전 세계가 지향하고 있는 스마트 커뮤니티는 정보통신기술(Information and Communication Technology: ICT)을 통해 쾌적성을 확보하면서 신재생에너지를 활용하여 쌍방향형 및 재해에 강한 에너지시스템 구축을 실현하는 것이다. 최근에는 에너지시스템에 한정하지 않고 상하수도, 교통, 운수, 의료, 정보통신 등 사회생활을 지지하기 위해 정비된 공공구조, 즉 사회기반(인프라스트럭쳐 또는 인프라)의 통합적 관리 및 최적제어를 지향하는 넓은 의미의 개념도 제안되고 있다. 시민의 생활 및 사회경제활동은 사회인프라를 기반으로 성립되는데, 스마트 사회에서는 모든 사회인프라가 ICT 시스템에 의해 각각 효율적으로 운용관리됨과 동시에 그것들이 상호연계되어 개인에서부터 사회전반에 이르기까지 최적성이 확보되게 된다. 본고에서는 ICT시스템의 기본적 기능 및 현황을 기술함과 동시에 스마트 사회에 있어서 ICT가 어떠한 역할을 수행하는가에 대해 정리한다.

사회시스템과 ICT
사회시스템과 ICT의 관계
사회시스템에는 다양한 정의가 존재하지만, 여기서는 사회인프라를 이루는 것과 사회인프라를 이용한 사회 및 조직, 사업자의 사회경제활동, 그리고 개인 및 지역 등에서의 생업활동을 이루는 것으로 보고 있다.([그림 1] 참조) 사회인프라를 운용관리하거나 사회경제활동 및 시민생활을 효율적이고 원활하게 운영하기 위해서는 정보를 교환·처리하는 시스템이 필요하다. ICT시스템은 사회인프라에서는 구성요소의 감시제어 및 관리에 적용되며, 사회경제활동 및 시민생활에 있어서는 산업분야의 생산관리 및 서비스 제공, 정보전달 및 처리 등에 적용된다.


ICT시스템의 기본적 기능 및 구성
ICT시스템은 사회시스템의 신경계통을 이루며, 인간과 인간 사이를 잇는 Human to Human(H2H) 기능, 인간과 사회시스템의 구성설비를 잇는 Human to Machine (H2M) 기능, 또 사회시스템의 구성설비 간을 잇는 Machine to Machine(M2M) 기능이 있다.([그림 2] 참조) 예를 들면, 에너지 인프라에 있어서 ICT시스템은 에너지의 발생 및 변환, 유통, 이용 관련 기기 및 설비(여기서는 1차 구성요소라 부르기로 하며, 전력인프라에서는 발전기 및 변압기, 송전선, 전동기 등)에 대해 신호의 수수 및 변환, 정보의 입출력, 전달 및 처리 등을 담당한다. 사회인프라에 있어서 ICT시스템은 계산기 및 임베디드 기기를 이용한 설비자동제어의 관점에서는 M2M의 형태이며, 운용자에 의한 설비운전의 관점에서는 H2M의 형태이다. 한편, 사회경제활동 및 시민생활에 있어서는 H2H 및 H2M의 형태가 많다.

ICT를 보다 활용한 사회시스템
스마트 사회에 있어서는 ICT시스템을 중심(핵)으로 하여 안전성과 안정성, 경제성, 효율성, 환경성, 편리성, 쾌적성 등 개개의 요건 충족도를 높이면서, 상호간 조정을 실시하여 전체로서의 최적화를 도모하는 것이 중요하다고 하겠다.([그림 4] 참조) 예를 들면, 시민생활 분야에서는 ICT를 활용하여 주거환경 및 생활자 주변의 상태를 정밀히 측정해 공조기기 등의 치밀한 제어를 실시함으로써 쾌적성을 향상시킴과 동시에 불필요한 공조를 제어하여 에너지 낭비를 줄이는 것이다. 교통 분야에서는 자가용 및 업무용 차량, 공공교통기관의 시시각각 운행상황을 차세대형 첨단교통시스템(ITS)에 의해 개별적 혹은 종합적으로 파악하여 에너지 소비의 최소화, 최단으로 이동 가능한 방책을 실시간으로 제시하는 등 편리성과 환경성의 양립을 도모할 수 있다. 이것은 전기자동차가 대중적으로 보급되는 단계에 이르게 되면 에너지소비 및 축적, 방출과의 매핑이 용이해져 보다 효과적인 시스템이 될 것이다.

위와 같은 조정 및 최적화는 개개의 사회인프라, 사회경제활동, 시민생활의 각 분야에서 이루어지는 일뿐만 아니라, 인프라 간 그리고 분야 간 상호연계 및 협조를 도모하는 일 또한 중요하다. 즉, 각 인프라 분야의 각종 요건에 대한 요건별 개별 최적과 요건 간 전체 최적, 그리고 각 인프라에서의 부분 최적과 인프라 간 전체 최적의 협조를 도모하는 시도가 중요하다고 할 수 있다. 따라서 스마트 사회는 △가정·지역과의 연계(커뮤니티성) 및 쾌적성, 편리성, 안전성 등을 높인 스마트라이프 △전기·가스·열 등을 최적으로 관리하는 스마트에너지 △사회경제활동의 효율성을 높이는 스마트 모빌리티 및 고도정보통신 인프라 등이 통합·일체화된 것이라고 볼 수 있다. 단, 전술한 바와 같이 사회경제활동·시민생활 분야와 사회인프라 분야는 ICT의 적용형태에 차이가 있기 때문에 각 분야간 안전하고 원활한 연계를 실시하는 ICT시스템 구축이 앞으로의 과제라고 할 수 있다.

다수 요소의 연계·협조시스템이라는 관점에서는 현재 각 지역에서 실증이 진행되고 있는 스마트 커뮤니티를 들 수 있다. 이것은 에너지의 발생·축적·이용에 관련한 분산형 요소가 공존하는 가운데 각각의 상황을 파악하여 일정 지역(커뮤니티) 내에서 에너지 사용량, 비용, 편리성 등의 최적화를 도모하는 시스템이다.([그림 5] 참조) 이에 따라 커뮤니티 내부의 조정뿐만 아니라, 커뮤니티 전체의 수요제어 등 외부 에너지 시스템과의 연계·조정 기능을 갖출 필요가 있다. 태양광발전 등의 보급에 의해 에너지 생산자와 소비자의 역할을 겸비한 프로슈머(prosumer)가 대다수를 차지하게 되면, 외부 에너지 시스템과의 연계·조정에 부응한 커뮤니티 레벨의 에너지 관리를 어떻게 실시할 것인가가 문제가 된다. 커뮤니티 전체에서 집중적으로 실시하는 경우가 일반적이지만, 구성요소의 수가 방대하기 때문에 집중적으로 실시하는 데에는 한계가 있으며, 전체의 최적성은 다소 희생하더라도 집중제어개소 없이 각 구성요소 간에, 더 나아가 커뮤니티 간에 협조·분산적으로 실시하는 구조가 유효하다는 점도 고려해볼 수 있다.([그림 6] 참조) 이 경우, 구성요소 간에 정보를 공유하여 공통적인 알고리즘을 분산적으로 구현한 환경에서 협조제어를 실시할 필요가 있다.