R&D최종보고서
| 과제고유번호 | 201717CTAP-C114617-02 | |||||
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| 연구사업명 | 국토교통기술촉진연구사업 | |||||
| 연구과제명 | 차량 충돌 2차 사고 방지 시스템의 안전하고 빠른 검증을 위한 실험 플랫폼 개발 | |||||
| 총 연구기간 | 2016-06-24 ~ 2018-06-23 | |||||
| 연구책임자 | 안창선 | |||||
| 당해년도 참여 연구원수 |
4명 | 총 연구기간 참여 연구원수 |
8명 | |||
| 당해년도 연구비 |
정부 : 50,000,000 원 기업 : 0 원 계 : 50,000,000 원 |
총연구비 | 정부 : 100,000,000 원 기업 : 0 원 계 : 100,000,000 원 |
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| 연구기관명 | 부산대학교 산학협력단 | |||||
| 등록 발간번호 | 11-1613000-002279-01 | |||||
| ISBN | 978-89-7316-598-8 | |||||
| 주요 내용 |
○ 현재의 자동차 능동 안전 시스템은 운전자 부주의에 의한 1차 사고만 예방 자동차 능동 안전 시스템은 운전자의 부주의에 의한 사고 예방을 위하여 다양한 첨단 기능의 형태로 양산차량에 장착되고 있다. 이러한 기술들은 해당 차량이 다른 차량을 충돌하는 것을 방지하는 기능에 집중되어 있으며, 주로 직진 주행 상황에서 작동하도록 개발되었다. 이는 운전자의 실수나 차량의 미끄러짐과 같이 가해 차량으로서의 사고 유발을 예방하는 기술이다. ○ 인명사고 가능성이 높은 사고 유형인 충돌 2차 사고에 대한 대처 기술은 미미 현재 개발된 능동형 안전 시스템은 1차 사고를 예방하는 기술로서 외부의 요인에 의한 사고에 대한 대처 기술이 아니다. 충돌 2차 사고는 인명사고 가능성이 매우 높은 사고 유형이지만 이에 대한 대처 기술은 속도를 줄이거나, Airbag이나 안전벨트 등을 미리 작동시키는 등 극히 제한적이고 수동적이다. 이에 따라서 국내외적으로 충돌 2차 사고를 줄이는 관련 연구가 활발히 진행 중에 있다. ○ 충돌 2차 사고 구현의 제한으로 인하여 알고리즘의 신뢰성 있는 실험적 검증 어려움 국내외에서 가벼운 1차 충돌 사고 후 차량의 자세를 유지하는 연구를 하거나 차선 이탈을 방지하는 알고리즘에 관련된 연구가 수행되고 그에 대한 검증으로 컴퓨터 시뮬레이션이나 HILS 실험 검증을 진행하였다. 하지만 실험적으로 검증한 사례는 없었다. 이는 충돌 2차 사고를 구현하는 것은 실제로 구현하기 힘들다. ○ 충돌 2차 사고 방지 시스템을 실험적으로 검증할 수 있는 효율적이고 안전한 실험 플랫폼 개발 본 연구에서는 다수의 차량이 개입되고 차량의 비선형성이 큰 사고 상황에서 충돌 2차 사고 방지 시스템을 실험적으로 검증할 수 있는 효율적이고 안전한 실험 플랫폼을 개발하려 한다. 이를 통해 실차 실험 전에 여러 가지 사고 시나리오에서 개발 시스템과 알고리즘을 실험하고 검증하여 시스템의 성능과 안전성을 확보할 수 있도록 한다. 본 연구팀이 제안하는 실험 플랫폼은 축소 차량과 축소 도로면을 이용한 실험시설이다. 무선 제어가 가능한 축소 차량을 이용함으로써 운전자 없는 실험이 가능하다. 차량 질량이 줄어들어 이에 비례하여 충격량이 감소해 매우 안전하게 실험을 수행할 수 있다. 또한 다수의 차량을 프로그램에 의해 기동시킬 수 있어 다수 차량이 개입된 상황을 쉽고 안전하게 구현할 수 있으며, 또한 반복 재현성이 높다. 다만 축소된 차량으로 실험하는 경우 실차 결과와의 유효성 유지 여부 및 길이와 무게의 변화에 따른 일관성, 타이어와 노면간의 마찰특성 변화에 따른 결과차이의 해석을 위한 연구가 필요하다. [최종목표] 본 연구의 최종 목표는 복합사고 발생형태를 사고 자료로부터 분석하여, 충돌 2차 사고를 예방하는 시스템을 안전하고 효율적으로 검증할 수 있는 실험 플랫폼 연구 및 개발하는 것이다. 세부 목표는 1) 충돌 2차 사고 발생 시나리오 도출 (국내 및 해외 교통사고 자료로부터 2차 충돌 사례분석 및 주요 시나리오 10개 이상 도출) 2) 충돌 2차 사고 검증 실험 플랫폼 개발 (사고 발생 시나리오를 실 도로가 아닌 환경에서 실험적으로 검증할 수 있는 플랫폼 죽 축소 차량 3대 및 축소 도로환경을 개발/제작하고 실험적으로 검증) 이다. [연구내용 및 범위] 1. 충돌 2차 사고 검색 및 자료 확보 - 대표성을 갖는 사고 유형 도출을 위한 기본 자료 확보 - NASS-CDS 데이터베이스 검색하여 충돌 2차 사고 검색 및 자료 확보 - 국내의 TAAS 교통사고 분석 시스템 검색하여 충돌 2차 사고 검색 및 자료 확보 - 많은 사례를 수집하여 본 연구가 필요한 형태의 정보만을 담은 데이터베이스를 확보 2. 2차 사고 분석 및 통계 - 인명 사고별, 사고 유형별, 원인별 등 분류 및 통계 - 사상율이 높고 빈도가 높은 사고에 대하여 분류 및 분석 3. 대표 사고 유형 도출 - 여러 가지 충돌 2차 사고를 대표할 수 있는 시나리오를 추출 - 인명 사상율 순으로 사고 유형 분류 및 유형별 패턴 결정 - 시나리오별로 구현되는 절차도 확보 4. 실험 플랫폼 검증을 위한 충돌 2차 사고 발생 시나리오 개발 - 개발된 실험 플랫폼의 유효성을 검증하기 위한 시나리오를 선정과 시험 절차 확보 - 시뮬레이션 및 실험적 구현이 가능하도록 수치적으로 데이터를 생성하여 도출 5. 축소 차량 제작 - 축소차량의 기구부 (차체, 서스펜션, 조향) 설계 및 제작 - 동력시스템(모터 및 배터리) 구성 설계 및 부품 선정 - 제어보드 제작 및 제어프로그램 제작 - 원격으로 제어 가능한 구조로 설계 6. 측정 환경 구성 - 메인 제어기와 통신 및 계측 시스템 구성 - 계측 시스템 프로그래밍 - 측정과 알고리즘 수행 및 차량 제어를 위하여 메인 제어기와 무선으로 통신하는 환경을 구축 - 차량간 상대 위치 및 상대 속도 등을 제공할 수 있는 카메라 기반 시스템 (고프로 카메라 이용) 구축 7. 차원 해석을 통한 축소 모델 검증 방법 개발 - 축소모델을 이용한 실험은 충격량 감소, 속도 감소, 필요 공간 축소, 반복 재현성 보장 등 많은 효과 - 크기, 중량, 축소에 따른 유효성 보장 방법 연구 (차원 해석을 통한 유사성 원리 적용) - 저속실험을 통한 고속에서의 사고 모사 방법 개발 (타이어와 마찰계수의 변화를 통하여 해결) - 시간 비율 조정을 통한 실험 자유도 증가 8. 축소 도로 환경 개발 - 실험 공간 및 차량 속도를 조절할 수 있는 변수는 노면 종류임 - 노면의 형태 및 마찰계수에 따른 재질 선정 및 제작 (ICE, Wet Jennite, Wet Epoxy, 테프론 등) 9. 실험적 검증 - 컴퓨터 시뮬레이션 해석과 개발된 플랫폼의 실험 데이터, 그리고 확보된 실차 데이터 사이의 일관성을 통하여 검증 - 2차 사고가 포함된 사고 영상으로부터 데이터를 추출하고 이 데이터와 개발된 플랫폼과의 데이터를 비교하여 평가 |
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| 색인어 | 한글 | 2차 사고 | 실험 플랫폼 | 차원 해석 | 축소 차량 | 차량 안전 |
| 영문 | second accident | experiment platform | dimensional analysis | scaled vehicle | vehicle safety | |
| 최종보고서 | 내지-국토부 최종보고서.pdf | |||||