새첨과 함께하는 진실한 ★★★★★
유로 NCAP, 제2의 시트벨트로 AEB 선택
2013년 03월호 지면기사  /  글│한 상 민 기자 <han@autoelectronics.co.kr>

더 진실하게 안전한 차, 사고를 예방할 수 있는 차를 만들고, 이런 차들이 카 메이커의 경쟁력을 좌우할 수 있도록 할, 개정된 신차안전도평가제도가 다가오고 있다. 차량 안전도의 바로미터 유로 NCAP의 테스트 절차 개발에 나서고 있는 영국 새첨(Thatcham)의 매튜 에이버리 연구수석과 이야기를 나눴다. 
얼마 전 현대자동차가 자랑스럽고 감동적인 스토리를 전했다. “러시아에서 온 편지”로 알려진 이 소식은 빠노프-발랴스니코프 씨가 지난 연말 현대자동차에 한통의 편지와 트럭 충돌로 반파된 싼타페 사진을 보내왔고, 현대가 연초 이를 공개하며 화제가 됐다. 발랴스니코프는 “아버지가 임신 5개월인 나를 싼타페에 태워 병원에 데려다주다 트럭과 충돌했는데, 지금도 사고 사진을 보면 우리가 어떻게 살아남을 수 있었는지 이해할 수 없다”라며 “싼타페는 죽고 저와 아버지, 뱃속의 아기를 구했다”고 고마워했다.
현대가 편지를 받은 지난 연말, 아이러니하게도 싼타페는 국내 신차안전도평가제도(KNCAP) 역대 최고점을 기록했고, 유로 NCAP에서도 ★★★★★를 획득하며 탁월한 안전성을 만천하에 알렸다. 차량안전의 근본인 수동안전 부분에서 최고 수준에 오른 것이다.
그런데 최근의 자동차 기술을 염두에 두면 발랴스니코프 가족의 구형 싼타페는 물론 최근에 ★★★★★를 획득한 싼타페 역시 부족해 보인다. 만일 이 차에 자동 긴급제동 시스템(Autonomous Emergency Braking, AEB)이 있었다면 어땠을까. 싼타페가 충돌한 트럭은 추운 날 디젤 연료가 동결돼 길 한가운데 멈춰 있었다. 안개가 심한 상황에서 고장 트럭이 비상 삼각대를 설치하지 않아 싼타페는 트럭과 충돌할 수밖에 없었다. AEB가 있었다면 운전자의 의지와 관계없이 충돌을 모면했거나 차가 최소한 반파되지 않았을지 모른다. 
다행히도 더 진실하게 안전한 차, 사고를 예방할 수 있는 차가 개정된 NCAP ★★★★★ 제도를 통해 다가올 것이다. 유로 NCAP 테스트 절차 개발에 나서고 있는 영국의 자동차보험수리연구센터 새첨의 매튜 에이버리(Mattew Avery) 연구수석과 이야기를 나눴다. 



변화하는 NCAP
에이버리 수석은 “새첨은 자동차 수리 프로세스, 차량도난 및 안전 관련 연구를 하고 있다. 우리는 유로 NCAP의 일원으로서 그동안 목부상(Whiplash) 테스트 절차, 전자식 차량 자세제어 시스템(Electronic Stability Control, ESC) 평가 개발에 관여했으며 현재는 다양한 AEB 테스트 절차 개발과 세계자동차기술연구위원회(RCAR)의 후원으로 보험사고 관련 국제 테스트 절차 및 표준 연구에 나서고 있다”고 말했다. 
첨단 운전자 지원 시스템(ADAS)과 같은 예방안전 애플리케이션은 사고를 크게 줄여 도로안전도를 높이고, 보험사고(claim frequency)를 크게 낮출 것이다. 카 메이커는 이미 이같은 기술에 많은 투자를 하고 있고, 새첨은 이들 글로벌 카 메이커, 유로 NCAP 등 차량 안전도평가제도, RCAR 등과 새로운 안전 테스트 절차 개발에 나서고 있다.
새첨은 1969년 설립돼 영국보험협회와 로이드마켓어소시에이션 산하에 있지만 운영은 독립적이다. 새첨에서는 170명 이상의 인력이 근무하고 있고, 다양한 장비와 설비가 갖춰져 유로 NCAP 등 충돌 실험이 이뤄지고 있으며, 테스트 절차, 차량 보안, 수리 등에 대한 연구 및 교육활동이 진행되고 있다. 새첨은 적어도 차량 안전과 품질을 현상 유지시킬 수 있도록 하면서 자동차보험 청구 비용을 저감하는 것을 최종 목표로 하고 있다.
한국 메이커의 모델 충돌실험 사진을 보면 심심치 않게 ‘Thatcham’이란 로고를 볼 수 있다. 에이버리 수석은 “현재 영국 시장에서 현대ㆍ기아 자동차와 쉐보레(GM코리아)의 영향력이 큰 만큼 우리는 이들 메이커의 영국 및 유럽 엔지니어들과 함께 다양한 작업을 진행하고 있다”며 “예를 들어 최근에 싼타페의 유로 NCAP 충돌 실험을 했고, 보험업계로는 한국보험개발원(KIDI), 삼성보험 등과 협력하고 있다”고 소개했다.
현재 싼타페 같은 유로 NCAP ★★★★★ 획득 모델은 실제로 도로에서 매우 낮은 사고/사상 위험도를 나타낸다. 자동차 사고의 90%는 운전자 과실과 관련되고 대부분이 운전방해(distraction)에서 비롯되기 때문에 최근의 자동차에는 운전자를 지원해줄 수 있는 ADAS가 장착되며 사고저감에 기여하고 있다.
에이버리 수석은 “일부 ADAS를 장착한 ★★★★★ 모델은 ★★ 모델 대비 대략 15% 사상 저감 효과를 보이며, 치명적 사고는 79% 저감시키고 있다”며 “예를 들어 대표적 애플리케이션인 ESC는 차가 급커브를 틀 때 자동으로 타이어 속도를 줄여 안정된 주행을 유지하고 전복사고 등을 예방해 매우 높은 안전성을 부가한다”고 말했다.
새첨의 연구에 따르면, 영국에서 ESC를 장착한 차는 그렇지 않은 차와 비교해 심각한 사고 연관율이 25%, 대물손실 청구가 15% 더 낮다.
그러나 최근의 자동차 기술과 도로안전도 향상이란 세계적 목표 달성을 위해서는 ★★★★★에 대한 NCAP 테스트 절차의 개정이 요구된다. 유로 NCAP은 수동안전이란 자동차의 기본 안전과 2차적 안전에 대한 가치를 끊임없이 재평가하고 개정하고 있다. 예를 들어 목부상 관련 기둥 충돌 항목이 운전자 머리 보호를 위해 2001년에 추가됐고, 목부상이 2007년, ESC가 2009년에 추가됐다.
에이버리 수석은 “우리는 ★★★★★의 개선점을 찾고 점수 획득의 난이도를 높여 차량 안전도를 높이기 위해 제도를 업그레이드 하고 있다. 2014년이면 저속에 대한 시티 AEB가 유로 NCAP에 포함될 것이고 2016년이면 보행자 AEB도 추가될 것”이라며 “능동 및 수동안전 모두가 요구되는 새 ★★★★★는 2003년에 비해 달성이 매우 까다롭고 높은 안전성을 요구하게 될 것”이라고 말했다. 


 
자동 충돌 회피
현재 AEB는 새첨과 에이버리 수석이 진행하는 최우선 프로젝트다. AEB 시스템은 레이더, 라이더, 카메라 등 전방 센서를 이용해 임박한 충돌상황을 감지하고 시각, 청각, 햅틱 또는 혼합 경고를 이용해 1차적으로 운전자에게 사고위험을 경고한 후, 이후에도 적절한 조치가 취해지지 않을 경우 제동을 자동화해 사고를 회피토록 하거나 피해를 최소화하는 역할을 한다. AEB는 차 대 차 충돌(car to car real, CCR)은 물론 차 대 보행자 충돌(car to pedestrian, CP)에도 대응한다. 새첨은 AEB 장착이 확대되면 2012년 현재 연 250만 건에 이르는 대인, 대물피해 청구건이 2018년 200만 건 이하로 떨어질 것으로 보고 있다.  
새첨은 이미 AEB CCR 테스트 절차 개발을 완료했고, 유로 NCAP과 영국보험업계로부터 승인을 받아냈다. 이에 따라 지난해 10월부터 영국에서 AEB와 관련된 보험할인 혜택이 가능해지며 새첨의 테스트 절차에 따른 AEB 성능에 따라 카 메이커 모델은 차별적 보험률을 적용받기 시작했다.
에이버리 수석은 “보험절차의 수리비 산출에서 최대 24%까지 할인이 가능하며 이는 프리미엄의 전체 15% 저감에 해당한다. 차량을 기반으로 한다면 그 가치는 매년 80달러 정도”라며 “유로 NCAP은 2014년부터 새첨이 개발한 테스트 절차를 적용하고 총점에 반영할 계획인데, 2016년이면 카 메이커는 실질적인 ★★★★★ 획득을 위해 반드시 AEB를 장착해야 할 것”이라고 말했다.
새첨은 현재 2016년부터 적용될 보행자 AEB의 테스트 절차와 타깃 개발에 나서고 있다.


시티 AEB의 중요성
새첨의 AEB 테스트 그룹은 ADAS 시스템 디자인과 실제 사고 데이터를 반영해 개발한 테스트 절차가 CCR, CP 사고를 저감하고, AEB의 개발 및 보급 촉진에 커다란 영향을 미칠 것으로 자신하고 있다. 테스트 절차 개발에서 새첨의 개발 그룹은 테스트 조건을 정의하기 위해 실제 사고 데이터로부터 임시적 결과를 포함시키고 테스트 측정 장비를 정의하는 한편, 구체화했으며 테스트 매트릭스와 등급 프로세스를 만들었다. 또 소비자와 스테이크홀더의 기술 역량에 대한 정보 제공을 위해 최초 결과와 등급을 공개하고 이 모두를 기존 소비자 테스트 프로그램(RCAR)에 통합할 계획이다.
새첨은 AEB를 크게 시티, 인터어번(Inter-Urban), 보행자 등 세 가지로 구분하고 있다. 시티 AEB는 50 km/h 이하의 저속충돌에 대응하는 시스템이다. 이는 대부분의 충돌사고에 대한 것인데, 특히 정지 상태의 차량에 대한 충돌과 목부상 예방 측면에서 중요하다. 시티 AEB는 포드 포커스(Focus, Active City Stop), 볼보의 다양한 모델에 이미 장착되고 있고, 최근에는 마쯔다 CX5, 피아트 판다(Panda), 폭스바겐 업(up!) 등에도 장착됐다. 이 밖에도 메르세데스의 프리세이프 브레이크(Pre-Safe Brake) 등도 시티 AEB에 포함된다.
인터어번 AEB는 20 km/h 이상부터 주로 고속도로 및 편도 2차선 이상 도로에서의 고속 충돌에 대응하는 시스템으로 심각한 대물 파손과 대인 부상 예방 및 완화에 기여한다. 시스템은 경고와 자동제동 기능을 포함한다. 볼보, 메르세데스, 혼다 등의 모델에 적용되고 있다.
보행자 AEB는 60 km/h 이하의 중저속에서 보행자와 충돌할 때 중상 등 심각한 상황을 회피할 수 있도록 설계된다. 시스템은 경고, 자동제동을 통해 사고를 회피하거나 상해정도를 크게 완화토록 한다. 볼보와 스바루 등의 모델에 탑재되고 있다. 
에이버리 수석은 “시티 AEB는 자동제동에서 대단히 중요한 의미를 지니는데, 이는 저속주행에서 운전자가 경고에 반응하거나 제동 애플리케이션을 작동하는 빈도가 매우 높기 때문으로 실제 데이터 분석에서도 단순한 경고 시스템보다 안전 효과가 큰 것으로 나타났다”고 말했다.
예를 들어 볼보의 시티세이프티(City Safty) AEB는 사고율을 25% 저감시킨다. 고속주행인 인터어번 테스트 경우엔 저속주행에 비해 시간적 반응 여유가 있기 때문에 전방충돌 경고 시스템(FCW)을 포함하는 것이 더 안전성이 높고 테스트도 두 가지 기능을 포함해 시험한다. 에이버리 수석은 “인터어번은 경고를 먼저 주는 것이 효과적이다. AEB 테스트 조건이 80 km/h까지인 것은 그 이상의 속도에서는 고도의 자동제동 시스템이 잘 맞지 않기 때문”이라고 말했다.  
보험업계도 AEB에 큰 기대를 걸고 있다. 미고속도로안전보험협회(IIHS)의 미국 보험청구 연구보고서에 따르면, 라이더 기반 AEB 시스템을 장착한 2010년형 볼보 XC60은 CCR 보험사고에서 다른 SUV 차종과 비교해 월등한 안전성을 나타냈다. 대물파손 27%, 대인상해 51%, 본인보험이 22% 낮았다. 사고심도(claim severity)에서는 대물파손이 270달러 높은 반면 본인보험은 517달러 낮게 조사됐다. 결과적으로 총 손실은 대물파손 17달러, 본인보험의 경우 98달러 낮은 것으로 분석됐다. 독일의 한 조사에서도 AEB는 모든 보험 항목에 대해 9% 저감 효과를 보였다. 이처럼 세계 보험전문가들의 연구결과에서 AEB를 장착한 차량은 접촉사고 관련 보험청구가 다른 차에 비해 28~31% 낮은 것으로 분석되고 있다.  
특히 AEB는 레이더를 이용하는 FCW 시스템과 결합돼 예방 성능을 크게 끌어올려 탁월한 사고 예방 및 파손, 상해 저감효과를 끌어낸다. FCW만 장착한 볼보, 메르세데스 차량은 대략 7~8%의 대물파손 저감효과를 보이지만 AEB와 FCW를 모두 장착한 볼보, 메르세데스, 혼다 어큐라 모델은 거의 2배인 10~15%의 저감효과를 기록한다.
에이버리 수석은 “유로 NCAP은 AEB의 광범위한 보급에 중대한 영향을 미칠 것이다. 예를 들어 플릿 카 관련 보험계의 진취적 적용 노력은 특히 운전자의 오너십 비용 측면에서 유용할 것”이라며 “유로 NCAP은 카 메이커의 높은 점수 획득을 위한 시도와 차량의 높은 안전 성능 획득에 대해 보상할 것이고, AEB는 자동차의 안전도 경쟁에 중요하게 작용하며 시장에서 빠르게 확산될 것”이라고 전망했다.  


테스트의 조건
새첨의 AEB 테스트 절차 연구 및 제안은 보험업계와 유로 NCAP을 위한 AEB 기능성 및 보급 촉진을 위한 실질적 테스트 시나리오를 만드는 것이었다. 이를 위해 실제 사고 데이터와 사고유발 요인을 면밀히 분석하고 이를 시나리오에 반영했다. 보험사고의 26%가 종방향 충돌이고, 75%의 충돌이 20마일(32 km/h) 이하에서 발생한다는 점에 포커스했다.
에이버리 수석은 “우리는 테스트 절차 개발에서 레이더 반사율과 시지각적 특성을 반영한 실제적인 충돌 타깃 정의에 집중했고, 충돌 속도 영역을 정하는 데 심혈을 기울였다. 무엇보다 중요한 것은 총점에서 자동제동의 중요성을 부각시키는 것”이라고 말했다.
새첨의 연구는 크게 CCR과 CP로 나뉘고 절차 연구의 시작은 타깃 생성에서 시작됐다. 생체적합(biofidelic) 테스트와 차량적합(carfidelic) 테스트를 거친 타깃은 실제 차량과 사람의 속성을 충분히 반영했고, 반복적 충돌 테스트에서 재사용가능하도록 디자인됐다. 시티 AEB의 테스트 타깃 검증은 카메라와 레이더 퓨전 시스템을 장착한 볼보 V60을 통해 평가됐다. 폭스바겐 투아란의 뒷면을 복제한 타깃 속성은 차량의 레이더 및 비전 기반 센서 시스템 관련 실제 차량 속성을 최대한 반영했다. 라이더 센서 성능과 관련된 라이트 클러스터와 번호판이 위치한 영역의 반사 요소 등 매우 다양한 속성이 추가됐다. 보행자 분야의 타깃 더미 역시 레이더 및 비전 기반 시스템의 식별과 성인과 아동의 차이, 이동과 속도 등 실제 환경에서의 시나리오에 맞춰 개발되고 있다.
에이버리 수석은 “시티 AEB 테스트는 정지된 타깃에 대해 10~50 km/h까지 속도를 5 km/h 단위로 높여가며 테스트한다. 로봇 컨트롤 차량은 타깃까지 일정 속도를 유지하며 달리게 된다”고 말했다.


업과 V40의 차이
새첨은 라이더 기반 시스템을 장착한 포드 포커스, 마쯔다 CX-5, 폭스바겐 업, 볼보 V40과 스테레오 카메라 기반의 스바루 아웃백 등 5종의 모델을 테스트했다.
테스트 속도에 따라 사고빈도와 목부상 가능성을 반영한 가중치를 적용해 10~30 km/h까지 2포인트, 35~50 km/h까지 1포인트, 총 14포인트를 배점(UK의 경우)했다. 14점 만점 획득을 위해서는 모든 경우에서 타깃과 충돌하지 않아야 한다. 충돌 완화 정도에 따라 포인트가 부가되며 이는 “가능 포인트×[(테스트 속도 - 충돌 시 속도)/ 테스트 속도]로 계산된다.
결과적으로 14점 만점(개인, 날씨)에서 포드 포커스가 7.528점, 마쯔다 CX-5 7.764점, 폭스바겐 업 8점, 볼보 V40 7.951점, 스바루 아웃백이 14점 만점을 획득했다. 스바루 아웃백은 비오는 날에도 만점을 받았다.
고가의 스테레오 카메라 기반 AEB를 채용한 스바루를 예외로 할 때, 폭스바겐 업과 볼보 V40은 14점 만점에 57%의 포인트를 획득해 최고점을 획득했지만 내용은 서로 다르다. CEB(City Emergency Braking) 시스템의 폭스바겐 업은 25 km/h까지 완전 회피하고, 30 km/h 이상부터 포인트를 전혀 올리지 못했다. 시티 세이프티(City Safety)의 볼보 V40은 25 km/h에서 완전 회피하지 못했지만 30 km/h부터 45 km/h까지 충돌 완화 포인트를 조금씩 획득했다.
에이버리 수석은 “동일한 시티 AEB 시스템, 테스트에서 폭스바겐 업과 볼보 V40의 시스템은 30 km/h까지는 동일한 성능을 보였지만 볼보의 모델은 더 높은 속도 범위에서도 시스템이 작동해 안전도에 영향을 미쳤기 때문에 좀 더 나은 시스템이라고 할 수 있다”고 평가했다. 
2012년 현재 영국에서 볼보 XC70, XC60, V70, V60, V40, S80, S60 모델은 AEB인 시티 세이프티 시스템을, 마쯔다는 SCBS(Smart City Braking System)를 기본 장착하고 있다. 렉서스는 LS와 IS 톱 모델 일부에 APCS(Advanced Pre-Crash System)과 PCS(Pre-Crash System)을 기본 장착한다.
영국에서 보험사는 이미 시티 테스트의 AEB 성능에 기반해 보험 할인을 적용하고 있다. 옵션 장착은 적용 대상이 아니며 기본장착 모델에만 적용하고 있다. 50 km/h까지 완전 충돌회피가 가능한 시스템이면 프리미엄에서 15%까지 할인 혜택을 받을 수 있다.  
AEB와 관련된 일련의 연구들은 저속의 시티 AEB 테스트의 전 세계적 제도화 필요성을 보여준다. 에이버리 수석은 “근본적인 탑승자 보호에 대한 수동안전이 유지되는 동안 유로 NCAP은 기존 테스트 요구사항에 대해 만족하지 않을 것”이라며 “AEB는 또 다른 시트벨트가 돼 많은 생명을 구하고 자동차 안전조건에 커다란 영향을 미칠 것”이라고 말했다.


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