[공학저널 전찬민 기자] 센서, AI, 컴퓨팅 등 자율주행 기반기술은 빠르게 발전하고 있지만, 차량센서에 의존하는 자율주행차는 센서 인지범위의 한계와 기상환경에 의한 센서오류 등의 한계로 인해 다양한 문제를 야기할 수 있다. 이러한 한계를 극복하기 위해서는 주변 차량, 도로 인프라, 교통상황 정보를 공유함으로써 자율주행차의 안전성을 향상시킬 수 있는 자율협력주행이 필수적이다.
개별적인 차량센서에 의한 자율주행 시에는 센서 취득정보의 한계로 인해 전체 교통흐름을 인식하지 못해 교통정체를 유발할 수 있다. 또한, 고속도로 합류부를 주행 중인 자율주행차는 본선에서 주행 중인 차량을 인지하지 못하고, 차간거리를 미리 예측하지 못하면서 사고 또는 정체가 발생 할 수 있다.
특히, 고속주행 환경에서의 사고는 생명과 직결되기 때문에 고속도로 공사정보, 사각지대 센서정보 등 인프라와 주변차량의 정보를 자율주행차에 공유하는 자율협력주행 기술의 적용이 매우 중요하다고 볼 수 있다.
즉, C-ITS, V2X 등 통신 기술을 통해 도로 인프라와 주변차량의 정보를 공유받은 자율주행차는 카메라, 라이다, 레이더 등 차량 센서만으로는 인식 불가능했던 사각지대와 원거리 정보를 취득해 안전주행을 도모할 수 있다는 것이다. 또한, 교통관리자는 차선변경, 합류, 추월 등 자율주행차량의 주행의도 공유를 통해 자율주행차 혼재상황에서 교통흐름의 최적화를 기대할 수도 있다.
이에 미국(SAE-J3216), 유럽(ISAD) 등 국제기술협회와 국가 프로젝트에서 자율협력주행 인프라의 정의와 기술 요구사항을 마련하는 한편, 미국, 중국, 독일 등 주요국가에서는 자율협력주행을 위한 센서 인프라를 고속도로 테스트베드에 시범구축 또는 운영 중이다. 특히, 고속도로 본선, 합류부 등 주요 구간별 자율주행 지원을 위한 최적의 센서조합과 인프라 설치기준에 대한 검증을 통해 국가별 자율협력주행 인프라에 대한 구체적 성능과 기준을 구체화하고 있다.
우리나라 역시 도로구간 유형에 따른 자율주행 난이도 분류 등 정책수립을 위한 기초연구를 추진 중에 있다. 현재 한국도로공사 스마트도로연구단에서는 자율주행 지원을 위한 인프라 구축방안에 대해 연구 중에 있으며, 비공용 고속도로 테스트베드(여주시험도로)에 센서 인프라를 시범구축하고 성능검증을 수행할 예정이다.
스마트도로연구단은 스마트하이웨이사업(2007~2014년)을 시작으로 자율협력주행 관련 연구와 C-ITS 정부대행사업을 수행해 왔다. 현재는 고속도로 자율협력주행 구현을 목표로 국책과제와 실무연계 연구, 대전-세종 C-ITS 시범사업, 자율협력주행 산업발전 협의회 운영 등 자율주행과 관련한 연구개발부터 실무적용과 성과확산에 이르기까지 연구개발 전 단계의 업무를 수행하고 있다.
연구단이 현재 수행 중인 주요 연구를 살펴보면, 우선 정밀지도 및 LDM 분야에서 자율주행차를 활용한 도로 인프라 모니터링으로 도로관리를 지원하는 기술개발을 위한 ‘자율차 기반 인프라 모니터링 및 긴급복구지원 서비스 기술개발’ 과제를 꼽을 수 있다. 이 연구과제는 자율주행에 위험요인이 될 수 있는 도로 인프라와 정밀도로지도의 변화를 자율차 센서를 통해 실시간 모니터링하고 긴급복구 할 수 있는 서비스 개발을 목표로, 이를 통해 자율주행 취약구간에서 돌발상황 발생 시 실시간 대응이 가능한 교통관리체계가 기대되고 있다.
한편, 자율협력주행을 위한 통신기술 발전에 따라 도로 인프라는 이동통신(V2N), 직접통신(V2X) 등 다양한 네트워크와 연결성이 확대되는 추세로, 향후 사회기반 시스템과 고속환경에서의 통신보안을 위해 보안기술 개발은 필수적이다. 이에 따라 연구단에서는 ITS, C-ITS 등 도로 기반시설의 암호화 통신을 악용한 해킹공격을 인공지능을 활용해 탐지하는 기술개발과 실증을 목표로 ‘암호화 사이버위협 대응기술 연구개발’ 과제도 수행 중이다.
이처럼 스마트도로연구단은 여러 국책과제에서 주관기관 또는 공동연구기관으로 참여해 연구를 수행하고 있으며, 산·학·연 협력으로 수행하는 연구과제에서 도로관리기관으로서 선도적 역할 수행을 위해 연구개발과 인프라 지원으로 자율협력주행 상용화를 위해 지속적으로 노력을 기울이고 있다.
한국도로공사 스마트도로연구단 김영식 단장(사진)은 “우리 연구단은 자율주행 시대를 대비한 교통관리의 선도적 역할을 수행하기 위해 법령 개정 등을 통해 고속도로 구간 내 자율차 시범운행지구 운영을 추진 중에 있다”며 “특히, 법령상 지자체 단위로 제한돼 지정이 불가능했던 광역권 자율차 시범운행지구의 지정이 가능하도록 지자체와 대정부 적극협의를 통해 고속도로 자율차 시범운행지구 운영권한을 위임(국토부)받을 수 있었다”고 말했다.
그는 이어 “이와 같은 자율차 시범운행지구를 운영함으로써 국내 최초 광역권 자율주행 서비스를 도입할 수 있게 됐다”며 “이를 통해 자율차 기업의 자율주행 실도로 실증기회 창출과 물류-자율차 기업 간 연결이 이뤄져 자율주행 화물운송 서비스 사업화의 발판을 마련할 수 있게 됐다”고 덧붙였다.
이와 더불어 스마트도로연구단은 자율협력주행 산업 생태계 조성과 대·중·소 기업 동반성장을 위해 지난 2018년 ‘자율협력주행 산업발전 협의회’ 발족과 함께 협의회 사무국을 운영하고 있다. 협의회는 통신, 보안, 지도, 자율주행, 비즈니스 등 5개 분과 운영을 통해 대기업과의 협력체계 마련, 중소기업 지원뿐만 아니라 C-ITS 관련 표준과 인증제도 마련, 국내외 최신 기술동향 공유 등 공공과 민간이 협력해 성장할 수 있도록 플랫폼 역할을 수행해 국내에서 가장 활성화된 협의회로 평가받고 있다.
앞으로 스마트도로연구단은 ‘모빌리티 혁신 로드맵’ 등 자율주행과 관련한 정부정책에 부응하여 고속도로 내 자율협력주행 상용화를 위한 연구개발과 자율차 시범운행지구 운영을 확대해나갈 계획을 가지고 있다. 나아가 완전자율주행차가 등장하기 전까지 Lv3 단계의 자율주행차가 고속주행 환경에서 안정적인 주행을 할 수 있도록 인프라 분야에서 기술연구와 실증지원을 지속할 계획이다.
김 단장은 “이미 많은 국가에서 자율주행 기술 개발에 박차를 가하고 있고, 앞으로 글로벌 경쟁은 더욱 치열해질 전망이다. 우리나라 또한 미래 모빌리티 시대 선도를 위해 글로벌 트렌드에 발맞춰 자율주행 기술 개발에 적극적으로 나서야 할 것”이라며 “이에 스마트도로연구단은 고속도로 분야에서 도로 인프라와의 긴밀한 협력을 통해 더욱 안전하고 신뢰할 수 있는 자율협력주행 시스템 구축을 목표로 자율협력주행 상용화를 위해 앞장서겠다”고 말했다.
그는 이어 “기술이 고도화됨에 따라 자율주행에 대한 부정적인 인식이 존재하는 것도 사실이지만 자율협력주행 기술은 단순히 운전자의 편의를 위한 기술을 넘어, 교통사고를 줄이고 교통흐름을 개선해 도로 전체의 안전과 효율성을 향상시키는 데 기여할 수 있다”며 “스마트도로연구단은 기술의 발전과 환경변화에 대응해 앞으로도 자율협력주행 연구를 지속할 것이며, 많은 관심 가져주길 바란다”고 덧붙였다.
