자율주행 기술의 발전 단계에 따른 자동차와 도로의 협력 필요성 및 자율주행 전용 테스트베드 구축의 중요성 doc_id CNTS-00120002868_2

국토교통부는 ‘지능형 교통신호시스템 명칭 공모전’을 통해 ‘바로신호’를 대상으로 선정했다. 이번 명칭 공모는 지난 11월 2일부터 15일까지 새로운 시스템 도입에 관심있는 일반국민 대상으로 국토교통부 공식 페이스북에서 진행되었다. 3,700여명의 인원이 참여한 가운데 대상으로 선정된 ‘바로신호’는 신호를 오래 기다리지 않는 것을 강조한 것으로 새롭게 도입되는 교통신호시스템의 특징과 가장 부합해서 대상으로 선정되었다고 한다. 지능형 교통신호시스템이란 좌회전 차량이 적은 경우 좌회전 차량이 있을 때만 신호는 주는 시스템을 말한다. 부도로 진출입차량이나 주도로 횡단보행자를 검지하여 꼭 필요한 신호만 주고, 나머지 시간은 항상 주 도로에 녹색신호를 준다. 이 시스템의 설치를 통해 보행자, 부도로 이용차량이 없는 상황에서 주도로 차량이 불필요하게 신호대기를 하지 않아 교통처리용량이 획기적으로 개선될 것으로 기대된다. 자동차 분야는 큰 변혁의 시기를 맞고 있다. 특히 자율자동차의 등장은 우리 사회의 기본 틀을 바꾸어 놓을 만큼 그 파괴력이 매우 클 것으로 예상된다. 아직까지는 자동차 분야를 중심으로 자율주행 기술이 개발되고 있다. 그러나 자동차는 도로라는 기반 시설을 이용하여 주행하는 운송수단이다. 도로는 예측불가능한 상황이 수시로 발생하는 가변적인 공간이므로 자율 주행에 있어 도로의 협력은 매우 중요하다. 본 논고에서는 자율주행시 자동차와 도로의 협력 필요성, 자율주행 시스템의 도입을 위한 도로의 준비, 시스템의 상용화를 위한 국외 테스트베드 구축 사례를 소개하고자 한다. 자율주행기술은 미국 교통안전청(NHTSA)에서 제시한 5단계 분류체계가 널리 인용되고 있다. 레벨 2 정도에서 제한적인 자율주행이 시작된다고 볼 수 있는데, 2020년 전후에는 레벨 2의 자동차가 실제 도로에 등장할 것으로 전망된다. 레벨 2의 자율주행은 “상당히 양호한 도로주행 조건 하에서 운전자의 실시간 대기가 필요한 자율 주행”으로 정의할 수 있다. 레벨 2는 주행의 주도권이 운전자에서 자동차로 서서히 넘어가는 과도기적인 단계로 볼 수 있다. 다만 레벨 2에서는 아직도 운전자의 역할이 매우 크며, 차량 스스로가 각종 돌발상황에 대해 능동적으로 대처하기에는 한계가 있다. 레벨 2의 자동차가 도로를 주행하는데 있어서 여러 난제들이 존재한다. 무엇보다도 가장 큰 문제는 자동차의 인지 능력의 한계이다. 도로주행 시 자동차는 교통시설 (차선, 표지 등), 도로환경, 교통상황을 인지해야 하는데, 차량 내부 센서만으로는 분명히 한계가 있다. 더욱이 도로의 특별한 지원도 힘들다. 도로는 자율주행차만이 다니는 공간이 아니기 때문에 여러 차종간 균형적인 배려가 필요한 상황이다. 자동차와 운전자간 역할의 모호, 도로의 지원 범위의 모호, 자율차량과 일반차량의 부조화 등 레벨 2의 자율주행은 과도기적 단계로 불안전 요소가 많아 해결해야할 숙제가 산재해 있지만 반드시 거쳐야 하는 필연적 단계이다. 레벨 2의 초기 버전에서 도로는 Broadcasting에 기반한 Assistant 역할을 수행한다. 즉 해당 도로구간의 자율주행 가능성 여부를 확률적으로 판단하여 정보를 제공한다. 도로는 교통 상황, 노면 상태, 기후 상태, 돌발상황 등을 파악하여 자율주행의 시작과 끝, 그리고 주행 변경에 필요한 정보를 자동차에 제공한다. 또 하나 운전자가 상시 대기상태에 있는가를 감시하는 위해 운전자와 시스템간 정보 인터페이스 환경을 구축한다. 도로는 초기의 소극적 참여에서, 개별성을 갖춘 Assi stance based on V2I, Guidance based on V2X, Co ntrol based on V2X 정보환경으로 진화하여 적극적인 개입이 이루어지게 될 것이다. 즉 운전자가 주행에서 완전히 해방되기 위해서는 도로의 참여 강도가 높아질 수 밖에 없으며, 이에 따라 도로의 책임과 권한은 비례 하여 커질 수 밖에 없다. 자율주행 시대에 도로의 주요 임무는 현재 도로상황이 자율주행이 가능한지를 판단하는 것이고, 돌발상황을 어떻게 실시간으로 파악하여 효과적으로 자율차에게 전달하는가에 있다. 자율주행을 위해 현재 논의되고 있는 도로분야의 역할은 크게 6가지로 구분되며, 노면 상태 정보 제공, 차선상태 정보 제공, 시거와 연관된 기상 정보 제공, 중장거리 도로 전방상황 정보 제공, 자동차 인지형 안내시설 설치, LDM(Local Dynamic Map) 구축 등으로 요약할 수 있다. 레벨 2의 자율주행 시 도로는 주로 필요 정보를 지원해 주는 역할을 수행하며, 자율주행의 직접적 개입은 기술적 한계로 인해 불가능하다. 오히려 자율주행이 레벨 3이상으로 진화하게 되면 도로의 직접적인 참여가 불가피하다. 운전자가 거의 배제된 레벨 3과 4의 자율주행에서는 도로시스템의 직접적인 개입 없이는 주행이 불가능하기 때문이다. 아직 세계적으로 자율주행에 대한 구체적인 설계도가 없는 시기인 만큼, 도로부문의 가장 빠른 대응은 테스트베드를 조속히 구축하는 것이다. 즉 기술 개발을 위한 테스트 공간의 확보가 가장 시급하며, 도로분야의 준비는 여기서부터 시작된다고 볼 수 있다. 테스트베드의 구축은 크게 2가지 방향으로 진행된다. 하나는 실제 공용도로에 실험용 자율차의 주행을 허용하기 위해 특정 구간을 제공하는 것이고, 또 하나는 자율주행을 위한 전용 시험 도로(테스트베드)를 구축하는 것이다. 2012년 5월 무인 자동차(구글카)가 미국 네바다주에서 세계 최초로 자동차 운전면허를 발급 받은 이래로, 미국, 유럽, 일본, 한국 등에서는 자율주행차의 시범 주행을 위해 공용된 도로구간을 지정하고 있다. 미국에서는 공용 도로에서의 시험운행이 법적으로 허용된 이후, 네바다와 캘리포니아, 플로리다, 미시간 주에서 자율주행 시험운행이 이루어지고 있으며, 2015년 5월 미국 버지니아 주에서는 자율주행 자동차를 개발하고 있는 기업에 70마일의 고속도로를 개방하기로 결정하였다. 자율주행 기술의 상용화를 위해 테스트베드는 반드시 필요하며, 제한된 실험만이 가능한 공용 도로보다는 전용 테스트베드의 확보는 더욱 더 중요하다. 테스트베드에서 수행해야 할 주요 임무는 (1) 자율주행 관련 기술 개발 및 검증, (2) 기술 표준화 작업, (3) 자율차 및 자율도로체계 규격 및 성능 수준 분류, (4) 자율차에 대한 등급 및 면허 발급 등으로 요약된다. 이제 자율차는 세계를 이끌 차세대 핵심 산업의 하나로 결정된 듯하다. 본격적으로 논의된 지 수년 만에 세계 곳곳에서 경쟁적인 개발과 투자가 이어지고 있다. 그러나 아직까지도 자동차와 도로의 역할 분담과 협력에 대한 구체적인 방향이 설정되지 않았다. 특히 도로는 자율차라는 경험하지 못한 차종을 지원해야 하며, 도로 전체의 조화를 고민해야 하고, 자율주행을 위한 최소한의 시설 지원을 준비해야 한다. 조속히 자율주행 전용 테스트베드의 구축을 통해 기술 개발을 선도하고 세계적인 움직임에 적극 동참해야 할 것이다.