자율주행

올해 초 인공지능 기반 컴퓨터 프로그램인 ‘알파고’와 프로 바둑기사의 대결로 인공지능이 이슈가 되면서 자율주행차 량까지도 이목이 집중되고 있다. 자율주행차량은 주변 상 황을 인지하고 운전자의 개입 없이 자동으로 움직이는 기 술이 장착된 차량을 말한다. 운전자의 편의성을 향상시키 고, 교통의 효율성도 한 차원 높일 것으로 전망되는 자율 주행차량은 이미 미래교통에서 빼놓을 수 없는 부분이 되 었다.

이번 호 특집에서는 이러한 자율주행의 도입에 관한 정 책, 효과 및 법적 책임 소재 등을 살펴보고, 첨단 인프라 분야에서의 대응전략을 모색해본다.

특집기획: 김광호 국토연구원 책임연구원

특집

자율주행 첨단 인프라 조성전략

특집 자율주행 첨단 인프라 조성전략

자율주행차 개념과 미래상

세계는 자동화(automation), 사물인터넷(Internet of Things: IoT), 인공지능(Artificial Intelligence: AI) 등을 통해 사람과 사물 사이의 공간을 연결하고 지능화하여 산 업구조와 사회시스템을 혁신할 4차 산업혁명을 예상하고 있으며, 이 부문의 기술을 선점하는 국가와 기업이 미래산 업을 주도할 것이라는 전망과 함께 치열한 경쟁이 진행되 고 있다.

자동화, 사물인터넷과 같은 기술변화의 바람은 도로분 야에서 각각 자율주행(Automated Vehicle: AV)과 협력 주행(Connected Vehicle: CV)이라는 개념으로 발전하였 다. 자율주행은 레이더, 카메라, 라이다 등의 차량 센서 정 보를 이용하여 차량이 주변 상황을 인지·판단하고 제어 함으로써 차량 스스로 목적지까지 운행하는 기술이고, 협 력주행은 통신기술을 이용하여 주변 차량 및 도로 인프라 와 교통상황 정보를 공유함으로써 차량운행의 안전성, 이 동성 향상을 추구하는 기술이다.

개별적으로 발전되어 오던 자율주행 기술과 협력주행 기 술은 자율주행차량 센서의 인지범위 한계와 악천후, 인접 대형 차량, 교차로상 건물 등에 의한 센서의 제약을 도로 인 프라로부터 정확한 정보를 수집하여 해결할 수 있다는 공감 대를 바탕으로 최근 자율협력주행(Cooperative Automated Vehicle: CAV)이라는 기술로 융합되어 재탄생하였다.

이러한 기술혁신은 궁극적으로 자동차, 운전자, 보행 자, 교통센터 등 도로를 구성하는 모든 객체가 통신으로 완전히 연결되고, 첨단 기술로 자동화되며, 인공지능 기반 으로 도로 네트워크를 최적화하는 모습으로 미래상을 그 려볼 수 있게 한다. 이러한 변화를 견인할 기술은 첫째, 차 량의 완전 자동화를 실현하기 위한 고도화된 자율주행 기 술, 둘째 도로부문의 IoT를 실현하기 위한 협력주행 기술, 셋째 자율주행 기술과 협력주행 기술을 융합하고 빅데이

자율주행

기반 조성을 위한 국내 도로정책

현황

백현식│국토교통부 첨단도로안전과장 ([email protected])

01

터·인공지능 기반의 첨단 센터를 활용하여 시너지를 창 출하는 자율협력주행 기술이다.

국내외 동향

자율협력주행 관련 연구의 시초는 1990년대 유럽에서 추 진된 유레카 프로그램의 프로메테우스 프로젝트로, 현재 자율협력주행의 기초 기술이라 할 수 있는 자동차 센서, V2X(Vehicle to Everything)통신 등의 기술을 개발하였으 며, 많은 후속 연구가 이루어지게 하는 촉매제가 되었다.

급제동할 수 있는 시스템(Autonomous Emergency Braking: AEB)과 같은 운전보조시스템(Advanced Driving Assistant System: ADAS) 개발을 시작 으로 현재는 종방향·횡방향 차량 제어를 수행하는 부분 자동화 기술개발 단계를 거쳐 도로 인프라 정보를 융합하는 기술 로 진화하고 있다.

협력주행 기술은 2000년대에 들어와 미국, 유럽을 중 심으로 VII(미: 2002~2009), SAFESPOT(EU: 2006~

2009) 프로젝트를 통해 도로전용 통신기술과 서비스를 개 발하기 시작하였으며, 2010년대 중반까지 SafetyPilot(미:

2011~2013), DriveC2X(EU: 2010~2014) 등에서 기술실 증을 완료하고, 현재는 상용화를 위한 시범사업(미: CV Pilot 2014~2020, EU: SCOOP@F 2014~2018, C-ITS Corridor 2014~2017)을 추진 중에 있다.

우리나라도 미래사회의 삶의 질 향상을 목표로, 해외에

출처: Kenneth Leonard 2015.

자율주행(AV)차량 차량 센서를 이용하여 자율주행

자율협력주행(CAV)차량 자율주행·협력주행 기술 융합

주: 1) Joint Program Office.

2) 연구혁신 기술국(RITA) 발간 정부 보고서.

<표 1> 미국 유럽의 자율주행 기술개발 현황

VII(2002~2009) 기술개발(VSC-I)

●V2V, V2I 통신기술 개발

●차량안전 서비스 제안

IntelliDrive(2009~2011)²⁾ 정책 검토

●V2X 도입 전략

단말기 의무화, V2I 준비 등

SafetyPilot(2011~2013)

●운전자 반응테스트

●대규모 실도로시험(FOT) 표준화(VSC-II)

●차량안전 서비스 개발 및 표준화

IEEE1609.x, IEEE802.11p, SAE J2735 ITS JPO¹⁾(US DOT)

SAFESPOT(2006~2009) COOPERS(2006~2009)

●V2V, V2I 통신기술 개발

●차량 네트워크 기술개발

●차량안전 서비스 개발

SimTD(2008~2013) 도로안전, 교통효율 향상(V2X)

●최적경로 제공·교통관리

●위험경보, 안전운전 지원

DriveC2X(2010~2014)

●범유럽 대규모 테스트

●ETSI 표준 H/W, S/W 활용

●안전관련 V2I 서비스

●Co-operative 교통관리

●ITS 시스템 아키텍처

EC-Research and Innovation 독일-연방정부 EC-Research and Innovation

특집 자율주행 첨단 인프라 조성전략

서 대두된 협력주행 기술을 개발하기 위해 2008년 스마트 하이웨이 연구사업(2008~2014)에 착수하였다. ‘안전성·

이동성·편리성 향상을 위한 첨단 도로 건설’을 비전으로 첨단 IT·통신·자동차·도로 기술을 융복합하여 도로전 용 통신기술과 돌발상황 검지기술 등을 개발하였으며, 개 발된 기술을 실제 도로에서 검증하기 위해 현재 C-ITS 시 범사업을 추진 중(2014~2017)에 있다.

국토교통부 지원정책

국토교통부는 자율주행 기술개발이라는 세계적 흐름에 부 응하기 위해 ‘교통안전 향상 및 신성장동력 창출’을 비전 으로 2015년 5월 자율주행차 상용화 지원방안을 수립하 고 금년 5월 자율주행차 산업 활성화 방안을 마련하였다.

‘2020년 자율주행차 상용화(레벨 3)’와 ‘2026년 완전 자율 주행(레벨 4) 기반 구축’을 목표로 자율주행차 시험운행 제도 시행, 자율주행차 연구기반 확산, 상용화 R&D를 통 한 미래시장 선도 등의 과제를 추진 중에 있다. 세부내용 은 다음과 같다.

■ 자율주행차 시험운행 제도 시행

우선 자율주행차 제작사가 실제 도로에서 시험운행을 하 며 기술을 개발할 수 있도록 올해 2월부터 자율주행차 시 험운행 제도를 시행하였다. 2015년 10월에 고속도로와 국 도를 중심으로 시험운행 구간을 우선 선정한 후 자율주행 차량이 실제 도로에서 처음 시험운행됨을 고려하여 차량 센서가 도로환경을 잘 인식할 수 있도록 차선도색, 표지 판·가로수 정비, 노면 보수 등 도로를 정비한 후 3월부터 시험운행할 수 있도록 지원한 바 있다. 최근에는 자율주행 기술이 급속히 발전하여 다양한 환경에서 시험운행하고자

하는 수요가 발생함에 따라 금년 말까지 시험운행 구간 지 정방식을 네거티브 방식으로 전환, 일부 구간을 제외하고 전국으로 확대하여 시가지 도로 등 다양한 곳에서 시험운 행할 수 있도록 제도를 개선할 계획이다. 더불어 대학 캠 퍼스 내 도로 등 시험시설이 아닌 장소에서 주행한 경우도 사전주행 실적으로 인정하도록 사전주행 장소 요건을 완 화하고, 공공주행 시험장을 무료로 개방하여 연구환경이 열악한 대학·기업도 시험운행을 해볼 수 있는 여건을 만 들어 기술개발을 적극 지원할 계획이다.

또한 원격 자율주차 시 속도제한 등 일부 자율주행 기능 구현에 제한요소로 작용하는 부분까지 개선하여 편리한 서 비스 제공을 위한 다양한 기술개발을 지원하고, 경찰청(교 통법규), 미래창조과학부(보안), 금융위원회(보험) 등 관련 부처와 협업체계를 구축하여 현재 운전자 중심의 「도로교 통법」을 자율주행 시대에 맞게 개정해 나갈 계획이다.

■ 자율주행차 연구기반 확산

자율주행차량 관련 기술을 연구하는 중소기업과 스타 트업 창업자를 위한 정책도 추진한다. 실증연구대학으 로 지정되는 대학 캠퍼스와 판교 창조경제밸리, 대구 규 제프리존 지역에 정밀도로지도, GPS 측위 지원 시설, C-ITS(Cooperative Intelligent Transport System) 인프 라를 우선 구축하여 자율주행 기술개발을 위한 실증환경을 조성할 예정이다. 또한 표지판, 터널 등을 실제 도로와 유 사하게 설치하고 보행자, 공사구간 등 시가지 상황을 반영 하여 반복적인 실증 테스트가 가능한 실험도시(K-City)를 조기에 구축(2018.6)하고, 자율주행 임시운행 데이터를 연 구기관에 제공하여 자율주행 기술을 한층 더 발전시킬 수 있도록 임시운행 데이터 공유센터를 구축할 계획이다.

■ 상용화 R&D를 통한 미래시장 선도

우리나라가 자율주행 미래시장을 선도해 나가기 위해서

는 안전한 자율주행을 보장할 수 있는 기술을 확보하고 차 별화된 서비스를 제공할 수 있어야 한다. 국토교통부는 이 를 위해 통신보안에 대한 안전성 확보 기술과 운전자와 차 량 간 제어권이 안전하게 전환되는 기술 등에 대한 연구를 추진하고 있고, 자율주행 시대에 버스, 택시 등 모든 교통 수단이 실시간 연계되어 편리한 교통 서비스를 제공할 수 있는 기술, 효율적 교통관리를 위한 도로 기술 등에 대한 R&D를 단계적으로 추진할 계획이다. 이와 더불어 자율주 행차 융복합 미래 포럼을 구성하여 자율주행 상용화를 위 한 법·제도를 논의하고, 국제기준에 우리의 기술을 반영 하고자 한다.

2. 도로분야 지원현황

■ C-ITS 시범사업

C-ITS는 차량이 주행 중 다른 차량 또는 도로에 설치된 인프라와 통신하면서 주변 교통상황과 급정거, 낙하물 등 위험정보를 실시간으로 확인하고 경고하여 교통사고를 예 방하는 시스템이다. C-ITS를 통해 교통정보를 제공하는 기본적인 서비스 외에 차량 운행상황 정보를 수집·분석 하여 차량 간 추돌 위험, 교차로 신호위반 위험 등을 경고

하거나, 도로위험 구간과 작업 구간에 대한 정보를 제공하 여 안전운전을 지원하는 등 열다섯 가지 교통안전 서비스 를 제공할 계획이다.

C-ITS 시범사업은 스마트하이웨이 연구사업(2008~

2014)을 통해 개발된 도로전용 통신기술(Wireless Access in Vehicular Environment: WAVE)과 교통안전 서비스 를 실제 도로에서 검증하기 위한 것으로서, 2013년 ‘차세 대 ITS(C-ITS) 도입’이 국정과제로 선정된 것을 계기로 차세대 ITS 기본계획을 수립하고 2014년 7월에 본격적으 로 착수하였다. 대전시와 세종시 주변 고속도로, 국도, 시 가지도 총 87.8km 구간에 기지국, 돌발상황 검지기, 보행 자 검지기 등의 인프라를 구축하고 단말기 3천 대를 배포 하여 2017년까지 교통안전 서비스 실증을 목표로 추진 중 에 있다. 더불어 관련 법과 제도를 정비하고, 관련 기술의 표준화와 성능평가 및 인증기준을 마련하는 등 C-ITS 본 사업을 차질없이 추진하기 위한 기반도 시범사업 과정을 통해 마련 중에 있다.

시범사업이 마무리되면 2018년부터 경부선, 영동선, 서 해안선, 중부선 등 주요 고속도로부터 본격적으로 C-ITS 를 구축해 나갈 계획이다. 특히 서울-세종 고속도로는 설 계단계부터 C-ITS를 고려하여, 완공되는 2025년에는

출처: 국토교통부 2016.

· 규 제 이 슈

속도제한 폐지 사전주행 실적 인정 확대

정책지원

시험운행 데이터 공유센터 구축

실험 도시 등 테스트베드 확충 공공주행시험장

무료개방

도로교통법 개정

자율주행 기술 타 산업 적용 자율주행 인프라 확충

자율주행 R&D 강화 첨단 자동차

검사기반 구축 자율주행차 글로벌 기준 선도

상용화 대비 제도 마련

특집 자율주행 첨단 인프라 조성전략

C-ITS와 자율주행차의 연계를 통해 안전한 자율주행이 가능하도록 구축할 계획이다. 또한 간선도로뿐만 아니라 도시부도로에도 대도시권역 중심으로 C-ITS 인프라를 단 계적으로 구축할 계획으로 안개상습지역, 사고다발 구간 등 위험 구간과 일반국도와 도시부도로 간 분·합류지점 에 우선적으로 구축하여 안전한 자율주행을 지원하고, 점 진적으로 구축범위를 중소도시로 확대하여 차량운행의 안 전성을 높이고 아울러 우리나라 전 국토에서 자율협력주 행을 실현할 수 있도록 지원해 나갈 것이다.

■ 자율협력주행 도로시스템 개발

자율협력주행 도로시스템이란 자율주행차량의 센서로 인 지할 수 없는 영역의 도로상황 정보를 도로 인프라가 수집 하여 차량에 제공함으로써 안전한 자율주행을 실현할 수 있도록 자율주행차량을 지원하는 도로시스템을 말한다. 국 토교통부는 이와 같이 자율주행 성능을 향상시킬 수 있는 도로 인프라의 지원기술 등을 개발하기 위해 2015년 7월 스마트 자율협력주행 도로시스템 개발과제에 착수하였다.

연구는 총 네 개의 세부과제로 나눌 수 있는데, 1세부 과

제에서는 도로를 구성하는 모든 객체가 실시간으로 연동되는 통신환경을 구현 (V2X)하여 돌발정보, 공사정보, 진·출 입 구간 분·합류 시 교통정보 등 도로 상에서 생성되는 모든 정보를 실시간으 로 자율주행차량에 전달하여 활용될 수 있는 기술을 개발한다. 2세부 과제에서 는 교통관리센터의 시스템을 고도화하 여 교통혼잡 및 사고를 획기적으로 감 소시킬 수 있는 교통운영기술을 개발하 고, 이를 실현하기 위해 선행되어야 하 는 법·제도적인 사항을 연구하는 것으 로 구성되어 있다. 3세부 과제는 자동 차 제작사와 협력하여 도로 인프라 개발기술을 자율주행차 량에 적용하여 차량의 센서, 측위, 제어 등의 성능을 향상 시킬 수 있는 기술을 개발하는 것이고, 마지막으로 4세부 과제는 고속도로에 테스트베드를 구축하여 개발되는 기술 과 서비스들의 성능을 검증하는 것으로 구성되어 있다.

고속도로에 구축될 테스트베드는 경부선 서울~신갈 구 간, 영동선 신갈~호법 구간 약 40km에 조성된다. 테스트 베드 구간에는 우선 도로 인프라와 차량 간 통신을 위해 기 지국을 설치하고, 차량의 위치 및 차량 주변의 도로 교통상 황을 정확히 파악할 수 있도록 정밀지도 기반의 동적정보 시스템(Local Dynamic Map: LDM)을 구축하며, GPS 측 위보정 정보도 제공할 계획이다. 그 외에도 차량 센서 인식 을 향상시킬 수 있는 도로시설 등 본 연구과제에서 개발되 는 성과품들을 설치하고 그 성능을 모니터링하면서 자율주 행을 위해 요구되는 성능을 조기에 확보할 수 있도록 적극 지원할 계획이다. 특별히 2018년 2월 개최되는 평창 동계 올림픽 기간에는 우리 기술을 국내외에 널리 홍보하기 위 해 그간의 연구성과를 바탕으로 자율주행차와 도로시스템 이 융합된 자율협력주행을 시연할 계획이다.

<그림 3> C-ITS 시범사업 개념도

출처: 한국도로공사 2015a.

전방 교통 정보 차량 접근 알림 추돌경고 V2V 통신

실시간 교통상황 돌발상황 교통류 제어상태

V2I 통신

: 광 통신망

: V2I 통신(Vehicle to Infrastructure) : V2V 통신(Vehicle to Vehicle) 차내망: V2N 통신(Vehicle to Nomadic Devices)

교통정보센터

교통정보 제공

교통혼잡

경로우회

광 통신망 돌발상황

범례

인프라장치 실시간 자료수집

차내 정보표출

미래도로의 운영관리 방안

미래의 도로교통 기술은 궁극적으로 도로 인프라와 자동 차가 협력하는 자율협력주행 기술, 차량 센서 및 도로 인 프라로부터 제공 받는 빅데이터 수집 기술, 이를 분석하고 활용하는 인공지능 기반의 첨단 교통 운영관리 기술이 핵 심이 될 것으로 보인다. 이러한 미래도로의 실현을 위해서 는 지속적으로 기술개발이 이루어져야 할 것이다.

단기적으로는 현 시점에도 계속 발전되고 있는 C-ITS 성 능을 더욱 향상시키고 해킹에 대한 시스템 보안성을 강화함 과 더불어 교통안전 서비스 외에 대중교통 운영관리 등 이동 성, 편의성 향상을 위한 서비스를 개발하여 확대할 필요가 있다. 또한 미래에 교통센터에 기반한 교통 운영관리를 위 해 차량에서 수집되는 정보를 교통정보로 변환하고(Vehicle Data Translater: VDT), C-ITS와 차량으로부터 수집되는 빅데이터를 실시간으로 분석하여 미래의 교통상황을 예측

중·장기적으로는 자율차량, 일반차량, 군집주행차량이 혼 재된 모든 도로에서 교통흐름을 최적화할 수 있는 네트워크 통 합 운영관리 기술을 준비해야 한다. 이러한 미래도로를 실현 하기 위해서는 자율주행차량들 을 효율적으로 군집화하고 선두 차량을 지정하여 교통상황에 따 라 차량군들을 관리·제어하며 안전운행을 지원하는 기술, 센 터에서 관리·제어하는 자율주 행차량 정보와 실제 도로 교통상황 정보 등을 인공지능 기 반으로 분석하여 교통 예측 및 통합 운영관리할 수 있는 기 술 등이 필요할 것으로 보인다.

이러한 도로가 만들어질 경우 지금까지는 실시간에 기 반한 수동적인 교통정보를 제공해왔다면, 미래에는 예측 에 기반한 능동적 교통정보를 제공할 수 있어 교통관리의 패러다임이 바뀔 것으로 예상된다. 궁극적으로는 도로 건 설 등 물리적 확대가 아닌 효율적인 교통 운영관리와 같은 소프트웨어적 기술 적용을 통해 도로용량을 극대화할 수 있는 효과가 나타날 것으로 기대하고 있다.

미국과 유럽 등 해외에서도 미래도로 운영관리를 위해 자율주행차량과 일반차량이 혼재된 도로환경에서의 협력 주행 기술 그리고 이를 활용하여 교통흐름을 최적화하기 위한 인공지능·빅데이터 기반 첨단 교통센터 등에 대한 기초 연구를 추진하고 있다.

미국은 교통부(US DOT) 주도로 ITS 전략(2015~

출처: 한국도로공사 2015b.

협력 보

수 집 인 프 라

위 인 프 라

보 연 계 플 랫 폼 (LDM) 력 형 도 로 시 설

신 인 프 라

로 인 식 능 향 상 기 술

합 측 위 기 술

동 제 어 기 술 황 판 단 기 술

자율협력주행 도로시스템 운영·관리 기술개발 협력을 위한 운영전략, 제도 마련

자율협력주행 도로시스템 Test-bed 구축 및 평가 기술개발 Test-bed 구축·운영 자율협력주행을 위한 도로기반

시설 고도화 기술개발 도로기반 기술개발

자율주행자동차 연계 협력제어 기술개발 자동차 기술개발

특집 자율주행 첨단 인프라 조성전략

2019)을 마련하고 C-ITS 기술과 자율주행 기술을 고 도화하는 연구(advancing automation, 2015~2019) 를 추진하고 있으며, 유럽은 28개 국가가 연합한 유럽공 동체(Europe Council)를 중심으로 Autonet 2030(EU 2013~2016) 프로그램과 Horizon 2020 프로그램(EU 2016~2020)을 진행하고 있다. 여기에는 C-ITS 정보를 활용하여 자율주행차량이 자동으로 차선변경, 합류 등을 수행하는 차량 제어 기술, 교통센터의 빅데이터 분석을 통해 네트워크 단위의 교통흐름을 최적화할 수 있는 기 술, 일반차량과 자율주행차량이 혼재된 도로에서의 효율 적인 교통 운영 방안, 정밀위치 측정을 위한 기술보완 방 안 등 자율협력주행 기술 고도화를 위한 연구와 효율적 교통 운영관리를 위한 첨단 교통센터 등에 대한 연구가 포함되어 있어 우리가 예의주시할 필요가 있을 것이다.

우리도 C-ITS의 시행과 함께 머지않은 미래에 펼쳐질 자율주행 시대에 대비하여 C-ITS의 보완과 도로교통 운 영관리 기술개발을 준비하고 있다. C-ITS에 있어서는 시 범사업을 계획하고 시행해 오는 사이 발전한 미국과 유럽 의 수준에 발맞추기 위해 추가적인 기술과 서비스 개발 을 내년에 착수할 계획이다. 교통 운영관리 기술에 대해서 는 올해 내에 완전 자율주행차 도입 시 인공지능에 기반한 도로운영 기술개발을 위한 밑그림을 그려보려고 한다. 이 를 토대로 우선은 현재 진행 중인 자율협력주행 도로시스 템 연구를 통해 자율차와 일반차가 혼재된 상황에서의 교 통운영기술을 개발할 계획이며, 향후 별도 연구 등을 통해 완전한 운영관리 기술을 개발하고자 한다.

맺음말

요즘 빠른 기술 발전의 속도와 함께 융합이라는 말이 체감되 는 시대에 있다는 생각이 든다. 전통적인 토목공학 중심의 도로 건설 및 관리에 통신기술과 자동차기술, 그리고 인공지

능을 갖춘 미래도로를 구상하고 준비해야 하니 말이다.

국토교통부는 지금부터 미래도로를 차근차근 준비해 나 가고자 한다. C-ITS의 고도화 및 확대와 도로 운영기술 개발이 미래도로 준비의 요체라고 할 것이다. 우선 C-ITS 시범사업에서 도출되는 기술적·제도적 문제점들을 해결 함으로써 C-ITS 구축 기반을 마련하고, 안전한 자율주행 을 지원할 수 있도록 주요 고속도로부터 C-ITS 인프라를 단계적으로 확대 구축해나갈 계획이다. 또한 현재 추진 중 인 연구를 통해 미래도로로 나아가기 위한 로드맵을 마련 하고, 로드맵에 따라 첨단 센터에 기반한 도로 운영관리를 위한 체계적인 기술개발과 선제적 제도 혁신을 추진할 것 이다. 착실한 미래 준비를 통해 우리나라가 자율협력주행 기술을 선도하고, 국민들이 보다 안전하고 편리한 도로교 통 서비스를 받을 수 있도록 최선을 다할 것이다.

참고문헌

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