도로안전 부문의 차세대 기술인 C2X(Car to X) 통신에 대한 독일의 실제 도로교통 환경에서의 대규모 필드 테스트 simTD가 지난 6월 완료됐다. simTD 체제에서 도로 위를 달리는 차들은 서로 통신하며, 노변 인프라를 통해 교통제어 센터와도 연결된다. simTD 프로젝트 팀은 이를 위해 협조 교통관제 센터도 구축했다. C2X 기술은 실제 도로에서의 필드 테스트와 특수 상황에 대한 시뮬레이션 랩 테스트를 통해 적합성을 검증했다. C2X가 상용화를 앞두고 있다.   



대형 필드 테스트

유럽연합의 실제 도로교통 하의 대규모 C2X 필드 테스트 중 하나인 독일의 simTD(Safe and Intelligent Mobility Test Field Germany) 프로젝트가 지난해 7월부터 6개월 간 헤센의 도로 상에서 이뤄졌고, 검증 평가가 지난 6월 완료됐다.
프로젝트의 총 관리를 맡은 다임러에 따르면 팀은 독일의 모든 도로 시나리오에 대응되는 의미 있는 발견과 검증을 위해 프랑크푸르트 암 마인과 그 일대를 테스트 필드로 선정했고, 120대의 테스트 차량을 투입해 검증했다. 선택된 도시, 도로, 각각의 주요 교차로에 IRS(ITS Roadside Stations)가 설치됐고, 특히 시내에 24개 IRS가 200 m에서 최대 500 m를 간격으로 구축됐다. 필드에서의 중점연구는 교통 네트워크 제어, 교통감응 신호등 제어, 교차로 지원 시스템과 신호등 변경과 같은 서비스에 대한 것이었다. 
약 120일 동안 테스트 드라이버는 차와 모터사이클을 타고 헤센의 고속도로, 지방도, 시내도로를 달렸다. 프로젝트 팀은 특별한 교통 시나리오들을 생성했고, 이를 통해 simTD 프로젝트의 다양한 사례와 안전 애플리케이션에 대한 상세한 평가를 수행했다.
프로젝트에는 독일 자동차 산업의 주요 OEM, 서플라이어가 참여했다. 예를 들어 다임러가 전체 프로젝트의 관리, 아우디가 애플리케이션과 테스트 시스템 등에 대한 요구사항, BMW가 시스템 디자인, 오펠이 필드테스트, 폭스바겐이 평가 및 프레임워크에 대한 서브 프로젝트 리더로 참여했고 콘티넨탈은 시스템 통합을 담당했다.



프로젝트 팀은 필드 테스트를 위해 드라이브센터(DRIVE Center)로 명명된 협조 교통관제 센터를 구축했다. 이 센터는 프랑크푸르트 시와 헤센 주의 교통센터를 모두 연결한다. 드라이브센터는 120대의 테스트 카와 100개 이상의 IRS와 무선으로 통신했다. simTD 프로젝트가 다양한 스테이크홀더와 통신 파트너들, 또 이와 관련된 많은 태스크에 대한 양방향 데이터 전송을 다룬다는 점에서 드라이브센터는 전통적인 교통제어 센터의 책임과 수용 영역을 뛰어넘었다. 업데이트 되는 측정 데이터, 대규모 테스트 플릿에 대한 지시사항 전달 등 수많은 태스크에 높은 자동화가 요구됐다. 필드 테스트에서 수집된 모든 정보는 헤센 드라이브센터에 위치한 simTD 테스트센터로 전송됐고, simTD 데이터는 헤센의 교통센터, 프랑크푸르트의 교통제어 센터의 모든 데이터를 통합했다.
기술적 완성의 평가는 이처럼 1.650.000 km가 넘는 시내ㆍ지방ㆍ고속도로의 연장, simTD 시스템의 유용성과 접합성 판단에 중요한 정보를 제공한 500명의 테스트 드라이버, 총 41.000 이상의 테스트 시간 등 규모를 바탕으로 이뤄졌다. 수집한 테스트 데이터의 양은 30테라바이트가 넘었다.
막대한 양의 데이터에 대한 프로세싱으로 전문가들은 수많은 차량간의 상관관계를 찾고 분석했다. 개별 차량의 동작과 정보가 전체 교통상황에서 다른 차의 거동에 큰 영향을 미치기 때문에 이 작업은 필수적인 것이다. 프로젝트 결과는 명확했다.
프로젝트 팀은 C2X 기술은 교통상황의 향상된 정보 제공을 가능케 하고, 교통 관련 이벤트를 더 빨리 감지할 수 있게 한다며, 실제 교통에서 C2X 기술의 유용성이 입증됐다고 선언했다.



민관 파트너십의 중요성

독일연방 고속도로연구소에 따르면, 2009년 교통사고로 인한 독일의 경제적 손실은 300억 유로 이상이다. 인적, 물적 손실은 2011년 독일연방 예산의 순채무와 비슷하다. 이처럼 도로교통안전과 효율성의 개선은 언제나 국가적 차원의 중대 과제 중 하나다. simTD 프로젝트 팀은 이와 관련 C2X의 긍정적 효과를 자신했다. 
simTD 프로젝트는 초기부터 이같은 차원에서 독일 도로의 지능화된 이동성과 안전 증대를 위해 민간 부문과 도로사업자 간의 긴밀한 협조를 크게 강조했다. 카 메이커로부터, 연방, 주정부, 지역 연구소가 모두 협력해 차량간, 인프라, 교통관제 센터와의 통신에 대한 기술 요구사항을 만들었다.
다임러ㆍ아우디ㆍBMWㆍ오펠ㆍ폭스바겐ㆍ포드 등의 OEM, 콘티넨탈ㆍ보쉬 등 컴포넌트 서플라이어, 도이치텔레콤 등 이동통신사, 프라운호퍼ㆍ독일인공지능연구센터(DFKI)ㆍ베를린공대ㆍ뮌헨기술대학ㆍHTW응용과학대학ㆍ뷔르츠부르크대학 교통연구센터(IZVW) 등 학계가 참여했으며, 헤센주 도로교통국, 프랑크푸르트암마인시를 비롯 독일 연방기술경제부(BMWi), 연방교육연구부(BMBF), 연방교통건설 및 도시계획부(BMVBS), C2C커뮤니케이션컨소시엄 등이 지원했다. 2008년부터 총 5,300만 유로(약 760억 원)가 투입됐고, 이중 4,000만 유로를 BMWi, BMBF, BMVBS가 담당했다.
이같은 공공, 민간 플레이어들의 협력은 C2X의 최초 도입기에 C2X 기능의 순기능을 사용자들이 경험할 수 있도록 보장하는 역할을 한다. 예를 들어, simTD의 도로공사 정보 시스템(Road Works Information System)의 테스트 결과와 경험은 도로공사 경고(Road Works Warning) 기능의 계획 및 실제화는 물론 로테르담-프랑크푸르트-비엔나의 협조 ITS(Cooperative ITS) 협력체계가 수행하는 공사구간 주변 교통상황 식별에도 사용되게 된다.
또 민관 파트너십은 모바일 도로공사 경보(Mobile Road Works Warning)와 같은 애플리케이션이 C2X 기술의 도입 단계에서부터 가능해질 수 있도록 만든다. 즉, 협력을 통한 잠재력의 확대로 사용자는 C2X의 다양한 기능과 혜택을 최초 도입기부터 경험할 수 있게 된다.
simTD 필드 테스트 결과 C2X는 전반적인 교통상황에서 20%의 긍정적 영향을 미칠 것으로 분석됐다. simTD 시스템을 장착한 차량의 운전자들은 교통상황에 맞게 보다 쉽게 속도와 거리 등을 적용시키는 모습을 보여줬다. 또 이 차들과 운전자는 simTD를 장착하지 않아 정보나 경보를 받지 못하는 차에도 영향을 미쳐 전체 교통에 긍정적 효과를 높였다. 프로젝트 팀은 C2X의 보급이 늘수록 C2X 기능이 더 효과적이게 된다고 분석했다.
simTD 전문가들은 C2X 기술이 30년 전 에어백이 그랬던 것처럼 빠르게 확산될 것으로 보고 있다. 10년 내에 모든 신차가 C2X 기술을 장착하게 되면 보급률은 10년 내에 30% 정도가 될 것으로 예상했다. 



필드 + 두 가지 시뮬레이션 

simTD의 전문가들은 종합적이면서도 매우 정교하게 디자인된 통합 테스트 콘셉트를 통해 C2X의 지속적인 혁신과 진보를 가능케 했다. simTD는 헤센의 실제 도로에서 대규모 필드 테스트를 실시하는 동시에 시뮬레이션 랩 차원에서도 많은 과제를 수행했다.



다임러에 따르면, 방법론적 관점에서 연구 토픽에 따라 필드 테스트로 가능한 테스트의 한계가 존재했다. 예를 들어 빈번한 외부적 영향이나 극히 보기 힘든 교통상황의 발생은 테스트의 깊이와 반복에 제약을 줄 수밖에 없다. 또 안전을 위협하는 심각한 교통상황은 테스트는 물론 일반 운전자들을 위험하게 만들 수도 있다. 그럼에도 불구, 팀은 이런 모든 것에 대해 simTD 기능이 어떻게 지원하고 운전자가 대처하는지를 테스트해야만 했고, 결과적으로 필드 테스트가 이뤄지는 동안 시뮬레이션을 실시했다.
simTD 시뮬레이션은 위협요소 또는 다른 에러 소스가 전혀 문제 되지 않는 완벽한 시뮬레이션 시스템으로 매우 특수한 환경의 테스트만을 위해 고안됐다. 두 가지의 상호보완적 타입의 시뮬레이션이 도입되며 필드 테스트를 보완했다. 하나는 드라이빙 시뮬레이션이고, 다른 하나는 교통 시뮬레이션이다. 드라이빙 시뮬레이션과 필드 테스트의 결과에 따라 교통 시뮬레이션의 전체 교통 영향도가 평가됐다. 특히 드라이빙 시뮬레이션은 운전자 행태에 포커스했다. 드라이빙 시뮬레이션은 동일한 교통상황에서 서로 다른 운전자들이 어떻게 반응하는지를 분석했다. 수집된 데이터는 특수한 상황에서 운전자의 안전도를 높이는데 중요한 정보를 제공했다. 이 데이터로부터 simTD의 전문가들은 운전자와 관계된 반응시간, 만족도, 수용성과 같은 파라미터를 결정지을 수 있었다.



교통 시뮬레이션은 simTD 기능에 의해 제공되는 효율성과 안전성에서의 향상을 평가하기 위해 모든 운전자 차량의 거동을 분석했다. 이 시뮬레이션을 이용해 교통 흐름에서의 각 기능의 효과를 장착률에 따라, 다양한 교통 환경 하에서 비교할 수 있었다. simTD는 필드 테스트와 두 가지 시뮬레이션 모두에서 기술의 가치를 증명했다. simTD의 전문가들은 차량 대 차량, 차량과 인프라 간의 견고한 통신을 위한 C2X 시스템을 구현했고, 이는 실제 교통 하에 이뤄진 필드 테스트에서 기술력과 안전, 효율적 효과를 인정받았다. 



검증된 애플리케이션     
 
프로젝트 팀은 C2X 기술의 텔레매틱스 호라이즌 확장을 강조한다. 예를 들어 운전자의 시야가 대형 트럭으로 인해 방해받을 때 차량의 텔레매틱스 호라이즌(telematics horizon)을 통해 특수 상황에 대한 지원을 받는다. 
연구진은 필드 테스트 동안 simTD에 의해 생성되는 메시지가 정확하고 제때에 수신됨에 따라 잠재 위험에 대해 운전자 스스로가 사전 대응할 수 있다는 것을 증명했다. 전문가들은 다양한 송신 파워, 메시지 전송 주파수, 그리고 예를 들어 라디오 채널의 다양한 신뢰성과 같은 채널 상태 등 여러 조건에 따른 완벽한 통신을 입증했다. 또 프로젝트 동안 성공적인 메시지 전송을 향상시키기 위해 표준의 도입과 기술의 치밀함을 더했다.   
테스트 운전자들은 긴급차량 경고(Emergency Vehicle Warning), 고장차량 경고(Broken Down Vehicle Warning), 교차로 지원(Intersection and Cross Traffic Assistant)과 같은 애플리케이션을 경험하며 안전에 대한 그들의 감각이 향상됐다고 말했다. 또 이들은 그린 웨이브(Green Wave), 첨단 경로안내(Advanced Route Guidance), 대안경로 관리(Alternative Route Management), 주차 정보(Car Park Information) 기능이 주행 효율성을 증대시킨다는데 동의했다.



테스트 드라이버들은 simTD의 시장 도입 이후에도 자신의 차에서 해당 기능을 사용하는 데에 높은 호응을 보였다. 대다수의 테스트 운전자들이 교통체증, 도로공사, 긴급차량의 접근, 고장차량에 대해 경고하는 simTD를 장착하길 원했다. 또 주행 효율성을 높이는 교통 데이터 전송(Transmission of Traffic Data), 주차 정보, 대안경로 관리, 교통신호 지원 등에도 높은 기대감을 나타냈다. 
특히, simTD 기능 중 대다수 테스트 드라이버가 자차에서 사용하고 싶다고 답한 교차로 지원 애플리케이션은 차에 시스템이 장착될 경우 교차로 사고의 54% 이상을 예방할 수 있는 것으로 분석됐다. 필드 테스트에서  50 km/h로 도시 지역 교차로에 접근하는 차량은 정확한 시간에 메시지를 받았고, 차가 교차로에 진입하기 97 m 전부터 운전자에게 사전 대응을 위한 대략 7초의 시간을 벌어 주는 경고를 보냈다. 
전자 제동등(Electronic Brake Light) 또한 긍정적인 안전 효과를 입증했다. simTD의 전자 제동등 기능은 특히 운전자가 바로 앞에 있는 차량의 앞에 있는 보이지 않는 전, 전방 차량의 제동 동작을 경고 받음으로써 사전 대응할 수 있도록 해준다. 고전적 센서에 의해서만 사고를 완화하거나 회피할 수 있는, 전방 시야가 완전히 또는 부분적으로 차단된 이같은 위험 상황에서 전자 제동등은 운전자의 제동 시점과 위험상황에 대한 대처 시간을 늘려줌으로써 사고 위험을 최소화했다.
공사구간 정보 시스템 역시 전체 교통에 대해 긍정적 영향을 미쳤다. 이 기능은 심지어 simTD 유닛을 장착하지 않은 차량에도 영향을 미쳐 차선을 미리 바꾸고 속도를 줄일 수 있도록 작용했다. 공사구간 정보 시스템은 헤센에서 고정된 공사 현장, 고속도로 차선에 매우 근접한 현장, 국도의 좁은 차선, 이동 공사현장, 고속도로 우측 차선에서 느리게 움직이는 공사 차량 등 다양한 시나리오에 대해 테스트됐다. 일반적으로 테스트 운전자들은 simTD 유닛이 장착되지 않은 차에 비해 서행 경고를 보다 빨리 받아 속도를 늦추는 등 적절한 대응을 했다. 이에 따라 모든 공사현장의 유형에서 충돌위험이 크게 감소됐다.   
C2X는 전 유럽, 전 세계적 토픽이다. C2X의 상용화는 자동차 산업과 소비자 모두에게 혜택을 가져올 것이다. 제조사들은 그들의 운전자 지원 시스템을 향상시킬 수 있고, 소비자들은 현재보다 더욱 편안하고 안전한 운전을 하게 될 것이다.  AE

AEM_Automotive Electronics Magazine