도로와 차량 연계한 통신인프라(C-ITS), 인공지능 기반 자율주행시스템 등
스마트 도로는 빅데이터, AI와 자율주행기술, 사물인터넷 등 ICT가 총망라된 디지털 시대의 총아로 꼽히고 있다. 현재 울산과 세종 등지에 시범적으로 운영되고 있는 가운데, 테스트 베드를 통해 지속적인 기술 개발이 이뤄지고 있다.
30년 후 교통시스템을 주도
전문가들은 미래교통 30년을 주도할 주요 트렌드는 ‘지능화, 무인화, 디지털화, 클린화, 초고속화’를 꼽기도 한다. 한국교통연구원에 따르면 통행구조와 교통체계가 자율주행차, 모듈형버스, 초고속철도와 같은 새로운 교통체계로 변화하고 모바일통합교통정보시스템, 교통빅데이터 공유플랫폼 등과 같은 교통 혁신이 일어날 것으로 예측하고 있다. 스마트 도로는 그와 같은 미래형 교통시스템의 대표적인 사례다.
동적정보시스템, 쌍방향 통신기술 등이 핵심
스마트 도로의 핵심은 역시 자율주행기술이다. 자율주행을 위해서는 도로인프라와의 협력이 필수적이다. 이를 위해선 교통인프라를 디지털화해야 한다. 즉 도로와 차량을 연계한 통신인프라(C-ITS), 인공지능 기반 자율주행 교통관리시스템 등이 구축되어야 하는 것이다.
이를 위한 정밀전자지도 기반의 동적정보시스템(LDM)이 핵심 기술이다. 이는 곡률, 구배 등 3차원 속성 정보, 위치기반의 실시간 교통 상황 정보 등 주행환경 정보의 수집·제공을 위한 해서는 지정 구간 내 자료 전송 기술이다. 이를 통해 교통 데이터를 끊임없이 업그레이드하며 축적하며, 실시간으로 데이터를 관리·활용할 수 있다.
또 자율협력주행을 바탕으로 한 스마트 도로 시스템엔 그 기준이 되는 랜드마크가 선정되어야 한다. 이를 위해 카메라 및 라이다 기반 랜드마크 선정 및 측위(좌우 등) 인식방법을 국내 연구진이 개발하고 있다.
스마트 도로에선 또 하이브리드 V2X(쌍방향) 통신시스템도 중요하다. 이를 위해 한국도로공사에선 통신환경 모델링과 함께, 통신/보안 규격을 정의하고, 시스템 구조를 설계 중이다. 또 상시 연결을 위한 시스템과 시작품도 제작되고 있다.
도로시설 차량 평가기술, 복합측위 및 협력제어 기술…
스마트 도로엔 도로시설 차량 평가기술과 복합측위 및 협력제어 기술도 중요하다. 현재 시범 운영되고 있는 스마트 도로엔 차량 센서를 이용한 도로시설물 평가기술이 적용되고 있다.
즉 도로시설을 연계한 차량 인식성능 향상 기술은 기존의 차량 환경센서보다 한층 정확하고 신뢰도가 높다. 이는 자율협력주행 안전시스템의 핵심이기도 하다. 이에 따라 자율주행자동차에 탑재된 서라운드 센서(레이더, 영상 등)를 이용하여 도로시설물에 대한 평가가 가능하다.
이 밖에도 GPS 반송파 기반의 측위 보정 정보 기능과, 정밀 전자지도, 랜드마크, 차량센서를 융합한 GPS 음영지역 해소 고정밀 복합측위 기술도 스마트 도로의 ‘꽃’이다. 현재 국내에선 자동차 환경 센서와 기존의 I2V 보정 정보 기반의 향상된 GPS, 정밀전자지도 랜드마크 등을 융합하여 첨단의 정밀도를 갖는 복합측위 기술을 목표로 개발에 박차를 가하고 있다.
도로교통 인프라와 차량 간 핵심부품 인터페이스 통일
스마트 도로는 이런 최첨단 ICT기술을 기반으로 차량 주행정보를 통합하고, 주행상황을 판단하게 된다. 나아가선 도로교통 인프라와 차량 간 핵심부품 인터페이스를 통일함으로써 도로교통상황과 차량 간의 서로 다른 이종정보를 시공간 차원에서 정합(조율)할 수 있도록 한다.
또 인터페이스 표준을 제시함으로써 향후 통합안전서비스 관련 산업 활성화도 기대하고 있다. 특히 자율협력주행 차량 제어 성능 요구를 반영한 시스템을 설계, 도로-차량 간 연계 협력기술도 개발했다.
‘스마트 도로는 교통과 도시가 융합되는 개념’
현재 정부와 도로공사는 자율협력주행 도로시스템을 기반으로 한 스마트 도로 ‘테스트 베드’를 구축, 운영하고 있다. 자율협력주행 도로시스템 통합운영센터를 구축하고, GPS 반송파 기반의 측위 보정정보를 제공하는 시스템을 구축하고 있다. 또한 도로 교통 상황 정보를 수집하는 기술과 함께 이를 LDM과 연계하는 소프트웨어도 구축 중이다.
스마트 도로는 또한 교통과 도시가 융합되는 개념이기도 하다. 한국도로공사와 국토교통부 등은 2020년부터 고속도로 스마트 톨링(smart tolling)을 도입한 후 고속도로 IC 여유부지를 활용한 하이웨이 시티, 고속철도역을 도시성장거점으로 하는 레일웨이 시티, 공항내·외 첨단복합시설을 개발하는 에어 시티 등을 조성함으로써 도시경제 활성화와 일자리 창출을 목표로 하고 있다.
국가교통시스템도 ‘스마트교통’ 시스템으로 바뀌어야
스마트 도로는 이처럼 정보통신기술(ICT)에 의한 대표적인 미래형 교통물류시스템이다. 그런 만큼 이에 맞게 국가교통시스템 역시 스마트교통시스템으로 바뀌어야 한다는 지적이다. 즉 스마트 시스템에 적합한 제도적 혁신과 새로운 교통기술 역량, 인적자원, 투자 시스템 등이 필요하다.
운송업자 등 공급자 중심에서 개인이용자 맞춤형 서비스 중심으로 교통시장의 패러다임이 변해야 하고, 출발~목적지간 교통수단의 플랫폼 비즈니스인 통합모빌리티를 도입해야 한다는 주장도 나오고 있다. 기술적으로도 다양한 경우의 수에 대비해야 한다.
자율주행시스템 해킹 방지, 인공지능 알고리즘 등과 관련된 사회안전망 구축과 이를 위한 법제도 정비 등이다. 또 2018년 말 일몰 예정인 유류세 형태의 교통세를 주행거리 기반 교통세로 개편하는 등의 제도적 개선도 병행되어야 한다는 지적이다.