자율주행차는 운전자가 직접 조작하지 않아도 자동차가 주변 환경을 인식해 위험을 판단하고 주행경로를 계획하여 운전자 주행조작을 최소화하며, 스스로 안전운행이 가능한 인간 친화형 자동차이다. 각국은 프로젝트 등을 통해 기술개발을 지원하고 법제화로 후원하고 있는데, 사람이 운전하지 않는 자율주행차가 도로 위를 달릴 수 있는지 논란이 되고 있어 '운전자가 제어하는 차'를 기준으로 관련법을 제정하고 있다. 업체들은 공공도로에서 주행할 수 있는 임시허가를 받아 자율주행차를 시험주행하는 등 개발에 박차를 가하고 있다.
자동차의 전기차로의 전환과 더불어 IT 기술이 접목된 자율주행기술이 빠르게 발전하고 있으며, 현대기아자동차 그룹을 비롯한 글로벌 완성차 제조사 및 애플, LG 등과 같은 IT 제조사간에 완성도 높은 자율주행차 개발에 치열한 경쟁이 이루어지고 있다. 특히 사람의 개입이 거의 없는 4단계 이상의 자율주행 기술이 적용된 자율주행차는 운전석이 없는 등 기존과는 매우 다른 실내 구조를 가질 것으로 예상되며, 사람에게 움직이는 생활공간을 제공할 것으로 기대된다. 이와 같은 자율주행차 내의 미디어 소비는 고화질 미디어를 대형 화면으로 볼 것으로 예상되며, 지상파 TV 방송은 미디어를 단방향으로 대용량 전송하는데 유리하여 자율주행차를 대상으로 미디어 서비스에 적용성이 높을 것으로 기대된다. 본 논문은 이러한 미래 자율주행차가 제공하는 움직이는 생활공간에서 TV를 시청하는 '이동TV'를 염두에 두고, 현재의 4K-UHDTV 시대 및 미래의 8K/Post-8K 시대의 비용 효과적인 지상파 TV 방송망 기술을 소개한다.
자율주행차는 센서와 인공지능으로 차량의 위치와 주변 상황을 인지하고 주행 경로를 계획하여, 자동차 스스로 교통법규에 따라 주행하는 차량이다. 이는 4차 산업혁명의 주역으로 2020년 상용화 될 전망이다. 2020년 자율주행차 세계 시장규모는 189억 달러로 예측되고 이를 위해 각국의 자동차사, ICT 업체들이 시장 선점을 위해 치열하게 경쟁하고 있다. 자율주행 상용화를 위한 기술적 해결 이슈로는 센서, 인공지능, 빅데이터 분석, 기능안전, 정밀지도, 신뢰성 높은 차량통신, 차량 SW 플랫폼, 차량 사이버 보안 등이 있다. 이러한 기술적 이슈가 해결되어야 2020년 자율주행차 시대를 맞이하고 새로운 시장이 열리게 될 것이다. 자율주행차 상용화를 위해서 차량, ICT 기술, 도로 인프라 등 산업 융합 및 기업체 간 협업이 기술개발과 사업화를 성공시키는 중요한 열쇠가 될 수 있다는 것을 강조하며, 이번 특집호를 통해 자율주행 실현을 위한 핵심기술 및 표준화에 대한 전체적인 흐름과 방향을 파악하는데 도움이 될 것으로 기대한다.
KT는 5G의 핵심서비스로서 자율주행차를 선정하고, 5G를 통한 자율주행 기술 개발에 중점을 두고 있다. 5G 자율주행 핵심 기술 3가지로 5G Infra, 차량사물통신(V2X, Vehicle-to-Everything), 정밀측위(RTK, Real Time Kinematic)를 정의하고 개발해왔다. 5G Infra를 통해 차량 서비스 별로 특화된 전용 슬라이스를 제공하고, 차량 이동 중에도 네트워크와의 연결이 끊기지 않도록 연속적인 5G 커버리지를 제공한다. V2X를 통해 자율주행차 센서 성능을 보완하고 정밀측위를 이용한 정확한 차량제어를 통해 자율주행 성능을 개선하여, 국내 최초로 대형버스의 자율주행을 가능하게 하였다. 5G 자율주행기술은 KT의 자율주행차에 탑재되어 있으며, 이를 바탕으로 5G 자율주행버스, 5G기반 자율주행차 원격제어 등의 다양한 서비스를 선보였다.
본 연구는 국내 자율주행차 시범운행지구 지정 및 운영에 따라 자율주행차 혼재 시 예상되는 교통 변화를 분석하여, 시범운행지구의 자율주행차 혼재 교통운영전략 수립을 목적으로 한다. 시범운행지구가 자율주행차의 안정적 상용화를 위한 테스트 베드로서의 역할을 해내기 위해서는 안전하고 효율적인 교통운영전략 수립이 요구됨에도 현재까지는 자율주행차 혼재에 따른 교통운영전략은 부재하다. 이에 본 연구에서는 자율주행차 혼재 시 자율주행차 시범운행 지구의 교통운영전략을 수립하고자 한다. 자율주행차 도입 단계별 교통운영전략 수립을 위해 자율주행차 혼입률에 따른 교통 효율성 및 안전성 분석을 수행하였으며, 분석 결과를 토대로 자율주행차 혼입률 30%, 70%를 기준으로 도입기, 과도기, 안정기로 구분하였다. 본 연구에서 자율주행차 도입 단계별로 제시한 교통류와 교통안전 관점의 교통운영전략은 다음과 같다. 교통류 운영전략은 자율주행차 도입기에는 기존 도로 인프라 첨단화, 과도기에는 자율주행차 전용차로 및 일반차 마일리지 제도 운영, 안정기에는 자율주행차 전용차로 확대 운영 및 제한속도 완화를 제시하였다. 교통안전 전략은 도입기에는 자율주행차 사고 발생 대응 매뉴얼 및 법 제도 마련, 과도기에는 자율주행차 사고 원인 분석 및 예방정책 시행, 안정기에는 자율주행차 시스템 고도화 및 보안정책 강화를 제시하였다. 본 연구에서 제시한 교통운영전략을 통해 향후 자율주행차 시범운행지구 내 자율주행차 혼재로 인해 예상되는 교통류 및 교통안전 관에서 선제적으로 대응할 수 있을 것으로 기대된다.
4차 산업혁명 시대의 도래에 따라 자율주행 기술에 관한 관심이 증대되고 있다. 이에 따라 기존 교통시설에 대한 자율주행차의 적용 가능성 및 정밀도로지도의 활용과 함께 자율주행차에 부착된 센서를 이용하여 주변 상황을 인지함으로써 안전한 주행을 모색해야 할 필요가 있다. 본 연구에서는 자율주행시대에 도로· 교통 인프라 개선을 위해 개발한 자율주행차에 장착된 센서를 통해 인지하는 표지 시설의 활용을 위해 기존 도로시설물인 도로표지, 교통안전표지, 시선유도시설과 정밀도로지도의 시설물 관련 레이어와의 비교분석을 통한 자율주행차량이 인식 가능한 표지 시설의 역할을 도출한다. 자율주행차량이 인식 가능한 표지 시설은 자율주행차에 직접 특정한 행동을 수행하도록 하는 등의 역할을 함으로써 안전주행을 도모할 수 있다. 자율주행차가 센서를 이용하여 표지시설을 인지함으로써 주행안전을 도모하기 위해서는 설치와 관리 및 활용 기준의 마련이 필요하며, 기준에 따라 지속해서 관리 및 감독이 이루어져야 할 것으로 사료된다.
5세대 통신기술(5G)의 등장에 따라 4차 산업혁명 관련 첨단기술과 융합한 다양한 통신 서비스가 나타나고 있다. 그 중, 5G 기술의 효과적 실용적 활용을 위해 본 논문에서는 IT 전문가들을 대상으로 설문을 실시하였고, 그 결과 5G 기술과 융합하여 가장 많은 서비스 활성화를 이끌 수 있는 4차 산업혁명 분야로서 자율주행차가 선정되었다. 이를 기반으로, 5G 기반 자율주행차 활용 산업 및 서비스 분류체계를 개발함으로써 자율주행차를 활용한 신사업 개발 및 새로운 비즈니스 모델개발을 지원하는 기틀을 제공하였다. 이와 더불어, 개발된 새로운 자율주행자동차 산업-서비스 분류체계를 통해 연계 Matrix를 작성하여 향후 차세대 자율 주행차가 활용될 수 있는 분야에 대한 실용적인 산업-서비스 개발을 위한 가이드라인을 제공하고자 한다.
자율주행차의 안전성을 실효성 있게 평가하기 위해서는 기하구조, 교통안전시설, 혼잡도, 기상 등 다양한 항목들이 평가 시나리오 내에 고려될 필요가 있다. 이에 본 연구에서는 자율주행차 평가 시나리오에 반영되어야 하는 구성요소들을 도출하기 위해 먼저 평가 시나리오의 체계를 수립한 후 반영될 구성요소를 계층별로 범주화하였다. 이후 계층별로 관련 문헌을 검토하여 자율주행차 평가에 영향을 줄 수 있는 모든 평가 구성요소 후보를 도출한 후, 전문가 설문조사 결과를 바탕으로 총 77개의 자율주행차 평가 시나리오 구성요소들을 선정하였다. 선정된 자율주행차 평가 구성요소들은 시뮬레이션 평가, 주행시험장 평가, 실도로 평가 등에서 자율주행차의 안전성 평가를 위한 시나리오 개발에 많이 활용될 것으로 기대된다.
자율주행차 시대가 가까워지면서 관련 연구가 활발히 진행되고 있다. 지금까지는 자율주행차의 교통류 영향 분석에 대한 연구가 주로 수행되었으며, 자율주행차에 대한 교통관리 연구는 아직 시작 단계이다. 본 연구는 공사구간에서 일반차와 자율주행차 환경에서의 동적합류제어 효과를 분석하였다. 동적지연합류와 동적지연합류에 동적조기합류까지 추가로 운영한 경우를 시뮬레이션을 통해 비교하였다. 시뮬레이션 결과에 따르면 동적지연합류는 일반차 환경과 자율주행차 환경 모두 운영하지 않은 경우와 비교했을 때 통행시간과 공사구간의 통과교통량을 개선시켰다. 동적조기합류까지 추가 운영한 경우는 일반차 환경에서 추가 개선효과를 확인할 수 없었으나, 자율주행차 환경에서는 추가 효과가 나타났다. 결과적으로 자율주행차 환경에서 동적합류제어 운영은 일반차 환경이 자율주행차 환경으로 변화시 개선되는 수준만큼 추가로 개선 효과가 있는 것으로 분석되었다. 따라서 향후 자율주행차 환경에서도 동적합류제어를 통한 고속도로 공사구간의 혼잡 개선이 일정부분 가능할 것으로 판단되며, 이를 통해 동적합류제어의 개선 방안을 제시할 수 있다.
자율주행차가 제공하는 새로운 시장과 경쟁력, 인력 및 시간 절약, 교통 체증 문제 해결 등의 장점을 다루고, UN 사이버 보안 법률에 따른 자율주행차의 기술적인 요구사항을 준수해야 한다. 하지만 자율주행차에 대한 기술적인 요구사항을 준수하는 것으로는 모든 사이버 공격에 대해서 막을 수 없다. 자율주행차의 법적 요구사항과 사이버 보안 위협에 대처하는 방법을 다룬다. 특히 RTOS(Real Time OS)와 같은 실시간 시스템에 매우 위험할 수 있는 DRAM(Dynamic Random Access Memory)에 대한 로우해머링 공격 기법에 대해 분석하고 로우해머링에 대한 보안 방법을 제시한다. 그리고 자율 주행 시스템의 안전과 신뢰성을 보장하기 위해 하드웨어 기반 또는 소프트웨어 기반 방어 기술을 소개하고 있다.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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