10월 세계최대 자율차 실험도시… "통신·GPS 한치 오차없게"

36만㎡ 규모 'K시티' 도로 축소판
4G 이동통신·교통 무선통신망 구축
자율차 -도로 인프라 교통정보 공유
향후 5G 활용 시속 250㎞ 주행 가능
도공, 경부고속도 일부 테스트베드
동적정보 전자지도화 기술개발 총력
GPS 정보 오차없도록 기술 고도화도

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10월 세계최대 자율차 실험도시… "통신·GPS 한치 오차없게"

10월 세계최대 자율차 실험도시… "통신·GPS 한치 오차없게"


■안전한 자율주행시대 열어라

1. K시티·스마트 교통 인프라 구축 '착착'


22일 자율주행차가 서울 여의도를 달리기 시작한다. 국토교통부가 지난해 11월 전국 일반 도로에서 자율주행을 허용한 후 자율차가 도심에 첫 모습을 드러낸 것이다. 올해는 자율차 상용화의 중요한 변곡점이 되는 해다. 교통안전공단 자동차안전연구원이 실증단지인 K시티 밑그림을 완성해 오는 10월 자율주행 시험도로를 1차 개통하고, 경부고속도로와 영동고속도로 일부 구간에서는 이달 스마트 자율협력주행 도로시스템 테스트베드가 가동된다. 자율주행 시대를 맞아 관심이 쏠리는 것은 안전이다. 첨단 기술이 열어가는 '안전한 자율주행 시대'의 오늘과 내일에 대해 6회에 걸쳐 짚어본다.



11월이면 국내 최초로 운전자 개입이 필요없는 레벨4 수준의 자율주행자동차가 정밀도로지도를 활용해 서울 등 도심 도로를 달리고 연말이면 경기 판교에서 완전 자율주행버스가 운행을 시작한다. 이같이 바로 눈앞으로 다가온 본격적인 자율주행 시대 개막을 앞두고 자율주행실험도시(K시티) 건설과 스마트 교통 인프라 구축이 속도를 내고 있다.

교통안전공단은 경기 화성에 들어서는 한국형 자율주행실험도시인 K시티 상세 밑그림을 완성하고 10월 자율주행 실험도로를 1차로 개통한다. 이곳에서는 차량과 도로가 실시간 정보를 주고받는 통신 환경이 구축돼 자율차가 도로 환경과 소통상황을 파악하면서 안전하게 달리는 지 테스트를 하게 된다.

자율차 센서의 인식 범위는 100∼300m에 불과해 도로에서 일어나는 각종 정보를 실시간으로 파악하기 어렵다. 이 때문에 정확한 정보를 연속적으로 제공할 수 있는 스마트 교통 인프라가 갖춰져야 자율차와 소통하면서 안전한 운행이 이뤄질 수 있다. 현재 속속 구축되고 있는 스마트 교통 인프라는 기존보다 매우 정밀하면서도 동적인 정보를 담은 지도를 통해 차량의 현재 위치를 정확하게 알려주면서도 통신서비스가 끊김 없이 제공돼 자율차가 훨씬 안전하고 정확하게 주행할 수 있을 전망이다. 이와 관련해 한국도로공사는 경부고속도로 서울톨게이트∼신갈분기점∼영동고속도로 마성 인터체인지 등 14㎞ 구간에서 이달부터 스마트 자율협력주행 도로시스템 테스트베드를 가동한다. 자율차가 차선을 변경하는 등 주행 중 맞닥뜨리는 상황의 정보를 GPS(위성측위시스템) 오차를 줄여 제공하는 등 모든 동적 정보를 정밀 전자지도로 만들어 1초에 10번 이상 전송해준다. 도로환경이 한 단계 진화하면 자율차의 안전성과 효율성도 업그레이드된다.

◇K시티 밑그림 완성=특히 자율차 시대 대표성을 갖는 공간이 바로 교통안전공단이 경기 화성에 짓는 자율주행실험도시인 'K시티'다. 공단은 지난 4월 K시티 실시설계를 마친 데 이어 조만간 구축사업자 선정작업에 착수, 9월 착공해 10월 고속주행도로를 1차 개통할 예정이며 내년 하반기까지 전체구간을 단계별로 준공할 계획이다.

K시티는 미국 미시건대학이 세계 최초로 구축한 자율차 시험장인 'M시티'(12만㎡)를 벤치마킹했지만 규모 면에서는 3배 큰 36만㎡로 조성돼 세계 최대 실험도시가 될 전망이다. 교통안전공단은 여기서 그치지 않고 K시티를 장기적으로 62만평까지 확대한다는 계획이다.

K시티에는 4G(LTE) 이동통신과 교통용 무선통신망이 구축돼 자율차가 시속 80㎞로 달리면서 주변 차량, 도로 인프라와 교통정보를 주고받는다. 장기적으로는 자율차가 시속 250㎞로 달리면서 차세대 이동통신인 5G 서비스를 이용해 정보를 주고받게 될 전망이다. 추후 확장 운영이 계획된 고속주행로(연장 5.5㎞)에서는 시속 250㎞까지 주행 가능하게 된다.

고속도로를 운영하는 한국도로공사도 자율차 시대에 대비해 기술 개발에 속도를 내고 있다. 도로공사는 2015년 7월부터 자율차 기반 스마트 자율협력주행 도로시스템을 개발하고 있다. 도로 상황을 인지하는 검지시스템, 차량의 정확한 위치를 제공하기 위한 위치보정 시스템, 웨이브(WAVE)와 이동통신 기술을 이용해 차량에 정보를 주는 V2X 기술, 정밀전자지도를 기반으로 자율주행에 필요한 모든 정보를 체계적으로 데이터베이스화해 차량에 실시간 제공하는 동적 정보시스템(LDM) 시스템 개발이 핵심이다. LDM의 경우 3차원 정밀전자지도를 이용해 차량과 날씨, 공사 정보 등을 실시간 수집·저장·관리해 차량에 제공하는 기술이다.

LDM에서 제공하는 정보는 차선정보, 정지선, 노면표시 등 정적 정보부터 일시 통제, 돌발상황, 차량위치, 주행 등 동적 정보까지 4단계로 세분화해 제공된다. 차량 관련 정보는 초 단위로, 고속도로 상태는 분 단위로 갱신되며 정적 정보는 시간 내지는 월별 주기로 갱신된다.

◇자율주행 도로 테스트베드 가동=도로공사가 이달 가동하는 경부고속도로 서울톨게이트∼신갈분기점∼영동고속도로 마성 인터체인지 구간 스마트 자율협력주행 도로시스템 테스트베드는 고속도로에서 실제로 자율차가 에러 없이 안전하게 운행하도록 기술 완성도를 높이는 데 초점을 둔다. 인공위성이 차량으로 보내는 GPS 위치정보가 대기권을 통과하거나 도심부 고층 건물에 부딪혀 여러 정보로 분산되면 위치 오차가 발생하게 되고, 도로가 인접해 있거나 겹치는 구간에서 운전할 때 내비게이션에 표시되는 위치가 실제와 다른 경우 사고로 이어질 수 있다. 이에 도로공사는 GPS 정보를 실시간 수집해 위치 오차범위를 기존 10∼15m에서 0.5∼1m로 줄여 제공한다. GPS 수신장치가 자신의 위치와 GPS 수치 차이를 측정해 교통센터로 보내면 교통센터에서는 도로를 달리는 자율차에 GPS 값을 수정해 주는 방식이다.

교통센터는 검지기를 이용해 수집된 모든 주행정보와 보정된 위치정보 등을 반영한 LDM을 실시간 업데이트해 자율차에 제공한다. 검지기는 레이더를 이용해 주행 중 전방 1㎞에서 발생한 상황을 확인하는데, 전파를 쏴서 앞차의 위치와 속도 등을 파악한다. 고속도로에 장애물이 떨어져 있거나 고장·사고 난 차량, 역주행 차량 등 안전을 위협하는 요소를 시시각각으로 파악해 자율차의 안전성을 확보한다. 교통센터는 LDM을 차량 대 차량 또는 차량·시설 간 무선통신 기술인 웨이브 기지국을 통해 1초에 10번 이상 자율차에 전송한다.

◇자율차 핵심 부품 개발 착수=국토부는 2020년 부분 자율주행이 가능한 레벨3 수준의 자율차 상용화가 이뤄질 수 있도록 핵심 부품 개발에 올해 신규로 88억원, 안전성 평가기술에 105억원을 투입한다. 아울러 위치정보보호법 예외 허용과 자동차관리·도로교통 법령 정비 등 규제 개선을 추진한다. 이와 함께 올해 서울∼호법 구간에 차세대 지능형교통시스템(C-ITS)을 구축하고, 870㎞ 도로 구간에 대해 정밀도로지도를 만들어 이를 이용한 정밀GPS 시범서비스를 시작한다. C-ITS 우선 적용 대상 지역은 안개가 자주 끼는 곳이나 사고 다발구간, 분·합류지점, 교통약자 보호구역 등이다.

홍윤석 교통안전공단 자동차안전연구원 센터장은 "자율차 위치정보, 도로정보, 주변환경 인지성능, 비용 등이 상용화 수준에 이르기에는 아직 부족한 만큼 기술 완성도를 높이기 위해 최선을 다하고 있다"면서 "최근에는 자율차의 가장 큰 문제로 꼽히는 제어권 관련 연구도 시작했다"고 말했다.

최인구 도로공사 자율협력주행도로시스템연구단장은 "교통센터에서 LDM 정보를 취합해 자율차에 보내는 과정이 매끄럽게 이뤄질 수 있도록 2020년 하반기 연구가 끝날 때까지 기술을 완성할 것"이라고 밝혔다.

박상길기자 sweatsk@dt.co.kr




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