지능형교통시스템(Intelligent Trans-portation Systems, ITS)은 약 20여년전 그 개념이 지능형 차량 및 도로체계(Intelligent Vehicle and Highway Systems, IVHS)라는 용어로 미국에서 처음 소개됐다. 소개될 당시만 해도 ITS는 007 영화나 공상과학 영화에서나 볼 수 있는 최첨단 자동차가 운전자가 원하는 모든 기능을 구현해 3차원 공간을 자유자재로 무한질주하는 꿈의 교통체계로 인식됐었다. 이런 이유에서 ITS의 서비스 구분 중 첨단 차량 및 도로체계(Advanced or Automated Vehicle and Highway System, AVHS)가 우리가 꿈꾸는 미래 교통체계의 대표가 됐고, 당시 기계, 전자 및 토목 등 전통적인 공학기술에 급속도로 발전하는 정보통신(IT) 기술 융합 기대가 AVHS가 공상이 아닌 현실이 될 것이란 가능성의 근거를 제시해줬다.
ITS로 실현하고자 하는 미래의 교통 시스템 AVHS는 막연한 꿈의 교통체계가 아니다. 이는 운전자가 운전을 하지 않고도 목적지까지 가장 빠르고 안전하게 이동할 수 있는 완전 자동화된 교통체계를 추구하는 것이 궁극적인 목적이 아니라는 것이다. AVHS는 사람, 도로, 자동차라는 기존의 교통체계 3대 요소를 IT 기술을 통해 가장 효율적으로 연결해 좀 더 편리하고 안전한 교통환경을 시민들에게 제공하는 것을 목표로 한다.
자동차 기술, 도로 설계, 건설 기술의 급속한 발전에 따라 전통적 개념의 전환이 이뤄지고 있다. 현실적인 미래의 교통체계 AVHS는 어떨 지 3대 요소 중 자동차와 도로의 변화를 통해 그 모습을 생각해본다.

첨단화되는 자동차

자동차는 원래 사람이나 물체를 원하는 목적지까지 이송시키는 수단이다. 그러나 정보통신 기술 발전은 차내에서 휴대전화를 통해 단순한 업무를 처리하는 수준에서 이제는 각종 모바일 텔레매틱스 관련 기기를 이용하는 ‘모바일 오피스’가 되고 있다. 이에 따라 운전 중 운전과 직접적으로 관련없는 각종 행동들이 부가됐고, 운전부하가 급증하게 돼 운전자의 안전운전을 지원해 주는 장치가 필요해졌다. 각종 첨단 장치들, 예를 들어 차선이탈 경고, 전방 차량충돌 경고, 교차로 진입 경고 등이 상용화되면서 차는 첨단 안전 차량(Advanced Safety Vehicle, ASV)으로 변화하기 시작했다(그림 1).
ASV는 전방 차량을 따라 순항하거나 전방 장애물을 인식해 경고해 주는 등 교통 및 도로 상황을 감지해 운전자의 안전운전을 지원한다. 예를 들어 차량이 다른 차량을 따라가며 자동으로 주행할 수 있게 하는 적응형 순항제어(Adaptive Cruise Control, ACC) 장치는 기존의 재래식 순항제어 시스템을 개선한 것으로, 도로 주행 중 차량 앞 범퍼에 부착된 77 GHz 레이더를 이용해 전방 차량 혹은 선행 차량과 적절한 거리를 유지할 수 있도록 엔진이나 변속기, 브레이크 제어를 통해 속도를 조절한다. ACC는 운전자의 주행부하를 덜어주는 현재까지 개발된 최상의 운전자 지원 시스템으로 유럽, 일본, 미국 등에서는 이미 많은 차량이 장착하고 있으며 최근 우리나라에서도 현대자동차의 제너시스가 선택사양으로 장착해 판매하고 있다. 세계 최대 자동차 시장인 미국에서 판매 중인 ACC 탑재 차는 메르세데스 S-Class, 렉서스 LS-430, 인피니티 Q45, Eaton-Vorad EVT-300 heavy truck, 재규어 XKR 등이 있다. 일본에서는 미쓰비시 Diamante`s Preview-Distance Control, Proudia, 토요타 Celsior, 닛산 Cima, 혼다 Civic, Odyssey, 스바루 Legacy 등이 있다.
전방차량 충돌경고(Forward Vehicle Collision Avoidance System, FVCWS)는 ACC와 같은 레이더를 이용해 주행 중 전방 차량이 갑작스럽게 정지하거나 주차함으로써 주행 장애물이 될 경우 이를 검지해 운전자에게 자동 경고함으로써 충돌을 사전에 방지하는 시스템이다. 이 두 시스템은 이미 상용화된 부분적인 종방향 주행 제어장치로, 현재 일부 고급 차량을 중심으로 장착돼 운전자의 주행 안전을 지원하고 있다. 이밖에 ASV를 구현하는 시스템으로 차선이탈 경고(Lane Departure Warning System, LDWS), 차선변경 지원(Lane Change Decision Aid System, LCDAS) 등이 있다.

 
표준화 추진

ITS 분야의 국제표준화는 아시아와 유럽의 지원을 받아 1991년 12월 미국에 의해 설립이 제안됐다. 1992년 9월부터 국제표준화기구(International Standard Organi-zation: ISO)의 설립 승인을 받아 ISO/ TC204(Transport Information and Control Systems, TICS, 지금은 ITS로 변경) 위원회가 설치돼 현재까지 진행해 오고 있다. ISO/TC204 회의는 1993년 4월 미국 워싱턴 DC에서 처음 개최됐다. 한국을 포함한 18개 Participating-members, 28개의 Observing-members로 구성됐으며, 위원회 산하 의사결정에 참여하는 정회원국 대표로 구성된 총회와 표준(안) 작업을 하는 16개 워킹그룹을 두고 있다. 현재는 14개 그룹만이 가동 중이며 시스템 아키텍처, 도로/차량 안전문제, 교통관리, 여행자 정보, 교통량관리, 대중교통, 응급 서비스 등 교통정보 및 제어 시스템(TICS) 분야 표준화를 수행하고 있다.
이 중 ASV에 관한 국제표준은 WG14인 도로 주행 차량의 경고 및 제어(Vehicle/ Roadway Warning and Control System)에서 개발하고 있다. 그 동안 WG14에서는 ACC와 FVCWS, LDWS, LCDAS 등을 국제표준으로 개발해 상정했고, 최근에는 우리나라에서 제안한 교차로 신호위반 방지장치(ISIVWS) 등 차량, 도로 연계 시스템을 표준안으로 다루고 있다.
WG14에서는 ACC 등 ASV의 첨단 기능 개발을 위해 전세계의 유명 자동차 회사들이 앞다퉈 표준 작업에 참여해 국제표준(IS) 지정을 서두르고 있다. 그러나 우리나라 경우엔 현대자동차 등이 ASV 관련 첨단 기능 국제표준화 작업에 참여하지 않고 있는 상황이다.

똑똑해지는 도로

도로는 차량이 한 지점에서 다른 지점으로 이동하도록 하는 물리적인 2차원 공간이란 것이 전통적인 개념이었다. 그러나 최근 도로상에 각종 ITS 시스템이 구축되기 시작하면서 단순한 물리적 공간 개념에서 벗어나 전자적인 정보화 도로 개념으로 진화하고 있다.
고속도로나 국도 혹은 각 도심지 도로 체계에서 흔히 볼 수 있는 전광표지판, CCTV, 영상검지기 등의 장비들은 그 동안 도로를 정보화 공간으로 변화시키기 위해 구축된 ITS 시설물들이다. 도로에서의 ITS 기술 진보에 따라 향후 차량은 주행할 때 언제 어디서나(Ubiquitous 개념) 정보를 제공하고 받을 수 있는 ‘정보통신축선상’의 도로 환경에 놓이게 된다. 
예를 들어 우리나라의 고속도로 체계가 7×9 네트워크로 구축돼 가면서 기하구조적으로 일부 구간에 고속화 도로 개념이 도입되기 시작했다. 이는 제한속도 160 km/h 이상인 소위 Smart Highway 건설 논의로 이어지고 있다(그림 2). Smart Highway는 단순히 빠른 도로가 아닌, 단위 시간 내에 많은 차량을 안전하게 이동시키는 것을 목표로 한다. 또 차량 간 통행 상충이 빈번히 발생하는 도심지 교차로 경우에는 기존의 신호제어 방식을 통한 방향별 순차적 통행권 허용이 최근에는 무선통신 기술을 적용한 접근 차량 주행상황에 따른 감응제어 방식으로의 이행을 위해 새로운 시스템 연구개발로 이어지고 있다. 
車-路 연계하는 단말

자동차, 도로 개념이 변화하고 첨단화되면서 AVHS 실현을 위한 현실적 목표는 차량-도로 간 연계 시스템(Cooperative Vehicle- Highway System, CVHS) 개념으로 바뀌고 있다. CVHS는 지능화된 첨단 안전차량이 정보화 도로를 주행하면서 단거리 전용통신, 광대역 통신 등의 무선 통신기술, DMB 등 디지털 방송기술을 통해 차량과 도로, 차량과 차량 간 정보를 상호 유기적으로 연계해 목적지까지 안전하게 최적 경로로 도착할 수 있도록 하는 인프라를 제공하는 것이다.
최근 수년간 보급이 확대되기 시작한 내비게이션 시스템은 CVHS 실현을 위한 가장 기본 장치로 활용될 수 있다. 예를 들어 고속도로에 설치돼 보급이 시작된 전자통행료  지불 시스템인 Hi-Pass도 CVHS의 첫 사례로 꼽을 수 있다. 이처럼 차량과 도로 인프라 연계를 구현, CVHS를 실현하는 핵심 단말장치를 ‘방랑자 기기(Nomadic Device, ND)’라 부른다. ND는 기본적으로 휴대전화, WiMAX, HC-SDMA 혹은 WiFi 등 광대역 무선망 등의 연결을 지원하며, 차내 통신망의 경우 블루투스나 지그비 등 단거리 통신망을 통해 다양한 서비스 제공을 가능케 한다. 현재 3G 기반의 애플 iPhone, 삼성전자의 옴니아(T*OMNIA)가 대표적인 ND 초기 모델들이다. 
이미 수년 전부터 미국, 일본, 유럽은 향후 ITS 및 텔레매틱스 시장에서 차량 단말기기를 통한 서비스, CVHS 시대 도래를 예측하고 ISO/TC204의 국제 전문가 리더 그룹을 통해 미래를 논의해 오고 있다. 특히 일본 전문가 그룹에서 이를 구체화하려는 움직임을 보여 ISO/TC204에 새로운 WG을 제안하기에 이르렀고, TC204 본회의가 받아들이면서 지난 2007년 가을 중국의 청도 회의에서 WG17 ‘Nomadic and Portable Devices for ITS Services’가 만들어졌다. WG17에서 다루게 될 ITS 서비스를 위한 Nomadic & Portable Device 표준은 다음과 같은 범위로 규정돼 추진되고 있다.

- 차량 내 ITS 서비스 제공과 차량 정보, 운전자 지원 및 경고 시스템, 엔터테인먼트 시스템 등 텔레매틱스 및 멀티미디어 서비스를 위한 Nomadic Device 표준 개발.
- Nomadic Device는 휴대전화, WiMAX, WiFi 등 모바일 광대역 등 무선통신 시스템을 제공하고, 차량 통신 네트워크와의 연결을 위해 Zigbee, Bluetooth 등 근거리 링크를 포함함.
- 차량 통신 네트위크 고유의 방화벽 제어나 Access 프로토콜 관련 ISO/TC22 및 AMIC 관련 표준은 제외됨.
- ITS 서비스 및 멀티미디어 이용에 적합한 Nomadic Device의 규명.
- ISO/TC22, AMIC 등 Nomadic Device 및 차량 통신 네트워크 관련 표준 확인 검토 및 새로운 표준 항목 개발 제안.
- ITS 서비스 및 멀티미디어 이용에 대한 규명 가능한 항목의 요구사항 분석

u-ITS 시대로

ITS는 첨단자동차 및 첨단도로가 연계된 CVHS 시스템으로 진화해가고, 여기에 Nomadic Device를 통한 Ubiquitous 서비스가 가능해지면서 u-ITS 서비스로 발전해 가고 있다(그림 3). 그동안 추진된 ITS 시스템 구현 및 관련 제공 서비스는 불특정 다수의 이용자를 대상으로 한 공공부문 인프라 구축에 초점을 두고 추진됐다면, 향후 u-ITS는 개별적인 특정 이용자를 대상으로 하는 유비쿼터스 환경, 언제 어디서나 누구나 어떤 기기에 상관없이 원하는 정보를 제공받을 수 있는 서비스를 제공하는 민간 비즈니스 형태로 발전하게 된다. 따라서 원하는 정보를 시간과 공간상 제약없이 요구하는 특정 이용자 혹은 차량을 대상으로 Nomadic Device를 통한 맞춤형 서비스를 제공해 다음과 같은 3가지 목표 달성을 추구할 것이다.

- 교통정보 수집 및 제공: 이용자 혹은 차량 중심 Nomadic Device에 의해 도로상에서 실시간 Probe 정보를 수집해 이를 네트워크 단위의 센터에서 가공한 후 다시 이용자들에게 시간과 공간 제약없이 Nomadic Device의 맞춤형 정보로 제공함.
- 교통운영 및 관리: 이용자 혹은 차량 중심 Nomadic Device에 의해 도로상에서 획득한 실시간 Probe 정보를 통해 특정 구간 혹은 네트워크 상의 정확한 차량의 이동류 파악을 통해 최적 교통류 흐름을 유지하기 위한 동적인 교통운영 및 관리체계를 제공함.
- 교통안전 및 제어: 이용자 혹은 차량 중심의 Nomadic Device에 의해 도로상에서 이동하는 차량이 다른 차량과의 관계 및 도로 인프라와의 관계를 차-차간 혹은 차-로간 무선통신을 통해 전방차량 충돌방지, 차로이탈방지 등 안전운전을 위한 운전자 지원시스템을 Nomadic Device에 제공하고, 필요 시 이를 차량과 연계해 차량의 정지 및 속도 등을 제어할 수 있도록 교통안전 및 제어체계를 제공함.

AEM_Automotive Electronics Magazine