Ⅰ서 론

기존 첨단교통시스템(ITS)에서는 도로가 단독으 로 이용자의 교통, 편의, 안전을 도모하고 있다면, 차세대 첨단교통시스템(C-ITS)에서는 도로와 자동 차가 협력하여 차량안전, 교통정체, 환경개선 등 다 양한 측면에서 최소의 비용으로 최대의 효과를 거 두는 것을 목표로 하고 있다.

본 논문은 C-ITS의 핵심기술로서 스마트하이웨 이 연구에서 개발된 도로, IT통신, 자동차 핵심기술 이 집약된 테스트베드의 구축·운영 과정을 다루고 있다. 2장부터 7장까지 "해외 사례, 핵심기술 소개, 체험도로, 시범도로, 연구성과와 개선사항"의 순으 로 주요 연구결과와 시사점을 제시하고자 한다.

Ⅱ해외 사례

북미, 유럽 등 해외 국가들은 도로 및 자동차 분 야 협업을 기반으로 차세대 ITS 세계의 주도권을 확보하기 위하여 경쟁과 협력을 지속함으로써 신규 기술 개발과 상용화를 추진하고 있다.

기술 검증과 서비스 시연 등을 위해 구축된 대표 적인 테스트베드 연구과제 사례로 미국의 Connected Vehicle, 유럽의 Compass4D, 일본의 Smartway 등이 있다. Fig. 1

1Connected Vehicle

미국의 Connected Vehicle연구과제는 RITA 주도 로 추진된 프로젝트로, 미시건주 앤아버에 차량과 차량(V2V), 차량과 노변(V2I) 간 통신이 가능한 단 말기를 대략 3천대의 차량에 설치하고, 29개소에 기지국 인프라를 설치하여 다양한 V2V, V2I 서비 스와 관련 통신기술의 검증을 수행하였다. 또한 운 전환경의 요소들에 대한 연구 및 실험을 병행 진행 하여 실용화 가능성을 높였다. [1]

2Compass4D

Compass4D는 유럽 7개 도시별 도로환경에 테스 트베드를 구축하고, 독자적인 프로젝트와 더불어 상호 협업 연구를 병행하여, 도로-자동차 분야 핵심 기술의 실용화를 도모한 프로젝트이다. 본 연구에 는 유럽자동차 제조사 Audi, BMW 외에도 부품 공 급업체 Continental, Delphi 등 총 44개 기관에서 참 여하고 있다. 연구기간은 2013년 1월부터 2015년 12월까지이고 베로나, 비고, 테살로니키, 뉴캐슬, 헬 모트, 코펜하겐, 보르도 등 유럽 전역에 걸쳐 7개의 테스트베드 사이트가 존재한다. [2, 3] Fig. 2

3Smartway

일본의 Smartway는 DSRC를 이용하여 ETC, 교통 정보 제공, 차량 간 충돌 경고 관련 기술시연과 서 비스를 제공하였다. 특히 Smartway의 구현을 위해 서 다수 DSRC 기지국과 단말기 간 통신인프라를 구축하였다. 구체적으로 2008년에는 「ITS Safety 2010 : Large scale verification trial test 2008」에 의 해 총 5개 지역에서 정보제공 및 안전 관련 서비스 시험을 수행하였다. 이후 2011년에는 1,600개의 ITS Spot을 통해서 단말기 보유자에게 서비스를 제공하 고 있다. [4]

상기 3개의 테스트베드 연구과제의 공통점은 차 량안전서비스 제공을 목적으로 개발된 장기간의 연 구과제 성과물을 실험실 또는 비공용도로 연구에 국한시키지 않고, 실 공용도로로 확대 적용하여 V2X 서비스에 대한 기술검증을 수행하였다는 점이 다. 이와 유사하게 2007년에 시작된 국내의 스마트 하이웨이 연구과제에서도 2011년 4월에 체험도로, 2014년 6월에 시범도로 등 테스트베드 연구내용을 포함시키고 핵심기술에 대한 기술검증과 기술시연 을 수행하였다.

타 해외의 테스트베드 사례들과 비교하여 우리 의 시작은 많이 늦은 편이고, 그 구간도 짧은 편이 다. 하지만 V2X를 활용한 안전 서비스 검증에 치중 한 해외와는 달리 스마트하이웨이는 V2X 안전 서 비스 검증은 물론, 요소 기술들의 상용화 검증도 병 행하여 진행되었다. 돌발상황검지와 요금처리 기술 에 대한 단위시스템 및 연동 시험을 시험도로 및 실 공용도로에서 실시했고, 그 결과로 다차로 요금 처리 기술인 스마트톨링을 2014년 서부산 요금소에 상용화 적용시키는 성과를 이루었다. 자동돌발상황 검지 기술 역시 2015년 이후 국내 기술기준 및 표 준화가 완료되어 전국 고속국도 및 일반국도에 적 용될 것으로 기대하고 있다.

Ⅲ스마트하이웨이 주요기술

1도로 기술

대표적인 도로기반 기술에는 고성능 강성 및 연 성 배리어, 집광조명식 표지, 안개 측정·소산장치, 터널 자연채광 시스템, 지열융설 시스템 등이 있다.

중앙분리대와 관련한 고성능 강성 배리어와 가드 레일을 의미하는 연성 배리어는 충돌속도 120km/h 에서도 차량 탑승자를 보호할 수 있도록 개발되었 다. 집광조명식 표지는 양호한 조건에서 운전자의 인지가능거리를 160m에서 320m로 향상시킬 수 있 다. 또한 야간이나 악천후에도 보다 개선된 시인성 을 확보할 수 있다. 안개 측정·소산 장치는 영상촬 영장치를 이용하여 안개거리를 측정하고, 건조공기 를 이용하여 안개입자를 증발 및 소산할 수 있다. 터널 자연 채광 시스템의 경우, 터널의 조명을 대체 하는 기술로 반사판에 의해 터널 입구부 60m까지 자연 채광을 유입하는 기술이다. 마지막으로 지열 융설 시스템은 도로 노면상태를 자동으로 판단하고 자동으로 융설액을 분사시키는 기술이다. [5, 6, 7].

2첨단 IT통신 기술

스마트하이웨이의 첨단 IT통신에는 스마트아이 (Smart-I), 스마트통신(WAVE), 스마트톨링(Smart Tolling), 도로정보 검지 레이더가 있다.

스마트아이는 1km구간에 대하여 역주행, 정지차 량, 낙하물 등 돌발상황을 10초 이내 검지하여 교통 센터 운영자 또는 이용자에게 신속하게 알려줄 수 있는 기술로 2차 교통사고 예방과 이로 인한 정체 해소에 이바지할 수 있다. WAVE 통신기술은 차량 과 도로 간 혹은 차량과 차량 간에 끊김없는 양방 향 통신기술을 이용하여 다양한 차량안전 서비스와 이용자 편의 서비스를 제공할 수 있는 기술이다. 스 마트톨링은 고속주행환경 중에서도 가감속 없이 차 로를 변경하면서 요금소를 통과할 수 있어 요금소 정체 해소가 가능하고, 별도의 부지와 건물이 요구 되지 않아 공사비 절감 등 다수의 효과를 거둘 수 있다. 도로정보 검지 레이더는 낙하물, 결빙 등 도 로 노면정보와 자동차 이상 정보를 검지하여 실시 간으로 이용자에게 알려주거나 운영자에게 제공하 여 2차사고 예방에 기여할 수 있다. [8, 9, 10, 11]

3자동차 기술

자동차 기술의 대표 사례인 주행로 이탈예방 기술 은 DGPS를 이용하여 차선이탈 시 이를 운전자에게 신속히 경고함으로서 졸음운전, 운전자 부주의 등에 의한 사고를 예방할 수 있다. 차량 자동제어 기술은 전방의 위험요소가 발생한 경우에 운전자의 조작없 이 차량을 자동으로 제어하는 기술로써 차량 추돌 및 2차 연쇄사고를 예방할 것으로 기대된다. [12]

Ⅳ스마트하이웨이 체험도로

스마트하이웨이 연구기관들은 주요 기술들이 동 일 공간에서 집적되어 구현될 경우 발현되는 통합 시너지 효과를 확인하고 개별 기술들의 성능을 검 증하기 위하여 체험도로 및 시범도로를 구축하고 운영하였다.

1구축현황

체험도로는 2011년 4월부터 2014년 12월까지 스 마트하이웨이 개발기술을 연계 검증하고 체험·홍보 할 수 있도록 다양한 도로-IT 분야 연구성과들을 집 약하여 구축한 도로이다. 구체적으로 설치위치는 중부내륙고속국도 부근 여주 시험도로이고 그 연장 은 7.7km이며 스마트톨링 등 10여개 서비스가 적용 되었다. 그 결과 장기간 연구개발된 기술들의 성능 시험, 테스트베드를 홍보하기 위한 전시관 구축, 도 로 및 자동차 분야 전문가들을 대상으로 체험도로 전반에 대한 기술시연 등이 가능했다. [13]

2주요 서비스

체험도로에서는 스마트톨링을 비롯하여, 연쇄사 고예방, 돌발상황검지, 주행로 이탈예방, 긴급상황 알림 등 총 10개의 서비스를 개발하여 제공하였다.

3성능 시험

ITS 전문 성능평가기관인 한국지능형교통체계협 회는 매 연차별로 스마트하이웨이 연구기관들에 의 해 개발된 핵심기술들에 대한 성능시험을 실시하였 으며, 그 결과를 바탕으로 연구기관들은 시스템 성 능개선을 수행할 수 있었다.

1)WAVE 통신 시스템

WAVE 통신 시스템은 100, 140, 160 km/h 등속으 로 주행하는 차량에서 차량 간(V2V), 차량과 기지 국 간(V2I)의 패킷 교환(10Hz 간격)을 통해 각 성능 지표를 측정한다. 통신영역, PER, Latency 측정은 Ping을 사용하고, Throughput 측정은 iperf 프로그램 을 사용하였다. 통신영역의 경우는 PER의 연구 목 표인 10% 미만을 만족하는 거리를 유효거리로 산 정하였다. [8, 14]

2)SMART-I

SMRAT-I는 돌발상황 자동검지 기술로, 검지 유 형에는 차량정지, 낙하물, 보행자, 역주행이 있으며 평가방법은 한국지능형교통체계협회에서 제정한 ITSK-00062 "터널영상돌발(유고)상황 검지시스템 성능시험 방법에 관한 표준“이 준용되었다.

시험 시나리오는 시스템의 검지영역(1km) 내 임 의의 구간에 유형별 돌발상황을 발생시켜 실제 시 스템이 검지하는 시간, 추적율 및 검지율을 측정하 는 것이며, 추적율, 검지율은 95% 이상, 검지시간은 1분 이내의 연구목표를 모두 달성하였다.

3)도로레이더

도로레이더는 34.5GHz의 주파수를 이용하여 SMART-I와 유사하게 도로의 돌발상황을 자동으로 검지하는 시스템이다. 검지유형에는 정지차량, 낙하 물, 보행자 및 역주행이 있다.

시험결과 800m 이상의 영역에서 낙하물과 보행 자에 대한 검지율이 다소 저하되는 현상을 보였다. 이는 물체의 크기나 전자기특성에 따라 성능이 변 화하기 때문이다. 검지영역별 검지율은 하기 표에 구체적으로 기재하였다.

4)스마트톨링

스마트톨링 시스템의 성능평가는 스마트하이웨 이사업을 통해서 단체표준으로 제정된 “무정차 다 차로 통행료전자지불시스템(ETCS) 성능시험방법에 관한 표준”에 근거하여 수행되었다.

성능지표는 통신정확도, 촬영정확도, 번호판 인 식정확도 및 매칭정확도 등으로 나뉘며 각 항목별 상세 내용은 아래와 같다.

◦ 통신정확도 : 단말기ID, 전자카드 ID, 징수금 액, 차종 등이 모두 정상으로 표시된 경우 정 상통신으로 판단한다.

◦ 촬영정확도 : 시험차량을 촬영한 영상(번호판) 의 해상도(육안식별)에 따라 정상 여부를 판 단한다.

◦ 인식정확도 : 정상촬영건수를 기준으로 번호 판을 정확하게 인식하였을 경우 정상으로 인 정한다.

◦ 매칭정확도 : 시스템을 통과하는 차량에 대한 통신결과, 검지결과, 영상촬영결과가 일치되 는 경우를 정상으로 인정한다.

시험은 실제 이용자들의 주행환경을 고려하여 고속주행(100~160km/h), 차선밀착주행 및 군집주행, 차로변경, 단말기 부착위치 변경, 야간시험, 일부설 비 고장상태에서의 통행료 처리 등 7가지 항목으로 진행되었다.

여주 시험도로에서 2014년 2월에 진행된 성능평 가에서는 단체표준 기준을 모두 상회하는 결과가 확인되었으며, 상세 결과는 하기 표와 같았다. [10]

Ⅴ스마트하이웨이 시범도로

1구축현황

스마트하이웨이 개발기술의 실 공용도로 검증을 위해 경부고속국도 서울요금소에서 수원영업소까지 약 11km 구간에 시범도로를 구축하였다. 2013년 11 월 국토부 승인을 거쳐서 2013년 12월 주요설비 제 작을 시작하고, 2014년 5월 현장과 센터에 이들을 구축하였다. 구체적으로 WAVE 기지국과 단말기, 도로정보 검지 레이더, SMART-I, WAVE 톨링 등 단위기술들이 융·복합되어 구축되었고, 센터에 이들 을 통합관리하는 시스템이 구축되고 운영되었다.

WAVE 기술과 관련하여 본선 기지국은 9개소, 요금소 기지국은 서울, 수원요금소 입출구 각각 1 차로씩 4차로에 이르며, 차량단말기는 100대의 차 량에 각각 설치되었다. 또한 자동 돌발상황 검지용 도로레이더는 4개소, 스마트아이는 2개소 설치되어 센터 또는 WAVE 기지국과 연계되었다. [13]

2주요 서비스

시범도로에서 제공하는 서비스는 크게 안전, 교 통, 요금분야의 8가지 서비스로 나누어진다. 구체적 으로 도로작업 알림 서비스, 장애물검지 및 정보제 공 서비스, 구난차량 접근알림 서비스, 차량이상 알 림 서비스, 차량내 전광판 서비스, 2차 추돌사고 예 방 서비스, WAVE 톨링 서비스 등이 있었다.

3운영결과 분석

2014년 12월까지 시범도로를 운영한 결과, 각 기 술별 성능과 개선사항은 다음과 같다.

1)본선 WAVE 시스템

본선에 설치된 WAVE 기지국과 단말기 간 통신 에 대해서 성능평가를 수행한 결과는 연구목표를 충족하는 것 이상이었다.

경부선, 실 도로에서의 검증평가는 기존 시험도 로와는 달리 실제 배포되어 운영하고 있는 기지국 과 단말기를 가공 없이 이용하였고, 차량의 이동속 도는 인위적으로 제어되지 않고 주변 교통흐름에 맞추어 연구를 수행하였다. 차량은 경차, 세단 및 SUV가 사용되었고 시범도로 서울TG에서 수원IC 구간을 6회 왕복 후 차량 내 단말기에 저장된 로그 를 분석하여 결과를 도출했다.

2)요금소 WAVE Tolling 시스템

2014년 10월 16일부터 11월 15일까지 시범도로 성능시험 결과, 총 통신건수 211건, 통신오류건수 2 건으로 통신 성공률이 99.05%에 이르렀다. 이는 기 존 DSRC가 요금소 차로별로 평균 2개 안테나를 사 용하는 것과 다르게, 1개의 안테나만 설치된 이후로 6개월의 짧은 기간 동안 운영되었음에도 불구하고 99.05%의 통신정확도를 확보했다. [10] 따라서 향후 이중화에 의해 실용화 가능성을 제고할 수 있다.

3)SMART-I

2014년 12월 16일 경부선 오산IC 부근에 설치된 스마트아이 시스템의 성능시험을 실시하였다. 시험 기간은 평일 수준의 교통흐름을 보이는 시험일자에 한정하고, 시험범위는 실도로 여건상 정지차량에 대한 검지율(%)로 한정하였다.

안전을 고려하여 갓길차로만 통제한 상황에서 3 대의 차량이 1분 간격으로 출발 및 정차(30초)를 반 복하여 검지율을 측정하였다.

시험결과 60회 시도 중 58회 정검지로 총 검지율 96.7%를 기록했다. 이는 기존 터널 돌발상황 자동 검지에 대한 한국지능형교통체계협회 성능평가 단 체표준에 근거할 경우, 최상급(95%)의 정확도를 확 보한 것이다. [13]

4)도로정보 검지 레이더

2014년 11월 11일 시범도로에 구축된 도로레이 더에 대한 성능시험을 실시하였다. 도로레이더 4식 에 대해 공용도로 여건상 정지차량에 대한 검지율 정확도만 확인하였다. 차량의 유형에 따른 편차를 확인하기 위해 시험차량은 경차, 세단, SUV, 대형 VAN으로 구성했다. 시험방법은, 위의 유형별 4대 의 차량을 이용하여 1km 검지구간 내의 임의의 지 점에서 1분간 정차 후 출발하는 방식으로 진행하였 으며, 총 시험횟수 121회에 정검지 117회로 검지율 96.7%를 기록하였다. [13] 이 역시 터널 돌발상황검 지에 대한 국가표준인 한국지능형교통체계협회 성 능평가 단체표준에 근거할 경우, 최상급(95%이상) 의 정확도를 확보한 것이다.

Ⅵ연구성과 및 개선사항

1연구성과

스마트하이웨이 시범도로를 구축하고 운영한 결 과 각 연구기술의 실용화 가능성을 입증할 수 있었 고 국내외 기술시연 및 홍보 중 다수 전문가들과 일반인들로부터 다음과 같이 기술의 필요성에 대 하여 공감대를 확보할 수 있었다.

첫째, WAVE는 미국과 유럽 등 선진국에서 선도 적으로 개발한 기술로서 스마트하이웨이 이전에는 해외 제품을 구매하여 연구개발에 사용하거나 혹은 사업에 활용하는 방법 이외에는 대안이 없었다. 그 러나 스마트하이웨이 연구기관들은 이를 국산화하 였다는 데 의의가 있다.

둘째, 스마트아이와 레이더는 1km 이내 다양한 돌발상황을 10초 이내 신속히 검지하고 알려주는 기술로서 향후 V2X 통신과 결합하여 이용자 안전 과 교통정체 해소에 기여할 것으로 기대된다. 특히, 장거리 돌발상황검지가 가능한 도로레이더가 그 가 능성을 인정받아 2014년 미래창조과학부로부터 34.275∼34.875GHz의 주파수대역을 확보하는 성과 를 거두어, 상용화 가능성을 제고함은 물론 국내외 시장 진출의 교두보를 마련하였다.

셋째, 스마트톨링의 상용화 가능성을 입증하였 다. 그 결과 한국도로공사는 2020년까지 전국 요금 소에 스마트톨링을 설치할 계획을 수립하였다. 먼 저 2014년 10월 서부산요금소를 시작으로 2015년 5 개 대형 요금소에 스마트톨링을 구축하여 운영 및 유지보수 노하우를 장기간 습득할 것이다. 또한 일 반국민에게 홍보하여 공감대를 확보할 것이다.

넷째, 금번 개발된 기술들의 다양한 서비스 확장 성을 확인하였다. V2X 통신기술의 경우에는 안전 메시지를 제공하는 소극적인 수준에서 벗어나 차량 제어와 결합하여 적극적인 이용자 안전 및 편의 제 공이 가능할 수 있음을 확인하였다. 또한 스마트아 이와 레이더의 경우에는 돌발상황 검지정보 뿐만 아니라 지점속도 또는 구간속도 등 다양한 교통정 보 수집에도 적용될 수 있다.

2개선사항

스마트하이웨이 연구기관들은 시범도로 운영결 과 분석과 기술시연 시 질의응답에 근거하여 핵심 문제점을 도출하고, 미래 연구방향과 기술 실용화 방안을 개선할 수 있었다. 다음에서는 테스트베드 핵심기술들과 이들이 집약된 테스트베드에 대한 문 제점들을 기술하였다.

1)V2X 통신기술 (WAVE)

차량과 차량, 차량과 도로 간 통신기술인 WAVE 에서는 차량제어 관련 법제화, 전용주파수 분배, 고 정밀위성항법 연계 등의 이슈사항들이 도출되었다.

첫째, WAVE 주파수 5.855∼5.925 GHz를 기 분 배한 북미, 유럽 등과는 달리 국내에서는 해당 주파 수대역이 이동방송중계용도로 할당되어 있어, 본 연구에서는 실험국 등 제한적으로만 주파수 사용이 가능했다.

이러한 주파수 문제를 해결하기 위해 최대 주파 수 수요처인 국토교통부에서 미래창조과학부에 직 접 ITS 주파수에 대한 수요를 제기하였다. 또, 기존 이동방송주파수 회수와 재배치 및 신규 WAVE 주 파수를 검토하기 위한 ‘WAVE 주파수 연구반’이 운 영되었고, 그 결과, 2016년에는 전용 주파수를 확보 할 것으로 기대된다. [15]

둘째, 고정밀 위성항법 기술의 부재로 인해서 단 말기 이용자에게 실시간 맞춤형 서비스를 제공하는 데 어려움이 있었다.

도로를 주행하는 개별차량의 위치 및 주행특성 에 따라 최적화된 정보의 제공이 필요한데 현재의 위치기반 기술로는 한계가 존재한다. 따라서 스마 트하이웨이의 후속으로 추진 중인 ‘스마트 자율협 력주행 도로시스템’ 연구에서는 항우연에서 개발 중인 고정밀 위성항법 기술을 도입하여 그 가능성 을 검토할 예정이다. 고속도로 상의 차선 구분이 1m 이하 정도의 측위오차로 가능하다면 현재의 안 전서비스가 가지는 한계성을 뛰어넘어 개별 차량에 최적화된 맞춤형 서비스 제공이 가능할 것으로 기 대된다.

셋째, 자동 차량제어와 관련하여 법제도 개선이 요구되었다. 인명 보호, 법규 준수, 책임 소재 등의 문제로 인하여 시범도로 이용자들에게 차량제어 및 V2X 통합서비스를 제공하는 데 한계가 있었다.

2)자동돌발상황검지 기술

자동돌발상황검지 기술의 대표사례로서 스마트 아이와 도로레이더가 있으며, 이들은 다음과 같이 몇 가지 문제점들을 가지고 있었다.

첫째, 돌발상황검지 유형별 정확도가 상이하였 다. 레이더의 경우 대상 객체의 재질 및 크기에 따 라 정확도가 상이하게 측정되는 문제점이 있었다.

이는 영상 및 타 기술과의 융합으로 다소 개선이 가능하지만 반대급부로 시스템 단가의 상승을 유발 한다. 따라서, 돌발검지 시스템의 경우 설치하고자 하는 대상지점의 설치목적 및 현장 여건에 따라 시 스템의 사양 및 구성을 다양화할 필요가 있다. 예를 들어 동물 및 사람의 진출입이 어려운 고속국도 구 간에서는 넓은 검지영역을 갖는 기술에 중점을 두 고, 보행자 등의 출현이 빈번한 교량이나 시가지에 서는 검지영역은 좁더라도 작은 물체 및 보행자 검 지가 가능하도록 기술들을 선택·적용해야 한다.

둘째, 돌발상황검지 정확도가 100%보다 낮기 때 문에 센터 운영자의 개입 없이 현장에서 이용자에 게 직접 정보를 제공하는 것이 곤란하다. 다만, 기 존 연구목표이면서 국내 ITS성능평가 중 최상급인 95% 이상 높은 정확도를 달성했기 때문에 센터 운 영자가 기존보다 적은 노력으로 돌발상황을 확인하 고 신속하게 후속조치를 할 수 있었다.

셋째, 도로관리청 등 다수의 수요기관을 대상으 로 한 기술시연 또는 회의에서 시스템의 객관적인 성능평가 기준 확보에 대한 요구가 있었다. 현재로 서는 한국지능형교통체계협회의 단체표준(안) 수준 에서 성능평가가 이루어졌다. 그러나 2015년 하반 기 중 국토교통부에서 자동 돌발상황검지기 성능평 가 관련 용역을 완료하고 이에 근거하여 객관적인 기준이 마련되어 스마트하이웨이 연구기관이 성능 목표를 달성한다면 정확도 논란이 해소될 것이다.

3)스마트톨링

스마트톨링에서는 기존 하이패스 통신기술인 DSRC 외에도 WAVE 및 이동통신 등 다양한 통신 기술을 활용하여 요금서비스기술을 개발하고 몇 가 지 한계들을 확인하였다.

첫째, 이동통신기술의 경우에는 현장에 설치된 단거리전용기지국이 아닌 통신사가 설치한 기지국 을 활용하여 요금서비스 기술을 개발하였다. 그 결 과 영상촬영 정보와 이동통신 정보 간에 정합 정확 도가 2014년 4월 성능시험 기준 94.4%로 매우 낮게 측정되었다. 이 경우, 사후 심사의 비용이 높아지므 로 비용 효율성이 크게 훼손될 것으로 추정된다. 이 에 대한 대책으로서 현장에 단거리 전용 기지국 형 태의 이동통신 기지국이 거론되기도 했으나 통신사 별 상이한 주파수로 인해서 공통된 전용주파수 분 배가 요구되며, 통신사별로 기존 주파수를 사용할 경우에는 소형 기지국과 대형 기지국 간 간섭에 의 한 통신에러 문제가 우려된다.

둘째, WAVE 통신기술의 경우에는 안테나 이슈 가 있었다. 예를 들어 정확도 확보 측면에서, 차량 안전 서비스에 활용되는 안테나는 전방향성(무지향 성)의 안테나가 적합한 데 반해, 요금서비스에 적용 되는 안테나는 단방향성(지향성) 안테나가 적절하 였다. 이는 일차적으로는 차로 간 통신간섭, 이차적 으로는 영상촬영 정보와 이동통신 정보 간 정합문 제 및 통신에러 문제를 야기한다. 따라서 스마트하 이웨이 연구에서는 차량안전서비스와 요금서비스 모두를 제공하기 위하여 지향성 안테나와 전방향성 안테나 모두를 사용하고 이를 통합 제어하는 단말 기를 개발하여 요금서비스에서 가장 중요한 정확도 문제를 해소하였다. 향후 이를 개선하기 위해서는 국내 CDGPS 기술 개발과 관련이 있는 고정밀 위성 항법 연구과제와의 연계 등이 요구된다.

4)테스트베드

테스트베드가 선결해야 할 문제점들은 다음과 같다.

첫째, 소규모성·단기성의 한계를 가지고 있다. 시범도로는 약 11km의 연장, 기지국 13개소, 단말 기 100대 등 소규모로 단지 6개월간 동안 기술검증 과 기술시연이 진행되었다. 반면 해외사례의 경우 테스트베드는 30km 이상이고 차량단말기는 수 천 대 이상의 규모이며, 운영기간은 1년 이상이다.

둘째, 주요 기술들을 다양한 도로환경에서 검증 하지 못했다. 예를 들어, 경부선 시범도로는 다수의 정체와 돌발상황이 존재하므로 교통/안전 측면에서 최적의 테스트베드인 데 반해, 터널, 교량, 복층도 로 등 다양한 도로환경을 포함하지 않으므로 도로 측면에서 부족한 바가 있었다.

셋째, 단말기 보급과 피드백이 어려웠다. 예를 들 어, V2X 통신, 스마트아이, 도로레이더 등 단일기술 에 대한 검증에만 국한되지 않고 이들 기술 상호간 연계서비스를 검증하기 위해서는 지속적으로 단말 기 H/W 및 S/W 개선이 요구되었다. 따라서 이용자 요구·피드백을 고려해 단말기를 배포해야 했다.

넷째, 자동차 회사가 본 연구에 적극적으로 참여 하지 않았다. 이로 인해서 자동차 회사들의 기여가 상당수 필요한 차량제어 서비스보다는 짧은 길이의 메시지를 신속하게 주고받는 차량안전 서비스에 치 중할 수밖에 없었다.

다섯째, 빅데이터 기술을 이용한 실시간 정보 수 집, 저장, 분석, 제공 체계가 요구되었다. 차량단말 과 기지국은 0.1초마다 메시지를 생성시키며, 스마 트아이와 레이더는 대용량 동영상 파일 또는 돌발 상황을 생성시킨다. 이러한 시범도로 기술들로부터 의 방대한 차량정보와 도로정보를 효율적으로 처리 하기 위해서는 빅데이터 시스템 도입 등의 대책이 요구된다.

상기 문제점들은 주로 테스트베드의 소규모와 단기간 운영에 기인한다. 따라서 올해부터 시작되 는 ‘스마트 자율협력주행 도로시스템 개발’ 과제를 통해 2020년까지 영동선으로 테스트베드 구간을 연 장하여 운영할 예정이다. 영동선 신갈JC~호법JC 구 간은 교량/터널 등 현재 경부선에서 확인하기 어려 웠던 도로환경에 대한 추가 시험이 가능하고, 국내 자동차 제조사들의 참여로 더욱 내실 있는 테스트 기회가 될 것이다. [16]

Ⅶ결어

본 연구에서는 스마트하이웨이사업을 통해 진행 한 테스트베드 구축 및 운영 결과와 각 요소기술들 의 성능시험 결과 분석을 수행하였다. 공용도로에 설치되는 ITS 설비들의 특성상 도로의 선형구조, 표지판 등의 구조물 및 교통량에 따라 성능편차가 크게 나타나는 것을 확인했다.

이를 개선하기 위해서는 개별 시스템의 완성도 확보뿐만 아니라 다양한 도로구조 및 교통흐름 변 화에 대응이 가능한 다변화된 설계가 필요할 것이 다. 특히 도로안전 서비스 제공을 위한 통신시스템 의 경우 상시연결성 보장을 위해 음영지역 해소 및 화물차 등 대형차량에 의한 통신단절 문제의 해결 은 필수적이다.

또, 테스트베드 운영과 관련해서는 무엇보다 유 의미한 다수의 데이터 축적과 분석이 요구된다. 단 기간의 성과를 쫒기 보다는 장기적인 안목으로 계 획을 세우고 이를 실행해 나가야 한다. 특히 최소 1 년 이상 실제 차량들이 통행하는 공용도로에서 테 스트베드를 운영함으로써 교통량 및 사계절 변화에 서도 시스템 성능을 지속 확보할 수 있어야 한다.

과거처럼 미래에서도 도로, 자동차, 정보통신 중 특정 분야를 중심으로만 도로-자동차 분야의 중장 기 연구 또는 사업을 개별적으로 추진한다면 국제 사회에서의 경쟁력 확보와 국내시장 주도에 한계를 드러낼 것이다. 따라서 도로, 자동차, 통신 분야 간 긴밀한 협력관계 속에서 공동의 연구를 통해 최소 의 비용으로 최대의 효과를 거둘 수 있도록 기술뿐 만 아니라 법제도 및 정책 분야에서 다양하고 통합 적인 변화가 요구된다.

이를 위해 스마트하이웨이 연구기관들은 ‘테스트 베드 모니터링 및 활용’, ‘스마트 자율협력주행 도 로시스템 개발’, ‘차세대 ITS시범사업’, ‘스마트톨링 2020’, ‘고정밀 위성항법‘ 등에 필요한 핵심기술들 을 검증하고 개선하는 과정을 지속해 나갈 것이다.