간 이동 Gravity 하이브리드 차량 시스템

I

개인통행을 스케줄링하고 최적화하는 통행 예약제 기반 교통운영 시스템

교통 물류

인구구조 및 사회환경의 변화

W

교통용량 증대 및 에너지효율 제고를 위한 무빙로드 시스템

I

소형배터리를 탑재할 수 있는 배터리 교환형 대중교통/자동차 시스템

I

교통약자의 이동성 향상을 위한 초경량/초강도/초소형 자율주행 이동캡슐형 차량

W

자동 신속/간편 주차가 가능한 로봇기반 공간 최적화 첨단 주차시스템

W

근거리/환승센터/초고층건물 내 이동 편의를 위한 Ball Wheel Vehicle 시스템

W

CS(Car Sharing), BS(Bike Sharing)등 개인형 공공교통수단 통합 운영 기술

W

교통약자의 보행안전성/이동성 증진을 위한 능동형 교통안전 시설과 보행안전 통합지원

W

초고층 빌딩간 이동성 향상을 위한 저/중/고층별 차별화된 대중교통/개인 교통시스템

I

초고층 건물용 여객/화물 최적이송을 위한 결합방식 수직 이송장치

W

지하공간 및 건물 내 공동구를 활용한 소형화물 자동운송 시스템

W

차음, 현가장치, 궤도 등 철도 실내/외 소음 및 진동 제로 기술

W

철도차량 기지공간을 1/10로 축소한 유지보수 정비부지 조성 및 운영 자동화

W

저비용 철도 건설, 운영을 위한 저심도, 차량구배성능개선, 선로 모델링 기술

I

전차선, 운전사가 없는 무형궤도 원격조정형 도시형 열차/트램 개발/운영 기술

W

초고층 건물간 이동이 가능한 무동력 Gravity Train

I

개인교통수단이 고속도로에서 무동력 군집주행이 가능하도록 하는 결합-분리형 추진 열차

I

철도 초고층 건물, 지하 대공간 내 고속 수직/수평 3차원 궤도 이동시스템

W

철도 접근성 향상을 위한 개인형 초소형 궤도 이동 시스템

W

고령자/교통약자 이동 편의를 위한 기종점(Door to Door) 레고형 교통수단 및 운영 시스템

W

차량에 탑승한 채로 환승이 가능한 타 노선 철도 차량 간 객차 교환 환승터미널 기술

W

출퇴근 시간을 50% 단축하는 도시철도 지하터널의 복층궤도 구축 운영

W

30초 이내 1,000명 이상의 승하차가 가능한 차량 및 역사 설계/운영 기술

W

민간 중형항공기(Part25급) 설계/제작/시험/인증기술 100% 국산화

I

수직 이착륙 및 자유자재 기동이 가능한 기종점(Door-to-Door) 미래형 개인용 항공기(PAV)

I

항공 미래용 개인용 항공기(PAV)를 위한 3차원 도로망 설계 및 운영

W

탑승수속 시간 단축을 위한 오전달율 제로 고속(5분 이내) 자동 수하물처리 시스템

W

95

| Ch. 04 국토교통 미래기술 분석 |

메가 트렌드

기술 분야

기술명

시나 리오

마이크로 기기에서 동력원이 될 수 있는 초소형 발전 시스템

I

200만톤급 LNG/GTL 겸용 FPSO 플랜트 기술

I

무중력에 가까운 상태에서의 역학 메커니즘을 토대로 한 건축재료/설계/설비/구조/시공 기술

I

NCVS 기반 자동차의 기종점(Door to door) 자율주행 기술

I

NCVS 기반 자율주행차량 - 자가운전 차량 혼재 교통체계 관리를 위한 센터 시스템

I

고속도로 교통용량 2배 증가를 위한 군집주행 기술

I

NCVS 기반 신호나 표지판이 없는 Signless Road 시스템

I

플랜트 도시 건축

교통 물류

영하 30～80℃ 극한 일교차에도 변형없는 신소재, 신공법 철도 레일 기술

과학기술 발전 철도

항공

SOC

W

현재 30cm오차인 무인 운전 철도차량의 1cm이내 정위치 정차 기술

I

연중 무사고/무재해 운행을 위한 실시간 철도사고 예측/안전 모니터링 시스템

R

전자장 가속방식 활용한 신개념 철도차량 추진 기술

I

우주 신공간 창출을 위한 고도 36,000km 우주공간 수직이동용 우주열차 기술

I

무인 조종 전천후 자율비행 항공기

I

조종사의 뇌파를 이용하는 첨단 항공기 제어 기술

I

고효율 저소음 130인 승급 Open Rotor 항공기

I

미래형 고효율 날개 동체 통합 BWB(Blended Wing Body) 항공기

I

재사용이 가능한 Single Stage 유인 우주비행기 (SSTO)

I

나노기술을 이용한 초고강도/고내식성 건설재료

D

나노센서를 이용한 SOC구조물 첨단 운영 및 유지관리 기술

I

초경량 신소재 활용 5000m이상 초장대교량 설계시공 기술

I

생화학 물질(Bio-chemical) 생산하는 마이크로 플랜트 기술

I

운영/유지관리 모듈화/자동화를 통한 극한지 무인 자원 플랜트 기술

R

통신, 센서, 조명, 음향, 전력공급 등의 기능을 가진 모듈형 인텔리전트 건축 유닛의 표준화

I

건축스케치를 기반으로 건축물 설계, 시공 과정을 도출하는 인공지능 설계도 자동생성 기술

I

기후환경, 일조방향에 따라 형상을 변경하고 방향을 바꾸는 트랜스포머 빌딩 기술

I

도시 공간정보 수집 전용 위성 탑재체 개발 기술

I

뇌-컴퓨터 인터페이스기반 운전제어를 통한 안전운전 시스템

I

도로 내구연한이 10년 이상으로 최대화 된 제로 메인터넌스 도로 포장재료

R

실시간 기상정보와 도로소통상황 정보기반 교통사고 저감 자동차/교통 인프라 시스템

W

주행중인 전기자동차에 상시 전력수급이 가능한 자동차 및 인프라 시스템

R

플랜트

기술의 융복합

도시 건축

교통 물류

96

| 2040 국토교통 미래기술예측조사 |

메가 트렌드

기술 분야

기술명

시나 리오

배터리 구동형 철도차량을 충전할 수 있는 충전스테이션 및 배터리 매니지먼트 시스템

R

철도차량, 인프라의 자동진단을 통한 인공지능형 무인운영 종합 관제 시스템

I

변전소 없이 수백 KW급 무선전력을 철도차량에 직접 전송하는 대용량 전력공급 기술

I

선박의 항만 내 대기시간 단축을 위한 동시 상하역이 가능한 철도-항만 연계시스템

I

철제 레일방식 600km/h 이상 고속주행이 가능한 리니어모터 추진 기술

I

형상기억 소재 등 활용한 철도구조 자가 복원 기술

R

차세대 항공 감시 및 위성항법 기술을 활용한 상하 150m 이내 정밀 항법 기술

R

주거 밀집 지역이 착륙 가능한 60db이하 저소음 헬기

W

철도

기술의 융복합

항공

글로벌 경제사회

공역과 공항의 효율적 관리를 위한 4차원 궤적기반 항공교통관리 기술 및 항행 시스템

I

동북아 지역에서 활용 가능한 한국형 위성항법시스템 기술

I

인공위성을 이용한 실시간 항공기 감시, 고장진단/회피 및 스마트 대응 기술

I

SOC

심도 300m, 연장 250km 이상 복층 해저터널 건설 기술

I

교통 물류

실시간 글로벌 대중교통 운행 및 환승최적화를 위한 통합운영/표준화 기술

W

대륙간 초고속 이동이 가능한 1,000km/h급 열차 공기저항 극복 및 차체구조 기술

I

대륙간 초고속 이동이 가능한 1,000km/h급 궤도/전력/신호 등 열차 인프라 기술

I

대륙간 초고속 이동이 가능한 1,000km/h급 열차부양/추진/제동 기술

I

글로벌 철도연계를 위한 철도차량 및 인프라 국제표준 선도 기술

I

대륙간 대량의 화물을 40량-400km 이상으로 운송하는 초고속 화물열차

I

해양 및 대륙간 연계를 위한 해저/해중 터널용 초고속 철도 기술

I

편성당 3,000명 운송을 위한 대용량 초고속 2층 철도운송체계

I

500~1,000km/h 이상의 초고속 철도 인프라 검측/교체/유지보수 기술

I

주요 대륙간 일일 이동이 가능한 초음속 항공기

I

보안 검색시간 80% 단축으로 편의성을 증진시킨 고속 출입보안 검색 시스템

I

철도

항공

1,000인승 초대형 장거리 순항 여객 항공기

W

97

| Ch. 04 국토교통 미래기술 분석 |

메가 트렌드

기술 분야

SOC

기술명 포집된 탄소 재활용을 위한 지중저장 시설건설 및 관리 기술

R

사막화 방지를 위한 지속적인 식물성장이 가능한 토사 표층 조성 기술

R

건설폐기물 100% 재활용을 통한 폐기물 발생 제로 기술

R

건설구조물 시공단계별 탄소배출 시뮬레이션 및 관리 시스템

R

자외선 및 방사능 피폭 차단막 건설 기술

D

대심도의 초임계 압력조건을 이용한 폐기물 처리 및 에너지 생산 기술

R

플랜트 다중수원을 처리 가능한 대용량 물순환/재생 통합 플랜트 기술 탄소 포집/이용/저장을 위한 가스계 연료 계통 연계형 탄소 파이프라인 및 스테이션 기술 물관리 하수를 현장에서 처리하고 유가자원을 회수하여 활용하는 분산형 하수 처리 기술

지구온난화 및 기후변화

도시 건축

교통 물류

시나 리오

D R W

인체유해 물질의 자동감지와 제거가 가능한 바이오 건자재 개발 기술

W

능동적으로 열을 차단 또는 흡수하는 건축물 외피(벽, 유리 등) 개발 기술

W

경제성을 확보한 보급형 가정용 전력 저장용 전지 기술

R

극한 및 극서 환경에서의 도시 건축물 구축을 위한 재료/설계/시공/유지관리 기술

D

폐콘크리트를 자연친화적으로 폐기하고, 시멘트를 재활용하는 건축 폐기물 제로 기반 기술

R

열섬현상이 없는 Cool City 구현 기술

R

사막화 지역에 해수담수화 플랜트와 연계된 자생적 녹지공간 생성 도시 설계 기술

R

100% 재활용이 가능한 첨단 도로 포장재료

R

투수성이 높고 복사열 등이 최소화 되는 자연친화형 도로

R

탄소배출 제로 스마트그리드가 결합된 개인용 자동차 시스템

W

철도차량 탄소 및 폐기물 제로형 지속가능 철도 시스템

R

수소연료전지 등 탄소배출 제로 친환경 에너지 연료를 적용한 열차 추진 기술

R

옥시던트, CO2, Nox, VOC 등 대기오염 물질 및 재해의 실시간 인공위성 관측 시스템

D

전기, 연료전지, 태양열, 공기-아연전지, 핵발전 등 친환경 대체연료 및 항공기 기술

R

2차 전지를 동력으로 하는 경량항공기

R

친환경 신재생 에너지 동력을 활용한 친환경 헬기 기술

R

철도

항공

98

| 2040 국토교통 미래기술예측조사 |

메가 트렌드

기술 분야 SOC

기술명 미래 자원탐사를 위한 SOC 네트워크 구축 기술

I

가동률 80% 이상의 풍력단지 계획/설계/시공 기술

I

가스화 공정 연계 100MW 이상의 고온형 연료전지 열병합 발전 플랜트 기술

I

에너지 80% 저감을 위한 에너지 순환형 분산형 복합 플랜트 기술

I

5만명 규모 단지에 보급이 가능한 수소 대량생산 및 공급 기술

I

경제성을 확보한 CO2 자원화 플랜트 기술

I

플랜트 50MW급 신재생에너지를 이용한 에너지 자립형 부유식 플랜트

에너지 ･ 자원부족

시나 리오

I

대체 부산물을 활용한 바이오디젤/에탄올 대량생산 플랜트 건설 기술

I

Flux 10배 향상 탄소 나노튜브 기반 역삼투막 해수담수화 기술

I

해저 깊은 곳에서도 유지/가동될 수 있는 대수심용 이동형 플랫폼

I

데모(Demo)급 핵융합로 설계 및 운영 기술

I

생산전력 0.5kWh/ton이하 차세대 정삼투식 해수담수화 기술

I

기상 및 수문변동 예측기반 수자원 통합 관리 스마트워터그리드 시스템

I

탄소나노튜브/생물기능 분리막/ 특수재배식물 등 기법 활용 고효율 저비용 고도 정수처리

I

물관리 글로벌 물 보유량 편재화를 해소하기 위한 글로벌 물 수지 분석 및 대량 물 수송 시스템

R

도시 건축

교통 물류

철도

항공

물 재이용 기법 등을 통한 수자원 100% 자급 지역 조성 기술

R

유지관리 비용이 저렴한 물생산-처리-공급 기술

I

도시 간 식수, 전기 등의 자원 연계를 위한 국가간 통합 스마트 그리드 기술

W

신재생에너지를 활용한 보급형 제로 에너지 주택 기술

W

식량 자급자족이 가능한 전천후 농작물 다층빌딩형 도시농장 기술

R

미이용 자연 에너지를 활용한 공기순환 및 냉난방 시스템

W

외부 환경 및 내부 시설물, 인원상태 인지 바탕의 지능형 에너지 관리 빌딩

I

한번 충전으로 500~1,000km 주행이 가능한 2,000cc급 중형 전기자동차

W

친환경 대체연료를 활용한 탄소제로 녹색 교통수송 시스템의 실용화 및 안전인증 확립

R

자원과 비용을 최소화 하는 고효율 생애주기 철도운영/유지보수 시스템

I

나노소재를 이용한 고강도 경량소재 철도차량 제작 기술

I

열차하중(윤중/횡압) 및 철도 폐열 에너지를 이용한 에너지 수확 기술

R

에너지 손실 5%미만 반영구기관 철도차량 기술

R

전력망, 지상/지하공간 등 철도그리드 기반의 생활밀착형 철도자원 공유

W

친환경 신재생 에너지를 이용해 장기 체공하는 다목적 무인항공기 기술

R

99

| Ch. 04 국토교통 미래기술 분석 |

메가 트렌드

기술 분야

SOC

안보 및 안전

기술명

시나 리오

재난발생시 지반 급속 안정화를 위한 급속 보강 앵커 미사일 시스템

D

지반 정착이 아닌 이동식 구조물의 급속 정착 시스템

D

재난 대비를 위한 실시간 3차원 국토 및 지형 영상정보획득 및 처리 시스템

R

손상된 구조물 등의 자기 치유가 가능한 바이오소일 생물학적 건설재료

R

건설 시설물 변형 및 위험상태 자가 진단을 위한 멀티센서 기술

R

영상 및 고감도 센서 등을 활용한 토석류 재해 예측 및 피해방지 기술

R

대심도 지하 다중 이용 시설 무인 자동 유지관리 시스템

W

터널 구조물을 운영하며 개보수가 가능한 첨단 장비 시스템

R

지진해일/태풍 대비 해안도시 건설 구조물 피해 100% 방어 기술

D

국가 주요 기간시설 스마트 알람시스템 및 안전대피 관리 시스템

D

고해상도 물리탐사 등 다양한 첨단 조사기법을 통한 지진 예측기술 및 재해도 구축

R

재해로 인한 구조물 피해 발생시 극한 환경 탐사/구조/복구 로봇기술

D

고준위 방사성 폐기물 저장시설의 안전한 건설 및 재해감지 시스템

R

플랜트 유출 독성가스 실시간 검지 및 자동 중화처리 기술

D

플랜트 자연재해에도 기능 및 안전성이 유지될 수 있는 플랜트 입지 계획 및 설계 기술

D

해양플랜트 염분 등으로 인한 부식 100% 자가 복구 기술

I

통합 하천 평가/관리 시스템

R

수문예측 모델이나 전지구적 시뮬레이션에 의한 수문과 기상의 융합 및 상시관측 기술

D

건천화된 하천의 유지용수를 자체유역에서 100% 자급하는 기술

D

사막화 대응을 위한 빗물 회수형 지하관망 시스템 개발

D

시간당 150mm 강우에 의한 도심지 수해 방지를 위한 제방 자동 이동/증고 시스템

D

예측수위의 오차를 1㎝이내로 유지 할 수 있는 3D 홍수예보 시스템

R

기압, 지각활동 등의 변화에도 안전한 지하도시 설계 및 시공 기술

D

규모 5.0이상의 대형지진에 대응 할 수 있는 부양식 건축물 개발 기술

D

도심지 홍수 방지를 위한 다목적 가변형 저류시설

D

건축물 유지보수를 위한 협소구역 탐사용 초소형 로봇 구동 및 제어 기술

W

통일/재해 대비 이주민을 위한 초고속 시공 저비용 임시 주택 및 단지 설계/건설 기술

R

물관리

도시 건축

100

| 2040 국토교통 미래기술예측조사 |

메가 트렌드

기술 분야

교통 물류

안보 및 안전

기술명

시나 리오

NCVS 기반 교통사고사망자 제로를 위한 첨단안전 시스템

R

운전자 응급상황대비 차량 기반 안전제어 시스템

R

기후대응형 동적 안내를 위한 자체발광 도로/차선 포장재료

R

강우/강설시 차량운행 안정성 및 포장효율성 극대화를 위한 도로 포장 시스템

D

로봇기술기반 교통사고 및 돌발상황 처리 시스템

D

통일 등을 대비한 시공기간 및 비용 50%저감 카펫형 도로건설 시스템

D

재해 대비 초고효율 하이브리드 기관차 기술

I

통일 및 행사 등 대비 초간편 설치 및 해체가 가능한 조립식 선로 구축 기술

R

무인항공기의 충돌방지 및 안전 확보 시스템

R

수직 이착륙 및 고속비행 point-to-point 운용 20인승급 고속 다목적기 틸트로터

D

GPS 장애 대비 지상무선망을 이용한 실시간 1m급 항공기 위치정보제공 항법 기술

D

전국 1시간 내 통행하는 다목적 고속 헬기(460km/h급)

D

제트 엔진을 활용하여 비행(이착륙)이 가능한 개인용 비행보조장비(Flying Suit) 기술

D

10km이상 고고도 성층권 비행선을 활용한 국토교통 재해감시 등 다목적 항공영상 정보 확보

R

철도

항공

※ Welfare = W, Innovation = I, Risk = R, Disaster = D

101

| Ch. 04 국토교통 미래기술 분석 |

미래기술 델파이조사

제3절

1. 조사개요 도출된 장기 미래기술은 그 실현 가능성 및 기술의 달성시기의 불확실성 등의 특성상 소수 전문가의 판단으로는 분석에 어려움이 있다. 이에 대다수의 기술예측 문헌에서 도입하고 있는 전문가 집단 의견수렴 기법인 델파이조사를 수행하였다. 국토교통 200개 미래기술을 대상으로 국토교통 각 분야 전문가 및 해당 종사자 10,000여 명에 온라인 델파이조사를 요청하였다. 1차 델파이조사는 2012년 12월 17일에서 12월 26일까지 진행되었고 그 결과 총 1,134명이 설문에 응답하였다. 2차 조사는 1차 조사에 답변한 전문가를 대상으로 2013년 1월 10일에서 1월 22일까지 진행하여 총 850명의 의견을 수렴하였다.

200대 미래기술에 대한 중･장기적인 연구개발 및 사업추진을 위한 방향을 제시할 수 있도록 조사 항목은 미래사회의 영향력, 기술개발 성공가능성, 기술적 실현시기 및 사회적 보급시기, 우리나라 기술수준, 정부투자 필요성 등으로 구성하였다. 온라인 조사시스템은 전문가별로 자신의 해당분야 기술 중 5개 이하의 소수의 기술을 대상으로 답변하도록 함으로써 설문에 집중할 수 있도록 하였다.

표 4-6

델파이조사 개요

구분

1차 조사

2차 조사

조사기간

2012년 12월 17일 ~ 26일

2013년 1월 10일 ~ 22일

조사인원

1,134명

850명

대상 분야(7대)

SOC, 플랜트, 물관리, 도시건축, 교통물류, 철도, 항공

대상 기술 수

200개

예측시기

2013 ~ 2040년

주요 조사항목

102

미래사회의 영향력, 기술개발 성공가능성, 기술적 실현시기 및 사회적 보급시기, 우리나라 기술수준, 정부투자필요성 등

| 2040 국토교통 미래기술예측조사 |

조사항목 및 분석 방법 델파이조사를 위한 설문항목은 기술적 / 사회적 실현시기, 미래사회 중요도 등을 주요 설문항목으로 설정하였다. 기타 기술실현시 장애요인과 창조적 혁신성, 정부투자 필요성의 문항도 포함하였으며 전문가WG의 의견을 수렴하여 확정하였다.

표 4-7

델파이조사 주요 문항

문항

미래사회 영향력 (4대 시나리오 기준)

설명 (설문항목) 국민생활･복지증진 사회 (국민생활과 삶의 질) 혁신기술도약 국가 (창조적 글로벌 선도기술) 위험(Risk)대비 (기후변화, 위기예방) 재난(Disaster)대응 (극한상황 시나리오 대응)

기술적 실현시기

기술적 문제가 해결되어 최초의 시작품 등이 실험실 수준에서 완성되는 시기. 명확한 기술의 적용처가 없는 기초과학기술의 경우 원리나 현상의 과학기술적 규명 시기

사회적 보급시기

기술의 경제성이 확보되어 기술을 적용한 제품 등이 상업화되는 등 해당기술이 사회적으로 널리 활용되는 시기

최고기술 보유국

한국, 일본, 미국, EU, 중국, 기타

분석방법

각 항목별로 5점 척도 기준 평균값 산출

해당 시기를 정수로 입력 평균값 산출 (2013년~2040년)

최다 응답 국가 선정

우리나라 기술수준

100% : 독보적 세계 최고 수준 보유국 81% ~ 99% : 기술분야를 선도그룹에 속해 있음 61% ~ 80% : 선진기술의 모방개량 가능 추격그룹 41% ~ 60% : 선진기술의 도입적용이 가능한 후발그룹 1% ~ 40% : 연구개발 능력이 취약한 낙후그룹

최다답변 중앙 값 속한 구간을 판정

미래사회에서의 중요도

과학기술적 중요도 : 과학기술적 혁신 새로운 지식 창출 공익적 중요도 : 사회문제의 해결 및 공익 측면 경제･산업적 중요도 : 경제･산업적 부가가치 창출 측면

응답 평균값 산출

기술개발투자 시급성

단기 투자 필요(3년내), 중기적으로 필요(3~7년 이후) 장기적으로 필요(7~10년 이후), 초 장기적으로 필요(10년 이후)

응답 평균값 산출

기술실현시 장애요인

원천기술 미보유, 전문인력부족, 개발 인프라 부족 대규모 투자비, 제도개선

응답 평균값 산출

세계･한국 모두에서 중요, 특히 한국에서 중요 특히 세계에서 중요, 중요도･우선도가 낮음

응답 평균값 산출

기술적 속성평가 기술개발 성공가능성 창조적 혁신성 정부투자 필요성

5점 척도 (매우높음, 높음, 보통, 낮음, 매우 낮음)

산학연 공동연구 필요성(국내/국외)

103

| Ch. 04 국토교통 미래기술 분석 |

2. 응답자 특성 분석 델파이 1차 조사에서는 총 1,134명이 응답하였고, 2차 조사에서는 850명이 응답하여 74.4%의 전문가가 재 응답한 것으로 2차 조사 응답률이 매우 높은 것으로 나타났다. 특히, 물관리 분야 전문가는 91%가 재응답하여 가장 높은 호응을 보였다.

표 4-8

기술분야별 응답 현황

구분

SOC

플랜트

물관리

도시건축

교통물류

철도

항공

총계

기술수

29

21

15

35

32

40

28

200

응답자수 (1차)

247

91

78

280

158

185

95

1,134

응답자수 (2차)

200 (81.0%)

70 (76.9%)

71 (91.0%)

207 (73.9%)

107 (67.7%)

133 (71.9%)

62 (65.3%)

850 (74.4%)

응답자는 산업계의 참여비중이 49%로 높게 나타났으며, 연구계와 학계가 각각 28%와 23%로 산･학･연이 모두 조사에 참여한 것으로 나타났으며, 연령대로는 40~50대 이상이 85%로 국토교통분야의 중견 연구자가 다수 참여한 것으로 나타났다.

그림 4-4

연구기관별･연령별 응답자 분포 연구기관

연령대 기타 0.4%

학계 22.8%

30대 60대 6.1% 8.2%

20대 0.1%

연구계 27.9% 40대 39.3%

50대 46.2%

산업계 48.9%

연구경력은 해당분야 ‘10년 이상’이 87.6%, 전문성 ‘매우 높음’이 49.6%로 답변하여 충분한 연구경험과 식견이 있는 전문가들이 델파이 조사에 참여한 것으로 나타났다.

104

| 2040 국토교통 미래기술예측조사 |

그림 4-5

연구경력별･전문성별 응답자 분포 연구 경력

분야 전문성 4~5년 2.7% 2~3년 3.2% 2년미만 0.7%

6~7년 2.9% 8~9년 2.9%

낮음 0.6%

매우 낮음 1.1%

보통 9.1%

매우 높음 49.6%

높음 39.6% 10년이상 87.6%

기술분야별 전문성을 살펴보면 전체 분야에서 ‘매우 높음’과 ‘높음’이 90%를 차지하여, 델파이 조사의 신뢰성을 확보하였다. 본인의 전문성을 다소 높게 설정하는 경향을 감안하더라도, 전체 기술분야에서 충분한 전문성을 지닌 전문가가 참여하였음을 알 수 있다.

그림 4-6

기술별 응답자 전문성 분포 (단위: %) 전문성 매우 높음

전문성 높음

전문성 보통

전문성 낮음

전문성 매우 낮음

100 90 80 50

48

70

41 54

50

52

58

60 50 40 30

40

43

38

38

49 36 36

20 10 7

9

8

SOC

플랜트

물관리

0

11

도시건축

8

10

교통물류

철도

6

항공

105

| Ch. 04 국토교통 미래기술 분석 |

3. 델파이조사 결과 분석 미래사회(4대 시나리오) 영향력 미래사회 영향력은 국민생활 복지증진 사회, 혁신도약 국가, 위험(Risk)대비, 재난 (Disaster)대응의 4대 시나리오의 해당 정도를 조사하였다. 분야별 전체 평균점수는 3.6점(5점 척도)이며 국민생활 복지증진 사회 3.6점, 혁신도약 국가 3.7점, 위험(Risk)대비 3.6점, 재난(Disaster)대응 3.5점으로 나타났다. 교통물류 분야에서는 국민생활 복지증진 사회와 혁신도약 국가, 도시건축, 플랜트, 철도, 항공 분야에서는 혁신도약 국가, 물관리 분야에서는 국민생활 복지증진 사회와 위험(Risk)대비, SOC 분야에서는 위험(Risk)대비에서 높은 영향력을 나타냈다.

표 4-9

기술분야별 미래사회영향력 응답결과

분야

국민생활 복지증진

혁신도약 국가

위험(Risk)대비

재난(Disaster)대응

SOC 플랜트 물관리 도시건축 교통물류 철도 항공 평균

3.5 3.7 3.9 3.6 3.8 3.7 3.6 3.6

3.6 3.9 3.7 3.7 3.8 3.8 3.8 3.7

3.7 3.8 3.9 3.6 3.5 3.4 3.5 3.6

3.5 3.6 3.7 3.4 3.3 3.3 3.5 3.5

그림 4-7

기술분야별 미래사회영향력 응답결과

국민생활 복지증진사회 4

3.9

혁신도약 국가

위험(Risk)대비

3.8

3.8

재난(Disaster)대응

3.9

3.7

3.8

3.8

3.7

3.6 3.4 3.2 3 2.8 SOC

106

플랜트

물관리

도시건축

교통물류

철도

항공

| 2040 국토교통 미래기술예측조사 |

4대 시나리오별 분포는 혁신도약 국가 시나리오에서 ‘매우 높음’ 9.8%과 ‘높음’ 58.9%으로 가장 높게 나타났으며, 국민생활 복지증진 사회 시나리오가 그 뒤를 이어 ‘매우 높음’ 7.8%, ‘높음’ 58.2%의 순으로 나타났다. 위험대비와 재난대응 시나리오는 상대적으로 낮은 것으로 나타났는데, 발생 확률이 상대적으로 낮은 시나리오인데 기인하는 것으로 판단되나, 역시 ‘높음’ 이상이 50~ 60% 이상으로 높게 나타나 국민 안전에 대한 중요성을 나타낸 것으로 판단된다.

표 4-10

기술분야별 미래시나리오 영향력 구분

매우낮음

낮음

보통

높음

매우높음

국민생활 복지증진 사회

1.1%

7.7%

25.2%

58.2%

7.8%

혁신도약 국가

0.6%

6.1%

24.7%

58.9%

9.8%

위험(Risk)대비

1.1%

8.3%

29.0%

53.9%

7.7%

재난(Disaster)대응

1.6%

10.8%

33.8%

47.6%

6.2%

그림 4-8

기술분야별 미래시나리오 영향력 (단위: %) 매우 높음

높음

보통

낮음

매우 낮음

100 7.8

9.8

7.7

6.2

90 80 70 60

47.6 58.2

58.9

53.9

50 40 30 20

25.2

24.7

29.0

33.8

10 0

7.7

6.1

8.3

국민생활 복지증진 사회

혁신도약 국가

위험(Risk)대비

10.8

재난(Disaster)대응

107

| Ch. 04 국토교통 미래기술 분석 |

기술 성공가능성 기술 성공가능성은 전체 중 72.6%가 ‘높음’이나 ‘매우 높음’을 선택하여 전문가들은 기술성공 가능성을 긍정적으로 판단하였다. ‘보통’을 답변한 경우를 포함하면 90% 이상의 전문가가 성공가능성을 희망적으로 판단하는 것으로 분석되었다. 분야별로는 선진국과의 기술격차가 다소 있는 항공분야의 기술의 성공가능성이 가장 높은 것으로 나타나 기술실현을 낙관하는 것으로 나타났으며, 플랜트, 물관리, 도시건축 등 분야에서도 70% 이상 높은 성공가능성이 제기되었다.

표 4-11 구분

기술분야별 성공가능성 분포 매우낮음

낮음

보통

SOC

0.3%

4.8%

플랜트

0.0%

2.8%

높음 이상 비율 높음

매우 높음

소계

30.6%

59.7%

4.6%

64.3%

21.0%

70.8%

5.3%

76.1%

물관리

0.3%

2.8%

18.5%

73.5%

4.9%

78.4%

교통물류

0.4%

7.0%

20.6%

65.9%

6.1%

72%

도시건축

0.6%

6.5%

22.6%

64.2%

6.1%

70.3%

철도

2.6%

7.0%

23.0%

61.1%

6.3%

67.4%

항공

0.4%

6.7%

13.0%

69.2%

10.7%

79.9%

평균

0.7%

5.4%

21.3%

66.3%

6.3%

72.6%

그림 4-9

기술의 성공가능성 분포

매우 낮음 0.7%

낮음 5.4%

매우 높음 6.3%

보통 21.3%

높음 66.3%

108

| 2040 국토교통 미래기술예측조사 |

기술 분야별 기술적 실현시기 / 사회적 보급시기 200대 기술에 대한 기술 분야별 기술적 실현시기로 본 최고기술 보유국과 우리나라의 기술격차는 평균 1.8년으로 나타났다. 교통물류 분야가 1.2년으로 최고 기술수준에 근접한 것으로 나타났으며, 항공 분야가 4.0년으로 가장 격차가 크게 나타났다. 평균 기술 개발 완료시기는 플랜트분야가 상대적으로 가장 빠를 것으로 조사되었다. 우리나라 2020년, 최고기술보유국 2018년으로 기술격차는 2.6년으로 나타났다. 기술 분야별 사회적 보급시기 격차는 2.1년으로 교통물류 분야가 1.4년으로 가장 근접하였으며, 항공 분야가 4.3년으로 가장 크게 나타났다. 플랜트 분야는 사회적 실현시기도 가장 빠른 2025년으로 최고기술 보유국(2022)과의 격차는 2.3년이었다. 표 4-12

기술분야별 기술실현시기 및 사회 보급시기 응답결과 기술적 실현시기

구분

최고기술 보유국

사회적 보급시기

우리나라

기술격차

최고기술 보유국

우리나라

보급격차

soc

2021

2023

2.0년

2025

2027

2.1년

플랜트

2018

2020

2.6년

2022

2025

2.3년

물관리

2019

2021

2.0년

2023

2026

2.7년

도시건축

2021

2022

1.5년

2024

2026

2.0년 1.4년

교통물류

2021

2022

1.2년

2025

2026

철도

2022

2023

1.4년

2026

2027

1.4년

항공

2020

2024

4.0년

2024

2029

4.3년

평균

2021

2022

1.8년

2024

2027

2.1년

그림 4-10

기술분야별 기술실현 및 사회 보급시기(평균) 최고기술보유국 기술적 실현시기

우리나라 기술적 실현시기

최고기술보유국 사회적 보급시기

우리나라 사회적 보급시기

2030 2028.2

2028

2026.6 2025.8

2026

2024.5

2024.1

2024.2

2023.1 2022.3

2022.2 2021.3

2022

2021.8

2018.3

2024.0

2021.4

2024.1 2022.0

2021.4

2020.4

2018

2024.0 2022.5

2020.3

2020

2026.2

2025.7 2025.1

2024.4

2024

2026.0

2026.5

2020.4

2020.3

도시건축

교통물류

2020.1

2020.3

항공

평균

2019.3

2016 2014 SOC

플랜트

물관리

철도

109

| Ch. 04 국토교통 미래기술 분석 |

200대 기술의 실현시기는 2019~2021년에 가장 많이 분포하였고 2030년 이전에 대다수의 기술이 실현될 수 있다고 조사되었다. 이는 많은 기술이 약 10~17년 이내 기술적으로 달성 될 수 있다는 의미로 20년 이상 이후를 예측하고자 한 본 예측조사의 취지보다 다소 단기의 기술 군이 도출되었음을 알 수 있다. 이는 델파이조사에 임한 전문가들이 기술개발에 대해 다소 낙관적인 견해를 가지고 있는데 기인하는 것으로 추정된다. 사회적 실현시기는 2020년대 중반에 넓게 분포하였으며, 기술적 실현시기의 분포보다 2030년 이후까지도 폭넓게 분포한 것을 알 수 있다. 이는 기술개발 이후 사회적 실현을 위한 사업화 성공여부, 정책 등의 지원에 대한 불확실성을 나타내는 것으로 판단된다. 년도별 기술 실현시기와 사회 보급시기

기술실현시기 50

사회보급시기

기술누적

사회보급 누적 100%

47

45

90% 38

40

80%

기술니즈 수

35

70% 29

30 24

25

22

60%

24

23

50% 20

19

20

40% 16 16

15

12

11

10

30%

11

9

9 7

9

8

8

8

20%

7 5

5

2

3

3

2

1

1

1

2

1

1

0

0% 2018 2019 2020 2021 2022 2023 2024 2025 2026 2027 2028 2029 2030 2031 2032 2033 2034 2035 2036 2037

110

10%

누적 분포%

그림 4-11

| 2040 국토교통 미래기술예측조사 |

기술 분야별 최고기술보유국 7개 국토교통 기술 분야 대다수에서 미국이 최고기술을 보유하고 있다는 응답이 대부분이었으며, 철도 분야만이 유럽을 최고기술보유국으로 응답하여, 기술의 미국 중심 편중현상이 심한 것으로 나타났다. 우리나라가 최고수준에 있다는 전문가 답변도 전체적으로는 3.5%, 철도분야에서는 9.6%로 나타나 고무적인 결과로 판단되며, 세계수준에 더욱 근접하고 기술을 선도하기 위한 기술투자 등의 대응이 필요할 것으로 보인다.

표 4-13

기술분야별 최고기술보유국 분포

구분

미국

EU

일본

중국

한국

SOC

73.3%

12.6%

9.2%

3.2%

1.7%

플랜트

85.7%

8.6%

3.6%

0.0%

2.1%

물관리

75.8%

16.4%

3.2%

2.1%

2.5%

도시건축

77.5%

9.1%

7.1%

3.4%

2.9%

교통물류

79.6%

8.8%

6.9%

0.9%

3.9%

철도

23.7%

52.6%

8.0%

6.1%

9.6%

항공

96.4%

2.4%

0.4%

0.4%

0.4%

평균

70.4%

16.6%

6.7%

2.9%

3.5%

그림 4-12

기술분야별 최고기술보유국 분포 (단위: %) 매우 높음 100 90 80

1.7

2.1 3.6

9.2

8.6

높음 2.5 3.2

보통

2.9 7.1

16.4 12.6

매우 낮음

낮음

9.1

3.9 6.9

9.6

0.4 2.4

6.1 8.8

8.0

70 60 50

52.6 85.7

40

75.8

73.3

73.3

96.4

79.6

30 20 10

23.7

0 SOC

플랜트

물관리

도시건축

교통물류

철도

항공

111

| Ch. 04 국토교통 미래기술 분석 |

기술 분야별 창조적 혁신성 전체 분야의 창조적 혁신성은 ‘높음’이 48.1%, ‘보통’이 42.5% 순으로 나타나 부정적 시각에서는 절반정도의 기술이 기존 기술보다 크게 진보되거나 혁신적이지는 않다는 의견을 보이고 있다. 2 그러나 높음 이상의 기술이 절반을 차지하여 미래 글로벌 시장을 창출할 수 있는 기반이 될 수 있을 것으로 기대하며, SOC와 물관리 분야에서 창조, 혁신적 기술과 아이디어를 더 발굴해야 할 필요가 있다고 판단된다.

표 4-14

기술분야별 창조적 혁신성 분포

구분

매우낮음

낮음

높음 이상 비율

보통

높음

매우 높음

소계

SOC

0.3%

6.1%

47.7%

44.4%

1.5%

45.9%

플랜트

0.0%

5.0%

34.9%

57.2%

2.9%

60.1%

물관리

1.0%

4.5%

60.6%

32.4%

1.4%

33.8%

도시건축

0.2%

6.7%

44.3%

46.0%

2.8%

48.8%

교통물류

0.2%

5.5%

39.2%

52.5%

2.5%

55.0%

철도

1.4%

5.6%

30.0%

56.5%

6.5%

63.0%

항공

0.8%

7.1%

40.1%

49.6%

2.4%

52.0%

평균

0.5%

6.0%

42.5%

48.1%

2.9%

51.0%

그림 4-13

기술분야별 창조적 혁신성 분포 (단위: %) 매우 높음

100

1.5

2.9

높음 1.4

보통

매우 낮음

낮음 2.8

2.5

6.5

2.4

90 32.4

80 44.4

70

46.0 57.2

49.6

52.5 56.5

60 50 40 60.6

30

47.7

44.3 39.2

34.9

20

40.1 30.0

10 0

112

6.1

5.0

4.5

6.7

5.5

5.6

7.1

SOC

플랜트

물관리

도시건축

교통물류

철도

항공

| 2040 국토교통 미래기술예측조사 |

미래 사회에서의 과학적 중요도 기술 분야별 미래사회에서의 중요도 중 과학기술적 중요도는 전체 분야 66.0%가 ‘높음’, ‘매우 높음’을 선택하여 과학기술적 중요도가 매우 높은 것으로 나타났다. 철도와 항공 분야의 경우 ‘매우 높음’의 응답비율이 10%로 타 분야 대비 높은 것으로 나타나 요소기술 개발의 필요성을 나타내었으며, 물관리, 교통물류, 플랜트 분야가 ‘높음’과 ‘매우 높음’의 비율이 평균(66%) 이상으로 중요한 것으로 나타났다.

표 4-15

기술분야별 과학기술적 중요도 분포

과학기술적 중요도

매우 낮음

낮음

보통

높음 이상 비율 높음

매우 높음

소계

SOC

0.5%

6.1%

33.4%

56.7%

3.3%

60.0%

플랜트

0.0%

3.2%

24.2%

66.9%

5.7%

72.6%

물관리

0.7%

4.5%

23.1%

69.6%

2.1%

71.7%

도시건축

0.1%

4.8%

30.5%

61.1%

3.4%

64.5%

교통물류

0.4%

6.1%

23.5%

65.7%

4.2%

69.9%

철도

1.8%

4.0%

28.1%

56.1%

10.0%

66.1%

항공

1.2%

6.3%

21.4%

61.5%

9.5%

71.0%

평균

0.6%

5.1%

28.2%

61.0%

5.0%

66.0%

그림 4-14

기술분야별 과학기술적 중요도 분포 (단위: %) 매우 높음

100

3.3

5.7

높음 2.1

보통

낮음 3.4

매우 낮음 4.2

10.0

9.5

90 80 70

56.7 66.9

60

69.6

61.1

65.7

56.1

61.5

50 40 30 20

33.4 24.2

23.1

30.5

23.5

28.1

21.4

10 0

6.1

SOC

3.2

4.5

4.8

6.1

4.0

6.3

플랜트

물관리

도시건축

교통물류

철도

항공

113

| Ch. 04 국토교통 미래기술 분석 |

미래 사회에서의 공익적 중요도 기술 분야별 미래사회에서의 중요도 중 공익적 중요도는 전체 분야에서 72.4%가 ‘높음’, ‘매우 높음’을 선택하여 기술적 중요도(66%)와 경제･산업적 중요도(68.5%)의 수치를 상회하는 것으로 조사되었다. 이는 국토교통 기술의 공공인프라로서의 중요성과 역할을 나타내는 결과라 볼 수 있다. 이중 물관리 분야의 ‘높음’과 ‘매우 높음’의 응답비율이 85%로 타 분야 대비 높은 것으로 나타났는데 수자원이 공공재로서의 공익적 성격이 높은 분야임을 반영하는 것으로 추정되며, 항공 분야는 다소 낮은(62%) 것으로 나타났다. 표 4-16

기술분야별 공익적 중요도 분포 높음 이상 비율

공익적 중요도

매우 낮음

낮음

보통

높음

매우 높음

소계

SOC

0.1%

5.1%

26.5%

63.3%

5.0%

68.3%

플랜트

0.0%

2.5%

16.4%

73.2%

7.9%

81.1%

물관리

0.3%

1.7%

12.9%

74.6%

10.5%

85.1%

도시건축

0.4%

5.6%

22.5%

65.0%

6.5%

71.5%

교통물류

0.4%

3.6%

19.3%

68.2%

8.5%

76.7%

철도

1.9%

6.3%

21.6%

61.2%

8.9%

70.1%

항공

2.0%

6.3%

29.0%

57.1%

5.6%

62.7%

평균

0.7%

4.9%

22.1%

65.3%

7.1%

72.4%

그림 4-15

기술분야별 공익적 중요도 분포 (단위: %)

매우 높음 100

5.0

7.9

90

높음

10.5

보통 6.5

낮음

8.5

매우 낮음

8.9

5.6

80 70 60

57.1

63.3

65.0 73.2

50

61.2 68.2

74.6

40 30 20

26.5

10 0

114

21.6

22.5 16.4

29.0

19.3 12.9

5.1

2.5

1.7

5.6

3.6

SOC

플랜트

물관리

도시건축

교통물류

6.3

6.3

철도

항공

| 2040 국토교통 미래기술예측조사 |

미래 사회에서의 경제･산업적 중요도 기술 분야별 미래사회에서의 경제･산업적 중요도는 전체 분야에서 68.5%가 ‘높음’, ‘매우 높음’을 선택하였는데, 이는 과학적 중요도보다 높은 수치로, 응용 및 시스템 기술인 국토교통기술의 성격과 직접적인 시장에서의 파급효과가 있음을 알 수 있다. 기술분야별로는 플랜트(80%), 교통물류(73%), 항공(72%), 철도(71%), 물관리(70%) 분야가 ‘높음’과 ‘매우 높음’의 응답비율이 85%로 타 분야 대비 높은 것으로 나타났으며, 대부분의 기술군에서 국내외 시장으로의 파급효과와 경제･산업적 중요도가 높은 것으로 나타났다.

표 4-17

기술분야별 경제･산업적 중요도 분포 높음 이상 비율

경제･산업적 중요도

매우 낮음

낮음

보통

높음

매우 높음

소계

SOC

0.6%

7.8%

32.8%

54.6%

4.2%

58.8

플랜트

0.0%

1.8%

18.5%

69.0%

10.7%

79.7

물관리

0.3%

4.2%

25.1%

58.9%

11.5%

70.4

도시건축

0.5%

6.7%

24.1%

61.7%

6.9%

68.6

교통물류

0.4%

4.0%

22.2%

64.6%

8.7%

73.3

철도

1.8%

3.7%

23.5%

59.3%

11.8%

71.1

항공

2.0%

5.6%

20.2%

61.9%

10.3%

72.2

평균

0.8%

5.5%

25.3%

60.4%

8.1%

68.5

그림 4-16

기술분야별 경제･산업적 중요도 분포 (단위: %)

매우 높음 100

4.2

90

10.7

높음

11.5

보통 6.9

매우 낮음

낮음 8.7

11.8

10.3

64.6

59.3

61.9

23.5

20.2

80 70

54.6

60 69.0

58.9

61.7

50 40 30 20

32.8 25.1

10 0

24.1 22.2

18.5 7.8

SOC

1.8

4.2

6.7

4.0

3.7

5.6

플랜트

물관리

도시건축

교통물류

철도

항공

115

| Ch. 04 국토교통 미래기술 분석 |

기술 분야별 정부 투자필요성 기술 분야별 정부투자 필요성은 전체 분야의 68.6%가 ‘높음’, ‘매우 높음’을 선택하여 정부투자의 필요성이 높게 나타났으며, 플랜트(81.5%)와 물관리(79.1%) 분야의 필요성이 상대적으로 높게 나타났다. 이는 국토교통분야 기술은 단기간 내에 수익을 거둘 수 없어 민간 기업이 기술개발 투자를 꺼리는 분야로 공익을 위한 정부의 적극투자가 필요함을 반증한다고 볼 수 있다.

표 4-18

기술분야별 정부 투자필요성 높음이상 비율

구분

매우 낮음

낮음

보통

SOC

0.7%

7.4%

31.4%

플랜트

0.0%

1.8%

16.7%

물관리

0.3%

2.4%

18.1%

도시건축

0.5%

7.2%

26.6%

59.0%

교통물류

1.1%

5.1%

22.9%

철도

1.9%

5.1%

21.9%

항공

3.6%

8.3%

평균

1.0%

5.9%

그림 4-17

높음

매우 높음

소계

54.7%

5.8%

60.5%

69.8%

11.7%

81.5%

68.6%

10.5%

79.1%

6.7%

65.7%

62.4%

8.5%

70.9%

59.1%

11.9%

71.0%

16.7%

57.9%

13.5%

71.4%

24.4%

59.9%

8.7%

68.6%

기술분야별 정부 투자필요성 (단위: %)

매우 높음 100

5.8

90

11.7

높음

10.5

보통 6.7

낮음

매우 낮음

8.5

11.9

13.5

62.4

59.1

57.9

22.9

21.9

7.2

5.1

5.1

도시건축

교통물류

철도

80 70

54.7

59.0

60 69.8

50

68.6

40 30 20

31.4 26.6

10 0

7.4

SOC

116

16.7

18.1

1.8

2.4

플랜트

물관리

16.7

8.3

항공

| 2040 국토교통 미래기술예측조사 |

기술 분야별 투자 시급성 전체 투자시급성은 중기적으로 필요하다는 의견이 42.2%로 가장 많았으며, 초 장기적으로 필요하다는 의견이(15.8%)로 가장 낮은 분포를 나타냈다. 또한, 기술 분야별 투자시급성은 전 분야가 장기적으로 필요하다는 의견이 가장 많았다. 투자 시기는 기술의 실현시기와도 연동하여 분석할 수 있는데, 기술의 실현시기가 2020년대에 집중된 것과 ‘중기적(3~7년) 투자’ 시기가 일치하는 것으로 판단된다. 장기적(7~10년)투자의 필요성 역시 25.7%로 높게 나타났다.

표 4-19

기술분야별 투자 시급성

구분

단기 투자 필요 (3년내)

중기적으로 필요 (3~7년 이후)

장기적으로 필요 (7~10년 이후)

초 장기적 필요 (10년 이후)

SOC

15.7%

44.9%

25.7%

13.7%

플랜트

14.9%

51.3%

23.8%

10.1%

물관리

16.5%

45.1%

22.6%

15.8%

도시건축

16.5%

40.6%

27.1%

15.8%

교통물류

22.8%

39.7%

24.5%

13.0%

철도

12.3%

40.4%

26.4%

20.9%

항공

14.3%

36.3%

26.9%

22.6%

평균

16.3%

42.2%

25.7%

15.8%

그림 4-18

기술분야별 투자 시급성 (단위: %) 초장기적으로 필요(10년 이후)

장기적으로 필요(7~10년 이후)

중기적으로 필요(3~7년 이후)

단기 투자 필요(3년내)

100 90

13.7

80 70

25.7

10.1

15.8

15.8

22.6

27.11

23.8

13.0 20.9

22.6

26.4

26.9

40.4

36.3

12.3

14.3

철도

항공

24.5

60 50 40

44.9

39.7 51.3

45.1

40.6

30 20 10

15.7

14.9

16.5

16.5

SOC

플랜트

물관리

도시건축

22.8

0 교통물류

117

| Ch. 04 국토교통 미래기술 분석 |

기술 분야별 기술 실현시 장애요인 전체 기술 실현시 장애요인은 대규모적 투자비 때문이라는 의견이 31.6%로 가장 많았으며, 개발 인프라 부족(23.6%), 원천기술 미보유(21.0%), 전문인력부족(18.4%), 제도(5.4%)의 순으로 조사되었다. 기술 분야별 기술 실현시 장애요인은 전 분야 모두 대규모 투자비가 장애요인이라고 선택하였으며, 이는 국토교통기술은 분야에 관계없이 정부 투자 필요성이 높은 특성이 반영된 것으로 보인다.

표 4-20

기술분야별 기술 실현 장애요인

구분

원천기술 미보유

SOC

20.9%

플랜트

26.1%

전문인력부족

개발 인프라 부족

대규모 투자비

제도

21.6%

23.5%

30.6%

3.4%

18.9%

26.8%

26.8%

1.3%

물관리

13.8%

12.2%

26.4%

39.9%

7.7%

도시건축

19.6%

19.2%

24.6%

29.4%

7.2%

교통물류

18.4%

17.1%

23.9%

30.6%

9.9%

철도

22.6%

17.4%

21.3%

34.9%

3.8%

항공

27.2%

16.4%

19.1%

34.6%

2.7%

평균

21.0%

18.4%

23.6%

31.6%

5.4%

그림 4-19

기술분야별 기술 실현 장애요인 응답비율 (단위: %) 제도

100

3.4

대규모 투자비 1.3

7.7

개발 인프라 부족 7.%

90 80

30.6

50

9.9

29.4 39.9

2.7

34.9

34.6

26.8 23.5

24.6

40

21.3

19.1

26.4 21.6

18.9

16.4 19.2

20 10

3.8

30.6

23.9

30

원천기술 미보유

26.8

70 60

전문인력부족

17.4 17.1

12.2 20.9

26.1 13.8

19.6

18.4

도시건축

교통물류

22.6

27.2

0 SOC

118

플랜트

물관리

철도

항공

| 2040 국토교통 미래기술예측조사 |

기술 분야별 중요도 기술 분야별 중요도에서는 전체적으로 ‘세계･한국 모두에서 중요’하다고 판단하는 기술들이 대부분이었으며, 특히 플랜트 분야(76.8%)가 가장 높은 분포를 나타냈다. ‘특히 세계에서 중요’하거나 ‘특히 우리나라에서 중요’하다는 의견은 상대적으로 낮았는데, 이는 국토교통기술 역시 글로벌화 하는 트렌드 특성을 반영한 것으로 보인다. 중요도와 우선순위가 낮다는 기술도 15%로 적지 않게 나타났는데, 이는 장기미래의 기술로서 시급성은 상대적으로 낮은 기술도 존재한다는 의견을 나타내는 것으로 보인다.

표 4-21

기술분야별 기술중요도

구분

세계･한국 모두에서 중요

중요도･우선도가 낮음

특히 세계에서 중요

특히 한국에서 중요

SOC

68.4%

17.5%

4.3%

9.8%

플랜트

76.8%

5.5%

9.7%

7.9%

물관리

68.8%

11.6%

6.8%

12.9%

도시건축

64.8%

17.3%

5.0%

12.9%

교통물류

74.9%

12.6%

2.0%

10.5%

철도

68.4%

16.1%

4.3%

11.2%

항공

69.9%

15.0%

5.4%

9.8%

평균

69.4%

15.0%

4.7%

10.8%

그림 4-20

기술 분야별 기술 중요도 응답결과 (단위: %) 특히 한국에서 중요

특히 세계에서 중요

중요도·우선도가 낮음

세계·한국 모두에서 중요

100 90

9.8

7.9

4.3

9.7

80 17.5

12.9

12.9

6.8

5.0

5.5 11.6

70

10.5 2.0

11.2

9.8

4.3

5.4

16.1

15.0

68.4

69.9

철도

항공

12.6

17.3

60 50 40 30

76.8 68.8

68.4

74.9 64.8

20 10 0 SOC

플랜트

물관리

도시건축

교통물류

119

| Ch. 04 국토교통 미래기술 분석 |

2040 국토교통 80대 미래 유망기술

제4절

1. 국토교통 유망기술 선정 방법 200대 미래기술 중 기술개발 필요성이 높은 유망기술을 선정하여 관리하고자 미래 국토교통기술의 과학기술적 중요도, 시장경제적 중요도, 국가 전략적 중요도를 분석하여 우선순위를 도출하였다. 개별 요소의 중요도 가중치를 산정하기 위하여 델파이 조사의 응답결과를 활용하였고, 종합적 중요도에 미치는 영향력을 판단하기 위하여 각 요소간 영향력 분석을 실시하여, 과학기술적 중요도 가중치 0.32, 시장경제적 중요도 0.36, 국가 전랙적 중요도 0.32의 결과를 도출 하였다.

표 4-22

기술수요 중요도 및 응답자 전문성에 따른 가중치 과학기술적 중요도 가중치(A)

시장경제적 중요도 가중치(B)

국가 전략적 중요도 가중치(C)

소계

0.32

0.36

0.32

1.0

소계

경제산업적 중요도

중요도 종합 (기술 : 경제 : 공공 = 32 : 36 : 32 ) ※ 델파이 조사를 통한 기술/경제/공공 중요도 항목 상관분석을 통하여 가증치 설정 공공적 중요도

과학기술적 중요도

120

| 2040 국토교통 미래기술예측조사 |

2. 기술분야별 국토교통 유망기술 도출 SOC분야 유망기술 포트폴리오 SOC분야의 유망기술은 시설물의 유지관리의 정확성, 편의성을 개선하는 기술이 2022년 이전에 개발되어 안전사고로 인한 재산 피해를 줄일 수 있을 것으로 예측 되었고, 2022년 이후에는 NT, ICT 기술의 융합을 통한 기존 기술의 혁신이 이루어 질것으로 응답되었다. 그림 4-21

SOC 분야 유망기술 포트폴리오 5.00

15

12 13 28

10

4.90

18

24 29 7

16

5

9 17

2

4.80

경제산업적 중요도

중점 핵심기술 영역 20

21

11

6

22 25

1

14 26

4.70

19

8

4 23 4.60 27

3

4.50

4.40 4.00

4.10

4.20

4.30

4.40

4.50

4.60

4.70

4.80

4.90

5.00

과학기술적 / 공공적 중요도

표 4-23

SOC분야 유망기술 리스트

번호

기술명

시나 리오

기술 실현시기

5

재난 대비를 위한 실시간 3차원 국토 및 지형 영상정보획득 및 처리 시스템

R

2022

6

손상된 구조물 등의 자기 치유가 가능한 바이오소일 생물학적 건설재료

R

2027

12

나노기술을 이용한 초고강도/고내식성 건설재료

D

2024

13

심도 300m, 연장 250km 이상 복층 해저터널 건설 기술

I

2024

15

미래 자원탐사를 위한 SOC 네트워크 구축 기술

I

2025

18

국가 주요 기간시설 스마트 알람시스템 및 안전대피 관리 시스템

D

2020

20

폐기물 배출 변화에 대응하는 스마트 네트워크형 폐기물 처리 시스템

R

2021

21

건설폐기물 100% 재활용을 통한 폐기물 발생 제로 기술

R

2020

24

나노센서를 이용한 SOC구조물 첨단 운영 및 유지관리 기술

I

2021

25

고준위 방사성 폐기물 저장시설의 안전한 건설 및 재해감지 시스템

R

2021

28

초경량 신소재 활용 5000m이상 초장대교량 설계시공 기술

I

2024

※ Welfare = W (국민생활 복지증진), Innovation = I (혁신도약국가), Risk = R (위험대비), Disaster = D (극한상황 재난 대응)

121

| Ch. 04 국토교통 미래기술 분석 |

플랜트 분야 유망기술 포트폴리오 플랜트 분야의 유망기술은 해수담수화, 가스 플랜트 등의 기술이 대용량, 극한지에서도 활용 될 수 있도록 혁신적인 기술이 대거 선정되었으며, 이 기술들의 개발 완료 시기가 2021년 전으로 타 분야에 비하여 비교적 빠른 시기에 개발되어 2020년 이후 국토교통 분야의 주요 수출 제품으로 활용 될 것으로 예상된다.

그림 4-22

플랜트분야 유망기술 포트폴리오 5.00 48

4.90

50

36 49 45

40

47

37 33

35 34 31

4.80

경제산업적 중요도

중점 핵심기술 영역

46

41

39

30

43

44 42

4.70 38 4.60 32 4.50

4.40 4.00

4.10

4.20

4.30

4.40

4.50

4.60

4.70

4.80

4.90

5.00

과학기술적 / 공공적 중요도

표 4-24 번호

플랜트분야 유망기술 리스트 기술명

시나 리오

기술 실현시기

33

에너지 80% 저감을 위한 에너지 순환형 분산형 복합 플랜트 기술

I

2020

36

다중수원을 처리 가능한 대용량 물순환/재생 통합 플랜트 기술

D

2020

37

경제성을 확보한 CO2 자원화 플랜트 기술

I

2021

40

50MW급 신재생에너지를 이용한 에너지 자립형 부유식 플랜트

I

2020

46

해저 깊은 곳에서도 유지/가동될 수 있는 대수심용 이동형 플랫폼

I

2021

47

데모(Demo)급 핵융합로 설계 및 운영 기술

I

2025

48

200만톤급 LNG/GTL 겸용 FPSO 플랜트 기술

I

2019

49

생산전력 0.5kWh/ton이하 차세대 정삼투식 해수담수화 기술

I

2019

50

운영/유지관리 모듈화/자동화를 통한 극한지 무인 자원 플랜트 기술

R

2022

※ Welfare = W (국민생활 복지증진), Innovation = I (혁신도약국가), Risk = R (위험대비), Disaster = D (극한상황 재난 대응)

122

| 2040 국토교통 미래기술예측조사 |

물관리 분야 국토교통 핵심 기술 물관리 분야는 스마트 워터 그리드를 통하여 물 부족을 자체 해결 하고, 도시홍수, 도심지 수해 등을 제어 관리 할 수 있는 재난 대응형 기술이 주요 핵심 기술로 선정되었다.

그림 4-23

물관리분야 유망기술 포트폴리오 5.00

중점 핵심기술 영역

197

200 198

195

4.90 187

196

190 189

경제산업적 중요도

4.80

191

194

186

199

193

4.70 192 4.60 188 4.50

4.40 4.00

4.10

4.20

4.30

4.40

4.50

4.60

4.70

4.80

4.90

5.00

과학기술적 / 공공적 중요도

표 4-25

물관리분야 유망기술 리스트

번호

기술명

시나 리오

기술 실현시기

187

건천화된 하천의 유지용수를 자체유역에서 100% 자급하는 기술

D

2022

189

시간당 150mm 강우에 의한 도심지 수해 방지를 위한 제방 자동 이동/증고 시스템

D

2024

190

기상 및 수문변동 예측기반 수자원 통합 관리 스마트워터그리드 시스템

I

2022

195

물 재이용 기법 등을 통한 수자원 100% 자급 지역 조성 기술

R

2019

196

예측수위의 오차를 1㎝이내로 유지 할 수 있는 3D 홍수예보 시스템

R

2021

197

유지관리 비용이 저렴한 물생산-처리-공급 기술

I

2019

198

다양한 수자원 현황에 대응할 수 있는 지역적응형 물생산-처리-공급 기술

W

2020

200

통합 하천 평가/관리 시스템

R

2020

※ Welfare = W (국민생활 복지증진), Innovation = I (혁신도약국가), Risk = R (위험대비), Disaster = D (극한상황 재난 대응)

123

| Ch. 04 국토교통 미래기술 분석 |

도시건축 분야 유망기술 포트폴리오 도시건축분야의 유망기술의 테마는 에너지 저감을 위한 신재생 에너지, 친환경 에너지의 적극적인 활용이 이루어질 것으로 예상되었으며, 두 번째는 인구 고밀도에서도 편리함을 추구할 수 있는 건설기술로 ICT등의 센싱기술의 접목을 통한 고령자 및 생활약자 편의성 증대, 인구 고밀도를 해결하기 위한 메가시티 기술이 이루어질 것으로 예상되었다. 그림 4-24

도시건축분야 유망기술 포트폴리오 5.00 80

56 66 84

4.90

54 78

82

63 57 65 6183 52 62 68 74 75 81 59 70

경제산업적 중요도

4.80

중점 핵심기술 영역

85 79

55

67

60 53

72

64

69

76

4.70

58

73 51 4.60 77

71

4.50

4.40 4.00

4.10

4.20

4.30

4.40

4.50

4.60

4.70

4.80

4.90

5.00

과학기술적 / 공공적 중요도

표 4-26 번호

도시건축분야 유망기술 리스트 기술명

시나 리오

기술 실현시기

53

능동적으로 열을 차단 또는 흡수하는 건축물 외피(벽, 유리 등) 개발 기술

R

2020

54

경제성을 확보한 보급형 가정용 전력 저장용 전지 기술

R

2021

55

도시 간 식수, 전기 등의 자원 연계를 위한 국가간 통합 스마트 그리드 기술

W

2021

56

신재생에너지를 활용한 보급형 제로 에너지 주택 기술

R

2022

60

인구 10만 이상 에너지 자급자족이 이루어 질 수 있는 메가 빌딩 설계시공 기술

R

2027

66

주택의 시공 이전 변형이 신속히 가능한 1day 레고형 주택 기술

W

2020

67

고령자를 위한 생활편의시설이 확충된 지능형 도시 및 주택 기술

W

2020

78

열섬현상이 없는 Cool City 구현 기술

R

2021

79

도시 공간정보 수집 전용 위성 탑재체 개발 기술

I

2023

80

도시공간정보 Big-Data를 활용한 맞춤형 서비스

I

2020

84

사막화 지역에 해수담수화 플랜트와 연계된 자생적 녹지공간 생성 도시 설계 기술

R

2022

85

경제성을 확보한 장수명 저에너지 한스타일 힐링 주택

W

2020

※ Welfare = W (국민생활 복지증진), Innovation = I (혁신도약국가), Risk = R (위험대비), Disaster = D (극한상황 재난 대응)

124

| 2040 국토교통 미래기술예측조사 |

교통물류 분야 유망기술 포트폴리오 교통물류 분야의 유망기술은 NCVS(Network-Centric Vehicle System)을 통한 네트워크 중심의 교통 기술이 대표적이며, 전기자동차 위주의 친환경 에너지를 통한 환경 개선 등의 부가적인 효과가 이루어질 것으로 기대된다.

그림 4-25

교통물류분야 유망기술 포트폴리오 5.00 100

4.90

경제산업적 중요도

4.80 97

99

89 98 115 94 96 106 108 117 107 114 105 116 92

102 95

90 87

86 103

91

104

111

4.70

중점 핵심기술 영역

88 101

93 110 113

4.60 112

109

4.50

4.40 4.00

4.10

4.20

4.30

4.40

4.50

4.60

4.70

4.80

4.90

5.00

과학기술적 / 공공적 중요도

표 4-27 번호 86

교통물류분야 유망기술 리스트 기술명

NCVS 기반 교통사고사망자 제로를 위한 첨단안전 시스템

시나 리오

기술 실현시기

R

2024

87

NCVS 기반 자동차의 기종점(Door to door) 자율주행 기술

I

2024

88

NCVS 기반 자율주행차량 - 자가운전 차량 혼재 교통체계 관리를 위한 센터 시스템

I

2024

89

고속도로 교통용량 2배 증가를 위한 군집주행 기술

I

2021

90

한번 충전으로 500~1,000km 주행이 가능한 2,000cc급 중형 전기자동차

W

2021

91

NCVS 기반 신호나 표지판이 없는 Signless Road 시스템

I

2021

94

뇌-컴퓨터 인터페이스기반 운전제어를 통한 안전운전 시스템

I

2025

95

친환경 대체연료를 활용한 탄소제로 녹색 교통수송 시스템의 실용화 및 안전인증 확립

R

2021

100

실시간 글로벌 대중교통 운행 및 환승최적화를 위한 통합운영/표준화 기술

W

2019

101

로봇기술기반 교통사고 및 돌발상황 처리 시스템

D

2023

102

도로 내구연한이 10년 이상으로 최대화 된 제로 메인터넌스 도로 포장재료

R

2021

103

운전자 응급상황대비 차량 기반 안전제어 시스템

R

2020

※ Welfare = W (국민생활 복지증진), Innovation = I (혁신도약국가), Risk = R (위험대비), Disaster = D (극한상황 재난 대응)

125

| Ch. 04 국토교통 미래기술 분석 |

철도분야 유망기술 포트폴리오 철도분야의 유망기술은 타 분야에 비하여 많은 기술들이 선정 되었는데, 초장거리, 초고속 철도와 관련된 기술의 혁신이 이루어질 것으로 예측되었고, 이를 통한 대륙간 일일 생활권이 현실화 될 것으로 전망된다. 그림 4-26

철도분야 유망기술 포트폴리오 119

5.00

134

139

136 121

4.90

132 149 144 133 146 124 157 143 123 142 153152 129

경제산업적 중요도

4.80 155 118

122

141

130

4.70

138 148

137 126

140

131 127 135

중점 핵심기술 영역 150

151

117

125

156 145 4.60 128 120 4.50

4.40 4.00

4.10

4.20

4.30

4.40

4.50

4.60

4.70

4.80

4.90

5.00

과학기술적 / 공공적 중요도

표 4-28

철도분야 유망기술 리스트

번호

기술명

시나 리오

기술 실현시기

119

배터리 구동형 철도차량을 충전할 수 있는 충전스테이션 및 배터리 매니지먼트 시스템

R

2021

121

대륙간 초고속 이동이 가능한 1,000km/h급 열차부양/추진/제동 기술

I

2030

126

전차선, 운전사가 없는 무형궤도 원격조정형 도시형 열차/트램 개발/운영 기술

W

2021

127

철도차량, 인프라의 자동진단을 통한 인공지능형 무인운영 종합 관제 시스템

I

2021

131

변전소 없이 수백 KW급 무선전력을 철도차량에 직접 전송하는 대용량 전력공급 기술

I

2025

134

초고층 건물, 지하 대공간 내 고속 수직/수평 3차원 궤도 이동시스템

W

2021

136

나노소재를 이용한 고강도 경량소재 철도차량 제작 기술

I

2021

137

연중 무사고/무재해 운행을 위한 실시간 철도사고 예측/안전 모니터링 시스템

R

2021

138

출퇴근 시간을 50% 단축하는 도시철도 지하터널의 복층궤도 구축 운영

I

2020

139

차음, 현가장치, 궤도 등 철도 실내/외 소음 및 진동 제로 기술

W

2021

140

철도 접근성 향상을 위한 개인형 초소형 궤도 이동 시스템

W

2024

144

대륙간 대량의 화물을 40량-400km 이상으로 운송하는 초고속 화물열차

I

2023

150

고령자/교통약자 이동 편의를 위한 기종점(Door to Door) 레고형 교통수단 및 운영 시스템

W

2024

151

차량에 탑승한 채로 환승이 가능한 타 노선 철도 차량 간 객차 교환 환승터미널 기술

W

2023

154

500~1,000km/h 이상의 초고속 철도 인프라 검측/교체/유지보수 기술

I

2023

※ Welfare = W (국민생활 복지증진), Innovation = I (혁신도약국가), Risk = R (위험대비), Disaster = D (극한상황 재난 대응)

126

| 2040 국토교통 미래기술예측조사 |

항공분야 유망기술 포트폴리오 항공분야의 유망기술은 개인용 항공기(PAV)의 보급과 통합 항행관리 시스템/공항시스템 (보안검색)을 통한 신속하고 편리한 항공 교통 생활에 도달하기 위한 기술이 선정되었으며, 우리나라의 핵심 기술 완료 시기는 2023년 이후에 집중적으로 분포되고 있다. 그림 4-27

항공분야 유망기술 포트폴리오 5.00 173

179

178

4.90

167 174

180 183 158

4.80

경제산업적 중요도

177 164

169

168 163 159

중점 핵심기술 영역 175 182

162 181

166

172

171

176

170

4.70

165

161 185 4.60 184

160

4.50

4.40 4.00

4.10

4.20

4.30

4.40

4.50

4.60

4.70

4.80

4.90

5.00

과학기술적 / 공공적 중요도

표 4-29

항공분야 유망기술 리스트 시나 리오

기술 실현시기

번호

기술명

159

수직 이착륙 및 자유자재 기동이 가능한 기종점(Door-to-Door) 미래형 개인용 항공기 PAV

I

2027

162

전기, 연료전지, 태양열, 공기-아연전지, 핵발전 등 친환경 대체연료 및 항공기 기술

R

2024

163

미래용 개인용 항공기를 위한 3차원 도로망 설계 및 운영

W

2029

164

태양열 등 친환경 신재생 에너지를 이용해 장기 체공하는 다목적 무인항공기 기술

R

2022

165

수직 이착륙 및 고속비행 point-to-point 운용 20인승급 고속 다목적기 틸트로터

I

2023

167

차세대 항공 감시 및 위성항법 기술을 활용한 상하 150m 이내 정밀 항법 기술

R

2022

168

GPS 장애 대비 지상무선망을 이용한 실시간 1m급 항공기 위치정보제공 항법 기술

D

2023

173

주거 밀집 지역이 착륙 가능한 60db이하 저소음 헬기

W

2027

174

탑승수속 시간 단축을 위한 오전달율 제로 고속(5분 이내) 자동 수하물처리 시스템

W

2021

175

공역과 공항의 효율적 관리를 위한 4차원 궤적기반 항공교통관리 기술 및 항행 시스템

I

2024

176

동북아 지역에서 활용 가능한 한국형 위성항법시스템 기술

I

2022

179

보안 검색시간 80% 단축으로 편의성을 증진시킨 고속 출입보안 검색 시스템

I

2019

184

고효율 저소음 130인 승급 Open Rotor 항공기

I

2021

※ Welfare = W (국민생활 복지증진), Innovation = I (혁신도약국가), Risk = R (위험대비), Disaster = D (극한상황 재난 대응)

127

| Ch. 04 국토교통 미래기술 분석 |

3. 유망기술의 특성 기술분야별 특성 철도 15, 항공 13, 교통물류 12, 도시건축 12, SOC 11, 플랜트 9, 물관리 8개의 기술 등 총 80개의 유망기술이 선정되었고, 전체 200개 기술 대비 40%의 분포를 나타내고 있으며, 기술분야별 미래기술 대비 유망기술 선정 비율은 물관리 → 항공 → 플랜트 → SOC → 철도 → 교통물류 → 도시건축의 순으로 도출 되었다.

표 4-30

유망기술의 기술 분야별 분포

구분

SOC

플랜트

물관리

도시건축 교통물류

철도

항공

합계

유망기술

11

9

8

12

12

15

13

80

비율

37.9%

42.8%

53.3%

34.3%

37.5%

37.5%

46.4%

40.0%

조사된 미래기술

29

21

15

35

32

40

28

200

미래사회 4대 시나리오별 특성 도출된 80대 유망기술 중, 국민생활 복지증진 분야가 200대 미래기술 대비 유망기술 선정이 43.8%로 가장 높게 나타났으며, 미래사회 4대 시나리오별 유망기술 선정 비율은 국민생활 복지증진 → 혁신도약국가 → 위험(Risk)대비 → 재난(Disaster) 대응 순으로 도출되었다.

표 4-31

128

유망기수의 미래사회 4대 시나리오별 분포

구분

국민생활 복지증진

혁신도약 국가

위험(Risk) 대비

재난(Disaster) 대응

합계

유망기술

21

37

17

5

80

비율

43.8%

41.6%

37.0%

29.4%

40.0%

조사된 미래기술

48

89

46

17

200

| 2040 국토교통 미래기술예측조사 |

4. 80대 미래 유망기술의 기술실현시기 및 사회보급시기 80대 국토교통 미래유망기술의 기술적 실현시기는 2019년부터 2028년까지 10년 이내 집중적으로 분포하고 있다. 기술이 보급되는 사회적 실현시기는 2023년부터 2034년까지로 상대적으로 폭넓게 분포하고 있다. 교통물류의 환승최적화 통합운영 표준화 기술과 플랜트 분야의 차세대 정삼투식 해수담수화 등의 기술이 실현시기가 2019~2020년으로 가장 빠른 것으로 나타났으며, 항공분야의 PAV의 3차원 교통망 기술이 2028년 기술적으로 실현되고, 사회적 보급은 2034년 이후에 될 것으로 가장 늦을 것으로 예상되었다. 인구 10만 이상 메가빌딩, 대륙간 초고속 대량화물열차, 뇌파 기반 안전운전제어 시스템 기술 등 기술적 실현으로부터 사회적 보급까지가 약 8년으로 격차가 가장 커, 대규모 시스템 기술의 경우 개발 이후 사업화, 제도적 지원 등이 전폭적으로 이루어지지 않을 경우 실용화에 어려움이 있을 것으로 전문가들은 예상하였다.

SOC 분야 2018 2019 2020 2021 2022 2023 2024 2025 2026 2027 2028 2029 2030 2031 2032 2033 2034 건설폐기물 100% 재활용을 통한 폐기물 발생 제로 기술 개발

기술실현시기

시장보급시기

국가 주요 기간시설 스마트 알람시스템 및 안전대피 관리 시스템 폐기물 배출 변화에 대응하는 스마트 네트워크형 폐기물 처리 시스템 고준위 방사성 폐기물 저장시설의 안전한 건설 및 재해감지 시스템 개발 나노센서를 이용한 SOC구조물 첨단 운영 및 유지관리 기술 재난 대비를 위한 실시간 3차원 국토 및 지형 영상정보획득 및 처리시스템 개발 나노기술을 이용한 초고강도/ 고내식성 건설재료 초경량 신소재 활용 5,000m이상 초장대교량 설계시공 기술

심도 300m, 연장 250km 이상 복층 해저터널 건설 기술

미래 자원탐사를 위한 SOC 네트워크 구축 기술 손상된 구조물 등의 자기 치유가 가능한 생물학적 바이오소일 건설재료

129

| Ch. 04 국토교통 미래기술 분석 |

플랜트 분야 2018 2019 2020 2021 2022 2023 2024 2025 2026 2027 2028 2029 2030 2031 2032 2033 2034 생산전력 0.5kWh/ton이하 차세대 정삼투식 해수담수화 기술

기술실현시기

시장보급시기

200만톤급 LNG/GTL 겸용 FPSO 플랜트 기술 다중수원을 처리 가능한 대용량 물순환/재생 통합 플랜트 기술 에너지 80% 저감을 위한 에너지 순환형 분산형 복합 플랜트 기술 50MW급 신재생 에너지를 이용한 에너지 자립형 부유식 플랜트 해저 깊은 곳에서도 유지/가동될 수 있는 대수심용 이동형 플랫폼

경제성을 확보한 CO2 자원화 플랜트 기술

운영/유지관리 모듈화/자동화를 통한 극한지 무인 자원 플랜트 기술

데모(Demo)급 핵융합로 설계 및 운영 기술

물관리 분야 2018 2019 2020 2021 2022 2023 2024 2025 2026 2027 2028 2029 2030 2031 2032 2033 2034 유지관리 비용이 저렴한 물생산-처리-공급 기술

기술실현시기

물 재이용 기법 등을 통한 수자원 100% 자급 지역 조성 기술

하천의 치수/이수/환경 부문을 통합적으로 평가하고 관리할 수 있는 통합 하천 평가/관리 시스템

다양한 수자원현황에 대응 할 수 있는 지역적응형 물생산-처리-공급 기술

예측수위의 오차를 1㎝이내로 유지 할 수 있는 3D 홍수예보 시스템

기상 및 수문변동 예측기반 수자원 통합 관리 스마트워터그리드 시스템

건천화된 하천의 유지용수를 자체유역에서 100% 자급하는 기술

시간당 150mm 강우에 의한 도심지 수해 방지를 위한 제방 자동 이동/증고 시스템

130

시장보급시기

| 2040 국토교통 미래기술예측조사 |

도시건축 분야 2018 2019 2020 2021 2022 2023 2024 2025 2026 2027 2028 2029 2030 2031 2032 2033 2034 고령자를 위한 생활편의시설이 확충된 지능형 도시 및 주택기술

기술실현시기

시장보급시기

주택의 시공 이전 변형이 신속히 가능한 1day 레고형 주택 도시공간 정보 Big-Data를 활용한 맞춤형 서비스 능동적으로 열을 차단 또는 흡수하는 건축물 외피 개발 경제성을 확보한 장수명 저에너지 한스타일 힐링 주택 경제성을 확보한 보급형 가정용 전력 저장용 전지 기술 열섬현상이 없는 Cool City 구현 기술 도시 간 식수, 전기 등의 자원 연계를 위한 국가간 통합 스마트 그리드 기술 사막화 지역에 해수담수화 플랜트와 연계된 자생적 녹지공간 생성 도시 설계 기술 신재생에너지를 활용한 보급형 제로 에너지 주택 기술

도시 공간정보 수집 전용 위성 탑재체 개발 인구 10만 이상 에너지 자급자족이 이루어 질 수 있는 메가 빌딩 설계시공 기술

교통물류 분야 2018 2019 2020 2021 2022 2023 2024 2025 2026 2027 2028 2029 2030 2031 2032 2033 2034 실시간 글로벌 대중교통 운행 및 환승최적화를 위한 통합운영/표준화 기술

기술실현시기

시장보급시기

운전자 응급상황대비 차량 기반 안전제어 시스템

한번 충전으로 500~1,000km주행이 가능한 2,000cc급 중형 전기자동차

도로 내구연한이 10년 이상으로 최대화 된 제로 메인터넌스 도로 포장재료

고속도로 교통용량 2배 증가를 위한 군집주행 기술

NCVS 기반 신호나 표지판이 없는 Signless Road 시스템 친환경 대체연료를 활용한 탄소제로 녹색 교통수송 시스템의 실용화 및 안전인증 확립 NCVS 기반 자동차의 기종점(Door to door) 자율주행 기술

NCVS 기반 교통사고사망자 제로를 위한 첨단안전 시스템 *NCVS : Network Centric Vehicle System *BCI : Brain Computer Interface

뇌-컴퓨터 인터페이스(BCI) 기반 운전제어를 통한 안전운전 시스템

131

| Ch. 04 국토교통 미래기술 분석 |

철도 분야 2018 2019 2020 2021 2022 2023 2024 2025 2026 2027 2028 2029 2030 2031 2032 2033 2034 출퇴근 시간을 50% 단축하는 도시철도 지하터널의 복층궤도 구축 운영 기술실현시기

초고층 건물, 지하 대공간 내 고속 수직/수평 3차원 궤도 이동시스템

시장보급시기

연중 무사고/무재해 운행을 위한 실시간 철도사고예측/안전모니터링 시스템 전차선, 운전사가 없는 무형궤도 원격조정형 도시형 열차/트램 개발/운영 기술 배터리 구동형 철도차량을 충전 할 수 있는 충전스테이션 및 배터리 매니지먼트 시스템 차음, 현가장치, 궤도 등 철도 실내/외 소음 및 진동 제로 기술 나노소재를 이용한 고강도 경량소재 철도차량 제작 기술 철도차량, 인프라의 자동진단을 통한 인공지능형 무인운영 종합 관제시스템 차량에 탑승한 채로 환승이 가능한 타 노선 철도 차량 간 객차 교환 환승터미널 기술 대륙간 대량의 화물을 40량-400km 이상으로 운송하는 초고속 화물열차 500~1,000km/h 이상의 초고속 철도 인프라 검측/교체/유지보수 기술 철도 접근성 향상을 위한 개인형 초소형 궤도 이동 시스템 고령자/교통약자 이동 편의를 위한 기종점(Door to Door) 레고형 교통 수단 및 운영 시스템 변전소 없이 수백 KW급 무선전력을 철도차량에 직접 전송하는 대용량 전력공급 기술 대륙간 초고속 이동이 가능한 1,000km/h급 열차부양/추진/제동 기술

항공 분야 2018 2019 2020 2021 2022 2023 2024 2025 2026 2027 2028 2029 2030 2031 2032 2033 2034 보안 검색시간80% 단축으로 편의성을 증진시킨 고속출입 보안검색 시스템

기술실현시기

시장보급시기

탑승수속 시간 단축을 위한 고속 오전달율 제로 고속(5분 이내) 자동 수하물처리시스템 고효율 저소음 130인 승급 Open Rotor 항공기 동북아 지역에서 활용 가능한 한국형 위성항법시스템 기술 차세대 항공 감시 및 위성항법 기술을 활용한 상하 150m 이내 정밀 항법 기술 태양열 등 친환경 신재생 에너지를 이용해 장기 체공하는 다목적 무인항공기 기술 GPS 장애 대비 지상무선망을 이용한 실시간 1m 급 항공기 위치정보제공 항법 기술 수직 이착륙 및 고속비행 point-to-point 운용 20인승급 고속 다목적기 틸트로터 공역과 공항의 효율적 관리를 위한 4차원 궤적기반 항공교통관리 기술 및 항행 시스템 전기, 연료전지, 태양열, 공기-아연전지, 핵발전 등 친환경 대체연료 및 항공기 기술 수직 이착륙 및 자유자재 기동이 가능한 기종점(Door-to-Door) 미래형 개인항공기 PAV 주거 밀집 지역이 착륙 가능한 60db이하 저소음 헬기 *PAV : Personal Air Vehicle

132

미래용 개인용항공기(PAV)를 위한 3차원 도로망 설계 및 운영 기술

| 2040 국토교통 미래기술예측조사 |

133

| Ch. 05 2040년 국토교통의 미래상 |

134

| 2040 국토교통 미래기술예측조사 |

CHAPTER

05

2040년 국토교통의 미래상

국토교통 미래상 개요 2040년 국토교통의 모습 2040년 국토교통기술로 변화하는 미래모습 2040년 국토교통 기술분야별 미래모습

135

| Ch. 05 2040년 국토교통의 미래상 |

2040년 국토교통의 미래상

제1절

국토교통 미래상 개요

미래상 구성 개요 앞서 도출된 200개의 국토교통 미래기술은 2040년 우리의 삶을 어떻게 변화시킬지 알기 쉽게 제시하고자 미래상에 대한 일러스트를 구성하였다. 국토교통기술은 생활과 밀접하게 연결되어 다양한 공간에서 직접적인 영향이 발생하기 때문에 일상생활의 모습을 중심으로 어떻게 달라질지를 중심으로 살펴보았다. 미래상은 먼저 크게 국토교통기술의 발달로 변화될 두 가지 Big-shot을 제시하였다. 국민이 행복하고 세계로 도약하는 밝은 미래와 감당하기 어려운 재난이 발생한 위기의 시대로 구성하였다. 이는 무분별한 자연파괴와 환경오염, 지진, 테러 등으로 야기될 수 있는 상황으로, ‘국가 재난 복구현장’ 미래모습과도 연계된다.

표 5-1

136

2040 국토교통 미래상 Big-shot 미래모습

특징

국민이 행복하고 세계로 도약하는 국토교통

기술의 발달로 삶이 윤택하고 세계로 기술을 수출하는 미래사회 전체를 조망

위기 상황을 극복해 나가는 국토교통

재난이 발생한 극한의 상황에서 생존을 위해 대응하는 국가 차원의 상황을 조망

2040 국토교통 기술의 미래상

2040년 국토교통기술로 변화하는 미래 모습 (6-observer)

미래상은 크게 국토교통기술의 발달로 준비하고 대비할 두 가지 미래의 Big-shot과 다양한

미래 국토교통의 공공기술로의 특성을 감안하여 사회적 약자와 일반국민, 국가 및 도시의 관리자

기술 수요처와 국민의 입장에서 본 국토교통기술이 실현된 2040년 미래를 일러스트로 조망한다.

등 6개의 관찰자(Observer)의 입장을 적용하였다.

4대 시나리오

2040 국토교통 미래상 Big-Shot 국민이 행복하고 세계로 도약하는 국토교통 : 2040년 고령화로 인한 성장정체, 기후변화, 국제

국민 생활 복지증진 사회

정세 등을 극복하고 국토교통기술로 국민행복과 편의, 사회적 복지가 이루어지며, 혁신적 기술 수출로 세계 일류국가로 도약하고 성장하는 우리 국토의 상징적 모습을 그림으로 표현 위기상황을 극복해 나가는 국토교통 기술 : 기후변화 및 지진 등 자연재해나 테러 등의 위기상황으로 위협받는 국민과 국토의 안전을 보장하는 국토교통기술의 모습을 표현

혁신도약 국가 위험(Risk) 대비 재난(Disaster) 대응

미래모습 사회적 약자의 복지증진

관점 고령자, 사회적 약자, 교통 약자 등

국민의 생활복지 증진

직장인, 소시민 가정 등

한반도 통일시대 혁신도약

한반도 통일시대 국가지도자, 남북 협력 개발현장

글로벌 시장선도를 통한 도약

글로벌 시장 선도 기업

빅데이터 기반 도시관리

빅데이터 기반 도시통합 관리센터

국가재난 복구현장

국가 재해대책본부, 시민

| 2040 국토교통 미래기술예측조사 |

제2절

2040년 국토교통의 모습

1. 2040년 Big-shot : 행복한 미래 국민이 행복하고 세계로 도약하는 국토교통 기술 창조

2040년 고령화로 인한 경제성장 정체, 기후변화로 인한 자연재해, 자원의 무기화로 인한 국제정세 악화 등 위협은 국토교통 기술개발의 새로운 도전이 되었다. 우리는 미래를 한 발 먼저 준비한 국토교통기술개발로 공공안전과 행복, 생활의 풍요를 누리게 되었다. 노약자, 장애인 등 사회적 약자도 홈 헬스케어와 새로운 교통시스템으로 안전하고 편리한 생활을 누릴 수 있게 되었고 국가재난관리센터는 국가 기간시설의 실시간 상태감시와 재난대응 시스템으로 어떤 재난과 재해 속에서도 안전한 생활을 약속받았다.

ICT와 인프라가 융합한 국토 공간정보와 첨단교통시스템으로 최적화된 교통네트워크와 자율주행 기술은 교통사고로 인한 사상자 “0”를 가능케 했으며, 세계 최고 수준의 해수담수화 자원확보 플랜트 기술은 선진국과 개도국에 수출되어 국가위상을 드높이고 있다. 1,000km급 초고속 철도와 해저터널을 통해 중국과 일본의 당일 출장이 일반화되었고, 시골의 정취를 느낄 수 있는 자연 속 한옥주택 별장이 1가구 2 주택 생활이 보편화되었다. 신재생에너지의 경제성이 높아져 가정과 직장에서 비용 부담 없이 에너지를 직접 생산하여 소비한 뒤, 남은 에너지는 저장하거나 판매하는 것이 보편화 되고 100%에 가까운 폐기물 재활용 시스템으로 쓰레기 매립지 등의 사회문제가 해소되었다.

139

| Ch. 05 2040년 국토교통의 미래상 |

2. 2040년 Big-shot : 대비해야 할 미래 위기 상황을 극복해 나가는 국토교통기술

21세기 중반에 접어든 지금, 개도국의 기후변화대응 실패로 대형 재해 재난의 시대가 도래한다. 이상 자연 재해는 이제 일상화 되었고 중국의 황사 스모그를 필두로 대만의 쓰나미 피해, 남부 유럽의 장기 가뭄, 미국 산불 사태와 같은 거대하고 예측 불가능한 사건 사고의 발생은 이에 대한 세계적인 우려와 경각심을 불러일으키기에 충분했다.

2031년. 1월 1일 새벽 1시. 진도 7.8의 대지진이 강타한다. 새해 벽두에 일어난 재해 앞에 사람들은 정전 속에서 무수한 여진의 공포에 떨며 뜬 눈으로 밤을 지새야 했다. 지진이 갈라 놓은 도로와 건물 그리고 집들 사이로 드러난 풍경은 그야 말로 참혹함 그 자체였다. 뿐만 아니라 불시에 엄습한 대지진의 여파는 국민들에게 삶의 의지마저 놓아버리고 싶을 만큼 처참한 무력감마저 안겨주었다. 그러나 복구에 나선 시민들과 관계 당국자들은 어떻게든 그들의 삶의 터전을 다시 살려내야만 했고 그간의 재해 시나리오를 대비한 국토교통기술을 작동하기 시작했다. 먼저 3차원 국토 및 지형 정보시스템으로 절개면과 사면, 건물 등의 상태를 분석하여 스마트 알람 시스템을 통해 위험지역의 시민을 대피시켰고, 초고속 카펫형 도로와 레고형 철도 궤도로 복구에 들어갔다. 방사성 폐기물 저장시설이 보관될 가장 안전한 장소를 물색하였다. 이재민을 위한 1day 주택을 신속하게 보급하고 대피용 지하도시로의 수용을 통해 혹한기의 국민 생활환경을 보장하여 주었고, 시설물 자가치유 시스템과 복구 로봇은 분주하게 움직였다. 그간 개발의 필요성에 대해 많은 논란이 있었지만 재해대응 국토교통 기술들은 위기와 재난의 상황에서 국민의 최소한의 생존을 위한 방패가 되었다. 재난은 현실이었지만 대응 역시 능동적이었다. 이후, 피해가 없었던 부양식 내진 건축이 전체 건물에 적용되고 자가치유, 고강도 소재가 적용되도록 제도화 되는 등 기후변화와 재난대응 기술이 활성화 되어 국민의 생명과 재산을 보호할 수 있게 되었다.

140

| 2040 국토교통 미래기술예측조사 |

제3절

2040년 국토교통기술로 변화하는 미래모습

1. 사회적 약자의 생활･복지 증진

서울의 외곽지역, 실버타운에서 발전한 고령자를 위한 저비용 모듈형 주택이 도시 내 일반 주택의 절반 가격에 분양되었다. 내부는 스마트 홈 헬스케어 시스템이 설치되어 평상시 건강관리부터 응급 상황 시 즉각적 의료조치가 되는 등 편의시설이 확충되었다. 저가형 소형 캡슐형 자율주행 자동차가 보급되어 고장애를 가진 운전자도 안전한 자율주행이 일반화 된다. 이는 도시교통센터와 실시간 Network로 연계되고 최적 교통상황으로 제어되는 도로를 독서, TV시청을 하며 안전하게 달릴 수 있다. 장거리를 이동하는 여행자는 소형 차량을 적재한 채로 이동하는 Door to Door KTX를 통해 목적지까지 이동한다.

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| Ch. 05 2040년 국토교통의 미래상 |

고령자 전용 주택 & 스마트 인프라 네트워크 서울의 외곽지역. 물기를 머금은 초록빛 나무들이 반짝이는 야트막한 산지 띄엄띄엄 들어선 전원 주택이 인상적이다. 여기는 72세 동갑내기 부부 김진해, 이하정씨의 실버 하우스. 이 집은 실버타운에서 발전한 개인 맞춤형 독립 거주 공간으로 고령자를 대상으로 저비용으로 공급하는 모듈식 주택이며 도시 내 일반 주택 가격의 절반 값이면 분양이 가능하다. 내부는 스마트 홈 헬스 케어 시스템으로 설계 되어 평상시 건강관리는 물론, 응급사태 발생 시 즉각적인 의료조치를 받을 수 있는 것이 큰 장점이다. 고혈압인 김진해 씨는 오늘도 매일 2시간씩 이어지는 전담 트레이너와의 화상수업을 통해 기초 체력 관리 프로그램을 받는 중이다. 러닝 머신 위를 걷고 있는 김진해 씨 앞에 커튼 월을 통해 숲길이 펼쳐진다. “음악”

김진해 씨의 음성명령을 따라 그가 가장 좋아하는 모짜르트 현악 사중주가 흘러나와 발걸음을 더욱 가볍게 한다. 김씨는 음악에 보폭을 맞춰 걷다 이틀 전 일을 떠올린다. 그는 운동을 끝내고 영상으로 주치의로부터 건강검진을 마친 상황이었다. 주치의 오박사는 김진해 씨의 심장 박동이 평소보다 약해졌다며 ‘정밀 진단’을 권한다. “병원에 오셔서 영상 스캔을 받아보시는 게 좋겠어요.” “그럼, 내일 오후 검진 예약하지요.” “부인께서는 식단대로 식사 잘하고 계신가요?” “영양사님 짜 준 식단대로 먹는 게 이젠 더 편해요. 짜지 않고. 소식하니 당뇨도 좋아졌죠.”

이하정 씨는 오박사로부터 건강 상태를 확인한 뒤 지금 상황을 유지하는 것이 제일 중요하다는 말을 듣는다. 상담을 마친 이 여사는 요리 재료를 살피는 중이었다. “으윽-”

타블릿으로 e-book을 읽고 있던 김진해 씨가 갑자기 비명과 함께 바닥에 고꾸라진다. 순간, 내부에 있던 감지 센서가 작동해 쓰러진 김진해 씨의 위치와 심장 박동 지수를 포착하고 비상 사이렌을 울린다.

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| 2040 국토교통 미래기술예측조사 |

‘*Emergency : 혈압상승, 수축 190mmHg, 확장 110mmHg, 혈압 위험!’

거실 모니터에는 김진해 씨의 혈압정보 속보가 계속해서 실시간으로 전달된다. 곧이어 도시 응급의료센터 담당 직원의 얼굴이 나타난다. “성북동 비둘기 3길 SMT-1001호, 김진해 씨! 응급의료진, 2분 뒤 도착합니다!”

놀란 이 여사가 남편의 자세를 고쳐주며 편히 눕히는 동안 김진해 씨의 혈압정보는 하향세를 보이며 진정 된다. 그 때, 응급센터에서 출동한 의료진이 재빨리 들어선다. 초간편 최첨단 의료장비를 통해 진단을 마친 응급의사는 김진해씨의 심혈관 3D 홀로그램을 보여 주고 팔에 자동주사로 혈관확장제를 투여한다. “혈전에 의한 혈압상승으로 심하진 않지만 협심증 이예요. 여기 심혈관 조영 사진 보이시죠? 깨어나시면 혈압 약 드리세요

이 여사는 그제야 놀란 가슴을 쓸어내리며 안도 한다. ‘아아- 스마트 인프라 네트워크가 이런 것이구나!’

이 여사는 건물 감지센서가 입주자의 건강을 자동 진단하고 데이터를 관리해 준다는 홈 헬스케어 시스템이 도시 관제센터의 막강한 스마트 인프라 네트워크와 연계해 대단한 위력을 발휘하고 있다는 사실을 비로소 실감 한다.

표 5-2 구분

시나리오 및 일러스트에 나타나는 미래기술 기술명

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외부 환경 및 내부 시설물, 인원상태 인지 바탕의 지능형 에너지 관리 빌딩

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고령자를 위한 생활편의시설이 확충된 지능형 도시 및 주택기술

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통신, 센서, 조명, 음향, 전력공급 등의 기능을 가진 모듈형 인텔리전트 건축 유닛의 표준화

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실시간 고해상도 4D 가상현실 기술로 외부 환경 재현이 가능한 엔진 및 디스플레이 기술

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| Ch. 05 2040년 국토교통의 미래상 |

자율주행 초소형차 & 위성관제 무신호 도로 엊그제 일을 생각하면 김진해 씨는 지금도 아찔하다. 그 때문에 그는 오늘 심장 정밀 진단을 받으러 우리나라에서 가장 권위 있다는 초대형 병원을 향해 길을 나섰다. 운전을 맡은 이 여사는 차 내 전면 윈도우(Head Up Display)를 통해 제공 되는 스마트 그리드 교통 정보를 탐색 한다. 이 여사가 진입한 도로는 무신호 체계가 완비되어 오로지 한국형 위성항법시스템(K-GNSS) 위성으로부터 받은 위치정보와 중앙교통통제센터의 통제에 따라 자동 안내된다. “나이 탓인지 운전대 잡기가 싫어요.” “당신이 그런 소리할까 봐 준비했지.”

보조석에 있던 김진해 씨가 스마트 패널을 조작한다. 그러자 이어지는 음성 안내, 자율 주행으로 전환 됐습니다! 주행 중 위험상황을 감지했을 때, 제동 및 회피와 같은 대응 반응을 수행합니다.” 이에 이 여사는 활기찬 목소리로 대꾸한다. “이거 좋은데요? 운전에 신경을 안써도 되고! 근데 대한병원이면 대구까지 가야 하는데 전 그렇게 가기 싫어요. 서울역에서 환승도 불편하고.” “이 차라면 훨씬 편해. 직접 도킹으로 환승 하니까.” “그래요? 언제 부터요?” “이 차가 나온 뒤부터. 우리처럼 장시간 운전이 부담스러운 사람들이 열차를 이용하다 보니 편한 방법을 찾은 모양이야.” “하긴. 그럼 서울역으로 가 볼까요?”

표 5-3 구분

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시나리오 및 일러스트에 나타나는 미래기술 기술명

87

NCVS 기반 자동차의 기종점(Door to door) 자율주행

91

NCVS 기반 신호나 표지판이 없는 Signless Road 시스템

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뇌-컴퓨터 인터페이스(BCI) 기반 운전제어를 통한 안전운전 시스템

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탄소배출 제로 스마트그리드가 결합된 개인용 자동차 시스템

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교통약자의 보행안전성/이동성 증진을 위한 능동형 교통안전 시설과 보행안전 통합지원

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기종점(Door to Door) 연계 교통시스템 140년 역사를 자랑하는 서울역은 국토교통의 새 기술이 도입될 때마다 발전을 거듭해 왔다. 무인 논스톱 환승 시스템으로 이용객에게 Door to Door(DTD) 서비스를 실현해 더할 수 없는 편리함을 제공하며 이제는 부부의 차와 같은 초소형 전기 승용차를 열차에 직접 싣는 도킹 시스템을 운영 중이다. 이 시스템은 환승센터 내 큐브 공간에 차량이 들어오면 엘리베이터와 슬로프를 이용해 정차 중인 열차에 자동으로 자동차를 싣는 방식이다. 초기에는 운전자가 직접 차를 몰고 열차에 올라야 해서 접촉사고와 추락사고가 빈번히 일어나자 지금과 같은 방식으로 재설계 된 것이다. 부부의 차가 도킹을 마치고 열차 내에 안착한다. “전에 열차에 오르던 차가 잘못돼 사고 났다는 얘기 들었지?” “여기저기 긁히고 잘못돼서 파손 되고. 말 많았죠.” “그래서 바뀐 거라구. 덕분에 환승도 빨라졌고.” “빠른데 안전하기까지 하네요? 전 좀 전에 이런 생각이 들었어요.” “어떤?” “선물 상자 안에 담겨서 배달 되는 느낌?” “하하하-”

부부 얼굴에 웃음꽃이 피는 사이, 이들의 차를 태운 열차는 대구를 향해 출발 한다.

표 5-4 구분

시나리오 및 일러스트에 나타나는 미래기술 기술명

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개인통행을 스케쥴링하고 최적화하는 통행 예약제 기반 교통운영 시스템

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실시간 기상정보와 도로소통상황 정보기반 교통사고 저감 자동차/교통 인프라 시스템

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교통약자의 이동성 향상을 위한 초경량/초강도/초소형 자율주행 이동캡슐형 차량

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자동 신속/간편 주차가 가능한 로봇기반 공간 최적화 첨단 주차시스템

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고령자/교통약자 이동 편의를 위한 기종점(Door to Door) 레고형 교통수단 및 운영 시스템

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2. 국민의 생활ㆍ복지 증진

급격한 도시화로 10만 명이 에너지를 자급자족하며 안전하게 거주 가능한 메가 빌딩 건축기술이 보급되고 건물 내에서 고속 수평/수직 이동 시스템으로 지상을 이용하지 않고 고층 간 이동이 가능하다. 건축물 외피와 도시 설계기술의 발달로 빌딩 밀집지역도 열섬현상이 발생하지 않는다. 전기자동차 등 탄소제로 교통수단이 보급되고, 주말에는 에너지 자급 첨단 장수명 한옥으로 이동하여 여가를 보내는 문화가 형성되었다.

NCVS(Network Centric Vehicle System)로 신호가 사라진 도로는 교통정체가 해소되었고, 사고 없는 안전한 도로 환경이 구현되었다. 고속도로를 통한 장거리 이동은 군집주행을 통한 교통용량 증가로 빠르고 편리하게 목적지에 도착할 수 있게 되었다.

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| 2040 국토교통 미래기술예측조사 |

메가시티 & 초고속 수평수직 엘리베이터 2030년을 기점으로 메가 빌딩 붐이 일었던 서울은 십만 명의 인구가 거대하고 드넓은 초고층 빌딩 내에서 생활에 필요한 모든 것을 자급자족한다는 구상에 따라 구 단위의 메가시티를 탄생시켰다. 그 자체로 행정 단위인 ‘시(市)’가 된 메가시티의 첫 번째 도시는 150층 강남 시였다. 이곳은 4-50대의 주말 주거지와 경제활동이 활발한 2-30대 직장인의 업무지로 유명하며, 50층 단위로 나뉘어 거주에 필요한 쇼핑 문화 공간과 거주 구역, 업무 구역 그리고 빌딩 내 모든 제어시스템과 행정 업무를 동시에 관장하는 컨트롤 구역으로 구성되어 있다. 현재 강남 시 이웃에는 강동 시가 들어서 있으며 두 도시는 건물 간 이동 통로인 시티 글라스 튜브로 연결되어 활발한 교류가 이어지고 있다. 회사가 입주해 있는 강남 시에 도착한 한바람 씨. 지하 주차장에 차를 주차시킨 후 엘리베이터에 오른다. 오르자마자 그는 익숙하게 스마트 폰을 이용해 뉴스를 검색한다. < 지구 온난화 방지를 위해 우리나라 건설 교통 당국에서는 각종 작업 현장이나 공기 중에 속해 있는 이 산화탄소류를 포집하여 재활용할 수 있는 대규모 지중 저장시설을 구축하는 데 성공하였다. 이 시설들은 유해가스가 밖으로 새어나가는 것을 철저하게 방지하기 위한 감시와 시설 보수를 위한 모니터링에 많은 노력을 기울이고 있다. >

뉴스를 보자 그는 매형 조민국 씨를 떠올린다. 그 사이 엘리베이터는 110층에 도착했음을 알린다. 초고속 엘리베이터 덕분에 1분 만에 지하 10층에서 지상 110층에 도달한 한바람 씨는 이제 그의 일터인 1155호에 가는 ‘크랩 2호’에 탑승한다. 크랩은 무인운영 초소형 궤도 이동수단으로 층별로 지정된 노선을 따라 빠르게 이동한다.

표 5-5 구분 1

시나리오 및 일러스트에 나타나는 미래기술 기술명 포집된 탄소 재활용을 위한 지중저장 시설건설 및 관리 기술

30

플랜트 유출 독성가스 실시간 검지 및 자동 중화처리기술

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탄소 포집/이용/저장을 위한 가스계 연료 계통 연계형 탄소 파이프라인 및 스테이션 기술

60

인구 10만 이상 에너지 자급자족이 이루어 질 수 있는 메가 빌딩 설계시공

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초고층 빌딩간 이동성 향상을 위한 저/중/고층별 차별화된 대중교통/개인 교통시스템

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철도 접근성 향상을 위한 개인형 초소형 궤도 이동 시스템(PRT)

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| Ch. 05 2040년 국토교통의 미래상 |

에너지플러스 빌딩 & 인공지능 제어 여기는 200층 강동 시의 150층, 스마트 워크센터. 쿠웨이트 해양 도시 현장의 직원들과 함께 패널을 통해 터빈 엔진의 설계도면을 들여다보며 이야기를 나누는 조민국씨. 바깥은 아침부터 비가 내리는 날씨지만 스마트 그리드로 유지되는 이곳의 실내 온도와 습도는 각각 25도와 60%. 외부 날씨와 상관없이 일년 내내 같은 기온과 습도를 유지하는 비결은 도시 통합 관리 센터에서 제어하는 전기와 물 스마트 그리드 덕분. 강동 시는 현재 빌딩 냉난방에 필요한 에너지를 호수의 심층부에 존재하는 섭씨 4~5도 씨의 물과 공원의 공기 그리고 해양 심층수와 지열을 이용해 열 교환기 냉난방 기술로 얻고 있으며, 건물 외벽 전체가 초소형 태양광 패널과 풍력단자들로 덮여 있어 100% 에너지 자급자족이 가능하고 지하수와 빗물관리 기술을 활용해 물을 순환시켜 100% 자급자족을 실현하고 있다. 오후 6시 퇴근 알림이 울리자 일을 마감하는 민국씨. 그가 돌아서자 패널의 화면이 저절로 꺼지고 밖으로 나가자 사무실 전체 조명 또한 자동으로 꺼진다. 워크센터 내의 모든 전기 장치들은 인공지능으로 제어되기 때문에 전원을 끄거나 켜는 스위치가 없고 센서를 통해 자동으로 작동한다. 민국씨는 동료들과 함께 ‘호라이즌 캡’에 오른다. “어서 오십시오. 60초 뒤 여러분은 강남 시에 도착합니다. 출 발!”

호라이즌 캡은 강동 시와 이웃 강남 시를 빌딩 위에서 수평으로 잇는 초고속 이동 수단으로, 씨티 글라스 튜브 옆을 지나간다. 조민국 씨를 태운 호라이즌 캡은 강남 시로 빠른 속도로 이동한다.

표 5-6 구분

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시나리오 및 일러스트에 나타나는 미래기술 기술명

53

능동적으로 열을 차단 또는 흡수하는 건축물 외피(벽, 유리 등)

54

경제성을 확보한 보급형 가정용 전력 저장용 전지 기술

61

미이용 자연 에너지를 활용한 공기순환 및 냉난방 시스템

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기후환경, 일조방향에 따라 형상을 변경하고 방향을 바꾸는 트랜스포머 빌딩 기술

| 2040 국토교통 미래기술예측조사 |

군집주행 & 한 스타일 힐링주택 강남 시 거주구역 60123호 조민국 씨 집. 저녁 식사를 마친 한가혜 씨는 스마트 그리드 패널을 통해 이달에 쓴 전기와 물 사용량을 확인하고, 민국씨는 아들 민우와 거실에서 줄넘기를 한다. 강남 시는 무진동 기술이 적용되어 대부분의 실내 운동에도 층간소음이 발생하지 않는다. “지난 달 보다 2,000Kw를 줄였으니까 환산하면 10,000원, 물은 12l를 줄였으니 3,600원 절약됐네요, 여보?” “엊그제 당신 남은 전기는 관리사무소에 팔았다고 하지 않았나?” “아참- 그랬지. 그럼 내일 전주 갈 때 자동차 전기가 좀 모자랄 것 같은데요?” “별장에 쓰고 남은 전기가 꽤 있을 테니 확인해 봐요.” “맞다! 그 생각을 못했네. 이거면 가는 덴 걱정 없어요, 올라올 땐 채우면 되고.”

토요일 서울에서 전주로 가는 길, 앞 차와 일정한 거리를 두고 목적지까지 자연스럽게 따라 이동하는 군집 주행 차량 행렬로 고속도로위 차량 속도는 과거보다 2배 이상 빨라졌다. 뒷좌석의 아내와 민우는 게임 대결을 하느라 정신이 없다. 중앙센터에서 통제되는 네트워크 기반으로 자율주행이 시작되어 핸들을 잡을 필요가 없는 민국씨도 편히 쉬며 야구 중계를 본다. 한옥의 장점을 접목한 한옥 스타일 별장은 도시민의 주말 힐링을 위한 하나의 유행이 되었다. 자신의 한옥별장을 찾은 민국씨 가족. 장수명 100년 주택으로 만들어진 한옥은 민국씨네 주말 별장으로, 여가 생활의 비중이 높아지며 주말 주택이 보편화 되었다. 민국씨는 아버지가 물려주신 한옥을 보며 아들 민우에게 물려줄 생각에 흐뭇해한다.

표 5-7 구분

시나리오 및 일러스트에 나타나는 미래기술 기술명

74

주택의 층간소음, 공장 등의 진동 문제를 해결할 수 있는 능동형 무소음, 무진동 제어 기술

85

경제성을 확보한 장수명 저에너지 한스타일 힐링 주택

88

NCVS 기반 자율주행차량 - 자가운전 차량 혼재 교통체계 관리를 위한 센터 시스템

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고속도로 교통용량 2배 증가를 위한 군집주행 기술

90

한번 충전으로 500~1,000km 주행이 가능한 2,000cc급 중형 전기자동차

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친환경 대체연료를 활용한 탄소제로 녹색 교통수송 시스템의 실용화 및 안전인증 확립

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| Ch. 05 2040년 국토교통의 미래상 |

교통사고 자동처리/편리한 대중교통 비를 맞으며 한바람 씨의 차가 달린다. 쿠웨이트 사막 해수담수화 사업 관리를 맡고 있는 그는 방금 전 출장을 마치고 도착했다. 그 때, 차에서 경보 신호와 함께 멘트를 내보낸다. “목적지까지 112,000Kw의 전기가 부족합니다. 가까운 충전소에 정차하시겠습니까?”

잠시 후, 전방에 로봇 기반으로 신속하게 사고차량의 잔해가 복구되는 모습이 보인다. 잠깐 정체되었던 도로는 전과 달리 사고발생 10분 만에 이전 상황으로 복구되었다. 도로포장의 내구성은 10년 이상으로 웬만한 사고나 기후에도 끄떡없다. 하마터면 조카 민우와의 약속에 늦을 뻔 한 그는 조카 민우에게 전화를 건다. “민우야! 오늘 삼촌 사무실 견학은 어떻게 올꺼니?” “삼촌. 도시철도로 가려고요. 자동차보다 빠르고, 철도에서 회사까지 무빙로드로 연결되어 있잖아요! 전 무빙로드가 너무 신기해서 자꾸만 타고 싶어요” “여전히 좋아하는구나. 삼촌 회사에 오려면 K객차에 타야 하는거 알지?” “그럼요! 객차 환승 이제 어렵지 않아요~”

한바람 씨는 지난번 객차 환승에 익숙하지 않은 민우가 L 객차를 타서 한 정거장을 지나갔던 기억에 걱정이 들었지만, 씩씩하게 도시 트램을 타고 나타난 민우를 생각하면 이번에는 잘 찾아올거라 믿기로 했다.

표 5-8 구분

150

시나리오 및 일러스트에 나타나는 미래기술 기술명

84

사막화 지역에 해수담수화 플랜트와 연계된 자생적 녹지공간 생성 도시 설계

97

교통용량 증대 및 에너지 효율제고를 위한 무빙로드 시스템 기술

101

로봇기술 기반 교통사고 및 돌발상황 처리 시스템

102

도로 내구연한이 10년 이상으로 최대화 된 제로 메인터넌스 도로 포장재료

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소형배터리를 탑재할 수 있는 배터리 교환형 대중교통/자동차 시스템

126

전차선, 운전사가 없는 무형궤도 원격조정형 도시형 열차/트램 개발/운영 기술

138

출퇴근 시간을 50% 단축하는 도시철도 지하터널의 복층궤도 구축 운영

151

차량에 탑승한 채로 환승이 가능한 타 노선 철도 차량 간 객차 교환 환승터미널 기술

| 2040 국토교통 미래기술예측조사 |

3. 한반도 통일시대로 이룩한 혁신도약국가

2025년 한반도는 남북한의 합의로 평화통일을 이루고 상호교류 및 투자에 전격 합의하였다. 통일 이후, 휴전선이 무너지고 가장 먼저 남한의 기업들과 북한의 노동력이 서로 교류하고 이동하기 시작하였다. 개성공단과 같은 산업특구가 수없이 건설되었고, 외국의 투자가 이어졌다. 부족한 기간 시설망 확충을 위해 국내 건설업체들이 진출하였다. 북한의 로켓기술과 우리의 위성항법 기술이 결합하여 미국의 GPS에 종속되었던 위성항법 기술에서 독립하여 동북아 지역에서 독자적으로 한국형 위성항법 시스템을 운영하는 기지를 북한지역기존 미사일기지를 활용하여 운영한다. 대륙으로는 유라시아 횡단 초고속 철도가 대용량 무선전력 전송을 통해 대륙횡단이 가능하게 되었고, 나노소재로 제작된 초고속철도는 소음과 진동이 없어 대량 화물과 사람의 동시 수송이 가능하다. 카펫형 도로 시스템은 북한의 낙후지역으로 진출입과 교류를 신속하게 할 수 있게 하였으며, 북한 지역 노동력의 남측유입, 신도시 개발로 인한 이주민의 주택수요는 하루만에 설치 가능한 1Day 레고형 주택 건설기술로 해소할 수 있게 되었다.

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| Ch. 05 2040년 국토교통의 미래상 |

발해프로젝트 & 한국형 위성항법시스템(K-GNSS) 통일 대한민국의 대통령은 취임과 함께 과거 북한 지역에 경제 무역 중심의 거점 도시를 개발하겠다고 선언하였다. 이를 두고 정가에서는 ‘발해 프로젝트’라 명명하였으며, 이후 옛 북한지역의 도로와 철도, 항공 그리고 거주민을 위한 주택지구 건설이 활발히 전개되기 시작하였다. 더욱이 조립식으로 선로가 빠르게 설치되면서 초고속 대륙횡단 화물 열차로 물자 공급이 원활해지며 프로젝트 진척에 가속도가 붙기 시작했다. 발해 프로젝트의 첫 탄환은 한국형 위성항법시스템(GNSS)의 우주기지 설치이다.

2038년 8번째 측위신호 탑재 위성을 최종 발사하여 미국의 GPS에 종속된 위성항법 기술에서 독립하여 자체적으로 동북아 지역에서 가장 정밀한 위성기술은 물론이고 세계에서 독보적인 항행시스템과 공간정보 기술을 독자 구축하게 되었다. 한편, 우리나라는 유엔의 경제사회이사회 의장을 배출하여 국제사회에서 막강한 외교력을 발휘하는 중심 국가임을 다시 한번 세계에 각인 시켰다.

2040년 현재 ‘발해 프로젝트’의 진척률은 70%. 강대한 의장은 오늘 대한민국을 대표하는 입장에서 중국, 러시아, 일본 그리고 미국에서 온 대사들과 함께 북한의 사회 경제 특별구역 개발 현장을 탐방한다. 강대한 의장과 대사들을 태운 전용 차량이 꼬리를 물고 달린다. 전용 차량은 남한 지역과 연계하여 북한까지 건설 중에 있는 통일 제일 도로를 이용해 개성 특별시를 향해 간다. 현재 남한 쪽의 동서남북 간 7-9 격자 도로망은 북한까지 연결하여 7-15 도로망으로 확장 구축되고 있으며, 이 도로망을 구축하기 위해 건설사에는 카펫형 조립식 도로건설 시스템을 활용해 빠르면서도 완벽한 시공 효과를 거두고 있다.

표 5-9 구분

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시나리오 및 일러스트에 나타나는 미래기술 기술명

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통일 등을 대비한 시공기간 및 비용 50%저감 카펫형 도로건설 시스템

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통일 및 행사 등 대비 초간편 설치 및 해체가 가능한 조립식 선로 구축 기술

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차세대 항공 감시 및 위성항법 기술을 활용한 상하 150m 이내 정밀 항법 기술

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공역과 공항의 효율적 관리를 위한 4차원 궤적기반 항공교통관리 기술 및 항행 시스템

176

동북아 지역에서 활용 가능한 한국형 위성항법시스템 기술

| 2040 국토교통 미래기술예측조사 |

모듈형, 레고형 주택 & 유라시아 횡단 열차 개성 특별시는 통일 이전부터 남한 지역과 활발한 교류가 있었던 지역으로 현재는 특별시로 승격되어 평양, 신의주와 함께 3대 특별시로 각광받고 있는 곳이다. 때문에 남한 지역에 속속들이 들어서고 있는 초고층건물 개발 계획까지 진행되고 있을 정도로 눈부시게 발전하고 있다. 건설사들은 나날이 발전하는 개성과 해주를 연계해 서울처럼 거대 도시 군으로 개발하기 위해 대규모 주택단지를 개발 중이다. 이미 개발된 택지 위에는 도시 생활자를 위한 모듈형 주택단지가 들어서 있고, 다른 쪽에서는 레고형 주택단지의 시공이 한창이다. 이곳은 시민들이 가장 선호하는 주택으로 도시 온도가 일정하게 유지되게 설계되어 한여름에도 열섬현상이 발생하지 않는다. “경의선 철도 말입니다. 100량 화물 열차를 운행 중이라고 들었어요. 좀 소개해 주시지요.” “전에 서울-신의주 단선 철도였던 것 기억하시지요? 복복선화가 마무리되면서 화물용 궤도는 따로 운행 중이죠. 지금은 동쪽의 나진 선봉까지 지선 연장 공사를 하고 있습니다. 조립식 선로라 공사 속도도 무척 빠른 편입니다.” “그러면 우리 러시아 포시에트 지역하고 연결된 철도로 신의주로 온 중국 제품들이 들어오기 쉽겠군요. 신의주, 나진 선봉, 포시에트가 하나로 연결되니까요.” “신의주는 아마 한국 최고의 교통 요지일 겁니다. 우리 중국의 단둥하고 이어지면서 베이징을 거쳐 시베리아 횡단철도랑 연결 되잖아요. 더욱이 유라시아 고속철도까지 개통되었으니 단시간에 대륙 횡단이 가능하겠어요.” “장관님, 그런 의미에서 신의주까지 열차로 저희를 안내해 주시면 어떻겠습니까?”

표 5-10

시나리오 및 일러스트에 나타나는 미래기술

구분

기술명

56

신재생에너지를 활용한 보급형 제로 에너지 주택 기술

66

주택의 시공 이전 변형이 신속히 가능한 1day 레고형 주택

77

건축스케치를 기반으로 건축물 설계, 시공 과정을 도출하는 인공지능 설계도 자동생성기술

78

열섬현상이 없는 Cool City 구현 기술

81

통일/재해 대비 이주민을 위한 초고속 시공 저비용 임시 주택 및 단지 설계/건설기술

153

| Ch. 05 2040년 국토교통의 미래상 |

초고속 자기부상열차 & 무인운영 종합 시스템 강대한 의장의 요청으로 방문단 일행은 개성에서 신의주까지 달리는 초고속 자기부상열차에 탑승한다. 이 열차는 유라시아 횡단 초고속 열차 경의선은 서울에서 신의주까지 대한민국 관서 지방을 관통하는 그 역사가 깊은 철도 교통망으로 지금은 초고속 자기부상 철도망이 놓여 있어 이를 이용해 중국과 러시아로 가기 위한 승객들로 늘 만원이다. 과거에는 비즈니스를 위한 방문이나 관광 목적을 가진 여행객들이 시속 500Km/h로 달리는 초고속 자기부상열차를 타고 50분 만에 신의주에 도착했었지만, 지금은 1,000km/h로 달리는 초고속 아진공 튜브 트레인이 도입되어 30분 만에 서울에서 신의주를 갈 수 있다. 객차에 앉은 강의장이 다시 수행 담당에게 묻는다. “그렇다면 이 철도의 유지 보수와 신호 시스템은 어떻게 이루어지고 있는 거지요?” “국제표준을 획득한 무선자동제어 방식으로 운영되고 있습니다만, 무인운영 시스템으로 바뀌는 추세입니다. 현재 이 열차 역시 무인운영 중입니다.” “이렇게 빠른데 사람 없이 운영 한다구요? 그게 가능합니까?”

중국 대사가 놀라 되물었다. “어찌 보면 무인운영이 더 안전하답니다. 500개나 되는 정밀안전 감지센서가 열차를 안전하게 달리도록 보호하고 있으니까요. 그래서 완벽한 제어계측을 위해 검측 시스템이 아주 중요한 분야가 되긴 했지만요. 경의선은 100% 우리 기술로 완성한 고속 검측 시스템을 가동하여 차량 유지 보수에 만전을 기하고 있습니다.”

표 5-11 구분

154

시나리오 및 일러스트에 나타나는 미래기술 기술명

120

대륙간 초고속 이동이 가능한 1,000km/h급 열차 공기저항 극복 및 차체구조 기술

121

대륙간 초고속 이동이 가능한 1,000km/h급 열차부양/추진/제동 기술

122

대륙간 초고속 이동이 가능한 1,000km/h급 열차 인프라 기술

127

철도차량, 인프라의 자동진단을 통한 인공지능형 무인운영 종합 관제시스템

137

연중 무사고/무재해 운행을 위한 실시간 철도사고 예측/안전 모니터링 시스템

154

500~1,000km/h 이상의 초고속 철도 인프라 검측/교체/유지보수 기술

| 2040 국토교통 미래기술예측조사 |

경제무역도시건설 신의주에 도착한 강의장 일행은 다시 전용 차량을 이용해 개발이 한창 진행 중인 혜산 시에 도착했다. 혜산은 통일 이전부터 북한과 중국이 합작해 엄청난 양이 매장된 구리 광산을 개발해 왔던 지역이다. 뿐만 아니라 이 지역의 자연 광물로 유명한 아연과 금을 중국에 수출해 왔던 만큼 일찌감치 중국과 이어지는 산업 도로망이 발달한 곳이기도 하다. 강의장과 방문단 일행은 서울에서 신의주까지 화물열차로 조달된 물자들이 거대한 트럭에 실려 산업도로 망을 타고 이곳에 속속 도착하는 광경을 지켜본다. 그리고 다시 이곳에서 겨우 3.5Km 밖에 떨어지지 않은 중국과 러시아로 가기 위해 나진 선봉 쪽으로 뻗어나가는 도로망을 보며 대한민국의 자원과 물류가 해외로 수출되는 현장을 생생하게 바라본다. ‘머지않아 이곳이 경제 무역 도시로 완전히 탈바꿈하게 되면 진정 우리 선조들이 대륙을 향해 펼쳤던 웅대한 비상의 꿈, 21세기 발해가 깨어나는 것이다!’

강대한 의장은 우리 국민들이 오랫동안 품어왔던 소망이 눈 앞에 현실로 펼쳐진 순간을 꿈꾸며 벅찬 감동을 느낀다.

표 5-12 구분

시나리오 및 일러스트에 나타나는 미래기술 기술명

118

자원과 비용을 최소화 하는 고효율 생애주기 철도운영/유지보수 시스템

119

배터리 구동형 철도차량을 충전할 수 있는 충전스테이션 및 배터리 매니지먼트 시스템

131

변전소 없이 수백 KW급 무선전력을 철도차량에 직접 전송하는 대용량 전력공급 기술

133

글로벌 철도연계를 위한 철도차량 및 인프라 국제표준 선도 기술

136

나노소재를 이용한 고강도 경량소재 철도차량 제작 기술

144

대륙간 대량의 화물을 40량-400km 이상으로 운송하는 초고속 화물열차

155

| Ch. 05 2040년 국토교통의 미래상 |

4. 글로벌 시장 선도를 통한 도약

Global 대중교통 환승센터 구축으로 항공기, 열차, 차량의 환승이 신속하고 편리하게 되어 교통수단 간 연계성이 높아진다. 개인 항공기(PAV)가 새로운 이동수단으로 부각되고 친환경 연료의 사용과 무인항공기의 보급으로 항공기 이용이 확대된다. 공항 시스템 첨단화로 출입국과 수화물 처리에 소요되는 시간이 없어 국외로의 이동이 하루에도 수차례 이루어진다. 주변국과의 교류는 해저에서도 견딜 수 있는 고강도/고내식성 복층 해저터널 완공 이후 급증하였으며, 대륙으로의 교통 역시 초고속 이동열차로 단시간에 도달하기도 한다. 3차원 도로망이 완비된 개인항공차량(PAV), 초경량 초장대교량은 국가 위상을 높이는 교통수단이 되고 있다.

156

| 2040 국토교통 미래기술예측조사 |

국제 환승 허브 센터 & 초고속 출입국 수속 최고야 과장은 출장을 위해 공항 로비에 들어선다. 월요일에는 해외 출장 때문에 공항을 찾는 사람들로 특히 더 붐비는데, 한-중 복층 해저 터널이 생긴 뒤부터는 이곳에서 해저 고속철으로 갈아타는 사람들까지 더해져 내부는 유난히 더 북적거린다. 이곳이 이름하여 인천 국제 환승 HUB. 자동차, 철도, 비행기까지 모두 한 자리에서 갈아탈 수 있는 환승 센터로 그야말로 국제적 관문인 곳이다. 인천 국제 환승 HUB 옥상에는 PAV, 소형 항공기 등의 이착륙이 상시 가능하고, 국내 고속철 및 해외로 향하는 해저 고속철 출도착도 동시에 이루어지고 있다. HUB 옆에서는 철도-항만 연계 시스템이 적용되어 대기시간 없이 바로 상하역이 이루어져 국내 고속철을 통해 전국 거점으로 60분 만에 이송되고 있다. 에스컬레이터를 타고 고속철 역사로 내려온 최과장은 안내 정보 패널을 통해 그가 타야 할 열차의 탑승 시간이 20분 가량 남았다는 사실을 확인하고 출국 심사대로 향한다. 자동 출국 심사대를 거쳐 멀티 스캔을 통한 보안 검색과 비접촉 탐지 수하물 처리시스템까지 5분 만에 논스톱으로 탑승 수속을 끝내는 그는 대기 중인 열차에 몸을 싣는다. 예전에는 공항을 이용하려면 출국 심사와 수화물 처리에 많은 시간이 들어 해외 출장 한번 가는 것이 여간 번거로운 것이 아니었다. 지금은 고속출입보안검색시스템이 도입되어 무빙워크를 타고 게이트를 지나는 것만으로 출입국 수속이 완료되고, 순간 멀티 스캔이 끝나 보안검사도 빠르게 끝나 시간이 절약되어 하루에도 몇 번씩 해외 출장이 가능해졌다.

표 5-13 구분

시나리오 및 일러스트에 나타나는 미래기술 기술명

100

실시간 글로벌 대중교통 운행 및 환승최적화를 위한 통합운영/표준화 기술

132

선박의 항만 내 대기시간 단축을 위한 동시 상하역이 가능한 철도-항만 연계시스템

164

태양열 등 친환경 신재생 에너지를 이용해 장기 체공하는 다목적 무인항공기 기술

174

탑승수속 시간 단축을 위한 오전달율 제로 고속(5분 이내) 자동 수하물처리 시스템

179

보안검색 시간 80% 단축으로 편의성을 증진시킨 고속출입 보안검색 시스템

157

| Ch. 05 2040년 국토교통의 미래상 |

한-중 복층 해저 터널 “2040년. 우리나라는 올해 1인당 국민소득 10만 달러를 기록, 세계 5위 경제 대국으로 올라섰습니다. 해수 담수화 플랜트 연계 도시, 물 공급 제로 도시 수출로 70년대 중동 건설 붐의 10배 이상의 성장을 이룬 것과 함께 특히, 심도 300미터 연장 250Km이상 복층 해저터널 건설 기술로 한-일, 한-중 해저 터널을 개통하여 한-중-일 삼국 간 경제 교류 협력에 허브 역할을 맡는 쾌거를 올렸습니다. 이상 김민정 이었습니다.”

최고야 과장은 1,000km/h라는 엄청난 속도로 달리는 열차 안에서 좌석에 편히 기댄 채 뉴스를 보고 있다. 세계 TOP 5 건설회사 플랜트 해외 사업부에서 일하는 그는 회사가 참여했던 프로젝트 중 하나인 이 한-중 복층 해저 터널을 달릴 때면 항상 감회가 새롭다. 인천 국제 환승 허브에서부터 중국 산둥 반도에 위치한 웨이하이까지 서해 바다를 관통하며 이어진 이 터널의 상층부는 자동차며 트럭이 오가고, 그 아래로 초고속 대륙 이동 열차가 운행 중이다. 총 연장 341Km. 이 터널을 이용해 중국 대륙 곳곳에 진출해 있는 우리나라 대표 기업의 지사에서 근무하는 직장인들은 매일 열차를 이용해 출퇴근을 하기도 한다. 이는 시속 1,000Km 로 달리는 아음속 고속열차이기에 가능한 일이지만, 최과장은 오늘 칭다오에 건설 중인 해수담수화 플랜트 도시에 가야 하기 때문에 일부러 고속철을 선택한 것이다.

표 5-14

시나리오 및 일러스트에 나타나는 미래기술

구분

158

기술명

12

나노기술을 이용한 초고강도/고내식성 건설재료

13

심도 300m, 연장 250km 이상 복층 해저터널 건설 기술

16

터널 구조물을 운영하면서 개보수가 가능한 첨단 장비시스템

83

해저/해중도시 건설을 위한 기반 기술

139

차음, 현가장치, 궤도 등 철도 실내/외 소음 및 진동 제로 기술

145

해양 및 대륙간 연계를 위한 해저/해중 터널용 초고속 철도 기술

| 2040 국토교통 미래기술예측조사 |

해수담수화플랜트 최과장은 해수를 담수화하여 에너지원으로 사용하기 위한 플랜트 설비 공정이 한창인 칭다오 시에 도착했다. 칭다오는 산둥 최고의 상공업 도시로 중국의 중점 개발 항구로 예로부터 유명했다. 수심이 깊고 겨울에도 얼지 않는 항구 덕분에 일찍부터 무역이 발달해 톈진, 상하이, 롄윈강으로 가는 항로와 철도를 이용해 금속기계를 실어 보냈던 곳이나 한국과의 교류로 거대 도시로 위상이 높아지면서부터 더 많은 에너지원을 필요로 하게 된 것이다. 칭다오시는 전세계적으로 뛰어난 두가지 해수담수화플랜트 기술을 보유하고 있다. 역삼투식 해수담수화 플랜트에 세계 최초로 탄소나노튜브가 사용되어 기존보다 10배 이상 뛰어난 성능을 가지고 있고, 전력소비가 획기적인 정삼투식 해수담수화 기술이 실용화 되어 세계 유수의 기업에서 기술을 배우고자 매일 같이 방문이 이루어진다. 특히 칭다오시는 플랜트 사업으로 위상이 높아지면서 유명 대학과 유수의 연구소가 끊임없이 모여들고 있다. 해수 담수화플랜트 사업에 적소로 평가된 이 현장에서 신규 플랜트 설비를 설치하는데 있어서 최과장은 동료직원들이 근력보강 로봇 장비와 무인 장비를 이용해 철근을 나르고 정밀 재료를 가공하는 상황을 모니터 하기 위해 종종 출장오곤 한다.

10년 전만 하더라도, 칭다오시는 중국에서 발생한 대 지진의 여파로 지반이 불안해서 플랜트시설을 무인으로 운영하고, 최과장은 일 년에 한번 방문하며 숨죽였는데 이렇게 멋지게 발전한 것을 보면 그동안 고생이 잊혀지며 감회가 새롭다. 이 작업이 완료되면 칭다오는 세계적인 다목적 해양복합 발전플랜트 도시로서의 면모로 다시 한번 화려하게 변신할 것이다.

표 5-15 구분

시나리오 및 일러스트에 나타나는 미래기술 기술명

2

건설현장 인력 최소화를 위한 근력보강용 Wearable 로봇기술

10

입력된 건설 공정에 따라 자동 시공하는 인공지능 무인 로봇형 건설장비

42

해양플랜트 염분 등으로 인한 부식 100% 자가 복구 기술

43

Flux 10배 향상 탄소 나노튜브 기반 역삼투막 해수담수화 기술

49

생산전력 0.5kWh/ton이하 차세대 정삼투식 해수담수화 기술

50

운영/유지관리 모듈화/자동화를 통한 극한지 무인 자원 플랜트 기술

159

| Ch. 05 2040년 국토교통의 미래상 |

초장대교량 & PAV 일을 마치자 회사에서는 최과장에게 전달사항을 전한다. “인천 공항에 가면 회사에서 차를 준비해뒀을 겁니다. 최과장 고생한다고 특별히 마련한 거예요. 수고 많았어요.” “이얏호!!!”

최과장은 지금 PAV를 타고 인천대교 상공을 날고 있다. PAV는 소위 말해 하늘을 나는 개인용 승용차로, 가격이 높아 대중적으로 보급되지는 못하였지만, 요즘 시민들에게는 그야말로 꿈의 자동차로 불린다. 최과장은 처음 타보는 PAV에 입을 다물지를 못한다.

PAV에서 내려다 본 인천대교는 여전히 아름답다. 우리나라 초장대 교량의 시작이라는 이 교량은 이제 경간이 800m에서 5Km인 하이브리드 장대교량으로 바뀌어 세계에서 가장 긴 경간을 지니고 있다. 완공된지 30년이 넘었음에도 불구하고 아직도 수많은 차량과 열차가 오가며 서울과 인천 국제 환승 허브 사이를 잇는 핵심 도로 역할을 듬직하게 수행하며 동북아 경제의 핵심 인프라 역할을 든든히 수행하고 있다. 인천대교는 교통사고 발생을 줄이기 위한 첨단 안전 시스템을 매년 개비하여 무사고, 무사망자 기록을 이어가고 있다. 최과장은 기쁜 마음을 가득 담아 있는 힘껏 외친다. “대한민국 국토교통기술 세계 최고다!!!”

표 5-16 구분

160

시나리오 및 일러스트에 나타나는 미래기술 기술명

28

초경량 신소재 활용 5000m이상 초장대교량 설계시공기술

86

NCVS 기반 교통사고사망자 제로를 위한 첨단안전 시스템

101

로봇기술 기반 교통사고 및 돌발상황 처리 시스템

159

수직 이착륙 및 자유자재 기동이 가능한 기종점(Door-to-Door) 미래형 개인용 항공기 PAV

162

전기, 연료전지, 태양열, 공기-아연전지, 핵발전 등 친환경 대체연료 및 항공기 기술

163

미래용 개인용 항공기를 위한 3차원 도로망 설계 및 운영

| 2040 국토교통 미래기술예측조사 |

5. 빅데이터 기반 위험(Risk) 대비

스마트컨트롤 센터는 ‘Big Data’를 기반으로 도시에서 발생하는 모든 상황을 집중 관리･제어하며 스마트 알람 시스템으로 재해 발생시 안전대피 관리 시스템이 운영되어 인명피해를 최소화 한다. 도시의 열차, 차량 등의 교통 상황은 24시간 무인 운영 시스템으로 자동 분석되어 도로 통행량을 분산시키고 도로 위 돌발 및 응급 상황을 신속하게 처리한다. 스마트 그리드 시스템으로 식수, 전기 등 생활 에너지 흐름이 연계되고 도시 간 에너지 자원이 효율적으로 배분된다. 국지성 대량 호우가 발생하여도 예보 시스템으로 사전 대비가 가능하여 기상재해로 인한 인명/재산 피해가 사라졌다.

161

| Ch. 05 2040년 국토교통의 미래상 |

청룡시 도시 통합 관제 센터 200층 위용을 자랑하는 청룡 시는 1개의 건물이 하나의 시를 구성한다. 빌딩 내 방범과 시설물의 종합 관리 및 위험지역 알림, 그리고 이에 맞춘 대응 대비 시스템의 운영은 모두 통합하여 관제 센터 한 곳에서 맡고 있다. 통합 관제 센터는 곧 도시 행정 업무와 겹치기 때문에 시 당국에서는 ‘빅-타워’로 명명하여 컨트롤 타워로서 따로 분리해 운영 중이며, 시 당국이 입주해 있는 170층부터 200층까지의 시 청사 구역 중에서도 최상층에 위치한다. 도시 통합 관제 센터의 최종 책임자는 고양일 시장. 그는 오늘도 평소와 다름없이 청룡 시가 사고 없이 원활하게 돌아가는 모습을 살피는 중이다. 그의 눈에 비친 직원들은 마치 항공 운항 센터의 관제탑과 같이 시의 기반시설과 운영을 실시간 감시하고 있다. 직원들은 항상 정해진 순서대로 센터 중앙에 위치한 초대형 모니터에 각자 맡은 부분의 영상과 상황 자료를 올리며 시 전체 제어 시스템에 대한 브리핑을 한다. “진단 팀 보고 드립니다. 현재 건물 내부와 외부 진단은 모두 진단 로봇을 통해 이루어지고 있으며, 시 중심 구조물은 멀시 센서로 자가진단이 이루어지고 있어 지속적으로 업데이트 되고 있습니다.” “케이블 류는 초소형 로봇이 문제 발견과 동시에 보수, 보강 작업을 동시 수행 중입니다. 로봇 사용이 불가능 부분은 자체 복구 시스템으로 바꿔가고 있습니다.”

시장은 대형 모니터를 통해 초소형 로봇이 끊어진 케이블을 다시 잇는 작업을 수행하는 것을 지켜본다. 이어지는 담당자의 전언. “현재 방범 이상 없으며, 오전 11시 현재 도시내 장애인 및 고령자 응급구조 자동알람 5건 접수하여 모두 안전하게 응급조치하고 병원 후송하였습니다. 도시고속도로 상 동향(EB)-12km지점에 고장차량이 발생하여 안전제어 및 로봇 구조대가 출동 중에 있습니다.”

표 5-17

시나리오 및 일러스트에 나타나는 미래기술

구분

162

기술명

6

손상된 구조물 등의 자기 치유가 가능한 바이오소일 생물학적 건설재료

7

건설 시설물 변형 및 위험상태 자가 진단을 위한 멀티센서 기술

24

나노센서를 이용한 SOC구조물 첨단 운영 및 유지관리 기술

70

건축물 유지보수를 위한 협소구역 탐사용 초소형 로봇 구동 및 제어 기술

79

도시 공간정보 수집 전용 위성 탑재체

80

도시공간 정보 Big Data를 활용한 맞춤형 서비스

103

운전자 응급상황대비 차량 기반 안전제어시스템

| 2040 국토교통 미래기술예측조사 |

국가자원관리센터 그때, 대형 모니터 화면으로 국가 자원 관리 센터의 센터장 얼굴이 나타난다. “고 시장님? 지난 강우로 인한 지역 내 하수 관리 문제는 없는지 리포트 주시지요.” “지하방수로를 통해 유입된 물은 자동시스템에 따라 분산되어 분류 저장이 완료되었습니다. 지난 강수량의 열 배에 달하는 폭우가 내리더라도 충분한 저장 공간이 남아 있습니다.” “청룡 시 스마트 워터 그리드 시스템의 문제는요?” “전혀 없습니다. 우리 시는 물 수지 분석이 완료된 물 순환 도시로 설계됐기 때문에 물에 관한 한 100% 자급자족을 실현하고 있는 중이지요.” “센터장님, 강원 지역 말인데요. 7월 폭염 때문에 고지대를 중심으로 물 부족 경보가 떴습니다. 청룡 시가 보관하고 있는 물을 그 쪽으로 보내겠습니다.” “강원 지역 지질 정보 좀 보자고.”

그러자 공간정보를 탐색하는 담당자가 위성과 무인기가 수시로 수집한 3차원 국토와 지형정보를 화면에 띄우고 이야기 한다. “석회암 기반이라 지하공간에 스며든 물이 곳곳에 보입니다. 강릉 쪽은 화강암 기질이라 부서진 토양들이 많구요.” “삼척에 수자원 기지가 있지 않나?” “그렇습니다. 개발 가능한 지하자원이 풍부하지요. 근처 지역이 모두 지하수 개발을 위주로 물을 조달하고 있지만, 삼척은 심층수 개발과 담수플랜트 개발로 개발 방향이 바뀌었죠.” “에너지 그리드 화면 좀 보자고.” “강원 지역 사용 분포도 살펴보고 삼척기지 잔여분을 물부족 도시로 돌립시다.” 표 5-18

시나리오 및 일러스트에 나타나는 미래기술

구분

기술명

33

에너지 80% 저감을 위한 에너지 순환형 분산형 복합 플랜트 기술

36

다중수원을 처리 가능한 대용량 물순환/재생 통합 플랜트

48

200만톤급 LNG/GTL 겸용 FPSO 플랜트 기술

55

도시 간 식수, 전기 등의 자원 연계를 위한 국가간 통합 스마트 그리드 기술

61

미이용 자연 에너지를 활용한 공기순환 및 냉난방 시스템

188

사막화 대응을 빗물 회수형 지하관망 시스템

194

글로벌 물 보유량 편재화를 해소하기 위한 글로벌 물 수지 분석 및 대량 물 수송 시스템

195

물 재이용 기법 등을 통한 수자원 100% 자급 지역 조성 기술

198

다양한 수자원 현황에 대응할 수 있는 지역적응형 물생산-처리-공급 기술

199

전국단위로 용수부족지역 해소를 위한 한반도 대량 물 수송 시스템

163

| Ch. 05 2040년 국토교통의 미래상 |

6. 국가 재난복구현장

부양식 내진설계가 적용된 건축 구조물은 지진, 해일, 태풍 등의 재해에도 붕괴되지 않으나, 일부 구조물이 이상이 발생할 경우 나노센서로 상황을 자동으로 파악, 유지보수 로봇을 통한 자동보수가 이루어지고 다목적 틸트로터 무인기와 헬기를 통해 전방위 인명구조가 신속하게 이루어진다. 스마트 알람 시스템은 재난 발생시 정확한 대피를 유도하여 인명피해를 최소화하고 수재해 최소화를 위한 제방 자동 이동 시스템, 방사성 폐기물 및 유해물질 공장 등에는 재해감지 시스템 등이 상시 작동되고 있으며, 바이오소일 건설재료가 보급되어 구조물은 상시 자기치유가 되어 안전성이 보장된다. 이재민은 테러나 여진피해의 우려가 없는 지하대공간으로 대피하여 안전하게 생활하며 자기치유 건설재료 건축물은 보수 및 유지보수 기간 및 비용을 최소화한다.

164

| 2040 국토교통 미래기술예측조사 |

스마트 알람 안전대피 시스템 & 3차원 국토지형 정보시스템 진도 6.0의 강진이 일어난 부산시, 복구에 나선 시민들과 관계 당국자들의 마음은 착잡하기 그지 없었다. 하지만 어떻게든 그들의 삶의 터전을 다시 살려내야만 했기에 이를 악물고 버틸 수 밖에 없었다. 부산시 통합관제 센터 최상층에 “재난대책본부” 상황실이 마련되었고, 전국 각지에서 재난 전문가들이 집결하여 2차 피해가 발생하기 전에 선제적 대응체계를 구축하기 시작했다. 상황실 지휘는 다양한 재난재해 현장을 경험한 김만식 소방방재청장이 맡았다. “자. 하나씩 확인해봅시다. 2010년대 이전에 건축된 낡은 저층 가옥 밀집지역부터 확인해주세요.” “네. 틸트로터로 밀집지역 인명구조 진행하고 있으며, 유독성 가스 처리는 지진 발생과 동시에 절단했던 각종 파이프라인 적합작업은 진행 중에 있습니다. 불산과 염산이 유출이 소량 유출된 지역은 전방위 잔류오염 제거 중에 있습니다. 주민들은 현재 안전한 지역으로 대피한 상태입니다.”

부산 시 전역은 김 청장의 지휘 아래 사회적 혼란을 최소화하며 빠르게 정상화를 찾기 시작했다. 내진설계로 대재앙을 비켜난 초고층 건물을 제외하고 파손된 빌딩들의 추가 붕괴를 막기 위해 앵커미사일로 순간에 지반을 안정시켰으며, 지속적인 지반 붕괴가 우려되는 지역에는 앞으로 있을지도 모를 재난에 대비하여 스프링식 구조물 설치 계획을 세웠다. 뒤틀린 도로와 철도 궤도를 본래 모습으로 되돌려 놓기 위해 3차원 국토 및 지형 정보시스템으로 절개면과 사면 등의 상태를 분석하여 바뀌어 버린 지형과 지반 정보에 관한 정확한 관측 자료를 수집하여 금번 복구 작업에 투입시켜 도로와 철도 궤도 재설계에 들어갔다. 그리고, 지진 해일과 태풍으로 발생할 수 있는 해안도시 건설 구조물의 피해를 막을 수 있는 100% 완벽 방어 기술과 위험 발생시 도로, 교량, 터널, 공항, 항만 등에 대한 스마트 알람 시스템과 대피 경로 안내 시스템을 갖추었다. 방사성 폐기물 저장시설이 보관될 가장 안전한 장소를 물색하는 것은 물론이고, 고해상도 물리탐사와 첨단조사 기법을 활용해 지진 및 재해 예측 시스템을 재정비하며, 고감도 센서를 활용해 토석류 피해 방지 기술도 마련해 두었다.

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| Ch. 05 2040년 국토교통의 미래상 |

표 5-19

시나리오 및 일러스트에 나타나는 미래기술

구분

기술명

3

재난발생시 지반 급속 안정화를 위한 급속 보강 앵커 미사일 시스템

4

지반 정착이 아닌 이동식 구조물의 급속 정착 시스템

5

재난 대비를 위한 실시간 3차원 국토 및 지형 영상정보획득 및 처리 시스템

8

영상 및 고감도 센서 등을 활용한 토석류 재해 예측 및 피해방지 기술

17

지진해일/태풍 대비 해안도시 건설 구조물 피해 100% 방어 기술

18

국가 주요 기간시설 스마트 알람시스템 및 안전대피 관리 시스템

19

고해상도 물리탐사 등 다양한 첨단 조사기법을 통한 지진 예측기술 및 재해도 구축

22

재해로 인한 구조물 피해 발생시 극한 환경 탐사/구조/복구 로봇기술

25

고준위 방사성 폐기물 저장시설의 안전한 건설 및 재해감지 시스템

26

자외선 및 방사능 피폭 차단막 건설기술

59

규모 5.0이상의 대형지진에 대응 할 수 있는 부양식 건축물

146

형상기억 소재 등 활용한 철도구조 자가 복원 기술

165

수직 이착륙 및 고속비행 point-to-point 운용 20인승급 고속 다목적기 틸트로터

168

GPS 장애 대비 지상무선망을 이용한 실시간 1m급 항공기 위치정보제공 항법 기술

173

주거 밀집 지역이 착륙 가능한 60db이하 저소음 헬기

초특급 태풍 아우라 상륙 예고 끔찍했던 대지진의 복구 작업이 빠른 속도로 진척되고 시민들의 마음도 조금씩 안정을 찾아가는 끝 여름이었다. 진한 먹구름이 부산 시내를 무섭게 뒤덮이기 시작했다. 도시 관제 센터에서는 이미 오키나와 해안을 타고 올라오는 초특급 태풍 ‘아우라’의 경로에 대한 예측 분석을 내놓고 연일, 피해 예방에 만전을 기하라는 뉴스를 내보고 있었다. 온 국민의 관심이 부산으로 쏠리고, 시 당국의 관제센터와 국가 통합 운영 관리 센터는 매일 밤을 지새다시피 하며 대책마련에 부심하였고, 태풍의 직접적인 영향권에 속한 해운시의 주민들은 지하도시로 대피해 안전하게 태풍이 지나가기만을 기다렸다. 마침내, 예측 시스템이 내놓은 데로 태풍 아우라는 최저기압 950hpa, 순간풍속 초속 60m로 위력적인 기세를 자랑하며 부산에 상륙하였으며, 무려 870mm에 달하는 폭우를 쏟아놓았다.

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| 2040 국토교통 미래기술예측조사 |

그러나, 무시무시한 예보에도 불구하고 태풍이 사라진 뒤 드러난 피해 규모는 생각보다 매우 미미한 편이었다. 재산피해 10억 원, 인명 피해 1명. 그것도 모두가 개인적인 부주의로 인한 사고에 불과할 뿐 사회 기반시설과 국가 안전망을 무너뜨릴 정도는 아니었다. 소식은 온 나라에 안도의 한숨을 안겨주었다. 태풍과 폭우, 홍수에 대비해 이미 완벽한 방어 기술을 갖추고 있었기 때문이었다.

2031년 김만식 소방방재청장의 재난대책본부 해제 안내 “여러분. 부산 시 재난대책본부가 해제됨을 알려드립니다. 이 자리를 빌어 여러분들에게 다시 한 번 말씀드리고 싶은 바는 바로 재해대응 기술 개발의 중요성입니다. 현대 사회에서 재난은 복합 대형화되었습니다. 전력, 통신, 수도, 가스, 교통, 산업 등 인프라가 복합 시스템화되고, 전 인구의 90%가 도시에 밀집거주하게 되면서 재난 예방과 조기 대응에 실패할 경우 물리적, 경제적 피해는 눈덩이처럼 커지게 됩니다. 이번 대지진 참사를 거울삼아 더욱 안심하고 안전 하게 살 수 있는 나라를 만들 수 있도록 대응 기술 개발과 관련해 더욱 많은 노력을 기울이도록 합시다”

표 5-20

시나리오 및 일러스트에 나타나는 미래기술

구분

기술명

9

지하도시 연계를 위한 심도 100m 이상 지하 대심도 지하 도로망 건설 기술

11

대심도지하 다중 이용 시설 무인 자동 유지관리 시스템

20

폐기물 배출 변화에 대응하는 스마트 네트워크형 폐기물 처리 시스템

29

도심지 지하 대공간 확보를 위한 Multi-Connected 도로, 철도 시공 기술

38

자연재해에도 기능 및 안전성이 유지될 수 있는 플랜트 입지 계획 및 설계 기술

52

기압, 지각활동 등의 변화에도 안전한 지하도시 설계 및 시공 기술

58

지하도시 생활을 위한 태양광 및 지상 공기순환등 자연 에너지 이용 및 저장기술

117

지하공간 및 건물내 공동구를 활용한 소형화물 자동운송 시스템

153

재해 대비 초고효율 하이브리드 기관차 기술

189

시간당 150mm 강우에 의한 도심지 수해 방지를 위한 제방 자동 이동/증고 시스템

190

기상 및 수문변동 예측기반 수자원 통합 관리 스마트워터그리드 시스템

196

예측수위의 오차를 1㎝이내로 유지 할 수 있는 3D 홍수예보 시스템

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제4절

2040년 국토교통 기술분야별 미래모습

기술 분야별 미래상 미래 6개의 관찰자(Observer)의 관점과 함께 국토교통의 기술 분야별 2040년 미래의 비전과 발전방향을 조망하였다. 본 조사에서 구분한 7개 기술 분야(SOC, 플랜트, 물관리,

도시건축,

교통물류,

철도,

항공)별

미래상은

해당

부문의

중장기

기술로드맵을 수립하는 데 참고할 수 있도록 하였다.

SOC 분야는 ICT, 로봇 기술과 융복합 함으로써 유지관리가 용이하고 재해에 강인한 기반시설을 추구하는 Infra IOT를 2040년의 미래기술 비전으로, 플랜트 분야는 국가의 차기 성장동력이 될 수 있도록 Global Top Plant를 비전으로 설정하였다. 도시건축은 국민 삶의 질과 직결된 분야로 ‘인공지능 도시 및 장수명 생태지능주택’을 목표로 하였으며, 물관리 분야는 미래 물부족에 대처하는 ‘인공지능 물순환 도시’를 장기적 목표로 기술개발의 필요성을 제기하였다. 교통물류와 철도는 공로와 대중교통 인프라로서의 국민의 안전과 편의를 위해 ‘교통사고 사망자 없는 자율주행 도로’와 ‘도시내 30분 거점간 60분’의 철도 대중교통시스템을 추구하고 있다. 항공은 도시교통과 연계되는 ‘3D 입체운항 시스템’의 필요성을 미래기술에서 그리고 있다.

표 5-21

168

기술분야별 비전 설정 구분

2040 비전

SOC

신경망처럼 연결되는 SOC 및 세계 최고 구조물

플랜트

GLOBAL TOP PLANT

물관리

인공지능 물 순환 도시

도시건축

인공지능 도시 및 장수명 생태지능주택

교통물류

교통사고 사망자 없는 안전한 자율주행 도로

철도

도시 내 30분 거점 간 60분

항공

3D Intermodal 입체 운항 시스템

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1. SOC 분야

표 5-22 구분

SOC분야 유망기술 기술명

5

재난 대비를 위한 실시간 3차원 국토 및 지형 영상정보획득 및 처리 시스템

6

손상된 구조물 등의 자기 치유가 가능한 바이오소일 생물학적 건설재료

12

나노기술을 이용한 초고강도/고내식성 건설재료

13

심도 300m, 연장 250km 이상 복층 해저터널 건설 기술

15

미래 자원탐사를 위한 SOC 네트워크 구축 기술

18

국가 주요 기간시설 스마트 알람시스템 및 안전대피 관리 시스템

20

폐기물 배출 변화에 대응하는 스마트 네트워크형 폐기물 처리 시스템

21

건설폐기물 100% 재활용을 통한 폐기물 발생 제로 기술

24

나노센서를 이용한 SOC구조물 첨단 운영 및 유지관리 기술

25

고준위 방사성 폐기물 저장시설의 안전한 건설 및 재해감지 시스템

28

초경량 신소재 활용 5000m이상 초장대교량 설계시공 기술

169

| Ch. 05 2040년 국토교통의 미래상 |

신경망처럼 연결되는 SOC _ INFRA IOT 미래의 건설 현장은 어떤 모습일까. 가상현실, 증상현실을 이용한 설계가 완료되면 자동 시공을 도와주는 로봇형 건설장비가 인력을 대체할 것이고, 시공 이후 진단은 나노센서가 즉각 감지하여 무인 보수/보강이 이루어질 것이다. 즉, 사람이 더 이상 건설현장에서 위험에 노출되지 않고서도 점검, 진단 등 모든 작업이 각각의 네트워크를 통해 이루어지고, 자가 손상 점검이 이루어질 것이다. 이렇게 되면 근무시간의 제약을 받지 않아 365일 24시간 시공, 진단, 보수/보강이 가능하게 되고 어떠한 기후와 작업조건에도 관련 작업은 멈추지 않고 진행될 수 있을 것이다.

IOT란, Internet of things의 약어로 모든 사물이 인체의 신경망처럼 연결되는 지구신경망 시스템을 의미한다. SOC 분야의 기반활동은 크게 진단, 보수/보강 3개 영역으로 나뉘어 독자적으로 진행되어 왔다 해도 과언이 아니다. 진단 영역은 그간 인력을 기반으로 50% 정도의 장비의존도를 보여왔으나 2020년 이후부터는 진단과 점검활동 100% 무인화하게 된다. 이를 통해 2040년에는 스스로 손상된 부분을 치유하는 까지 발달할 것으로 보고 있다. 물론, 이를 위해서는 점검과 진단 장비의 고도화와 네트워크 모니터링이 선행되어야 가능하며 이를 바탕으로 한 지능형 로봇진단장비의 대활약이 기대되고 있다.

3차원 관리 시스템이 구축되어 국가차원의 네트워크 통합관리가 병행 연계되어 2차원에서 3차원으로 발전하던 유지관리는 2030년에 크게 발전하여 시설물 라이프사이클을 통합 관리된다. 또한 시설물의 성능 역시 네트워크 관리를 통해 지능적으로 자체 상태 점검하게 되어 네트워크의 중요성이 부각될 것으로 여겨진다.

그림 5-1

Infra IOT System

진단

Infra IOT System

네트워크 유지관리

170

보수보강

| 2040 국토교통 미래기술예측조사 |

세계 최고 최장 거대 구조물 그렇다면 우리의 미래 구조물은 어떤 모습일까. 첨단건설재료 개발과 이를 활용한 저비용 CO2 저감형 시설물 설계, 제작 기술 개발이 세계적으로 요구되고 있어 기술 선점을 위한 경쟁을 세계가 벌이고 있다. 세계 각국은 저마다 세계 최고를 향한 높이 경쟁에 뛰어든 지 오래다. 초고층빌딩의 높이 경쟁은 앞으로 점점 더 치열해질 전망으로, 이러한 거대 구조물의 건설이 가능하기 위해서는 먼저 재료와 설계에 관한 완벽한 인프라 구축이 선행되어야 한다. 지상에서 높이 올라가는 만큼, 지하공간에 대한 욕구 역시 높아지고 있다. 복합 지하 대공간의 개발은 지상 공간의 환경을 보전하고, 도시의 경관을 향상시킬 수 있는데, 토지의 입체적 활용을 통한 이익 추구 외에, 혹한, 혹서기 등 활동에 제약을 주는 기상여건의 극복, 방재 등의 목적을 담고 있다. 이를 바탕으로 대심도 철도 및 도로가 건설되면 지하공간 이용이 더욱 활성화되고 입체화 될 것이다. 기후변화 및 재난재해가 심해질 것으로 예상되는 미래에는 복합 지하 공간 개발이 미래 생활의 열쇠가 될 수 있을 것이다. 대심도 터널에 이어 대수심 해저터널을 완성할 수 있는 자립형 기술이 개발되면 모든 인프라를 집대성한 이른바 초장대 대심도 복층 해저터널을 완공할 수 있을 것이며, 탄소나노튜브를 이용한 하이브리드 장대교량을 시공할 수 있을 것으로 기대하고 있다. 그리하면 마침내, 우리나라는 세계최대 터널장비와 세계최고 기술로서 거대 구조물 기술을 선도하는 위치에 서게 될 것이다.

그림 5-2

World Best Mega Structure

초장대 교량

World Best Mega Structure

초장대대심도터널

초고층빌딩

171

| Ch. 05 2040년 국토교통의 미래상 |

2. 플랜트 분야

표 5-23

플랜트 분야 유망기술

구분

172

기술명

33

에너지 80% 저감을 위한 에너지 순환형 분산형 복합 플랜트 기술

36

다중수원을 처리 가능한 대용량 물순환/재생 통합 플랜트 기술

37

경제성을 확보한 CO2 자원화 플랜트 기술

40

50MW급 신재생에너지를 이용한 에너지 자립형 부유식 플랜트

46

해저 깊은 곳에서도 유지/가동될 수 있는 대수심용 이동형 플랫폼

47

데모(Demo)급 핵융합로 설계 및 운영 기술

48

200만톤급 LNG/GTL 겸용 FPSO 플랜트 기술

49

생산전력 0.5kWh/ton이하 차세대 정삼투식 해수담수화 기술

50

운영/유지관리 모듈화/자동화를 통한 극한지 무인 자원 플랜트 기술

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GLOBAL TOP PLANT 기후 변화에 따른 영향으로 물 부족 지역이 지속적으로 확대되고 있는데, 첨단 복합담수화 플랜트 기술은 새로운 수자원을 확보하고 원활한 물공급을 위한 차세대 기술로서 하이브리드 해수담수화 플랜트 기술, 고기능성 초순수 생산 기술 등을 포함하고 있다. 이 기술들은 높은 에너지 소비 문제를 해결하는데 목적을 두고 있을 뿐 아니라, 새로운 수자원의 원활한 공급을 통하여 미래의 재앙으로 다가올 수 있는 범 지구적 물부족 문제를 해결하고, 중동 및 아프리카와 같은 물 부족 심화지역에 기술 나눔을 수행함으로써 글로벌 행복지수를 향상시키며, 물 산업 분야의 국가경쟁력을 확보하고 글로벌 건설플랜트 미래시장의 주도권을 확보하고자 하는 바이다. 또한, 근래 전세계적 이슈인 지구온난화 및 에너지, 자원 부족 심화는 에너지, 물, 자원 활용의 효율성 극대화, 궁극적으로 순환형 사회 시스템으로의 전환을 절실히 요구하고 있다. 이에 우리는 에너지 효율을 극대화하기 위해 네트워크를 통한 자원 순환형도시 파이프라인 등으로 경제사회 구축을 위한 인프라(에너지, 물, 자원) 순환시설을 구축할 것이다. 에너지 자원 순환 100%가 구축되면 환경오염, 자원안보 해결과 함께 세계 경제성장을 견인함으로써 경제와 환경의 상생을 통한 지속 가능한 성장을 가속화시킬 수 있을 것으로 전망한다. 플랜트 분야는 그간 민간 차원의 수출전략을 바탕으로 많은 노력을 기울여 왔고, 세계 시장 점유율을 더욱 높이기 위해 국가에서 맞춤형 국가주도로 전략을 재수립하여 2040년까지 에너지플랜트 세계 시장 점유율을 35%, 워터플랜트는 40%까지 끌어올릴 계획이다. 더불어 극지와 동토 등의 극지자원 플랜트 EPC, 이동식 극한지 심해 플랫폼 개발로 2040년에는 명실상부한 글로벌 탑 플랜트 강국으로써의 대한민국의 위상을 드높이는 견인차가 될 것으로 기대한다.

그림 5-3

Global Top PLANT

Water Plant

Global Top PLANT

Energy Plant

Resource Plant

173

| Ch. 05 2040년 국토교통의 미래상 |

3. 물관리 분야

표 5-24

물관리 분야 유망기술

구분

174

기술명

187

건천화된 하천의 유지용수를 자체유역에서 100% 자급하는 기술

189

시간당 150mm 강우에 의한 도심지 수해 방지를 위한 제방 자동 이동/증고 시스템

190

기상 및 수문변동 예측기반 수자원 통합 관리 스마트워터그리드 시스템

195

물 재이용 기법 등을 통한 수자원 100% 자급 지역 조성 기술

196

예측수위의 오차를 1㎝이내로 유지 할 수 있는 3D 홍수예보 시스템

197

유지관리 비용이 저렴한 물생산-처리-공급 기술

198

다양한 수자원 현황에 대응할 수 있는 지역적응형 물생산-처리-공급 기술

200

통합 하천 평가/관리 시스템

| 2040 국토교통 미래기술예측조사 |

인공지능 물 순환 도시 세계 인구의 폭발적인 증가와 급속한 도시화, 산업화로 물 수요는 한계에 다다랐고, 기후변화는 이와 맞물려 지구의 정상적인 물 체계를 붕괴시키고 있다. 물은 지구촌 곳곳에서 가치, 공급량, 수질의 심각한 격차를 보이고 있어 이제 더 이상 과거의 수동적인 물 관리 기술로는 직면한 문제들을 해결할 수 없는 상황이다. 통합 물 관리 시스템은 첨단 센서 네트워크를 기반으로 실시간으로 워터그리드 안정성을 모니터링하고, 양질의 물을 효율적으로 배분, 관리, 운송할 수 있도록 설계된 지능형 수자원 관리시스템이다. 이 시스템은 수자원 네트워크를 이용하여 물 수요, 공급을 실시간으로 관리하여 지역적, 시간적 불균형을 해소하고 깨끗한 물을 언제나 안정적으로 가정에 공급할 수 있다. 나아가 이 기술은 물/에너지 순환형 미래도시 계획에 기반기술을 제공함으로써 미래의 메가시티 솔루션이 될 인공지능 물 순환 도시 달성에 기여하고 상향 평준화된 물 복지를 고르게 제공할 것이다. 과거 우리나라 도시의 물 관리는 소극적이고 수동적인 방식으로 진행되었다. 그러나 2014년부터 지하수를 활용하고 물 자급자족 건물, 하수 무방류 건물 신축을 시작으로 기본적인 물 순환 도시 기반 인프라를 구축하면 2025년에는 광역도시 규모의 다중수원 통합관리가 가능할 것으로 예상된다. 이를 통해 2030년 이후에는 세계 최고 수준의 친수도시라 불릴 만한 LID 기반의 물 순환 도시가 탄생할 것으로 기대하고 있다. 또한, 도시의 홍수 및 침수 예보와 지하공간을 활용한 홍수방어 들을 위한 센서를 개발하고 모니터링 기술을 강화해 종국에는 인공지능을 이용한 하천 관리가 가능토록 최첨단 친환경 물 관리 시스템을 마련해 물 순환률 100%에 이르는 인공 지능 물 순환 도시를 구현하게 될 것이다.

그림 5-4

인공지능 물순환 도시

100% 물순환 도시

Intelligent Aqua City

워터그리드 관리

네트워크 유지관리

175

| Ch. 05 2040년 국토교통의 미래상 |

4. 도시건축 분야

표 5-25

도시건축 분야 유망기술

구분

176

기술명

53

능동적으로 열을 차단 또는 흡수하는 건축물 외피(벽, 유리 등) 개발 기술

54

경제성을 확보한 보급형 가정용 전력 저장용 전지 기술

55

도시 간 식수, 전기 등의 자원 연계를 위한 국가간 통합 스마트 그리드 기술

56

신재생에너지를 활용한 보급형 제로 에너지 주택 기술

60

인구 10만 이상 에너지 자급자족이 이루어 질 수 있는 메가 빌딩 설계시공 기술

66

주택의 시공 이전 변형이 신속히 가능한 1day 레고형 주택 기술

67

고령자를 위한 생활편의시설이 확충된 지능형 도시 및 주택 기술

78

열섬현상이 없는 Cool City 구현 기술

79

도시 공간정보 수집 전용 위성 탑재체 개발 기술

80

도시공간정보 Big-Data를 활용한 맞춤형 서비스

84

사막화 지역에 해수담수화 플랜트와 연계된 자생적 녹지공간 생성 도시 설계 기술

85

경제성을 확보한 장수명 저에너지 한스타일 힐링 주택

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유비쿼터스로 관리되는 인공지능 도시 미래 사회는 더욱 복잡 다양할 것이다. 도시는 더욱 도시답게 규모와 기능이 커지고 복잡해져서 지능적이지 못하다면 존재 자체가 불가능해질 지도 모르는 것이다. 앞으로 예상되는 유비쿼터스 도시 모델 발전 과정은 통신기반이 준비 되고, 센서가 설치되면 스스로 통제하는 도시가 탄생할 것이다. 교감형 자율도시 즉 인공지능 도시 연구는 다양한 첨단 기술의 융합의 장으로써 공학과 기술의 융합뿐만 아니라 인문학과 인지과학, 생물학 등의 학문이 도입되어 삶의 질을 최우선으로 끌어올리게 될 것이다.

2040년 우리나라는 12개 이상의 정지궤도 위성 한국형 위성(K-GNSS)을 보유하기 위해 맵 인프라, 측위 인프라를 준비중에 있다. K-GNSS의 특징은 50cm의 오차, 5G 통신속도로 세계에서 독보적인 기술이 될 것이며, 과거와 다르게 해외 인프라에 의존하지 않은 순수 우리나라 기술로 구축한 세계 최고수준의 공간정보 인프라가 구축될 것이다. 도시 관제 센터는 위성을 통해 제공받은 실내외 공간 정보와 개인 위치 정보를 통해 교통 방범 서비스부터 시설물 종합관리서비스까지 자동감지를 통해 맞춤형 대응이 될 것이며, 재난과 범죄는 실시간 예측되어 신속한 대응으로 연결된다. 모든 것은 빅데이터 패턴 분석을 통해 이루어져 도시는 책임지고 어린아이, 여성, 노인 등 사회적 약자들의 신변 안전은 완벽하게 보호될 것이다. 빠르게 발전하는 대중교통수단은 전 국민의 발이 되어 보다 편리한 서비스를 제공하기 위해 전국적으로 정보를 통합, 실시간 수요공급이 이루어져 정확한 시간에 원하는 곳으로 이동할 수 있는 정보를 제공받게 된다. 정확한 대중교통 정보, 실시간 예측되는 범죄 예방, 완벽한 인프라를 통한 한국형 공간정보 시스템을 통해 무재해, 무사고 인공지능 도시에 한발 더 나아갈 것이다.

그림 5-5

인공지능도시

공간정보

인공지능도시

도시관리

K-GNSS

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| Ch. 05 2040년 국토교통의 미래상 |

에너지가 생성되는 장수명 생태지능주택 문화, 환경, 복지가 어우러지는 여유 넘치는 삶이 공존하는 도시를 가능하게 하는 힘은 전적으로 에너지에 달려있다. 2040년에 우리가 꿈꾸는 집과 빌딩들은 유지하는 데 필요로 하는 에너지를 줄이거나 아끼는 것을 넘어 오히려, 에너지를 만들어내는 단계에까지 이르는 소위 ‘에너지 플러스’ 주택과 빌딩이 대세를 이룰 것으로 전망하고 있다. 이를 위해서 먼저 태양광, 풍력, 지열 발전과 같은 신재생에너지가 주택에서 저비용으로 생산 및 유지관리되어 높은 수준의 에너지 절약 빌딩으로 리뉴얼 될 것이다. 2020년부터는 바이오매스, 발열소재, 빌딩자연에너지와 같은 다양한 에너지원과 재료들이 더해져 마침내 완벽한 단열, 열회수 환기효율 최대화, 높은 기밀로 에너지 효율 플러스 상태에 도달하게 된다. 미래의 거주환경은 지금과 현저히 다른 모습을 보일 것이다. 건강을 생각한 자재가 사용되고, 주택 생활에서 배출되는 오염물질은 사라질 것이며, 주택 내 인공지능 시스템이 구축되어 실시간 의료서비스가 연계될 것이다. 이로써 주택에 거주하는 것만으로 우리의 심신은 치유받아 더욱 건강하게 내일을 준비할 수 있을 것이다. 주택의 수명은 100년을 바라보는 장수명 주택을 중심으로, 조립식 주택 및 가변형 주택이 보급되 됨에 따라 주택시장 수요와 공급의 시차가 해소되어 정주성은 높아지고 사회적 약자의 주택문제는 사라질 것으로 예상된다.

그림 5-6

생태지능주택

힐링, 인공지능 건강

생태지능주택

문화, 환경, 복지

178

에너지플러스

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5. 교통물류 분야

표 5-26 구분

교통물류 분야 유망기술 기술명

86

NCVS 기반 교통사고사망자 제로를 위한 첨단안전 시스템

87

NCVS 기반 자동차의 기종점(Door to door) 자율주행 기술

88

NCVS 기반 자율주행차량 - 자가운전 차량 혼재 교통체계 관리를 위한 센터 시스템

89

고속도로 교통용량 2배 증가를 위한 군집주행 기술

90

한번 충전으로 500~1,000km 주행이 가능한 2,000cc급 중형 전기자동차

91

NCVS 기반 신호나 표지판이 없는 Signless Road 시스템

94

뇌-컴퓨터 인터페이스기반 운전제어를 통한 안전운전 시스템

95

친환경 대체연료를 활용한 탄소제로 녹색 교통수송 시스템의 실용화 및 안전인증 확립

100

실시간 글로벌 대중교통 운행 및 환승최적화를 위한 통합운영/표준화 기술

101

로봇기술기반 교통사고 및 돌발상황 처리 시스템

102

도로 내구연한이 10년 이상으로 최대화 된 제로 메인터넌스 도로 포장재료

103

운전자 응급상황대비 차량 기반 안전제어 시스템

179

| Ch. 05 2040년 국토교통의 미래상 |

교통사고 사망자없는 안전한 자율주행 도로 현재 우리나라 교통안전 수준은 OECD 가입국 중 최하위 수준으로 교통사고 사망자수는 OECD 평균의 2배가 넘는다. 더욱이 우리나라는 2030년 세계 4대 초고령 국가가 될 것으로 예상되며, 이에 따라 고령자, 장애인 등 교통약자의 안전한 이동 및 DTD(Door To Door) 교통 환경 보장은 미래사회의 주요한 이슈가 될 것이다. 따라서 교통안전 기술 개발을 가속화하여 향후 교통사고 사망자가 ‘ZERO’인 사회를 만들고 모두가 이용하기에 어려움이 없이 자유로운 이동을 보장할 수 있는 복지교통시스템을 구축해야 한다.

Human Factor를 최소화하고, 모든 차량들의 통합 운영이 가능한 자율주행인프라가 구축되어야 한다. 자율주행 초기단계로서 이미 우리나라를 포함한 주요 선진국들에서는 ICT 기술에 기반한 군집주행 기술을 개발하고 있다. 미래 스마트차량은 차량 과 차량간(V2V-Vehicle to Vehicle) 통신에서 나아가 도로 인프라, 운전자 등 통신(M2M-Machine to Machine)을 통해 NCVS(Network-Centric Vehicle System) 기반 안전한 자율주행이 가능할 것이다. 또한 미래 주요 이동수단으로 등장하게 될 전기차 발달과 함께 전기차 효용을 최대한 높일 수 있는 탄소제로 친환경 도로와 상황 자동 대응하여 최적의 전력을 공급하는 인프라가 구축될 것이다. 향후 철도, PRT(Personal Rapid Transit) 등 모든 대중교통시스템과 연계되어 Big Data 기반 통합 교통네트워크 운영 및 관리가 이루어질 것이며, 실시간 사고 자동대응 시스템, 위험상황 자동회피 차량 제어와 같은 융합 안전시스템 구현과 함께 초정밀 한국형 위성항법 제어가 더해져 마침내 도심과 지역 모든 도로에서 빠르고 정확한 시스템으로 교통사고 없는 안전한 환경이 확보될 것으로 예상한다.

그림 5-7

NCVS(Network Centric Vehicle System)

교통운영관리

NCVS

친환경 도로인프라

180

도로교통안전

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6. 철도 분야

표 5-27 구분

철도 분야 유망기술 기술명

119

배터리 구동형 철도차량을 충전할 수 있는 충전스테이션 및 배터리 매니지먼트 시스템

122

대륙간 초고속 이동이 가능한 1,000km/h급 궤도/전력/신호 등 열차 인프라 기술

126

전차선, 운전사가 없는 무형궤도 원격조정형 도시형 열차/트램 개발/운영 기술

127

철도차량, 인프라의 자동진단을 통한 인공지능형 무인운영 종합 관제 시스템

131

변전소 없이 수백 KW급 무선전력을 철도차량에 직접 전송하는 대용량 전력공급 기술

134

초고층 건물, 지하 대공간 내 고속 수직/수평 3차원 궤도 이동시스템

136

나노소재를 이용한 고강도 경량소재 철도차량 제작 기술

137

연중 무사고/무재해 운행을 위한 실시간 철도사고 예측/안전 모니터링 시스템

138

출퇴근 시간을 50% 단축하는 도시철도 지하터널의 복층궤도 구축 운영

139

차음, 현가장치, 궤도 등 철도 실내/외 소음 및 진동 제로 기술

140

철도 접근성 향상을 위한 개인형 초소형 궤도 이동 시스템

144

대륙간 대량의 화물을 40량-400km 이상으로 운송하는 초고속 화물열차

150

고령자/교통약자 이동 편의를 위한 기종점(Door to Door) 레고형 교통수단 및 운영 시스템

151

차량에 탑승한 채로 환승이 가능한 타 노선 철도 차량 간 객차 교환 환승터미널 기술

154

500~1,000km/h 이상의 초고속 철도 인프라 검측/교체/유지보수 기술

181

| Ch. 05 2040년 국토교통의 미래상 |

도시 내 30분 거점간 60분_ K-Train 3060 철도는 효율성, 환경성 등의 장점으로 장거리 이동수단으로 적합한 운송수단으로 미래에는 석유자원고갈 등의 원인으로 에너지효율성이 더욱 중요시 됨에 따라 기존의 항공 및 선박 수요를 상당부분 철도가 대체할 것으로 예상된다. 고속철도의 발달로 미래의 한반도 생활권은 단축될 것으로 예상되며, 뛰어난 기술의 발달로 외산 부품은 사라지고 핵심기술 95% 이상 국산화될 것으로 전망된다. 이때부터 전자식 궤도방식에 500Km/h로 달리는 초고속 자기부상열차가 출현해 서울과 부산 간을 60분에 주파하게 될 것이다. 이후 계속된 기술 진보를 이루어 2030년경에는 시속 1,000Km/h에 이르는 초고속 튜브 트레인으로 서울-부산 간 운행시간을 45분으로 단축시키고, 2040년에는 아음속 추진제어가 가능한 소닉 트레인이 등장해 서울에서 부산까지 30분 만에 도착하게 될 것이다. 이를 위한 유지보수와 신호시스템을 갖추는 일이 병행되어야 하는데, 고속 검측 차량 도입과 무선자동제어 방식 신호시스템 구축을 통해 국제표준을 획득한 후 무인운영시스템 전환이 뒷받침 될 것으로 예상한다. 현재 지하철로 대표되는 도시철도의 기술력도 눈부시게 발전해 2018년부터는 대심도 도시철도가 등장해 김포공항과 청량리를 20분 만에 주파하게 된다. 이외에 저심도 도시철도, 무궤도 자율주행으로 발전하는 개인용 철도시스템(PRT-Personal Rapid System)은 다른 유형의 철도와 객차간 환승이 가능하여 논스톱 환승으로 실시간 수요 공급이 완벽하게 조절될 것이다. 이를 통해 우리의 삶은 철도 시스템을 통해 Door To Door 이동이 실현될 것이며, 도시 내 30분, 거점 간 60분 철도 시대를 열게 된다.

그림 5-8

K-Train 3060

고속철도

K-Train 3060

유지보수 & 신호 시스템

182

도시철도

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7. 항공 분야

표 5-28 구분 159

항공분야 유망기술 기술명 수직 이착륙 및 자유자재 기동이 가능한 기종점(Door-to-Door) 미래형 개인용 항공기 PAV

162

전기, 연료전지, 태양열, 공기-아연전지, 핵발전 등 친환경 대체연료 및 항공기 기술

163

미래용 개인용 항공기를 위한 3차원 도로망 설계 및 운영

164

태양열 등 친환경 신재생 에너지를 이용해 장기 체공하는 다목적 무인항공기 기술

165

수직 이착륙 및 고속비행 point-to-point 운용 20인승급 고속 다목적기 틸트로터

167

차세대 항공 감시 및 위성항법 기술을 활용한 상하 150m 이내 정밀 항법 기술

168

GPS 장애 대비 지상무선망을 이용한 실시간 1m급 항공기 위치정보제공 항법 기술

173

주거 밀집 지역이 착륙 가능한 60db이하 저소음 헬기

174

탑승수속 시간 단축을 위한 오전달율 제로 고속(5분 이내) 자동 수하물처리 시스템

175

공역과 공항의 효율적 관리를 위한 4차원 궤적기반 항공교통관리 기술 및 항행 시스템

176

동북아 지역에서 활용 가능한 한국형 위성항법시스템 기술

179

보안 검색시간 80% 단축으로 편의성을 증진시킨 고속 출입보안 검색 시스템

184

고효율 저소음 130인 승급 Open Rotor 항공기

183

| Ch. 05 2040년 국토교통의 미래상 |

3D Intermodal _ 하늘, 땅, 바다를 잇는 입체 운항 시스템 3차원 입체 운항 시스템은 소위 하늘을 나는 자동차라 일컫는 PAV(Personal Air Vehicle)의 출현으로 도래하는 미래 교통시스템이다. PAV는 2025년의 초기시장 확보가 가능하다면 2040~50년에는 보편화가 가능할 것으로 예상되는 교통수단으로 기존의 육상교통에 관한 패러다임을 획기적으로 전환하여 육상의 정체 해소와 통행시간 단축으로 탄소저감 및 이용효율 제고를 도모하는 중심 체계가 될 수 있을 것이다. 기존의 교통수단들과 혼재되어 안전하게 주행하기 위한 환경을 조성하기 위해 3차원교통망, 운항고도와 관제 체계 등에 대한 연구개발이 필요하며 전략적인 도입을 위해 우선 시범적으로 적용하여 안전성을 확보하여야 한다. 현재 우리의 항공 기술은 해외에서 도입된 항공기를 바탕으로 운용되고 있다. 그러나 2012년부터 4인용 소형항공기의 국산화 개발에 이어 2인승 경항공기를 제작하면서 항법전자장비의 국산화를 단행하여 2020년에는 국제기준에 대응하는 중형항공기와 민간무인항공기를 개발하는 동시에 항공기 엔진의 국산화를 이룩하고, 2030년부터는 우리 기술로 개발된 항공기로 해외시장을 선도하는 것을 목표하고 있다.

PAV의 운행을 위해서는 위성항행시스템이 ICAO개선 기준에 부합하도록 ATM(Air Traffic Management)이 구축되어야 할것이며 위성을 기반으로 쌍방향 정밀감시, 이착륙 안전측위 등이 보강되어야 한다. 이후 국제표준 통합항공정보통신망(SWIM)과 K-GNSS 항행측위를 바탕으로 측위의 안전성이 확보된다면 글로벌 항행 통합이 가능해질 것으로 예측한다. 항공 기술 가운데 무엇보다 크게 바뀌는 것은 공항 탑승 수속이 될 것이다. 현재 총 대기시간 120분, 수속시간만 45분이 소요되는 수속절차는 출국심사는 무인기계를 이용한 자동화, 보안검색은 멀티스캔 통과, 비접촉 탐지의 수화물 처리로 총 대기시간 60분, 수속시간 20분으로 예상하고 있다. 2025년부터는 10분 만에 모든 수속을 마치고 논스톱으로 비행기에 오를 수 있을 것이다. 그림 5-9

3D Intermodal(육상+항공+해상)

항공기보급

3D Intermodal (육상+항공+해상)

국제/국내 공항

184

글로벌 항행

| 2040 국토교통 미래기술예측조사 |

185

| Ch. 06 시사점 및 결언 |

미래기술 예측조사

186

| 2040 국토교통 미래기술예측조사 |

CHAPTER

01 06

론 시사점 및서결언

시사점 결언

187

| Ch. 06 시사점 및 결언 |

시사점 및 결언

제1절

시사점

미래사회는 어떤 모습이 될 것이고 지속적 발전을 위해 무엇을 언제 어떻게 준비할지에 대한 이정표를 제시해주는 미래기술예측조사는 미래 국토교통기술 기획 수립의 첫 발자국이라 할 수 있다. 금회 2040 국토교통 미래기술예측조사를 통해 국토교통 분야별 기술개발이 나아갈 방향과 지향점을 제시함으로써 중장기 발전전략과 창조적 아이디어 도출에 기여하고자 하였다.

1. 국토교통 분야 미래기술의 방향 제시 국민생활 복지와 미래시장 창출의 가치 중시 도출된 200대 국토교통 미래유망기술에 대한 전문가의견과 델파이 조사 결과 기술들은 ‘국민생활 복지’와 ‘미래시장 창출’에 긍정적 영향을 미칠 것이라고 전문가들은 판단했다. 이는 공공인프라에 해당하는 국토교통기술의 공익적 중요도와 글로벌 미래를 선도할 수 있는 기반산업이 될 수 있다는 경제산업적 중요도를 동시에 반영하는 것으로 해석할 수 있어 국토교통기술연구 투자의 중요성을 볼 수 있다.

188

| 2040 국토교통 미래기술예측조사 |

미래 국토교통기술의 화두는 모든 계층의 국민이 생활에서 체감하는 서비스에 해당하는 기술과 혁신적 도약에 대한 가능성을 겸비하는 기술이 될 것으로 예상되며 이에 대한 다각적 투자가 필요할 것이다.

미래의 위험에 대비하고 대응하는 기술 국민의 거주 및 생활공간, 교통 등 국토교통은 국민이 한시도 벗어나지 않는 환경에 해당하므로 재해 발생시 국민생명과 안전에 직접적 영향을 미칠 수 있다. 본 조사에서 제시된 재해예방 및 대응 기술은 발생 확률은 알 수 없으나 필연적으로 준비해야 할 재해와 사고에 대한 기술군으로의 역할이 새로운 지향점으로 도출하였다.

2. 미래기술 실현을 위한 과제 정부차원 적극적 투자와 개발 인프라 확보 전문가들은 해당 기술의 미래 실현에 있어 장애요인으로 대규모 투자비(31.6%)와 개발인프라의 부족(23.6%)을 응답하였다. 현재 국토교통기술연구개발사업은 국가연구개발사업 예산(2013년 약 16.8조원)의 약 2~3%에 불과하여 장기 미래기술을 선도하기 위한 정부차원의 적극적 투자가 필요한 실정이다. 동 기술군의 정부투자의 필요성에 대한 질문에서 68%가 ‘매우 높음’과 ‘높음’으로 답변하여 정부의 역할을 강조하였는데, 이는 미래기술의 대부분이 ICT 등 타 기술과의 융복합 시스템의 성격이 강하며, 공공인프라에 해당하는 시스템 기술에 해당하는데 기인하는 것으로 판단된다. 또한, 중소기업과 공공연구기관 등이 컨소시엄 형태로 주로 참여하는 국토교통기술 연구의 특성을 감안할 때 적극적인 투자는 연구개발 인프라를 지원하고, 중소기업 육성과 창조적 아이디어 발굴에도 일조할 수 있을 것이다.

200대 국토교통 미래유망기술에 해당하는 최고기술 보유국과 우리의 기술격차는 약 1.8년에 불과한 것으로 나타났고, 도시공간정보 빅데이터 서비스기술 등 우리나라가 최고 기술을 보유하고 있다고 응답한 비율도 약 3.5%에 해당하여 타 기술 분야 대비 높은 수준에 있음을 보였다. 정부의 적극적 지원이 이루어지다면 미래 기술실현시점에 국토교통 기술 선진국으로 도약하고 해외 시장을 주도할 수 있을 것으로 판단된다.

189

| Ch. 06 시사점 및 결언 |

글로벌 시장으로의 진출과 국제 협력 본 조사에서 전문가들은 제시된 미래기술의 대부분이 ‘세계와 한국 모두에서 중요’ (69%)하다고 답변하였다. 이는 글로벌화가 심화되는 메가트렌드를 반영한 것으로 보이며 국토교통시장 역시 미래의 세계시장에서 적극적으로 경쟁할 것임을 나타낸다. 이에 H/W중심의 국토교통 수출전략에서 나아가 건축 및 도시․공간정보, 교통시스템 등 새로운 글로벌 시장을 창출하는 방향이 필요하다. 국제 공동연구의 필요성에 대한 응답에서 64%가 국외 산학연 공동연구의 필요성이 ‘매우 높음’과 ‘높음’으로 답변하여 기술적 실현을 위한 국내외 공동연구의 필요성을 강하게 제안하였다. 국제 공동연구는 선진기술 추격과 기술적 도약이 가능한 장점이 있는 반면 기술 유출과 연구관리에 어려움이 있는 단점을 동시에 가지고 있으나 글로벌화는 피할 수 없는 대세임을 감안할 때 해결방안을 모색하여 국제공동연구를 활성화해야 할 것이다.

190

| 2040 국토교통 미래기술예측조사 |

제2절

결언

본 2040 국토교통 미래기술 예측조사는 국토교통부문의 연구개발에 있어 최초의 본격적이고 체계적인 대규모 예측이라는데 의미가 있다. 국토교통부가 주관하는 국토교통기술연구개발사업은 1994년 시작된 이래 ｢건설교통 R&D 혁신로드맵(’06.5)｣, ｢건설교통 R&D 중장기계획 2008~2012(’07.12)｣, ｢국토해양 R&D 발전전략(’10.10)｣ 그리고 ｢제2차 건설교통 R&D 중장기계획 2013～2017)(’12.5)｣ 등을 통해 성과를 거두었으나 중장기(5~10년) 미래에 대한 기술로드맵의 수립에 집중하여 왔던 실정이었다. 국토교통기술연구개발사업도 미래예측-장기기본계획-중기계획의 체계적 틀을 통해 국가의 국토교통 기술개발 방향을 전략적으로 도출하고자 하였다. 그 첫 단추가 미래상을 도출하는 본 연구였으며, 향후 정기적인(약 5년 주기)인 시행으로 국가R&D 뿐만 아니라 민간기업과 지자체 등도 참고하는 자료가 될 것으로 기대한다. 본 예측 조사에서는 그간 국토교통 분야 전문가 뿐 아니라 인문사회분야 전문가가 참여하였고 먼 미래를 그리는 상상과 아이디어를 담고자 초․중․대학생을 대상으로 ‘국토교통 미래기술 꿈나무 Dream 워크샵’과 ‘대학 과학동아리 워크샵’ 등 다양한 기술 아이디어와 의견을 수렴하고자 하였다. 미래기술에는 비록 적은 수가 반영되었으나 이들의 상상과 기발함은 기존 전문가의 창의성을 자극하기에 충분했다. 이제 첫 시행을 한 국토교통 미래기술예측조사의 과정은 순조롭지만은 않았다. 4대 미래 시나리오 등 국토교통 분야가 고려해야 할 차별화된 예측과정도 많은 고민과 논의가 있었다. 국토와 도시라는 광대한 범위에 적용할 수 있는 기술과 그 미래상을 한정된 지면과 그림에 담아내기에는 아쉬움이 있었으며, 또한 현실적 가능성을 중시하는 전문가의 특성에 따라 델파이 조사결과 대부분의 기술이 2030년 이내에 기술적으로 가능할 것으로 예측되기도 하였다. 이러한 교훈을 통해 국토교통 미래 예측기관의 독자적 역량과 고유의 방법론을 도출하도록 노력해야 할 것이다. “미래를 정확히 예측할 수는 없다 그러므로 우리가 미래를 만들어 나가야 한다.”는 미래학자 Jim Dator교수의 말처럼 우리에게 적합한 미래를 찾고, 국토교통기술에 대한 노력을 이어간다면 여기 제시된 기술이 최대한 실현될 것이다. 끝으로 본 연구에 참여한 100여 명의 전문가와 작가, KAIA의 노력이 우리의 국토교통기술 발전에 기여하고 행복하고 안전한 세상을 만드는데 보탬이 되기를 기대한다.

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| 참고문헌 |

참 고 문 헌

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| 2040 국토교통 미래기술예측조사 |

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• SMALL SCREEN / BIG STORY (Future scenario for the year 2020) http://youtu.be/QTv5j-pi-M0 • SAMSUNG Future Life and Style WMV 90segs http://youtu.be/1nKFW-lDNK8 • samsung 2015 future (must watch)...changes http://youtu.be/UMkYgr4EjMA • Microsoft’s Future Vision in HD ; Windows Home Concept http://youtu.be/1VuQeR-N8nE • Smart buildings - the future of building technology http://youtu.be/gCuPx9shWT0 • Siemens - Electromobility - Into the mobile future with energy http://youtu.be/Yp6Rf_wS02c • Productivity Future Vision (2011) http://youtu.be/a6cNdhOKwi0 • Picture the Future of Mobility http://youtu.be/qxd8YbyzKsM • Picture a sustainable future http://youtu.be/TUONjdmFqHI • Productivity Launch Film.mpg http://youtu.be/tuTb8Y6eDKQ • picturethefuture2030-Program.flv http://youtu.be/HnyS2SPsP7g • Electromobility - The world is going to change http://youtu.be/Jok8YvjHubY • http://www.ucity.or.kr • http://www.et3.com • www.oecd.org/dataoecd/39/47/43933771.pdf

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2040 국토교통 미래기술예측조사 Technology Forecasting 2040; Land, Infrastructure and Transport

발행인

이재붕

발행처

국토교통과학기술진흥원

발행일

2013년 7월

총괄/집필

국토교통과학기술진흥원

전문가 WG

유해운 | 산업진흥본부장

정규원 | 미래전략실장

구영성 | 정책개발팀장

김승일 | 미래전략실 책임연구원

홍정선 | 미래전략실 전임연구원

임의선 | 미래전략실 연구원

김상호 | 건축도시공간연구소

김영호 | 한국교통연구원

김용수 | 한국시설안전공단

김창용 | 한국건설기술연구원

박준석 | 국민대학교

박지영 | 한국교통연구원

이덕희 | 한국철도기술연구원

이성원 | 한국건설기술연구원

이장무 | 한국철도기술연구원

이장연 | 한국항공우주연구원

이재신 | 국민대학교

이철규 | 한국철도기술연구원

한재현 | 한국교통연구원

황인주 | 한국건설기술연구원

국토교통과학기술진흥원TF 경제운

권태규

김소연

김윤순

김홍중

박인선

박준우

성윤복

유준상

이강준

이동일

정삼동

정시교

정윤석

한지원

전현곤

박상민

권용준

김성은

박나래

작가

양자윤 | 일러스트

박 유 | 시나리오

인쇄/편집

경성문화사(02-786-2999)

황수현 델파이조사

(주)에이탑컨설팅

경기도 안양시 동안구 시민대로 286(관양동 1600) 송백빌딩 2~6F Tel, 031-389-6313 이 책의 판권은 국토교통과학기술진흥원에 있습니다. 이 곳에 담긴 모든 내용 및 자료는 허가없이 어떠한 형태로든 무단으로 복사, 전재하거나 변형하여 사용할 수 없습니다. 이 책의 내용은 우리원 홈페이지에서 e-book으로 보실 수 있습니다.