[공학저널 전찬민 기자] 현재 도심지 내 교통 혼잡으로 인한 사회적 비용은 지속적으로 증가하고 있다. 이러한 교통혼잡 문제는 자율주행의 인프라 구축에도 풀어야 할 숙제 중 하나며, 이에 따라 최적의 교통체계 운영을 위한 기술개발에 대한 요구가 증대되고 있다.
국토교통부에 따르면 지난해 12월 기준 국내자동차 등록대수는 2491만대로, 매년 일정 수준 이상 증가하고 있지만 이를 수용할 도로 인프라에 대한 확장은 한계에 도달하고 있다. 자동차 등록대수의 증가로 인해 도심지의 교통혼잡은 더욱 심화되고 있으며, 2018년 기준 교통혼잡비용이 67조원에 달할 정도로 해마다 10%씩 증가하고 있는 추세다.
이에 따라 늘어나는 교통량에 대한 최적화된 신호운영을 제공할 수 있다는 측면에서 교통신호제어시스템에 대한 필요성이 강조되고 있다.
교통신호제어시스템은 교차로마다 설치/운영 중인 교통신호제어기에 대한 직접적인 제어와 운영·관리(모니터링)를 위한 신호운영 센터 시스템이다. 최근 개발되고 있는 신호제어시스템은 다양한 검지체계를 기반으로 교차로 별 실시간 교통정보를 수집, 분석하고 교통상황에 따른 최적의 신호운영계획을 수립해 현장 신호제어기에 제공함으로써, 보다 효율적인 교차로 신호운영을 제공할 수 있어 그 중요성이 부각되고 있다.
특히, 자율주행차가 교차로를 주행하는 경우, 차량 내 센서시스템을 기반으로 일정 반경 내 수집되는 도로, 주변차량, 지형/지물 등의 정보도 중요하지만 해당 교차로의 실시간 교통정보는 차량 운행에 있어 중요한 변수이기도 하다. 이러한 측면에서 교통신호제어시스템에서 수집·가공되는 해당 지역의 실시간 교통정보는 자율주행차의 안전한 도로주행에 일조할 것으로 예상되고 있다.
한편, 국내 교통신호제어시스템은 1990년대 이후 서울시 교통 혼잡 해소방안으로 제시된 한국형 실시간 신호시스템인 COSMOS을 표준으로 해 전국 지자체 중심으로 구축·운영되고 있다. 하지만 COSMOS는 도로에 매설되는 루프(LOOP) 검지기 기반으로 차량의 정보가 수집·운영되는 시스템으로 루프 자체에 단선, 오검지 등의 문제가 발생할 경우 신호시스템 운영에 문제가 발생하는 단점이 있다.
현재 COSMOS 시스템으로 구축된 신호운영시스템들은 교통정보 수집이 원활하지 않다보니, 대부분의 신호 교차로들은 정해진 시간대별 신호운영(TOD, Time of Day) 방식으로 운영되고 있다. 이로 인해 실시간 교통상황을 반영한 신호운영을 하지 못하고 수동적이고 제한적인 신호운영만 수행하고 있는 실정이다.
하지만 최근 영상검지기, 레이더, 라이다 등 차량 검지 기술의 급격한 발전과 4차 혁명을 주도하고 있는 AI, 빅데이터와 같은 최신의 기술과의 접목을 통해 현장의 다양한 교통 정보들이 실시간으로 수집·가공·처리됨에 따라, 이를 활용한 교통신호제어시스템의 개선(고도화)에 대한 연구가 경찰청을 중심으로 활발하게 추진되고 있다.
특히 지난해 착수된 자율주행 기술개발 혁신사업에서 안전하고 효율적인 도로 운영을 위해 ‘네트워크 제어를 위한 교통정체 및 혼잡 운영관리 기술 개발’이 수행되고 있다. 이번 과제에 참여해 서울시립대와 함께 협업하고 있는 더로드아이앤씨㈜는 실시간적으로 변화하는 교통상황에 대응하는 교통신호제어시스템 개발을 목표로 최선의 노력을 기울이고 있다.
서울시립대는 경찰청 주도로 기 개발된 스마트 신호운영 알고리즘과 AI 기반 신호제어 알고리즘에 대한 개선과 최적화를 담당하고 있으며, 이에 더로드아이앤씨는 개발된 신호운영 알고리즘에 대한 구체화와 시스템화하는 역할을 담당하고 있다. 현재 개발되고 있는 고도화된 스마트 신호운영시스템은 ‘2021년 의왕시 ITS 구축사업’ 내 현장 적용함으로써 기술의 우수성과 안정성에 대한 시험·검증을 추진할 계획이다.
더로드아이앤씨는 ITS(지능형교통시스템) 분야에서 20년 이상의 풍부한 경험과 기술력을 보유한 인력 중심으로 설립돼 현재까지 교통과 관련 연구개발, 시스템 설계/개발/구축/유지보수는 물론 기술자문(컨설팅) 등 교통분야 토탈 서비스를 제공해 왔다.
특히, 교통신호제어기는 경찰청 표준 규격의 제품을 모두 보유하고 있으며, 조달청 우수제품으로 등록돼 있어 기술의 우수성과 안정성을 인정받고 있다. 이러한 기술력을 바탕으로 이번 연구과제에서 담당하고 있는 신호운영시스템의 완성도를 높이기 위해 다각적인 노력을 기울이고 있다.
더로드아이앤씨 이호상 대표이사(사진)는 “이번 연구개발은 기존의 수동적인 신호운영방식인 TOD 방식에서 벗어나 교통량 변화에 능동적으로 대응할 수 있는 신호운영시스템을 개발하는 것”이라며 “이를 통해 교통 혼잡 해소와 이에 따른 물류비용 절감, 교통 체증에 따른 장시간 지/정체 감소로 인한 연료절감, 환경오염 개선효과, 도로 이용자가 체감할 수 있는 교통 서비스 제공 등의 긍정적인 효과가 기대된다”고 말했다.
그는 이어 “과제 기간 내에 신호운영시스템 기술(시스템)의 고도화, 시뮬레이션을 통한 효과·성능 분석, 테스트베드 구축을 통한 기술의 안정성, 신뢰성, 운영성, 적용성 등을 적극 검토해 향후 사업화 추진 시 발생할 수 있는 다양한 문제에 대해 사전 검토를 완료할 계획”이라며 “이후 실 운영 중인 지자체 교통신호제어시스템 적용을 통해 성공적인 사업화 모델이 될 수 있도록 최선을 다하겠다”고 덧붙였다.
