[공학저널 전찬민 기자] 현재 레벨 4 자율주행의 실현에 있어 도로교통 디지털 트윈은 매우 중요한 역할을 할 것으로 예상되고 있다. 이는 다양한 상황에서 혼재 상황을 체계적으로 관리하고 교통을 최적화하기 위한 필수적인 요소이기 때문이다.
도로교통 디지털 트윈은 자율차와 일반차가 혼재된 도로상황과 동일한 디지털 공간을 구축하고, 교통상황에서 대한 모의실험을 통해 현재상황을 분석하고 미래변화를 예측하는 기술이다.
즉, 도로 교통 디지털 트윈 구축은 다가올 미래, 자율차가 일반차들과 함께 운행할 때 교통을 최적으로 운영할 수 있도록 미리 준비하는 것이다. 이러한 디지털 트윈을 통해 도로와 교통 상황을 미리 예측하고, 자율주행 시스템을 최적화해 안전하고 효율적인 운행을 보장할 수 있기 때문이다.
실제 도로교통은 복잡하고 다양한 상황에서 발생하고 있고, 실제 도로에서 모든 시나리오를 테스트하거나 예측하는 것은 현실적으로 어렵다고 볼 수 있다. 디지털 트윈은 교통 상황의 모의실험을 가능하게 하기 때문에 이를 통해 현재 교통 상황을 분석하고 미래의 변화를 예측할 수 있다.
이러한 도로교통 디지털 트윈을 구축하기 위해서는 우선 도심지와 같은 도로 환경을 정적으로 모델링해야 하며, 이는 건물, 도로, 신호등, 표지판, 보행자 보도, 주차장과 같은 환경의 구조와 특성을 정확하게 반영해야 한다. 이를 통해 자율차의 미래 경로와 교통 상황을 예측하는 데 도움을 줄 수 있다.
또한, 각 지역마다 도로 상황, 교통 규제, 운전 습관 등은 지역마다 다를 수 있기 때문에 시뮬레이션을 통해 이러한 고유한 특성을 재현하는 것이 매우 중요하다. 시뮬레이션은 자율차의 실제 거동 특성을 반영하고, 이를 토대로 미래 교통 상황 예측에 필요한 데이터를 제공하기 때문에 자율차의 거동 특성을 정확하게 반영해 미래를 예측한 지표가 얼마나 실제 환경과 동일하냐도 중요하다고 볼 수 있다.
무엇보다 자율차와 일반차량이 혼재된 교통 상황에서는 어떻게 상호 작용하는지를 시뮬레이션함으로써 최적의 교통 흐름을 도출하고, 도로 안전과 교통 최적화를 위한 정책 수립에도 활용될 것으로 예상되고 있다. 이에 시뮬레이션 기술의 필요성은 더욱 강조되고 있다.
현재 도로교통 디지털 트윈 구축을 위한 시뮬레이션 기술을 개발하고 있는 ㈜모라이는 자율차에 대한 이해를 바탕으로, 자율차와 일반차 혼재 상황을 분석하고 예측해 최적의 서비스를 분석하며 기존의 시스템과의 차별화된 연구 개발을 이어나가고 있다.
모라이가 연구하고 있는 시스템은 교통을 관리하는 정부 기관에서 시스템을 사용해 자율차가 도로에서 운행할 때 어떤 경로에 허가해 줄 것인지 등의 관점에서 접근하고 있다. 향후 정부 기관과 교통 기관이 도로 교통을 더 효율적으로 관리할 수 있도록 조력자가 될 것으로 기대를 모으고 있다.
모라이 정지원 대표이사(사진)는 “이번 연구의 궁극적 목표는 디지털 트윈 국가 기술발전 단계를 반영해 자율협력주행과 관련된 상황을 디지털 공간에 정확하게 모사하고, 시뮬레이션을 통해 문제점 사전 도출과 운영전략의 사전평가가 가능하도록 하는 것”이라며 “디지털 트윈 기술발전을 반영한 도로교통 디지털 트윈의 개발은 자율주행 기술 발전, 안전성 향상, 교통 정책, 운영 전략 개선 등에 기여할 것으로 기대된다”고 말했다.
그는 이어 “정부 부처와 스마트 시티 구축 지자체는 디지털 트윈을 활용해 자율주행 혼재 상황을 정확하게 분석하고 교통 관련 정책을 개발할 수 있다”며 “특히, 시뮬레이션을 통해 다양한 정책 및 운영 전략을 시험하고 최적화할 수 있기 때문에 교통체계가 효율적으로 운영될 수 있다”고 덧붙였다.
지자체나 경찰청 또한 자율주행 혼재 상황과 관련된 정책 수립과 운영 전략 개발에 활용해 교통 신호 운영과 안전 관리 전략이 향상되고, 도로 교통의 안전성이 향상이 기대되고 있다. 또한, 한국도로공사의 경우 디지털 트윈을 활용해 자율주행 고속도로 인프라를 구축하고 자율주행 전용차로의 운영 방안을 도출할 수 있으며, 이는 자율주행 기술의 실제 적용을 지원하며 교통 효율성을 향상시킬 것으로 예상된다.
최근 국내 자율주행 시범지구가 15개 시·도 24개 지구로 대폭 늘어나고 있는 가운데, 모라이는 자율 주행 시범지구들을 가상화한 후 이 공간에서 다양한 자율주행 서비스들을 검증하도록 할 계획이다. 이를 위해서는 디지털 트윈 기술과 다양한 교통 관제, 시나리오 생성과 분석 기능이 중요하며, 모라이는 교통관제부터 자율주행차 데이터 수집, 시나리오 편집까지 모든 과정을 통합적으로 제공할 수 있는 역량을 갖춰나가고 있다.
모라이의 강점은 95% 수준의 자동화가 가능한 디지털 트윈 자동 구축 기술이다. 실제 정밀도로지도 데이터를 활용해 10cm 수준의 정밀도를 갖는 디지털 트윈 시뮬레이션 환경을 구축했고, 서울, 판교, 대구 등 국내뿐만 아니라 싱가포르, 라스베가스, 샌프란시스코, 시애틀 등의 전 세계 20여개 지역을 디지털 트윈으로 구현하며 글로벌 시장에도 적극 대응해 나가고 있다.
정 대표는 “현재 모라이는 자동차 제조업체는 물론, 정부 기관, 연구 기관 등과의 긴밀한 협력을 통해 시뮬레이션 기술을 다양한 분야에 적용하고 있으며, 지속적으로 기술 고도화에 매진해 국내 자율주행 산업 생태계 활성화와 성장에 기여하고자 노력 중”이라며 “자율주행 시대에 우리 시민들이 안전하고 편리하게 자율주행차를 운행하고 서비스를 이용할 수 있도록 이에 필요한 교통 시스템이나 인프라 구축에 기여할 계획”이라고 말했다.
그는 이어 “또한, 자동화 기술을 고도화해서, 더 많은 환경과 시나리오들을 자동으로 생성하고, 사용자들이 상상하는 시나리오, 공간, 상황들을 자동으로 만들어줄 수 있도록 기술도 개발하고 있다”며 “나아가 모라이의 시뮬레이션 플랫폼을 통해서 자율차의 시스템 안전성을 검증하는 것에서부터, 자율주행시대의 스마트 시티의 교통 상황 예측 분석에 활용될 수 있도록, 시뮬레이션 기술 혁신을 위해서 최선을 다할 예정”이라고 덧붙였다.
