자율주행하는 버스와 화물차를 이르면 내년에 도로에서 볼 수 있을 전망이다.

국토교통부(장관 김현미)는 자율주행 버스와 화물차를 개발하고 이를 대중교통, 물류 등 교통서비스에 도입하기 위한 실증연구가 시작된다고 밝혔다.

지난 5월 25일 열린 ‘자율주행 기반 대중교통 시스템 실증 연구’와 ‘차량-사물통신(V2X) 기반 화물차 군집주행 운영기술 개발’ 연구개발 과제에 대한 착수보고회에서 국토부는 이같이 발표하고 세부 R&D 과제를 공개했다.

안전한 승하차 가능한 소, 중대형 자율주행 버스 제작

‘자율주행 기반 대중교통 시스템 실증 연구’는 버스를 대상으로 하며, 연구기간은 2018년 4월부터 2021년 12월까지이다. 총 연구비는 370억 원(정부 280억 원, 민간 90억 원)이며 한국교통연구원(주관), SK텔레콤, 서울대학교, 현대자동차 등이 연구기관으로 참여한다.

현재 대중교통시스템은 정체 시 효율성 및 안전성 저하 문제가 발생하고 있다. 버스-승객/보행자 사고나 정거장 부근 정체가 대표적이다. 유고 상황 발생 시 능동적인 교통관리가 힘들고 공급 수요 불균형으로 운영 회사의 수익성 저하 및 이용자 편의성이 떨어지고 있다. 버스 분담률은 2004년 이후 전반적으로 증가하였으나 2011년 이후에는 정체 상태이다.

이에 연구단은 한국형 대중교통체계 혁신 교두보 마련을 위하여 4대 핵심 서비스군을 제안했다. 이 핵심 서비스에는 ▲버스정거장 안전지원 서비스 ▲신호교차로 협력형 자율주행서비스 ▲사용자 편의 최적화 서비스 ▲교통제어 센터 기반 안전 서비스 등이 포함된다.



이 연구는 신호등, 횡단보도, 보행자 등을 인식할 수 있고 안전한 승하차가 가능한 소형 중대형 자율주행 버스를 제작하는 것이 목표이다. WAVE, LTE, 5G 등 실시간 통신으로 현장 인프라와 연계하여 이용객의 호출 및 혼잡도에 따른 최적 주행 경로 생성 등이 가능한 대중교통 시스템을 개발할 예정이다. 이를 위해 자율협력주행버스, HD맵, 관제센터, V2X 연계기반 자율협력주행 대중교통 시스템 기술 개발 및 실증을 통한 한국형 대중교통체계 혁신의 교두보를 마련할 계획이다.

세부과제는 이미 검증 및 확보된 기술과 인프라 연계, 활용을 통한 성공적 실증사업 수행을 목표로 한다. 첫 번째 세부과제는 자율협력주행버스의 안전성과 향후 양산성을 제고하여 초기 위험과 비용 절감, 기술 연속성을 달성한다. 구체적으로는 자율협력주행 기반 대중교통시스템 알고리즘 적용 기술을 개발하고, 자율협력주행 기술 및 C-IPTS 연동 차량서비스 확장을 위한 SW/HW 플랫폼을 개발할 계획이다. 또한 자율협력주행 기술 적용을 위한 소형 및 대형 버스 개조기술을 개발하고 자율협력주행 및 승객 안전을 위한 비전 센서 기반 인지 최적화 기술을 개발한다.

세부과제 두 번째는 LDM(동적정보) 실증 기술과 관제센터 확대 적용하여 차세대 교통 인프라 기반 대중교통시스템을 지원하는 것이다. 기존 C-ITS/BIS 센터 연계를 통한 다양한 자율주행 안전운행 서비스를 제공하고, WAVE/LTE V2X 및 5G 인프라 협력을 통한 센서 기반 자율주행 기술의 한계점을 극복한다는 계획이다. 또한 실시간 동적 지도 서비스를 제공하고 자율차 정보, 교통운행행태 빅데이터 분석으로 사고/고장율을 감소시킨다.

다시 말해, HD맵을 활용활용하는 차량에 커넥티드 ADAS 단말을 적용하여 실시간으로 HD맵 변화 정보와 위험/돌발 정보를 크라우드-소싱 기반으로 수집, 실시간 업데이트 수행 및 자율주행 차량에 제공하는 서비스를 생각해 볼 수 있다.

마지막 세부과제는 버스+인프라+센터 연계, 통합하여 실시간 리빙랩 기반 시뮬레이터 구축 및 실증평가를 진행한다. 여기에서는 실증 단지 선정/설계/구축/평가 및 가이드라인을 개발하고 자율협력주행 대중교통 시뮬레이션과 스마트 대중교통 운영 효율성 평가 시스템을 개발한다. 또한 수요 대응형 스마트 대중교통 이용자 편의 서비스인 첨단화 시스템을 적용하고 C-IPTS 기반 관제시스템 빅데이터 활용 기술을 개발한다.

2021년까지 8대 이상의 자율주행버스 운행

연구단은 올해 자율주행 버스 및 시스템의 설계를 거쳐, 내년에 우선 소형 버스 2대를 제작하여 시험운행을 시작하게 된다. 이를 단계적으로 확대하여 2021년까지 8대 이상의 자율주행 버스를 연계 시험 운행한다는 계획이다.

강경표 연구단장(교통연)은 “이 연구는 자율협력주행버스, HD맵, 관제센터, V2X 연계기반 자율협력주행 대중교통시스템 기술 개발 및 실증을 통한 한국형 대중교통체계 혁신 교두보를 마련하기 위한 것”이라며, “사용자 중심의 대중교통 운용 환경 구축과 체험형 실증사업, 나아가 국민체감 신교통서비스를 확보할 것”이라고 말했다.



자율군집주행 화물차, 대열 유지하면서 안전하게 합류 이탈

‘차량-사물통신(V2X) 기반 화물차 군집주행 운영기술 개발’은 연구기간 역시, 2018년 4월부터 2021년 12월까지이며 136억 원(정부 103억 원, 민간 33억 원) 연구비에 한국도로공사(주관), 국민대학교, 현대자동차 등이 참여한다.

화물차 군집주행은 실시간 통신을 통해 주변 차량과 장애물 정보를 인식, 공유하고 대열을 유지하면서 안전하게 합류, 이탈이 가능한 자율 군집주행 화물차 제작이 목표이다.

세부과제는 둘로 나뉜다. 하나는 군집주행 차량의 안전주행 제어기술 개발이고, 나머지 하나는 자동차 전용도로 기반 V2X 군집주행 운영 및 연구실증 기술 개발이다.

군집주행 차량의 안전주행 제어기술 개발은 안정적인 연결 상태(V2X)을 유지하며 합류/이탈, 긴급/이상 상황 등 군집주행 유스케이스에 기반한 주행 시나리오별 통합 인지, 판단, 제어를 수행하는 군집주행기술 개발이다.

화물차 군집주행 개발에는 ▲V2V 협력을 통한 전방위 주행 환경 인지 및 주행상황 판단기술 ▲V2V 협력인지 기반 군집주행 안전주행 기술 ▲V2V기반 군집주행 시나리오 및 평가기술 ▲군집주행 시스템이 적용된 시험차량 제작 및 요구성능 평가 ▲군집주행 임시운행 허가 취득 관련 안전기준 검토 및 임시운행 허가 취득 등이 포함된다.

화물차 종류는 트랙터(6x2)+트레일러(40ft)+컨테이너가 연결된 화물차량(총 길이 16m)이며 차량속도는 90kph, 차량간격 0.5s(time gap)이다. 최대 추종차량은 비공용 도로에서 3대, 공용 도로에서는 2대이다. 대상도로는 KATRI, 새만금 수변도로, 여주 시험도로, 영동고속도로(신갈-호법) 등이다.

R&D는 올해 자율 군집주행 화물차 및 시스템의 설계를 거쳐, 내년에 우선 화물차 2대를 제작하여 시험운행을 시작하게 된다. 목표가 실현되면 2021년까지 4대 이상의 화물차를 연계 시험 운행한다.



선두 차량 1대가 추종차량 3대를 이끌어

화물차 군집주행 총괄을 맡은 손영호 연구단장(도공)은 “1차 년도는 군집시스템 및 차량 컨셉을 설계하고 2차 년도에는 선두차량 1대, 추종차량 1대를 운행하고 3차 년도에는 선두차량 1대, 추종차량 2대를 마지막 4차 년도에는 선두 차량 1대가 추종차량 3대를 이끌게 된다”고 말했다. 현재까지 개인 승용차 위주로 개발이 진행된 자율주행차는 45대가 임시운행허가를 받았으며 그중 버스는 4대였다. 더구나 자율 화물차는 1대가 안전성 검증에 있는 중이나 허가받은 차량이 없는 상황이다.

발표회에 참석한 국토교통부 이재평 첨단자동차기술과장은 “이번 R&D는 국내 자율주행자 분야에서도 굉장히 큰 획을 그을 수 있는 연구개발이다”라며, “뿐만 아니라, 우리나라 교통시스템에서도 중요한 R&D가 될 것이다. 그래서 R&D에 참여하는 산학연 기관들이 그러한 의미에 대한 생각을 지니고, 깊이 있고 도전적인 자세로 임해주었으면 한다”고 말했다.