스스로 달리는 자동차가 온다
미래 모빌리티 세상을 구축하는 데 핵심이 되는 기술은 ‘자율주행’입니다. 자율주행이란 ‘운전자가 직접 운전하지 않아도 자동차가 스스로 도로를 달리도록 하는 기술’을 의미합니다. 현재 많은 글로벌 자동차 업체들이 자율주행 자동차의 상용화에 속도를 내고 있습니다.
다만, 도로 주행이란 개별 차량의 기술이 뛰어나다고 해서 능사는 아닙니다. 도로에 자동차는 한 대만 다니는 게 아니라 수많은 차들이 한 번에 이동하기 때문입니다. 모든 자동차는 주변 차량과 도로 인프라, 교통 상황의 영향을 받습니다. 만약 도로에 있는 차량들의 운행을 관제하는 시스템이 없다면, 자율주행은 원활하게 이루어지기 어려울 것입니다.
이에 최근에는 ‘군집주행’이 각광받고 있는데요. 과연 어떠한 기술인지 살펴보겠습니다.
무리 지어 달리는 자동차를 제어한다, ‘군집주행’
군집주행이란 여러 대의 자율주행 차량이 무리를 지어 이동하는 기술을 뜻합니다. 군집주행은 운전을 담당하는 선두 차량이 있고, 이를 중심으로 다른 차량들이 플랫폼을 통해 합류하는 구조입니다. 군집에 합류한 추종 차량은 레벨3 수준의 자율주행으로 운행됩니다. 연속되는 차량들은 ‘차량 간격 제어’ 기술을 통해 가까운 간격을 유지하며 주행합니다. 각 차량들은 서로 교통 관련 데이터를 주고받으며 움직일 수 있습니다.
만약 군집주행 기술이 도입되면 도로 교통 상황은 어떻게 달라질까요? 군집주행은 여러 대의 차량이 차량 간 거리를 효율적으로 계산해 이동한다는 장점이 있습니다. 만약 여러 대의 화물차가 군집주행한다면, 개별 운송을 하는 것보다 도로 정체를 완화할 수 있습니다. 또한 여러 화물차가 좁은 간격을 유지하면서 대열 운행하면, 공기 저항이 감소해 차량 연비가 개선됩니다. 이를 통해 물류 비용을 줄이고, 이산화탄소 배출과 미세먼지를 줄이는 효과도 기대할 수 있습니다.
차량 간 통신을 이용하면 도로에서 사고 위험을 미리 감지하고 예방할 수 있다는 것도 장점입니다. 예를 들면 그룹 내 차량들의 움직임과 잠재적인 이상 정보를 차량 간 통신으로 전달하고, 이에 따라 차량을 제어하거나 안전 조치를 취할 수 있습니다. 또한 사람이 직접 차량을 운전할 필요가 없는 만큼 운전자의 피로도를 줄일 수 있고, 졸음 운전을 예방할 수 있습니다.
군집주행 기술, 어디까지 발전했을까?
최근 국토교통부의 화물차 군집주행 시연을 살펴보면, 군집주행 기술의 발전상을 알 수 있습니다. 지난해 11월 27일, 국토교통부는 자율협력주행 기술에 기반한 ‘화물차 군집주행’을 최초로 시연했습니다. 자율협력주행은 자동차가 도로 인프라와 협력해 안전하게 주행할 수 있도록 구현하는 것으로, 군집주행의 기반이 되는 기술입니다.
이번 시연은 서여주IC~여주JCT 8㎞ 구간과 여주시험도로에서 이루어졌습니다. 일반 차량들이 운행 중인 고속도로에서 화물차 3대가 군집대열을 형성한 후, 대열을 유지하며 운행했습니다. 화물차 3대는 교통 관련 데이터를 주고받으며 주행했습니다.
이 때 후행 차량은 차량 간 통신을 이용해 주행 정보를 받았습니다. 운전자가 핸들에서 손을 떼고 페달에 발을 올려놓지 않은 상태에서, 후행 차량이 스스로 선행 차량의 뒤를 따라 속도와 방향을 조절하며 주행했습니다. 차량 운행 중 군집대열에 타 차량이 끼어들었을 때에는 스스로 차량 간격을 벌려 대열을 유지했으며, 운행을 마친 후에는 대열을 해제했습니다.
국토부는 내년에는 화물차를 4대로 늘리고, 속도는 지금보다 시속 10km 늘린 90km/h로 시연할 계획입니다. 또한 차량 제원과 경로 등의 정보를 기반으로 군집주행 참여 희망 차량을 매칭하고, 합류 지점까지 안내하는 모바일 앱을 선보일 예정입니다.
차량과 사물 간 통신을 돕는 ‘V2X’ 모듈이 핵심
군집주행에서 가장 중요한 것은 자동차와 도로가 교통 관련 정보를 끊임없이 송수신해 원활하게 운전하는 것입니다. 이러한 기술 실현에 도움을 주는 시스템이 있는데요, 바로 V2X(Vehicle-to-Everything, 차량·사물 간 통신)입니다.
V2X는 차량과 차량(V2V), 차량과 교통 인프라(V2I), 차량과 보행자(V2P) 간 교통, 도로 상황 정보를 공유하는 시스템인데요. 여기서 통신 기능을 하는 핵심 부품을 ‘V2X 모듈’이라 부릅니다. V2X 모듈은 차량의 주변 환경을 감지해 충돌방지, 잠재위험 경고, 운전자 안전보장, 교통혼잡방지 등의 기능을 수행합니다.
LG이노텍은 이러한 V2X 모듈을 제조하는 선진 기업입니다. 지난 2019년, LG이노텍은 세계 최초로 퀄컴칩을 기반으로 차량용 5G 통신 모듈을 만들었습니다. LG이노텍이 만든 차량용 5G 통신 모듈은 5G 이동통신 기술을 기반으로 차량과 기지국 간 데이터를 송수신하는데요. 이를 바탕으로 실시간 도로 정보 공유, 정밀 위치 측정, V2X, 대용량 데이터 전송 등이 가능합니다. 즉, 자율주행 및 군집주행 기술을 위한 핵심 기능을 수행할 수 있습니다.
군집주행, 스마트시티를 구현하는 모빌리티 솔루션 될 것
군집주행 기술은 자율주행 및 도로교통 분야뿐만 아니라 스마트시티를 구축하는 데에도 밀접한 연관이 있습니다. 군집주행 기술은 차량 이동으로 그치는 것이 아닌 차량에 탑승한 사람들이 이용하는 각종 서비스, 차량이 출발하고 도착하는 장소(도시)의 정보를 송수신합니다. 즉 차량과 교통, 도로와 도시를 연결해 다양한 부가가치를 창출할 수 있습니다. 아울러 다수의 차량이 이동하는 기술이라는 점에서, 여객운송과 화물운송 서비스에 큰 영향을 미칠 것으로 기대됩니다.
국토교통부는 지난 2018년부터 134억 원의 예산을 투입해 군집주행 기술을 개발 중이며, 오는 2023년 즈음에는 고속도로 상용화가 가능할 것으로 내다보고 있습니다. 군집주행이 본격적으로 도입되면 우리 삶은 어떻게 바뀔지 기대해봅니다.
