자율주행을 위한 도로 설계·실증으로, 도로 인프라 핵심 설계 기준 마련
자율주행을 위한 도로 설계·실증으로, 도로 인프라 핵심 설계 기준 마련
  • 전찬민 기자
  • 승인 2021.08.23 09:15
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[공학저널 전찬민 기자] 현재 운전자 중심에서 자율주행시스템으로 운전 제어권이 변화됨에 따라 도로를 구성하고 있는 도로 생태계가 변화되고 있다. 이에 전통적인 도로 시설물에 대한 물리적, 기술적 변화가 요구되고 있으며, 이러한 변화에 따른 도로 설계 기준 마련도 필수적이다.

기존 도로의 설계 기준은 운전자 특성, 자동차 동역학 특성 등을 반영해 충분히 안전하게 주행할 수 있도록 설계가 돼 있고, 이에 따라 시공되고 있다. 하지만 앞으로 미래 모빌리티 변화가 이뤄지고 있는 부분에서 도로의 변화가 요구되고 있다.

기존 도로와 미래 자율주행시대의 변화를 살펴보면, 첫 번째로 기존 도로는 운전자가 안전하게 운전할 수 있도록 설계의 관점을 운전자 특성에 맞춰서 설계됐다. 하지만 자율차는 원론적으로 운전자가 아닌 기계가 운전을 하는 개념이다. 이를 위해 지금 운전자 중심에서 기계가 인식하고 판단할 수 있는 도로로의 변화가 필요함을 의미한다.

두 번째로 기존 차량의 행태는 차량을 소유하는 개념이었지만 자율주행차로 변화가 이뤄지면서 차량의 소유보다는 공유차량으로 증가가 예상된다. 이에 따라 새로운 통행 변화를 수용하기 위해 도로의 공간 활용이 변화가 예상돼 해당 변화를 수용하는 도로 공간 설계 또한 필요하다는 것이 전문가들의 의견이다.

세 번째 변화로는 운전자의 경우 반응시간을 고려한 안전거리 등이 존재하는 반면, 자율차는 이러한 안전거리가 줄어들 것으로 예상되고 있다. 차로 변경 등과 같은 행태는 도로상 자율차와 일반차의 혼합도에 따라 다르기 때문에 이러한 교통특성의 변화도 새롭게 분석돼야 한다.

마지막으로 자율주행은 자율주행 차량 혼자서 모든 판단을 동시에 하기에 어렵고 일부 구간에서는 도로 상태, 사고 유무, 다른 차량, 보행자의 움직임 정보를 제공받아야 안전하게 운행할 수 있다. 즉, 인프라(도로)와 차량간의 상호 수집 정보의 협력이 이뤄져야 한다. 이를 자율협력주행이라고 하는데, 자율협력주행을 위해서 인프라에 정보를 수집하는 센서를 설치해야 한다. 이러한 센서를 설치하는 것이 도로 설계 부분에서 반영이 돼야 하는 부분이 있는지에 대해서도 검토가 필요하다는 것이다.

이에 따라 다부처(국토교통부, 산자부, 과기부, 경찰청)사업으로 자율주행 기술개발 혁신사업이 발주됐으며, 이번 사업에서 국토교통부의 과제 중 하나로 한국건설기술연구원이 주관연구기관으로 자율협력주행을 위한 미래도로 설계와 실증 기술 개발을 수행하고 있다.

이번 기술은 자율차 특성, 통행패턴 변화, 교통류 특성 변화 등을 예측해 분석하고, 미래도로 설계를 위한 요소기술을 개발하고자 하는 것이다. 기술개발 절차는 자율차 특성과 미래통행변화, 교통류 특성 변화를 예측한 후 곡선 반지름, 오르막/내리막 경사, 차로폭, 차로수, 도로시설 등 도로설계에 필요한 여러 가지 요소(안)을 제안하게 된다.

이러한 설계요소가 안전한지에 대해 드라이빙 시뮬레이터와 컴퓨터 시뮬레이션을 이용하여 안전성을 분석한 후 설계편람(안)을 개발해 제안할 계획이다. 또한 교통흐름 특성의 변화로 인해 기존에 도로의 용량이 변화되고 교통 운영이 변화될 것으로 예상됨에 따라 이러한 변화를 반영한 자율주행시대 도로용람편람(안)까지도 개발과 제안을 할 예정이다.

하지만 이론적으로만 개발된 연구결과로는 실도로에서의 차이가 많이 발생한다는 점이 한계다. 이러한 차이를 최소화하고 검증해 내실성 있는 연구가 되도록 하기 위해 이번 과제에서 개발한 자율주행 도로설계지침(안)과 도로용람편람(안)을 사업단의 다른 리빙랩 과제와 연계해 리빙랩 구간에 실제 자율주행 전용차로를 구축하고 운영한 후 평가가 진행된다.

평가 후 보완해 내실성 있는 도로설계편람(안)과 도로용량편람(안)을 제안할 예정으로, 연구의 결과를 실도로에 적용, 운영, 평가한다는 것이 타과제와의 차별화된 점이다.

한국건설기술연구원 윤덕근 위원(사진)은 “미래 자율협력주행 대응을 위한 고도화된 도로 설계 기술 개발을 사전에 확보하고, 자율협력주행 대응을 위한 도로 인프라 핵심 설계 기준(안) 마련과 향후 자율주행이 본격적으로 확대되거나 제도화 필요 시 활용될 것”이라며, “자율주행차의 실도로 기반 실증을 통해 국내 도로·건설 산업 전반의 고도화에 기여함으로 우리나라가 자율주행의 기술을 선도할 것으로 기대된다”고 말했다.

이에 연구단은 앞으로 현장에 쓰일 수 있는 연구가 되도록 현재의 연구에 매진할 계획이다. 또한 자율주행 이후 또 다른 새로운 교통수단이 등장할 것으로 예상되며, 이를 반영한 인프라 기술 개발 관련 연구를 지속적으로 이어가고 싶다고 윤 의원은 전했다.

현재 자율주행과 관련해서 많은 국가와 전문가들이 관심을 가지고 기술개발에 열의를 보이고 있다. 하지만 아직 구체화되지 않은 기술로 인해 앞으로의 미래 변화를 예측하고 연구에 접근하다보니 전문가들의 창의성과 기존 개발 기술을 파악해 미래를 예측하는 직관력이 요구되고 있다. 이러한 한계를 극복하기 위해 기술 개발뿐만 아니라 다양한 아이디어가 공유돼야 하며, 보다 많은 관심과 지지가 필요한 시점이다.


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