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[전문가 기고] 다음을 준비하는 ITS 미래의 모습은?조순기 (사)한국지능형교통체계협회 글로벌기술부장

1. 생활 속 ITS, 지금까지의 모습들 (2014 12월호)
2. 다음을 준비하는 ITS, 미래의 모습은? (이번호)

[컴퓨터월드] 많은 이들이 대형 교통사고 참사로 기억하는 인천대교 버스 추락 사고를 되짚어보자. 2010년 7월 3일 오후 1시 10분쯤, 인천대교에서 영종 톨게이트를 300m 지난 영종IC에서 인천국제공항 방면 2차로에 고장으로 서있던 마티즈 승용차가 15분 이상 방치되어 있었고 버스를 앞서 달리던 포터 트럭은 늦게 발견하고 회피하던 순간 짧은 차간거리로 바로 뒤따르던 24명을 태운 시외버스는 방치된 마티즈 승용차의 뒷 부분을 그대로 들이받았고 뒤이어 교량 난간을 들이받고 10m 아래의 공사장으로 뒤집힌 채 추락하였다.

이 사고는 톨게이트 직후 교통류의 차로변경이 많은 위험지역으로 분류되는 구간에서 마티즈 차량이 약 15분이라는 오랜 시간동안 고장으로 방치되어 있었고 고장차량 운전자는 안전조치를 미흡하게 하고 있었다. 1톤 포터 트럭은 이를 늦게 발견하고 추돌사고를 일으켰으며 바로 뒤를 바짝 따르던 시외버스는 안전거리 미확보로 회피 운전 불가능한 상황에서 추돌사고 후 가드레일을 넘어서 참사가 발생하였다. 여러 요인들이 복합적으로 연결되어 발생한 인재였으며 여러 요인들 중 한가지만이라도 조치가 되었다면 사전에 사고를 막을 수 있었던 사건이었다.

   
▲ 인천대교 버스 추락사고 상황

이처럼 교통사고는 충분히 예방할 수 있는 상황임에도 불구하고 아주 짧은 시간에 벌어진다는 한계점을 극복하지 못하고 사고의 원인을 운전자의 과실로 치부해왔다. 유럽, 미국 등 교통선진국들에서는 차량제어, 정보통신 기술들을 접목하여 이러한 사고발생 직전상황을 세분화하고 대응기법들을 찾아서 실제 차량과 인프라에 적용하는 예방기술을 개발하여 왔다.차량제어, 정보통신 기술 접목한 사고예방 기술에 주목

   
▲ 차량 충돌 예방을 위한 서비스

위 그림과 같이 차량의 충돌까지 시간(TTC)을 정보제공(Information provide), 인식(Awareness), 경고(Warning), 자동제어(Automatic Control)가 필요한 단계로 분류하여 각 단계별로 예방을 위한 서비스(애플리케이션)들을 제시하고 있다. 지금까지의 ITS 기법들은 이러한 사고 직전상황에 대비하는 기법들은 존재하지 못했고 일반적인 운전상황에서의 정보제공이나 소통관리, 사고 직후의 피해경감 등에 주목하여 왔다.

특히 충돌 전 운전지원으로 분류되는 정보제공, 인식, 경고의 단계를 통해 사고를 예방하는 기법개발은 차세대 ITS로 불리는 Cooperative ITS(C-ITS) 또는 Connected Vehicle에서 준비를 하고 있다. 충돌 전 직접제어가 필요한 1~3초 이내의 상황에서는 차량자체의 자동제어 이외에는 예방책이 없을 것이다. 이러한 자동제어는 향후 자율주행 자동차의 개발로 이어질 것이다.

미국, 차량 간 직접통신 가능한 WAVE 통신기술 개발

전 세계 ITS 시장의 약 88%를 차지하는 유럽, 미국, 일본에서는 2000년대 초반부터 이를 위한 준비들을 해왔다. 기술개념을 확인하는 1단계를 거쳐 시작품을 대상으로 실 도로 실증시험을 마치고 사업화와 제도화를 위한 준비단계에 진입하여 사업화 직전에 도달했다.

미국은 가장 먼저 준비를 한 곳으로 이미 1999년에 이러한 사고예방을 위해서는 근거리 무선통신의 필요성을 인식하고 ITS 전용주파수를 확보하여 차량과 차량, 차량과 인프라간 직접통신이 가능한 WAVE 통신기술을 개발하여 왔다. 즉 모든 차량들이 “Here I am”이란 메시지를 외치고 다니면 이를 주변차량이나 인프라에서 인식하여 위험상황에서 즉시 대응할 수 있는 체계를 만들어 나가는 것이다.

이러한 안전에 필요한 메시지는 차량의 상태정보(고장을 포함)와 위치정보를 포함하고 있어야 하며, 이를 전달하는 통신매체는 아주 짧은 시간에 전달(요구사항으로 10~100msec)하기 위하여 차량간 직접통신(Vehicle to Vehicle Communication)이 가능한 새로운 방식이 필요하게 되었다. 이의 목적에 맞게 새롭게 개발된 통신규격이 WAVE(Wireless Access in Vehicular Environment, IEEE 802.11p + IEEE 1609.x 규격) 통신방식이다. 물론 이는 충돌 직전의 상황에서 효용성이 높은 통신방식이며, 사고 직후나 일반적인 상황에서는 현재 많이 보급된 이동통신(3G, 4G 등)이 효용성 측면에서 높으므로 차세대 ITS에서는 다양한 통신방식을 활용하는 것이 필요하다.

   
▲ 주요 국가별 차세대 ITS 추진 단계

유럽, 한국 등 차세대 ITS(C-ITS) 적용 시작

유럽은 2006년부터 EU 차원에서 하나의 유럽을 만들고 국가간 호환성도 가지는 ITS를 도입하기 위한 노력으로 Cooperative System 도입을 결정하였고 이는 다시 전 세계 표준을 논의하는 ISO(국제표준화기구)에서 Cooperative ITS(C-ITS)란 이름으로 명명되었다. 유럽에서는 많은 관련 프로젝트들이 진행되었고 최근에는 실 도로 시험에 이어 사업화 전 단계에 이르렀다. 특히 Amsterdam Group(AG) 프로젝트를 통해 네덜란드 암스테르담에서 독일 프랑크푸르트를 거쳐 오스트리아 비엔나까지 연결되는 실제 고속도로에 C-ITS 서비스를 적용하는 사업을 2014년부터 시작하였다.

일본은 유럽, 미국과는 좀 다른 방식이나 ITS Spot 프로젝트를 통해 일본 내 지역 간 고속도로 및 도시고속도로에 약 1600개소의 노변장치를 설치하여 안전운전지원, 통행료징수, 경로안내 서비스를 이미 제공하고 있다. 즉 차량간 서비스보다 인프라에서 차량에 정보를 전달하여 안전성과 운전의 편리성을 높이는 정책을 추진해오고 있다.

한국에서는 2000년대 중반부터 이러한 차량과 차량, 차량과 인프라간 서비스의 필요성을 인식하고 그 가능성 확인과 기초기술 확보에 주력해왔고 최근 국토교통부의 SMART Highway 연구개발 사업에서 WAVE 통신을 비롯한 주요 기술들을 통합하여 실 도로에서의 Pilot Test를 성공적으로 시연하였다. 역시 국토교통부를 중심으로 유럽이나 미국에서 진행되고 있는 C-ITS(유럽), Connected Vehicle(미국)과 유사한 차세대 ITS(C-ITS) 기본계획을 발표하고 시범사업을 2014년부터 시작하였다.

   
▲ 차량과 주변 환경과의 통신

차세대 ITS로 불리는 C-ITS는 도로교통 상황에서 사고예방을 중심으로 하는 안전성 증진과 이동성 및 편리성을 향상시켜 지속가능하며 친환경적인 교통시스템 구현을 목표로 하고 있다. 차량간, 차량과 인프라간 무선통신 환경(V2X)에서 차량 내 단말장치, 도로변 노변장치와 센터 시스템은 오픈 플랫폼으로 구성되어 서로 정보를 공유하는 체계를 가지게 된다.

V2X 통신환경에 필요한 WAVE 통신과 이동통신, 차량정보를 이용하기 위한 차량 내 ECU(전자제어장치) 연계기술, 차량단말, 노변기지국, 센터의 플랫폼 기술, 높은 정밀도를 요구하는 고정밀 측위와 매우 상세한 지도의 동적인 운영기술 등 주요 기술요소들을 필요로 하고 있다.

서비스 형태, 각국 도로교통 여건 따라 조금씩 차이 보여

서비스 형태는 각국의 도로교통 여건에 따라 조금씩 차이가 있다. 미국의 경우에는 방대한 지역에 인프라를 공급하는데 한계가 있으므로 차량간 서비스 개발을 먼저 시작하였고 최근 인프라와 연계한 서비스 개발이 진행 중이다. 상대적으로 유럽, 일본, 한국에서는 인프라를 이용한 서비스 개발에 집중되어 왔다.

V2X 서비스의 효용성 확보와 활성화를 위해서는 차량 내 단말장치의 보급 확산이 필수적인데, 미국은 차량 내 단말장치를 안전측면에서 안전벨트와 같이 의무장착하는 정책으로 단말장치 보급 확대를 추진하고 있다. 일본과 한국은 요금징수 단말보급 사례(한국은 HiPass 단말)와 내비게이션의 보급 경험에서와 같이 정부의 인프라 공급 정책을 통해 시장에서의 차량단말 보급을 유도(After Market)하고 차량제조사의 차량 내 장착시장(Before Market)으로 확산시킨다는 정책방향을 잡아가고 있다. 물론 북미시장에서 단말장치의 차량 내 의무장착이 추진된다면 국내에서도 이에 발맞추는 정책이 추진될 것으로 예상된다.

한국에서는 ITS 서비스를 제공하는 내비게이션, 하이패스 단말기, 스마트폰 등 다양한 기기들이 이미 보급되어 있으므로 보급된 단말장치를 활용한 서비스 개발이 필요하다. 차량 내 단말장치는 현재의 내비게이션과는 다른 V2X 무선통신이 가능하며 차량정보를 수집할 수 있고 정밀측위 기술이 탑재된 기기가 만들어져야 할 것이다.

운전자에게 정보를 전달하거나 경고메시지를 표출하는 HMI(Human Machine Interface) 장치는 차량 내 다양한 장치나 스마트폰 등이 활용될 것이다. 또한 서비스 종류는 현재의 교통정보 제공과 요금징수 기능에 안전서비스와 부가 서비스가 하나의 단말장치에서 통합 제공되는 등, 이용자 입장에서의 통합서비스가 제공되어야 할 것이다.

   
▲ 5C-ITS 활용 예

이용자 관점의 차세대 통합서비스 위해 꾸준한 준비 필요

한국에서 20년의 나이를 가진 ITS는 2014~2015년 현재 진화의 과정 속에 있다. 기존의 단편적인 서비스에서 벗어나 보다 다양한 형태로 여러 매체를 통해 이용자들에게 다가가기 위해 노력을 기울이고 있다. 특히 안전서비스는 한국을 포함한 ITS 선진국에서도 교통정책에서 최우선적으로 다루고 있으므로 획기적인 교통사고 저감효과를 기대하고 있다.

다만 준비하고 있는 차세대 ITS(C-ITS)는 단말장치의 차량 내 보급 확대, 차량상태정보의 공개 활용, 개인차량 위치정보 이용의 동의, 서비스 제공에도 불구하고 사고발생시 책임소재 문제, 정밀측위기술 등 주요 기술의 개발 등 숙제도 남아있어서 점진적인 도입이 필요한 실정이다. 유럽이나 미국에서는 약 10년 이상 지속적이면서 꾸준한 준비를 해오고 있다. 이는 그만큼의 준비가 필요한 것이라는 방증이라 할 수 있다.

자동차 시장의 큰 변화 예고할 것으로 예상

최근에는 C-ITS 관련된 기술들을 단일한 국제표준화로 추진하기 위한 논의가 진행 중인데, 이는 전 세계 관련 시장의 단일화로 이어질 가능성도 시사하고 있다. 그리고 글로벌 차량제조사 및 부품사에서는 V2X 서비스가 탑재된 차량 또는 단말장치 개발에 집중하고 있어서 자동차산업의 새로운 변화를 촉발시킬 것으로 예상되기도 한다. 특히 북미시장에서의 차량 내 통신장치의 의무장착 법제화 또는 가산점부여(NCAP)는 자동차 시장의 큰 변화로 이어질 것이다.

많은 전문가들은 차세대 ITS(C-ITS) 또는 Connected Vehicle 환경이 가까운 시기(대체적으로 2017~2020년)에 실현될 것으로 전망하고 있다. 이에 더 나아가 C-ITS는 자율주행의 초기단계로 해석되고 있는 바, ITS는 ‘Automated Vehicle and Highway’로도 발전될 전망이다.

매년 전 세계 ITS 분야의 기술을 한 눈에 볼 수 있는 ITS 세계대회(ITS World Congress)의 최근 동향을 보면 C-ITS 구현을 넘어서 자율주행과 관련된 기술의 개발이 활발히 진행 중이고 관련 차량제조사 및 부품사들의 기술시연이 보편화되어 있다.

2015년 ITS 세계대회는 프랑스 와인으로 유명한 보르도에서 개최된다. 보르도는 유럽의 C-ITS 관련 프로젝트들의 주요 Test Site이며 프랑스 정부의 C-ITS 도입사례를 볼 수 있는 곳이기도 하다. ITS의 미래 모습을 짧은 시간에 가늠해 볼 수 있는 라이브 무대인 셈이다.

   
▲ 보르도에서 열리는 2015 ITS 세계대회 로고

지금까지 두 번에 걸쳐 한국의 ITS에 대한 소개를 하였다. 20년의 역사에 걸맞게 많은 발전과 역할을 하였고 현재는 새로운 변화를 준비하고 있다. 국내의 우수한 IT 환경은 ITS 산업측면에서 훌륭한 자양분이다. 이 같은 새로운 변화는 다음 세대에게 보다 안전하고 효율적이며 지속가능한 도로교통 환경을 유산으로 남겨 줄 수 있을 것으로 기대하고 있다. 더불어 ITS 산업도 새로운 변화에 맞추어 활성화되고 발전하는 모습을 지켜보고자 한다.

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