붐비는 도로 위에서 운전을 하다보면, 불가피하게 차선을 넘어 끼어들기를 하는 상황이 생기기 마련입니다. 운전자 간에 서로 얼굴 붉히는 일이 없도록 운전 에티켓이 필요한 상황일텐데요. 자율주행의 시대가 본격적으로 다가온 요즘, 이런 생각 해보신 적 없으신가요? 자율주행차라면 차선에 갑자기 끼어드는 차를 어떻게 알아챌까요? 그리고 어떻게 차량을 제어할 수 있을까요?
보이지 않는 지역의 상황을 인지하기 위해서는 자율주행 자동차 간에 V2X 통신(차량사물통신: Vehicle to Everything)을 통해 각자가 인지한 상황 정보를 공유해야 합니다. 현재 개발된 자율주행 자동차의 인공지능 판단 알고리즘만으로는, 앞서 주행하는 자동차가 차선을 변경하여 내 차선으로 끼어들지를 판단하는 것은 불가능합니다. 따라서, 자율주행차에는 V2X 통신을 이용하여 자율주행 자동차간의 운전 의도를 서로 교환하는 협력 자율주행 기술이 필요하게 됩니다. V2X 통신에 힘입어 완벽해질 자율주행의 시대, 그 근간이 될 C-ITS(차세대 지능형 교통체계)부터 함께 살펴볼까요?
* V2X: 차량사물통신(Vehicle to Everything)의 약자로 차량이 유무선망을 통해 다른 차량, 모바일 기기, 도로 등 사물과 정보를 교환하는 기술
V2X 통신 기술을 이용한 C-ITS 안전 서비스
IEEE 802.11p와 3GPP C-V2X로 대표되는 V2X (차량사물통신: Vehicle to Everything) 통신 기술의 발전에 힘입어 교통사고를 예방하기 위한 다양한 안전서비스들이 개발되고 있습니다. 그 중에서 기본 안전 메시지 (BSM 메시지)를 수신하여 주변의 자동차들의 위치와 및 이동 방향을 파악하고, 교차로의 사각 지역에서 충돌을 경고하거나, 차선 변경 및 추월 시에 발생할 수 있는 충돌을 경고하는 서비스가 가장 대표적입니다.
이 원리는 앞서 말한 도로 위 끼어들기의 상황에도 적용됩니다. V2X 통신을 활용하면 자동차가 서로의 위치와 속도 등 주행 의도를 실시간으로 주고받을 수 있습니다. 이를 통해 끼어드는 차를 미리 예방 및 감지할 수 있고, 안전한 도로 주행이 이뤄지는 것이죠.
* IEEE 802.11p : 기존 와이파이 표준을 발전시킨, 자동차 통신기술에 적합한 통신 표준안
* 3GPP C-V2X : 기존 LTE 통신을 발전시킨, 자동차 통신기술에 적합한 통신 표준안
또한, 도로변 고정 V2X 통신기(RSU)를 교차로 신호등과 연결하고, 신호등의 현재 신호와 신호가 변경될 시간을 메시지에 담아서 교차로에 접근하는 자동차에 전송하게 되면, 각 자동차는 현재 속도 그대로 교차로를 통과할 수 있는지, 아니면 곧 신호가 바뀔 것이므로 미리 속도를 줄여야 할지를 판단할 수 있게 됩니다. 이렇게 하면, 교차로에서 신호 위반을 줄이고 급정거 급출발을 줄여 경제적인 운전에 많은 도움이 되겠죠?
C-ITS 서비스 현황과 전망
전 세계적으로 5.9GHz 주파수 대역의 70MHz를 C-ITS 서비스용 주파수로 분배하고, 대규모 실증 테스트를 진행하고 있습니다. C-ITS (차세대 지능형 교통체계: Cooperative Intelligent Transportation System)를 위한 V2X 통신 기술로 기존 와이파이 표준을 발전시킨 기술인 ‘IEEE 802.11p’와 기존 LTE 통신을 발전시킨 ‘3GPP C-V2X’ 기술이 경쟁하고 있으며, 향후 두 기술이 융합된 하이브리드 V2X 또는 두 기술을 모두 지원하는 이중 모드 V2X로 진화할 것으로 예측됩니다.
우리나라는 2018년부터 서울시, 제주도 및 수도권 고속도로 구간에서 C-ITS 실증 사업이 추진되고 있습니다. 앞으로 울산, 광주 등 지자체 중심의 C-ITS는 이동통신 3사가 주축이 되어 지속적으로 확충할 것이며, 도로공사는 2022년까지는 전국 고속도로에 도로변 고정 V2X 통신기(RSU)를 구축하는 것을 목표로 하고 있습니다.
* C-ITS : 자동차, 신호등, 보행자 등 도로 위 모든 개체 간 무선통신을 통해, 정보를 서로 공유하고 교통사고를 예방하는 차세대 지능형 교통 시스템
* RSU : Road Side Unit, 도로 주변에 설치되어 차량과 소통하는 노변장치들의 총칭
자동차 제조사도 V2X 통신 상용화를 서두르고 있는데요. 2019년부터 폭스바겐과 토요타가 IEEE 802.11p를 신 모델부터 탑재하기로 하였으며, 2022년부터 포드는 3GPP C-V2X를 탑재하기로 하였습니다. 아마 2022년 정도면 하이패스처럼 많은 분들이 C-ITS(차세대 지능형 교통체계) 서비스를 사용하고 있지 않을까요?
V2X 통신 기술이 가져올 미래 스마트 모빌리티 서비스
우리는 LTE, 5G라는 이동통신 기술과 소셜 네트워킹 플랫폼에 의한 사람들 간의 연결성(connectivity)이 가져온 전혀 예측하지 못했던 다양한 변화를 경험하고 있습니다. V2X 통신이 제공하는 자동차와 자동차, 자동차와 보행자 간의 연결성은 세상에 어떠한 변화를 가져올까요?
V2X 통신을 통해 전철, 기차, 버스, 택시, 공유 자전거 등 교통수단들이 실시간으로 연결되고, 각 개인의 이동에 최적화되도록 교통수단들이 연계되어 운영된다면, 최소 시간으로 편리하게 출발지에서 목적지까지의 이동할 수 있도록 해주는 개인 맞춤형 대중교통 서비스가 가능할 것입니다. 이를 MaaS(Mobility as a Service)라고 하는데요, 현재 대중교통이 가지는 불편함과 시간 낭비 문제를 해결할 수 있으므로, 자동차를 소유하는 것보다 이동수단을 공유하는 시대로 발전을 촉진할 것입니다.
C-ITS에서 협력자율주행으로
전 세계적으로 자율주행 자동차 개발 경쟁이 뜨겁습니다. 자동차 제조사들은 자율주행 3단계의 자동차를 2020년부터 판매한다고 합니다. 사실 자율주행 3단계까지는 자율주행이 운전자를 보조할 뿐이죠. 운전자를 완전히 대신하는 자율주행 4단계와 5단계에서는, 자동차에 탑재된 자체 자율주행 기술만으로는 안전한 운행을 보장할 수 없다는 의견이 중론을 이루고 있습니다. 이는 운전자의 눈을 대신하는 자율주행 자동차의 카메라, 라이다 등의 센서들이 빛을 이용하고 있어, 인지할 수 있는 범위가 가시영역으로 제한되기 때문입니다.
5세대(5G)와 자율주행이 가져올 미래 모빌리티
자율주행에서도 V2X 통신의 중요성이 더욱 부각되고 있습니다. 협력자율주행에서는 C-ITS보다 훨씬 더 많은 양의 데이터를 더 낮은 지연시간으로 전송해야 하기 때문에, C-ITS를 위해 개발된 V2X 기술은 자율주행에 사용될 수 없습니다. 따라서, 3GPP에서는 자율주행을 위해 새로운 무선 인터페이스 5G NR(New Radio) 기반의 V2X 통신 기술을 올해 12월까지 표준화한다고 합니다.
5G와 자율주행이 가져올 미래 모빌리티 시대가 다가오고 있습니다. 이 시대를 주도하기 위해 자동차 제조사, IT 업체, 이동통신사, 차량 공유 업체 등이 무한 경쟁하면서 협력하고 있습니다. 10월 10일 LG유플러스가 마곡 사이언스파크에서 자율주행 PoC를 통해 LG그룹 주요 계열사의 모빌리티 기술을 망라해서 제작한 자율주행차를 통해 5G V2X 등 차세대 자율주행 기술을 선보인 바 있습니다. 미래 모빌리티 시대에서의 LG유플러스의 큰 활약을 기대해 봅니다.
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