작성일 : 19-12-19 11:04
자율주행 실현을 위한 일본의 인프라 부문 단기 대응 전략 (제143호)
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들어가며

최근 자율주행차를 실현하기 위한 자동차 기술은 현저하게 발전하였고 개발 경쟁 또한 격화되고 있다. 사물을 인식하는 센서기술, 판단과 조작을 담당하는 인공지능(AI: Artificial Intelligence) 등 고도한 기술의 발달은 자율주행차의 향상만이 아니라, 자동차 산업에서 CASE(커넥티드(C), 자동운전(A), 셰어링(S), 전동화(E))의 보급과 맞물려 타
산업의 이노베이션을 촉진하는 동시에 우리 사회의 구도를 변혁시킬 가능성을 품고 있다.

한편 고령화의 진전에 따라 다양한 사회적 과제들이 출현하고 있다. 교통분야에서 예를 들면, 2018년말 기준 국내 운전면허 소지자 중 65세 이상 비율이 307만 650명으로 9.5%를 차지하고 있으며, 이들이 일으키는 교통사고 비율은 2016년 11.1%, 2017년 12.3%, 2018년 13.8%로 해마다 증가 추세이다. 또한, 지자체마다 고령자 면허 반납 지원제도가 확산되고 있어, 향후 대중교통을 이용하기 어려운 농어촌 지역 등에서 고령자의 이동 보장 문제가 더욱 심각해질 것으로 예상된다. 더불어 사업용화물차 운전기사의 평균 연령은 54세(2017년 기준)에 이르며, 향후 젊은 층의 유입도 어려운 실정이다.

우리와 비슷한 노령화 문제를 안고 있는 일본에서는 무인자동운전 이동서비스와 트럭대열주행 시스템의 실증실험을 수행하고 있으며, 이제까지 실증실험의 결과를 고려하면 자율주행차 회사의 기술만으로 실제 사회에서 무인자동운전과 트럭대열주행을 도입하기에는 해결해야 할 문제가 산적해 있다. 
본 고에서는 일본의 자율주행차 실증실험에서 제기된 문제점과 단기적 해결방안에 대해 소개하고 국내 적용시 시사점을 도출하고자 한다.


한정지역에서 무인자동운전 이동서비스

일본의 한정지역에서 무인자동운전자동차 서비스에 관한 정부목표는 2020년까지 한정지역에서 무인자동차서비스를 실천하고, 2025년 목표로 전국 각 지역에서 서비스를 확대하는 것이다. 고령화가 심각한 중산간(中山間) 지역 등에서 인류·물류를 확보하기 위해 2017년부터 SIP 예산을 활용하여 전국 18개소에서 도로역 등을 거점으로 한 자동운전에 의한 이동서비스의 실증실험을 실시하고 있으며, 2017년에 실시한 총 2,200km에 이르는 실험에서는 자동운전을 계속할 수 없는 사정으로 수동 개입이 1,046건 발생하였다. 주요 원인으로는 거주구의 보행자가 오가는 인가에 접한 지역 등에서 도로상의 노상주차를 회피하기 위해(183건), 협소한 도로에서 교차주행을 위해(75건), 보행자·자전거를 회피하기 위해(68건), 도로가에 쌓아놓은 눈(55건)과 연도의 잡초 등(49건)을 장애물로 인지하고 회피하기 위한 것 등이다. 예를 들면 노상주차에 의한 개입 등의 건수 183건 중 169건이 인가에 접한 지역에서 발생하고 있고, 평균 10km 주행 중 1.8회 비율로 수동 개입이 발생하였다. 또한 잡초 등이 무성하여 수동 개입한 49건 중 1차로 도로에서 46건 발생하였고, 평균 10km 주행거리 당 0.6회 발생하고 있다.

미리 예정된 주행루트를 운행하도록 조향제어를 하는 자동운전차는 고정밀도의 자기위치특정기술이 불가결하다. 고정밀도 GPS를 사용하는 기술의 경우, 산간부에서는 GPS신호가 산의 절토면과 수목에 차폐되어 자기위치를 정확하게 특정하는 것이 불가능하고, 터널, 교량 하부, 다른 강한 전파가 나오는 개소에서는 GPS에 의한 자기위치특정이 불가능하거나 오차를 발생하는 경우가 확인되었다. 또한 LiDAR(레이저스캐너) 등의 차량탑재 센서를 사용하는 기술에서는 강설과 안개 등의 기상조건에 의해 기능저하를 일으켜, 기대되는 성능을 발휘하지 못하는 경우가 있었다. 


고속도로에서 트럭대열주행 시스템

고속도로에서 트럭대열주행에 관한 일본 정부의 목표는 2020년도에 신토메이고속도로에서 후속차 무인대열주행을 기술적으로 실현하고, 2021년도까지 고속도로에서 후속차 유인대열주행의 상업화, 2022년도 이후 고속도로(도쿄~오사카간)에서의 후속차 무인대열주행의 사업화를 실현하는 것이다.

2017년도부터 국토교통성과 경제산업성이 신토메이고속도로와 죠신에츠고속도로에서 실시한 후속차 유인대열주행시스템 실증실험에서는 노면의 구획선이 사라지거나, 끊기거나, 분기부 점선의 불연속 등에 의해 차선의 인지오차 및 각 차량의 가감속성능오차 등에 의해 차간거리의 유지제어가 고르지 않은 등의 문제가 확인되었다. 한편, 합류·분류부와 차선감소부에서 주변차량의 진입 곤란, 대열차량간에의 끼어들기 발생, 끼어든 차량이 대열차량 간에 장시간 체류하는 등의 과제가 확인되었다.

또한 2018년도부터 실시된 후속차량무인대열주행시스템의 실증실험에서는 고정밀도 GPS를 이용한 트래킹 중, GPS 위치 정밀도의 저하에 따른 차선유지정밀도 저하와 강우, 강설, 농무 등 날씨의 변화에 의한 센서 영향, SA/PA에서 보행자와 뒤섞임, 대열연장이 길기 때문에 합류부에서의 일반차와의 혼입 등의 과제가 확인되었다.


고속도로에서 자가용차의 자동운전

자가용차의 자동운전시스템에 관한 일본 정부의 목표는 2020년도까지 고속도로에서 자동운전(레벨3), 2025년까지 고속도로에서 완전자동운전(레벨4)의 실현이다.

자가용차에 의한 자동운전의 자기위치특정 및 환경인식기술은 GNSS(고정밀도 GPS 등)와 고정밀도 3차원지도를 활용하여 자기위치를 특정하고, 차량탑재 센서로 자차 주변환경 인지, 차량 탑재 센서 검지 범위 외에서는 통신을 통한 외부 환경파악으로 구성된다.

자동차메이커의 기술개발과 기술검증을 통한 과제로는 노면의 구획선 사라짐, 끊김, 분기부 점선의 불연속성 등으로 인지오차, 노면 감속마크, 컬러포장 등에 의한 인지오차, 차량탑재 센서에서는 파악할 수 없는 외부로부터의 정보 부족(노면상황, 낙하물정보, 공사규제와 고속도로출입구 폐쇄 등 현재 정보, 지체상황, 분류·합류부에서 본선정보 등)을 들 수 있다.


향후 대책

정부목표의 확실한 달성을 위해 시급히 대응해야할 사항은 다음과 같다.

첫째, 한정지역 무인자동운전서비스에 대해서는 자동운전에 대응한 주행공간의 확보와 자기위치특정을 위한 인프라 지원을 추진한다. 자동운전차와 다른 차량 등을 구조적으로 분리하고, 지역합의 등으로 일반 차량이 혼재되지 않도록 전용 공간을 확보할 필요가 있다. 또한 자기 마커와 전자유도선 등 지원시설에 관한 법제도와 기준을 정비하여 사업자, 도로관리자, 지자체 등이 스스로 설치 가능하도록 하여야 한다.

둘째, 고속도로 트럭대열주행 시스템을 위해서는 사업화 보급시에 전용 주행공간을 확보하고, GPS 정밀도 저하대책을 지원해야할 것이다. 일반차량과의 혼재 등 안전성 확보의 관점에서 구조적으로 일반차량을 분리하는 주행공간의 확보를 검토하고, 자가위치 특정을 위한 위치표식  및 위치정보 갱신, GPS 정밀도가 떨어지는 곳에서 자기 마커등의 정비가 필요하다.

셋째, 고속도로 자가용 자동차는 합류부에서의 합류 지원이 필요하다. 자동운전차의 본선으로의 안전한 합류지원 시스템을 검토하여 안전성을 높일 필요가 있다.

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시사점

점점 심각해지는 고령화 문제를 고려할 때 자율주행차의 기술발전만으로 자율주행차 사회의 성숙을 기다릴 시간적 여유는 많지 않다. 안전, 수송, 지방부 대중교통 문제 등 도로교통분야의 정부목표 달성 및 사회적 과제를 해결하고, 누구나 교통수단을 이용할 수 있는 공평성을 추구하기 위해서라도 자율주행차량의 기술개발만을 기다리지 않고 인프라 측면에서도 대응해야 할 시기가 온 것이다.

인프라 정비는 규제와 제도 등의 수단을 활용한 사회적 과제 해결과는 달리, 의사결정에서부터 효과를 발휘하기까지 시간이 필요하다. 자율주행차 주행을 위한 인프라 기준을 정비하여 그 효과를 조기에 발휘시킬 필요가 있는 것이다. 또한, 인프라 측이 선제 대응하는 것에 따라, 자동운전기술의 개발과 실제 사회에 도입을 촉진시키는 것도 가능할 것이다. 실증실험을 통해 얻어진 데이터를 활용하여 자율주행차 운행 중 수반되는 문제를 인프라 정비를 통해 해결함으로, 자율주행차 시대를 앞당길 수 있을 것이다. 


최소림 _ srchoi@krihs.re.kr



1) 본 원고의 내용은 일본국토교통성 자동운전에 대응한 도로공간에 관한 검토회의 ‘自動運

 
   
 

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